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關鍵詞:機電一體化;人才培養;課程體系
作者簡介:金美琴(1969-),女,江蘇南通人,南通農業職業技術學院機電系機電一體化教研室主任,講師,工程師。(江蘇 南通 226007)
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)25-0060-02
高等職業院校以服務社會為宗旨,以嶄新的辦學理念和鮮明的職業特色成為我國高等教育發展的一支生力軍。[1]隨著科學技術的發展,機電一體化已從原來以機械制造為主的領域拓展到目前的汽車、化工、輕工、儀表、通信、電力、建筑、冶金等廣泛領域。機械和電子兩大學科的內容本身已經十分廣泛,本科院校學生掌握機電一體化知識已經很難,讓一個高職學生在短短的三年時間里既掌握“機”又掌握“電”是不現實的。[2]高等職業院校開設機電一體化技術專業應明確專業培養目標,構建以就業為導向、以能力為本位的課程體系,既要防止出現教學內容過多、過雜、過深、專業技能不突出的現象,[3]又要防止不恰當地降低理論課的學習要求,培養出的學生缺乏遷移能力和應變能力,將來無法勝任工作,影響升職和發展。
一、合理定位,明確人才培養目標
高職院校的人才培養方案應適應市場需求,瞄準經濟與產業結構調整的走向,以就業為導向,制訂“突出職業技能培養,關注學生全面發展”的人才培養方案,實現“寬基礎、強技能、高素質”的人才培養規格的總體要求。以“夠用、實用、適用、先進”為原則,既重視培養學生的就業適應能力,注重實現零距離上崗就業,同時也關注培養學生畢業后的轉崗能力、職業遷移能力、競爭能力以及可持續發展能力。
當前南通的工業化水平正處在中期向后期過渡的階段,企業技術升級加快,集中表現為以信息化帶動工業化,制造業的技術含量持續增加。[4]通過人才市場調查發現,機電一體化專業畢業生就業單位不僅是機電一體化產品的制造企業,更多的是使用機電一體化設備的廣泛的行業領域。機電一體化專業人才主要從事的崗位為:機電一體化設備操作、安裝調試、維護維修、升級改造和技術管理等。其中機電一體化設備操作崗位對從業人員的知識、技能要求相對較低,往往以技校生、中職生為主,也是高職生的初次就業崗位;機電一體化設備安裝調試崗位、維護維修崗位屬于綜合技能型工作崗位,一般對學歷有一定要求,從事該工作的人員基本為高職生和本科生;機電一體化設備升級改造和技術管理崗位則不僅有學歷要求,還有工作經驗的要求。這類崗位的任職資格一般需要大專以上的知識素養,并經過操作崗位、安裝調試、維護維修崗位鍛煉過的高技能型人才。
多年來的專業調研表明:計算機、網絡等高新技術已滲透到傳統的機電行業,控制方法和手段也悄悄發生著變化,具有“智能化”的特征是機電—體化與機械電氣化在功能上的本質差別。我院機電一體化技術專業以技能培養為主線,將機電行業中普遍使用的可編程控制器(PLC)技術作為職業技術課程的核心,構建“以電為主,以控制為核心”的課程體系,突出計算機技術和先進的智能控制技術在機電產品中的應用,培養學生在掌握“夠用、適用”的機、電知識與能力的基礎上重點掌握機電一體化“融合”技術,從而克服原來的機電一體化專業“機”不如機制專業、“電”不如自動化專業的尷尬局面,并且做到具有一定的前瞻性、拓展性,培養學生既要具有實踐動手能力,更要具備隨產業升級的崗位遷移能力。
二、構建基于工作過程的課程體系
按照“企業調研—職業能力分析—工作任務—行動領域—學習領域—學習情境”的步驟構建基于工作過程為導向的課程體系。
1.進行專業調研,明確職業工作崗位
深入南通及長三角地區各行業中涉及機電產品、自動化設備與生產線的制造、使用的企業調研,由企業專家提供有關本專業的工作崗位及實際工作任務。全面打造機電設備運行維護、機電產品檢測、裝配、調試能力以及故障診斷及維修技能等專業核心能力,使其符合培養高技能應用性人才的需求。
2.整合典型工作任務,歸納行動領域
對企業調研所獲取崗位的工作任務進行分析、歸納,明確就業崗位的典型工作任務及做好這些任務必須具備的能力。機電一體化專業人員的典型工作能力概括為:熟知機電一體化設備的構造和信息流程,會定期進行檢查、拆裝和、保養;對設備常見故障有判斷力、預見性,了解適當的處理、防范措施;會根據工藝要求調整傳感器和執行機構等器件的安裝位置和運行參數;能看懂和調試PLC控制程序、設置變頻器參數等等。
3.基于實踐能力培養,構建學習領域
以上的工作能力都要求學生具備讀圖、識圖能力和常見工具儀器儀表的使用能力,根據認知及職業成長規律,結合高職學生的學習習慣及相關教育方法論對行動領域進行整合,圍繞學習目標確定教學內容,本著注重基礎、強化共性的原則,整合知識點。確定了五門專業核心課程:機械零件加工與拆裝、傳感器安裝與信號處理、電氣控制與PLC應用技術、交流伺服與變頻器技術和自動生成線的安裝調試及維護。
