主頁 > 技術(shù)文章 > 淺談中職學生對光機電一體化模塊化認識 2024-10-27

淺談中職學生對光機電一體化模塊化認識

摘要：光機電一體化是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，光機電一體化實訓裝置融合了機械、電氣、PLC、氣動、傳感、計算機等多項技術(shù),采用了開放式和模塊式可拆卸結(jié)構(gòu),為學生實踐動手、分析解決問題等能力的培養(yǎng)提供了很好的實踐平臺。借助于此實訓裝置,精心設(shè)計了教學案例、實訓項目,以及畢業(yè)實踐課題,然后采用基于行動導(dǎo)向的分組實施教學方法鍛煉學生的綜合能力,取得了很好的效果。這不僅培養(yǎng)了學生的專業(yè)技能,同時也使得學生的表達能力、團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力等綜合能力得到了提升,提高了學生的社會竟爭力。
　　目前很多中職院校中的機電一體化專業(yè)定位模糊，“雙師型”教師隊伍力量薄弱；教學實驗、實訓條件落后，實踐訓練水平有待提高；適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展需要的課程體系有待構(gòu)建。為做到學院與社會職業(yè)崗位能力需求相結(jié)合、師生與實踐相結(jié)合，努力使專業(yè)實踐教學具有良好的技能適應(yīng)性，應(yīng)設(shè)立若干個專門化方向，重構(gòu)專業(yè)課程體系勢在必行。
計算機等電子技術(shù)在該領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為制造業(yè)注入了生機。機電一體化產(chǎn)業(yè)以其特有的技術(shù)帶動性、融合性和廣泛適用性，逐漸成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，成為新世紀經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱之一。社會對高質(zhì)量機電一體化專業(yè)人才的需求量很大。從近些年機電一體化專業(yè)畢業(yè)生數(shù)量上看，應(yīng)基本能緩解當?shù)仄髽I(yè)對該專業(yè)人才的急需，不至于供需嚴重失衡，問題出在供非所求。高職院校內(nèi)部在該專業(yè)培養(yǎng)目標與定位、專業(yè)建設(shè)與課程設(shè)置、實習實訓內(nèi)容及條件等方面存在問題。因此，機電一體化專業(yè)建設(shè)與課程體系的再構(gòu)建，是當前亟待解決的問題。
一、光機電一體化概要：
　　光機電一體化包括產(chǎn)品和技術(shù)有兩個方面。光機電一體化產(chǎn)品是包含光學技術(shù)、機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)的高科技產(chǎn)品；光機電一體化技術(shù)是指其技術(shù)原理和使用光機電一體化產(chǎn)品得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。光機電一體化產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)簡單、功能多、效率高，能耗低等特點，它們一般由機械本體、傳感器、接口、微處理器和執(zhí)行機構(gòu)等5部分組成。如果把光機電一體化產(chǎn)品比做一個人，則計算機就是它的頭腦，傳感器就是它的五官，軟件就是使軀體（機械本體）能發(fā)揮效能的手段，所以，光機電一體化產(chǎn)品就是具有頭腦和五官，能夠感知外界環(huán)境的變化，并根據(jù)這種變化作出響應(yīng)的機器或機構(gòu)。機器人就是光機電一體化產(chǎn)品的典型代表。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較，光機電一體化產(chǎn)品具有以下有點：
　�。�1）綜合性與系統(tǒng)性：
　�。�2）多層次，覆蓋面廣；
　�。�3）結(jié)構(gòu)簡化，方便操作；
　�。�4）精度提高，功能增加：
　　（5）高可靠性，高穩(wěn)定性和高使用壽命；
　�。�6）產(chǎn)品開發(fā)上的只是密集性。
　　目前，工業(yè)發(fā)達國家光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用已十分廣泛，不僅在單機產(chǎn)品中占有重要位置，而且在生產(chǎn)制造系統(tǒng)內(nèi)也十分活躍。例如，計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）、快速成型制造系統(tǒng)（RPM）、智能制造體統(tǒng)（IMS）等。
二、機電一體化技術(shù)：
傳統(tǒng)意義上的機電一體化，主要指機械與電工電子及電氣控制這兩方面的一體化，并且明顯偏重于機械方面。當前科技發(fā)展的態(tài)勢特別注重學科間的交叉、融合以及電子計算機的應(yīng)用，機電一體化技術(shù)就是利用電子技術(shù)、信息技術(shù)(主要包括傳感器技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)等)使機械實現(xiàn)柔性化和智能化的技術(shù)。機電一體化的目標是將機械技術(shù)與電子技術(shù)實現(xiàn)完美結(jié)合，充分發(fā)揮各自長處，實現(xiàn)互補。與其相關(guān)的學科應(yīng)包括機械工程學科、檢測與控制學科、電子信息學科三大塊內(nèi)容。機電一體化產(chǎn)品，則其應(yīng)具備兩個明顯特征：一是產(chǎn)品中要有運動機械；二是采用了電子技術(shù)，使運動機械實現(xiàn)柔性化和智能化。
