机电一体化课程标准
机电一体化系统由机械系统、信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统五个子系统组成。
全闭环系统、半闭环系统。
机电一体化的基本特征是给机械添加了“头脑”。
机电一体化系统必须具有一下三个“目的功能”：
1、变换功能；
2、传递功能；
3、储存功能。
机电一体化系统设计的考虑方法通常有：机电互补法、融合（结合）法和组合法。机电一体化系统的设计类型大致有以下三种：
1、开发性设计；
2、适应性设计；
3、变异性设计。P13
并行工程与串行工程的差异就在于在产品的设计阶段就要按并行、交互、协调的工作模式进行系统设计，就是说，在设计过程中对系统生命周期内的各个阶段的要求要尽可能地同时进行交互式的协调。
丝杠螺母机构主要用来将旋转运动变换为直线运动或直线运动变换为旋转运动。
丝杠螺母机构的基本传动形式有：
1、螺母固定、丝杠转动并移动（获得较高的传动精度）；
2、丝杠转动、螺母移动（结构紧凑、丝杠刚性较好，适用于行程较大的场合。常用！！）；
3、螺母转动、丝杠移动；
4、丝杠固定、螺母转动并移动。
滚珠丝杠副的螺纹滚道有单圆弧形和双圆弧形。滚道型面与滚珠接触点的法线与丝杠轴向的垂线间的夹角α称接触角，一般为45°。P26
滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。外循环从结构上看有三种形式：
1、螺旋槽式；
2、插管式；
3、端盖式。
基本导程Ph。
滚珠丝杠副在有负载时，滚珠与滚道面接触点处将产生弹性变形。换向时，其轴向间隙会引起空回。这种空回是非连续的，既影响传动精度，又影响系统的稳定性。
调整预紧的方法：
1、双螺母螺纹预紧调整式；
2、双螺母齿差预紧调整式；
3、双螺母垫片预紧调整式；
4、弹簧式自动调整预紧式；
5、单螺母变位导程预紧式和单螺母滚珠过盈预紧式。
常用轴承的组合方式：
1、单推—单推式；
2、双推—双推式；
3、双推—简支式；
4、双推—自由式（轴向刚度和承载能力低）。
当选定执行元件步距角α、系统脉冲当量δ和丝杠基本导程Ph之后，其减速比i应满足匹配关系为iPh)。
各级传动比的最佳分配原则：
1、重量最轻原则；
2、输出轴转矩角误差最小原则；
3、等效转动惯量最小原则。
谐波齿轮传动的传动比：P41
圆柱齿轮传动的齿侧间隙的调整方法：
1、偏心套（轴）调整法；
2、轴向垫片调整法；
3、双片薄齿轮错齿调整法。
间歇传动机构：
1、棘轮传动机构；
2、槽轮传动机构；
3、蜗形凸轮传动机构。
机电一体化系统对导轨的基本要求是导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、耐磨性好、温度变化影响小以及结构工艺性好等。
导向精度是指动导轨按给定方向作直线运动的准确精度。
导轨副的截面形状：
1、三角形导轨（磨损后能自动补偿）；
2、矩形导轨；
3、燕尾形导轨；
4、圆形导轨。
静压导轨副工作原理P65-P66。
方向精度是指运动件转动时，其轴线与承导件的轴线产生倾斜的程度。
置中精度是指在任意截面上，运动件的中心与承导件的中心之间产生偏移的程度。嵌入式滚动支承形式：图a所示的结构，接触面积小，其摩擦阻力矩较另外两种小，但所承受的载荷也较小，在耐磨性方面也不及后两种结构好。图b所示结构能承受较大载荷，但摩擦阻力矩较大。图c所示结构，在承受载荷和摩擦阻力矩方面，介于前两者之间。P71
执行元件的种类：
1、电动式执行元件；
2、液动式执行元件；
3、气动式执行元件。特点：P91。
步进电动机一般为开环控制，直流和交流伺服电机可采用半闭环或全闭环控制方式。闭环控制方式可得到比开环控制方式更精密的伺服控制。
电动机的功率密度PG。电动机的比功率dp/dtd(T)/dtTNd/dtTTN2TNTN/Jm。
对于起停频率低，但要求低速平稳和扭矩脉动小，高速运行时振动、噪声小，在整个调速范围内均可稳定运动的机械；对起停频率高，但不特别要求低速平稳性产品。
直流伺服电机与驱动：P98。脉宽调制直流调速驱动系统原理如图3.4所示。P99。步进电机是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及其频率成正比，并在时间上与输入脉冲同步。
步进电动机的特点：
1、工作状态不易受各种干扰因素的影响；
2、步距角的误差不会长期积累；
3、控制性能好，不易“丢步”。
步进电机的工作原理。P105-P107
步距角的大小与通电方式和转子齿数有关，大小为：360/(zm)。m—运行拍数，通常等于相数或相数整数倍，即mKN（N为电动机的相数，单拍时K=1，双拍时K=2）。
实现环形分配的方法有三种：
1、采用计算机软件，利用查表或计算方法来进行脉冲的环形分配，简称软环分；
2、采用小规模集成电路搭接而成的三相六拍环形脉冲分配器；
3、采用专用环形分配器器件。
将一个步距角细分成若干步的驱动方法称细分驱动。
要实现细分，需要将绕组中的矩形电流波改成阶梯形电流波，即设法使绕组中的电流以若干个等幅等宽度阶梯上升到额定值，并以同样的阶梯从额定值下降为零。
使用微型计算机对步进电机进行控制有串行和并行两种方式。
专用控制系统适合于大批量生产的机电一体化产品。
对于多品种、中小批量生产的机电一体化产品来说，由于还在不断改进，结构还不十分稳定，特别是对现有设备进行改造时，采用通用控制系统比较合理。
微型计算机：字长—微处理器的字长定义为并行数据总线的线数。字长直接影响数据的精度、寻址的能力、指令的数目和执行操作的时间。速度—速度的选择与字长的选择可一并考虑。
按微处理机位数可将微型计算机分为位片、4位、8位、16位、32位和64位等机种。位数是指微处理机并行处理的数据位数，即可同时传送数据的总线宽度。
机器语言是设计计算机时所定义的、能够直接解释与执行的指令体系，其指令用“0”、“1”符号所组成的代码表示。当CPU的引脚MN/MX接到+5V时，8086/8088工作于最小模式。MN/MX接地，8086/8088则工作于最大模式。最小工作模式是指单处理器系统。
最大工作模式是相对于最小工作模式而言的。其特征是系统中可以包括两个或多个微处理器。
8086/8088引脚的功能定义。P137—P140
8086CPU最小工作模式系统的典型配置。P141图4.7
I/O寻址方法。P152
光电隔离电路的作用：
1、可将输入与输出端两部分电路的地线分开，各自使用一套电源供电；
2、可以进行电平转换；
3、提高驱动能力。
光电耦合隔离电路应用。P169
传感器是将被检测对象的各种物理变化量变为电信号的一种变换器。
按输出信号的性质可将传感器分为开关型、模拟型和数字型。
P180
传感器与微机的基本接口。表4.32
模拟量转换输入方式。表4.33
采样是指将连续时间信号转变为脉冲或数字信号的过程。
D/A转换过程。P206
直线插补与圆弧插补。P247
典型负载是指惯性负载、外力负载、弹性负载、摩擦负载。
等效转动惯量、等效负载转矩。P251公式（7.3）、公式（7.8）
计算举例。P251
额定转矩T（N.m或N.cm）应大于所需要的最大转矩。
系统执行元件的转矩匹配：TTeqT惯
有源校正，通常不是靠理论计算而是用工程整定的方法来确定其参数的。方法如：P265 调节器控制作用有三种基本形式，即比例作用、积分作用和微分作用。
控制作用对系统产生的控制结果。P267
