时间:2023-08-10 17:26:03
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机电一体化弊端,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:机电一体化;工程机械;应用
前言
随着经济的高速发展以及科学技术的日新月异,人们对工程施工的效率和质量提出了更为严格的要求,为了满足人们日益严格甚至是苛刻的要求,机电一体化技术应运而生,在这种先进的技术的使用下,施工操作不再像从前那样复杂和繁琐,而是变得简单便捷,施工效率得到了大幅度的提升和改善,人为地失误也大大减少。需要明确的是,机电一体化技术具有很强的综合性和系统性,这项施工技术也涉及到了不同学科、不同工种之间的密切配合与协作,所以,若要彻底的掌握这项施工技术是不容易的,需要技术人员投入更多的时间和精力对其进行研究和学习,而工程机械企业也应该花费更多的人力、物力和财力培养机电一体化方面的人才,使其更好的掌握和使用这项先进的施工技术。
1 机电一体化相关问题概述
显而易见,机电一体化是科学技术发展的成果,当然也是工程机械领域的既定发展趋势,那么说了这么多,究竟什么是机电一体化呢?所谓的机电一体化通常是指一套完整的体系,实现计算机技术和机械运行二者之间的无缝对接和紧密配合,增强机械设备运行的自动化,主要优势就是使机械设备的运行效率达到提升,人力成本大大的减少,为机械工程企业创造了更多的经济效益和社会效益。
就现代来说,机械制造企业若想在竞争日益激烈的市场上谋取一定的市场份额或者占据领头羊的位置,必须高度重视机电一体化,毫不夸张的说,机电一体化水平的高低直接决定着机械制造业走多远、走得是否顺利。迄今为止,国内大多数的机械制造企业都将自动化技术运用到其中,机械设备的工作效率实现了质的飞跃,在作者的介绍下,机电一体化技术的先进程度大家已经不言而喻。作者在这里对机电一体化方面的知识进行普及,许多人又称机电一体化技术为机械电子学,如果能够对这一技术进行恰当合理的运用,就会使机械设备的运行效率以及运行质量得到若干层次的提升,因此,其经济价值十分可观。虽然机电一体化技术的作用极其明显,但是它是极为复杂的,综合了多项不同的技术和不同的专业。
以作者自身对机电一体化技术的了解,认为其主要包括以下三方面的主要内容:第一是是机械;第二是电子技术;第三则是计算机。计算机互联网技术的发明与发展直接催生了机电一体化技术,使得工程机械的现代化和自动化技术达到增强,这项技术以机械设备的自身功能为前提,将具有现代化的高新技术融入进去,可以满足更多类型机械企业的生产要求。机电一体化是比较复杂的,在使用这项技术的时候应该严格遵守相关规定和标准,发挥这项先进技术的积极作用。
2 机电一体化在工程机械中的应用优势
传统的工程机械技术的弊端和缺陷是很明显的,例如:工作效率低下、成本投入过高、人为失误较多,而工程机械应用机电一体化技术之后就对这些弊端进行了彻底的规避,使得机械在运行的过程中更加稳定、可靠与高效,能够为工程机械制造企业创造更多的效益,提升利润空间。不可否认,机械一体化技术对传统技术加以运用,同时不放弃机械自身的功能,通过运用高新技术对其进行改进与完善,使得工程机械整个行业的面貌焕然一新。机电一体化技术的主要优势在于以下几个方面:
第一,监控机械设备的运行情况,机电一体化技术中有一项电子监控系统技术,该技术能够实现对机械设备的实时监控,当机械设备运行期间发生任何的异常情况时,电子监控系统能够及时的发出预警,并且针对故障情况自行展开诊断,这对降低故障损失有着积极的意义。维修人员接到报警之后,可以立刻展开维修,因为电子监控系统已经做出了相应的诊断,因此只要维修人员直接维修即可,非常节省时间,能够使工程机械在最短的时间内恢复正常。
第二,节能技术。做到节能不能仅仅依赖设备自身的节能,而是在进行设备安装的时候就考虑到其节能性。简单来说,无论是器材的选用还是线路的敷设都可以融入节能理念,比如说安装电器,在安装变电箱和安装线路的时候都应该进行良好的节电设置,减少不必要的电量的浪费。
最后,温控技术。单纯的说到温控技术,大家可能并不熟悉,而如果以空调系统为例大家就会对其有进一步的了解,一般的空调中都设有一定的感应器设置,在感应器设置的协助之下,空调的智能性得到提高,只有高于或者低于限定温度时才会运行,不难发现,温控技术使其更加的节能,使用年限也会被延长。
3 机电一体化技术的发展趋势
3.1 智能化趋势
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。智能化是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。
3.2 微型化趋势
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统,泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
3.3 数字化趋势
互联网计算机技术是当今时展最快的,并应用到了诸多的领域,工程机械领域对其应用就是鲜明的案例。换句话来说,机电一体化技术的发展趋势之一就是数字化趋势,这样就无疑会增强机电一体化的动态性,实现资源的大范围共享与利用,进一步提高机械设备的工作效率和工作质量。
3.4 环保化趋势
对于当下任何类型的企业来讲,生产的时候不能以牺牲环境为代价,应该注意对环境的保护,这也是建设资源节约型社会和环境友好型社会的内在要求,是一个企业负责人的表现。机械工程企业也应该意识到这一点,生产的时候主要保护生态环境,以促进自身的持续性发展。
3.5 整体化趋势
由于不能对机电一体化的核心技术予以透彻的了解,致使其不能自成一套体系,运用的领域也仅仅是工程企业,因此,我们有必要强化这项技术的整体性,使其向更多的领域扩展并作出更全面的服务。
4 结束语
通过上面详细的叙述我们会发现,机电一体化技术的优势数不胜数,所以其发展前景异常广阔,而市场上的工程机械企业也是不断地增多,所以企业之间竞争的激烈程度可想而知,企业的立足和发展的基础是否具有核心竞争力,作为工程机械企业,如果仍然采用旧有的技术就必将在竞争中出于劣势地位,他们必须推陈出新,在继承原有技术的基础上进行创新,增强企业自身的核心竞争力,保证自身的长远健康与可持续发展,并造福于国家和人民。以上是作者在文中对工程施工机械中的机电一体化的分析和见解,如果有不到位的见解,还请读者谅解,定当虚心接受和改正。
参考文献
[1]李军.机电一体化的发展及趋势[J].科技信息(科学教研),2007(15).
[2]徐国山.机电一体化的发展趋势[J].黑龙江科技信息,2007(18).
[3]田永成,刘广昱.论机电一体化的发展及现状[J].科技信息(科学教研),2007(17).
