機電一體化技術概述模板(10篇)

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篇1

1.煤礦機電一體化技術的發展狀況

我國煤礦機電一體化技術始于建國初期，電子科技的初步發展使得把電子技術和原有的機械水平結合成為了可能，一定程度上提高了機械水平，但是由于計算機技術的限制，機電一體化并沒有蓬勃發展起來。20世紀70年代初，在“九五”期間發生了跳躍式變化，由于計算機技術的普遍應用，機電一體化程度加深；我國不僅引進了很多當時國際先進的機電一體化產品，并且研制成功了許多具有自主知識產權的產品并得到廣泛應用[2]。近年來隨著煤礦行業的不斷發展，煤礦生產水平也在不斷的提高，機電工程的控制水平也要隨著行業的發展而得以提高，從而也加快了機電一體化技術的發展。現代科學技術的發展，機電一體化更加具有先進性，尤其是21世紀以來，智能技術的開發與利用對機電一體化起到了極大的作用，并且應用到煤礦系統中。

在煤礦的井下，智能設備已被應用，例如井下智能機器人、智能化作業設備等，這些都是機電技術所提供的機械設備，但我國井下機電設備的能力不高，可靠性和檢測智能控制水平也不能達到高標準，這樣會影響到工作的安全生產。就我國目前的情況來說，煤礦機電一體化取得了很大的突破，這在很多方面都得到了提現，以MGD150NW采煤機的應用為例，它不僅大大提高了產量，還增加了安全性；綜合液壓支架的使用不僅僅大量減輕了重力的壓力，也提高了人身設備的安全性；鋼絲繩損耗定量檢測系統，充分利用了計算機的作用，精確的計算了鋼絲繩的損耗程度，使安全隱患消失于無形；此外還有很多其他技術的應用也充分體現了我國煤礦機電一體化的進程，例如提升機交流電控系統、LC煤礦提升機綜合后備保護裝置、ZDC/30煤礦用斜巷防跑車擋車裝置等。雖然現在我國煤礦一體化已經有了明顯的成就，但是和西方發達國家相比還存在著明顯的差距，整體技術水平和具體的機械設備都明顯落后，以SL500系列采煤機為例，這種智能的自動化技術在我國還沒有廣泛的流行。

2.電牽引采煤機

電牽引采煤機是機電一體化技術在煤礦生產中的一個典型應用。和液壓牽引對比，它具有以下特性：

其具備較好的牽引特性，能在采煤機向前工作時提供牽引力，讓它克服陰力進行移動，也能夠在采煤機下滑時進行發電制動，向電網反饋電能；能用于大傾角煤屋。此外牽引電動機軸端還安有制動器，從而不必借助別的防滑設備；運行可靠，使用壽命長。電牽引不同于液壓牽引，其除電動機的電刷和整流子有磨損外，別的元件都沒有磨損，故其工作可靠，礦障少，壽命長，維修工作量小；反應屢敏，動態性好，電控系統能實時調整各種系數，結構簡單、效率高。電牽引采煤機機械傳動結構簡單、規格小，份量輕，傳動效率能達99%，比液壓采煤機的傳動效率高出將近30個百分點。1991年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研發出我國首臺交流變頻調速MG3442PWD型薄煤屋強力爬底板電牽引采煤機。后國內有關研究單位與企業在吸納國外采煤機技術進步。如：上海天地公司、太原礦山機械廠、西安煤機廠、雞西煤機廠等都對電牽引采煤機進行了大量的研究開發，同時在煤礦生產中起到了廣泛的作用。

3.礦井安全生產監測監控系統

最能體現煤礦機電一體化技術之一的是礦井安全生產監控系統。我國監測監控技術應用較晚，上世紀80年代初，原國家煤炭部組織了大規模地對國外煤礦監控技術的考察和引進工作，不僅推動了國內監控技術的發展。而且還從法國、波蘭、德國、英國和美國等先后引進了一批安全監控系統（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion2200），經過消化，響應收同進又結合我國的實阮情況，研發出KJ2，KJ4等安全生產監控系統并通過了鑒定。

上世紀90年代以來，我國緊跟世界監測監控系統的發展趨勢，自行研發出了一批具有世界先進水平的監控系統，如煤炭科學研究總院重慶分院的KJ90系統、煤炭科學研究總院常州自動化研究所的KJ95系統等。它們的主要特點有：測控分站的智能化水平進一步提高：可與網絡邊接，系統軟件采用了Windows操作系統。而且，在“以風定產，先抽后采，監測監控”12字文針和煤礦安全章程等有關條款的指導下，規定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。此后，更多的監測監控系統生產廠家如雨后春筍般不斷涌現，這不但為各煤礦提供了更多的選擇，也促進了各廠家產品質理和服務意識的提高。通過長時間的實踐，安全監測監控系統為煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用。

4.液壓支架電液控制系統

我國研制液壓支架電液控制系統的起步較蟓。雖有諸多型號的電液控制系統液壓支架研發成功，但我國自主生產的電液控制系統的液壓支架卻還未在煤礦中廣泛的推廣使用，在高產高效工作方面依然是從國外引進電液控制系統液壓支架。以我國目前研制的支架電液控制系統來年，仍處于成組程序和單架控制的起步階段。液壓支架研制的趨勢是向電液控制的方向發展，將計算機技術與液壓控制相結合，達到定硬度雙向鄰架或自動移架，避免對頂板和支架產生沖擊。而且，電液控制設備還可查測支架的工作狀態。美國、德國液壓支架電液控制系統的研發走在世界前列，它們的液壓支架技術配備有礦障預警功能，能實現液壓支架與采煤機、刮板機的遠程控制。

5.礦井運輸提升設備

帶式輸送機不僅能滿足長距離的連續輸送、而且具有輸送量大、運行可靠、效率高和自動化等特點，已成為我國當今機電一體化技術的研究重點。

5.1 帶式輸送機

我國已自行生產制造了多個品種類型的帶式輸送機。“八五”時期，由于“日產萬噸綜采設備”項目的實施，帶式輸送機的技術水準得到了極大地提升，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的主要技術研究和新產品的研發也獲得了較大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效順槽可伸縮帶式輸送機等；均真補了國內此項技術的空白，并對帶式輸送機的關鍵技術及主要部件進行了理論探討和產品開發，成功的研制出多種軟起動和制動裝置。有以PLC為核心的可編程電控裝置、驅動系統采用調速型液力偶合器和行星步齒輪減速器。

5.2 礦井提升機

礦井提升機實現全數字化的提升，特別是內裝式提升機，從結構上將驅動和滾筒合為一個整體，簡化了機械結構，是典型的機電一體化設備。全數字提升機不僅能夠進行可重復性礦障尋址、診斷和自診斷，而且還可以進行簡單而迅速地通信。采用選擇總線的方式，大大簡化了電氣的安裝。其硬件配置簡單，相互兼容，零備件少，能夠輕松地實現軟啟動、軟件控制和改變瞬間加速度。在我國“九五”計劃時期，國產全數字化直流提升機是各煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產龍的全數字化直流提升機的核心部分ASCS的計算機系統由雙CPU構成。除此之外，我國還研制成功了第一臺交2交變頻器供電的交流提升機。2000年11月，該系統在焦作古漢山礦投入運行，情況良好。提升機由于采用了計算機技術，其安全保護系統更為完善。該系統的主要特點是：使用兩臺計算機裝置，每臺都有自已獨立的測量、傳感裝置和數據處理系統。兩臺計算機同步工作，互相檢測，互為備用，對提升行程實現直接測量和間接測量容器位置相結合的方式，一定程度上實現了行程的自動控制。因為采用了計算機，對安全回路、制動回路、電源和驅動回路能夠進行實時檢測，極大地提高了提升機安全性能。