由于减速器的主动轮和从动轮之间间隙的存在和传动方向的变化，齿轮传动的输入转角和输出转角之间呈滞环特性。
传动间隙对伺服系统的影响：
1、闭环之内的动力传动链齿轮间隙影响系统的稳定性；
2、反馈回路上的传动链齿轮传动间隙既影响系统的稳定性又影响系统精度。
可靠性是系统在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。
保证系统可靠性的方法：
1、提高系统的设计和制造质量；
2、冗余技术；
“教育部关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见 (教职成[2011]12号) ”指出:“要推行‘双证书’制度, 实现专业课程内容与职业标准对接”。目前, 我国高等职业教育已由以规模扩张为主转变为以内涵建设、提高质量为主。高职教育教学改革的核心是课程改革 (主要体现在课程体系的重构、课程内容的选取、教材的开发及教学方法与教学评价的改革等方面) , 课程标准作为课程实施的依据, 它引导着课程改革的方向, 因此, 制定好每门课程的教学标准, 对教师顺利完成教学任务, 实现课程培养目标, 提升教学质量就显得十分重要。
1 高职课程标准与国家职业标准的内涵
1.1 高职课程标准
高职教育的课程标准是依据某专业人才培养目标的要求, 以学生职业素养和职业技能的形成为重点, 为教与学提供详细指导而编写的指导性文件。它是专业人才培养方案的具体化, 是每一门课程教学过程的执行规范, 是管理与评价课程的基础。课程标准包括“课程的性质与任务”、“职业行动领域 (典型工作任务) ”、“课程目标”、“课程内容与要求”、“教学组织与实施”、“教学材料的编写与选择”、“教学评价”、“课程相关资源的开发与利用”等内容。
1.2 国家职业标准
国家职业标准是在职业分类的基础上, 根据职业 (工种) 的活动内容, 对从业人员工作能力水平的规范性要求。它是从业人员从事职业活动, 接受职业教育培训和职业技能鉴定以及用人单位录用、使用人员的基本依据。国家职业标准由劳动和社会保障部组织制定并统一颁布。国家职业标准要求对从业人员进行职业资格鉴定, 将职业资格等级划分为五级, 分别对应为初级工 (五级) 、中级工 (四级) 、高级工 (三级) 、技师 (二级) 与高级技师 (一级) 。由于国家职业资格标准中规定了具体岗位的一些基本要求, 具有典型的行业特点, 因而对高职教育课程标准的制定有很强的指导性。
2 在制定专业课程标准时应遵循的原则
2.1 应融入职业资格标准
高职院校的任务是为社会培养合格的高端技能型专门人才, 因此在制定高职专业课程标准时应引入现行职业资格标准中的中、高级工职业资格标准 (代表现在的岗位要求) 。
2.2 应校企合作共同开发
通过聘请企业兼职教师与校内专任教师一起联合开发课程标准, 所制定的课程标准不仅可以直接反映企业对人才的要求, 保证课程内容、教学手段及考核方法与企业实际紧密结合, 为学生后续从事职业工作提供素质、技能与知识储备, 还可以将其作为企业员工岗位培训的标准, 通过专任教师开展社会服务对企业员工进行培训, 则给企业带来了方便, 可为企业节约培训成本。
2.3 应便于开展工学结合
在制定课程标准时应依据社会发展的需求和学生职业生涯的发展规律。课程内容要体现主要职业行动领域的要求;课程实施要注重学校、企业双线工学交替, 推行任务驱动、项目式教学, 让学生通过工学结合的方式完成一系列可以操作、学习和传授的具体工作任务, 使学生能获得与企业发展需求相一致的职业素养和职业能力。
2.4 应明确具体, 便于考核
课程标准关于工作过程知识的描述应是企业技术交流和管理实施过程中通用的术语, 应明确具体, 以便学生能与企业工程技术人员进行有效沟通, 便于学生理解和掌握所学的专业知识与技能。所制定的课程评价标准应便于对学生的学习效果开展过程考核。同时, 课程标准不能制定的过于宽泛, 否则无法有效落实。
3 如何实现专业课程标准与职业资格标准的对接
3.1 课程体系设计应与职业岗位对接专业人才培养
的目标不可能涵盖现在和未来的所有岗位, 为提高人才培养的针对性, 可按学生的职业生涯发展进程将岗位划分为基本岗位、提升岗位和发展岗位。首先在课程体系的设计过程中要考虑如何按能力递进实现课程设置与职业岗位的对接。如:机电一体化技术专业针对基本岗位设置了“电工技术”和“电子技术”课程, 课程标准与“电工”初级的技能与知识要求对接, 也与企业对员工能胜任电工、电子产品安装调试等岗位的要求对接;针对提升岗位设置了“机床电气控制”和“PLC编程与应用”两门课程, 课程标准与“维修电工”中、高级工的技能与知识要求对接, 也与企业对员工能胜任电气设备及系统的调试维护等岗位的要求对接。
3.2 选取的课程内容应与工作任务对接
课程内容的选取一方面要坚持以职业活动 (工作过程) 为导向, 以项目 (工作任务) 为载体, 优化教学内容 (如机电一体化技术专业的“CAD/CAM应用”课程, 把电风扇的外形设计作为一个项目, 学生通过完成该项目所包含的机头、扇叶、扇盖等部件的设计及最后组装, 对所使用的三维设计软件有了很好地掌握, 表现出极高的学习兴趣, 感到非常有成就感。另一方面要按“分级别、模块化”的开发思路将不同的教学项目组合成独立的教学模块, 并按学习的难易程度和技能训练的复杂程度对模块进行合理序化, 形成柔性化的模块结构。如机电一体化技术专业将“数控机床操作与维护”课程, 针对数控机床的操作、安装、调试、维护和技术管理等典型工作任务, 设置了“数控车床、铣床的操作与维护” (A级) 、“加工中心的操作与维护” (B级) 二个项目, 每个项目含若干教学模块。B级供机电一体化技术专业学生学习, A级供相近专业学生学习。
3.3 课程的教学过程应与生产过程对接
将企业的工作任务, 引入到教学过程中来, 并按照企业生产的实际要求, 将企业的生产过程情景通过视频传输到课堂中, 如果有合作企业的, 可以切身的到现场去体会生产过程, 进行现场教学;有条件的学校可以进行专职教学和企业兼职教师联合进行授课, 发挥各自的长处, 通过企业的工艺, 质量以及管理要求来进行教学行动, 并做到教学和生产过程的对接。
3.4 课程的评价应与社会评价对接
课程评价既要突出职业资格标准的导向作用, 重视职业技能和综合职业能力考核, 将行为目标贯穿教学活动的始终, 以强化学生规范行为的养成。在课程评价上, 应大力推行“双证书”制度。职业资格证书主要针对提升岗位的要求, 可帮助学生取得从业资格;学历证书则主要针对基本岗位和发展岗位要求, 可帮助学生掌握基本知识、技能, 培养其终身学习的能力。即学生毕业时, 应达到中级工水平, 以满足基本岗位的工作要求;参加工作1至3年, 应达到高级工水平, 能满足提升岗位的工作要求;参加工作3～10年, 应达到技师水平或基层生产管理人员水平, 以满足发展岗位的工作要求。
综上所述, 在高职院校期间, 不仅要求学生掌握到高等教育中所要求的理论知识, 还要求具备一定的综合能力, 并做好学校教学与职业资格标准的对接, 这是真个教学活动的关键。以职业资格标准为教学活动的培养目标, 并对现行的课程体系和教学内容进行改革, 重视学生职业能力的培养, 使职业教育的教学质量得到全面的提升。
参考文献
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[2]刘晓欢, 向丽.高职课程标准基本问题探讨[J].中国高教研究杂志, 2009, (4) .