关键词:机电一体化 教学改革 教学效果
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)07(a)-0113-01
机电一体化又称机械电子学,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics(机械学)的前半部分与电子学Electronics(电子学)的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密结合的一门技术,它的发展使冰冷冷的机械有了人性化,智能化。
随着时代的发展与变迁,针对传统机电一体化专业理论课程偏重的弊端,其实践训练环节的能力培养日益受到重视,但在教学过程中仍存在一些问题,针对性的改进目前的教学模式,将有助于提高学生对本专业相关课程的认知,提高教育教学效果。
1 目前机电一体化教学模式存在的问题
1.1 专业课程安排的合理性存在问题
目前,很多高职院校的专业存在文理兼收现象,一些文科基础的学生在《大学物理》《高等数学》等专业课知识缺乏的情况下,进行机电一体化专业相关课程的学习有较大的学习难度。学校在课程设置方面应充分考虑学生的理论基础,进而有针对性的开展选修课程,弥补学生基础薄弱的问题,帮助学生建立起更加完整牢固的知识结构体系。
1.2 理论和实践教学比重安排存在问题
机电类专业的课程内容包括很多的技术内容,目前,绝大多数高职院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响,课程内通过过多过深奥,理论课时数太大,实践技能教学课时不足,而且内容陈旧,使得学生在学校所学的知识和社会上用到的知识相差很远。重理论,轻实践的课程安排方式,使得学生所学到的实际操作技能很有限,不利于学生今后的职业发展。
1.3 实践教学条件存在问题
由于机电一体化专业所开设的实验与实训课程,往往由于相关设备体积比较庞大,集成度高,价格昂贵,因此,许多院校对于机电一体化专业实验实训所配置的设备都相对比较陈旧、简陋。很多实验台或者实验设备都只能完成演示性实验,整个过程对学生动手能力的锻炼极其有限,且缺乏创新性的实验台供学生动手实践,重复性的实验无法激发学生的创新能力。
2 机电一体化教学模式改革策略分析
2.1 调整理论教学内容,改进教学方式
在教学内容方面,制定符合现代化建设要求的机电一体化专业教学计划,以综合素质培养为基础,以能力培养为主线。围绕培养目标,对知识、能力、素质等方面进行合理的综合安排,力求整体优化。在课程设计方面,除了安排专业必修课外,还适当设置专业选修课,以便学生根据个人的实际需要制定相应的课程学习计划。
在教学方式方面,运用多媒体教学进行直观教学,可以提高教学效率,充分调动学生的学习积极性。教师应该与时俱进,了解课程最新的技术动态,并将其传授给学生,从而提高学生的兴趣、求知欲和学习的动力。
2.2 加大实践教学比重,增强学生的实际动手能力
实践教学内容体系是以生产(加工、设计)过程为主线,分阶段制定实践教学内容,内容包括实训大纲、实训教材、实训教学规范、实训考核标准、题库等。以能力培养为核心,以精工艺、善施工、懂数控、会操作为目标。制定各阶段实践性教学总体计划和要求。形成与理论教学相互配合,以基本技能为基础,专业技能为重点,注重技术应用和创新能力的培养,开放式管理,产、学、研、培一体化的体系。实践教学计划与大纲要明确各阶段学生做什么、怎样做、完成什么、达到什么标准等具体量化的内容。
实践教学方式可采取实验室操作和工厂实训相结合的方式进行,在安排传统实验的基础上,还可设置创新实验室,以便学生开展创新设计实验,充分发挥学生的主动性和创造性。
2.3 建立产学研合作基地,定期输送学生进行专业实训
高职院校可与当地相关的事业、企业单位建立产学研合作基地,针对相关企业目前急需的人才方式设定特殊人才培养模式,实现互动教学。定期向产学研单位输送学生进行实际工厂训练,加强学校和企业之间的互动培养,有助于学生今后的进一步发展。
3 结语
随着科技的不断进步,教学内容和教学方式也应顺应时代的需求,专业教学的合理设置有助于提高学生的实践和动手能力,拓展学生的思维方式。在合理的教学内容设置、先进教学方式以及合理实践教学模式建立的基础上,在相关企业的支持下,机电一体化专业的教学必定会与时代接轨,教学效果必将取得大幅的提高,使此专业为社会主义现代化建设培养出更优秀的人才。
参考文献
1机电一体化概述
机电一体化技术指的是把机械技术、信息传感器技术、微电子技术以及电工电子技术等各式各样技术展开有机融合,且进行全面实践应用的一门综合技术。机电一体化技术属于以上集合技术有效结合的一类综合技术,并非是机械技术、信息传感器技术及其他相关技术的单纯归拢、拼凑。这也属于机电一体化相较于电气加上机械产生的机械电气化,在含义上所存在的本质区别。机电一体化囊括了机电一体化技术、机电一体化产品两方面内容,其中机电一体化产品一方面属于人类肢体的延伸,一方面属于人类大脑、感官的延伸,即有着智能化的特点。科学技术急速发展进步,现代化自动生产设备某种意义上而言均属于机电一体化设备。
2机电一体化数控技术的发展趋势
在20世纪80年代,我国数控机床制造业得到了迅猛的发展,一系列机床生产商完成了由传统机床产品生产向数控化产品生产的转型。然而就总体情况而言,产品质量、生产技术水平较为薄弱,因此在20世纪90年代初处于国家经济自计划性经济朝市场经济变换调节,历经了好几年十分困难的萧条阶段。自1995年起始,伴随着国家在机床设备技术改进方面的大量人力、物力投入,并不断攻克数控系统、设备,促使工业制造中数控设备得到繁荣发展。进入21世纪,在信息技术急速发展的背景下,数字化时代来临,基于此为机电一体化发展创造了良好契机,并获取了可观的突破,机电一体化数控技术不断朝更高层面奋进,在人类生活工作方方面面得以被推广应用。
2.1高速、高精加工设备发展趋势工业制造产品的质量与生产效率属于工业制造经济效益的重要体现。鉴于此,提升产品质量、改善生产效率属于工业制造企业经营发展的核心目标。高速、高精加工设备能够很大程度上提升产品质量、改善生产效率,缩减生产周期,提升市场竞争优势。在此基础上,极端设备将高速、高精加工技术视作一门重要的现代制造技术。就好比轿车工业行业,不同品种加工属于轿车设备首要面对的重要难题;就好比航空航天工业领域,生产的设备大部分是薄筋、薄壁,材料以铝制、铝合金为主,刚度不足,唯有采取极小的切削力及极快的切削速度,方可完成对此类薄筋、薄壁的处理。选取大规模铝合金坯料掏空手段来生产机身、机翼等庞大零部件,以取代一系列不同零部件经繁多螺钉、铆钉及相关联接手段展开凭借,很大程度上提升零部件的刚度、强度及安全性能。现阶段,为了实现企业生产目标,高精度机床加工设备可达到高精、高速及高柔性的生产要求,从而有效改善企业生产水平。
2.2轴联动加工发展趋势选取五轴联动就三维曲面零件展开加工处理,能够经刀具完备几何结构展开切削,一方面可获取极高的光洁度,一方面可极大程度低提升生产效率。一台五轴联动机床生产效率可等同于两台三轴联动机床,采取相关有着极高硬度的铣刀展开高速铣削淬硬钢零件情况下,五轴联动机床可发挥相较于三轴联动机床更高的加工效益。现阶段,受电主轴问世影响,促使五轴联动生产的复合主轴头结构得到大幅度简化,并且其生产难度及生产成本同样将得到极大的缩减[4]。在此基础上,复合主轴头种类的五轴联动机床及复合加工机床将得到有效的发展。
3机电一体化数控技术的主要趋势
3.1机电一体化数控技术的智能化电子计算机技术不断发展,机械智能化的相关技术得到越来越多人们的热点关注,在先进电子计算机技术的支持下,为机电一体化数控开拓了智能化发展的道路。智能化指的是在生产实践期间,借助电子计算机设备录入相关程序指令,促使机械设备可对程序指令予以识别,达到根据指令展开运作的目的。机电一体化数控技术智能化可极大地降低人力物力消耗,通过将其应用至大型生产环节,促使企业收获更佳的经济效益。此外,机电一体化数控技术智能化还能够应用于机器人生产,伴随着智能化的不断发展,机器人具备逻辑判定、决策能力等将变得更加可能,如此机器人将在工业生产领域得到更为广泛的应用,从而进一步帮助工业制造企业节约人力资源。