4.由淺入深排序,設計學習情境
根據職業特征分解學習領域,以項目、任務、案例、設備、現象、產品等為載體,進行學習情境設計。工作項目的選擇由易到難,將學習內容按由簡單到復雜、由局部整體系統、由單一技能到綜合技能的順序,循序漸進地安排教學進程,將知識的學習和企業實際工作過程有機結合,通過實際案例的分析加深學生對知識的理解和技能的提升,實現教師的傳授由多到少、學生自主學習程度由低到高遞進。
5.加強校企合作,深化課程改革
廣泛聽取行業企業意見,與企業技術專家一起共同研究課程描述、學習情境劃分、學習項目(任務)的劃分、推薦考核方式等內容,經教學實踐不斷地修改完善,最終建立成熟的課程標準。按照“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”的課程開發六步法進行課程教學設計和項目化教材編寫。教材內容與課程結合緊密,以實際工作任務和新方法、新內容、新規范、新標準等作為編寫內容,校企合作共同開發、對接國家職業標準、符合職業崗位要求。
三、建設“教、學、做”一體化的校內外實訓基地
“巧婦難為無米之炊”,實訓是促使學生掌握職業技能的關鍵環節,為培養學生真正的職業技能,要有真實的或類似真實的機電一體化實訓設備,只有職業化的設備才可能培養出職業化的人。[5]學校要增加機電一體化專業的硬件投入,購置符合行業現狀、技術先進的機電一體化實訓設備,建立“教、學、做”一體化教室,采取類似真實工作情景的實訓教學模式,制訂符合真實工作要求的嚴格的考核辦法。
加強實驗實訓基地內涵建設,創建企業真實的工作環境和氛圍,以企業員工的標準要求學生。在項目中讓學生分別擔任操作員、檢驗員、工藝員、技術員等不同的角色,經歷制訂計劃、設計工藝、準備材料、生產運行、質量控制、產品交付等產品生產的全過程。在項目評分中,讓學生體會到將來的工作要求,促使他們在今后的學習和工作中以職業標準來嚴格要求自己,全面提高學生的職業適應能力、實踐應用能力與團結協作能力。
將課程教學盡量安排在實訓室、生產現場進行,“理實一體”,將元件、儀器帶進課堂,對著實物講原理,按照實景講流程,老師邊講解、邊演示,學生邊實踐、邊學習,在“教、學、做”一體化的現場教學環境下增強了學生的感性認識和動手能力。例如:電子技術這門課項目化改革后,將學生按個人興趣分組,分別組裝收音機、門鈴、小音箱、萬用表等常見常用的電子產品,從元器件的選擇、焊接、安裝、調試到最后能正常使用,學生完成任務時很有成就感,極大地激發了其學習熱情和主動參與能力,提高了其實踐技能。
四、提高教師的專業素養與實踐能力
“打鐵先要自身硬”,提高教師專業素養與能力是強化學生實踐能力培養的保障。機電一體化專業教師要有較完善的專業知識結構、較強的實踐動手能力,[6]并且對機電一體化工作崗位的要求、行業標準和規范要非常熟悉,能把理論教學與企業生產實際結合起來,能正確地指導學生實訓實習,并積極參與到教學改革中,能結合機電專業知識進行項目教學和案例教學等。
堅持“走出去、請進來”,建設“素質優良、結構合理、專兼結合、數量足夠”的雙師型教學團隊。專業教師通過到國內外研修先進的職教理論和到企業學習、鍛煉,參與企業橫向課題,解決企業的技術難題,從而拓寬視野、掌握行業動態和先進機電一體化技術;從企業聘請技術專家和能工巧匠從事實踐教學工作。校企合作共同開發制訂專業人才培養方案和任務導向、項目驅動的實訓項目、課程、教材,發揮企業技師、工程師豐富的工作和管理經驗優勢,從而打造出一支專兼結合、技術過硬的優秀教學團隊。
五、結束語
總之,新形勢下機電一體化技術專業的人才培養應從服務地方經濟、實現學生職業發展的需求出發制訂明確的培養目標,并進行基于工作過程的課程體系的全面推廣以及校企合作、工學結合培養模式的探索和總結,購置適應行業發展趨勢的先進教學儀器設備,不斷完善實驗實訓條件,同時培養和提升師資隊伍素質,從而提高實訓教學的質量和水平,確保人才培養目標的順利實現。
參考文獻:
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關鍵詞: 工作過程系統化 機電一體化專業 開發實踐
在學習了世界各國職業教育課程模式的基礎上,中國職業教育的前輩進行了多種改革與嘗試,并在模塊化課程、項目化課程等領域取得了很多令人矚目的成果,但這些成果都還在摸索與嘗試階段,不成熟、不系統。姜大源教授提出來的工作過程系統化課程無疑促使中國職業教育課程改革向前進了一大步。
一、工作過程系統化課程概述
