時間:2023-03-21 17:17:46
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇機(jī)電一體化設(shè)計(jì)論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
Abstract:Thegraduationdesignisanteachingcontentinauniversity,andisalsoankeycontenttoimprovethestudentoverallqualityandtheinnovationability.Thecontentisnotonlyaessentialpracticetrainingindependently,butalsoanimportantsynthesisreorganizationaboutknowledgeintheschool.Thepaperintroduceimprovemeasureaboutteachingqualityfromtheselectedtopic,decidedtopic,Instructionofgraduationdesignandgraduationreply.
keyword:mechanicalandelectronicintegration,Graduationdesign,Measures
1引言
畢業(yè)設(shè)計(jì)是高校機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)中的一個必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié),是對學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生在畢業(yè)前接受的一次綜合性實(shí)踐訓(xùn)練,是對學(xué)生所學(xué)知識進(jìn)行整理和系統(tǒng)的必要環(huán)節(jié)。它是學(xué)生接受設(shè)計(jì)任務(wù),在教師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行工程實(shí)踐,獲得基本訓(xùn)練并取得成果的過程,它是評估畢業(yè)生學(xué)業(yè)成績的一個重要方式,也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵一環(huán)[1]。結(jié)合我校教學(xué)工作的實(shí)際情況,我主要從選題、開題環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo),論文答辯等方面,提出了改進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的措施。
2立足實(shí)際,科學(xué)選題
選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的龍頭,選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素,精心挑選畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,是搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一步。結(jié)合我校實(shí)際情況,我認(rèn)為當(dāng)前選題工作存在著一些問題:1、有的選題缺乏綜合性、新穎性,深廣度不夠;2、有的選題對學(xué)生顯得難度較高,工作量過大;3、有的選題雖然有較高的研究價值,但學(xué)生由于怕難或者因就業(yè)等原因而不愿選;4、有的選題雖然取自實(shí)際生產(chǎn),但學(xué)生并不能完全弄明白生產(chǎn)實(shí)際的具體情況,設(shè)計(jì)就有脫離實(shí)際的情況出現(xiàn);5、有的選題雖然很好,但是學(xué)生都選同一類型的題目,相互之間,互相借鑒的比重太大,使的設(shè)計(jì)變相的成了一種具體的形式,另外,不同指導(dǎo)教師之間和不同的學(xué)生之間設(shè)計(jì)題目在難度和份量上也存在一定差異。
針對以上問題,可以從三個方面綜合考慮選題。
(1)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要盡可能做到一人一題,相互之間的共性盡可能少一些,這樣就可以避免學(xué)生之間互相抄襲、引用,讓他們能夠真正從設(shè)計(jì)的角度去思考問題,達(dá)到鍛煉和學(xué)習(xí)解決實(shí)際問題的能力,達(dá)到這個教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施的意義。
(2)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要盡可能聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際和工程應(yīng)用的研究。這樣有利于調(diào)動學(xué)生的積極性,由于是真做實(shí)干,他們就會主動去了解、熟悉有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況,積極主動的去分析實(shí)際問題,找到解決問題的方法和途徑,使學(xué)生的綜合能力得到提高。因此,我們在為2004級機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生選題時,選擇了“20Kg鋁錠自動裝箱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”,“擦黑板機(jī)械人的設(shè)計(jì)”,“簡易倪紅燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”,“十層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”,“電子搶答器的設(shè)計(jì)”等新穎的又結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際的設(shè)計(jì)題目,這些題目不僅能夠反映當(dāng)代科技發(fā)展水平,而且能夠讓學(xué)生能進(jìn)一步了解、把握國內(nèi)外在機(jī)電一體化領(lǐng)域的一些最新成果和發(fā)展動態(tài),使學(xué)生能夠積極主動的參與到實(shí)際課題的研究中來。
(3)要考慮完成課題的客觀條件。學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi)、教學(xué)試驗(yàn)條件都有限,不是任何來自科研實(shí)際的課題都可用做畢業(yè)設(shè)計(jì),必須根據(jù)客觀條件來選擇設(shè)計(jì)題目,這些條件主要包括:可查資料庫源,試驗(yàn)設(shè)施和足夠的經(jīng)費(fèi)等,因此我們在選題時,一般選用能為學(xué)生提供可用的儀器設(shè)備,試驗(yàn)場地等條件的科研課題,這樣可以為學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)時提供可以直接操作,鍛煉自己的動手能力的機(jī)會。
(4)要有適當(dāng)?shù)碾y度和深度。舉例說我們選擇“擦黑板機(jī)械人的設(shè)計(jì)”課題時,考慮到該課題涉及了機(jī)械原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)電、模電、單片機(jī)、微機(jī)原理、匯編等多個領(lǐng)域,涉及的知識面較廣,設(shè)計(jì)工作量較大,有一定的深度,學(xué)生可以通過綜合應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,在規(guī)定的時間內(nèi)得到充分的鍛煉,但是考慮到本課題有一定的難度,為了保證學(xué)生在有限的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作時間內(nèi),經(jīng)過努力能完成任務(wù)或做出階段性結(jié)果,我們安排了兩個同學(xué)參加,在掌握總體設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上,分別進(jìn)行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等不同部分的的設(shè)計(jì)工作,讓每一位同學(xué)都各有側(cè)重點(diǎn)地進(jìn)行研究,經(jīng)過兩位同學(xué)的分工合作,最終完成了整個畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)任務(wù),效果良好。
3加強(qiáng)教學(xué)督導(dǎo),落實(shí)開題環(huán)節(jié)
為了提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量,我們借鑒了研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法,在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)中加入開題環(huán)節(jié),其目的是:1、通過開題環(huán)節(jié)可以盡早發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是否滿足專業(yè)要求,學(xué)生能夠完成的可能性有多大,能否涵概所學(xué)專業(yè)的所有知識等基本問題。2、通過落實(shí)開題環(huán)節(jié),還可以強(qiáng)化學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料,廣泛獲取信息的能力,培養(yǎng)學(xué)生提出問題、擬定實(shí)驗(yàn)研究方案和設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)與測試,對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析,撰寫實(shí)驗(yàn)報告、畢業(yè)論文的能力,同時也是對學(xué)生的書面表達(dá)和口頭表述的能力的培養(yǎng),是落實(shí)和加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的有效手段。具體的實(shí)施辦法是:
