時間:2023-03-21 17:14:10
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2課程設(shè)計的實施方式
課程設(shè)計實施方案:設(shè)計報告書是對整個設(shè)計過程的總結(jié)和提升,也是進(jìn)行工程交流的重要文獻(xiàn)資料,通過指導(dǎo)學(xué)生撰寫課程設(shè)計報告書,培養(yǎng)學(xué)生撰寫工程技術(shù)文檔的能力。對設(shè)計說明書的撰寫,提出如下要求:1)嚴(yán)禁課程設(shè)計報告抄襲,基本工作獨立完成;2)根據(jù)任務(wù)書能提出合理的設(shè)計方案和機(jī)構(gòu)的工作原理;3)設(shè)計要符合國家標(biāo)準(zhǔn),學(xué)會使用設(shè)計手冊、專業(yè)術(shù)語、專業(yè)名詞規(guī)范;4)設(shè)計圖圖紙規(guī)范,符合設(shè)計說明書的要求,不照抄手冊和案例,設(shè)計參數(shù)與圖紙相一致;5)學(xué)會使用專業(yè)相關(guān)軟件,對設(shè)計的機(jī)械機(jī)構(gòu)和控制部分進(jìn)行分析和仿真,是驗證設(shè)計正確的有效手段之一;6)課程設(shè)計配備了一些實際的零部件可供學(xué)生設(shè)計使用,以及基本的控制電路,學(xué)生要具備一定的實踐操作能力,掌握器件的選擇與焊接,會進(jìn)行程序的編寫,掌握系統(tǒng)故障的檢測與維修能力。課程設(shè)計采用分組式進(jìn)行,每個小組3~5人,視工作量而定。課題難度較大可以分五人,原則上一般三人為一組。每個小組在規(guī)定的時間完成基本要求,每個學(xué)生都要參與該組課程設(shè)計答辯,通過問題了解學(xué)生在課程設(shè)計中所做的主要工作,檢查有無抄襲情況、有無坐享其成的學(xué)生,結(jié)合設(shè)計報告書的撰寫質(zhì)量和實際所做的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行綜合評定。
3實施效果
通過在重慶大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)的實踐,在機(jī)械電子工程專業(yè)中開設(shè)機(jī)電一體化課程設(shè)計,已基本摸索出培養(yǎng)機(jī)電復(fù)合型技術(shù)人才的規(guī)律。普通型題目實現(xiàn)機(jī)電融合、知識整合理論教學(xué)與工程實踐并重。由于在教學(xué)中缺乏機(jī)電知識綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練,學(xué)生在學(xué)習(xí)了機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造和電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)等基礎(chǔ)課程后,不能很好地將機(jī)、電的知識融會貫通,大多數(shù)學(xué)生也只是了解基本的機(jī)電設(shè)備的基本功能,在系統(tǒng)運(yùn)用中存在問題,在機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合設(shè)計方面存在不少困難。通過開設(shè)機(jī)電一體化課程設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié),通過理論設(shè)計與實際操作,比如數(shù)控工作臺進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計,從電機(jī)、聯(lián)軸器、絲杠、導(dǎo)軌的設(shè)計到型號的選擇、控制單片機(jī)的設(shè)計與仿真,最終實現(xiàn)數(shù)控工作臺進(jìn)給系統(tǒng)的裝配與調(diào)試。機(jī)電一體化課程設(shè)計對學(xué)生的理論知識與實踐緊密地連接起來,提高了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。創(chuàng)新型題目為學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新競賽做了鋪墊通過課程設(shè)計,為機(jī)械學(xué)科學(xué)生參加如全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽做了鋪墊。在第六屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽(重慶賽區(qū))中,學(xué)生榮獲重慶賽區(qū)一等獎一項、二等獎一項。其中,“幻顯黑板”作品獲得國家專利。該作品包括了框架的設(shè)計、傳動系統(tǒng)布置,控制系統(tǒng)采用單片機(jī)控制,執(zhí)行元件有步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、電磁離合器、電磁制動器、光電編碼器等器件。本次參賽作品充分運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù),機(jī)電一體化課程設(shè)計改革效果顯著。
二、組織教學(xué)
利用項目教學(xué)法,以任務(wù)驅(qū)動的模式教學(xué),教師要認(rèn)真鉆研每個知識點,怎樣以這種教學(xué)方式呈現(xiàn),給學(xué)生創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,讓學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)新知識,并要注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神。并在學(xué)習(xí)中讓學(xué)生進(jìn)行分組討論、交流、爭論,對學(xué)生在學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)進(jìn)行測評、點評、互評和打分。機(jī)電一體化專業(yè)具有新穎化、復(fù)合化和靈活多變的特點,要想培養(yǎng)出具有自主學(xué)習(xí)能力、有創(chuàng)新理念和動手能力強(qiáng)的高素質(zhì)技術(shù)工人,就必須使學(xué)生在學(xué)校的學(xué)習(xí)中體會到“想學(xué)”“愛學(xué)”“會學(xué)”的過程,而不僅僅是被動的只是“學(xué)會”。
三、自主學(xué)習(xí)
進(jìn)行了以上學(xué)習(xí)后,學(xué)生基本上學(xué)會了構(gòu)建新知識的方法和步驟,各種思維能力也都有了發(fā)展,此時學(xué)生可以自主地進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究,教師可以作為一個旁觀者輔助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí),并提出有價值的建議。并讓學(xué)生進(jìn)行自我分析和評價,提高反思和批判能力、實踐能力和創(chuàng)新意識。
類比的形式在電工教學(xué)中很常見,如我們常以“電流”和“水流”相類比,研究電流理論;以“人在運(yùn)動場地跑一圈”來類比“電荷在任意回路繞行一周”;以“汽車的剎車過程”來類比“一階電路的過渡過程”等。筆者僅以《數(shù)字電路》課程中采用文字游戲作類比簡述其應(yīng)用。如在“邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算規(guī)則”一節(jié),涉及高中代數(shù)“集合”理論內(nèi)容較多,常規(guī)教學(xué)方法是以“文氏圖”的形式進(jìn)行講解。在此基礎(chǔ)上,筆者靈活運(yùn)用了文字形式,以“A”表示“文具”,以“AB”表示“鉛筆”,則“A+AB”表示“文具和鉛筆”,從語法結(jié)構(gòu)看,二者是從屬關(guān)系,不能并列,因此,“A+AB=A”。教學(xué)采用這種形式進(jìn)行后,學(xué)生不但理解了該表達(dá)式的含義,而且記憶深刻,更能推廣應(yīng)用到“A+ABC=A”“AB+ABC=AB”,效果十分明顯。
二、以角色設(shè)計的形式創(chuàng)設(shè)情境,生動形象,易于接受
如筆者在進(jìn)行“基本RS觸發(fā)器”這一內(nèi)容講授時,為使學(xué)生能夠根據(jù)基本RS觸發(fā)器的邏輯符號(見圖1),深入理解并迅速記憶相應(yīng)的邏輯功能表(見表1),采用了角色設(shè)計的形式。即把兩個輸入端分別設(shè)計成兩個領(lǐng)導(dǎo),其級別相同,代號分別為“RD”和“SD”。代號為“RD”的領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)將輸出端Q的狀態(tài)置為0,而代號為“SD”的領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)將輸出端Q的狀態(tài)置為1,當(dāng)輸入端狀態(tài)為0時(如RD=0),表示相應(yīng)的領(lǐng)導(dǎo)(如RD)下達(dá)相關(guān)置數(shù)命令(如令Q=0);輸入端狀態(tài)為1時,表示領(lǐng)導(dǎo)沒有命令下達(dá)。這樣,當(dāng)“RD=1,SD=1”時,含義為“兩個領(lǐng)導(dǎo)均沒有命令下達(dá),輸出端狀態(tài)應(yīng)‘保持’不變”;而當(dāng)“RD=1,SD=0”時,含義為“領(lǐng)導(dǎo)SD已下達(dá)命令,輸出端Q的狀態(tài)應(yīng)為1”;相應(yīng)的,在“RD=0,SD=1”情況下,含義為“領(lǐng)導(dǎo)RD已下令,Q的狀態(tài)應(yīng)為0”。對于最后一行“RD=0,SD=0”,情況比較特殊,其含義為“兩個領(lǐng)導(dǎo)下達(dá)了兩個相反的命令,因此,輸出端不知所從,‘狀態(tài)不確定’”。以這種形式進(jìn)行教學(xué)生動形象,又極富趣味性,既避開了繁雜的物理過程分析,又便于學(xué)生理解和接受,效果非常好。與類比方法相類似,采用角色設(shè)計的形式也要貼近學(xué)生的生活。在某些場合下如能結(jié)合角色體驗和角色表演,則更能活躍課堂氣氛,達(dá)到最佳效果。
