職業(yè)中專機電一體化教學改革

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　　職業(yè)中專機電一體化教學改革【1】

　　摘要：隨著國民經(jīng)濟的增長，社會對人才的需求也開始增長，社會對人才特別是機電一體化專業(yè)人才的知識結構提出了新的要求。

　　針對機電一體化專業(yè)教學不能滿足經(jīng)濟快速發(fā)展的需求這一現(xiàn)狀，提出了以實踐為導向的機電一體化教學改革。

　　闡述了機電教學改革的必要性、思路和方法，提出在實踐環(huán)節(jié)深化改革，在專業(yè)培養(yǎng)方案上努力突出專業(yè)特色的重要性，對課程實踐教學進行了改革，體現(xiàn)了機電教學的特色。

　　關鍵詞：教學改革 特色課程 學生培養(yǎng)

　　長期以來，機電專業(yè)基本上是按照傳統(tǒng)的理論體系以學科為核心來組織教學，把傳授系統(tǒng)的理論知識作為組織教學的出發(fā)點。

　　作為教學過程的主線和質量考核的主要標準，對學生系統(tǒng)地掌握理論知識，開發(fā)設計產(chǎn)品是有利的。

　　但是也存在不足之處，職中學生畢業(yè)后大部分被分配在生產(chǎn)第一線，所從事的工作是操作設備、查找故障和排除故障等一線工作，在學校學的知識相當一部分用不上，而現(xiàn)場工作所必需的工作能力又不具備。

　　為此，對教學進行改革勢在必行。

　　一、改革的思路

　　1.制訂適應新形勢的教學內容。

　　制定符合現(xiàn)代化建設要求的機電一體化專業(yè)教學計劃，遵循國家、省教委的有關文件精神，以綜合素質培養(yǎng)為基礎，以能力培養(yǎng)為主線。

　　圍繞培養(yǎng)目標，對知識、能力、素質等方面進行合理的綜合安排，力求整體優(yōu)化，培養(yǎng)實用的職業(yè)技術人才。

　　(1)關于“機電一體化”內涵的認識。

　　機電一體化技術從學科角度來看，它是集機械技術、微電子技術、計算機技術、電氣技術、信息技術的有機統(tǒng)一體，而不是機械技術、電氣技術的簡單組合體;從機電一體化技術的成果或最終體現(xiàn)來看，它則是在計算機控制下由機械本體、電、氣、液壓以及光電器件組成的產(chǎn)品或設備，是一個自動化的工作系統(tǒng)。

　　(2)培養(yǎng)目標。

　　機電一體化專業(yè)應培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展，熱愛祖國，熱愛本職崗位，具有不斷追求新知識、實事求是、獨立思考、勇于創(chuàng)新、踏實苦干的精神，掌握基本文化科學知識和機電一體化專業(yè)必需的基本理論、基本技能，對現(xiàn)代機電一體化產(chǎn)品結構調整有較強適應能力的應用型高級技術人員、技藝型操作維護人員。

　　2.先進教學手段的應用。

　　(1)運用多媒體進行直觀教學。

　　課程中的原理圖、梯形圖、程序及電路圖較多，利用Authorware、Powerpiont制作成多媒體課件，集文字、圖片、動畫和聲音于一體，不僅僅大大減少了老師課堂上畫圖的時間，而且學生興趣倍加，容易理解，提高了教學效率，增大了課堂教學的信息量。

　　(2)聯(lián)系生活，啟發(fā)學生思維。

　　課堂教學重在理論聯(lián)系實際，運用生活中的實例，既有助于學生對理論知識的掌握，又有益于提高學生的興趣和對實際問題的思考能力。

　　如在講解三相異步電機的變頻調速時，結合變頻空調原理和特點，來分析變頻空調與普通空調之間的區(qū)別，從而闡述變頻調速的優(yōu)點，學生增加了生活知識和學習的趣味性。

