時間:2023-09-17 14:51:24
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇機電一體化專業(yè)必修課,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
機電一體化技術(shù)是集機、電、液、計算機、通訊和自動控制為一體的新興復(fù)合技術(shù),是工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過程整體最優(yōu)化的一種高新技術(shù)。它代表著現(xiàn)代制造技術(shù)的前沿方向,體現(xiàn)著制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平。當前機械制造過程已向自動化、智能化方向發(fā)展。為提高國際經(jīng)濟競爭力、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,培養(yǎng)國家急需的面向二十一世紀具有創(chuàng)新能力的從事機電產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計、制造等高級應(yīng)用開發(fā)型人才是高等工科院校機械電子工程專業(yè)目前最緊迫的任務(wù)之一。要實現(xiàn)這樣的人才培養(yǎng)目標,實踐創(chuàng)新是關(guān)鍵。近年來,由于現(xiàn)代控制技術(shù)的迅猛發(fā)展,原有的課程體系、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)等已難以適應(yīng)新型人才培養(yǎng)的需求,深化教學(xué)改革和實踐創(chuàng)新已勢在必行。
二,改革思路
機電專業(yè)的課程主要包括機、電、計算機等主干課程,其技術(shù)“核心”是控制,現(xiàn)已形成“機、電、計算機”三分天下的實際格局:但目前該專業(yè)的辦學(xué)理念、課程體系、教育觀念等,不是以學(xué)生為中心、以教師為主導(dǎo)、以市場為生命線,而仍習(xí)慣于傳統(tǒng)的機械專業(yè)辦學(xué)模式,知識明顯偏重于機械方面,限制了電控:另外課程設(shè)置陳舊,機電比例失衡,機與電缺少結(jié)合點,機類學(xué)時多而覆蓋面小,學(xué)生的知識面窄,動手能力不足,不僅嚴重制約了“機電一體化”高新技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展:也影響了在新形勢下高校對機電專門人才特別是拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。在實踐方面,由于各門課程的獨立建設(shè),使得實驗教學(xué)基本上是圍繞各課程知識的驗證性實驗,缺少設(shè)計性和綜合實驗,客觀上限制了學(xué)生實踐創(chuàng)造力的發(fā)揮。
針對上述問題,我們提出了相應(yīng)的教學(xué)改革與實踐創(chuàng)新措施。其指導(dǎo)思想是:以機械制造過程機電一體化為方向,以“數(shù)控技術(shù)”和“現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)”為突破口,以機械工程、電子工程和控制工程三個主干學(xué)科為主導(dǎo),改革課程設(shè)置與內(nèi)容,增加電控比重,突出機電結(jié)合特色,引入創(chuàng)造性設(shè)計課程,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維建立新的實踐教學(xué)體系,加強實驗環(huán)節(jié),創(chuàng)建綜合性實驗,全面提升學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。
三、改革措施
1、構(gòu)建學(xué)科專業(yè)的課程群
為適應(yīng)數(shù)字化制造時代的要求,學(xué)生在學(xué)習(xí)機械類課程的同時必須加強計算機、電控知識的學(xué)習(xí)。處理好機與電的關(guān)系,采用“以機為主,以電為用。機電結(jié)合”的機電一體化培養(yǎng)原則,對原有課程精簡、優(yōu)化、機電合理滲透整合與重構(gòu)教學(xué)體系和內(nèi)容,以知識結(jié)構(gòu)為主線即:主干技術(shù)基礎(chǔ)課——專業(yè)方向限選課——專業(yè)方向任選課,采用系統(tǒng)化、模塊化模式,并提出了基于機械課程群‘、電氣課程群、計算機課程群和創(chuàng)造學(xué)系列課程四個模塊課程群,使它們的比重分別為4:3:2:1。
2、更新教學(xué)內(nèi)容
結(jié)合本專業(yè)的特點,從實際工程應(yīng)用出發(fā),精煉傳統(tǒng)內(nèi)容不斷融人前沿技術(shù),較好地體現(xiàn)基礎(chǔ)性、先進性和前沿性突出機電一體化應(yīng)用技術(shù)如現(xiàn)代電氣與PLC控制技術(shù)課程去掉延邊三角形降壓法、定子串電壓降壓法等陳舊過時的知識,加入軟啟動技術(shù)、變頻技術(shù)等先進電氣技術(shù),突出傳統(tǒng)繼電接觸電氣控制的設(shè)計思想,強調(diào)PLC控制技術(shù)內(nèi)容,以先進的西門子S7—200PLC機型為主機進行授課,不斷追蹤前沿動態(tài),以適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。“數(shù)控技術(shù)”課程應(yīng)減少機械結(jié)構(gòu)的篇幅,增加伺服控制內(nèi)容,將原來作為一節(jié)的檢測裝置增加內(nèi)容,另立成章。另外還增加了數(shù)控機床的故障診斷。
3、改革實驗教學(xué)體系,創(chuàng)建開放式綜合實驗平臺
按照機械電子工程學(xué)科對學(xué)生知識能力結(jié)構(gòu)的要求創(chuàng)建了開放式創(chuàng)新實驗平臺,該平臺由數(shù)控加工模擬實驗平臺、機構(gòu)創(chuàng)新組合組件、慧魚機器人拆裝組件、德國博士力士氣動實驗室、HJD一4機電一體化教學(xué)實驗系統(tǒng)、PXPLC一3可編程控制實驗?zāi)M裝置、智能機器人等先進設(shè)備組成。這些實驗設(shè)備集各種先進制造技術(shù)為一體,極大促進了學(xué)生創(chuàng)新思維和實踐能力的提高開放式創(chuàng)新實驗平臺分三個階段向?qū)W生開放:第一,在學(xué)生三、四年級服務(wù)于專業(yè)方向限選課、專業(yè)方向任選課等。第二,向大學(xué)生科技創(chuàng)新小組開放,接納各個小組利用實驗室的設(shè)備和條件進行課題研究,第三,向?qū)W生的專業(yè)方向課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計開放,接納學(xué)生開展課題研究,完成設(shè)計任務(wù)。
4、創(chuàng)建三維訓(xùn)練體系
三維訓(xùn)練體系的構(gòu)建,主要是以開放式創(chuàng)新實驗平臺為基礎(chǔ),以專業(yè)方向分支的知識結(jié)構(gòu)為主線,研究課程體系與教學(xué)內(nèi)容的銜接、課程實驗與創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)的配合、公選課與學(xué)生課外科技活動的結(jié)合,分析各種影響元素在整個體系中的功能及作用。三維訓(xùn)練體系的知識結(jié)構(gòu)見圖2其主線為:主干技術(shù)基礎(chǔ)課一專業(yè)方向必修課~專業(yè)方向選修課。注重課程的合理安排、教學(xué)內(nèi)容的有機銜接以數(shù)控技術(shù)分支為例:除主干技術(shù)基礎(chǔ)課外,在專業(yè)方向必修課中安排機電一體化系統(tǒng)設(shè)計和可編程控制技術(shù),在專業(yè)方向選修課中,安排伺服控制技術(shù)和檢測與傳感技術(shù),在跨專業(yè)方向選修課中,安排創(chuàng)造性設(shè)計和機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計。在對相關(guān)課程的教學(xué)基本要求進行整合后,就形成了緊扣知識結(jié)構(gòu)主線的課程群。
一、技術(shù)基礎(chǔ)的共同點
機電一體化技術(shù)系統(tǒng)一般由機械本體、傳感檢測、執(zhí)行機構(gòu)、控制及信息處理、動力系統(tǒng)等五部分組成。而電梯可以分為系統(tǒng)即曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、門系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和安全保護系統(tǒng)。兩者的相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)是相同的,有機械技術(shù)、傳感技術(shù)、接口技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)及信息處理技術(shù)和自動控制技術(shù)。因此,電梯作為《機電一體化技術(shù)》一體化教學(xué)項目有著共同的技術(shù)基礎(chǔ)。
