机电一体化培养方向范文
时间:2023-08-09 17:42:38
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关键词:数控专业 培养目标 教学内容 教学方法 评价机制
我院是国家级数控培训基地之一,如何利用数控基地,提高学生数控技能,使学生在企业中拿到更高工资,使家长愿意送子女到我院就读,这是我院不断思索和追求的目标,也是我院今后办学的方向。根据办学方向,企业需求,确定数控专业的培养目标,并根据培养目标,在数控专业教学改革中,从教学内容、教学方法、教学评价机制方面做了一些有益的探索与实践,使选择本专业的学生,以成功者的心态步入社会。
一、依据企业需求确定培养目标
要发展职业教育,要办好职业院校,明确定位是学校发展的前提,职业院校数控专业应该为地方培养优秀的数控技术人才,如果职业院校毕业生每月能拿到3000元、4000元,家长自然就会十分愿意地送子女到职业院校就读。企业凭什么给职业院校学生高工资,前提是我们培养的学生有过硬的本领。据《关于数控人才需求与数控职业教育教学改革的调研报告》中指出,当前企业对数控技术人才有三个层次需求,蓝领层、灰领层和金领层。我院以学生为主体,以企业需求为依据,以就业为导向,把培养目标定位在“蓝领层”。
二、根据职业实践能力改革教学内容
根据《中等职业技术学校数控技术应用专业领域技能型紧缺人才培养培训指导方案》指导思想,在培养培训中应体现以综合素质为基础,以能力为本位,把提高学生的职业能力放在突出的位置,加强实践性教学环节,使学生成为企业生产服务一线迫切需要的高素质劳动者,因此设置课程的教学内容,应围绕学生职业实践能力。
(一)专业基础课服务职业实践能力
我院数控专业仍沿用机械专业的一些传统课程名称,如《机械制图》、《公差配合与技术测量》、《机械基础》、《金属材料与热处理》、《机制工艺》、《车工实习》、《数控车床编程与操作》等专业基础课,但这些课程的外延与内涵都发生变化。因此学校让各教研组和备课组共同探讨所教学科的教学大纲和教学内容。根据职业院校生文化成绩相对较差的特点,理论教学以“必需、够用”为度,突出“适用性”和“针对性”,允许对某些偏难偏深或者陈旧内容进行大胆删除,而增加一些数控技能培养所需的实用性知识。
(二)文化基础课渗透职业实践能力
在文化课程中,要渗透岗位职业能力的要求。比如,学生毕业后如果口才好、写作能力强,能把车间生产过程,企业存在的问题以及解决方案,能以调研报告的形式写出来,在企业里就会受到重用,容易得到提拔。因此围绕专业岗位需要,将语言口头表达能力与应用文写作能力作为语文重点教学内容;对于数学课则着重学习对数控编程中的数学处理知识,如灵活应用三角函数数学知识,确定各表面上点的坐标等;对于英语课中加入数控专业知识,培养学生阅读机床上英文指令如JOG、MENU、OFSEF、AUTO等指令,培养学生阅读数控机床说明书的能力。
(三)数控技能操作课体现职业实践能力
目前许多数控教材给定加工程序不完整和不全面,只给出了“轮廓”加工程序,工艺分析不分粗车、精车工序,没有介绍如何达到数控技术要求,况且许多教材中实训工件加工直径超过40mm,那些课题的程序无法在本基地的数控机床上运行。根据数控教材中存在的缺陷,可通过校企合作或课程整合,及时调整课程设置和教学内容,在“必需”和“够用”的原则下,开发数控校本课程,体现数控专业领域的新知识、新技术、新工艺和新方法,在实习过程中向企业靠拢。如数控实训部分课题可选自永康企业生产实际,通过一系列有针对性的技能训练,使学生在扎实掌握专业基本知识和技能基础上,及时了解掌握本专业领域最新技术发展及相关技能,实现专业教学基础性与先进性的统一,从而为学生直接顶岗,在企业中获得高收入创造条件。
三、针对课程特点改革教学方法
职业院校学生,生源复杂,学生程度参差不齐,要调动学生学习积极性,提高学生自学能力,养成良好学习习惯,这是提高教学质量必须解决的课题。根据数控技能操作这门课和课程特点,利用国家级数控培训基地,提高学生数控操作能力,对传统的教学方法进行改革。
我院对数控技能培训采用项目教学法,项目教学法是师生通过共同实施一个完整项目而进行教学活动。在教学中,采用数控校本课程,由“双师型”教学执教,把每个练习项目根据数控技能要求分解成许多小知识点,让学生在学数控操作中学会对刀、车削循环程序的上机调试及自编工艺、自编程序、自选刀具并在机床上将零件加工出来。通过项目教学法,给学生提供体验完整工作过程的学习机会,经历确定任务――制定工作计划――实施计划――进行质量控制与检测――评估反馈整个过程,提高学生理解和掌握车削对刀、车削循环程序编写的知识与技能。
四、结合职教特点改革评价机制
篇2
1机电一体化的优势
机电一体化技术是从系统工程的理论入手,将当前先进的机械电子技术融合起来形成更加高效的技术系统。一般来讲,机电一体化技术主要涉及到机电一体化产品和机电一体化技术两个方面的内容,由此形成机电一体化系统。从理论上来讲,机电一体化系统主要涉及到机械装置,执行装置,动力源,传感器,计算机这五个基本要素。将机电一体化的理念运用到机电一体化产品设计中去,由此是的机电一体化产品展现出以下的优势:其一,功能多样化和智能化,实现了记忆,运算,控制和信息处理等功能的拓展;其二,机电一体化产品的结构更加简单,并且朝着标准化和规范化的方向发展,设计制造的专业化程度也不断提升,使得机电一体化产品具备轻薄细巧的特点;其三,依据不同负荷和运行情况,制定更加高效的运行方案,实现对于机械运行模式的调整和控制,能够促进成本的缩减;其四,在智能技术纳入之后,不仅仅可以实现全程的自动化监控,还可以自动诊断故障,由此使得系统的稳定性和可靠性大大提升。
2机电一体化的发展现状
我国机电一体化技术发展始于上世纪六十年代,从一片空白到当前人工智能技术的广泛应用,这充分证明了我国机电一体化发展飞快,并且很快的成为影响人们生活和生产不可或缺的重要技术基础。当前随着集成电路和计算机系统技术的快速发展,我国机电技术发展也朝着更高层次方面去前进,无论是我们经常使用的电视机,还是工业生产中使用的流水线生产设备,或者是电子数码产品,都可以看到机电一体化技术的应用。但是相对于国外其他国家机电一体化发展水平来讲,当前我国机电一体化发展还存在很多缺陷和不足,具体来讲其主要体现在以下几个方面的内容:其一,机电一体化产品质量难以保证,很多机电产品还处于较低的层次中,难以在激烈的市场中占据有利地位,属于机电一体化产品体系中的最低层次;其二,机电一体化的技术基础比较薄弱,自主研发能力欠缺,专业化机电一体化设计人才缺乏,难以保证机电一体化技术创新发展;其三,机电一体化技术进步趋势不明显,高水平的机电一体化产品在整个工业体系中的比重不大,其对于经济增长造成的影响也不是很明显。当然随着人们对于机电一体化产品的认知不断提升,需求不断增加,国家政策环境不断完善,科研创新能力不断提升,上述的各种问题都将一一解决,由此引领我国机电一体化技术朝着更加理想的方向发展和进步。
3机电一体化的发展趋势
立足当前机电一体化的发展现状,依照当前机电一体化发展规律和特点,对于机电一体化的发展趋势进行预测,并且依照这样的预测结果去引导机电一体化的技术创新和理论研究工作,是很有必要的。具体来讲,当前机电一体化的发展趋势主要呈现在以下几个方面:
3.1光学化