(1)明確落實(shí)開題環(huán)節(jié)的必要性。開題的意義在于完善論文設(shè)計(jì)方案,使論文設(shè)計(jì)方案更加系統(tǒng)化。學(xué)生通過收集設(shè)計(jì)資料的相關(guān)信息,聽取各方意見,可以明確自己的設(shè)計(jì)思路,堅(jiān)定設(shè)計(jì)者的信心。一般說來,將思考的東西正式地講出來和寫出來,會比原來所思考的更有升華的意味,因?yàn)閺摹八肌钡健罢f”和“寫”,其間加入了邏輯的創(chuàng)造過程。因?yàn)樵谧珜戦_題報告時,就要求學(xué)生能夠弄清楚設(shè)計(jì)題目的來龍去脈,從而使學(xué)生明確畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的目的和要求,讓他們對題目有更深刻理解與認(rèn)識,會使原來的設(shè)計(jì)思路更加完善和系統(tǒng),令他們對自己的工作做到“胸有成竹”,減少盲目性,避免出現(xiàn)不知從何處入手的尷尬局面。(2)開題環(huán)節(jié)的組織和實(shí)施。我們要求學(xué)生在開題會之前,,要按規(guī)范書寫開題報告。在開題的時候,學(xué)生須持經(jīng)指導(dǎo)老師簽字同意的開題報告書、任務(wù)書及其它相關(guān)資料上臺匯報。主要匯報選題的目標(biāo)和意義、擬采取的技術(shù)路線和方法、工作基礎(chǔ)、預(yù)期成果和工作計(jì)劃等要求的內(nèi)容,要求學(xué)生自述10分鐘,然后評審小組根據(jù)學(xué)生的自述和開題報告書及其它文本內(nèi)容,對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是否達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求和完成論文設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行考核,并對畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)廣度、深度、貼切度、重點(diǎn)和難點(diǎn)等提出具體的修改意見。
4采取有效措施,加強(qiáng)過程指導(dǎo)
為了提高我們機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量,我們探索出了一條適用于畢業(yè)設(shè)計(jì)的全環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的方法。具體的措施是:1、設(shè)定學(xué)生的設(shè)計(jì)出勤表,要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)簽到,這樣做的目的是可以很好的掌握學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度,督促和指導(dǎo)學(xué)生按時完成設(shè)計(jì)。2、成立設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組,小組成員盡可能包含所有專業(yè)特長的教師。小組內(nèi)的每一位老師都可以對小組內(nèi)的學(xué)生進(jìn)行自己專長方面的專業(yè)指導(dǎo),這樣可以提高指導(dǎo)設(shè)計(jì)者的綜合能力,使畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容準(zhǔn)確專業(yè)。3、開展設(shè)計(jì)小組例會制度,即每個設(shè)計(jì)小組每周開一次例會,主要工作是:要求學(xué)生把一周設(shè)計(jì)的心得體會在例會上發(fā)言,匯報設(shè)計(jì)進(jìn)度,并提出設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的新問題。這樣做一方面可以跟蹤學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度,及時發(fā)現(xiàn)問題,并能及時糾正;另一方面,可以促進(jìn)教師之間相互交流學(xué)習(xí),使教師教學(xué)水平共同提高。通過對我校畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的綜合考核,這種工作方式完全實(shí)現(xiàn)了對整個設(shè)計(jì)過程的檢測,保證了教學(xué)質(zhì)量。
5嚴(yán)格考評,保證答辯的質(zhì)量
答辯是畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的最后一個環(huán)節(jié),是全面檢查和評估畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要手段。嚴(yán)格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng),促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì)。我校的具體情況是:根據(jù)不同的專業(yè)成立若干答辯分委會,分委會下轄若干個答辯小組。分委會主任和答辯小組組長均由副高職稱以上教師擔(dān)任。為了加強(qiáng)教學(xué)督導(dǎo)作用,我校專門設(shè)立教學(xué)督導(dǎo)組,成員都是離退休的老教授,在答辯期間分別派到各個小組指導(dǎo)答辯工作。
畢業(yè)答辯前首先是對學(xué)生的畢業(yè)論文進(jìn)行盲審,要求由除指導(dǎo)教師外的答辯小組2名以上教師認(rèn)真審查評閱,寫出評閱意見與評分,盲審不通過的不準(zhǔn)予參加畢業(yè)答辯,以此來審查學(xué)生的答辯資格。通過的同學(xué)要準(zhǔn)備答辯的ppt,把畢業(yè)論文的結(jié)構(gòu)、主要完成部分及設(shè)計(jì)的結(jié)果等內(nèi)容準(zhǔn)備出來。答辯時,要求每位同學(xué)的答辯自述時間應(yīng)控制在15-20分鐘左右,教師提問20分鐘為左右。在答辯過程中要有專人對學(xué)生所提的問題進(jìn)行記錄,對答辯情況進(jìn)行匯總。答辯完成后,要求所有答辯小組的成員對各個學(xué)生的答辯情況進(jìn)行決議,給出畢業(yè)答辯成績。畢業(yè)設(shè)計(jì)成績評定必須堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格要求。“優(yōu)秀”的比例應(yīng)嚴(yán)格控制在本專業(yè)參加答辯總?cè)藬?shù)的15%以內(nèi),優(yōu)良比例應(yīng)嚴(yán)格控制在60%以內(nèi)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量,除了本身的學(xué)術(shù)水平、應(yīng)用價值另外,還應(yīng)考察學(xué)生解決實(shí)際問題的能力、對知識的綜合應(yīng)用能力、在工作中查閱處理信息和應(yīng)用各種工具的能力、撰寫科研報告和表達(dá)交流的能力以及在工作中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。對畢業(yè)設(shè)計(jì)擬評“優(yōu)秀”的學(xué)生,要求參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業(yè)設(shè)計(jì)平時不認(rèn)真、小組答辯成績較差的學(xué)生,由相關(guān)分委會組織復(fù)答辯后視情況決定是否給予通過。答辯委員會要辦事公正,治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),對畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)不到教學(xué)要求的,決不姑息。
6結(jié)論
0 引 言
城市污水截流井是合流制管道中一個重要的附屬構(gòu)筑物,其主要功能是將城市旱流污水和初期雨水截流入污水截流管,以免城市水體受到更為嚴(yán)重的污染[1]。截流井設(shè)計(jì)的基本要求可歸納為幾點(diǎn)[2]:1)保證旱流時污水的截流;2)雨天時保證初期雨水的截流,當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)截流倍數(shù)時,能順暢地溢流排入水體;3)安全可靠、截流效率高,維修量少,管理方便,能適應(yīng)不同截流倍數(shù)的要求;4)構(gòu)造簡單、加工方便、造價便宜。
1 國內(nèi)常用污水截流井類型及其優(yōu)缺點(diǎn)
國內(nèi)目前涉及截流井設(shè)計(jì)及計(jì)算的規(guī)范和規(guī)程主要包括了《合流制系統(tǒng)污水截流井設(shè)計(jì)規(guī)程》(CECS 91: 97)(以下簡稱《規(guī)程》) 、《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50101—2005)、《給水排水設(shè)計(jì)手冊》(第5冊)等[3]。在《規(guī)程》中提及的污水截流井型式主要有三種,即溢流堰式、截流槽式、跳躍堰式截流井。
1.1溢流堰式截流井
其結(jié)構(gòu)如圖1所示。溢流堰式截流井是在井中設(shè)置溢流堰,當(dāng)上游來水過多時機(jī)電一體化論文,超量的水從堰頂?shù)渑湃胍缌鞴堋F鋺?yīng)用范圍一般在雨、污水管道基本一致或合流管道與污水管道高程相仿時。在兩條管道間加兩個檢查井做連接管,并在雨水或合流管內(nèi)加設(shè)檔堰論文格式。擋堰可以砌磚或做成木板閘,擋堰和擋板的高度視截流污水量的大小而定。這樣在非汛期,管道內(nèi)的污水被堰或堰板擋住,折返進(jìn)入污水管。而當(dāng)雨季來臨,合流管或雨水管道內(nèi)的雨污混合水就會越過堰排入河湖中。