　　(3)與時俱進，激發(fā)學生的求知欲。

　　教師應該與時俱進，了解課程最新的技術動態(tài)，并把它傳授給學生，只有這樣才能激發(fā)學生的求知欲，真正的把課教好。

　　3.改革優(yōu)化實踐環(huán)節(jié)。

　　實踐教學是技術應用能力形成的重要環(huán)節(jié)，也是高職專業(yè)教育教學的重點。

　　為了培養(yǎng)學生專業(yè)技術能力，改革傳統(tǒng)的實踐教學模式，將實踐教學分為三個階段進行：(1)實驗技能訓練。

　　實驗技能訓練主要包括專業(yè)基礎課和專業(yè)課中的實驗，使學生掌握基本實驗儀器的使用，基本數(shù)據(jù)的測量、采集和基本實驗方法的運用。

　　(2)單項技能訓練。

　　單項技能訓練主要包括金工實習、數(shù)控實訓等，學生進行基本技能(鉗工、機加工、電工)、職業(yè)基本素質(數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心的編程和操作)的訓練。

　　通過訓練使學生掌握相應的技能，參加職業(yè)資格考核取得數(shù)控工藝員或數(shù)控車、銑、加工中心操作工等級職業(yè)資格證書。

　　(3)綜合技能訓練。

　　綜合技能訓練主要包括生產(chǎn)實習、頂崗實習等，學在實訓中，采用邊教、邊學、邊做的教學方法，通過典型零件數(shù)控加工案例引導教學設計，針對實際零件數(shù)控加工任務討論工藝解決方案，并在加工現(xiàn)場實施，形成不同零件加工效果的直觀比較和認識，以合作完成實訓教學過程。

　　融“理論、示范、練習、反饋”于一體，將“教、學、做”合而為一。

　　二、建設特色課程

　　在課程設置上根據(jù)對企業(yè)人才需求情況和對近幾年畢業(yè)生就業(yè)情況的調查，以工作過程為導向，以工作任務或產(chǎn)品為載體，根據(jù)學生就業(yè)崗位群的任職要求，參照相關的職業(yè)資格標準，通過與企業(yè)有關人員共同論證，進行課程設置。

　　課程內容的確立與工作過程各階段的任務密切相關，在與企業(yè)的深度耦合中，通過對職業(yè)崗位群從業(yè)人員和與職業(yè)崗位群有關的人員及專家進行調查，通過對在職業(yè)崗位上工作的學生的描述，經(jīng)過分析、歸納、整理、綜合，確立職業(yè)崗位工作過程中不同階段的工作任務，將工作任務和內容轉化為學習領域的課程內容，通過對工作過程各階段的各級工作任務的使用頻率和難易程度進行分析，確定適用于不同層次的專業(yè)核心課程內容和學時安排。

　　三、對學生的培養(yǎng)

　　機電專業(yè)教學中必須堅持“面向現(xiàn)代，面向世界，面向未來”的發(fā)展方針，從實際出發(fā)，確定教學改革思路、培養(yǎng)目標，深入改革課程體系、教學方法和教學內容，使專業(yè)人才培養(yǎng)與未來社會發(fā)展需要相適應。

　　在對學生的培養(yǎng)方面要做到：1.培養(yǎng)學生的綜合應用能力、實際動手能力、工程設計和創(chuàng)新能力，學生能根據(jù)一般的設計要求和動作流程完成整個控制系統(tǒng)的設計。

　　2.提高教學質量，培養(yǎng)了學生的學習興趣。

　　3.在實驗和設計中增強了他們的團隊合作精神。

　　從一個目的、兩個原則的教改思想出發(fā)，抓好課程理論、實踐、考核的每一個教學環(huán)節(jié)，不僅充分發(fā)揮了學生的開拓創(chuàng)新精神，而且充分調動教師教學和教改的積極性，在教與學兩個積極性的推動下，教學質量得以大幅度提高，使高校為社會主義現(xiàn)代化建設培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才。

　　機械工業(yè)舉足輕重，隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步，機電一體化技術的應用與發(fā)展對我國經(jīng)濟建設所起到的促進作用越來越明顯。

　　現(xiàn)代化設備逐漸發(fā)展成為集光、電、機、氣、聲、像、磁、熱等技術于一體的智能化系統(tǒng)，機電一體化產(chǎn)品幾乎貫穿到國民經(jīng)濟的所有行業(yè)。

　　當前，機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)進入發(fā)展成熟期，高速率、高精確度的智能系統(tǒng)越來越成為機械制造業(yè)的主流。