三、利用直觀教具創(chuàng)設(shè)情境,激趣導(dǎo)學(xué)
在專業(yè)課教學(xué)中,恰當(dāng)靈活地運(yùn)用實物、掛圖、投影、錄像、多媒體等直觀教具,以具體形象來創(chuàng)設(shè)情境。例如,在講授“一階電路的暫態(tài)分析”時,筆者先以汽車的剎車過程為類比引出本課,然后以圖2所示“過渡過程的產(chǎn)生”做演示實驗,使學(xué)生在基本了解了過渡過程概念的基礎(chǔ)上,實實在在地看到了一階電路的過渡過程現(xiàn)象,同時在與電阻支路進(jìn)行對比的過程中,深刻感受到了“電容元件和電感元件的儲能作用才是造成電路發(fā)生過渡過程的根本原因”這一既重要又抽象的結(jié)論。在機(jī)電一體化專業(yè)課教學(xué)過程中,筆者打破了常規(guī)教學(xué)“先分析研究基本理論,然后再做驗證性實驗”的路子,而是先做觀察性實驗,給學(xué)生一個感性認(rèn)識,然后再從理論的角度分析、研究。這樣,理論教學(xué)就有了針對性,既便于將學(xué)生的感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識,又容易激起學(xué)生的興趣。如筆者在進(jìn)行“疊加原理”和“戴維南定理”教學(xué)時,就將教學(xué)活動安排在實驗室進(jìn)行,先做觀察性實驗,然后作理論性講解。需要說明的是,無論是做觀察性實驗還是演示性實驗,教師一定要精心組織、設(shè)計,要使被觀察的實驗現(xiàn)象比較突出,要提醒學(xué)生注意相關(guān)現(xiàn)象的發(fā)生,或重點強(qiáng)調(diào)某些操作步驟,以達(dá)到最好的效果。
0 引言
“機(jī)電一體化”一詞的英文名詞是“Mechatronics”,它是取Mechanics(機(jī)械學(xué))的前半部分和Electronics(電子學(xué))的后半部分拼合而成的。由于機(jī)電一體化技術(shù)是其他高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),其發(fā)展依賴于其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,因此很多高校都開展了機(jī)電一體化這門課程的課堂教學(xué)。機(jī)電一體化是一門綜合性實踐性很強(qiáng)的課程,涉及知識面廣、容量大,這門課的教與學(xué)都不容易。
傳統(tǒng)的教學(xué)方法都是按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)構(gòu)成,將機(jī)電一體化系統(tǒng)分為若干個功能結(jié)構(gòu)模塊,逐一進(jìn)行講解,例如分別講解機(jī)械本體功能模塊,傳感檢測功能模塊,中央控制功能模塊等等,這樣的教學(xué)方法易于學(xué)生理解,但是在無形中割裂了機(jī)電一體化系統(tǒng)各個功能模塊之間的有機(jī)聯(lián)系,為此必須結(jié)合機(jī)電一體化這門學(xué)科本身的特點,對其教學(xué)方法和教學(xué)策略進(jìn)行改革與嘗試,以期從中能夠找到有效的復(fù)合機(jī)電一體化課程特點的教學(xué)方法與教學(xué)策略。
1 我國當(dāng)前機(jī)電一體化類課程教學(xué)現(xiàn)狀及其原因分析
結(jié)合我國目前高等教育的現(xiàn)狀,造成當(dāng)前機(jī)電一體化類課程理論講不透、實驗做不好、學(xué)得不扎實的原因主要有以下幾個方面:
1.1 師生思想上都不夠重視
從目前的高等院校的教學(xué)現(xiàn)狀來看,重視理論教學(xué)輕視實踐教學(xué)一直是我國高等院校理工科教學(xué)的傳統(tǒng)方法,在這樣的教學(xué)模式下,尤其是像機(jī)電一體化這樣的課程,理論課本來就比較晦澀難懂,加之實踐實訓(xùn)比較少,學(xué)生學(xué)到最后完全沒有系統(tǒng)的概念和知識體系,對于機(jī)電一體化的理解只是停留在表面層次,因此必須要逐步加強(qiáng)實踐實訓(xùn)。從體制上來說,師生自身對該課程的重視程度不夠也是十分重要的原因,教師認(rèn)為對于機(jī)電一體化課程教學(xué)任務(wù)重,往往疲于應(yīng)付授課;而學(xué)生對于機(jī)電一體化課程知識的理解比較吃力,往往興趣不大,加之實踐實驗時間較少,最后將實踐實訓(xùn)流于形式,因此,師生在思想上不夠重視是目前高等院校機(jī)電一體化課程教學(xué)的一個基本現(xiàn)狀。
1.2 機(jī)電專業(yè)實踐教學(xué)課程的設(shè)計不合理
機(jī)電類專業(yè)實踐教學(xué)的課程內(nèi)容包括很多技術(shù)內(nèi)容,目前,絕大多數(shù)高等院校的機(jī)電專業(yè)課程體系受傳統(tǒng)教育思想的影響,課程的內(nèi)容過多過深奧,理論課時數(shù)太大,實踐技能教學(xué)課時不足,而且內(nèi)容陳舊。還有些學(xué)校脫離實際情況過高地制定了課程標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致教學(xué)與實踐相背離?,F(xiàn)在學(xué)校里學(xué)習(xí)的知識和社會上用到的知識相差很遠(yuǎn),很多學(xué)生學(xué)習(xí)了很多知識,可到了社會上去無從下手。相關(guān)機(jī)電行業(yè)和企業(yè)很少參與機(jī)電類專業(yè)實踐課程的制定,這也是導(dǎo)致高等院校機(jī)電專業(yè)的實踐課程體系設(shè)置不合理的原因。
1.3 實踐教學(xué)條件不完善
由于機(jī)電一體化類課程所開設(shè)的實驗,往往實驗設(shè)備體積比較龐大,集成度較高,價格昂貴,因此很多院校對于機(jī)電一體化課程實驗所配置的實驗設(shè)備都是很簡單的,目前很多高等院校也在進(jìn)行教學(xué)改革,增大實驗實踐課程量,但是相應(yīng)的實踐教學(xué)課程內(nèi)容仍然或多或少的存留著傳統(tǒng)教學(xué)模式的影子,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)實驗實踐條件差,硬件實驗設(shè)備陳舊,很多實驗臺或者實驗設(shè)備都是演示性實驗,整個實驗過程都是老師在做實驗,學(xué)生只負(fù)責(zé)看,即使動手也是按照老師調(diào)試好的實驗按照老師實驗的順序重復(fù)一遍,實驗教學(xué)效果比較差,這使得整個實驗就流于形式化。
(2)缺乏綜合性的創(chuàng)新性的實驗臺供學(xué)生動手實踐,目前機(jī)電一體化類的課程實驗都只是簡單的重復(fù)性的實驗,缺乏激勵學(xué)生創(chuàng)新動手能力的綜合性實驗,這使得機(jī)電一體化類的實驗無法激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力,無法提高學(xué)生動手實踐能力。
(3)實驗實踐評價機(jī)制不夠健全,很多實驗實踐流于形式,這導(dǎo)致學(xué)生對實驗重視程度不夠,多數(shù)學(xué)生的實驗報告依靠抄襲完成,老師對學(xué)生沒有印象,學(xué)生的實驗成績僅僅憑實驗報告打分,實驗實踐評價機(jī)制的缺失使得機(jī)電一體化類的實驗實踐失去了價值。
2 機(jī)電一體化類課程的教學(xué)改革策略探討
2.1 充實機(jī)電一體化類課程的專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容和完善教學(xué)手段
在對機(jī)電一體化課程專業(yè)實踐課程進(jìn)行教學(xué)改革的時候,我們提倡應(yīng)當(dāng)根據(jù)各個院校各個專業(yè)自身的專業(yè)特色進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革,添加符合專業(yè)特色的實踐教學(xué)內(nèi)容,不斷完善實踐教學(xué)條件和教學(xué)手段,盡量弱化傳統(tǒng)實踐模式中的演示性的或驗證性實驗,加大動手實踐實驗及綜合性實驗內(nèi)容,并和理論課程對應(yīng)起來,使得學(xué)生在掌握理論知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)實踐實驗,這樣更容易掌握機(jī)電專業(yè)知識和技能。
2.2 重視機(jī)電一體化類課程的專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考核
任何課程都需設(shè)置考核環(huán)節(jié),同樣的,機(jī)電一體化課程實踐教學(xué)也需要考核,考核環(huán)節(jié)也是學(xué)生最為敏感的環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)的機(jī)電專業(yè)實踐課程考核的方式是出勤考查、實驗報考考查以及最后實驗考查成績相結(jié)合的方式,這種考查考核方式不能夠考查出學(xué)生的完全實踐能力,只能夠從實驗報告的完成情況給學(xué)生考核打分,因此傳統(tǒng)的考核方式并不合理,就需要對傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行改革。
結(jié)合機(jī)電一體化課程實踐教學(xué)的特點,對于機(jī)電一體化實踐課程的考核不應(yīng)該有一個統(tǒng)一的模式和標(biāo)準(zhǔn),而是應(yīng)該結(jié)合實踐教學(xué)的方式和手段靈活的設(shè)定考核方式,采取定量結(jié)合定性的方法進(jìn)行實踐教學(xué)考核。簡單的演示性或者驗證性實驗,應(yīng)當(dāng)減小考核的比重,而對于綜合實驗及動手考查較為全面的實驗,考核比重就應(yīng)當(dāng)加大;另一方面,還可以靈活的采取口試筆試、現(xiàn)場提問、課程設(shè)計、綜合課程實驗等多種形式進(jìn)行考核,重點不是考查學(xué)生的知識理解程度,而是應(yīng)當(dāng)重點考核學(xué)生對于實踐技能的掌握和應(yīng)用能力。
