机电一体化内容模板(10篇)

时间:2024-03-21 16:43:03

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇机电一体化内容,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

机电一体化内容

篇1

一、课程存在问题

机电一体化系统设计》的教学内容各部分内容差别很大,连续性差,教师在讲授过程中,必须将各个章节的内容有机联系起来;此外,各部分内容又相对独立,若讲授时一视同仁,不分主次,往往给学生造成是在重温旧知识的感觉,甚至搞不懂学习这门课程的真正目的是什么[3]。《机电一体化系统设计》的主要任务是使学生树立正确的系统设计思想,培养理论联系实际、调查研究、刻意创新的能力,使学生掌握机电有机结合的理论、机电一体化系统设计的基本规律及基本方法,具备机电一体化产品的设计能力。仅靠传统的课堂授课是无法实现这个任务目标的,必须从教学内容和教学方式上作出改革。

二、教学内容改革

1.以系统设计思想为主线。机电一体化的目的是提高产品或系统的附加价值,即多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源,并使产品结构向轻、薄、短、小化方向发展,从而不断满足人们生活的多样化和生产的省力化、自动化需求。因此,机电一体化的研究方法不能只是简单拼凑,应该从系统设计方案开始到各元部件选择到系统最终成形的全过程都要贯彻系统设计的思想。首先是从整体角度及可行性方面对系统进行多种整体方案设计;然后对其机械机构、执行元件、微机控制系统、检测传感装置等组成部分及相关接口进行细节设计;最后对系统性价比进行衡量,得出优化设计方案,选择原则是在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。以上三个环节相互影响,一般在绪论里讲第一个环节,在此环节让学生了解一个典型的机电一体化系统或产品整体上的五大功能构成和五大功能要素,在进行系统整体方案设计时可能有多种选择,需要结合系统的功能要求、技术指标和成本控制多方面因素进行综合评价,优化出最佳的方案。以设计精密数控机床为例,从总体上对其五大功能和功能要素进行分解,分解的结果可以用功能矩阵来表示[4],最终设计方案的选择取决于能否提高产品或系统的附加价值。第二个环节分别讲述构成机电一体化的功能要素,尽管每一功能要素在内容上相对独立,但它们作为机电一体化系统或产品组成部分,通过广义接口联系在一起,彼此相互影响,学生只有认识了这一点,才能从总体上把握机电一体化的系统设计思想。还以设计精密数控机床为例,为了达到高精度,可以选用精密机械,但这势必造成系统成本的增加,而且,成本有可能随着精度要求的提高成几何倍数增加。另一个可行的方法是采用软件补偿来提高精度,但这会对微机控制系统和传感检测系统提出新的要求。第三个环节是对系统性能的综合评价,评价的结果不符合要求时还有可能需要对整体方案或各个功能要素重新选择,直至满足要求为止。在课程讲述过程中,仅仅介绍系统设计思想,既抽象又枯燥,若能结合实际案例,学生就会在潜移默化中逐渐领略机电一体化系统设计方法的精髓。一般教材在后面的章节中都会给出很多的案例,建议这些案例不要都放在最后讲,找出一个或几个典型案例,在讲授每一部分内容时都结合该案例,并将系统设计方法融于其中,既利于学生对知识的掌握,又能起到举一反三的作用,便于学生分析和设计其他的机电一体化产品。

2.以理论联系实际为导向。高等学校培养的是具有创新能力的高级应用型人才,即具有较高的综合素质,宽厚扎实的专业理论,并能将理论应用于解决实际问题,且有创新实践能力的高级专门人才。机电一体化系统设计综合性较高,知识点量多面广,并且内容抽象,学生很难在有限的课时内完全掌握;而对于从事该门课程教学的教师来讲,不能只注重理论知识的讲解,要以理论联系实际为导向。为此,课前要做大量的准备,广泛积累素材以丰富课堂教学效果,将抽象的道理通俗化、形象化,加深学生的印象。如有时教材上只介绍某些元部件的工作原理,学生即使明白其工作原理了,但对其长什么样却知之甚少,更谈不上怎么用了。可以利用网络平台下载很多产品样本,产品样本主要是推销产品用,一般会详细介绍产品的外形和应用,将教材和样本二者结合在一起讲述,无形中就将理论和实际联系在一起了。此外,还可以在授课过程中加强演示验证内容,俗话说百闻不如一见,有的知识应用性较强,理论比较抽象,很难通过讲的方式让学生掌握,但通过实验或者观看视频等,立刻就拨开云雾见晴天了。如在讲光电编码器时提到,光电编码器的输出信号可以经过2倍频或4倍频以提高检测分辨率,用语言描述时学生不容易理解,把光电编码器信号引出来,用示波器一看,一目了然。当然也可以通过《机电一体化系统设计》课程设计,让学生利用所学亲自参与机电一体化产品设计,在设计过程中通过查阅资料、技术调研、设计加工、组装调试等可进一步加强学生理论联系实际的能力。

篇2

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)46-0213-04

一、引言

电子专业课程内容通常比较抽象,理论性强,专业术语、名词概念多,与学生过去所学的知识联系不大,学生不但理解领会课程内容有一定困难,应用于实践时更是举步维艰,显然不能满足技能型人才培养的要求,因此,改进电子专业课程的教育教学方法成为师生们在教学中不断探索的课题。

笔者在教学实践中探索以项目为载体来重构课程内容体系,通过建构主义的指导思想建立起应用于电子课堂和实验室的教学理论和方法,采用“教、学、做”一体化的教学模式展开教学,希望通过这种新型的教学方式可以对电子专业课程教学带来新的力量和成果,让学生对电子学产生更加浓厚的兴趣。

二、构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系

要构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系,首先,必须加强实践教学,只有加强了实践教学,才能将实践教学从附属于理论教学的地位独立出来,以“做”来引领“教”和“学”,在“做中学”、“做中教”,形成“教、学、做”一体化教学模式。然后,沿着实践教学主线,将所需要的理论知识进行梳理,以必须、够用为原则选择内容以及内容的讲解形式,重构每门课程的内容。

我院电子专业课程体系主要由以下课程构成:

第一学期,开设了《电子元器件识别与检测》和《电工技术实训》等专业课程;第二学期,开设了《模拟电子电路分析与调试》、《收音机安装与调试》等专业课程;第三学期,开设了《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》、《电子综合实训》等专业课程;第四学期,开设了《单片机技术与实践》、《EDA技术与实践》等专业课程;第五学期开设了《电子系统设计与制作》、《单片机技术综合实训》等专业课程;第六学期,企业顶岗实训。

在以上课程体系的构建中,有些课程是理实一体化课程,这类课程有《模拟电子电路分析与调试》、《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》和《单片机技术与实践》等;有些实践从专业理论课程中单独剥离出来,开设成一门专门的实践课程,这类课程有《电子元器件识别与检测》;有些课程采用整周实训来完成一个综合项目的教学模式进行,这些整周实训的课程大都有一个特点,是对某门专业课程的综合应用,如电工技术实训、单片机技术综合实训等;有些整周实训课程尝试脱离某门专业课程,将多门课程有机综合在一起,这类课程有《电子综合实训》、《收音机安装与调试》等。

三、基于“教、学、做”一体化电子专业课程内容重构

根据教学的组织原则及课程的特点,各课程组织的形式会有所不同,要求完成的任务目标也有所不同,下面选取三门课程分析在教学中如何依据“教、学、做”一体化来重构课程内容:

(一)《模拟电子电路分析与调试》课程通过设计实践项目,将理论知识嵌入到项目中重构课程教学内容

模拟电子技术是电子专业的一门重要的专业基础课程,由于专业性很强,很多学生在学习时,就被这门课程难住了,从而觉得电子专业很难,放弃对电子专业的学习。多年来,我一直在思考如何上好这门课程,如何让学生从这门课程起步,激起学生学习专业的兴趣,踏入电子技术的神奇领域。

我们在上学期模拟电子技术一体化教学中使用项目教学法开展教学,其实践过程是:

首先,我们确立了采用哪些项目来把这门课程的知识点贯穿起来,通过这些项目的实践来带动相关理论知识的学习,并用理论知识指导项目的分析,实现项目的功能。我们最后选择以下项目来重构模拟电子电路分析与调试这门课程内容。