根據(jù)堰的平面布置形式不同,溢流堰可以分為正堰、斜堰、側(cè)堰和曲線堰。側(cè)堰式截流井在合流制截污系統(tǒng)中的應(yīng)用是較為成熟的一種[4]。
1.2截流槽式截流井
其結(jié)構(gòu)如圖2所示,截流槽式截流井一般只用于已建的合流制管道,該截流井不用改變下游管道,它可以由已建合流制管道上的污水檢查井改造而成。但由于其截流量難以控制,在雨季時將會有大量的雨水進(jìn)入截流管道,增加污水處理廠的負(fù)荷,當(dāng)污水截流倍數(shù)值選擇不當(dāng)時,污水又會截不凈,因此在使用中受到一定的限制。
1.3跳躍堰式截流井
其結(jié)構(gòu)如圖3所示。跳躍堰式截流井是一種主要的截流井形式, 該種井的中間固定堰高度可根據(jù)手冊提供的公式計(jì)算到。由于設(shè)計(jì)周期較長,而合流管道的旱季污水量在工程竣工之前會有所變化,故將固定堰的上部改為磚砌,且不砌至設(shè)計(jì)標(biāo)高,當(dāng)投入使用后再根據(jù)實(shí)際水量進(jìn)行節(jié)。但它的使用受到一定的條件限制,即其下游排水管應(yīng)為新敷設(shè)管道。對于已有的合流制管道,不宜采用跳躍式截流井(只有在能降低下管道標(biāo)高的條件下方可采用)。
圖1圖2圖3
2錐體控制等截流量截流井
2.1工作原理
如圖4所示,一般截流井包括:內(nèi)部中空且具有一定容積的外形為正方體或長方體的井體機(jī)電一體化論文,井體壁上至少一個雨污混合水流進(jìn)口即合流管,截流污水的截流管,溢流堰和溢流管。錐體控制等截流量截流井的特征在于帶浮力控制裝置的錐體裝置。
1.合流管 2.溢流管3.截流管 4.內(nèi)錐 5.滑桿 6.滑套 7.滑塊 8.搖桿 9.拉桿10.杠桿和浮球
圖4
錐體裝置由錐管和內(nèi)錐組成,錐管的左端與截流管連接,內(nèi)錐位于錐管內(nèi),與錐管同軸,兩者的表面之間有一定間隙,內(nèi)錐的右端與滑桿固定連接。
浮力控制裝置由滑桿、滑套、滑塊、搖桿、拉桿、杠桿和浮球組成,滑桿的左端與內(nèi)錐固定連接,右端與滑塊鉸接,中間位于、滑套內(nèi),滑套與井體固定連接,搖桿是一根彎桿,中間彎頭處與井體鉸接,垂直端部分位于滑塊內(nèi),另一端與拉桿鉸接,拉桿的另一端與杠桿的中間部分鉸接,杠桿的一端與浮球固定連接,另一端與井體鉸接。
當(dāng)旱流或雨量較小時,截流井內(nèi)水面較低,浮球下落機(jī)電一體化論文,帶動杠桿逆時針轉(zhuǎn)動,杠桿推動拉桿向下運(yùn)動,拉桿推動搖桿逆時針轉(zhuǎn)動,搖桿帶動滑塊向右運(yùn)動,滑塊帶動滑桿向右運(yùn)動,滑桿帶動內(nèi)錐向右運(yùn)動,內(nèi)錐與錐管之間的間隙加大論文格式。但由于此時水面較低,截流管口的污水的壓強(qiáng)較小,流速較小,流量一定。而當(dāng)雨量較大時,截流井內(nèi)水面逐漸升高,浮球抬起,帶動內(nèi)錐向左運(yùn)動,內(nèi)錐與錐管之間的間隙減小。但由于此時水面較高,截流管口的污水的壓強(qiáng)較大,流速較大,流量也一定。如果將浮力控制裝置中的各個構(gòu)件的尺寸合理確定,就能使錐體左右移動的距離與水面高度相對應(yīng),從而使截流管的截流量恒定。
2.2 相關(guān)計(jì)算過程
(1)當(dāng)井內(nèi)的液面高度有h1變化至h2時,截流管處的水流速度變化有v1變化至v2,如圖5所示。
根據(jù)伯努利方程有[6]:
式中: 為沿程損失;為局部損失;
λ為沿程阻力系數(shù);為截流管管長;圖5
為截流管管徑;ξ為局部阻力系數(shù);v為截流管內(nèi)水流速度(m/s)
由此可知:
;
(2)當(dāng)井內(nèi)的液面高度有h1變化至h2時機(jī)電一體化論文,內(nèi)錐在雙搖桿機(jī)構(gòu)以及搖桿滑快機(jī)構(gòu)作用下有x1移動至x2,如圖6所示。
液面高度h和杠桿的轉(zhuǎn)動角度關(guān)系:
,
當(dāng)杠桿產(chǎn)生了轉(zhuǎn)角()后,搖桿L3也產(chǎn)生了一個轉(zhuǎn)角()
(取負(fù)值) [6]
其中:
當(dāng)搖桿轉(zhuǎn)動了角度后,滑塊推動滑桿向前移動了
圖 6
(3)當(dāng)內(nèi)錐在滑桿推動下有x1移動至x2時,錐管內(nèi)的截面積有s1變化至s2,如圖7所示。
即:
而所謂等截流量要求的是:
即:圖 7
有以上推導(dǎo)可知,只要選取合適的雙搖桿的桿長以及內(nèi)錐的錐角值,即可保證截流量恒定的要求。
3 結(jié) 語
本文介紹了一種由液面高度控制截流量的錐體控制等截流量截流井,可用以解決在現(xiàn)有污水處理廠處理、儲存能力和截流井、管網(wǎng)儲存能力的不變的情況下,減少稀釋后的雨污混合水過多地進(jìn)入截流管,從而進(jìn)一步稀釋污水處理廠的儲水池的污水的問題,實(shí)現(xiàn)截流流域污染物截流的最大化。
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2課程設(shè)計(jì)的實(shí)施方式
課程設(shè)計(jì)實(shí)施方案:設(shè)計(jì)報告書是對整個設(shè)計(jì)過程的總結(jié)和提升,也是進(jìn)行工程交流的重要文獻(xiàn)資料,通過指導(dǎo)學(xué)生撰寫課程設(shè)計(jì)報告書,培養(yǎng)學(xué)生撰寫工程技術(shù)文檔的能力。對設(shè)計(jì)說明書的撰寫,提出如下要求:1)嚴(yán)禁課程設(shè)計(jì)報告抄襲,基本工作獨(dú)立完成;2)根據(jù)任務(wù)書能提出合理的設(shè)計(jì)方案和機(jī)構(gòu)的工作原理;3)設(shè)計(jì)要符合國家標(biāo)準(zhǔn),學(xué)會使用設(shè)計(jì)手冊、專業(yè)術(shù)語、專業(yè)名詞規(guī)范;4)設(shè)計(jì)圖圖紙規(guī)范,符合設(shè)計(jì)說明書的要求,不照抄手冊和案例,設(shè)計(jì)參數(shù)與圖紙相一致;5)學(xué)會使用專業(yè)相關(guān)軟件,對設(shè)計(jì)的機(jī)械機(jī)構(gòu)和控制部分進(jìn)行分析和仿真,是驗(yàn)證設(shè)計(jì)正確的有效手段之一;6)課程設(shè)計(jì)配備了一些實(shí)際的零部件可供學(xué)生設(shè)計(jì)使用,以及基本的控制電路,學(xué)生要具備一定的實(shí)踐操作能力,掌握器件的選擇與焊接,會進(jìn)行程序的編寫,掌握系統(tǒng)故障的檢測與維修能力。課程設(shè)計(jì)采用分組式進(jìn)行,每個小組3~5人,視工作量而定。課題難度較大可以分五人,原則上一般三人為一組。每個小組在規(guī)定的時間完成基本要求,每個學(xué)生都要參與該組課程設(shè)計(jì)答辯,通過問題了解學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中所做的主要工作,檢查有無抄襲情況、有無坐享其成的學(xué)生,結(jié)合設(shè)計(jì)報告書的撰寫質(zhì)量和實(shí)際所做的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行綜合評定。
3實(shí)施效果
通過在重慶大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)的實(shí)踐,在機(jī)械電子工程專業(yè)中開設(shè)機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì),已基本摸索出培養(yǎng)機(jī)電復(fù)合型技術(shù)人才的規(guī)律。普通型題目實(shí)現(xiàn)機(jī)電融合、知識整合理論教學(xué)與工程實(shí)踐并重。由于在教學(xué)中缺乏機(jī)電知識綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練,學(xué)生在學(xué)習(xí)了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造和電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)等基礎(chǔ)課程后,不能很好地將機(jī)、電的知識融會貫通,大多數(shù)學(xué)生也只是了解基本的機(jī)電設(shè)備的基本功能,在系統(tǒng)運(yùn)用中存在問題,在機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)方面存在不少困難。通過開設(shè)機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),通過理論設(shè)計(jì)與實(shí)際操作,比如數(shù)控工作臺進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì),從電機(jī)、聯(lián)軸器、絲杠、導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)到型號的選擇、控制單片機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真,最終實(shí)現(xiàn)數(shù)控工作臺進(jìn)給系統(tǒng)的裝配與調(diào)試。機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)對學(xué)生的理論知識與實(shí)踐緊密地連接起來,提高了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。創(chuàng)新型題目為學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新競賽做了鋪墊通過課程設(shè)計(jì),為機(jī)械學(xué)科學(xué)生參加如全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽做了鋪墊。在第六屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽(重慶賽區(qū))中,學(xué)生榮獲重慶賽區(qū)一等獎一項(xiàng)、二等獎一項(xiàng)。其中,“幻顯黑板”作品獲得國家專利。該作品包括了框架的設(shè)計(jì)、傳動系統(tǒng)布置,控制系統(tǒng)采用單片機(jī)控制,執(zhí)行元件有步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、電磁離合器、電磁制動器、光電編碼器等器件。本次參賽作品充分運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù),機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)改革效果顯著。
