机电工程和机电一体化区别范文
时间:2024-01-11 17:45:39
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篇1
关键词:机电一体化技术;优点;应用领域
Abstract: Overview of mechanical and electrical integration technologies, analysis of the advantages of mechanical and electrical integration technologies, to explore the field of mechatronics technology.
Keywords: Mechatronics; advantage; applications
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,导致了工程领域的技术革命与改造。机电一体化技术目前越来越广泛被采用于钢铁、电力、石油化工、采矿冶金、汽车、造船、航空工程等行业中。本文就机电一体化技术的应用谈几点粗浅认识。
1机电一体化技术概要
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。“机电一体化”这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的。当时人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科。随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
2机电一体化技术的优点
2.1 安全性高
机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身和设备事故,显著提高设备的使用安全性。
2.2 生产能力高
机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时,由于机电一体化产品实现了工作的自动化,使得生产能力大大提高。
2.3 使用性能高
机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现,系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序,实现自动最优化操作。
2.4 适用面广
机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能,能应用于不同的场合和不同领域,满足用户需求的应变能力较强。
2.5 维护方便
机电一体化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品,可以事先存入若干不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,只需给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。
3 机电一体化技术的应用领域
3.1 数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。WOP 技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC 系统的控制功能。能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
3.2 计算机集成制造系统(CIMS)
CIMS 的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制"物流"和"信息流",实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
3.3 柔性制造系统(FMS)
柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
3.4 工业机器人
第一代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第二代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第三代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第五代计算机关系密切。
3.5 分布式控制系统(DCS)
分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS 具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS 是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性,是当前大型机电一体化系统的主要潮流。
4 结束语
机电一体化的出现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。随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展前景将更为广阔。
参考文献:
1.董金森,张小扬.论机电一体化技术.有色金属加工, 2009年第38卷第1期
2.谭得健,徐希康.我国煤矿机电一体化技术的发展与思考.煤矿机电,2003年第5期
篇2
公司规模:本公司位于江苏昆山出口加工区.公司成立于xx年9月.占地23750平方米.从业人员约400人.本公司是由日本中央发条株式会社(80%)和昆山六三机械工业有限公司(20%)共同投资900万usd兴办.本公司主要产品为汽车用控制线缆:包括门锁线缆,开启线缆,窗户控制器线缆,停车制动器线缆.本公司生产线主要分dl线(短线)和openner线(长线).dl线又分open线和lock线.公司已由最初的1条dl线(包括1条open线和1条lock线),发展到今天的4条dl线和2条openner线.二期工程正在筹建中.
工作业绩:本人从事工作以来,除了日常设备维护与管理,保证生产线的正常运行外,主要负责了第三、四条dl线和openner2线的投产准备工作(主要是设备的安装与调试,投产新产品的试生产)并分别于xx年6月和12月顺利投产.
工作心得:本人从开始工作到现在已有一年半的时间,在这期间,我学到了许多,也悟到了许多。主要有以下几点:
1.扎实的专业知识是你提高工作水平的坚实基础.在学校学习专业知识时,可能感觉枯燥无味,但当你工作以后,你才会发现专业知识是多么的重要.如我学的机电一体化.机械原理,机械制图,电气知识这些是必须知道的,因为在日常工作中要处处用到.但我要想提高我的工作效率,工作质量,这些知识只是知道是远远不行的,而是要精通.做为生产技术,在我们公司来说就是设备方面的权威,若没有扎实的机械知识,在这方面你怎能服人那?遇到设备问题怎能快速有效的解决呢?
2.学好一门外语是你增加工资的资本.学我们机电这一行的,也就是理科生,不注重外语的学习,只要是考试能通过就可以了,而没有想到在以后的工作中会用到.你在一外资企业工作,不会一门外语是行不通的,不会外语,你就无法和老板交流,沟通.你只能闷着头的干(和一个哑巴没有什么区别).干了什么?干的怎么样?老板根本不知道,那他怎么认可你呢?你在这个公司又怎么发展那?
