王二敏，馬前帥，范勝文

(天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)工程實(shí)訓(xùn)中心，天津 300222)

0 引言

在現(xiàn)代的全球化經(jīng)濟(jì)中，具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)才能的新型人才是推動(dòng)整個(gè)世界的經(jīng)濟(jì)政治文化不斷進(jìn)步的動(dòng)力。高等職業(yè)院校是培養(yǎng)技能型人才的搖籃，氣動(dòng)技術(shù)課程作為高職院校機(jī)電專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課[1-3]，其目的是為社會(huì)培養(yǎng)出具有氣動(dòng)技能、創(chuàng)新意識(shí)的新人才。

隨著氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，氣動(dòng)技術(shù)在社會(huì)中的方方面面都得到了廣泛應(yīng)用，如太陽(yáng)能制造業(yè)、生物醫(yī)藥技術(shù)、生命科學(xué)等[4]。此外，楊清華通過調(diào)研得出[5]，社會(huì)企業(yè)對(duì)液壓氣動(dòng)系統(tǒng)安裝與調(diào)試的技術(shù)人員需求量達(dá)到60%，且本崗位接受高職畢業(yè)生的比例約占50%，然而，僅有11%的高職畢業(yè)生認(rèn)為課程學(xué)習(xí)與企業(yè)本崗位的匹配程度高。這就對(duì)氣動(dòng)技術(shù)教學(xué)提出新的要求，即：設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容要符合企業(yè)的發(fā)展和要求。布魯納指出，教學(xué)裝置是有效完成教學(xué)過程的重要載體，但傳統(tǒng)的氣動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置具有造價(jià)高，且缺乏生產(chǎn)生活的真實(shí)教學(xué)案例。所以，本文研發(fā)的氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置，采用箱體式結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本和節(jié)省了實(shí)驗(yàn)室的使用面積；采用人機(jī)交互界面可實(shí)現(xiàn)示教功能，增加教學(xué)內(nèi)容的直觀性，可輕松實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與工程案例的對(duì)接，為學(xué)生就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 整體設(shè)計(jì)

1.1 宏觀設(shè)計(jì)

突出問題導(dǎo)向，得出氣動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體設(shè)計(jì)方案，如圖1所示。

歐陽(yáng)國(guó)慶提出，我國(guó)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念是要充分調(diào)動(dòng)主體間的“自發(fā)力量”，發(fā)揮好政府和教師“自覺力量”的指導(dǎo)，堅(jiān)持“知行合一”的實(shí)踐教育思想，以人為本，實(shí)現(xiàn)人的社會(huì)化和全面發(fā)展[6]。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念下，氣動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置的整體設(shè)計(jì)突出學(xué)科間的交叉應(yīng)用，旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。在教學(xué)中，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念融入教學(xué)的全過程，通過采用CDIO項(xiàng)目教學(xué)法強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的氣動(dòng)技術(shù)技能和創(chuàng)新思維能力，使學(xué)生適應(yīng)社會(huì)的需求和發(fā)展。

圖1 氣動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體設(shè)計(jì)方案

1.2 微觀設(shè)計(jì)

高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的重要支撐[15]，教學(xué)裝置是有效完成教學(xué)過程的重要載體。根據(jù)問題導(dǎo)向的原則，運(yùn)用科學(xué)的創(chuàng)新方法，進(jìn)行氣動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置的研發(fā)。如圖2所示，將和田創(chuàng)新十二法作為氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置研發(fā)的指導(dǎo)思想，從12個(gè)方面進(jìn)行思考，最終得出教學(xué)裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖3所示為氣動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

該裝置可實(shí)現(xiàn)的功能有：(1)氣動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置提供了氣動(dòng)元件基礎(chǔ)認(rèn)知、典型氣動(dòng)回路練習(xí)和工程應(yīng)用案例三大部分；(2)氣動(dòng)元件基礎(chǔ)認(rèn)知中，給出了每個(gè)元件的實(shí)物圖和圖形符號(hào)；(3)典型氣動(dòng)回路練習(xí)中，由簡(jiǎn)單的任務(wù)導(dǎo)入，直觀地給出對(duì)應(yīng)任務(wù)的原理圖和實(shí)物接線圖，學(xué)習(xí)者可直觀的認(rèn)知?dú)鈩?dòng)回路和檢驗(yàn)自己所搭建的回路，所以，該裝置對(duì)初學(xué)者和自學(xué)者同樣適用；(4)結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)了工程教學(xué)案例——飲料裝箱生產(chǎn)線，學(xué)習(xí)者根據(jù)控制要求完成氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和搭建，通過人機(jī)交互界面，學(xué)習(xí)者可直觀而簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)到氣動(dòng)知識(shí)與企業(yè)實(shí)際工程的銜接，為學(xué)生就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以，該裝置同樣適用于企業(yè)對(duì)員工的上崗培訓(xùn)。

圖2 在和田創(chuàng)新十二法指導(dǎo)下進(jìn)行裝置的設(shè)計(jì)與研發(fā)

圖3 氣動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置結(jié)構(gòu)圖

2 裝置在教學(xué)中的應(yīng)用研究

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是一種新的教育理念，將這種理念貫穿于教學(xué)的全過程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力、人際交往能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。采用CDIO項(xiàng)目教學(xué)法強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生適應(yīng)社會(huì)的需求和發(fā)展。課程的具體實(shí)施過程，見表1所示。

表1 課程教學(xué)實(shí)施過程設(shè)計(jì)

4 結(jié)語(yǔ)

氣動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)資源的改進(jìn)與優(yōu)化，借助人機(jī)交互界面，讓教學(xué)具有可操作性；嵌入工程教學(xué)案例，讓教學(xué)具有實(shí)用性；小型化箱體設(shè)計(jì)，便于實(shí)驗(yàn)室管理。從教學(xué)觀和人才觀著眼，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念融入教學(xué)的全過程，注重學(xué)科交叉，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高了學(xué)生的綜合能力，為推動(dòng)職業(yè)院校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入專業(yè)實(shí)踐課程的改革和發(fā)展提供借鑒和指導(dǎo)。

該裝置是氣動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、可編程控制技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)與軟件工程技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域的結(jié)合，開發(fā)與應(yīng)用此裝置可以幫助科研人員、教師、學(xué)習(xí)者培養(yǎng)實(shí)際工程應(yīng)用能力。