1.1傳感系統(tǒng)。采煤設(shè)備的機(jī)電一體化傳感系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對電壓、電流、功率、速度、溫度、壓力、液位高度、支架支撐力、液壓流量等實(shí)施有效的測定。在傳感系統(tǒng)的性能提升方面,首先,應(yīng)提升對設(shè)備細(xì)微動作變化的感應(yīng)檢測,例如:采煤機(jī)機(jī)身傾斜度,搖臂擺動幅度、動力牽引、設(shè)備行徑、煤巖分離、運(yùn)輸行程、油缸支撐度、液壓支架壓力和流量等;其次,在信號傳輸方面,應(yīng)該進(jìn)一步提高其可靠性、規(guī)范性與精準(zhǔn)性。
1.2監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能是依據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模式,收集采煤設(shè)備在日常工作狀態(tài)中的各項(xiàng)情況,與計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,從而實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的全面測量,同時,將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為人們可以識別的文字、數(shù)字與圖案,方便操作者實(shí)施有效監(jiān)測。監(jiān)控系統(tǒng)是傳感系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的連接紐帶,是人們探知設(shè)備工作狀態(tài)的有效途徑。
1.3控制系統(tǒng)。通過計(jì)算機(jī)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的有效控制,在采煤設(shè)備正常工作的狀態(tài)下,控制系統(tǒng)只要依照計(jì)算機(jī)事先設(shè)置好的指令,對設(shè)備進(jìn)行有序的操控就可以了。能夠凸顯控制系統(tǒng)技術(shù)水平的時候,首先,能否控制采煤設(shè)備維持長時間運(yùn)行的穩(wěn)定,若能,則說明該系統(tǒng)性能比較優(yōu)異。比如,在日常采煤的時候,對挖掘進(jìn)程、傳輸過載、機(jī)具姿勢調(diào)整等是否能夠?qū)崿F(xiàn)柔性調(diào)整;其次,當(dāng)遇到突發(fā)狀況的時候,控制系統(tǒng)能否及時實(shí)現(xiàn)智能化的有效控制。比如,在遭遇設(shè)備故障、煤層坍塌、異物堵塞等情況時,能否及時下達(dá)正確的指令,能否采取精確的動作,實(shí)現(xiàn)停機(jī)、倒車、減速等動作。目前,對于采煤設(shè)備可靠性控制是一個科技難關(guān),如何開發(fā)微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的更多功能,使之在設(shè)備自檢自診、故障自我檢測與排除、作業(yè)環(huán)境監(jiān)視與反饋、智能化無人化等方面實(shí)現(xiàn)突破,是科研工作者與設(shè)備操作者需要面對的研究方向。
2機(jī)電一體化技術(shù)對采煤設(shè)備的促進(jìn)作用
2.1可以提高自動化操作程度。使用安裝有機(jī)電一體化技術(shù)的采煤設(shè)備,通過簡單的電腦操作,下達(dá)執(zhí)行指令,就可以實(shí)現(xiàn)高效率的采煤作業(yè)。該項(xiàng)技術(shù)可以有效降低煤礦工人的勞動強(qiáng)度,可以大幅度提高采煤效率,可以有效規(guī)避因工人經(jīng)驗(yàn)不足而引發(fā)的安全隱患。有些比較先進(jìn)的裝有機(jī)電一體化技術(shù)的采煤設(shè)備,甚至可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控與智能化無人操作,徹底顛覆了煤礦工人的傳統(tǒng)形象。
2.2可以在節(jié)能減排的同時提高開采效率。使用安裝有機(jī)電一體化技術(shù)的采煤設(shè)備,首先,可以減少人力勞動成本;其次,可以整合各個分散的小設(shè)備,膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等,減少無效功的浪費(fèi);最后,自動化作業(yè)的最大優(yōu)勢就是可以大幅提高開采速度。因此,使用該采煤設(shè)備,可以有效提升煤炭企業(yè)的市場競爭力。
2.3可以降低維護(hù)強(qiáng)度與維修成本。使用安裝有機(jī)電一體化技術(shù)的采煤設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)全設(shè)備的系統(tǒng)化監(jiān)控與報警,對于一些較為簡單的設(shè)備故障,系統(tǒng)通過識別,啟動自我維護(hù)功能,將微小的故障及時消滅掉,避免設(shè)備帶病作業(yè)。對于簡化維修程序、降低維修成本、延長機(jī)器壽命、提高工作效率、改善職工工作環(huán)境都具有管理優(yōu)勢。
2.4可以提高工人隊(duì)伍的整體作業(yè)水平。使用安裝有機(jī)電一體化技術(shù)的采煤設(shè)備,必然會帶動煤炭生產(chǎn)中的自動化改革進(jìn)程。新的設(shè)備本身就具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)性與經(jīng)濟(jì)性,對職工自身水平的提高起到了督促與帶動作用。新設(shè)備的工作模式必然拉動供電、排水、通風(fēng)、提升等各項(xiàng)保證系統(tǒng)的升級換代,否則就會影響生產(chǎn)效率。對煤礦的軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行必要的改進(jìn),在改進(jìn)與以后的維護(hù)工作中,職工的作業(yè)水平必然會隨之得到提高。
1. 電網(wǎng)改造規(guī)劃建設(shè)中要處理好的幾個關(guān)系
(1)與企業(yè)發(fā)展需求和規(guī)劃統(tǒng)一的關(guān)系。
(2)與地方政府和群眾的關(guān)系。
(3)與城市電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)系。
(4)與科技含量及發(fā)展的關(guān)系。
(5)與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系。
電網(wǎng)建設(shè)與改造給地方經(jīng)濟(jì)和社會帶來良好發(fā)展前景的同時,也加重了電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
2. 新一輪電網(wǎng)升級改造規(guī)劃建設(shè)方向
電網(wǎng)智能化建設(shè)是當(dāng)前和今后一段時期電網(wǎng)發(fā)展的一個重要內(nèi)容和方向。農(nóng)村電網(wǎng)改造中,特別要注重規(guī)劃,認(rèn)真思考如何管理好、運(yùn)營好、規(guī)劃好農(nóng)網(wǎng),進(jìn)一步鞏固和發(fā)展農(nóng)網(wǎng)改造成果,逐步完善農(nóng)網(wǎng)的建設(shè)。農(nóng)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃要與城鎮(zhèn)規(guī)劃相一致,農(nóng)網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)與改造既要考慮超前性,又要符合各地區(qū)的實(shí)際情況。在農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)中,規(guī)范中低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì),完善農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu),加強(qiáng)變電所和線路之間的互供能力,實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電,提高農(nóng)村配電網(wǎng)的轉(zhuǎn)移負(fù)荷能力,即可提高供電可靠性?;蛘呖蓪⑥r(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃納入城鎮(zhèn)總體規(guī)劃中,把農(nóng)網(wǎng)建成網(wǎng)架堅(jiān)實(shí)、布局合理、裝備先進(jìn)、運(yùn)行靈活、管理科學(xué)的現(xiàn)代化農(nóng)村配電網(wǎng),服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
3. 加強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的措施
電網(wǎng)建設(shè)堅(jiān)持做到統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一管理。以安全穩(wěn)定為基礎(chǔ),從改造現(xiàn)有電網(wǎng)入手,新建與改造相結(jié)合,近期與遠(yuǎn)期相結(jié)合,新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用與舊設(shè)備的技術(shù)革新相結(jié)合,堅(jiān)決杜絕使用落后或行將淘汰的設(shè)備與技術(shù),但是也不能盲目追求高標(biāo)準(zhǔn),過于超前投入,避免設(shè)備長期閑置、空載或輕載運(yùn)行,以提高設(shè)備利用率,努力建成網(wǎng)架堅(jiān)實(shí)、布局合理、裝備先進(jìn)、自動化程度較高的智能化農(nóng)村配電網(wǎng)