二、教學(xué)側(cè)重的不同點
《機電一體化技術(shù)》課程作為機電類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課程在各大本??圃盒>虚_設(shè)。是本科機械設(shè)計制造及其自動化、高職機電一體化專業(yè)的必修課程,開設(shè)范圍廣。課程旨在讓學(xué)生了解相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)系統(tǒng)論、信息論和控制論三大理論體系,掌握機電一體化產(chǎn)品的系統(tǒng)設(shè)計能力和系統(tǒng)分析的能力。然而,從解決電梯人才缺口而對電梯的學(xué)習(xí)的教學(xué)計劃來看,我們需要讓學(xué)生了解電梯的結(jié)構(gòu)與各大功能系統(tǒng)的同時,還要掌握電梯日常運行的維護和管理的相關(guān)知識。為此,在側(cè)重點上有所不同,為此對于課程的設(shè)置上帶來了一定的困難,所以要有所取舍。
三、解決方案的探討
首先,技術(shù)對應(yīng)?,F(xiàn)行的專業(yè)教材上多用CNC機床(計算機數(shù)控機床)作為教學(xué)的案例,其優(yōu)點在于CNC機床是典型的機電一體化產(chǎn)品。滿足《機電一體化技術(shù)》中所提及的技術(shù)基礎(chǔ)及功能要素。從技術(shù)基礎(chǔ)來看,《機電一體化技術(shù)》所討論的技術(shù)基礎(chǔ)在電梯這個典型的機電一體化設(shè)備上都能找到。在這一點上為電梯作為機電一體化技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容提供了可能。對此,可以將電梯的各大系統(tǒng)和機電一體化技術(shù)的組成系統(tǒng)根據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)的一致性做一一對應(yīng)的融合。此外,完整課程體系。介于課程重點在于機電一體化技術(shù),所以課程上必定有一個關(guān)于《機電一體化技術(shù)》的完整課程體系。課程定位為讓學(xué)生掌握電梯這種典型的機電一體化產(chǎn)品的系統(tǒng)設(shè)計能力和系統(tǒng)分析的能力,通過理論的學(xué)習(xí)和電梯的動手拆裝,讓學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)后達到舉一反三的效果。同時盡量加入電梯日常運行的維護和管理的相關(guān)知識。
四、課程優(yōu)點
該種課程的優(yōu)點有三方面。首先,讓更多機電類專業(yè)的學(xué)生通過學(xué)習(xí)《機電一體化技術(shù)》課程的時候了解電梯,吸引更多優(yōu)秀的人才繼續(xù)學(xué)習(xí)進入電梯這個行業(yè),解決電梯行業(yè)人員缺口的問題。其次,將學(xué)生熟悉的電梯設(shè)備作為教學(xué)案例給學(xué)生講述機電一體化技術(shù),能更好地增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后,通過電梯各大系統(tǒng)理論知識的拆分和系統(tǒng)技術(shù)的學(xué)習(xí),學(xué)生可以將理論的知識通過對電梯動手的組裝和維修得到強化。讓學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué),兩門課程最后融合成一門課程,增加了知識的內(nèi)容,卻減少了學(xué)習(xí)的時間和難度。
五、推廣難點
從技術(shù)理論上看,電梯和機電一體化技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)是相通的,但是電梯作為《機電一體化技術(shù)》的教學(xué)項目在各大高校開展起來還有一定的難度。主要有師資和教學(xué)設(shè)備兩個方面的問題。一方面高校專業(yè)教師大多沒有電梯行業(yè)工作的經(jīng)驗,缺乏專業(yè)的團隊針對性的進行課程的開發(fā),完整課程開發(fā)的難度較大。另外一方面,鑒于電梯行業(yè)屬于高危行業(yè),普通電梯不太適合教學(xué)的使用。為了適應(yīng)教學(xué)的需要,需要建設(shè)專業(yè)的電梯教學(xué)設(shè)備,這些技術(shù)上和經(jīng)濟上的困難是電梯作為機電一體化教學(xué)項目推廣困難的關(guān)鍵因素。
六、總結(jié)
機電一體化技術(shù)這門課程是機電一體化專業(yè)的必修課程。課程除了正常的實驗環(huán)節(jié)之外,需要進行機電一體化設(shè)計。以往的做法是布置課題后,由學(xué)生進行機電結(jié)合設(shè)備的參數(shù)設(shè)計和CAD繪圖設(shè)計,并將設(shè)計內(nèi)容熟練掌握。通過答辯驗證學(xué)生的課程設(shè)計結(jié)果。在建立仿真實驗室后,在課程設(shè)計的內(nèi)容上,增加了利用仿真軟件進行電機驅(qū)動電路設(shè)計,并進行仿真的環(huán)節(jié)。其做法是,教師布置并講解電機驅(qū)動的相關(guān)電路,學(xué)生根據(jù)驅(qū)動原理設(shè)計與機電一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計相配套的驅(qū)動電路,然后進行仿真。所設(shè)計的驅(qū)動電路,采用PROTEUS完成。按下S1、S2、S3鍵盤,電機分別完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)控制。學(xué)生在設(shè)計前,必須復(fù)習(xí)步進電機的驅(qū)動原理。就是步進電機是將單片機的電脈沖轉(zhuǎn)換成步距角進行旋轉(zhuǎn)運動的裝置。一個脈沖,步進電機轉(zhuǎn)一個步距角。而脈沖的頻率決定步進電機的轉(zhuǎn)動速度。步進電機的驅(qū)動脈沖是分時由脈沖分配器供給的。
2機電一體化仿真設(shè)計過程
學(xué)生設(shè)計好教師要求的軟件和電路圖后,必須使用PROTEUS程序調(diào)用KEILC51程序進行聯(lián)調(diào)。KEILC51可以根據(jù)PROTEUS程序的調(diào)試結(jié)果進行修改,直到兩軟件將PROTEUS所設(shè)計的硬件電路和KEILC51程序所代表的軟件程序完美地被結(jié)合到一起,并符合所要求的設(shè)計要求后,整個設(shè)計過程結(jié)束。學(xué)生要能夠完整地設(shè)計所要求的電路,并根據(jù)電路特點進行編程。所謂的電路特點的掌握,就是機電一體化設(shè)計中自動控制理論所需達到和掌握的知識。這些知識中,確定為核心與必須學(xué)生掌握的部分,包括步進電機轉(zhuǎn)向原理的掌握、步距角與電機脈沖數(shù)的關(guān)系、步進電機與直流伺服電機和交流伺服電機的控制特點上的區(qū)別與聯(lián)系、步進電機環(huán)形脈沖分配的順序和特點、C程序設(shè)計流程圖與編程語句中需要解決與注意的幾大問題等等。
關(guān)鍵詞:機電一體化;傳感器;檢測技術(shù)
中圖分類號:TP212 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 06-0100-01
目前,我國在傳感器上的研制與傳感檢測技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)有所成就,但是與外國的很多先進技術(shù)還具有很大的差距。機電一體化是現(xiàn)代科技發(fā)展下的產(chǎn)物,它在各個領(lǐng)域都有所應(yīng)用,并且起著非常大的作用。本文主要介紹傳感器與檢測技術(shù)的基本概念,和傳感器檢測技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的具體應(yīng)用及發(fā)展趨勢。
一、傳感器與機電一體化的介紹及聯(lián)系
(一)傳感器的概念
在工程作業(yè)中,能按照固定規(guī)律將一種量轉(zhuǎn)換成同種或者不同種量值并且傳輸出去的工具,我們稱它為傳感器。傳感器和人類的器官有相同點,并且在人類器官上有所延伸。在信息化的社會中,人們通常也利用傳感器檢測力、壓力、速度、溫度、流量、濕度、生物量以及更多的非電量信息來促進生產(chǎn)力的發(fā)展。
(二)機電一體化的簡介
日本機械振興協(xié)會經(jīng)濟研究所對機電一體化提出的解釋在國際上被首次認可,也可以說是機電一體化的初步定義,“機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù),并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機融合而成的系統(tǒng)總稱”。從它的定義上能看出,機電一體化技術(shù)涉及到了很多方面,例如,機械制造技術(shù)、測試技術(shù)、人工智能技術(shù)、微電子技術(shù)等等。
(三)傳感器與機電一體化的聯(lián)系