原始机电一体化系统主要是有传感系统,能源系统,信息处理系统,机械结构等部件构成,相信随着光学技术的融入,不仅仅使得传感系统,能源系统和信息处理系统的性能得以提升,还打开了机电产品设计的新格局,即光机电一体化。其特点主要体现在以下几个方面:其一,层次多,覆盖面积比较广泛;其二,结构不断简化,方便操作;其三,精度得以不断提高,功能朝着多样化发展;其四,可靠性不断提升,保证了稳定运行,并且有着较高的使用寿命。
3.2智能化
机电一体化技术的智能化,主要是指将计算机技术运用到机械设备中去,只要输出简单的程序命令,就使得机械设备按照理想的方式去运行。其技术优势主要体现在:技术应用范围比较广泛,需求的技术人员不多,实现了劳动力的缩减,可以达到资源优化配置的作用;其二,依靠智能技术,使得机械设备能够做好简单重复操作的工作,但是在人工智能技术体系不断健全的背景下,机电一体化系统下的机械设备活动能力将越来越灵活,甚至可以具备基本的逻辑判断思维,能够自发的根据情况进行自我决策,以达到预期的运行效益。以数控机床的诞生为例,其就是利用数控技术,采用计算机对于机械加工过程进行控制和管理,发挥驱动单元和机械执行的效能。
3.3环保化
为了机电一体化的发展同样需要秉持可持续发展观,处理好机械设备运行与资源消耗,经济发展质量之间的关系。因此,新时代的机电一体化也需要向着环保化的方向发展和进步。具体来讲,其主要体现在:其一,在进行机电一体化产品设计的时候,融入环保理念,将生产,包装,使用和销毁等多个阶段考虑进去,本着提高资源利用率,减少环境污染的目的,去进行优化设计;其二,从机电一体化能耗消耗的方向入手,保证机电一体化系统效益发挥的同时,实现机电一体化能耗量的降低,引导其朝着集约化的方向发展和进步。
4结束语
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一、机电一体化的发展现状及趋势
20世纪70年展起来的机电一体化技术是综合应用机械技术、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产生的一种系统工程技术。是多种技术交叉融合的产物,并不断地通过学科交叉、技术融合与创新持续发展。
机电一体化技术经过近40年的发展已经取得了丰硕的成果,由单一品种逐步发展到大中型品种乃至成套设备或大系统。电子技术在机械产品上的应用几乎达到了无孔不入的程度,并且品种不断增多,水平也不断提高,不仅对世界经济的发展起到了巨大的推动作用,而且给人们的生活带来了很大的方便和享受。
随着科学技术特别是精密机械技术、微电子技术、计算机技术和控制技术的不断进步,机电一体化技术也在快速发展,其发展趋势是:在性能上向高精度、高效率、高智能化方向发展;在功能上向小型化、轻型化、多功能的方向发展;在层次上向复合集成、系统化的方向发展。
二、机电一体化专业的人才能力定位
高职机电一体化专业主要培养技术应用型人才,是他们具备必要的基础理论知识、较宽的专业知识、较强的工作现场技术应用能力。高职机电一体化人才应具备的知识与能力:
1.知识结构
具有必备的文化基础知识;具有一定的政治理论知识和人文知识;具有所需的机械制造、液压与气压传动等方面的基本知识;具有电工、电子、自动控制等方面的基本知识;具有计算机应用技术的基本知识;具有数控机床加工与编程、数控技术、CAD/CAM的基本知识;具有数控技术综合应用的基本知识;具有车间生产技术管理的基本知识。
2.能力结构
(1)社会能力。具备从事职业活动所需要的行为能力,具体包括口语表达能力、人机对话能力、英语会话与阅读能力、意志品德、获得知识的学习能力、解决问题的方法能力、分析问题的思维能力、开展活动的组织能力、团结共事的协作能力、开拓发展的创新能力。
(2)基础能力。具备从事职业活动所需的各项基础能力,具体包括机械制造、电气控制与计算机应用三项基础能力。
(3)专业能力。具备从事职业活动所需要的专业技能。
三、机电一体化专业发展的不足
加入WTO后,中国的制造业得到了进一步的升级和现代化,这将使机械技术、微电子技术、计算机技术、信息技术的联系变得越来越紧密,并对机电一体化专业培养的人才提出了更高的要求,也将使机电一体化专业的发展方向受到影响。
原有的人才培养模式对学生专业实践技能的培养不够重视,其教学体系还未完全转移到以培养人才综合素质、岗位技能为主的现代职业教育体系上来,而且在专业教学内容、教学方法、教学手段等方面也未有较大突破,职业教育的本质特征未能充分体现。
四、机电一体化专业的发展方向
我国现代机电一体化的发展需要大量的机电现代化技术人才,而这些人才的培养大都归于高职教育。为了高速度、高质量的培养机电一体化人才,政府部门、教育部门以及企业用人单位应当联合起来,促进机电一体化高职教育在以下几方面的发展:
1.加强联合,协调发展
目前,全国各地从事机电一体化教育及生产开发的单位很多,并且都有一套发展策略和计划。用人单位、教育部门应联合起来,根据不同层次的对象采取不同的教学方式。可采用一年制短训班、两年制班、三年制大专班、五年制大专班、四年制本科班,制订出合理的教学计划和教学大纲。企业用人单位可以为教学部门提供教学使用设备,教学部门为企业用人单位提供人才,互惠互利。
2.优化发展环境,加大支持力度
(1)优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视并大力支持“机电一体化”发展的氛围。如尽快为外商到中国投资发展“机电一体化”产业提供方便,尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯,尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。
(2)增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业的改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。
(3)在经济政策上,要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会;银行发放贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜;成立“机电一体化”发展基金,支持机电一体化生产发展等。
3.加强师资队伍建设,增大“双师型”师资比例
师资是实现培养目标和培养计划的关键,建设一支专兼职结合,结构合理,具有较高教学水平和较石室工程实践经验,较高工程素质的“双师型”教师队伍,是高职教育发展的核心环节。
4.重视实验实训基地建设
实践教学课时安排要把握以下两个原则:一是“保量”原则,在课时数量上应占整个教学计划总课时的50%以上,以充分体现职业教育特色;二是“适时”原则,根据各个教学模块单元的知识和能力要求,及时跟上教学实践环节,强调知识与能力的结合,增强实践教学的时效性和教学效果。
(1)校内实验实训条件。对机电一体化专业主干课程和各专业特色课程,均按课程教学大纲中的统一要求配齐实验实训设备。校内应建立多个实验实训室,不仅要提供教学实验实训,还应对学生进行电工上岗证培训和中级证培训。
(2)校外实训基地。本着资源共享、互惠互利的原则,加强与企业的联系。学校应与企业建立广泛联系与合作,将企业作为学校的校外实习基地。实训教学中,一方面聘请经验丰富的工程师来校指导学生实习实训;另一方面安排学生到企业实习,最大限度地缩短毕业生的试用期,提高毕业生的就业竞争力。
