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时间:2023-09-01 16:36:45
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇机电一体化的主要课程范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
【关键词】 机械制造技术 机电一体化专业 课程体系
【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
机械制造技术是人类历史上发展最早的实用技术之一。在社会经济高速发展过程中,机械制造技术能真实反映一个国家的机械化水平,是机电一体化专业重要组成部分,是机电一体化专业在“设备自动化”和“机器换人”战略中的基础支撑。
1.1 机械制造技术概述
机械制造技术是实现产品设计、完成产品生产、保证产品质量、提高经济效益的共性技术和基础技术。机械制造技术是随人类文明的发展而发展,最早可追溯至石器时代,再到纺纱、战争武器、运输工具、生产设备等等,都离不开机械制造技术,并随机电一体化技术的发展而发展。20世纪70年代后,计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服驱动技术的迅速发展,带来许多新技术、新工艺,带动机械制造技术产生质的飞跃,其正朝着自动化、精密化、敏捷化和可持续发展方向发展。
1.2 机电一体化技术概述
20世纪70年代,日本企业最早提出“机电一体化技术”慨念,即机械技术与电子技术结合应用。随着经济、科学技术突飞猛进的发展,极大的促进了机电一体化技术的发展与创新。目前,机电一体化是一门融合多种技术的独立技术,其将计算机技术、机械技术、微电子技术、接口技术、传感传动技术、自动控制技术、系统技术、伺服驱动技术等进行综合应用,使机械产品在一定程度上实现智能化、网络化、数字、化模块化,提高了产品的质量和可靠性。现在正向光机电一体化技术方向发展,应用范围越来越广,技术越来越成熟。
2 机械制造技术在机电一体化专业中的基础与支柱作用
机电一体化技术在现代产业升级的大潮中具有广阔的发展前景,在东莞市政府主导的“机器换人”中需要大量的掌握机电一体化技术的人才。“机”是机电一体化技术的重要组成部分,“机械制造技术”即为这个“机”的最基础最主要的技术。那么,“机械制造技术”就顺其自然地成为“机电一体化技术”专业必备的知识模块,是该专业三大支柱之一。
2.1 机械制造技术是机电一体化的基础作用
机电一体化技术专业是以“机与电”为核心知识模块的综合性强的专业。机电一体化在国外被称为Mechatronics,是在20世纪70年代初日本人提出来的,是将英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词,意思是机械技术和电子技术的有机结合。机电一体化技术又称为机械电子技术,是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。认识到这点,对于高职院校的机电一体化技术专业的建设很重要,帮助理清机电一体化技术专业主线,归纳提炼专业的核心能力,配置对应的理论与实践能力模块,分配各能力模块之合理的学时与学分的“黄金”比例,形成系统的专业课程体系,制定专业教学课程标准,让机电一体化技术专业的学生不偏不移地朝着掌握“机电一体化技术”方向前进。
2.2 机械制造技术在机电一体化专业的支柱作用
若说机电一体化技术专业教学过程需要二条腿走路,那么,机械制造技术即为其中的一条腿。有了这条腿,能很好区别电气工程专业与机电一体化技术专业。
(1)机电一体化技术专业岗位群与能力模块。在东莞及珠三角地区,机电一体化技术专业学生职业规划与能力要求如下:
主要就业单位:机电产品、设备制造或设计公司,家具、印刷、玩具、服装、手机等制造等设备生产公司。
主要就业部门:设计部门、工程部门、生产部门、维修部门或销售部门。
主要工作岗位:自动机或自动线操作员、机电设备维修与装调员、设备机械研发与改造员、电气工程人员、产品销售员。岗位与其对应的主要工作任务和职业证书要求分析如表1所示。
主要工作能力:专业能力、团队协作等社会能力、查阅资料等方法能力。
通过上面的对机电一体化技术专业的分析,可见“机械制造技术”的支柱作用。若将机电一体化系统比作一个“人”的话,那么机械制造技术就是要完成“人”骨架的构建。
(2)机电一体化技术专业岗位能力模块与课程体系如表2所示。
3 岗位能力中“机”知识的培养过程-机电一体化技术专业典型载体中“机械制造技术”的应用过程
机电一体化技术专业最为典型的载体为自动化生产线,应用范围最为广泛。比如,世界品牌的“SWAROVSKI”包装盒制作的“自动化生产线”。它包含了机电一体化技术专业的各类知识模块,比如气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC控制和组网技术、步进电机位置控制技术,以及和变频器技术等。以此为例,以下展现“机”知识的培养过程,看到“机械制造技术”的功劳与作用如图1所示。
包装盒生产线主要包括主要包含了四个工作站,每一个站是包装盒制作中“折盒”的一道工序。下面以一个工作站为例,展现“机械制造技术”在整个设备生产中的作用。
要完成该工作站的设计、制造,必须熟练掌握机械制造技术。如加工气缸安装板,在完成安装板的零件设计后,见图2(安装板简图),应按以下步骤进行加工:如表3所示。
(1)零件图分析。由零件图获取毛坯尺寸、零件主要特征、技术要求等信息。(2)编制加工工艺卡。根据零件图获取的信息合理编制加工工艺卡。(3)准备工、量、刀具及毛坯材料。根据工艺卡要求准备。(4)编制工序卡。以工艺卡为依据,遵循机械加工规律,科学编制工序卡。(5)加工操作。遵循安全操作规程,依照工序卡对零件进行机械加工。
4 结语
要搞好机电一体化技术专业建设与教学,必须以正确的态度认识“机械制造技术”的重要位置。很好掌握一般机械或零件的加工工序及加工方法,更有助于设计生产机电一体化产品。
机械制造技术在机电一体化技术专业建设中不可或缺!