所謂工作過程,指的是個體“為完成一件工作任務并獲得工作成果而進行的一個完整的工作程序”。工作過程系統化課程類似于德國的工作過程導向課程,但又有所區別,它是植根于中國職業教育的土壤成長起來的一棵極具生命力的小樹,它選擇工作過程作為參照系重新構建課程體系,課程內容和結構追求的不是學科架構的系統化,而是工作過程的系統化,旨在培養人的綜合能力(專業能力、方法能力、社會能力)。
二、機電一體化專業(高級工)課程開發過程
(一)工作任務分析―典型工作任務篩選?;春<紟煂W院位于宿遷市經濟開發區,對本市及本市周邊地區跟機電一體化專業相關的企業進行調研,主要采取問卷調查、專家訪談、頭腦風暴等方式,采用多種統計方法,對相關崗位工作任務進行分析、篩選出典型工作任務。經過充分的市場調研,機電一體化專業(高級工)的典型工作任務有:機電一體化設備與系統的簡單設計、機電一體化設備制造、機電一體化設備安裝與調試、機電一體化設備使用、機電一體化設備管理、機電一體化設備維護與修理,機電設備與產品制圖,工廠供配電,數控設備應用與維護,建筑機電使用與管理,ISO質量管理,機電設備營銷等。
(二)行動領域歸納―――典型工作任務整合。即根據能力復雜程度整合典型工作任務形成綜合能力領域。由于典型工作任務是篩選的結果,還是零散的,這就需要對典型工作任務實施進一步歸納,以形成源于典型工作任務又高于典型工作任務的,符合企業需求的工作領域,稱為行動領域,這是課程體系開發的平臺。機電一體化專業行動領域:普通機電一體化設備行動領域,自動化機電一體化設備行動領域,特殊設備行動領域。
(三)學習領域轉換―――課程體系構建。即根據職業成長及認知規律遞進重構行動領域轉換為課程。作為一種教育,課程設計不能只考慮企業的需求,因為企業的目標是功利性的,功利本身并沒有錯,這是企業發展必需的。但是,教育還必須關注人的一生發展,所以,課程必須融入教育因素。這意味著課程既要遵循職業成長規律,又要遵循認知學習規律。職業成長規律指的是從入門到熟練,從單一到綜合,從新手到專家。使行動領域實施“教育學”的轉換,形成所謂的學習領域體系。在與機電一體化專業相關的行動領域實施“教育學”的轉換,形成10個學習領域:
一是文化基礎學習領域,二是職業素養學習領域,三是機電一體化設備系統功能分析學習領域,四是電子部件制作與檢修學習領域,五是機械部件加工作與設計學習領域,六是電機控制部件制作與檢修學習領域,七是機電設備運行維護與檢修學習領域,八是自動控制系統功能關系分析學習領域,九是常用控制系統制作與檢修學習領域,十是自動生產線運行與維護學習領域載。
(四)學習情境創設―――學習單元設計。即根據職業特征及完整思維細化學習領域為主題學習情境。學習情境的創設,一要關注職業工作過程的特征,工作過程的6要素:工作對象、內容、手段、組織、產品和環境,它們是變化的;二要關注相對固定的思維過程,即個體思維過程的完整性:資訊、決策、計劃、實施、檢查和評價。機電一體化專業的每個學習領域都由若干個學習情境組成。具體如下:
1.文化基礎學習領域由6個學習情境組成:(1)思想政治。(2)職業實務寫作。(3)數學。(4)英語。(5)計算機。(6)體育。
2.職業素養學習領域由10個學習情境組成:(1)職業生涯規劃訓練。(2)書寫能力訓練。(3)心理訓練。(4)禮儀訓練。(5)團隊合作訓練。(6)理財能力訓練。(7)口才訓練。(8)“6S”管理訓練。(9)就業指導訓練。(10)模擬員工訓練。
3.機電一體化設備系統功能分析學習領域由3個學習情境組成:(1)解構典型機電一體化系統。(2)解構機電一體化系統的功能部件。(3)機電一體化系統的技術應用與管理。
4.電子部件制作與檢修學習領域由10個學習情境組成:(1)萬用表的制作、調試與檢修。(2)穩壓電源的制作、調試與檢修。(3)穩壓電源的制作、調試與檢修。(4)智力競賽搶答器的制作、調試與檢修。(5)脈寬調制器的制作、調試與檢修。(6)通用控制器的制作、調試與檢修。(7)數字鐘的制作、調試與檢修。(8)電燈亮度調節器的制作、調試與檢修。(9)聲光控制延時電路的制作、調試與檢修。(10)數顯可調恒溫控制器的制作、調試。
5.機械部件加工作與設計學習領域由7個學習情境組成:(1)識讀組合三視圖。(2)繪制組合軸測圖。(3)識讀零件圖。(4)識讀部件裝配圖。(5)測繪零部件圖。(6)用普通機床加工部件。(7)用數控機床加工零部件。
6.電機控制部件制作與檢修學習領域由12個學習情境組成:(1)交流電機應用與檢修。(2)制作交流電機正反轉控制器。(3)制作交流電機降壓啟動控制器。(4)制作交流電機制動控制器。(5)制作交流電機調速控制器。(6)制作交流電機順序控制器。(7)制作交流電機位置控制器。(8)制作直流電機啟動、正反轉控制器。(9)制作直流電機的調速控制器。10.制作直流電機的制動控制器。(11)自動調速控制系統的運行和調試。(12)交流變頻調速器的操作與調試。
