时间:2023-09-27 16:06:57
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇机电一体化概述,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:机电一体化技术;电驱动系统;应用;研究。
Abstract: this paper introduced the concept of the electromechanical integration technology and significance, and summarizes its support to this technology of the electromechanical integration technology development direction. Finally through the electric drive system construction, this paper introduces how to the idea of system, gradually put the electric drive system perfect, so as to realize the mechanical and electrical ¬-body of the application of the technology.
Keywords: mechanical and electrical integration technology; Electric drive system; Application; Research.
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
1 机电一体化技术的概念
现代科学技术的飞速发展,推动了不同科学的相互交叉与渗透,并引发了几乎所有工程领域的技术革命与改造。而以机械技术和电子技术为主体,多学科技术交融渗透、相互结合的新兴学科――机电一体化,正逐渐变成了当今学界研究的重点之一。
2 机电一体化技术的意义
2.1功能增强
机电一体化产品具有多种复合功能,如加工中心可以将多台普通机床的多道工序在一次装夹中完成,并自动检测工件和刀具精度,显示刀具运动轨迹。
2.2精度提高
机电一体化技术简化了机构链,使机械磨损、配合间隙及受力变形等引起的误差大大减少。由于采用计算机检测与控制技术补偿和校正因各种干扰造成的动态误差,从而达到纯机械技术手段所无法实现的工作精度。
2.3结构简化
由于机电一体化技术采用微处理器、大规模集成电路、电力电子器件代替了原来的电器控制柜和传动装置,使机电一体化产品零部件数量减少、体积变小,结构得到简化。
2.4可靠性提高
随着集成电路的集成度越来越高,材料性能越趋稳定,机电一体化产品可靠性不断增强,同时由于具备了安全连锁控制、过载及失控保护、断电保护的功能,进一步提高了机电一体化产品的安全可靠性。
2.5改善操作
由于机电一体化产品采用了计算机技术,从而提升了产品的自动化程度,减少了操作按钮及手柄,改善了设备的操作性能,构建了良好的人机界面。
2.6提高柔性
由于软件技术的引入,从而实现了机器工作程序的可修改性,能够通过软件的修改来满足工作情况改变的需要。
3 机电一体化技术的构成
3.1机械技术
机电产品的功能和作用大部分都是由机械本体来体现的。本体材料的优良、结构的新颖、精密的加工技术,能够使机械结构重量减轻、体积变小,改善其快速响应特性,提高零部件的精度、刚度和可靠性。
3.2传感技术
传感技术是机电一体化技术的关键技术,它将所测得的各种参数量如位移、速度、加速度、力等信号转换为统一格式的电信号输入到信息处理系统中,并由此产生出相应的控制信号以决定执行机构的运动形式。
3.3信息处理技术
信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储及输出技术。机电一体化产品的工作是受控于信息处理装置的,因此信息处理是否正确及时,将直接影响到产品工作的质量和效率。
3.4自动控制技术
自动控制技术就是通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。自动控制技术范围很广,包括自动控制理论、控制系统设计、系统仿真、现场调试、可靠运行等从理论到实践的整个过程。而机电一体化系统中自动控制技术包括位置控制、速度控制、最优控制、模糊控制和自适应控制等。
3.5接口技术
机电一体化系统通常由许多要素和子系统构成,为了确保各个要素与系统之间能够顺利地进行信息、物质能量的传输和交换,必须在它们之间建立一定的联系条件,而这些条件统称为接口。这些接口既可能是硬件,也可能是软件,或者是两者的结合。
3.6驱动技术
驱动技术的主要研究对象是执行元件及其驱动装置。执行元件分为电动、气动、液压等, 机电一体化产品中多采用电动式执行元件,驱动装置主要指各种电动机的驱动电源电路,其主要以采用电力电子器件及集成化的功能电路构成。
3.7系统总体技术
系统总体技术是一种从全局角度和系统目标出发,用系统的观点和方法,将系统分解成若干相互联系的功能单元,找到能完成各个功能的技术方案,并将其进行分析、评价和优化的综合应用技术。
4 机电一体化技术的应用
在人们的日常生活当中,自动机械、信息处理设备、办公室设备、车辆电子设备、医疗器械、光学装置、智能家电、楼宇安全系统等机电一体化系统都离不开执行元件为其提供动力。而执行元件和电子控制装置之间是无法直接连接的,因此需要一个驱动部件。该驱动部件在电子控制装置的控制下,接收指令,进行能量转换,从而得到目标输出。电子控制驱动系统框架。
对于精密传动来说,需要在执行元件输出终端进行传动测量,如测量其位置、速度、加速度,同时将所测得的数据反馈给电子控制装置,让其进行比较,进行误差修正控制,最终实现精密传动。电子闭环控制驱动系统框架。
当有多个执行元件,其输出动作规律各不相同时,一方面要根据各执行元件工作情况来考虑其控制的形式,另一方面需要确定它们之间是否存在输出的联系。如果它们之间没有联系,可以让它们单独来工作, 也可以通过构建PC机上位控制来统一管理。图1为PC机二级管理的多驱动电子闭环控制系统结构框图。若工作联动内容经常变化,就应该构建一个可以直接识别联动输出的软件,将联动输出写入软件当中,让其直接转化为控制程序,这样就能灵活地应对动作输出的需求。图2为装载了位置控制模块的PC机二级管理多驱动电子闭环控制系统结构框图。
图1PC 机二级管理的多驱动电子闭环控制系统结构框图
图2带位置控制模块的PC 机二级管理多驱动电子闭环控制系统结构框图
上述机电一体化技术的应用,仅论述了如何将传感技术、信息处理技术和驱动技术等技术简单的融合,各部件都是以模块形式搭建的,而模块间的信号传输及所涉及到的接口技术和信息处理技术是其中的重点。所以,在机电一体化技术应用中,以全局最优的观念去设计机电一体化产品,并且解决好每个功能模块信息处理和传输的问题,是能够迅速地利用好机电一体化技术的方法。