3.1 科學(xué)管理確保工程質(zhì)量
(1)合理安排建設(shè)與改造項(xiàng)目。首先依據(jù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況,建立電網(wǎng)工程項(xiàng)目庫,篩選出初選項(xiàng)目,進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評估,形成可行性研究報告,然后對項(xiàng)目進(jìn)行評審論證,全面考慮項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)價值、安全生產(chǎn)等因素,最終改造項(xiàng)目。力爭所確定的項(xiàng)目都應(yīng)符合經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展要求,求得到政府的大力支持,使農(nóng)網(wǎng)改造項(xiàng)目順利地進(jìn)行。項(xiàng)目的確定必須注意:一是不能偏離減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)的大方向;二是不能脫離地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軌道;三是要充分考慮供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
(2)有效建成優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)網(wǎng)工程。在農(nóng)網(wǎng)改造工程建設(shè)過程中,嚴(yán)格執(zhí)行工程施工的法律法規(guī)要求,做到分工明確,責(zé)任落實(shí),措施到位。建設(shè)、施工、監(jiān)理三方共同努力,加強(qiáng)工程質(zhì)量管理,正確處理好工程進(jìn)度與工程質(zhì)量的關(guān)系。在工程施工中,牢固樹立“安全第一,預(yù)防為主”的思想,加強(qiáng)對施工人員,特別是對臨時用工的教育與培訓(xùn)。嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)規(guī)程和規(guī)定,加強(qiáng)對施工現(xiàn)場的控制與監(jiān)護(hù),杜絕違章施工,保證人員安全和設(shè)備安全,保證農(nóng)網(wǎng)改造工程項(xiàng)目的順利實(shí)施。
3.2 科學(xué)規(guī)劃提升改造水平
農(nóng)村配電網(wǎng)規(guī)劃相關(guān)內(nèi)容應(yīng)納入當(dāng)?shù)匕l(fā)展規(guī)劃,應(yīng)與城鎮(zhèn)的規(guī)劃緊密配合、協(xié)調(diào)并同步實(shí)施,以適應(yīng)農(nóng)村城市化發(fā)展的需要。
3.2.1 加強(qiáng)10kV配電網(wǎng)規(guī)劃
(1)將10kV農(nóng)網(wǎng)線路的建設(shè)和改造納入配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃。在人口集中、負(fù)荷密集的鄉(xiāng)鎮(zhèn),按照“密布點(diǎn)、短半徑”的原則,形成10kV線路“手拉手”的總體布局,調(diào)整原有不合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
(2)將新規(guī)劃建設(shè)及改造的10kV線路盡可能建設(shè)在規(guī)劃走廊內(nèi),位于公路旁,以利于運(yùn)行和日常維護(hù)檢修。特別是配合當(dāng)?shù)毓I(yè)園區(qū)整體發(fā)展規(guī)劃,確保投資用電。
(3)明確10kV農(nóng)網(wǎng)的供電范圍,一般不交錯重疊,應(yīng)可以隨新增加的變電所及負(fù)荷增長進(jìn)行合理調(diào)整,還應(yīng)有一定裕度,以滿足用電負(fù)荷增長和轉(zhuǎn)移的需要。重要用戶至少應(yīng)具有兩個及以上不同的電源供電。
3.2.2 制訂合理的配電臺區(qū)
(1)合理確定變壓器的位置。配電變壓器按“小容量、密布點(diǎn)、短半徑”的原則進(jìn)行布點(diǎn),變壓器的位置選擇在地勢較高、線路進(jìn)出方便、公眾不易聚居的地方,以及便于維護(hù)檢修。
(2)合理選擇變壓器容量。變壓器容量按5~10年農(nóng)村電力發(fā)展計(jì)劃選定,在設(shè)計(jì)上有可擴(kuò)展性。逐步淘汰高能耗配電變壓器,合理調(diào)整配電變壓器負(fù)荷,避免“大馬拉小車”或“小馬拉大車”等現(xiàn)象。
(3)低壓配電網(wǎng)力求接線簡單、安全可靠。以配電變壓器為中心,低壓配電網(wǎng)一般不跨區(qū)供電,避免迂回供電、卡脖子線路;同時要少占農(nóng)田,線路要盡量短,轉(zhuǎn)角、跨越盡量少,便于施工、運(yùn)行維護(hù)。
3.2.3 降損節(jié)能,改善電能質(zhì)量
(1)加裝補(bǔ)償裝置,實(shí)現(xiàn)無功優(yōu)化。在配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償方面,根據(jù)分級補(bǔ)償、就地平衡的原則確定無功優(yōu)化方案。以臺區(qū)為單位,從電網(wǎng)的末端入手,優(yōu)先補(bǔ)償?shù)蛪弘妱訖C(jī)和配電變壓器的無功負(fù)荷,采用集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合。加強(qiáng)對無功補(bǔ)償裝置管理,推廣自動投切裝置。
(2)更新和改造高能耗的電氣設(shè)備。對高能耗配電變壓器的改造,將現(xiàn)有高損耗變壓器更換為低損耗型,采用帶有載調(diào)壓的變壓器。加強(qiáng)農(nóng)網(wǎng)電壓水平的監(jiān)測工作,在10kV線路末端用戶的變壓器二次側(cè)、低壓線路末端的計(jì)量點(diǎn)選定電壓監(jiān)測點(diǎn),安裝電壓監(jiān)測表,對電壓合格率的情況應(yīng)每月進(jìn)行1次技術(shù)分析,并針對薄弱環(huán)節(jié)采取改進(jìn)措施。
3.2.4 加強(qiáng)農(nóng)村電網(wǎng)的防雷保護(hù)
(1)使配電線路保持正常的絕緣水平,防止直接雷擊事故。消滅絕緣弱點(diǎn),降低桿塔的接地電阻。架空線路上的各種電氣設(shè)備,如柱上斷路器、隔離開關(guān)、電容器及電纜終端等亦應(yīng)加避雷器保護(hù),以提高其耐雷水平。
(2)將配電變壓器作為配電網(wǎng)的防雷重點(diǎn),在其高、低壓兩側(cè)都安裝避雷器。優(yōu)先選用金屬氧化物避雷器,安裝位置盡量靠近變壓器,以提高保護(hù)效果;其接地線應(yīng)與配電變壓器的金屬外殼、低壓中性點(diǎn)“三位一體”共同接地,接地電阻值、防雷引線的截面積、引線連接頭、接地體的埋設(shè)都要符合規(guī)程要求,低壓線路要求做好重復(fù)接地。
3.2.5 做好電能計(jì)量與負(fù)荷監(jiān)控 信息來
專業(yè)建設(shè)是高職院校教學(xué)工作主動、靈活地適應(yīng)社會需求的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是學(xué)校建設(shè)和發(fā)展的根本所在,自20世紀(jì)90年代以來,隨著計(jì)算機(jī)等電子技術(shù)在制造業(yè)的廣泛應(yīng)用,推動了機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)電一體化產(chǎn)品的不斷開發(fā),如今,機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)以其特有的技術(shù)帶動性、融合性和廣泛適用性,逐漸成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),成為新世紀(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱之一。在此影響下,各高職院校紛紛開設(shè)機(jī)電一體化專業(yè),以滿足社會對該專業(yè)人才的需求。但目前該專業(yè)的課程設(shè)置是專業(yè)定位模糊,“雙師型”教師隊(duì)伍力量薄弱;教學(xué)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)條件落后,實(shí)踐訓(xùn)練水平有待提高;適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展需要的課程體系有待構(gòu)建:體現(xiàn)當(dāng)代工業(yè)發(fā)展水平的專業(yè)教材有待突破。鑒于此,機(jī)電一體化專業(yè)建設(shè)與課程體系的再構(gòu)建,是當(dāng)前亟待解決的問題。
一、機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)科領(lǐng)域
機(jī)電一體化技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合性科學(xué),是由近年來蓬勃發(fā)展的微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、機(jī)械工程和電力電子技術(shù)互相滲透而成的一門新興學(xué)科,是在信息論、控制論和系統(tǒng)論基礎(chǔ)上建立起來的應(yīng)用技術(shù),支撐“機(jī)電一體化”這門學(xué)科的有:1)機(jī)械學(xué),2)控制論,3)電子學(xué),4)計(jì)算機(jī)科學(xué)。
二、機(jī)電一體化專業(yè)課程設(shè)置存在的問題:
(1)現(xiàn)有課程設(shè)置不能很好的突出高職以技能為本位的高等職業(yè)教育課程觀,理論課比重過大,實(shí)習(xí)、試驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)不完善。