7.機電設備運行維護與檢修學習領域由10個學習情境組成:(1)M1432外圓磨床安裝與運行。(2)X62萬能工作臺臥式銑床安裝與運行。(3)T68臥式鏜床安裝與運行。(4)M1432外圓磨床調試與檢修。(5)X62萬能工作臺臥式銑床調試與檢修。(6)T68臥式鏜床調試與檢修。(7)氣壓、液壓系統電氣控制安裝與運行。(8)氣壓、液壓系統電氣控制故障檢修。(9)復雜機床電氣控制系統的運行與維護。(10)數控機床的維護與一般檢修。
8.自動控制系統功能關系分析學習領域由6個學習情境組成:(1)自動控制及自動化技術概論。(2)直流調速實訓裝置功能分析。(3)電力電子變流裝置功能分析。(4)使用計算機對自動控制系統進行仿真。(5)自動化生產線液壓氣動裝置功能分析。(6)自動化生產線機械傳動裝置功能分析。
關鍵詞:職業教育;產教融合;政策;機電一體化
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.198
1 前言
隨著經濟社會發展對技能人才的需求的與日俱增,機電一體化專業的招生規模不斷擴大,這對傳統的高職教育模式形成了嚴峻挑戰。與企業脫離的培養模式使得在教學管理、實習實訓、專業基礎知識和職業能力提升等方面都無法滿足社會對技能人才培養的需求。又因為機電一體化專業就業面向非常有針對性,與各類企業對接緊密性強,所以基于產教融合下的機電一體化專業研究對于提升高職院校機電一體化專業人才培養質量有著重要的理論意義和現實意義。
2 產教融合內容
產教融合主要內容包括專業與產業對接、學校與企業對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接。充分體現了校企聯合、多方參與的高職教育產教互動理念,通過“走出去,請進來”的方式完成職業素質與職業技能的培養目標,通過校中廠、廠中校、訂單模式、合作辦學等多種模式發揮企業在高職教育中的功能作用,實現學校、企業、社會的動態配合,以解決高職教育中產教脫離的瓶頸問題,提高學生的自主性和創新能力。
3 產教融合政策
十會議對我國教育提出了新的要求:“辦人民滿意的教育”、“產業發展與教育融合”,加快發展現代職業教育,就是與上述要求相適應的我國職業教育領域的重大戰略決策?!督逃筷P于2013 年深化教育領域綜合改革的意見》中提出:完善職業教育產教融合制度是改革辦學體制的一項關鍵內容。2014年6月,《國務院關于加快發展現代職業教育的決定》(國發〔2014〕19號)明確提出:構建以就業為導向的現代職業教育體系,進一步確定現代職業教育體系的主要任務是服務發展、促進就業;基本特征是產教融合、校企合作;培養模式是工學結合、知行合一;培養目標是職業精神與技術技能高度融合。2015年7月教育部印發《關于深化職業教育教學改革 全面提高人才培養質量的若干意見》(教職成[2015]6號),從職業教育教學改革和人才培養角度再次提出:“完善產教融合、協同育人機制,創新人才培養模式”、“堅持產教融合、校企合作”的基本原則,并就如何推進產教深度融合,從4 個方面進行具體部署。同時,2015 年教育部頒布的《高等職業教育創新發展行動計劃(2015-2018年)》,也將堅持產教融合、校企合作作為基本原則。
4 研究現狀分析
文獻[1]提出了基于“廣東石油化工學院-中興通訊ICT產教深度融合”背景下教師專業發展所面臨的主要問題,對產教研融合背景下教師專業發展的特征與結構進行分析,提出了教師專業發展途徑和制度建設的內容。文獻[2]根據高等職業教育特點及要求,在校企合作模式下完成機電一體化技術專業人才培養模式的研究,從該校機電一體化技術專業現狀和我國校企合作分析入手,從校企合作相關機制、人才培養過程的職業素質鍛煉、過程考核制度的推進等方面展開討論和闡述。文獻[3]通過文獻及政策梳理,對職業教育領域所提出的“校企合作”和“產教融合”概念進行解讀和辨析,闡述了二者提出的歷史背景、發展脈絡和對職業教育發展所產生的深遠意義。文獻[4]以清遠職業技術學院理工科產教融合建設為例,探討了高職理工專業產教融合的突出問題,使應對策略更具有針對性。文獻[5]以機電一體化技術專業為例,探索如何使全體教學人員與企業人員積極更新觀念,建立新型的校企合作的教育模式,提升校企合作的有效開展,實現學校企業優勢的互補,共同培養出實用型人才,更好地滿足區域經濟與企業發展的需要。
5 實踐經驗