篇3
1 简介
洛玻始建于1956年,经过40多年的建设和发展,已成为集科研开发、生产经营、进出口贸易、金融、证券于一体的大型企业集团,拥有国家级技术中心和集团财务公司,总资产49亿元人民币,是世界三大浮法玻璃工艺之一——洛阳浮法的诞生地,是目前国内唯一一家同时具备0.7㎜~25㎜生产能力的大型玻璃制造企业。公司现在拥有13条现代化的浮法玻璃生产线,年产多种色调、多种规格的优质浮法玻璃1800多万重量箱。经过不断的创新,洛玻在浮法玻璃和技术加工玻璃方面取得了优势和经验,拥有前中国中西部生产能力最大的综合性玻璃深加工基地,拥有先进的高科技生产工艺和技术装备。产品包括车用安全玻璃、建筑安全玻璃、装饰玻璃等系列,年综合加工能力1000万平方米。公司具有国家一级资质幕墙施工资格,参与施工的工程先后获得四项鲁班奖。2 玻璃生产工艺
目前我国使用量最大的平板玻璃,按其制造工艺的区别分为三种,即引上法平板玻璃、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。前两种工艺主要生产5mm以下的薄玻璃,用于一般工业与民用建筑的门窗。这两种平板玻璃平整度与厚薄差均较差,仅可满足封闭与采光的要求,不能用来作深加工处理,尤其不宜用于制作各种镀膜玻璃,但其具有价格低廉的优势,仍较广泛使用于低档建筑工种。浮法玻璃是采用当今最先进工艺生产的平板玻璃,各种性能均优于其他工艺生产的平板玻璃,产品厚度可在0.75~25mm范围,能满足建筑工程的不同需求,宜用于制造各种深加工玻璃,既可用于工业与民用建筑,也可用于宾馆饭店等高档建筑。浮法工艺是我们到洛玻集团学习的一个很重要的环节,为了能更深刻的学习智能控制在玻璃制作工艺中的应用,首先我们对玻璃制作工艺进行了比较详细的学习。制作玻璃需要三大工序进行,如图:(略)
2.1 原料制备
2.1.1 玻璃成分
篇4
(1)实习时间:
(2)实习地点:
(3)实习性质:毕业实习
二、实习单位简介
xx公司(elec-tech international co., ltd)成立于1996年,是一家专业从事智能化家用电器产品开发、设计、制造和销售的企业。公司的产品全部销往美国、加拿大和欧洲等发达国家和地区,是珠海市最重要的出口创汇企业之一。
我们的目标是“成为全球最具竞争力的智能型家用品供应商”。
三、实习环境
实习期间,我在实习工厂的注塑车间(部门)工作,注塑部门主要从事于在生产第一线生产并简单加工产品。我被安排在该部门的一个小组工作,该部门有经理1名,主管1名,拉长2名。车间的各个生产小组有组长1名,技术员1名,加料员1名。每个生产小组有生产员工10多名左右。
四、实习过程
(1)了解过程
起初,刚进入车间的时候,车间里的一切对我来说都是陌生的。……
(2)摸索过程
对车间里的环境有所了解熟悉后,开始有些紧张的心开始慢慢平静下来,工作期间每天按时到厂上班,上班工作之前先到指定地点等待小组组长集合员工开会强调工作中的有关事项,同时给我们分配工作任……
(3)实际操作
经过一段时间开机生产、加工包装产品的学习,我对车间产品的生产、加工包装的整个流程已有了一个较详细的了解与熟悉。对有些常加工的产品也比较熟悉了,对不良产品的识别力也有所提高了,生产、加工产品的效率也在不断提高。上班期间,听从小组长的安排,接受小组长分配的工作任务,在自己的工作区认真地进行作业。……
五、实习期工作总结和收获 实习期间,我对实习工厂的注塑车间(部门)生产、加工包装产品的整个操作流程有了一个较完整的了解和熟悉。……
六、致谢
感谢xx公司珠海制造中心给了我这样一个实习的机会,能让我到社会上接触学校书本知识外的东西,也让我增长了见识开拓眼界。……
毕业生实习报告范文:
文章《大学生实习报告》
毕业实习心得体会(最新范文)
个人情况:本人xx年至xx年年就读于山东南山学院机电工程学院.在校期间曾任班长,团支书等职,并多次被评为优秀班干部和三好学生.xx年12月至今,实习并就职于昆山中发六和机械有限公司.实习期间任生产技术,现任生产技术担当.主要负责本公司和设备维护与管理,新产品的投产准备工作和产品品质问题的分析与解决.
