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机电一体化内涵

时间:2023-08-07 17:31:30

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机电一体化内涵,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

机电一体化内涵

第1篇

Abstract: Taking electromechanical integration control system as an example, this paper discussed the connection technology dividing it into man-machine connection and the mechanical and electrical connection, and based on this, it analyzed the impact of the mechanical and electrical connection technology to electromechanical integration and put forward that the mechanical and electrical connection technology promoted the development of electromechanical integration inevitably.

关键词: 机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口

Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection

中图分类号:TH16文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)14-0044-01

0引言

机电一体化系统是机械、电子和信息等各种技术融合为一体的综合系统,其构成要素与子系统之间的接口部分就显得极为重要。在机械系统和电子系统各种技术的复合过程中,接口技术很重要,机电接口技术是解决如何把机电及相关领域技术有机地融为一体,从而设计出最优的机电一体化产品的研究领域,其性能的好坏对整个系统的综合性能起着决定性作用。

1机电一体化系统的设计

在早期的机电一体化系统中,机械部分的设计是系统设计的中心。电能仅用于驱动,为系统提供动力。利用直流电动机的变速功能虽然可以简化机械系统的传动结构,但因为无法控制运动部件的行程,因而程序自动化仍然是系统控制设计的主要目标。驱动电动机不再是机械运动链的起点,而成为联结机械运动和动力以及控制的接口。机电一体化系统设计已从“纯”机械的设计延伸到控制领域。计算机、数字电路、传感器以及自动控制理论已成为系统设计师不可或缺的知识基础。信息技术和软件设计已经成为表达系统设计思想和协调自动化工作的重要工具。机电一体化技术是一个不断发展和完善的过程。产品精度和生产效率对机电一体化系统提出了不断改进伺服驱动性能和发展控制算法的要求,而性能优良的伺服驱动既拓展了机械系统的功能、简化了传统的机构,又要求机械系统具有合理的惯量和更好的系统动态性能。传感器的在线监测确保了系统安全可靠的运行,反馈的信息通过闭环确保了先进控制理论的实现和产品的质量要求。机、电、信息的密切交叉已经使机电一体化系统中各部分的互相联结和影响成为设计必须综合考虑的重要内容。机电接口技术作为机电一体化设计的核心已经受到专家和学者越来越多的关注。

2机电接口技术的内涵

机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统,其子系统之间的接口极为重要,从某种意义上说,机电一体化系统设计就是接口的设计。但现在对于机电接口技术的研究较少,通过对机电一体化系统进行总结和归纳,我们提出了机电接口技术的概念,形成了如下几点认识。

2.1 机电接口技术的内涵机电接口技术是一门新兴的技术,它研究机电一体化系统中各组成部分(子系统)和各组成技术之间的接口问题。研究这门技术是为了更有效地进行系统中信息能量的交互,融合各种技术,实现机电一体化系统最优化设计。

2.2 机电一体化系统接口(简称机电接口)的功能机电接口传递和转换信息和能量,并将机电一体化各组成技术的特性融为一体。机电接口包括硬件和软件,硬件主要在子系统之间或人与机电一体化系统之间建立连接,为信息和能量的输入/输出、传递和转换提供物理通道。软件主要是提供系统信息交互、转换、调整的方法和过程,协调和综合机电一体化组成技术,使各子系统集成并融合为一个整体,实现新的功能。

2.3 机电接口的分类①人―机接口。人与机电一体化系统之间的接口,通过此接口,可以监视系统的运行状态,控制其运行过程,即通过人―机接口能够使系统按照人的意志进行工作。人-机接口是双向的,硬件包括输入/输出设备,主要有显示屏、键盘、按钮等。②动力接口。动力源连接到驱动系统的接口,为驱动系统提供相应的动力。根据系统所需的动力类型不同如直流电、交流电、气动、液压等,动力接口的形式也有很大的不同。但动力接口有一个共同的特点,能够通过较大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三处,控制系统到驱动系统、驱动系统到传感器、传感器到控制系统。智能接口的应用情况相对比较复杂,但可以得出它的一些共性:智能接口传递和转换各种信息,按照不同技术的要求改变信息形式,使不同的子系统、不同的技术能够集成在一起,形成完整的系统。通常,智能接口是软件表现出的功能连接。④机―电接口。执行机构与驱动系统和传感器之间的接口。将驱动信号转换成执行机构所需的信号,或将执行机构的机械信号转换成传感器所需的信号。

3机电接口技术对机电一体化发展的影响

社会需求推动机电一体化技术的发展。当传统的机械技术无法满足日益增加的社会需求时,机械技术与电子技术、信息技术等结合形成的机电一体化技术就成了机械技术发展的必然。相应的系统内部的接口也就变得越来越复杂。机电一体化技术的各组成技术的研究已经进行得非常深入且日趋成熟,同时,人们也意识到单纯发展和研究各组成技术并不能保证机电一体化系统的最优化。而机电接口技术正为它们提供了一种有效的方法来进行系统研究,并将系统设计、集成和融合理论应用到实际的设计当中。目前,机电一体化正在向着智能化、模块化、网络化等方向发展,智能化必然要求系统各部分的结合要更加紧密,信息传递和反馈更加迅速准确。从机电一体化发展方向对机电接口技术的要求来看,机电接口技术的研究与发展已经成为必然,同时,机电接口技术的研究与发展也必然对机电一体化技术的发展起促进作用。

4结论

机电一体化系统是机械系统不断融合各种新技术、新知识发展起来的。因此,从机械技术发展起来的机电一体化技术的复杂性和多学科性就决定了此技术的研究重点是各种技术在机械技术上的融合与创新。机电接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机的结合在一起,形成完整的系统。机电接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。同时机电接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展,促进机电一体化系统理论的发展。

参考文献:

[1]李运华等.机电控制.北京:北京航空航天大学出版社,2008.

第2篇

关键词:物联网;机电一体化;核心技术;发展趋势

Abstract: along with the development of technology, the world is entering from the Internet era the era of the Internet of things. In the era of Internet of things, electromechanical integration itself is changing. This paper from the network perspective, the core technology of mechanical and electrical integration of the overview, forecasts the development trend of electromechanical integration technology.

Keywords: Internet of things; electromechanical integration; key technology; development trend

中图分类号:TH-39 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

一、引言

物联网又称传感网,是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮[1],是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术。世界各国均将物联网作为国家发展战略,以此提升经济发展。

机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术,使得机械设备的动力、信息处理与控制等部分的功能呈现自动化、智能化状态[2]。

机电一体化技术是物联网时代的支撑,伴随着物联网的不断发展和推进,机电一体化的核心技术和发展趋势也会发生相应的变化。

二、机电一体化的核心技术

1、机械技术[3],是机电一体化的基础。机械技术不仅要考虑如何与机电一体化技术相适应,而且要利用新材料、新技术、新工艺从改善性能、减轻质量、缩小体积和提高精度等几方面考虑,为机电一体化提供性能优良的机械平台。

2、信息处理技术,为进一步发展机电一体化,必须信息处理技术和机械技术相结合,使设备具备数据采集、数据存储、数据处理、智能决策等功能。提高设备的数据处理速度、可靠性、抗干扰性及兼容性等问题就必须依赖信息处理技术。

3、传感器技术,传感技术也是物联网的核心技术之一。传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。

4、系统集成技术,即在系统工程科学方法的指导下,从系统和客户的角度出发,将若干功能模块集成到相互关联的、统一和协调的系统之中,连接成为一个完整可靠经济和有效的整体,使之能资源共享、协同工作,达到整体性能最优。

三、机电一体化发展趋势

进入21世纪以来,随着电子技术、网络技术、微电子技术发展,社会发展日新月异,现在社会正从互联网时代进入物联网时代。物联网给我们构建了一个十分美好的蓝图,正如“智慧的地球”中所描述,在未来,通过物物相联的庞大网络实现智能交通、智能安防、智能监控、智能物流以及家庭电器的智能化控制[4]。在物联网时代,机电一体化也必将呈现特殊的发展趋势。

第一,智能化。智能化就是将计算机技术有效应用到机械设备中,使机械设备可以按照程序命令进行运作。除了生产机械设备向着智能化发展,机电一体化技术应用的另一个方面---机器人,也在向着更加智能化方向发展。随着机电一体化技术智能化的发展,机器人将会被赋予人的行为,其行动也将更为灵活,还可以有思维能力,比如逻辑判断,自我决策能力等[5]。

第二,M2M(Machine to Machine)。伴随着智能化,M2M是机电一体化的重要发展趋势,它是机器和机器之间的一种智能化、交互式的通信。也就是说,设备被赋予了更多的“思想”和“智慧”,且不是独立的个体,而是相互联系的有机体,机器会根据既定程序主动进行通信,并根据所得到的数据智能化地做出选择,对相关设备发出正确的指令。

第三,绿色环保。环保化的机电一体化技术主要体现在产品在设计、生产、包装、使用,甚至销毁过程中,都要尽量提高对资源的利用率,减少对环境的污染,保证产品的使用效率。其特点是,资源利用率最高、污染最小(或无污染)、可循环使用。绿色环保不仅是技术发展的需要,也是人类可持续发展的需要[6]。

四、结束语

本文介绍了物联网时代下机电一体化的核心技术及发展趋势。机电一体化是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。在信息技术快速发展的今天,机电一体化也有了新的内涵和发展趋势。在当今世界上,机器设备的数量至少是人的数量的4倍,故机电一体化的发展会有更广阔发展前景,而且机电一体化的发展也必然促进经济发展和社会变革。

参考文献:

[1]物联网白皮书.工业和信息化部电信研究院.2011.

[2]刘庆民.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].科技致富向导,2011,(12).

[3]胡家华.机电一体化技术的应用及其发展趋势[J].中国高新技术企业,2011,(21).

[4]刘立琦.物联网发展应用给经济社会带来的影响[J].物联网技术,2011(7).