参考文献
[1]唐方红,曾军华.基于职业资格鉴定的专业课程建设研究与实践――以机电专业维修电工考证为例[J].科技创新导报,2015,15:136-137.
[2]李龙根.吴铁军.机械制造技术[M].上海.上海交通大学出版社.2014:82-84.
关键词:技工院校;机电一体化;人才培养;调研报告
一、调研目的
随着工业化进程的发展,国务院在《装备制造业标准化和质量提升规划》中,要求对接《中国制造2025》,提出“逐渐形成重大技术装备、高新技术产业装备、基础装备、一般机械装备专业化合理分工、相互促进、协调发展的产业格局”。使机电行业所需自动化控制技术集成应用起到越来越重要的作用,由原来复杂的机械装置和简单的电气控制相结合的机电一体化逐步向被由机械技术、电气技术、微电子技术、信息技术、控制技术、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”所取代。
为获取机电一体化行业分析、 岗位职业行动领域分析、 职业岗位群和相应的岗位职业能力分析等信息,我们针对企业和学校的具体情况,拟定具体的调研问题。调研过程中以上述问题为调研的基本诉求点,通过现场考察、走访座谈、调查问卷、专题研讨等方式,结合企业的调研对象直接或间接反映出的问题进行深入的探讨。通过调研,确定机电一体化专业人才培养的定位,并给出结论和建议,为机电专业一体化课程改革的深入开展提供依据,促进机电专业一体化专业的建设。
二、调研对象与内容
企业调研主要范围为广州周边地区相关企业,包括广州造纸厂等15家具有代表性的机电一体化企业,如表1所示。调研对象是这些企业的机电一体化一线技术员工、班组长、人事部门等。
本次调研共发出五种表格:包括面向专业技术岗位一线员工的实践专家调查表(56份),实践专家访谈记录表(37份),面向专业技术岗位班、组长的用人单位意见调查表(15份);面向企业人事部门的用人单位意见调查表(15份),以及企业座谈会议记录表(8份)。调研要了解以下内容:
1、机电一体化行业企业发展现状与技术发展情况;
2、机电一体化专业对应的职业岗位数及从业人员(包括机电一体化专业毕业生)的基本情况;
3、机电一体化专业对技能人才综合职业能力要求;
4、机电一体化专业现有课程设置在工作岗位的重要程度;
5、机电一体化专业教学改革的重点与思路;
6、机电一体化专业人才培养方向及培养层次的定位。
三、调研分析
(一)行业企业发展现状与技术发展趋势
机电一体化技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,将向创新性、高效性、节能性、可靠性、智能化、模块化、系统化等方面发展。它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展,它是许多科学技术发展的结晶,是各种技术相互融合,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物,机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。
(二)技能人才需求状况与岗位职责要求
1、技能人才需求状况
对企业人才结构及来源调研显示:相关企业机电一体化技术人才的学历主要包括本科学历、大专学历、中职学历等,他们绝大部分直接从中职、高职和大专院校等学生中招收,从社会招聘的人员和企业自行培养的人员较少,从事维护、维修、安装、调试工作的平均年限是4-26年。从15家企业调查中获悉,从企业现有机电一体化技术人员以及未来3年对机电一体化技术人才需求情况如表2所示。
机电一体化企业从事机电一体化相关工作的员工在机电一体化企业中约占76.8 %。机电一体化技术在企业中应用主要两个方面:制造机电一体化产品和利用机电一体化设备进行生产。 前者主要需要完成机电一体化产品的装配、安装、 调试和售后服务等工作;后者主要包括机电一体化设备操作和设备的维护保养。不同企业对技能要求的类型和技能型人才的规格也有不同的要求。 机电一体化技能人才分布情况如图1所示。
2、岗位职责素质、能力要求
通过走访调查行业企业、回访毕业生及召开专家研讨会,共确定了4个典型工作岗位及相应的素质、能力要求,求如表3所示。
3、课程对从事机电一体化工作岗位的重要程度
针对现行技工院校机电一体化专业开设的课程,对从事机电一体化相关工作的员工进行问卷调查,调查内容是各门课程知识模块对从事此工作岗位的重要程度(由不重要的0分到很重要的10分依次给分),取调查数据的平均分,得到表4。从各门课程知识模块平均得分情况看,机械类和电气类课程较为重要,如机械识图、机械装配、电工技术等课程;而文化基础课和非专业课程较为不重要,如数学求解、英语阅读、计算机编程等课程。当然,从调查数据可以看到,不同企业或同一企业不同岗位,各门课程对从事此工作岗位的重要程度有较大差异,例如:销售人员岗位对应用写作、计算机应用和英语阅读等课程较为重要,而设备操作和装配岗位认为这些课程不重要。
四、调研结论
(一)人才培养方向定位
通过分析机电一体化专业对应的行业、企业的发展现状与技术发展趋势,分析行业、企业内生产类、维修类、技术支持类、服务类的相关技术岗位。结合近年来我校、我系多年的机电一体化专业办学经验,将机电一体化专业人才培养方向定位为:面向机电制造业、机电设备安装及维修公司、使用自动化生产设备等的各行业、企业,从事机电设备的操作与维护、机电产品的装配与调试、机电设备的维修与改造、生产现场工艺技术人员、生产一线管理人员、机电产品的销售与技术服务等岗位,培养从事机电设备安装、调试、维修、维护的复合型、技能型人才。
(二)人才培养层次定位
通过用人单位对机电一体化专业相对应的岗位人才层次分类以及紧缺岗位人员数量需求,了解各企业岗位工作职责和工作任务及所需专业资格证书等。本专业人才培养层次可定位为:机电一体化(机械)方向、机电一体化(电气)方向、机电设备管理方向,各方向设置中、高级技工层次,通过一体化教学模式,以规范的操作与团队协作完成设备的安装、调试、维修、维护等任务,同时培养学生具备一定的系统设计能力、制定元器件加工工艺能力、简单数控加工能力。人才培养方向与层次的定位如表5所示。
依托行企开展机电专业一体化课程改革,为我们今后机电专业一体化课程改革的深入开展提供依据。通过企业调研活动,我们体会到机电专业一体化课程改革还有许多细致繁杂的工作需要我们认真地完成。但只要我们根据自己的实际情况脚踏实地、一步一个脚印地组织实施,通过实践、认识,再实践、再认识的过程,不断探索,认真总结,相信一定会完成机电专业一体化课程改革,形成具有自己特色的职业教育,为造就更多更好的适应本地区经济发展的高素质人才服务。
参与文献
[1]王京,苏月,张松宇.机电一体化技术专业企业调研报告[J].内蒙古科技与经济,2015(7):25~26.
