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機電一體化的主要課程精品(七篇)

時間:2023-09-01 16:36:45

序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇機電一體化的主要課程范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。

機電一體化的主要課程

篇(1)

【關鍵詞】 機械制造技術 機電一體化專業 課程體系

【Abstract】 The revision of professional personnel training programs, and adjusting the curriculum system, is an important part of the professional construction. What position is "Mechanical manufacturing technology" in the mechanical and electrical integration technology professional In view of the doubt of this technology function, this paper analyzes the background of the construction of the mechanical and electrical integration technology, and emphatically expounds the foundation supporting function of "mechanical manufacturing technology".

【Key words】 mechanical manufacturing technology; Mechanical and electrical integration professional; Curriculum system

1 概述

機械制造技術是人類歷史上發展最早的實用技術之一。在社會經濟高速發展過程中,機械制造技術能真實反映一個國家的機械化水平,是機電一體化專業重要組成部分,是機電一體化專業在“設備自動化”和“機器換人”戰略中的基礎支撐。

1.1 機械制造技術概述

機械制造技術是實現產品設計、完成產品生產、保證產品質量、提高經濟效益的共性技術和基礎技術。機械制造技術是隨人類文明的發展而發展,最早可追溯至石器時代,再到紡紗、戰爭武器、運輸工具、生產設備等等,都離不開機械制造技術,并隨機電一體化技術的發展而發展。20世紀70年代后,計算機與信息技術、系統技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服驅動技術的迅速發展,帶來許多新技術、新工藝,帶動機械制造技術產生質的飛躍,其正朝著自動化、精密化、敏捷化和可持續發展方向發展。

1.2 機電一體化技術概述

20世紀70年代,日本企業最早提出“機電一體化技術”慨念,即機械技術與電子技術結合應用。隨著經濟、科學技術突飛猛進的發展,極大的促進了機電一體化技術的發展與創新。目前,機電一體化是一門融合多種技術的獨立技術,其將計算機技術、機械技術、微電子技術、接口技術、傳感傳動技術、自動控制技術、系統技術、伺服驅動技術等進行綜合應用,使機械產品在一定程度上實現智能化、網絡化、數字、化模塊化,提高了產品的質量和可靠性。現在正向光機電一體化技術方向發展,應用范圍越來越廣,技術越來越成熟。

2 機械制造技術在機電一體化專業中的基礎與支柱作用

機電一體化技術在現代產業升級的大潮中具有廣闊的發展前景,在東莞市政府主導的“機器換人”中需要大量的掌握機電一體化技術的人才。“機”是機電一體化技術的重要組成部分,“機械制造技術”即為這個“機”的最基礎最主要的技術。那么,“機械制造技術”就順其自然地成為“機電一體化技術”專業必備的知識模塊,是該專業三大支柱之一。

2.1 機械制造技術是機電一體化的基礎作用

機電一體化技術專業是以“機與電”為核心知識模塊的綜合性強的專業。機電一體化在國外被稱為Mechatronics,是在20世紀70年代初日本人提出來的,是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結合在一起構成的一個新詞,意思是機械技術和電子技術的有機結合。機電一體化技術又稱為機械電子技術,是機械技術、電子技術和信息技術有機結合的產物。認識到這點,對于高職院校的機電一體化技術專業的建設很重要,幫助理清機電一體化技術專業主線,歸納提煉專業的核心能力,配置對應的理論與實踐能力模塊,分配各能力模塊之合理的學時與學分的“黃金”比例,形成系統的專業課程體系,制定專業教學課程標準,讓機電一體化技術專業的學生不偏不移地朝著掌握“機電一體化技術”方向前進。

2.2 機械制造技術在機電一體化專業的支柱作用

若說機電一體化技術專業教學過程需要二條腿走路,那么,機械制造技術即為其中的一條腿。有了這條腿,能很好區別電氣工程專業與機電一體化技術專業。

(1)機電一體化技術專業崗位群與能力模塊。在東莞及珠三角地區,機電一體化技術專業學生職業規劃與能力要求如下:

主要就業單位:機電產品、設備制造或設計公司,家具、印刷、玩具、服裝、手機等制造等設備生產公司。

主要就業部門:設計部門、工程部門、生產部門、維修部門或銷售部門。

主要工作崗位:自動機或自動線操作員、機電設備維修與裝調員、設備機械研發與改造員、電氣工程人員、產品銷售員。崗位與其對應的主要工作任務和職業證書要求分析如表1所示。

主要工作能力:專業能力、團隊協作等社會能力、查閱資料等方法能力。

通過上面的對機電一體化技術專業的分析,可見“機械制造技術”的支柱作用。若將機電一體化系統比作一個“人”的話,那么機械制造技術就是要完成“人”骨架的構建。

(2)機電一體化技術專業崗位能力模塊與課程體系如表2所示。

3 崗位能力中“機”知識的培養過程-機電一體化技術專業典型載體中“機械制造技術”的應用過程

機電一體化技術專業最為典型的載體為自動化生產線,應用范圍最為廣泛。比如,世界品牌的“SWAROVSKI”包裝盒制作的“自動化生產線”。它包含了機電一體化技術專業的各類知識模塊,比如氣動控制技術、機械技術(機械傳動、機械連接等)、傳感器應用技術、PLC控制和組網技術、步進電機位置控制技術,以及和變頻器技術等。以此為例,以下展現“機”知識的培養過程,看到“機械制造技術”的功勞與作用如圖1所示。

包裝盒生產線主要包括主要包含了四個工作站,每一個站是包裝盒制作中“折盒”的一道工序。下面以一個工作站為例,展現“機械制造技術”在整個設備生產中的作用。

要完成該工作站的設計、制造,必須熟練掌握機械制造技術。如加工氣缸安裝板,在完成安裝板的零件設計后,見圖2(安裝板簡圖),應按以下步驟進行加工:如表3所示。

(1)零件圖分析。由零件圖獲取毛坯尺寸、零件主要特征、技術要求等信息。(2)編制加工工藝卡。根據零件圖獲取的信息合理編制加工工藝卡。(3)準備工、量、刀具及毛坯材料。根據工藝卡要求準備。(4)編制工序卡。以工藝卡為依據,遵循機械加工規律,科學編制工序卡。(5)加工操作。遵循安全操作規程,依照工序卡對零件進行機械加工。

4 結語

要搞好機電一體化技術專業建設與教學,必須以正確的態度認識“機械制造技術”的重要位置。很好掌握一般機械或零件的加工工序及加工方法,更有助于設計生產機電一體化產品。

機械制造技術在機電一體化技術專業建設中不可或缺!