山東水利職業學院一直重視學生的職業能力培養,近年來在人才培養模式改革、課程體系構建、校企合作模式創新、產學研結合、學生職業能力和素質提升等多方面得到行I、企業的指導和認可。機電一體化專業學生起點高,學習基礎好。2013年學院和豪邁集團繼續深度合作、組建“豪邁班”。2014年學院舉行機電一體化技術專業群校企合作專業建設研討會,來自日照嵐山港集團等15家單位的專家和技術骨干與專業群負責人及骨干教師一起研討,使機電一體化技術專業群專業產學研結合的定位和切入更加準確,專業服務產業能力的方向更加明確。2017年3月學院又與山東五征集團就加強校企合作、組建“五征班”進行探討。
將來,學院將繼續立足日照及周邊地市的地域經濟,以機電一體化專業產教融合的人才培養模式為例,深入研究產教融合實施過程中存在的問題,旨在尋找突破口,爭取在機電一體化專業課程體系建設、雙師型師資隊伍建設、提高學生職業技能質量等方面有所成效。
6 結語
我國經濟和我國職業教育的快速發展,推動著各專業的人才培養模式的迅速發展,融機、電、液、自動控制、計算機等技術于一體的機電一體化專業也不例外??梢韵嘈?,隨著國家職業教育的產教融合相關政策的頒布實施,機電一體化專業的人才培養已逐漸與企業和社會相適應,基于產教融合政策下的專業研究有利于提高職業教育的質量,培養出更多素質高、技藝精的人才。
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關鍵詞:機電一體化 高職教育 教學改革
0 引言
機械工業舉足輕重,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?,F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。高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,但是目前我國高職院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。
1 “機電一體化”發展趨勢
當前,機械制造業已從傳統的通用機床、組合機床過渡到由微電子、自動控制的全新的數控機床,并且越來越普及。微電子,光電傳感器,信息處理和自動控制技術等技術經過多年的發展,已經成為機電一體化高新制造技術的核心部分。高速、精密、大型、恒矩、無級和瞬時響應俱佳的自動換刀數控機床和流水作業式的自動生產線正在深刻改變傳統的機械加工模式。
1.1 光機電一體化
光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢。一般的機電一體化系統是由能源系統、傳感系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的。因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統。
1.2 智能化
今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外,其系統的層次結構,也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
1.3 自律分配系統化——柔性化
未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發事件,被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,子系統為總系統服務,同時具有本身的“自律性”,可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統的適應能力(柔性),又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
1.4 “生物一軟件”化—仿生物系統化
今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定,但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物:當控制系統(大腦)停止工作時,生物便“死亡”,而當控制系統(大腦)工作時,生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”,而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割??磥?,機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨,但有一段漫長的道路要走。
2 高職機電一體化人才培養