　　隨著我國后經(jīng)濟危機時代產(chǎn)業(yè)結構調整與升級大潮的來臨，企業(yè)產(chǎn)品、設備正在經(jīng)歷一個更新?lián)Q代的頻繁時期，因此對高技能的機電一體化人才和高技術含量的機電產(chǎn)品需求越來越大。

　　但是目前我國中職院校培養(yǎng)的機電一體化專業(yè)的學生與社會、市場的需要還有不小的距離，因此，機電一體化技術教學改革勢在必行。

　　高職機電一體化專業(yè)主干課程改革【2】

　　摘要：從高職機電一體化專業(yè)的培養(yǎng)目標出發(fā)，以項目開發(fā)為出發(fā)點，提出了以單片機為核心的專業(yè)主干課程的改革思路，使學生明確學習目標，能更好地掌握專業(yè)相關的知識和技術，培養(yǎng)其綜合運用知識解決實際問題的能力，增強在就業(yè)中的競爭力，提升就業(yè)層次，服務地方經(jīng)濟建設。

　　關鍵詞：機電一體化;主干課程;控制模塊;上位機模塊

　　機電一體化技術是機械技術與電子技術的有機結合。

　　近年來，隨著微電子技術、計算機技術及其工業(yè)通信技術的發(fā)展，機與電的聯(lián)系更加緊密，機電一體化技術有了長足的進步。

　　高職院校的機電一體化專業(yè)，應從實際就業(yè)崗位需求出發(fā)，著重于培養(yǎng)具有較強實踐技術的應用型人才。

　　蘇州市職業(yè)大學(以下簡稱“我校”)機電一體化專業(yè)目前的專業(yè)培養(yǎng)方案中，課程設置側重于PLC，單片機所占比重不高。

　　在教學計劃的安排上，先導課程與后續(xù)課程間的銜接也存在不足，學生對于機電一體化技術的理解就是機與電的簡單結合。

　　本文以機電一體化項目開發(fā)為起點，提出了以單片機為核心的專業(yè)主干課程改革思路，對原來的課程設置作了調整，并加入了一些尚未開設的課程，合理安排進度，使學生在有效掌握專業(yè)知識的基礎上，加強其實踐應用能力的培養(yǎng)，進一步提高其專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)，在提高就業(yè)競爭力的同時，也能在就業(yè)層次上有所提升。

　　一、明確培養(yǎng)目標，調整課程體系

　　地方高職院校首先要為地方的經(jīng)濟建設培養(yǎng)人才，因此，課程體系的確立也應從地方經(jīng)濟發(fā)展的角度出發(fā)，以便合理設置。

　　蘇州地區(qū)經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)是制造業(yè)，而機電一體化技術是制造業(yè)的支柱，因此機電一體化專業(yè)的人才應當為地區(qū)制造業(yè)的發(fā)展服務。

　　但是隨著近年來產(chǎn)業(yè)的升級，蘇州地區(qū)的制造業(yè)向著高端、精密的方向發(fā)展，這就要求高職院校機電一體化專業(yè)的學生，在掌握機電一體化專業(yè)理論和技術的基礎上，能夠使用、調試、診斷和維護高端精密制造設備。

　　因此高職院校的機電一體化專業(yè)應隨之對課程體系進行調整，以適應當前人才市場的需求。

　　我校機電一體化專業(yè)目前的課程體系與實際崗位知識能力需求之間出現(xiàn)了一定的偏差，因此有必要對課程體系進行調整：以單片機控制系統(tǒng)的設計開發(fā)為主線，構建以電為主、以機為輔的課程體系。

　　以電為主，是指合理選擇和安排機電一體化專業(yè)所需的電子類課程，通過合理安排相應的實踐環(huán)節(jié)，強化學生對電子類課程知識的理解能力，著重培養(yǎng)學生分析問題、動手解決問題的能力;以機為輔，是指機電一體化專業(yè)的學生，在掌握電子類課程的基礎上，能夠對其操作控制的對象——機械部分有所了解，既要能理解其基本的動作原理，又要能夠對其基本的結構進行剖析，這樣才能更有利于實現(xiàn)對機械裝置的控制，真正做到機與電的有機結合。

　　同時，運用單片機技術實現(xiàn)機電一體化設備的操作控制，還必須掌握基本的、能夠在單片機中有效運行的控制方法，以進一步提升學生的綜合職業(yè)素養(yǎng)。