(2)現(xiàn)有課程設(shè)置沒有充分圍繞學(xué)生的就業(yè)方向和社會需求來設(shè)置,不能跟周圍大環(huán)境的具體需求密切結(jié)合,沒有很好的突出高職以就業(yè)為導(dǎo)向的高等職業(yè)教育課程觀。
(3)現(xiàn)在所采用的機(jī)電一體化專業(yè)教材很多沒有充分體現(xiàn)出現(xiàn)代機(jī)電行業(yè)的發(fā)展水平,內(nèi)容陳舊、落后,且各門課程之間相互獨(dú)立,相關(guān)知識未能有機(jī)地滲透和融合在一起,也未能充分考慮與中職教材的很好銜接。
(4)有些課程的設(shè)置出現(xiàn)了嚴(yán)重的前后脫節(jié)以及學(xué)時安排不合理的情況。
(5)教學(xué)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)條件落后,實(shí)踐訓(xùn)練水平有待提高。
(6)教學(xué)方法、手段不靈活,不能根據(jù)課程的性質(zhì)靈活選用。
(7)缺乏一些反映機(jī)電一體化先進(jìn)技術(shù)課程。
三、課程設(shè)置的改革思路:
課程設(shè)置改革的思路、方向、主線:社會需求——就業(yè)——培養(yǎng)目標(biāo)——培養(yǎng)方案——課程體系——課程設(shè)置——教學(xué)方法與模式一教學(xué)評價——結(jié)果(畢業(yè)生)——符合社會需求,根據(jù)這一思路進(jìn)行課程設(shè)置時,應(yīng)遵循下述原則:
1)應(yīng)確立高職課程體系改革的目標(biāo)是培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的高等技術(shù)應(yīng)用型人才.是一種能直接上崗的技術(shù)型人才,因此,在課程設(shè)置時要把握文化基礎(chǔ)知識以“必需、夠用”為度,專業(yè)知識強(qiáng)調(diào)針對性和實(shí)用性,要充分考慮與地方經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合。
2)課程設(shè)置應(yīng)從學(xué)生就業(yè)方面考慮,并結(jié)合本地區(qū)企業(yè)的需求。因?yàn)榈貐^(qū)、行業(yè)的發(fā)展水平不一,企業(yè)之間所擁有的裝備和所應(yīng)用的技術(shù)在技術(shù)含量和應(yīng)用水平上就會有一定的差異,因此這也就決定著因服務(wù)面向目標(biāo)的不同從而使各高職高專院校機(jī)電一體化專業(yè)在課程內(nèi)容上存在著一定的差異。
3)由于機(jī)電一體化專業(yè)是由多個學(xué)科復(fù)合的專業(yè),因而專業(yè)技術(shù)課程內(nèi)容必須是一種綜合結(jié)構(gòu)。在設(shè)置專業(yè)課程時應(yīng)以畢業(yè)生應(yīng)具備的技術(shù)應(yīng)用能力為主線重組課程內(nèi)容,沖破原有課程(甚至學(xué)科)體系,刪除陳舊的與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相距過遠(yuǎn)的課程內(nèi)容,增添新知識,圍繞學(xué)生的就業(yè)方向,設(shè)置4——5門核心課程,一方面在理論教學(xué)的學(xué)時安排上加以強(qiáng)調(diào),另一方面要與實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)相配合,使學(xué)生通過核心課程的設(shè)置,更進(jìn)一步了解本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)方向,從而形成具有行業(yè)特色的高職高專綜合課程。
4)在考慮課程設(shè)置時要遵循聯(lián)合國教科文組織第十八屆大會上通過的《關(guān)于職業(yè)技術(shù)教育的建議》:該建議指出“為就業(yè)做準(zhǔn)備的職業(yè)技術(shù)教育,應(yīng)當(dāng)為卓有成效地、愉快滿意地工作打下基礎(chǔ)。為此,應(yīng)當(dāng)做到:(1)使受教育者獲得在某一領(lǐng)域內(nèi)從事幾種工作所需要的廣泛知識和基本技能,使之在選擇職業(yè)時不致受到本人受教育的限制,甚至在一生中可以從一個活動領(lǐng)域轉(zhuǎn)向另一個活動領(lǐng)域;(2)為受教育者從事的第一個工作提供充分的專業(yè)上的準(zhǔn)備.并提出有效的在職培訓(xùn);(3)使個人具備在其職業(yè)生涯各階段都可以繼續(xù)學(xué)習(xí)所需要的能力、知識和態(tài)度。”由此可見,培養(yǎng)適應(yīng)廣泛就業(yè)需要的復(fù)合型、綜合型“通才”是世界職業(yè)教育改革發(fā)展的潮流。
5)要考慮到課程的設(shè)置一方面要與學(xué)生的就業(yè)相結(jié)合,另一方面也要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,因此在課程設(shè)置時應(yīng)充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生在該專業(yè)的主干平臺課程學(xué)完后,可以結(jié)合自己的就業(yè)方向來選擇適合自己的專業(yè)核心課程。
《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是一門面向機(jī)械設(shè)計(jì)制造類專業(yè)所開設(shè)的專業(yè)綜合特色課程,是集機(jī)械、電子等基礎(chǔ)課程知識為一體的綜合性專業(yè)課程,課程在學(xué)生所學(xué)專業(yè)課的基礎(chǔ)上,從機(jī)械電子結(jié)合的角度介紹機(jī)電一體化的主要研究內(nèi)容及應(yīng)用領(lǐng)域,并結(jié)合機(jī)電一體化典型設(shè)備,講述相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)品的組成原理及工作過程,闡明機(jī)電一體化技術(shù)原理。課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性特征,因此,要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中既重視和掌握基本概念、基本原理和基本方法,又重視相關(guān)理論的應(yīng)用,加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用[1-2]。針對該課程以上特點(diǎn),如何開展課程的考核成為課程教學(xué)改革的關(guān)鍵,本文在綜合分析課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,論述了現(xiàn)有考核方式的特點(diǎn),分析探討了不同考核方式優(yōu)缺點(diǎn),提出課程考核方式改革的思路,為高校機(jī)械設(shè)計(jì)制造類專業(yè)《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革提供一定參考。
1.《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程特點(diǎn)
《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程作為機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)的新興交叉學(xué)科,在機(jī)制專業(yè)課程體系中占據(jù)重要地位,融合了機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)等多種學(xué)科,將機(jī)械技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、信息處理技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等多種技術(shù)融于一體,體現(xiàn)了“以機(jī)為主、以電為用、機(jī)電有機(jī)結(jié)合”的原則,具有綜合性和應(yīng)用性強(qiáng)的突出特點(diǎn),課程對培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電一體化設(shè)計(jì)能力具有重要作用。
課程在學(xué)生所學(xué)專業(yè)課的基礎(chǔ)上,從機(jī)械電子結(jié)合的角度介紹機(jī)電一體化的主要研究內(nèi)容及應(yīng)用領(lǐng)域,結(jié)合機(jī)電一體化典型設(shè)備,講述相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)品的組成原理及工作過程,使學(xué)生了解機(jī)電一體化的組成及發(fā)展方向,掌握典型機(jī)電一體化系統(tǒng)及產(chǎn)品的基本工作原理,了解有關(guān)機(jī)電一體化儀器、設(shè)備的應(yīng)用。通過該課程的學(xué)習(xí),以期達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo),即通過相關(guān)學(xué)科知識的學(xué)習(xí)和掌握,促進(jìn)學(xué)生系統(tǒng)了解機(jī)電技術(shù)學(xué)科知識,掌握機(jī)電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,提高學(xué)生“機(jī)電有機(jī)結(jié)合”的實(shí)際應(yīng)用能力[3-4]。
2.當(dāng)前主要的考核方式及其特點(diǎn)
2.1試卷考試。