傳感器技術(shù)在機電一體化中起到非常關(guān)鍵的作用,它不僅能控制機電一體化系統(tǒng)的正常運作,還能在各種程度上為機電一體化提供相關(guān)運作的信息。在具體的操作上,傳感器主要的作用是檢測機電一體化系統(tǒng)自身、操作對象以及作業(yè)環(huán)境。從此可以看出,克服種種自身與環(huán)境帶來的影響,并且能夠準備,快捷的獲取到所需的信息,才能使機電一體化系統(tǒng)的工作效率提高。所以,沒有傳感器對信息精確、快速的處理,就沒有機電一體化的高水平工作效率。機電一體化在某種程度上帶動了自動化技術(shù)的發(fā)展,而傳感器技術(shù)水平的高低,很大程度上影響著機電一體化的自動功能,傳感器技術(shù)水平越高,自動化水平就越高。
二、傳感檢測技術(shù)在機電一體化中的具體應(yīng)用
(一)機器人需要傳感器
機器人是自動化科技的代表產(chǎn)物,它的自動化程度在某些方面實現(xiàn)了很大的突破。它之所以具備良好自動化功能,在操作中能夠準確無誤,其中主要原因是傳感器的作用。傳感器在機器人內(nèi)部感知到自身、外部或者操作對象的狀態(tài),從而對信息進行處理,比如,速度、加速度、方向、位置等等。
(二)機械加工過程的傳感檢測技術(shù)。
1.切削過程和機床運行過程中的傳感技術(shù)應(yīng)用
切削過程中,傳感器的主要作用是對提高切削過程的效率、制造成本和對金屬材料的切割的檢測。傳感器通過對切削力、切削過程振動、切削過程的聲音發(fā)射和切削過程中電機的功率等傳感參數(shù)的檢測,來對切削過程中的切削力、振動的變化進行有效的辨識。在機床的運行方面,傳感器的主要是對驅(qū)動系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測與控制、軸承和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)以及安全性進行跟蹤檢測,其檢測結(jié)果具體有機床故障停留時間、工件的粗糙程度、加工過程中的準確度和精度、液的流量和機床的運行狀態(tài)等傳感參數(shù)。
2.工件加工過程的傳感
對工件的過程監(jiān)視是傳感器在工程與研究中最早的應(yīng)用,同時在此中也是應(yīng)用最廣泛的,但在很早的時候傳感器技術(shù)在工件制作的過程中只起到對質(zhì)量的監(jiān)控,直到20世紀80年代,傳感器才同時應(yīng)用在工件的識別和安裝位置上。主要表現(xiàn)在檢測用來加工工件的工作過程是否符合工件加工的標準程序、即將被加工的工件是否是當前要求被加工的工件、工件所安裝的具置是否是當前工件要求安裝的位置。
(三)傳感器在數(shù)控機床上的應(yīng)用
數(shù)控機床的主要工作過程是利用數(shù)控技術(shù)中的數(shù)字信號對機床的工作過程進行控制,也就是說將刀具的具體運行過程與路線以數(shù)字信號的形式記錄下來,然后經(jīng)過系統(tǒng)的識別發(fā)出信號,使機床上的工件與刀具產(chǎn)生相對運動,從而加工出達到標準的零件。
三、傳感檢測技術(shù)的地位和作用
傳感檢測技術(shù)不僅是機電一體化中不可缺少的技術(shù),也是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在很大程度上傳感器的檢測技術(shù)影響著自動化系統(tǒng)的質(zhì)量。在一個自動化系統(tǒng)中,只有利用傳感器的檢測技術(shù)對各方面參數(shù)進行檢查,才能使整個自動化系統(tǒng)正常的工作。在科技高速發(fā)展的今天,不論是生活中還是生產(chǎn)中都能利用到檢測傳感技術(shù)。例如,部分儀器設(shè)備、辦公設(shè)備、家電中的計算機繼承制造系統(tǒng)、CNC機床、大型發(fā)電機等等。在國防事業(yè)和裝備武器上,傳感檢測技術(shù)同樣有著重要的作用??梢钥闯?,傳感檢測技術(shù)在提高生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行監(jiān)控檢測手段、控制產(chǎn)品質(zhì)量等方面都推動了社會生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。總的來說,無論從宇宙到陸地,從陸地到海洋,從頂尖技術(shù)到基礎(chǔ)知識,從復(fù)雜的大型自動化設(shè)備到社會中每個細節(jié),傳感檢測技術(shù)都扮演著重要的角色。
四、我國傳感器技術(shù)的發(fā)展方向
精度的發(fā)展:在原有的基礎(chǔ)上研究出更加具有靈敏度、準確度、靈活性的傳感器;可靠性的發(fā)展。傳感器的抗溫度性能、抗壓力性能、抗干擾性能都是影響傳感器可靠性的關(guān)鍵因素,所以我們應(yīng)該注重這些因素,增強傳感器的可靠性;微型化發(fā)展:努力開發(fā)出更好的材料與技術(shù)使傳感器微型化的理想成為現(xiàn)實;節(jié)能性發(fā)展:傳感器的工作是建立在電源的基礎(chǔ)上的,既耗費能源又費時費力。所以我們應(yīng)該努力研制出不靠電源的傳感器。
總之,雖說目前我國在傳感器上的研制與傳感檢測技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)有所成就,但是與外國的很多先進技術(shù)還具有很大的差距。所以,我們應(yīng)該從研究手法和設(shè)備上做出提高,從而使傳感器與檢測技術(shù)在整體的運用上有所增強。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:高職;機電一體化;現(xiàn)代學(xué)徒制;特點和難點;措施
高職院校中廣泛運用的技術(shù)人才培養(yǎng)模式就是學(xué)徒制,這主要是借鑒外國的一種比較先進、新穎的教學(xué)培養(yǎng)方法。關(guān)于學(xué)徒制是否能真正有效地適用于我國高職機電一體化技術(shù)專業(yè)中,是一個值得探索研究的問題。所有的教學(xué)模式不能生搬硬套國外的,要根據(jù)實際國情進行不斷改革和創(chuàng)新[1]。
一、學(xué)徒制的主要含義和內(nèi)容
(一)含義
學(xué)徒制指的是在相關(guān)專業(yè)人員的帶領(lǐng)下,在實際中展開真實的拓展實踐活動,并且在這個過程中不斷觀察和學(xué)習(xí),自己將所學(xué)知識結(jié)合實情運用到工作中去,達到掌握課本內(nèi)容和工作技巧的目的。學(xué)生在實踐中加深了對課本內(nèi)容的掌握和理解,同時又具有了實際工作經(jīng)驗,在畢業(yè)以后便可直接進企業(yè)上線工作。因為高職機電一體化技術(shù)專業(yè)學(xué)術(shù)性不高,實際應(yīng)用性高,就業(yè)中講求的就是操作經(jīng)驗,因此這種學(xué)徒制是高職技術(shù)專業(yè)人才教學(xué)培養(yǎng)的有效管理模式。
(二)內(nèi)容
高職院校的教育重點是實現(xiàn)學(xué)生的“學(xué)”與“術(shù)”雙向發(fā)展和綜合運用,學(xué)生同時也具有了雙重身份。現(xiàn)代學(xué)徒制是一種文化、技術(shù)和知識同步傳承手段。在這種學(xué)徒制中,學(xué)徒將在學(xué)校里學(xué)到的知識運用到企業(yè)實際運作中,相當于是將學(xué)習(xí)場所搬到了公司,將學(xué)習(xí)內(nèi)容進行了深化和拓展。從學(xué)習(xí)層面來說,學(xué)生能夠做到學(xué)以致用,并且能夠從實際中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題,最后總結(jié)出自己的經(jīng)驗和技巧,形成自我認知和成長,完善了學(xué)習(xí)過程、升華了學(xué)習(xí)結(jié)果;從就業(yè)層面來說,一般機電一體化技術(shù)專業(yè)在進行高校招生時,企業(yè)會直接參加面試,對于考察合格的學(xué)生會直接簽訂就業(yè)協(xié)議,作為企業(yè)預(yù)備人才,學(xué)徒同時享有傭工待遇,這為學(xué)生就業(yè)提供了機會和保障[2]。
二、機電一體化專業(yè)學(xué)徒制的實施
(一)實施過程
學(xué)徒制的核心內(nèi)容是學(xué)習(xí)與工作有機結(jié)合,相互交替、相互聯(lián)系,實現(xiàn)人才培養(yǎng)中工學(xué)交替并且以企業(yè)為主。學(xué)徒制第一學(xué)年,還是以學(xué)校教學(xué)為主,學(xué)生主要在學(xué)校學(xué)習(xí)基本的理論知識,鞏固專業(yè)基礎(chǔ)。學(xué)期末,學(xué)生需要完成一個短期的實習(xí)培訓(xùn),一般是在企業(yè)內(nèi)部進行,有相關(guān)技術(shù)人員和專家到場指導(dǎo),訓(xùn)練學(xué)生的基本技術(shù)技能,讓學(xué)生能夠更好地了解企業(yè)主要崗位和日常工作,為今后學(xué)生就業(yè)快速適應(yīng)公司環(huán)境打下一個基礎(chǔ)。第二學(xué)年,學(xué)生基本上已經(jīng)完成學(xué)校全部的理論課程,可以根據(jù)企業(yè)的崗位空缺和崗位需求,自主選擇崗位進行為期約兩個月的技能培訓(xùn)。接下來第三學(xué)年,是學(xué)生正式進入企業(yè)實習(xí),學(xué)生和企業(yè)需要進行雙向選擇,確定好要進入的崗位。此時學(xué)生正式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)徒身份,在技術(shù)師傅和專業(yè)教師的帶領(lǐng)下完成崗位實訓(xùn)。
