试论机电一体化教学的改革（通用12篇）
摘要：随着现代社会信息化程度的不断提高，近年来机电一体化技术也在不断进步，但是我们还应看到，机电一体化人才仍有巨大的需求缺口。高职教育中机电一体化教育教学的不足，在一定程度上拖慢了机电一体化继续进步的步伐。本文就高职教育中机电一体化教育的问题进行探讨，并介绍了笔者个人的改革思路，希望能够抛砖引玉。
关键词：机电一体化 高职教育 教学改革
0 引言
机械工业举足轻重，随着社会的发展和科学技术的进步，机电一体化技术的应用与发展对我国经济建设所起到的促进作用越来越明显。现代化设备逐渐发展成为集光、电、机、气、声、像、磁、热等技术于一体的智能化系统，机电一体化产品几乎贯穿到国民经济的所有行业。当前，机电一体化产品已经进入发展成熟期，高速率、高精确度的智能系统越来越成为机械制造业的主流。随着我国后经济危机时代产业结构调整与升级大潮的来临，企业产品、设备正在经历一个更新换代的频繁时期，因此对高技能的机电一体化人才和高技术含量的机电产品需求越来越大。高职机电一体化技术专业是为生产第一线的高级技能型岗位培养人才，但是目前我国高职院校培养的机电一体化专业的学生与社会、市场的需要还有不小的距离，因此，机电一体化技术教学改革势在必行。
1 “机电一体化”发展趋势
当前，机械制造业已从传统的通用机床、组合机床过渡到由微电子、自动控制的全新的数控机床，并且越来越普及。微电子，光电传感器，信息处理和自动控制技术等技术经过多年的发展，已经成为机电一体化高新制造技术的核心部分。高速、精密、大型、恒矩、无级和瞬时响应俱佳的自动换刀数控机床和流水作业式的自动生产线正在深刻改变传统的机械加工模式。
1.1 光机电一体化
光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。一般的机电一体化系统是由能源系统、传感系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统。
1.2 智能化
今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
1.3 自律分配系统化——柔性化
未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
1.4 “生物一软件”化—仿生物系统化
关键词：机电一体化,教学改革,实践教学
机电一体化是一门新兴的高度综合的学科, 其核心是实现机电产品的智能化、柔性化控制。随着国家机械工业的发展, 机电一体化技术变得愈加重要, 这方面人才的培养也变得异常迫切。所以, 为了满足国家机械行业对高素质机电人才的需求, 实现“机”和“电”的有效融合, 高职机电一体化专业教学改革势在必行。本文试着从理论体系、实践体系以及师资队伍建设方面提出了相应的教学改革建议, 以期对教学改革起到一定的参考作用。
1 机电一体化专业教学改革概述
区别于传统的机械专业, 机电一体化专业需要学生具备一定的机械加工和机械设计基础知识, 但这些并不是专业学习的重点所在;区别于电气专业和自动控制专业, 机电一体化专业要求学生能够运用计算机、电气控制等知识和控制手段来控制机电产品, 但不能将主要学时放在电气和自动控制理论的学习上。机电一体化专业是“机”和“电”的“融合”, 而非“加总”, 所以, 高职机电一体化教学要实现这种有效地融合, 突出机电一体化专业自己的特色, 让学生在短短3年中掌握必备的机电一体化专业理论知识和实际操作技能。
2 机电一体化专业教学改革的具体建议
2.1 理论教学体系改革
理论教学对提升学生的实际操作技能起到指导作用, 因此成功的理论体系是教学改革取得成功的基础。建议理论体系改革从以下几方面着手:
首先, 构建以学生核心能力培养为基础的课程体系。职业教育有其自身的特点, 教育旨在培养学生的职业能力, 即学生就业的核心能力, 这点不同于本科教育所追求知识系统的完整性。因此, 高职学校要对原有的课程体系进行改革, 例如, 可以将《切削原理与刀具》、《机械制造工艺学》整合为《机械制造技术》, 实现学科与技术的良好结合。
其次, 构建“层次式”的课程结构。在借鉴国外成功教学模式的基础上, 高职要结合自身实际采用“分段教学、模块训练”的课程模式, 逐步实现由基础向专业的过渡, 将整个教学过程划分为基础课教学、专业基础课教学、专业技能教学、企业实习和毕业设计4个层次, 其中专业技能实践培训模块贯穿教学的始终。
基础学习包括前两层, 该阶段的教学要使学生打好专业学习的基础, 并不包括专业能力的获得, 一般该阶段要在第二学期之前完成;专业学习则包括后两个层次。专业技能学习是学生专业能力培养的进一步深化, 学生将在本阶段接受到机电一体化专业中较为新颖、较具特色的专业知识和技能;贯穿教学始终的专业技能培训模块要求学生充分利用学校提供的实训设备, 参与专门化的技能实训。从培养学生动手能力的“基本功”到分析问题、解决问题的综合能力的培养, 整个实训过程中均要融入大量的“实例”, 使学生的实训环境最大地接近工厂实际。实训可以让学生实现动手、动脑相结合, 理论知识与实际技能相结合, 专业能力与综合素质培养相结合, 培养其提出问题、分析问题、解决问题的能力;最后一阶段是企业实习和毕业设计。在企业实习过程中, 学生会对自己所学知识在实际中的应用有所思、有所感, 从而激发起毕业设计的灵感, 实现理论知识、专业技能以及实践心得的有效结合, 让学生做出具有实际价值的课题。
2.2 实践教学体系改革
高职可以采用模块递进式实践教学模式, 将实践教学分为基本技能训练、专业技能训练、综合强化技能训练等3个模块。基本技能训练由专业教师进行考核, 并要求学生达到考核要求;专业技能考核由系组织统一考核;综合强化技能训练由技能鉴定部门组织考核, 让学生最后取得相应技术等级证书, 最终达到培养目标。
实践教学内容体系是以机械加工、设计过程为主线分阶段制订实践教学内容, 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、善编程、懂数控、会操作为目标制订各层次实践性教学总体计划与要求。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。实践教学计划与大纲明确各阶段学生做什么、怎样做、完成什么、达到什么标准等制定具体量化的内容。内容体系按基本技能、专业技能和技术应用或综合技能三大模块构建。基本技能侧重操作性, 专业技能注重技术应用性, 技术应用或综合技能强调综合实践性。
2.3 师资队伍建设改革
师资是实现培养目标和培养计划的关键, 建设一支专兼职结合, 结构合理, 具有较高教学水平和较丰富工程实践经验, 较高工程素质的“双师型”教师是高职教育和进行教学改革的中心环节。可以从以下几个方面来提高师资队伍:首先, 学校要继续引进高层次人才, 可以与国家重点院校建立合作关系, 开办研究生课程进修班, 选送教师培训, 提高教师的专业水平;其次, 安排教师轮流到企业挂职锻炼, 使教师队伍普遍成为“双师型”教师;再次, 聘任一批业务水平高、责任心强、相对稳定的兼职教师, 尤其是请专家到校短期任教, 进行科研指导;最后, 要加强师德教育, 为人师表, 敬业爱生;转变教育观念, 进行素质教育, 提高实践能力, 培养创新意识。
总之, 高职机电一体化专业教学改革企业用人要求对高职教育的客观要求, 高职要根据自身教学条件和实际状况, 在理论体系、实践体系以及师资队伍方面实行全面改革, 以切实提高职业教育的有效性, 使学生素质在3年之后能满足用人单位的需求, 增强学生就业竞争力, 增强学校的办学竞争力, 充分有效地发挥高职教育对国家经济发展的作用, 满足国家机械行业对高素质机电人才的需求, 为国家机械行业输送合格的专业人才!