機電一體化人才可分為以下幾個層次:①學術型人才:主要從事科學研究。②工程型人才:主要從事項目的設計、規劃、決策以及新產品、新技術的研發工作。③技術型(工藝型)人才:主要在生產一線或工作現場從事設備操作與維護、技術把關等生產環節工作。
高職機電一體化人才的定位:高職機電一體化專業應將培養技術應用型人才作為教學的主要目標,合格的畢業生應具備基本的基礎理論知識、一定范圍的專業知識和較強的工作現場技術應用能力。
高職機電一體化人才應具備的知識與能力:①知識結構:具備常識性的文化基礎知識;掌握一定的政治理論知識和人文知識;具有相關專業和行業所需的機械制造和電工、電子、自動控制等方面的基本知識;具有計算機應用技術的基本知識;具有數控機床加工與編程、數控技術、CAD/CAM的基本知識;具有數控技術綜合應用的基本知識;具有車間生產技術管理的基本知識。②能力結構:一是社會能力。主要包括人際交往能力、口語表達能力、協調組織等從事職業活動所需要的一般社會行為能力。二是職業基礎能力,主要包括機械制造、電氣控制與計算機應用這三項從事職業活動所需的基礎能力。三是專業能力。主要是從事相關職業工作所要求的的稍高層次的專業技能。
3 當前高職機電一體化教育存在的問題
3.1 課程設置不合理
當前高職院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,當前很多高職院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。
3.2 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。
3.3 教材建設落后
高等職業教育的教材建設仍是當前高職教育的薄弱環節并嚴重影響了高職教學質量?,F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。
3.4 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高職院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。
3.5 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。
4 推進機電一體化教學改革的一些思路
4.1 高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。
4.2 高職院校應推動教學模式改革。高等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。
4.3 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,高職院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。
4.4 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,引導高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。
4.5 加強高職教師隊伍建設,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,促進高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。
5 結語
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,又要突出高等職業教育的特點,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。
參考文獻
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【關鍵詞】機電一體化 教學改革 專業特色 智能化
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。
5 綠色化。工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。
關鍵詞:機電一體化;智能化;數字化
中圖分類號:TH39 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)26-0001-02
1 機電一體化技術的發展現狀