公司规模:本公司位于江苏昆山出口加工区.公司成立于xx年9月.占地23750平方米.从业人员约400人.本公司是由日本中央发条株式会社(80%)和昆山六三机械工业有限公司(20%)共同投资900万usd兴办.本公司主要产品为汽车用控制线缆:包括门锁线缆,开启线缆,窗户控制器线缆,停车制动器线缆.本公司生产线主要分dl线(短线)和openner线(长线).dl线又分open线和lock线.公司已由最初的1条dl线(包括1条open线和1条lock线),发展到今天的4条dl线和2条openner线.二期工程正在筹建中.
工作业绩:本人从事工作以来,除了日常设备维护与管理,保证生产线的正常运行外,主要负责了第三、四条dl线和openner2线的投产准备工作(主要是设备的安装与调试,投产新产品的试生产)并分别于xx年6月和12月顺利投产.
工作心得:本人从开始工作到现在已有一年半的时间,在这期间,我学到了许多,也悟到了许多。主要有以下几点:
1.不但有良好的工作态度,而且要有很好的表现力.中国有句俗语:踏踏实实做人,老老实实做事.在今天,只是老老实实,勤勤恳恳做事是不够的,你还要学会适时地,恰当地表现自己.让老板知道你做了什么,让老板知道你的存在是必要的!这样你才有发展的的可能,别人才会认可你,承认你!
2.团结协作,善于沟通.团结协作指的是部门内部.你这个部门肯定不止你一个人,作为部门担当,你若想把本部门的事做的出色,那你必须把部门成员团结起来,发挥集体的力量,那样才能事半功倍!善于沟通是指部门之间.任何一个公司都是由众多部门组成的.部门之间的沟通是必要的也是必须的.像我们公司,工场包括制造课,生产技术课,质量课和生管课.我们生技课是为制造课提供技术指导和设备维护的服务的;我们做的初品(试生产品)又要经过质量课检验合格后才能量产;生管发行新产品看板时又要委托我们先做初品等等.和任何一个部门沟通不好都会遇到不必要的麻烦.所以,团结、沟通是非常必要的!总之,用知识武装起自己来,学会做人,学会做事。你才能成功! 3.扎实的专业知识是你提高工作水平的坚实基础.在学校学习专业知识时,可能感觉枯燥无味,但当你工作以后,你才会发现专业知识是多么的重要.如我学的机电一体化.机械原理,机械制图,电气知识这些是必须知道的,因为在日常工作中要处处用到.但我要想提高我的工作效率,工作质量,这些知识只是知道是远远不行的,而是要精通.做为生产技术,在我们公司来说就是设备方面的权威,若没有扎实的机械知识,在这方面你怎能服人那?遇到设备问题怎能快速有效的解决呢?
4.学好一门外语是你增加工资的资本.学我们机电这一行的,也就是理科生,不注重外语的学习,只要是考试能通过就可以了,而没有想到在以后的工作中会用到.你在一外资企业工作,不会一门外语是行不通的,不会外语,你就无法和老板交流,沟通.你只能闷着头的干(和一个哑巴没有什么区别).干了什么?干的怎么样?老板根本不知道,那他怎么认可你呢?你在这个公司又怎么发展那?