项目一:集成稳压直流电源的制作。这个项目中包含的知识点有二极管的识别与检测、二极管构成的整流电路分析与调试、电容滤波电路分析与调试、稳压电路分析与调试等知识点。

项目二:单管音频放大电路制作。这个项目中包含的知识点有三极管的识别与检测、单管放大电路的组成、工作原理分析与调试等知识点。

项目三:多级负反馈放大电路的制作。这个项目包含的知识有多级放大电路组成、工作原理分析、反馈的判断、引入负反馈后对电路影响等知识点。

项目四:集成音频放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是认识集成运算放大电路,已经分析集成运放构成的典型电路等知识点的学习。

项目五:低频功率放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是功率放大电路的组成特点、工作原理分析和调试电路等知识点。

项目六:正弦波振荡电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是电路起振的条件,会分析判断电路能否满足电路振荡的平衡条件,熟悉典型振荡电路的组成结构特点等知识点。

项目七:调光台灯的制作。这个项目中包含的知识点主要有晶闸管的识别与正确使用,单向可控整流电路的组成、工作原理已经电路调试等知识点。

然后,我们确定了这些项目实施的教学方法:实践―理论―实践的方法。

第一环节――实践:在简单讲解这个项目工作过程的基础上,发给学生元件让学生根据提供的项目原理图焊接电路,要完成这步实践,学生要能对元件进行识别与检测,通过这一步的实践让学生掌握元件的识别与检测,并学会看懂原理图元件之间的连接,能根据原理图正确焊接电路,同时为第二个环节的实施打下基础,学生通过焊接电路必然对将要讲解的项目电路非常熟悉。在这个环节同时让学生测试关键点的数据或波形,不管测试成功与否,学生这时候都有很强的要了解这个电路是如何工作的学习需求和兴趣,这时候要求学生全部停下这一步实践,进入到第二个环节――理论。

第二环节――理论:围绕着这个项目涉及到的知识点,教师开始讲解相关的理论知识,然后应用这些理论知识分析学生刚才焊接的项目电路,理论分析并计算关键点的电压,理论分析关键点的波形,并教会学生判断故障,检测电路,如果某一点的没有测到理论分析应该得到的电压或波形,如何来检测电路,排除故障,直到得到正确的结果。接下来,就进入到下一环节――再实践环节。

第三环节――再实践:通过第二环节的学习,学生基本明白了这个电路是怎样工作的,接下来,学生进入到再实践环节,在这个环节要求学生对焊接的电路进行测试,记录相应的数据波形,并判断测试结果的正确与否,在这个环节,学生要学会并完成电路检测、故障的排除,学会正确使用仪器仪表,这个过程的完成在第二环节理论指导的基础上进行,通过这一环节实践对理论知识在实践中的应用进一步的掌握,并加深对理论知识的理解。

(二)《电子元器件识别与检测》成功剥离成一门专业实践课程

电子元器件是电子技术中的基本元素。任何一种电子装置,都由各种电子元器件合理、和谐、巧妙地组合而成。传统的电子专业教学计划内一般不会含有单独的电子元器件识别与检测课程,通常只是在讲授《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程时,介绍部分课本讲授需要接触到的元器件,这就导致了对整个电子元器件的介绍系统性不强,再加上《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程自身的学习难度就非常高,导致了学生的学习压力非常大,通常很难掌握好。因此,在教学中,将电子元件识别与检测技能单独剥离出来形成了《电子元件识别与检测》课程。该课程以培养学生了解常用电子元器件的识别、检测及使用等电子技能的基本功为起点,整个教学过程均安排在实训场地,按照项目式教学的方法开展教学。

《电子元器件识别与检测》课程项目设计如下:

项目一:电阻、电容的认知与检测。认识电阻的分类,电阻器的标称系列,阻值的标注法。认识电位器外形及工作原理介绍。常用电容器的性能,容量标称法,规格与标注方法。掌握电解电容的简易检测法。

项目二:半导体二极管、三极管及可控硅的认知与检测。认识二极管的分类,型号命名方法,基本用途。用万用表简易检测二极管性能方法。认知三极管的分类,命名方法(国内及国外),三极管的选用条件,更换替代原则,三极管引脚的识别与测试技能。单向可控硅的检测及引脚判定。

项目三:变压器及继电器的认知与检测。熟悉变压器的基本应用。掌握变压器的一般检测方法。了解继电器的一般结构。

项目四:发光二极管、光敏元件及光电耦合器的认知与检测。了解提高光放大器灵敏度的方法,光电耦合器的一般检测方法。

项目五:集成电路及音乐芯片认知与检测。掌握集成电路的分类,国内外集成电路的命名,封装外形与引脚顺序识别。熟悉用万用表检测F007。使用MOS集成电路一般常识。

项目六:扬声器、传声器及开关接插件的认知与检测。扬声器的分类,主要技术参数,电动式扬声器的工作原理,喇叭与压电陶瓷片的检测。话筒的种类,结构与工作原理,动圈式与驻极体话筒的检测。

项目实施过程中,从实践入手,对于每种元器件,从结构简介开始,由浅入深地介绍它的外形、符号、命名方法、工作特性、主要应用、使用注意事项、好坏判断等。通过本课程的学习,学生很快就对所需元器件有了全面的了解和掌握,通过动手提升了学生的学习兴趣,并为其学习后续课程和今后在专业中应用电子技术打下了良好的基础,同时还极大地减轻了后续课程的学习难度。

(三)《电子综合实训》成功将多门专业课程整合在一起

《电子综合实训》整周实训课程以工作任务为线索,以实际电子产品――函数信号发生器为载体,以任务实施为导向,通过以制作一个具体的、具有实际应用价值的函数信号发生器产品为目的的工作任务展开构建项目式的学习任务,将整个函数信号发生器的工作任务分成以下七个学习任务:

任务一:函数信号发生器的电路设计;任务二:函数信号发生器的电路仿真;任务三:函数信号发生器的PCB设计;任务四:函数信号发生器的PCB制作;任务五:函数信号发生器的元器件识别与测量;任务六:函数信号发生器的安装与调试;任务七:编写函数信号发生器技术文件。

每个任务按照任务目标任务要求相关知识任务实施任务总结的思路安排,充分体现“在学中做,在做中学”的教学思路。项目的工作任务与现实工作紧密相关,为学生模拟了一个更贴近实际工作的学习环境。

该课程将《电子元器件识别与检测》、《数字电子技术与实践》、《模拟电子技术与实践》、《电子线路板设计与制作》、《电子电路仿真技术》、《电子产品制造与工艺》等专业课程有机的整合到了一起,使学生通过本课程的学习掌握了电子产品电路设计、电路仿真、PCB设计与制作、电路板的安装与调试及简单故障的排除。通过本课程的学习提高了学生对电子专业的直接认识,让学生通过设计制作实际电子产品感受到了成就感,极大地提升了学生的学习兴趣,使学生的综合素质和职业能力得到了显著提高,为学生的后续学习以及职业生涯的发展奠定了很好的基础。

四、结束语

经过实践证明,这种在建构主义学习理论的影响下,通过选取一个个典型“项目”为载体重构课程内容的方式,是一种比较有效的教学内容组织方式,它突破了传统的灌输学生理论知识的教学模式,采用“教、学、做”一体化的教学模式,通过项目为载体,用任务驱动来引领学生在实际工作任务的牵引下,激发学生学习课程内容的内在的求知欲望,达到学以致用的目的,同时能将所学的知识与它的实际应用联系起来。学生通过解决实际问题来实现对知识的掌握,大大提高了学生学习的积极性和主动性。

参考文献:

[1]徐国庆.职业教育项目课程开发指南[M].上海:华东师范大学出版社,2009.

[2]崔成,旺曹伟.基于任务驱动的模拟电子技术课程教学模式探索[J].教育与职业,2012,(05).

[3]李军.“教、学、做”一体化任务驱动型高技能教学模式构建[J].职业技术教育,2009,(08).