第3篇

关键词:机电一体化;采矿工作;煤矿企业

煤炭开采技术直接影响煤矿矿井的产能释放,随着煤矿开采地域的不断扩大和延伸,以及采煤机械的更新换代,传统采煤工艺已经不能满足国家发展对能源的需求,现代综合采煤工艺的发展进步必须通过不断创新才能跟上时代步伐,因此机电一体化技术在煤矿行业的应用越来越重要。

1.机电一体化的基本概念及其构成要素

1.1 机电一体化的内涵

机电一体化是最近几年新出现的自动化技术,并且很快得到了高速发展,成为许多行业技术改造的重点方向。所谓机电一体化,是指融合了电子信息、机械设备、电脑软件等多门学科技术为一体的综合技术,它综合了不同学科知识和技术特点,将它们有机的整合在一起,形成了一门独具特色而又具备广阔发展潜力的技术应用方案,能够有效提升工业生产效益和效率。

1.2 机电一体化技术的特点

(1)安全性高。机电一体化技术具备十分强大的应用功能,能够实现自动监控、实时数据传输、紧急预警以及自我更新和恢复等智能化操作,对于在生产过程中出现的任何意外情况,例如电路短路、工作负荷过大、电机失灵等问题,都能够及时检测并报警,可以有效防范事故风险的发生,不断提高生产安全性和稳定性,保证良好的安全生产环境,提供企业的综合生产效益;

(2)实操性强。机电一体化技术所采用的各种设备具有高智能化特点,大大降低了人工操作的工作量,使得操作过程更加简单和规范,避免了由于人工操作带来的各种失误,显著提高了生产过程中的安全性和稳定性。

(3)实用性大。与机电一体化技术相配套的各种设备和仪器,都具有较高的自动化水平和智能化程度,能够有效提高日常保养和故障检修工作性能,可以通过提高相关配套仪器和设备的自动化程度来加强整个一体化生产系统的自动化水平,降低人为因素对生产设备操作的不利影响,从而不断提高生产操作的规范化水准,保证更高水平的工作质量和效率,提高企业的总投入产出比。

2.机电一体化的核心技术构成

2.1 机械本体技术

要改善和提高机械设备的总体工作效率,必须从三方面来努力:自身重量、加工精度和产出量。当前,机械加工对象都是各种金属材料,降低加工自身的设备重量,可以有效提升机械加工效率,一般考虑利用非金属材料配件来置换不重要的金属部件。通过降低加工机械设备自重,可以提高加工设备小型化水平,不断提高加工设备的工作反应速度,降低能耗,提高加工效益。

2.2 信息处理技术

机电一体化与信息技术的融合程度正在不断深入和加深。为了提高机电一体化的应用水平和生产力,可以通过信息化改造来实现。利用信息科技提高工业生产综合效益,是未来工业技术发展的主要方向之一。

2.3 信息传感技术

机电一体化的传感技术主要是因为它可以通过光纤和电缆传感器能够提高其传感器的安全性以及可靠性,在采矿应用过程中具有很高的安全性能,对防止电磁干扰具有很大的抵抗功能。

3.机电一体化技术在煤矿中的应用

3.1机电一体化技术在采煤机的应用

机电一体化技术在煤矿行业最典型的应用在于电牵引采煤机设备的开发和推广,这种机电一体化采煤机相比大多数电牵引采煤机具有多种特点和优势:第一,电牵引采煤机最主要的特征就是它具有良好的牵引特性,电牵引采煤机在前进过程中可以不断地提供牵引力;第二,电牵引采煤机能够保证在采煤系统下滑作业时进行发电制动,其轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因此非常适用于大倾角煤层的开采,尤其适用于50°±10°倾角范围的煤层,并且不需要其它防滑装置;第三,电牵引采煤机易损原件少,除了电动机的电刷和整流子容易磨损意外,再无其它易损元件,因此具有维修量小、运行可靠、寿命长、效率高等优点。

3.2机电一体化技术在提升机的应用

矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备,典型产品为全数字化交直流提升机,其中以内装式提升机最具代表性,该设备在结构上采用合二为一的驱动和滚筒装置,大大简化了机械结构,充分体现了机械、电子、计算机以及自动化技术的有机结合。

3.3机电一体化技术在皮带机的应用

我国煤矿井下输送系统的主要运输设备是皮带机,它能够满足长距离连续输送,并且皮带机具有输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等优点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置,我国煤矿皮带机一般采用3点驱动技术,并且需要相应地限制输送机的单机长度和运量,该项技术与世界发达国家相比存在着一定的差距。

4.煤矿机电一体化技术的发展趋势

煤矿机电一体化是随着机电一体化的发展而发展的,它与机电一体化的发展是统一的,同步进行的。煤矿机电一体化未来发展趋势如下:第一,煤矿机电设备更加智能化,智能化系统是21世纪才开始流行起来的新兴技术,其使用范围和完善水平都存在着明显缺陷,因此煤矿机电设备的智能化成为一个重要的研究方向;第二,煤矿机电设备更加微型化,微型化在煤矿机电一体化中的应用并不成熟,它伴随着微电子技术的兴起而发展;第三,煤矿机电设备更加系统化,煤矿企业机电一体化所包容的范围越来越广,所使用的技术范围也逐渐扩增,随着这些种类的繁多,就产生了一个关键的问题:如何能够使这些差异很大的技术有机的组合起来,以发挥更大作用。迄今为止,尚未有一个国家或企业能够很好地充分利用这些技术的优势,无法避免其缺陷,因此该项内容也成为今后发展的一个重要方向。

5.结论

总之,通过本文论述,我们在对机电一体化这项技术逐步了解的前提下,我们深知:对于如何使其在煤矿企业中得到落实和运用还需要很多工作要做,但无论如何,我们必须重视机电一体化在采矿中的作用,最大发挥其在行业中存在的潜在价值,在煤矿企业开采过程中尝试落实这些技术的应用,为提高煤矿企业生产效率创造良好条件。

参考文献:

第4篇

【关键词】中高职衔接;机电一体化专业;一体化课程体系

吉教职成字[2014]5号、7号文件关于印发《开展中高等职业教育衔接试点工作的实施方案》的通知,落实了吉林省中高职教育衔接工作。吉林电子信息职业技术学院作为首批试点院校进行了中高职衔接,在机电一体化技术等专业进行了中高职衔接的实践与探索。根据吉林省中高职机电一体化专业衔接的现状,成立中高职衔接机电一体化专业建设委员会,多元参与课程体系的开发,建设了一体化的课程衔接体系,并在实践中不断完善。

一、机电一体化专业一体化课程衔接体系设计的必要性

目前我国中高职院校大多各自办学,各自为政,是两个相互独立的体系。而现代职业教育体系要求中高职教育是一个联系o密的有机整体。目前吉林省的机电一体化专业中高职衔接普遍存在课程体系自成一体,中高职教育中的课程和技能重复甚至倒挂,中高职衔接内涵缺失,没有合理的衔接点等问题。实现中高职有效衔接的关键是课程体系的一体化建设。

二、机电一体化专业课程衔接体系的结构框架

(一)理清典型工作任务

根据吉林区域产业链,通过充分调研理清典型工作任务,明确人才培养的培养目标。目前吉林省机电一体化专业主要以机电制造产业链不同的职业岗位,制定专业的人才培养目标。在中职教育阶段,机电一体化专业的学生主要从事机电产品安装与调试;而高职阶段,机电一体化技术专业应该是中职阶段学生能力的横向和纵向延伸,专业知识更深,技术能力更强。要求学生不仅要掌握机电一体化领域的一般技能,还要具备一定的管理能力、创新能力和职业迁移能力。高职阶段机电一体化技术专业职业岗位面向,见表1。

(二)确定中高职机电一体化专业培养规格

中高职衔接中的中职教育和高职教育在培养规格上虽然有不同的定位,但应该是一个有机整体,高职教育是中职教育纵向与横向共同发展的结果。

中职培养规格:掌握机电一体化方面的基础理论知识;能够识读一般装配图和电气安装图;能够正确执行各种工艺及调整操作,具有从事机电设备的安装、调试及维护等工作的基本能力;具有终身学习能力。

高职培养规格:面向机电一体化设备制造与使用企业的相关岗位,熟悉相关的国家或行业标准,掌握一般中小型机电产品的设计和调试;具有从事机电设备的安装、调试、运行、维护、检修、生产组织与技术管理等工作所需的综合职业能力,具有与不同层次人员的沟通交流能力。

中职教育在培养规格上注重经验层面的单一技能和专业通用基本能力的培养,高职教育在培养规格上注重策略层面的复杂技能和综合职业能力培养。

(三)中高职机电一体化专业一体化课程结构框架设计

目前,我国的中职教育培养目标定位为一线技能人才,培养的是一般的经验技能;高职教育培养目标定位为发展型复合型和创新型的技术技能人才,培养的是高端的策略技能。经验是策略的基础,策略是经验的升华。因此,要贯通机电一体化专业的中高职衔接,必须进行一体化课程体系的设计。

机电一体化专业中高职衔接的一体化课程体系以职业能力培养为核心,以能力的螺旋式上升为主线,构建适应中高职培养规格的模块式课程。课程体系框架结构可分为基本素质课程、专业核心课程及专业拓展课程和综合实践课程四个模块。

三、机电一体化专业一体化的课程衔接体系

根据典型工作任务确定学习领域课程,根据机电产品制造与使用企业相关岗位所要求的职业能力确定学习领域的内容,并确定体现完整学习内容的学习情境。

(一)一体化的课程衔接体系开发原则

成立机电一体化专业中高职衔接课程体系开发组,邀请中高职院校相关专业的带头人和教师专家、行业企业的专家等多元参与,共同进行课程体系的开发。根据中高职机电一体化专业各自的培养目标,结合实际情况,对原有的课程进行优化和整合,开发新课程等。最终确定各自所属课程,为中职阶段和高职阶段的课程划分明确的界限,避免课程的重复。同时制定统一的课程标准,明晰课程目标,促进课程的纵向深化和横向拓展,实现中高职的有效衔接。

(二)一体化的课程衔接体系建设

对于素质课程,中职阶段着重培养学生的基础素质和基本的职业素养,高职阶段着重培养良好的综合素养。对于专业核心课程,中职阶段以实践为核心,以机电设备的操作和运维能力培养为主线,高职阶段以理实一体为核心,以专业的综合能力培养为主线。对于专业拓展课程,中职阶段强化学生社会适应能力和素质提升,高职阶段强化学生职业迁移能力和创新能力。课程模块之间彼此独立又相互联系,层层递进。

四、结束语

中高职教育的有效衔接是一项复杂的系统工程,涉及到国家政策、地方经济发展等多个方面。一体化的课程衔接体系建设只是其中重要的一个环节。机电一体化专业由于其专业特点,在衔接过程中对课程的要求更高。为了保证中高职衔接课程体系的顺利实施,必须执行统一的课程标准,实行学分制或弹性学年制管理,执行切实可行的评价标准。目前,这种衔接在教学实施中的策略和优化路径还在积极探索中,它将推动职业教育教学改革的发展。

参考文献:

[1]邓桂萍,宋S.电子类专业中高职衔接课程一体化设计探索[J].职业技术教育,2013(14):31-33.

[2]张杨.机电一体化专业中高职衔接课程建设的研究与探索[[J].价值工程,2014( 24) : 279-280.

