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摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。此文简述了机电一体化技术的特点和发展过程、发展趋势,根据国内外机电一体化技术的现状,结合国家职业教育政策和社会需求,谈谈职业教育的教学改革。
关键词:机电一体化 发展趋势 职业教育 教学改革
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)29-559-01
机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然结果。它使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。而作为培养技术人才的职业教育就要顺应形势,改变传统的教学手法,结合实际,进行教学改革。
一、机电一体化的基本知识
(一)、机电一体化的基本概念
机电一体化是一门有着自身体系的新型学科,它不是机械技术、微电子技术以及计算机技术的简单组合、拼凑,而是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术进行并相互渗透、相互结合,在高质量、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。
(二)、机电一体化的发展历程
1、1952年数控机床的问世,翻开了“机电一体化”的序幕,当时的人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能,机械技术与电子技术的结合还不太广泛和深入。
2、20世纪70—80年代,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。而此时mechatronics一词也慢慢被接受。
3、20世纪90年代后期,机电一体化技术开始向智能化方向发展,进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术和微细加工技术等进入机电一体化,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,建模设计、分析和集成方法、人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领的发展,使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系 。
(三)、机电一体化的发展趋势
1、智能化:智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一。
2、系统化:(1)通信功能的大大加强赋予了机电一体化产品人的智能、情感、人性。(2)系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。
3、微型化 :指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的一个发展方向。由于微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息技术、国防农业等方面具有不可比拟的优势。
4、网络化:由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术就发展起来,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
5、模塊化:而机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。
6、绿色化:主要是指机电一体化产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。
机电一体化的蓬勃发展使其在当前的工业领域中日趋重要,也就需要更多具有扎实的专业理论知识和过硬的操作技能的实用型人才。而目前的工业领域中却缺少大量的这种人才,这就要求社会培养出更多的技术型人才。而我们中等职业学校就应该从培养技能型人才的角度来思考机电一体化教学体系的改革,以适应社会需要。
二、机电一体化教学改革措施
(一)、制定适应新形势的教学内容,合理设置课程
1、制定教学计划:制定符合新形势的机电一体化专业教学计划,遵循国家、省教委的有关文件精神,以能力培养为主线,以综合素质培养为基础,培养德、智、体、美、劳全面发展的具有不断追求新知识、实事求是、独立思考、勇于创新、踏实苦干的精神的实用职业技术人才。
2、制定教学大纲: 根据“一体化”教学计划,一旦确定课程以后,每一门课程都应制定出教学大纲,以此为依据,编写或选择相应的教材,这些教材应结合国内外机电工业在相应学科内发展趋势,并以此进行教学工作,也是检查学生学业成绩和评估教师教学质量的重要准则。制定教学大纲不是简单的抄袭,而是在国家教学大纲的基础,结合学校实际做到尽快规范、完善、适用、实用,要扩大知识面,提高学生的全面素质,为日后适应企业用工要求打下扎实的基础。
(二)、采用先进教学技术手段,加强计算机技术的使用与教学
1、运用先进教学手段。中职学生学习主动性不高,而机电一体化理论知识又比较枯燥,所以我们利用Powerpiont等软件制作成多媒体课件,集文字、图片、动画和声音于一体,那么许多机械原理图、梯形图、程序及电路图都可以很直观的表达出来,这样可以大大减少老师上画图的时间,并提高学生兴趣,提高教学效率,增大了课堂教学的信息量。而且要理论联系实际,运用生活中的例子与理论知识相比较。