篇3

中图分类号:G642.0 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2013)21-0139-03

机电一体化课程是一门以精密机械技术为基础,综合电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术为一体并应用到实际中去的高技术学科,是机械工业发展的必然方向。为了适应科学技术的高层次发展,紧跟国际化科技的潮流,河南机电高等专科学校机电专业在初创时期,特别强调“机电一体化技术”课程模块的设置与教学,并且对于这种侧重于实践应用和变化较快的课程内容,为了能够及时跟踪学科的前沿发展,使得学生的学习更具有时效性,还把它设置为机电一体化创新设计课程,并且选择北京理工大学长期从事机电技术学科教学和研究的张建民教授撰写,高等教育出版社出版的《机电一体化系统设计》一书作为教材,借以促进机电一体化技术课程教学中学生学习兴趣的激励和教学教法的出新。

1 “机电一体化技术”教学课程的定位

把“机电一体化技术”课程设置为模块化教学课程,不仅因为它是“机械制造及自动化”专业课程体系中的主干专业课程,而且对于这种机电一体化属性的课程内容,学生有兴趣和渴望掌握相关领域前沿应用的摄取能力,使其有助于今后的学习并及时为就业和机电产品开发应用服务。在前期的相关课程教学中,学生对“机电技术类”课程踊跃选修,“全国大学生机械电子设计竞赛”连年参与人数在百人左右,足以表明学生的这种兴趣和渴望。

“机电一体化技术”课程作为机械技术与微电子技术的新兴交叉学科,融合了机械技术、电子技术、信息技术等多种学科的技术基础,体现了“以机为主、以电为用、机电有机结合”的原则。因而,“机电一体化技术”课程的教学内容,也要涵盖机电技术领域的全部技术基础分支,使学生全面了解相关学科知识内容,综观机电一体化技术发展的必然趋势。《机电一体化系统设计》一书被认为是国内机电技术学科领域具有代表性的经典论著之一,并在国内许多本科类及高职高专类学校被用作教材或教学参考书。其具有较强的先进性、实用性和权威性,具备了如上各个技术分支的理论基础,内容丰富、深入浅出、层次清晰、理论与应用并重,能够将现代机电技术的原理、技术与应用有机结合,良好地引导学生对新知识的渴求。

《机电一体化系统设计》一书除了书本的课程内容之外,还包括相关文献参考资料电子版以及网络链接学习材料的CD-ROM光盘,为学生提供了一个广泛的学习空间。作为“机电一体化技术”课程教学的教材,它在提供了知识点齐全、难易度适中的课程内容的同时,还为教学和学习提供了机电产品的设计实例,利于在教与学互动过程中进行实践应用的检验和对机电产品设计的理解,获得有益的教学效果。

为此,确定“机电一体化技术”课程教学的基本目标定位:通过相关学科知识的学习和掌握,营造师生交流互动的实践应用设计环境,促使学生系统了解机电技术学科知识,掌握机电一体化产品系统设计方法,锻炼提高学生“机电有机结合”的实际应用能力。

2 实践讨论教学模式的采用

实施机电一体化技术专业课程的实践互动模块讨论式教学,不仅能够使学生在整体把握专业知识的同时获得理论与实践的互动理解,锻炼和提高机电一体化产品设计的系统化思维及应用能力,还将反过来促进学生对先进学科知识的兴趣和追求。

机电一体化技术教学就是要营造一种实践学习及系统应用专业知识的环境和氛围,但是它应该完全不同于全实验的专业课程授课。当前,一些教师的实践互动模块讨论式教学并未起到实际效果,不仅有教师教学方式的缺陷,还有学生自主探究学习方式应用的不足。因而,在这种实践综合应用专业知识课程的教学中采用“侵入式”授课,势必造成学生对专业知识的思维理解滞后以及对知识点整体链接思维的障碍,从而影响师生课堂上的交流互动,无法达到促进学生积极学习的目的。为此,必须采用“实践互动模块讨论化”的方法,充分利用校内机电实验设备,有序地为学生设置实践互动模块讨论式的教学环境,针对机电一体化产品功能模块授课,达到学生对专业课程的逐步接受适应和学习主导性的稳步完成。

“实践互动模块讨论化”的机电一体化技术教学就是教育者努力创设互动性、参与性的教学氛围,让学生“浸泡”于机电一体化技术应用的环境里,潜移默化地提高学生理论应用于实践的系统思维整合能力。为此,在“机电一体化技术”课程教学中,首先坚持采用教材中的系统知识点,在机电一体化产品为背景的环境中以教材中机电一体化系统设计实例方法及结合科研成果构建学生的学习环境,从而否定了采用课堂讲义灌输式授课的原始方法。在教学过程中,不仅利用教材内容模块式编辑课程教学课件,采用理论知识与实物对照的讲解并设定互动讨论式交流,还发挥多媒体教学手段的作用,配备了动画及音频的实例演示教学内容,随时提问和讨论知识难点。为了达到与课堂教学的统一,延续课堂教学内容效果,每次课后的习题作业要求学生针对机电一体化实例分组设计完成;并且实验课程内容采用案例式介绍,实验报告要求结合科研成果讨论解决方案有所创新。最后采用理论闭卷考试(占总成绩的60%)、课程设计(占总成绩的30%)和平时讨论的参与程度(占总成绩的10%)三者结合考核,作为最终成绩。同时,鼓励学生参加机电产品创新设计大赛各种活动,获奖人员的课程设计设定为优秀(90分以上),使得学生对整个课程内容的学习都处于积极主动之中。

通过这种教学方式,试图培养学生在学习和应用机电一体化技术中了解和掌握如何“用机电一体化系统的设计原理与方法去设计改造机电一体化产品”,并进一步过渡到利用“以机为主、以电为用、机电有机结合的系统思维解决实际问题”。学生通过对专业技术知识的丰富和机电产品设计应用和改造能力的提高,将获得机电结合型高素质的综合发展,成为具备走向国际、放眼全球的科技人才。

3 机电一体化教学资源的广泛挖掘

“机电一体化技术”课程涉及机电技术各个分支学科的原理、技术与应用,每个分支学科都是世界现代高科技领域的一个缩影。根据“机电一体化技术”课程的这一高科技现代化特点,广泛挖掘利用其教学资源,促进学生技术知识的猎取和实践能力的锻炼。

首先,“案例教学”的网络资源利用。把具有重要学习意义的一些机电技术的原理、设计方法等进行课程模块划分,如划分为机械系统部件模块、机电执行元件模块、机电微机控制模块、机电元部件特性模块、机电结合设计及改造模块等,作为课程内容的讲述内容,要求学生利用网络搜索工具,充分进行相关预备知识内容的检索和复习,并通过机电一体化技术应用案例的检索,获取、对比并介绍、讨论相关设计案例,深入理解机电一体化系统各要素的联系。通过这种学习过程的熏陶,学生不仅深入地理解和复习相关的课程知识,还将对课程内容产生浓厚兴趣,激发后续继续学习的潜力。

其次,实践实验教学利用。目前,“机电一体化技术”的一些课程内容,已经广泛应用于各类机电产品中,并且,一些课程内容还是机电技术知识在实际机电类产品中的扩展应用。如数控机床、工业机器人、照相机、苹果手机、自动打卡机等,更是反映了机电技术的跨学科延伸。因而,充分利用校内实验教学课程资源的数控加工中心及各类机电一体化实验设备,结合机电一体化技术在实际生活中的应用实例,为学生提供丰富的机电一体化技术学习参考,将能使学生获得更为广泛的学习空间和开阔的知识视野。

再者,结合企业实际进行机电产品的设计改造应用。现代机电技术的发展,导致机电产品革新换代很快。为此,积极联系当地机电企业,实地考察企业需求,为学生营造企业环境条件,参与企业机电产品的创新设计过程。学生以毕业设计方式进行机电一体化产品的系统设计,教师进行难点指导,以此达到机电一体化系统设计整合思维的训练和机电一体化技术的实际应用。

4 问题与建议

通过“机电一体化技术”课程实践互动模块讨论式教学的初步实践、学生学习的测试以及实践设计考核,证明学生机电一体化专业知识的运用能力的提高。但是,要达到“用机电一体化系统的设计原理与方法去设计改造机电一体化产品”,还需要教师的悉心辅导;利用“以机为主、以电为用、机电有机结合的系统思维设计机电类产品”则需要更长久的锻炼。并且,机电一体化技术的实践互动模块讨论式教学也显示了一些需要解决的问题。