　　二、以項目開發(fā)為目標，合理選擇主干課程

　　機電一體化專業(yè)的主干課程是根據(jù)機電一體化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標而確立的。

　　以單片機為核心的機電一體化設備，主要由機械受控模塊、測量模塊、驅動模塊、單片機模塊、通信模塊、接口模塊和上位機模塊組成，如圖1所示。

　　因此，機電一體化專業(yè)主干課程應圍繞項目開發(fā)的每個環(huán)節(jié)所應具備的知識能力進行選擇。[1]

　　1.第一環(huán)節(jié)：機械受控模塊的分析

　　機電一體化專業(yè)的課程體系主張以機為輔，因此機械結構的設計，不作為機電一體化專業(yè)的主體教學內容。

　　但對于機電一體化項目的開發(fā)來講，機械模塊是整個系統(tǒng)的受控對象，因此，要實現(xiàn)對機械模塊的控制，必須對其結構和動作原理能夠充分理解，才能有助于下一步設計工作的展開。

　　這就對相關課程的設置提出了相應的要求。

　　在這一階段，應開設“機械制圖與AUTOCAD”、“機械設計基礎”，輔以“機械產(chǎn)品精度設計與測量”等課程。

　　“機械制圖與AUTOCAD”使學生認識基本的機械零件，并在此基礎上掌握基本的AUTOCAD的應用能力;而“機械設計基礎”則可使學生了解機械系統(tǒng)基本的結構、動作原理和設計方法。

　　2.第二環(huán)節(jié)：驅動模塊和測量模塊的設計

　　(1)驅動模塊。

　　驅動模塊的作用是為機械受控模塊提供驅動力。

　　在機電設備中，液壓和氣壓驅動、電機驅動是常用的驅動方式。

　　機電一體化設備的開發(fā)中，在對機械受控模塊進行分析的基礎上，要為其選擇合適的驅動方式。

　　這一部分的支持課程有“液壓與氣動傳動”、“電機與拖動”，并選擇“電氣控制與PLC”作為輔助課程，該課程以講授電氣控制技術為主，附帶講授PLC的相關應用知識。

　　(2)測量模塊。

　　測量模塊是用來測量機電設備中的相關物理量，以實現(xiàn)對機械受控模塊的監(jiān)測或控制。

　　相關的課程主要是“測試技術”，要求學生掌握傳感器的基本原理及選擇應用、信號調理電路的設計和信號的變換。

　　在驅動模塊和測量模塊的設計中，涉及了電力電子相關技術，因此，完成與之相關的設計內容前，應安排前期課程“電路分析”、“電子技術”，這兩門專業(yè)基礎課程是后續(xù)電子電氣類課程的基礎，因此可以將Proteus軟件引入到教學過程中來。

　　Proteus軟件是由英國Labcenter公司開發(fā)的系統(tǒng)仿真與開發(fā)平臺。

　　該軟件提供了豐富的元件庫，并為大多數(shù)的元器件提供相應的仿真模型，在完成系統(tǒng)原理圖構建的基礎上，配合動態(tài)元器件，能實現(xiàn)系統(tǒng)的交互式仿真，完成虛擬的實驗。

　　Proteus軟件應用到課堂教學和實踐教學中，[2]能形象地演示學習內容，有助于激發(fā)學生的學習興趣，使其能更好地掌握相關的教學內容。

　　Proteus軟件更為突出的特點是能支持微處理器結合其編程軟件實現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)合調試。

　　3.第三環(huán)節(jié)：控制模塊的設計

　　單片機模塊、通信模塊和接口模塊統(tǒng)稱為控制模塊。

　　控制模塊以單片機為核心，實現(xiàn)對驅動模塊的控制、采集測量模塊的輸出信號，以分析機械受控模塊的當前工作狀態(tài)，在有需要的情況下，通過通信模塊和接口模塊與上位機(計算機)模塊進行通信，以實現(xiàn)不同控制級之間的數(shù)據(jù)交換。

　　通信模塊和接口模塊主要用于單片機和上位機之間通過特定的通信協(xié)議和硬件通道完成數(shù)據(jù)交換，目前較為常有的有RS232、RS485和USB通信。

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