參考文獻

[1]唐方紅,曾軍華.基于職業資格鑒定的專業課程建設研究與實踐――以機電專業維修電工考證為例[J].科技創新導報,2015,15:136-137.

[2]李龍根.吳鐵軍.機械制造技術[M].上海.上海交通大學出版社.2014:82-84.

篇(2)

關鍵詞:技工院校;機電一體化;人才培養;調研報告

一、調研目的

隨著工業化進程的發展,國務院在《裝備制造業標準化和質量提升規劃》中,要求對接《中國制造2025》,提出“逐漸形成重大技術裝備、高新技術產業裝備、基礎裝備、一般機械裝備專業化合理分工、相互促進、協調發展的產業格局”。使機電行業所需自動化控制技術集成應用起到越來越重要的作用,由原來復雜的機械裝置和簡單的電氣控制相結合的機電一體化逐步向被由機械技術、電氣技術、微電子技術、信息技術、控制技術、氣動技術、液壓技術、傳感器技術、PLC技術、網絡及通訊技術等學科的強烈相互滲透而形成的“機電一體化技術”所取代。

為獲取機電一體化行業分析、 崗位職業行動領域分析、 職業崗位群和相應的崗位職業能力分析等信息,我們針對企業和學校的具體情況,擬定具體的調研問題。調研過程中以上述問題為調研的基本訴求點,通過現場考察、走訪座談、調查問卷、專題研討等方式,結合企業的調研對象直接或間接反映出的問題進行深入的探討。通過調研,確定機電一體化專業人才培養的定位,并給出結論和建議,為機電專業一體化課程改革的深入開展提供依據,促進機電專業一體化專業的建設。

二、調研對象與內容

企業調研主要范圍為廣州周邊地區相關企業,包括廣州造紙廠等15家具有代表性的機電一體化企業,如表1所示。調研對象是這些企業的機電一體化一線技術員工、班組長、人事部門等。

本次調研共發出五種表格:包括面向專業技術崗位一線員工的實踐專家調查表(56份),實踐專家訪談記錄表(37份),面向專業技術崗位班、組長的用人單位意見調查表(15份);面向企業人事部門的用人單位意見調查表(15份),以及企業座談會議記錄表(8份)。調研要了解以下內容:

1、機電一體化行業企業發展現狀與技術發展情況;

2、機電一體化專業對應的職業崗位數及從業人員(包括機電一體化專業畢業生)的基本情況;

3、機電一體化專業對技能人才綜合職業能力要求;

4、機電一體化專業現有課程設置在工作崗位的重要程度;

5、機電一體化專業教學改革的重點與思路;

6、機電一體化專業人才培養方向及培養層次的定位。

三、調研分析

(一)行業企業發展現狀與技術發展趨勢

機電一體化技術是制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎,將向創新性、高效性、節能性、可靠性、智能化、模塊化、系統化等方面發展。它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展,它是許多科學技術發展的結晶,是各種技術相互融合,是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物,機電一體化技術的發展前景也將越來越光明。

(二)技能人才需求狀況與崗位職責要求

1、技能人才需求狀況

對企業人才結構及來源調研顯示:相關企業機電一體化技術人才的學歷主要包括本科學歷、大專學歷、中職學歷等,他們絕大部分直接從中職、高職和大專院校等學生中招收,從社會招聘的人員和企業自行培養的人員較少,從事維護、維修、安裝、調試工作的平均年限是4-26年。從15家企業調查中獲悉,從企業現有機電一體化技術人員以及未來3年對機電一體化技術人才需求情況如表2所示。

機電一體化企業從事機電一體化相關工作的員工在機電一體化企業中約占76.8 %。機電一體化技術在企業中應用主要兩個方面:制造機電一體化產品和利用機電一體化設備進行生產。 前者主要需要完成機電一體化產品的裝配、安裝、 調試和售后服務等工作;后者主要包括機電一體化設備操作和設備的維護保養。不同企業對技能要求的類型和技能型人才的規格也有不同的要求。 機電一體化技能人才分布情況如圖1所示。

2、崗位職責素質、能力要求

通過走訪調查行業企業、回訪畢業生及召開專家研討會,共確定了4個典型工作崗位及相應的素質、能力要求,求如表3所示。

3、課程對從事機電一體化工作崗位的重要程度

針對現行技工院校機電一體化專業開設的課程,對從事機電一體化相關工作的員工進行問卷調查,調查內容是各門課程知識模塊對從事此工作崗位的重要程度(由不重要的0分到很重要的10分依次給分),取調查數據的平均分,得到表4。從各門課程知識模塊平均得分情況看,機械類和電氣類課程較為重要,如機械識圖、機械裝配、電工技術等課程;而文化基礎課和非專業課程較為不重要,如數學求解、英語閱讀、計算機編程等課程。當然,從調查數據可以看到,不同企業或同一企業不同崗位,各門課程對從事此工作崗位的重要程度有較大差異,例如:銷售人員崗位對應用寫作、計算機應用和英語閱讀等課程較為重要,而設備操作和裝配崗位認為這些課程不重要。