投入时间多、花费精力大,是学生机电一体化专业课程学习中普遍反映的问题。在教师完成大量的机电一体化技术教学备课任务之后,学生就将面临对大量机电一体化教学材料的学习过程,预习、复习以及运用机电一体化技术对问题和实验报告的撰写,都将耗用学生大量的学习时间。同时,其他课程学习的时间分配又将影响本课程的时间投入,似乎成为一个难以解决的矛盾。因此,实施机电一体化课程教学,必须要求学生加强基础专业知识的学习,铺垫好前期知识储备这一关;同时,考虑到学生的差异,还要采用循序渐进的方法,在课程的初期阶段加大相关基础知识间联系的介绍比率,随着课程的进行逐渐加大机电一体化技术应用和学生主导的比例,不断实施、改进和提高。无论如何,依据教材是必须的。

有必要进行机电一体化教学课程的系列化建设,为其教学提供更为广泛的实践培养环境。要使学生具备高素质的知识能力,获得勇于竞争的意识和潜能,适应未来走向世界的发展需求,必须有充分广泛的实践应用氛围的熏陶。“机械制造及其自动化”专业课程体系中有着许多高科技信息化的课程内容,为了达到培养高素质多技能的科技人才的目的,不但要改进和完善“机电一体化系统设计”课程的教学内容、方法和手段,还要进行系列化的机电一体化技术教学课程建设,为学生提供更为长期广泛的机电一体化教学条件和学习环境。只有使学生处于良好持久的机电一体化技术环境氛围中,才能浸染成长为机电有机结合的科技后备力量。

我国高等院校的机电一体化技术教学实践获得许多教育工作者的肯定,但是一些理性的分析也指出了需改进的地方。无论如何,只有认识到机电一体化技术教学的长期性,坚持不懈地探索和实践,才能创造该教学的良好环境和条件,克服和改进其缺陷与不足,实现培养机电一体化科技人才的目的。

参考文献

[1],郑永军.以高新技术学科内容构筑科技人才培养体系[J].科技进步与对策,2002(12):87-89.

[2]张建明.机电一体化系统设计[M].北京:高等教育出版社,2001.

[3]陈遇良.机电一体化教学研究[M].北京:中国电力出版社,2002.

篇4

随着机电一体化技术及其行业的发展,社会对机电一体化人才综合素养提出了更高的要求,因此,学校所开展机电一体化专业教学在面临着人才缺口矛盾的同时,也需要对传统的人才培养方向、培养模式等作出改革,从而更好地应对社会需求给机电一体化专业教学带来的冲击。在此背景下,对社会需求导向下的机电一体化专业教学改革作出研究与探讨,对于提升机电一体化专业人才培养质量、推动机电一体化技术与行业的发展都具有着重要的现实意义。

一、机电一体化专业人才培养需求

随着机电一体化技术及其产业的发展,许多先进的现代技术都被应用到机电一体化领域中,这对于提升机电一体化技术的应用范围与应用价值都具有着重要意义,同时也推动着机电一体化技术逐渐成为推动社会发展过程中不可或缺的重要力量。在这样的背景下,机电一体化技术在社会生产中得到了越来越广泛的应用,与此同时,社会对机电一体化人才的“质”、“量”要求也在不断提升。从“量”方面来看,当前机电一体化已经成为了世界机械工业技术发展的重要方向,同时也是我国机械工业实现自身发展的必由之路,因此,人才紧缺成为了机电一体化专业人才培养必须面临的问题。如智联招聘在2015年6月了北京市对机电一体化专业人才需求的统计结果,即北京市对机电一体化人才的每月需求量为200多个,而这也仅仅是智联招聘一个平台对北京这一个城市所作出的人才需求统计,由此可见,当前社会对机电一体化人才具有着旺盛的需求;从“质”方面来看,机电一体化技术的发展必然要求机电一体化人才所具有的专业素养得到持续的更新,并且,由于机电一体化专业具有着极强的实践性与技术性,因此,应用型、复合型人才成为了社会在机电一体化技术领域的主要需求,这也决定了学校所开展的机电一体化专业教育应当重视学生理论知识、实践技能等共同构成的综合素养的提升,只有如此,机电一体化专业教学才能够与社会需求实现良好的对接。

二、社会需求导向下机电一体化专业教学改革方向

(一)以市场为导向开展专业设置。以社会需求为导向的机电一体化专业教学改革,要求专业设置工作能够将应用型人才的培养作出核心要求,与此同时,专业需要体现出与市场的对接,特别是体现出与机电一体化产业基层一线人才职业素养需求的对接。为此,在专业设置中,学校需要对企业所提出的人才标准和人才需求作出充分的了解,并以此为依据对机电一体化专业作出战略性的定位。当然,在专业设置中,学校也需要依托于自身的优势资源体现出专业特色,也同样是提升机电一体化人才就业竞争力的关键。

(二)理论与实践结合理念下的课程体系构建。在机电一体化专业教学改革中,课程体系的构建也是对教学内容作出选择与安排的过程,这对于学生到底掌握了哪些知识和能力产生着决定性的影响,为此,社会需求导向下的机电一体化专业课程体系构建,需要体现出与社会人才需求和岗位能力要求的要求。具体而言,机电一体化专业教学需要根据学生的专业素养层次将课程氛围基础课程、专业核心课程与素质拓展课程三个部分,并以理论课程的内容和进度来设置实践性课程。其中,实践性课程的目标应当定位于推动学生深化自身的理论知识体系并掌握一定的知识运用能力,当然,实践性课程也需要重视社会需求的导向性。

(三)理论与实际并重的教学过程。由于机电一体化专业教学涉及到了广泛的知识并体现出了极强的理论性与实践性,因此仅仅通过开展理论教学,很难确保学生对机电一体化专业知识和能力作出系统性的、深度的掌握,并且在教学实践中,如果仅仅重视理论学习,也会弱化机电一体化专业教学的吸引力,从而制约学生学习积极性和学习热情的提升。当然,实践教学的开展虽然能够更好地调动学生学习兴趣,并可以在提升学生职业素养方面发挥出重要的作用,但是实践教学的开展也需要以理论教学的开展为基础。由此可见,机电一体化专业教学过程中的理论教学与实践教学缺一不可,为此,在机电一体化专业教学改革中,应当体现出教学场景的多元化、教学方法的多元化、教学手段与教学工具的多元化等,从而在践行理论与实际并重这一原则的基础上,推动学生专业素养适应社会对机电一体化专业人才提出的要求。

(四)以提升学生职业能力为出发点的教学计划。在机电一体化专业教学改革中,教学计划的制定对人才培养方向发挥着导向性的作用,因此,为了适应社会需求,机电一体化专业教学改革中教学计划的重新制定必须体现出与社会需求的适应性。具体而言,在机电一体化专业教学计划的制定中,学校需要重视对社会人才需求、岗位能力要求等作出调研,并围绕这些内容做好教学大纲的设计、教学重点的安排、教学内容的确定以及考核体系的构建,确保教学的开展体现出系统性与连贯性,从而实现机电一体化教学计划与社会对机电一体化人才需求的对接。

(五)产学结合的人才培养模式。推动学生进入企业参与生产实践,是社会需求导向下的机电一体化转教学改革的有效路径,因此在机电一体化专业人才培养过程中,有必要实现教学模式的多元化发展,将课堂教学与产学结合结合起来,使学生能够具有更多体验真实工作环境、参与真实工作流程,并提升自身职业能力。对于社会企业而言,产学结合不仅能够为自身提供更多的人才选择,而且能够使自身享受到学校所具有的科研优势、师资优势等,而对于学校而言,产学结合不仅能够为机电一体化专业学生提供更多的实习机会,而且也能够帮助自身解决实训资源不足的问题,由此可见,产学结合主体具有着强烈的合作动机,并且能够推动机电一体化专业教学改革适应社会需求。为此,学校有必要通过与社会企业进行优势资源互换来积极寻求与社会企业开展深度合作的机会,从而实现学校教育与岗位教育的协同发展,并推动机电一体化专业人才职业能力的提升。