关键词： 机电一体化系统设计 考核方式 思路 改革
《机电一体化系统设计》是一门面向机械设计制造类专业所开设的专业综合特色课程，是集机械、电子等基础课程知识为一体的综合性专业课程，课程在学生所学专业课的基础上，从机械电子结合的角度介绍机电一体化的主要研究内容及应用领域，并结合机电一体化典型设备，讲述相关系统产品的组成原理及工作过程，阐明机电一体化技术原理。课程具有较强的实践性特征，因此，要求学生在学习过程中既重视和掌握基本概念、基本原理和基本方法，又重视相关理论的应用，加强实践环节的学习和运用[1-2]。针对该课程以上特点，如何开展课程的考核成为课程教学改革的关键，本文在综合分析课程特点的基础上，论述了现有考核方式的特点，分析探讨了不同考核方式优缺点，提出课程考核方式改革的思路，为高校机械设计制造类专业《机电一体化系统设计》课程教学改革提供一定参考。
1.《机电一体化系统设计》课程特点
《机电一体化系统设计》课程作为机械技术与微电子技术的新兴交叉学科，在机制专业课程体系中占据重要地位，融合了机械技术、电子技术、信息技术等多种学科，将机械技术、检测传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、信息处理技术、系统总体技术等多种技术融于一体，体现了“以机为主、以电为用、机电有机结合”的原则，具有综合性和应用性强的突出特点，课程对培养学生机电一体化设计能力具有重要作用。
课程在学生所学专业课的基础上，从机械电子结合的角度介绍机电一体化的主要研究内容及应用领域，结合机电一体化典型设备，讲述相关系统产品的组成原理及工作过程，使学生了解机电一体化的组成及发展方向，掌握典型机电一体化系统及产品的基本工作原理，了解有关机电一体化仪器、设备的应用。通过该课程的学习，以期达到课程教学目标，即通过相关学科知识的学习和掌握，促进学生系统了解机电技术学科知识，掌握机电一体化产品系统设计方法，提高学生“机电有机结合”的实际应用能力[3-4]。
2.当前主要的考核方式及其特点
2.1试卷考试。
试卷考试主要通过期末考试评估学生对专业知识的掌握情况，主要有开卷考试、闭卷考试及半开卷考试等形式。试卷考试一定程度上反映了学生对于机电一体化系统设计课程知识点的学习水平，但是，学生突击背复习题应付考试现象较为普遍，而且结合《机电一体化系统设计》实践性、应用性强的课程特点，单纯采用试卷考试很难实现课程“提升学生机电有机结合的实际应用能力”的教学目标，而且课程考试一般在结课后一次性完成，无法完全反映学生对于课程的整体学习效果，缺乏对于课程的过程管理。
2.2平时成绩与试卷考试相结合。
针对试卷考试存在的过程监控不足等弊端，许多院校在考核过程中引入平时成绩考核环节，平时成绩主要由期中考试测验、出勤、平时作业等组成，一般权重在20—40%。课程总评成绩最终由平时成绩和期末成绩两部分组成，期末成绩为试卷成绩。该种方式对课程的过程管理进行了监控，提高了学生平时学习的积极性，有助于学生在课堂上认真学习、积极思考，课下认真完成作业，但是该种考核方式对于课程考核权重及平时考核项目的设置要求较高，教师需对平时作业的布置、创新类实践项目设置等平时考核环节进行较好的把握。
2.3结课论文。
结课论文通过学生在课程结束后提交结课论文的方式完成课程考核，结课论文考核方式有助于培养学生的创新和初步的科研能力，有助于培养学生查阅文献的能力，对于课程论文，一般要求选题结合机电一体化系统设计方面的内容，原则上一人一题。
结课论文考核方式一定程度上调动了学生的学习主动性，但是在实施过程中，针对《机电一体化系统设计》实践性、应用性强的课程特点，要求学生在结课后期较短时间内完成质量较高的课程结课论文难度较大，易出现论文分析肤浅、运用课程理论知识点不足等问题。
2.4基于CDIO的“机电一体化系统设计”考核方式[5]。
基于传统考核方式存在的问题，相关人员提出CDIO考核方式，该方式以项目设计为导向，强调学习评估方法和学习成果相结合。考核模式采取“4+3+1+2”考核方式。具体做法是：在考核前一个月左右给学生布置一批应用性比较强的机电一体化系统设计方面的课题，学生在这段时间内有针对性地查阅有关资料，编制程序框架，调试程序并进行仿真，在考前一周，进一步强化学生的上机调试能力，适当缩小命题范围，减小难易程度，突出重点，命题采用分类随机抽签的方法，学生在上机考核过程中，规定时间，一人一机，分组进行，教师重点考核其对课程内容的掌握及实践技能，并进行答辩。答辩时，教师针对考题进行提问，考核成绩最终由平时、上机技能、答辩情况及调试结果综合评定，从而考核学生对课题的准备情况、理解程度及实践技能。对于动手能力较强的学生，鼓励成立兴趣小组，开展科技创新活动，明确职责，利用实验室的开放，对自己的课题设计一个机电一体化系统实物模型，通过当场演示，讲解分析，教师注重过程考核，根据学生的分工、设计、演示情况和答辩情况综合打分，得出本门课程成绩。这种考核方式的优点是引导学生平时注重学习，有的放矢，积极主动地配合教师的日常教学活动，上课互动性好，能有效地激发学生上课学习的积极性，提高学习效率。
2.5采用职业技术资格考试来代替传统考试[6]。
职业资格证书是反映劳动者具备某种职业所需要的专门知识和技能的证明，与学历文凭不同，职业资格证书更多地反映了特定职业的实际工作标准和规范，以及劳动者从事这种职业所达到的实际能力水平。它是劳动者求职、任职、开业的资格凭证，是用人单位招聘、录用劳动者的主要依据，也是境外就业、对外劳务合作人员办理技能水平公证的有效证件。
职业技术资格证书涉及知识、技能、能力和素质等多个角度，并侧重于技能、能力和素质的提高。因此，在利用其取代传统考试的同时，需对照人才培养目标和课程教学目标的要求，从认知、操作技能与能力和职业素质等方面，全面系统地考察其可行性，并将其作为选择和确定结业考试内容的依据。目前，可参照“数控中级工”、“维修电工”等工种中的一类或多类项目进行考虑，学生通过取得相应职业资格证书后申请课程免考的方式进行。
3.课程考核方式改革思路
基于《机电一体化系统设计》课程实践性、应用性强的课程特点，结合机械类专业人才培养目标，考核过程中，可在充分论证的基础上，将简单的一次性考试考核向多种形式并重的方式转变，将理论考核向理论与实践相结合方向转变，将组织方式由学校组织向社会认可的职业资格考试方式转变，具体思路如下：
3.1丰富考试考核形式，强化其合理性。
为了提高考试考核的公平性与合理性，考试考核的形式不能仅仅局限于传统方式[7]。考核过程中，合理引入平时成绩考核，将现有的一次性考试考核转变为多次考核，通过综合课堂表现成绩、随堂测验成绩、平时作业成绩、实习成绩等多方面的指标决定最终的综合考核成绩，在此基础上，确立合理的评价指标体系，优化评价标准，合理分配考核指标权重，以期合理、公正地反映学生对于课程的学习效果。
3.2完善考核内容，强化考核过程管理。
为了使课程考核能够真实反映学生学校效果，课程组需在进一步分析课程教学目标的基础上，完善课程考核内容，形成理论考核与实践考核试题库，并结合机电一体化技术发展方向，及时更新完善考核内容，根据实际及时修正考试内容，提高考核内容更新效率。在平时考核环节，需进一步加强过程管理，完善平时考核方式方法，提高其可操作性。
3.3拓展考核组织方式，多渠道实现课程考核。
在考核组织方式上，突出国家职业资格鉴定考试，引入职业资格证书制度[8]，通过课程学习，在合理分析人才培养目标及课程教学目标的基础上，确立适于课程考核要求的职业资格类别，建立与国家职业资格鉴定考试考核接轨的以职业综合能力（职业技能）和职业素质考核为主线、知识能力素质全面全程考核的考试考核体系，实现课程的多方式考核，使学生在实现课程教学目标的同时，达到国家职业资格考核要求，从而提高学生创新能力与应用能力。
4.结语
本文在综合分析《机电一体化系统设计》课程特点的基础上，论述了现有考核方式的特点，提出了课程考核方式改革的思路，然而课程考核改革是一个长期过程，要改变先前的考核模式，必须引导学生注重平时学习和技能训练，同时要求教师加强课程教学改革的研究，这对教师、对学生都将是一种挑战。因此，要想切实做好《机电一体化系统设计》课程考核方式改革，务必制定好长期策略，注重积累，保障落实，只有这样，才能建立科学、规范、合理的考核机制。
参考文献：
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[8]吴敏.高职机电一体化专业考试考核方法改革的探索与实践[J].职教论坛，2006，02：51-54.