3.2机电一体化数控技术的开放式开放式数控系统指的是机电一体化数控系统的开发能够于全面运行平台上,服务于机床生产商、终端用户,经转变、提升数控功能,产生系列化,同时能够有助于将用户个性应用和技术窍门集成于控制系统内,便捷促进各类品种、档次开放式数控系统,产生有着鲜明个性的名牌产品。现阶段,关于机电一体化数控技术的开放式主要研究重点为体系结构规范、运行平台、通信规范及数控系统功能软件开发工具等[5]。
3.3机电一体化数控技术的网络化网络信息技术不断发展,自最初的2G网络发展至现如今全面覆盖的4G网络,仅仅在短短的几年时间里,网络技术全面发展的现状有目共睹,网络技术深刻地影响着社会大众的日常生活工作学习。网络技术全面发展为人民生活创造了便利,同样为工业生产创造了极大的便利。鉴于此,机电一体化数控技术同样势必会朝网络化方向展开深入发展。机电一体化数控技术的网络化将在机电一体化数控设备网络化方面得到充分显现,如此全面满足工作制造企业、制造系统及生产线等信息集成所提出的一系列要求,积极促进企业单元的虚拟制造。
4强化机电一体化数控新技术标准、规范的构建
随着科学技术的不断改革创新,机电一体化数控技术水平的不断提升,越来越多的工业制造企业开始重视机电一体化数控技术的发展、应用。机电一体化数控技术打破了传统机床生产技术存在的种种弊端,建立了更加合理的机电一体化数控生产模式。整个工业制造领域在时展新形势下,要与时俱进,大力进行改革创新,运用先进的科学技术不断强化机电一体化数控新技术标准、规范。数控系统设计为了科学合理,数控系统开放式具备更完备的柔性、通用性,诸多国家不断开展发展战略方案,并实施开放式机制框架数控系统科学合理的制定研发,全球三个最为庞大的经济体于短时间间开展了几近一致的科学方案及合理研发,反映着机电一体化数控技术一个全新变革时代的到来。我国自进入21世纪起,展开ONC数控系统科学合理结构制定研发。于数控系统内部署各式各样的自适应调节系统,于高速加工阶段的系统运动调节内应用预算、实时前馈功能,于相关方面选取模糊调节,极大程度改善数控系统控制性能,以实现最理想控制的目的[6]。
5结语
关键词: 机电一体化 系统设计 综合实验 改革实践路径
机电一体化课程设置的基础是让学生掌握机械系统的具体设计方法和设置步骤,并在此锻炼学生的数控编程能力,但是受到新的发展形式的影响,该课程的很多弊端逐步暴露出来。如,设备只有一台,学生多次拆装后,设备中的很多元器件已经被损坏,或者丝杠和导管出现不同程度的磨损,不能验证编制程序,这将对培养学生动手能力起到阻碍作用,故此该教学环节需进行改革与优化。
一、机电一体化综合实践设备改革的前提条件
(一)配备高素养的师资队伍
由于机电一体化需要涉及机械、电工、电子等相关专业,在专业化基础建设的过程中,每一个部分都要设置相关的教师开展专业化的指导,这是实现机电一体化的前提条件。同时要求机电一体化教研时和实验室需经多方切磋做好专业教学评定,并追踪确立专业指导教师,这些教师中有专业任课教师、专业实验教师,兼顾设备设计中的各个专项领域,为学生的实验教学活动保驾护航。
(二)专业化教材编写
机械一体化教材的编写需要从头开始,这是促进学生专业发展的关键要素。由于教材是学生获取知识的“阵地”,好的教材能够给学生提供更好的指导作用,学生根据教材的章节设置要求,能够制订教学计划,并结合教材开展实验教学活动,教学内容涉及基本信息评定、实验目的、实验任务等相关的流程。
二、综合实验开展的特色化表现
(一)机电一体化产品
MPS即模块化生产加工系统,是德国的FESTO公司在结合现代化工业特色的前提下研发出的模拟自动化生产流程,主要工作过程过程包括供料工作站、检测工作站、加工工作站等几部分,控制时主要通过I/O数据通讯方式控制整个工作站的具体状况。由于该教学培训系统主要蕴含的内容包括:机械设计、传感器设计、气动技术等。故此,该技术是在工业自动化领域内建立的完整的教学系统。
(二)面向实际的培训设备
从工厂的角度出发,可以获悉面向实际的培训是趋向于理想的培训,工厂在进行实地的培训会让生产系统产生故障,并由此引发生产的风险,甚至在整个生产过程中出现破坏的状况,这一理想通常是不可行的。但是若使用FESTO则能较好地解决这一问题,由于该系统能够模拟整个实际生产的全部过程,因此在实验室运行过程中要求技术人员对设备进行安装、调试和编程等环境的支持,并在此期间维护和确定排除系统故障的工作。
三、综合实践成果总结
(一)独立完成机械图纸设计
由于该设备使用时没有提供相关的机械图纸,学生在实践过程中需根据装备初期的状况做好装配结构的分析与组成要素,并进行测绘,学生可以在短时间内绘制出每一站的机械系统CAD装配图纸,并将各个零部件标注清晰。
(二)独立完成PLC程序设计
该设备最初配置的PLC是西门子公司的可编程控制器,设备供应商在设备供给时只能提供PLC的程序。但是在课程讲解中需要运用欧姆龙公司生产的PLC程序设计,所以学生在使用时更偏重于欧姆龙公司生产的PLC编程模式。设备采购过程中应明确说明安装欧姆龙公司生产的PLC,取代西门子公司的PLC程序,但是很多设备提供商还不能提供欧姆龙的PLC程序。学生在学习时就要根据光盘提供的每站动作录像做动作分解,并画出动作的流程图或者梯形图等,编制正确的PLC程序,学生在完成时需要结合以往学习过的知识做新知识的延伸,且由于每个学生对程序有不同的理解,因此学生都能独立完成学习任务,这将大大提高学生的自主学习能力,并能在此基础上完善学生的知识体系。
(三)独立完成电气原理图和气动回路原理图
在拆装电气或者气路部分的管线装置,学生能够了解I/O口线的地址,并连接所有的控制元器件,弄明白气动电磁阀、气缸或者电机等元器件的具体工作原理和控制要素,学生通过实际手动操作,对位置有初步了解,绘制电气原理图的时候对各个元器件的位置有深刻印象,也能独立完成电气原理图和气动回路图,学生在原课本中的知识就能充分运用到实验过程中,对知识的理解将进一步升华,并对知识的具体使用有新的认识。
(四)答辩夯实毕业设计基础
答辩时要求小组代表先花费十分钟的时间整合整个设计过程,并在综合实践组织的过程中做好任务的分配和实验的全过程跟进,然后指导教师结合实验情况有针对性地对小组成员提出问题,并根据情况做好记录和评分,这样才能客观体现出学生的真实实验成绩。
机电一体化系统设计的综合实验主要是运用闭环式的教学模式,其中涉及的内容包括学生四年时间内学习到的机械制图、机械原理、接卸设计等相关内容。学生在学习期间通过亲自动手拆装和测绘,并在编制和调试的过程中,对知识有新的认识,并且提高动手能力,用以培养创新思维能力。
参考文献:
[1]鞠勇.面向实际工程应用的PLC实验室建设[J].实验室研究与探索,2002,(01).
[2]林志坚,沈萌红.基于仿真技术的PLC模拟实验系统[J].实验室研究与探索,2006,(02).
[3]鲁晓阳.中等职业学校网络型PLC实验室建设和课程开发[D].浙江工业大学,2007.
电类课程是机电一体化专业必修的理论性和实践性均非常强的专业课程,不仅要求学生充分掌握电工理论知识和技术,而且还要从培养学生的综合应用实践动手能力。实践操作是职业教育中的核心重点,要求学生能够将所学的知识与生产实际密接结合,通过不断的知识充实和实践操作能力的提高,使自己能够满足生产技术岗位人才的要求,从而在毕业后能够快速的融入工作团队,成为生产一线的技术核心力量。因此,合理的理论与实践相结合的教学模式就显得十分重要了。“双证”型教学模式在保证学生顺利毕业,获得毕业证的同时通过课程中的操作技能训练,培养学生在分析问题和实际动手解决问题等方面的综合技能和创新能力。“双证”型教学模式是在理论与实践教学相并重的办学理念的基础上形成的,在许多职业技能培训学校中得到广泛的推广[1]。
1 补充“双资型”师资力量
教师是教学过程中的核心。教师水平的高低及对“双证”型教学模式的理解,直接影响到理论与实践相结合的教学改革的成败,因此在对机电一体化专业进行电类课程教师配备时,应该充分考虑到教师理论与实践联系的水平。理论与实践教学相并重的“双证”型教学模式对教师的综合技能水平提出了相当高的要求,教师既要有在专业中有丰富的理论知识,同时还要有娴熟的实际问题分析和解决问题的实践操作技能。随着学生人数的增多,职业教育师资力量无论在数量方面,还是在综合技能素质方面都不能满足社会专业技能人才培养的需求,尤其是教师自身的实践工作经验方面,存在明显的一线生产及管理经验方面的欠缺,导致实际教学过程中,理论与实际“脱轨”严重,不仅不能保证教学质量,同时使学生在实践动作操作方面能力没有得到有效提高,很难快速的适应工作需求[2]。因此,为了保证实践教学的顺利展开,需要补充“双资型”师资力量,使职业教育中的机电一体化教师既是专业理论的“讲师”,又是工程实践的“工程师”,既能帮助学生理解技术理论知识,又能通过实践操作指导,提高学生的综合分析问题和解决问题的能力,培养出符合生产技术一线岗位要求的技术骨干力量。“双证”型教师的引进也可以拉动整个教学团队在实践工作方面的能力,通过教学和工程实践经验的相互交流,有效提高专业教师的综合技能水平。