篇4
关键词:高职院校;机电一体化专业;现状;改革方向
自上个90年代以来,计算机技术以及电子信息技术的飞跃推动了我国机电一体化技术的发展与进步,同时各种机电一体化产品也层出不穷,至今也处于快速发展的阶段。随着国内外机电一体化技术的快速发展,很多企业在生产方面更加规范化,各个岗位的技能要求也逐步提高,机电一体化行业对相应的人才的需求也发生了根本性的改变。传统的机电一体化课程体系显然已经不能适应当前行业发展的客观需要了,这就促使高职院校结合当前实际,重新制定或优化机电一体化的人才培养方案,加紧实施课程改革。
一、当前高职机电一体化专业课程的现状分析
1、课程的设置过于追求学科的系统化
机电一体化专业的课程建设虽然几经改革依然没有跳出学科体系的潘篱,这是导致高职机电人才与企业所需要之间不一致的结症所在。机电一体化专业是一种复合型高技术专业,专业知识涉及机械与电子两大学科领域,让学生在短短的在校时间内去系统的掌握两大宽广而精深的学科领域知识是不可能的。严格追求学科知识的系统化造成了,机不太懂,电业不太通的尴尬局面,或者严重失去了专业的特色,达不到培养的目标。
2、课程知识老化、落后
目前,机电产业已逐步成为高新技术产业中的主导产业,机电产品逐渐智能化、柔性化、高速高精度化、微型化邓方向发展。支撑机电一体化产品的许多技术、伺服传动技术、伺服电机技术、传感检测技术及信息处理技术等在日益涌现和不断更新。许多的新知识、新技术、新工艺、新材料、新设备、新标准需要在课程中体现出来,而绝大部分院校的机电一体化专业课程的教学内容相对社会领域的科学化已显得非常落后,有些甚至依然是以传统的机械技术占主导地位,这必然导致培养目标很难适应当今机电行业的发展趋势。
3、专业课程设置与就业岗位存在偏差
由于现阶段我们缺乏对区域经济发展的系统性、针对性调查研究,导致很多高职院校在专业课程设置方面未能很好地突出就业为导向以及社会需求,使得机电一体化的专业方向十分单一,且市场适应能力较弱,进而不能满足地区经济和行业发展、就业岗位的需要。
4、专业教材内容与实际脱节甚至滞后
当前,很多高职院校所采用的某些机电一体化专业教材内容十分陈旧,版本过老,缺少一些能反映机电一体化先进技术的内容,而且该专业的各门课程之间缺乏紧密的联系,不利于学生将相关知识有机地渗透或结合在一起进行掌握。除此之外,还存在知识重复严重、理论性过强等问题,同时也极大地忽视了对学生实践能力与创新能力的培养。
5、忽视了对学生实践动手能力的培养
由于深受“重理论,轻实践”这一错误思想的影响,导致很多高职院校在进行专业设置时把理论课看得过于重要,导致理论与实践学习的比例严重失调。加之不注重教学实训,导致学生的实践场所或实习基地条件较差,使学生的实践训练严重不足,这对机电一体化这样实践性较强的专业来说显然是不相适宜的。
6、专业“双师型”教师存在严重不足
当前,很多高职院校在师资力量建设上还存在一些不足,尤其是机电一体化专业“双师型”教师存在严重不足的问题,有的专业理论教师不能指导实训教学,而有的实训教师在基础理论方面又过于薄弱,这不利于学生全面地提升和发展自我。
二、高职机电一体化专业课程改革的重要性与必要性分析
一方面,对当前的高职机电一体化专业实行课程改革是改变我国机电一体化教学现状的根本途径,具有重要的现实意义。随着我国科学技术的进步与飞速发展,我国的机电一体化产业逐渐发展成为高新产业的主导产业,甚至成为我国经济发展的重要支柱,所以机电一体化行业对人才的需求变得更高,具体来说,这些人才必须要具备扎实的专业技术技能,要能够灵活地运用各种现代化机器设备开展日常工作;其次,这些人才必须具备一定的经营管理能力、环境适应能力以及较强的应变能力,这样才能够快速地适应企业的管理经营模式,为企业的未来发展建言献策;第三,必须具备足够丰富的实践经验、良好的职业操守和团队协作精神,这是作为工程技术人才必不可少的基础条件。另一方面,由于我国的机电一体化专业起步较晚,发展时间不长,所以还没有形成一种合理高效的专业课程体系,当前不得不加快对该课程体系的总结、研究,以尽快发现自身的不足并加以改进,这样才能推动该专业又好又快地发展,因此,笔者认为进行机电一体化专业课程改革是一种必然趋势。
三、高职机电一体化专业课程改革的方向和建议
1、加快调研,进一步分析岗位需求,明确专业培养目标
对于高职院校而言,现阶段最重要的是根据行业和社会需求制定人才培养战略。具体来说,应当在机电一体化技术专业建设指导委员会的领导下,通过问卷、访谈、研讨等多种方式对机电企业进行广泛的调查研究,进一步明确我国机电一体化技术专业毕业生的主要工作和岗位群。同时,要结合国家对高职学生培养目标的总体定位,以岗位需求和职业标准为依据,以职业生涯发展为目标,明确机电一体化专业的培养目标,应当是全面发展,具有良好的职业素质、实践能力以及创新能力的高素质技术应用型人才。
2、与时俱进,加快机电一体化专业课程体系的模块构建
笔者认为,现阶段构建以模块化课程为基础的理论课程体系和实践课程体系很有必要。
要合理地构建理论课程体系,就需要我们对职业岗位群进行系统的分析,以知识应用为主线,不讲求理论知识的系统性和完整性,以“必需与够用”为度,更加注重专业的应用性和实践性,这样,我们就可以把机电一体化专业的理论知识组成一些模块化课程,进而形成理论课程体系。另外,构建合理的实践课程体系十分关键,这是由于实践课程是促使学生获得知识的重要途径,它对培养学生的作风、素质和能力具有十分重要的作用。高职院校应当结合实训条件,形成一种与理论课程体系紧密结合的实践课程体系,可分为基本技能训练、技术应用能力训练和综合技能训练三个模块。这样既能够有效地促进学生对专业知识的学习和技能的掌握,又能够为学生未来就业提供经验、创造条件。
3、着重强化校外实习环节教学,增强学生的工程应用能力
针对高职院校对机电一体化专业实践教学环节不够重视的情况,笔者认为有必要对此采取进一步的强化措施。首先,高职院校应当注重对实践教学环节的安排与实施。日常除了开展各种传统的电机实验项目外,还应当有序地组织学生到不同电机企业或变压器厂进行实习训练,以不断增强学生对电机结构、生产流程的感性认识;其次,高职院校也要加快校企合作,注意搞好与较大较强企业之间的关系,以借助校外实习基地锻炼学生的动手能力,培养更多优质人才;第三,高职院校也要适当地改进实验、实训的投资方式,可以把学校实践性很强的实验实训投资与企业的技术改造结合起来,着力抓好实验室、实训基地的建设工作,甚至可以把部分实验室或者实训基地直接建立在企业当中,这样一方面给学生创建了一个真实的实践环境,另一方面又极大地促进了地方经济的发展,盘活了学校的投资,为机电一体化专业的学生带来更多福音。
四、结束语
总而言之,我国的高职院校机电一体化专业课程现状不容乐观,可以说是已经面临着严峻的改革形势,当前我们的高职院校必须在国家教育部门相关政策的指引下,紧跟机电行业发展的需求与步伐,结合高等职业教育的实际特征,逐步有序地采取课程改革措施,并且在改革的过程中不断进行总结、更新、调整和完善,这样才能探索出一条真正适合自身发展的道路,才能为我国的机电行业培养出更多适应社会发展需要的高素质人才。
参考文献:
[1] 洪小丽,孙涛.高职机电一体化专业课程现状及改革思考[J].长沙航空职业技术学院学报,2009,03:14-16.