2.3 加大機(jī)電專業(yè)校內(nèi)外實習(xí)實訓(xùn)基地建設(shè)的力度
對于機(jī)電一體化這樣的實踐要求較高的課程,實踐實訓(xùn)基地的建設(shè)就顯得十分有必要了。實踐實訓(xùn)基地的建設(shè)力度直接關(guān)系到機(jī)電一體化課程實踐教學(xué)的效果與成果,而學(xué)生實踐能力的掌握也取決于實踐實訓(xùn)基地的建設(shè),以及實踐實訓(xùn)基地實踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置和安排。各院校要想真正提高機(jī)電一體化專業(yè)實踐課程教學(xué)的效果,就必須加大對實踐實訓(xùn)基地的建設(shè)力度。另一方面,機(jī)電專業(yè)校內(nèi)外實習(xí)實踐項目的開設(shè)依賴于實習(xí)實訓(xùn)基地,而目前多數(shù)機(jī)電專業(yè)課程依賴于金工實習(xí)的相關(guān)設(shè)備,因此對于機(jī)電一體化類課程的專業(yè)實習(xí)實踐,必須要加強(qiáng)具有機(jī)電一體化特色的專業(yè)實習(xí)實踐基地及其相關(guān)設(shè)備的投資建設(shè)力度,為機(jī)電一體化類課程及其專業(yè)的學(xué)生提供足夠豐富的實習(xí)實踐動手機(jī)會,以真正提高機(jī)電一體化類課程的專業(yè)實習(xí)實踐能力水平。
3 結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,教育的方法和手段應(yīng)適應(yīng)這一發(fā)展的需要,傳統(tǒng)的純理論教學(xué)已不能適應(yīng)新的教育目標(biāo),加強(qiáng)實踐能力和創(chuàng)新能力的教育已勢在必行。本論文所探討的機(jī)電一體化類課程實驗教學(xué)方法及其教學(xué)改革策略的應(yīng)用研究,是結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)高等院校機(jī)電一體化類課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置及其實驗實踐教學(xué)現(xiàn)狀而提出來的,能夠有效地提高機(jī)電一體化類課程的教學(xué)效果,對于這一類的理論知識多且深、動手實踐能力要求高的課程而言,必須要不斷加強(qiáng)實驗實踐教學(xué)的份量,而本論文也是重點探討如何開展實踐動手能力的訓(xùn)練,對于進(jìn)一步提高機(jī)電一體化類課程的實驗實踐教學(xué)效果無論是在理論方面還是在實踐方面都具有較好的借鑒和指導(dǎo)意義。
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一、多管齊下引導(dǎo)行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向
機(jī)電一體化方向快速調(diào)整
1. 通過編制《行業(yè)“十二五”科技開發(fā)指南》,明確將光機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用研究列為“十二五”關(guān)鍵領(lǐng)域,將高效電腦平縫機(jī)、電子花樣機(jī)等設(shè)備列為優(yōu)先研發(fā)項目,引導(dǎo)企業(yè)向光機(jī)電一體化產(chǎn)品方向傾斜。
2. 通過協(xié)會主辦的國際展會鼓勵企業(yè)展示機(jī)電一體化新品。協(xié)會將2011、2013CISMA展會主題分別定為“質(zhì)量、效益、綠色”和“品質(zhì)、效率、智能”,通過舉行優(yōu)秀新產(chǎn)品評選,以新產(chǎn)品獲獎等級來適當(dāng)減免企業(yè)參展攤位費(fèi)用的舉措進(jìn)行資金獎勵,支持鼓勵企業(yè)創(chuàng)新和展示高效、環(huán)保的縫制設(shè)備。如,在CISMA2013優(yōu)秀新產(chǎn)品評選中,獲獎的52個產(chǎn)品100%為機(jī)電一體化新產(chǎn)品。據(jù)協(xié)會對參力CISMA2013的40家骨干整機(jī)企業(yè)展示的產(chǎn)品進(jìn)行初步統(tǒng)計顯示,機(jī)電一體化產(chǎn)品的展示比重已經(jīng)由2011年的60%快速提升至 2013年的90%。
3. 定期舉辦行業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)交流和《機(jī)電一體化技術(shù)研究與創(chuàng)新優(yōu)秀論文》征文與評選表彰活動。自2011起,協(xié)會依托電子電控專業(yè)委員會工作,每年舉辦機(jī)電一體化技術(shù)交流,組織行業(yè)科技人員開展技術(shù)交流;連續(xù)舉辦了兩屆機(jī)電論文征文與評選表彰活動,征集論文上百篇,其中40余篇優(yōu)秀論文被推薦至各類核心及國家學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表。較好的發(fā)揮了促進(jìn)電控技術(shù)研究和交流提升的目的。
4. 在國家發(fā)改委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》等產(chǎn)業(yè)政策層面,積極將“機(jī)電一體化高效節(jié)能縫制機(jī)械”列為優(yōu)先和鼓勵發(fā)展目錄,發(fā)揮了重要的產(chǎn)業(yè)調(diào)控和政策導(dǎo)向作用。
通過以上工作引導(dǎo)和推動,行業(yè)近年來產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快,機(jī)電一體化產(chǎn)品占比大幅提升。據(jù)協(xié)會2013年最新行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,機(jī)電一體化高效節(jié)能縫制機(jī)械總產(chǎn)量占工業(yè)縫制機(jī)械總量的比例已由2009年的10%提升到目前的49%;平、包、繃等大宗主導(dǎo)產(chǎn)品中機(jī)電一體化產(chǎn)品占比由2009年的15%提升到目前的55%。其中,電腦平縫機(jī)2013年總產(chǎn)量高達(dá)270萬臺,同比猛增80%,首次超過機(jī)械型普通平縫機(jī)產(chǎn)量。
二、以實施行業(yè)科技支撐計劃項目為著力點
推動產(chǎn)品技術(shù)升級
為促進(jìn)行業(yè)產(chǎn)品技術(shù)升級,創(chuàng)造具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)與產(chǎn)品,提升行業(yè)整體技術(shù)發(fā)展水平,在中輕聯(lián)的組織領(lǐng)導(dǎo)下,協(xié)會2008年聯(lián)合骨干企業(yè)向國家科技部申報了《高效節(jié)能縫制設(shè)備》國家科技支撐計劃項目,該項目于2010年正式批準(zhǔn)立項實施。三年來,參與典型高效節(jié)能縫制設(shè)備課題研究的主要企業(yè)均已完成了各自負(fù)責(zé)的高性能電腦平縫機(jī)、電子花樣機(jī)和電控上袖機(jī)的整機(jī)產(chǎn)品試制、定型及示范生產(chǎn)線的建設(shè)。參與伺服控制系統(tǒng)課題研究的主要企業(yè)均已各自建成具備標(biāo)準(zhǔn)軟硬件接口及靈活定制功能的多軸縫制設(shè)備電控系統(tǒng)開發(fā)平臺,完成了典型產(chǎn)品的測試、定型、優(yōu)化,建成了年生產(chǎn)能力1萬臺以上高性能多軸縫制機(jī)械伺服控制系統(tǒng)生產(chǎn)示范線。
經(jīng)攻關(guān)成果聯(lián)合測試,高效電腦平縫機(jī)可實現(xiàn)5000針/分鐘,電子花樣機(jī)可實現(xiàn)2800針/分鐘、電子上袖機(jī)可實現(xiàn)3500針/分鐘的最高縫紉速度,產(chǎn)品平均節(jié)電30%,效率提升20%以上,機(jī)器噪音、振動等各項主要技術(shù)性能指標(biāo)完全達(dá)到了國外先進(jìn)技術(shù)水平。同時,該課題還累計14篇,申請專利16項,計算機(jī)軟件著作權(quán) 4項,開發(fā)完成面向電子套接機(jī)的運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)仿真分析軟件1套,縫制機(jī)械參數(shù)化設(shè)計軟件1套,完成制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8項,參與制修訂國際標(biāo)準(zhǔn)1項,國家標(biāo)準(zhǔn)2項。
通過組織實施行業(yè)科技支撐計劃項目,各參與企業(yè)累計配套投入科研資金近1200萬元,購置了一批先進(jìn)高精密的試驗儀器與設(shè)備,培養(yǎng)了一批既有實踐經(jīng)驗又有豐富理論知識的青年科技人才,科研成果在提升各企業(yè)自身科研技術(shù)實力的同時,也通過新產(chǎn)品的市場配套和示范推廣,有力帶動了整個行業(yè)的技術(shù)發(fā)展水平。如,北京大豪公司在課題研發(fā)過程推出的HSC高壓閉環(huán)系統(tǒng)、綿陽58所的HDSC全伺服系統(tǒng)、鮑麥克斯公司的MT系列多軸伺服系統(tǒng)、中捷股份公司W(wǎng)R系列系統(tǒng)在國內(nèi)外市場上配套電子套結(jié)機(jī)、花樣機(jī)、曲折縫、鎖眼機(jī)、自動縫制單元等機(jī)器累計逾4萬多臺,創(chuàng)造產(chǎn)值近10億元人民幣,有效填補(bǔ)了行業(yè)中高端縫制設(shè)備電控系統(tǒng)領(lǐng)域的空白。
目前該課題已經(jīng)結(jié)題并進(jìn)入全面驗收環(huán)節(jié),協(xié)會下步重點組織做好科研成果的行業(yè)示范和推廣,加快行業(yè)高效節(jié)能縫制設(shè)備的全面升級和更新?lián)Q代。