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关键词:机电工程 Protel DXP 技术 问题 措施
0 引言
随着科技的进步,以及集成电路向超大规模发展,EDA软件已经成为人们进行电子设计不可缺少的工具。目前,众多软件公司开发了大量EDA软件。其中,Protel DXP当之无愧排在前列。因此从事电子专业的相关人士必须要对Protel DXP的应用具有清晰的认识,并且对其在应用过程中出现的问题进行总结,从而为电子专业的进一步发展提供更好的服务。
1 Protel DXP软件的概述
Protel DXP为电子学设计带来了全新的理念,集成了世界领先的EDA特性和技术,极大地提高了电子线路的设计质量和设计效率,有效减轻了设计人员工作的复杂度和劳动强度,为电气工程师提供了便捷的工具。同时,Protel DXP是一款基于Windows XP操作系统的设计软件,它集成了FPGA设计功能,从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计集成在一起。Protel DXP以其强大的设计输入功能为特点,在FPGA和板级设计中同时支持原理图输入和HDL输入模式;同时支持基于VHDL的设计仿真、混合信号电路仿真和布局前后信号完整新分析。Protel DXP的布局布线采用完全规则驱动模式,并且在PCB布线中采用了无网格的Situs TM拓扑逻辑自动布线功能,同时将完整的CAM输出功能的编辑结合在一起。而且,Protel DXP打破了传统的设计模式,提供了以项目为中心的模式,包括强大的导航功能、对象管理、源代码控制、设计变量和多通道设计等高级设计方法。
2 在电子线路当中Protel DXP的应用探讨
2.1 在设计原理图中的具体应用
原理图的设计流程包括:启动Protel DXP原理图编辑器、设置原理图图纸大小及版面、元器件放置、布线、调整元器件位置、电气检查和保存并输出。Protel DXP可以直接建立原理图文档,但是为了设计的连贯性,一般在一个PCB项目下进行。穿件完成PCB项目文件后,在项目文件中追加一个原理图文件,然后按照设计要求设置图纸参数,加载元器件库,放置各种元器件及各种非电器的电路组件,根据元器件的电器链接关系放置导线,最后进行电器检查并保存、输出电路原理图。在原理图设计过程中,各种元器件等电器组件的放置过程都必须综合考虑各种因素,另外对非电气组件的使用也要注意和电气组件区别。对于复杂电路的原理图,在工程上往往是首先设计一个系统总框图,并对整个电路进行功能划分。总框图主要由功能方块图来组成,以显示各个功能单元电路之间的电气关系,然后再分别绘制各个功能电路图。
2.2 在设计元器件库中的具体应用
新建一个新元器件必须在原理图的元器件编辑状态下进行,原理图的元器件编辑器主要用于编辑、制作和管理元器件的图形符号库,其操作界面和原理图的编辑界面基本相同,不同的是增加了专门用于制作元器件和进行库管理的工具。制作一个新的元器件一般需要以下几个步骤:打开库元器件编辑环境,创建一个新元器件,绘制元器件外形,放置引脚,设置引脚属性,设置元器件属性,追加元器件的封装模型和保持元器件等。
2.3 在设计印制电路板中的具体应用
用Protel DXP设计PCB的基本设计流程有以下几步:设计电路原理图,设置PCB设计环境,PCB布局,布线规则设置,自动布线,手动调整布线,保持文件并输出。在设计制作PCB时,首先要学会PCB文档的创建、打开和保存等基本操作。利用Protel DXP创建一个新的PCB文档方法有很多,推荐使用的方法是根据PCB向导创建新的PCB文档。在用Protel DXP设计PCB的过程中,环境参数的正确设置也是非常重要的,包括对图纸参数的设置和编辑器参数的设置。
2.4 在设计PCB元器件库中的具体应用
用Protel DXP设计元器件的封装基本流程包括PCB库的创建和保存、项目元器件库和集成元器件库的创建等操作。在元器件库创建了之后,用户除了能够使用PCB元器件向导来创建元器件封装外,还可以选择手工创建PCB元器件封装。在手工绘制元器件之前,需要收集该元器件的封装信息,包括元器件的封装形状、尺寸大小、引脚数量等。
3 结语
Protel DXP在电子线路设计中的应用,有效的把电子设计人员从传统的设计工作中解放出来。利用Protel DXP,电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,大量的工作可以通过计算机完成,并可以将电子产品从电路设计、性能分析、器件制作到设计印制电路板的整个过程在计算机上自动处理完成。随着科学技术的不断发展,利用Protel DXP设计电子线路必然会得到进一步的应用。
参考文献:
[1]刘刚,彭荣群.Protel DXP 2004 SP2原理图与PCB设计[M].电子工业出版社,2011.
[2]郭勇.Protel DXP 2004 SP2印制电路板设计教程[M].机械工业出版社,2009.
[3]李雪梅,白炽贵.Protel DXP 2004基础与实训[M].电子工业出版社,2014.