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[关键词]农业机械化专业 授课方法 机电一体化 教学改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)21-0132-02
我国正处于传统农业向现代农业的快速转变阶段,其标志就是以技术及装备为表现形式,通过现代工业技术装备及农业机械化、电气化和信息化等先进技术的应用,最大限度地提高生产效率,节约生产成本,增加农产品产出,降低能源消耗和环境污染。我国现代农业装备技术还处于起步阶段,迫切需要培养掌握现代农业装备技术的新型农机人才,我国高度重视现代农业的技术与农艺的更新,推动农机装备人才的培养与创新,缩短与国外同行业之间的技术差距,从而实现我国现代农业的快速发展与超越。
机电一体化技术是一门新型的交叉学科,是目前许多高等院校工科学生必修的专业基础课,但在我国开设此课程还不足十年的时间,特别是在农业机械化专业的开设更是一个新生事物。《机电一体化》是山东农业大学机械与电子工程学院机电一体化类和农业机械化及其自动化类学生的主干课程之一,是今后设计与研究工作的重要技术基础。由于机电一体化设计课程涉及的知识面和内容覆盖广,机械层面、数据层面和控制参数层面的内容交错、关系复杂,需将理论知识与实践知识紧密结合。对大多数学生而言课程内容繁多,系统性差,难以融会贯通,同时也存在教师难教、内容难整合的情况。笔者在讲授机电一体化课程时,通过对课堂教学内容进行改革、教学相长地引导和加强实践环节训练等方面进行探索和总结,取得了较为显著的效果。
一、机电一体化课程特色与农机专业教学相关问题
(一)理论教学内容筛选非常重要
机电一体化(英文名称为Mechatronics)是在机械技术、自动控制技术、微电子技术、计算机技术、传感与测试技术、接口与总线技术、伺服驱动技术、系统总体技术等学科群体的基础上集成创新的综合叉学科。机电一体化技术的突出特点在于通过各种技术的有机融合,实现产品内部各组成部分的有机匹配和外部整体效能最佳的一种新型集成创新技术。由于机电一体化课程内容非常丰富、涉及面大,在一个学期中学习其全部内容是不现实的。另外,机电一体化和相关技术发展迅速,特别是新型MEMS传感器、新型总线技术、新型电液气的伺服驱动等技术的出现,这就使得在课程内容的组织和取舍上必须加以科学地优选,以特别处理好基本原理、基本模块与学科前沿最新技术的相互促进、共同发展的关系,确定学生应在学习期间掌握哪些基本原理、基本技术就既能使学生掌握基本思想方法和具体技术,又能了解学科发展动态,便于学生课下无障碍自学,这对学生创造力的培养是非常关键的。因此理论教学内容的筛选是非常重要和必要的。
(二)理论教学与实践内容的侧重点融合
机电一体化课程的实践性和应用性强,两者紧密结合缺一不可。仅仅掌握机电一体化设计的基础理论知识远远不够。对于刚刚接触到机电一体化技术的农机和机电专业的学生来讲,理论知识同步实践或者用一些具体实例来讲解才会显而易懂,更易理解。作为本科阶段的机电一体化课程,像是有关的控制理论的数学推导问题并不需要彻底理解,但他们应学会把所学的内容迅速地应用到某些实际问题的解决中。这样,学生既有感性认识,又能上升到理性认知,最后灵活地学以致用。而实践方面的教学必须与课程实验和课程设计配套,因此机电一体化课程的实践环节也非常重要。
(三)教学实践与农机专业培养目标紧密结合
目前一般工科专业的《机电一体化》的课程教学中,主要讲解的是设计、通讯、测量和控制原理、方法以及一些以数控机床、机器人等一些简单应用,目前现代农业机械发展与应用,特别是涉及与自动控制、计算机控制等技术融合的新型农机的机电一体化技术尚未融入农业机械化专业的课程学习中。尽管教师反复强调课程的重要性,学生也对其重要性有认同,但因教学内容、案例与农机专业培养目标联系不够紧密,再加上本课程知识点繁琐、层次多、涉及面广,学生容易产生应付考试的态度,忽视对实践环节,特别是从机电一体化产品开发的角度对课程内容的理解,从而无法对课程产生热情,难以对教学内容产生学习的兴趣,严重影响了教学效果。
二、课程授课与实践环节的探讨
针对现代农业机械化的发展方向和农业机电一体化课程特色,以及上述在机电一体化课程教学与实践过程中应注意的问题,笔者在讲课过程中对课程内容组织、授课方式方法进行了积极探索,实现了学习兴奋点、专业培养目标和实训课程任务“三结合”,全面培养机电一体化人才素质。
(一)结合学生兴奋点,注重培养学习兴趣
尽管机电一体化课程部分理论抽象、内容分散、缺乏系统性、难于理解,但兴趣是最好的老师,一旦学生产生了学习兴趣和实践欲望,才会主动去自学、求知和实践,并由此在心理上产生愉悦体验。日常生活中学生会对一些新鲜的事物非常感兴趣,例如两轮自平衡小车、Iphone手机遥控的四轴飞行器、转魔方机器人等等,如借助于这些学生感兴趣的例子,通过剖析他们的结构和控制原理,破除神秘感,可以激发他们对机电一体化课程学习的兴趣,并将机电一体化课程繁琐的知识点、抽象的内容具体体现出来,因此,激发和培养学生的学习兴趣是学好本课程的前提和捷径。另外,教师向学生展示一些科研成果,既让学生对机电一体化技术有最直观的了解和认识,又让学生了解了现代农业装备技术领域的科研前沿,结合专业方向,使学生带着浓厚的兴趣开始本课程的学习。实践证明,通过大量案例式的授课,学生的学习兴趣、科研兴趣以及学习效果得到了极大提高。
(二)结合专业培养目标,激发学生科研兴趣
随着农机装备技术的快速发展,将GPS技术、传感器技术、通讯技术、机电液一体化技术、计算机控制等技术集成到传统的农业机械中,可实现农机装备的精确定位和行走速度检测、作物产量监测、物料的变量精确投入、精准灌溉测控等,从而实现农业生产全程机械化、自动化、信息化和智能化。传统农机化专业已经实现了从农业机械化向农业机械化及其自动化专业的转换,也是充分体现了专业培养目标的迁移和调整。而机电一体化课程在这种调整中,也自然树立了重中之重的地位。因此各高校也从对该课程师资配备和教学设备投入方面非常重视。
因此,针对现代农机的发展趋势,激发学生的专业兴趣,培养学生研究能力,也就成了机电一体化等课程的任务之一。笔者结合自己在精准农业装备、现代农机装备研制中的科研案例,给学生剖析了精准变量施肥机、高精度谷物测产系统、精准变量喷药机等装备设计、样机加工和测试试验的关键点,极大地开阔了学生在本专业领域的视野,引起了学生对现代农机装备的科研兴趣。
(三)结合课程实训和课外制作,树立系统研发观念
在机电一体化教学中,机器人作为一种典型的机电软综合技术平台,非常适合作为高等工程创新实践教育的载体和对象。而农业机械化专业的学生同样对农业机器人技术非常感兴趣。近年来,机器人技术的模块化、网络化成为机器人研究和开发领域的热点。通过模块化,机器人技术的应用难度大大降低;凭借网络化,机器人技术的应用范围将大大扩充。随着机器人技术的逐渐普及和所用器件、模块的成本逐渐降低,学生已经可以自己制作属于自己的农业机器人。因此抓好机电一体化课程的实训环节,变抽象为直观,将理论和实践紧密结合起来,做到学以致用,可以实现对学生成就感的激励。为此,机电一体化教学组结合学院和学校开展了创新科技比赛,让学生进行机电装备方面的创新设计与制作;通过为学生提供一定的实训平台,准备常见的机电装备设计制作所需的传感器、执行器和控制器,由学生按照自己创作意图实现新型设备的开发。这些实践活动取得了一系列校级、省级和国家级的机电创新大赛奖项的好成绩。从学生的实践和理论课程的成绩看,理论教学和实践紧密结合取得了良好效果,加深了对基础理论知识的掌握,既提高了学生的动手能力,又激发了他们的创造性。
三、结束语
《机电一体化》是培养现代农业机械及装备技术人才的专业基础课,随着现代科技技术的发展,其地位在课程体系中愈来愈突出。笔者针对现代农业机械化的发展方向和农业机电一体化课程特色,从理论教学内容及实践教学内容筛选、学习兴趣引导及知识系统应用等方面展开探讨,并结合教学实际应用,取得了良好的效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 杨帮华等.机电一体化设计基础实用教程[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2] 孔令荣.高频电子线路教学改革研究[J].中国电力教育,2012(30).