三、機電一體專業(yè)模塊化課程體系構(gòu)建：
3.1　機電一體化總體思路：
1)設(shè)立若干個專門化方向。高職教育要保持其自身的特色，必須強化專業(yè)方向，充分考慮與地方經(jīng)濟的緊密結(jié)合�？稍O(shè)以下幾個專門化方向：機械制造及自動化專門化；機電一體化產(chǎn)品開發(fā)專門化；數(shù)控加工技術(shù)專門化：工業(yè)機器人專門化。
2)重新構(gòu)建專業(yè)課程體系。高職高專課程體系設(shè)置應(yīng)從職業(yè)教育的特點著手，按職業(yè)崗位群應(yīng)掌握的知識和能力來進行。文化基礎(chǔ)知識以“必需、夠用”為度，專業(yè)知識則根據(jù)職業(yè)崗位群有針對性地設(shè)置專門化教學模塊，建立一個寬廣、針對性和實用性都很強的知識平臺。
3.2　機電一體化構(gòu)建特點：
1)將培養(yǎng)目標分解到每一教學模塊單元，確定每一教學模塊單元所承擔的功能，應(yīng)培養(yǎng)的知識和能力，相應(yīng)的配套實踐教學環(huán)節(jié)，每一教學模塊單元主干課程的內(nèi)容組成，每一課程要傳授的知識、能力以及考核學生的方法。2)對各個教學模塊之間相互重復(fù)與交叉的知識，應(yīng)進行優(yōu)化組合，加以綜合化改造，強調(diào)知識問的相互聯(lián)系和銜接，堅決取消重復(fù)的教學內(nèi)容。綜合化課程要突出綜合應(yīng)用知識能力的培養(yǎng)。3)理論教學與實踐教學相互滲透，理論知識與實踐技能考核相互結(jié)合，可采用“講練式”現(xiàn)場教學和“啟發(fā)式”等主動型教學方法。4)整個課程設(shè)置不講求理論知識的系統(tǒng)性和完整性，而強調(diào)針對性和應(yīng)用性。
3.3　機電一體化模塊構(gòu)建：
根據(jù)上述框架思路，專業(yè)課程體系由綜合化系列課程和專門化模塊課程兩部分構(gòu)成：
1)綜合化系列課程。《機械制圖》：包含原機械制圖內(nèi)容，增加計算機輔助繪圖(AutoCAD)內(nèi)容，融入公差與配合部分，使學生將制圖、尺寸標注和公差標注融為一體�！稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》：包含工程力學、機械原理和機械零件、金屬材料與熱處理等內(nèi)容。《控制工程基礎(chǔ)》：包含電工與電子技術(shù)、電器控制PLC、液壓傳動與氣壓傳動等內(nèi)容，使機械中常用的電、液、氣控制有機地組合在一起�！稒C械制造基礎(chǔ)》：包含金屬切削機床、切削原理與刀具、機械制造工藝和機床夾具等內(nèi)容，將加工工藝和工藝裝備知識有機地組合在一起。
2)專門化模塊課程。該模塊主要根據(jù)設(shè)立的幾個專門化方向，同時結(jié)合本專業(yè)的發(fā)展狀況、趨勢以及當?shù)貙θ瞬诺男枨笄闆r，一般在畢業(yè)實習時完成。該模塊的主要任務(wù)是有針對性地完成就業(yè)上崗前的培訓，為就業(yè)上崗做好充分準備，必須突出實踐性與綜合性。具體操作時可把學生分成若干個專門化合作組，由學生自愿選擇參與哪個合作組。每個合作組完成一個子課題，各子課題可以是同一大課題下的子課題，也可以是獨立設(shè)置的子課題，合作組之間可以是互相協(xié)作的關(guān)系，也可以相對獨立。子課題按性質(zhì)不同分以下三類：開發(fā)設(shè)計型、制造加工型和設(shè)計制造綜合型。如開發(fā)設(shè)計型可結(jié)合學生的能力安排某個總成的設(shè)計，或者某個控制系統(tǒng)的電路制作，或者某個控制系統(tǒng)的程序編制等；制造加工型主要是根據(jù)已有的設(shè)計，完成零件的機加工、裝配和調(diào)整工作；設(shè)計制造綜合型則完成一個簡單機電一體化產(chǎn)品或其中一部分設(shè)計與制作的全過程。為使學生較全面地掌握知識和技能，應(yīng)以設(shè)計制造綜合型為主。
新生入學進行專業(yè)教育時即可介紹專門化模塊課程的大致情況，以便增強學生日后學習的目的性、主動性和針對性。該模塊要求指導(dǎo)教師具有較高的專業(yè)水平和綜合能力。課程開發(fā)充分結(jié)合合作組的內(nèi)容，以實例、設(shè)計制作指導(dǎo)書的方式進行。師資、設(shè)備等條件尚不具備的院�？膳c企業(yè)合作，把專門化模塊放到企業(yè)中實施，教師與企業(yè)技術(shù)人員根據(jù)企業(yè)情況一起完成模塊課程開發(fā)與教學工作，這樣可同時解決部分學生的就業(yè)問題。
3) 機電一體化實踐教學課時設(shè)置原則。實踐教學課時安排要把握以下兩個原則：一是“保量”原則。在課時數(shù)量上應(yīng)占整個教學計劃總課時的40％及以上，以充分體現(xiàn)職業(yè)教育特色。二是“適時”原則。根據(jù)各個教學模塊單元的知識和能力要求，及時跟上教學實踐環(huán)節(jié)，強調(diào)知識與能力的結(jié)合，增強機電一體化實踐教學的時效性和教學效果。

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