参考文献
[1]钟波等.高职机电一体化专业实践教学体系构建的探索与实践[J].北京工业职业技术学院学报, 2005, (03)
[2]毕既华.机电一体化技术专业改革的探讨[J].牡丹江大学学报, 2008, 17 (04)
关键词:机电一体化实验教学实验实训
中图分类号:G420文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0179-01
在技工院校里,老师们是很注重機电一体化专业学生的培养。在机电一体化中,实验教学是非常重要的实践性环节,可帮助学生实现从理论学习到实践应用的过渡,提高学生对所学知识的综合运用能力。可见机电一体化专业不但要精通理论知识,更要求很强的动手能力,只有进行大量的综合性实验才能很好地将机与电有机地结合起来。使机电一体化实验内容采取围绕知识点,由单一到综合,由易到难,淘汰过时实验内容,以适应新形势。
1 培养机电类创新型人才的作用
技工院校的办学旨在加强对学生实用技术和职业技能的培养。机电一体化技术包含了综合学科先进领域的技术,目前世界经济出现了全球化局面,企业必须靠产品创新和自主技术创新来大力提升竞争力。当今国内急需机电一体化专业技术性人才。因此,具备机电产品的设计、制造、测试、工艺等环节的全方位、综合的知识和技术,加强实际动手操作能力对培养高标准人才至关重要。现在高校大多具备基础实验设施和企业实习基地等相关场所,然而实验却主要以验证性、演示性与参观内容为主,而学生动手机会并不多,自主设计的实验就更少,以致动手能力以及现场分析和解决 问题的能力不够。开展机电一体化创新实验可以弥补这些缺陷。
2 开放式实验实训一体化
以当今一般技工院校的实验室条件,很难全部满足开设综合性实验的需求,须在现有实验硬件基础上进一步地增加投入。机械、电子、检测控制和电气各个学科的一些常开实验的设备和元器件一定要配全,以满足学生做综合性实验的需要。当然有了实验设备后,还要有专门的实验场地。
2.1 建立实验实训综合性场所
应使学生将机械、计算机、电子电工知识融为一体、熟练掌握,并在此基础上建立综合性实验实训体系,着重对学生多学科综合动手能力的培养。实践体系的构建一般采取按能力层次划分的“递进式”模式。内容体系按基本技能、专业技能和技术应用(综合技能)三大模块构建,注重多门学科的综合性。例如,将机床实验室、模具和机械测量实验室、工艺夹具实验室融为一体,构成综合机械测量实验室,以用于机床结构调整和分析、机床刚度和精度测试、机床加工过程误差分析和控制、机床加工工艺分析、央具模具的精度检查和拆装等。与计算机技术相结合,进行辅助测量和数据处理,使学生机械测量方法的综合运用能力得到进一步提高。
2.2 完善实验场地的管理规章制度
大力调动实验技术人员的积极性,提高工作效率,使实验实训基地的资金和有限设备最大程度发挥效用,使实验实训场地的各项工作有据可查、有法可依、分工明确、有章可循、职责严明,且严格按照规章制度办事,实施奖惩,根据需要制定一整套合理的实验室管理规章制度。如:实验室建设、发展及规划,师资培训计划和仪器设备、档案、材料、维修、经费、安全等方面的制度和措施,使实验室工作做到办事按规章,工作按目标,安全按制度,操作按规程,确保了实验工作高效、有序地开展。
2.3 加强物资、仪器设备及完善设备教材管理规章制度
尽量使用低成本以保证足够的实验材料和教学设备的完好。并对实验人员的专业技能和素质提出更高的要求。因机电一体化专业为近十年来新兴的专业,而做实验室管理的实验教师在专业上不是纯机械就是纯电子电工,很难两者兼具。那么,如要开设好机电专业综合性实验课程,实验人员的配备和培养也是一个首先需要解决的问题。
3 机电一体化实验教学应改进的内容和方法
随着应用的日趋复杂和智能化,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,从真正意义上讲,机电一体化产品,具备两个明显的基本特征:其一必须是机械产品,其二应是采用电子技术,使机械产品的控制具有智能化和可编程的特性。一个机电一体化系统一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素和职能组成要素五大部分有机结合而成。当前,机电一体化综合实验方法已经在各个领域得到了广泛的应用并产生了深远的影响,综合实验技术有了新的希望和活力。
3.1 实验环节的安排要围绕机电一体化各知识点,由单一到综合,由易到难
实训项目要根据实训室的具体条件进行设置,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,据此制定具体量化的内容。安排若干与专业课程相对应的、典型的专题实验项目,使学生对知识要领在机电一体化系统中的应用产生感性的认识,为系统综合性设计和实验奠定基础。实训项目按基本技能、专业技能、综合应用模块分类,其中综合应用项目可独立设置为实训课程。
3.2 淘汰过时实验内容,以适应新形势
现今开设的实验中有许多已不适应技术的发展。例如微机原理实验,现仍采用单片机系统,先用汇编语言编好程序后,还需要手工翻译成机器码再输入单片机系统。此方式不仅速度慢,出错率高,而且出错原因也不易判断:或许编程有错误,或许是翻译时出错。学生用这种方式做实验,还须了解如内部读写、外部读写等不同操作指令,输入时极易出错。对于机械专业的学生来讲,电类基础课应该以应用为主,现在其他高校早已淘汰了此种方式,采用的是将汇编语言直接输入计算机,由计算机直接翻译成机器码自动运行。计算机在翻译的过程中如出现错误,会相应地提示用户,用户只需对汇编程序修改即可。这样可大大提高实验效率。学生可通过选做多个实验来巩固所学的知识,而不用在改错的环节上浪费大量的时间。
3.3 由教师演示过渡到学生自我设计的实验方法
实验方法采用析因实验、对照实验、模拟实验相结合,由教师的演示过渡到学生自我设计实现。学生从理论学习到实际实验设计,是从知识接受到知识应用的质的飞跃,采用“任务驱动”的方法,此方法为建立在建构主义理论基础上的教学方法。“实践中,学生对机电一体化系统中各学科知识的相关联性达到真正的理解,提高了解决实际问题的能力,达到实验教学的目的。这种实验模式在培养学生的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力方面有较强的优势,很好地培养了学生对机电知识的运用能力。
3.4 课外和课内相结合,小组和个人相结合的实验教学
关键词：中职;机电一体化;培养模式;改革
《江苏省中长期教育改革和发展规划纲要(～)》明确提出：“建立职业教育创新发展实验区，鼓励有条件的市、县先行试点，推动建立现代职业教育制度，切实增强职业教育的吸引力和发展能力。”根据《江苏省职业教育创新发展实验区建设方案》的要求，江苏省惠山中等专业学校(以下简称“我校”)对机电一体化专业人才培养模式进行改革创新。
（专业代码：580201）
一、业务培养目标
本专业培养的学生具有机械技术、电工电子技术、机电控制技术、计算机应用技术、数控技术等基本理论知识和基础知识，具有机械加工设备的应用能力，具有数控设备的操作和编程能力，具有机电设备和自动化生产线的安装、调试、运行和维修的能力。可从事数控机床和自动化生产线等机电一体化设备的应用和管理、机电产品的质量检测以及售后服务、机电产品的生产和技术管理等工作。
二、业务培养要求
1、德育和体育方面：
热爱祖国，拥护中国共产党的领导，努力学习马列主义、毛泽东思想和邓小平理论以及三个代表重要思想，具有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感；热爱科学事业，养成良好学风，理论联系实际，具有艰苦求实、善于合作、勇于实践创新的科学精神；具有良好的思想品德修养和心理素质，具有健康的身体素质，达到国家规定的大学生体育合格标准。
2、专业业务方面：
本专业的学生要求掌握机械设计及制造、电子、计算机、设备控制等基础理论、基础知识和基本技能，并掌握数控机床初级操作基本技能。毕业生应获得以下几方面的知识和能力：
（1）具有较扎实的自然学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；
（2）较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，具有较强的机械应用能力；掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有获取信息的能力，设计基础、设计理论、人机工程、设计材料及加工、计算机辅助设计、市场经济及企业管理等基础知识；
（3）具有较强的机械应用能力；
（4）具有新产品的研究与开发初步能力，有较强的表现技能、动手能力、及美的鉴赏与创造能力以及较强的计算机和外语应用能力；
（5）具有较强的自学能力和较高的综合素质。
遵照“重视基础，强化实践，产、学、研相结合，知识、能力、素质协调发展”的指导思想，加强对创新意识和创新精神的培养力度以及创造实际动手的各种条件，培养应用型机械类综合人才。
三、学历与修业年限
本专业为专科学历，标准学制为3年。
四、隶属学科门类
机械工程
五、相近专业
数控技术
六、毕业学分要求及条件
