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二、實施名師引領,改革教師考核機制,組建專兼結合教學團隊
機電一體化技術專業實施專業雙帶頭人制度,選聘了專業水平高、業務能力強的校內專業教師作為校內專業帶頭人,同時聘請三環氣門驅動(湖北)有限公司技術總監羅學照高級工程師作為校外專業帶頭人,充分發揮專業雙帶頭人在專業建設、技術服務等方面的作用。與此同時,還聘請夏明揚高級工程師為機電一體化技術專業湖北“楚天技能名師”,并建立了名師工作室。夏明揚高工重點指導產學研合作,指導人才培養方案的制定、實訓基地建設、課程建設等工作,充分發揮了楚天技能名師的專業引領作用和在專業建設中校企合作、工學結合的橋梁紐帶作用。學校將“雙師”素質教師的培養作為專業師資隊伍建設的重點,在教師培養和考核方面進行了全面的改革。根據《黃岡職業技術學院雙師素質教師認定與管理辦法》、《黃岡職業技術學院師資隊伍建設“六個一”工程實施意見》、《黃岡職業技術學院教師社會實踐鍛煉及服務行業企業管理辦法》,實施了雙師素質教師培養“六個一”工程,即要求每一位專業教師密切聯系一個企業、結交一個兼職教師朋友、深入一個專業建設、開發一門專業課程、每年做好一項研究、建好一個個人網站,達到在學生中有權威、教改中有作為、企業中有威信、行業中有影響、服務中有貢獻的“六有”要求。同時,專業教師必須通過教師教育教學能力達標、專業實踐能力達標、企業工作經歷達標的“三證聯認”的測評才稱為合格教師。機電一體化技術專業30名專業教師中,“雙師”素質教師達到93.3%,教師合格率100%。按照開放性和職業性要求,通過校企合作多渠道聘請行業、企業專家作為兼職教師。要求兼職教師和專任教師共同參與專業人才培養方案的制訂,共同開發工學結合課程和工學結合教材,共同建設實訓實習基地,共同進行實訓教學和學生頂崗實習的管理等工作。機電一體化技術專業目前建有30余名的兼職教師資源庫,常年聘用20余名企業專家作為兼職教師。
三、強化實踐育人,打造多元主體的實踐教學基地
引東貝集團歐寶機電有限公司入校門,在校內建立“歐寶實訓室”,引進現代企業“8S”管理模式,融入企業現代文化,將東貝集團歐寶機電有限公司壓縮機億元生產線瘦身建成校內“歐寶實訓室”,供學生實訓實習。引深圳博寶科技有限公司入校門,成立“深圳博寶科技(黃岡)沖壓制造事業部”,以“校中廠”的模式,實施企業化運作,獨立核算,共同建設校內生產性現代制造技術實訓基地,為學生提供生產性實訓場所,使專業生產性實訓達50%以上。與東貝集團歐寶機電有限公司合作,將學校搬到企業,成立了“廠中?!薄S岡職業技術學院歐寶學院。公司生產副總擔任院長,學校專業團隊負責人擔任副院長,成立了教務科、學生科、技術科和培訓科,分別由雙方骨干人員任職。與湖北彤鑫發動機有限公司合作,在企業建立“黃岡職業技術學院數控加工實習工廠”,專業每位學生在工廠進行為期兩周的編程與加工的生產教學,學生與工人同生活、同刷卡考核、同生產勞動。與武漢TCL空調器有限公司合作在公司設立專門培訓部,公司人事經理任培訓部主任,學校派專人管理,學校派教師、企業派技術員,共同組成教師隊伍為學生在廠期間上課。這些“廠中?!薄嵙暪S、培訓部的建立,既滿足了教學需求,又節省了教學投入;既提供了真實的學習環境,又讓學生帶薪實習;既培育了學生的職業素質,又培養了學生的職業技能。達到了提高學效果、為企業創造經濟效益雙贏的目的。
1)項目的確立和設計項目教學法的開展,依賴于學生現有的專業理論掌握情況,是在學生掌握一定專業理論前提下的教學活動。項目教學法成敗的關鍵是設計一項合適的工作任務,即提出目標。項目目標不僅指向某種專業知識內容的掌握和應用,而且指向專業知識的綜合探究過程,指向學生的探究意識,學生可以通過各種不同的探究途徑,有不同的選擇,項目的確定要從現實條件和可行性兩方面加以選擇,項目設定難度和可操作性,要直接與學生現有知識層次關聯。項目不能設得太大,太大使學生難以完成,提不起興趣,項目的難易應循序漸進,教師的條件和學??商峁┑挠布h境也是項目設定中必須考慮的因素。因此,在此環節應充分考慮以下幾個方面:(a)項目活動能否調用學生已有的知識?(b)項目活動如何幫助學生完成新知識的自主學習?(c)此項目能否讓學生感興趣?(d)如何讓學生之間加強溝通與合作學習?(e)如何讓學生把所學的知識與現實聯系起來?(f)項目完成后是否有助于增強學生的自信心?在學習“第5章電梯信號控制系統”的第3節“電梯的PLC控制”時,我們設計了這樣的任務:要求學生自己選用某一種類型的PLC,完成4層載客電梯的控制,主要任務包括:設計電氣控制原理圖;進行PLC選型及I/O分配;PLC控制程序的編寫;系統安裝、調試;繪制設計圖樣等,最終實現電梯開、關門控制電梯轎廂快、慢速升降點動控制;電梯樓層連續顯示;電梯內選、外呼信號操作指示的記憶與解除控制等具體功能。眾所周知,目前電梯控制系統主要有三種方式:繼電路控制系統、PLC控制系統、微機控制系統。繼電器控制系統由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點,目前已逐漸被淘汰。微機控制系統雖在智能控制方面有較強的功能,但也存在抗擾性差,系統設計復雜。而PLC控制系統由于運行可靠性高,使用維修方便,抗干擾性強,設計和調試周期較短等優點,倍受人們重視,已成為目前在電梯控制系統中使用最多的控制方式,也廣泛用于傳統繼電器控制系統的技術改造。PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言,編程方法的多樣性使編程簡單、應用面廣,操作靈活方便,監視和控制變量十分容易?,F在PLC的功能越來越強大,品牌很多,特點各異,世界上著名的品牌有西門子、三菱、歐姆龍、施耐德等,這四大品牌各有所長,三菱FX2N系列執行速度快、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊;歐姆龍PLC功能完善,結構靈活不受環境的限制,傳輸質量高、速度快、帶寬穩定,成本低,適用面廣;西門子PLC在我國廣泛應用于冶金、化工、印刷生產線等領域,其中型機可對設備進行直接控制,具有較強的控制功能和較強的運算能力;法國施耐德PLC主要有Quantum、Compact、Mo-mentum等系列,其編程軟件是施耐德電氣自動化的核心產品,處理器的靈活性可以實現更高的性能。采用項目教學法,讓學生了解、熟悉PLC在電梯控制中的具體應用,這是在《機電一體化技術》課程中的一次全新嘗試,同學們既有濃厚的興趣,躍躍欲試,又感不知所措。