课程类型 专业课程
学 时 数 44 学 分 数 2.5 一,编写说明
(一)本课程的性质,地位和作用
本课程是面向机械制造及自动化专业开设的一门专业课.机电一体化系统技术是微电子技术和计算机技术像机械工业渗透的过程中逐渐形成并发展起来的一门新型综合性学科,机电一体化技术的应用不尽提高和拓展了机电产品的性能和功能,而且使机械工业的技术结构,生产方式及管理体系发生了巨大的变化,极大提高生产系统的工作质量.通过本课程的学习,对于学生掌握机电一体化系统开发的基础知识,拓宽学生的知识面是很有意义的.本课程是学生在学完技术基础课,专业基础课之后的专业技术课程内容的综合应用,对于培养学生综合应用基础和专业知识,掌握以系统论,信息论和控制论为核心的机电一体化系统的设计基本原理和方法,掌握机电一体化技术的关键技术有着重要意义.(二)本大纲制定的依据
本大纲根据机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标的基本理论和基本技能要求,本课程性质,跟踪现代机电一体化系统技术的发展编写.(三)大纲内容编写原则
根据人才培养目标的要求,使学生了解,掌握机电一体化的系统设计的基本知识,特点和方法;结合机电一体化共性的关键技术,对其各子系统的设计原理及设计方法进行系统的分析和介绍;强调对学生综合能力和工程能力的训练和培养;通过本课程的学习,使学生了解,掌握机电一体化系统的内涵及机电一体化系统设计的理论和方法.(四)实践环节
1.课程设计
(1)名称:机械手控制系统编程与操作
(2)主要内容与要求:利用PLC实现机械手控制功能的要求编写程序,安装调试实验台.按照本课程实验说明书要求完成,并通过实验验证程序的正确性.(3)学时分配:4(五)教学时数分配表
章节 序号
教 学 学 时 环 节 教学内容 讲 授 讨 论 见习实 验 其 它 小计 一 绪论 4 4 二
机械系统设计 6 6 三 传感器检测及其接口电路 8 8 四
控制电机及其选择计算 8 8 五
工业控制计算机及其接口技术 10 10 六
机电一体化系统设计及应用举例 4 4 8 总 计 40 44(六)考核方法与要求
1.平时成绩与期终成绩:平时成绩占30%,包括出勤,课堂提问,讨论等;期终成绩占60%.2.试卷成绩与实践成绩:试卷成绩占60%,实践成绩占10%(实验报告5%,实验过程考核5%).3.综合考核成绩的计算:平时成绩20% 实践成绩占10% 试卷成绩占70%=100%.(七)教材与主要参考书
1.教材:
姜培刚等.《机电一体化系统设计》.机械工业出版社,2006年1月.2.主要参考书:
李建勇.《机电一体化技术》.科学出版社,2004年4月.王孙安.《机械电子工程》.科学出版社,2003年8月.郑堤.《机电一体化设计基础》.机械工业出版社.2001年10月.二,教学内容纲要
第一章 绪论
一,教学目标:
1,了解机电一体化系统发展历史,内涵,应用和发展前景.2,掌握机电一体化系统的基本功能和要素.二,教学内容:
第一节 机电一体化系统的定义
一,△机电一体化的内涵;
第二节 机电一体化系统的基本功能要素
一,△ ○机电一体化系统功能分析方法
△机电一体化系统的构成要素 第三节 机电一体化的相关技术
一,机电一体化技术的相关关键技术
第四节 机电一体化系统设计的目标与方法
一,机电一体化系统设计方法
第二章 机械系统设计
一,教学目标:
1,掌握机械系统数学建模方法.2,掌握机械传动系统的特征及设计方法.3,了解常用的传动系统
二,教学内容:
第一节 机械系统设计
一,△○ 机械系统建模方法 第二节 机械传动系统的特征
一,△机械传动装置的特征参数及相应的调整方法
第三节 机械传动装置
一, △ ○传动比的设计方法
第三章 传感器检测及及接口电路
一,教学目标:
1.了解常用参量检测的传感器原理;2.掌握检测传感器的接口电路原理以及相应的信号处理方法.二,教学内容:
第一节 传感器
一,△○传感器性能指标的内涵 二,△传感器选择的原则
第二节 位移测量传感器 一,△大位移测量传感器的原理.第三节 速度,加速度传感器 一,△速度,加速度传感器测量原理
第四节 位置传感器 一,△位置测量原理.第五节 传感器前期信号处理 一,△○信号调理线路常用模块的原理
第六节 传感器接口技术 一,△○采样保持器原理及应用.第七节 传感器非线性补偿原理 一,△○软件补偿方法
第八节 数字滤波
一,△○随机误差的处理方法
第四章 控制电机及其选择计算 一,教学目标: 1.了解常用伺服电机的工作原理;2.掌握常用伺服电机的控制调节方法;3.掌握伺服电机的主要性能参数内涵及电机的选择方法.二,教学内容:
第一节 步进电动机及其控制 一,步进电机的工作原理 二,△步进电机的性能参数 三,△○步进电机的控制方法
第二节 直流伺服电动机及其控制 一,直流电机的工作原理 二,△○直流电机的控制方法
第三节 交流伺服电动机 一,交流电机的工作原理 二,△○交流电机的控制方法
第四节 直线电动机 一,直线电机的工作原理
第五节 控制电机的选择和计算 一,△控制电机的选择.第五章 工业控制计算机及其接口技术
一,教学目标: 1.了解常用的工业控制计算机种类 2.掌握各种工业计算机的区别;3.掌握各种信号接口原理.二,教学内容: 第一节 工业控制计算机 一,常用控制计算机的种类 二,△○各种控制计算机的区别
第二节 计算机的接口技术
一,△○开关量及数字两的输入/输出接口电路;二,△○功率放大电路的原理
第三节 可编程控制器
一,PLC的原理及选择方法,外围电路设计的原则
第四节 数字控制器设计 一,△○数字控制器的设计方法.第五章 机电一体化系统设计及应用举例
一,教学目标: 1.掌握机电一体化系统设计的要点
2.了解数控机床的设计过程及主要构成的设计方法.二,教学内容: 第一节 机电一体化产品的设计要点 一,△机电一体化产品的设计过程
第二节 机电一体化系统设计应用举例
一,数控机床的设计过程及主要构成的设计方法 注:用“△”明确重点内容,用“○”明确难点;
中职（技工）教育的目标是培养具有高素质的应用技能型人才，在注重学生操作技能的同时，将提升学生的综合职业能力作为教育教学的方向。机电一体化专业是中职教育体系中的重要组成部分。设置此专业的目的是培养德、智、体、美全面发展，掌握必备的专业基础理论知识和专业技能，面向工业自动化行业，具有组织与培养维修电工的初、中、高级工，和编程序控制师初、中级工的能力，能独立处理和解决工程中复杂的技术问题，能对自动化控制工程进行设计、编程和改造，成为具有创新意识和创新能力，能组织指导他人开展自动化项目工作和进行技术管理的高技能复合型预备技师人才。