(二)實施原則
現(xiàn)代學(xué)徒制是一種新型人才培養(yǎng)方案,主要是為了適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要,是基于現(xiàn)代創(chuàng)新教育基礎(chǔ),根據(jù)企業(yè)實際的崗位需求和學(xué)生自身的發(fā)展特點而制定、實施的。在實施學(xué)徒制的過程中,要構(gòu)建合理的課程體系,規(guī)范引導(dǎo)、講求實用,在專業(yè)教育中需要注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。對機電一體化技術(shù)專業(yè)進行系統(tǒng)性的課程改革,培養(yǎng)活動要以企業(yè)崗位需求、工作任務(wù)和人才定位為主要參考方向,從專業(yè)的社會化發(fā)展前景和學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展要求考慮。專業(yè)課程教育的開發(fā)要時刻以學(xué)生為核心,重點培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力和專業(yè)技術(shù)。機電一體化技術(shù)專業(yè)的課程設(shè)計要從實際崗位需求出發(fā),做好產(chǎn)業(yè)和崗位的連接,根據(jù)行業(yè)標準和職業(yè)規(guī)范,學(xué)和實踐[3]。實施學(xué)徒制主要包括兩大領(lǐng)域的學(xué)習(xí)安排,學(xué)校學(xué)習(xí)和企業(yè)學(xué)習(xí),要將學(xué)科專業(yè)知識融入到企業(yè)技能培訓(xùn)中去,構(gòu)建實用型、創(chuàng)新型課程教學(xué)體系。關(guān)于課程設(shè)置上要符合專業(yè)要求,處理好必修課、選修課、公共教育課和實踐設(shè)計課之間的關(guān)系,合理分配,綜合要求。實施學(xué)徒制,無論是在理論教學(xué)還是實踐操作過程中,都要保證教學(xué)資源的充足和均等。現(xiàn)代學(xué)徒制將學(xué)校教育和企業(yè)培訓(xùn)進行有機結(jié)合,是一種跨界教育模式,學(xué)校安排的授課教師和企業(yè)提供的專業(yè)師傅就成了“雙導(dǎo)師”。企業(yè)專業(yè)人員在操作技術(shù)上熟練,在工作經(jīng)驗上豐富,帶徒效率高、質(zhì)量優(yōu)。
三、學(xué)徒制實施的特點和難點
(一)特點
現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展迅速的主要原因是新設(shè)備和新技術(shù)的不斷產(chǎn)生和進步,企業(yè)大多采用流水化生產(chǎn)和自動化設(shè)備,機電設(shè)備不斷數(shù)字化、現(xiàn)代化,對于專業(yè)安裝、操控、維護和管理設(shè)備的人才需要量也不斷增加。針對這一市場需求,高職院校對于機電一體化技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)力度加大,培養(yǎng)模式也不斷創(chuàng)新發(fā)展。應(yīng)運而生的現(xiàn)代學(xué)徒制教育模式在應(yīng)用其中,效果明顯。學(xué)徒制的主要教育特點是將企業(yè)學(xué)習(xí)作為課程教學(xué)的一部分,這是一種系統(tǒng)化的組織性學(xué)習(xí),學(xué)徒制強調(diào)學(xué)生的動手能力,注重在實際操作中鞏固學(xué)生課堂所學(xué),實現(xiàn)理論結(jié)合實際,“習(xí)”“訓(xùn)”交替。學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)始終結(jié)合實際工作特點,可以不斷豐富理論知識,完善教學(xué)內(nèi)容;在企業(yè)實習(xí)中,學(xué)生又可以接觸最真實的工作模式,能夠根據(jù)所學(xué)發(fā)揮個人的聰明才智,解決實際中出現(xiàn)的問題。
(二)難點
機電一體化專業(yè)技術(shù)實行學(xué)徒制的時間不長,尚且存在一些問題和難點。一方面,國家對于這種校、企合作教學(xué)模式支持力度不夠,學(xué)??紤]到學(xué)生安全、意愿和家長反應(yīng)等因素,不敢加大這種教學(xué)實踐力度,而企業(yè)在沒有得到國家相關(guān)政策鼓勵的情況下對于這種學(xué)徒制的參與積極性不高。本身學(xué)徒的實踐經(jīng)驗不足,專業(yè)技術(shù)水平不高,即便是定崗上線也無法給企業(yè)創(chuàng)造收益,而企業(yè)還要排出專業(yè)師傅帶領(lǐng)、指導(dǎo),還要在保證學(xué)生安全的情況下支付給學(xué)生工資,大大增加了企業(yè)的運營成本。從這些方面來說,國家對于學(xué)徒制的激勵體制不完善直接影響了企業(yè)對高職專業(yè)教育的支持力度。教師專業(yè)實踐經(jīng)驗缺乏。高職學(xué)校的教師長期待在課堂上,一線操作經(jīng)驗不足,難以深入課本給學(xué)生講解專業(yè)知識。機電一體化技術(shù)專業(yè)屬于工科,注重實際操作能力的培養(yǎng)和提升,教師只有不斷強化自身的專業(yè)技能,才能使學(xué)生更透徹地掌握基本理論知識。教師整體水平要和行業(yè)服務(wù)要求對等,才能使學(xué)生的校外實習(xí)與課堂教學(xué)相輔相成,才能為學(xué)生的上崗操作提供基礎(chǔ)。企業(yè)環(huán)境對學(xué)徒的影響。學(xué)徒進入企業(yè)實習(xí),環(huán)境和身份的轉(zhuǎn)變都比較大,學(xué)徒不了解工作內(nèi)容、操作生疏,企業(yè)工作節(jié)奏快、環(huán)境嘈雜,這期間的學(xué)習(xí)操作和安全比較難以保障。加上初入社會,企業(yè)對于學(xué)徒的認同感普遍不高,學(xué)生容易產(chǎn)生消極情緒。針對這些,學(xué)校和企業(yè)要對學(xué)徒有足夠的耐心和包容,教師和帶工師傅也要做好溝通,為學(xué)生實地實訓(xùn)提供良好的環(huán)境條件。
四、機電一體化技術(shù)專業(yè)實施學(xué)徒制的有效措施
(一)建立、完善學(xué)校管理制度
在高職院校機電一體化技術(shù)專業(yè)中實施學(xué)徒制,需要不斷跟進學(xué)生的學(xué)分管理,促進課程考核。在安排學(xué)生進入企業(yè)實習(xí)時,要合理安排學(xué)生作息時間,加強日常管理,實習(xí)持續(xù)周期要與課堂學(xué)習(xí)時間相適應(yīng)。同時,在學(xué)習(xí)時要注意增進學(xué)生對企業(yè)文化、企業(yè)制度的了解,隨時把握學(xué)生的思想動態(tài)。專業(yè)教師要做好學(xué)生的思想工作,注重安全教育和紀律教育,幫助學(xué)生更好地適應(yīng)企業(yè)環(huán)境,同時要積極引導(dǎo)學(xué)生對日常工作進行經(jīng)驗總結(jié),做好學(xué)習(xí)筆記、分享心得。學(xué)徒制是培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才的主要教育途徑,需要不斷在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、改革創(chuàng)新,要用嚴謹、專注的態(tài)度建立健全學(xué)校的教學(xué)管理制度。讓更多的企業(yè)參與學(xué)生,通力合作,培養(yǎng)專業(yè)的機電一體化人才。
(二)實現(xiàn)教學(xué)、實踐一體化教學(xué)
高職教育中,關(guān)于機電一體化技術(shù)專業(yè)實施學(xué)徒制,學(xué)生在入學(xué)初并沒有太多深入的了解,為了讓學(xué)生在后期的實習(xí)中更好地踐行企業(yè)實習(xí)標準,在校期間就要有意識地將具體的實踐任務(wù)搬上課堂。機電一體化技術(shù)專業(yè)需要學(xué)生具有大量的實際經(jīng)驗,對于高職院校的學(xué)生來說,學(xué)徒制為他們提供了更多安全可靠的實習(xí)機會。例如,在課堂教學(xué)中,專業(yè)教師要積極引入企業(yè)案例進行知識剖析,或者模擬一些列企業(yè)生產(chǎn)工序,加深學(xué)生對企業(yè)工作的認識和了解。學(xué)生只有形成一個具體的實踐意識,才能在后期的學(xué)習(xí)中更好地投入到工作中,才能對專業(yè)實戰(zhàn)經(jīng)驗保有積極性。
五、結(jié)語
隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展,企業(yè)生產(chǎn)模式發(fā)生轉(zhuǎn)變,大量機械化數(shù)字設(shè)備的使用提高了企業(yè)生產(chǎn)力,社會對于機電一體化技術(shù)專業(yè)人才的需求也不斷增加。學(xué)徒制的推行滿足了這種市場需求,也順應(yīng)了教育改革新趨勢。在高職院校機電一體化技術(shù)專業(yè)教學(xué)中實施現(xiàn)代學(xué)徒制,充分鍛煉了學(xué)生的實踐能力,在提升教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上大大提高了學(xué)生的專業(yè)技術(shù)水平,為學(xué)生以后的就業(yè)發(fā)展提供了保障。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】Matlab;機電一體化專業(yè);教改實踐;應(yīng)用