关键词 机电一体化技术;教学模式改革;实验
中图分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号: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
“机电一体化技术”是机械类专业的一门综合性、应用性很强的课程,是多种学科相互交叉、渗透而形成的一门综合性技术学科,是机械行业创新设计、科学研究的重要工具,对于培养具有一定创新能力的现代化机械类应用型人才具有重要的作用。“机电一体化技术”课程传统的教学方法只是对先修课程的简单重复,缺乏对学生进行实践性及综合性训练,学生感到难以致用,导致学习兴趣逐渐丧失。因此,在“机电一体化技术”课程教学活动中,改革现行的教学模式,寻求体现“机电一体化技术”课程教学特点的教学方法及手段成为当务之急。
随着机械工业的蓬勃发展,世界各国对机械类专业的高等教育越来越注重实践性、应用性及前沿性。德国机电一体化专业课程体系建设是通过校企合作和工学结合的形式,以学习者专业能力、方法应用能力和适应社会能力等综合职业能力培养为本位,以市场需求为目标,以就业为导向,将学习和工作要素相结合,并通过分析与综合,把工作过程的各个部分按一定的顺序,导入课程体系中以构成一个有机的整体。美国宾夕法尼亚大学机械工程与应用力学系提出“机电一体化”课程改革思路,在学期项目中预定实验方案,根据实验方案决定课程内容[1]。马来西亚莫纳什大学工程学院在机电一体化课程教学过程中从工程项目出发,将传统教学和项目讲座相结合,有效为学生提供实际工程经验[2]。
南京航空航天大学在机电一体化课程教学改革中,将科研成果引入课程的理论和实验教学中,自主研发教学实验系统平台,简化项目研究内容,研究一体化的系统教学法,培养学生创新意识,提高学生综合素质[3]。郑州航空工业管理学院采用开放式的课堂教学,基于MATLAB的虚拟实验辅助教学及基于案例的多种教学方法进行机电一体化技术课程的教学方法改革,提高了学生对课程的学习兴趣 [4]。石家庄铁道学院将“发现体验学习”理论应用于实践教学中,通过机电一体化实验内容的设计,在实验室建设及实验教学组织多方面采取措施,提高机电一体化技术的课程教学质量[5]。
此外,昆明理工大学为了切实培养学生的电机及控制技术的综合应用能力,进一步促进机电结合,取得良好的教学效果,从课程的教学内容、教学方法和实验设计等方面并结合步进电动机的教学实例,对“机电传动控制”研究型教学进行了一些有益的探讨[6]。扬州大学基于Capstone-CDIO教学理念,从知识项目化、学科交叉化、项目平台化三方面进行课程体系实践优化,通过调研技能、知识构建、问题解决、团队技能四方面进行评价研究,为应用型、创新型机电一体化人才培养打下良好基础[7]。南华大学针对机械大类开设的检测与控制系列课程现状,提出面向机电一体化方向整合优化课程体系和教学内容的教改目标,改变传统教学中电、机分离的教学方式,有效引导学生形成良好的机电合一的认识,提高教学质量[8]。
国内高校关于机电一体化专业人才的教育改革各有特色,但与国外教学水平相比,仍处于初级阶段,还没有形成系统的改革方案。建立适应“机电一体化技术”课程本身特点的教学模式任重而道远。
2 “机电一体化技术”课程教学改革思路
从“机电一体化技术”课程实践性、综合性特点出发,对其进行教学改革,是高校培养应用型机械类人才的关键。“机电一体化技术”课程教学改革主要包括教学内容改革、教学方法改革、实验内容改革及考核方式改革四个方面,总体改革思路如图1所示。
1)教学内容的改革,针对机电一体化课程的自身特点,在教学内容上避免简单重复先修课的已有知识,从机电融合的角度出发,以等效性和互补性为出发点,采用系统工程观点和方法,改革机电一体化课程的教学内容。
2)教学方法的改革,注重引进本学科的科研成果,利用科研过程中设备创新的经验,自主研发教学实验系统平台,并根据学生的实际能力水平合理细化、简化项目研究内容,构建理论学习、实验操作、项目研究一体化的系统教学法,以实验操作促进理论学习,以项目研究提升综合应用能力。
3)实验内容的改革,机电一体化作为一个学科领域,所涵盖的内容是十分宽泛的,涉及机械设计、电路设计、控制及软件编程等综合性知识和技术,考虑接受创新教育学生的理解、编程、器材加工能力以及教育的连续性,使学生能够设计出从简单到复杂各种层次和各种不同水平的机电一体化创新产品,遵循深入浅出的原则,改革机电一体化技术课程实验内容,使其涵盖基本技能训练、综合实践能力训练及创新能力培养等几个不同层次的实验内容。
4)考核方式的改革,改变以理论考核为主、实践技能考核为辅的做法,加大实践技能考核的比例,探寻能够锻炼学生的书面表达能力,提高学生独立动脑能力及实际动手能力,激发学生创新动力,提高学生针对实际工程问题的分析能力、解决工程问题的能力的考核方案。
3 “机电一体化技术”课程教学改革实施方案