(六)双师型的师资队伍。师资队伍综合素养是提升机电一体化专业教学质量的重要保障,而机电一体化专业所具有的实用性、实践性等,对教师队伍所具有的理论知识和实践能力都提出了较高的要求。为了适应社会对机电一体化专业应用人才的需求,在教师队伍建设中,必须重视教师技能水平的提升,只有如此,机电一体化教师队伍所具有的综合素养才能够适应机电一体化专业人才的培养需求,构建一支优质的双师型队伍是社会需求导向下机电一体化专业教学改革的关键。作为机电一体化专业教师,需要做到理论教学与技能教学的结合,并在教学内容、教学方法等多个方面体现出对社会需求的针对性,而双师型师资队伍的构建,也要求学校能够为教师提供更多到社会岗位进行锻炼和学习的机会,推动教师实现自身专业技能与自身理论水平的协同提升。当然,教师本身也应当树立学习意识,重视在教学过程中与学生实现共同成长。

【参考文献】

[1]张燕,史留勇,刘世豪.基于社会需求的机电一体化专业实验教学改革[J].中国电力教育,2014,29:75~76

[2]张燕,史留勇,刘世豪,何盛.基于社会需求的机电一体化人才培养模式的探索与实践[J].海南大学学报(自然科学版),2014,4:389~393

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长期以来机电一体化教学一直承袭着重理论轻实践的教学模式,这给该课程教学实效性的发挥带来了很大的影响,因此,要改变这一现状就要在明确该学科存在问题的基础上加大相关教学措施的研究。

一、机电一体化教学存在的问题

社会主义市场经济的发展,对于技能型人才的需求越来越多,尤其是对机电一体化人才的需求更是与日俱增,社会对这类人才需求的数量不断增加的同时,对机电一体化人才的质量要求也在逐年提升。

传统的机电一体化教学的局限性是比较大的,传统的机电一体化的教学模式更多的是重视知识的传授,课程的设置与教学内容都与实际应用相脱节,难以满足机电一体化实践操作教学的需要。而现代的科技发展突飞猛进,现有的机电一体化教学模式难以适应新时期的需要,这样的教学模式急需要改变。在原有教学模式的实施过程中,机电一体化的教学模式存在着许多问题,具体来看,主要有以下几方面的内容:

1.教学模式单一的问题

现行的机电一体化教学模式,依然承袭着传统学科的教学模式,虽然机电一体化教学与数学、物理学科存在着千丝万缕的联系,在教学中也需要大量的知识和文字,还需要许多的原理图,但是,在机电一体化教学中,过分重视知识传授却忽略了该学科的实践特征,这样的教学很难发挥实效,久而久之,也不利于学生学习兴趣的培养,教学模式单一,教学实效性不强。

2.理论与实践对接性不强

从现阶段机电一体化教学的实施情况来看,理论教学虽然落实的较为充分,但是理论教学与实践教学缺乏必要的对接,教学依然以理论教学的实施作为教学的主体,理论教学与实践教学相脱节,学生的理论知识虽然掌握了很多,但是真正运用到实践中的内容却少之又少,这对学生的实践能力造成了很大的影响,不利于实用型人才的培养。

3.课程设置的时间不足

随着教学改革的不断深入,机电一体化课程教学的时间也相应减少了,由于课程实施的时间较少,原本一些预定课程教学内容也相应较少,要掌握课程教学的内容,教师只能够通过大量的理论学习来解决,留给学生实践操作的时间越来越少,难以满足教学的实际需要,同时,由于近些年来的院校扩招,新生的质量也出现了一定程度的下降,课程实施的时间不足也在一定程度上影响到了学生对相关知识的学习。

二、机电一体化教学改革的措施

1.要学会创新教学的思路

要创新机电一体化的教学思路,就要充分认识到机电一体化的本质,客观地来说,机电一体化的本质内涵就是指机械与微电子技术同信息与计算机技术的有机结合,将其统一集中起来成为一个有机的整体,它是一项充满自动化元素的工作过程,创新机电一体化的教学思路,就是要以此为出发点,开展教学思路的创新活动,以具体的教学措施推进机电一体化的教学改革。

2.要重视教学手段的更新

好的教学手段对促进机电一体化教学的有效开展具有重要的作用,相反,教学手段的陈旧、刻板,对教学实施的影响是非常大的。在现实的机电一体化教学实践中,对教学手段的更新缺乏应有的重视。

3.要重视教学环节的优化

现有的机电一体化教学环节,相对来说比较繁琐,难以适应现阶段机电一体化教学的实际需要,因此,优化繁琐的教学环节是提升机电一体化教学效率的一项重要措施。要改进现有的教学环节让教学环节更加优化,促进实践化教学的有效开展,同时也要进行有针对性的单向技能训练,优化单项技能的训练环节,以此促进教学的有效实施。

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0 引言

“机电一体化”一词的英文名词是“Mechatronics”,它是取Mechanics(机械学)的前半部分和Electronics(电子学)的后半部分拼合而成的。由于机电一体化技术是其他高新技术发展的基础,其发展依赖于其他相关技术的发展,因此很多高校都开展了机电一体化这门课程的课堂教学。机电一体化是一门综合性实践性很强的课程,涉及知识面广、容量大,这门课的教与学都不容易。

传统的教学方法都是按照机电一体化系统的功能结构构成,将机电一体化系统分为若干个功能结构模块,逐一进行讲解,例如分别讲解机械本体功能模块,传感检测功能模块,中央控制功能模块等等,这样的教学方法易于学生理解,但是在无形中割裂了机电一体化系统各个功能模块之间的有机联系,为此必须结合机电一体化这门学科本身的特点,对其教学方法和教学策略进行改革与尝试,以期从中能够找到有效的复合机电一体化课程特点的教学方法与教学策略。

1 我国当前机电一体化类课程教学现状及其原因分析

结合我国目前高等教育的现状,造成当前机电一体化类课程理论讲不透、实验做不好、学得不扎实的原因主要有以下几个方面:

1.1 师生思想上都不够重视

从目前的高等院校的教学现状来看,重视理论教学轻视实践教学一直是我国高等院校理工科教学的传统方法,在这样的教学模式下,尤其是像机电一体化这样的课程,理论课本来就比较晦涩难懂,加之实践实训比较少,学生学到最后完全没有系统的概念和知识体系,对于机电一体化的理解只是停留在表面层次,因此必须要逐步加强实践实训。从体制上来说,师生自身对该课程的重视程度不够也是十分重要的原因,教师认为对于机电一体化课程教学任务重,往往疲于应付授课;而学生对于机电一体化课程知识的理解比较吃力,往往兴趣不大,加之实践实验时间较少,最后将实践实训流于形式,因此,师生在思想上不够重视是目前高等院校机电一体化课程教学的一个基本现状。

1.2 机电专业实践教学课程的设计不合理

机电类专业实践教学的课程内容包括很多技术内容,目前,绝大多数高等院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响,课程的内容过多过深奥,理论课时数太大,实践技能教学课时不足,而且内容陈旧。还有些学校脱离实际情况过高地制定了课程标准,导致教学与实践相背离。现在学校里学习的知识和社会上用到的知识相差很远,很多学生学习了很多知识,可到了社会上去无从下手。相关机电行业和企业很少参与机电类专业实践课程的制定,这也是导致高等院校机电专业的实践课程体系设置不合理的原因。

1.3 实践教学条件不完善

由于机电一体化类课程所开设的实验,往往实验设备体积比较庞大,集成度较高,价格昂贵,因此很多院校对于机电一体化课程实验所配置的实验设备都是很简单的,目前很多高等院校也在进行教学改革,增大实验实践课程量,但是相应的实践教学课程内容仍然或多或少的存留着传统教学模式的影子,主要表现在以下几个方面:

(1)实验实践条件差,硬件实验设备陈旧,很多实验台或者实验设备都是演示性实验,整个实验过程都是老师在做实验,学生只负责看,即使动手也是按照老师调试好的实验按照老师实验的顺序重复一遍,实验教学效果比较差,这使得整个实验就流于形式化。

(2)缺乏综合性的创新性的实验台供学生动手实践,目前机电一体化类的课程实验都只是简单的重复性的实验,缺乏激励学生创新动手能力的综合性实验,这使得机电一体化类的实验无法激发学生创新能力,无法提高学生动手实践能力。