1.引言
在政府大力開展教育事業(yè)的影響下,很多高校都將教學(xué)改革作為完善教學(xué)水平的主要手段,逐漸成為高校開展教育事業(yè)中的重要組成部分。隨著我國工業(yè)化進程的飛速發(fā)展,機電一體化專業(yè)在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越多,社會對于高級的機電一體化人才的需求也有所提升,為了滿足社會和企業(yè)的需求,高校必須要對傳統(tǒng)的機電一體化教學(xué)模式進行調(diào)整,充分發(fā)揮出Matlab軟件在機電一體化專業(yè)教改實踐中的應(yīng)用效果。
2.機電一體化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標
要想充分發(fā)揮出機電一體化專業(yè)教學(xué)改革的效果,首先要明確機電一體化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標,只有這樣才能做到“知己知彼百戰(zhàn)百勝”的效果。機電一體化專業(yè)主要表現(xiàn)出了“機”與“電”的結(jié)合,但是這種結(jié)合并不是簡單的講“機”、“電”相加在一起,而是通過特殊的教學(xué)模式在二者之間建立一種聯(lián)系,從而更好地發(fā)揮出機電一體化的效果。由此可見,機電一體化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是為社會培養(yǎng)出一批具有優(yōu)秀機械加工和機械設(shè)計相關(guān)理論知識與實踐能力的人才,并且還要能夠熟練的掌握計算機技術(shù)、電氣控制的相關(guān)技巧,通過各種手段對機電產(chǎn)品進行更好的控制[1]。既包括了傳統(tǒng)的機械專業(yè)的相關(guān)知識,還加入了計算機專業(yè)、電氣專業(yè)、自動控制專業(yè),充分體現(xiàn)出了機電一體化專業(yè)的“機”與“電”相結(jié)合。
3.機電一體化專業(yè)的教學(xué)改革現(xiàn)狀
隨著教學(xué)改革計劃的逐漸完善,很多高校都進行教學(xué)模式的調(diào)整,采取更加成熟的教學(xué)手段去促進學(xué)生發(fā)展。然而,通過對現(xiàn)階段機電一體化教學(xué)模式的分析來看,教學(xué)計劃的設(shè)計還是比較傳統(tǒng),無外乎基礎(chǔ)教學(xué)模塊、機械基礎(chǔ)模塊、電氣基礎(chǔ)模塊、控制基礎(chǔ)模塊等,從理論上來講是比較符合現(xiàn)代社會對機電一體化專業(yè)人才需求的,但是,從實踐操作的角度看,學(xué)生的實際能力與理論知識的掌握不一致,很難適應(yīng)變幻莫測的市場經(jīng)濟形式。而造成這種現(xiàn)象的原因既不是教師的教學(xué)水平問題,也不是學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度問題,而是教學(xué)計劃的制定脫離了現(xiàn)代社會需求,學(xué)生雖然能夠從課堂中學(xué)到豐富的知識,但是并不能將這些知識聯(lián)系起來,更不用說將這些知識利用起來[2]。機電一體化專業(yè)的實踐性比較強,因此在進行機電一體化教學(xué)的時候,不能只重視理論知識教學(xué),還要充分發(fā)揮出實踐教學(xué)的重要性。目前,我國機電一體化專業(yè)對實踐教學(xué)的關(guān)注度并不是非常的高,盡管在理論教學(xué)上已經(jīng)趨于成熟,但是,機電一體化的學(xué)生在社會上的發(fā)展總是差強人意,對于社會的適應(yīng)性和理論的操作性都比較差。造成這種現(xiàn)象的主要原因就是由于我國高校在開展機電一體化教學(xué)的時候,并沒有采取理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合的方式,很多學(xué)生都掌握了豐富的機電一體化理論知識,可是卻不能將掌握的知識充分的利用起來,很多知識點的使用方式并沒有被理解,只是死記硬背下來應(yīng)對考試。由此可見,要想充分發(fā)揮出教學(xué)改革的效果,還需要一種能夠?qū)⒔虒W(xué)知識連接起來的模塊,而這種方式就是Matlab軟件[3]。
4.Matlab軟件的相關(guān)介紹
Matlab軟件是一套商業(yè)數(shù)學(xué)軟件,在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛,像是算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析等都可以使用Matlab軟件進行計算,并且還結(jié)合了先進的計算機科學(xué)技術(shù),在計算結(jié)果的準確性與計算速度上都有所提升。Matlab軟件是三大數(shù)學(xué)軟件之一,在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指,不管是矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法,還是創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序[4],只要與數(shù)學(xué)相關(guān),就都可以使用Matlab軟件進行分析。將Matlab軟件應(yīng)用在機電一體化專業(yè)中,為機電一體化專業(yè)的教學(xué)改革帶來了新的曙光。
5.Matlab在機電一體化專業(yè)教改實踐中的應(yīng)用
5.1在基礎(chǔ)教學(xué)模塊中加入Matlab的基礎(chǔ)入門高等數(shù)學(xué)是工科生的必修課,傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程是通過教師講、學(xué)生聽的方式,這種方式不僅無法提升學(xué)生對機電一體化專業(yè)的興趣,還會影響學(xué)生的操作能力與應(yīng)變能力,不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。將Matlab引入到基礎(chǔ)教學(xué)中就能夠妥善的解決這一問題,利用Matlab軟件強大的計算功能,將復(fù)雜的數(shù)值簡單化,不僅減輕了學(xué)生的負擔(dān),還能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中感受到快樂,改善對機電一體化專業(yè)的看法。5.2使用Matlab軟件進行實際操作在學(xué)生充分了解機電一體化的理論知識以后,就應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生將理論知識應(yīng)用到實踐中的能力,在學(xué)習(xí)控制理論的時候,要結(jié)合Matlab軟件共同學(xué)習(xí),利用Matlab軟件來進行運算、建模、分析等環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)仿真,將教學(xué)過程中比較繁瑣的數(shù)據(jù)變換、復(fù)雜領(lǐng)域交給計算機進行分析,通過Matlab將所學(xué)到的機電一體化理論知識整合起來,使學(xué)生能夠更好的理解機電一體化的實際應(yīng)用效果[5]。
6.結(jié)論
綜上分析可知,Matlab能夠?qū)C電一體化專業(yè)的教學(xué)模塊連接在一起,是原本分散的模塊有機的結(jié)合起來,幫助學(xué)生進行理論知識的整合,是學(xué)生能夠更加完整的理解理論知識的含義,對于學(xué)生的理論知識和實踐能力都是一種提升。另外,Matlab不僅在機電一體化專業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用,在各個行業(yè)中都受到了一定的關(guān)注,也就是說,學(xué)生在步入社會之后,依然可以使用Matlab軟件去解決實際問題。
【參考文獻】
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關(guān)鍵詞:機電一體化;本科教學(xué);人才培養(yǎng);項目教學(xué)法
作者簡介:王昊(1972-),男,安徽泗縣人,上海電力學(xué)院能源與機械工程學(xué)院,副教授;吳懋亮(1970-),男,山東萊蕪人,上海電力學(xué)院能源與機械工程學(xué)院,副教授。(上海 200090)
基金項目:本文系2011年上海市教委重點課程機電一體化原理項目(項目編號:20115301)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)10-0075-02