本专业学生必须修读完成培养计划规定的128学分方可毕业。其中，学生必须修读完成必修课程规定的102学分和选修课程规定的26学分；学生必须在全院公共任意选修课中至少选4个学分（艺术类课程至少选修1学分）。其他毕业条件参见《梧州学院全日制普通本、专科学生学籍管理暂行规定》。
七、学位授予学科门类及条件
无学位授予
八、课程结构及教学计划表
1．计电系（部）机电一体化课程计划总表
2．计电系（部）机电一体化选修课程计划表
3．计电系（部）机电一体化专业课程学分及学时分配表
九、主要实践性教学环节
军事训练与国防教育，金工、电工实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计与答辩等。
十、主要课程及其简介
课程名称：画法几何与工程制图及计算机绘图
课程总学分学时数：6学分，102学时。
理论讲授时数：102学时
主要内容：机械制图是一门研究绘制工程图样、图解空间几何问题、贯彻国家制图有关标准为主要内容的课程，是高等工程专科学校培养具有工程师初步训练的高级工程技术应用型人才的一门必修的技术基础课。它研究绘制和阅读工程图样的原理和方法，为培养学生的制图技能和空间想象能力打下必要的基础。其主要任务：
1、研究正投影的基本理论和投影特性；
2、培养一定的空间想象能力和分析能力；
3、培养按机械制图国家标准的有关规定正确而熟练地绘制和阅读机械图样（零件图和装配图）的能力；
4、培养空间几何问题的初步图解能力；
5、学习计算机绘图知识，能使用计算机绘图和辅助绘图及相关设备进行绘制二维工程图的能力，6、培养耐心、细致的工作作风及严肃认真的工作态度。
本课程为机械设计制造及其自动化专业的专业基础课。通过课程学习培养学生能对一般图形进行图数转换及编制绘图软件的能力。也包括对现有的图形软件包操作、使用的能力。初步了解计算机辅助设计与计算机绘图的关系，为在其他课程中更广泛应用计算机绘图打下基础。
使用教材：华中科技大学编，画法几何与机械制图，华中科技大学出版社，2007 参考书目： 清华大学编，机械制图，清华大学出版社，2007
课程考核方式：考试和平时作业
课程名称：互换性与技术测量
课程总学分学时数：2学分，34学时
理论讲授时数：24，实验时数：10
主要内容：本课程是机械类专业必修的一门实践性很强的专业技术基础课。其目的与任务是使学生初步掌握有关了解互换性生产原则及公差与配合的规律与选用；掌握相关的基本概念和圆柱结合精度设计原则及检测技术的基本知识；能够掌握零件精度设计的基本原理和方法，为在结构设计中合理应用公差标准打下基础，为后续机械零部件设计课的学习奠定基础。
使用教材：廖念钊，互换性与测量技术基础，中国计量出版社
参考书目：邢闽芳，互换性与测量技术基础，清华大学出版社，2007
课程考核方式：考试和平时作业
课程名称：工程材料及成形技术基础
课程总学分学时数：3学分，51学时
理论讲授时数：45，实验实训时数：6
主要内容：本课程从工程材料及成形技术应用角度出发，以培养高等学校机械类各专业学生具有合理选用金属材料、正确选择成形方法、妥善安排工地路线的初步能力，拓宽学生知识面，了解非金属材料及新材料在工程方面的应用为主要目标。
使用教材：张美琴，工程材料及成形技术基础，浙江大学出版社，2007
参考书目：凌爱林编，工程材料及成形技术基础，机械工业出版社
课程考核方式：考试和平时作业
课程名称： 机械原理
课程总学分学时数：5学分，85学时
理论讲授时数：68，实验实训时数：17
主要内容：机械原理是培养学生具有机械基础知识及机械创新能力的技术基础课。在机械类各专业教学计划中是主干课程。在培养合格机械工程设计人才方面起着极其重要的作用。其目的与任务是使学生掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有拟订机械运动方案、分析和设计机构的能力，它在培养高级工程技术人才的全局中，具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创新能力的作用。
使用教材：王知行，机械原理，高等教育出版社，2005
参考书目：申永胜，机械原理，清华大学出版社，2005
课程考核方式：考试和平时作业
课程名称： 机械设计
课程总学分学时数：4学分，68学时
理论讲授时数：51学时，实验实训时数：17学时
主要内容：机械设计课程是高等工科学校机械设计制造及其自动化本科专业中培养学生机械设计能力和创新能力的一门主干技术基础课，是学习专业课程和从事机械产品设计的必备基础。其目的与任务是使学生A、树立正确的设计思想，培养基本设计能力，开发创造性思维和创新能力，了解现代机械设计技术，应对经济全球化和知识经济的挑战。B、掌握机械系统设计的基础知识，初步具备一般机械方案设计和分析的能力。C、掌握常用机构运动设计和工作能力设计的基本知识，掌握通用零部件设计计算和选用的基本知识，初步具备一般通用机械的设计能力，特别是常用执行机构和传动装置的设计能力。D、培养学生运用标准、规范、手册、图册及网络信息等技术资料的能力。E、初步掌握基本机械实验技术。
使用教材：濮良贵，机械设计，西北工业大学出版社，2007
参考书目：秦彦斌，陆品，机械设计，西北工业大学出版社，2007
课程考核方式：考试和平时作业
课程名称：微机原理及接口技术
课程总学分学时数：3学分，51学时
理论讲授时数：51
主要内容：本课程是机械工程系专业方向选修课，其教学目的是使学生了解微型单片计算机工作原理，掌握单片机的编程知识，为学生提供一种工业控制的方法,为将来的毕业设计和工作打下基础。
1)了解单片机的工作原理
2)掌握单片机指令和编程方法
3)掌握单片机的外部扩展方法
4)培养学生利用所学知识解决实际问题的能力
使用教材：单片微型机原理、应用与实验（第三版）张友德等编 复旦大学出版社 参考书目：
课程考核方式：考试和平时作业
课程名称：液压、气动技术
课程总学分学时数：3学分，51学时
理论讲授时数：42，实验实训时数：9
主要内容：本课程是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课。通过本课程的教学，使学生掌握液压与气动技术的基础知识，为以后从事机械设计制造、自动化及使用维修方面的工作打下基础。课程主要内容：本课程包括液压传动和气压传动两部分。前一部分主要介绍液压传动的流体力学基础知识，组成液压系统的动力、执行、控制和辅助等四种液压元件以及传动介质，组成液压系统的若干液压基本回路，典型液压系统实例的介绍和液压系统的设计计算。后一部分主要介绍气压传动的基础知识、组成气压传动的基本元件、组成气压系统的基本回路、典型气压系统的实例分析和计算方法。
使用教材：何存兴，液压传动和气压传动，华中科技大学出版社
参考书目：马恩，液压传动和气压传动，电子工业出版社，2007
课程考核方式：考试和平时作业
课程名称： 控制工程基础
课程总学分学时数：3学分，51学时
理论讲授时数：42，实验实训时数：9
主要内容：本课程是为机械类专业开设的一门专业技术基础课。主要学习单输入单输出（单变量）自动控制系统分析与设计的基本理论和方法。本课程要求掌握控制系统的基本构成，单变量控制系统数学建模，线性单变量连续系统的分析和设计方法。由于该课程的属于少学时，没有安排实验教学内容，但要保证一定习题量，从而巩固课堂教学的内容。使用教材：周雪琴，张洪才编.《控制工程导论》.西安：西北工业大学出版社, 2000 参考书目：胡寿松 编著．《自动控制原理》第5版.北京: 科学出版社, 2007
课程考核方式：考试和平时作业
课程名称：机电一体化系统设计
课程总学分学时数：5学分，85学时
理论讲授时数：68，实验实训时数：17
主要内容：本课程是机械设计制造及其自动化专业机械电子工程专业方向模块限修的专业技术课程，是机械设计制造及其自动化专业教学计划中的主要课程，通过本课程的学习，可以使学生全面地了解机电一体化的基本概念、发展状况、产品构成、产品分类、共性关键技术等基本知识，学会机电一体化产品的机械系统、接口、检测系统、伺服控制与驱动系统以及计算机控制系统的分析与设计计算方法，掌握机电一体化产品总体设计中机电结合的机电一体化设计理论与方法，初步具备分析与设计较简单的机电一体化产品的能力。
通过本门课程的学习，使学生顺利地完成从基础理论知识学习向工程设计能力培养的过渡，为学生进行专业课程设计、毕业设计以及毕业后从事专业技术工作打下良好的基础。使用教材：张建民等编著．机电一体化系统设计．北京理工大学出版社，2007
参考书目：郑堤，唐可洪主编．机电一体化设计基础．机械工业出版社，1997
一、高职机电一体化专业教学现状分析
近年来，为适应机电技术的迅猛发展，各高职院校纷纷对机电专业教学进行了一定程度的改革。但这种改革是在原有机电专业教学框架下完成的，即专科层次的教育只是将本科层次教育的专业课减少一些，并降低部分课程的难度，实践教学没有得到应有的重视。实践表明，现有机电专业教学模式的效果不是很理想，主要存在以下问题：
(一)理论教学和实践教学比例失衡
实训教学从属于理论教学，实训学时分散在各门课程之中，数量较少，在课程的成绩考核中所占的比例极小，且不少实训缺乏合理、完善的考核办法，期末以理论考试为主，导致学生对实训课很不重视。重理论轻实践的思想依然普遍存在。