6.其他煤礦機電一體化裝置

其他的機電設備主要為煤礦供電設備。煤礦供電的特點不僅要求可靠，質量高，而且還要能滿足大功率設備的要求，因此節能型產品應為首遷。高壓開關柜采用了維護量小，使用壽命長的真空開關。用集中補償和就地補償相結合的辦法提高功率因數，減少供電系統的無功電流，降低了無功功率損耗。目前高、低開關柜普遍采用了“微機保護”，具備網絡功能，可以實現遠程遙控、遙測和遙調。

7.結束語

總而言之，先進煤礦機電一體化設備的高智能化、程序化、信息化特點，以及體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優點，使得這些機電設備在煤炭生產中得到廣泛應用，不僅減輕了操作人員的勞動強度，而且還為煤礦工人提供了安全保障，極大地提高了煤礦的生產能力，創造了巨大的經濟效益和社會效益。

篇2

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

1 師生角色定位

教學的最終目的在于使學生獲得知識與技能，必須充分發揮主體（學生）的積極性、主動性。在一體化教學過程中，教師的作用在于創設各種教學情境，當好“編劇”與“導演”，為“演員”提供舞臺并給予示范、指導、評價。例如：在學習了電阻概念、學會了萬用表的使用后，教師可列寫如下表格（表1）并要求學生完成，從而引導學生學會歸納、學會搜尋相關資料，進而養成自主學習、終身學習的良好習慣。

表1

2 理實內容的合理取舍

職業教育的一個特點是：對技術理論的要求是“實用、夠用”，而非強調其知識的系統性，因而，必須對知識點進行取舍。同樣，實踐環節安排哪些內容，也必須做出合理選擇。

作為傳統的技術基礎課而言，在安排知識點時，必須考慮后續課程的需求；在確立實踐環節時，既要考慮與知識點間的相互對應關系，也要考慮與后續課程間的通用性。

以“電工技術基礎”為例：在知識點的安排上，盡管“疊加定理”與實踐環節聯系不緊密，但其概念與后續課程的關聯度較高（如電子技術的放大電路中直流與交流通道的理解），故仍需安排；鐵心線圈與后續課程（如電機、電器等）關聯度高，但其理論分析較為復雜，可采取淺入淺出的方式，重在講清線圈電流和電磁吸力這兩個主要物理量與氣隙的關系。從實踐環節來說，重在學會電路基本物理量的測量方法、常用儀表的正確使用并懂得電氣設備的安全操作規程，如電壓表、電流表、萬用表（指針式、數字式）、電橋、功率表、電度表、鉗形表、搖表（兆歐表）、接地電阻測量儀等。

3 教-學-做時間與空間的合理安排

在理實一體化的教學過程中，從時間順序來說，可以是先講技術理論并以此指導實踐操作；也可以先從實踐環節（如電路的制作、設備的安裝、現象的演示等）入手，然后從理論上加以分析、解釋、概括、總結。從空間（場所）上來說，可根據實踐環節的內容、設備等不同采取相對分開或交替進行的方式。

例如：在學習伏安法測量電阻的內容時，可先安排學生“做”在先，即各小組先行測量標稱值相同的電阻。一般來說，會采取電流表在前或電壓表在前的不同接法，從而各組的測量值不同。然后，老師“教”大家分析誤差產生的原因；最終，使學生“學”會能根據不同的阻值大小，選擇合適的測量方法以及如何減小測量誤差的途徑。

4 軟件與硬件的有機結合

這里說的軟件和硬件均指教學條件。

學生能力的獲得，是通過其自身“練”出來的，而不是教師“講”出來的。因此，必要的教學設施，是開展一體化教學的前提條件。但因種種原因（如場所、資金、學生人數、設備更新等），往往硬件設施不能最大限度地滿足教學需求，必須借助軟件予以補充、完善。另一方面，在一些涉及人身和設備安全、教學消耗大的實踐環節中，還必須在學生“真刀真槍”地操作設備前，使他有一個“仿真”的歷練，以進一步熟悉操作步驟、掌握技術要領。當然，不管仿真軟件仿得如何“真”，也不能替代現實環境中的“實”。

教材是教學實施過程中的“媒介”，是特殊的硬件，是教學指導思想、教學內容的具體體現。開展理實一體化教學模式，必須有與之配套的教材；其教材體例，必須便于教學活動的組織與實施，既要便于教師“教”，更應便于學生“學”；其教材風格，必須體現職業教育教學特點，既要通俗易懂，還需圖文并茂；在內容安排上，要理實融合，便于“學中做”、“做中學”。

現代職業教育，還必須借助信息化手段，化深奧、抽象、枯燥、乏味為通俗、具體、生動、有趣；必須利用網絡資源，為師生互動、自主學習提供平臺。一般來說，應包括的多媒體教學設備有投影儀（最好短焦或超短焦）、交互式電子白板、實物展臺、音響等。

5 評價模式的改革

一個好的評價模式，能引導、激發評價對象的積極性。教學效果的評價，其最終落腳點不在于“教得如何”，而在于“學得如何”。當然，“教”的過程，影響著“學”的結果。

對教師方面的評價包括課前準備、教學實施和課后工作等方面。教師在開展教學過程中，既要把握好節奏和進程，更要注重知識與技能的傳授技巧。

對學生的評價與考核，既要注重結果，也要考察過程；既要考查知識的理解與應用，更要考核技能的掌握與熟練程度。“過程”考察在平時進行，一般包括出勤記錄、課堂表現、作業質量、學習的主觀能動性等方面；“結果”性評價與考核，一般在學期或課程結束時進行，比較規范、綜合，以理論試卷和操作項目相結合的形式考查學生的學習效果。這其中，“結果”與“過程”、“理論”與“操作”的權重因課程的不同可有所差異。

在“電工技術基礎”第一學期結束時技能考核的方法是：選定本學期練習過的幾個工作任務（電橋電路、日光燈電路、星形連接電路、三角形連接電路等），學生現場從其中任意抽取一個，從電路連接的正確性、熟練程度、數據測量、安全文明生產等方面進行考核評分，權重為50%。

6 結語

不論采取何種教學模式，其根本目的在于使學生掌握知識、提高技能。目標一致，但途徑多樣，形式各異。模式是否合適，方法是否對路，最有發言權的還在于教學過程中的主體——學生。

參考文獻

篇3

關鍵詞：

中職院校；電類專業；一體化教學；改革

引言：

隨著中職院校教學改革的深入發展，中職院校一體化的教學改革勢在必行，中職院校領導開始重視起一體化教學在中職院校教育中的重要性。對于中職院校《電工技術基礎與技能》課程而言，其教學內容較為枯燥乏味，傳統的刻板教學方法更是無法為學生營造良好的學習氛圍，理論性強、課程內容抽象讓電類專業的教學質量止步不前，在很大程度上影響了電類專業教學水平的提升。然而將理論與實踐操作有機結合的一體化教學卻能很好地解決這一矛盾，中職院校教師通過“實踐-理論-再實踐”的一體化教學模式，大大的提升了學生學習興趣，激發了學生學習電類技術的積極性。