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关键词:中职院校;综掘类专业;煤矿机电一体化;综合实训
【中图分类号】 G718 【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-1297(2012)07-0006-02
中职院校的教育主要是为社会经济建设和发展培养高素质的劳动者和高技能的实用型人才,课程的设计就应以就业为导向,突出职业能力培养的重要性。为应对现时社会经济发展需要,大部分学校需根据社会需要及自身情进行相应的调整,选择企业所需人才方向对在校生进行课程的设置和培训,以达到中职院校培养人才的目标。因此,突出实践技能,培养学生的岗位适应能力就成为了教学的重点之一。
一 机电一体化综合实训对于综掘类专业的意义
随着现代化工业生产的发展,由气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等学科的强烈互相渗透而形成的机电一体化技术,已成为当今工业科技的重要组成部分。
随着机电一体化设备和技术在煤矿生产中的大量应用,这必然需要大量掌握机电一体化技术的技能型人才从事机电一体化设备的操作、维修、检测和管理工作。为了适应煤矿生产中机电一体化设备和技术的应用和发展,以及相关产业的需求,中职院校在综掘类专业就得开设机电一体化综合实训课程,进行项目实训课程的教学探索。目的是培养学生的职业技能和职业素质,为进入企业顶岗实习做好准备,最大限度的增强对就业岗位的适应性。这样也有利于培养学生的实际动手能力、实践能力、创新能力、敬业精神和责任心,同时,也是学生完成专业知识向专业技能转变、学生角色向员工角色转变的重要过程,并可为学生将来的职业生涯发展奠定坚实的基础。
二 机电一体化专业机电综合实训的重要性
机电一体化专业培养的是具有机电一体化技术基础理论和专业知识,能从事机电一体化设备管理、应用、营销和技术服务工作等一线需要的高素质高技能人才,即毕业生要具备机电一体化技术综合职业技能。
实训是培养学生职业技能的重要手段,但目前部分高职院校的机电一体化专业学生缺乏机电综合实践技能和职业素养的系统性培训。机电一体化技术是一个系统工程,很多学生在毕业后往往只经过机械或电气技术的专项实训,无法满足一些需要机电综合技能的设备安装与调试、运行与维护岗位的工作要求;还有一些学生缺乏职业素养,缺乏职业道德和团队合作精神,跳槽频繁。但是如何培养学生的机电一体化综合职业能力,令很多高职院校十分头疼。原因在于部分高职院校的培养模式还不能完全适应行业的职业要求.缺乏良好的行之有效的机电综合实训模式。因此,随着职业技术教育改革的深化,在高职机电一体化专业教学中,有必要创新实训教学模式,强化机电综合实践技能和职业素养的培养,提高实训的效果。
三 实训课程的目标和建设理念
综掘类专业综合实训课程是集气压技术、液压技术、电机及电气控制技术等于一体的专业技能综合训练课程。课程必须紧扣煤矿机电一体化技术的核心技术环节,即检测、控制与执行三大技术环节展开,同时引入最新的网络控制技术。训练时应遵循以学生为中心、以培养学生实践能力为中心和以培养学生素质为中心的原则。通过实训,使学生既能掌握煤矿机电一体化专业理论知识,也能从事机电一体化设备的操作、调试、维修、维护等方面的工作,并具有良好的职业素质。良好的职业素质是中职学生踏上工作岗位必不可少的基本要求之一,要想实现学校教育与岗位需求的有效对接,培养学生的职业素质也是中职教育的重要任务之一。我们应该通过素质教育体系中的显性实践环节和隐形实践环节完成,具体的建设理念是:①培养职业兴趣;②强化职业能力。因为要想做好工作,仅有兴趣是不够的,训练时既要强调相关的专业知识,又要强化分析问题和处理问题的能力,注重专业知识的应用;③培养学生的团队合作能力;④引导学生掌握职业情绪。在工作岗位上应当以热情的、积极的态度对待工作;⑤强化现代企业所要求的企业管理。
四 综合实训课程的模式及目标
1.采取类似真实工作氛围的实训教学模式
如本次实训采用机电一体化技能竞赛的方式,让学生分组,在规定的时间内,完成实训项目。这就相当于给一个班组一个工作任务,让其按照安装图纸和工作要求完成产品的安装与调试,实训结果就是一台真实的设备。由于具备一定的工作量,组与组之间有竞争,相当于形成了劳动竞赛。工作的压力要求本组同学进行分工,互相帮助,互相配合,便形成了紧张、进取、互助、团结的工作氛围,让同学们在实训中既锻炼了机电综合职业技能,也切身体会到职业素养的重要性。
2.实训课程的目标
机电一体化专业综合实训课程是集气压技术、液压技术、电机及电气控制技术、自动检测技术、PLC及其自动控制技术、网络通讯技术于一体的专业技能综合训练课程 课程紧扣机电一体化技术的核心技术环节,即检测、控制与执行三大技术环节展开.同时引入最新的网络控制技术。训练时应遵循以学生为中心、以培养学生实践能力为中心和以培养学生素质为中心的原则。通过实训,使学生既能掌握机电一体化专业理论知识,义能从事机电设备或自动化生产线操作、安装、调试、维修、维护以及设计改造等方面的工作,并具有良好的职业素质。
对于我们中职院校的综掘类专业而言,机电一体化综合实训的教学模式特别适合于这个实践性强的专业。在课程教学过程中, 充分发挥学生的主观能动性,提高教学质量,培养知识性、应用型的技能人才能发挥前所未有的作用。今后,随着职业教育改革的进一步深化,我们中职院校应不断总结出适合自身发展需求的教育教学方法,努力提高职业教育的水平和质量,为国家培养高素质的应用型人才。
总之,机电一体化综合实训是一项整体性、长期性、必要性的教学环节,应引起学校以及社会、企业等相关方面的高度重视,更需要我们的师生共同关注、努力和打造,想法设法的提高综掘类专业机电一体化的实训效果,把培养学生的技能落到实处,为我们的煤矿生产企业输送优秀合格的技能型人才,为国家的经济和社会建设出一份力。
参考文献
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论文关键词:就业方向 社会需求 实训教学 手段
专业建设是高职院校教学工作主动、灵活地适应社会需求的关键环节,是学校建设和发展的根本所在,自20世纪90年代以来,随着计算机等电子技术在制造业的广泛应用,推动了机电一体化技术的进步和机电一体化产品的不断开发,如今,机电一体化产业以其特有的技术带动性、融合性和广泛适用性,逐渐成为高新技术产业中的主导产业,成为新世纪经济发展的重要支柱之一。在此影响下,各高职院校纷纷开设机电一体化专业,以满足社会对该专业人才的需求。但目前该专业的课程设置是专业定位模糊,“双师型”教师队伍力量薄弱;教学实验、实训条件落后,实践训练水平有待提高;适应新技术发展需要的课程体系有待构建:体现当代工业发展水平的专业教材有待突破。鉴于此,机电一体化专业建设与课程体系的再构建,是当前亟待解决的问题。
一、机电一体化专业的学科领域
机电一体化技术是一门跨学科的综合性科学,是由近年来蓬勃发展的微电子技术、计算机科学、机械工程和电力电子技术互相渗透而成的一门新兴学科,是在信息论、控制论和系统论基础上建立起来的应用技术,支撑“机电一体化”这门学科的有:1)机械学,2)控制论,3)电子学,4)计算机科学。
二、机电一体化专业课程设置存在的问题:
(1)现有课程设置不能很好的突出高职以技能为本位的高等职业教育课程观,理论课比重过大,实习、试验、实训环节不完善。
(2)现有课程设置没有充分围绕学生的就业方向和社会需求来设置,不能跟周围大环境的具体需求密切结合,没有很好的突出高职以就业为导向的高等职业教育课程观。
(3)现在所采用的机电一体化专业教材很多没有充分体现出现代机电行业的发展水平,内容陈旧、落后,且各门课程之间相互独立,相关知识未能有机地渗透和融合在一起,也未能充分考虑与中职教材的很好衔接。
(4)有些课程的设置出现了严重的前后脱节以及学时安排不合理的情况。
(5)教学实验、实习、实训条件落后,实践训练水平有待提高。
(6)教学方法、手段不灵活,不能根据课程的性质灵活选用。
(7)缺乏一些反映机电一体化先进技术课程。