(二)理论教学与实践教学脱节
伴随着机电技术的迅猛发展，产生了许多新技术、新工艺.理论教学中已及时增加了这些新的内容，而实训教学却严重滞后，实训内容长期不变，内容上以理论验证为主要目的。有的则采用了集中一段时间进行实训的方式，造成理论教学与实践教学相脱节。
(三)机电一体化专业特色不明显
实训教学缺乏相对的独立性与整体优化。专业实验的工程特征不明显，不能有效地提高学生的职业能力。 特色不明显，特别是机械和电气不能有机统一起来。
二、高职机电一体化专业教学改革探讨
(一)以学生为教学主体，运用灵活多样的教学法
通过学习体会的方式获得知识，教师是学习活动的帮助者和促进者。而不单纯是知识的传授者与灌输者。其基本特征是：以学生为中心，利用工作过程引导学习活动，侧重于职业能力的.培养，以真实工作任务及工作过程为依据.选择和序化学习内容，教学内容针对性强，理论实践一体化，学生在教师的引导下，利用必要的学习资料，完成各种项目任务。
教师和管理者要树立新的观念：把课程从教师讲解为主，变成由教师积极引导和创造学习的环境条件为主;把学生由被动听变成主动积极参与操作，主动积极参与新知识的探索;教师可以少讲理论知识，但要带学生做事，在做事的过程中学生自主探索到了知识，真正提高了能力，这就是好课。故而对老师也有了新的要求：既要能讲又要会做。在教学中主要采用“教学一体化”模式。
1.认识导向教学法。过去往往采用先实习后教学的教学方法，效果不尽如人意。现在我们先带学生到相关企业做短期的认识实习，由于高职生大多不是源自企业，感性认识会对其今后的学习产生重要的影响。接着的课堂讲授主要在设有实训设备的教室进行，面对实物现场教学，加上多媒体课件辅助教学，增强了学生的学习兴趣，教学效果良好。
2.专业项目教学法。课程具体授课内容和训练项目都来自企业实际。比如机电专业船舶电气方向，可采用电动液压起货机控制系统、电站并车解列等案例，先让学生经过思考，收集资料信息，并独立进行复杂回路的分析，同时在实训台上进行元器件的选取、回路的搭建、调试运行、故障分析等，学生通过收集信息、方案实施、自我评价和相互评价等环节，为今后独立工作奠定了坚实的基础。
3.顶岗实习教学法。到与机电专业相关的的企业，在教师和企业师傅的指导下，学生参与实际产品的安装调试，在实习过程中发现并解决问题，提早了解企业生产实际，树立质量意识、安全意识、管理意识，学会与他人沟通协作、提高技术水平。
(二)以职业技能鉴定为手段，改进传统考评方式
高职机电专业教育是把具备高中文化水平的学生。培养成为生产、管理、服务第一线具备综合职业能力和全面素质的高级应用型人才。
在对学生学习课程的成绩进行评定时，应避免以往一卷评终身的评分方式。分别从动手能力、知识目标、方法能力、社会能力四个方面来考核学生的学习情况。以重视个性为指导原则，从重结果评价转向重过程评价，重视学生的学习能力、独立思考能力、解决问题的能力及创新思维能力的培养。
(三)突出实践教学环节，开展“工学结合”教育模式
实践环节突出四个特性：基础实践教学环节的普及性、专业基础实训的严格性、专业实训的必备性及毕业实习环节的针对性。加快实验实训基地建设，为专业建设打下了坚实的物质基础。校外实习基地的建设本着“先求合作、后求发展”原则，建立稳固校外顶岗实训基地。充分发挥实训基地的作用，使学生开阔眼界，增长见识。课程实训与职业技能培训相结合，对学生进行数控机床操作等方面的职业技能培训。改革毕业设计原有的限于纸面的图纸设计、毕业论文的形式，将毕业环节变为毕业实践、毕业设计和毕业制作，使其内容多样化、形式多样化、过程多样化，逐步转为对职业技能培训更有促进的、机电一体化产品或控制器的实体制造与制作。
突出实践性课程教学是高职教育的重要特色.实践能力的培养应贯穿整个教学过程。通过校企合作充分发挥企业和院校的培养优势，扬长避短，明确校企分工合作双方的职责、权利和义务，共同制定培训大纲、计划和培训课程。学生在校内进行理论教学和基础技能训练，在企业进行岗位综合能力培训和实践，学校对教学质量进行过程监控，企业对人才质量进行目标评价;双方实现设备设施技术信息与人才资源的共享，学校的教师到企业参加生产实践，为企业提供员工培训、技术咨询和智力支持，企业专业技术人员到学校举办专题讲座担任兼职教师或指导学生实训。
三、结束
机电一体化系统设计是机械制造及其自动化专业的一门重要专业必修课, 它是融合机械技术、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于一体的新兴综合性学科, 综合性和应用性强, 对培养学生自动化设计能力具有重要作用。但是, 受传统教育观念和当时教学和实验条件的限制, 《机电一体化系统设计》课程过去侧重于理论知识的讲授, 实践环节偏少, 学生普遍反映该课程的学习枯燥无味, 大大削减了课程培养效果, 为了提高学生的学习积极性, 笔者在教学内容和教学方法上进行了一系列改革。
2. 教学内容的改革
2.1 明确教学目标, 优选教材
机电一体化技术作为一门新兴的综合性学科, 发展非常迅速;目前现有的教材虽然版本繁多, 但各有局限。为此按照教学大纲的要求选取一套内容体系相对合理且能反映机电一体化学科水平的教材, 就尤为重要。所选教材要能够从系统的角度出发, 全面阐述机电一体化系统设计, 既要有入门的引导, 又要兼顾提高和深入。此外, 所选教材要与时俱进, 内容新颖, 技术先进, 要能够及时把最新技术和学科前沿知识引入教学内容, 让学生感受到本门技术的迅速发展, 激发学生的浓厚兴趣。
2.2 教学内容的改革
机电一体化系统设计内容多, 涉及面广, 综合性强, 然而理论课时少。因此, 要根据教学大纲要求, 精选教学内容, 制定合理的教学计划, 达到最佳的教学效果。首先, 透彻讲述机电一体化的概念、体系结构等。本部分内容对学生建立机电一体化系统设计框架, 有高屋建瓴的作用, 透彻的理解能对课程学习能起到事半功倍的效果。其次对各单元技术的讲解, 要分明主次。机电一体化技术是机械技术、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的融合。虽然这些技术在系统设计中都很重要, 但是如果在教学过程中不分主次, 对每项技术的讲解等同视之, 势必会大大加重学生负担, 转移系统设计这一教学重点。因此, 要分清主次, 增删结合。对伺服驱动技术和检测传感技术要重点讲解, 特别是伺服驱动技术, 它是系统设计的核心;检测传感技术要突出检测系统的设计, 减少传感技术的讲解, 可改为学生自学。自动控制技术、信息处理技术内容较多, 且前期相关科目有所讲解, 所以不宜过细, 可以总结性的讲解。第三, 重点引导学生运用所学知识进行系统设计, 可以采用较多课时, 分析实际系统的设计过程。比如工业机器人、数控改造、自动售货机等典型机电一体化产品实例, 可以精讲其中一两个, 使达到举一反三的效果。同时, 可以根据实际情况, 引入最新科技产品, 提高学生学习兴趣。
在教学过程中, 由于学生缺乏实际经验, 普遍感到学习《机电一体化系统设计》的难度较大。因此, 开好实验教学就显得尤为重要。根据课程特点, 在此环节中应该避免或减少验证性实验, 加强综合性、设计性实验的开设。随着我校实验设备的不断完善, 机械创新实验室, 柔性制造系统实验室, 工业机器人实验室等综合性实验室的逐步投入使用, 实验条件大大改善。同时, 在实验教学中, 做到以学生动手为主, 教师辅导为辅的教学模式, 充分调动学生的主观能动性, 由被动学习转变为主动学习。
3. 教学方法的改革
3.1 采用多媒体教学
多媒体是目前广泛使用的教学手段, 其特点是利用多媒体制作文字、图片、声音甚至动画演示。它不仅带给学生很强的视觉、听觉冲击, 吸引其注意力, 加深印象, 而且能在短时间内给学生传输大量的信息。针对《机电一体化系统设计》课程的特点, 采用多媒体教学, 能够生动的展示课程内容, 使课堂教学过程更加符合学生的认知规律, 提高了学生的学习兴趣和理解能力。
3.2 师生互动的教学方法
传统的讲述式教学, 容易使学生疲惫, 可以让学生参与课堂。在课程过半以后, 笔者给学生布置设计性的大作业, 让每个学生根据所需知识, 设计一机电一体化产品, 在每次上课前几分钟, 由学生详细讲解设计过程。这既能督促学生充分利用课余时间, 查阅大量文献资料, 加深课堂知识的理解, 又能活跃课堂, 强化课堂效果。
3.3 理论联系实际的教学方法
本课程理论性强, 难度大, 与实际联系紧, 因此很必要在教学中采用理论联系实际的教学方法。通过对学生熟悉的机电一体化产品 (如:打印机, 全自动洗衣机, 数控机床等) 的分析讲解, 能够帮助学生直观的认识所学知识, 加深理解;有条件的话也可以带领学生到工厂参观实习。
此外, 现在国家每年举办有大学生科技创新活动, 大多高校都有相应的政策支持, 笔者在教学中充分利用这一条件, 带领学生实际动手设计各种机器人、智能电器等创新项目, 使学生学以致用, 活学活用。
4. 结束语
通过对我校《机电一体化系统设计》课程的教学改革, 使课程的教学紧紧围绕着工程应用这个中心, 注重应用和实践。实践证明, 通过该课程的教学改革增强了学生的学习兴趣, 提高了教学效果取得了优良的教学效果。
参考文献
[1].张健民主编.机电一体化系统设计[M].第2版.北京:高等教育出版社.