為了滿足電力行業(yè)對機械類專門人才的需求,各電力高校均開設(shè)了機械設(shè)計制造及其自動化本科專業(yè)。該專業(yè)的主要特色是培養(yǎng)能夠適應(yīng)電力行業(yè)的機械類相關(guān)崗位的人才。前幾年,該專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)形勢喜人,但是,由于制造類相關(guān)行業(yè)廣受金融危機的影響,導(dǎo)致近年來畢業(yè)生的就業(yè)情況不太理想。面對無法預(yù)知的金融危機以及制造業(yè)界不太樂觀的就業(yè)形勢,作為專業(yè)教師,應(yīng)該思考怎樣才能使學(xué)生更從容地面對求職擇業(yè)問題。
機電一體化作為機械、電子和信息等多科內(nèi)容融合的學(xué)科,在拓寬機械類學(xué)生知識面和就業(yè)面等方面將起到重要作用。加強該課程的學(xué)習(xí),能明顯提高學(xué)生素質(zhì),從而增加學(xué)生在機電一體化行業(yè)內(nèi)的就業(yè)機會。本文認真思考了機電一體化原理在本科教學(xué)中的若干問題,以“機電一體化原理”教學(xué)為基礎(chǔ),論述該課程對學(xué)生的重要性并指出目前存在的問題,提出以拓寬學(xué)生的就業(yè)面為目的嶄新的教學(xué)思路,并輔以項目教學(xué)法的教學(xué)改革方案,以及增設(shè)“機電一體化原理”課程設(shè)計的設(shè)想。
一、引導(dǎo)學(xué)生認識“機電一體化原理”的重要性
學(xué)生在學(xué)習(xí)“機電一體化原理”的時候,由于缺乏實際經(jīng)驗,加上該課程牽涉面很廣,學(xué)習(xí)難度較大,因而學(xué)習(xí)熱情不足。因此,在教學(xué)過程中,教師要想方設(shè)法、千方百計地引導(dǎo)和吸引學(xué)生充分認識“機電一體化原理”這門課程的重要性,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
首先,應(yīng)使學(xué)生明確,機電一體化是多學(xué)科交叉,相互滲透的綜合性課程,廣泛涉及機械技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、檢測傳感技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)等方面的內(nèi)容。機電一體化技術(shù)是給傳統(tǒng)機械加上“大腦”(計算機信息處理與控制),極大限度地延伸了機械的概念,使機電一體化產(chǎn)品幾乎無處不在。例如,“機器人”作為最重要的機電一體化產(chǎn)品之一,已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。[1]
其次,針對現(xiàn)在機械專業(yè)學(xué)生機械基礎(chǔ)扎實、電子基礎(chǔ)薄弱的特點,認真學(xué)習(xí)“機電一體化原理”這門課程,將顯著提高學(xué)生在電子方面的素養(yǎng)。通過課程講解、實驗教學(xué)、項目教學(xué)、課程設(shè)計等教學(xué)手段,學(xué)生深刻體會機電一體化的基本原理和設(shè)計方法。
最后,機電一體化的重要性還體現(xiàn)在很多產(chǎn)品,特別是高科技產(chǎn)品,難以將機械和電子部件完全分開。例如,機電設(shè)備設(shè)計及維護人員既要精通機械方面的知識,又要精通電子方面的知識。因此,掌握機電一體化原理,并將其應(yīng)用到解決實際工程問題當中,已經(jīng)成為機械專業(yè)的畢業(yè)生必須掌握的一項重要技能。
二、增加實驗課時、加強實驗室建設(shè)與整合
“機電一體化原理”理論學(xué)習(xí)固然重要,實驗教學(xué)也同樣重要。不少學(xué)?,F(xiàn)有的“機電一體化原理”的教學(xué)大綱中,實驗教學(xué)所占學(xué)時明顯偏少,而且學(xué)生真正能動手完成的實驗更是少之又少。因此,現(xiàn)有實驗安排起不到鍛煉學(xué)生的動手和實際操作能力的目的。
此外,很多學(xué)校實驗室中的設(shè)備和科研條件并沒有充分發(fā)揮出來。應(yīng)該在現(xiàn)有的設(shè)備的基礎(chǔ)上,廣泛開拓思路,整合、組合、創(chuàng)造出新的機電一體化實驗,以實現(xiàn)鍛煉學(xué)生動手能力的目的。而且,實驗室的工作條件和實驗場所還需要進一步改善。實驗設(shè)備也需要對機電一體化實驗教學(xué)或輔助教學(xué)等方面,進行廣泛市場調(diào)研,根據(jù)需要進行采購和擴充。
因此,必須在加強實驗室建設(shè)的基礎(chǔ)上,適當增加機電一體化的實驗課時,才能真正使學(xué)生通過實驗加深對機電一體化理論知識的掌握,體會機電一體化應(yīng)用的目的。
三、激發(fā)學(xué)生在機電一體化行業(yè)內(nèi)的就業(yè)思路
激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生在機電一體化行業(yè)內(nèi)就業(yè)的想法,是教學(xué)的重中之重。只有學(xué)生真正產(chǎn)生這種想法,才會產(chǎn)生學(xué)好“機電一體化原理”的動力。
目前,機械專業(yè)畢業(yè)生大多將自己的就業(yè)方向主觀定位在純機械領(lǐng)域。盡管機械制造業(yè)是非常龐大的產(chǎn)業(yè),但就業(yè)機會終歸有限。由于能力的欠缺,擇業(yè)的時候,面對機電一體化行業(yè)廣泛的就業(yè)機會,學(xué)生更多的是無奈。鑒于此,任課教師必須努力激發(fā)學(xué)生在機電一體化行業(yè)內(nèi)的就業(yè)興趣。
引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟,若是自己具備很強的機電一體化技術(shù)方面的素養(yǎng),將會拓寬自己的就業(yè)面,從而為自己創(chuàng)造更多的就業(yè)契機。就算是學(xué)生畢業(yè)后選擇在機械行業(yè)就業(yè),若是在機電一體化方面有比較扎實的基礎(chǔ),也會開拓自己的視野,何況是現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)、工程技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到機、電完美結(jié)合的階段,完全分開的機械和電子幾乎沒有。
因此,在教學(xué)過程中,應(yīng)該結(jié)合機電一體化行業(yè)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。具體來說,可以結(jié)合機械專業(yè)學(xué)生在機電一體化行業(yè)就業(yè)的實例,引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。另外,在教學(xué)過程中,也可以充分結(jié)合機電一體化產(chǎn)品的具體設(shè)計思路,引導(dǎo)學(xué)生如何跨越機械專業(yè)的局限,盡可能多地接觸機電一體化領(lǐng)域。通過這些方式,學(xué)生們將會自然提升對機電一體化領(lǐng)域的興趣,從而增加在機電一體化行業(yè)就業(yè)的主觀積極性。
四、開展項目教學(xué)法、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力
為了使學(xué)生加強對機電一體化領(lǐng)域的認識,啟發(fā)他們在機電一體化行業(yè)內(nèi)就業(yè)的熱情,“項目教學(xué)法”引入到機電一體化的本科教學(xué)工作中去。項目教學(xué)法在國外的職業(yè)教育中應(yīng)用較多,目前在本科教學(xué)中還很少使用。為了讓機械專業(yè)的學(xué)生通過項目直接深入到機電一體化領(lǐng)域,教師提出使用項目教學(xué)法。
項目教學(xué)法是一種在“做中學(xué)”的理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種教和學(xué)的模式,這種教學(xué)法通過組織學(xué)生真實地參加項目設(shè)計,履行和管理項目的全過程,在項目實施的過程中完成教學(xué)任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、分析能力及其他關(guān)鍵能力。這種模式突破了傳統(tǒng)的“以課堂為中心,以教師為中心,以教材為中心”的教學(xué)模式,強調(diào)使用的技能和知識創(chuàng)新,有效地交流課堂與社會生活的聯(lián)系,充分展示現(xiàn)代教育“素質(zhì)教育”的本色。[2,3]
項目教學(xué)法主要特點是與現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系,加強理論聯(lián)系實際,有助于培養(yǎng)學(xué)生的多方面能力,更重要的是展示學(xué)生的創(chuàng)造性,培養(yǎng)了學(xué)生解決實際問題的能力。項目教學(xué)法的整個教學(xué)過程可以分為以下幾個階段:
1.擬定題目
學(xué)生自主分組或教師分組,查閱資料、主動思考,充分發(fā)揮主觀能動性,擬定本小組的題目。教師在這個過程必須要干預(yù),要求學(xué)生選定的題目具有創(chuàng)新性或?qū)嵱眯裕貏e是要適合該小組的特長和興趣。要求項目既要體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新性、具備挑戰(zhàn)性,又要切實可行、經(jīng)過學(xué)生的努力可以完成。