5 机电一体化技术的发展方向
由于机电一体化技术是多学科技术交融的技术,因此其发展的程度必然受制于其相应支撑技术的发展, 同时其相关技术的发展也必然促进机电一体化技术的发展。
5.1智能化
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向,而机器人与数控机床的智能化就是其重要应用。这里所说的“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、运筹学、计算机科学、心理学、生理学和混沌动力学等新方法,模拟人类智能,使它具有自学习、自组织、自适应、思维和决策等能力,以求得到更高的控制目标。
5.2模块化
机电一体化产品种类繁多,让它们自由地交换信息是一项十分复杂的事,因此有必要研制具有标准机械接口或电气动力接口等的机电一体化产品。如果机电产品能够象“搭积木”那样让需求者根据要求自由组合,那么无论是对资源的节约,还是服务于各行各界,都有着其巨大的作用。
5.3网络一体化
由于网络的普及,推进了全球化的进程。而基于网络的各种远程监控技术,让家用电器网络化成为可能。把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统(Compu ter Integrated App liance
System,CIAS),使人们无论在家里还是在外面,都能随时享受各种机电产品带来的好处。因此,机电一体化产品无疑会朝着网络化的方向发展。
5.4微机电化
微机电化指的是机电系统主要装置的特征尺寸在亚微米至亚毫米范围。微机电系统产品由于体积小、 耗能少、运动灵活,在军事、生物医疗、航空、信息等方面具有不可比拟的优势。
5.5绿色化
绿色化主要是指产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,而且是低能耗、低材耗、协调而可再生的产品。
6 结束语
关键词 技术基础课 一体化教学模式 改革
中图分类号:G424 文献标识码:A
1 师生角色定位
教学的最终目的在于使学生获得知识与技能,必须充分发挥主体(学生)的积极性、主动性。在一体化教学过程中,教师的作用在于创设各种教学情境,当好“编剧”与“导演”,为“演员”提供舞台并给予示范、指导、评价。例如:在学习了电阻概念、学会了万用表的使用后,教师可列写如下表格(表1)并要求学生完成,从而引导学生学会归纳、学会搜寻相关资料,进而养成自主学习、终身学习的良好习惯。
表1
2 理实内容的合理取舍
职业教育的一个特点是:对技术理论的要求是“实用、够用”,而非强调其知识的系统性,因而,必须对知识点进行取舍。同样,实践环节安排哪些内容,也必须做出合理选择。
作为传统的技术基础课而言,在安排知识点时,必须考虑后续课程的需求;在确立实践环节时,既要考虑与知识点间的相互对应关系,也要考虑与后续课程间的通用性。
以“电工技术基础”为例:在知识点的安排上,尽管“叠加定理”与实践环节联系不紧密,但其概念与后续课程的关联度较高(如电子技术的放大电路中直流与交流通道的理解),故仍需安排;铁心线圈与后续课程(如电机、电器等)关联度高,但其理论分析较为复杂,可采取浅入浅出的方式,重在讲清线圈电流和电磁吸力这两个主要物理量与气隙的关系。从实践环节来说,重在学会电路基本物理量的测量方法、常用仪表的正确使用并懂得电气设备的安全操作规程,如电压表、电流表、万用表(指针式、数字式)、电桥、功率表、电度表、钳形表、摇表(兆欧表)、接地电阻测量仪等。
3 教-学-做时间与空间的合理安排
在理实一体化的教学过程中,从时间顺序来说,可以是先讲技术理论并以此指导实践操作;也可以先从实践环节(如电路的制作、设备的安装、现象的演示等)入手,然后从理论上加以分析、解释、概括、总结。从空间(场所)上来说,可根据实践环节的内容、设备等不同采取相对分开或交替进行的方式。
例如:在学习伏安法测量电阻的内容时,可先安排学生“做”在先,即各小组先行测量标称值相同的电阻。一般来说,会采取电流表在前或电压表在前的不同接法,从而各组的测量值不同。然后,老师“教”大家分析误差产生的原因;最终,使学生“学”会能根据不同的阻值大小,选择合适的测量方法以及如何减小测量误差的途径。
4 软件与硬件的有机结合
这里说的软件和硬件均指教学条件。
学生能力的获得,是通过其自身“练”出来的,而不是教师“讲”出来的。因此,必要的教学设施,是开展一体化教学的前提条件。但因种种原因(如场所、资金、学生人数、设备更新等),往往硬件设施不能最大限度地满足教学需求,必须借助软件予以补充、完善。另一方面,在一些涉及人身和设备安全、教学消耗大的实践环节中,还必须在学生“真刀真枪”地操作设备前,使他有一个“仿真”的历练,以进一步熟悉操作步骤、掌握技术要领。当然,不管仿真软件仿得如何“真”,也不能替代现实环境中的“实”。
教材是教学实施过程中的“媒介”,是特殊的硬件,是教学指导思想、教学内容的具体体现。开展理实一体化教学模式,必须有与之配套的教材;其教材体例,必须便于教学活动的组织与实施,既要便于教师“教”,更应便于学生“学”;其教材风格,必须体现职业教育教学特点,既要通俗易懂,还需图文并茂;在内容安排上,要理实融合,便于“学中做”、“做中学”。
现代职业教育,还必须借助信息化手段,化深奥、抽象、枯燥、乏味为通俗、具体、生动、有趣;必须利用网络资源,为师生互动、自主学习提供平台。一般来说,应包括的多媒体教学设备有投影仪(最好短焦或超短焦)、交互式电子白板、实物展台、音响等。
5 评价模式的改革
一个好的评价模式,能引导、激发评价对象的积极性。教学效果的评价,其最终落脚点不在于“教得如何”,而在于“学得如何”。当然,“教”的过程,影响着“学”的结果。
对教师方面的评价包括课前准备、教学实施和课后工作等方面。教师在开展教学过程中,既要把握好节奏和进程,更要注重知识与技能的传授技巧。
对学生的评价与考核,既要注重结果,也要考察过程;既要考查知识的理解与应用,更要考核技能的掌握与熟练程度。“过程”考察在平时进行,一般包括出勤记录、课堂表现、作业质量、学习的主观能动性等方面;“结果”性评价与考核,一般在学期或课程结束时进行,比较规范、综合,以理论试卷和操作项目相结合的形式考查学生的学习效果。这其中,“结果”与“过程”、“理论”与“操作”的权重因课程的不同可有所差异。
在“电工技术基础”第一学期结束时技能考核的方法是:选定本学期练习过的几个工作任务(电桥电路、日光灯电路、星形连接电路、三角形连接电路等),学生现场从其中任意抽取一个,从电路连接的正确性、熟练程度、数据测量、安全文明生产等方面进行考核评分,权重为50%。
6 结语
不论采取何种教学模式,其根本目的在于使学生掌握知识、提高技能。目标一致,但途径多样,形式各异。模式是否合适,方法是否对路,最有发言权的还在于教学过程中的主体——学生。
参考文献
[1] 禹禄君.探究理实一体化教学新模式[J].长沙通信职业技术学院学报,2008(12):60.