【中圖分類號】 G718 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 B 【文章編號】 1671-1297(2012)07-0006-02
中職院校的教育主要是為社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)的勞動者和高技能的實用型人才,課程的設(shè)計就應(yīng)以就業(yè)為導(dǎo)向,突出職業(yè)能力培養(yǎng)的重要性。為應(yīng)對現(xiàn)時社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,大部分學(xué)校需根據(jù)社會需要及自身情進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,選擇企業(yè)所需人才方向?qū)υ谛IM(jìn)行課程的設(shè)置和培訓(xùn),以達(dá)到中職院校培養(yǎng)人才的目標(biāo)。因此,突出實踐技能,培養(yǎng)學(xué)生的崗位適應(yīng)能力就成為了教學(xué)的重點之一。
一 機(jī)電一體化綜合實訓(xùn)對于綜掘類專業(yè)的意義
隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,由氣動技術(shù)、液壓技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLC技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)等學(xué)科的強(qiáng)烈互相滲透而形成的機(jī)電一體化技術(shù),已成為當(dāng)今工業(yè)科技的重要組成部分。
隨著機(jī)電一體化設(shè)備和技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的大量應(yīng)用,這必然需要大量掌握機(jī)電一體化技術(shù)的技能型人才從事機(jī)電一體化設(shè)備的操作、維修、檢測和管理工作。為了適應(yīng)煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的需求,中職院校在綜掘類專業(yè)就得開設(shè)機(jī)電一體化綜合實訓(xùn)課程,進(jìn)行項目實訓(xùn)課程的教學(xué)探索。目的是培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和職業(yè)素質(zhì),為進(jìn)入企業(yè)頂崗實習(xí)做好準(zhǔn)備,最大限度的增強(qiáng)對就業(yè)崗位的適應(yīng)性。這樣也有利于培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力、實踐能力、創(chuàng)新能力、敬業(yè)精神和責(zé)任心,同時,也是學(xué)生完成專業(yè)知識向?qū)I(yè)技能轉(zhuǎn)變、學(xué)生角色向員工角色轉(zhuǎn)變的重要過程,并可為學(xué)生將來的職業(yè)生涯發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
二 機(jī)電一體化專業(yè)機(jī)電綜合實訓(xùn)的重要性
機(jī)電一體化專業(yè)培養(yǎng)的是具有機(jī)電一體化技術(shù)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,能從事機(jī)電一體化設(shè)備管理、應(yīng)用、營銷和技術(shù)服務(wù)工作等一線需要的高素質(zhì)高技能人才,即畢業(yè)生要具備機(jī)電一體化技術(shù)綜合職業(yè)技能。
實訓(xùn)是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能的重要手段,但目前部分高職院校的機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生缺乏機(jī)電綜合實踐技能和職業(yè)素養(yǎng)的系統(tǒng)性培訓(xùn)。機(jī)電一體化技術(shù)是一個系統(tǒng)工程,很多學(xué)生在畢業(yè)后往往只經(jīng)過機(jī)械或電氣技術(shù)的專項實訓(xùn),無法滿足一些需要機(jī)電綜合技能的設(shè)備安裝與調(diào)試、運(yùn)行與維護(hù)崗位的工作要求;還有一些學(xué)生缺乏職業(yè)素養(yǎng),缺乏職業(yè)道德和團(tuán)隊合作精神,跳槽頻繁。但是如何培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)電一體化綜合職業(yè)能力,令很多高職院校十分頭疼。原因在于部分高職院校的培養(yǎng)模式還不能完全適應(yīng)行業(yè)的職業(yè)要求.缺乏良好的行之有效的機(jī)電綜合實訓(xùn)模式。因此,隨著職業(yè)技術(shù)教育改革的深化,在高職機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)中,有必要創(chuàng)新實訓(xùn)教學(xué)模式,強(qiáng)化機(jī)電綜合實踐技能和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng),提高實訓(xùn)的效果。
三 實訓(xùn)課程的目標(biāo)和建設(shè)理念
綜掘類專業(yè)綜合實訓(xùn)課程是集氣壓技術(shù)、液壓技術(shù)、電機(jī)及電氣控制技術(shù)等于一體的專業(yè)技能綜合訓(xùn)練課程。課程必須緊扣煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的核心技術(shù)環(huán)節(jié),即檢測、控制與執(zhí)行三大技術(shù)環(huán)節(jié)展開,同時引入最新的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。訓(xùn)練時應(yīng)遵循以學(xué)生為中心、以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力為中心和以培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)為中心的原則。通過實訓(xùn),使學(xué)生既能掌握煤礦機(jī)電一體化專業(yè)理論知識,也能從事機(jī)電一體化設(shè)備的操作、調(diào)試、維修、維護(hù)等方面的工作,并具有良好的職業(yè)素質(zhì)。良好的職業(yè)素質(zhì)是中職學(xué)生踏上工作崗位必不可少的基本要求之一,要想實現(xiàn)學(xué)校教育與崗位需求的有效對接,培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)也是中職教育的重要任務(wù)之一。我們應(yīng)該通過素質(zhì)教育體系中的顯性實踐環(huán)節(jié)和隱形實踐環(huán)節(jié)完成,具體的建設(shè)理念是:①培養(yǎng)職業(yè)興趣;②強(qiáng)化職業(yè)能力。因為要想做好工作,僅有興趣是不夠的,訓(xùn)練時既要強(qiáng)調(diào)相關(guān)的專業(yè)知識,又要強(qiáng)化分析問題和處理問題的能力,注重專業(yè)知識的應(yīng)用;③培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力;④引導(dǎo)學(xué)生掌握職業(yè)情緒。在工作崗位上應(yīng)當(dāng)以熱情的、積極的態(tài)度對待工作;⑤強(qiáng)化現(xiàn)代企業(yè)所要求的企業(yè)管理。
四 綜合實訓(xùn)課程的模式及目標(biāo)
1.采取類似真實工作氛圍的實訓(xùn)教學(xué)模式
如本次實訓(xùn)采用機(jī)電一體化技能競賽的方式,讓學(xué)生分組,在規(guī)定的時間內(nèi),完成實訓(xùn)項目。這就相當(dāng)于給一個班組一個工作任務(wù),讓其按照安裝圖紙和工作要求完成產(chǎn)品的安裝與調(diào)試,實訓(xùn)結(jié)果就是一臺真實的設(shè)備。由于具備一定的工作量,組與組之間有競爭,相當(dāng)于形成了勞動競賽。工作的壓力要求本組同學(xué)進(jìn)行分工,互相幫助,互相配合,便形成了緊張、進(jìn)取、互助、團(tuán)結(jié)的工作氛圍,讓同學(xué)們在實訓(xùn)中既鍛煉了機(jī)電綜合職業(yè)技能,也切身體會到職業(yè)素養(yǎng)的重要性。
2.實訓(xùn)課程的目標(biāo)
機(jī)電一體化專業(yè)綜合實訓(xùn)課程是集氣壓技術(shù)、液壓技術(shù)、電機(jī)及電氣控制技術(shù)、自動檢測技術(shù)、PLC及其自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的專業(yè)技能綜合訓(xùn)練課程 課程緊扣機(jī)電一體化技術(shù)的核心技術(shù)環(huán)節(jié),即檢測、控制與執(zhí)行三大技術(shù)環(huán)節(jié)展開.同時引入最新的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。訓(xùn)練時應(yīng)遵循以學(xué)生為中心、以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力為中心和以培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)為中心的原則。通過實訓(xùn),使學(xué)生既能掌握機(jī)電一體化專業(yè)理論知識,義能從事機(jī)電設(shè)備或自動化生產(chǎn)線操作、安裝、調(diào)試、維修、維護(hù)以及設(shè)計改造等方面的工作,并具有良好的職業(yè)素質(zhì)。