2)分組制訂計劃及自主學習項目確定后,接下來便是分組實施,以小組為單位,既體現合作性,又體現獨立性,分組時要注意學生的搭配。將基礎好、能力強的學生與基礎相對較差的學生組合在一起,這樣能保證任務及時地完成,利于優生對基礎較差的學生進行幫助。全班30人,被分成4個組,每個組選出1名組長負責本組的實施,各組爭先恐后地開始查資料、自學,甚至向其他老師咨詢,不亦樂乎。
3)實施計劃第1組選用日本三菱FX2N系列PLC,第2組選用日本歐姆龍CPM1A-V1系列,第3組選用德國西門子S7-200系列,第4組選用法國施耐德Momentum系列。明確任務后,各小組在組長的領導下,有條不紊地校電工電子實訓中心進行,先從電梯的控制原理入手,查資料、討論、試驗、再討論、再試驗。具體實施步驟如下:①元件選擇。在明確項目任務的情況下,根據控制要求,確定PLC的輸入輸出點數,畫出I/O分配圖。②程序設計。在程序設計思路上,采用順序控制設計法,即根據系統的工作過程繪出順序功能圖,再根據順序功能圖設計出梯形圖的方法。這是整個項目的難點,同時也是培養學生獨立思考、分析問題、解決問題、進行創造性思維的過程。③運行調試。在程序調試過程中,學生遇到了許多問題,在我們的啟發下,讓學生自己去分析發現錯誤原因,使他們在解決問題的過程中學習分析問題的方法和技巧,最終4個小組都完成了規定任務。
4)檢查、評估項目教學中,學習過程是人人主動參與的創造性實踐活動,注重的不是最終的結果,而是完成項目的過程。在這個過程中,學生理解和把握課程要求的知識和技能,體驗創新的艱辛與樂趣,培養分析問題和解決問題的能力及溝通合作等關鍵能力。它改變了傳統教學老師介紹知識聲嘶力竭,學生覺得枯燥無味,效率低下,死記硬背,難以將知識運用于實際的弊端。經過1周的團隊合作,4個組都完成了任務,都感到很欣慰。接下來讓學生進行自我評估,并講解、展示各自的成果。最后我們對各組進行點評,首先充分肯定了同學們的成績,點贊各組在實施過程中的靚點,指出這四種PLC各有自己的優勢,并將主要優勢列于表1中??傊?,經過這樣一次嘗試,讓學生獲得了一定知識,而且激發了他們繼續探索的興趣,好象打開了一扇窗口。不僅各組完成了規定的任務,在老師的啟發下,學生自己又將這幾種PLC進行了比較。比如:三菱PLC與西門子PLC的編程理念不同,三菱PLC編程直觀易懂,學習起來會比較輕松,而西門子PLC指令比較抽象,學習難度較大,但指令較少,而三菱的指令較多,所以學習三菱和學習西門子的周期是一樣的;三菱的優勢還在于離散控制和運動控制,三菱的指令豐富,有專用的定位指令,控制伺服和步進容易實現,要實現某些復雜的動作控制也是三菱的強項,而西門子在這塊就較弱,沒有專用的指令,做伺服或步進定位控制也可以實現,但程序復雜,控制精度不高;過程控制與通信控制是西門子的強項,西門子的模擬量模塊價格便宜,程序簡單,而三菱的模擬量模塊價格昂貴,程序復雜,西門子做通信也容易,程序簡單,三菱在這塊功能較弱;假如某設備只要求控制動作,如機械手,可選擇三菱的PLC,某設備有伺服或步進要進行定位控制,也可選三菱的PLC;像中央空調,污水處理,溫度控制等這類有很多模擬量要處理的就要選西門子的PLC比較合適;若某設備在現場有很多儀表的數據要用通信進行采集,則選西門子的就比較明智,……。雖然所學的書本知識這一節已經結束了,但同學們的興趣和討論卻遠遠沒有停止。
現代社會是一個高速發展的社會,機械、電子等新技術也一直處在日新月異的發展狀態中。而機電一體化專業技術的學習的目的就是應用在日常的生活生產中,新技術不斷出現,但未能及時加入到機電一體化專業課程的教學內容中,這就使學生在機電一體化專業課程上學習的內容與企業應用的機電一體化專業技術有著較大的出入。而真正具備機電方面專業知識技能的人才,卻極少會參與到專業課程內容的編寫中。多方面的原因就導致了機電一體化的專業課程內容不能及時得到更新,技術知識落后,不適用于當前的社會。
1.2部分教學內容與生產實際脫離
一方面,在機電一體化的專業課程的教學過程中,選用的大部分都是高學歷低經驗的專職教育教學工作者,這部分機電一體化的專業課程教師自身就沒有實踐另一方面,雖選用的有具備實踐經驗的來自企業的專業課程教師,但學校中又沒有與之所具備的實用機能相對接的課程,能讓教師對實用性技能進行講解,最終課堂教學內容還是以理論知識作為重點。理論與實際脫離,學生的學習動力受挫的同時也不能為社會培養出高水準的應用型人才。
1.3傳統的教學結構已經不能適應
社會的發展機電一體化的專業技術在不斷的革新中,而傳統的學科結構大都不是圍繞學生的就業方向和社會需求來設置的,這就導致了學生在學習了主要以知識結構來設置的機電一體化專業課程后,只掌握了一些理論知識,卻不具備獨自實際操作的能力。傳統的機電一體化課程還存在著新技術沒被納入到教學結構中,而已有的教學結構中出現諸多的知識內容重復的問題。從上述描述的我國機電一體化的專業課程中存在的一些問題,可以看出,當下,必須將培養專業人才的目標放在首位,突破傳統教學模式和教學內容的束縛,果斷摒棄那些華而不實的理論知識,對機電一體化的專業課程進行改革,以期為社會培養出一批有用的技術實用型人才。