2.可行性分析及方案設(shè)計
通過項目可行性分析及方案設(shè)計、確定項目進程計劃,要求該進程安排基本與課堂教學(xué)進度并行,即:按照課堂教學(xué)的進度安排項目的實施進度,即首先是機械機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu),然后是計算機、控制系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)等。教師必須認真檢查各小組的可行性分析及方案設(shè)計。
3.項目實施要求學(xué)生按照工作進度實施并做階段總結(jié)
這一階段,對于學(xué)生在項目研究所用到的內(nèi)容,有可能在課程學(xué)習(xí)中沒有學(xué)到,要求教師指導(dǎo)學(xué)生進行再學(xué)習(xí),以進一步挖掘?qū)W生的創(chuàng)造性思維。項目的實施過程中,學(xué)生將有大部分工作需要在實驗室中完成,因此,在第三部分對實驗室進行整合和擴建的過程中就必須要考慮這些問題。
4.項目考評
以小組為單位,認真考核學(xué)生完成項目的情況。針對機電一體化項目的各系統(tǒng)的設(shè)計、實現(xiàn)方式、功能和項目報告等進行考評。考評中要特別注意學(xué)生在完成項目的過程中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
5.項目拓展
建議學(xué)生以研究報告、學(xué)術(shù)論文的形式呈現(xiàn)本小組的研究成果。對于考評成績優(yōu)秀的小組可以組織學(xué)生以申報專利、參加競賽的形式進一步拓展項目。
項目教學(xué)法可以極大提高學(xué)生的興趣,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,挖掘?qū)W生的創(chuàng)造性思維,同時使學(xué)生以真正項目的方式接觸到機電一體化的產(chǎn)品設(shè)計和項目管理。這種項目管理的經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和總結(jié)問題的能力和經(jīng)驗對學(xué)生而言非常寶貴。項目考評優(yōu)秀的學(xué)生的科研論文和專利申請都將在學(xué)生畢業(yè)求職時增加不可或缺的砝碼,將成為機電一體化行業(yè)的敲門磚。
五、增設(shè)“機電一體化原理”課程設(shè)計環(huán)節(jié)
現(xiàn)有的教學(xué)手段,還不足以提升學(xué)生在機電一體化行業(yè)的競爭力。作為項目教學(xué)法的補充,還可以通過增加機電一體化原理設(shè)計環(huán)節(jié),從而更大程度上提高學(xué)生的機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計能力。
課程設(shè)計時,要求學(xué)生認真回顧教師在課堂上所授要點,分析各要點對產(chǎn)品功能的實現(xiàn)及其特性的影響。希望學(xué)生在課程設(shè)計過程中,進一步理解、吸收和消化課程理論知識以及在項目教學(xué)法中所存在的尚未解決的問題。
課程設(shè)計課題要盡可能選擇具有產(chǎn)業(yè)背景的實際課題,學(xué)生通過原理方案的設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳動系統(tǒng)的設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計、控制系統(tǒng)的設(shè)計以及總體設(shè)計等過程,加深對機電一體化系統(tǒng)的總體認識。在指導(dǎo)過程中,注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力,充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新潛能。此外,還要注意課程設(shè)計必須與項目教學(xué)法互補,對于項目教學(xué)法中沒有涉及的部分,要適當加強。[4]
課程設(shè)計應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生熟悉機電一體化行業(yè)標準,全面掌握機電一體化產(chǎn)品設(shè)計規(guī)范和過程,并培養(yǎng)學(xué)生扎扎實實的工作作風(fēng)。
六、結(jié)論
本文以拓寬機械類學(xué)生的就業(yè)面為主要目標,針對“機電一體化原理”本科教學(xué)的若干問題,進行了深入探討和思考。以“機電一體化原理”教學(xué)為基礎(chǔ),論述該課程對學(xué)生的重要性,以及如何引導(dǎo)學(xué)生對該課程的重要性進行再認識。通過加強實驗室建設(shè),增加學(xué)生動手實踐的機會,以拓寬學(xué)生的就業(yè)面為目的,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。提出項目教學(xué)法的教學(xué)改革方案,著重培養(yǎng)學(xué)生在機電一體化產(chǎn)品設(shè)計中的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力;該項目教學(xué)法與“機電一體化原理”課程設(shè)計相輔相成。期待機電一體化課程在提高綜合素質(zhì)、拓寬畢業(yè)生就業(yè)面等方面有所建樹。
參考文獻:
[1]張建民.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2006.
[2]曾勵.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2004.
姜大源先生曾指出:“在任何一種教育?w系中,課程始終處于核心地位。同樣,職業(yè)教育的改革與發(fā)展,最終都會歸結(jié)到課程的改革與發(fā)展?!盵1]課程是教育的核心和載體,中高職教育銜接的本質(zhì)就是二者課程的相互承接、協(xié)調(diào)分工的一種科學(xué)化、系統(tǒng)化的教育體系。自《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010―2020年)》以來,我國出現(xiàn)了中高職“3+2”五年一貫制培養(yǎng)、“3+3”分段培養(yǎng)以及中本“3+4”分段培養(yǎng)等貫通模式,為構(gòu)建現(xiàn)代職教體系做出了有益探索。但正如《教育部關(guān)于推進中等和高等職業(yè)教育協(xié)調(diào)發(fā)展的指導(dǎo)意見》(教職成〔2011〕9號)所指出的:“中等和高等職業(yè)教育在專業(yè)、課程與教材體系、教學(xué)與考試評價等方面仍然存在脫節(jié)、斷層或重復(fù)現(xiàn)象,職業(yè)教育整體吸引力不強,與加強技能型人才系統(tǒng)培養(yǎng)的要求尚有較大的差距?!币舱沁@些“脫節(jié)、斷層或重復(fù)”現(xiàn)象深刻影響著職業(yè)院校的整體辦學(xué)效益和質(zhì)量,一定程度上制約了中高職教育銜接的健康發(fā)展。以機電一體化專業(yè)課程的中高職銜接實踐反思為基礎(chǔ),厘清問題本源,明晰實踐路徑,期冀拋磚引玉。
一、專業(yè)課程標準
所謂課程標準,就是對學(xué)生在經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)之后應(yīng)該知道什么和能做什么的界定和表述,是國家層面對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的期望,是內(nèi)容標準(學(xué)生學(xué)習(xí)領(lǐng)域的劃定)和結(jié)果標準(學(xué)生某領(lǐng)域應(yīng)達到的水平)的內(nèi)在統(tǒng)一。
(一)中高職課程銜接在課程標準上存在的主要問題
一是中高職課程內(nèi)容標準界限模糊?,F(xiàn)有試點院校都注重從一體化培養(yǎng)的角度來設(shè)計課程標準,力求實現(xiàn)同一專業(yè)方向的一體化培養(yǎng),但模糊了職業(yè)教育中職與高職層次之間的培養(yǎng)界限,不利于現(xiàn)代職教體系的整體構(gòu)建。二是中高職課程標準隨意性大,表述各一。試點院校自行選擇結(jié)對,自行擬定課程標準,造成校際之間課程壁壘,而在同一院校內(nèi),由于未能界定出有效目標,標準無效或虛化現(xiàn)象十分普遍。三是中高職課程標準的內(nèi)在不協(xié)調(diào)?;殂暯拥恼n程標準往往在時空上局限于試點院校,制約了課程標準橫向“面”的統(tǒng)一,制約了教育生產(chǎn)力的可持續(xù)發(fā)展。
(二)中高職機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)目標的對比