所謂的機電一體化技術,是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物,它要求用信息技術控制機械設備的運用,而微電子技術是信息技術控制設備運行的一種方法,隨著信息技術與機械設備的有效結合能推動機械本體技術、傳感技術、驅動技術、接口技術、軟件技術等智能化、自動化發展。隨著當今科技的發展,機電一體化技術的發展已經取得了巨大的成果,微電子技術已經是信息技術非常重要的一部分,這是機電工業發展的必然趨勢。
從20世紀60年代開始發展到現在,機電一體化技術已經由簡單的應用階段發展成為了現在機械的智能化與自動化,它優化了人力資源、提高了經濟效益,在實際的生產生活中,機電一體化技術的應用有重要的意義?,F在人們已經開始研究將光纖和人工智能等技術和機電一體化整合的整合技術,這是未來機電一體化技術的發展方向。
目前,隨著科學技術的發展,機電一體化技術應用在各個方面,而智能化、自動化的層次也在不斷提高。在日常生活中,機電一體化得到廣泛的應用,比如說微波爐、電視機和洗衣機等;在工廠企業的應用中,人們把機電一體化技術應用在計算機集成制造系統、自動包裝機、自動碼垛機和數控機床等智能控制方面。不僅如此,機電一體化的技術已經具有學習能力與分析思考的能力,比如現在研發出的一些智能機器人,它們通過信息技術的仿生物方法、仿生物技術等,除了能完成手工輸入指令的控制,還能完成簡單的自我分析、自我診斷、自我決策,這些信息技術給機械操作與診斷提供大量的數據依據。由于目前對于機電一體化智能化方面的研究尚在初級階段,這些機器人也只能應用于某些特定的職業當中,但是相信,隨著技術的進步,機電一體化技術必然會更加的先進,將會為社會的進步和人類的發展做出更大的貢獻。
2 機電一體化技術發展方向
所謂的機電一體化就是電子控制、機械、信息處理、計算機等不同學科的交叉融合,主要的發展方向包括智能化、數字化等。
2.1 智能化
也就是說機電產品是具有一定的智能的,要能夠具有類似于人的判斷推理能力、邏輯思考能力和自主決策能力等。比如說在CNC的數控機床上可以增加人機對話的功能以及設置智能工藝數據庫、智能I/O接口等,給使用和維護機器帶來很大的方便,同時隨著當前灰色理論、模糊控制、混沌和分岔、神經網絡等人工智能技術的進步和發展,機電一體化必然會在技術發展方向走出更加廣闊的
天地。
2.2 數字化
微控制器是機電一體化的基礎,比如說不斷發展的機器人和數控機床。而當前網絡技術的不斷發展,也為機電數字化的建設鋪平了道路,比如說計算機集成制造,虛擬設計等。機電一體化產品數字化具有非??煽康目删S護性、可靠性和易操作性,數字化的實現將能夠便于遠程的操控以及故障的診斷和修復。
3 機電一體化未來發展方向
所謂的機電一體化,實際上是以信息技術控制機械的操作,這就要求首先必須發展信息技術,因為信息技術負責機械控制的應用,它包括負責控制方法、數據分析、運行反饋、分析決策等,如果沒有先進的信息技術支持,那么機電一體化不能有效率地展開,也不能滿足經濟的發展與社會的需求,在信息技術發展后,機械技術要同步更新和發展,它需要能滿足信息技術的要求,兩者同時提高、有效整合,正是未來發展的方向。
第一,機電一體化技術要向智能化方向發展。隨著科技的進步,目前智能化的研究取究正在不斷的發展,人們在信息技術中大量應用到數掘挖掘技術、粗糙集理論等等,這些都是信息技術智能化的基礎,它們能讓信息技術擁有模擬人一樣的思維,同時它具有學習能力、決策能力等。這些先進的信息技術應用到機械設備當中,工作人員可以用程序的方法讓機械設備按照預定的流程進行工作。原來這些工作需要耗費大量的人力資源,而現在只需要很少的人力就能完成,它能大幅度地降低人力的使用,同時,人力資源的精減也使管理得到更高的效率,達到企業結構優化、提高經濟效益的目的。機械設備不僅向著智能化的方向發展,還向著機械人的方向發展。機器人的行動會更加的靈活,同時也會被賦予人類的一些簡單的行為,機器人能提煉出人的思維流程,模擬人類數據分析的方法,它能使智能化向著更進一步的方向發展,比如說機器人擁有自我決策能力以及邏輯判斷能力等,可以看到,未來機械設備將來逐漸擺脫人的控制而讓這些智能機械人
操作。
第二,機電一體化技術還要兼顧環保的需求。隨著經濟的發展與科學的進步,人們已經意識到周圍的環境正在變化,日趨減少的自然資源和正在惡化的生存環境是人們必須要去面對的問題,現在人們已經越來越意識到除了要保證科學的發展,同時也要兼顧環保的控制,因此機電一體化在設計過程中,也要注意到環保的理念,使機電一體化設備更能滿足人們的需求。要求機電一體化擁有環保的性能,要求設計機電一體化設備時能對資源有效的利用,同時要盡可能做到對廢舊的資源能進行再回收、再利用,要能實現使用最小的資源能得到最大的產出效果,機電一體化技術向著環保的方向發展既是企業節省成本的需要,也是社會的整體需求,機電一體化技術只有滿足環保的需求才能適應未來經濟發展的需求,設備才能持續性發展。
