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序论:在您撰写机电一体化课程时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
计算机等电子技术的广泛应用,为制造业注入了生机。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。在此背景下,各职业学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。据笔者初步调查,浙江省办有工科类专业的职业学校几乎都开设了机电一体化专业。与此同时,“高薪急聘数控操作人才”之类的招聘广告屡见不鲜,从人才市场和企业反馈的信息也表明,社会对高质量机电一体化专业人才的需求量很大。从近些年机电一体化专业毕业生数量上看,应基本能缓解当地企业对该专业人才的急需,不至于供需严重失衡,问题出在供非所求。职业学校内部在该专业培养目标与定位、专业建设与课程设置、实习实训内容及条件等方面存在问题。因此,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、机电一体化技术的界定
1、内涵
传统意义上的机电一体化,主要指机械与电工电子及电气控制这两方面的一体化,并且明显偏重于机械方面。当前科技发展的态势特别注重学科间的交叉、融合以及电子计算机的应用,机电一体化技术就是利用电子技术、信息技术(主要包括传感器技术、控制技术、计算机技术等)使机械实现柔性化和智能化的技术。机械技术可以承受较大载荷,但不易实现微小和复杂运动的控制,而电子技术则相反,不能承受较大载荷,却容易实现微小运动和复杂运动的控制,使机械实现柔性化和智能化。机电一体化的目标是将机械技术与电子技术实现完美结合,充分发挥各自长处,实现互补。与其相关的学科应包括机械工程学科、检测与控制学科、电子信息学科三大块内容。
2、本质
机电一体技术的本质是将电子技术引入机械控制中,也就是利用传感器检测机械运动,将检测信息输入计算机,计算得到能够实现预期运动的控制信号.由此来控制执行装置。开发计算机软件的任务,就是通过输入计算机的检测信息,计算得到能够实现预期运动的控制信号。另外,若是一件真正意义上的机电一体化产品,则其应具备两个明显特征:一是产品中要有运动机械;二是采用了电子技术,使运动机械实现柔性化和智能化。
3、作用与系统
采用机电一体化技术的最大作用是扩展新功
能,增强柔性。首先,它是众多自动化技术中最重要的一种,如实现过程自动化(PA,即连续体自动化)、机械自动化(FA,即固体自动化)、办公自动化(OA,即信息自动化)等。其次,机电一体化技术又是按照用户个人的特殊需求来制造、提品这一当今最高级供贷方式的关键技术。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这五个要素构成,如机器人就是一个十分典型的机电一体化系统。
二、机电一体化专业建设与课程体系现状分析
1、专业定位模糊,需准确定位
由教学计划可看出,目前职业学校机电一体化专业基本上按“既懂机又会电”来定位,但实际上机械与电子本身各自为两大学科,内容十分丰富,涉及面非常广,让一名职业学校生在短短的三年时间里系统地掌握两大学科的理论知识和技能,是不现实的,也没有这个必要。前述的理想化定位,往往造成“机不太懂、电也不太通”的尴尬局面,失去了该专业应有的特色,达不到培养目标。从理论上来说,其定位应以机为主、电为辅,或者电为主、机为辅均可。由于许多机械类专业如机械制造及自动化等一般也强化了电子和计算机等方面的应用,使它们没多大差异,体现不出自己的特色,实际上行不通。因此,机电一体化专业应定位在“以电为主、机为辅,机、电、计算机三足鼎立”为宜。
2、双师型教师队伍力量薄弱
由于种种原因,目前高职机电一体化专业“双师型”教师比例仍很低,专业理论教师不能指导实训教学,实训教师基础理论薄弱,不能讲授专业理论课的现象还较普遍,必须采取加强培训或从企业聘任兼职教师等途径加以解决。
3、教学实验、实训条件落后,实践训练水平有待提高
总体看来,各职业学校虽具备一些专业基础课、专业课的实验条件,但基本上都是以验证性、演示性为主,很少具有本专业的综合性、设计性实验,缺乏融合机与电为一体的大型综合性实验或综合性课程,影响了专业技能和工程实践能力的提高。教学实训设施也大大落后于当今企业,实践训练水平不高,应采用与企业合作等方式尽快提升层次。
4、适应新技术发展的课程体系有待构建
现行的机电一体化专业课程体系,明显偏重于机械方面,这与当前该专业所处于的“机、电、计算机”三大块内容三足鼎立的实际格局很不适应。因此,在课程体系构建时应突出电气控制、计算机应用的地位。
关键词:机电一体化;实验平台;课程改革与设计;开放性
随着科技的发展,社会对机电一体化技术人员的要求也越来越高。目前,机电一体化实验教学的形式主要有验证、现场参观实习等。这样的教学方法存在明显的不足,学生的参与性不够强,无法深入了解教学内容和应用技巧。传统的演示、验证教学方法已经无法适应社会、经济对人才需求的发展和变化[1,2]。针对这样的实际情况,本文提出了一种新型机电一体化实验教学平台,该平台采用模块化设计,开放性强,可以模拟自动化生产线的简单工艺流程,具有上料、装配、检测和分拣等功能。并基于该平台进行了机电一体化实验课程的设计与研究,通过各种典型的机电一体化实验项目,加深学生对机电一体化基本知识和理论的理解,扩展知识面,培养学生的科学思维、创新精神、实践能力。