[2].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) :307-308.
关键词：机电一体化实践教学改革
前言
实践教学的特点主要就是通过学生的动手操作，提高自身的操作技能，与企业的实际操作接轨，提高学生的就业率。而良好的实践教学的实施是需要多方面的努力的，不仅仅是教师一个人能够完成的，这需要学校的良好配合，学生的良好配合，更好的完成实践教学，促进学生的长远发展。下面针对于机电一体化专业实践教学改革进行具体的分析和研究。
1.建立递进式的实践教学模式
由于在传统的机电一体化专业实践教学主要是采取集中实践的方式，既在学生毕业的前一年进行集中的实践，这种实践的方式严重的阻碍了学生的发展，由于学生学习的知识都是循序渐进的，并且知识大部分都是短暂性的记忆，只有学生及时的进行实践，才能够确保知识转化成为技能[1]。因此，在技工院校的机电一体化专业实践教学改革中主要建立递进式的实践教学模式，帮助学生及时的将知识转化成为技能。具体的实施过程如下，首先，在实践的阶段上，采取每学期2次实践的方式，每次实践大概在2周左右，主要就是针对于之前所学习的知识，及时的实践，确保知识的消化，掌握专业技能。在实践内容的难易程度上面，首先是根据教材进行实践，其次教师还应该为学生布置提高自身能力的实践项目，使学生能够对自身的综合素质和综合能力有一个更高层次的提高。
2.建立工学结合的实践教学模式
在技工院校的机电一体化专业实践教学改革中，教师还应该建立工学结合的实践教学模式，使学生能够更好的掌握专业能力。在工学结合的实践中，教师应该分成3个阶段进行。首先，培养职业素养阶段，主要就是让学生能够感受到机电一体化这个专业在未来所从事的职业，因此，教师应该让学生到企业中去参观，了解企业员工的工作流程以及企业员工的工作环境，使学生能够感受到企业的工作氛围，培养学生的职业素养。其次，专业技能训练阶段，教师主要应该让学生在平时的课余时间，让学生到学校的实训基地去操作和练习，而学校也应该为学生在实训基地设置先进的设备供学生操作，这样，学生所学习到的专业技能就能够与企业的实际需求接轨[2]。再次，实习阶段。学生在毕业之前，教师应该鼓励学生到企业进行实习，实习的时间最好要长一点，使学生能够充分的熟悉工作的流程以及操作方法，这样，学生在毕业之后，就具有了一定的工作经验，在应聘工作的时候，就具有了较强的竞争力，有助于学生的良好就業。
3.创新实践教学体系
实践教学体系与理论教学体系存在着很大的区别，而实践教学体系应该独立于理论教学体系的，也就是说，在实践教学中，教师的教学目标，教学方法以及教学模式等等都是与理论教学完全不同的，教师也不能够将实践教学体系和理论教学体系合而为一，需要对实践教学理论体系进行不断的创新，促进学生更好的发展，下面针对于创新实践教学理论体系的方法进行具体的探讨。
3.1 创新目标体系
所谓的创新目标体系，主要就是指，在机电一体化专业的实践教学中，教师通过对学生开展一系列的实践教学策略，其主要的目的是什么，需要实现怎样的目标等等，教师应该进行充分的考虑[3]。而在技工院校机电一体化专业的实践教学中，主要的教学目标就是培养职业型人才和技术型人才，因此，教师在为学生设定实践任务的时候，也应该以这个目标进行设定，这样才能够确保学生在技工院校能够学习到最为实用的知识。
3.2 创新实践教学的内容体系
在技工院校的机电一体化专业的实践教学中，教师还应该创新实践教学的内容体系，教师应该与时俱进，了解如今的先进科技，并且将与机电一体化专业有关的先进技术融入到实践教学当中，使学生能够全面的了解先进的技术，并且学习和掌握。在实践内容的设置上，应该体现如下四个方面。一，基础技能，主要指的就是学生需要掌握的最基本的技能，像一些设备的基本操作是需要学生必须掌握的，而在这方面的实践教学内容，教师应该进行重点的把握，如果学生连最为基本的实践技能都无法掌握的话，那么将会严重的影响到学生的毕业和就业[4]。二，专业技能，专业技能相比于基本技能来说，其重点考察的是学生的操作的专业与否，也是与学生的实际专业能力挂钩的，在实践教学中，教师也应该根据学生的实际情况，对学生的专业技能实践进行科学的设计，以进一步提高学生的专业技能，促进学生学习上更大的进步。三，技术应用，所谓的技术应用就是学生需要将自身学习到的技术进行实际的操作，在设备上进行熟练的操作，使其能够应用到具体的工作当中，提高学生的技术的操作能力。四，综合素质。教师在实践教学中，还应该注重培养学生的综合素质，由于如今企业对于人才的考核已经不单单是专业能力的考核，还考核学生的综合能力和综合素质，因此，在技工院校机电一体化专业实践教学中，教师所设计的实践教学内容应该融入培养学生综合素质和综合能力的内容，这样才能够确保学生更好的发展。
4.加强实践教学改革进行管理
在技工院校机电一体化专业实践教学改革中，还应该进一步加强实践教学改革管理，其管理的内容主要实践教学计划，实践教学课程标准和教材，实训指导书等等[5]。另外，还应该制定实践教学改革标准，实践教学改革标准是开展实践教学的指导性文件，对每个实践教学环节、项目等进行安排，与理论教学的衔接以及考核方式、方法等应作出明确的规定。通过对实践教学进行有效的改革管理，能够确保实践教学改革的效果，确保学生在实践教学中真正的学习到知识，掌握技能[6]。
结论：
在机电一体化专业实践教学改革的过程中，势必会遇到很多的困难，教师需要结合实际的问题，采取针对性的解决措施，不断的提高实践教学改革的效果，确保学生在良好的教学中，全面的掌握专业技能，促进学生的良好发展。
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[文献标识码] A
[文章编号] 1005-4634 01-0047-05
引言
国家教育部于5月启动了高等学校实验教学示范中心建设和评审工作，旨在推动高等学校加快实验教学改革，加强实验室建设，培养大学生的实践能力和创新精神，提高高等教育质量，更好地满足我国经济社会发展和建设创新型国家的需要。经过6年的建设，现已有国家级实验教学示范中心500余个，涵盖物理、化学、生物、力学、机械、电子、计算机、医学、经济管理、传媒和综合性工程训练中心等19个学科类别。燕山大学机电液一体化实验教学示范中心(以下简称实验中心)于通过教育部评审，批准为国家级实验教学示范中心机械类建设单位。
随着信息网络技术的发展，并受教育部大力建设实验教学示范中心且将信息化手段的应用作为其评定的重要指标等多方面影响，各高校在实验教学中竞相引入各类信息化手段。目前，国家级实验教学示范中心信息化建设的评价指标主要包含三方面的内容：建成网络化实验教学和实验室管理信息平台;具有丰富的网络实验教学资源;实现网上辅助教学和网络化、智能化管理。上述三个方面的建设内容可以概括为实验管理、实验资源和实验手段(方法)三个方面的信息化实现。
在充分调研和分析了国内各大高校国家级实验教学示范中心信息化建设成果的基础上，实验中心从实验管理、实验资源和实验手段三个方面逐步开展信息化建设工作。同时，充分考虑了燕山大学目前的实验教学软硬件设施、实验学时分配、指导教师层次以及校园网平台配置等多方面客观因素，探索出了一条适合学校校情的具体建设路线。
经过近5年的发展，实验中心目前的信息化建设工作已经取得了显著的成果，基本实现了实验管理、实验资源和实验手段的信息化，初步构建了三个方面相互渗透、互为补充、相辅相成的集成化信息平台，该平台在实际应用中取得了良好的效果。
1 国内实验示范中心信息化建设现状
国家级实验教学示范中心项目的实施，带动了国内各高校积极开展实验教学改革，加大对实验教学的投入和建设力度。信息化建设作为中心建设的评价指标之一，同时也是一种推动实验教学体系和管理模式改革创新的有效途径，受到了各高校的普遍重视。现对国内各高校实验教学示范中心的信息化建设作简单介绍。