2機電一體化專業課程的教學改革
2.1從教學內容上對課程進行改革
針對機電一體化的專業課程存在的問題,首先是對教學內容的改革完善。專業課程自然要以專業知識技能的獲取為中心,緊抓機電專業所具備的特點,以理論知識夠用為標準,少講多練,將知識和技能的學力融入到實踐教學環節中。同時加大實踐教學的教學力度,將提升學生的獨自分析問題和解決問題的能力作為教學的重點,并規范學生的實踐操作,使之更接近企業對機電產品的生產標準。對于有內容交叉重復較多的課程,可以通過對幾個課程內容脈絡的梳理和整合,將之融入成一門條理性和綜合性更強的課程。對常用到的理論知識進行精講,以實踐操作為主,讓學生在機電一體化的專業實踐課程中通過自己的親手操作融會貫通所學的理論知識,提升自己對知識技能的應用能力。而對于另外一些內容復雜且內容脈絡繁雜的課程可進行科學的拆分,一方面幫助學生更容易掌握理解這部分知識,另一方面也是為了加大實際操作課的課時。使理論和實際在這種高效的理論知識的學習和實踐操作中更加緊密有機的結合起來。
2.2從教學方法上對課程進行改革
將教、學、做有機結合來進行機電一體化專業課程的教學。依照目前的機電一體化的專業課程的教學來看,其教學方式依舊沿用的是傳統的灌輸式教學方式。教師是課堂教學的中心,學生只是被動的坐在原位聽教師所教授的知識,沒有進行自主探究和合作學習的意識和機會。大量的時間都被沒有進入實用階段的理論知識所占據,這樣實際操作的時間就少了,學生的實際操作能力差。針對這種情況,在確定了新時期的新的教學目標后,對機電一體化專業課程的教學手段和教學方法進行進一步的改革,將教師教和同學緊密聯系起來并進一步融入到由教師指導的實踐操作中,以保證一個高效的學習效率和較好的教學質量。這種方法對于學生鞏固所學知識、提升自主操作能力也大有裨益。與普通的專業學科相比,機電一體化專業課程的學習對于學習的過程更為注重。原因在于學生有關機電一體化專業的知識和技能都是在機電一體化專業課程的學習過程中獲取的。因此,在機電一體化的專業課程的教學方法改革中,可以將合作學習的方法作為一種新的教學方式融入到機電一體化的專業課程的教學中。合作學習為學生之間的專業知識和技能的學習創造了一個平等交流的平臺??偟膩碚f,合作學習在機電一體化專業課程的教學上的應用,能夠使學生在一個平等交流的環境中,進行自主的、積極的思考,學會與人協作共同去解決問題。同時對于學生的信息整合能力也有一定程度的提高作用。
2.3轉變傳統教學觀念,積極提升教師實際操作技能
與一般的學科不同,機電一體化專業課程的最終目的是在于培養出一批能夠進入到實際工作中的技能型人才。很顯然,在我國一直沿用至今的傳統教學觀念并不符合機電一體化的專業教學。故而,教師應及時轉變自己的教學觀念,把學生作為機電一體化專業課程學習的主體,做好教學過程中的講解、引導和輔導工作。同時摒棄以往以專業理論為重的觀念,積極投身到機電一體化的實際操作技能的學習中,加深自己對機電一體化專業課程了解的同時,可以更多的為學生傳授真正的機電一體化操作經驗,帶來更好的教學效果。教師還要關注機電一體化最前沿的技術的發展,及時根據現實情況對教學內容和教學方法進行調整,幫助學生獲得更多的機電一體化專業知識和技能。
2會計電算化“教學做”一體化模式探索
會計電算化“教學做”一體化中依據會計實際工作崗位典型工作任務,結合財務軟件自身系統,多采用任務驅動法,對所學內容多采用項目模塊化教學。在實際教學過程中,以企業真實業務為載體,設置教學情境,提出任務要求,老師講解同時學生分角色進行操作。最后進行綜合模擬實訓練習,這樣更易被學生接受,能激發他們的學習興趣,提高課堂教學效果。
3會計電算化“教學做”一體化的實施
3.1建立一體化的教學環境實施會計電算化一體化教學需要相應的硬件和軟件,這需要學校在資金上給予支持,需要配備電算化多媒體機房,保證學生人手一臺電腦,每臺電腦上裝上相應的會計核算軟件,同時配備多媒體投影儀、音響、話筒,方便教師演示操作,同時學生跟著做。要有專人負責,定期清理維護電腦,保障課堂使用。
3.2建設一體化教學的師資要實現“教學做”一體化的軟條件是培養或擁有合格的雙師型教師。會計電算化的教學是以學生為主,教師為主導,教師是學生的領路人,給學生提供咨詢幫助,教師的素質能力高低直接影響到教學質量的高低。雙師型教師不單單有雙證就可以,同時要具有較強的專業知識和業務實踐能力,不僅能講授理論知識,也能指導學生實踐操作。因此需要學校加強師資的培訓,可以利用校企合作,讓會計專業老師定期到企業參加實踐活動;或是聘用既有實踐經驗又有豐富的理論知識的企業會計工作人員兼職會計電算化實訓指導教師。
3.3改進課堂教學組織“教學做”一體化教學模式使學生由被動地接受知識向主動學習、手腦并用轉變,為了提高學生的學習興趣和動手能力,需要改進課堂教學模式??梢詫嗉壨瑢W進行小組分配,每組有一個或幾個專業知識扎實動手能力強的學生,實現小組成員相互幫助,培養學生的自主學習能力,以“先進”帶動“后進”,不讓一個學生掉隊。在教學過程中實行模塊化教學,分崗分角色實訓,使學生對會計工作有一個完整的認識,熟悉并能處理各個崗位之間的關系。對于進度較慢的學生,課余時間機房可以免費開放,供大家學習。鼓勵學生參加會計電算化類技能大賽和考證,比如會計信息化技能大賽,達到以賽促學,以賽促教的目的,提高學生學習的主動性和應變能力,提升學生的綜合素質。