三、课程设置的改革思路:
课程设置改革的思路、方向、主线:社会需求——就业——培养目标——培养方案——课程体系——课程设置——教学方法与模式一教学评价——结果(毕业生)——符合社会需求,根据这一思路进行课程设置时,应遵循下述原则:
1)应确立高职课程体系改革的目标是培养生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才.是一种能直接上岗的技术型人才,因此,在课程设置时要把握文化基础知识以“必需、够用”为度,专业知识强调针对性和实用性,要充分考虑与地方经济紧密结合。
2)课程设置应从学生就业方面考虑,并结合本地区企业的需求。因为地区、行业的发展水平不一,企业之间所拥有的装备和所应用的技术在技术含量和应用水平上就会有一定的差异,因此这也就决定着因服务面向目标的不同从而使各高职高专院校机电一体化专业在课程内容上存在着一定的差异。
3)由于机电一体化专业是由多个学科复合的专业,因而专业技术课程内容必须是一种综合结构。在设置专业课程时应以毕业生应具备的技术应用能力为主线重组课程内容,冲破原有课程(甚至学科)体系,删除陈旧的与专业培养目标相距过远的课程内容,增添新知识,围绕学生的就业方向,设置4——5门核心课程,一方面在理论教学的学时安排上加以强调,另一方面要与实验、实训相配合,使学生通过核心课程的设置,更进一步了解本专业的培养目标和就业方向,从而形成具有行业特色的高职高专综合课程。
4)在考虑课程设置时要遵循联合国教科文组织第十八届大会上通过的《关于职业技术教育的建议》:该建议指出“为就业做准备的职业技术教育,应当为卓有成效地、愉快满意地工作打下基础。为此,应当做到:(1)使受教育者获得在某一领域内从事几种工作所需要的广泛知识和基本技能,使之在选择职业时不致受到本人受教育的限制,甚至在一生中可以从一个活动领域转向另一个活动领域;(2)为受教育者从事的第一个工作提供充分的专业上的准备.并提出有效的在职培训;(3)使个人具备在其职业生涯各阶段都可以继续学习所需要的能力、知识和态度。”由此可见,培养适应广泛就业需要的复合型、综合型“通才”是世界职业教育改革发展的潮流。
5)要考虑到课程的设置一方面要与学生的就业相结合,另一方面也要激发学生的学习兴趣,因此在课程设置时应充分考虑学生的学习兴趣,使学生在该专业的主干平台课程学完后,可以结合自己的就业方向来选择适合自己的专业核心课程。
6)采用项目化教学,结合周边企业的需求,针对企业所需的人才,对学生进行相关课程的重点介绍,并进行相应的实习、实验、实训,使教学和企业的需要紧密结合,为企业培养所需的人才,同时也解决了学生的就业问题。
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关键词:机电一体化;数控技术;机械加工;应用;研究
随着现代科学技术的不断进步,市场竞争日益激烈,传统的机械加工制造行业已经没法满足需要。为了顺应这种现象,机电一体化数控技术开始在机械加工过程中应用起来,实现制造加工的智能化、网络化以及自动化的发展进程。通过对系统的组织及结构进行合理的优化配置,使设备更加合理运用,提升机械加工质量及效率,使企业可以在竞争者中处于不败的地位,获取最大的经济效益。
1机电一体化数控技术简介
机电一体化技术指的是把电工电子、机械、微电子、信息机电的一体化、接口、传感器、信号变换等诸多技术有机进行结合,并在实际中予以运用的综合性很强的技术。它可以合理地对资源进行配置,可以在高质量、低能耗以及多功能等意义上将特定的功能方面的价值予以实现,实现整个系统的最优化配置的技术。数控技术指的是通过数字信息对工作的过程以及机械的运动予以控制的相关技术,平时所说的数控装备指的是通过利用数控技术对传统和新型的制造业进行相互渗透而形成的新产品。机电一体化和数控技术的有机结合叫做机电一体化数控技术,这一结合可以实现制造加工的智能化、网络化及自动化,数控技术具有非常高的效率、高精度、高柔性且自动化特点。
2机电一体化及数控技术的区别
机电一体化主要包括可编程控制器(PLC)技术、工厂电气控制设备、机械制图、AutoCAD、单片机应用技术、机械制造技术、数控加工与编程、液压与气动技术、电工电子技术、电机及拖动、机电一体化系统技术、工厂供配电技术、机械设计基础、传感器与检测技术等课程。就业方向主要是机电设备的维护、调试及安装、操作和控制,技术和生产管理、机电产品的设计与制造、质量管理及检测、销售及售后的服务。数控技术主要包括计算机绘图、电工电子技术、机械制图、数控机床、CAXA、机械制造基础、MasterCAM、公差配合与测量、机械设计基础、Pro/E、模具设计与制造、数控机床电气控制、传感器与检测技术、金属工艺学、数控加工编程与操作等课程。就业方向主要是数控编程方面的工艺人员、数控机床方面的操作人员、数控设备方面的维修人员以及销售人员、模具制造及设计方面人员。此技术的目标是培养出可以熟练对数控加工工艺予以掌握及对数控程序予以编制的专业人员,培养出操作及维护数控加工设备技术方面的应用型专业人才,更好地为社会服务。
3机电一体化数控技术在机械加工中的应用
(1)实现在线监控、故障的自诊以及自动报警。也就是说,在线对机械传动的系统、装置、电动机、液压及制动系统进行监控,一旦故障发生,可以自动进行报警并将故障确切的位置找出来,操作员工作的条件也因为故障被发现而变得更加完善,机械工作的效率因此也会得到更大的提高,设备检查及维修工作也变得更加简化,维修费用降低,维修时间缩减,设备的使用寿命也相应得到延长。(2)实现了节能及降耗,提高了生产效率和自动化或半自动化的程度。由于实现了自动化或半自动化的生产进程,操作者的劳动强度被降低,生产效率被提高。(3)制造加工的智能化。未来制造及加工需要智能化,它可以实现对计算机的辅助制造和设计、运筹分析及机械转动学等很多学科的综合。可以在制造单位、计算机集成化及柔性的制造系统里面体现出来,使它们之间有效结合,最终达到加工目的。(4)制造加工的网络化。在制造加工过程中需要很多方面的互相合作并全方面的沟通,一台总的机械控制车间里面上百个设备,经过网络将指令下达到执行单元,依据指令相关的执行单元就可以有序配合加工过程。数控加工在实现网络化的过程中,需要电子化的设计,把控制系统总体集合到控制总机上,每台相关设备之间需要电子控制单元,这体现了机电一体化数控技术的有机结合过程。(5)智能加工的自动化。传统数控加工是通过加工程序实现对机床自动化的加工过程。但是这种加工过程是非常模式化的操作过程,程序写好了就去编写,加工也是按照程序编写去开展,即使加工操作过程出现了问题,在执行程序的过程中机床还是会按部就班地进行,事故发生了也没法提早自我去停止整个操作的过程。随着高质量、高效率以及高科技化的发展进程,加工过程已经上升到需要自我分析与测量,及时将问题在萌芽状态发现并及时予以处理。这就对其提出了更高的要求,需要系统和集成技术做辅助。机电一体化可以实现人和机械的一体化制造系统,将柔性及制造单位这些技术进行有机结合,制造出现代化的自动化生产模式,来适应现代化的发展需要。这也是实现自动化、智能化、敏捷化的前提条件。
4机电一体化数控技术在机械加工中应用的重要意义
科技在不断发展,在机械加工过程中增加了更多新的工艺和技术,企业可以独立完成零部件的各种复杂且精细的加工活动。相比发达国家,我国的机械加工仍存在很多不足。我国的中小型企业资金不是很充足,没法承担安装机电一体化数控技术的费用。现在一些企业使用的都是传统机床,若是用机电一体化数控把这些传统设备替换下来势必需要很多资源,所以一定要加大传统机械向机床机电一体化的发展进程,合理对资源进行优化配置,确保加工进度。机电一体化数控技术可有效增加机械加工的速度,提高资源的利用效率,减少资源浪费,设备使用的次数也能明显减少,加工周期也缩短了很多,零部件的精准度也得到有效提高。机电一体化数控技术已经取得了很大的成绩:基本奠定了数控技术的基础,对现代化的数控技术已经基本掌握,部分技术更加产业化及商业化;初步的数控产业基地开始形成,慢慢建立起像航天及华中等方面的数控技术,已经可以批量对数控产品进行生产,生产技术不断提升;已经建立起一个可以对机电一体化数据技术进行研究、开发、管理的综合素质很高的队伍。