在实验管理方面，部分实力雄厚的重点高校发挥自身优势，开发了集成多种功能的实验教学综合管理系统。清华大学开发了一套全校范围的集实验教学管理、网上预约、实验教学教务管理为一体的实验课选课系统;四川大学开发的实验室与实践教学综合管理系统是一套基于全校的实验教学选课系统，可以将全校的实践类课程统一管理，在多年的实践中该系统已经推广到国内多所高校。
在实验资源方面，开放式的学习资源库是各大高校的重点建设内容，包括实验方法的介绍、实验仪器的使用说明、实验过程的图文及视频展示、相关知识的拓展讲解等。上海交通大学国家级物理实验教学中心从开发了一套基于XML的开放式学习系统，包括了近200项物理实验，实验项目的开放为学生预习及课外学习提供了便利Ⅲ。
在实验手段方面，实验辅助系统、虚拟实验系统、远程实验等先进的信息化产品也在国内高校中得到了应用。教学辅助平台有卓越提供的课程中心、赛尔网络提供的BlackBoard等;中国科学技术大学物理系研发的“大学物理虚拟实验”在国内高校得到广泛的应用;华南师范大学、大连理工大学、上海交通大学等高校都先后开设了远程实验Ⅲ。
2实验中心信息化建设
2.1 网络化基础平台搭建
燕山大学的网络环境和基础服务体系为实验中心的网络化基础平台搭建提供了必要的基础和条件。硬件方面，学校建设了高速光纤传输网，建立了由核心层、汇聚层和接入层所组成的三层架构的大型校园网络，校园网络主干带宽万兆。基础服务软件方面，校园网提供包括邮件服务、域名服务、目录服务和透明IP服务、WWW服务等基础服务功能，同时逐步健全了防火墙、行为管理和网络监控、病毒查杀多层面的网络安全防范体系。
在此基础之上，实验中心购置多台高配置品牌服务器，以门户网站建设为切入点，逐步进行信息化建设的各项工作。服务器是各网络系统的运行载体，门户网站则是各系统的入口和宣传窗口，两者共同构成了实验中心网络化基础平台。
实验中心的门户网站(http: //mec. ysu. edu.cn/mehlab/)基于NET平台，使用ASP. NET和C#语言来开发，并结合HTML、CSS、Java Script等技术实现。WEB服务器采用微软IIS6.0，数据库为SQL Server 。网站经过不断完善和改进，目前已经建立起由中心概况、新闻通知、教学队伍、管理运行、实验教学、实验资源、成果荣誉、信息平台、实践创新等栏目组成的宣传性网络系统。
实验中心的管理系统、实验资源系统以及实验辅助系统等功能模块均是由门户网站拓展出来的，图1为实验中心信息化平台示意图。实验中心门户网站通过设置登录界面或者超级链接的方式将各个系统有机地结合起来，各系统的数据库数据可以实现实时共享。
2.2实验教学综合管理系统
在实际的教学过程中，由于实验班级数、学生人数多，并呈现不断上升的趋势，实验指导教师除保证教学一线的正常教学外，还要耗费相当大的精力进行实验课程安排、时间地点调整、班级实验变更等诸多业务性的工作上。因此，迫切需要运用现代化、科学化、规范化的管理手段来提高工作效率，使得实验教师能全身心的投入到教学一线的工作中。
实验中心开发了一种基于WEB的实验教学综合管理系统，包括实验课程(项目)管理、实验预约等具体功能。系统采用B/S模式，开发语言和数据库等技术与门户网站相同，这样可以使两者实现有机结合。下面就管理系统的关键功能模块作简要介绍。
1)以实验项目为核心的基础数据库。数据库建设是本系统的基础性工作，系统各个对象的关系如图2所示，实验项目是整个系统的核心，起着链接各个对象的作用。理论教学以专业划分，不同专业的理论课在学时分配上有所区别，所进行的实验项目和学时分配有直接关系，这样就建立起了“学生一班级一专业一理论课程一实验项目”的左侧关系链。实验中心目前分为几个实验组，建立起“实验组一实验教师一实验项目”的右侧关系链。
2)以班级为单位的智能筛选实验、预约实验。通过数据库的链接关系，系统可智能的为某个班级筛选出自己班级所需开设的实验项目列表。列表可以展示每个实验项目的学时、实验地点、预约起始周及预约状态等，这些都使得每个班级能够直观地查看本班级的实验预约情况。
本系统的关键功能之一在于其预约流程的“智能”性，流程示意图如图3所示。
以图2中的班级1-1为例，实验预约需要经过以下几个主要流程：(1)“班级一项目”智能匹配。根据班级所属专业获取班级1-1所修的理论课程，由各门理论课获取所需开设的实验项目列表;(2)“项目一教师一实验组”智能匹配。每个实验项目分别由一位或多位教师负责指导，指导教师又组成不同的实验小组;(3)“智能排除、选择”模块。该部分是本系统的核心模块，将实现各项目预约时间节点的排除和选择。本系统预约模块以教学周为单元，以两个标准课时为节点，节点的预约状态决定班级是否可进行预约操作。图4所示为某一个实验项目在某一教学周(单元)内的预约情况图表。一周共有35个时间节点，各节点分别通过读取数据库记录来判断该节点的预约状态。
3)以实验组为范围的预约审批与管理。本系统提出了实验组“容量”的概念，即某实验组在同一个时间节点所允许预约的实验项目的最大数量，这是为了解决某些实验组的指导教师数量不足而设置的参数。基于以上考虑，实验预约记录的审批和管理是在实验组范围内进行的，实验组管理员根据本组指导教师的具体情况进行实验项目的编排、实验组“容量”的设置、预约单的审批管理等。通过本系统的“智能排除、选择模块”添加的预约记录，没有任何客观时间或实验项目的冲突，如果教师或班级没有个别的主观因素，实验组管理员只需要点击批准通过即可生成预约成功记录，班级或学生可随时查询自己的预约记录是否通过，从而根据预约记录安排学习计划;否则可退单并注明退单的原因。
2.3 实验资源系统
实验资源建设可以归结为教学资源中的空间资源(物力资源)系统的开发，分为硬件资源和软件资源两部分。硬件资源以实验室及实验设备查询系统为核心，提供实验室信息查询功能和仪器设备信息查询功能。软件资源以实验项目库为核心，提供实验前预习和实验后总结的可学习资源。
实验中心的实验资源系统建立在门户网站的平台基础之上，开发语言和数据库与管理系统保持一致。其中，仪器设备数据库已基本覆盖实验中心所有的实验教学设备(仪器)，主要字段包括设备编号、设备名称、设备类型、仪器型号、用途简介、主要技术指标等，查询系统可以提供多参数的高级检索功能。
实验资源系统的实验项目库建设是与管理系统同时进行的，实验项目使得两个系统衔接起来。管理系统侧重于实验项目的所属和分类，通过实验项目把不同的对象链接起来;而资源系统更侧重于实验项目的具体内容，向学生提供与实验相关的学习资源。目前，实验中心的实验项目库覆盖本科生开设的所有实验，主要字段有实验名称、所属理论课程、实验目的、实验基本描述、涉及主要仪器设备、实验教材(指导书)、教学课件、特色资源链接等。其中，特色资源链接可以访问与该实验项目相关的精品课程资源、课外科技活动信息、教师科研项目信息等，使得学生除了学习了解实验项目本身之外，还能够拓展知识面，提高学生对实验的认识水平和准备能力。
2.4多媒体演示实验系统
我国传统的演示实验来源于实验科普宣传资料及橱窗，随着多媒体技术的发展，通过视频采集设备对实验过程进行记录或制作Flash动画的形式展示实验过程成为现实。目前，视频或动画形式的演示实验在国内高校的应用已经非常普遍。
实验中心的多媒体演示实验系统开发从基本素材的采集入手。选取典型实验案例，一方面通过视频采集和后期处理制作成WEB页面可以浏览的视频压缩文件，另一方面将某些实验细节(如机构传动、齿轮啮合等内容)制作成Flash动画，更加生动逼真地展示实验过程。图5所示为齿轮常见的传动方式动画WEB页面截图。