四、調研結論

(一)人才培養方向定位

通過分析機電一體化專業對應的行業、企業的發展現狀與技術發展趨勢,分析行業、企業內生產類、維修類、技術支持類、服務類的相關技術崗位。結合近年來我校、我系多年的機電一體化專業辦學經驗,將機電一體化專業人才培養方向定位為:面向機電制造業、機電設備安裝及維修公司、使用自動化生產設備等的各行業、企業,從事機電設備的操作與維護、機電產品的裝配與調試、機電設備的維修與改造、生產現場工藝技術人員、生產一線管理人員、機電產品的銷售與技術服務等崗位,培養從事機電設備安裝、調試、維修、維護的復合型、技能型人才。

(二)人才培養層次定位

通過用人單位對機電一體化專業相對應的崗位人才層次分類以及緊缺崗位人員數量需求,了解各企業崗位工作職責和工作任務及所需專業資格證書等。本專業人才培養層次可定位為:機電一體化(機械)方向、機電一體化(電氣)方向、機電設備管理方向,各方向設置中、高級技工層次,通過一體化教學模式,以規范的操作與團隊協作完成設備的安裝、調試、維修、維護等任務,同時培養學生具備一定的系統設計能力、制定元器件加工工藝能力、簡單數控加工能力。人才培養方向與層次的定位如表5所示。

依托行企開展機電專業一體化課程改革,為我們今后機電專業一體化課程改革的深入開展提供依據。通過企業調研活動,我們體會到機電專業一體化課程改革還有許多細致繁雜的工作需要我們認真地完成。但只要我們根據自己的實際情況腳踏實地、一步一個腳印地組織實施,通過實踐、認識,再實踐、再認識的過程,不斷探索,認真總結,相信一定會完成機電專業一體化課程改革,形成具有自己特色的職業教育,為造就更多更好的適應本地區經濟發展的高素質人才服務。

參與文獻

[1]王京,蘇月,張松宇.機電一體化技術專業企業調研報告[J].內蒙古科技與經濟,2015(7):25~26.

篇(3)

關鍵詞 機電一體化技術;教學模式改革;實驗

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B

文章編號:1671-489X(2014)08-0089-04

Teaching Mode Reform of Mechatronics in Colleges //ZHANG Lixiu,ZHANG Ke,WU Yuhou,WANG Liyan

Abstract The curriculum of mechatronics is a comprehensive and strong practicability. It plays an important role for cultivation of Applied Talents and innovation ability. Starting from the teaching content, teaching method, experiment contents and evaluation methods, this paper forms the teaching mode to meet its own characteristics. The application of the teaching mode reform measures has certain reference function to improve the practice ability and innovation ability of students.

Key words electromechanical integration technology; teaching mode reform; experiment

1 引言

“機電一體化技術”是機械類專業的一門綜合性、應用性很強的課程,是多種學科相互交叉、滲透而形成的一門綜合性技術學科,是機械行業創新設計、科學研究的重要工具,對于培養具有一定創新能力的現代化機械類應用型人才具有重要的作用。“機電一體化技術”課程傳統的教學方法只是對先修課程的簡單重復,缺乏對學生進行實踐性及綜合性訓練,學生感到難以致用,導致學習興趣逐漸喪失。因此,在“機電一體化技術”課程教學活動中,改革現行的教學模式,尋求體現“機電一體化技術”課程教學特點的教學方法及手段成為當務之急。

隨著機械工業的蓬勃發展,世界各國對機械類專業的高等教育越來越注重實踐性、應用性及前沿性。德國機電一體化專業課程體系建設是通過校企合作和工學結合的形式,以學習者專業能力、方法應用能力和適應社會能力等綜合職業能力培養為本位,以市場需求為目標,以就業為導向,將學習和工作要素相結合,并通過分析與綜合,把工作過程的各個部分按一定的順序,導入課程體系中以構成一個有機的整體。美國賓夕法尼亞大學機械工程與應用力學系提出“機電一體化”課程改革思路,在學期項目中預定實驗方案,根據實驗方案決定課程內容[1]。馬來西亞莫納什大學工程學院在機電一體化課程教學過程中從工程項目出發,將傳統教學和項目講座相結合,有效為學生提供實際工程經驗[2]。

南京航空航天大學在機電一體化課程教學改革中,將科研成果引入課程的理論和實驗教學中,自主研發教學實驗系統平臺,簡化項目研究內容,研究一體化的系統教學法,培養學生創新意識,提高學生綜合素質[3]。鄭州航空工業管理學院采用開放式的課堂教學,基于MATLAB的虛擬實驗輔助教學及基于案例的多種教學方法進行機電一體化技術課程的教學方法改革,提高了學生對課程的學習興趣 [4]。石家莊鐵道學院將“發現體驗學習”理論應用于實踐教學中,通過機電一體化實驗內容的設計,在實驗室建設及實驗教學組織多方面采取措施,提高機電一體化技術的課程教學質量[5]。

此外,昆明理工大學為了切實培養學生的電機及控制技術的綜合應用能力,進一步促進機電結合,取得良好的教學效果,從課程的教學內容、教學方法和實驗設計等方面并結合步進電動機的教學實例,對“機電傳動控制”研究型教學進行了一些有益的探討[6]。揚州大學基于Capstone-CDIO教學理念,從知識項目化、學科交叉化、項目平臺化三方面進行課程體系實踐優化,通過調研技能、知識構建、問題解決、團隊技能四方面進行評價研究,為應用型、創新型機電一體化人才培養打下良好基礎[7]。南華大學針對機械大類開設的檢測與控制系列課程現狀,提出面向機電一體化方向整合優化課程體系和教學內容的教改目標,改變傳統教學中電、機分離的教學方式,有效引導學生形成良好的機電合一的認識,提高教學質量[8]。

國內高校關于機電一體化專業人才的教育改革各有特色,但與國外教學水平相比,仍處于初級階段,還沒有形成系統的改革方案。建立適應“機電一體化技術”課程本身特點的教學模式任重而道遠。