(二)構建高職會計電算化專業“教學做一體化”的實踐課程體系通過行業調研和與行業專家研討,社會對會計的需求主要為中小企業和事業單位會計、出納、會計電算化、財務管理、審計等崗位,在建立會計電算化專業“教學做一體化”時要充分考慮市場環境和用人單位需求的變化,結合會計工作任務的特點,構建“教學做一體化”的實踐課程體系。具體包括:珠算技術與點鈔技能實訓;手工會計基本技能實訓;出納基本技能實訓;電算化會計基本技能實訓;手工會計單項崗位技能實訓;手工會計混合崗位綜合技能實訓;會計電算化維護管理技能實訓;電算化會計綜合技能實訓;校外實踐培訓;多證強化訓練;頂崗實習。按照畢業生應達到的知識、技能和素質標準,結合畢業生未來發展的需要,建立各門課程的質量標準。
(三)構建高職會計電算化專業“教學做一體化”的實踐教學環境與運作模式會計電算化專業“教學做一體化”是以完成崗位工作任務為載體的情境式教學,傳統的教室往往難以滿足一體化教學模式的需要,因此,實施一體化教學的最好場所就是校內實訓室和校外實訓基地。1.建設校內實訓基地。學院實行開放式辦學,讓行業企業專家走上課堂,指導學生實訓實習,投入資金加強校內實訓基地建設。在建設過程中,聘請企業專家參與實訓室建設方案制訂和建設過程指導,確保實訓基地建成企業化、崗位化、模塊化,使學生在學校就能體驗企業工作氛圍,強化職業素養。目前我們已建成“會計電算化實訓室”“手工會計實訓室”“納稅申報實訓室“”財務咨詢公司”等實訓基地。制定《會計電算化專業校內實訓教師崗位職責》,建立《會計電算化專業學生校內實訓管理細則》,建立滿足實訓用的資料庫、編寫會計模擬實訓指導書等,開發了仿真度高、職場氛圍濃的虛擬校內實訓基地。校內實訓基地的建成,讓學生在“教中學、學中做,做中學”,為實現“教學做一體化”的實踐創造了良好條件。2.建設校外實踐教學基地。學院始終把學生綜合職業技能訓練與職業素質養成放在企業、放在職場,同時不斷加強校外實訓基地的建設。在重慶市涪陵水利電力投資集團有限責任公司、太極集團重慶涪陵制藥有限公司、重慶市涪陵榨菜(集團)有限公司、重慶財瑞財務有限責任公司、重慶市正凱空調安裝工程有限公司等建立了多個穩定的校外實訓基地。校外實訓場地的建成,為會計電算化專業學生在校外實訓提供了良好的環境,為學生進行會計電算化頂崗實習奠定了企業平臺,也為“教學做一體化”的實踐起到了推動作用。頂崗實習是專業教學中的重要環節,與常規教學相比,頂崗實習教學學習場地在企業,學校聘請企業一線技術人員做兼職教師。學生頂崗實習實行“雙導師制”指導,明確企業兼職指導教師及學校指導教師的各自責任。針對頂崗實習學生,除保證每個實習學生有企業指導教師外,還安排足夠的校內教師對學生頂崗實習進行管理。學校指導教師一方面要定期進行現場指導;另一方面要與企業指導教師進行溝通,使其加強對學生崗位技能的指導、答疑。學生實習期間定期向指導教師匯報實習情況并定期寫出頂崗實習報告。
(四)構建高職會計電算化專業“教學做一體化”的實踐教學方法體系為了提高教學質量和學生實踐技能,必須優化教學手段。我院教師從傳統教學法中脫離出來,進行“項目教學”“任務驅動”“模塊化教學”“案例教學”“頂崗實習”等多種教學方法的探索,初步形成“教學做一體化”的教學模式,構建了“三層雙軌六位一體”的開放式的一體化實踐教學體系。即基本技能實訓、專業技能實訓、崗位技能三個層次;手工做賬和計算機做賬雙軌并行;單項崗位實訓+混合崗位綜合實訓+技能競賽+考證強化+校外培訓+校外頂崗實習的“六位一體”。同時,我們創新了“教、演、學、練、做”的一體化實踐教學方法,實現了“教中學、學中做,做中學”,構建了“以職業能力定學、多證培養、教學做一體、理實融通”的人才培養模式。以上方法,促進了學生專業技能和職業能力綜合素質的培養,課證融合,保證了學生順利取得畢業證書和職業資格證書。
(五)加強高職會計電算化專業“教學做一體化”“雙師”型教師隊伍的建設為了保證會計電算化專業“教學做一體化”的實踐教學質量,加強“雙師”型教師隊伍建設是關鍵,培養具有扎實理論知識和豐富實踐經驗的“雙師型”教師尤其重要。我院一是讓教師“走出去”,即鼓勵教師到校企合作企業、會計師事務所或財務公司等機構兼職,為企業做會計、財務管理、審計和稅務咨詢等;也讓教師輪流到企業頂崗實踐,開展產學研合作,為教師到企業參與實踐提供支持;同時還鼓勵專業教師參加職業資格考試。通過這些措施,來增強教師的實踐經驗,從而提高雙師隊伍素質。二是通過“請進來”的方式加強師資隊伍建設,即聘請校外行業企業專家為學生授課、指導實踐教學。
(六)構建高職會計電算化專業“教學做一體化”的考評機制檢驗高職會計電算化專業“教學做一體化”的實踐效果,就是制定科學的考核評價機制:以職業能力考核為要素,構建科學的考核評價方式與標準體系,主要包括考核方式、考核內容和評價標準??己朔绞桨ㄐ纬尚钥荚嚺c終結性考試兩部分。形成性考試對于學生行動過程中的各種表現進行考核,包括作業、實訓過程、實訓結果、實訓報告、單元測驗、學習態度、進步系數等。終結性考試分為筆試和實務考試。(1)筆試主要針對會計電算化專業課程教學目標中的理論知識進行考核。考核內容固化在試題庫中,理論知識的試題庫全部采用客觀題。試題庫按照教學大綱組建,題庫系統可以通過對考核范圍、難度系數、分值分布等進行定制的方式自動組建試卷并評卷。學生隨時可以申請在機房參加考試。(2)實務考試主要針對課程教學目標中職業技能進行考核,主要包括學生珠算技術與點鈔能力;手工會計基本技能;出納基本技能;電算化會計基本技能;手工會計單項崗位技能;手工會計混崗綜合技能;電算化會計綜合技能;頂崗實習報告;技能競賽;多證強化等方面的考核。評價標準分為優、良、中、合格和不合格幾個等級。
在傳統的學生考核機制中,采用的是百分制,平時成績占30%,考試成績占70%,對于一些理論學習要求強的學科來說這樣評估方式是可取的。但是,電子技術注重學生的實際操作能力,單一的考評模式無法反映學生對知識的掌握情況。
2.教材理論性過強
電子技術這門學科涉及許多專業名詞,比如“有源逆變電力”和“無源逆變電路”,學生看到這些名詞很頭疼,如果再加上單一的授課模式,學生對這些知識點的學習就會產生厭惡情緒,若沒有了興趣,后期的學習只會變得越來越難。