第三,網絡化發展是機電一體化的趨勢。網絡技術的發展給人們的生產、生活方式帶來巨大的改變,這種改變也對機電一體化帶來巨大的影響,比如在機電一體化設備的生產上,人們可以通過網絡技術的數據采集與分析,了解到社會對機電一體化設備的需求,生產廠家可以針對此市場需求開發;在機電一體化工藝技術的共享上,由于網絡技術能將信息迅速傳播,一旦機電一體化設備出現新的工藝、新的設計構思,很快就能被相關人員了解,人們可以通過網絡的方式共同探討;在機電一體化設備的使用上,由于網絡技術的迅速發展,未來遠程對機電一體化設備進行操作成為可能;同時,由于網絡技術與信息技術的結合,當機電一體化設備出現異常狀態時,人們可以遠程收到機電一體化設備運行的狀態數據,對設備進行遠程評估與診斷,這些方式將對機電一體化設備的發展產生極大的影響。
4 結語
總而言之,機電一體化技術的發展過程就是不同學科之間相互融合、相互交叉的過程,它是多種先進的科學技術共同融合的成果,是社會生產力發展到一定階段的必然產物。機電一體化的發展能大力推動社會的進步與經濟的進步,它是人們的需求也是社會的需求,可以預測,隨著科學技術的發展,機電一體化技術將極快的發展而且會廣泛的應用,它能給社會帶來更加深重的影響。
參考文獻
關鍵詞:高職 機電一體化 專業課程 課程構建
高職機電一體化專業主要培養具有機械、電子、液(氣)壓一體化技術基本理論,掌握機電一體化設備的操作、維護、調試和維修,掌握應用機電一體化設備加工的工藝設計和加工工藝的基本方法和基本技能的中級工程技術人才。按照工作過程系統化的理念,構建“工作過程導向”主干專業課程,促進專業與產業對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接,全面提升了專業建設水平和產業服務能力。
一.行業發展情況及人才需求分析
1.行業背景
機械工業信息研究院最新數據顯示,2013年我國裝備制造業產值規模突破20萬億元,多數裝備產品產量位居世界第一,其中高端裝備制造業產值占裝備制造業比重已超過10%。預計到2015年,裝備制造業總產值將達40萬億,高端裝備超過6萬億元。我國正大力發展高端技術裝備產業,通過產業結構的調整升級,實現從制造大國向制造強國轉變。“十二五”時期, 裝備制造產業將帶來廣闊市場機會。機械工業的強勢發展,農機裝備制造業的特色突起,特別是區域礦山裝備制造與工程機械制造的優勢,汽車制造的后發優勢,培養大批具有專門技能、善于解決難題、愛崗敬業的機電一線技術技能型、創新復合型人才勢在必行。
2.人才需求背景
現代裝備制造業生產的內涵正在發生變化,要求技能型人才的知識、能力結構不斷高移,使得社會對高技能人才的需求日益凸顯。抽樣調查結果顯示,我國高級以上技工只約占全部技術工人4%,而企業需求的比例是14%以上,供需之間存在較大差距。在裝備制造領域,高級技人才缺口達12萬人。裝備制造產業發展的方向相適應,與人才需求量大的機電設備操作、制造工藝、設備維修、裝配調試等生產一線崗位相對接。
二.主要職業崗位群與典型工作任務分析
現代裝備制造業人才市場需求,確定機電一體化技術專業主要職業面向自動生產線和機電一體化設備的操作、產品工藝設計、安裝與調試、維護維修及售后服務和技術管理等崗位。
學生畢業后的初步就業崗位一般為普通機床操作工、數控機床操作工、機電設備的裝配和調試工;工作2-3年后,逐步轉到產品工藝設計、設備的維護維修和售后技術服務等核心就業崗位;工作5-6年后,學生將從事自動生產線、機電一體化設備的技術管理和技術改造等工作。
對具體的各典型工作任務及職業能力分析,分析流程為:典型工作任務工作崗位工作對象工具工作方法勞動組織工作要求職業標準。為學習領域知識的構建提供依據。
三.學習領域課程構建分析
通過對典型工作任務分析,歸納行動領域,對行動領域進行提煉和升華,設計專業課程,機電一體化技術專業主干課程將課程與培養目標、基本要求以及能力模塊有機對應和結合,篩選出與此相關學科中與培養目標直接對應的、使用頻率較高的知識內容,結合技能教學,形成一個以能力培養為中心的教學體系。
通過對機電一體化技術崗位調研和所需的典型工作任務的確定,分析每個典型工作任務所涉及的知識和技能,從而確定到具體主干專業課程,課程的構建為具體教學實施提供了條件,為后續教學課程體系開發、課程內容的建設、實踐教學體系的建立提供了依據。為高職系列新型電氣專業人才培養創造了堅實的基礎。
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