2 “機電一體化技術”課程教學改革思路

從“機電一體化技術”課程實踐性、綜合性特點出發,對其進行教學改革,是高校培養應用型機械類人才的關鍵。“機電一體化技術”課程教學改革主要包括教學內容改革、教學方法改革、實驗內容改革及考核方式改革四個方面,總體改革思路如圖1所示。

1)教學內容的改革,針對機電一體化課程的自身特點,在教學內容上避免簡單重復先修課的已有知識,從機電融合的角度出發,以等效性和互補性為出發點,采用系統工程觀點和方法,改革機電一體化課程的教學內容。

2)教學方法的改革,注重引進本學科的科研成果,利用科研過程中設備創新的經驗,自主研發教學實驗系統平臺,并根據學生的實際能力水平合理細化、簡化項目研究內容,構建理論學習、實驗操作、項目研究一體化的系統教學法,以實驗操作促進理論學習,以項目研究提升綜合應用能力。

3)實驗內容的改革,機電一體化作為一個學科領域,所涵蓋的內容是十分寬泛的,涉及機械設計、電路設計、控制及軟件編程等綜合性知識和技術,考慮接受創新教育學生的理解、編程、器材加工能力以及教育的連續性,使學生能夠設計出從簡單到復雜各種層次和各種不同水平的機電一體化創新產品,遵循深入淺出的原則,改革機電一體化技術課程實驗內容,使其涵蓋基本技能訓練、綜合實踐能力訓練及創新能力培養等幾個不同層次的實驗內容。

4)考核方式的改革,改變以理論考核為主、實踐技能考核為輔的做法,加大實踐技能考核的比例,探尋能夠鍛煉學生的書面表達能力,提高學生獨立動腦能力及實際動手能力,激發學生創新動力,提高學生針對實際工程問題的分析能力、解決工程問題的能力的考核方案。

3 “機電一體化技術”課程教學改革實施方案

教學內容改革實施方案 教學內容的改革將從機電一體化技術的五大要素出發,以電能作為主要動力源,確定機械系統、執行機構、傳感檢測系統及計算機控制系統的具體教學內容。其中,機械系統注重與傳統機械學的區別,重點介紹機電一體化系統設計中,精密機械零件的設計與選擇過程;執行機構中,除介紹開環系統中常用的步進電機選擇與計算外,還要介紹常用伺服電機的選擇以及無級調速用變頻器應用;在傳感檢測系統中,以常用光柵尺及編碼器為對象,介紹光柵尺及編碼器的特點、選擇及使用方法;在計算機控制系統中,以PLC為主,介紹PLC在機電一體化系統中的應用實例。

教學方法改革實施方案 在整合優化課程教學內容的基礎上,以學科現有的科研項目為基礎,通過對科研任務的簡化,確定適合機電一體化技術的教學方案,并建立相應的實驗平臺,在教學過程中通過對項目的分析、討論、實施、實驗、總結等環節,實現“做中學”與“學中做”的有機結合。如以學科科研項目“異型石材車銑加工中心”為對象,將加工中心機械部分分為橫梁、回轉工作臺、主軸頭、進給機構等模塊,為學生講解系統中齒輪、滾珠絲杠等傳動系統及支撐部件的設計方法。

由于加工中心控制系統相對復雜,不適合教學,因此在“機電一體化技術”課程其他要素的講解中,可以自制實驗平臺,即通過對傳統機床的改造,使改造后的實驗平臺包含簡單的機械結構、PLC控制系統、檢測工作臺位移的光柵尺、檢測電機位移及轉速的編碼器。將自制實驗平臺的設計改造過程作為工程實例穿插于理論教學中。此外,在理論教學中充分利用現代綜合教育技術,抓好多媒體技術、網絡技術在課堂教學中的普及應用,利用影像、動畫等豐富的多媒體信息,提高課堂教學的生動性。

實驗內容改革實施方案 加強實驗環節建設,積極開發面向知識群應用的模塊化實驗,訓練學生的基本技能,設計面向解決問題的綜合性實驗,提高學生的工程實踐能力,提供面向創新能力培養的開放性創意實驗,培養學生的創新能力和工程意識,是機電一體化技術課程實驗內容改革的宗旨。具體實驗內容如表1所示。

考核方式改革實施方案 采用理論考試、實驗考核、創新設計及作品闡述等多種方式對學生進行考核,綜合考核學生對機電一體化概念的理解能力,知識運用能力、實驗動手能力、寫作能力及創新能力。其中理論考試分為階段考試與期末考試,包括基礎性試題、綜合性試題。創新設計及作品闡述分組進行,產品設計題目自擬,在課程之初即開始實施,期末上交設計作品。實驗考核采取自擬題目和規定題目相結合的方式,即以表1中的PLC運動控制實驗作為考核項目,通過自行設計如圖2所示的工作臺運動路線及運動參數,完成工作臺的運動控制。具體考核實施路線如圖3所示。

4 結語

高等教育機械類專業注重培養學生的實踐能力及創新能力,這些能力的培養可以借助專業課的訓練獲得。“機電一體化技術”課程具有綜合性及實踐性,是培養學生上述能力的重要平臺。在“機電一體化技術”課程的教學改革中,通過教學內容、教學方法、實驗內容及考核方式的綜合改革,并在機械設計制造及其自動化專業2010、2011級學生中進行實驗,取得了較好的教學成果,提高了學生的實踐能力及創新能力。

參考文獻

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[7]孫進,張帆,曾勵,等.基于Capstone-CDIO的機電一體化課程體系實踐與評價研究[J].中國教育技術裝備,

篇(4)