(3)实验实践评价机制不够健全,很多实验实践流于形式,这导致学生对实验重视程度不够,多数学生的实验报告依靠抄袭完成,老师对学生没有印象,学生的实验成绩仅仅凭实验报告打分,实验实践评价机制的缺失使得机电一体化类的实验实践失去了价值。

2 机电一体化类课程的教学改革策略探讨

2.1 充实机电一体化类课程的专业实践教学内容和完善教学手段

在对机电一体化课程专业实践课程进行教学改革的时候,我们提倡应当根据各个院校各个专业自身的专业特色进行相应的教学改革,添加符合专业特色的实践教学内容,不断完善实践教学条件和教学手段,尽量弱化传统实践模式中的演示性的或验证性实验,加大动手实践实验及综合性实验内容,并和理论课程对应起来,使得学生在掌握理论知识的基础上进行相关实践实验,这样更容易掌握机电专业知识和技能。

2.2 重视机电一体化类课程的专业实践教学环节的考核

任何课程都需设置考核环节,同样的,机电一体化课程实践教学也需要考核,考核环节也是学生最为敏感的环节之一。传统的机电专业实践课程考核的方式是出勤考查、实验报考考查以及最后实验考查成绩相结合的方式,这种考查考核方式不能够考查出学生的完全实践能力,只能够从实验报告的完成情况给学生考核打分,因此传统的考核方式并不合理,就需要对传统的考核方式进行改革。

结合机电一体化课程实践教学的特点,对于机电一体化实践课程的考核不应该有一个统一的模式和标准,而是应该结合实践教学的方式和手段灵活的设定考核方式,采取定量结合定性的方法进行实践教学考核。简单的演示性或者验证性实验,应当减小考核的比重,而对于综合实验及动手考查较为全面的实验,考核比重就应当加大;另一方面,还可以灵活的采取口试笔试、现场提问、课程设计、综合课程实验等多种形式进行考核,重点不是考查学生的知识理解程度,而是应当重点考核学生对于实践技能的掌握和应用能力。

2.3 加大机电专业校内外实习实训基地建设的力度

对于机电一体化这样的实践要求较高的课程,实践实训基地的建设就显得十分有必要了。实践实训基地的建设力度直接关系到机电一体化课程实践教学的效果与成果,而学生实践能力的掌握也取决于实践实训基地的建设,以及实践实训基地实践教学内容的设置和安排。各院校要想真正提高机电一体化专业实践课程教学的效果,就必须加大对实践实训基地的建设力度。另一方面,机电专业校内外实习实践项目的开设依赖于实习实训基地,而目前多数机电专业课程依赖于金工实习的相关设备,因此对于机电一体化类课程的专业实习实践,必须要加强具有机电一体化特色的专业实习实践基地及其相关设备的投资建设力度,为机电一体化类课程及其专业的学生提供足够丰富的实习实践动手机会,以真正提高机电一体化类课程的专业实习实践能力水平。

3 结语

随着科学技术的飞速发展,教育的方法和手段应适应这一发展的需要,传统的纯理论教学已不能适应新的教育目标,加强实践能力和创新能力的教育已势在必行。本论文所探讨的机电一体化类课程实验教学方法及其教学改革策略的应用研究,是结合当前国内高等院校机电一体化类课程教学内容设置及其实验实践教学现状而提出来的,能够有效地提高机电一体化类课程的教学效果,对于这一类的理论知识多且深、动手实践能力要求高的课程而言,必须要不断加强实验实践教学的份量,而本论文也是重点探讨如何开展实践动手能力的训练,对于进一步提高机电一体化类课程的实验实践教学效果无论是在理论方面还是在实践方面都具有较好的借鉴和指导意义。

参考文献

[1]赵松年,李恩光,裴仁清.机电一体化系统设计[M].北京:机械工业出版社,2004.

[2]钟波,陈容,冯云.高职机电一体化专业实践教学模式的改革与探索[J].职教论坛,2006(6):79-80.

[3]韩培庆.高职教育实践教学模式改革的思考[J].职教论坛,2006(6):23-24.

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一、机电一体化技术的产生

1.20世纪90年代以来,欧美、日本等国家将机械技术、电子技术结合起来广泛应用于各个领域。它着重强调了机械技术与电子技术的结合逐渐产生了机电一体化这门学科。机电一体化是一门注重应用的跨学科的边缘科学。它使系统更优化,从而产生体积更小、功能更强的新一代智能化产品。

2.随着计算机的发明与应用,它与传统机械技术结合产生了数控机床技术。数控机床的问世,写下了机电一体化历史的新的篇章。它使机械制造装备业快速进行了技术革新和发展。自从第l台数控铣床问世以来,数控装备形成庞大的数控制造装备产业,每年全世界的产量有10万台左右,产值达几百亿美元。我国的数控机床技术也有了快速的发展,在制造业领域有了广泛应用,形成了繁荣的供求市场。

3.微电子新技术的加入为机电一体化带来了新的发展契机。几乎所有的传统产业只要与微电子技术结合,用集成电路芯片进行智能改造,就会使传统产业重新焕发青春。可编程序控制器PLC、电力电子等技术的发展为机电一体化的发展提供了坚实的基础。

4.激光技术把机电一体化更是把机电一体化推向高速发展轨道。以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术,它集中了物理学、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就,成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的进步。

二、机电一体化技术的发展方向

以微电子技术、软件技术、计算机技术、通信技术为核心而引发的数字化、网络化、综合化、个性化信息技术革命,不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展,而且也影响着机电一体化的发展趋势。机电一体化技术将向以下几个方向发展。

1.光机电一体化方向。一般机电一体化系统是由传感系统、能源(动力)系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。利用光学技术的先天优点,就能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。

2.柔性化方向。未来机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在这种系统中,各子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同环境条件做出不同反应。

3.智能化方向。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术与信息技术的发展。

4.仿生物系统化方向。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,往往在结构上处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。

5.微型化方向。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。机械和电子完全可以“融合”,机体、执行结构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型化是机电一体化的重要发展方向。

三、机电一体化在教学中改革创新

目前部分高职院校对机电一体化专业人才培养规格的定位由于各高职院校的服务区域和学校教学传统及教学资源的不同,他们的机电一体化专业人才培养规格各有其特殊性。

1.大部分高职学院以传统机械制造业为基础,开发了以现代加工制造技术为主的数控技术应用专业,该专业的人才培养规格是:①工艺规格的编制及实施;②传统机械加工的工装设计;③数控加工程序的编制;④数控机床的操作、加工调试、维护与保养;⑤数控机床的安装调试;⑥数控机床故障诊断为初步维修。

2.高职机电一体化专业人才培养规格新要求(1)学校与企业在人才培养规格上的认识差距。根据对本次调研材料对比分析,学校与企业在人才培养规格上认识和实践方面有差距;①学校偏重于技术岗位,企业偏重综合实用岗位;②学校希望学生有后劲,企业希望学生立竿见影,马上有劲;③学校传递给学生的知识和培养的能力综合度不够,企业则对综合度要求高;④学校希望按专业培养人才,企业希望按项目培养人才;⑤学校的教学内容偏重理论,企业注重理论的实际运用。

3.现代企业技术岗位职责的新变化根据机械、电子行业的有关调查,现代企业技术岗位对人才的要求同过去相比有较大变化:①工作负荷(劳动强度)要求在降低,工作责任心的要求在提高;②专项技能要求在降低,综合理论知识要求在提高;③与物交流的能力要求在下降,与人交流的能力要求在上升;④对适应一个岗位的技能要求在下降,对适应多个岗位的技能要求在上升。

4.机电一体化技术的发展催促着教学内容进行改革机电一体化专业教学内容的改革涉及教学内容的选择、组织、实施等。围绕着教学内容而展开的工作复杂,社会对机电一体化专业性人才的需求、办学指导思想、学校教师整体教学水平、教学设备仪器和教学场地及日常教学经费等问题的相互制约,教学内容的改革只能循序渐进。

机电一体化专业的教学内容丰富,处理不好就容易成为知识的堆积。从调研情况来分析,重理论、轻实践,教学内容陈旧,实验和实训装备缺乏,双师型教师数量不足等问题不同程度困扰着机电一体化专业的教学改革。

参考文献:

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中图分类号:G717 文献标识码:A 文章编号:1671―7597(2013)031-163-02

在电子技术和机械化程度日益提高的现代,人为控制机器已经难以满足日常生产生活效率的需要,电脑对机械的控制成为了主流。并且在电脑控制机械生产的基础上,机械的整个生产过程也由电脑控制,这就是机电一体化。给予机械一体化的进程,对机械一体化的人才需求也就越来越大,于是机械电子工程专业应运而生。本文将详细论述什么是机电一体化、什么是机械电子工程专业以及这两者之间的关系。

1 机电一体化的基本结构与发展

机电一体化是机器与电子的有机结合,他有着不同的要素构成,和结构组成。电子与机械的有机结合即克服了传统机械的操作程序复杂也节省了人力物力,是一个传统机械的替代品,有着非常好的发展前景。本部分将介绍机电一体化的基本结构与机电一体化的发展空间。

1.1 机电一体化的基本结构

机电一体化大体上是由传统机械的机器本体构成及其工作的主要系统,他起着连接、传送这些基本功能;机电一体化工作运行的推动元素是他的动力部分,动力部分为机械的工作提供活动力支持与保障是机械一体化的重要有机组成部分。

机械一体化的传感部分起到分析并传送信息的作用,他将机械与电子结合产生的数据加以分析,最终确定工作的方式与进程;驱动部分是在电子系统的指导下完成机械的工作内容;执行部分是由电脑下达命令,机械机型完成的有机部分;机电一体化最重要的组成部分就是控制以及处理信息的部分,这部分决定着机械的工作进度以及以何种方式工作。这就是机电一体化的各个组成部分,和各个部分在工作中的作用。

1.2 机电一体化的发展趋势

目前机电一体化的进程不断加快,其发展趋势如下。1)机电一体化在向智能化的方向发展,智能化就是在原本电脑控制的基础上更具备合理性和效率性,机电一体化的智能化发展就像最初的硬件手机与现在的智能手机的区别一样。总体说来就是智能化更人性化,更能解决操作中的突发状况或者说是提前就设定了应对解决突发状况的解决措施。2)机电一体化更加环保,机电一体化进程使原本的柴油发电带动发电机的情况得到改善,现在的机电一体化是电脑操控,解决了其中一些污染环境的问题,响应环保的口号,机电一体化也朝着更环保的方向发展。3)机械一体化朝着微机模式发展,顾名思义就是机械的规模与形式越来越小,这就要求机械的精密程度。这样的发展趋势有利于解决原始机械庞大的占地面积问题,可以使同一片场地发挥更大的效果。机械以替换的发展趋势是更加进步与人性化,它是朝着一个操作简单、绿色无害、精密程度高的趋势更好的发展。

这就是机电一体化,它是机械与电子的有机结合,有着密不可分的有机组成部分,有着良好的发展趋势。在这两者的定义下,笔者希望日后机电的结合能够更加密切,其各个组成部分能日渐精密完善使得整个机电一化得到优化;机电一体化能够在属于它的发展趋势下日益发展完善,更好的满足机电一体化进程的需要。

2 机械电子工程专业

在科技发展与时代进步的大背景下,机电一体化的进程日益加快,重要程度日益提升,人才需要也越来越大,接下来笔者将介绍机电一体化的人才来源――机械电子工程专业。

上文中我们论述了什么是机电一体化与机电一体化的发展趋势,根据上文我们不难发现机电一体化已经在生产生活中日益重要,为了供应机电一体化所需要的人才,机械电子工程专业应运而生,上个世纪九十年代后期,一些高校开始设置了机械电子专业。机械电子工程专业的出现是为了响应现阶段和日后的电子控制机械的主流趋势,为了使自动化方面有更多可用人才。在机械电子工程专业设置上要注意很多的问题:第一要考虑新课程的课程设置方面,要在传统的机械上有所发展又要估计学生的负担,不能是学生在学习的过程中感到吃力或者是电子与机械兼顾的拖沓。第二就是机械电子专业是机械和电子的有机结合,电子与机械的侧重点问题,在教授的过程中要二者兼顾,因为传统机械是整个机械一体化的基础而电子的计入是一个良性发展,很多新生代的同学更加重视电子方面,这是不科学的做法。总之机械电子工程专业是一个时代要求的必要专业,要安排好课程,明确侧重点,最终达到满足机电一体化进程下人才的需要。

3 机电一体化与机械电子专业

介绍过机电一体化与机械电子专业以后,接下来明确机电一体化与机械电子专业之间的关系。

根据上文我们不难发现,机电一体化与机械电子专业有着非常密切的关系,可以说机械电子专业是机电一体化的前身,以为机械电子专业所培养的正是机电一体化专业的对口人才,也就是说机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。机械电子专业所学习的内容就是机电一体化的具体内容。其中包括理论知识与具体操作,也就是什么是机电一体化、几点一体化需要我们做些什么、在操作中会遇见什么问题并且该怎样解决等。机械电子专业是为机电一体化培养人才的摇篮,在机械电子专业中学习的同学毕业后的前景就是在机电一体化应用的地方工作。而机电一体化在日常操作中所遇见的难以解决的问题和需注重问题就是机械电子专业研究的课题和研究方向。总之机电一体化与机械电子专业二者之间密不可分,互补互助,机电一体化的发展要求了机械电子专业的学科内容、机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。

4 结束语

在工业化和科技化日益发展的现在,工业与科技二者的有机结合也就是机电一体化已经成为科技进步和时展的必然。这时,机电一体化对人才的需求也就越来越多,从而导致机械电子专业的出现发展和人们。笔者在介绍什么是机电一体化、其组成部分和发展趋势后介绍了机械一体化专业,意在使得机械一体化专业在培养人才时能够根据学科特点和发展趋势合理培养。同时笔者也期望机电一体化发展前景更广阔的,机械电子工程专业能够为机电一体化培养出更多人才使其为机电一体化更好的服务。

参考文献

[1]李宏.构建机电一体化技术专业课程体系的探索[J].机械工程与自动化,2012(6):70-71.

[2]陈蓉.浅议机电一体化专业课程设置[J].黑龙江科技信息,2011(6):42.

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关键词:

机电一体化;教学问题;改革措施

0引言

机电一体化技术就是将应用机械技术与电子技术进行结合。随着时代的不断进步,机电一体化技术已经获得了非常好的发展,已经成为了一门综合自动控制技术、计算机与信息技术、机械技术、传感感测技术等交叉的系统技术,应用的范围也是越来越广泛,机电一体化对于人们日常的生活有很大的影响。正是因为机电一体化技术的应用范围非常广泛,也造成了社会对于机电一体化专业人才的非常大的需求,为了能够满足社会的需求,越来越多的高校以及技术院校都开设了机电一体化的教学课程,但是用人单位对于机电一体化人才的需求比较高,需要拥有非常综合的能力,但是在学校的机电一体化教学中,主要是以理论知识教学,实践性的教学比较缺乏,因此应该适当地对机电一体化教学进行一定程度的改革和创新。

1目前机电一体化专业教学中存在的一些问题

1.1课程种类较为繁多冗杂,培养目标模糊

社会需求的不断增加,国内技术学院以及高校相继开设了机电一体化教学,在课程设置方面都是院校之间相互参考,导致院校之间的课程虽然名称上有所差异但是课程的内容却是大同小异,课程的种类也是比较繁杂,忽略了用人单位对于机电一体化人才的需求。另外从人才培养目标来看,虽然说各个院校之间培养目标总体来说比较良好,但是相比之下,同类院校之间的师资力量、硬件设备等方面有所不同,但是在整体的专业定向以及培养目标之间雷同的地方比较多,培养人才的目标也比较模糊。

1.2学时较少,教学模式单一

随着教学改革的深入,机电一体化的教学课时被明显的缩减,普遍造成了教学内容多,但是教学课时少的矛盾,所以说,这一问题成为了机电一体化专业教学的重要的矛盾。另外机电一体化专业的教师由于受到了传统教学模式的影响,往往对于理论知识的教学更加的重视。比如说在电气控制电路的原理分析、基本控制环节的设计、设计思想的叙述中,会比较容易,但是在教学活动中学生接触不到实物,一般来说都是教材上的文字叙述,所以学生普遍会感到比较枯燥和乏味。