1一體化教學改革在中職院校開展的重要意義

1.1一體化教學適應了中職院校教學改革的大綱要求

近年來，我國各大中職院校開始開展對《電工技術基礎與技能》教學改革，新的教學改革大綱要求“以就業為導向和學生能力可持續發展”和“教學與生產相結合，理論與實踐相結合”的原則；改變了“學科中心，知識本位”的課程思想，建立了“以能力本位，以應用為主線”的課程體系，一體化教學改革正是符合了中職院校教學改革的大綱要求，在中職院校教學改革過程中起到了重大的促進作用。

1.2一體化教學滿足了社會崗位的人才需求

中職院校是培養技術型人才的重要搖籃，技術專業對學生的要求非常高，對此中職院校的教學目標在于培養具有高素質、高技能的生產一線的實用性人才，提出一體化教學改革是非常必要的，因為一體化教學能夠通過理論與實踐相結合的方式教導學生，能夠讓學生更快的掌握到崗位工作的專門知識和技能，熟悉生產工藝流程，為步入社會打下良好的技能基礎。

1.3一體化教學是提高中職院校教學質量的重要保障

隨著諸多中職院校電類專業的一體化教學改革的順利推進，教師緊抓課堂教學的質量，縮短理論教學的時間，通過理論與實踐相結合的方式，制定了一套符合電類專業學生特點的教學環節重視加強對課堂教學的檢查與評估，及時反饋課堂教學質量的信息，對中職院校教學質量有極大的提升。

2電類專業學生教育存在的問題

2.1教學內容抽象乏味，不易理解

《電工技術基礎與技能》是電類專業的重要基礎課程，它具有理論性強、課程內容抽象的特點，導致教師教學難度大，學生學習不易學。同時《電工技術基礎與技能》主要涵蓋的內容是安全用電、室內照明電路、電動機及其控制電路、低壓配電裝置、架空線和電纜、直流穩壓電源等操作技能和電路基本物理量、簡單直流電路、復雜直流電路、電與磁、交流電路、電容器、變壓器等基礎知識，知識的專業性極強，對于初學者的學生而言，過于抽象，難以理解。

2.2理論知識與實踐操作分離

在大部分中職院校在對電類專業教學時，教學方法較單一，仍沿用傳統的教學模式，《電工技術基礎與技能》課教學過分注重基礎知識的講解，把理論和實踐人為分離，導致理論知識與實踐操作相互脫節，同時理論知識學習課時要多于實踐操作的教學課時，枯燥乏味、冗長的理論知識根本無法調動起學生對電類專業學生學習的積極性和主觀能動性。

2.3欠缺一支“雙師型”的教師隊伍

教師在一體化教學改革中是主要得執行者，但是目前很多中職院校在對《電工技術基礎與技能》課程進行一體化教學時，往往忽略了對教師的一體化教學指導和培訓，很多教師只擅長理論知識的教學，實踐操作能力并不過硬，大大影響了這類教師對電類專業的學生教學的質量，更是不利于中職院校一體化教學的全面推廣。

3電類專業一體化教學改革的舉措

中職院校《電工技術基礎與技能》是應用性和實踐性均很強的一門專業課程，針對以上對電類專業教學活動中存在的問題，傳統的教學模式已不適應形勢要求，不利于充分發揮理論指導實踐的作用，這將困擾和制約著職業教育的發展，如何擺脫困擾，促進教育健康發展已迫在眉睫，可以看出中職院校推行一體化教學改革勢在必行，筆者經過多年的教學經驗，摸索出一條符合中職院校電類專業學生特點的一體化教學，具體如下：

3.1整編符合一體化教學改革的教材內容

傳統的教學內容和教學大綱通常都是分段式的教學模式，然而中職院校采用的一體化教學模式主要采用的是模塊化的教學方式，對于《電工技術基礎與技能》課程是一門實踐很強的專業基礎課，其中許多知識來源于實踐，知識的理解、難點的突破都有賴于大量豐富的感性材料。因此，我們在教學中不斷充實演示實驗、實物展示、技能訓練等內容，使理論教學內容與實踐教學內容接近1:1。如在教《電工技術基礎與技能》課程的電工器材，不能光講白熾燈原理，而是要增加對節能燈、LED照明等現代化的新光源應用進行深入介紹，使學生在學習中更貼近生活實際。同時《電工技術基礎與技能》課程所涉及到的知識、技能、方式方法都要進行分類和整合，教學計劃中可以設置教學項目，每個項目設置若干的任務，然后把所學知識內容綜合起來，如在學習電動機，主要以電動機為教學主體，通過知識鏈接，可以讓學生了解磁與電、單相交流電、三相交流電、電動機的工作原理，通過“方法技能”介紹了識讀電動機銘牌、安裝（折裝）小型電動機、電動機的維護和檢修等技能方法。同時，教師根據學生的知識結構，對學生的培養目標，編寫適合中職學生教學的教材，教學知識內容要與時俱進。

3.2創新多樣性的一體化教學改革方式

中職院校《電工技術基礎與技能》的一體化教學改革必須要堅持以學生是教學活動的主體，要將電類專業的理論知識與實踐操作融合起來，通過多樣性的一體化教學，使學生能夠掌握更高的技術能力，更加適合社會對技術人才的需求。如電工技術基礎與技能實訓室建設的實踐應用中我們體會到，只有讓學生能充分接觸實物實驗、實訓，才能達到通過實驗、實訓幫助學生理解電工理論知識，掌握電工操作的基本技能，也只有這樣，才能讓學生在實操的成功體驗過程中逐步激發學生學習的興趣，達到一體化教學的目的；部分實訓室的管理宜由統一的上課管理結合對學生開放的課余管理結合，使學生能在其感興趣的時候及時動手體驗。電工基礎技能實訓室的建設，必須打破一間實訓室就能滿足所有技能實訓的設計思路，必須從學生學習的角度思考，達到充分滿足學生實訓需求為目的，當然要結合各校的實際，做出最為實用的方案，才能使《電工技術基礎與技能》真正通過一體化教學實現教學目標。

3.3培養一支符合一體化教學的“雙師型”教師隊伍

中職院校《電工技術基礎與技能》一體化教學改革離不開教師的教學執行力，往往一體化教學對教師的職業技能要求要更高一些，一體化教學背景下的“雙師型”教師不僅僅能夠教學理論知識，還要有較強的技術操作能力，能夠將電類專業的理論知識更好的轉變為電工技能，知識與實踐的相互滲透、融合和轉化，從而成功塑造更加符合電類專業的一體化教學。對此，對于培養這種一體化的“雙師型”教師隊伍，需要中職院校領導的高度重視和大力投入。首先，要引進雙師型教師，要到各大高校區聘請專業化教師，要不拘一格降人才，壯大學校教師隊伍。其次，要加大對現有教師的培訓力度，鼓勵電類專業的教師在寒暑假到電類專業相關企業進修參觀和學習，大量的專家講座、各類的在職培訓為培養“雙師型”教師隊伍提供更為便利的條件，再次，要加大理論教師和實訓教師的溝通力度，實現二者的互融式教學。從而加快中職院校《電工技術基礎與技能》一體化教學改革的進程。