關鍵詞:中職;機電一體化;教學

中圖分類號:G71

根據我國中職機電一體化專業對學生培養的目標與要求,我們知道此專業對學生的培養目標是:培養出能夠勝任從事機電一體化設備操作使用的人才,包括對機電一體化設備安裝、調試、使用、維修、維護和管理等,培養層次分為能夠基本勝任工作的初中級技術應用專門人才和高技能、高素質、高應用型高級職業技術人才兩類。對于高級職業技術人才的要求是:要求其不但能夠操作、維護、管理,而且還必須能夠進行設計。如何快速提升這一專業的學生技能與素質,將他們培養成專業素質高、專業技能強的科技型人才,是中職機電一體化專業教師必須面對的課題,本文就此展開探析,首先對現行機電一體化專業教學中存在的問題進行分析,接著就如何更有效地開展機電一體化教學進行分析探討。

一、中職機電一體化教學現狀分析

1、專業課程設置不合理性

針對當前機電一體化專業課程體系的分析,筆者發現課程體系對專業的側重點與聚焦點主要集中在電與機兩個方面,而且兩者分界比較明顯。專業目標要求他們是融為一體的,然而,當前的專業課程設置存在一些過分偏重于機械方面的課程安排,從而偏輕了對電類課程的設置,這與當前“機、電、計算機”三維一體的專業格局極不相稱,從而導致教學與實際脫節,無法很好地配合機電一體化專業設備操作演練教學。為適應社會形勢與專業發展趨勢,筆者認為,有必要對機電一體化教學課程內容進行適度的改革調整,加強電氣控制課程、計算機運用課程等方面的教學,從而將“機、電、計算機”三者提升到同等重要的高度來進行教學。

2、專業課程內容缺乏完整性和標準化

在機電一體化專業的課程教學過程中,幾乎所有操作都是通過手工實踐來進行的,只有極少部分通過自動化編程軟件加以實現,專業課程內容缺乏完整性和標準化,從而必須導致對專業相關的知識掌握不全,不能對相關或相近專業知識做到融會貫通,導致學生對課程內容感到生澀,難以引起他們對課程學習的興趣,甚至讓他們覺得課程內容枯燥無味。對此,從教學效果來看,對提高教學效果極為不利,從對學生綜合素質和長遠發展來看,很難讓學生蘊含更多的潛能去適應日益信息化的現代企業工作環境。針對這種狀況,筆者建議,對目前的專業課程必須進行加以修改完善,使之更能與機電一體化專業教學目標相一致起來。

3、理論原理教學與實踐操作教學相剝離

理論原理教學與實踐操作教學本應融為一體、緊密相聯、密不可分的,“機電一體化”專業特點對理論原理教學與實踐操作教學的要求更高,對理論原理的教學必須引用實踐操作加以形象化和具體化,對于實踐操作教學必須通過理論原來進行指導、驗證和保障。例如:現代國內外的工業企業幾乎都裝備了先進的數據信息傳感設備、數據自動處理分析設備、自動化控制系統等,這些設備和系統技術含量都比較高,對操作和管理其的人員素質要求比較高,不但要求他們必須具有機電一體化專業技術和簡單的操作能力,而且還必須有較高的理論分析能力。然而當前的實際教學,與企業實際情況相差很大,理論原理教學與實踐操作教學相剝離現象嚴重,從而導致學生畢業后很難快速適應工作崗位需要。

二、機電一體化教學探析

1、激發學生學習興趣,引領學生自主學習

我國春秋末期著名的思想家、教育家、儒家學派創始人孔子曾經說過:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”可見學習興趣對教學的重要性,它可以激發學生自主地去研究、分析、挖掘事物的來龍去脈,進而激發人們對事物更深層次的探索,在教學中有了學習興趣,不但可以提高教學質量和效率,而且還可以激勵學生對難題進行攻堅探索,增強他們更好地學好教學內容的自信心。那么,如何更好地激發學生的學習興趣呢?筆者認識,最好的辦法就是讓教學回歸于生活實踐或工作實際,例如:關于教學“三相異步電機變頻調速”的過程中,就可以將我們日常生活中最常見的“變頻空調”引入到課堂,通過其原理和特點來分析普通的與變頻的空調之間的差異,進而指出變頻調速存在哪些優點,從而增長學生的生活物理知識,增進學生學習的積極性和興趣性,進而增強他們學習動力,激勵他們自主學習。

2、注重實踐操作教學課程的場景和任務創設

筆者具體的教學實踐經驗表明,機電一體化專業理論課程與具體專業實踐課程關系相當密切,源于機電一體化專業本身就是理論與實踐并重的專業,因此在具體教學中,當進行設計課程模式時,應采取實踐與理論同步進行教學策略。例如,可以將《金屬材料與熱處理》、《機械制圖》等理論知識的學習與實踐結合起來。而在實踐性課程教學中,必須特別注重實踐操作教學課程的場景和任務創設,將實踐延伸為實訓,并盡可能讓學生在實訓車間進行,將“實習課”與“理論課”有機地結合起來,不再進行嚴格的區分。另外,對于教學課程的考核,也可以改變傳統的筆試定高低的做法,改為筆試成績、操作成績、平時作業成績三者合一的方式進行綜合評分。

3、引入現代化教學手段提高教學質量

如今已經進入了信息化時代,我們的教學手段也應緊跟時代步伐。實踐證明,通過引入多媒體等信息化手段,可以使教學更加形象、直觀、生動,更有利于學生對專業知識和技能的理解和掌握。此外通過構建專業教室、實訓和實驗基地,將一些先進的設備或模擬器材引入其中,可以讓學生在實踐操作中進一步提高理論水平和實踐操控能力。有利于學生加快掌握機電一體化操作技能,有利于學生畢業后快速適應新的工作崗位。

參考文獻:

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關鍵詞:高職;機電一體化;課程體系

機電一體化技術是建立在機械技術、電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、傳感器與測試技術、電力電子技術、伺服驅動技術、系統總體技術等現代高新技術群體基礎之上的一種高新技術。而高職教育的培養目標是培養與我國社會主義現代化建設要求相適應的,掌握本專業必備的基礎理論和專門知識,具有從事本專業實際工作的全面素質和綜合職業能力,在生產、建設、管理、服務第一線工作的高級技術應用性人才。以學術為中心的學科課程理論來構建高職機電一體化專業的課程體系不符合高職教育的培養目標;“以機為主,機電結合”、“以電為主,機電結合”或“機械課程和電子課程的堆砌”的課程體系,也不能滿足社會對高職機電一體化專業培養規格的要求。為此,探索高職教育教學規律,創新高職機電一體化專業的課程體系,創新機電一體化專業的實踐教學模式,對提高辦學質量,提升學生職業技術能力具有重要意義。