1新型机电一体化实验平台的设计与研究
1.1技术方案
本文设计的机电一体化综合实验平台总体结构,主要由电控系统、机械传动系统、自动化工位及各种传感器组成。各子系统有机的配合在一起,模拟自动化生产线的简单工艺流程,实现上料、装配、检测、分拣等多种功能[3]。学生通过相关实验项目的操作,可以加深对机电一体化理论知识的理解,同时提高分析问题和动手实践的能力。
(1)电控系统。是整个实验平台的核心,是各实验项目功能和指标的重要保障。其主要由基于PLC设计的电控箱、操作面板、变频调速控制器及数码管、指示灯等组成。
(2)机械传动系统。实现工件在输送带上流水传输,主要由三相异步电动机、减速器、输送带组成。
(3)自动化工位。由上料、机械手、检测和分拣等多个自动化工位组成,每个工位都是通过气缸活塞伸出或缩回实现自动操作。
(4)传感器系统。主要用于工件定位和质量检测等,采用光电式传感器或接近开关设计。实验台工作原理:按下开始按钮,控制系统通过变频器控制电动机的转速和方向,从而实现输送带的自动运行;延时5秒后,控制系统控制上料工位气缸,实现自动上料;控制器通过接近开关自动感应工件是否来到装配工位,并自动控制机械手装置实现自动装配;检测工位自动检测装配是否合格,并实现分拣与计数、显示。
1.2设计目标
通过上面的分析,实验平台应设计实现如下功能。
(1)实验平台能够直观地体现自动化生产线的工艺流程。
(2)平台输送带的电动机具有启动和停止控制功能,且为了安全起见,设计有急停按钮。
(3)采用变频器实现电动机及输送皮带的速度及转向控制,具有调速和正反转控制功能[4-5]。
(4)上料、装配、检测和分拣等功能采用气压传动系统来实现。
(5)能用机械手实现工件的自动装配。
(6)具有良好的人机接口,自动显示系统状态及工件统计状态。
(7)电控系统采用PLC控制器设计,方便同学从底层理解典型的机电控制原理。系统用变频器控制三相异步电动机启动、停止、正反转及各种转速的改变,经过减速器、三角带带动传输带运输,从而达到输送工件的目的。在传输带边上设置上料工位、机械手工位、检测工位、分拣工位,各个工位的运动都采用气压传动。另外采用指示灯来显示系统工作状态和采用LED数码管显示毛坏数和成品数。
2实验课程总体设计
我们基于新设计的综合实验平台,对原有的实验教学大纲进行了修订,增加了新的实验项目,实验内容的安排更加注重学生知识面的扩展与分析、实践能力的培养,以适应新形势对机电一体化技术人才需求的发展和变化[6]。编写了适合本实验平台的实验指导书、实验报告、相关测试程序等。实验项目的设计遵循“由浅入深、循序渐进”的原则。不同的实验项目,考核的内容和培养的目标各不相同,具有明确的针对性。通过全部实验项目的学习,使学生达到4个层次的目标:一是理解和掌握机电一体化系统的基本理论和概念;二是培养学生对PLC控制系统硬件和软件的设计与调试能力;三是分析和解决系统调试运行过程中出现的各种实际问题;四是掌握机电一体化系统设计的相关技术、设计方法。
3实验项目详细设计
前面已经介绍了,基于本实验平台可以开展4个层次的实验项目。下面以一个与实践结合较紧密的综合实验项目——工件装配实验为例,介绍实验项目的详细设计。
3.1实验目的
理解、掌握工件装配的原理及工艺过程;培养学生对PLC控制系统硬件和软件的设计与调试能力;分析和解决系统调试运行过程中出现的各种实际问题。
3.2实验内容
工件装配由一台气动机械手装置完成。装配前,装置应处于原点位置,即夹爪气缸应伸出,处于松开状态,水平气缸应缩回,垂直气缸应伸出;当定位传感器检测到有工件就位后,控制垂直气缸向下运行,到底后,夹爪气缸夹紧工件;然后垂直气缸向上运行,运行到顶后,水平气缸向前推出,推到行程后,垂直气缸向下运行,到底后松开工件,完成工件的装配;最后垂直气缸向上到顶,水平气缸向后缩回,装置重新回到原点。
3.3实验设备及技术参数
(1)电源:AC220V±10V(带保护地三芯插座)。
(2)空气压缩机:0.6Mpa~0.8Mpa。
(3)气动机械手装置:手动控制功能由操作面板按钮完成,自动控制功能由PLC完成。
(4)KJ223A型综合实验台。
3.4实验电路
3.5PLCIO分配表
3.6实验程序流程
3.7安全注意事项
(1)气动系统使用压力不得超过800KPA。
(2)在气动系统管路接好之前不得接通气源。
(3)接通气源和长时间停机后开始工作,个别汽缸可能会动作过快,所以要特别当心。
(4)机械手在运动过程中不能受到障碍物阻碍,否则会造成损害。
(5)机械手运行过程中不要用手去触摸它,也不要人为地阻止它运动。
(6)一段时间不用机械手或检修气动系统,应放掉压缩空气。
3.8编写实验报告
(1)根据运动控制要求,画出机械手运行梯形图。
(2)试编制机械手程序,实现工件的装配。
(3)思考工件在传送带上是如何实现定位的。
4结束语
针对目前机电一体化课程实践教学环节存在的问题,本文提出了一种新型机电一体化综合实验平台。并基于该平台进行了机电一体化实验课程的设计与研究,通过各种典型的机电一体化实验项目,开拓了学生的视野,提高了学生的理论素养和实践能力。更为重要的是,本实验台采用模块化设计理念,具有极强的开放性,学生可以依据平台提供的软硬件资源自行设计实验项目,大大提高了学生的学习能动性和分析解决问题的能力。
参考文献
[1]张艳花.强化实践教学过程,提高学生综合素质和创新能力[J].高校实验室工作研究,2004(3):54-57.