【关键词】电工电子技术;一体化;教学改革;实践;创新
随着时代的发展、社会的进步,计算机越来越普遍,而国家和社会对于计算机相关人才的需求量也越来越大,计算机已经发展为当今社会的人们学科。而电工电子技术课程是计算机学科里面一门至关重要的课程。电工电子技术一直随着计算机技术的发展而不断地发展和进步,内容知识越来越多,不断出现新的技术方便着人们的生活。虽然电工电子技术的内容和技术越来越多、越来越新,但是其教学时间并没有增多,因此,在课时少、内容多的情况下,要想有理想的教学效果、使学生较好地、熟练地掌握这门课程就会变得较为困难。学习本身就是一件枯燥乏味的事情,而这门课程的基础知识又偏理论和推倒,因此更容易让学生失去兴趣。因此,如何对这门课程进行教育改革、提高学生对于这门课程的学习兴趣并且电工电子技术发展的新方法、新技术教会给学生、让学生掌握,是我们需要热切关注的问题。除此之外,由于电工电子技术的学习内容偏理论,如果只学习这些理论知识,是不能让学生在实际中熟练运用的,因此在教学过程中,还要增加学生的实践能力,只有这样,才能在以后的生活工作中游刃有余地使用所学到的知识,才能培养在新时展过程中国家需要的新型人才。
1将电工电子技术课程内容整合起来,确定教学任务
首先我们可以当今社会在电工电子技术相关岗位上对于人才的需求,明确他们需要的人才类型,了解他们对于电工电子技术的要求,清楚地知道企业需要什么样的人才。此外,还要了解已经工作的学生在实际的工作中对于电工电子技术的应用,从他们那里得知哪些知识是在实际工作中能够经常用到的、哪些理论是重要的、对于实践应用有帮助的。掌握了这些内容,我们就可以在电工电子技术的教学过程中有重点的教学,对于那些能够在以后工作中有帮助的重要的理论要让学生加深认识,熟练地掌握。只有这样,学生在课上学到的知识才能够很好地应用到以后的工作中去,成为国家需要的人才。此外,对于这门课程来说,仅仅有理论是绝对不够的,如果没有实践,是很难在以后的工作中熟练地运用在课上学到的知识的。我们要根据当今社会电工电子技术相关岗位的要求,对于学生开展相应的实践活动,提高学生的动手实践能力,将理论与实践结合起来。我们的实践活动要尽可能地与工作岗位的要求相一致,贴近电工电子产品的生产过程。我们要锻炼学生在电工电子技术方面的基础本领,如一些电路设计与实现、万用表的组装等,将理论与实践相结合才能达到教育改革的目标,使这门课程朝着更好的方向发展。
2根据教学任务决定教学内容
电工电子技术一体化是指理论与时间的相结合,在理论的基础上去实践,在实践中巩固所学到的理论知识,加深对于理论的认识与掌握。确定好我们的教学任务后,就要设计相应的教学内容,引导学生掌握相关基础知识,培养学生能够应用到以后实际工作中的能力。我们的教学任务可以设计如下:
(1)万用表的组装。
首先要让学生掌握关于万用表的基础知识,了解相关的基本元、会读会画电路图,并且对万用表组装的理论知识要有熟练地掌握。学生要能够运用这些知识完成对于万用表的组装以及电路的测试。
(2)安装照明电路。
对于电路中涉及到的物理量必须牢记,与照明电路相关的计算方法掌握。在实践中,学生要能够熟练地运相关电路工具,对于电路图要能读懂会画,可以熟练地进行导线的连接,会读会用电路表。
(3)功率放大器的组装和调试。
在基础知识方面,学生要对半导体有了解,掌握其性能。要明白放大器组装的原理。在实践过程中,学生要能够识别出电子元件,同样地也要能够会读会画电路图,除此之外,还要能够设计和实现功率放大器的组装并完成其调试。
(4)波形产生与转换电路的设计制作。
会识别波形图、掌握波形发生器的工作原理,了解波形的产生原理。在实践中,要能够自行设计和制作波形发生器,会读波形图,并从波形图中判断出震荡条件。
3创新教育模式、改革教学方法
电工电子技术是一门相对枯燥乏味的课程,如果不改革教学方法,是很难让学生对于这门课程提起兴趣的,而兴趣是最好的导师。对于教育工作者来说,要改革教学方法,激发学生学习电工电子技术课程的兴趣,引导学生主动学习这门课程,让学生在学习中发现学习的乐趣,在理论的基础上去实践,在实践中巩固理论知识,加深对于理论知识的理解。进行教学方法的改革,教育工作者要根据实际的需要分析教学任务,掌握这门课程的重点,引导学生主动学习,让学生成为自己学习的主体。
(1)在课前,让学生主动准备相关知识,对于不懂的知识提前通过查阅相关书籍、上网查找等渠道进行了解,可以让学生准备一份课前报告,并制定自己的学习任务。
(2)在课程中,学生根据自己指定的学习任务逐步学习,教师对于学生的不懂的地方进行统一讲解。可以将学生分为若干小组,小组成员对于可以互相讨论、互相帮助、互相监督,借鉴彼此的学习任务计划,并且对于查阅到的知识进行共享。这样可以调动学生学习的积极性,还能锻炼学生的沟通协作能力,全面提升学生的综合素质。对于教师来说,可以确定教学任务,由小组共同完成,这样小组之间就会形成竞争关系,由于这种竞争关系的存在,学生们便会积极主动地完成教师分配的任务,主动查阅相关资料,互相讨论,并且共同完成教师分配的实践任务,相互合作、共同进步,在这个过程中发现自己的不足,进行查漏补缺,还可以锻炼学生任务分配和团结合作能力,学生的独立思考能力以及对于知识的掌握和了解程度都可以得到提升。在小组完成任务后,可以进行小组成果的展示,小组之间又可以相互学习,借鉴他人的方法。教师根据大家任务的完成情况进行评价和指导,对于完成好的小组进行表扬,对于完成不理想的小组要指出他们存在的问题,给出解决方法,并且进行鼓励。
