机电一体化技术课程改革诌议

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  • 时间:2019-01-02 15:15
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为推进机电一体化课程教改,提高学生职业技能,拓宽学生就业渠道,在吸收日本等机电一体化技术比较发达国家的教学经验的基础上,尽量吸收目前机电一体化技术的较新较稳定的内容,按照任务驱动、项目化教学的模式,编制相关教材并由此展开教学,对本课程的教材建设有一定的参考意义。

机电一体化;课程改革;C5W;4A革命

1.问题的提出

国家教育部对高职院校人才定位是高技术技能型人才,学习的技能不仅能满足目前的岗位需求,而且能满足未来较长时期的岗位需求[1]。比如新加坡南洋理工学院就明确指出,要为学生未来15年就业岗位提供技能储备,教育应该是面向未来的。这就要求高职院校培养的学生应该不同于中职学生,其学习的技术应该有一定的深度,且应该学会知识、技能迁移能力[2]。

目前我国的机电一体化技术专业招生形势很好,但是由于师资、实验条件、专业建设思想等领域较机电一体化技术最为发达的日本有很大差距,导致培养出来的毕业生与企业、市场的需求有很大差距[3]。《机电一体化技术应用》这门课程在机电一体化技术专业的核心专业课,在职业技能培养上起着关键作用。目前机电一体化专业的学生就业面比较广,但是适应本行业工作的技能能力不足,学生的转岗率较其他新兴专业高[4][5]。这就说明现行的《机电一体化技术应用》课程设置有一定的问题,课程改革势在必行。

2.目前国内本课程教材中存在的问题

《机电一体化技术实训》是机电一体化技术专业的核万博博彩娱乐,万博客户端,万博手机登陆心专业课。长期以来,关于这门课程应该学什么,国内外专家学者仁者见仁,智者见智,目前很多教材也大多基于一种控制器来介绍机电一体化技术,管中窥豹,难以反映机电一体化技术的全貌。也有不少高职院校,直接借用普通高校的教材或者本科压缩版[6]。目前学生学习过程中普遍反应教材过于理论化、不强调技能培养。

《机电一体化技术实训》这门课程难教难学,已经是教师和学生的共识。为什么出现这种现象,原因是多方面的技术复杂性、大多数职业院校缺乏必要的实训实验条件、没有合适的项目化教材作为教学授课的载体等等都是其中原因。

3.编写本教材的指导思想

想毕全功于一役,是不切实际的想法。本人想编写一本既能反映机电一体化技术全貌、又能提高学生专业技能的项目化教材,以期抛砖引玉,达到攻错目的。

《机电一体化技术实训》应该教什么,是一个值得认真思考的事情。笔者虽然从事机电一体化技术教学已经有不少年了,但对这个问题仍然不敢妄置一词。这里本人略展浅陋,说出自己的一得之愚,希望能得到各位方家的指正批评

(1)机电一体化是自动化的一个分支,其实质大致在于实现C5WCAD、CAM、CAE、CAT、CONTRIL、WEB。现行课程中对于CAD、CAM的部分多有所阐发,但是后三者往往有较大的提升空间,这是本教材努力的一个方向。

(2)机电一体化系统先在广泛应用于工厂自动化(包括过程自动化)、办公自动化、家庭自动化以及社会服务自动化等各种自动化环境中,目前大多数教材对工厂自动化介绍较多,对其他介绍得很不够,这是本教材努力的另外一个方向。

(3)各类工业计算机各自有其应用领域,但是目前教材缺乏对各种主流控制器的介绍,这也是本教材努力的一个方向。

(4)因为机电一体化技术这门课程涉及到的单元技术相当多,而很多学校的实验实训设备多有不足,所以机电一体化技术实训目前应该利用虚拟仿真手段搭建基本的实训平万博博彩娱乐,万博客户端,万博手机登陆台,弥补目前硬件之不足。

4.教材编写体例及主要内容

由于上述的因素,本书拟分为以下几个项目

CAD/CAM领域使用matlab 完成机械运动学和动力学分析,涉及到整体最优化理论和智能化设计理论;使用三维造型软件UG或Pro/E完成无侧隙齿轮的结构设计和NC程序,此模块采用项目1机械运动学和动力学分析和项目2无侧隙齿轮的设计作为载体。