3.理論教學和實踐教學不配套
理論課和實踐課因為任課老師的不同,在教學中授課內容、授課進度以及授課的重點不完全統一。有時在進行實踐課教學的時候,理論學習還沒有講到,因此許多學生對實踐教學內容沒有深刻了解,許多學生只是按照老師的操作步驟重新做了一遍。即使學生要實踐的理論課已經學過,但是時間過得比較久,學生已經遺忘了學習內容,這樣的實踐教學效果可想而知。
二、一體化教學在電子技術教學中的應用
所謂的一體化教學,就是改變傳統以老師為主角的靜態教學模式,讓學生參與到課堂教學中來,采取師生互動、學生主動學習、理論和實踐相結合的教學模式,這樣一種教學模式既可以使學生對知識點的學習得到及時鞏固,又不會出現重復學習知識點的現象,從而培養學生對電子技術這門課的興趣。關于在電子技術教學中實施一體化教學,筆者主要從以下四個方面來進行:
1.編排理論和實踐相結合的教材
教材是老師教學和學生學習的根本依據,因此對于教材的選用和編排是很重要的。以往的教材過多注重理論,新編的教材就要在理論之間穿插一些實際的例子加深學生的理解,如講到任務三晶閘管的工作原理時,一方面我們可以提供實物和圖片,另一方面給學生展示使用晶閘管的一些成品電路如電風扇的調速器加深學生對知識點的理解和印象。另外,對于教材的選用也要與時俱進,不能選定一本教材之后不再改變,電子技術的發展是很快的,教學要和最新技術相結合,不能讓學生畢業后發現所學早已經過時,出現學校教學和企業生產脫節的現象。
2.培養能夠同時擔任理論和實踐教學的一體化教師
針對目前電子技術教學過程中理論課和實踐課是由不同老師授課的現象,培養能夠同時教授理論課和實踐課的一體化教師。對于這些老師的培養,一是可以從企業直接引入技能型人才,加入教師隊伍。二是對原有的骨干教師進行實踐教學能力培養,原有的教師對教學已經有了豐富的經驗,經過實踐和理論兩方面的培養,就能讓他們對教授的課程有更深的理解;學校領導必須轉變觀念,不要將專業課老師分成理論課和實踐課教師。一體化課程必須安排一體化老師來上,如果電子技術、電子技能與實訓還是分開上,或者分教師上,這樣的一體化課程教學又將回到傳統模式。
3.教學地點選在電子實訓室
在電子實訓室教學的時候,可以將課本上提到的抽象的名詞以實物指給學生看,學生會對所學產生興趣,對于所學有直觀的感受,也能增加動手操作能力。比如在對“電流控制型開關穩壓電源的調整與測試”這個任務進行講解的時候,就可以將任務中相關設備擺出來,讓學生自主探索設備的使用方法,進而督促學生仔細研讀教材,學生從“要我學”逐步向“我要學”轉變。
4.采用多元化的考評機制
鑒于電子技術教學的實踐性,對于它的考評要集中在平時的課堂教學中,比如操作水平、展示水平、報告書寫水平以及出勤率等方面的考查。
1.教學過程可遵循的思路
理實一體化教學過程中在完成項目的同時需要對理論知識進行講解,并且適時要有示范性操作。這就需要對教學過程有嚴密合理的設計思路。應綜合考慮以下幾點:
(1)教學目的:必須掌握哪些基本知識和技能;
(2)該項目的重點、難點;
(3)所需設備和場地;
(4)教學過程編排;
(5)學生分組,設備配置;
(6)安全注意事項;
(7)考點。只有構思好課堂教學的全過程,才能有的放矢地組織好教學。
2.理實一體化教學教案應注重項目實施的方案設計
項目實施的方案設計主要包括講授和操作示范、學生分組、操作訓練、巡回指導、技術糾正及安全事項等。這一部分是教案的核心內容,要充分體現教師的主導作用和學生的主體作用。教案應重視項目實施的方案設計,避免在教案中羅列大量的教學內容。
3.項目實施
以電工技術中三相異步電動機降壓啟動一節為例。將理論教材中“三相異步電動機降壓啟動”一節與實習教材中“三相異步電動機星三角降壓啟動”合為一個課題。具體的教學步驟如下:
(1)拿出三相異步電動機實物,先向學生展示電動機外形,介紹電動機的作用,讓學生直觀地認識電動機。
(2)教師現場集中指導學生。一般2~3名學生共用一臺電動機;教師進行講解連接電路原理;由教師借助掛圖、投影、示教等工具對照實物,講解電動機的主要結構特點、作用及工作原理。講解星三角換接啟動的原理及過程,以此讓學生認識電動機及其零部件的名稱及其作用;放電視錄像(電路安裝的全過程);強調安裝時的注意事項。
(3)在教師的指導下,學生隨教師一起安裝電路。
(4)學生以小組為單位練習安裝,并對照項目方案,仔細研究涉及的相關理論知識。
(5)當堂進行課程測評。測評方法包括:口試,教師提問學生口答。如教師問三相異步電動機為什么要進行降壓啟動?主要有哪幾種啟動方式?筆試,教師發給學生提前打印好的實訓報告。如測試之一:星三角降壓啟動的啟動電流分別是多少?控制電路的各部件的作用是什么?學生答完試卷后,當堂交試卷,教師批閱后馬上講解。現場操作技能測試。教師指定每組由一位學生按教師講述演示電路的安裝順序及其啟動原理,完成后由當時在場觀看的學生和教師共同打分。講知識、教方法、練能力是理實一體化教學的實質。教師應該將理論知識貫穿到各個實際應用的項目和任務中,讓學生在訓練技能的同時,主動去學習理論知識,通過理論來合理地指導實踐,這樣在實際操作時不易走彎路。
二培養學生的主觀能動性
在教學過程中,必須充分調動學生的學習主動性、積極性,發揮其主觀能動性。主觀性愈強,其求知欲、自信心、刻苦性、探索性和創造性就愈強,學習效果也就越好。所以,在理實一體化教學過程中,由于直觀的刺激作用,激發了學生的興趣,他們能運用所學的知識自覺地、積極地參與教學活動。采用理實一體化教學后,大大提高了學生的積極性和能動性。分析學情可知,職業學校學生有一個共同的特點,就是形象思維比較好,實際動手能力比較強?;谶@點,我校堅持從以人為本的思想出發,一方面尊重學生學習的主觀能動性,加強對學生的正面引導;另一方面加大實踐教學的力度,采用實物示范教學的方法,盡可能地把教學內容形象化,引導學生,激發其學習的興趣。通過形象化教學,使他們由原來的知道是什么升級為知道為什么。理實一體化教學從學生的共同特點出發,使他們從根本上得到發展和完善。課堂上以學生為主體,讓學生充分發展個性,提出自己的獨到見解,并運用到實踐中加以驗證,在不斷的實踐過程中增強學生的主體意識,培養開拓精神和創新才能。