1.3理论教学与实践教学脱节

由于投入经费不足等各种原因造成了院校之中的硬件设备比较落后或者是缺乏,这就直接地造成了院校在进行课程设置的过程中,由于较为缺乏硬件设施,不能够满足院校机电一体化专业的学生的需求,所以理论知识的安排比较多,而实践操作教学安排的就比较少,也造成了理论知识教学与实践教学之间相脱节。

2促进机电一体化专业教学改革的一些措施

2.1创新教学方式,采用多元化教学模式,提高教学质量

机电一体化的专业课程中的理论知识的比例比较大,理论性也比较强,再加上理论知识又比较抽象,对于学生的学习来说有一定的困难,另外学生在学习的过程中也会感到非常枯燥非常乏味,也正是因为如此,机电一体化教师应该使用多元化的教学方式,丰富课堂教学的教学内容。在新的时代,机电一体化专业的教师应该对于传统的教学观念进行转变,以学生为主,尽量站在学生的角度上思考,使用一些学生喜欢的教学方式进行教学,让学生能够体会出在机电一体化教学中的快乐,让学生将“被动学习”转变为“主动学习”,并且对于教学方式还是进行不断地研究和创新,通过多种多样的教学方式,调动学生的学习兴趣,提高教师的教学质量。

2.2重视实践操作教学,加大理论教学与实践教学的联系

由于机电一体化是一项实践性非常强的专业,再加之现代社会用人单位对于机电一体化专业的人才需求也越来越高,院校在进行课程设置时应该适当的减少对理论知识的课时,增加实践操作的课时,这样学生在学到机电一体化专业理论知识的同时,还能够增强学生的实践操作能力,并且在提高实践操作能力的同时,将理论知识运用于实践操作之中,还能够加深对理论知识的记忆。为此,院校应该建立一个校内的实训基地,并且增加对于机电一体化专业的资金投入,使其配置一些比较先进的硬件设备,要加强与用人单位之间的沟通,深入的了解企业对于人才的一些真实的想法和需求,并且按照这些需求设置和调整实训计划,有效地提高教学质量。另外还应该增加与校外企业之间的合作,建立校外的实习基地,定期安排本校的一些学生进入用人单位进行顶岗实习,了解真实的工作场地、工作顺序以及加工方法,这样不仅能够提高学生毕业之后的社会竞争力,也能够提高学生的综合知识的应用能力。

2.3增强师资队伍建设

机电一体化专业教学的教师一般都是在毕业之后直接任教的毕业生,对于机电一体化的实际操作环境等也不是非常熟悉,另外现在社会发展的非常迅猛,教师拥有的一些专业知识已经落后,这对学生的教育也非常不利,所以应该加大对师资建设的力度,定期的举办一些教师交流会,请一些单位的负责人进行座谈会等,共同进行经验交流,并且安排教师进行进修,提高和更新教师的专业知识,这样也能够在一定程度上提高教学质量。

3结束语

综上所述,机电一体化专业中学生的实践操作能力不强会是比较大的问题,所以学校应该不断的完善专业课程教学体系,创新教学方法,使用多元化的教学模式,加大理论知识课程与实践操作课程之间的有机结合,并且加大“双师型”教师的培养力度,以及学校实训基地和基础硬件设备的建设,全面推进院校中机电一体化课程改革的进程,为社会以及用人单位培养更多更好的机电一体化专业性人才,满足社会的需求。

参考文献:

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机电一体化是介于机械与电子自动化两个学科间的一门技术,它综合应用了计算机技术、机械设计理论技术、自动化电子、控制计算、接口技术等,在现代工业中发挥着重要的作用。由于机电一体化技术涵盖领域多,应用广泛,与实际结合性强,给学校的机电一体化专业教学提出了挑战。在我国的中职机电一体化专业教学中,基本上是沿用传统的理论教学方法。长期以来,机电一体化课程中将整个系统的理论知识体系作为核心,这种模式能够有效地促进学生理解技术的内涵,更容易地掌握实际技术。然而,传统的机电一体化专业教学缺乏理论与实践的结合指导,学生不能在课堂掌握生产线所需的基本技能。因此,针对中职机电一体化专业教学模式的探讨,可以提出更多有利于学生技术成长的问题,改进当前的教学模式。

一、中职机电一体化专业教学模式及特点

中职机电一体化专业教学体系主要采用必修课、限选课、选修课的课程结构,并设定培养方针,即“一个主题,一条主线,四个层次”,主题为通过机电一体化课程的教学,培养学生思考问题,解决问题的能力,主线为结合实际企业需求和工程实际经验,进行专业性的培训和教学,四个层次为专业认知、基本技能操作训练、专项技能训练、综合技术应用能力。中职机电一体化专业教学模式是基于培养方针,采取课堂教学和实习实践相结合的基本方式。

中职机电一体化专业教学模式的特点如下:①机电一体化知识是一门较新的学科,教学所讲授内容新颖,学生有较为积极的学习态度。机电一体化是将机械知识与自动化电子知识相融合,学生对于该类知识具有良好的兴趣。中职学生虽然初中知识基础掌握不牢,但这门学科可以取得积极的学习兴趣。②与实际工程结合比较近,课程必须将学生所学理论知识与实践相结合。机电一体化课程需要进行大量的实验、实际操作才能掌握,对于中职学生,培养动手能力也是主要的培养内容。③知识面广阔,需要掌握的知识面广。学生必须立足于各类知识的综合,不能只针对机电一体化进行专门学习。教学过程中,需要对其他所缺的知识进行拓展,例如控制工程技术、机械原理基本知识、自动化知识等。

二、中职机电一体化专业教学模式的改进措施

针对我国中职机电一体化专业教学现状及传统教学模式特点,先立足于学生发展,从教学的根本模式出发探索新的改进措施,努力完善中职机电一体化专业教学方法,提高教学水平。

主要的改进措施如下:①完善教学硬件设备,为中职机电一体化专业教学提供良好的教学工具。同时,结合所具备的教学硬件设备制定相应的教学方法,保证设备能够充分为学生学习提供帮助,促进教学水平的提高。②对于教学课程内容形成体系,重新编排教学的内容和顺序。理论课程必须根据学生的实际需求和学习能力,制定相应的策略方法。理论课程的安排应遵守由易到难,循环渐进的原则,并在实际教学中做出适当的调整,从而确保学生不仅能够掌握所学知识,而且能够对机电一体化课程产生兴趣。理论知识要涵括学生以后从事工作所需的基本知识,即使不能深入讲解具体原理,也应多增设教学内容,拓展教学体系,以达到教学面较全的要求。③教学实践注重实用性和普遍性。中职机电一体化不能像其他基础课程采取单纯课堂教学,还要根据课程的要求增设实践和实习课程。由于中职学生最终要走向工厂一线操作,所进行的实践课程尤为重要。所开设的课程能够帮助学生快速熟悉今后所从事的工作,能够符合当前工厂实际制造的基本要求。例如,实践课程中应增设让学生能够亲手操作的项目,学生能够在课程中切实提高自己的动手能力,并能利用机电一体化知识分析问题。此外,学校应积极与相关工厂签订实习基地协议,方便学生能够到生产一线锻炼。④努力提高机电一体化教学的教师水平,多引进具有丰富实践经验和理论知识的工厂老员工,并聘请大学优秀教师担任兼职教师,为学生提供良好的教学环境。并且,中职学校应注重教师教学理念,保证每一位教师不仅教授课程基本知识,而且能多向学生提供社会生产中的实例,增加学生见闻,拓宽学生的眼界。⑤改革机电一体化知识考核方式。传统的中职机电一体化课程采取期末考试,由于试卷涵盖知识面相对较少,该方式不能起到督促学生学习的目的。因此,教师应根据所教授的知识进行随堂测试,并开设专门的实验考试课,促使学生能够积极学习机电一体化知识。

总结:随着我国工业进程的不断深化,机电一体化人才将成为重点需求人才。针对社会发展的需求,中职机电一体化专业教学模式应作出逐步调整,与工厂发展相结合,保证教授给学生的知识能够在工作中获得应用。

参考文献:

[1]杨梅梅.机电专业实践性教学模式的探讨[J].黑龙江科技信息,2010(32).