(3)在课后,要及时让学生进行反馈在课程中遇到的困难和问题以及所学到的知识。教师可以反思教学过程中的不足,并且总结学生在这个过程中学到的知识,从而使教学方法不断进步与提高,更加适应学生,使学生积极主动地学习,形成良性循环。而对于学生来说,在课后要总结自己所学到的知识,不断巩固才能加深对于知识的理解。总之,在电工电子技术课程的一体化教学改革中必须要把实践加入到其中,一体化教学改革可以活跃整个课堂气氛,并且调动学生的学习兴趣,主动学习。对于教师来说,不仅仅是传授给学生知识,更重要的是要锻炼学生独立思考的能力,只有这样,在学生以后的学习工作中面对困难才不至于慌乱,才能沉着冷静地面对并解决。作为教师要引导学生学习,充分调动学生的积极性,以学生为主体,提高学生的能力,锻炼学生的实践能力。只有这样,才能培养出符合现代社会需要的电工电子技术人才。
参考文献
[1]叶静飞.“任务驱动”教学模式的探究[J].教育与现代化,2007(3).
[2]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].清华大学出版社,2009.
关键词:机电一体化技术;考核评价;职业资格鉴定
学生学业成绩考核评价既是对学生知识技能掌握程度的检验,也直接体现教师的课堂教学效果,是教学过程的一个重要组成部分[1],不仅是影响教学水平和效果的关键因素,也对学生的教育和培养起着举足轻重的作用[2]。考核评价模式的改革一直是黄冈职业技术学院专业建设的重要工作,其改革的重点是:以贡献和能力为依据,按照企业用人标准构建学校、行业、企业、研究机构和其他社会组织等多方共同参与的评价机制,建立以能力为核心的学生评价模式,突出技能考核,促进学校课程考试与职业资格鉴定的衔接统一,提高学生综合职业素养。
一、总体思路
机电一体化技术专业考核评价改革的总体思路是:建立新的教学质量评价体系,改变传统的“以理论考试成绩为主、以期末考试成绩为主、以任课教师评价为主”的评价模式,以“培养学生综合素养和职业能力”为主线,建立以就业为导向,以能力为本位,社会、企业、学校、教师、家长、学生多元参的立体教学质量评价体系,注重评价主体、评价内容和评价方式的多元化。通过评价体系建设,提高学生的职业综合素质和就业竞争实力、社会适应力,激励学生进取,促进学生的未来发展,实现职业教育人才培养目标。
二、改革措施与内容
为提高教育教学质量和人才培养质量,提升专业竞争力,机电一体化技术专业在加强平时考核、考核方式多样化、建立反馈机制等基础上,注重校企合作,采取了以下措施。
(一)建立与国家
《职业技能鉴定规范》相结合的试题库,实现教考分离借助学校“三通一专”考试,建立了机电专业核心技能考核试题库,将专业技术工种职业能力分解成多个“综合能力”,每项综合能力又可以分成若干个“专项能力”,并聘请校内外企业专家参与研讨评分细则及评分标准。初步建立了涵盖典型机械构件加工工艺设计与制造(机械制造技术)、电机与电气控制技术、电气线路的组装与调试、机械零件测绘、零件数控程序编制与操作等课程的考核试题库。
(二)弱化期末理论考核,强调过程项目考核
考试考核方法的改革,既要打破单一的理论考试,也要打破单一的闭卷形式和“一卷定乾坤”的传统模式,应当根据不同的课程特点采取灵活多样的考试考核方法[4]。机电一体化技术专业所有的专业课程划分成若干个项目开展教学,采用教学做一体的教学模式,部分课程采用项目考核的方式代替理论考核成绩,突出过程考核。其中电工技术、电子技术、自动检测技术、电机及电气控制技术课程采用一体化教学,采用项目考核的方式,直接由平时项目考核成绩汇总得到总成绩,CAD软件应用、Pro/E软件应用两门课程强调学生对软件的应用能力,采用的是技能考核的方式。课程分项目清单如表1所示。通过采用一体化教学方法和项目考核的方式,注重对学生能力与素质尤其是提出问题和运用所学知识解决问题能力的考核,减少期未考试比重,增大平时考核比重,建立了以综合评价与过程评价为主的考试评价制度有效地调动了学生学习的自觉性和积极性,培养了学生的实践动手能力、综合应用能力、自学能力和创新意识。通过学业改革,学生普遍赞成改革后的考试方式,机电专业相关实训室利用率也居学校前列。
(三)引入职业资格证,强调职业能力培养
就业准入制度是现代社会的重要制度之一,职业资格证书制度是国家劳动管理的重要组成部分,高职院校需要贯彻国家关于“在高等职业院校中实行学历证书与职业资格证书并重的教学制度”。实行“双证书制度”有利于提高学生的就业竞争力。在机电专业的课程体系中,将与机电专业相关的职业资格证,如CAD证、维修电工证、电工操作证、车工证、钳工证、电气设备安装工证,引入教学与考核中来,不仅将职业资格证内容与课程内容对照教学,而且在考核时,将职业资格证成绩量化作为课程考核成绩的一部分,全面提高学生的职业素质(如表2所示)。
(四)课程教学和评价中引入企业元素
依托“厂中校”黄冈职业技术学院欧宝学院,让学生进入“厂中校”参加实习和就业,在实习的过程中完成《现代生产管理》、《综合实习》、《顶岗实习》等课程考核,同时完成《传感器应用技术》、《机械制造技术》等课程相关知识的认知。依托“校中厂”欧宝实训室完成《机械制图》课程的教学和考核,有关课程教学及其考核,由学校教师和企业技术专家共同完成。依托“校中厂”现代制造技术中心,完成《机械制造技术》、《数控操作与编程》等课程的教学和考核。机电专业超过50%的专业课程已经走出教室,走进实训室,走进工厂车间,通过在考核中引入企业元素,加强了机电一体化技术专业学生实践能力和职业能力的培养。