三組建理實一體化教學團隊
理實一體化教學團隊是實施理實一體化教學的資源保障。理實一體化教學要求教師在具備豐富的專業知識的基礎上,必須有熟練的操作技能。因此,在派教師到企業進行專業技能培訓的同時,也可以將企業的師傅和能工巧匠聘請到課堂,成為教師團隊的一員,進而方便團隊內部的合作和交流。讓教師積極參與到應用課程的開發和研究,組織教師編寫和制作多媒體課件,編寫教材和制訂課程的項目實施方案。將理論教師和實習教師合理配置,使其在教學實踐中相互幫助,取長補短,共同提高。結合實際,采取一些行之有效的、形式多樣的方法,來提高教師的專業水平。理實一體化的教學模式使教師的知識結構有了新的變化。逐步把教師全部“逼”上“雙師型”軌道,使每位老師都要去鉆研業務,深入企業和實踐一線了解企業文化、崗位需求和每個崗位所涉及的知識點,從而設計出與之相適應的教學方案,來提高課堂教學質量。因此,“雙師型”師資的培養也從機制上得到了保證。
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結合我國目前職業教育的現狀,造成當前機電一體化類課程理論講不透、實驗做不好、學得不扎實的原因主要有以下幾個方面:
1、師生思想上都不夠重視
從目前的職業院校的教學現狀來看,重視理論教學輕視實踐教學一直是我國職業院校理工科教學的傳統方法,在這樣的教學模式下,尤其是像機電一體化這樣的課程,理論課本來就比較晦澀難懂,加之實踐實訓比較少,學生學到最后完全沒有系統的概念和知識體系,對于機電一體化的理解只是停留在表面層次,因此必須要逐步加強實踐實訓。從體制上來說,師生自身對該課程的重視程度不夠也是十分重要的原因,教師認為對于機電一體化課程教學任務重,往往疲于應付授課;而學生對于機電一體化課程知識的理解比較吃力,往往興趣不大,加之實踐實驗時間較少,最后將實踐實訓流于形式,因此,師生在思想上不夠重視是目前職業院校機電一體化課程教學的一個基本現狀。
2、機電專業實踐教學課程的設計不合理
機電類專業實踐教學的課程內容包括很多技術內容,目前,絕大多數職業院校的機電專業課程體系受傳統教育思想的影響,課程的內容過多過深奧,理論課時數太大,實踐技能教學課時不足,而且內容陳舊。還有些學校脫離實際情況過高地制定了課程標準,導致教學與實踐相背離?,F在學校里學習的知識和社會上用到的知識相差很遠,很多學生學習了很多知識,可到了社會上去無從下手。相關機電行業和企業很少參與機電類專業實踐課程的制定,這也是導致職業院校機電專業的實踐課程體系設置不合理的原因。
3、實踐教學條件不完善
由于機電一體化類課程所開設的實驗,往往實驗設備體積比較龐大,集成度較高,價格昂貴,因此很多院校對于機電一體化課程實驗所配置的實驗設備都是很簡單的,目前很多職業院校也在進行教學改革,增大實驗實踐課程量,但是相應的實踐教學課程內容仍然或多或少的存留著傳統教學模式的影子。
二、機電一體化類課程的教學改革策略探討
1、充實機電一體化類課程的專業實踐教學內容和完善教學手段
在對機電一體化課程專業實踐課程進行教學改革的時候,我們提倡應當根據各個院校各個專業自身的專業特色進行相應的教學改革,添加符合專業特色的實踐教學內容,不斷完善實踐教學條件和教學手段,盡量弱化傳統實踐模式中的演示性的或驗證性實驗,加大動手實踐實驗及綜合性實驗內容,并和理論課程對應起來,使得學生在掌握理論知識的基礎上進行相關實踐實驗,這樣更容易掌握機電專業知識和技能。
2、重視機電一體化類課程的專業實踐教學環節的考核
任何課程都需設置考核環節,同樣的,機電一體化課程實踐教學也需要考核,考核環節也是學生最為敏感的環節之一。傳統的機電專業實踐課程考核的方式是出勤考查、實驗報考考查以及最后實驗考查成績相結合的方式,這種考查考核方式不能夠考查出學生的完全實踐能力,只能夠從實驗報告的完成情況給學生考核打分,因此傳統的考核方式并不合理,就需要對傳統的考核方式進行改革。
結合機電一體化課程實踐教學的特點,對于機電一體化實踐課程的考核不應該有一個統一的模式和標準,而是應該結合實踐教學的方式和手段靈活的設定考核方式,采取定量結合定性的方法進行實踐教學考核。簡單的演示性或者驗證性實驗,應當減小考核的比重,而對于綜合實驗及動手考查較為全面的實驗,考核比重就應當加大;另一方面,還可以靈活的采取口試筆試、現場提問、課程設計、綜合課程實驗等多種形式進行考核,重點不是考查學生的知識理解程度,而是應當重點考核學生對于實踐技能的掌握和應用能力。
3、加大機電專業校內外實習實訓基地建設的力度
機電一體化主要是指將機構的主要功能以及動力、信息處理、控制等功能與電子科技相結合,實現機械裝置與電子化控制軟件、設計有機結合,形成全新的系統。它具有多功能、高質量、高可靠性、低能耗等特定功能價值,涵蓋了“技術”和“產品”兩個方面,是一個功能強大的系統。
當前,機電一體化已經發展成為了一門具有專門系統的學科領域,當今科學發展日新月異,機電一體化也將逐漸被賦予新的內容。
2 機電一體化技術發展現狀
2.1 機電一體化技術在電力行業的發展現狀
近年來,“機電一體化”這個名詞越發流行,它最初只被認作為機械與電子的簡單結合,但隨著微機性能不斷提高,以及信息技術、數據庫、光學,尤其是通信技術逐漸進入機電一體化,機器可以通過遙控和網絡化實現機電一體化,生產范圍也日益普及。