[2]梁风.机械设计实验教学与创新能力培养[J].实验室研究与探索,2006(11):1433-1435.
[3]陈功福.机电一体化实验装置设计[J].制造技术与机床,2004(6):31-33.
[4]潘树勋.机电一体化实验装置研究[J].机床与液压,1996(3):42-43.
[5]张培国.机电一体化综合控制实验装置的研制及实验课程设计[J].实验室研究与探索,2008,27(9):34-38.
[6]袁嫣红.机电一体化综合设计性实验方法及装置的研究[J].浙江理工大学学报,2008,25(3):297-300.
[7]王立权.模块化机电一体化实验系统研究与实践[J].实验室研究与探索,2002,21(6):47-50.
【论文关键词】机电一体化教学改革专业特色
【论文摘要】针对机电一体化专业教学不能满足经济快速发展的需求这一现状,提出了以实践为导向的机电一体化教学改革。阐述了机电教学改革的必要性、思路和方法,提出在实践环节深化改革,在专业培养方案上努力突出专业特色的重要性,淡化了原专业课和专业基础课的界限,对课程实践教学进行了改革,体现了机电教学的特色。
(一)引言
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相互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。长期以来机电专业基本上是按照传统的理论体系以学科为核心来组织教学,把传授系统的理论知识作为组织教学的出发点,作为教学过程的主线和质量考核的主要标准,对学生系统地掌握理论知识,开发设计产品是有利的。但是也存在不足之处,学生毕业后大部分被分配在生产第一线,所从事的工作不是研究、设计、开发、决策等,而是操作设备、制定工艺、筹划工装卡具、调整试车、查找故障和排除故障,在学校学的知识相当一部分用不上,而现场工作所必需的工作能力又不具备。
(二)改革的必要性
随着国民经济的增长,社会对人才的需求也开始增长,社会对人才特别是机电一体化专业人才的知识结构提出了新的要求。旧的办学模式在人才培养的方法和途径上受到很大的制约,无论是人才的培养规格、课程体系的设置,还是实践性教学体系的安排,都没有完全摆脱传统教育的模式,呈现出本科教育的“压缩版”,使毕业生在理论研究的领域里“缺乏理论”,在技术应用领域内“缺乏应用”。有的专业由于课时设置不合理、教学方法陈旧等诸多原因,学生理论知识学习不扎实,又缺乏必要的社会实践与动手能力,以至于课程结束后,了解的只是一些课本上的理论知识。在当前的教学中主要存在以下几方面问题:1.学时太少。随着教学改革的深入,机电专业课程和其它的专业课一样,教学课时被明显的缩减,存在着教学内容多、课时少的矛盾,如何在较短的时间内最大程度的提高教学质量是教学面临的一大难题。2.教学模式单一。传统的教学模式,往往只注重理论教学,在电机知识的介绍中,概念抽象,理论繁琐,跟数学、物理及电路等相关课程的联系很紧密。在电气控制电路的原理分析、基本控制环节的设计、设计思想的叙述一般都较清楚。但由于原理图多、文字叙述较抽象,学生又无实物接触,在学习过程中普遍感到枯燥乏味,而且有关安装位置图、面板开孔图、电气接线图及安装、调试等工艺设计方面几乎均未涉足,理论教学与实际的控制系统设计、制造要求存在着一定的差距。3.理论与实践环节脱节。近年来PLC技术的迅速的发展,被广泛地应用于多种场合,基于PLC的实验系统无论其运行过程还是运行结果只能通过对控制对象的观察得以了解,因此PLC教学的实践环节更应强调对象模型的实例化与控制流程的动态演示。但受控对象往往由于其体积大、重量重、价格高、维护难等因素,难以大量装备于实验室,学生在实验过程中无法感受到工程实践中的趣味性、知识性和实验成功后的成就感,在很大程度上挫伤了学生的积极性。4.生源整体素质下降。由于连年大幅扩招,生源整体素质有所下降,在接受能力和学习的积极性等方面都比过去的相对降低,许多基础课的学习不够扎实,给本课程的教学带来了很大的困难。
(三)改革的思路