三、改革的效果
考核评价改革的过程,也是学校改革方案和规章制度不断完善的过程。通过两年的改革,形成了比较完善的评价模式改革制度、文件和过程材料,为学校考核评价的改革奠定了坚实的基础;通过全程参与课程试点教学,积极参与学生任务书的设计、评价表的设计、课程标准的修订等工作,使教师团队的教研水平、创新思维、理论水平、操作技能都有了较大长进,教学团队的双师素质明显提高;通过专业考核评价模式改革,学生的学习积极性、自学能力,发现问题、分析问题和解决问题的能力得到了很大提高和锻炼,教学质量得到显著提高。
四、结束语
机电一体化技术专业以企业需求为出发点,以提高学生职业能力、职业素养、职业习惯为目的,建立了与《职业技能鉴定规范》相结合的试题库,在教学中,采用多元化考核方式,突出技能训练和融入职业资格考核,通过校企合作与互动,让学生走出教室,让企业专家走进课堂,强化了学生的专业技能,提高了教育教学质量和人才培养质量,考核评价改革的理念及课程考核项目设置等对职业教育课程均有良好的借鉴作用。
参考文献:
[1]郝淑新.试述高等学校学生学业考核[J].读写算:教育教学研究,2011(13):24-26.
[2]郭恩棉.水产动物组织胚胎学》学业考核评价改革与实践[J].科技视界,2011(10):111-113.
[3]廖迎春.对高职院校学业考核评价方式改革的思考[J].湖南工业职业技术学院学报,2011(6):94-95.
中职教育的首要目标,就是根据社会发展的需要,向社会提供具有专业技术的职业人才。所以,教育策略不仅要注重对学生专业操作技能的培养,还应该注重学生综合职业能力的培养。机电一体化教学是中职教学中的重要组成部分,主要是培养具有丰富的专业知识以及良好的操作技能的维修电工和编程控制师,既需要有独立发现问题和解决问题的能力,还需要在熟练掌握专业知识的同时,加以应用和扩展,具有创新意识和创新能力。随着现代信息技术的不断发展,为职业院校的信息化教学提供了支持,也向职业院校如何提高教学效率提出很多新问题。积极探讨和解决这些新问题,对于改变教师的教学方式和学生的学习方式,提高中职学校的教学水平,具有重要意义。
2机电一体化教学中存在的问题
机电一体化是将机械技术、电子工程技术、微电子技术、信息技术等多种技术进行有机结合,并综合应用到实践中去的一项综合性技术。随着社会的不断发展,中职院校也越来越重视对这一类人才的培养。就目前而言,中职学校专业课教学中运用信息技术较少,对信息化教学的研究相对滞后,尤其是对于如何运用信息技术优化教学资源,建构符合学生发展需要的专业教学新模式尚待开展研究。教学中所存在的问题主要表现在以下几个方面。教学设备缺乏进行机电一体化教学需要有完备的教学设备作为教学支撑。要想提高学生掌握知识的能力以及动手操作能力,就必须注重教学设备的更新,以跟上信息化时展的步伐。而现今一些中职院校的机电一体化教学仍然以传统的电机电器为主,并且计算机主机也没有进行相应的改革和创新,不能运用现代化教学设备和手段进行教学。教师的教学水平偏低对于中职学校的机电一体化建设,要想适应社会的需要,除了需要更新教学设备以外,还需要更新教师的头脑,加大教师信息化教学培训。不仅要具有良好的讲授能力,还需要具备熟练操作信息技术的技能,这样才能有效指导学生进行正确的实验操作。现今不少中职院校的教师普遍素质偏低,有的教师只是掌握相应的专业知识,缺乏实践和信息化教学经验,不能从信息技术的角度很好地帮助学生掌握操作技术,不能激发学生的学习兴趣。教学方法单一教学设备的缺乏和教师教学水平的偏低,制约了教学方法的创新,致使不少学校的机电一体化教学依然采用传统的教学模式,教师依然是教学的“主体”,学生只是被动地接受。教学过程中,教师主要是通过“模仿”的方式来进行教学,在讲解中进行实际操作让学生自行掌握,不需要学生进行创新和改造,只是“依样画葫芦”。这种教学模式没有一个良好的学习氛围,学生学习没有动力,最终使得教学效果偏差。此外,一些教师在进行实践教学时,只是带领学生进行实验,而不是指导学生去进行实验,更不是让学生亲自实践后进行问题的探究。这样不仅不利于学生自主学习实践能力的发展,也不能很好地与企业接轨。
3机电一体化教学改革
机电一体化技术是应用型的跨学科技术,这就首先要求教学过程做到理论教学和实践教学相结合,在学生掌握具体理论知识的基础上,通过实践强化专业技能的培养。其次,将未来工作内容和现今的学习内容结合,主要是指教师在进行教学时,应该注重学生的学习内容为今后工作的实际服务,以更好地增加课程实用性。所以,针对社会的新要求,提出下具体的改革方法:立足课堂、面向学生,崇尚实践,把课堂教学与课题研究和专业实践教学紧密结合,充分合理地把现代信息技术手段应用于专业实践教学中,有效整合专业实践教学资源,以“行动研究”为主,在专业实践教学中不断总结提高,丰富实践经验,形成初步的理论成果[1]。通过应用信息技术,提高学校专业实践教学的质量和效益,提高学生的专业实践技能和职业综合素质,提高专业教师特别是专业实习教师的教学水平和科研水平。教学方法注重利用信息技术教学方法的创新直接影响到学生的学习兴趣,影响到教学质量。因此,教师首先要打破原有的教学模式的束缚,注重应用信息技术进行教学。