5机电一体化数控技术发展方向概述
(1)机电一体化数控技术运用向更高效及精度方向发展。产品质量评价指标是精度、效率及速度,很多像CPU控制系统及芯片等的大量应用提高了制造效率及精度,伴随控制技术及计算机等技术的发展也大大促进了机电一体化数控技术的高速度发展。(2)机电一体化数控技术向更加柔软的方向发展。其技术柔软的特性具体表现为:数控技术本身是具有柔软的特性以及群体整体是具有柔软的特性。对数控技术来说,其功能非常丰富,系统的设计具有模块化且很高的可塑特性,这些特性可以满足很多客户的不同需求。此外,在实际操作过程中,群体的控制系统可动态对信息流进行调整,以实现对不同生产的条件予以适应。(3)机电一体化数控技术向实时的智能化方向发展。一些刚出现的实时性系统普遍适合的是比较理想的环境,所以只能解决掉一些比较简单的问题。人工智能技术的出现,研究人员着手研究智能化的产品相对应的运动过程,这些研究普遍建立在研究计算的模型上。研究人员尝试将人工智能和实时系统进行巧妙结合,可以使这两项技术之间互相促进,人工智能促进实时系统顺应时代的革新,而实时系统则促进人工智能更加高效率的向前发展。
6结语
随着制造业不断发展,机电一体化数控技术在机械加工过程中得到广泛运用,这一技术的应用可以有效提高生产效率,将机械维修的次数减少,出现故障可以及时发现并合理解决,降低企业投资成本和生产周期,延长设备的使用寿命,有效降低产品生产周期,促进企业发展。所以,企业一定要从实际出发,加大投资引进新的技术,加大技改力度,将企业自身的竞争力提升起来,将生产效率及质量不断提高,促进企业快速向前发展。
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(一)定位与培养目标不同根据人才培养分类,可分为学术型人才、技术技能型人才。教育部副部长鲁昕在2014年中国发展高峰论坛表示,我国将实行两类人才、两种模式的高考,即技术技能型人才和学术型人才的两种高考模式。技术技能型人才又分为工程师、高级技工,以及高素质劳动者三种。在高职教育体系中,高职专科的机电一体化专业定位为机电行业培养技术技能型人才,即高级技工和高素质劳动者,包括机电设备的安装维修,机电设备的操作与维护等工作。随着产业结构的升级和科学技术的高速发展,以及生产服务第一线岗位技术含量的革新和提高,对技术技能型人才提出了更高的要求。鲁昕指出之前的职业教育只讲技能,随着信息技术的发展和产业升级,技能需以技术为基础。应用本科机电相关专业作为本科层次的职业教育,就是应该在高职专科机电一体化专业基础上,培养具有较强的理论基础、实践技能和应用能力的更高层次的技术技能型人才,能够适应产业结构升级和科技水平发展对就业岗位所带来的各种变化。目前,应用本科作为职业本科教育,其定位比较模糊,在人才培养、科学研究和社会服务三者关系上,过分强调科研研究,强调理论教学,没有突出社会服务的方向,更多地定位于教学科研型大学,许多应用本科院校一心向往建成“一流本科院校”。应用本科目前的定位主要是受当今社会“重学术轻技能”思想观念和等级观念的约束和束缚,也是社会对大学的评价机制和考核标准所造成的。由于应用本科的定位模糊,因此,应用本科机电相关专业的定位也相应的比较模糊,造成了应用本科机电相关专业在培养目标上偏向学术型人才的培养,体现在教学过程中,则表现为注重学生理论知识的培养和考核,忽视学生应用能力的培养和考核。应用本科机电相关专业在定位和培养目标上,与职业教育的定位和培养目标是有很大差距的,这是制约高职专科机电一体化专业与应用本科机电相关专业实现有效衔接的一个重要因素。正是由于应用本科本身的定位和培养目标与高等职业教育的差距,使得目前机电一体化专业高职专科与应用本科的衔接,不管采用哪种方式进行衔接,都存在一定的缺陷。
(二)应用本科机电专业实践教学不足高等职业教育强调学生职业应用能力的培养。高职专科机电一体化专业,通过工学结合、校企合作、顶岗实习等方式,培养学生具备从事机电一体化设备的操作、组装、调试、维护维修等能力。应用本科机电相关专业以学科为导向,主要通过课堂讲授为主,教学效果考核往往以笔试为主,培养学生的能力通过灌输理论知识来实现。由于应用本科院校的定位以及培养目标与高等职业教育的要求存在一定的差距,以及应用本科院校在教学过程中长期以来形成的惯性,使得应用本科机电相关专业在教学过程中出现“重理论、轻实践”的现象。应用本科机电相关专业在教学过程中,强调理论教学,轻视实践。应用本科机电相关专业在实践教学方面不重视,实践条件不足,造成培养出来的学生应用能力不强。这是应用本科机电相关专业教学过程中存在的问题之一,也是妨碍高职专科机电一体化专业与应用本科机电相应专业有效衔接的重要因素之一。
(三)课程体系衔接存在问题课程体系是高职专科、应用本科各自的定位和人才培养目标的具体表现。高职专科机电一体化专业定位为机电行业职业技能型人才的培养,以实用为主,必需、够用为度,主要培养机电行业的技能型人才,即高级机电维修维护技工和高素质机电设备操作者。应用本科机电相应专业应该在高职专科机电一体化专业基础上,培养具有较强的理论基础、实践技能和应用能力的更高层次的机电行业的技术技能型人才。机电一体化专业高职专科与应用本科相应专业进行有效衔接时,应该对相应的课程体系进行设计,使其满足机电一体化专业高职专科生进入应用本科相应专业后,能够继续有效地进行学习。目前,专接本模式,课程基本与高职专科相同,不同的是教材不一样,一个是高职高专的教材,一个是本科教材而已,基本上没有相应的实践教学。专转本模式,应用本科相应专业的课程设置上,前两年基本上是机械方面课程,后面两年是电方面的课程,高职专科机电一体化专业学生进入本科后,主要就是进行电方面课程的学习。无论是专接本,还是专转本模式,高职专科机电一体化专业学生在完成三年专科学业后,进入本科阶段学习,课程衔接得不是很好,这是进行高职专科机电一体化专业与应用本科相应专业进行有效衔接需要解决的问题。
(四)教师素质由于许多应用本科院校定位于教学科研型大学,许多教师科研能力强,理论基础扎实,许多教师都是直接引进博士毕业生,这些教师是在研究型或教学研究型环境下培养出来的,缺乏在生产服务第一线工作的经验,没有在企业经历过职业锻炼,因此造成部分教师职业应用能力不强的缺点。高职教育对教师素质的要求与一般学术型本科教育对教师素质的要求不同,高职教育强调教师的双师素质,既要求教师具有扎实的理论水平,同时也要求教师具有职业背景,具有职业应用能力,否则怎么来教育、培养学生的应用能力?许多应用本科院校由于定位教学科研型,在人才引进和教师素质培养方面,注重教师人才的学术能力、科研能力。许多应用本科院校在人才引进方面明确要求引进博士,强调引进人才的学术能力,同时,应用本科院校对教师的考核以及职称的评定都是强调学术能力,要求发表一定数量的高质量的学术论文以及一定的科研项目,而几乎没有对教师的职业应用能力等方面进行考核和评定。这些原因都造成了应用本科院校的教师们更愿意从事学术科研工作,形成了“重学术轻应用”的风气。这些因素都是造成应用本科教师科研能力、学术能力强,而职业应用能力欠缺的原因。这是应用本科院校作为高等职业教育的组成部分存在的不足。机电一体化作为一名综合了机械技术、微电子技术、电力电子技术、自动控制技术、传感测试技术、软件编程技术等多门技术的专业,更加强调学生的动手应用能力,包括机械图纸绘制;机械设备的安装、维护维修;电气线路的设计、检修;程序的设计、编写等能力。因此从事机电一体化高职教育的教师更需要具备一定的应用能力。目前应用本科从事机电相关专业教学的教师应用能力的缺乏,是机电一体化专业高职专科与应用本科衔接的障碍之一。
二、解决问题的建议
将高职专科机电一体化专业与应用本科相应的机电专业进行衔接是社会发展、经济转型对机电应用型人才需求的必然要求,也是完善我国机电行业高等职业教育的需要。针对高职专科机电一体化专业与应用本科相应专业进行衔接存在的问题,提出一些建议和意见。