使用与管理系统、资源系统相同的开发技术可以将这些多媒体素材和数据库中对应实验项目联系起来，再借助网络平台发布，这些素材就能被学生访问，同时具备高级检索功能。
3信息化建设成效与展望
实验中心的信息化网络平台经过几年的建设和完善，其稳定性和安全性已经在实际的运行使用过程中得到了检验，完全能够满足中心实验教学及管理工作的具体要求。表1列举了信息化平台部分运行指标的统计数据，可以看出，平台目前拥有较高的访问量和利用率，实验教学资源丰富。
笔者就实验中心信息化平台应用的效果评价进行了问卷调查。学生用户普遍反映该平台的WEB页面制作精良，学习资源非常丰富，预约系统操作简便且互动性强。平台的应用拓宽了学生获取知识的空间，激发了学生自主学习的积极性;教师用户认为平台的应用极大地减轻了实验指导教师的日常工作负担，各个系统操作简单易用，老师们可以有更多的精力投入到一线的教学工作中去。同时也为教师素质与能力的提高和实验室的可持续发展提供了空间;学校教务部门也对实验中心信息化平台的整体水平和构思给予了较高地评价。
随着网络技术的发展及各高校校园网建设的进一步完善，实验中心的信息化建设还应不断地深入下去，做到与时俱进，扩大实验中心的辐射范围、丰富实验辅助手段是下一步的主要工作。实验中心的信息化平台的辐射范围目前主要还仅限于校园内部，作为国家级教学示范中心，应该定位于全国范围，增强与教育部门和兄弟院校的交流与合作，增加信息来源的途径，扩大实验中心在国内的影响力，逐步建成高度信息化、立体化、开放化的机械类实验教学示范中心。另外，实验中心将丰富实验教学辅助手段，开发或引进虚拟实验、远程实验、网络实验等先进的辅助教学系统。
4结束语
实验教学是实践教学的重要组成部分和基础性环节，在高等教育教学改革中受到了高度关注。实验教学示范中心拥有优质的实验教学资源，是高校深化教学改革，推进素质教育，培养学生的创新意识、创新能力和实践能力，全面提高学生的综合素质的主要阵地。燕山大学机电液一体化实验教学示范中心在信息化建设方面从功能定位及建设内容上作了前瞻性的规划与设计并付诸实施，从科学实验管理、充实实验资源、丰富实验手段等方面开展针对性的建设工作，初步建成了一个功能齐备、性能稳定、可持续性强的信息化网络平台。平台的应用取得了良好的效果，实现了教与学的双赢。
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高职机电专业实训教学改革初探
高等职业教育人才培养目标是服务于生产第一线的高素质、高技能的应用型人才,学生应具备较强的岗位适应能力和解决生产实际问题的.能力.本文从机电专业实训教学改革谈一谈个人的体会.
作 者：周迎春 胡志军 作者单位：湖南理工职业技术学院,411104刊 名：中国科技信息英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：”“(12)分类号：G71关键词：机电 模块化 实训教学
关键词：机电技术应用 教学方法 教学改革 培养模式
1 分析学生特征
中等专业学校的生源一般，基础知识掌握相对薄弱。大部分学生学习理论知识的热情不高，学习目标不明确，缺乏钻研精神，学习没有主动性、得过且过、效率低下。虽然中专生源知识基础差，但智力水平并不低。他们的思维活跃，动手能力较强，对新事物有更好追求和探索精神，对新观念的接受程度高，对新环境的适应能力强；且追求时尚，追求财富，出人头地的想法非常强烈。所以，中等专业学校的教师们必须注重挖掘学生们的潜在价值。如果仍然按照传统的教学方法，刻板的传授《机电技术应用》专业基础课程知识，不易理解，学生听起来也会觉得枯燥乏味，极易失去学习兴趣，从而造成教学效果的不尽人意。针对学生的实际情况，为了使学生更适应社会需求，我们需要按照培养就业能力这一教学目标，对《机电技术应用》这一课程进行一体化教学模式的方案进行改革。
2 理清教学改革的思路
2.1 分析专业特色，明确教学目标 按照国家、省教委的相关规定，以能力培养为主线，以素质培养为基础，针对机电技术应用专业制定符合现代化建设要求的教学计划。本专业从学科特点来讲，它是将机械技术、微电子技术、计算机技术、电气工程技术、信息技术等学科有机结合的一门综合学科；从本专业最终成果来看，机电技术应用是一个自动化的工作系统。教学中要培养学生踏实肯干、独立思考、勇于追求和创新的优良品质，掌握最基础的科学文化知识和机电应用技术中的基本理论、基本技能，使学生对现代机电产品结构调整有较强适应力，争取做应用型的高级技术人才。
2.2 先进的教学方法 目标不同，教学方法也会相应变化，运用多样化的课程设置和教学方法，制定多层次多样化的人才培养目标，要想达到此目标，除了要结合传统的教学方法，我们还需要根据机电技术应用专业的课程特点，运用多媒体教学方法与技巧，以多媒体课件的形式，形象的给同学们展现原理图、部件图、程序图以及电路图等，减少死板教学的时间，激发学生们学习兴趣，增加课堂教学的信息量，提高教学质量。
2.3 优化课堂教学内容及实践环节 为了充分发掘学生学习的主动性，课堂教学内容及实践环节要引起特别注意，要充分激发学生学习的积极性；引导学生掌握科学的学习方法，培养学生善于思考的好习惯，提高学生的创新意识和创新能力。所以课堂教学内容应该根据实际工作中岗位职责对知识、能力的最新要求，实际应用作为教学的主体，能力培养作为教学的中心，按实用性、适用性的原则，在保证基础知识传授和不影响教学质量的前提下，将课本知识重新组合，实行一体化教学模式改革，合理确定教学的广度和深度，科学地安排教学传授顺序。
2.4 加强对于学生创造力的引导 教师在课堂中讲解知识时，学生也需要查阅资料从而掌握更多的知识。首先教师应该帮助学生选题，然后学生在教师的引导或指示下进行理论设计的完成，当确认设计完成以及准备工作都已经完成后，便可以进行试验，此时教师需要在一旁进行指导，对错误的程序需要修改。当遇到较为复杂的程序时则需要分工合作，将具体的任务分配到每一个学生的手中，比如在进行传感器的设计时，学生需要保证电路的实用性。当然，为了达到这一目的，教师还需要对学生进行实践经验的传授，让学生以自己为参考对象，从而设计出具体的电路，然后再由教师进行检查，确保其没有错误后才能进行上机验证，在验证的过程中如果遇到错误则继续进行修改直到满意为止。这样便为学生创造了良好的学习氛围，也为培养学生的创造力做出了积极的引导。
3 一体化教学改革方案的主要内容和特色
3.1 课程体系的构建 组建课件要以培养技术应用能力为主线，课程体系的搭建以职业能力培养为主。根据培养目标和知识能力分析，机电技术应用专业课程前两学年构筑公共知识平台，第三学年细分专业，构建了理论联系实践的课程体系。课程综合化、实施化改革，主要培养学生的技术应用能力。
3.2 实践教学基地的建设原则与建设方案 中专院校培养人才的目标是技术型的应用人才。通过实践教学系统的不断优化，学生的技术应用能力和职业鉴定能力才会得到很大改善和提升。所以，中专院校教育中的实践教学在教学体系中占有很重要的位置，它能够很好的起到训练学生职业技能和培养学生职业素质的作用。一体化教改方案按照学生所获得的职业能力为指导，包括职业技能和职业道德，提出了实践教学基地的建设原则与建设方案。
4 结束语
总之作为中等专业学校教育工作者，在工作中要认真夯实自身专业知识，在教学实践中要不断分析，不断总结，结合学生与专业特点制定最佳的教学方案，培养更多优秀的实用型人才，为社会更好的做贡献。
参考文献：
[1]倪军.对机电技术应用专业课程改革的思考[J].现代技能开发，2003（07）.
[2]王英娟.浅析中职机电技术应用专业电工实习教学[J].华章，2013（28）：203-204.
[3]俞克新.高等职业教育的理论探索與教改实践[M].北京：高等教育出版社，1999.