一、机电一体化教学存在的问题
中职机电一体化课程在中职教育中处于十分重要的位置，与企业的发展进步也是紧密相关的。但在现阶段的职业院校里，机电一体化的教学模式基本上是沿用以前的教学模式，不能适应整个社会甚至于本地区经济发展的需要，存在着以下几方面的问题。
第一，机电一体化专业的学生普遍存在基础薄弱、对所学专业定位模糊等问题，主要表现在学生缺乏学习兴趣、没有良好的学习习惯等。
第二，教材编排上重视理论知识的掌握而轻视了实践经验的累积，缺少对当前企业先进技术的介绍。
第三，校内外实训基地不足，学生教学实习内容与企业技术需求脱节。
除了这三个方面的问题，还存在着与就业市场不接轨、教师的专业水平有限等问题，直接影响着机电一体化这一专业的发展。
二、机电一体化教学提升对策
为了使得机电一体化专业能够更好地发展，也为了促进我国经济的发展，笔者针对其存在的问题提出了四点提升对策。
1.文化塑身，了解专业内涵
加强学生的文化课学习，在开设相关文化课程同时增设与学生职业素质及就业指导的课程，强化职业道德的培养。目前职业院校机电一体化专业基本是按既培养机械方面又培养电气方面来设置课程，但是机械与电气又各自为两大学科，内容丰富，知识涉及面广，中职学生在三年的时间里要系统地掌握好两大学科，是不太可能的，学生培养不应采取机电并重方案，所以在定位时应按培养方向分清主次，以确定学生培养的目标和重点。
中职（技工）学生大部分都是由于文化课学习跟不上老师的进度而选择学一门专业技术的，因此文化课基础比较薄弱，必须加强文化课的学习。但是由于基础薄弱，无形中增加了教学的难度，尤其是理论教学工作很难展开。而传统的教学模式给人的印象往往是呆板、落后、视野狭窄、个性不强，在现实教学实践往往遭受“极左化”的摒弃。老师应该改变这种教学模式，逐步引用研究型教学模式与活动型教学模式以及学者和教育家当前大力倡导的情境型教学模式、合作型学习模式等，或者完善后的比较初级的创新模式“拟定目标—学生围绕目标自学—教师点拨重点与难点—评价与矫正—课堂教学小结”。运用一种或多种新型的教学模式，提高课堂的新鲜感和互动性，提高学生学习的能力和学习的兴趣，进而提高课堂的效率。例如在课程教学中，利用 PPT 制作生动形象的课件，有利于提高学生的注意力，提升学生学习兴趣，同时囊括更多的教学信息。
2.实践塑脑，掌握技能知识
加强对学生实践操作能力的培养，使理论与实践并重。学校结合实际可进行模块化教学，在模块化教学过程中，将培养任务分解到每个教学模块中，确定每个教学模块所应完成的任务。让学生掌握什么知识并达到什么样的能力，在每个教学模块中都要安排相应的实践教学环节。要在机电一体化的课堂教学中逐步地实现理论学习与实践的结合，注重学生基础知识学习与基础知识运用两点。要根据机电一体化的关键技术设置相应的教学环节，根据企业人才需求设置相应的教学环节，并促进这两类环节的融合，促进学校课堂教育与社会发展需求接轨。课堂教学重在理论联系实际，运用生活中的实例，既有助于学生对理论知识的掌握，又有益于提高学生的兴趣和对实际问题的思考能力。
在教学过程中如何能够达到理论与实践的完美结合？首先就需要有足够的实践条件，学校要配备符合行业现状、技术先进的机电一体化的实训设备，让学生能够在真实的或类似真实的机电一体化实训场中动手操作，真正体验理论学习与实践操作之间相辅相成的`关系。只有职业化的设备才能培养出具有职业化的技能人才，也才能真正达到根据社会的需求来培育人才的目的。其次，在实训中教师要让学生真正感受到真实的工作氛围，教师可以给学生分组和分配任务，让他们在规定的时间内保证质量地完成任务。这种压力能够让他们在实训过程中形成紧张、团结、互助、进取的工作氛围，有利于培养学生的专业技能素养。由于有时间和任务量的规定，因此，教师还要制定相应的考核办法，让他们体会到将来的工作可能比这个还要严格，进而促使他们在今后的学习和工作中以职业标准来严格要求自己。
3.编写教材，迎合当地经济发展
首先，学校可以根据本校的实际情况编写适合本校的校本教材，在辅助通用教材的同时更体现出针对性。现在许多中职学校所使用的机电一体化教材都是统编的教材，这些教材中的有些内容不适合学校个别学生的实际情况，再加上“满堂灌”的教学方式，就在一定程度上阻碍了课堂教学的有效开展。因此，学校可以组织教师编写适合本校实际的校本教材，让学生通过有针对性的教材获取符合自己特点的知识。在目的性的引导下学生才能够将学习的兴趣投入到理论学习和实践操作中，有利于课堂教学质量的提高。除了编写符合本校实际情况的校本教材外，学校应该为机电一体化专业的学生配备专门的机电一体化实验室，让学生在实验室中进行实践演练。校内的实训可以按照实习大纲和企业用人的要求适时做出调整，还要根据学生的实训情况合理设计实习课题。
其次，校外实习基地的建立需要学校同现代企业保持密切的联系，以满足学生毕业实习的需要。教材编写应结合当前企业先进的设备和企业的文化，邀请企业技术骨干参与学校教材的编写与审核。课程体系的设置一定要以知识应用为主线，以能力培养为本位，以就业为目标，对课程进行优化设计，避免知识内容的重复。文化基础知识以够用为原则，专业课知识进行模块化教学。要以企业明天的需求来培养今天的学生，明确专业的培养方向，使学生的就业前景良好。学生在企业中实习能够接触到先进的生产设备、先进的生产工艺和方法，扩宽视野，并将所掌握的专业知识和技能应用于实际的操作中。
4.综合实训，接轨就业市场
中等职业教育机电一体化专业学生毕业后大部分被分配在生产第一线，要求学生能够将所学的知识与生产实际紧密结合。通过让学生进行大量的实践操作，在学中做、做中学的过程中掌握专业知识，既加深了学生对所学专业知识的理解，又将理论应用于实践，培养了其创新精神。职业院校虽具有机电一体化专业基础课和专业课的实训设备，但基本是以单个实训课题为主，很少有机电一体化专业综合性实训设备，不利于学生综合能力的培养。因此，各中职学校应尽快建立和健全综合性实训设备，设计研制集多种教学内容（气动技术、传感器技术、电机传动、物料输送、自动化装配、PLC控制、人机界面）于一体的教学实训系统。这样可以为学生找到一条容易适应从学校到工厂环境转换，从理论到实际转换，从课堂教学到工作现场真刀真枪技能转换的新途径，缩短从学校课堂到工业生产现场的距离，从而提高学生动手的能力。
机电一体化已深入到我们工作、生活的各个领域，为使学生的就业前景良好，就业有针对性，应突出技能培养，加强师资建设，强化技能训练。例如根据培养方向可设机电设备安装与维修、数控加工技术、物流机械自动化等专业，学生毕业后可从事机电一体化产品的加工、调试、运行、维护与管理工作；面向机电一体化产品生产的企业，从事设备的装配与调试、制造、开发工作；也可在机电设备制造企业从事机电产品的设计与开发等工作。