2、加强计算机应用技术应用。当今在生活和机电领域中,计算机不可缺少,不论是办公室应用,制作课件还是用计算机处理各种数字信息与图形信息,辅助完成产品设计或制造。
所以机电一体化专业的学生更要把计算机作为一个重点。使用计算机,很多难题就迎刃而解,比如,数控加工中的曲面造型与加工,刀位轨迹计算及数控程序编制等,都转化成自动机工,进入更深的专业领域,从而做到真正的“金蓝领”。
(三)、建设特色课程,采用新的教学模式。 中职教育以就业为导向,如果学习的知识与企业、社会脱节,那么中职教育就是失败的。学校应根据学生就业岗位群的要求,参照相关的职业资格标准,通过与企业有关人员共同交流论证,进行课程设置。在与企业深度接触中,不断调查整理学习,把企业的生产任务要求转或为学习课程。使学生在以后的实习或工作中能过很快的适应。
(四)、优化实习环节,提高综合素质。
学生在实习过程中,学要不仅进行基本技能(钳工、机加工、电工、数控车、数控铣)的训练,也要进行综合素质训练。通过基本技能训练使学生掌握相应的技能,参加职业资格考核,取得等级职业资格证书。而综合素质训练的目标则是培养学生良好色思想作风、工作作风、组织纪律、安全技术、心理素质及创新意识。在顶岗实习等综合实习中,采用典型零件加工案例进行教学,使学生详细了解从分析零件图样到加工检验的所有过程,有效培养学生的技术应用能力。
(五)、加大实训投入,加强一体化建设。
职业教育的重点是培养技能型人才,实训是学习的重要手段,它和基础教育是不同的,如果没有足够的实习条件,那么技能培养就成了一句空话,所以,需要加大实训投入,保证学生拥有足够的实习设备和空间。另外也要努力建设一体化教学场地,理论和实习不再分开,使学生做到“学中练,练中学”,更深刻的掌握好技术。
(六)、建设新型的双师型队伍。
教師是职业教育的主要实施者。教师素质的高低直接影响了职业教育的成败。这就要求了职业教育的教师要具有扎实的专业理论知识和过硬的操作技能,既能教理论,又能带实习。要有创新精神,勇于探索新型的教学方法,以满足双师型教师的要求。学校则要引导方向并出台相应的激励机制。我们学校就加大了硬件投入及双师型教师的评选力度,组织大批教师进行培训,进行相关课题的研究,使得学校的学术学习氛围浓厚。
以培养技能型人才为目标的机电一体化专业的教学体系将随着工业化,市场化的进程而不断深入。我们中职学校要从课程体系的建立,教学课程的设置,教学设施的投入,教学方法的改进及教师素质的提高等诸多方面上进行改革。通过不断地努力、不断地研究,以适应机电一体化的发展趋势,并对整个现代机电一体教学的改进作出贡献。
参考文献
[1]王静.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].同煤科技。2006.(4)
[2]魏增菊.机电一体化教学改革[J].平原大学学报,2007,24(5):93-95.
[3]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.转
关键词:机电一体化 发展趋势 职业教育 教学改革
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)29-559-01
机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然结果。它使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。而作为培养技术人才的职业教育就要顺应形势,改变传统的教学手法,结合实际,进行教学改革。
一、机电一体化的基本知识
(一)、机电一体化的基本概念
机电一体化是一门有着自身体系的新型学科,它不是机械技术、微电子技术以及计算机技术的简单组合、拼凑,而是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术进行并相互渗透、相互结合,在高质量、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。
(二)、机电一体化的发展历程
1、1952年数控机床的问世,翻开了“机电一体化”的序幕,当时的人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能,机械技术与电子技术的结合还不太广泛和深入。
2、20世纪70—80年代,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。而此时mechatronics一词也慢慢被接受。
3、20世纪90年代后期,机电一体化技术开始向智能化方向发展,进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术和微细加工技术等进入机电一体化,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,建模设计、分析和集成方法、人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领的发展,使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系 。
(三)、机电一体化的发展趋势
1、智能化:智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一。
2、系统化:(1)通信功能的大大加强赋予了机电一体化产品人的智能、情感、人性。(2)系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。