一、 機電一體化專業課程體系存在的不足

通過對重慶部分學校高職機電一體化專業課程體系考察,發現現行高職機電一體化專業課程體系存在以下不足:

(1)一些反映當今新技術的課程沒有納入高職機電一體化專業課程體系,不夠突出使用與課程相關的應用軟件的能力培養,特別是有些公共基礎課和專業基礎課,如數學軟件和CAE軟件等,課程結構還需要進一步完善,使培養出來的學生知識結構更加完整。

(2)課程交叉內容多,特別是專業課,例如《數控加工工藝》與《制造技術基礎》、《數控機床》和《數控技術》、《數控機床維修》和《電氣控制與電機拖動》有大量內容重復,課程體系不夠精練,從而使學生的學習效率不高。

(3)高職機電一體化課程體系,有強調操作而排斥知識的重要性的傾向,學生的學習潛能沒能充分發揮,基本功不夠扎實,技術實踐能力較差。現行課程體系力求在培養操作工,而不利于培養高級機電一體化應用性人才。

(4)實踐教學環節脫離工廠真實環境,一些實踐性強的實驗、實訓設備由于缺乏技能型教師和真實的工廠生產環境,沒有充分發揮其培養學生技術實踐能力的作用。

二、高職機電一體化專業課程體系構建的基本思路

高職機電一體化專業課程體系構建的基本原則是:以課程理論為指導,借鑒國內外職業教育課程模式,突出“新、精、實用、高效”的特點,以能力為中心,創建一個知識結構完整,具有應用性、實用性和崗位針對性的課程體系。所謂課程體系的新就是指要反映職業教育的新理念、反映機電一體化專業新技術;課程體系的精指課程設置簡捷而無冗余;實用指課程設置能滿足職業崗位的要求;高效指要求學生學習本專業效率要高。其思路如下:

第一, 高職機電一體化專業課程體系應注重基礎,強化基礎課程的應用。隨著科學技

術的發展,給產業工人和技術人員的工作性質帶來了很大的變化,主要表現為:知識型工作大量增大,工作的完成更多的依賴個體的知識、判斷力、問題的解決能力,以及對工作的積極態度,而不是機械、重復的動作技能;固定工作減少,部分時間制工作增加,工作流動加快,更換職業成了非常普通的事情;技術革新造成許多工作合并,使得工作范圍拓寬,在現代工作生活中,同一崗位上的個體相對以前來說要做更多的工作;技術更新速度加快,導致工作類型和工作內容更新速度加快;現代的工作更多地是一種團隊組織的工作,要依靠群體合作來完成,而不是靠個體來完成。工作性質的這些變化要求高職機電一體化專業課程體系的知識結構要新、要完整,有利于再學習能力、轉崗能力培養和滿足學生可持續發展的需要,為此對現行課程作以下調整: “注重基礎,強化應用”,英語和數學由兩學期增加到三學期,增加專業英語、復變函數和積分變換、現代設計方法和現代控制理論課程,強調數學軟件(如MATLAB)的應用; AutoCAD與機械制圖融合,通過AutoCAD為工具進行機械制圖的教學,這樣就不用把AutoCAD單獨設置為一門課程;工程力學和機械設計基礎課程應增加軟件的應用內容(如ANSYS和ADAMS的應用)。

第二, 高職機電一體化專業課程體系應突出學生技術實踐能力培養。在構建高職機電

一體化課程體系時,存在把能力本位理解為操作本位和把強調實踐能力的培養理解為反復操作訓練的誤區。學生見習的多,實習的少,重復的操作訓練多,綜合的技術實踐少。什么是“技術”?技術是一個歷史的范疇。技術最初被看作是勞動者的技巧、技能和操作方法,即人類在生產經驗基礎上獲得的主觀能力,這種看法反映了手工工具時代技術的形象。近代科學興起后,技術主要表現為,依據自然規律,運用一定的手段、方法,特別是以機器的使用為中介,對物料、能量、信息進行轉換或加工,以滿足人類需要的實踐活動。在當代,人們通常把技術定義為:“人類為了滿足社會需要,利用自然規律,在改造和控制自然的實踐中所創造的勞動手段、工藝方法和技術體系的總和” 。技術實踐指的是人們的技術活動,技術實踐能力不僅包括操作能力,還包括技術設計的能力等,關于機電一體化技術不僅包括設備的操作與維修,還應包括設備的機械設計、控制設計以及設備制造技術。所以高職機電一體化專業不能僅僅強調操作技能的培養,應該突出技術實踐能力的培養,以充分發揮學生的學習潛能和滿足社會對應用性人才的需要。

第三,改進實驗、實訓的投資方式,充分發揮其培養學生技術實踐能力的作用。實踐教學環節企業化,以學校企業雙贏的方式,將學校實踐性很強的實驗實訓投資與企業的技術改造相結合,將有些實驗室、實訓基地建立在企業。如果是這樣的話,一則為學生創建一個真實的實踐環境,二則促進地方經濟的發展,三則盤活學校的實驗投資,四則鞏固了“校企結合”的共同利益基礎。

第三, 以“基礎+項目”的模式夠建高職機電一體化專業課程體系。“三段式課程模式”