第5篇

关键词 机电一体化技术;课程定位;教学改革;实践教学

中图分类号:G642.0 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2013)21-0139-03

机电一体化课程是一门以精密机械技术为基础,综合电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术为一体并应用到实际中去的高技术学科,是机械工业发展的必然方向。为了适应科学技术的高层次发展,紧跟国际化科技的潮流,河南机电高等专科学校机电专业在初创时期,特别强调“机电一体化技术”课程模块的设置与教学,并且对于这种侧重于实践应用和变化较快的课程内容,为了能够及时跟踪学科的前沿发展,使得学生的学习更具有时效性,还把它设置为机电一体化创新设计课程,并且选择北京理工大学长期从事机电技术学科教学和研究的张建民教授撰写,高等教育出版社出版的《机电一体化系统设计》一书作为教材,借以促进机电一体化技术课程教学中学生学习兴趣的激励和教学教法的出新。

1 “机电一体化技术”教学课程的定位

把“机电一体化技术”课程设置为模块化教学课程,不仅因为它是“机械制造及自动化”专业课程体系中的主干专业课程,而且对于这种机电一体化属性的课程内容,学生有兴趣和渴望掌握相关领域前沿应用的摄取能力,使其有助于今后的学习并及时为就业和机电产品开发应用服务。在前期的相关课程教学中,学生对“机电技术类”课程踊跃选修,“全国大学生机械电子设计竞赛”连年参与人数在百人左右,足以表明学生的这种兴趣和渴望。

“机电一体化技术”课程作为机械技术与微电子技术的新兴交叉学科,融合了机械技术、电子技术、信息技术等多种学科的技术基础,体现了“以机为主、以电为用、机电有机结合”的原则。因而,“机电一体化技术”课程的教学内容,也要涵盖机电技术领域的全部技术基础分支,使学生全面了解相关学科知识内容,综观机电一体化技术发展的必然趋势。《机电一体化系统设计》一书被认为是国内机电技术学科领域具有代表性的经典论著之一,并在国内许多本科类及高职高专类学校被用作教材或教学参考书。其具有较强的先进性、实用性和权威性,具备了如上各个技术分支的理论基础,内容丰富、深入浅出、层次清晰、理论与应用并重,能够将现代机电技术的原理、技术与应用有机结合,良好地引导学生对新知识的渴求。

《机电一体化系统设计》一书除了书本的课程内容之外,还包括相关文献参考资料电子版以及网络链接学习材料的CD-ROM光盘,为学生提供了一个广泛的学习空间。作为“机电一体化技术”课程教学的教材,它在提供了知识点齐全、难易度适中的课程内容的同时,还为教学和学习提供了机电产品的设计实例,利于在教与学互动过程中进行实践应用的检验和对机电产品设计的理解,获得有益的教学效果。

为此,确定“机电一体化技术”课程教学的基本目标定位:通过相关学科知识的学习和掌握,营造师生交流互动的实践应用设计环境,促使学生系统了解机电技术学科知识,掌握机电一体化产品系统设计方法,锻炼提高学生“机电有机结合”的实际应用能力。

2 实践讨论教学模式的采用

实施机电一体化技术专业课程的实践互动模块讨论式教学,不仅能够使学生在整体把握专业知识的同时获得理论与实践的互动理解,锻炼和提高机电一体化产品设计的系统化思维及应用能力,还将反过来促进学生对先进学科知识的兴趣和追求。

机电一体化技术教学就是要营造一种实践学习及系统应用专业知识的环境和氛围,但是它应该完全不同于全实验的专业课程授课。当前,一些教师的实践互动模块讨论式教学并未起到实际效果,不仅有教师教学方式的缺陷,还有学生自主探究学习方式应用的不足。因而,在这种实践综合应用专业知识课程的教学中采用“侵入式”授课,势必造成学生对专业知识的思维理解滞后以及对知识点整体链接思维的障碍,从而影响师生课堂上的交流互动,无法达到促进学生积极学习的目的。为此,必须采用“实践互动模块讨论化”的方法,充分利用校内机电实验设备,有序地为学生设置实践互动模块讨论式的教学环境,针对机电一体化产品功能模块授课,达到学生对专业课程的逐步接受适应和学习主导性的稳步完成。

“实践互动模块讨论化”的机电一体化技术教学就是教育者努力创设互动性、参与性的教学氛围,让学生“浸泡”于机电一体化技术应用的环境里,潜移默化地提高学生理论应用于实践的系统思维整合能力。为此,在“机电一体化技术”课程教学中,首先坚持采用教材中的系统知识点,在机电一体化产品为背景的环境中以教材中机电一体化系统设计实例方法及结合科研成果构建学生的学习环境,从而否定了采用课堂讲义灌输式授课的原始方法。在教学过程中,不仅利用教材内容模块式编辑课程教学课件,采用理论知识与实物对照的讲解并设定互动讨论式交流,还发挥多媒体教学手段的作用,配备了动画及音频的实例演示教学内容,随时提问和讨论知识难点。为了达到与课堂教学的统一,延续课堂教学内容效果,每次课后的习题作业要求学生针对机电一体化实例分组设计完成;并且实验课程内容采用案例式介绍,实验报告要求结合科研成果讨论解决方案有所创新。最后采用理论闭卷考试(占总成绩的60%)、课程设计(占总成绩的30%)和平时讨论的参与程度(占总成绩的10%)三者结合考核,作为最终成绩。同时,鼓励学生参加机电产品创新设计大赛各种活动,获奖人员的课程设计设定为优秀(90分以上),使得学生对整个课程内容的学习都处于积极主动之中。

通过这种教学方式,试图培养学生在学习和应用机电一体化技术中了解和掌握如何“用机电一体化系统的设计原理与方法去设计改造机电一体化产品”,并进一步过渡到利用“以机为主、以电为用、机电有机结合的系统思维解决实际问题”。学生通过对专业技术知识的丰富和机电产品设计应用和改造能力的提高,将获得机电结合型高素质的综合发展,成为具备走向国际、放眼全球的科技人才。

3 机电一体化教学资源的广泛挖掘

“机电一体化技术”课程涉及机电技术各个分支学科的原理、技术与应用,每个分支学科都是世界现代高科技领域的一个缩影。根据“机电一体化技术”课程的这一高科技现代化特点,广泛挖掘利用其教学资源,促进学生技术知识的猎取和实践能力的锻炼。

首先,“案例教学”的网络资源利用。把具有重要学习意义的一些机电技术的原理、设计方法等进行课程模块划分,如划分为机械系统部件模块、机电执行元件模块、机电微机控制模块、机电元部件特性模块、机电结合设计及改造模块等,作为课程内容的讲述内容,要求学生利用网络搜索工具,充分进行相关预备知识内容的检索和复习,并通过机电一体化技术应用案例的检索,获取、对比并介绍、讨论相关设计案例,深入理解机电一体化系统各要素的联系。通过这种学习过程的熏陶,学生不仅深入地理解和复习相关的课程知识,还将对课程内容产生浓厚兴趣,激发后续继续学习的潜力。

其次,实践实验教学利用。目前,“机电一体化技术”的一些课程内容,已经广泛应用于各类机电产品中,并且,一些课程内容还是机电技术知识在实际机电类产品中的扩展应用。如数控机床、工业机器人、照相机、苹果手机、自动打卡机等,更是反映了机电技术的跨学科延伸。因而,充分利用校内实验教学课程资源的数控加工中心及各类机电一体化实验设备,结合机电一体化技术在实际生活中的应用实例,为学生提供丰富的机电一体化技术学习参考,将能使学生获得更为广泛的学习空间和开阔的知识视野。

再者,结合企业实际进行机电产品的设计改造应用。现代机电技术的发展,导致机电产品革新换代很快。为此,积极联系当地机电企业,实地考察企业需求,为学生营造企业环境条件,参与企业机电产品的创新设计过程。学生以毕业设计方式进行机电一体化产品的系统设计,教师进行难点指导,以此达到机电一体化系统设计整合思维的训练和机电一体化技术的实际应用。

4 问题与建议

通过“机电一体化技术”课程实践互动模块讨论式教学的初步实践、学生学习的测试以及实践设计考核,证明学生机电一体化专业知识的运用能力的提高。但是,要达到“用机电一体化系统的设计原理与方法去设计改造机电一体化产品”,还需要教师的悉心辅导;利用“以机为主、以电为用、机电有机结合的系统思维设计机电类产品”则需要更长久的锻炼。并且,机电一体化技术的实践互动模块讨论式教学也显示了一些需要解决的问题。

投入时间多、花费精力大,是学生机电一体化专业课程学习中普遍反映的问题。在教师完成大量的机电一体化技术教学备课任务之后,学生就将面临对大量机电一体化教学材料的学习过程,预习、复习以及运用机电一体化技术对问题和实验报告的撰写,都将耗用学生大量的学习时间。同时,其他课程学习的时间分配又将影响本课程的时间投入,似乎成为一个难以解决的矛盾。因此,实施机电一体化课程教学,必须要求学生加强基础专业知识的学习,铺垫好前期知识储备这一关;同时,考虑到学生的差异,还要采用循序渐进的方法,在课程的初期阶段加大相关基础知识间联系的介绍比率,随着课程的进行逐渐加大机电一体化技术应用和学生主导的比例,不断实施、改进和提高。无论如何,依据教材是必须的。

有必要进行机电一体化教学课程的系列化建设,为其教学提供更为广泛的实践培养环境。要使学生具备高素质的知识能力,获得勇于竞争的意识和潜能,适应未来走向世界的发展需求,必须有充分广泛的实践应用氛围的熏陶。“机械制造及其自动化”专业课程体系中有着许多高科技信息化的课程内容,为了达到培养高素质多技能的科技人才的目的,不但要改进和完善“机电一体化系统设计”课程的教学内容、方法和手段,还要进行系列化的机电一体化技术教学课程建设,为学生提供更为长期广泛的机电一体化教学条件和学习环境。只有使学生处于良好持久的机电一体化技术环境氛围中,才能浸染成长为机电有机结合的科技后备力量。

我国高等院校的机电一体化技术教学实践获得许多教育工作者的肯定,但是一些理性的分析也指出了需改进的地方。无论如何,只有认识到机电一体化技术教学的长期性,坚持不懈地探索和实践,才能创造该教学的良好环境和条件,克服和改进其缺陷与不足,实现培养机电一体化科技人才的目的。

参考文献

[1],郑永军.以高新技术学科内容构筑科技人才培养体系[J].科技进步与对策,2002(12):87-89.

[2]张建明.机电一体化系统设计[M].北京:高等教育出版社,2001.

[3]陈遇良.机电一体化教学研究[M].北京:中国电力出版社,2002.

[4]江庆.机电一体化技术课程教学的一些探讨[J].现代企业教育,2009(1):15-16.