教学内容改革实施方案 教学内容的改革将从机电一体化技术的五大要素出发,以电能作为主要动力源,确定机械系统、执行机构、传感检测系统及计算机控制系统的具体教学内容。其中,机械系统注重与传统机械学的区别,重点介绍机电一体化系统设计中,精密机械零件的设计与选择过程;执行机构中,除介绍开环系统中常用的步进电机选择与计算外,还要介绍常用伺服电机的选择以及无级调速用变频器应用;在传感检测系统中,以常用光栅尺及编码器为对象,介绍光栅尺及编码器的特点、选择及使用方法;在计算机控制系统中,以PLC为主,介绍PLC在机电一体化系统中的应用实例。
教学方法改革实施方案 在整合优化课程教学内容的基础上,以学科现有的科研项目为基础,通过对科研任务的简化,确定适合机电一体化技术的教学方案,并建立相应的实验平台,在教学过程中通过对项目的分析、讨论、实施、实验、总结等环节,实现“做中学”与“学中做”的有机结合。如以学科科研项目“异型石材车铣加工中心”为对象,将加工中心机械部分分为横梁、回转工作台、主轴头、进给机构等模块,为学生讲解系统中齿轮、滚珠丝杠等传动系统及支撑部件的设计方法。
由于加工中心控制系统相对复杂,不适合教学,因此在“机电一体化技术”课程其他要素的讲解中,可以自制实验平台,即通过对传统机床的改造,使改造后的实验平台包含简单的机械结构、PLC控制系统、检测工作台位移的光栅尺、检测电机位移及转速的编码器。将自制实验平台的设计改造过程作为工程实例穿插于理论教学中。此外,在理论教学中充分利用现代综合教育技术,抓好多媒体技术、网络技术在课堂教学中的普及应用,利用影像、动画等丰富的多媒体信息,提高课堂教学的生动性。
实验内容改革实施方案 加强实验环节建设,积极开发面向知识群应用的模块化实验,训练学生的基本技能,设计面向解决问题的综合性实验,提高学生的工程实践能力,提供面向创新能力培养的开放性创意实验,培养学生的创新能力和工程意识,是机电一体化技术课程实验内容改革的宗旨。具体实验内容如表1所示。
考核方式改革实施方案 采用理论考试、实验考核、创新设计及作品阐述等多种方式对学生进行考核,综合考核学生对机电一体化概念的理解能力,知识运用能力、实验动手能力、写作能力及创新能力。其中理论考试分为阶段考试与期末考试,包括基础性试题、综合性试题。创新设计及作品阐述分组进行,产品设计题目自拟,在课程之初即开始实施,期末上交设计作品。实验考核采取自拟题目和规定题目相结合的方式,即以表1中的PLC运动控制实验作为考核项目,通过自行设计如图2所示的工作台运动路线及运动参数,完成工作台的运动控制。具体考核实施路线如图3所示。
4 结语
高等教育机械类专业注重培养学生的实践能力及创新能力,这些能力的培养可以借助专业课的训练获得。“机电一体化技术”课程具有综合性及实践性,是培养学生上述能力的重要平台。在“机电一体化技术”课程的教学改革中,通过教学内容、教学方法、实验内容及考核方式的综合改革,并在机械设计制造及其自动化专业2010、2011级学生中进行实验,取得了较好的教学成果,提高了学生的实践能力及创新能力。
参考文献
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关键词:中职;机电一体化;教学
中图分类号:G71
根据我国中职机电一体化专业对学生培养的目标与要求,我们知道此专业对学生的培养目标是:培养出能够胜任从事机电一体化设备操作使用的人才,包括对机电一体化设备安装、调试、使用、维修、维护和管理等,培养层次分为能够基本胜任工作的初中级技术应用专门人才和高技能、高素质、高应用型高级职业技术人才两类。对于高级职业技术人才的要求是:要求其不但能够操作、维护、管理,而且还必须能够进行设计。如何快速提升这一专业的学生技能与素质,将他们培养成专业素质高、专业技能强的科技型人才,是中职机电一体化专业教师必须面对的课题,本文就此展开探析,首先对现行机电一体化专业教学中存在的问题进行分析,接着就如何更有效地开展机电一体化教学进行分析探讨。
一、中职机电一体化教学现状分析
1、专业课程设置不合理性
针对当前机电一体化专业课程体系的分析,笔者发现课程体系对专业的侧重点与聚焦点主要集中在电与机两个方面,而且两者分界比较明显。专业目标要求他们是融为一体的,然而,当前的专业课程设置存在一些过分偏重于机械方面的课程安排,从而偏轻了对电类课程的设置,这与当前“机、电、计算机”三维一体的专业格局极不相称,从而导致教学与实际脱节,无法很好地配合机电一体化专业设备操作演练教学。为适应社会形势与专业发展趋势,笔者认为,有必要对机电一体化教学课程内容进行适度的改革调整,加强电气控制课程、计算机运用课程等方面的教学,从而将“机、电、计算机”三者提升到同等重要的高度来进行教学。
2、专业课程内容缺乏完整性和标准化
在机电一体化专业的课程教学过程中,几乎所有操作都是通过手工实践来进行的,只有极少部分通过自动化编程软件加以实现,专业课程内容缺乏完整性和标准化,从而必须导致对专业相关的知识掌握不全,不能对相关或相近专业知识做到融会贯通,导致学生对课程内容感到生涩,难以引起他们对课程学习的兴趣,甚至让他们觉得课程内容枯燥无味。对此,从教学效果来看,对提高教学效果极为不利,从对学生综合素质和长远发展来看,很难让学生蕴含更多的潜能去适应日益信息化的现代企业工作环境。针对这种状况,笔者建议,对目前的专业课程必须进行加以修改完善,使之更能与机电一体化专业教学目标相一致起来。