對于我們中職院校的綜掘類專業(yè)而言,機(jī)電一體化綜合實訓(xùn)的教學(xué)模式特別適合于這個實踐性強(qiáng)的專業(yè)。在課程教學(xué)過程中, 充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)知識性、應(yīng)用型的技能人才能發(fā)揮前所未有的作用。今后,隨著職業(yè)教育改革的進(jìn)一步深化,我們中職院校應(yīng)不斷總結(jié)出適合自身發(fā)展需求的教育教學(xué)方法,努力提高職業(yè)教育的水平和質(zhì)量,為國家培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。
總之,機(jī)電一體化綜合實訓(xùn)是一項整體性、長期性、必要性的教學(xué)環(huán)節(jié),應(yīng)引起學(xué)校以及社會、企業(yè)等相關(guān)方面的高度重視,更需要我們的師生共同關(guān)注、努力和打造,想法設(shè)法的提高綜掘類專業(yè)機(jī)電一體化的實訓(xùn)效果,把培養(yǎng)學(xué)生的技能落到實處,為我們的煤礦生產(chǎn)企業(yè)輸送優(yōu)秀合格的技能型人才,為國家的經(jīng)濟(jì)和社會建設(shè)出一份力。
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長期以來,機(jī)電專業(yè)基本上是按照傳統(tǒng)的理論體系以學(xué)科為核心來組織教學(xué),把傳授系統(tǒng)的理論知識作為組織教學(xué)的出發(fā)點,作為教學(xué)過程的主線和質(zhì)量考核的主要標(biāo)準(zhǔn),對學(xué)生系統(tǒng)地掌握理論知識開發(fā)設(shè)計產(chǎn)品是有利的。本文針對機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)不能滿足經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求這一現(xiàn)狀,提出了以實踐為導(dǎo)向的機(jī)電一體化教學(xué)改革。
一、指導(dǎo)思想
機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的指導(dǎo)思想是:根據(jù)社會的需求,以調(diào)查結(jié)果為基本依據(jù),以提高學(xué)生的職業(yè)能力和專業(yè)素養(yǎng)為目標(biāo),建立學(xué)以致用的教育培養(yǎng)理念,建立多樣性、靈活性與選擇性相統(tǒng)一的教學(xué)機(jī)制,通過具體的職業(yè)技術(shù)實踐活動,幫助學(xué)生積累大量實際工作經(jīng)驗,使其能夠成為企業(yè)優(yōu)秀的機(jī)電一體化領(lǐng)域技術(shù)人才。
二、教學(xué)策略
1.課程內(nèi)容綜合化
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,科學(xué)知識綜合化、一體化顯著加強(qiáng),使得社會職業(yè)呈現(xiàn)綜合化發(fā)展趨勢,一些傳統(tǒng)、單一的專業(yè)逐漸萎縮甚至消失。與此同時,出現(xiàn)了許多新興交叉的專業(yè)。在市場競爭日趨激烈,產(chǎn)品更新?lián)Q代和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整愈加頻繁的今天,職業(yè)活動中的人與人、人與環(huán)境的交往更加復(fù)雜和廣泛,職業(yè)崗位的轉(zhuǎn)換也日漸增多,對勞動者的交流能力、應(yīng)變能力、心理承受能力等諸多方面提出了更多、更新、更高的要求。學(xué)生經(jīng)常轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)內(nèi)容、訓(xùn)練方法和思維方式,對培養(yǎng)綜合職業(yè)適應(yīng)能力是非常有利的。另外,課程內(nèi)容綜合化、一體化,可以有機(jī)、合理地安排教學(xué)內(nèi)容,避免重復(fù)講授,能拓寬學(xué)科或?qū)I(yè)的知識面,增強(qiáng)各部分內(nèi)容之間的銜接,從而使學(xué)生更快地形成熟練的專業(yè)技能,可以有效地提高教學(xué)效率。
2.注意選擇合適的教學(xué)場所
在教學(xué)過程中教學(xué)場所是十分重要的,決定了教學(xué)的效果,要加強(qiáng)一體化的建設(shè)。建立理論與實踐“一體化”教學(xué)的專業(yè)教室,是融教室、實訓(xùn)、考工于一體,這需購置和自制大量的教學(xué)設(shè)備,在各個專業(yè)教室都能夠進(jìn)行多媒體教學(xué),使專業(yè)教室具有多媒體教學(xué)、實物展示、演練實訓(xùn)、考工強(qiáng)化訓(xùn)練和考工等多種功能,營造出良好的職業(yè)氛圍和環(huán)境。教師在專業(yè)教室上課可以邊講邊練,使學(xué)生在模擬工廠的環(huán)境下學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)過程中,既可以對照實物學(xué)習(xí)構(gòu)造原理,又可以進(jìn)行實際動手訓(xùn)練。教學(xué)方法直觀、靈活,教學(xué)形式生動、活潑,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,調(diào)動了學(xué)生的參與性與主動性,有利于拓展學(xué)生的能力,發(fā)展學(xué)生的潛能,從而培養(yǎng)了大量綜合性人才,大大提高了教學(xué)質(zhì)量。同時,也節(jié)約了教學(xué)時間,提高了教學(xué)效果。
3.加強(qiáng)實習(xí)基地建設(shè)
實習(xí)設(shè)施、設(shè)備是實習(xí)教學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)和前提條件。要提高機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)生的職業(yè)技能水平,必須切實建設(shè)好校內(nèi)外實習(xí)基地。
(1)建好校內(nèi)實習(xí)基地。按照職業(yè)學(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的要求,職業(yè)學(xué)校應(yīng)建設(shè)相對完備的、具有一定先進(jìn)性的,與培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)計劃相適應(yīng)的校內(nèi)實習(xí)基地。添置的設(shè)備既要具有一定的先進(jìn)性,還要具備足夠的數(shù)量。機(jī)電一體化專業(yè)有了校內(nèi)實習(xí)基地,就可以按照實綱和企業(yè)用人要求適時調(diào)整實習(xí)計劃,根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)實際合理設(shè)計實習(xí)課題,實習(xí)教學(xué)質(zhì)量的提高就有了保證。當(dāng)然,專業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)不可能一蹴而就,要根據(jù)學(xué)校的實際情況,通過分步實施、逐步完善的方法達(dá)到建設(shè)要求。
(2)廣泛建立校外實習(xí)基地。廣泛建立校外實習(xí)基地,與現(xiàn)代企業(yè)保持較為密切的聯(lián)系,以滿足學(xué)生畢業(yè)前頂崗實習(xí)的需要。學(xué)生在企業(yè)中實習(xí),能夠接觸到先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備,學(xué)到先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和加工方法,拓寬視野,并且能學(xué)以致用,將所掌握的專業(yè)知識和操作技能應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中。同時學(xué)校在與企業(yè)的交往過程中,還可以了解現(xiàn)代企業(yè)對員工綜合素質(zhì)的要求并征求企業(yè)對學(xué)校辦學(xué)的建議,以便對教育教學(xué)的方方面面進(jìn)行改革與調(diào)整。
專業(yè)建設(shè)是高職院校教學(xué)工作主動、靈活地適應(yīng)社會需求的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是學(xué)校建設(shè)和發(fā)展的根本所在,自20世紀(jì)90年代以來,隨著計算機(jī)等電子技術(shù)在制造業(yè)的廣泛應(yīng)用,推動了機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)電一體化產(chǎn)品的不斷開發(fā),如今,機(jī)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(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱之一。在此影響下,各高職院校紛紛開設(shè)機(jī)電一體化專業(yè),以滿足社會對該專業(yè)人才的需求。但目前該專業(yè)的課程設(shè)置是專業(yè)定位模糊,“雙師型”教師隊伍力量薄弱;教學(xué)實驗、實訓(xùn)條件落后,實踐訓(xùn)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:體現(xiàn)當(dāng)代工業(yè)發(fā)展水平的專業(yè)教材有待突破。鑒于此,機(jī)電一體化專業(yè)建設(shè)與課程體系的再構(gòu)建,是當(dāng)前亟待解決的問題。
一、機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)科領(lǐng)域