第6篇

【关键词】机电一体化;技术现状;智能化趋势

所谓的机电一体化技术,指的是结合应用机械技术和电子技术于一体,并且随着计算机技术的发展和应用,机电一体化技术同时获得前所未有的发展。 目前已经成为一门综合性多学科交叉的系统技术,为传统机械技术带来根本性变革,并且向着智能化、环保化、网络化和微型化等更为先进的方向发展,向光电一体化技术方向迈进,应用范围十分广泛,已经显著改善了人们的日常生活及生产方式,影响较为深远。

一、机电一体化技术应用现状

机电一体化技术,是运用系统综合利用微电子、计算机网络、自动化处理、传感测控、信息变换、自动控制等方面的群体技术,通过把机械设备以及电子技术相结合,使得机械设备的信息处理方面、动力方面以及控制方面的功能进入智能化和自动化状态的工程技术。虽然机电一体化在我国的研究和应用起步较晚,但我国自起步开始就不断加大投入,以期弥补与他国的差距,目前已经在一些方面取得较大成就,诸如工业机器人制造、数控方面以及计算机系统集成制造等方面。

(一)工业机器人制造

目前,我国已将工业方面机器人的操作技术进行了优化,机器人的软件及编程等设计技术和控制技术等关键技术得以解决,机器人的规模和应用范围逐渐扩大化,相应的配套设备得以开发。

(二)数控技术

在数控技术方面,我国多年来一直借鉴外国先进经验,同时坚持自主研发,目前产业形式已经成形。关键技术都已具有自我研发能力,生产能力已经形成,极大促进工业众领域的发展,已为我国综合实力的增强发挥巨大作用

(三)计算机现代集成制造

当前,我国已经从CIMS转变为“现代集成制造和现代集成制造系统”。这一系统已经对原来CIM/CIMS的内涵进行了从广度和深度上的扩展,是将人、管理和技术进行综合集成后的结果。国内对该系统的应用已经较为广泛,具有良好的经济效益。

在计算机技术与集成电路等不断发展的基础上,机电一体化已经随之向更高方面发展。机电一体化产品的应用已经十分广泛,除日常生活之外,也应用到生产和其他各个方面。还有一些人聚焦到电子智能方面的深入研究上,使其向更加智能化这一目标迈进。可以想见,科技不断进步的今天,机电一体化技术必将达到更为先进的层次,取得的成果也会更多。

二、机电一体化技术的智能化趋势

现代社会对科技的要求已逐渐向着智能化、模块化、网络化、微型化、环保化等发展,这些方向都是未来的主流发展方向,机电一体化技术要作为机械工程领域的未来,势必将无法避免与这些方向接轨。而作为引领未来科技主要求的智能化,是机电一体化的发展必须追随的方向。

(一)微处理器的发展与人工智能

自上世纪九十年代后期,人工智能这一模块已经引起人们的广泛重视,各国纷纷将重点转移至如何实现更高层次的人工智能化上来。所谓智能化描述的是机器的行为,它是将来自各学科的新思想和新知识充分整合,以控制理论作为基础,使得机器具有能够自主决策、简单逻辑思维和判断推理等能力。尽管机器不能够具有和人等同的逻辑思维和判断能力,但是在一些具有较高性能,运转速度更快的微处理器的发展基础上,令机器智能化实现略微低级的地步是可以实现的。

(二)计算机科技崛起与人工智能

现今社会计算机科技迅速崛起,并且日渐普及,数字化产品设计和生产具有良好的基础,虚拟设计和超级计算机等技术已经十分先进。数字化结合到机电一体化当中时就需要其操作软件达到更高条件,如:操作性强、可靠性高、具自我诊断维护能力等等。实现人工智能化之后,机电产品可具备一定智能,也就能够实现远程操作,自我诊断和自我修复这些功能也都是可以实现的。在这一方面,数控机床有异于传统机床就在于实现机电一体化,例如智能I/O接口的设置、添加的人机之间对话功能以及智能更新的数据库,其操作和使用等十分便利。

(三)人工智能理论的加入与人工智能

人工智能的进步和发展继续进行过程中,以模糊控制理论、小波理论和神经网络理论、灰色理论以及混沌与分岔等为代表的人工智能理论也已经糅合进机电一体化的进程中。光纤技术以及通讯技术的加入,微细加工的拓展,丰富了人工智能理论的内容,为机电一体化的人工智能增加了筹码,开拓了更为广阔的领域。

(四)人工智能化与绿色化

科技发展日新月异,带给人的不是只有便利,产生的巨大变化当中也包含着对环境等的影响。机电一体化的受益对象是人,人的智能和情感等人性化体验相对来说也极为重要,因此也要关注到人机关系,在色彩以及造型方面进行改进使人感觉到协调一致,满足人的各类需求,达到更加舒适自然的目的。享受物质的同时,不可避免会对环境造成一些破坏性的效果,如:环境恶化,资源浪费。因此可持续发展策略应运而生。绿色产品的观念要深入人心,机电一体化在达到智能化的过程当中,必须兼顾绿色化。

三、结语

机电一体化不可能单独发展,它是多门科学技术多种学科交叉发展的整合和结晶。它是社会生产力达到一定水平之后必然出现的一种技术体系,目前已对人们的生产和生活的水平等的提高起到了极为重要的作用。有许多与其相关的科学技术也都得到了更多的发展,由此可见技术融合已经成为一种趋势,随着越来越多的研究深入,一定会出现更多的融合技术,使得技术领域更为便利和有效。在走向更高智能化的道路上,机电一体化的前景必然十分广阔,带来更高层次的社会进步。

作者简介:张福,男,黑龙江省庆安县,本科职称实验师职务教师,研究方向工业电气自动化。

第7篇

关健词:机电一体化;可持续发展;培养目标;定位

作者简介:高安邦,淮安信息职业技术学院特聘教授,原哈尔滨理工大学硕士生导师、教授。

中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1001-7518(2008)04-0041-03

一、机电工业要求生存、谋发展必须走“机电一体化”之路

现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,促进了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透,已使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系都发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展新阶段。

“机电一体化”就是将机械、电子与信息技术进行有机结合,以实现工业产品和生产过程整体最优化的一种高新技术。它的发展,使传统的机械如虎添翼,超越了操作机械和动力机械的范畴,进入了智能化、柔性化、信息化、多功能化、全自动化、绿色化、微机数字化和远程网络化控制的新时代,不仅极大地解放了人类的体力劳动,还极大地解放了人类的脑力劳动。因此,“机电一体化”已成为当今世界工业发展的主要趋势,也带动了传统机械工业的一场新的革命。其典型产品为:数控机床、智能机器人、新型武器装备和作战指挥系统、高精尖的航空航天飞行器、以及用微电子(尤其微机)技术装置了的自动化生产设备、动力设备、交通运输设备、生产过程自动化设备、通信设备、办公设备和家用电器等等。这些都是当今世界高新技术的核心和应用成果的集中体现。机电工业要求生存、谋发展必须走“机电一体化”之路,而世界各国都将“机电一体化”前沿技术作为国家高新技术发展的重要方向。我国高新技术研究发展计划纲要,即863计划也将“机电一体化前沿技术作为国家高新技术重要发展领域。和世界上先进的发达国家相比,我国目前的“机电一体化”技术整体水平还相对落后。要开发大西北、振兴东北老工业基地、富民强国奔小康、实现中华民族的伟大复兴,就必须要刻不容缓地紧紧抓住这历史赋予的大好发展机遇,大力发展我国的“机电一体化”技术,抢占“机电一体化”前沿技术的制高点,加快提高我国的综合实力。而建立在高新技术发展基础之上的“机电一体化”新专业大学生的培养目标定位必然是、也必须是要造就出大批高素质、高技能复合型机电创新人才。尤其是当前国家要重点和优先发展的高职院的任务也不是培养普通的熟练工和劳动力,高职教育特定的培养目标,是面向生产、建设、服务和管理第一线需要的技术应用性人才,尤其是当前加快发展先进制造业和现代服务业急需的高技能人才(未来的蓝领人才)。这也是我国当前教育工作的头等大事,更是我们职业教育工作者神圣而光荣的责任和义务!

二、“机电一体化”新专业理应归口于电气自动化技术专业

机电一体化技术是在大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术高度发展,向传统机械工业领域迅速渗透、机械与电子控制技术深度结合的现代工业基础上,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术、信号变换技术以及软件编程技术等群体集成技术。机电一体化技术已不是机械与电子简单的叠加,而是在信息论、控制论和系统论的基础上把两者有机组合起来的高端应用技术。由于引进了微电子技术,现代工业生产已从机械自动化跨入了机电一体化的新阶段,使机械产品的技术结构、产品结构、产品功能和构成、生产方式和管理体制均发生了根本性的巨大变化。机电一体化技术还赋予机械产品一些新的功能,如自动检测、自动显示、自动记录、自动处理信息、自动调节控制、自动诊断、自动保护等,从而使机械设备具有智能化的特征。如果说传统机械主要是代替和放大人的体力,而机电一体化技术则能取代并延伸人的部分智力。

“机电一体化”技术实际上是自动化技术高度发展的一个阶段和必然产物,它是自动化领域中机械技术与电子技术有机地结合应运而生的一种高新技术,更是铸造创新人才的最热门技术领域。机电一体化技术得以发展的根本原因,就在于生产的高速发展和科学技术的跨越进步,其别是自动化技术与计算机科学起到了最重要的决定性作用。第二次世界大战以后,几乎是同时诞生的系统工程、控制论和信息论这三门科学既是工业自动化与机电一体化的理论基础,也是机电一体化技术的方法论。而微电子技术的迅猛发展,半导体大规模集成电路制造技术的快速进步,则为机电一体化与工业自动化技术奠定了物质基础。反过来,机械制造技术也为微电子学和自动化技术做出了重大贡献,如大规模集成电路芯片的制造就是以超精密机械加工为基础的,而这种加工设备本身又是一种计算机控制的自动化系统,即机电一体化的系统。由此可见,机电一体化技术的产生既是微电子技术与自动化技术不断发展的结果,又是信息论、控制论和系统工程付诸生产实践的结果。已形成以机械为主体,以微电子尤其是微机和自动化控制为技术核心,“机械+电气+计算机”三分天下的实际格局。

为此,国家专业技术委员会已将“机电一体化”专业列入自动化技术专业的范畴,理应归口于电气自动化技术为宜。

实际上也正应如此,目前全国凡是“机电一体化”新专业放在机械专业中来办的,没看到那所高校的“机电一体化”新专业的现行课程设置是真正按照““机械+电气+计算机””三分天下的格局安排教学的,要么还是机械和电气严格分家,各办各的;要么就是执行传统老机械专业的教学计划,电气与计算机只是机械的陪衬或者是沽名钓誉的点缀;“电控和计算机”类课程的比重远远不够;更没有跟上高新技术的快速发展。有些学校的“机电一体化”新专业更是名不符实,有的甚至就连“机电一体化”新专业的核心基础课“自动控制技术”与核心专业课“计算机控制”都不开,还谈什么“机电一体化”?