2 提高实践教学硬件条件
现代企业规模的不断扩大,高素质、高技能人才的需求也越来越多,这就要求职业院校机电一体化专业毕业生在进入企业前,为了更快融入一线工作中发挥自我的实际工作能力,不仅要具有扎实的理论基础,还应有高超、娴熟的实践问题分析、实践操作动手能力。因此,在教学过程中,必须在保证理论教学的基础上,提高学生的实践操作能力。传统的以课堂理论教学为主模式已不适应现代人才的需求,需要加强机电一体化专业的实践教学,让学生从“双证”教学中,不断充实自我。
2.1 增加实验室授课内容
在传统教学过程中,最容易出现的是理论与实物不同步的情况,为了让学生对理论有充分的理解,通过实际问题的理论知识、实物联系、安装调试等步骤来充分理解和接受理论,不仅不容易忘记,而且还可以促进学生形成理论分析与实际应用的逻辑思维。同时在教学实践环节中,学生可以通过自我动手连线、参数设置、调试等环节,不仅牢固的掌握了课程理论知识,还锻炼了学生的实践动手能力,为“双证”的考试打好良好的基础。
2.2 充实实验内容
随着技术的不断发展,电机的控制方式也发生了较大的变化,有原来的继电控制变成了变频调速控制。因此,在实验内容设置时,应该充分结合现代控制技术水平,将实验内容进行相应的更换和充实,保证实验教学内容与社会需求相同步。同时对于实验内容应该采取由原来的一个点转换为一条线的教学方式,通过一个具体的应用工程的各部分内容的分解实验相结合,完成一项具体工程的实际操作,使学生从设备选型、设备布置、综合布线、程序调试等多个环节了解实践工程的具体工况特性,提高学生的综合思考能力,为其步入社会打下良好的基础[3]。
2.3 提供开放性实验室
可以在教学的同时,充分发挥实验工程应用资源,通过企业与学校间的技术配合,提供一些实际工程改造、设计内容,在“双资”型教师的理论和实践操作的指导下,充分发挥学生的自我创新能力,利用开放性实验室,完成某些项目内容的设计和改造工作,通过不同方案间评比,让学生自我分析和判断方案间的优缺点,让学生从实际生产角度出发,提高自我实际生产的分析、思考和动手动力,更加清晰的了解企业生产的系统流程及各部分的重点和难点。
3 改革课程考试方法
传统的职业教学测评考核过程中,通常采用标准化的闭卷考试方式,通过考卷成绩分数的高低“静态”来分析学生的综合能力。
这种考试方式存在明显的弊端:1)考试内容单一。2)动手能力测试不足。
为了适合企业人才需求的要求,对于机电一体化专业的课程考试时,应该采用“动态”的审核方式,考察学生的综合素质能力。通过分组完成实际的生产控制工程,以实际生产技术技能的考察作为评判标准,以职业“技能”为目的,培养学生的综合问题分析处理能力[4]。
4 职业资格从业证书培训
以国家职业教育技能达标为基准,结合 “双资”型教师引进,形成以“双证”为目的的职业教育模式,按照“能力本位”的教育思想,从实际工程应用角度入手,培养学生的理论及实践处理能力。在学院内部定期举行电工考试培训及模拟考试,并按照电工从业基本要求,让学生形成良好的操作规范和操作技能,从而快速的适应工作岗位,为企业提供一流的一线生产骨干[5]。
1.1机械设计及其自动化的含义
机械设计及其自动化,应分为设计和自动化两个方面。机械设计是依据各种机械加工设备的构造、工作原理、运行方法、力和能量的传递、不同零件的组成材料、形状尺寸和方法等进行思路构建、分析和计算,并将这些结果转化为人为进行制造的具体的工作过程。机械设计作为机械产品加工生产的重要步骤,在工程设计中占据有重要地位。机械设计水平的高低不仅能代表科学技术发展的水平,而且还能决定转化为实际的经济成果。机械设计发达的地区,其装备制造业发展水平也相对较高。自动化技术是指能够实现机械设计和制造过程的自动运行,自主调控。
1.2自动化技术在机械设计中的应用特征和原则。
自动化技术在机械设计中的应用是以控制理论作为理论基础,将生产的工序和人工的指导作用进行有机的结合,从而实现机械设计过程的自动化。具体而言,自动化技术在机械设计中的特征和原则包含以下几个方面:
(1)加大创新。
随着科技水平的不断提升,传统机械设计方式在适应当前机械设计结构复杂、工作量大、误差率小的要求下已经出现明显的弊端。当前,智能化、自动化、规模化是整个机械设计领域的新要求,只有不断创新,提高设计水平,才能满足日益增长的新要求和新挑战;
(2)利用各领域先进成果。
机械设计及其自动化是多学科、多领域相关综合下的产物,要想获得新的突破和新的科技攻关,必须保持高度的相关学科前瞻性,将最新技术和理念融入到机械设计及其自动化当中,如加强对电子学、计算机仿真技术、机械力学等学科新技术新发现的引入;
(3)提高管理水平。
机械设计及其自动化与传统的机械设计相比,所要求的管理水平有较大提升。以往的管理经验不再适用于当前机械设计及自动化的要求,这就需要研发人员不断提升自身管理水平,运用现代化管理模式和手段服务机械设计及自动化。同时,技术人员也要不断提升自身技术水平和专业知识,与当前技术发展趋势保持一致,只有这样才能顺应市场发展要求。
2机械设计及其自动化的发展方向
经历了从无到有,从模仿国外到自主研发,我国机械设计及其自动化取得了骄人的成绩,这极大弥补了工业生产领域中机械设计自动化的空白。但与国外发达国家相比,我国机械设计及其自动化的发展还存在一定的差距,通过研究分析,笔者认为应从以下几点着手,推动机械设计及其自动化的前进。
2.1机电一体化
机械设计及其自动化只是机械设计领域中的一个重要组成部分,而机电一体化包含了机械、电子信息处理、动力、传感检测、执行元件五大模块,只有朝机电一体化方向发展,才可以具有更加广阔的市场空间。
2.2智能化
自动化技术的基本要求之一就是智能化。所谓的智能化,是指在控制理论的基础上,利用人工智能、计算机科学、心理学、模糊数学和运筹学等新思维、新措施,模拟人类的智能,使之具有逻辑判断、推理、自主决策的能力,以达到更高的控制目标。智能化的实现可以摆脱人力脑力劳动,大大降低工作强度及错误率。
2.3模块化
由于机械设计的复杂和多样,模块化设计在整个机械设计及自动化方面发挥着重要作用。通过建立模块化标准,可以实现在设计过程中多部件同时适用于同一模块的效果。这不仅可以缩短机械设计的时间,而且可以大大降低设计成本,便于后期零配件的更替和维护。通过模块化设计,机械制造企业可以在短时间内实现规模化生产,带来巨大经济效益。
2.4网络化
如今,网络的使用在各行各业已非常普遍,通过网络技术的使用,我们可以随时控制和操作机械设计自动化产品。以家庭为例,现在已经实现了以手机为载体,通过远程控制实现家用电器的智能化操作,通过远程控制实现汽车的启停,这些都是利用现场总线和局域网技术实现的机械设计自动化产品的网络化,在为人们提供便利的同时,企业本身也获得了良好的经济效益。
2.5微型化
微型化设计是要求机械设计产品在便携性、体积、能耗、性能等方面做到统筹兼顾,不但要求体积小,能耗低,还需要兼备高性能的特征。微型化设计在医学、军事、电子等领域的应用越来越广泛。
2.6绿色化
工业水平的不断提升在改善了人们生活水平的同时,也对环境造成了一定的影响。工业经济想要走可持续发展道路,必须要坚持绿色化发展方向。在机械设计及其自动化快速发展的今天,只有不断降低对环境的污染,与环境和谐共生,才能持久长远发展下去。
3结语
【关键词】校企合作;工程教育;探索;实践
0 引言
当前,数控机床在制造领域已经成为装备制造业的主流装备,成为一个国家综合竞争力的重要标志。2012年中国机床工具行业总产值为7985.15亿元,数控机床产量达到23.6万台,同比增长62.2%;2011年我国机床产值和数控机床产量均列世界第一位。另一方面,服役10年以上的机床占60%以上,这些机床都将面临大修或改造。目前,我国从事数控机床故障诊断与维修的工程技术人员非常短缺。我国数控机床的维修工程师中 59.16%的数控技术人才为中专及以下学历,31.25%为大专学历,仅有8.58%为本科学历,本科以上学历仅占1%。因此,培养大批数控维修专业的本科层次工程技术人员已变得迫在眉睫。