機(jī)電一體化技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合性科學(xué),是由近年來蓬勃發(fā)展的微電子技術(shù)、計算機(jī)科學(xué)、機(jī)械工程和電力電子技術(shù)互相滲透而成的一門新興學(xué)科,是在信息論、控制論和系統(tǒng)論基礎(chǔ)上建立起來的應(yīng)用技術(shù),支撐“機(jī)電一體化”這門學(xué)科的有:1)機(jī)械學(xué),2)控制論,3)電子學(xué),4)計算機(jī)科學(xué)。
二、機(jī)電一體化專業(yè)課程設(shè)置存在的問題:
(1)現(xiàn)有課程設(shè)置不能很好的突出高職以技能為本位的高等職業(yè)教育課程觀,理論課比重過大,實習(xí)、試驗、實訓(xùn)環(huán)節(jié)不完善。
(2)現(xiàn)有課程設(shè)置沒有充分圍繞學(xué)生的就業(yè)方向和社會需求來設(shè)置,不能跟周圍大環(huán)境的具體需求密切結(jié)合,沒有很好的突出高職以就業(yè)為導(dǎo)向的高等職業(yè)教育課程觀。
(3)現(xiàn)在所采用的機(jī)電一體化專業(yè)教材很多沒有充分體現(xiàn)出現(xiàn)代機(jī)電行業(yè)的發(fā)展水平,內(nèi)容陳舊、落后,且各門課程之間相互獨立,相關(guān)知識未能有機(jī)地滲透和融合在一起,也未能充分考慮與中職教材的很好銜接。
(4)有些課程的設(shè)置出現(xiàn)了嚴(yán)重的前后脫節(jié)以及學(xué)時安排不合理的情況。
(5)教學(xué)實驗、實習(xí)、實訓(xùn)條件落后,實踐訓(xùn)練水平有待提高。
(6)教學(xué)方法、手段不靈活,不能根據(jù)課程的性質(zhì)靈活選用。
(7)缺乏一些反映機(jī)電一體化先進(jìn)技術(shù)課程。
三、課程設(shè)置的改革思路:
課程設(shè)置改革的思路、方向、主線:社會需求——就業(yè)——培養(yǎng)目標(biāo)——培養(yǎng)方案——課程體系——課程設(shè)置——教學(xué)方法與模式一教學(xué)評價——結(jié)果(畢業(yè)生)——符合社會需求,根據(jù)這一思路進(jìn)行課程設(shè)置時,應(yīng)遵循下述原則:
1)應(yīng)確立高職課程體系改革的目標(biāo)是培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的高等技術(shù)應(yīng)用型人才.是一種能直接上崗的技術(shù)型人才,因此,在課程設(shè)置時要把握文化基礎(chǔ)知識以“必需、夠用”為度,專業(yè)知識強(qiáng)調(diào)針對性和實用性,要充分考慮與地方經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合。
2)課程設(shè)置應(yīng)從學(xué)生就業(yè)方面考慮,并結(jié)合本地區(qū)企業(yè)的需求。因為地區(qū)、行業(yè)的發(fā)展水平不一,企業(yè)之間所擁有的裝備和所應(yīng)用的技術(shù)在技術(shù)含量和應(yīng)用水平上就會有一定的差異,因此這也就決定著因服務(wù)面向目標(biāo)的不同從而使各高職高專院校機(jī)電一體化專業(yè)在課程內(nèi)容上存在著一定的差異。
3)由于機(jī)電一體化專業(yè)是由多個學(xué)科復(fù)合的專業(yè),因而專業(yè)技術(shù)課程內(nèi)容必須是一種綜合結(jié)構(gòu)。在設(shè)置專業(yè)課程時應(yīng)以畢業(yè)生應(yīng)具備的技術(shù)應(yīng)用能力為主線重組課程內(nèi)容,沖破原有課程(甚至學(xué)科)體系,刪除陳舊的與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相距過遠(yuǎn)的課程內(nèi)容,增添新知識,圍繞學(xué)生的就業(yè)方向,設(shè)置4——5門核心課程,一方面在理論教學(xué)的學(xué)時安排上加以強(qiáng)調(diào),另一方面要與實驗、實訓(xùn)相配合,使學(xué)生通過核心課程的設(shè)置,更進(jìn)一步了解本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)方向,從而形成具有行業(yè)特色的高職高專綜合課程。
4)在考慮課程設(shè)置時要遵循聯(lián)合國教科文組織第十八屆大會上通過的《關(guān)于職業(yè)技術(shù)教育的建議》:該建議指出“為就業(yè)做準(zhǔn)備的職業(yè)技術(shù)教育,應(yīng)當(dāng)為卓有成效地、愉快滿意地工作打下基礎(chǔ)。為此,應(yīng)當(dāng)做到:(1)使受教育者獲得在某一領(lǐng)域內(nèi)從事幾種工作所需要的廣泛知識和基本技能,使之在選擇職業(yè)時不致受到本人受教育的限制,甚至在一生中可以從一個活動領(lǐng)域轉(zhuǎn)向另一個活動領(lǐng)域;(2)為受教育者從事的第一個工作提供充分的專業(yè)上的準(zhǔn)備.并提出有效的在職培訓(xùn);(3)使個人具備在其職業(yè)生涯各階段都可以繼續(xù)學(xué)習(xí)所需要的能力、知識和態(tài)度?!庇纱丝梢?,培養(yǎng)適應(yīng)廣泛就業(yè)需要的復(fù)合型、綜合型“通才”是世界職業(yè)教育改革發(fā)展的潮流。
5)要考慮到課程的設(shè)置一方面要與學(xué)生的就業(yè)相結(jié)合,另一方面也要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,因此在課程設(shè)置時應(yīng)充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生在該專業(yè)的主干平臺課程學(xué)完后,可以結(jié)合自己的就業(yè)方向來選擇適合自己的專業(yè)核心課程。
中圖分類號:X34.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)10-0217-02
一、探究機(jī)電一體化人才培養(yǎng)模式的意義
進(jìn)入21世紀(jì),隨著電子科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及社會主義市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,企業(yè)之間的競爭越來越依靠{新技術(shù),對于制造業(yè)而言,制約其制造水平的關(guān)鍵因素就在于機(jī)電一體化技術(shù),因為機(jī)電一體化技術(shù)不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和可靠性,而且能夠把制造業(yè)的生產(chǎn)方式向著更加智能化、集成化和柔性化的方向發(fā)展。同時,機(jī)電一體化技術(shù)在制造行業(yè)的廣泛應(yīng)用,不但能夠提高生產(chǎn)效率,而且能夠節(jié)約人力、物力、財力,從而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。制造業(yè)要想在激烈的市場競爭中取得勝利,就會不斷更新機(jī)電一體化設(shè)備和技術(shù),而設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用和更新必須要以人才為核心,這就決定了機(jī)電一體化人才是當(dāng)今企業(yè)競爭獲勝的關(guān)鍵,因此,可以說制造企業(yè)之間的競爭實質(zhì)上就是人才的競爭。
雖然改革開放以來我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)步,機(jī)電一體化技術(shù)也在不斷進(jìn)步,然而我國對于專業(yè)技術(shù)型人才的培養(yǎng)卻沒有跟上經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的步伐,這是由于受到我國教育體制和重理論輕實踐的教育理念的影響。我國傳統(tǒng)的教育方式都是把基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)理論知識作為學(xué)生學(xué)習(xí)和考察的重點,而考察教師教學(xué)質(zhì)量好壞和教學(xué)效果優(yōu)劣的評價標(biāo)準(zhǔn)也是以學(xué)生是否掌握基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識作為評價依據(jù)的。這種傳統(tǒng)的教育教學(xué)方式造成很多機(jī)電一體化專業(yè)的畢業(yè)生進(jìn)入企事業(yè)單位后,都無法直接從事生產(chǎn)活動,對于一些實踐性和操作性比較強(qiáng)的工作根本沒法獨立完成。而他們在學(xué)校一直學(xué)習(xí)的理論知識在走上工作崗位后顯得毫無用處,造成學(xué)校培養(yǎng)的機(jī)電一體化人才根本無法滿足企業(yè)的要求,最終造成機(jī)電一體化實用性人才的短缺。
眾所周知,高職機(jī)電專業(yè)教育是高等教育的重要組成部分,以培養(yǎng)具有一定理論知識和較強(qiáng)實踐能力,面向生產(chǎn)、服務(wù)和管理第一線職業(yè)崗位的實用性、技能型專門人才為目的,是機(jī)電專業(yè)職業(yè)教育的高等階段。①企業(yè)需要的是應(yīng)用型人才,而不是空有理論知識而不懂得操作的書呆子,這就要求技工學(xué)院機(jī)電專業(yè)教師要盡快研究建立一個理論結(jié)合實際、學(xué)校結(jié)合企業(yè)、需求結(jié)合市場的機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)模式,從而不斷提高機(jī)電專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量,從而為企業(yè)培育出專業(yè)基本功扎實、實踐動手能力強(qiáng)、真正能夠勝任企業(yè)生產(chǎn)一線工作崗位的應(yīng)用型人才。高職機(jī)電專業(yè)教育要在激烈的競爭中獲得一席之地,就必須提高學(xué)生的實踐能力,而實踐教學(xué)環(huán)節(jié)正是提高實踐能力的主要途徑。②