中高職課程由于院校的專業(yè)教學(xué)資源與學(xué)生起點的不同,其在培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力、核心能力等方面有著明顯的層次差異。一般認為,中高職是技能培養(yǎng)的不同階段,內(nèi)容與形式相互依存,共同發(fā)展,進而形成分級職業(yè)教育的連續(xù)流,使中高職教育在人才培養(yǎng)上實現(xiàn)貫通。而人才培養(yǎng)目標的確立是中高職教育銜接的前提和邏輯起點,明晰中高職機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)目標,可以有效編制出相對科學(xué)的課程標準。(見表1)
(三)中高職機電一體化專業(yè)課程標準的制定
首先,國家或省級教育部門應(yīng)從宏觀上進行科學(xué)的頂層設(shè)計,依據(jù)人才培養(yǎng)目標相對統(tǒng)一地制定中高職貫通的分類課程標準體系,明確課程目標、內(nèi)容框架、改革要求等,為課程設(shè)置明確畫線定界。其次,機電行業(yè)發(fā)展的區(qū)域性特征在根本上要求職業(yè)院校共同制定適用于本地區(qū)的中高職銜接的課程標準,實現(xiàn)機電專業(yè)在中高職教育中的層次和貫通。再次,職業(yè)院校還應(yīng)該與本地機電行業(yè)保持聯(lián)系,在與行業(yè)的互動中不斷調(diào)整課程標準,促使培養(yǎng)的人才能夠與產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)調(diào)一致。
二、專業(yè)課程結(jié)構(gòu)
課程結(jié)構(gòu)是指課程的各個組成部分如基礎(chǔ)課、專業(yè)課、實踐課或必修課、選修課等的構(gòu)成比例及其相互關(guān)系,包括課程體系結(jié)構(gòu)以及單一課程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩種。
(一)中高職課程結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀
目前,中高職的課程結(jié)構(gòu)通常還是按照文化基礎(chǔ)課、專業(yè)理論課、專業(yè)實踐課三大塊模式構(gòu)建,作用力相對平均,與職業(yè)教育人才培養(yǎng)的分層目標并不協(xié)調(diào)。在單一課程結(jié)構(gòu)中,其組織和結(jié)構(gòu)形式,基本上也還是按照知識體系結(jié)構(gòu)編寫教材、實施教學(xué),從概念(原理)到應(yīng)用“兩張皮”,與職業(yè)教育培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能為主的課程標準相去甚遠。機電一體化專業(yè)還存在同一學(xué)科在中高職之間不銜接的現(xiàn)象,如物理課程在中職階段有的學(xué)校只開設(shè)一個學(xué)期,課時不足,只能選講,這就造成學(xué)生在高職階段諸如工程力學(xué)等課程的學(xué)習(xí)中感到難度,影響了高職階段相關(guān)課程的教學(xué)效果。
(二)中高職機電一體化專業(yè)課程的模塊化銜接
根據(jù)中高職人才培養(yǎng)職業(yè)能力的分析,將所有課程標準,包括基本的職業(yè)資格證書的應(yīng)知應(yīng)會要求和高一層級的技能大賽要求,都細化到知識點,通過知識點來確定中高職教學(xué)內(nèi)容的銜接點,進而設(shè)計不同專業(yè)大類的課程模塊(包括基礎(chǔ)課程模塊和各專業(yè)模塊),實現(xiàn)中高職課程的一體化。這樣,既可以保證中職課程與高職課程的獨立性,又兼顧到兩個層次之間的溝通,中職階段側(cè)重于基礎(chǔ)理論及基本技能的訓(xùn)練,高職階段則注重學(xué)生專業(yè)知識、職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)的全面培養(yǎng),從而提高學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力。(見表2)
三、專業(yè)課程教材
作為教與學(xué)的典型材料,課程教材既是一種學(xué)習(xí)資源,更是一種教與學(xué)之間聯(lián)系的媒介及催化劑。按照當代教育理念,職業(yè)教育課程教材不再只是學(xué)科知識的匯編,而應(yīng)該是反映教育和教學(xué)規(guī)律,體現(xiàn)學(xué)生認知特點,體現(xiàn)職業(yè)需求的嶄新教與學(xué)的資源,包括課程學(xué)本、教本、輔助教學(xué)資料等,其載體也有紙質(zhì)、電子文本、影音視頻之分。
在中高職課程銜接中,機電一體化專業(yè)主要存在兩個方面的問題。一方面,專業(yè)課程教材在編寫體例上仍然沿襲著過去的學(xué)科框架,強調(diào)知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性、完整性,缺乏職業(yè)教育的特點,而艱深的理論、繁復(fù)的教材內(nèi)容與職業(yè)院校學(xué)生的學(xué)力及有限的課時形成尖銳的沖突,造成教與學(xué)的緊張關(guān)系;另一方面,中高職課程缺乏銜接意識,科目重復(fù),如機械制圖、電氣控制技術(shù)等,課程內(nèi)容重復(fù)率在30%―60%之間,教學(xué)資源的消耗影響了中高職銜接后的整體學(xué)習(xí)效率。
以?C電一體化專業(yè)核心課程為改革重點,以任務(wù)驅(qū)動來設(shè)置學(xué)習(xí)項目,將原先系統(tǒng)學(xué)科知識模塊化為工作現(xiàn)場的具體內(nèi)容,實現(xiàn)中高職專業(yè)學(xué)習(xí)任務(wù)或項目的系統(tǒng)化銜接。就中高職機電一體化專業(yè)課程的銜接而言,首先在宏觀上要有統(tǒng)一分類的、具有明確對接屬性的課程標準,便于中高職教材明確定位;其次在教材編寫體例上要按照項目化或模塊化的體例來編寫,并通過區(qū)分項目或模塊的難易、大小等相對容易、內(nèi)容單一、規(guī)模較小的編入中職教材,而將難度大、綜合性強、規(guī)模大的項目編入高職教材;再次,在教材運用上要注重整合創(chuàng)新,倡導(dǎo)教材“多本化”,可以通過大數(shù)據(jù)平臺建立精品課程示范教材遴選機制,促使提升教材質(zhì)量。(見表3)
四、專業(yè)課程評價
課程評價就是對課程標準、課程設(shè)計、教材編制和教學(xué)實施在多大程度上實現(xiàn)了教育目的的一種價值判斷,并據(jù)此作出改進課程的決策。課程評價方式呈現(xiàn)多樣化趨勢,可以是定量的,也可以是定性的;可以是形成性的,也可以是診斷性的。而參與職業(yè)院校課程評價的主體則包括了教師、學(xué)生、學(xué)校、企業(yè)和行業(yè)、政府主管部門等。
在中高職機電一體化專業(yè)課程評價中存在的最大問題是眾多職業(yè)院校仍然沿襲過往以階段性、終結(jié)性考試成績作為唯一的評價標準,側(cè)重于學(xué)習(xí)成果的書面評價,對學(xué)生職業(yè)崗位能力及職業(yè)發(fā)展能力的判斷缺失,隔斷了學(xué)生成長的連續(xù)性,對中高職課程的銜接造成了消極影響。
中高職課程評價的銜接是課程銜接的一個重要方面,應(yīng)該根據(jù)本區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展特點、職業(yè)崗位能力需求等,探索新的、能夠有效銜接課程的中高職一體的過程性考核方式,重點是建立靈活的職業(yè)技能鑒定考核機制,探索從職業(yè)資格證書與相應(yīng)課程對接,尋求中高職課程評價有效銜接的方法與途徑。在中高職課程銜接尚處于試點階段時,建立中高職學(xué)分或課程認同機制應(yīng)該是解決當前課程重復(fù)設(shè)置的重要可選途徑。
五、幾點思考
課程銜接是中高職教育銜接的重要內(nèi)容,但絕不是全部,也絕非一蹴而就,并且,課程依專業(yè)其銜接要素也會呈現(xiàn)出較為明顯的差異。機電一體化專業(yè)與本區(qū)域經(jīng)濟社會及該行業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)、將來的發(fā)展趨勢有著密切的關(guān)系,這必然影響到該專業(yè)中高職銜接的必要性、穩(wěn)定性及政商校企合作的迫切性,也決定著區(qū)域內(nèi)中高職專業(yè)銜接的改革、創(chuàng)新力度。要實現(xiàn)中高職機電一體化專業(yè)課程的全面銜接,有些問題亟需通過探索實踐來認識和解決。
(一)通過學(xué)業(yè)的靈活選擇解決好長學(xué)制帶來的學(xué)習(xí)倦怠。在中高職教育銜接的實踐中,由于初中畢業(yè)生是主要招生對象,他們的價值觀、職業(yè)觀還未能真正確立,學(xué)生在第二或第三年普遍存在學(xué)習(xí)積極性不高等現(xiàn)象,其中原因之一就是中高職銜接培養(yǎng)過早限定了學(xué)生的專業(yè)面向,一旦學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有了新的專業(yè)或職業(yè)興趣,原先專業(yè)的學(xué)習(xí)倦怠也就不可避免地出現(xiàn)了。而在第三年結(jié)束或第四年開始階段,讓學(xué)生再一次進行相鄰專業(yè)的調(diào)整,理論上可以緩解學(xué)生對既定專業(yè)的厭學(xué)情緒。學(xué)生對專業(yè)及學(xué)習(xí)的這種心理認同機制是中高職教育課程銜接的最可靠的支撐力量。