信息技术具有集图像、文字、声音、动画等于一身的特点,能够创设具体的教学情境,并能激发学生的学习兴趣,通过形象生动的演示,提高教学效率。如“三相异步电动机的原理”的教学,如果用语言讲清楚电动机是如何转动起来的是非常困难的,学生不易明白;如果把其原理制成课件来说明,学生既有兴趣,也容易理解了。其次,明确学生的学习目标,加快重视理论知识学习向重视专业技能培养的教学模式转变。对课堂教学重新定位,确立起以向社会提供更多的适应职业岗位要求的技能型人才的目标战略。注重将具体的社会需求和未来工作中的实际需要引进课堂教学中,注重对学生知识、技能、态度的综合培养,并在教学内容上进行深刻体现,对学生进行有针对性的教学实践,从总体上提高学生的整体水平。第三,要将虚拟教学和实际教学相结合。通过打造现代信息技术平台,充分发挥信息技术的优势,使学生能够通过网络强化自主学习。通过自主学习,充分加强学生对专业技能的了解,合理利用各方面的优势资源来不断加强自身的专业技能。在水平提高的过程中,树立中职学校师生的良好形象。不断优化教师队伍建设在机电一体化教学中,要注重理论和实践技能的双重发展,就需要对教师进行具体的划分,也应该划分出具体的理论课教师和专业课教师,这样不仅可以有效得将教师的自身优势发挥出来,还可以提高教师上课的质量和水平。所以必须将教师队伍进行优化和整合,使学生在学习过程中可以真正地对理论和技能进行良好把握并进行有效结合。例如,可以把机电一体化专业的电工技术基础、电子技术基础以及电工技能和电子技能有效地整合成电工技能与培训和电子技能与培训两门课程,这样不仅可以把理论和实践进行整合,也有效地提高了教师理论教学的效率,也给学生减轻不必要的理论负担。
4结语
世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态市场的适应能力和
竞争能力。此外,世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资。我
国在这方面发展相对落后,迫切需要加强数控专业人才培养。
关键词:装备制造业,数控铣床,机电一体化
数控铣床是一种自动加工设备,在普通铣床的基础上,集成了数字控制系统,可
以在系统程序的控制下精确地进行铣削加工的机床。数控铣床通常由以下几个部分组
成:主传动系统、数控系统、进给伺服系统、冷却系统等。
机电一体化是技术密集型系统工程,通过将机械技术、信息技术、电工电子技术、微电
子技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并将这种技术
应用到实际设计中。当今的机电一体化技术正向着智能化、高性能、系统化以及轻量、微型
化方向发展。
一、数控铣床机电一体化工程
随着数控技术的应用,机械制造设备数控化趋势越来越明显,给传统制造业带来了革命
性的变化,如今制造业已经成为工业化的象征。
数控铣床机电一体化设计要突出以下特点。在数控铣床设计时,不能只依赖一种技术,
要通过电子技术与机械技术有机的结合开展设计,还要对技术方案开展评估,使设计产品符
合了机电一体化要求,并且在机械设备和电子元件匹配的情况下,选择最优的技术方案。
要实现数控铣床产品的性能,必须通过机械技术和电子技术的配合才能实现,这其中如
何实现两种技术相互补充、相互联系是关键。如果只依靠电子元件或者机械装置简单的结合
是无法完成的,必须考虑电子元件与机械装置的控制,通过软件和硬件相互结合,才能将多
种技术统一并发挥协同效应。当然,在进行数控铣床产品设计时,还需要考虑产品成本、稳
定性、加工精度、市场需求情况等要求。
通常数控铣床机电一体化的设计要经过两个阶段,即开发设计阶段和适应性设计阶段。
其中开发设计具有一定的难度,因为开发设计需要在没有任何参照的情况下开发设计产品,
同时产品要满足性能要求,这就对设计人员的想象力、理论基础及市场经验提出了考验。适
应性设计,则是对已经设计出来的产品进行修改、加工,完善产品的功能和对进行局部改进,
此外,还可以改变产品的外型尺寸、精度、速度等参数来增加产品性能比,使数控铣床产品
的性能、功能符合设计要求。如今,计算机技术已经广泛应用在各行各业,在进行数控铣床
机电一体化设计也要充分利用计算机技术,借助计算机设计、分析、模拟、优化设计方案,
来提高产品设计的效率及精度,同时降低产品研发费用。还有在设计产品时要充分考虑产品
的用途、成本、性能等因素,使设计出的产品经济实用、稳定性高、消耗少,以增强产品在
市场的竞争力。
二、数控铣床机电一体化设计探讨
从机械技术和电子技术两门专业的差异来看,两者在设计方法上有很大的不同。由于没
有计算机辅助设计。以往传统的机械设计通常是借鉴前人的经验,并着重于形象思维的运用,
所以很多工作都是在图纸上完成的,并力求在图纸设计阶段不断论证完善。电路的设计一般
是建立在实验的基础上,从设计过程来看,因为连接线路的部件都规格化、标准化,而且在
电路板上更换几个部件比较容易,不象机械设计,对于改变其中的零部件不但时间长,而且
浪费大。所以机械设计缺乏灵活性,而电路设计更注重的是逻辑思维。
从以上机电之间设计上的差别来看,在科学技术日新月异的今天,数控铣床机电一体化
产品的研制,传统的方法研发周期长,消耗大,已经是很难适应。所以在此探讨数控铣床机
电一体化设计方法具有有一定的意义。
1、物理模型方法
追根溯源,机械学、电子学都是建立在物理学的基础上,而纵观自然科学的发展的历史,