三、“机电一体化”新专业,应按照“机械+电气+计算机”三分天下的格局安排教学,加速培养国家急需紧缺的机电复合型创新人才

按照国家人事部最新统计预测,“机电一体化”专业技术人才是我国教育市场今后几年急需紧缺的最热门专业人才之一。21世纪内中国将发展成为世界现代制造业加工中心,“机电一体化”技术就是加工制造业为了适应现代生产环境及市场的动态变化,将微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术综合应用于制造加工生产全过程的高新复合技术群,是21世纪国民经济发展所急需的优势学科方向,是我国开发大西北和振兴东北老工业基地以及出口创汇等重大战略决策的重要科技支撑。21世纪中国将需要一大批掌握先进控制技术,能从事数控机床、加工中心、智能机器人、航天航空和先进武器装备制造以及其他新型机电一体化技术和产品的设计、安装、调试、操纵、编程与开发的高素质、高技能应用型机电创新人才。

“机电一体化”高新技术是一个大系统工程,其“主体”是机械,“核心”是控制和计算机。发展“机电一体化”所面临的共性关键技术主要有“精密机械技术”、“传感检测技术”、“信息处理技术”、“伺服驱动技术”、“机电接口技术”、“自动控制技术”、及“系统总体技术”,已形成“机、电、计算机”三分天下的实际格局。要开办“机电一体化”新专业,就必须针对其关键技术,按照国家对“机电”工作的重点安排开展教学。国家现阶段对“机电”工作的重点安排为两个层次:一是狠抓用微电子技术改造传统产业;二是集中人财物力抓紧抓好数字化、自动化、智能化机电产品的开发应用。三个重点:数控装置、新型工业控制系统、第二代电力电子产品系列。八类产品:经济型数控系统、中档数控系统、新型工业控制系统、可编程序控制器、发电设备自动控制系统、交流调速系统、智能化仪表、电力电子产品。四项配套产品和技术:集成电路、传感器、CAD与CAM、CAT。一个前沿技术:智能机器人。由此可见,没有相当数量和相应质量的“机电”专业技术人员就没有“机电一体化”事业的发展。它与传统老机械的不同在于增添了检测和自动化控制(即测控)等核心精尖技术,赋予工业产品更多更好更新的功能和柔性,是硬结构和软技术相互协调统一的一个信息处理系统。它既区别于机械设计与制造专业,又不同于电气自动化专业。前者的理论基础是机械结构设计、固体力学、切削原理,缺乏电子与控制技术。后者的理论基础是电力电子、电机传动、测控与计算机技术,对机械设计、力学分析涉及较少。这两类专业都很难适应对现代化高科技机电产品的设计、制造、使用、维护、开发和改造,更难胜任大量引进先进新技术与新设备的消化吸收和国产化。要办好“机电一体化”新专业,就要进行真正意义上的“机、电、计算机三分天下”的教学改革。

现在的问题是没看到哪所高校的现行课程设置是真正按照“机、电、计算机三分天下”的格局安排的,仍是传统老机械专业的教学计划。“电气和计算机”类课程的比重远远不够,更没有跟上高新技术的快速发展。要办好“机电一体化”新专业,就必须重新修订“机电一体化”新专业的教学大纲和计划,真正按照“机、电、计算机三分天下”的格局安排“机电一体化”新专业的教学;大幅度增加现代高新技术的教学内容。

四、办好“机械电子工程”新专业的几点建议

现在“机电一体化”新专业已在全国各高校蓬勃发展起来了,可是要真正办好“机电一体化”新专业,我们目前所面临的棘手问题还很多,为此,我对办好“机械电子工程”新专业提出几点建议:

(一)按时代要求确立“机电一体化”新专业大学生高素质、高技能复合创新人才的培养目标和科学定位,一方面进行高素质、高技能创新人才培养理论和方法的深入研究与探讨;另一方面整合学校优势资源,构建高素质高技能创新人才培养多样化的模式,搭建各种科技创新平台,营造创新人才培养的环境,通过各种实践教学环节,采用多渠道多方式,脚踏实地地培养出一批机电专业高素质、高技能复合创新人才参加人才市场竞争,检验高素质、高技能创新人才的培养效果。

(二)要办好“机械电子工程”新专业,就必须将“机电一体化”新专业从传统的机械老专业的禁锢束缚中彻底解脱出来,获得自主发展的新空间。按照国家对“机电一体化”工作的重点安排,重新调整专业结构和培养方向,安排学习内容,突出“机电”结合的特色和高科技新知识的内涵,发挥机械、电子、测控、计算机等多学科交叉和结合的优势,体现出与时俱进、开拓创新的办学特点。

(三)要办好“机械电子工程”新专业,就必须重新修订教学大纲和教学计划,真正按照“机、电、计算机三分天下”的实际格局进行教学规划,大幅度增加电控和计算机教学的比重,突出高新技术的含量,体现出“机电一体化”技术是以机械为主体,以电气控制和计算机为技术核心的内涵。

(四)彻底摒弃应试教育、奴化教育的传统观念;改变填鸭式死背硬记的教育方法;改变现行应试教育模式下的考试制度,加强对学生自主创新和综合素质、技能考核的力度;真正树立以学生为主体,给大学生营建主动学习、创新实践和个性发展、充分展示才华与综合素质能力的环境空间,真正从行动上能变应试教育为素质教育,而不是停留在口头和口号上。

(五)从学校的长远发展考虑,为体现高校办学与时俱进的时代特征,高校的专业课教师不能只充当教书匠、抢学时、捞工作量,多年不变地照本宣科,纸上谈兵式地只会讲授枯燥乏味的条文,不会动手搞实践;要投入足够的精力和时间从事科研创新活动,进行工程实践,学用结合、理论联系实际,才能更有效地培养出素质技能型创新人才。名师出高徒,一个本身都不能从事科研创新实践的老师,是无论如何也教不出高素质、高技能的大学生的。隶属于高新技术的“机电一体化”专业课教师更是如此,教师从事科研创新实践更是责无旁贷。

(六)高职院校的职业技能培训应该努力创造提升高新技术的含金量,绝不能再津津乐道于低技能低水平的“正反转”、“Y/Δ”和“指针式万用表的使用”了,对这种上个世纪20年代就开始使用的落后技术、初级电工都能掌握的基本技能,一个高职大学生还要花钱考证,即使拿到“特优证”,又能说明什么?应该多开展诸如“单片机”、“PLC”、“变频调速”、“现代智能网络测控”、“电机综合控制”等新技术知识的职业技能培训,才有实用价值。

(七)高职院校的专业教材编写应该是工学结合、学用一致、理论密切联系生产实际、加强创新性、实用性和实践性的知识和技能,决不是所谓的“够有”的“肤浅化”和“概论化”;未来的“蓝领”人才也需要掌握高深的技术理论知识和具备高技能。“肤浅”的和“概论性”的教材培养不出高素质高技能的“蓝领”人才!

(八)要办好“机电一体化”新专业,必须多方面多渠道的培养和引进专业人才;不拘一格选人才;并能真正做到政策、感情、事业、环境、条件等留住人才;这里不仅是要用政策吸引外来人才,更要能留住现有人才,机电专业的能人目前是太缺乏了。

第8篇

关键词:机电一体化;智能化;模块化

机电一体化技术是集机械技术、电力电子技术、微电子技术、计算机科学、通信技术、传感器技术、自动控制技术、伺服驱动技术、信息处理技术等先进技术为一体的高科技新技术,其应用小到儿童玩具、家用电器、车辆电子设备,大到数控机床、施工机械、自动化过程生产总线、航天航空等,对现代工业的发展有着巨大的推动力,是各行各业智能化、自动化、信息化、网络化研究的重点。以计算机为核心的检测、监测、监控系统功能的日益完善和性能的不断提高,被广泛应用到各行业产品和生产的过程控制中,使得机、电、测量、控制保护等得到有机地整合,发展成为具有良好过程控制性能的机电一体化技术[1]。以机电一体化技术逻辑控制为核心思想的软件系统的使用,给机械行业带来了非常显著的经济效益,不仅提高了生产作业全过程的生产效率和安全可靠性,同时充分发挥各功能系统的性能,提高了产品的性能和质量,降低了工作人员的劳动强度和原材料消耗量,提高了单位产品生产的经济效益,增强了产品生产企业在市场中的综合竞争力。

1 机电一体化技术的主要功能特性

先进机电一体化制造技术是在常规制造技术的基础上,充分引进和吸收机械电子、电力电子、计算机信息、传感器、能源及现代管理等技术,发展起来的优良产物,综合应用到机械制造生产全过程,实现优质、高效、低耗、操控便捷、清洁环保的生产,取得非常良好的技术经济效益。机电一体化技术在实际应用中的主要功能特性,体现在以下多个方面,即:

1.1 能够根据逻辑程序控制要求完成各种功能,并具备记忆、数据运算、逻辑控制、历史数据分析、信息功能相互转换等功能。从而实现机电设备的高性能、多功能化、数字智能化、网络集成化等功能特性。

1.2 结构紧凑集约化。使机电产品向着轻、薄、细、巧等方向迅速发展,并结合标准化、模块化集成体系进行设计、制造和应用,可以大大提高机械结构、电控系统间的交互共享性能和兼容性。微机电一体化设备的研发应用,其具有的体积小、耗能少、运动灵活等优点,可以进入到常规机械设备无法达到的空间进行操作,易于实现精细化、精益化操控,在生物医疗、军事、信息等工程领域,具有不可比拟的强大优势。

1.3 结合系统内部的DSP数据处理系统,可以根据负荷及设备实时运行工况状态,按照预设程序要求进行调整与控制,确保设备长期工作在最优工况,具有明显的节能降耗优点。