4結語

一體化教學改革是目前中職院校教學改革的重要方式之一，中職院校領導應該堅持學生在教學活動中的主體地位，根據中職院校的教學模式、培養目標和中職生的特點，摒棄傳統的課堂教學模式，加強理論知識與實踐操作統一結合的教學舉措，通過理論知識指導實踐操作，然后再通過實踐操作檢驗理論知識的學習漏洞，從而讓理論和實踐有機結合，提高電類專業學生的職業技能，為中職生畢業后更快的從學生轉變為職工打下良好的基礎。

作者：韋國期 單位：廣西經貿高級技工學校

參考文獻：

[1]畢銀彥;電子技術“理實一體化”教學模式研究[J];出國與就業(就業版);2011年22期＊

[2]馬俊芳;淺談一體化教學模式在PLC課程教學中的應用[J];科技風;2010年20期

[3]翁雪平;職高電工專業電力拖動“一體化”教學的研究[J];中國科教創新導刊;2010年05期＊

篇4

1課程改革思路

將崗位的真實工作過程轉化為課程內容，稱為現階段職業教育教學改革的一種有效手段［1］。因此，《機電一體化技術》教學改革思路為:調研分析機電專業學生從事的職業崗位和職業能力，由真實的工作過程導出典型項目，生成工作任務單。針對典型工作任務，在整合教學資源的基礎上，以適用為原則，序化教學內容，規劃學習情境，創設極具代表性的學習情境，實現教學內容重構，教學方法也隨著課程內容、學生能力做出相應調整。

2課程改革目標

本課程的課程目標是通過CA6140車床、YL－335B自動生產線設備、挖掘機等項目典型的機電設備，使學生在實踐動手中，識別不同的電氣元件，看懂簡單的液壓回路、氣動回路、電氣控制原理圖、PLC的I/O接線圖，能夠正確使用拆裝工具對機械設備進行安裝和調試，能夠根據國家標準進行電氣接線與布線，能夠根據控制要求設計簡單的電氣控制圖或PLC控制程序，能夠檢測和排除設備運行過程中的簡單故障，管理和維護整個設備。同時在項目訓練中培養學生規范操作、文明工作、團隊合作意識，為定崗實習和職業發展奠定基礎。

3課程教學改革路線

3．1設計課程項目

《機電一體化技術》課程覆蓋機、電、液、氣、控制技術等各方面的內容，因此需要選擇、設計一個或幾個貫穿整個課程的大型綜合項目，作為訓練學生職業崗位綜合能力的主要載體。本文利用CA6140車床項目將齒輪、帶、導軌等機械結構與電氣控制相結合。而挖掘機操作臂項目除了承接之前機械結構、電氣控制，又融合了液壓控制、S7－200PLC控制。最后YL335B自動生產線項目既承接之前機械結構、電氣控制和S7－200PLC控制，又添加了氣動控制和傳感器檢測技術，將機、電、氣、檢測技術和控制技術相互融合。因此，本文設計的課程項目既完成了單項項目的設計，又體現了單向項目之間的聯系，從而保證了知識、能力的連貫性和聯系性，符合學生學習知識由淺至難的學習規律。

3．2設計項目情境

所謂項目的“情境”，就是這件事情的由來、它的工作環境與約束條件［2］。根據不同的項目要求首先將學生帶到實訓室、工廠或觀看項目背景視頻，讓學生看得見、聽得見具體的實際工作，然后從項目再引出相應的工作任務，提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，表1是項目實施場地，表2是YL335B加工單元的PLC控制與調試的項目情境。

3．3設計情境工作任務單

教師按照“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”六步法開發工作任務單，即將學習情景轉化為如同機電維修服務中心使用的維修任務單，模擬實際的工作過程。其中，資訊相當于產品原理說明，計劃和決策相當于維修人員、維修工具和維修計劃，實施相當于維修過程，檢查和評估相當于維修結果。表3是工作任務單結構。

3．4設計課程考核

課程考核方案摒棄了傳統的卷面終結考試的考核方式，注重實踐與理論考核相結合、結果與過程考核相結合，專業成績與能力評估相結合、課程考核與職業資格鑒定相結合［3］。因此本課程考核由工作任務單評價(15%)、技能實操考核(30%)、職業素養考核(10%)、形成性考核(10%)、試卷考核(10%)四部分組成。其中工作任務單注重考核學生對理論基礎的掌握情況，技能實操注重考核學生對知識的應用能力，職業素養注重考核學生在操作過程的規范性、正確性、團隊協作和安全意識等，試卷考核注重考核學生對本課程知識的綜合掌握能力，形成性考核形成性考核方法重點考核學生自主學習能力、表述能力評價和階段學習效果。

4結論

在本次項目教學改革中，以實際工作過程生成教學項目，以項目驅動情境，以情境引出任務，采用多種教學方法，引導學生按照工作任務單積極思考、樂于實踐，完成工作任務，最終達到“夯實基礎、熟練技能、服務專業”的金字塔式教學目的。

參考文獻:

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競爭能力。此外，世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資。我