二、機(jī)電一體化人才培養(yǎng)實施過程中存在的問題
(一)傳統(tǒng)教育教學(xué)模式的束縛
由于長期以來我國的教育體制都是應(yīng)試教育,雖然國家大力倡導(dǎo)素質(zhì)教育,但是應(yīng)試經(jīng)驗仍然有很大的慣性,這就使得重理論輕實踐的傳統(tǒng)教育教學(xué)模式在技工院校仍然普遍存在。在機(jī)電一體化教育教學(xué)過程中,部分技工院校的教材內(nèi)容陳舊,只注重機(jī)械電子工程理論知識的傳授,照搬高等院校學(xué)科型的人才培養(yǎng)模式,而忽視實踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用。高職機(jī)電專業(yè)教育同樣或多或少地沿襲了傳統(tǒng)的教學(xué)模式,在教學(xué)上重理論,輕實踐,以理論教學(xué)為主,把實踐教學(xué)放在次要位置,顯示不出高職機(jī)電專業(yè)的實踐性特色。③尤其是對畢業(yè)生的培養(yǎng),顯得更加的欠缺,大部分技工院校都對畢業(yè)生的培養(yǎng)不夠重視,不但實踐教學(xué)力度不夠,而且對他們的人生觀、價值觀、職業(yè)素養(yǎng)等方面的教育也是非常的欠缺,最終造成畢業(yè)生就業(yè)后由于綜合素質(zhì)不高等缺點而發(fā)展后勁不足,學(xué)校培養(yǎng)出的技能型機(jī)電人才根本缺乏競爭力,不能夠滿足社會和企業(yè)的要求。
(二)學(xué)校硬件設(shè)置的缺乏
當(dāng)前,制約技工院校機(jī)電一體化教學(xué)質(zhì)量的不僅有傳統(tǒng)教育教學(xué)模式的束縛,實踐教學(xué)課程的設(shè)計不合理等因素,更有學(xué)校機(jī)電專業(yè)硬件設(shè)置缺乏等因素的制約。近年來,隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及國家對于職業(yè)教育的日益重視,高等職業(yè)院校的辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大,招生人數(shù)也日益增多,然而,大多數(shù)技工院校的辦學(xué)設(shè)施卻長期得不到更新和增加,學(xué)校硬件設(shè)置的缺乏已經(jīng)到了影響機(jī)電專業(yè)實踐教學(xué)的正常開展。技工院校教師為了以緩解設(shè)備使用的壓,提高現(xiàn)有設(shè)備的使用率,不得不采用錯開學(xué)生實踐學(xué)習(xí)時間的方式,但隨著我校機(jī)電班學(xué)生規(guī)模的不斷擴(kuò)大,機(jī)加工設(shè)備的數(shù)量己不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)。再加上學(xué)校機(jī)電專業(yè)機(jī)械軟件一體化教室還不完善,造成學(xué)生實踐課程不得不減少,學(xué)生的專業(yè)技能沒有得到很好的訓(xùn)練,最終造成了技工院校的畢業(yè)生在畢業(yè)后實踐能力不足而無法順利就業(yè)。
(三)整體師資隊伍綜合素質(zhì)不高
高職機(jī)電專業(yè)實踐教學(xué)要求教師須具有一定的專業(yè)理論知識,同時還要求教師具備較強(qiáng)的實踐操作技能和在實踐中分析問題、解決問題等現(xiàn)場綜合應(yīng)變能力。④雖然近年來技工院校的辦學(xué)規(guī)模和招生規(guī)模不斷擴(kuò)大,學(xué)生生源相對充足,但機(jī)電專業(yè)的教師不管是數(shù)量上還是質(zhì)量上都明顯偏低,嚴(yán)重影響了技工院校機(jī)電一體化教學(xué)質(zhì)量的提高。在學(xué)歷結(jié)構(gòu)方面,機(jī)電專業(yè)教師的學(xué)歷層次普遍偏低,大多數(shù)教師的學(xué)歷都是本科學(xué)歷,研究生學(xué)歷的教師比例遠(yuǎn)不能達(dá)到國家要求的水平,在職稱結(jié)構(gòu)方面,機(jī)電專業(yè)教師高級職稱的比例相對來說是比較低的,而從年齡結(jié)構(gòu)上看,大多數(shù)教師年齡偏大,而青年教師大多數(shù)又是大學(xué)剛畢業(yè)一兩年的,青、中、老年教師青黃不接現(xiàn)象相對來說還是比較嚴(yán)重的。機(jī)電專業(yè)整體師資隊伍綜合素質(zhì)不強(qiáng)的問題將一直影響著教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的提高。
三、如何提高機(jī)電一體化的教學(xué)效果
(一)創(chuàng)新機(jī)電一體化教學(xué)模式
要改變機(jī)電一體化傳統(tǒng)的教學(xué)模式,首先必須要創(chuàng)新機(jī)電一體化教學(xué)模式,充實機(jī)電專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容和完善教學(xué)手段。要想提高學(xué)生的實踐操作能力,增強(qiáng)機(jī)電專業(yè)畢業(yè)生的競爭力和就業(yè)率,必須要加大機(jī)電專業(yè)實踐教學(xué)的比重,根據(jù)科學(xué)技術(shù)的更新內(nèi)容不斷充實實踐教學(xué)內(nèi)容,并且大量增加與生產(chǎn)崗位相近的實際操作性實訓(xùn)。由于機(jī)電專業(yè)的畢業(yè)生最終是要走上企業(yè)工作崗位的,學(xué)生的實踐操作能力的強(qiáng)弱將直接決定著他是否能夠在企業(yè)獲得長足的發(fā)展,因此,技工院校的機(jī)電一體化教學(xué)除了學(xué)校的實踐教學(xué)以外,還可以讓學(xué)生直接去企業(yè)進(jìn)行參觀實習(xí)或者頂崗實習(xí)等形式來增強(qiáng)學(xué)生的實踐操作能力。
(二)增加機(jī)電專業(yè)的資金投入
技工院校機(jī)電一體化教學(xué)的順利開展和教學(xué)質(zhì)量的提高離不開大量的硬件支撐,而這些教學(xué)硬件設(shè)施的更新是需要充足的資金作為保障的。但由于國家對于高等教育的重視和資金投入都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高等職業(yè)院校,再加上部分職業(yè)院校領(lǐng)導(dǎo)的對于機(jī)電專業(yè)實踐教學(xué)的不夠重視,造成機(jī)電專業(yè)一體化的實訓(xùn)教學(xué)設(shè)施長期落后,教學(xué)設(shè)施長期得不到改善,從而制約了教學(xué)質(zhì)量的提高。因此,要想改變這一狀況,不但需要國家的大力支持,同時也需要技工院校領(lǐng)導(dǎo)和社會、企業(yè)的的支持,加大對機(jī)電一體化專業(yè)的資金投入。
(三)加大機(jī)電一體化師資隊伍建設(shè)力度
要想提高機(jī)電一體化教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,培育出實踐型的高素質(zhì)機(jī)電專業(yè)人才,必須要有一批高素質(zhì)的師資隊伍作為保障,因此必須要加大機(jī)電一體化師資隊伍建設(shè)力度。技工院校必須要以提高教師綜合素質(zhì)為核心,一方面堅持以培養(yǎng)、引進(jìn)專業(yè)帶頭人為龍頭,促進(jìn)師資隊伍梯隊建設(shè),另一方面要加快師資培養(yǎng)速度,提高專任教師實習(xí)、實訓(xùn)的指導(dǎo)能力。另外,加強(qiáng)校企合作的方式和途徑,一方面學(xué)校有計劃有針對性地安排專業(yè)教師走進(jìn)企業(yè),了解企業(yè)新設(shè)備、掌握新技術(shù),另一方面邀請企業(yè)的中高級技師和管理人員到學(xué)校對學(xué)生進(jìn)行實踐指導(dǎo)和專業(yè)講座。
綜上所述,技工院校機(jī)電一體化教學(xué)仍然存在這樣和那樣的問題,而機(jī)電專業(yè)教學(xué)的改革和創(chuàng)新也將是一個長期的系統(tǒng)工程,但只要國家、企業(yè)、學(xué)校高度重視,加大投入力度,專業(yè)教師只有不斷創(chuàng)新教育教學(xué)方法和模式,就一定會培養(yǎng)出符合企業(yè)需要的實踐型人才。
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腳注:
①趙毅,蘭杰,張雁琴,羅亞,對高職機(jī)電專業(yè)建設(shè)的思考[J]湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2006年6月
②何志勇,走出一條高效的職校發(fā)展之路[J].湖北職教,2004.2
③李金,高等職業(yè)教育實踐教學(xué)研究與探索[D],山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006
近些年來,光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展,在民用產(chǎn)業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此,光機(jī)電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機(jī)械產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要趨向。
1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征
光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計算機(jī)和傳感器五個部分組成,相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。和傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較,光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。
1.1 體積小,重量輕,適應(yīng)性強(qiáng),操縱更方便