综上所述，机电一体化是一门操作性要求较高的学科。在教学过程中教师应该在提高学生理论基础知识的同时注意培养学生的动手操作能力。教师应该引导学生利用好校内外的实训基地，校内实训基地用来巩固理论知识、提高操作的能力和熟练度，校外的企业实训场地则是学生掌握先进生产设备、先进生产工艺和技术的有效方式，同时也是真正检验学生理论知识是否扎实到位的有效途径。机电一体化专业的教学改革不是一蹴而就的，必须要从实际出发，根据学生的实际情况做出教学改革的方案，使教学困境得到有效解决，从而提升课堂教学的有效性和学生对知识的理解与掌握程度。
参考文献：
[1]宁宗奇，陆勤.机电一体化综合实训教学实践探索与研究[J].职业教育研究，（12）.
[2]何亚峰，金卫东，郭魂等.机电一体化系统设计课程建设体系的构建与探讨[J].装备制造技术，（11）.
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[4]黄建科.高职机电一体化实践教学改革初探[J].中国科技信息，2009（3）.
各位领导好;
在这次我矿举行的岗位竞聘动员大会上，听到在座各位领导的一番讲话后，甚为高兴。因为这是给我们这些刚踏入社会工作不久正处于创业阶段的这些年轻人一个展示自我的平台。这是一个难得机遇，我一定要抓住这次机遇，调整心态、认清形势、转变思想。
今天我要参加竞聘的岗位是机电一体化技术员。我叫周丽伟，今年24岁。家住新密市岳村镇任岗村，于2009年6月毕业于河南省工程技术学校。所学专业是机电一体化，现学历中专。毕业后在桧树亭煤矿机电部工作，日常主要干的工作是掘进队机电管理工作。下面我把这两年的工作向在座的各位领导汇报一下。
我于2009年11月经豫煤公司及矿领导面试成功后调到机电队进行实习。在刚进机电队的时候看到一些机电设备后顿时迷茫。在学校学的是机电一体化到现场才明白了自己要从实践做起，尤其看到我矿使用的QBZ-80真空开关的时候，一打开开关看到里面的密密麻的线路傻眼了。这时吴清建师傅告诉我一个道理；技术等于把原理和实践相结合。听到后我就对吴师傅说我明白了我要向你多学习电气方面的技术我不怕吃苦。吴师傅说不懂就问就行了。在平地的时候吴师傅把我带到机修车间打了一个开关让我对这图纸把所有线路进行摸细慢慢的我熟悉了线路，对电气方面产生了浓厚的兴趣和热爱。有一次更换上仓二部皮带一节100米窄皮带，我把在这次更换窄皮带的整个过程记录下来。我不懂得去请教范师傅和韩师傅，他们不嫌我啰嗦问
啥说啥,我现在很感谢他们。经过一年多的工作、学习，以及在矿领导及老师傅们的帮助指导下，业务知识及工作能力上都得到了极大的提升，让我在机电队实习过程中锻炼出了自己工作认真负责、爱岗敬业的精神，提高了自己的专业技能及沟通、分析处理问题的能力。
2010年11月我有幸到机电部工作，在刚来机电部的时候我的师兄们在工作上很关心我，他们让我熟悉一下业务知识，多看看一些技术资料。在岗期间和同事们处好关系，听从领带安排,认真完成了领导所安排的工作。在煤巷队机电管理中做好机电质量标准化工作。
俗话说“爱拼才会赢”，知识是我的财富，年龄是我的资本，我想借助这次机会锻炼一下自己，而且我有信心有决心能胜任这项工作。
如果有幸竞聘成功，我将从以下几个方面入手开展今后的工作：
一、以矿为家共度难关勤俭节约干好工作
如今当前煤炭市场形势严峻，煤矿企业处于困难时候，而我们又被正式纳入郑煤集团直管矿井。在这矛盾而又特殊的时期，作为这个大家庭的一份子，首先我要于这个大家庭一条心保家护家，家庭困难了我们要多吃苦省吃俭用，帮这个家庭渡过难关。赵总说的这句话后铭记在心“企业歇业了也就是我们失业，事业直接影响我们的生活质量。矿兴我荣。”我要始终保持高度的敬业精神及认真负责的工作态度，保持积极向上的心态，本着“干一行爱一行，干就要干好”的原则，工作上从严从细，积极开展本职工作，严格按照桧树亭煤矿各项规章制度工作。做到设备完好运转降低设备损耗加强落实设备保
养制度及定期维修制度降低设备维修率。杜绝设备空运转降低电耗，利旧复用降低材料费用。做好本职工作，对得起家庭。
二，加强学习武装自己提高业务多做贡献
利用自己年轻、头脑灵活的优势，不断学习新知识、新技术以及先进的工作理念，使自己在各方面的能力上能够得到稳步的提高。要以自己 积极参加矿内组织各类教育培训，坚持将“学习工作化、工作学习化”的理念全面应用在日常的工作学习中。
三、树正气树典范尊劳动尊道德
在工作当中正确对待个人，不计个人得失，不贪不占，树立正气，搞好同事关系，遇到困难不退缩，发扬不吃苦的精神。发现问题及时处理，消除隐患。
最后，我为我是桧树亭煤矿的一名员工感到骄傲。不管这次竞聘成功与否，我都要感谢领导能让我有站在这里展示自我的机会，感谢各级领导、同事们一直以来对我的帮助、鼓励和培养。今后的日子，我定会更加努力拼搏、奋斗。真诚的希望能够得到在座的各位领导、同事们的支持。谢谢大家！
一机电一体化技术与其他技术的区别
1.机电一体化技术与传统机电技术的区别
传统机电技术的操作控制主要通过具有电磁特性的各种电器来实现, 如继电器、接触器等, 在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系;机械本体和电气驱动界限分明, 整个装置是刚性的, 不涉及软件和计算机控制。机电一体化技术以计算机为控制中心, 在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响, 整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。
2.机电一体化技术与并行工程的区别
机电一体化技术将机械技术、微电子技术、计算机技术、控制技术和检测技术在设计和制造阶段就有机地结合在一起, 十分注意机械和其他部件之间的相互作用。而并行工程将上述各种技术尽量在各自范围内齐头并进, 只在不同技术内部进行设计制造, 最后通过简单叠加完成整体装置。
3.机电一体化技术与自动控制技术的区别
自动控制技术的侧重点是讨论控制原理、控制规律、分析方法和自动系统的构造等。机电一体化技术将自动控制原理及方法作为重要支撑技术, 将自控部件作为重要控制部件应用自控原理和方法, 对机电一体化装置进行系统分析和性能测算。
4.机电一体化技术与计算机应用技术的区别
机电一体化技术只是将计算机作为核心部件应用, 目的是提高和改善系统性能。计算机在机电一体化系统中的应用仅仅是计算机应用技术中的一部分, 它还可以在办公、管理及图像处理等方面得到广泛应用。