1 校企合作模式下工程教育的内涵
1.1 校企合作的内涵与特征
校企合作是学校与企业建立的一种合作模式。是一种注重培养质量,注重在校学习与企业实践,注重学校与企业资源、信息共享的“双赢”模式。它以共同培养人才为目标,实现人才培养模式的创新,以人力资源合作为纽带,实现校企互利。以物质资源共享为手段,实现校企互惠。校企合作做到了应社会所需,与市场接轨,与企业合作,实践与理论相结合的全新理念。为了发挥现有多形式的校企合作优势,突出服务行业及服务一线,培养全面发展、适应电气工程和自动化等领域生产、建设、管理和服务一线需要的应用型高级工程技术人才[1]。
1.2 我国在推行工程教育模式校企合作工程教学中出现的问题
我国非常重视工程教育人才培养模式的探索与实践,高等学校和企业相继出台了一些政策。如何针对我国国情以及地区差异,制定相应的措施,是需要迫切解决的问题。只有找到问题所在,才能找到解决问题的方案。导致我国工程教育相对落后的原因有如下几点:
(1)校企合作政策与机制不健全
良好的校企合作关系是建立在相关政策与机制的前提下了,试想没有规范的管理制度,没有高效的行政指导,就像行驶在大海中的无舵之船一样。校企使用不仅是学样行为,企业行为,还是与学生与教师息息相关的教学行为。所以政策的制定与执行就是一项综合而复杂的管理行为。而往往这种政策去没有在高校中建立起来。学校把大部分精力都放在科研上,将科研放在第一位。学校的政绩都与科研挂钩,而把教学工作置于次要地位,导致教师用在教书育人上的时间和精力上大打折扣。要解决这个问题,领导应该高度重视,从体制和政策上入手,正确定位。
(2)投入不足、条件匮乏
工程教育的推行,需要大量的资金投入。这种投入,有学校层面的,也有企业层面的。学校的投入主要依赖于国家,而国家的投入,从GDP来看,高等教育经费占所有教育经费的20%,这一比例在逐年下降。企业的投入又往往很少,企业主要是以盈利为目的,在教育方便的投入主要受企业自身文化及发展思路所限。如何能给企业借来利润和未来经济的增长点才是提高校企合作的关键。人才的培养。学生素质的培养需要实践环境,但现在高校的实验、实习条件远远不能满足教学需要,使工程教育与工业界的联系不紧密,学生缺乏必要的工程实践。高等院校各类论文评选中,很多论文只停留在理论水平上,大部分是理论推导和简单仿真,没有实际实验的验证。
(3)理论与实践环节联系不紧密
工科院校理论课程的设置往往与现代企业所需要的实践环节想脱节。比如在数控维修专业中,大多的教材还在讲授如何使用RS232接口来传送程序,介绍具体而详实。但是在企业中,优盘的使用早就已经是非常普遍。这种理论与实践的脱节将会大大减少企业与学校的关联度。使得大学失去了和工业界的直接联系。教师只有到生产一线去体会,才会获得工业界的经验,把更多的实践知识传授 给学生。
(4)产学研结合困难重重
工科院校产学研结合是工程教育的重要保障,是一种双赢的模式。校企合作,双方收益。对高校来说,有助于了解企业的需求,有助于理论联系实际,有助于改进人才培养的方式,帮助教师提高实践才能。对于企业来说,也可以招收到胜任岗位工作、促进技术创新和产品升级换代的有用人才。但现在许多企业由于大量引进国外技术,对与学校和科研单位结合兴趣不大。有些企业认为人才可以从市场上获取,没有必要与学校建立密切联系,因此产学研结合逐渐陷入困境。
2 基于校企合作在工程教育模式下的改革与实践
2.1 改革思路与载体
本专业校企实践改革遵循高等工程教育的基本规律,在多年融入专业建设的基础上,以国家级特色专业建设点、天津市重点学科为依托,以培养机电领域卓越工程师为目标、以机器人及机电一体化创新平台为载体、以校企联合为手段、以课程体系改革为核心、以师资队伍建设与教学质量监控为保障,积极探索机电领域卓越工程师的人才培养新模式。
2.2 改革实践内容
2.2.1 优化课程体系与教学内容,探索并实践适合工程能力培养规律的教学方法,全面强化学生创新思维与创新精神的培养。
2.2.2 构建机器人及机电一体化创新平台,以“任务驱动”模式组织机器人典型项目,全面培养学生工程实践能力、综合素质和创新精神。
2.2.3 探索校企联合培养模式,科学构建实践教学培养体系,培养学生的工程实践能力及创新能力、管理能力、沟通能力与社会适应能力。
2.2.4 研究高水平“一体化”师资队伍建设的内涵、及考核与评价机制,为培养与造就一支工程能力强、教学水平高的师资队伍提供理论依据与实践指导。
2.2.5 开展教学质量监控与保障体系研究,着力构建全方位、立体化的监控体系,全面提高人才的培养质量。
2.3 改革实践的实施
遵循高等工程教育的基本规律,在多年融入专业建设的基础上,以国家级特色专业建设点、天津市重点学科为依托,以培养机电领域卓越工程师为目标、以机器人及机电一体化创新平台为载体、以校企联合为手段、以课程体系改革为核心、以师资队伍建设与教学质量监控为保障,积极探索机电领域卓越工程师的人才培养新模式。
机械维修及检测技术教育专业的学生在校企合作方面进行了如下改革与实践:将本专业学生的学制调整为5年,其中在校学习理论知识3.5年,1年在校内工程实训中心进行实践学习,为以后的0.5年在企业实践进行准备。在最后的0.5年里,所有的学生完全送到企业中去学习与实践。与高职院校的顶岗实习不同的是,在校企合作培养过程中,以工程教育模式为指导思想,实践题目课程设计紧密结合工程和生产实践需求,相关课程设计、实训环节与工程设计相一致,确保理论基础教学内容与企业工作实际接轨。除此之外,还适时利用寒暑假时间到各主要企业认知参观实习和顶岗实习,使学生了解本专业的特点,激发学生的学习兴趣。0.5 年的企业实习,采用“双导师制”,即每位学生都被指派一名学校导师和企业导师,共同负责对学生的培养,具体的企业学习培养计划由两位导师共同制定,并由他们共同指导学生的毕业设计。
企业培养阶段,主要包括两方面学习内容:企业培训内容和专业培训内容。企业培训内容包括企业文化与规章制度教育、生产技能培训、产品研发与生产实习等,这部分内容由企业的人力资源部门和企业导师负责实施。专业培训则针对企业研发生产所需要的相关专业知识的学习,并通过毕业设计培养学生综合应用所学知识解决工程实际问题,为学生将来走入社会、获得更好的发展奠定良好的基础。专业培训在学校导师和企业导师共同指导下,在学校相关平台和企业工作平台上完成。[3]
3 结束语
工程教育的最终任务是为社会培养人才,国际创新型工程教育模式是我国工程教育所遵循的模式[4]。不断引导和强化机电领域卓越工程师培养目标的实现。实现专业培养目标与机电领域卓越工程师培养目标的衔接。创新校企联合培养模式,科学构建实践教学培养体系,实现校企有机融合、产学结合、人才共育,共同培养机电领域卓越工程师。
【参考文献】
[1]黄家善,李建兴,胡驰,等. 以CDIO人才培养模式为特色的工科专业建设[J]. 实验室科学,2011(06):388-391.
[2]张志强. 校企合作存在的问题与对策研究[J]. 中国职业技术教育,2012(04).
关键词:可编程控制器;中职学校;技能培养
一、案例背景
作为中职院校,电气专业中PLC课程开发的重要性势在必得。通过短短几个月的教学,我发现学生上课很厌烦老师讲课,出于这种原因,睡觉、玩手机和打游戏等现象时有发生。当然,我做了相应的了解,学生反应多数是听不懂,有一部分是没兴趣,还有少数是有兴趣却无从下手。
二、事件回放
在我询问的过程中,一些学生说:“王老师,我们听不懂,没办法啊!”
“你们为什么听不懂啊?”我就问。
当然各种回应都有啦!有的学生说:“没兴趣听,又没用。”有的学生说:“我们不知道该怎么学。”还有的学生说:“太难啦!”
我犹豫了好久,心里琢磨,是自己没讲明白,还是学生基础差,还是课程安排的有弊端?脑子一片空白,我要想办法让学生对这门课感兴趣,知道学习它有什么用,为什么学习这。我想,就这个问题,可不是一个简单的问题,它涉及教学改进、教师教法和学法的问题,作为一个刚上岗的教师,我不敢张扬,不敢大胆去做,因为我是一个刚毕业的大学生。我就开始和前辈们探讨这个问题:“老师,您以前带PCL控制技术课程,有学生睡觉、玩游戏和玩手机,不好好听讲吗?”