1.4 具有远程操控、在线监测、自动监视、自诊断功能,以及一些智能决策等功能,使系统运行的安全可靠性和性能水平得到大幅度提高。

2 机电一体化技术研究应用技术核心

在人们的日常生活、工作、生产、休闲等过程中,自动化机械、电子产品、信息化处理设备、智能化控制系统、自动化医疗器械、集成网络化安全监控系统等机电一体化产品或系统,其运行过程中均离不开相关执行机电元器件为其提供动力或驱动信号。由于执行元件或机构与电子控制系统间不能直接互联,即需要一个中间驱动部件来实现机与电间的相互转化。被驱动机械元件通过驱动部件在电子控制系统下,按照流程接收调控指令,并将相应电信号转换为机械信号,通过能量转换完成相应的目标输出。常规的机电一体化技术在实际应用中,仅考虑机械技术、传感器技术、信息处理技术的简单互联,其生产出来的产品体积结构庞大,操作笨拙,性能偏差大,已经不能满足用户提出的更高调控性能和功能需求。为了满足用户需求,并且提高各控制子系统间数据信息资源的交互共享能力,确保其有较高性能水平,就必须在发展机械技术、精加工技术、传感器技术、信息处理技术、接口技术、带源化技术、通信技术等基本核心技术的基础上,从全局功能结构出发,用系统顺序逻辑控制观点和方法,通过合理的系统集成和信息互享,解决好每个功能子系统和模块间的信息处理和传输,实现各功能子系统间信息的相互集成共享,完成机、电、控系统信息数据的统一集成和功能的集成统一,使整个机电系统功能得到正常发挥,实现最优化的系统控制功能水平。

3 机电一体化研究应用发展方向展望

机电一体化是机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科相互交融发展起来的优良技术,它的发展和进步大大推动现代工业的迅速发展[2]。机电一体化技术的应用发展的主要方向是:智能化、模块化、轻量化、带源化、绿色化等。

3.1 智能化

随着集成电力电子技术、计算机技术、数字处理技术、通讯技术等在工业生产中应用的进一步完善,以全数字式现场总线技术为代表的现场控制总线仪表和机电设备的大量应用,使得常规现场控制技术及现场控制机电设备的功能发挥和性能得到全面提高。尤其是PLC控制器、变频器、PID调节器、IED智能电子元件,以及其它智能控制设备和运算方法的飞速发展及在机电设备上的广泛应用,使得机电设备的综合网络化、集成自动化、网络智能化水平程度越来越高,不仅使得机电设备的操作变得更加便利、安全,同时使其能源消耗降低,达到较好的节能降耗效果。高性能、高速度微处理器在机电一体化产品中的应用,赋有其低级智能或人的部分智能运算分析功能,使其具有一定判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,获得更高的控制性能和目标决策,是完全可能且非常必要的。智能化是机电一体化研究发展的一个非常重要的发展方向,实现对人类专家制造智能知识的统一收集、完善、继承和发展。

3.2 模块化

机电一体化产品其种类和功能作用较繁杂,让其自由进行数据信息的交互共享是一项十分复杂的事,尤其是产品性能兼容性和功能通用性。因此,为了提高机电设备应用范围和普及型水平,有必要研制具有标准机械接口或电气动力接口等模块化的机电一体化产品,即可以实现像“搭积木”一样让客户根据功能要求自由选配组合。根据需要选择“性价比”较优越的机电一体化产品,以实现设备信息资源的集约和优质服务。

3.3 轻量化

结合机械设备的精细化和集成电路的微细加工技术,可以实现机构、驱动器、信号传感器、控制器、以及电源等功能模块有机集成在一个很小的多晶硅上,获得机构完整、性能完备的MEMS微型电子机械系统,使得整个机构尺寸压缩到几个毫米甚至几百微米。MEMS微型机电一体化技术,在工业、农业、航天、生物医学、家庭服务等行业中的广泛应用,机电产品将像紧凑化、集约小、轻量化、精细化等方向发展,给机电产品生产制造领域带来深刻的技术革命。

3.4 带源化

机电一体化产品自带能源无需外部供电,通过太阳能电池、燃料电池,以及各种高性能大容量电池的合理运用,将给机电一体化产品带来巨大的使用便利性。

3.5 绿色化

设计绿色的机电一体化产品,是未来机电产品符合生态环保功能的重要技术手段。绿色化机电一体化产品,其使用时不污染生态环境,生产时不产生机电垃圾,同时能回收再利用,实现节能降耗和绿色环保的性能。

参考文献

第9篇

关键词:高职 机电一体化 专业课程 课程构建

高职机电一体化专业主要培养具有机械、电子、液(气)压一体化技术基本理论,掌握机电一体化设备的操作、维护、调试和维修,掌握应用机电一体化设备加工的工艺设计和加工工艺的基本方法和基本技能的中级工程技术人才。按照工作过程系统化的理念,构建“工作过程导向”主干专业课程,促进专业与产业对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接,全面提升了专业建设水平和产业服务能力。

一.行业发展情况及人才需求分析

1.行业背景

机械工业信息研究院最新数据显示,2013年我国装备制造业产值规模突破20万亿元,多数装备产品产量位居世界第一,其中高端装备制造业产值占装备制造业比重已超过10%。预计到2015年,装备制造业总产值将达40万亿,高端装备超过6万亿元。我国正大力发展高端技术装备产业,通过产业结构的调整升级,实现从制造大国向制造强国转变。“十二五”时期, 装备制造产业将带来广阔市场机会。机械工业的强势发展,农机装备制造业的特色突起,特别是区域矿山装备制造与工程机械制造的优势,汽车制造的后发优势,培养大批具有专门技能、善于解决难题、爱岗敬业的机电一线技术技能型、创新复合型人才势在必行。

2.人才需求背景

现代装备制造业生产的内涵正在发生变化,要求技能型人才的知识、能力结构不断高移,使得社会对高技能人才的需求日益凸显。抽样调查结果显示,我国高级以上技工只约占全部技术工人4%,而企业需求的比例是14%以上,供需之间存在较大差距。在装备制造领域,高级技人才缺口达12万人。装备制造产业发展的方向相适应,与人才需求量大的机电设备操作、制造工艺、设备维修、装配调试等生产一线岗位相对接。

二.主要职业岗位群与典型工作任务分析

现代装备制造业人才市场需求,确定机电一体化技术专业主要职业面向自动生产线和机电一体化设备的操作、产品工艺设计、安装与调试、维护维修及售后服务和技术管理等岗位。

学生毕业后的初步就业岗位一般为普通机床操作工、数控机床操作工、机电设备的装配和调试工;工作2-3年后,逐步转到产品工艺设计、设备的维护维修和售后技术服务等核心就业岗位;工作5-6年后,学生将从事自动生产线、机电一体化设备的技术管理和技术改造等工作。

对具体的各典型工作任务及职业能力分析,分析流程为:典型工作任务工作岗位工作对象工具工作方法劳动组织工作要求职业标准。为学习领域知识的构建提供依据。

三.学习领域课程构建分析

通过对典型工作任务分析,归纳行动领域,对行动领域进行提炼和升华,设计专业课程,机电一体化技术专业主干课程将课程与培养目标、基本要求以及能力模块有机对应和结合,筛选出与此相关学科中与培养目标直接对应的、使用频率较高的知识内容,结合技能教学,形成一个以能力培养为中心的教学体系。

通过对机电一体化技术岗位调研和所需的典型工作任务的确定,分析每个典型工作任务所涉及的知识和技能,从而确定到具体主干专业课程,课程的构建为具体教学实施提供了条件,为后续教学课程体系开发、课程内容的建设、实践教学体系的建立提供了依据。为高职系列新型电气专业人才培养创造了坚实的基础。

参考文献

[1]周曲珠.面向地方经济的特色机电专业的教学改革与实践[J].网络财富. 2008(09)

[2]梁雯虹,魏合瑜.机电专业发展建设的探索[J].决策探索(下半月).2007(07)

[3]张文明,陈跃安.“机电一体化技术”专业在高职院校中的建设与改革[J].机械制造与自动化.2009(02)

第10篇

Abstract: Mechatronics specialty in higher vocational colleges is one of the popular specialties. Construction of mechatronics specialty with the port characteristics in higher vocational colleges achieve good results in specialty construction idea, target positioning of talent training, construction of professional course system, construction of training room, construction of teacher team, and teaching material and teaching method, under the premise of giving full play to the advantages of the enterprise colleges.

关键词: 高职;专业建设;机电一体化;港口

Key words: higher vocational colleges;specialty construction;Mechatronics;harbour

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)19-0263-03

0 引言

近年来,国家经济的快速发展,带动了港口的大发展,我国已成为世界上港口吞吐量最多、增长速度最快的国家,港口经济在促进经济发展中扮演着极其重要的角色。以青岛港为例,2013年吞吐量已达到4亿吨,港口经济已经成为区域经济发展的增长极。隶属于青岛港的青岛港湾职业技术学院是一所具有港口特色的企业办学制高职学院,其机电一体化专业是历年来招生人数最多、最受社会欢迎的专业之一,在经过多年的建设目前已成为港口特色鲜明的重点专业,在专业建设思路、人才培养目标、课程建设、师资队伍建设、实训室建设、教材建设等方面付诸大量实践,取得良好效果。

1 专业建设总体思路

在国家大力发展职业教育的大背景下,坚持“以服务为宗旨,以就业为导向,校企合作、工学结合”的办学方针,充分发挥企业办学的优势,把专业建设重点放在内涵建设上。依据山东省周边经济发展的特点,准确定位人才培养目标;按照人才培养目标需求,归纳专业岗位群;从岗位工作过程的实际出发,总结职业能力需求;以此构建工作过程导向的机电一体化专业全新的课程体系,将企业工作任务转化为学生的学习任务;在实训室建设中,利用企业办学的体制优势,实现校港共融、校港共建、校港共利;“把学校办到港区,把课堂搬到码头”,创新教学组织模式;“专任教师进码头,港口专家上讲台”,打造双师结构教学团队;紧紧围绕课程建设、师资队伍建设、实训室建设、教材建设等要素实现专业建设规模、质量、效益的协调发展。

2 人才培养目标定位

高职院校有服务区域经济的职能,2011年国务院正式批复《山东半岛蓝色经济区发展规划》,这标志着山东半岛蓝色经济区建设正式上升为国家战略,成为国家海洋发展战略和区域协调发展战略的重要组成部分。港口经济是山东半岛蓝色经济区建设的重要组成部分,青岛港是山东半岛港口发展的龙头,目前,青岛港货物吞吐量已超过4亿吨,尤其是近年来董家口港区的大规模建设,将青岛港的吞吐量提升到未来的6亿吨。港口的大发展为社会带来大量的就业机会,也为我院机电一体化专业的发展带来了新的契机。港口是以货物装卸为主要任务的企业,港口的主要装卸设备是以门座式起重机、岸边集装箱装卸桥、轮胎式起重机等为代表的大型机电一体化设备,这些设备的操作、维修、安装调试、保养维护需要大量的高技能型人才。因此,机电一体化专业建设紧紧围绕服务区域经济的使命,将人才培养目标定位于培养适合港口机电设备的操作、维修、调试、保养的高素质高技能型人才。

3 专业课程体系建设

根据专业人才培养目标,分析企业、行业的各个就业岗位,根据岗位工作任务分解学生应具备的职业能力,再依据职业能力的需要提炼学生所需要掌握的知识,据此将这些知识、能力化解在课程体系中,将企业工作任务转化为学生的学习任务。这是专业课程体系建设的思路。