今年我们省在大赛制度方面大胆创新, 推出了省级一等奖以上免试上本科, 市级一等奖以上免试上专科。进一步提高了对大赛支持的力度。将技能大赛“覆盖所有中职学校、覆盖所有专业、覆盖教师、覆盖所有学生”的良好局面。大赛检阅了职业教育的教学成果, 同时也展示了职教学生的精湛的技能操作水平, 认真负责的职业精神。体现了学生对专业知识和实际动手能力的综合素质。笔者作为机电专业负责人, 从2008年开始指导机电专业的技能大赛, 先后指导了维修电工、电子产品装配、机电一体化技术。多次带领学生在安徽省中职机电专业技能大赛中获奖, 笔者参加教师组机电一体化技能大赛也荣获奖励。通过辅导学生参赛和自己参赛, 感受到机电一体化项目竞赛对我校机电专业的教学改革产生重大影响。
一、机电一体化大赛促进教学模式改革
技能大赛设立以后, 我校高度重视, 在滁州市连续多年都名列前茅, 我们设立了技能特长班教学, 以每个专业的竞赛项目设立了相应的技能特长班, 利用课外活动和周末时间开展技能培训。技能大赛不仅检验了学生的技能水平, 也检验了学校的师资力量, 同时也检验了学生的课程建设及管理能力, 引导职业教育的全方位的发展。
我校处于安徽省滁州地区, 属于安徽省承接长三角产业转移地区。学校一直坚持以服务当地经济建设为目标, 在实现专业技能人才培养方面, 把“工学结合、校企合作”作为人才培养模式的一个方向, 尝试各种办学模式, 把学生的学科建设, 实训基地建设, 职业师资培训都和学生的技能大赛训练结合起来, 把提高学生的职业能力和综合素质, 帮助学生更好的完成从学生到企业员工的转变。把学校办成特色鲜明、效果明显、能促进当地经济发展的技术工人的培养中心。
二、机电一体化大赛促进教师技能提高
随着技能大赛的发展, 我省技能大赛的技术水平也不断提升, 机电专业的比赛从最初的电力拖动技术。逐步提高变为了电气装配与检修和机电一体化技术, 这对教师的技术水平提出了更高的要求。为此我校也在不断推进办学模式改革, 在顶岗实习阶段中, 安排教师和学生共同下企业, 不仅把学生的管理从学校延伸到企业, 而且还促进了学校的“双师型”教师队伍的建设, 让教师和学生在企业技术人员的指导下熟悉掌握新知识、新技术和新工艺, 在生产实践中得到一定的锻炼, 不仅提高了学生的综合素质和职业能力, 也使教师接收到了新的专业知识和科技信息, 了解专业技术发展动态, 了解企业和社会对本专业的需求。教师在技能大赛中发现和遇到的难题, 在企业实践过程中寻求学习的途径和解决的办法, 这成为提高专业素质和专业能力的有效途径。学校提高校企合作, 积极参与技术攻关和产品研发, 利用本专业的技术力量, 开展科技服务活动, 培养教师的科研素质、创新能力和技术应用能力。
三、机电一体化大赛促进实训设备更新
全国技能大赛中的机电一体化项目是利用亚龙公司的YL235A机电一体化实训台为设备的高科技的比赛项目, 为了能够跟上技能大赛的发展, 我校在2010年利用新校区迁建的契机投入2, 000万元购买了大批实训器材, 其中在机电专业投入了350万资金更新实训设备, 其中就特别购买了22台 (套) 机电一体化设备。40台 (套) PLC可编程设备, 22台 (套) 液压与气动设备等, 按照安徽省内一等的水平建设我校的机电专业的实训基地。
设备的投入使我校有能力在当地具备了示范和引领的作用。为了充分利用这些先进的实训设备, 我校还特别安排了多名教师去亚龙公司和天煌公司参加由公司主办的职业技能培训班, 提升了教师的专业技能, 通过培训教师能够熟练的使用先进的实训设备, 先后开展了机电一体化技术, 液压与气动技术, 楼宇自动化安装技术, 光伏发电技术等项目的技能竞赛培训工作。
设备的投入和人员的培训使我校的机电专业技能水平得到了极大的提高, 教学能力和新项目也在不断的开拓和完善中, 这些新设备成为我校技能发展的关键所在。
四、机电一体化大赛促进教学水平提高
机电一体化技能项目的设置, 促使我校调整了课程设置, 在机电专业教学计划中提出培养目标“应用型、技能型实用人才”。在培养竞争意识和创新思维的职业道德教育中, 加强了综合职业能力和综合素质的培养。课程设置根据我市产业的需求进行二次开发。结合我校情况分为几大模块:文化基础模块、专业理论模块、技能操作模块、岗位能力训练模块。学生在学完文化基础课和专业理论课后, 结合技能大赛项目设置了钳工类 (工具钳工、装配钳工) , 机械加工类 (普车工、铣加工、数控操作工) , 电气安装与检修工, 机电一体化技术四大类项目的实训模块。不但要训练学生的动手操作能力, 而且要求学生能够取得相应模块的职业资格等级证书, 这样就更有利于学生能力贴近当地社会经济发展对技术的需要。
五、机电一体化大赛促进校企合作
机电一体化技能大赛, 是一项技术含量很高的技能操作的比赛。在有效的四个小时时间里, 一位选手要完成PLC控制程序, 触摸屏控制程序和变频器的参数设置;而另一位选手要完成传送带, 机械手及供料机构等的组装, 气动电磁阀的管路连接, 传感器, 按钮, 开关, 电磁阀磁性开关等的电路连接;最后要把程序下载到PLC和触摸屏内, 接通电路, 气路后进行整体设备的联合调试。完成一个生产线的模拟生产加工过程。这些操作对于一个中职学生难度相当的大。作为参赛的选手, 必须有一位精通PLC编程技术, 有熟练的装配水平并且能够解决错误的能力。这些技术对于相当多的教师都不具备, 而这些技术又是企业生产中最常见到的设备。从这个角度来看, 我们学校教学与企业的脱节太大了, 企业要紧跟科技发展, 不然就会被淘汰, 学校教育也要紧跟企业技术的发展, 不然我们教出来的是昨天的技术, 是没有多大的价值的。
到企业去, 到高校去, 到技术发达的地区去参加培训, 参与生产性实习, 和企业深度合作是我们职业学校发展的必经之路了。我们真的不能再闭门造车, 拿着以前的教材, 教案, 继续的讲下去了。我校先后安排教师到我市的浩淼科技公司, 三友电子公司, 爱福电子公司, 滁州市长电科技公司去带领学生顶岗实习;安排教师到江淮汽车, 康佳电子, 亚龙科技, 天煌科技等企业接受培训;安排教师到国内著名高校, 技能培训中心, 以及到德国去学习, 学习他们的先进的科技, 把机电专业的技术发展带回来, 分享给我们每位专业教师。我们的专业老师与企业的差距也在一点一点的缩小, 在滁州市举办的企业技能人才竞赛中, 我校有三位机电专业教师和企业技术人员同台竞技, 获得了一个第二名, 两个第四名的好成绩。这说明只要能够坚持与企业的深入合作, 我们的教师就有专业成长的舞台。
六、机电一体化大赛改变教师的眼界
在第一次安装好机电一体化设备时, 我们非常惊讶设备是如此的先进, 可以模拟完成一条生产线的生产加工全过程, 自动化的过程, 复杂的机械设备, 复杂的气路和电路曾经让我们不敢轻易动手。通过多年的竞赛训练和参赛。我们的专业老师已经不在把实训设备当成困难了, 拆卸, 安装都是简单的工作, 复杂的设备学生都能够很好的装配, 调试。学生对编写程序就像平常做作业一样轻松就可以完成。
我们的指导老师再不把机电一体化设备当成多大的难题了, 他们的眼光在向外看, 眼界变的开阔了, 参与企业的技术研发, 探索更加复杂的机电一体化技术, 学习新的机器人控制技术等是他们新的发展方向, 我相信努力就能成功。
技能大赛的发展表明, 职业教育需要高科技, 曾经的技术在科技发展的今天已经落后了, 技能就需要不断更新。中国发展的历史告诉我们落后必将挨打, 我们不能总是跟在国外科技的后面, 被国外牵着鼻子走, 我们也不能总是做国外企业的初级打工仔。不能在技术方面占领高地, 我们就会受制与人, 在科技高速发展的今天, 职业教育要不断更新和发展, 职业教师必须不断学习和提高, 永不停步。
摘要：全国职业院校技能大赛的设立明显的促进了中职的人才培养模式改革, 推进了教学水平的提高, 对中职教师的专业水平也提出了更高的技术要求。通过这几年来的竞赛辅导实践活动, 我们深感技术发展的迅速, 机电一体化项目对机电技术应用专业的强大的影响和带动作用。
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