3、微型化 :指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的一个发展方向。由于微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息技术、国防农业等方面具有不可比拟的优势。
4、网络化:由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术就发展起来,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
5、模塊化:而机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。
6、绿色化:主要是指机电一体化产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。
机电一体化的蓬勃发展使其在当前的工业领域中日趋重要,也就需要更多具有扎实的专业理论知识和过硬的操作技能的实用型人才。而目前的工业领域中却缺少大量的这种人才,这就要求社会培养出更多的技术型人才。而我们中等职业学校就应该从培养技能型人才的角度来思考机电一体化教学体系的改革,以适应社会需要。
二、机电一体化教学改革措施
(一)、制定适应新形势的教学内容,合理设置课程
1、制定教学计划:制定符合新形势的机电一体化专业教学计划,遵循国家、省教委的有关文件精神,以能力培养为主线,以综合素质培养为基础,培养德、智、体、美、劳全面发展的具有不断追求新知识、实事求是、独立思考、勇于创新、踏实苦干的精神的实用职业技术人才。
2、制定教学大纲: 根据“一体化”教学计划,一旦确定课程以后,每一门课程都应制定出教学大纲,以此为依据,编写或选择相应的教材,这些教材应结合国内外机电工业在相应学科内发展趋势,并以此进行教学工作,也是检查学生学业成绩和评估教师教学质量的重要准则。制定教学大纲不是简单的抄袭,而是在国家教学大纲的基础,结合学校实际做到尽快规范、完善、适用、实用,要扩大知识面,提高学生的全面素质,为日后适应企业用工要求打下扎实的基础。
(二)、采用先进教学技术手段,加强计算机技术的使用与教学
1、运用先进教学手段。中职学生学习主动性不高,而机电一体化理论知识又比较枯燥,所以我们利用Powerpiont等软件制作成多媒体课件,集文字、图片、动画和声音于一体,那么许多机械原理图、梯形图、程序及电路图都可以很直观的表达出来,这样可以大大减少老师上画图的时间,并提高学生兴趣,提高教学效率,增大了课堂教学的信息量。而且要理论联系实际,运用生活中的例子与理论知识相比较。
2、加强计算机应用技术应用。当今在生活和机电领域中,计算机不可缺少,不论是办公室应用,制作课件还是用计算机处理各种数字信息与图形信息,辅助完成产品设计或制造。
所以机电一体化专业的学生更要把计算机作为一个重点。使用计算机,很多难题就迎刃而解,比如,数控加工中的曲面造型与加工,刀位轨迹计算及数控程序编制等,都转化成自动机工,进入更深的专业领域,从而做到真正的“金蓝领”。
(三)、建设特色课程,采用新的教学模式。 中职教育以就业为导向,如果学习的知识与企业、社会脱节,那么中职教育就是失败的。学校应根据学生就业岗位群的要求,参照相关的职业资格标准,通过与企业有关人员共同交流论证,进行课程设置。在与企业深度接触中,不断调查整理学习,把企业的生产任务要求转或为学习课程。使学生在以后的实习或工作中能过很快的适应。
(四)、优化实习环节,提高综合素质。
学生在实习过程中,学要不仅进行基本技能(钳工、机加工、电工、数控车、数控铣)的训练,也要进行综合素质训练。通过基本技能训练使学生掌握相应的技能,参加职业资格考核,取得等级职业资格证书。而综合素质训练的目标则是培养学生良好色思想作风、工作作风、组织纪律、安全技术、心理素质及创新意识。在顶岗实习等综合实习中,采用典型零件加工案例进行教学,使学生详细了解从分析零件图样到加工检验的所有过程,有效培养学生的技术应用能力。
(五)、加大实训投入,加强一体化建设。
职业教育的重点是培养技能型人才,实训是学习的重要手段,它和基础教育是不同的,如果没有足够的实习条件,那么技能培养就成了一句空话,所以,需要加大实训投入,保证学生拥有足够的实习设备和空间。另外也要努力建设一体化教学场地,理论和实习不再分开,使学生做到“学中练,练中学”,更深刻的掌握好技术。
(六)、建设新型的双师型队伍。
教師是职业教育的主要实施者。教师素质的高低直接影响了职业教育的成败。这就要求了职业教育的教师要具有扎实的专业理论知识和过硬的操作技能,既能教理论,又能带实习。要有创新精神,勇于探索新型的教学方法,以满足双师型教师的要求。学校则要引导方向并出台相应的激励机制。我们学校就加大了硬件投入及双师型教师的评选力度,组织大批教师进行培训,进行相关课题的研究,使得学校的学术学习氛围浓厚。
以培养技能型人才为目标的机电一体化专业的教学体系将随着工业化,市场化的进程而不断深入。我们中职学校要从课程体系的建立,教学课程的设置,教学设施的投入,教学方法的改进及教师素质的提高等诸多方面上进行改革。通过不断地努力、不断地研究,以适应机电一体化的发展趋势,并对整个现代机电一体教学的改进作出贡献。
参考文献
[1]王静.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].同煤科技。2006.(4)
[2]魏增菊.机电一体化教学改革[J].平原大学学报,2007,24(5):93-95.
[3]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.转