國在這方面發展相對落后，迫切需要加強數控專業人才培養。

關鍵詞：裝備制造業，數控銑床，機電一體化

數控銑床是一種自動加工設備，在普通銑床的基礎上，集成了數字控制系統，可

以在系統程序的控制下精確地進行銑削加工的機床。數控銑床通常由以下幾個部分組

成：主傳動系統、數控系統、進給伺服系統、冷卻系統等。

機電一體化是技術密集型系統工程，通過將機械技術、信息技術、電工電子技術、微電

子技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并將這種技術

應用到實際設計中。當今的機電一體化技術正向著智能化、高性能、系統化以及輕量、微型

化方向發展。

一、數控銑床機電一體化工程

隨著數控技術的應用，機械制造設備數控化趨勢越來越明顯，給傳統制造業帶來了革命

性的變化，如今制造業已經成為工業化的象征。

數控銑床機電一體化設計要突出以下特點。在數控銑床設計時，不能只依賴一種技術，

要通過電子技術與機械技術有機的結合開展設計，還要對技術方案開展評估，使設計產品符

合了機電一體化要求，并且在機械設備和電子元件匹配的情況下，選擇最優的技術方案。

要實現數控銑床產品的性能，必須通過機械技術和電子技術的配合才能實現，這其中如

何實現兩種技術相互補充、相互聯系是關鍵。如果只依靠電子元件或者機械裝置簡單的結合

是無法完成的，必須考慮電子元件與機械裝置的控制，通過軟件和硬件相互結合，才能將多

種技術統一并發揮協同效應。當然，在進行數控銑床產品設計時，還需要考慮產品成本、穩

定性、加工精度、市場需求情況等要求。

通常數控銑床機電一體化的設計要經過兩個階段，即開發設計階段和適應性設計階段。

其中開發設計具有一定的難度，因為開發設計需要在沒有任何參照的情況下開發設計產品，

同時產品要滿足性能要求，這就對設計人員的想象力、理論基礎及市場經驗提出了考驗。適

應性設計，則是對已經設計出來的產品進行修改、加工，完善產品的功能和對進行局部改進，

此外，還可以改變產品的外型尺寸、精度、速度等參數來增加產品性能比，使數控銑床產品

的性能、功能符合設計要求。如今，計算機技術已經廣泛應用在各行各業，在進行數控銑床

機電一體化設計也要充分利用計算機技術，借助計算機設計、分析、模擬、優化設計方案，

來提高產品設計的效率及精度，同時降低產品研發費用。還有在設計產品時要充分考慮產品

的用途、成本、性能等因素，使設計出的產品經濟實用、穩定性高、消耗少，以增強產品在

市場的競爭力。

二、數控銑床機電一體化設計探討

從機械技術和電子技術兩門專業的差異來看，兩者在設計方法上有很大的不同。由于沒

有計算機輔助設計。以往傳統的機械設計通常是借鑒前人的經驗，并著重于形象思維的運用，

所以很多工作都是在圖紙上完成的，并力求在圖紙設計階段不斷論證完善。電路的設計一般

是建立在實驗的基礎上，從設計過程來看，因為連接線路的部件都規格化、標準化，而且在

電路板上更換幾個部件比較容易，不象機械設計，對于改變其中的零部件不但時間長，而且

浪費大。所以機械設計缺乏靈活性，而電路設計更注重的是邏輯思維。

從以上機電之間設計上的差別來看，在科學技術日新月異的今天，數控銑床機電一體化

產品的研制，傳統的方法研發周期長，消耗大，已經是很難適應。所以在此探討數控銑床機

電一體化設計方法具有有一定的意義。

1、物理模型方法

追根溯源，機械學、電子學都是建立在物理學的基礎上，而縱觀自然科學的發展的歷史，

兩者之間的聯系更加緊密。電路理論研究是由早期的力學研究推動的，現在電子學的許多概

念和理念都有模仿機械學的痕跡。如非常相似的MKB 機械振動系統和電子學方面的LCR 電路

系統。另外熱傳導系統、旋轉運動系統、液壓系統等也都基本上能摸擬成LCR 電路系統，并

且其狀態方程是一樣的。所以在進行機電一體化模型設計時，設計者可以據這個相似原理將

電子系統和機械系統都抽象成物理系統進行處理，這將使得對實體系統的分析變得簡單易

行。然后結合狀態變量法抽象出數學模型，即狀態變量方程。并借助于計算機分析、計算、

處理或直接控制。

2、系統尋優原則

數控銑床機電一體化設計的核心思想是如何將各種技術有機的融為一體。所以產品設計

應從整體上研究把握。因為產品越復雜，穩定性越差，所以產品的結構和功能要力求以最簡

單可行的手法實現復雜的功能。這就意味著要從系統角度優化，使機械與電子技術有機結合

得恰到好處。因為機電系統是一門綜合學科,單一技術可能是很平常的，但多種這樣的技術

的融合，可能得到協同效應。出現一加一大于二的結果。因此在系統總體設計開始的時候，

系統總的功能指標實現途徑、保證方法的尋優是機電一體化設計的關鍵。

三、結語

數控銑床機電一體化技術和產品將是今后技術裝備中非常重要的一部分，對關系國計

民生的一些行業的發展起著越來越重要的作用，但是從目前來看，我國在數控裝備領域系統

篇6

一、引言

數字電子技術這門課程適應當今科學技術發展，當今的信息時代并且以數字化為基礎運用到社會各界行業，如通信、計算機、航天、醫學、工業自動化、儀器儀表、消費類電子產品等領域，為了拓展中職學生的就業門路，為了使他們在就業后能更加適應新型的社會變化改革，為了在以后就業中能有良好的理論和實踐基礎，人們必須針對于這門課程進行一體化教學進行研究。

二、從理論教學內容進行優化

現在這門課程內容大概包括數字電子技術基礎、組合邏輯電路和時序邏輯電路、數字電路的應用等，數字電路的應用也是傳統的555時基電路等。但是隨著電子技術飛速發展，一方面數字集成電路在電子信息技術領域應用起來越來越廣，另一方面各種不同規模數字集成電路及其在數字系統邏輯設計中的應用,學生要掌握邏輯設計基本理論和方法的基礎上,了解數字電路更新換代,使數字系統設計方法產生的重大變化,進而了解新的動向,掌握新的技術,以適應數字技術快速發展的需要。這些都必須使人們從內容上進行更新。針對如此現狀,依據以下兩點進行優化第一，引進新的器件、新的技術、新的工藝和新的方法等，盡量采用在現實實際引用中的新的芯片等,加強當今應用廣泛的實例，理論知識要做到比較廣，學生接觸的信息要多，這樣做到了知識新、理論廣、基礎實等特點。第二，人們在學分立元件后要轉換思想，思考為什么人們的手機、電視等電器越來越薄等特點，這就要求大家能換位到由分立元件組成集成電路、由小集成大中大規模集成、最終實現可編程邏輯集成電路功能。

三、如何實現一體化教學

第一，教學場地的要求。一體化教學的改革打破傳統的教學模式，這樣教學場地的設備設施的要求就更高了，而在學中做，在做中學的模式中實驗是課程教學中不可或缺的重要環節,那對于現代教室來講在以前專門的實訓教師中，人們必須配備好多媒體教具，能夠邊講理論的同時、學生能同時進行操作練習。第二，教學方式的改變。采用多樣化教學方法，在教學中人們主要是學生為主體，教師為主導的教學模式，強調學生的自主學習的教學模式，由教師為學生提供優良的學習環境,如資料、儀器、工具、器材和問題,然后拋出問題，然學生設法解決有關問題,在解決問題的過程中,有哪些涉及新的知識，教師穿插講新的知識點。在這樣的教學課堂上,把教、學、做三者完全結合起來,不能再去區分傳統的“理論課”、“實驗課”、“習題課”和“討論課”等，這樣把三者有機結合起來，教學效果會更加明顯。整個教學中人們可以運用多種教學方法，譬如:討論法、多媒體教學法、講授法、教具展示法、分組法等，采用不同的教學模式運用到一體化的教學過程,這樣就打破傳統的單一教學程式,講授課就不在是單純的從基礎開始，以具體事例為導向，在完成事例的時候會遇見各種問題，解決好每個問題最終完成任務。這樣以問題的形式貫穿整個教學中，學生的興趣高了，學生的團隊配合、自主能力完全能得到充分體現。這樣多元化的教學方法使學生充分發揮自己的想象和他們的個性，同時也充分調動他們的學習積極性。在學生愿意學習的前提下，教師只要穿針引線的作用，把新知識靈活地灌輸到學生的頭腦中，這樣的教學更適合人們中職的學生。例如：在講解制作家用調光臺燈電路時，電路包括整流、穩壓等，還包含測量電阻大小、二極管、三極管等，示波器的使用。在最終能使的調光臺燈電路實現成功，在整個教學過程中，學生組成自主探究，同時他們根據自己之前的學習狀態產生不同的問題，教師根據學生問題采用不同的教學方式，新知識問題可以統一進行解答，個人之前不同問題可以單獨解答，這也適應了因材施教的原則，在一體化教學中，人們打破傳統理論和實踐脫離的教學模式。第三，學生課程學習考核辦法。教師之所以要進行課程考核，一方面可以監督學生了解自己知識到底學習怎么樣，根據自己的學習情況進行下一步的預習及復是方便教師通過考核可以了解學生學習狀況，好好調整下次的教學方法和策略，所以教學進行考核是非常有必要，傳統的做法就是最后安排學生書寫實訓報告的形式，這種形式只注重結果而忽視過程，不能充分展示學生在過程當中的準確性，更加無法調動學生的積極性，不能使學生重視數字電子技術實驗，嚴重影響了高技能專門人才的培養。因此,要改變這種以實驗報告成績定優劣的只注重結果而忽視過程的考核方式,人們可以采用三種方法進行考核：一方面實驗考核成績是理論教學考核的前提,一票否決制加強了實驗教學內容的權重,即若實驗考核不通過,不能參加理論教學考試,從制度上更完善了實驗教學和理論課程。二是采用多種評價體系,實行過程性考核和終結性考核并重,這樣有利于培養學生自主、自控的學習能力。三是學生自評整個教師教學過程和自己的學習過程，這樣有利于教學過程信息反饋,并促進教學活動的改進和完善。