1.制定适应新形势的教学内容。制定符合现代化建设要求的机电一体化专业教学计划,遵循国家、省教委的有关文件精神,以综合素质培养为基础,以能力培养为主线。围绕培养目标,对知识、能力、素质等方面进行合理的综合安排,力求整体优化,培养实用的职业技术人才。(1)关于“机电一体化”内涵的认识。机电一体化技术从学科角度来看,它是集机械技术、微电子技术、计算机技术、电气技术、信息技术的有机统一体,而不是机械技术、电气技术的简单组合体;从机电一体化技术的成果或最终体现来看,它则是在计算机控制下由机械本体、电、气、液压以及光电器件组成的产品或设备,是一个自动化的工作系统。(2)培养目标。机电一体化专业应培养德、智、体、美、劳全面发展,热爱祖国,热爱本职岗位,具有不断追求新知识、实事求是、独立思考、勇于创新、踏实苦干的精神,掌握基本文化科学知识和机电一体化专业必需的基本理论、基本技能,对现代机电一体化产品结构调整有较强适应能力的应用型高级技术人员、技艺型操作维护人员。
2.先进教学手段的应用。(1)运用多媒体进行直观教学。课程中的原理图、梯形图、程序及电路图较多,利用Authorware、Powerpiont制作成多媒体课件,集文字、图片、动画和声音于一体,不仅仅大大减少了老师课堂上画图的时间,而且学生兴趣倍加,容易理解,提高了教学效率,增大了课堂教学的信息量。(2)联系生活,启发学生思维。课堂教学重在理论联系实际,运用生活中的实例,既有助于学生对理论知识的掌握,又有益于提高学生的兴趣和对实际问题的思考能力。如在讲解三相异步电机的变频调速时,结合变频空调原理和特点,来分析变频空调与普通空调之间的区别,从而阐述变频调速的优点,学生增加了生活知识和学习的趣味性。(3)与时俱进,激发学生的求知欲。教师应该与时俱进,了解课程最新的技术动态,并把它传授给学生,只有这样才能激发学生的求知欲,真正的把课教好。如在介绍直流电机中,运用高速磁悬浮列车的例子给学生进行了讲解,从而大大提高了学生的兴趣、求知欲和学习的动力。
3.改革优化实践环节。实践教学是技术应用能力形成的重要环节,也是高职专业教育教学的重点。为了培养学生专业技术能力,改革传统的实践教学模式,将实践教学分为三个阶段进行:(1)实验技能训练。实验技能训练主要包括专业基础课和专业课中的实验,使学生掌握基本实验仪器的使用,基本数据的测量、采集和基本实验方法的运用。(2)单项技能训练。单项技能训练主要包括金工实习、数控实训等,学生进行基本技能(钳工、机加工、电工)、职业基本素质(数控车、数控铣、加工中心的编程和操作)的训练。通过训练使学生掌握相应的技能,参加职业资格考核取得数控工艺员或数控车、铣、加工中心操作工等级职业资格证书。(3)综合技能训练。综合技能训练主要包括生产实习、顶岗实习等,学在实训中,采用边教、边学、边做的教学方法,通过典型零件数控加工案例引导教学设计,针对实际零件数控加工任务讨论工艺解决方案,并在加工现场实施,形成不同零件加工效果的直观比较和认识,以合作完成实训教学过程。融“理论、示范、练习、反馈”于一体,将“教、学、做”合而为一。有效培养学生的技术应用能力。生根据实际生产任务,在不同的岗位上完成实践任务,毕业后实现“零距离上岗”。
(四)建设特色课程
在课程设置上根据对企业人才需求情况和对近几年毕业生就业情况的调查,以工作过程为导向,以工作任务或产品为载体,根据学生就业岗位群的任职要求,参照相关的职业资格标准,通过与企业有关人员共同论证,进行课程设置。课程内容的确立与工作过程各阶段的任务密切相关,在与企业的深度耦合中,通过对职业岗位群从业人员和与职业岗位群有关的人员及专家进行调查,通过对在职业岗位上工作的学生的描述,经过分析、归纳、整理、综合,确立职业岗位工作过程中不同阶段的工作任务,将工作任务和内容转化为学习领域的课程内容,通过对工作过程各阶段的各级工作任务的使用频率和难易程度进行分析,确定适用于不同层次的专业核心课程内容和学时安排。
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.