篇6
关键词:可编程序控制器;项目驱动;教学改革;任务驱动
作者简介:胡俊峰(1978-),男,江西临川人,江西理工大学机电工程学院,讲师;姚钱(1982-),女,湖南岳阳人,江西理工大学图书馆。(江西 赣州 341000)
基金项目:本文系江西理工大学校级优质课程建设项目的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0134-02
可编程序控制器是以微处理器为基础的一种通用工业自动控制装置,它面向控制过程,适应工业环境,可靠性高,是自动化控制领域一种实用的技术,在工业自动化、机电一体化设备及工艺技术改造等方面得到了广泛的应用。[1]“PLC原理及应用”是一门讲授可编程序控制器技术和应用的课程,该课程具有如下特点:面向工程应用性强;理论与应用结合性强;实践性强。[2]
在教学过程中,目前该课程理论教学和实践教学完全分开,存在如下不足之处:强调理论教学而忽略实践环节;强调知识的学习,而对学生运用技术能力培养不足;考核方式和教学手段是以学生对理论知识的掌握为准则,而忽略学生知识应用能力的考核;学生难以理解抽象的理论知识是他们学习积极性不高的主要原因。所以,如何有效地让学生掌握该课程的基础理论知识和面向工程实际应用知识的能力,充分调动学生的积极性成为该课程教学改革的重点。
本文根据该课程的特点和在教学过程中存在的问题,提出以面向实际工程项目为基础,采用项目驱动的教学方式,对“PLC原理及应用”课程的教学内容、教学计划、教学考核和实现方式进行改革探讨,以提高该课程的教学质量和效果。
一、基于项目驱动的教学
项目驱动教学是在实施若干个项目过程中学习理论知识和培养实践能力而进行的教学活动。在基于项目驱动的教学过程中,将需要解决的工程问题或需要完成的工程任务以项目的形式提出,项目的完成要在教师指导下,以学生个人或小组方式,共同讨论和分工完成各自任务,由学生自主完成实践项目。[3-6]所以,基于项目的教学是以学生为中心,教师为学生学习过程中的引导者、指导者,注重教与学一体化。
所以,项目驱动教学方法应用于“PLC原理及应用”课程教学改革的关键在于如何制订适合于可编程序控制器技术的项目、项目的形式和内容及项目的评价标准。在制订项目过程中应遵从以下几个原则:
原则一,项目要以学生为主体。也就是说,在制订项目过程中要考虑学生的实际情况,项目要细分,根据学生学习进程调整项目实施。
原则二,项目的制订要符合学习循序渐进的规律。要根据可编程序控制器技术和应用的特点制订满足项目驱动教学方法的教学内容、教学大纲和教学计划。
原则三,制订能培养学生应用知识能力的项目。利用项目驱动教学方法的优点,在任务驱动引领下,调动学生学习积极性和创新能力。
原则四,项目具有工程应用背景。与技能教育相结合进行项目的制订,体现“PLC原理及应用”课程实践性强的特点,形成项目实施的教学情境,为学生创造一个开放的教学环境。
原则五,制订项目要尽量采用工程应用实例。由于“PLC原理及应用”课程具有工程性强的特点,因此项目能让学生获得专门技术和创新思维方式。
原则六,制订项目的教师应具有实施实际工程项目的经验。教师能制订符合工程实践的项目实施步骤和计划,以更好地形成项目驱动的教学情境。
所以,基于项目驱动教学方式可以改变“PLC原理及应用”课程传统的教学方式,对其教学模式进行有益的探索。为了实施基于项目驱动的“PLC原理及应用”课程教学改革,必须根据项目驱动教学模式重新制订新的教学大纲、教学计划、课程标准、考核方式和考核标准等教学文件。
二、教学设计思路与教学内容
1.教学设计思路
在“PLC原理及应用”课程教学设计的思路上,围绕可编程序控制器控制系统的硬件和软件设计、安装、调试及维护运行等过程,创造能深化学习技术基础和实际能力的二元学习经验。采用现代教学方法和基于工程的学习环境为学生提供实际工程项目的学习经验,这些具体的学习经验创建了一个与可编程序控制器技术基础相关的学习抽象概念的认知框架,并为学生提供了有助于理解和记忆这些抽象思维的实际应用机会,由此提供掌握深厚基础知识的途径。根据基于项目导向和任务驱动的教学模式,以具有机械工业背景的典型项目为基础,按照工程任务由简单到复杂的原则,将理论和工程实践相结合,对原有课程体系和课程教学内容和形式进行重构。