3、理论原理教学与实践操作教学相剥离
理论原理教学与实践操作教学本应融为一体、紧密相联、密不可分的,“机电一体化”专业特点对理论原理教学与实践操作教学的要求更高,对理论原理的教学必须引用实践操作加以形象化和具体化,对于实践操作教学必须通过理论原来进行指导、验证和保障。例如:现代国内外的工业企业几乎都装备了先进的数据信息传感设备、数据自动处理分析设备、自动化控制系统等,这些设备和系统技术含量都比较高,对操作和管理其的人员素质要求比较高,不但要求他们必须具有机电一体化专业技术和简单的操作能力,而且还必须有较高的理论分析能力。然而当前的实际教学,与企业实际情况相差很大,理论原理教学与实践操作教学相剥离现象严重,从而导致学生毕业后很难快速适应工作岗位需要。
二、机电一体化教学探析
1、激发学生学习兴趣,引领学生自主学习
我国春秋末期著名的思想家、教育家、儒家学派创始人孔子曾经说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”可见学习兴趣对教学的重要性,它可以激发学生自主地去研究、分析、挖掘事物的来龙去脉,进而激发人们对事物更深层次的探索,在教学中有了学习兴趣,不但可以提高教学质量和效率,而且还可以激励学生对难题进行攻坚探索,增强他们更好地学好教学内容的自信心。那么,如何更好地激发学生的学习兴趣呢?笔者认识,最好的办法就是让教学回归于生活实践或工作实际,例如:关于教学“三相异步电机变频调速”的过程中,就可以将我们日常生活中最常见的“变频空调”引入到课堂,通过其原理和特点来分析普通的与变频的空调之间的差异,进而指出变频调速存在哪些优点,从而增长学生的生活物理知识,增进学生学习的积极性和兴趣性,进而增强他们学习动力,激励他们自主学习。
2、注重实践操作教学课程的场景和任务创设
笔者具体的教学实践经验表明,机电一体化专业理论课程与具体专业实践课程关系相当密切,源于机电一体化专业本身就是理论与实践并重的专业,因此在具体教学中,当进行设计课程模式时,应采取实践与理论同步进行教学策略。例如,可以将《金属材料与热处理》、《机械制图》等理论知识的学习与实践结合起来。而在实践性课程教学中,必须特别注重实践操作教学课程的场景和任务创设,将实践延伸为实训,并尽可能让学生在实训车间进行,将“实习课”与“理论课”有机地结合起来,不再进行严格的区分。另外,对于教学课程的考核,也可以改变传统的笔试定高低的做法,改为笔试成绩、操作成绩、平时作业成绩三者合一的方式进行综合评分。
3、引入现代化教学手段提高教学质量
如今已经进入了信息化时代,我们的教学手段也应紧跟时代步伐。实践证明,通过引入多媒体等信息化手段,可以使教学更加形象、直观、生动,更有利于学生对专业知识和技能的理解和掌握。此外通过构建专业教室、实训和实验基地,将一些先进的设备或模拟器材引入其中,可以让学生在实践操作中进一步提高理论水平和实践操控能力。有利于学生加快掌握机电一体化操作技能,有利于学生毕业后快速适应新的工作岗位。
参考文献:
关键词:高职;机电一体化;课程体系
机电一体化技术是建立在机械技术、电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感器与测试技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术等现代高新技术群体基础之上的一种高新技术。而高职教育的培养目标是培养与我国社会主义现代化建设要求相适应的,掌握本专业必备的基础理论和专门知识,具有从事本专业实际工作的全面素质和综合职业能力,在生产、建设、管理、服务第一线工作的高级技术应用性人才。以学术为中心的学科课程理论来构建高职机电一体化专业的课程体系不符合高职教育的培养目标;“以机为主,机电结合”、“以电为主,机电结合”或“机械课程和电子课程的堆砌”的课程体系,也不能满足社会对高职机电一体化专业培养规格的要求。为此,探索高职教育教学规律,创新高职机电一体化专业的课程体系,创新机电一体化专业的实践教学模式,对提高办学质量,提升学生职业技术能力具有重要意义。
一、 机电一体化专业课程体系存在的不足
通过对重庆部分学校高职机电一体化专业课程体系考察,发现现行高职机电一体化专业课程体系存在以下不足:
(1)一些反映当今新技术的课程没有纳入高职机电一体化专业课程体系,不够突出使用与课程相关的应用软件的能力培养,特别是有些公共基础课和专业基础课,如数学软件和CAE软件等,课程结构还需要进一步完善,使培养出来的学生知识结构更加完整。
(2)课程交叉内容多,特别是专业课,例如《数控加工工艺》与《制造技术基础》、《数控机床》和《数控技术》、《数控机床维修》和《电气控制与电机拖动》有大量内容重复,课程体系不够精练,从而使学生的学习效率不高。
(3)高职机电一体化课程体系,有强调操作而排斥知识的重要性的倾向,学生的学习潜能没能充分发挥,基本功不够扎实,技术实践能力较差。现行课程体系力求在培养操作工,而不利于培养高级机电一体化应用性人才。