“有,这也是我头疼的问题,我也一直想克服这种现象,但是没办法,因为中职生没有明确的学习目标,各个地区普遍都是这种现象。”老师说。
又一次是上课,我说:“同学们,老师今天给你们演示一个PLC控制马路上交通灯的例子。一个城市这么多交通路口,每个路口的交通灯都是利用PLC控制的,它的应用在我们的生活中无处不在。所以你们要从基础好好学,学好以后可以找到一份满意的工作。”通过PLC动画案例和交通灯的事实,有学生点头啦,腰板开始直起来啦。“老师得从最简单的给你们讲,一下是做不到的,得有过程,所以你们好好学习吧,以后同学们都是好样的。”我说。几节课下来,现象依旧存在。“老师,我们要学多久才能达到你刚才给我们看的编出那个交通灯例子的水平?”学生问我。“同学们,不要着急,知识的学习是循序渐进的,一下子不可能成为胖子的。”我说。接下来我就更加犯困、着急。运用什么样的方法才能让学生感兴趣,知道怎么学,为什么要学?心想,学生既然选择了职业学校,作为职业学校的教育者就有责任为他们创造条件,寻找合理的教学方法。
三、反思改进
这是一个教学问题,也是学校存在的需要改革的问题,我真实体会到这个问题的严重性。我反思,该怎样上类似PLC专业技能课呢?开始我自己觉得教学没问题,但是教学是为了教会学生,主人是学生。后来我寻思,将PLC课程分模块上,类似技能工种的等级划分。我们在学生不同的年级开展不同阶段的课程,必须一体化教学,一定要有“在做中学,在学中做”这种理念。那么我们将PLC课程分为PLC控制技术1、PLC控制技术2、PLC控制技术3、PLC控制技术4四个层次的学习,那么就需要四个阶段学习。PLC控制技术1就是初学者对PLC基本原理及基本指令的熟练掌握,并配有实际的控制对象;PLC控制技术2就是对PLC功能指令的熟练掌握,并配有实际的控制对象;PLC控制技术3就是中断、通讯等的熟练掌握,并配有实际的控制对象;PLC控制技术4就是我们机电一体化控制技术。这样我们分层次学习,并有实际操作对象应该是我们技能课程的发展趋势。
关键词:电气自动化专业 理论与实践 一体化教学
一、一体化教学的内涵
一体化教学是以培养具有专业理论知识和熟练操作技能的技能型、复合技能型以及知识技能型人才为目的,通过整合教学大纲、课程、师资、教材、教学设备和教辅材料等教学资源,实现理论教学与实训操作教学融为一体的教育教学形式。
目前,一体化教学在实际运用中有两种形式,即课程一体化教学和教师一体化教学。
二、一体化教学的实施
1.充分调动学生学习的积极性
(1)教师应成为教学活动的组织者、引导者与合作者,调动学生主动思维和主动参与的积极性。因此,教师应根据学生的认知规律创设条件,引导学生主动学习、探究,成为学生学习过程中的组织者、引导者和协助者。
(2)教师要关注学生个体差异,让每个学生都得到全面发展。教师要想激发学生学习语文的兴趣,就必须面向全体学生,尊重学生,做学生信赖、喜欢的老师,这样才能引起学生的兴趣。
(3)营造以学生为主体的严谨活泼的课堂氛围。教师必须相信学生有潜在的尝试能力,对学生的探索活动要充满信心,循循善诱。要创设师生关系融洽的课堂气氛,使学生感到老师既是师长,也是最可亲近、可以交心的朋友。
2.注重教学方法
(1)培养学生的观察能力、认知能力、抽象思维能力、分析判断能力、演讲能力、团队协作能力。
(2)理论教学和实际操作紧密结合。要培养学生的实际动手操作能力,善于在操作中提出问题、思考问题、发现问题、解决问题,使学生用所学的理论知识指导实践操作。
(3)爱护学生,因材施教。要力求把教学搞“实”、搞“活”。所谓“实”,就是讲究实际效果,把教学大纲化为具体的要求,落实到教和学上,对每课时的教学计划逐项落实。课堂上,少讲空话,多做实事,精讲多练,以学生为主。
(4)充分利用多媒体。对课程中较多的原理图、梯形图、程序及电路图,可制作成多媒体课件,集文字、图片、动画和声音于一体,以增大课堂教学的信息量。
(5)联系生活实际,启发学生思维。
3.学院领导积极引领、正确指导
营造实施一体化教学的良好氛围;采取多种措施,大力推进一体化教学;培养适应一体化教学的“双师型”教师;编写适合一体化教学的大纲校本教材;实施对课堂教学质量的控制。
三、开展理论与实践一体化教学的意义
一是一体化教学打破了传统的教学方式,解决了分段教学模式中存在的理论知识与实际操作技能脱离的弊端,调动了学生的主观能动性,激发了学生的学习热情和学习兴趣,培养了学生分析、解决问题的综合能力,活跃了课堂气氛。
二是一体化教学把抽象枯燥的理论知识科学地有效地转化到生动而有趣的实践中,在实践中加以验证,使学生从实践中得到感性认识,并将感性认识上升为理性认识,从而开发了学生的思维能力,锻炼了学生的动手能力,使整个教学过程事半功倍。
三是一体化教学能有效地将课堂和实践结合起来。教师将技能实践融入课堂教学,让学生直接在课堂上学到今后就业所必需的操作技能,变被动学习为主动参与,调动了学生学习的积极性与主动性,增强了学生的实践能力。
四是一体化教学能有效地提高师资队伍的理论水平和实际操作能力,并能在教学过程中促使教师不断地钻研教学方法,不断地掌握新知识、新技术,以此来满足教学所需,从而不断提高教师的教学能力和教学水平。
四、一体化教学应把握的环节
一是理实一体化教材的开发。编写理实一体化教材是实施一体化教学的基础。
二是教学方法与过程的设计要合理。一体化教学的关键在于理论与实习穿行,要将两者有机融合。
三是注重学生主观能动性的发挥。在教学过程中,教师必须充分调动学生的学习主动性、积极性。
四是师资力量建设和教师积极性的调动紧密结合。既能胜任理论教学、又能指导实习操作的“一体化教师”队伍,是实施一体化教学的关键。
五是规范考核方法,正确评价教学效果。考核一方面可以对教师教学效果和学生对知识的掌握情况进行检验,另一方面可以对学生的学习习惯和学习方法进行引导。
参考文献:
摘 要:机械设计制造及其自动化并不是单一的一种技术,其是融合了多门技术的综合型新型学科。在其众多特征中,自动化是最为明显的,而机械设备的自动化对于人类的生产发展是具有跨时代意义的。毫无疑问,机械设计制造及其自动化的发展潜力十分巨大。
关键词:机械设计制造;自动化;发展方向
一、机械设计制造及其自动化概述
机械自动化,是指在机械制造业企业中充分运用自动化技术,实现加工对象进行连续化的自动生产,改进和优化自动化的生产过程,机械自动化技术之应用和发展,不仅机械制造业进行技术改造与实现技术进步的重要手段,而且还是技术发展的一个主要方向。人们不仅可以借助机械设计制造及其自动化中先进的设计技术和制造工艺使机械设备的结构和性能更加稳定、合理,而且还可以通过这门学科中的自动化技术使机械设备更加智能化、人性化和自动化。
二、机械设计制造及其自动化特点
机械设计制造及其自动化区别于传统的机械设计,其智能化与自动化是本质区别。机械设计自动化是多种技术的应用,但绝不意味着机械设计制造自动化是多种技术的简单叠加,而是
在各种技术的基础上,实现了整体上的统一,使得现代的机械设计制造自动化具有智能化的特点。
机械设计制造自动化可以满足机器对于其功能的内在要求,任何的产品都有其特定的内在要求,也是其被开发出来的目的,而机械设计制造自动化具备着使得产品符合其内在要求的性质,通过对机械设计制造自动化系统进行设计使得产品可以实现对于输入端产生所需要的输出从而实现其功能要求。机械设计制造自动化系统是一个符合概念,部件包含了机电一体化还包含了机电一体化产品的含义,这是指将产品的设计制造以及功能的实现作为一个整体来看待,而其核心是为了功能实现的内在要求。
三、机械设计制造及其自动化的优势
1.较高的工作效率和工作质量
利用机械设计制造及其自动化技术制造的机械设备的主要优势是可以通过先进的自动化技术、控制技术和信息处理技术等显著提高机械的自动控制水平,加强机械的智能化,从而可以使机械设备更够更加精准和高效地代替人工完成相关工作,既提高了工作的效率,又加强了工作的质量。同时,在一些施工环境恶劣的情况下,人工施工可能会遭遇很大的危险,这时智能化的机械设备就可以发挥其作用,代替工人进行施工。
2. 较高的工作稳定性和可靠性
传统的机械在发生故障的初期无法发出信号,完全只能凭工人的经验来判断机械的健康状况。而一旦发生故障,机械便不能运转,需要专业的人员进行维修。而利用机械设计制造及其自动化技术制造的机械就可以很好地解决这方面的问题,在机械出现问题的初期机械内的控制系统便可以通过自我检查发现可能存在的问题,并且面对部分故障还能自动处理,采取自我保护措施,大大提高了机械设备工作时的稳定性和可靠性。总之,智能化的机械设备通过自我检测、诊断处理以及自我保护等一系列功能,可以大大地减少机械故障和安全事故的发生,增强了机械的稳定性。