光機(jī)電一體化技術(shù)使得操縱職員擺脫了以往必須按規(guī)定操縱程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操縱的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操縱程序,任何一臺光機(jī)電一體化裝置的動作,可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實現(xiàn),甚至實現(xiàn)操縱全自動化和智能化。
1.2 功能增加,精度大幅進(jìn)步
光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制 水平進(jìn)步,運(yùn)算速度加快,通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作,其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差,達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時,由于機(jī)械傳動部件減少,機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3 部分硬件實現(xiàn)軟件化,智能化程度進(jìn)步
傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動保護(hù)直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序,指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能,使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨向向"軟件化"和"智能化"。
1.4 產(chǎn)品可靠性得到進(jìn)步,使用壽命增長
傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動部分,一般都伴隨著磨損及運(yùn)動部件配合間隙所引起的動作誤差,導(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重,嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,使裝置的可動部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機(jī)械磨損。因此,裝置的壽命進(jìn)步,故障率降低,從而進(jìn)步了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
1.5 融合了多種學(xué)科新技術(shù),衍生出很多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品
光機(jī)電一體化產(chǎn)品的探究開發(fā)涉及到很多學(xué)科和專業(yè)知識,包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等,就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)和機(jī)械技術(shù)各自的上風(fēng)結(jié)合起來,衍生出很多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。
1.6 產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng),各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求進(jìn)步
光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊沿科學(xué)技術(shù),多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合,使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求,這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長避短,進(jìn)步系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
2.探究目前狀況和發(fā)展趨向
2.1探究目前狀況
自從我國實行改革開放以來,科技領(lǐng)域急起直追,我國的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效,數(shù)控產(chǎn)品有了很大的進(jìn)步,尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快,是我國特有的經(jīng)濟(jì)實用產(chǎn)品,不但適用國內(nèi)市場的需要,部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器(PC)和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多,覆蓋面也日益擴(kuò)大,從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕產(chǎn)業(yè)機(jī)械都是如此,我國自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備,在質(zhì)量上也有重大突破,為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。 【
2.2 發(fā)展趨向
光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學(xué)科、領(lǐng)域,成為一種新興的學(xué)科,并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè),而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長點越來越受到高度重視。
從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看,光機(jī)電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱門主要包括摘要:
(1)激光技術(shù)
1)高單色性,利用激光高單色性作精密丈量時,可極大地進(jìn)步丈量精度和量程。
2)高方向性,因具有很遠(yuǎn)間隔傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)間隔激光通訊、激光測距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遠(yuǎn)控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點四周可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫,可使照射點物體熔化或汽化,對各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。
4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通訊、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計算機(jī)的研制,而在實際運(yùn)用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性,應(yīng)用范圍更廣。
(2)傳感檢測技術(shù)
1)激光準(zhǔn)直,能夠丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準(zhǔn)丈量。
2)激光測距,其探測間隔遠(yuǎn),測距精度高,抗干擾性強(qiáng),體積小,重量輕,但受自然影響大。
3)光纖探測器,在目標(biāo)很小,間隔受限或危險的環(huán)境中,最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。
(3)激光快速成型技術(shù)
激光快速成型是利用計算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié),由點、線構(gòu)造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場,極大地進(jìn)步了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。
(4)光能驅(qū)動技術(shù)
利用光致變形材料可制作光致動器和光機(jī)器人?,F(xiàn)已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在外形記憶合金上,反復(fù)地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證,該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于低級階段,假如能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光功能特性的動態(tài)物質(zhì),則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。
3.結(jié)語
技術(shù)上的改革和和之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾M(jìn)電子技術(shù),產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機(jī)電一體化,便具有很高的功能水平和附加價值,將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。
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