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高職機電一體化教學教學現狀(zhuàng)及教學質量的改革

機(jī)電一體化又稱機械電子(zǐ)工(gōng)程,是機械工程與自動化的一種,英(yīng)語稱為Mechatronics,它是由英文(wén)機械學(xué)Mechanics的前(qián)半部分與電子學Electronics的(de)後半部分組(zǔ)合而成。機電一體化最早出現在1971年日本雜誌《機械設計》的副刊上,隨著機電一(yī)體化技術的快(kuài)速發展,機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機(jī)技術(shù)的迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發展。現在的機(jī)電(diàn)一(yī)體化技術,是機械(xiè)和微電子技術緊密(mì)集合的(de)一門(mén)技術,他的發(fā)展使冷冰冰的機器有了人性化,智能化。
機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技(jì)術、信號變換技術等多(duō)種技術進(jìn)行有機(jī)地(dì)結合,並綜合應用到實際中去的綜合技術,現代化的自(zì)動生產設備幾(jǐ)乎可以說都是機(jī)電一體化的設備。
研究將電子器件的信息處理和控製功能附加或融合在機械裝置中的一種複合化技術。俗稱機電一(yī)體化。其全稱(chēng)為機械電子工(gōng)程學,英語為mechanical and electronical engineering。
一、高職機電一體化教學現狀
1.課程安排不合理
在高職教學(xué)中,普遍存(cún)在一個問題(tí)就(jiù)是課程安(ān)排(pái)不夠合(hé)理(lǐ),主要表現是割裂了(le)各個專業之間的聯係,導致機電一體化教學活動開展遇到問題。另外,理(lǐ)論與實踐結合(hé)不夠緊密,學生在學習過程中(zhōng),一般是先學習(xí)理論知識再進行實踐,導致學生在學習過程中無法(fǎ)真正掌握基礎內容,更談不(bú)上知識的應用與創新了。
2.教學模式陳舊
在高職機電教學(xué)中,教學模式對學生學習十分重要。在實際教學中,部分教師仍采用傳統先學後做的教(jiāo)學模(mó)式進行教學,這種教學模式已經(jīng)無法滿足學生學習的需求,過於單一、枯燥,久而久之,學生就會失去學習興趣,甚至產生厭煩情緒。這種教學模式無法適應現代機電一(yī)體化教學需要。另外(wài),高職院校主要教學目標就是培養專業性、應(yīng)用型、技能型(xíng)人才。隨著素質教育發展,學生素質培養已(yǐ)經成(chéng)為教學(xué)中的重(chóng)點教學內容,學生不僅需要提高自身專(zhuān)業技能,還需要提高綜(zōng)合素質,但是在實際機電(diàn)一(yī)體教學(xué)中過於重視學生專業能力培養(yǎng),忽略學生素質培養。
3.實踐教學(xué)缺乏
機電一體化強調的是理論聯係實(shí)踐,而且最終目標是應用於實踐。在高中機電一(yī)體化教學過(guò)程中,受傳統教學模式及(jí)理念的影響,偏重於理論知(zhī)識的學習,而忽略學生實踐能(néng)力的培養。有(yǒu)些高職院校,受教(jiāo)學條件的影(yǐng)響,學生實踐機會較少。在教學過程中,很多實踐內容,教師(shī)多(duō)是以多媒體的方式將其呈現出來,這(zhè)不利(lì)於學生實踐能力(lì)的培養,對於學生未來工作十分不利。
4.專(zhuān)業教學設備(bèi)的缺乏
高職院校中機(jī)電一體化教學對(duì)專業設備(bèi)要求(qiú)很高(gāo)。但是在實際教學中,很(hěn)多學校缺乏專業的教學設備。由於硬(yìng)件不足,導致學生專業技能訓練不完善,這種情況導致學生對專業機器設備掌握能力較弱,實際應(yīng)用能力不足。
二、提高高職機電一體化(huà)教學質量策略
高職機電一體(tǐ)化教(jiāo)學在各(gè)個層麵存在著一些普遍性的問題,直接影響(xiǎng)著教學質量的提高及人才的培養效果,需要(yào)針(zhēn)對性地加以改(gǎi)進。
1.合理設置課程