四、結束語

綜上所述,隨著教育信息數字化、現代化的發展,一體化教學模式將在以后《數字電子技術》中靈活運用,這不僅為學生自主學習提供了更加便利的條件,同時對教師、學生也提出了新的挑戰,教師的許多教學方法和手段能夠可以實現，但人們也應該看到,任何事物都不是萬能的,都有自身無法克服的弱點,因此,人們教師也要努力跟上時代的信息步伐，在課程教學中,要以現今時代的實例來指導教學，力求達到最好的教學效果。

參考文獻：

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隨著社會的發展和科學技術的進步，機電一體化技術的應用與發展對我國經濟建設所起到的促進作用越來越明顯。現代化設備逐漸發展成為集光、電、機、氣、聲、像、磁、熱等技術于一體的智能化系統，機電一體化產品幾乎貫穿到國民經濟的所有行業。當前，機電一體化產品已經進入發展成熟期，高速率、高精確度的智能系統越來越成為機械制造業的主流。隨著我國后經濟危機時代產業結構調整與升級大潮的來臨，企業產品、設備正在經歷一個更新換代的頻繁時期，因此對高技能的機電一體化人才和高技術含量的機電產品需求越來越大。中職機電一體化技術專業是為生產第一線的高級技能型崗位培養人才，但是目前我國中職學校培養的機電一體化專業的學生與社會、市場的需要還有不小的距離，因此，機電一體化技術教學改革勢在必行。

一、當前中職機電一體化教育存在的問題

1.課程設置不合理

當前中職學校課程設置不合理主要表現在兩個方面：首先，重理論輕實踐。很多學校的課程設置和教學內容將重點放在追求知識和理論的體系的完整上，這對學生系統地掌握理論知識，開發設計產品是有利的。但是，也存在嚴重不足，學生畢業后大多被分配在生產一線，所從事的工作是操作設備、設定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開發、設計等，在學校學的理論知識很多用不上，而實際工作所必需的實踐能力又不具備。其次，教學內容落后。由于機電一體化是多種技術交叉融合的產物，相關技術的發展都在推動著機電一體化的發展。因此，其發展是日新月異的，這就必然導致課程設置與教學內容與其發展不相適應。例如，當前很多中職學校的單片機課程的教學內容是仍以MCS-51單片機為主，而實際生產中新的單片機層出不窮，種類繁多。

2.教學模式單一，實踐教學比例較低

傳統的教學模式，往往只注重理論教學和課堂說教，輕視了實踐能力和職業素養的培養。很多學校的課程設置和教學內容將重點放在追求知識和理論的體系的完整上，這對學生系統地掌握理論知識，開發設計產品是有利的。但是，這種教學模式也存在嚴重不足之處，學生畢業后大多被分配在生產一線，所從事的工作是操作設備、設定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開發、設計等，在學校學的理論知識很多用不上，而實際工作所必需的實踐能力又不具備。

3.教材建設落后

教材建設仍是當前中職教育的薄弱環節并嚴重影響了中職教學質量。現在機電一體化的一些教材過于偏重理論、脫離實際、缺乏實用性、部分教材內容陳舊、嚴重落后于現實，各科教材之間存在銜接性差、內容重復或內容脫節等現象。這些問題給教學帶來了很多不便，也在一定程度上影響了學生的學習積極性，制約了教學質量的保證和提高。

4.教學、實習設施不夠先進

目前很多學校的教學、實習設備缺乏且嚴重落后。只有少數條件較好的中職學校配備有為數不多的數控車床、銑床、線切割機床、電火花成型機，很多學校的學生一學期只有三四次操作設備的機會，并且這些設備又比較落后，學生難以學到真正有用的技能。

5.優秀教師隊伍缺乏

教師是教學質量的關鍵和第一保證，但是當前的機電一體化教學的教師隊伍并不能達到教學的需要。一些老教師知識結構陳舊且更新緩慢，還有一些年輕教師也是剛從學校畢業，缺乏足夠的實踐經驗，都不能很好的教授學生以適應社會工作需要的知識和實踐技能。

二、推進機電一體化教學改革的一些思路

1.中職課程需突出工學結合，強調實踐性、職業化、一體化；課程設置要抓基礎和抓應用，淡化中間。根據學生就業崗位群的任職要求，參照相關的職業資格標準，通過與企業有關人員共同論證，進行課程設置。

2.中職學校應推動教學模式改革。職業教育強調理論聯系實際。教師應注意調動學生的學習積極性，在課堂上可采用多種教學方法，如案例教學法、學生互動討論方法等，還可以多采用多媒體教學手段，使用多媒體技術演示，使學生更多的參與到教學過程中，最大限度的發揮學習的主觀能動性。除此之外，還應增加實習教學的比重，增加教學的實踐性，使學生能夠獲取更加直觀的知識。

3.教材編寫結構應根據不同的培養目標和培養方向，開發切合實際需要的教材。新的機電一體化教材應加強設備操作、調試維修等技能的比重，并根據專業技術的發展及時更新知識內容；同時，中職學校在選擇教學教材時應考慮各科教材之間配合性，保證既不重復又能全面覆蓋學生應掌握的知識；還應強調綜合能力的培養，對知識結構聯系緊密的課程進行跨學科的綜合化處理。

4.增加對教學、實習設施的投入力度。一方面政府應增大財政支持，另一方面應鼓勵學校與企業加強聯合，協調發展。應大力推進產學結合、校企合作的模式，彌補設備落后和不足，實習設施、設備是實習教學的物質基礎和前提條件。要提高機電一體化專業畢業生的職業技能水平,必須切實建設好校內外實習基地。引導中職學校與相關企業建立互利互惠機制共同建設實習實訓基地，培養實用人才。同時，學校在與企業的交往過程中,還可以了解現代企業對員工綜合素質的要求并征求企業對學校辦學的建議,以便對教育教學的方方面面進行改革與調整。

5.加強中職教師隊伍建設，增大“雙師型”師資比例。培養和引進一些既精通機械設計，又能充分使用計算機的專門人才。鼓勵在職教師進修或到相關企業鍛煉，促進中職雙師型教師隊伍發展；積極引進一些在生產第一線工作多年、具有豐富實踐能力的中青年高級技術人，通過幾年的教學培養，提高他們的教學水平，使他們成為名符其實的“雙師型”教師。還可以積極從企事業單位聘請兼職教師，實行專兼結合，改善學校的師資結構。

總之，為提高機電一體化的教學教學質量，廣大相關教育工作者必須緊跟行業發展的步伐，既保證學生的基本素養和知識結構，又要突出職業教育的特點，在教學過程中積極推進教學改革，不斷調動學生的學習積極性，加強對學生動手能力和綜合能力的培養，加強社會實踐能力，不斷為社會提供適合時代需要的高技術機電一體化人才。