通常把職業教育課程劃分為公共基礎課、專業基礎課和專業課三類,其中公共基礎課指語文、數學、外語等通用課程;專業基礎課主要是一些由抽象程度較高的專業原理性知識所構成的課程;專業課是由一些較為具體、適用的單項技術的理論知識構成的課程。現行高職機電一體化專業課程體系的結構由公共基礎課、專業基礎課、專業課和操作訓練四部分組成,本質上是弱化了基礎,強化了操作的“三段式課程模式”。該課程體系結構除了削弱了基礎外,課程交叉內容多,專業課程內容空泛、針對性不強。鑒此,我們通過強化基礎,取消專業課,提出了高職機電一體化專業 “基礎+項目”的 課程模式。基礎課旨在培養學生的基本職業素養和基本的專業技術基礎,項目(訓練)旨在培養學生的職業技能和崗位工作能力。基礎課以課堂教學加實驗的形式授課,項目(訓練)是以工作任務為引領,根據崗位的要求開發訓練項目,由學生根據擇業意向和興趣選擇他(她)所需的項目,從而保證按學生和社會的需要設計教學。項目的選擇以能力為主線,項目的主要來源是職業崗位,一個項目的內容應該涵蓋一個工作崗位所需的基本技術、基本技能要求,如旨在培養數控車工的數控車削加工項目應在數控車床結構認知、數控車床的維修、車削工藝、車削刀具、夾具、量具和數控編程與操作等方面都得到訓練。再如機床設計項目要涵蓋機床制造廠設計崗位的基本技能和技術內容。項目以工作為本位(指在工作現場進行學習)的形式實施,由技師、工程師、專業老師擔任指導教師。

三、高職機電一體化專業課程體系的內容

(1)基礎(學時:共4學期):基礎英語,專業英語, 高等數學(上、下),線性代數,復變函數及積分變換,法律基礎,小平理論,計算機基礎,機械制圖,工程力學,公差配合,工程材料及熱處理,液壓傳動,機械設計基礎,機械制造基礎,現代設計方法,電工基礎,電子技術基礎,電力電子技術,匯編語言,微機原理與接口技術,傳感器與檢測技術,電氣控制與PLC技術,數控原理與系統,現代控制理論。

(2)項目(學時:共2學期):數控車削加工,機床設計,數控機床的電氣控制設計,刀具設計,機電一體化產品設計,模具設計等。

培養出基礎扎實、技術過硬的應用性人才,是社會對高等職業教育的客觀要求,為了構建“新、精、實用、高效”,以技術實踐能力為中心,知識結構完整,具有應用性、實用性和崗位針對性的高職機電一體化專業課程體系,“基礎+項目”的 課程模式是一個較好的解決方案。

作者單位:重慶三峽學院應用技術學院

參考文獻:

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[3]趙卿敏.課程論基礎[M].武漢:華中科技大學出版社, 2004.122-124.

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【關鍵詞】職業學校 機電一體化 課程平衡 專業素養

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)31-0249-01

職業學校機電一體化專業是以國外“雙元制”教育模式為藍本,以培養具備基本課程知識、富有創新能力的綜合性人才為教學目標的,要求將學生培養成能夠開發、運用機電一體化產品的高等技術型人才。因此,在實際教學中,需要對學生“機”、“電”兩個方面的課程進行有效安排,充分分析兩類課程之間的學科特點,從而實現課程之間的平衡性,促進學生專業素養的提升。

一、關于機電一體化專業的概述

1.內涵。機電一體化專業是一門具有較強應用性的綜合型課程,主要是在堅持發展性原則、人本化原則以及系統性原則的基礎上,以培養學生機械學電子學方面的知識、培養學生創新實踐能力為培養目標,從而滿足相關行業的人才需求,促進機電專業的發展。

2.當前機電一體化專業教學中存在的問題。首先,課程內容設置落后。許多職業學校機電一體化專業在課程設置上往往是對固有教材的重復利用,而忽視了社會的發展使得企業需求發生的變化,因此教學內容與企業的人才需求不相符合。其次,重理論教學而輕實踐操作。由于許多教師在教學過程中沿襲了傳統的教學模式,堅持以教師為中心,一味地對機電相關的理論知識進行強制灌輸,而忽視了實踐的重要性。這種被動地學習模式也使得學生學習的積極性與主動性受到了壓制,不利于學生對知識的掌握。而缺乏實踐的經驗,也不利于學生創新能力的培養,與素質教育的要求相背離。再次,機械學與電子學被分離開來。機械制造與電氣工藝這兩類技術的聯系越來越緊密,許多產品在操作上都需要操作者同時具備機械學與電子學的理論。但是在實際教學中,許多職業學校在課程設置上將這兩類學科分離開來,有的偏重于機械學的教學,有的偏重于電子學的教學,使得學科之間的平衡性被打破。而學生在學習過程中也難以掌握學科之間的有機聯系,常常出現偏科的現象,不利于其全面發展。最后,校企之間缺乏有效的合作。根據教育部的規定,在技工學校的教學中應當加強學校與企業的合作來為學生提供一個實踐基地,進一步培養學生的實踐能力。但是當前許多職業學校盡管與部分社會企業建立合作關系,但是卻沒有落到實處,只是讓企業管理者簡單地講述一下機電一體的相關知識,而沒有讓學生真正深入一線去具體實踐,因此校企合作僅僅是流于表面形式而已。

二、機電一體化專業“機”與“電”課程平衡性的體現

1.課時設置的平衡性。在機械學與電子學相關課程的課時設置中,學校為了體現課程之間的平衡性,使二者在專業課程中所占的課時比重相當,理論課與實踐課所占的總和分別占35%左右。

2.知識要求的平衡性。在機電一體化專業的考評機制中,機械學與電子學相關的課程都是重點考查的內容,除了理論性知識之外還加強了對學生實踐能力的考查。

3.專業知識的交叉。在專業課程中,為了凸顯課程之間的平衡性,在知識教學過程中,兩類課程都涉及到知識的交叉。例如在數控機床機械結構課程中,既有機械學知識的教學,又包含了電子學的內容。