随着高等职业教育的不断深入,教学对实践提出了较高的要求,如何切实培养学生的技能成为一个新课题。本文研究了机电一体化教学的特点,并分析了实践教学的发展现状及存在的问题,着对实训课程的改革来说迫在眉睫,因为这决定了学生在未来社会中的竞争力。
关键词:机电一体化实训课规范化教学
高校是高新技术人才培养的摇篮,高等教育与社会经济的发展不仅有着密切的联系,而且还存在着相互促进的作用。而高等职业教育的根本和目标就是培养、造就技能型人才。在高职教育中,实践是培养技能型人才的重要手段和措施,但是,随着实验实训教学手段的逐渐老套,设备短缺、仪器陈旧,造成学生学习效率低下,最终与培养和造就技能型人才的目标不符。高等教育不是应试教育,是一种理论与实践密切相关的精英教育,而教学中存在的问题,很容易致使实验实训教学形同虚设,发挥不出应有的作用,教学资源也就无法得到最优配置,从而导致极大的浪费。这不是我们乐于见到的,我们需要更新观念,与时俱进,与社会接轨,强化课程设计,突出实验实训教学的重要性。本文就机电一体化实验实训课程进行深入探讨。
一、机电一体化实验实训课程存在的问题
随着机电一体化专业的不断成熟,该专业已具有了综合性、先进性、应用性的特点。在教学中,我们不难发现机电一体化专业教育存在的问题。
(一)专业学习的偏重性
机电一体化专业应是“机、电、计算机”三部分知识融合的专业,这也是社会需求的体现,但有的院校偏重电类方面、有的院校偏重机械方面,这与社会的实际格局不相适应。
(二)教学过于追求课程的系统性、完整性
高校的专业学习与初等、中等教育不同,在设计培养方案时,我们不应该追求每门课程的系统性、完整性,应该注重学生专业的系统性、综合性、实践能力、创新能力的培养。而现今的课程设置,出现了很多重复内容,过于强调理论性,因此我们需要扭转这一局面。
(三)设施落后,实践训练水平低
通过走访交流,我们发现校内的实训设施普遍落后于企业,教师的训练水平不高,缺乏“机”“电”一体化的综合实训室及相关实训课程,这直接影响了学生综合实践能力的提高,也降低了学生在社会上的综合竞争力。
(四)学生对实训课的抵触
与对课程设置认知的缺乏通过座谈会、抽样调查等形式的调查,发现了学生对实训课程有抵触。学生无法完全适应从纯理论向实践教学的转换,这与入学初期安排的专业介绍、专业认知工作不规范有关。实训课程中,尤其是学生对设备的操作,往往知其然而不知其所以然。
(五)与社会需求不匹配
高等学校培养的是综合性、技能型人才,但由于知识陈旧、设备落后,培养目标不明确,而造成某方面人才过剩,与社会需求不匹配。
二、机电一体化实验实训课程问题的解决——规范化管理
实验实训课程是高职人才培养方案的重要组成部分,也是实践教学体系中的主要模块。而实验实训各课程本身,都有着不同的特点与要求,且学生在实训中暴露出来的问题也不尽相同。如果想根本性地解决上述问题,提高教学效果,就必须充分发挥课程优势。规范教学的各个环节,让教学充满活力,是一个刻不容缓的举措。
(一)规范课程标准,明确教学目标,指定教学文件
课程标准是国家对学生接受一定教育阶段之后的结果所做的具体描述,是国家教育质量在特定阶段应达到的具体指标。它具有法定的性质,是教育管理、教材编写、教师教学生学习的直接依据,也是评估与考试的依据。教学目标是由专业教学计划与课程标准确定的。但教学计划的制定具有宽泛性,若无详细严谨的教学文件进行支撑,那么很容易使教学目标不够清晰,教学要求参差不齐,甚至还会出现教学目标的盲目性。按照这种方式培养出来的学生,将失去更多的就业机会,从而影响整个专业的发展。所以,我们必须规范教学计划、教学目标,让教学更有意义。
(二)教学场所的规范化管理
实验实训教学,最直接的教学场所就是实验实训室,而教学场所的环境、安全和卫生等方面必须全面检查,排除安全隐患,这是保证教学顺利进行的最低要求。对于出入实训场所的人员需有明确的规定和要求,可采用军事化管理模式,减少学生的迟到早退现象,以企业的标准要求学生平时的日常规范,有利于他们强化时间概念,遵守劳动纪律,树立坚实的人格品质。
(三)指定规范化安全操作守则,工具、耗材、设备的规范化管理
实验实训教学中使用的设备、工具、耗材等都属于“消耗品”,在开课前,必须要求学生严格执行实验实训场所的工具、设备使用的相关制度,这能极大地培养学生的安全、文明操作意识,而这本来就是一个优秀职业人员应具备的职业习惯和职业素质。
(四)实训过程评价体系规范化
对于实验实训课程,高校一直在强调过程性评价的重要性。在整个课程中,我们需要正确而全面地评价学生的实际操作能力。但由于训练时间较长,环节较复杂,在不具备规范的多元化过程评价体系的情况下,教师将无法给学生做出公平、公正地评价。所以必须有一个完善的评价体系,才能让实验实训课程得到良性发展;才能让学生在走向社会的时候更具有竞争力。
(五)校企合作常规化、规范化
校企合作,是一种共荣共发展的合作。学校培养的人才,最终都是输送给企业的,如果校企合作常规化、规范化,就能组建“校中厂”——企业认知、“厂中校”——工学交替、“订单班——定向培养”等,而上述内容,可最大限度地扭转设施落后、训练水平低的局面。当然,教师队伍本身的专业素养、教学能力也需要与时俱进,坚持自我提升,这样才能让学生、专业、学校、社会得到最大的发展。
三、结语
总之,实验实训教学规范化,有利于教学的实施,更有利于学生综合能力的提高。在完善的评价体系下,我们才更容易发现教学中存在的问题,同样也能更好地找到课程改革的突破口。培养出能够较好地适应社会发展需要的应用型人才。
参考文献:
[1]朱涛,吉智.机电一体化技术综合实验实训系统研究与实践[J].中国现代教育装备,2011(2).