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一、重視學生職業能力的培養

技師學院電氣技術專業要培養的學生的目標到底是什么呢？是達到初級維修電工水平，還是高級維修電工水平，甚至更高的技師的維修電工水平？這些筆者認為都不實際。我們太注重證書的取得了，實際工作中，一本證書又能說明什么問題呢？有很多這樣的例子：電氣專業畢業的學生，畢業后燈泡都不會裝，但他很可能還取得了中級工的證書。這對我們從事職業教育的人來說，是個莫大的諷刺。電氣技術專業所培養的學生應掌握各種生產設備的專業基礎理論、專業知識、專業技能，也要熟悉常用電氣設備的工作原理，并具有從事生產設備的運行、維護維修、電氣設備管理等能力。這些能力的培養，統歸于職業能力的培養，當然職業能力也包含了學生的自主學習的能力。

現在我們所提倡的一體化教學模式，就非常注重學生職業能力的培養與職業素養的提高。它將學會學習、學會做人、學會共處等社會能力融入到一體化課程體系統中。在推進電氣技術專業一體化教學的過程中，我們要圍繞學生職業能力的培養與職業素養的提高這兩方面來進行。要改變以往的教學模式與教學方法，首先要從老師方面進行轉變：教學不再是老師教、學生學，老師教什么學生學什么，而應該是發揮教師的引導作用，引導學生自主學習，通過對具體工作任務的，讓學生在工作中學習，而這個工作任務就是我們學生以后工作崗位上的具體任務。因此，老師必須熟悉這個工作任務，下企業去找相關的典型的工作任務。教師在設計工作任務的時候，既要讓學生感到自己好像置身在企業工作，又要將原先的理論體系貫穿于整個工作任務中去。

職業能力同時又包含人際交往能力與團隊協作能力。這些能力的培養在以往的教學過程中往往是被忽視的。電氣技術專業在推進一體化教學改革中，要特別注重在分組討論、分組匯報環節方面加大培養力度。以往我們遇到的情況是，學生畢業后，除了擁有一定的專業技能外，根本不善于推銷自己，更別說團隊精神了。而一體化教學模式中的分組討論、分組匯報環節就很好地解決了這一問題。

二、加強學生職業素養的培養

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中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）08-0089-04

Teaching Mode Reform of Mechatronics in Colleges //ZHANG Lixiu，ZHANG Ke，WU Yuhou，WANG Liyan

Abstract The curriculum of mechatronics is a comprehensive and strong practicability. It plays an important role for cultivation of Applied Talents and innovation ability. Starting from the teaching content， teaching method， experiment contents and evaluation methods， this paper forms the teaching mode to meet its own characteristics. The application of the teaching mode reform measures has certain reference function to improve the practice ability and innovation ability of students.

Key words electromechanical integration technology； teaching mode reform； experiment

1 引言

“機電一體化技術”是機械類專業的一門綜合性、應用性很強的課程，是多種學科相互交叉、滲透而形成的一門綜合性技術學科，是機械行業創新設計、科學研究的重要工具，對于培養具有一定創新能力的現代化機械類應用型人才具有重要的作用。“機電一體化技術”課程傳統的教學方法只是對先修課程的簡單重復，缺乏對學生進行實踐性及綜合性訓練，學生感到難以致用，導致學習興趣逐漸喪失。因此，在“機電一體化技術”課程教學活動中，改革現行的教學模式，尋求體現“機電一體化技術”課程教學特點的教學方法及手段成為當務之急。

隨著機械工業的蓬勃發展，世界各國對機械類專業的高等教育越來越注重實踐性、應用性及前沿性。德國機電一體化專業課程體系建設是通過校企合作和工學結合的形式，以學習者專業能力、方法應用能力和適應社會能力等綜合職業能力培養為本位，以市場需求為目標，以就業為導向，將學習和工作要素相結合，并通過分析與綜合，把工作過程的各個部分按一定的順序，導入課程體系中以構成一個有機的整體。美國賓夕法尼亞大學機械工程與應用力學系提出“機電一體化”課程改革思路，在學期項目中預定實驗方案，根據實驗方案決定課程內容[1]。馬來西亞莫納什大學工程學院在機電一體化課程教學過程中從工程項目出發，將傳統教學和項目講座相結合，有效為學生提供實際工程經驗[2]。

南京航空航天大學在機電一體化課程教學改革中，將科研成果引入課程的理論和實驗教學中，自主研發教學實驗系統平臺，簡化項目研究內容，研究一體化的系統教學法，培養學生創新意識，提高學生綜合素質[3]。鄭州航空工業管理學院采用開放式的課堂教學，基于MATLAB的虛擬實驗輔助教學及基于案例的多種教學方法進行機電一體化技術課程的教學方法改革，提高了學生對課程的學習興趣 [4]。石家莊鐵道學院將“發現體驗學習”理論應用于實踐教學中，通過機電一體化實驗內容的設計，在實驗室建設及實驗教學組織多方面采取措施，提高機電一體化技術的課程教學質量[5]。

此外，昆明理工大學為了切實培養學生的電機及控制技術的綜合應用能力，進一步促進機電結合，取得良好的教學效果，從課程的教學內容、教學方法和實驗設計等方面并結合步進電動機的教學實例，對“機電傳動控制”研究型教學進行了一些有益的探討[6]。揚州大學基于Capstone-CDIO教學理念，從知識項目化、學科交叉化、項目平臺化三方面進行課程體系實踐優化，通過調研技能、知識構建、問題解決、團隊技能四方面進行評價研究，為應用型、創新型機電一體化人才培養打下良好基礎[7]。南華大學針對機械大類開設的檢測與控制系列課程現狀，提出面向機電一體化方向整合優化課程體系和教學內容的教改目標，改變傳統教學中電、機分離的教學方式，有效引導學生形成良好的機電合一的認識，提高教學質量[8]。

國內高校關于機電一體化專業人才的教育改革各有特色，但與國外教學水平相比，仍處于初級階段，還沒有形成系統的改革方案。建立適應“機電一體化技術”課程本身特點的教學模式任重而道遠。

2 “機電一體化技術”課程教學改革思路

從“機電一體化技術”課程實踐性、綜合性特點出發，對其進行教學改革，是高校培養應用型機械類人才的關鍵。“機電一體化技術”課程教學改革主要包括教學內容改革、教學方法改革、實驗內容改革及考核方式改革四個方面，總體改革思路如圖1所示。

1）教學內容的改革，針對機電一體化課程的自身特點，在教學內容上避免簡單重復先修課的已有知識，從機電融合的角度出發，以等效性和互補性為出發點，采用系統工程觀點和方法，改革機電一體化課程的教學內容。

2）教學方法的改革，注重引進本學科的科研成果，利用科研過程中設備創新的經驗，自主研發教學實驗系統平臺，并根據學生的實際能力水平合理細化、簡化項目研究內容，構建理論學習、實驗操作、項目研究一體化的系統教學法，以實驗操作促進理論學習，以項目研究提升綜合應用能力。

3）實驗內容的改革，機電一體化作為一個學科領域，所涵蓋的內容是十分寬泛的，涉及機械設計、電路設計、控制及軟件編程等綜合性知識和技術，考慮接受創新教育學生的理解、編程、器材加工能力以及教育的連續性，使學生能夠設計出從簡單到復雜各種層次和各種不同水平的機電一體化創新產品，遵循深入淺出的原則，改革機電一體化技術課程實驗內容，使其涵蓋基本技能訓練、綜合實踐能力訓練及創新能力培養等幾個不同層次的實驗內容。