機電一體化目前多應用于汽車制造、裝備制造、機械加工等行業,其優越的性能在電力行業的應用還處于初級階段。電力行業發展需要集成化、智能化,也需要人性化、綠色化,這些都是機電一體化技術能夠做到的,因此,機電一體化技術在電力行業的應用還遠遠不能滿足行業發展的需求,還有待進一步地研究并投入應用。
2.2 機電一體化技術的發展趨勢
當今數字化、綜合化、網絡化以及個性化的技術革命是以微電子、軟件、計算機和通信技術為核心引發的,對全球經濟、社會、科技和軍事等方面發展影響深刻,也影響了機電一體化學科的發展趨勢。據有關預測表明,機電一體化技術的發展方向如下所述。
(1)朝著光電一體化發展:一般由傳感、動力、信息處理、機械結構等部件即可組成機電一體化系統,加入光學技術,并利用其特點,能有效完善機電一體化系統中的傳感、動力和信息處理部件。(2)朝著柔韌化發展:今后的機電一體化系列產品,會有足夠的冗余度來運轉執行和控制系統,對突發事件應對能力加強,柔韌化改善。該系統的子系統之間相互獨立,均服務于總系統,而本身也具有“自律性”,能就不同環境而做出差異反應,同時,單個子系統的故障不會影響總系統性能發揮,使得總系統柔韌性加強。(3)朝著智能化發展:未來的機電一體化系列產品的“全息”特點將會更突出,表現為極強的智能化,這是由于信息技術、模糊技術都在快速發展,識別能力增強。
3 機電一體化技術在電力行業中的應用探究
3.1 交流電機的正反轉控制設計
在生產實踐過程中,常要求用一臺電動機的正反轉控制方向相反的兩個運動,如小車的左行、右行,機械手的上升和下降等。
交流電機的正反轉控制電氣設計如圖1所示。
要實現三項鼠籠型異步電動機的正反轉控制,只要把三相線當中的任意兩相調換位置即可。如圖1,加入接觸器KM1閉合時電動機正轉,當接觸器KM1斷開,論文接觸器KM2閉合時,電動機就會反轉。
3.2 機電一體化技術在水電站廠設備中的應用
隨著光電式互感器、智能化開關等機電一體化設備的出現,水電廠的自動化技術逐漸進入到數字化階段。
(1)水電廠設備機電一體化結構分析。
水電廠設備機電一體化結構主要分3層。其中過程層,隨著信息技術發展,采用了新一代光電電壓互感器、光電電流互感器,能夠直接采集數字量,提高了抗干擾和抗飽和性能,開關裝置也實現了緊湊化和小型化。
(2)水電廠自動化的發展趨勢。
目前,水電廠機電一體化不斷更新技術,其發展趨勢主要有智能化、人性化及用戶二次開發等。
智能化指系統可根據人為存儲的命令對事件進行推理、判斷及歸納。在一定條件下能代替人工操縱,經過歸納和判斷,自動操作、提示信息,使機組安全地運行。智能化越高,對人員要求越低,對自身及控制設備的狀態能給出準確判斷、統計及報警提示。
3.3 機電一體化技術在電站輔機產品研制中的應用
(1)微機勵磁調節器:該裝置典型的有UNITROP系列,響應快、精度高、穩定可靠、結構緊湊、抗干擾、運行和維護方便、可靠性高,在市場上應用非常廣泛。UNITROL*1000、*F和*5000等自動調節器分別適用于≤50 MW等級的無刷勵磁汽輪發電機、≤600 MW和≥135 MW等級的汽輪發電機組的自動勵磁電壓調節器。(2)勵磁繞組絕緣電阻監測裝置:該裝置典型的有GFDS-9001E型,采用80C196單片機技術。用來測量勵磁繞組與地之間的絕緣電阻,一般采用在線檢測的方式,監測發電機與勵磁機勵磁繞組之間絕緣情況。(3)發電機氣體純度監測裝置:該裝置典型的有GHS-1型,由純度風機、純度儀和變送器等部件構成。優點為:性能穩、無污染、不漂移、維護便捷,獨有的微處理器結構容易使壓力、環境和溫度相互補償,精度高。(4)勵磁電流電壓測算儀:該裝置典型的有GES-9001型,用于測量勵磁電流和電壓,并可顯示發電機的電流、電壓、功率因數、頻率、有功和無功功率以及轉子氫溫、繞組溫度等。適用范圍較廣,可供3~600 MW的發電機組使用,性能好,質量可靠。
4 結語
機電一體化技術伴隨著當前科技的進步快速發展,所發揮的作用日益明顯,但是其在電力行業的應用遠不能滿足當前的需求,還需要進一步地研究并應用。
參考文獻
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近些年來,光機電一體化技術得到迅猛發展,在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此,光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。
1.光機電一體化技術特征
光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成,相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較,光機電一體化產品具有以下技術特征。
1.1體積小,重量輕,適應性強,操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序,任何一臺光機電一體化裝置的動作,可由預設的程序一步一步控制實現,甚至實現操作全自動化和智能化。
1.2功能增加,精度大幅提高
光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高,運算速度加快,通過電子自動控制系統可精確按預設動作,其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差,達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時,由于機械傳動部件減少,機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現軟件化,智能化程度提高
傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序,指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能,使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產品可靠性得到提高,使用壽命增長
傳統的機械裝置的運動部分,一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差,導致可動摩擦、撞擊、振動等加重,嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用,使裝置的可動部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此,裝置的壽命提高,故障率降低,從而提高了產品的可靠性和穩定性。
1.5融合了多種學科新技術,衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識,包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等,就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來,衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產品系統性增強,各部分系統間協調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術,多種技術的綜合及多個部分的組合,使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求,這就要求各種技術揚長避短,提高系統協調性。
2.研究現狀和發展趨勢
2.1研究現狀
自從我國實行改革開放以來,科技領域急起直追,我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效,數控產品有了很大的提高,尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快,是我國特有的經濟實用產品,不但適用國內市場的需要,部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器(PC)和微電子技術控制設備也越來越多,覆蓋面也日益擴大,從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此,我國自行研制和生產的光機電設備,在質量上也有重大突破,為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域,成為一種新興的學科,并逐漸成為一種產業,而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學技術的發展情況來看,光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括:
(1)激光技術
1)高單色性,利用激光高單色性作精密測量時,可極大地提高測量精度和量程。
2)高方向性,因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫,可使照射點物體熔化或汽化,對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制,而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性,應用范圍更廣。
(2)傳感檢測技術
1)激光準直,能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準測量。
2)激光測距,其探測距離遠,測距精度高,抗干擾性強,體積小,重量輕,但受天然影響大。
3)光纖探測器,在目標很小,間隔受限或危險的環境中,最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
(3)激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結,由點、線構造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場,極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。
(4)光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?,F已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在形狀記憶合金上,反復地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證,該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段,如果能發現具有優異光作用特性的動態物質,則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術,產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化,便具有很高的功能水平和附加價值,將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
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