3.操作方便
利用机械设计制造及其自动化技术制造的机械中的控制系统具有强大的功能,许多操作不再需要手工进行,只需输入相应的控制程序,机械便会自动进行相关操作,大大简化了机械的操作流程,减小了机械的操作难度,达到了优化操作的目的。
4. 适用范围广
机械设计制造及其自动化是一门多学科技术综合的学科,因此利用其制造出来的机械具备强大的复合功能,不仅可以在日常的生产生活中展现出其高效、稳定等的优势,而且在一些极端或者恶劣的工作中,其也是人类不可或缺的设备。总的来说,机械自动化设备具有更多的功能,能够满足人们不同的需要,具有更加广泛的应用范围。
三、机械设计制造及其自动化的发展趋势
1.虚拟化
以前,世界各国机械制造企业在产品设计之中,主要是依靠事先进行图纸设计,然后依据图纸开展成品试验这样才能最终完成产品的设计。这样做的弊端在于将会浪费许多宝贵的时间,同时进行产品试验的过程会,出现人力、物力、财力等各种消耗,尤其是耗费了大量的经济支出。鉴于当代科学技术手段的日新月异,电子计算机技术和网络通讯技术已不断地成熟了,起来利用先进的电子计算机设备,人们能够模拟操作大量的工作,借助于网络能够在第一时间就对数据进行即时传输从而让分割于不同空间的双方能够毫无障碍地进行沟通交流合作。因此,机械自动化技术将朝着虚拟化方向不断发展已是普遍的共识。
2.绿色化
绿色是从环境保护领域中引用来的,人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。 人与人类社会本质上也是自然世界的一个部分,部分不能脱离整体,更不能对抗与破坏整体。人类必须从各方面促使人与人类社会同自然界和谐一致,制造技术的自动化也不能例外。制造业的产品从构思开始,到设计阶段、制造阶段、销售阶段使用与维修阶段,直至回收阶段再制造各阶段都必须充分计及环境保护。作为“绿色”制造,产品必须在一定程度上是艺术品,以与用户的生产、工作、生活环境相适应,给人以高尚的精神享受、体现出物质文明精神文明与环境文明的高度交融。每发展与采用一项新技术时,应站在哲学高度,反思塞翁失马安知非福。即必须充分考虑可持续发展保持环境文明,制造自动化必然要走向“绿色”自动化。
3. 模块化
机械设备的零件很多,从零件开始研发既浪费人力物力,其研发需求又复杂。因此,未来的机械自动化设备的研发将分模块进行,将机械根据功能等分成不同的模块,以模块为单位进行相关技术的研发和生产。
4. 网络化
进入信息时代以来,人们的生活已经无法离开网络,而对于自动化的机械来说也是如此。将网络技术加入到机械自动化设备中可以使设备共享巨大的网络资源,提高设备的通讯能力和处理问题能力等,从而大大增加设备的竞争力。
机械设计制造及其自动化具有广阔的发展前景,相信随着人们的不断进取,未来利用这门学科的知识将制造出功能更加强大的机械设备,为人类的发展繁衍做出贡献。
参考文献:
[1]张宝坤,王淑霞,王艳.机械设计制造及其自动化的发展方向[J]. 化工装备技术,2011,10.
关键词:低压电气线路;教学模式;教学改革
中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)10-0038-03
近年来,高职院校都在探索如何提高学生的培养质量,从根本上提高学生的实践技能和创新意识,培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才,这成为高等教育教学改革面临的重要问题。各学院在探索以能力培养为核心的“教、学、做”一体化的教学模式,培养学生创新能力方面进行了不懈的努力和探索,这里笔者以自己的教学实践和体会对《低压电气线路》课程的教学改革谈几点看法[1]。
基于工作过程的教学理念,是改变以往学科体系的教学方式,打破教材本身的框架,把专业所有的相关知识都汇聚起来,以一个问题或目标为主线,把整个专业的教学演变成为一个连贯的、实际操作的业务训练[2]。近年来,我们通过《低压电气线路》课程的改革,在探索以能力培养为核心的基于工作过程的教学模式,培养学生创新能力方面进行了不懈的努力和探索,教学效果显著。
一、高职课程改革的必要性
在我国职业教育快速发展的同时,呼唤着深入开展教学改革。教育在新时期实现科学发展的任务艰巨而紧迫[3]。高职教育的特点是强调工学结合,强调实践教学,强调学以致用,培养学生的职业能力,可持续发展能力。针对当前学生基础薄弱、缺乏创新精神、缺少学习方法和学习兴趣的现状,当前的高职教育不仅在于传授知识,还要面临着帮助学生打基础、提兴趣、教学习方法及培养能力的多重任务[4]。传统的教学模式在当前的教育教学环境下已经不能适应高职教育的发展。基于工作过程的课程教学改革,真正地把课程所对应的工作任务的真实教学环境与高职教育课堂有机联系起来,促使学生实现学习与工作的零对接。
二、高职课程教学改革的思路
当前,高职课程教学改革实施的主流思维为:构建完整的工作过程,通过对具体职业内容和方法的改革、拓展,实现工作与学习相结合,把工作任务融合到学习过程中,实现以不同岗位工作任务为核心的课程设计[5]。低压电气线路课程开发的思路:首先,根据职业岗位任职要求和人才培养目标进行课程内容整合,确定教学内容;其次,鉴于学生基础薄弱的现状,适当降低理论起点;第三,与国际职业教育接轨,在教学模式、教学方法、考核方式上借鉴国外先进经验[6]。
三、低压电气线路课程改革的实施
1.解构重组教学内容。低压电气线路课程基于工作过程为导向的课程内容选取的标准是能够满足完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求,具有一定的针对性和适用性。它是高职机电、电气等专业的一门重要专业课,是一门工程性和实践性很强的课程。这门课程是由原来的《电工学》、《电机与电气控制》课程根据实际工作需要进行取舍后形成的一门课程。
这门课程的内容是按照维修电工和电气设备安装工职业或从事机电一体化技术的高级技能岗位需要的能力和要求来设计课程,对原来的学科体系进行解构,打破原有的学科型理论体系,把电工技术、电机学、低压电器和电气设备控制技术等知识融合在一起,以培养维修电工应用技能和相关职业岗位资格证为基本目标,紧紧围绕工作任务的需要来选择课程内容,重新组合教学内容,创建七个典型的教学情境,分别是直流电路的分析、交流电路分析、照明电路的安装与调试、变压器的结构应用分析、电动机的拆装、常用低压电气设备、电动机常见控制电路的设计、安装、调试与维修。每个教学情境根据教学要求设计若干个任务,学生通过完成任务的方式学习理论知识、掌握实践技能。
2.创新教学模式和教学方法。低压电气线路课程对实践要求很高,要达到本课程的教学目标,只在课堂上和书本上是无法实现的,必须附加大量的实践教学内容,以往的教学是以理论为主,实践为辅,其弊病是理论与实践相脱节,实践课时远远不够,改革后的课程采用理论与实践一体化的教学模式,即打破理论教学与实践教学的界限,以实训室为主课堂实施教学,使讲课、演示、仿真模拟、实训有机地形成一个整体。经过几年的教学实践,总结如下:(1)职业素养教育贯穿在教学的各个环节。高职院校能否向企业输送真正合格的高技能型人才,学生的职业素养问题是瓶颈。所以在实践教学中,按照实际工作的操作规程严格要求学生,如学生进入实训室就如同进入工作现场,首先安全第一,遵守规章制度,节约耗材,增强主人翁意识,加强团队合作和吃苦耐劳精神的培养,并将职业素养纳入学生的综合评价考核体系。(2)创新教学方法。模块化课程采用小组学习的方法,分组时根据学生的学习能力强弱进行搭配。教学过程采用资讯、决策、计划、实施、总结、评价六步教学法。在讲授新内容前下发学习任务单,让学生提前做好搜集资料和小组讨论的准备工作,形成明确的方案,在教师的指导下,动手实践,完成任务,教师根据各组的表现,进行总结和评价。这样做既能提高学生的积极性,又能促进学生间的团结协作、互帮互助。(3)有效的教学团队运行机制。这里说的团队有两层含义,一层含义是指所有讲授《低压电气线路》模块的教师组成一个教学团队,设有一个团队负责人,团队负责人负责组织安排该模块的教学活动。教学团队实行周例会制度,根据教学进展情况总结本周效果,根据学生实际学习情况,共同制定、调整教学任务的难度和授课学时,安排下周教学工作,学要求,做好集体备课。第二层含义是指教学过程采用团队授课,上课时至少有两名教师,其中至少有一名是“双师型”素质教师,教师在教学能力上实现互补。团队教师除了要完成教学工作,还要管理学生的出勤,关注学生学习状态和情绪变化,团队教师定期与学生沟通交流,了解学生学习中存在的问题,记录每位学生的学习情况,以便有针对性的进行指导。(4)组织技能大赛。学生在课程结课前,平行班之间要组织技能大赛,通过大赛达到以赛促教、以赛促学的目的,同时检验任课教师的教学质量、教学水平,推动教师业务素质的提高。