二教学方法
改以教师为主体的知识灌输型为以学生为主体的素质能力培养型教育。教学方法采用启发式、直观式、讨论式、发现式等多种教学手段的有机结合, 充分发挥学生学习的主体性和自主性, 培养学生的自主意识和合作精神, 鼓励学生独立思考, 激发学生的主动性和学习的兴趣。具体的教学方法包括:问题教学法、实物引导法、过程教学法、实验教学法、案例教学法等。一是问题教学法, 即围绕重点、难点问题集中讨论和分析, 力争做到重点、难点问题当堂解决。二是实物引导法, 即课堂上, 教师发放凭证、账簿、报表等实物, 让学生通过观察真实的凭证、账簿、报表等, 培养学生的感性认识, 缩短书本与现实之间的“距离”。三是过程教学法, 即借助于多媒体教学手段, 将处理的程序进行过程演示或通过模拟实验室电子流程板循序渐进地进行讲解, 使学生形成系统的知识体系。四是实验教学法, 即在实验室让每一位同学进行实际手工和上机操作, 熟悉各岗位的手工操作, 培养学生的实际动手能力, 实现学生“零距离”上岗。五是案例教学法, 改变传统的课堂讲授教学方法, 选用或自行设计相关案例, 由教师组织学生参与, 在分析案例的过程中开展教学活动, 促进学生相互讨论和交流的教学方式。案例教学法能极大地激发学生学习的兴趣和主动性。
整个课程的组织是以多项目为导向, 每个项目分成基于工作过程的不同任务来完成。项目的设计遵从学习认识规律和职业成长规律, 从简单到复杂、从单一技能训练到综合技能训练。项目的设计也遵从学生的个性差异, 设计具有难度梯度的项目, 适应不同基础的学生完成, 即使难度最低的项目也能满足课程大纲要求。在每个项目类中, 有一个案例教学项目, 另外的三个项目难度递减, 学生根据自身的情况选择完成。最终达到学生的PLC应用技术由生手变为熟手, 职业素养得到较大的提升。
企业项目不是一成不变的, 是根据企业目前生产实际情况, 决定学生完成什么样的企业项目。另外企业项目的时间安排也要随着企业生产情况进行调整。课程以项目为主线, 基于工作过程的任务驱动进行项目的实施, 体现“做、学、导”的过程。项目布置后, 先由学生自己思考、自己尝试, 体现学生的“自主探究”, 也就是学生“做”的过程;当在完成项目中遇到困难和问题时, 小组学生相互讨论, 老师参与但不指导;当小组内无法解决时, 组与组之间进行讨论, 体现学生的“合作探究”, 也是“学”的过程;当仍然解决不了问题时, 老师加以启发引导, 学生重新思考解决方案;若还是无法解决, 教师则进行案例 (案例所用项目与学生完成项目不同) 教学, 针对学生出现的问题作为教学重点, 尤其特别注重教授学生分析问题、解决问题的方法和新的知识点, 然后学生结合讲解, 再次完成自己的项目, 这个过程体现了“协助探究”, 也是“导”的过程。教师在整个教学过程中只是起到引导、启发作用, 只教授学生各种方法, 但不替学生完成任务的任何部分, 让学生“不等”、“不靠”, 自己想方设法完成自己的任务。充分体现了学生的自主学习、探究性学习。另外, 每次课的开始, 同学之间相互交流上一次课完成项目中遇到的问题以及解决问题的方法, 针对好的方法和思路, 教师加以点评, 供其他同学借鉴。这样不仅使学生的专业知识得到巩固, 更重要的是系统地提升了学生的专业技能, 掌握了应对未来工作岗位上需完成项目或工作任务的方法。另外, 课程中采用多项目, 难度逐渐递进, 这样可以使学生的技能和完成项目的方法得到反复训练, 达到不断巩固的程度。
三教学成果
1.课程改革推动实训基地建设, 产学研成果使教学效果不断提高。为了满足该专业和课程的改革需要, 学校组建了机械电子学生实训培训基地, 为了使机电一体化课程能够在真实环境下实现工学交替和顶岗实习, 学校引入校外真实企业和真实产品, 以此项改革带动下的“校企合作, 实现工程实训基地运行机制创新的探索与实践成果, 优越的实践环境使教学效果不断提高, 该课程学完后学生基本达到了两个职业资格标准。
关键词: 机电一体化 课程设置 改革思路
一、前言:
机电系是在新疆交通职业技术学院为扩大专业,努力将新疆交通职业技术学院建设成新疆一流的职业技术大学的背景下而产生的,并于2007年01月成立。机电系中的“机电一体化”专业是将微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术综合应用于制造加工生产全过程的一批高新复合技术群,已形成“机、电、计算机”三分天下的实际格局,是21世纪国民经济发展所急需的优势学科方向;传统的机械制造及设计领域已经不能满足市场的需求,那么对机电系如何科学合理的开设技术基础课和骨干课程已成为摆在我系面前的主要问题,课程设置的好坏将直接关系到培养的学生能否适应机电行业人才市场的要求,因此要做多方面的调研,并根据职业学校的实际情况做出合理的机电一体化课程设计体系。
二、我院对机电专业的定位思想:
机电一体化技术专业面向不仅要适应与机电学科密切相关的行业,也要适应机电学科的边缘或交叉行业,更能为新疆交通行业提供服务,使机电专业能够办出交通行业特色专业。课程设置要求在掌握基本理论知识的前提下,重在对技术操作应用方面拓宽其专业的服务面向。学生特殊的专业知识应依靠就业后的继续教育和学习。因此加强基础性引导教育是拓宽专业面向的前提。在机电一体化技术专业课程设置中,还为学有余力的学生设置了辅修专业,毕业生可同时拿到相关职业资格从业证书和计算机等级证书,增强就业的竞争力。此外,拟计划制定了在校学生的科研训练计划,鼓励学生参与科研课题,并可计算学分或作为毕业设计题目。
三、对我院机电专业课程设置的构思:
(一)进行机电一体化专业的教学设计时,应以公共基础课程为前提,以专业核心课程为重心。公共课程是基础,专业核心课程知识应厚实,充分拓宽知识面和科学视野,打破传统专业教学“隔行如隔山”的封闭状态,重视知识的渗透、融合和转化,对以后走向社会具有可持续发展后劲积蓄知识能力,使毕业生真正具备能适应现代社会变革所需要的最佳知识结构。
(二)体现当代工业发展水平的专业内容急待更新
随着科学技术发展及人才市场需求的变化,新疆机械电子行业发展也在急需大量机电专业中的机电一体化、CAD/CAM、柔性制造等现代化机械设计方法、先进制造技术以及有关边缘学科知识技术使传统的机械类专业领域的内涵发生了根本的改变。因此有必要根据市场对人才知识结构及能力的需求,对机电一体化技术专业的培养计划进行科学、规范的制定机电专业的课程。
(三)实施核心课程“理论+实训”的教学模式,将各相互独立课程通过有效实验与实训相结合,并对相关知识有机地渗透和融合,既能充分考虑教学过程教材选用与学生接受能力衔接,也能因地置宜地拓展学生知识能力与动手操作能力的提高。