在(zài)高職(zhí)教學中,學校需要與當地企(qǐ)業建立合作,通過與企業合作,為學生提供實(shí)踐崗位,了解目(mù)前社會對人才需要(yào)。
根據工作需求,為學生製(zhì)定教學(xué)課程,以此提高學生專業能力和綜(zōng)合素質,實現高職機電(diàn)一體化教學目標。在設計教學課程過程中,學校需要根據學(xué)生實際學習情況(kuàng),合理設置教學內容(róng),使學生在學習過程中提升自我。在實際教學中(zhōng),教師應重點培養學(xué)生實踐能力,將理論與實踐結(jié)合在一起,實現高職教學目的及學生全麵(miàn)發(fā)展。
高職院校是培養應用型人才的重(chóng)要場所,高職院校發展與企業的人才需求密切相關。因此,高職(zhí)院校(xiào)在設計課程內(nèi)容時,應根(gēn)據企業用人標準及工作崗位對人才需求,以此為基(jī)礎構建教學內(nèi)容,對學生進行針對性(xìng)教學(xué),以此培養學生專業能力,促進學生(shēng)全麵發展(zhǎn)。
在高職院校中,學生基礎(chǔ)知識(shí)較弱。因此(cǐ),學校可以重點培養學(xué)生(shēng)動手能力(lì)和解決問(wèn)題能力,將理論知識與實(shí)踐內容(róng)相結合,使(shǐ)學生在“學(xué)中做”、“做(zuò)中學(xué)”。這樣一來,學生實踐(jiàn)能力和理論知識(shí)素養得到提升,有利於應用型人才的培(péi)養,使學生更(gèng)符合行業對人才需求。
2.采取多(duō)元化教學模式
高職機電一體化教(jiāo)學內容比較複雜、抽象,傳統教學模式比較單一,學生在學(xué)習(xí)過程中容易(yì)產生厭煩情緒。因此,在實(shí)際教學中,教師可以采用多(duō)元化教學(xué)模式進行教學(xué),以此激(jī)發學生學習興趣,提高學生學(xué)習積(jī)極性,促進學生全麵發展,使學生綜合素質能力得(dé)到培養。例如,學習按鈕和接觸器雙重連鎖正反轉內(nèi)容時,傳統教學方式一般是教師在黑(hēi)板上畫電路原理圖。這種教學方式,不僅浪費時間,而且不利(lì)於學生集中(zhōng)注意力進行學習,會影響學生學習(xí)效率。若教師利用多媒體,利用動畫結合方式進行教(jiāo)學,在教學過程中對學生進行(háng)講解相關知識點,學生學習(xí)興趣也會因此被激發,這樣一來,不僅提高了學習效率,教學質量(liàng)也會隨之提高,同時對(duì)學生學習和發展具(jù)有促進作用。
3.完善教學(xué)設備
在高職機電一體化教學(xué)中,教學設備對學(xué)生學習影響十分大,為了提升學生學習(xí)質量,高職院校應加強對(duì)教學設備的投入和(hé)教學場(chǎng)地的建設,保證教學順利開展。在實際教學中,建立實訓一體化教學係統,根據教學內容設計教學體係,使學生在學習中提升自己,理論知(zhī)識得到鞏固,實踐能力得到提升,以此實現高職教學目標,培養複(fù)合(hé)型應用人才。
在部分高(gāo)職院校一(yī)體化教學中,由(yóu)於場地、設(shè)備缺失導致無法順利完成教學。因此,高職院校可以(yǐ)遵循資源共享原則,加強與當地企業合作,為學生在校外建立實習場地,使學生在該平台中,學習積累相關經驗。此外,校企合(hé)作能夠(gòu)為學生提(tí)供實習平台,學校可以(yǐ)利用企業的優勢為學生提供實習平台,使(shǐ)學生在(zài)實習過程中提升(shēng)自己。這對於學校而言,可以減少資金投入;對於企業發(fā)展而言,能(néng)夠為生產注入新鮮血液,有利(lì)於企業和學校共同發展。
就目前高職院校缺乏專(zhuān)業活(huó)動場地問題來講,高職院校可以通過當地政(zhèng)府資金投入,建立學生實踐場地,也可以通過上述內容,加強與企業合作,為(wéi)學(xué)生(shēng)實踐提供機(jī)會,使學生(shēng)將理論知識應用在實際(jì)工作中。這樣一來,學生專(zhuān)業能力和理論知識都能夠得到提升,有利於學生全麵發(fā)展。
4.加強教師隊伍建設