(4)实践教学环节脱离工厂真实环境,一些实践性强的实验、实训设备由于缺乏技能型教师和真实的工厂生产环境,没有充分发挥其培养学生技术实践能力的作用。
二、高职机电一体化专业课程体系构建的基本思路
高职机电一体化专业课程体系构建的基本原则是:以课程理论为指导,借鉴国内外职业教育课程模式,突出“新、精、实用、高效”的特点,以能力为中心,创建一个知识结构完整,具有应用性、实用性和岗位针对性的课程体系。所谓课程体系的新就是指要反映职业教育的新理念、反映机电一体化专业新技术;课程体系的精指课程设置简捷而无冗余;实用指课程设置能满足职业岗位的要求;高效指要求学生学习本专业效率要高。其思路如下:
第一, 高职机电一体化专业课程体系应注重基础,强化基础课程的应用。随着科学技
术的发展,给产业工人和技术人员的工作性质带来了很大的变化,主要表现为:知识型工作大量增大,工作的完成更多的依赖个体的知识、判断力、问题的解决能力,以及对工作的积极态度,而不是机械、重复的动作技能;固定工作减少,部分时间制工作增加,工作流动加快,更换职业成了非常普通的事情;技术革新造成许多工作合并,使得工作范围拓宽,在现代工作生活中,同一岗位上的个体相对以前来说要做更多的工作;技术更新速度加快,导致工作类型和工作内容更新速度加快;现代的工作更多地是一种团队组织的工作,要依靠群体合作来完成,而不是靠个体来完成。工作性质的这些变化要求高职机电一体化专业课程体系的知识结构要新、要完整,有利于再学习能力、转岗能力培养和满足学生可持续发展的需要,为此对现行课程作以下调整: “注重基础,强化应用”,英语和数学由两学期增加到三学期,增加专业英语、复变函数和积分变换、现代设计方法和现代控制理论课程,强调数学软件(如MATLAB)的应用; AutoCAD与机械制图融合,通过AutoCAD为工具进行机械制图的教学,这样就不用把AutoCAD单独设置为一门课程;工程力学和机械设计基础课程应增加软件的应用内容(如ANSYS和ADAMS的应用)。
第二, 高职机电一体化专业课程体系应突出学生技术实践能力培养。在构建高职机电
一体化课程体系时,存在把能力本位理解为操作本位和把强调实践能力的培养理解为反复操作训练的误区。学生见习的多,实习的少,重复的操作训练多,综合的技术实践少。什么是“技术”?技术是一个历史的范畴。技术最初被看作是劳动者的技巧、技能和操作方法,即人类在生产经验基础上获得的主观能力,这种看法反映了手工工具时代技术的形象。近代科学兴起后,技术主要表现为,依据自然规律,运用一定的手段、方法,特别是以机器的使用为中介,对物料、能量、信息进行转换或加工,以满足人类需要的实践活动。在当代,人们通常把技术定义为:“人类为了满足社会需要,利用自然规律,在改造和控制自然的实践中所创造的劳动手段、工艺方法和技术体系的总和” 。技术实践指的是人们的技术活动,技术实践能力不仅包括操作能力,还包括技术设计的能力等,关于机电一体化技术不仅包括设备的操作与维修,还应包括设备的机械设计、控制设计以及设备制造技术。所以高职机电一体化专业不能仅仅强调操作技能的培养,应该突出技术实践能力的培养,以充分发挥学生的学习潜能和满足社会对应用性人才的需要。
第三,改进实验、实训的投资方式,充分发挥其培养学生技术实践能力的作用。实践教学环节企业化,以学校企业双赢的方式,将学校实践性很强的实验实训投资与企业的技术改造相结合,将有些实验室、实训基地建立在企业。如果是这样的话,一则为学生创建一个真实的实践环境,二则促进地方经济的发展,三则盘活学校的实验投资,四则巩固了“校企结合”的共同利益基础。
第三, 以“基础+项目”的模式够建高职机电一体化专业课程体系。“三段式课程模式”
通常把职业教育课程划分为公共基础课、专业基础课和专业课三类,其中公共基础课指语文、数学、外语等通用课程;专业基础课主要是一些由抽象程度较高的专业原理性知识所构成的课程;专业课是由一些较为具体、适用的单项技术的理论知识构成的课程。现行高职机电一体化专业课程体系的结构由公共基础课、专业基础课、专业课和操作训练四部分组成,本质上是弱化了基础,强化了操作的“三段式课程模式”。该课程体系结构除了削弱了基础外,课程交叉内容多,专业课程内容空泛、针对性不强。鉴此,我们通过强化基础,取消专业课,提出了高职机电一体化专业 “基础+项目”的 课程模式。基础课旨在培养学生的基本职业素养和基本的专业技术基础,项目(训练)旨在培养学生的职业技能和岗位工作能力。基础课以课堂教学加实验的形式授课,项目(训练)是以工作任务为引领,根据岗位的要求开发训练项目,由学生根据择业意向和兴趣选择他(她)所需的项目,从而保证按学生和社会的需要设计教学。项目的选择以能力为主线,项目的主要来源是职业岗位,一个项目的内容应该涵盖一个工作岗位所需的基本技术、基本技能要求,如旨在培养数控车工的数控车削加工项目应在数控车床结构认知、数控车床的维修、车削工艺、车削刀具、夹具、量具和数控编程与操作等方面都得到训练。再如机床设计项目要涵盖机床制造厂设计岗位的基本技能和技术内容。项目以工作为本位(指在工作现场进行学习)的形式实施,由技师、工程师、专业老师担任指导教师。