4）考核方式的改革，改變以理論考核為主、實踐技能考核為輔的做法，加大實踐技能考核的比例，探尋能夠鍛煉學生的書面表達能力，提高學生獨立動腦能力及實際動手能力，激發學生創新動力，提高學生針對實際工程問題的分析能力、解決工程問題的能力的考核方案。

3 “機電一體化技術”課程教學改革實施方案

教學內容改革實施方案 教學內容的改革將從機電一體化技術的五大要素出發，以電能作為主要動力源，確定機械系統、執行機構、傳感檢測系統及計算機控制系統的具體教學內容。其中，機械系統注重與傳統機械學的區別，重點介紹機電一體化系統設計中，精密機械零件的設計與選擇過程；執行機構中，除介紹開環系統中常用的步進電機選擇與計算外，還要介紹常用伺服電機的選擇以及無級調速用變頻器應用；在傳感檢測系統中，以常用光柵尺及編碼器為對象，介紹光柵尺及編碼器的特點、選擇及使用方法；在計算機控制系統中，以PLC為主，介紹PLC在機電一體化系統中的應用實例。

教學方法改革實施方案 在整合優化課程教學內容的基礎上，以學科現有的科研項目為基礎，通過對科研任務的簡化，確定適合機電一體化技術的教學方案，并建立相應的實驗平臺，在教學過程中通過對項目的分析、討論、實施、實驗、總結等環節，實現“做中學”與“學中做”的有機結合。如以學科科研項目“異型石材車銑加工中心”為對象，將加工中心機械部分分為橫梁、回轉工作臺、主軸頭、進給機構等模塊，為學生講解系統中齒輪、滾珠絲杠等傳動系統及支撐部件的設計方法。

由于加工中心控制系統相對復雜，不適合教學，因此在“機電一體化技術”課程其他要素的講解中，可以自制實驗平臺，即通過對傳統機床的改造，使改造后的實驗平臺包含簡單的機械結構、PLC控制系統、檢測工作臺位移的光柵尺、檢測電機位移及轉速的編碼器。將自制實驗平臺的設計改造過程作為工程實例穿插于理論教學中。此外，在理論教學中充分利用現代綜合教育技術，抓好多媒體技術、網絡技術在課堂教學中的普及應用，利用影像、動畫等豐富的多媒體信息，提高課堂教學的生動性。

實驗內容改革實施方案 加強實驗環節建設，積極開發面向知識群應用的模塊化實驗，訓練學生的基本技能，設計面向解決問題的綜合性實驗，提高學生的工程實踐能力，提供面向創新能力培養的開放性創意實驗，培養學生的創新能力和工程意識，是機電一體化技術課程實驗內容改革的宗旨。具體實驗內容如表1所示。

考核方式改革實施方案 采用理論考試、實驗考核、創新設計及作品闡述等多種方式對學生進行考核，綜合考核學生對機電一體化概念的理解能力，知識運用能力、實驗動手能力、寫作能力及創新能力。其中理論考試分為階段考試與期末考試，包括基礎性試題、綜合性試題。創新設計及作品闡述分組進行，產品設計題目自擬，在課程之初即開始實施，期末上交設計作品。實驗考核采取自擬題目和規定題目相結合的方式，即以表1中的PLC運動控制實驗作為考核項目，通過自行設計如圖2所示的工作臺運動路線及運動參數，完成工作臺的運動控制。具體考核實施路線如圖3所示。

4 結語

高等教育機械類專業注重培養學生的實踐能力及創新能力，這些能力的培養可以借助專業課的訓練獲得。“機電一體化技術”課程具有綜合性及實踐性，是培養學生上述能力的重要平臺。在“機電一體化技術”課程的教學改革中，通過教學內容、教學方法、實驗內容及考核方式的綜合改革，并在機械設計制造及其自動化專業2010、2011級學生中進行實驗，取得了較好的教學成果，提高了學生的實踐能力及創新能力。

參考文獻

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[3]韓向可，李菲.《機電一體化系統設計》課程的教學改革[J].中國科技信息，2010（9）：262-263.

[4]李琦，王基，劉永葆.《機電一體化系統設計》課程教學改革與實踐[J].高等教育研究學報，2010（3）：100-101.

[5]王翠艷，吳文江，高占鳳，等.機電一體化創新教育探索與實踐[J].中國電力教育，2010（4）：154-155.

[6]吳濤，尹志宏.機電傳動控制課程的研究型教學模式[J].實驗室研究與探索，2013，32（1）：105-107，187.

篇10

一、引言

隨著現代化工業生產的發展，由氣動技術、液壓技術、傳感器技術、PLC技術、網絡及通訊技術等學科的強烈相互滲透而形成的機電一體化技術，已成為當今工業科技的重要組成部分。但是也存在不足之處，學生畢業后大部分被分配在生產第一線，所從事的工作不是研究、設計、開發、決策等，而是操作設備、制定工藝、籌劃工裝卡具、調整試車、查找故障和排除故障，在學校學的知識相當一部分用不上，而現場工作所必需的工作能力又不具備。

二、改革的必要性

隨著國民經濟的增長，社會對人才的需求也開始增長，社會對人才特別是機電一體化專業人才的知識結構提出了新的要求。舊的辦學模式在人才培養的方法和途徑上受到很大的制約，使畢業生在理論研究的領域里“缺乏理論”，在技術應用領域內“缺乏應用”。有的專業由于課時設置不合理、教學方法陳舊等諸多原因，學生理論知識學習不扎實，又缺乏必要的社會實踐與動手能力，以至于課程結束后，了解的只是一些課本上的理論知識。

三、改革的思路

1　制定適應新形勢的教學內容。制定符合現代化建設要求的機電一體化專業教學計劃，遵循國家、省教委的有關文件精神，以綜合素質培養為基礎，以能力培養為主線。圍繞培養目標，對知識、能力、素質等方面進行合理的綜合安排，力求整體優化，培養實用的職業技術人才。

2　先進教學手段的應用。(1)運用多媒體進行直觀教學。(2)聯系生活，啟發學生思維，理論與實踐相結合。(3)與時俱進，激發學生的求知欲。

3　改革優化實踐環節。為了培養學生專業技術能力，改革傳統的實踐教學模式，將實踐教學分為三個階段進行：(1)實驗技能訓練。實驗技能訓練主要包括專業基礎課和專業課中的實驗，使學生掌握基本實驗儀器的使用，基本數據的測量、采集和基本實驗方法的運用。(2)單項技能訓練。單項技能訓練主要包括金工實習、數控實訓等，學生進行基本技能(鉗工、機加工、電工)、職業基本素質(數控車、數控銑、加工中心的編程和操作)的訓練。通過訓練使學生掌握相應的技能，參加職業資格考核取得數控工藝員或數控車、銑、加工中心操作工等級職業資格證書。(3)綜合技能訓練。綜合技能訓練主要包括生產實習、頂崗實習等，學在實訓中，采用邊教、邊學、邊做的教學方法，通過典型零件數控加工案例引導教學設計，針對實際零件數控加工任務討論工藝解決方案，并在加工現場實施，形成不同零件加工效果的直觀比較和認識，有效培養學生的技術應用能力，畢業后實現“零距離上崗”。

四、機電一體化的智能化發展

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。未來機電一體化的主要發展方向有：

1　智能化。智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。

2　模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。

3　網絡化。20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

4　微型化。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。