高職院校中機電一體化教學中,加強教(jiāo)師隊(duì)伍建設十分重要,是提高教學(xué)水平的重(chóng)要措(cuò)施。為提升教師專業(yè)能力(lì),學校可以將教師引進企業中進行(háng)學習,在企業中學習先進技術(shù)和知識,通過建立考核機製提高教師專業水(shuǐ)平。此外,學(xué)校可以聘請專業人(rén)才或是企業優秀工作人員對教師進行定期培訓,以此提(tí)高教師教(jiāo)學水平(píng),提高教學質量。同時,學校應該鼓勵教師進行繼續教育,不斷(duàn)進修,利(lì)用課餘時間引(yǐn)導教師進行自主學習,使教師不斷充實自我,積累學習(xí)經驗。這樣一來,教師在教學過程(chéng)中,會利用自身優勢進行教學,有利於學生理解和(hé)學習。因此,應重視教師隊伍建設,以(yǐ)此提高教學質量。
三、機電一體化教學設備的(de)推薦(jiàn)與(yǔ)介紹

MYN-236C 機電(diàn)一體化綜合係(xì)統實訓裝置



本裝置根(gēn)據任務引領式行(háng)為導向教學法,以重點培(péi)養學生的動手實操能力,團隊協(xié)作能力,創新能力等。是麵向職業教育(yù)的新一代綜合機(jī)電一體(tǐ)化實訓考核(hé)設(shè)備。該(gāi)設備由鋁合金(jīn)安裝實訓平台,生產供料單元,運輸單元及倉庫單元(yuán)等部分組成,學(xué)生可根據學(xué)習(xí)需求按照實(shí)訓項目要求選擇需要的部件和(hé)安裝位置,可在鋁合金安裝(zhuāng)平台上組成各種不同的產品生產過(guò)程(chéng)的生產設備。多種控(kòng)製方(fāng)式融為一(yī)體,同一種(zhǒng)負載模型可以通過多種驅動方式進行控製,真正實現培養學員的創新思路和技能。本產品以模塊化(huà)開放式結構為主要特點,集成了機電一體化技術、自動化技術、傳感器技術、通訊及監控技術、電子技(jì)術、電工技術和機械裝調技術,全麵鍛煉學生的動手實(shí)操能力團隊(duì)協作能力以及思維創新能(néng)力。
一)技術參數:
1.工作電源:三相五線  380V±5%  50Hz
2.安全(quán)保護:漏電保護(動作電流≤30mA),過流保護,熔斷器(qì)保護
3.接線方式:半(bàn)集(jí)中/開發雙型接線
4.額定功率:0.8 Kw
5.環境溫度:-10℃ ~40 ℃
6.相對濕度:≤90%(25 ℃)
7.外形尺寸:1600×925×1050mm
8.變(biàn) 頻 器:三(sān)菱FR-E740-0.75KW
9.P  L  C:三菱FX2N-48MT
10.步進電機:24VDC 9級細分 2A
11.PLC擴(kuò)展模塊: FX0N-3A
12.觸 摸 屏:三菱GT1155-QSBD-C
13.單片機模塊:偉(wěi)福SP-51
14.電機控製單元:220/380V  雙向控製 1:50減速箱
15.氣動元器件:原裝SMC或亞(yà)德客
16.設備重量:100kg
二(èr))產品結構:
1.實驗(yàn)桌:采用優質鋼板做骨(gǔ)架,經過機械(xiè)加工成型,外表麵噴塗彩色環氧聚塑,整機既堅(jiān)固耐用,又美觀大方(fāng)。可以內嵌入(rù)計算機係統,並配備可隱藏式書桌,既能做實操平台又能做編程(chéng)工位還能進行理論(lùn)教學。桌下前櫃內存放執行模(mó)型電腦機箱等,後櫃可(kě)用於存儲實訓模塊,抽屜內具有工具(jù)箱模具,便於存放工具、萬用(yòng)表、導線、實驗指導書等,方便實訓室(shì)管理。
桌麵部分(fèn):采用20mm鋁型材拚接(jiē)式設計,鋁型材表(biǎo)麵平均分(fèn)布T型槽,學員可以利用T型槽輕(qīng)鬆布局和安裝執行機構零件,方便實訓操(cāo)作。
實訓模塊:外殼采用優質鋼板加工而成,表麵進行靜電噴塑處(chù)理。麵板采用優質純鋁板加工,進行化(huà)學蝕刻彩色處理,麵板圖文字符采用現(xiàn)代噴描技術處理,使麵板標識清晰且經久耐用。設置的電路美觀整齊、科學規範。統一的尺寸規格,使得所有掛箱均可隨意更換,操作方便。
2.實訓模(mó)塊具有兩種(zhǒng)接線模式,可以開放單獨對實訓單元的IO進行連接,也可以統一分配地址,減少接線所耽誤的時間。
實訓單元: 共包括上料站、搬運站、分揀站和倉儲(chǔ)站,采用優質鋁材或異型材做框架,原裝SMC或歐姆龍元器件做電控(kòng)檢(jiǎn)測(cè)部分,每個站與站(zhàn)之間可自由組(zǔ)合搭配(pèi),形成不同的控製模式,方便教師設置課題。如(按物料流動順序):課題一、上料單元→搬運單元→分揀單元→倉儲單元,課(kè)題二、倉儲(chǔ)單元→搬運單元→分揀單元,課(kè)題三、上(shàng)料單元→倉儲單元→搬運單元等等,可以任意組(zǔ)合,靈活(huó)多變。每個實訓單元都配有特製(zhì)的底座,底(dǐ)座上集成執行單元機構、電(diàn)磁氣動閥、傳感器保護電路等裝(zhuāng)置,實訓方便接線簡便可靠。