【关键词】高校;机电一体化;课程设置
在我国机电一体化这门学科发展始于1970年以后,一开始它作为一种工程技术应用在机械、自动控制、信息等领域,作为一种多学科融合的专业,体现出了它的强大的影响力,同时它作为一个交叉学科经历了几十年的发展已经取得了不小的进步,在这几十年里通过学科的融合、技术的创新等持续发展机电一体化产品由单一逐步发展到了拥有一大批大型设备甚至大型成套设备或系统。这一系列的发展不仅丰富了机电一体化的产品,其中最大的作用是不断的推动了我国经济的发展,给人类的生活带来了方便。进入21世纪以来,一些高科技迅速发展起来,特别是在机械、电气、微电子、信息技术等领域都保持着迅猛的发展势头,然而这些领域都和机电一体化有着密不可分的关系,因此机电一体化的发展对我国的科技发展有很大的推动作用,目前看来机电一体化的发展方向是小型化、轻型化、高精度、高效率集成化的发展。
1机电一体化技术在我国的应用
我国的机电一体化技术发展相对较早,一开始主要是在数控机床上有所应用,其主要是把一些程序放在一些芯片上,然后通过读片机对程序进行读取,然后再执行,这一系列的过程相对较慢。目前这种应用几乎被淘汰,随着科技的不断进步,机电一体化的发展开始朝着新型化、小型化的发展,使得一些系统的结构、功能和精度上都有很大的提高,也就是一台机床基本上可以完成很多独立的工作,同时还能够检测出各个部件的损伤程度,包括一些刀片的破损情况也能够被识别出来。这一系列的功能都离不开计算机,其中包括计算机集成制造系统、计算机辅助设计系统等等。在我国机电一体化在汽车领域应用的十分广泛,除了应用在汽车的各个零部件以外,还包括一些高科技的系统也应用到了机电一体化,包括车身稳定系统、防抱死系统、安全气囊等等,这些系统使得汽车在使用的过程中变得非常方便,同时也使得汽车的各种性能都显著的提高。机电一体化技术在家用、办公电器力而更是得到迅速的发展,复印机,扫描仪、数码照相机、摄像机、变频冰箱、空调、电子体温计、血压计等等。给人们的生活上作带来极大的方便,机电一体化技术在我国许多煤矿也得到广泛应用国产的以计算机为核心的电牵引采煤机、全数字直流提升机己占领国内市场,我国己能生产用计算机监控的掘进机、胶带运输机、矿井供电设各等另外煤矿安全生产监控系统、胶带机集中控制系统、矿井生产过程自动控制和信息化管理、图像监视井卜关键设各和主要上作地点、调度室的装各实现数字化、计算机网络管理系统在生产调度、则务、人力资源、设各、销售及办公自动化都得到了普遍应用为煤矿生产实现高安全、高可靠高效率和高效益提供了保障。
2高校机电一体化课程的重要性
机电一体化技术是现代工业的基础,是机械、电子和微电子等技术相互渗透、相互结合形成的现代化高新技术,是其目的是运用机械、电子、液压、气动、信息等方而的知识和技术,来解决生产过程中的技术问题,提高产品性能及自动化程度,是高等学校机械、机械制造及自动化等专业的莘莘学子应该掌握的技术。
3高校机电一体化课程设置的要求
3.1课程设置需满足市场需要,体现优化综合能力
高校在设置机电一体化专业时要综合考虑,其中最重要的就是社会的需求量,社会没有需求开设专业是没有就业方向的,除此之外还要考虑一些行业的需求和各个工作环境的特点等等。只有全面的了解了这些状况,才能根据这些状况来开设具有特色的机电一体化专业。开设课程以后,还要根据机电一体化本身的实践性特点,充分的把理论和实践结合在一起,保证理论课学时的同时又不耽误学生的实践时间,同时在学生学习理论知识时要把一些公司的用人标准以及到工作岗位上以后应该掌握的一些标准进行专门的讲解,这样才能让学生为以后的工作打下基础。由于市场经济下的一些公司的发展非常迅速,在市场不断变化的同时高校也要不断的跟进市场的变化,要办成随市场变化而变化的教育模式,这样才能让学生贴近市场的需求,高校只有围绕着这个理念才能使得学校的机电一体化专业越办越好,才能满足市场的需求。