CAE领域使用ansys完成机械零件的应力场分析,以项目3机械零件的应力场分析作为载体。

CAT领域使用labview完成一个数据采集系统,以项目4简单数据采集系统的设计作为载体。

CONTROL领域这是本书的重点。主要学习运动控制系统的设计、顺序控制系统的设计、基于RS232C的通讯等,以项目5运动控制系统的设计、项目6顺序控制系统的设计、项目7 数控机器运动控制指令生成、项目8基于RS232C的通讯四个项目作为实现载体。一般而言,学生在学习《机电一体化技术应用》课程前,已经学习过单片机、PLC,本课程安排项目5、项目6主要考虑的是技能的迁移能力。比如我学院学生单片机课程已经学习了avr单片机,项目5除了简单介绍C51的语法、编程环境外,主要介绍一个应用程序如何实现从avr系统转移到51系统移植;我学院学生PLC课程已经介绍了三菱PLC,本课程项目6主要介绍一个PLC应用程序从三菱PLC移植到Ormon PLC上的技能。

WEB领域主要学习静态和动态网站制作、XML、DOM、物联网基础等实现办公自动化、家庭自动化以及社会服务自动化要件,以项目9 WEB和物联网技术介绍作为载体,这里的网络包括万维网、工控网、物联网,学生们通过这个项目可以了解wamp的搭建过程,学习PHP编程、ajax、jquery技术。

学科前沿主要介绍新能源、新材料、MEMS、光机电一体化等,以项目10机电一体化前沿展望作为载体,此项目万博博彩娱乐,万博客户端,万博手机登陆主要以参观无锡科技馆、PPT为主,拓宽学生视野。

当然,为了让学生对《机电一体化技术应用》有一个整体印象,本人安排了机电一体化技术概述,放在最前面作为理论课讲授。

5.本教材的特点、教学建议及不足

本教材作为校本教材,已经在本学院使用过一年,预期在明年正式出版。从开始编写教材到完成一个教学循环,整整经历了两年时间,其间辛苦,如人饮水,冷暖自知。本教材内容与以往教材有比较大的不同,不少项目没有任何资料可供参考,由本人自行编著完成。教材基本上按照C5W的历年来组织教材的体例;囿于大多数高职学校的实验实训条件,本教材上的项目实操时可选择采用虚拟仿真技术搭建基本实训平台或采用真实的工业情境搭建实训平台两种运行模式,供授课老师选用;本教材除了教授FA的相关技能外,对OA、PA等自动化及WEB领域进行了力所能及的介绍,基本反映了目前的主流新技术,对拓展学生的就业面向,扩宽学生的专业视野,较为全面的理解机电一体化技术体系有一定的参考价值。经过一年的教学实践,学生普遍反馈较未改革前教学效果明显,学生通过这门课程学习到了matlab,laview,Pro/E,VB,Ansys、Ormon PLC,51单片机、PHP、Ajax、Jquery等新技术,收获很大。

按照本教材教学或者按照本教材理念进行《机电一体化技术应用》课程教学时,至少要使用机房,必须确保每个学生一台可联网的电脑;本课程要学习的任务较多,需要较多的课时,实践环节比重大,教学计划编制必须合理;每个项目必须由老师演示、学生联系、老师考核打分诸环节组成,教师必须确认学生已经掌握了相关技能后才能进行下一个技能的教授。

当然由于本人学识不足,高职学生层次不高,本教材所涉及的各种技能不能肆意深入,有些项目只能做到引学生入门的程度;淡化理论,使用live code进行教学,因而学生理论方面有所欠缺。这都有赖于今后教学中进一步调整、平衡。

【参考文献】

[1]于杰,李涛.高职高专机电一体化专业建设与课程体系构建[J].中国成人教育,2008,(12)100-102.

[2]李宏.构建机电一体化技术专业课程体系的探索[J].机械工程与自动化,2004,(6)6971.

[3]江庆.《机电一体化技术》课程教学的一些探讨[J].现代企业教育,2009,(1)1516.

[4]囝华,汪木兰,朱思洪.《机电一体化系统设计》课程教学改革的实践[J].中国科技信息,2008,(15)241242.

[5]董爱梅.《机电一体化系统设计》课程考核改革的探索与实践[J].考试,2O08,(41)1112.

[6]左月明.浅谈机电一体化课程的教法[J].山西农业大学学报,2000,(3)307308.




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