3.1 职业岗位能力分析 依据上述人才培养目标,就山东省青岛港、烟台港、日照港以及周边锦州港、曹妃甸港等港口进行调研,根据港口装卸作业的流程提炼职业岗位,机电一体化专业的学生从事的核心职业岗位包括港口机电设备司机、机械维修工、电气维修工、电工、机械加工操作工等。将每一个工作岗位的典型工作任务进行详细分解,总结归纳出专业职业岗位能力,其核心职业能力主要包括专业能力、方法能力、社会能力三部分。

3.1.1 专业能力 ①运用计算机进行日常办公和技术交流;看懂本专业英语技术文件和商务文件,并具备初步听说能力。②使用常用电工工具,利用所掌握的电工技术、电子技术和电气控制的基本知识,能对一般低压电气设备进行检测和故障排除、器件更换;③能使用普通机床进行常规机械加工;④港口机电一体化设备操作基本能力;⑤使用港口机电一体化设备检修专用工具,能对港口机电一体化设备常见故障进行故障检测、器件更换;⑥港口机电一体化设备管理的能力。

3.1.2 方法能力 ①针对岗位常见问题,能制定出切实可行的工作计划,提出解决实际问题的方法; ②能自主学习新知识、新技术,通过多种途径获取有效信息,并对工作结果进行评估;③全局思维与系统思维、整体思维与创新思维的能力;④工作岗位常见问题的决策、迁移能力;能记录、收集、处理、保存各类专业技术的信息资料。

3.1.3 社会能力 ①在职业精神的指导下,通过团队合作共同完成工作任务,在其过程中能有效地协调人际关系,并具备较强的心理承受力、参与意识和自信心;②有自己的理想和精神追求,对自然、社会生活和艺术的一般鉴赏能力;③具有从事专业工作安全生产、环保、职业道德等意识,能自觉遵守国家相关的法律法规。

3.2 知识体系的分解和课程体系的建立 根据岗位职业能力分解知识体系,采取校企合作分析会的形式,由教师、港口技术人员、港口专家、往届毕业生等共同组成研究小组,对岗位职业能力进行分解,归纳核心的知识体系。机电一体化专业核心知识体系主要包括:电工技术基本原理;电子技术基本原理;机械结构基本原理;电机及电气控制应用;PLC及变频器应用;液压系统原理应用;港口机电设备原理应用;机械维修方法;电气维修方法;专业英语阅读;机械电气识图;港口机电设备故障检测与排除方法;机械加工方法;安全用电知识。

将知识体系归纳整理,构建工作过程导向的机电一体化专业的核心课程体系,如下图所示。

4 实训基地建设

实训基地建设过程中充分利用企业办学的优势,依托青岛港这一得天独厚的条件,按照校企合作共建、师资及设备资源共享的思路,开拓实训、社会技术服务为一体,教学、培训、服务一条龙,保障实训基地持续良性运行和发展。

4.1 校内实训基地建设 ①根据课程教学需要,建设校内实训室,如表1所示。②从港口调用大型机电一体化装卸设备:门座式起重机、轮胎式起重机各一台,用于教学、参观、技能培训和鉴定。③定制港口大型机电设备“岸边集装箱装卸桥”的仿真设备,用于教学实训。

4.2 校外实训基地建设 青岛港是机电一体化专业最大的校外实训基地,利用办学体制的优势,学生在学校学习期间不定期到港口进行参观、实训、顶岗实习,使学生在学校期间提前感受到自己将来可能从事的工作岗位,学习更加有目标和针对性。除此以外,通过与其它港口和企业共建“订单班”、员工技术培训等形式加强校企合作,形成“互利共赢、共建共用”长效机制,建立稳定、合作良好的校外实习基地。

5 师资队伍建设

职业学院的教师要求教学和实践两方面能力并重,国家也提倡职业学院的教学具备双师素质,机电一体化专业在师资队伍建设方面注重全体教师素质和综合能力的提升,以校企合作为途径,采用“请进来、走出去”的方式,打造结构合理的双师型教学团队。①“请进来”。根据个人意愿,从青岛港港口装卸、维修等一线岗位选拔一批既有一定的理论水平同时又有丰富实践经验的工程师或高级工程师,调入学院充实到专职教师队伍中去,利用他们的实践经验加强教师实践能力。由于学院和港口同属于青岛港集团,使人事调动手续简便、渠道通畅,客观上促进了教学团队的的发展。同时,长期聘用港口同行业专家作为专业的外聘教师,不定期到学院进行专业讲座,交流港口装卸一线发展动态,为专业建设的改进和调整积累资料。② “走出去”。青岛港为教师实践能力的提升提供了一个大舞台,学院制定了专职教师定期轮训制度,每学期都要选派专职教师到港口实践锻炼,深入到港口装卸、维修第一线,参与港口生产活动,了解岗位工作过程、设备运行情况、专业技术的运用和发展动态,提升实践能力和综合素质。

6 教材建设与教学方法

根据课程教学目标的需要,在教学方法上摈弃传统的以讲授为主的方法,专业性课程采用项目化教学或理实一体化教学,理论性较强的课程采用基于自主学习的教学方法,强调培养学生的自学能力。课程内容紧贴港口发展的实际,并根据机电一体化技术的发展实时进行调整,专业性课程采用自编教材,逐步实现全部课程均采用自编教材授课。教材编写邀请港口一线技术人员参加,所选设备与港口同步,做到“港口用什么设备,我们就讲什么设备”。

7 结束语

专业建设是高职院校内涵建设的核心内容,也是体现高职院校人才培养能力的关键因素。在专业建设中,体现行业优势、发挥专业特长,将专业建设与企业需求和区域经济的发展紧密结合起来,时刻把握专业技术更新的脉搏,实现专业建设的动态发展,这些都是专业建设中不可忽视的关键环节。

参考文献:

[1]徐国庆.实践导向职业教育课程研究[M].上海:上海教育出版社,2005:172-182.

第11篇

关键词: 教学做一体化 《机电一体化》 中职教育

《机电一体化》课程是一门以机械设计与制造为基础,融入计算机技术、信息技术、自动控制技术的交叉学科。课程主要内容是运用先进的设计制造技术理论与方法,解决现代工业领域中的复杂技术问题,以实现产品智能化设计与制造;并以培养具备机械设计、制造及自动化基础知识和专业知识,能在工业生产第一线从事机械工程及自动化领域技术、经营和管理且具创新精神的应用型高级专业技术人才为主要目标。

课程内容和理念虽紧跟市场步伐并极具前沿,但传统课堂教学模式无法与之相匹配。以理论知识传授为主的课堂教学方法培养出来的学生,谈起理论知识或许头头是道,但真正操作起来,往往面面相觑、毫无思路甚至错误连连、废品成推,造成用人单位对中职生的专业能力产生质疑。因此,要培养出企业需要的动手能力强且具有一定操作经验的应用型专业技术人才,就必须改变传统课堂教学方法,在《机电一体化》课程教学过程中,把教、学、做融为一体,从根本上解决课程理论与实际操作相脱节的问题,培养出市场和企业需要的人才。

一、“教学做一体化”教学模式的内涵

“教、学、做”理论很早在中国就有了明确的阐述。在《陶行知教育名篇》这本书中,陶先生认为“先生须一面教一面学”、“教学做合一”、“先生的责任不在教,而在教学,而在教学生学”、“教的法子必须根据学的法子”。一体化即“Integration”,强调事物之间的相互联系,相互联系后会产生新的结构和系统,由此产生新的功能。

“教、学、做”一体化的教学理念是事情需要怎样做就怎样学,怎样学就怎样教,知行统一。“教、学、做”一体化的教学模式就是将教学场所直接设在工作现场或实训室,师生双方通过边教、边学、边做掌握知识,进而通过再学、再做、再教提高操作技能,最后完成预定任务的教学方法。教学过程中,学生是演员,教师是导演,理论和实践交替进行,由易到难,逐渐深入,突出对学生动手能力和专业技能的培养,充分激发学生的学习兴趣,充分体现“以学生为主体,以教师为主导,以培养学生技能为目标”的教学理念。师生双方共同参与教学全过程,在教中学、学中做、做中学,融教、学、做为一体。

《机电一体化》是一门操作性强和实用性高的课程,加之中职学生活泼、好动的特点,在课堂教学过程中实施“教、学、做一体化”教学模式,无疑会达到事半功倍的教学效果。

二、在《机电一体化》中如何实施“教学做一体化”

1.深入钻研教材,实现教学内容的一体化。

“教学做”一体化的教学模式将理论教学和实际工作有机结合起来,把课程内容分成若干个项目,用任务驱动方法实现教学目标,这就要求教师打破原有教材的系统性,按照真实工作情景重组教学内容。因此,中职学校教师应深入企业调研,全面研究企业与专业相关的工作岗位,并结合学校的实际情况,深入钻研教材,确立教学任务,以实践操作为主线,以能力培养为核心进行教学活动,最终实现学生综合能力和综合素质的提高。

2.整合教学方法,实现教学方法的一体化。

根据一体化教学的特点,有针对性地灵活选择教学方法,使教学效果最佳化。教师应该打破传统教学惯例,努力让传统课堂教学活动从教与学的单行道改变为教、学、做互动的多行道,变学生被动学习为主动参与学习。所以,教师在选择教学方法时,必须基于学生的学习特点,综合应用任务驱动教学法、情境教学法、角色扮演法、案例教学法、项目教学法等创设工作情境,或把教学场地安排在工作现场,让学生身临其境,实现从学生到“工人”身份的转换,不仅使学生真实地感受到作为一名员工应具备的基本素质,而且能够激发学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性、主动性。

3.设计教学过程,实现理论实践的一体化。

在一体化教学中,整个教学设计和组织都以实践操作为主线,突出技能训练,围绕实践操作进行理论知识的教学,实现理论教学和实践教学的一体化。在教学设计时,教师可以考虑从教和学两方面、两条主线入手。一条线是教师讲授,重点是加工工艺和加工方法,循序渐进地开展教学活动。另一条线由学生以组、团队的形式寻找和确定实际项目,根据教师的指导,在做中理解理论知识、掌握技能,在操作中验证理论。同时,用理论指导操作,实现理论与实践的有机结合,在操作过程中,教师巡回指导,及时发现问题、解决问题,共性问题集中讲解、个别问题个别指导,促进理论教学过程与实践教学过程的融合。

三、“教学做一体化”在《机电一体化》中的实施效果

在教学中运用“教学做一体化”,对学生和老师都带来了积极的影响。主要表现在以下三个方面。

1.提高了学生的学习兴趣。

实施“教学做一体化”后,学生在听中学、学中做、做中学,在做的过程中会遇到或多或少的问题,在求知欲和兴趣的驱使下,会不断思考和探索,则学生学习积极性和主动性大大提高。

2.提高了学生的学习效率。

“教学做一体化”以实际项目驱动进行学习,老师在指导学生做项目的过程中,可以精准地把握学生的学习状况,有效解决学生学习的盲点和难点,进而提高学生的学习效率。同时,通过实际项目的演练,学生已经深入掌握了操作流程和要领,再做项目时就不会茫然,更不会无从下手,变得更加自信,学习效率大大提高。

3.提高了教师的教学能力。

“教学做一体化”提高了教师的业务能力和教学水平,教师在与学生的互动过程中,更加了解学生的需求;通过指导实际项目的运作,教师对机电一体化这门课程有更深层次的理解,从而提高教师的教学水平和教学能力。

参考文献:

[1]马树超.做学合一与职业学校变革[J].教育与职业,2009(5).