3.改革考核方式。(1)理论考核方式,变期末考核为全程考核。传统的理论课考核方式是:平时30%+期末70%,基本上是以期末一张考卷决定课程成绩,这种考核方式的弊端是缺乏对学生平时学习情况的检查、监督,个别学生平时不学习,期末考试之前搞突击,由于是临时记忆,根本没有掌握知识的实质,学习质量无法保证。针对此情况我们改革成绩评定方式,加大平时考核力度(有任务考核和阶段考核),变期末考试为全程考核,课程总成绩=平时分(上限50分)+期末考试(上限50分)+创新分(上限10分)。以上的教改措施,调动了学生学习积极性,培养了学生自主学习的能力。(2)实践技能考核,把实训考核变成质量环节的全面考核。以往的实践考核成绩只根据学生的实验报告给出,因此,学生只重视报告的撰写,不重视对实验原理的理解和操作能力的训练。针对此情况,我们提出了质量环节的全面考核,考核指标包括职业技术规范,安全操作规程,实践任务的设计、安装、调试能力,故障排查能力,创新能力,实验报告撰写能力。
四、改革成效
《低压电气线路》课程基于工作过程的教改方案经过几届学生的实施,取得了显著的效果。主要体现在下面几个方面:
1.规范了教学内容与教学要求。传统教学过程中,由于各专业教师对这门课的理解和认知程度不尽相同,对重点与非重点的把握也不一样,所以,专业教学的实施过程会有一定的差别,在教学要求、教学内容等方面难以统一。而实施教改后,采用团队授课的方式,课程标准和授课计划都是经过集体讨论共同制定,具体实施过程有团队负责人管理,教学质量还可以通过技能大赛来进行检验。
2.教学质量显著提升。传统教学模式下,重理论轻实践,难以调动起学生的积极性,维修电工职业资格证的获取率较低,不利于培养技能型人才。教学改革后,学生的学习状态、精神面貌都有很大变化,真正的实现了从要我学习到我要学习的转变,双证书获取率显著提高,同时带动了其他课程的学习。
3.加快了“双师型”素质教师队伍建设。传统教学方法,不利于造就一支既能讲授专业理论,又能指导学生实践的复合型专业教师队伍。改革后的教学方式采用团队授课、一体化教学,教学团队常采用以老带新的方式组合,这样就推动了青年教师的快速成长。
五、结束语
《低压电气线路》是一门工程性、实践性很强的一门课程,在近几年的教学实践过程中我们体会到,必须准确定位课程教学目标、改革教学模式、采用多种灵活的教学方法,注重理论联系实际,注重实践技能的培养,就可以取得令人满意的教学效果。
参考文献:
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关键词:数控机床 实践教学 理念创新 策略分析
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)05(a)-0138-01
纵观现代制造技术的发展,集成科技对于数控技术的推动作用不容忽视。无论是微电子技术还是自控监测技术都对数控机床的发展产生了积极而深远的影响,这对国内机械制造业的整体水平提升意义重大。机械制造作为国民经济的支撑产业,与当前国防建设领域休戚相关,数控技术人才的培养更是从实用性角度提升了人才的市场竞争优势。由此可见,关于数控机床的实践教学开设是极为重要且有必要的。学生在数控技术方面实际操作水平的提高依赖于实践课程的开展,同时实践教学过程也能够让学生更好地接触到数控机床的实训内容,为今后的岗位工作打下扎实的实践基础。实践教学同时也需要理论教学作为支撑,这一点也应当引起实践教学人员的足够重视。
1 我国数控机床实践教学的主要内容与实施现状
实践教学内容在我国数控教育领域的渗透无疑是对机械控制技术的有效补充,这对今后数控技术的发展影响深远。伴随当前数控机床实践教学课程的深入开展,必将为我国数控技术领域储备和输送更多的专业型技术人才,进而推动国内机械制造水平的不断提升。人才进步与科技创新密切相关,实践技能的提升必定能够推动数控产业朝着更加高速发展的方向迈进。实践教学至关重要,然而当前我国数控机床在实践教学过程中涌现出的一系列问题也是不容忽视的。
1.1 数控机床实践教学的主要内容
关于数控机床的实践教学主要是培养学生基本的调适与应用能力,能够在基础操作中理解必要的数控机床管理与维护知识,并且在此基础之上利用各种调适技术来实现对模拟编程信息的有效分析。一般实践教学课程由数控机床操作和仿真实验两部分组成,其中以实验课作为实践教学的核心内容。具体教学内容方面,实践课程大致涵盖了三个方面的主要内容:(1)数控机床的基本操作原理与组成结构;(2)数控机床的具体操作步骤;(3)数控机床的编程与实践操作环节。
1.2 实践教学中存在的问题分析
数控机床实践教学过程中存在的问题主要表现为四大方面:其一,实践教学硬件设施不够到位。数控机床实训基地的建设需要大量的资金和技术投入,无论是其中的教学设备还是基础设施建设都与成本密切相关。然而出于经济目的考虑不少学校在实训建设领域仅仅依靠一些陈旧的数控设备,自然影响到实践教学质量的提高。其二,实际操作过程失误频频发生。学生对于实践教学充满好奇心,因此在操作过程中并没有认真听取教师建议,导致设备事故频发。其三,安全问题令人揪心。不少学生在实践教学过程中擅自将身体置于防护栏之外,严重忽视了实践教学中最为重要的安全问题。其四,不够规范的实践操作和设备应用。数控机床的操作及编程问题需要严格遵守必要的程式化规定,这也是当前实践教学过程中所缺少的。
2 优化数控机床实践教学效果的策略探讨
从当前数控机床实践教学过程中存在的诸多问题我们不难分析,提升实践教学课程的实施效果不仅需要从实训基地的建设角度出发,更需要在实验课中积极培养学生的编程操作能力以及数控机床相关的保养维护能力,以此来提升实践课程的教学效率与实施效果。随着现代机械制造业的发展传统手工制造业正逐渐被完全取代,以机电一体化为主要特征的数控技术发展备受关注,这不仅由于它集结了计算机技术、程序编纂技术以及数控网络技术等多方面内容,同时这些技术本身也象征着社会的进步和科技的发展。针对当前数控机床实践教学中存在的种种弊端,笔者认为可从以下几方面加以改善:
第一,注重数控机床实训基地的建设,加大资金投入,定期对实训设备进行必要保养与维护。实践教学的环境建设尤为重要,这不仅是数控机床实践教学效果的重要保证,同时也是培养学生实践创新意识的关键路径。
第二,重视理论知识与实践技能的共同提升,力求最大程度降低实践教学过程中意外事故的发生概率。数控机床实践教学其目的旨在让学生直接接触到现代机械制造业的发展水平,能够通过实践操作过程来提升自身对于数控领域的了解,进而积累必要的数控实训知识。
第三,重视数控机床实践教学过程中的安全意识引导。实践教学应从基本的实验室规章制度出发,引导学生积极遵守必要的设备操作规范,坚持做到紧跟教学思维,不做与实践教学无关的事情。此外,坚决不可将身体部位置于机床范围之内,检查自我防护眼镜佩戴情况,重视自我人身安全的保护。
第四,从理念创新角度提升实践教学的效果。数控机床的实践教学不应仅仅被约束在学校教学范围之内,而应让学生在深入企业实际了解的同时提升自我实践认知,甚至让学生在实际岗位操作中加深对实训内容的理解。值得注意的是,严格遵守必要的实践操作规定是体现实践教学宗旨的根本前提。
3 结语
在当前生产现代化手段的辅助下,数控技术的发展基本实现了生产过程的自动化,然后目前国内关于数控机床专职管理和控制的人才数量却远远难以满足市场的实际发展需求,具备实践创新能力的数控技术人才成为了打开当前市场就业缺口的有效途径。数控机床实践教学从学生现有的理论知识出发,注重对学生实际动手能力和合作探究能力的培养,这不仅夯实了学生既有的数控知识结构,从就业发展角度来看也与今后的数控方向人才发展需求相吻合。实践教学课程以实验课为主,侧重学生操作技能与编程能力的发展,然而由于设备资金消耗过高,因此各级院校在实践教学成本投入方面还有待加强。此外,还应重视实践知识的分层灌输,考虑到学生的实际接受能力,能够切实让学生感受到实践教学的乐趣,达到最佳的实践教学效果。最后,数控机床实践教学基地建设也至关重要,它是实践课程教学质量的重要保障。
参考文献
[1] 楼锡银.XKA5032A型数控铣床的编程方法[J].机电一体化,2002(1).