目前人才市场也有了不同的改变,很多用人单位开始慢慢的把学历选择变成能力选择,目前很多用人单位都非常欣赏一些操作能力强的人,同时这个标准也是他们选择人才的标准,因此在设置机电一体化这个专业时要把理论操作严格的、科学的进行分配,分配好各个阶段需要做的任务,并且能够在实习的过程中找出问题、分析问题、解决问题,只有这样才能不断的输出一些动手能力较强的人才,才能使得机电一体化专业越办越辉煌。高校要严抓实践课的开设,利用实践才能够让学生真正的理解理论知识,这是教育部提倡的教学方法,只有这样才能不断的发现理论学习中的问题,然后再解决问题。
3.2加强研究,搞好教材编写工作
纵观现在的机电一体化教材,很多都是一些理论性极强的教材,往往这种教材很难吸引学生的注意,根据调查显示大多数的学生都爱好实践,然后企业中需要的就是动手能力强的人,学生又喜欢动手,那么为什么不为他们准备一本实践教材呢?这是高校在编写教材时的问题,也就是说编写教材要根据学生的喜好去编写,不要盲目的编写,盲目的编写往往适得其反。因此教师在编写教材时要充分的去了解学生的意见,和学生进行交流,这样才能编写出更加实用的教材。同时一些课程设置不科学、教材陈旧的状况也要不断的进行更新。
3.3加大机电一体化课程实践性教学设置
3.3.1课内实践的开设必须有效、实用机电一体化是一门实践性较强的专业,因此在开设的过程中一定要保证它的实践性,保证开设的有效和实用,同时还要保证实训室的可用性,要把理论课与实训课的比例达到1比1,这样才能充分的锻炼学生的动手能力。在教学的初期要对专业课进行详细的分析,然后确定这门课程需要掌握的知识和一些必要的操作项目,然后再进行一些实验室的建设,这样能够保证学生学习的知识都能够在实验室体现出来,这样就可以充分的把理论和实践结合起来,充分的加强的学生的动手能力。还要积极的与企业协调不断的引进企业的一些标准进行现场教学,这样能够让学生了解到一些先进的机电一体化产品的设计,才能加强理论和实际的学习。3.3.2采用多样化的教学途径学生就业是学校办学的唯一的方向,那么要想学生就业好就必须加强校企合作,只有这样才能让学生了解企业的一些情况,学校可以邀请企业的一些机电一体化工程师到学校进行授课,这样他们可以把企业中的一些先进的机电一体化的知识传授给学生,同时也能够让老师认识到目前机电一体化发展的进程。还可以利用一些假期的时间要求学生到企业参观或者是顶岗实习,可以根据实习的项目写一些实习的体会,学校可以根据一些特殊情况给予学生一些学分,这样采取一种鼓励的方式才能让学生真正的去工厂实习,保证学生的社会实践能力。机电一体化是多学科交叉的专业,它所涉及的技术十分广泛,如果想要更加深入的研究机电一体化就必须全面的掌握这些技术。教学过程中还要引导学生综合的运用,把机电一体化的一些学科相互融合,把涉及到的知识都运用到实际的应用中来。
4结语
综上所述,高校的机电一体化的教学必须面向市场,要根据用人单位的需求进行培养,同时还要积极的联系校企合作,这样才能让学生了解需要学什么、怎么去学,还要定期的把学生送到实践岗位上进行综合的训练,这样才能奠定机电一体化课程设置的基础。当然机电一体化的课程设置不是一时的,它是一个长期的过程,这就需要老师、学生、企业三者进行相互的交流,不断的改进才能保证机电一体化专业不断发展。
参考文献:
[1]刘晓书.新形势下机电一体化专业课程设置思考的问题[J].科学咨询(教育科研),2014(05):94~95.
[2]张义俊,杨灿.中德机电一体化专业课程设置及教学行为比较[J].河南农业,2012(06):37~39.
[3]付中元.浅谈机电一体化专业的课程设置[J].科技信息,2010(13):260~268.
[4]黄文建,郭卫凡.高职机电一体化技术课程设置的探讨[J].科技信息,2009(27):176.
[5]杨永春.对开办高校大专《机电一体化技术》专业骨干课程的设置与改革思路[J].消费导刊,2008(07):178.