三、高职机电一体化专业课程体系的内容
(1)基础(学时:共4学期):基础英语,专业英语, 高等数学(上、下),线性代数,复变函数及积分变换,法律基础,小平理论,计算机基础,机械制图,工程力学,公差配合,工程材料及热处理,液压传动,机械设计基础,机械制造基础,现代设计方法,电工基础,电子技术基础,电力电子技术,汇编语言,微机原理与接口技术,传感器与检测技术,电气控制与PLC技术,数控原理与系统,现代控制理论。
(2)项目(学时:共2学期):数控车削加工,机床设计,数控机床的电气控制设计,刀具设计,机电一体化产品设计,模具设计等。
培养出基础扎实、技术过硬的应用性人才,是社会对高等职业教育的客观要求,为了构建“新、精、实用、高效”,以技术实践能力为中心,知识结构完整,具有应用性、实用性和岗位针对性的高职机电一体化专业课程体系,“基础+项目”的 课程模式是一个较好的解决方案。
作者单位:重庆三峡学院应用技术学院
参考文献:
[1]钟启泉.现代课程论[M].上海:上海教育出版社,1989.129-132.
[2]徐小钦.现代科学技术哲学概论[M].重庆: 重庆大学出版社,2000.87-92.
[3]赵卿敏.课程论基础[M].武汉:华中科技大学出版社, 2004.122-124.
【关键词】职业学校 机电一体化 课程平衡 专业素养
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)31-0249-01
职业学校机电一体化专业是以国外“双元制”教育模式为蓝本,以培养具备基本课程知识、富有创新能力的综合性人才为教学目标的,要求将学生培养成能够开发、运用机电一体化产品的高等技术型人才。因此,在实际教学中,需要对学生“机”、“电”两个方面的课程进行有效安排,充分分析两类课程之间的学科特点,从而实现课程之间的平衡性,促进学生专业素养的提升。
一、关于机电一体化专业的概述
1.内涵。机电一体化专业是一门具有较强应用性的综合型课程,主要是在坚持发展性原则、人本化原则以及系统性原则的基础上,以培养学生机械学电子学方面的知识、培养学生创新实践能力为培养目标,从而满足相关行业的人才需求,促进机电专业的发展。
2.当前机电一体化专业教学中存在的问题。首先,课程内容设置落后。许多职业学校机电一体化专业在课程设置上往往是对固有教材的重复利用,而忽视了社会的发展使得企业需求发生的变化,因此教学内容与企业的人才需求不相符合。其次,重理论教学而轻实践操作。由于许多教师在教学过程中沿袭了传统的教学模式,坚持以教师为中心,一味地对机电相关的理论知识进行强制灌输,而忽视了实践的重要性。这种被动地学习模式也使得学生学习的积极性与主动性受到了压制,不利于学生对知识的掌握。而缺乏实践的经验,也不利于学生创新能力的培养,与素质教育的要求相背离。再次,机械学与电子学被分离开来。机械制造与电气工艺这两类技术的联系越来越紧密,许多产品在操作上都需要操作者同时具备机械学与电子学的理论。但是在实际教学中,许多职业学校在课程设置上将这两类学科分离开来,有的偏重于机械学的教学,有的偏重于电子学的教学,使得学科之间的平衡性被打破。而学生在学习过程中也难以掌握学科之间的有机联系,常常出现偏科的现象,不利于其全面发展。最后,校企之间缺乏有效的合作。根据教育部的规定,在技工学校的教学中应当加强学校与企业的合作来为学生提供一个实践基地,进一步培养学生的实践能力。但是当前许多职业学校尽管与部分社会企业建立合作关系,但是却没有落到实处,只是让企业管理者简单地讲述一下机电一体的相关知识,而没有让学生真正深入一线去具体实践,因此校企合作仅仅是流于表面形式而已。
二、机电一体化专业“机”与“电”课程平衡性的体现
1.课时设置的平衡性。在机械学与电子学相关课程的课时设置中,学校为了体现课程之间的平衡性,使二者在专业课程中所占的课时比重相当,理论课与实践课所占的总和分别占35%左右。
2.知识要求的平衡性。在机电一体化专业的考评机制中,机械学与电子学相关的课程都是重点考查的内容,除了理论性知识之外还加强了对学生实践能力的考查。
3.专业知识的交叉。在专业课程中,为了凸显课程之间的平衡性,在知识教学过程中,两类课程都涉及到知识的交叉。例如在数控机床机械结构课程中,既有机械学知识的教学,又包含了电子学的内容。
三、机电一体化专业课程平衡对学生专业素养的影响及实现
1.综合型人才的培养。与一般的专业课程不同,机电一体化专业的设置是借鉴了德国“双元制”的教学模式,通过对两类独立的课程进行学习,培养学生在机械制造与电气工艺方面的维护、调试、管理的能力。在学习过程中,教学紧紧围绕机电一体化知识,让学生掌握两类不同的技术,并通过实践增强对这两类技术的熟练度。因此实现机械学与电子学课程之间的平衡性,能够让学生更好地掌握这两类学科的知识,实现综合发展。