两者之间的联系更加紧密。电路理论研究是由早期的力学研究推动的,现在电子学的许多概
念和理念都有模仿机械学的痕迹。如非常相似的MKB 机械振动系统和电子学方面的LCR 电路
系统。另外热传导系统、旋转运动系统、液压系统等也都基本上能摸拟成LCR 电路系统,并
且其状态方程是一样的。所以在进行机电一体化模型设计时,设计者可以据这个相似原理将
电子系统和机械系统都抽象成物理系统进行处理,这将使得对实体系统的分析变得简单易
行。然后结合状态变量法抽象出数学模型,即状态变量方程。并借助于计算机分析、计算、
处理或直接控制。
2、系统寻优原则
数控铣床机电一体化设计的核心思想是如何将各种技术有机的融为一体。所以产品设计
应从整体上研究把握。因为产品越复杂,稳定性越差,所以产品的结构和功能要力求以最简
单可行的手法实现复杂的功能。这就意味着要从系统角度优化,使机械与电子技术有机结合
得恰到好处。因为机电系统是一门综合学科,单一技术可能是很平常的,但多种这样的技术
的融合,可能得到协同效应。出现一加一大于二的结果。因此在系统总体设计开始的时候,
系统总的功能指标实现途径、保证方法的寻优是机电一体化设计的关键。
三、结语
数控铣床机电一体化技术和产品将是今后技术装备中非常重要的一部分,对关系国计
民生的一些行业的发展起着越来越重要的作用,但是从目前来看,我国在数控装备领域系统
研发与制造实力仍不是很强,相比发达国家差距很大。随着国家产业振兴计划的出台,装备
关键词:电气技术专业?一体化教学?职业能力?职业素养
一、重视学生职业能力的培养
技师学院电气技术专业要培养的学生的目标到底是什么呢?是达到初级维修电工水平,还是高级维修电工水平,甚至更高的技师的维修电工水平?这些笔者认为都不实际。我们太注重证书的取得了,实际工作中,一本证书又能说明什么问题呢?有很多这样的例子:电气专业毕业的学生,毕业后灯泡都不会装,但他很可能还取得了中级工的证书。这对我们从事职业教育的人来说,是个莫大的讽刺。电气技术专业所培养的学生应掌握各种生产设备的专业基础理论、专业知识、专业技能,也要熟悉常用电气设备的工作原理,并具有从事生产设备的运行、维护维修、电气设备管理等能力。这些能力的培养,统归于职业能力的培养,当然职业能力也包含了学生的自主学习的能力。
现在我们所提倡的一体化教学模式,就非常注重学生职业能力的培养与职业素养的提高。它将学会学习、学会做人、学会共处等社会能力融入到一体化课程体系统中。在推进电气技术专业一体化教学的过程中,我们要围绕学生职业能力的培养与职业素养的提高这两方面来进行。要改变以往的教学模式与教学方法,首先要从老师方面进行转变:教学不再是老师教、学生学,老师教什么学生学什么,而应该是发挥教师的引导作用,引导学生自主学习,通过对具体工作任务的,让学生在工作中学习,而这个工作任务就是我们学生以后工作岗位上的具体任务。因此,老师必须熟悉这个工作任务,下企业去找相关的典型的工作任务。教师在设计工作任务的时候,既要让学生感到自己好像置身在企业工作,又要将原先的理论体系贯穿于整个工作任务中去。
职业能力同时又包含人际交往能力与团队协作能力。这些能力的培养在以往的教学过程中往往是被忽视的。电气技术专业在推进一体化教学改革中,要特别注重在分组讨论、分组汇报环节方面加大培养力度。以往我们遇到的情况是,学生毕业后,除了拥有一定的专业技能外,根本不善于推销自己,更别说团队精神了。而一体化教学模式中的分组讨论、分组汇报环节就很好地解决了这一问题。
二、加强学生职业素养的培养
职业素养是学生毕业后想进一步发展的基础,电气技术专业在推进一体化教学改革中一定要把职业素养培养贯穿于学生学习生活的全过程。强化职业素养的培养,学生才能在服务社会的过程中实现自己的理想。在管理中,我们可以引入企业的7s标准,做到专业工具有序摆放、实训场地干净整洁及劳保用品正规穿戴,这些都反映了劳动者的职业素养。还可通过聘用企业的优秀人才来为学生上课,给学生树立学习的榜样,提高职业素养培养水平。当然,学校更要注重培养学生良好的心理素质,使他们增强抗压抗挫的能力,并善于从逆境中寻找转机。一体化教学中的学业评价体系统,可以为学生职业素养的提高提供建设性的帮助。采用一体化教学方式,可以对每个教学环节进行评价,既可自评,也可互评。在自评互评中,让学生找到自身的不足,并乐于接受他人的意见,善于发现自身的优缺点,从而提高自身的职业素养。
关键词:汽车电工电子技术;创新能力;教学改革;
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
“汽车电工电子技术” 是汽车专业重要的专业基础课程。通过本课程的学习,可以使学生掌握电工及电子技术方面的基本知识、基本理论和基本技能;掌握这些知识及技能在汽车电控技术方面的应用;培养学生的电子电路分析、制作和调试能力;并为学习后续课程和今后的实际工作奠定基础。
1、明确教学目标,认识学习“汽车电工电子技术”的作用。
我校的汽车电子专业起步较晚,是随着汽车产业的发展对这方面人才的急剧增加而逐步建立起来的,2013年,我校招收了汽车电子专业第一个专科班。同时“汽车电工电子技术”这门课程被安排在第一学期,通过该门课程的讲授我深刻体会到:除了要求学生要有一定的理论知识水平外, 还要相当注意学生的动手操作能力的培养。显然, 原来传统的重理论、轻实践的教学方法不利于培养的学生实际动手能力。这就要求我们充分发挥“理实一体化”教学理念的巨大作用,改进和完善教学方式、方法, 使培养的学生能更好地适应社会和市场变化的需求。而正是由于新专业新课程,我们在这方面还存在着很大的不足。