四、我院机电一体化专业课程的设置和规划:
通过表一(见下表)《机电一体化技术》高职教学计划进程表的课程设置,我们做了如下改革与调整:
(一)在专业课程上压缩了专业知识体系相融合的部分课程。如:
1、过去《机械制图》和《计算机辅助设计CAD》为两门课,讲解的内容也较详实,但面对职业院校的学生,其目的是够用和会用为度,如去绘制图形,将机械和计算机做到了有机的融合,也增加了学生在学习机械制图的兴趣,也符合目前机电行业对制图人才的要求,同时压缩了课时量,为实验实训课的安排留出了较多的时间。
2、将《金属工艺学》、《机械设计》、《工程力学》及《工程材料学》这四门课压缩为《机械基础及材料》一门课程,在知识讲解中,对难度大的内容和涉及设计上的内容少讲,主要让学生对常见的知识原理明白,会识别机械工程图纸,懂得找出问题并会修理为要求。
3、將《金属切削原理与刀具》、《机械制造工艺学》、《机床夹具与设计》及《机床加工设备》四门课程有机地整合为《机械制造技术》一门课程,强调学生的绘图、制工艺卡片、编写技术文件的能力应用,使学生懂得机械制造过程,熟悉机械零件加工的工艺流程,为学生更深入的学习机械技能和管理知识做铺垫。
(二)将计算机知识的学习始终贯穿于整个课程体系,符合机电一体化专业要求。如:第一学期设置计算机应用技术;第二学期设置有CAD技术和C语言程序设计课程;第三学期设置有单片机技术及PLC可编程控制器技术,第四学期有数控编程技术及机床电气控制技术;第五学期主要有数控技术应用等。第三学年通过参加和实际操作,考取各类相应的计算机资格证来检验运用计算机的能力。
(三)理论课程和实践课程结合较紧密。考虑学生学习过程中的认知心理顺序,即由浅入深、由易到难,由表及里,便于学生接受;例如可编程序控制器PLC这门课在第三学期开设期间还含有实验、实训课程,在第四学期安排两周实习,强化第三学期学过的基础理论,并让学生通过自己的思维使理论与实践做到有机的融合。如表一中只要有周六学时专业课程基本上到要有相应实验、实训教学大纲,如学习《电工与电子技术》和《电机与拖动技术》后就进行《低压电气控制实训》,所有环节紧扣教学主题,让学生逐步接近“零距离”触摸社会的感觉。
(四)突出机电专业教学重点。以机电设备维修、电力电气控制技术操作和数控操作为主要方向,符合国家对机电一体化专业的定位。因此在专业核心课程设置中主要偏向机电设备维修和电气控制技术,其次是数控编程与操作;主要课程包括机械制造技术、机械加工设备维护与应用、电机拖动技术、传感器检测技术、机床电气控制技术、数控机床故障诊断与维修,可编程序控制(PLC),数控加工编程与操作,数控机床电气控制等专业课程。使学生毕业后有很宽的就业前景,并能在相关领域快速发展。
(五)加强实训操作,体现职业特色。课程设置中实训课程有钳工实训、机加工实习、PLC编程实习、低压电气实训、机械设备装配工艺实训、数控机床加工实习等相关专业知识的实习,强化学生的动手能力。此外学生毕业前还要参加计算机应用操作中级证、计算机绘图员(CAD)资格证、维修电工操作员中级资格证、机床加工上岗证、焊工中级资格证等各类资格考试,来检验学生在机电一体化专业范围的学习效果,并为就业做好充分的技术储备。
五、今后机电一体化课程设置的改革思路和想法:
(一)进一步精确定位机电一体化技术专业方向
目前高职院校《机电一体化技术》专业基本上按“既懂机又会电”来定位,但实际上机械与电子本身各自为两大学科,内容十分丰富,涉及面非常广,让一名高职高专生在短短的三年时间里系统地掌握两大学科的理论知识和技能,是不现实的。我们则认对《机电一体化技术》专业在“以电气控制为主、辅以机械维护、机(液)、电(磁)、计算机三足鼎立”基础上初步定位在:对机械设备维护与维修、电气控制理论和操作方面进行强化,懂数控操作及应用,对通用机床设备的管理与维护;能进行常规机械加工工艺编制、CAD/CAM应用、设备管理、质量检测和产品销售等工作。
(二)基础教育先行与复合型人才培养
课程设置上仍需要坚持文化基础知识的系统性教育,这是培养如何做人和塑造形象的基础;在对专业课程设置时,以能力本位开发课程,始终以工学结合、一专多能的课程设置思路,将学生的综合职业能力的培养系统地贯穿教学过程的始终。培养学生具有较强的解决生产实际问题的能力,因此技术基础知识的厚实,才有利于后劲储备;专业知识要专精,才有适应人才市场对“复合型”人才的需求。
(三)实践教学要保质保量
根据市场要求调整专业设置,因此,因随时对未来的劳动力市场需求进行科学预测, 使调整后的专业具有一定的超前性,以实现专业建设的成熟期与专业人才需求的高峰期相对而言一致,为今后培养的毕业生的就业做出科学的预测。今后的实践教学课时安排要把握以下两个原则:一是“保量”原则。在课时数量上对实践环节应占整个教学计划总课时的40%以上,以充分体现职业教育特色。二是“适时”原则。根据各个教学模块单元的知识和能力要求,及时跟上教学实践环节,强调知识与能力的结合,增强实践教学的时效性和教学效果。
(四)优化课程体系,合理选择教学内容
今后我院机电系要按职业教育的培养目标和职业教育规律决定取舍,以形成自身独特的教学体系,课程内容的选择,学生能力的评价,要立足于综合职业能力的培养和提高来衡量;课程体系的设计可根据灵活多样的形式与用人单位合作,其最终目的是使学生的综合职业能力和素质得到普遍提高。
(五)按项目化模块式组合课程
按不同的功能要求对课程进行分类,组织若干个模块,根据不同的专业要求,对模块进行拼装、组合和调查。模块式的课程结构,教学目标明确,有利于职校以主干專业为龙头带动专业群的建设,有利于通过调整相应的模块进行项目教学,使职校培养的毕业生更贴近需求,做到“产销对路”。一般可把课程分为公共模块、专业模块和技能模块(后二者又称为活动模块)。在公共模块的基础上,只须对活动模块作适当调整,该专业就可派生出几个岗位群。
(六)加快“双师型”教师队伍的建设,使核心课程主要由我院教师任教,基础课程可外聘。选派思想品德优秀的教师到生产一线挂职六个月以上,参与企业生产组织、技术管理及本院学生项岗实习工作,并与职称挂钩。教师通过到企业的培训,锻炼自身业务水平的同时能够为企业解决实际难题,这样可与企业建立长期合作关系,培养真正意义上的“双师型”骨干教师,为今后机电系长远发展做好人才储备。
参考文献:
[1]石伟平.比较职业技术教育[M].上海:华东师范大学出版社,2001.
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