2.实用型人才的培养。机电一体化专业是一门具有较强应用性的课程,所涉及到的机械学与电子学的知识,都与实践有着密切的联系,只有通过具体的实践才能使知识的效用发挥到最大。因此,无论是在机械学的教学中还是在电子学的教学中,教师都应该注重学生实践能力的培养,让学生通过一系列的机械组装维修活动来提高对知识的应用能力。并让学生参与到合作企业的具体实践中,通过深入一线对企业生产的管理活动进行了解与体会,能够培养学生的操作能力,并学到一定的生产管理经验,为其以后参加工作奠定良好的基础。
3.创新型人才的培养。随着科技的进步,各大企业对人才的要求也更为严格,更多的是对创新型人才的需要,因此机电一体化专业的教学也要根据社会的实际需要,考虑到岗位需求与职业发展的需要,来培养学生的创造性思维。通过对学生实践能力的培养,能够让学生对学到的知识有更深刻的体会,并从中挖掘出新的理念、想法,通过将这些新的想法理念具体实施,能够培养学生的创新思维以及发散思维,从而培养出具有创造能力的新型人才,在机电一体化领域发挥更大的作用,促进该领域的快速发展。
4.素质型人才的培养。在当前素质教育的背景下,“机”与“电”课程的平衡性,不仅仅指的是机械学与电子学之间的平衡,在机电一体化专业的培养目标中,还包括了学生德、智、体、美以及良好职业道德的培养。因此在理论教学与实践教学之外,加强对学生各方面素质的培养,符合素质教育的要求,同时也是促进学生个体特征完善的要求,能够培养出符合时代特征的素质型人才。
四、结束语
机电一体化专业是一门对学生能力要求较高的综合型专业,因此只有实现课程之间的平衡性,才能促进学生综合素养的提高。
参考文献:
通过对目前机电一体化技术教材的调研,分别分析了机电一体化传统教材和以项目式教材的内容体系,并指出传统教材和项目式教材在编写时应注意的问题。提出通过在教材中开辟“小栏目”的方式增强教材的可读性、趣味性、实用性,并体现教材特色。最后对传统教材和项目式教材内容体系进行对比分析,给出项目式机电一体化技术教材内容体系的具体改革措施。
关键词:
机电一体化技术;内容体系;项目式;小栏目;特色
中图分类号:
G4
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2014)04-0148-01
1 机电一体化技术课程性质及培养目标
机电一体化技术是机械设计制造及其自动化专业的专业核心课程。该课程从机械电子结合的角度介绍机电一体化的主要研究内容及应用领域、机电一体化系统的构成、典型产品分析、机电一体化系统的设计等内容。使学生了解和掌握机电一体化的重要实质及机电一体化设计的理论和方法;能综合这些技术进行机电一体化产品的分析、设计与开发。
2 机电一体化技术传统教材的内容体系
一个典型的机电一体化系统,应包含以下五大基本要素:机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程,其主要相关技术可以归纳为六个方面,即机械技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术和系统总体技术。
机电一体化传统教材正是按照以上机电一体化的五大组成要素或六大关键技术而构建内容体系的,其典型内容体系如表1所示。
表2所示的内容体系,全书围绕机床工作台的驱动这一大项目,以进给传动机械系统、工作台单片机控制系统、数据采集系统、步进电动机的环形分配系统四个分项目分散于对应章节内容的最后一节,通过四个分项目来串接整个教学内容,并在最后一章列举了其它机电一体化项目教学案例。表2所示的内容体系将子项目和章节内容融为一体、有机结合,既实现了项目式教学模式导向的目标,又不失传统教材的严谨性和完整性。学生在学习各章节并完成相应子项目的过程中均要考虑对总项目“机床工作台驱动”这一系统的影响,由此使学生形成从“系统”的角度考虑问题的思想,而“系统论”正是“机电一体化”的精髓所在。
在编写项目式教材的过程中,除了考虑要兼顾知识体系的完整性,还要考虑所选项目的针对性和难易程度。
4 增设“小栏目”体现教材的特色和亮点
小栏目是以“豆腐块”的形式置于章节的前面、后面或穿插在章节内容中间,并以不同于正文的字体或字号来表达。例如,开辟一些实践性、经验性和工程性较强的栏目,如“工程背景”、“选用思维”、“应用点评”、“工程案例”等,以引导学生培养工程意识;也可增加如“知识目标”、“小结”、“延伸阅读”、“学习方法”等栏目,一方面可以方便学生自学,另一方面可体现相关技术应用的最新成果、研究的前沿热点等,增强教材的可读性和趣味性。
5 项目式教材改革举措
将传统教材和项目式教材内容体系对比分析如表3所示。
由表3可见,一本理想的机电一体化项目式教材除了要体现项目式教学模式的导向外,还应完整传达机电一体化的知识体系,所选项目要具备典型性、难易适中,与机电一体化相关技术有机融合。同时,可通过增设的小栏目的方式,以引导学生培养工程意识、增强可读性、趣味性、方便自学等。
参考文献
[1]徐航,徐九南.机电一体化技术基础[M].北京:北京理工大学出版社,2010.
[2]吴晓苏,范超毅.机电一体化技术与系统[M].北京:机械工业出版社,2009.