[2]闫玉梅,杨晓华.商科类课程“教学做”一体化教学法教学模式探索.山东商业职业技术学院学报,第12卷,第6期.

第12篇

【关键词】特色专业 机电一体化建设

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2013)04C-0157-02

特色专业建设是进一步优化高校专业设置,提升专业建设的整体水平,提高人才培养的质量、效益和人才竞争力的重要手段。南宁职业技术学院以进一步提高机电一体化技术专业的教学质量和办学水平为抓手,以点带面,促进相关专业的特色形成,完善人才培养方案,对培养目标、培养规格给予准确定位,同时开展课程建设,强化实践教学基地建设,优化师资队伍建设,促进了教学管理和社会服务水平的不断提高。2011年7月,该校这一专业获广西区特色专业及课程一体化立项,对提高机电人才培养质量产生了积极作用和重要影响。据此,本文拟对南宁职业技术学院特色专业建设实践进行探讨,以为同类高职机电专业建设和改革起到有益的参考作用。

一、机电一体化特色专业建设目标和思路

南宁职业技术学院机电一体化技术特色专业的建设目标和思路是:坚持以服务广西区域经济建设为宗旨,面向中国―东盟自由贸易区、广西北部湾经济区,依托富士康科技集团、桂林福达集团等龙头企业,校企合作,全面推行“校企互融”的工学结合人才培养模式;按职业岗位要求,合作开发适合工学结合特色的核心课程体系;打造一支基础理论扎实、实践能力强的专兼结合高水平的“双师型”专业教师团队;构建融“教学、培训、科研和学生创新活动”为一体的实习实训基地;提升专业的技术服务能力,将机电一体化技术专业建设成具有区域特色乃至在全国有较大影响的示范专业,培养一批高素质、具有较强实践能力和创新精神的应用型机电一体化技术人才。

二、机电一体化特色专业建设实践及其成效

(一)深化“校企互融”工学结合人才培养模式

机电一体化技术专业是在现代制造业高度发展背景下产生的。它是机械技术、微电子技术、信息技术和控制技术等在系统工程基础上的有机融合。机械技术是机电一体化技术的基础,而微电子技术、信息技术和控制技术则使机械结构简单化,从而使机械功能更强大,性能更优越。南宁职业技术学院机电一体化技术专业在人才培养方案的确定过程中,区别于传统的机械和自动控制的人才培养方案。在教学计划的制订上,强调机与电接口作用,在打好必需的机械、自动控制基础的前提下,力求使学生掌握企业现代化机电设备的操作,调试和技术应用,能够胜任企业机电产品的设计与开发。根据专业岗位能力要求,加强与桂林福达集团、富士康科技集团、柳工机械等10家大中型企业的联系,深化“校企互融”的工学结合人才培养模式,将企业的技术人员和设备优势更多融入各个教学环节中,并引进企业人才评价标准。完善了“机电技术+人文素质、实践为主+学做一体”的课程体系,制定的人才培养方案获2011年度全国机械高等职业教育教学成果奖。同时,完善了机械CAD、自动生产线调试与维护两门区级精品课程的教学资源网站,完成了PLC工程技术及应用、机床夹具应用技术两门校级精品课程的开发建设并通过学校验收,开发了自动线调试与维护、PLC工程技术应用、维修电工技术等5门课程与行业标准对接的课程标准,与企业共编《SMT实训实训指导书》等校本教材7本。与紧密合作企业南宁智控电气科技公司、广西桂网电力试验有限公司联合申报2013年广西科技厅科技攻关项目“参数智能监控湿法烟气脱硫设备研发”(课题申报编号2013BC28047),“配电智能设备e网系统”(课题申报编号2013BA-09007)。本次科技项目的合作,使教师主持的课题更贴近实际,更有针对性,有利于教师工程实践能力的提高,有利于职业教育培训质量的提高,有利于深化教育教学改革,为走产学研相互结合的发展道路打下良好基础。

(二)打造理论和技能过硬的“双师型”区级教学团队和区级名师

目前,南宁职业技术学院机电一体化技术专业机电团队共有专任教师10人,固定企业兼职教师8人。在“双师型”教师培养过程中,该校不只是满足于取得技能等级资格证书,而关键是着力对“双师型”教师进行专业能力结构性调整和优化,为教师参与生产实践,提高解决实际问题的专业能力创造条件。2011年4月,派出3名骨干教师到富士康科技集团参加SMT专业技术讲师培训班学习,参与企业设备的安装、调试与检验,教师的工程实践能力有很大提高,并获得富士康科技集团颁发的SMT专业培训讲师聘书。为了解本专业最新的知识结构和行业新技术,先后选派专业带头人诸小丽教授等参加中国液压气动密封件工业协会举办的电液伺服与电液比例控制技术中高级培训班和全国职业院校信息技术应用能力师资培训班学习,聆听行业顶级专家、博士生导师们对行业最新技术的介绍,开阔了眼界。同时选派2名骨干教师到通用电气公司学习企业课程,掌握自动化的前沿技术,有效提升教师的综合技能水平。经过近2年的建设,团队多名教师获“技能大赛优秀指导教师”称号,诸小丽教授荣获“广西第五届教学名师”称号。

(三)形成校外实践基地+校内实训中心的实践基地体系

一方面,为了达到学生职业技能训练的要求,南宁职业技术学院积极拓展渠道,发挥自身优势,以服务求支持,在建立互惠互利、双参双赢的校企合作机制上,大力吸收社会力量共建校外实训基地。2011~2012年,该校机电一体化技术专业分别与广西桂网电力试验公司、南宁智能电控科技有限公司等企业签订了共建校外实训基地校企合作协议,在校外实训基地的实践教学中,合作企业承担人才培养任务,为学生的操作技能提高、实践动手能力和专业技术应用能力的培养提供顶岗实习场所,使学生感受企业氛围,了解企业生产组织,参与企业的生产活动,接受企业文化的熏陶,树立实践观念,增强职业意识,提高专业能力,养成良好的职业素质。

另一方面,为强化学生实践技能训练,打造品牌特色专业,2011年,南宁职业技术学院与通用电气GE智能平台合作建成了自动化系统集成实训中心,可将PLC技术、总线技术、嵌入式系统技术、组态技术、步进伺服技术等融合为一体,真实展现工厂自动化现场实际加工过程,具有现场化、网络化、开放性、综合性等特点,不仅能满足机电一体化、电气自动化、机械设备及其自动化等专业学生进行专项技能实训的需要,而且能满足师生进行科研、创新等活动的需要。

(四)以课程建设为载体,深化教学改革

一方面,将“教、学、做”无缝结合,校企合作建构特色教学。以自动生产线调试与维护、CAD特色课程建设带动机电专业课程体系改革,按照以学生为主体的教学模式,注重学生在做中学,在学中做,“教学合一”,学练并重。将课堂搬到实训室,教师边讲课,边演示,边指导;学生边学习,边动手,边提问,实现课堂理论教学与实践技能培养融合。结合本专业的特点,利用学校实训中心,合作企业进行现场教学,学生的技术应用能力和职业综合能力有了较大提高,2011~2012年,南宁职业技术学院机电一体化技术专业学生参加全国自动线大赛、全国机器人大赛、“西门子杯”全国工业自动化挑战赛都获得了优异的成绩,参加广西创新设计大赛、电子大赛均获一等奖。

另一方面,实现课证融合,即操作技能与职业标准相融合。将CAD绘图员考证、维修电工、PLC设计师等职业资格标准与专业教学大纲相衔接,及时调整教学内容和课程体系,改革教学方法和实训手段,融教、学、做为一体,使校内生产性实训接近50%,毕业生的双证率在95%以上,使学生知识能力与职业技能要求“零距离”,增强学生的就业竞争力。目前南宁职业技术学院机电一体化技术专业在校生约800人,每年学生的就业率均超过95%。

(五)初步建成机电特色专业网站

建立以机电一体化技术为核心的教学资源库。包括核心课程如自动生产线的调试与维护、CAD应用技术、PLC工程及技术应用、机床与夹具的电子教案、习题库、教学视频、课程标准等教学资源。

三、机电一体化特色专业建设中存在的问题

特色专业建设是促进我国高等教育规模、结构、质量和效益全面协调可持续发展的重大举措,需要学校、学院、教研室各级管理部门的统一协调和全力配合,需要领导、教师、学生的全力投入。但由于目前的高校教学任务、科研任务繁重,再加上评价体系的不完善、教学工作质量的认定标准不规范等一系列的原因,不少项目参与人员袖手旁观,导致负责人任务负担沉重,使得特色专业建设效果不理想。同时,特色专业建设不仅涉及教学场地、实训基地、图书资料等硬件基础,还包括师资队伍、培养计划、实践教学、科研活动、教学方法和手段、技术进步、社会需求、区域经济发展等多方面软件建设,它是一个长期积累的过程,需要不断研究和实践,并不断修正和完善,才能产生较好的建设效果。

综上所述,特色专业体现了一所高校的办学特色和社会服务能力,是关系到一所高校是否受到社会认可和欢迎的重要因素,因此特色专业建设是高校质量工程建设的重要内涵。对照特色专业建设目标,机电一体化特色专业建设中还有很多工作要做,在今后,应继续加强高技能“双师型”教师队伍建设,实行在职专业教师轮训制度,实行到企业和行业选聘兼职专业教师制度,鼓励教师多参加科研实践活动,以丰富自己的实践性知识;以此提高教师的创新意识和创新能力,等等。只有经过深入的改革实践,才能取得丰硕成果,为同类高职机电专业建设和改革起到有益参考作用。

【参考文献】

[1]宋毅.加强特色专业建设 培养适应社会需求人才[J].中国高等教育,2008(13)

[2]赵婉莹.高校“质量工程”建设的问题与对策[J].教育发展研究,2009(17)