三、機電一體化專業課程平衡對學生專業素養的影響及實現

1.綜合型人才的培養。與一般的專業課程不同,機電一體化專業的設置是借鑒了德國“雙元制”的教學模式,通過對兩類獨立的課程進行學習,培養學生在機械制造與電氣工藝方面的維護、調試、管理的能力。在學習過程中,教學緊緊圍繞機電一體化知識,讓學生掌握兩類不同的技術,并通過實踐增強對這兩類技術的熟練度。因此實現機械學與電子學課程之間的平衡性,能夠讓學生更好地掌握這兩類學科的知識,實現綜合發展。

2.實用型人才的培養。機電一體化專業是一門具有較強應用性的課程,所涉及到的機械學與電子學的知識,都與實踐有著密切的聯系,只有通過具體的實踐才能使知識的效用發揮到最大。因此,無論是在機械學的教學中還是在電子學的教學中,教師都應該注重學生實踐能力的培養,讓學生通過一系列的機械組裝維修活動來提高對知識的應用能力。并讓學生參與到合作企業的具體實踐中,通過深入一線對企業生產的管理活動進行了解與體會,能夠培養學生的操作能力,并學到一定的生產管理經驗,為其以后參加工作奠定良好的基礎。

3.創新型人才的培養。隨著科技的進步,各大企業對人才的要求也更為嚴格,更多的是對創新型人才的需要,因此機電一體化專業的教學也要根據社會的實際需要,考慮到崗位需求與職業發展的需要,來培養學生的創造性思維。通過對學生實踐能力的培養,能夠讓學生對學到的知識有更深刻的體會,并從中挖掘出新的理念、想法,通過將這些新的想法理念具體實施,能夠培養學生的創新思維以及發散思維,從而培養出具有創造能力的新型人才,在機電一體化領域發揮更大的作用,促進該領域的快速發展。

4.素質型人才的培養。在當前素質教育的背景下,“機”與“電”課程的平衡性,不僅僅指的是機械學與電子學之間的平衡,在機電一體化專業的培養目標中,還包括了學生德、智、體、美以及良好職業道德的培養。因此在理論教學與實踐教學之外,加強對學生各方面素質的培養,符合素質教育的要求,同時也是促進學生個體特征完善的要求,能夠培養出符合時代特征的素質型人才。

四、結束語

機電一體化專業是一門對學生能力要求較高的綜合型專業,因此只有實現課程之間的平衡性,才能促進學生綜合素養的提高。

參考文獻:

篇(7)

通過對目前機電一體化技術教材的調研,分別分析了機電一體化傳統教材和以項目式教材的內容體系,并指出傳統教材和項目式教材在編寫時應注意的問題。提出通過在教材中開辟“小欄目”的方式增強教材的可讀性、趣味性、實用性,并體現教材特色。最后對傳統教材和項目式教材內容體系進行對比分析,給出項目式機電一體化技術教材內容體系的具體改革措施。

關鍵詞:

機電一體化技術;內容體系;項目式;小欄目;特色

中圖分類號:

G4

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2014)04-0148-01

1 機電一體化技術課程性質及培養目標

機電一體化技術是機械設計制造及其自動化專業的專業核心課程。該課程從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域、機電一體化系統的構成、典型產品分析、機電一體化系統的設計等內容。使學生了解和掌握機電一體化的重要實質及機電一體化設計的理論和方法;能綜合這些技術進行機電一體化產品的分析、設計與開發。

2 機電一體化技術傳統教材的內容體系

一個典型的機電一體化系統,應包含以下五大基本要素:機械本體、動力與驅動部分、執行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。機電一體化是多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統工程,其主要相關技術可以歸納為六個方面,即機械技術、傳感檢測技術、信息處理技術、自動控制技術、伺服驅動技術和系統總體技術。

機電一體化傳統教材正是按照以上機電一體化的五大組成要素或六大關鍵技術而構建內容體系的,其典型內容體系如表1所示。

表2所示的內容體系,全書圍繞機床工作臺的驅動這一大項目,以進給傳動機械系統、工作臺單片機控制系統、數據采集系統、步進電動機的環形分配系統四個分項目分散于對應章節內容的最后一節,通過四個分項目來串接整個教學內容,并在最后一章列舉了其它機電一體化項目教學案例。表2所示的內容體系將子項目和章節內容融為一體、有機結合,既實現了項目式教學模式導向的目標,又不失傳統教材的嚴謹性和完整性。學生在學習各章節并完成相應子項目的過程中均要考慮對總項目“機床工作臺驅動”這一系統的影響,由此使學生形成從“系統”的角度考慮問題的思想,而“系統論”正是“機電一體化”的精髓所在。

在編寫項目式教材的過程中,除了考慮要兼顧知識體系的完整性,還要考慮所選項目的針對性和難易程度。

4 增設“小欄目”體現教材的特色和亮點

小欄目是以“豆腐塊”的形式置于章節的前面、后面或穿插在章節內容中間,并以不同于正文的字體或字號來表達。例如,開辟一些實踐性、經驗性和工程性較強的欄目,如“工程背景”、“選用思維”、“應用點評”、“工程案例”等,以引導學生培養工程意識;也可增加如“知識目標”、“小結”、“延伸閱讀”、“學習方法”等欄目,一方面可以方便學生自學,另一方面可體現相關技術應用的最新成果、研究的前沿熱點等,增強教材的可讀性和趣味性。

5 項目式教材改革舉措

將傳統教材和項目式教材內容體系對比分析如表3所示。

由表3可見,一本理想的機電一體化項目式教材除了要體現項目式教學模式的導向外,還應完整傳達機電一體化的知識體系,所選項目要具備典型性、難易適中,與機電一體化相關技術有機融合。同時,可通過增設的小欄目的方式,以引導學生培養工程意識、增強可讀性、趣味性、方便自學等。

參考文獻

[1]徐航,徐九南.機電一體化技術基礎[M].北京:北京理工大學出版社,2010.

[2]吳曉蘇,范超毅.機電一體化技術與系統[M].北京:機械工業出版社,2009.

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