試卷考試主要通過期末考試評估學(xué)生對專業(yè)知識的掌握情況,主要有開卷考試、閉卷考試及半開卷考試等形式。試卷考試一定程度上反映了學(xué)生對于機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)水平,但是,學(xué)生突擊背復(fù)習(xí)題應(yīng)付考試現(xiàn)象較為普遍,而且結(jié)合《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的課程特點(diǎn),單純采用試卷考試很難實(shí)現(xiàn)課程“提升學(xué)生機(jī)電有機(jī)結(jié)合的實(shí)際應(yīng)用能力”的教學(xué)目標(biāo),而且課程考試一般在結(jié)課后一次性完成,無法完全反映學(xué)生對于課程的整體學(xué)習(xí)效果,缺乏對于課程的過程管理。
2.2平時成績與試卷考試相結(jié)合。
針對試卷考試存在的過程監(jiān)控不足等弊端,許多院校在考核過程中引入平時成績考核環(huán)節(jié),平時成績主要由期中考試測驗(yàn)、出勤、平時作業(yè)等組成,一般權(quán)重在20―40%。課程總評成績最終由平時成績和期末成績兩部分組成,期末成績?yōu)樵嚲沓煽?。該種方式對課程的過程管理進(jìn)行了監(jiān)控,提高了學(xué)生平時學(xué)習(xí)的積極性,有助于學(xué)生在課堂上認(rèn)真學(xué)習(xí)、積極思考,課下認(rèn)真完成作業(yè),但是該種考核方式對于課程考核權(quán)重及平時考核項(xiàng)目的設(shè)置要求較高,教師需對平時作業(yè)的布置、創(chuàng)新類實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)置等平時考核環(huán)節(jié)進(jìn)行較好的把握。
2.3結(jié)課論文。
結(jié)課論文通過學(xué)生在課程結(jié)束后提交結(jié)課論文的方式完成課程考核,結(jié)課論文考核方式有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和初步的科研能力,有助于培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力,對于課程論文,一般要求選題結(jié)合機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容,原則上一人一題。
結(jié)課論文考核方式一定程度上調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,但是在實(shí)施過程中,針對《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的課程特點(diǎn),要求學(xué)生在結(jié)課后期較短時間內(nèi)完成質(zhì)量較高的課程結(jié)課論文難度較大,易出現(xiàn)論文分析膚淺、運(yùn)用課程理論知識點(diǎn)不足等問題。
2.4基于CDIO的“機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)”考核方式[5]。
基于傳統(tǒng)考核方式存在的問題,相關(guān)人員提出CDIO考核方式,該方式以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向,強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)評估方法和學(xué)習(xí)成果相結(jié)合??己四J讲扇 ?+3+1+2”考核方式。具體做法是:在考核前一個月左右給學(xué)生布置一批應(yīng)用性比較強(qiáng)的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的課題,學(xué)生在這段時間內(nèi)有針對性地查閱有關(guān)資料,編制程序框架,調(diào)試程序并進(jìn)行仿真,在考前一周,進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的上機(jī)調(diào)試能力,適當(dāng)縮小命題范圍,減小難易程度,突出重點(diǎn),命題采用分類隨機(jī)抽簽的方法,學(xué)生在上機(jī)考核過程中,規(guī)定時間,一人一機(jī),分組進(jìn)行,教師重點(diǎn)考核其對課程內(nèi)容的掌握及實(shí)踐技能,并進(jìn)行答辯。答辯時,教師針對考題進(jìn)行提問,考核成績最終由平時、上機(jī)技能、答辯情況及調(diào)試結(jié)果綜合評定,從而考核學(xué)生對課題的準(zhǔn)備情況、理解程度及實(shí)踐技能。對于動手能力較強(qiáng)的學(xué)生,鼓勵成立興趣小組,開展科技創(chuàng)新活動,明確職責(zé),利用實(shí)驗(yàn)室的開放,對自己的課題設(shè)計(jì)一個機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)物模型,通過當(dāng)場演示,講解分析,教師注重過程考核,根據(jù)學(xué)生的分工、設(shè)計(jì)、演示情況和答辯情況綜合打分,得出本門課程成績。這種考核方式的優(yōu)點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生平時注重學(xué)習(xí),有的放矢,積極主動地配合教師的日常教學(xué)活動,上課互動性好,能有效地激發(fā)學(xué)生上課學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)習(xí)效率。
2.5采用職業(yè)技術(shù)資格考試來代替?zhèn)鹘y(tǒng)考試[6]。
職業(yè)資格證書是反映勞動者具備某種職業(yè)所需要的專門知識和技能的證明,與學(xué)歷文憑不同,職業(yè)資格證書更多地反映了特定職業(yè)的實(shí)際工作標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,以及勞動者從事這種職業(yè)所達(dá)到的實(shí)際能力水平。它是勞動者求職、任職、開業(yè)的資格憑證,是用人單位招聘、錄用勞動者的主要依據(jù),也是境外就業(yè)、對外勞務(wù)合作人員辦理技能水平公證的有效證件。
職業(yè)技術(shù)資格證書涉及知識、技能、能力和素質(zhì)等多個角度,并側(cè)重于技能、能力和素質(zhì)的提高。因此,在利用其取代傳統(tǒng)考試的同時,需對照人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程教學(xué)目標(biāo)的要求,從認(rèn)知、操作技能與能力和職業(yè)素質(zhì)等方面,全面系統(tǒng)地考察其可行性,并將其作為選擇和確定結(jié)業(yè)考試內(nèi)容的依據(jù)。目前,可參照“數(shù)控中級工”、“維修電工”等工種中的一類或多類項(xiàng)目進(jìn)行考慮,學(xué)生通過取得相應(yīng)職業(yè)資格證書后申請課程免考的方式進(jìn)行。
3.課程考核方式改革思路
基于《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的課程特點(diǎn),結(jié)合機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),考核過程中,可在充分論證的基礎(chǔ)上,將簡單的一次性考試考核向多種形式并重的方式轉(zhuǎn)變,將理論考核向理論與實(shí)踐相結(jié)合方向轉(zhuǎn)變,將組織方式由學(xué)校組織向社會認(rèn)可的職業(yè)資格考試方式轉(zhuǎn)變,具體思路如下:
3.1豐富考試考核形式,強(qiáng)化其合理性。
為了提高考試考核的公平性與合理性,考試考核的形式不能僅僅局限于傳統(tǒng)方式[7]。考核過程中,合理引入平時成績考核,將現(xiàn)有的一次性考試考核轉(zhuǎn)變?yōu)槎啻慰己?,通過綜合課堂表現(xiàn)成績、隨堂測驗(yàn)成績、平時作業(yè)成績、實(shí)習(xí)成績等多方面的指標(biāo)決定最終的綜合考核成績,在此基礎(chǔ)上,確立合理的評價指標(biāo)體系,優(yōu)化評價標(biāo)準(zhǔn),合理分配考核指標(biāo)權(quán)重,以期合理、公正地反映學(xué)生對于課程的學(xué)習(xí)效果。
3.2完善考核內(nèi)容,強(qiáng)化考核過程管理。
為了使課程考核能夠真實(shí)反映學(xué)生學(xué)校效果,課程組需在進(jìn)一步分析課程教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,完善課程考核內(nèi)容,形成理論考核與實(shí)踐考核試題庫,并結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展方向,及時更新完善考核內(nèi)容,根據(jù)實(shí)際及時修正考試內(nèi)容,提高考核內(nèi)容更新效率。在平時考核環(huán)節(jié),需進(jìn)一步加強(qiáng)過程管理,完善平時考核方式方法,提高其可操作性。
3.3拓展考核組織方式,多渠道實(shí)現(xiàn)課程考核。
在考核組織方式上,突出國家職業(yè)資格鑒定考試,引入職業(yè)資格證書制度[8],通過課程學(xué)習(xí),在合理分析人才培養(yǎng)目標(biāo)及課程教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,確立適于課程考核要求的職業(yè)資格類別,建立與國家職業(yè)資格鑒定考試考核接軌的以職業(yè)綜合能力(職業(yè)技能)和職業(yè)素質(zhì)考核為主線、知識能力素質(zhì)全面全程考核的考試考核體系,實(shí)現(xiàn)課程的多方式考核,使學(xué)生在實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)的同時,達(dá)到國家職業(yè)資格考核要求,從而提高學(xué)生創(chuàng)新能力與應(yīng)用能力。
4.結(jié)語