美国的麻省理工大学、德国的亚琛工业大学、日本的北海道大学等知名大学都设有汽车电子专业,并且在该专业都把“汽车电工电子技术”列为必修的专业基础课程之一,可见该门课程在本专业中的重要意义。在该课程的教学研究方面, 针对不同的教学对象, 即不同层次的学生, 有很多教学方法应运而生, 如项目教学法、案例教学法等等。而且随着电子技术的飞速发展, 现代汽车的新结构、新性能日益更新,如何充分利用我校现有的教学、实践条件, 使学生能够在有限时间内既能接受如此大的知识量又能培养学生动手能力成为该课程教学的难点。
2、加强教学改革,促进理实一体化建设
2.1理论教学的改革
采用多媒体教学, 提高教学质量。很多学生在学习理论知识时, 不愿意听, 这就要求教师在上课时要加强理论基础和上课技巧, 多引入形象生动的图片、视频、仿真等, 提高上课质量。要充分调动和激发学生学习的积极性和主动性, 提高学生的动手能力, 锻炼其独立操作、独立思考、独立分析问题及解决问题的本领, 提高他们的综合素质。
2.2实验教学的改革
改进实验内容。实验设置8个情境,涉及汽车传感器、点火线圈、交流发电机、直流电动机、车窗升降控制、照明电路,充电电路、仪表等内容,并在每个情境中根据需要设置1到多个任务,让学生感觉到每完成一个实验就相当于完成一个工作任务,那么,完成这个任务必须要掌握哪些理论知识(必知),需要哪些技能(必会),同时,在完成实验的过程中需要注意哪些事项(如安全作业与环保),又有哪些经验可以参考。实践证明, 汽车电子技术专业的学生只有在实验中才能更好的掌握课堂所学知识。
完善实验设备建设。还是如上面所提到的,目前汽车电子专业为我校新开设专业,还没有自己“汽车电工电子技术”实验室,这就更需要加强实验室的管理和建设, 提高实验指导教师自身的素质, 要求加大对实验员的培养力度, 利用假期时间自己动手制作一些实验器材。同时还要加强和其他院校的沟通与合作,利用其他院校的硬件条件来完善自己的实验室建设。
2.3 教学改革的关键
按照教学计划的要求,“汽车电工电子技术”为一年的教学时间。目前也是刚刚开始第一轮(上半部分)的讲解,在这样的前提下,编写自己的教材还不成熟。所以,如何选择一本好的教材就成为了当前的关键问题。
目前,我校还没有自己的“汽车电工电子技术”实验室,所以如何快速完善实验室的建设也是当前的关键问题。新专业新课程,相关的多媒体课件,综合教学所用到的图片、动画、视频,文本等和电子教学讲义,都是理实一体化教学的关键问题。
3、“汽车电工电子技术”教学中培养学生创新能力
3.1 组建“汽车电工电子”特色团队小组
对学生的教学,主要以兴趣培养和基础入门为主。开展“汽车电工电子”特色教学,以创新学分为杠杆,围绕汽车电子、汽车电器设备、等汽车行业重点研究方向,设置课题研究小组。每个课题组均由教授或副教授担任负责人,配备2~3位中级职称的教师和实验室教师,形成结构合理、交叉互补的学术团队,确保创新方向的正确性和合理性。
3.2 项目教学法
项目教学法在调动学习积极性和主动性方面有较好的效果。关于项目教学法, 很多文献中都有介绍,此处不在赘述。现代汽车的电子技术日新月异, 所以在该课程中应用项目教学法是比较合适的,而项目教学法在让学生掌握现有知识的同时, 能够根据新技术、新要求不断在教学内容上与时俱进, 使学生素质与汽车技术的发展尽可能地保持同步。
3.3 教师自我提高
教师在实施创新能力培养的过程中负有重要使命,其教学质量直接影响到学生的学习兴趣和创新能力的培养,拥有高素质的师资队伍是教学改革的关键。汽车电子专业的教学改革,要求教师能够将电子信息与车辆控制结合在一起,为了充实教学队伍,可以聘请汽车行业有经验的技术人员作为兼职教师。同时,支持和鼓励教师深入企业和相关单位,从行业发展的视野和方式进行自我提高。
结论
通过“汽车电工电子技术”课程建设、管理及实践教学改革,笔者认为:
1)我校要突出实践教学的地位,首先要认识它的主体教学作用,要有明确的定位.要加大专业实践教学基地建设力度,体现教育特色,构建产学研培导“五位一体”的实践教学平台.
2)实训基地建设软、硬都要抓.在构建产学研培导“五位一体”的实践教学平台的同时,还要和打造“产学创用”的立体实践教学体系,通过实训室环境、标准流程、教师言行,实施全方位的全人教育,使学生高高兴兴地学习技能,不知不觉地养成习惯,潜移默化地提高素质.通过学生创新工程、技师检修队等各项课外活动激发学生的学习积极性和自信心,培养学生独立思考、勇于创新的精神.通过源自企业真实的案例贯穿于实践教学的每个环节,配合贴近真实的实训场景及设备,体现工学结合的教学特色.
3)在设备、师资、项目和环境建设中,要突出素质教育,尤其是职业素质的训导.利用“5S 管理”,进行实训室的现场管理,使得场地得到充分利用、设备得到良好维护、环境得到很好美化、制度得到贯彻执行等.制订实训室课程教学职业素质训导流程,强化学生的学习、工作习惯:在校内实训时要求学生统一着装、打卡进出实训室、严守实训室规程和规章、严格操作规范、浓郁的现代企业氛围熏陶及结合教学内容进行的职业素质训导等.
主要参考文献:
1.《汽车电子技术课程教学方法探讨》作者 李迎。
2.《汽车构造原理与维修应用教学的实践》作者 徐衡
3.《TRIZ理论在汽车电子技术课程教学中的应用》作者 江帆