(一)应用本科应定位职业教育要想高职专科机电一体化专业与应用本科机电相应专业进行有效衔接,关键就是要将应用本科定位为高等职业教育。许多应用本科定位于教学研究型大学,甚至希望向一流本科学术型大学转型,这同现在社会普遍对高等职业教育存在认识上的偏差有关,同时也与当前对高等教育的评价机制有关。由于历史等一些原因,在社会上普遍存在“轻实践、重理论”的思想,特别是本科院校,认为重视实践,进行职业教育是低人一等的事情。这种思想不清除,应用本科就不可能真正向高等职业教育靠拢。应用本科的定位也与目前大学的评价机制有关。目前对大学的评价考核以及排名,主要关注的是学术成果,例如论文数量与质量,科研经费量,博士点、硕士点数量等。这就造成了许多应用型本科将学术研究放在重要的位置,将学术论文、科研课题数量作为考核教师标准。要想应用本科定位为高等职业教育,除了扭转社会对高等职业教育的观念,还必须对应用本科建立合理的评价和考核机制,国家加大对职业教育,特别是高层次职业教育的投入,可以对国民经济发展起重大作用的一些应用本科在资金、教学资源等方面进行倾斜。对应用本科教师,建立合理的评价考核机制与职称评定标准,加大对教师应用能力培养的考核,减少学术研究方面的考核,让学校和教师的重心向应用能力培养,向技术技能教育转移,使应用本科真正地定位于高等职业教育,使应用本科机电相关行业真正向职业应用型人才培养方向挺进。
(二)加大实践教学量、改善实践条件由于高职教育的关键是培养学生的职业应用能力,而培养学生的应用能力,不能只靠理论传授,应该将理论与实践结合,通过实验、实训、企业实习、校企合作等多种实践方式,达到培养学生职业应用能力的目的。高职专科机电一体化专业基本上都是根据培养目标,设置了相应的实践手段和方式来培养学生的应用能力。应用本科机电相关专业在培养学生应用能力方面还有所不足,主要也是受“重理论、轻实践”的影响。应用本科院校机电相关专业作为机电行业高等职业教育的一部分,必须转变思想,将定位转移到学生应用能力培养方面上来,加强实践实验条件的建设,同时,通过实验、实训、企业实习、校企合作,建立校外实践区。在实践教学过程中,建立起一套完善的实践教学评价体系,强调突出过程考核的重要性,激发学生学习的主动性。应用本科机电相关专业应加大实践教学量,对机电设备的设计、操作、维护维修增加学生实践机会,同时也应改善实践条件,以便更好地培养学生的应用能力。
(三)课程体系衔接由于课程体系是人才培养目标的具体表现,高职专科机电一体化专业与应用本科机电相应专业作为机电行业高职教育的两个阶段,应该从整体上对课程体系进行衔接。应用本科机电相关专业应该对课程体系进行设计,使高职专科机电一体化专业学生进入本科阶段后,能在原来基础上继续提高。针对专接本模式,应该设置好课程体系,而不是简单采用相同的课程,不同教材,应该在满足应用本科机电相关专业对学生应用能力和理论知识更高要求和需要的基础上,进行统一的课程体系设计。针对专转本模式,应用本科机电相应专业的课程设置上,应该从重视理论知识,向理论和实践并重方向发展。由于应用本科机电相关专业的机械方面课程,以及电气方面的一些基础课程被安排在前两年进行,因此,在课程设计上,可以对进入本科学习阶段的高职专科机电一体化专业学生提供机械、电气方面的选修课程,让他们能补上这些课程。
篇10
关键词:机电工程技术;应用及其自动化;问题
中图分类号:TH-39文献标识码:A文章编号:
引言:
机电一体化是当今自动化技术发展的最高阶段。也是微电子技术、计算机技术、信息技术、控制技术和精密机械技术等发展的必然产物,是以计算机为主要特征的自动化技术。如果说机械系统处理的对象是运动、力、物质和能量,电子系统处理的对象是信息和知识,则机电一体化系统不仅有处理能量和物质的功能,而且还有处理信息和知识的能力。
1.机电技术应用的内容含义
1.1机器的构造及工作原料
生产机器的构造一般都是由主体部位的发动机、曲柄连杆、配气、起动、传动、行驶、转向、制动等构成,要提高机器的工作效率,必须从其主体部位改善性能、减轻质重和提高运转精度等方面考虑。而传统机器产品一般以钢铁材料为主,已经不具备很强的市场竞争能力。要想改进机器的效率不但要从结构上加以改进,还应该多考虑利用非传统钢铁材料为主的生产概念,如用非金属复合材料,或者更高层次的金属材料。当机器主体重量减轻了,方能实现驱动系统的功率的最大化,减少不必要的能量消耗,提高机器的工作效率。
1.2提高弱电控制线路
提高弱电控制线路关键在于提高部件间的综合性能,可从电机、传感器、信息处理设备、软件等方面进行提高。
驱动机最为广泛使用的是电机,但其工作效率及响应速度还存在着诸多间题。我们面对此类问题要更为全面的发展新型的驱动单位,如驱动单元中装了编码器的电机以及控制专用组件、传感器等多位一机的伺服驱动单元。
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。目前,对外部信息传感器来说主要发展非接触型检测技术。
微型计算机作为信息处理设备的主要设备,大大推进了机电技术应用与微电子学的进步。为进一步发展机电技术应用,必须提高信息处理设备的可靠性、准确性、快速性等特点,最大程度的提高处理速度,并解决好抗干扰及其它可能出现的问题。除此之外,在与信息处理设备进去通信时,必须规范数据传递的格式,采用同一标准,这样不仅有利于信息传递和后续维修,而且可以简化设计流程。培养专业技术人才,除低开发成本、开发高速传递方式,以便解决日后更为大容量化的机器运作能力。
2.机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手:
2.1机械本体技术
机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。
2.2传感技术
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。
2.3信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。
2.4驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
2.5接口技术
为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
2.6软件技术
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
3.机电一体化技术的发展前景
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展:
3.1智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
3.2系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。
3.3微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。
3.4模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。
3.5网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
3.6绿色化
工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
4.结束语
综上所述,机电一体化技术是众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。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
参考文献:
[1]李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.
[2]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.
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