2.教学大纲
基于项目驱动的教学大纲的制订有别于传统教学大纲,该大纲是一个合理的、相互关联和一致的对工程技术能力方面的要求,主要区别在于:第一,就课程在专业教学计划中的地位和作用,基于项目驱动的教学大纲要强调可编程序控制器技术和技术的应用。第二,就课程教学的基本任务和要求,基于项目驱动的教学任务是如何应用可编程序控制器技术来解决其工业上具体项目的实际控制问题。教学要求是在掌握可编程序控制器基本概念、基本编程方法的基础上,对实际问题分析,应用这些概念和方法解决问题,在解决过程中培养动手能力和分析解决问题的能力。第三,就课程的基本内容,基于项目驱动的基本内容是可编程序控制器的工作原理、逻辑控制、定时器、功能指令、顺序控制及通信。在课程教学过程中强调教学内容所蕴含的基本科学思维和方法,以促进学生对可编程序控制器技术的应用。第四,就课程教学组织实施的原则和学时数,基于项目驱动的实施原则是以项目所涉及的知识点为主,而不完全按照教材内容讲授,理论与实践的比例为4∶6,强调实践环节,让学生在做中学习,在做中分析问题和解决问题。
3.教学计划
基于项目驱动的教学计划的制订相对于传统教学计划主要区别在于项目的合理性。根据可编程序控制器技术的特点,设计符合基于项目驱动的课程教学大纲的项目。在项目的设计过程中,围绕问题构建课程计划,要将可编程序控制器技术的理论知识与学习效果相结合,每个项目需要包括要实施该项目的理论知识点和学习效果计划。针对基于工程的教学方式特点,课程教学计划要列出能满足预期的学习效果的实际工程任务,对于复杂的工程可将其工程任务分解为多个子项目,并列出在项目实施过程中学生能力培养指标。根据上述要求来设计满足可编程序控制器基本概念和基本方法教学的项目,所设计的项目及项目涉及的知识如表1所示。
在完成基本项目后,再进行工程性实践内容,所设计的项目及项目能达到的学习效果如表2所示。同时,根据实践教学和学生能力培养的需要,不断更新和补充所需项目的设计内容。
4.考核方式和考核标准
基于项目的可编程序控制器技术的学习是建立在实际工程项目的问题上的,在工程项目实施过程中找出问题的解决办法。传统的观点认为考核是独立于教学的,学生通常对考核有所担心和害怕,但基于项目驱动教学模式的考核方式是以学习为中心的。也就是说,考核是整个教学过程的一个部分,在学生和教师共同学习的氛围中进行考核。所以,基于项目驱动的教学模式改变了原有的单一考核方式,其考核方式要着重考查学生的动手能力和应用知识的能力。考核方式具有如下特点:教学与考核相互关联;考核用来促进和诊断学习的进展情况;在考核中强调产生更好的答案和在错误中学习;通过理论知识目标、知识应用能力目标、动手能力目标等考核目标综合评估;强调教师与学生一起学习。
基于项目驱动的教学模式的学生效果的考核过程如图1所示,以学习为中心的考核是与学习效果相结合的,并使用多种方法收集学习效果的数据,在相互支持和协作的环境中促进学习,这种考核方式注重了解学生在项目实施过程中对可编程序控制器知识、利用其技术构建自动控制系统能力、团队协作精神等方面的考核。学生学习效果与考核方式对应关系如表3所示。
三、结束语
将基于“项目导向,任务驱动”的教学思想指导“PLC原理及应用”课程教学改革,旨在提高该课程的教学效果,着重培养学生应用可编程序控制器技术的能力。提出基于项目驱动教学方法应用于“PLC原理及应用”教学改革的关键在于项目的制订、项目的形式和内容、项目的评价标准,并从不同方面阐述制订项目应遵从的原则。为了实施基于项目驱动的课程教学改革,根据这些原则提出课程的教学大纲、教学计划、课程标准、考核方式和考核标准的改革要点。通过创新教学改革,使学生学会理论与实践结合解决工程问题,深刻理解可编程序控制器技术的基本方法和基本技能。
参考文献:
[1]王军,吴静.PLC原理及应用课程的教学改革[J].中国冶金教育,2009,(5):38-39.
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