一、教学内容的改革研究
机电一体化技术内容多,涉及面广,综合性强,因此,根据教学大纲要求,精选教学内容,制定合理的教学计划,以达到最佳的教学效果。
(一)根据教学目标优选教材
机电一体化技术作为一门新兴的综合性学科,发展非常迅速;目前现有的教材虽然版本繁多,但各有局限。为此按照教学大纲的要求选取一套内容体系相对合理且能反映机电一体化学科水平的教材,就尤为重要。依托培养目标,在对教材的选择上应把握以下几点:实用性,教材避免纸上谈兵,避免冗长的理论推理、介绍,使用时既要有入门的引导,又要兼顾提高和深入;系统性,教材针对机电一体化技术的组成展开,因此,对于每一环节都要强调在整个系统中的作用及其与系统其他要素的关联性;先进性,介绍最新技术前沿,让学生了解最新发展状况,激发学生学习兴趣,把握学习方向。
(二)教学内容的改革
由于该课程开设之前,其主要内容都有多学时的专门课程讲授,如传感器有传感器测试技术在前,机械部分有机械设计基础等;如果课程内容仅仅是对先修课程的回顾和重复,势必造成学生普遍对该课程提不起兴趣,教学效果很不理想。因此,课程内容的设置上必须要有所突破。
1.理论教学内容的改革
首先,透彻讲述机电一体化的概念、体系结构等。本部分内容对学生建立机电一体化技术框架有高屋建瓴的作用,透彻的理解能对课程学习能起到事半功倍的效果。
其次,对各单元技术的讲解,要分清主次。机电一体化技术是机械技术、检测传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、信息处理技术、系统总体技术等多种技术的融合。虽然这些技术在系统设计中都很重要,但是如果在教学过程中不分主次,对每项技术的讲解等同视之,势必会大大加重学生负担,转移系统设计这一教学重点。因此,要分清主次,增删结合。对伺服驱动技术和检测传感技术要重点讲解,特别是伺服驱动技术,它是系统设计的核心;检测传感技术要突出检测系统的设计,减少传感技术的讲解,可改为学生自学。自动控制技术、信息处理技术内容较多,且前期相关科目有所讲解,所以不宜过细,可以总结性的讲解。
最后,重点引导学生运用所学知识进行课程设计,可以采用较多课时,分析实际系统的设计过程。比如工业机器人、数控机床、全自动洗衣机等典型机电一体化产品为实例,可以精讲其中一两个,使达到举一反三的效果。同时,可以根据实际情况,引入最新科技产品,提高学生学习兴趣。
2.实践教学内容的改革
在教学过程中,由于学生缺乏综合应用知识的经验,普遍感到学习《机电一体化技术》的难度较大。因此,实践教学就显得尤为重要。根据课程特点,在此环节中应该避免或减少验证性实验,加强综合性、设计性实验的开设。随着我院实验设备的不断完善,机械工程实训中心、创新实验室、机械原理实验室等逐步投入使用,实训、实验条件大大改善。同时,在实践教学中,做到以学生动手为主,教师辅导为辅的教学模式,充分调动学生的主观能动性,由被动学习转变为主动学习。
另外,安排学生进行课程设计时到企业进行调研,了解不同企业的岗位要求,明确自己能做什么,再经过指导教师的指导,最终进行设计选题;在做中学,学中做,最后完成课程设计及论文。这样可以避免学生设计时理论与实践脱节,纸上谈兵多、实际动手少的问题。
二、教学方法的改革研究
(一)采用多种教学方法和手段
《机电一体化技术》课程具有内容丰富、信息含量大、抽象、理论性强等特点,内容比较枯燥。为此,采用形式多样的教学方法,例如多媒体教学法、启发式教学法等,来激发学生的学习兴趣。采用动画演示、实物展示等形式强化学生感性认识,加强学生对相关知识点的理解。重点讲授知识的精华、知识的内在联系。从能力培养着眼,注重讲、练结合。
此外,在理论教学方面重点采用类比法。类比法是指对两个或几个相似的的对象进行联想,根据它们之间在某些方面的相同或相似,而推出它们在其他方面也可能相同或相似的逻辑推理方法。
(二)增强实践教学环节,理论联系实际
实践环节包括实验、课程设计等。针对《机电一体化技术》课程综合性强的特点,减少演示性、验证性实验,增加综合性、创新性实验,在教学中充分采用理论联系实际的教学方法。
开设综合性实践环节,如《机电一体化系统设计课程设计》,要求学生在两周内,利用简易模块,任意搭建各种机械模块,如打印机等,在构建机械模块之余,完成电机、传感器的选择、安装,完成其控制电路板的设计、开发、制作、调试,以及软件编程调试。通过小型机电一体化系统的开发设计,来培养学生的动手能力和创新意识,增强学生“工程化”的意识,激发学生的学习兴趣,提高其学习的主动性和目的性。
三、结束语
通过笔者近两年对《机电一体化技术》课程的教学改革,把握系统化、整体化、工程化这一主线,充分调动学生的学习积极性和参与性,综合运用多种有效的教学方法,增强实践环节,提高了教学效果和教学质量。
参考文献:
[1]梁景凯.机电一体化技术与系统设计[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2]董爱梅.《机电一体化系统设计》课程考核改革的探索与实践[J].考试,2008,(41):11-12.