三)產品優(yōu)點:
1.設備采用了(le)全鋼製結構,計算機嵌入式(shì)設計,既符合編程又方便(biàn)機械裝調,突(tū)出了實訓設備一體化的特點,增強了實訓室的整體效果,便於日常管理;
2.集成了多種控製方式,實訓機構可以通(tōng)過PLC控(kòng)製、單片機控製和電子線路控製(zhì),真正做到任務(wù)引領的方(fāng)式將多專業(yè)知識有機融於一體;
3.模(mó)塊化設計,兼容多種型號的PLC、變頻(pín)器(qì)等工控(kòng)裝置,實現因地製宜的多元化教學,可針對不同的教材與(yǔ)教學(xué)大綱開展實訓項目;
4.不拘一格的運動實訓單元設計,運動實訓單元包括上料單元、搬運單元(yuán)、分揀單元和倉(cāng)儲單元,幾個單元(yuán)之(zhī)間位置可以互(hù)換,不拘於一種組合方式,物料流動形式具有(yǒu)多向性,全方位激發學(xué)員的創新思維;
5.多種驅(qū)動方式(shì),本套設備集成了多種類型的電機,均可對同一負載進行驅動,如分(fèn)揀機可以用(yòng)三相異步電機通過變(biàn)頻器帶動,也可以通過直流(liú)電機、步(bù)進電機或者伺服電(diàn)機(jī)帶動,自由更換,訓練與考核(hé)學員綜合運用能力。
四)實驗項目:
1.送料單元:
1.氣動組件的應用與裝調
2.霍爾磁性開關的裝調
3.對射型傳感器的應用   
4.匯流(liú)板(bǎn)式電磁(cí)閥的控製應用
5.重力填充式機(jī)構的安裝(zhuāng)與(yǔ)調試
6.反射型傳感器定位(wèi)應用
2.搬運單元:
1.氣動組件的應用與裝調
2.霍爾磁(cí)性開關的(de)裝調
3.三軸運動機械手控製(zhì)
4.機械手單周期運動控(kòng)製
5.機械手連續運動控製
6.機(jī)械手步進(jìn)運動控製(zhì)
7.機械手手動/自動控製
8.機械手錄製控製
3.分(fèn)揀單元:
1.氣動組件的應用與裝調
2.變(biàn)頻器基本參數設置實訓
3.變頻器PU操作實訓(xùn)
4.變(biàn)頻器外部控製實訓
5.變頻器點動調試實訓
6.變(biàn)頻器無極調速實(shí)訓
7.變頻器多段速度控製實訓
8.變頻器自定義(yì)端(duān)子實訓
9.反射(shè)性傳感器的應用
10.材質傳感器的應用
11.霍爾傳感器的應用
12.電機控(kòng)製傳送(sòng)帶運行實訓
13.步進係統控(kòng)製傳送帶運(yùn)行實訓
14.分類記錄(lù)管理
4.倉儲單元:
1.氣(qì)動組件的應用與裝調
2.絲杆傳動係統裝調與應用
3.出入倉(cāng)管理程序的應用
4.貨倉分(fèn)配管(guǎn)理應用
5.倉庫統計與分類管理
6.脈衝定位控製應用
7.步(bù)進係統控製與應用
8.倉位開關控製與應用
5.人機界麵單元:
1.窗口切換
2.界麵製作
3.數(shù)據輸入(rù)
4.PLC寄存器(qì)連(lián)接
5.流動文字
6.界麵總控(kòng)實訓
7.手動自動控製(zhì)
8.數據匯總及管(guǎn)理實訓(xùn)
9.數據查(chá)詢及更改實訓
四、結語
結合高職機(jī)電一體化教學現狀可以看出,在實(shí)際教學中仍存在一些問題,如教學模式落後、教學單一、學生實踐機(jī)會(huì)少、教學設備不足等,這些(xiē)問題導致學生在學習過程中(zhōng)無法真正地提高自(zì)己的綜合能力,這對於高職院校(xiào)人才培養來講十分不利。因(yīn)此,高職院校應該(gāi)根據學生(shēng)學習情況、教學內容製(zhì)定科學合理課程體係。並通過多元化教學模式的應用激(jī)發學生學習興趣,進而改變傳統教學單一(yī)的狀況(kuàng)。同時,加大對教學設備和教學場(chǎng)地建設,為培養學生的應用能力(lì)奠定基礎。另外,通過(guò)建(jiàn)立專業師(shī)資隊伍(wǔ),提高教學(xué)質量,促進學(xué)生全麵發展。

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