本文在綜合分析《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,論述了現(xiàn)有考核方式的特點(diǎn),提出了課程考核方式改革的思路,然而課程考核改革是一個長期過程,要改變先前的考核模式,必須引導(dǎo)學(xué)生注重平時學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練,同時要求教師加強(qiáng)課程教學(xué)改革的研究,這對教師、對學(xué)生都將是一種挑戰(zhàn)。因此,要想切實(shí)做好《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程考核方式改革,務(wù)必制定好長期策略,注重積累,保障落實(shí),只有這樣,才能建立科學(xué)、規(guī)范、合理的考核機(jī)制。
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主管單位:上海市科學(xué)技術(shù)情報研究所
主辦單位:上海科技文獻(xiàn)出版社
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本:大16開
國際刊號:1007-080X
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結(jié)合我國目前職業(yè)教育的現(xiàn)狀,造成當(dāng)前機(jī)電一體化類課程理論講不透、實(shí)驗(yàn)做不好、學(xué)得不扎實(shí)的原因主要有以下幾個方面:
1、師生思想上都不夠重視
從目前的職業(yè)院校的教學(xué)現(xiàn)狀來看,重視理論教學(xué)輕視實(shí)踐教學(xué)一直是我國職業(yè)院校理工科教學(xué)的傳統(tǒng)方法,在這樣的教學(xué)模式下,尤其是像機(jī)電一體化這樣的課程,理論課本來就比較晦澀難懂,加之實(shí)踐實(shí)訓(xùn)比較少,學(xué)生學(xué)到最后完全沒有系統(tǒng)的概念和知識體系,對于機(jī)電一體化的理解只是停留在表面層次,因此必須要逐步加強(qiáng)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)。從體制上來說,師生自身對該課程的重視程度不夠也是十分重要的原因,教師認(rèn)為對于機(jī)電一體化課程教學(xué)任務(wù)重,往往疲于應(yīng)付授課;而學(xué)生對于機(jī)電一體化課程知識的理解比較吃力,往往興趣不大,加之實(shí)踐實(shí)驗(yàn)時間較少,最后將實(shí)踐實(shí)訓(xùn)流于形式,因此,師生在思想上不夠重視是目前職業(yè)院校機(jī)電一體化課程教學(xué)的一個基本現(xiàn)狀。
2、機(jī)電專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程的設(shè)計(jì)不合理
機(jī)電類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的課程內(nèi)容包括很多技術(shù)內(nèi)容,目前,絕大多數(shù)職業(yè)院校的機(jī)電專業(yè)課程體系受傳統(tǒng)教育思想的影響,課程的內(nèi)容過多過深奧,理論課時數(shù)太大,實(shí)踐技能教學(xué)課時不足,而且內(nèi)容陳舊。還有些學(xué)校脫離實(shí)際情況過高地制定了課程標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致教學(xué)與實(shí)踐相背離?,F(xiàn)在學(xué)校里學(xué)習(xí)的知識和社會上用到的知識相差很遠(yuǎn),很多學(xué)生學(xué)習(xí)了很多知識,可到了社會上去無從下手。相關(guān)機(jī)電行業(yè)和企業(yè)很少參與機(jī)電類專業(yè)實(shí)踐課程的制定,這也是導(dǎo)致職業(yè)院校機(jī)電專業(yè)的實(shí)踐課程體系設(shè)置不合理的原因。
3、實(shí)踐教學(xué)條件不完善
由于機(jī)電一體化類課程所開設(shè)的實(shí)驗(yàn),往往實(shí)驗(yàn)設(shè)備體積比較龐大,集成度較高,價格昂貴,因此很多院校對于機(jī)電一體化課程實(shí)驗(yàn)所配置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是很簡單的,目前很多職業(yè)院校也在進(jìn)行教學(xué)改革,增大實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程量,但是相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)課程內(nèi)容仍然或多或少的存留著傳統(tǒng)教學(xué)模式的影子。
二、機(jī)電一體化類課程的教學(xué)改革策略探討
1、充實(shí)機(jī)電一體化類課程的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和完善教學(xué)手段
在對機(jī)電一體化課程專業(yè)實(shí)踐課程進(jìn)行教學(xué)改革的時候,我們提倡應(yīng)當(dāng)根據(jù)各個院校各個專業(yè)自身的專業(yè)特色進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革,添加符合專業(yè)特色的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,不斷完善實(shí)踐教學(xué)條件和教學(xué)手段,盡量弱化傳統(tǒng)實(shí)踐模式中的演示性的或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),加大動手實(shí)踐實(shí)驗(yàn)及綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,并和理論課程對應(yīng)起來,使得學(xué)生在掌握理論知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)實(shí)踐實(shí)驗(yàn),這樣更容易掌握機(jī)電專業(yè)知識和技能。
2、重視機(jī)電一體化類課程的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考核
任何課程都需設(shè)置考核環(huán)節(jié),同樣的,機(jī)電一體化課程實(shí)踐教學(xué)也需要考核,考核環(huán)節(jié)也是學(xué)生最為敏感的環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)的機(jī)電專業(yè)實(shí)踐課程考核的方式是出勤考查、實(shí)驗(yàn)報考考查以及最后實(shí)驗(yàn)考查成績相結(jié)合的方式,這種考查考核方式不能夠考查出學(xué)生的完全實(shí)踐能力,只能夠從實(shí)驗(yàn)報告的完成情況給學(xué)生考核打分,因此傳統(tǒng)的考核方式并不合理,就需要對傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行改革。
結(jié)合機(jī)電一體化課程實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn),對于機(jī)電一體化實(shí)踐課程的考核不應(yīng)該有一個統(tǒng)一的模式和標(biāo)準(zhǔn),而是應(yīng)該結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的方式和手段靈活的設(shè)定考核方式,采取定量結(jié)合定性的方法進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)考核。簡單的演示性或者驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),應(yīng)當(dāng)減小考核的比重,而對于綜合實(shí)驗(yàn)及動手考查較為全面的實(shí)驗(yàn),考核比重就應(yīng)當(dāng)加大;另一方面,還可以靈活的采取口試筆試、現(xiàn)場提問、課程設(shè)計(jì)、綜合課程實(shí)驗(yàn)等多種形式進(jìn)行考核,重點(diǎn)不是考查學(xué)生的知識理解程度,而是應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考核學(xué)生對于實(shí)踐技能的掌握和應(yīng)用能力。
3、加大機(jī)電專業(yè)校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的力度
作者簡介:王昊(1972-),男,安徽泗縣人,上海電力學(xué)院能源與機(jī)械工程學(xué)院,副教授;吳懋亮(1970-),男,山東萊蕪人,上海電力學(xué)院能源與機(jī)械工程學(xué)院,副教授。(上海 200090)
基金項(xiàng)目:本文系2011年上海市教委重點(diǎn)課程機(jī)電一體化原理項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:20115301)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)10-0075-02
為了滿足電力行業(yè)對機(jī)械類專門人才的需求,各電力高校均開設(shè)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化本科專業(yè)。該專業(yè)的主要特色是培養(yǎng)能夠適應(yīng)電力行業(yè)的機(jī)械類相關(guān)崗位的人才。前幾年,該專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)形勢喜人,但是,由于制造類相關(guān)行業(yè)廣受金融危機(jī)的影響,導(dǎo)致近年來畢業(yè)生的就業(yè)情況不太理想。面對無法預(yù)知的金融危機(jī)以及制造業(yè)界不太樂觀的就業(yè)形勢,作為專業(yè)教師,應(yīng)該思考怎樣才能使學(xué)生更從容地面對求職擇業(yè)問題。
機(jī)電一體化作為機(jī)械、電子和信息等多科內(nèi)容融合的學(xué)科,在拓寬機(jī)械類學(xué)生知識面和就業(yè)面等方面將起到重要作用。加強(qiáng)該課程的學(xué)習(xí),能明顯提高學(xué)生素質(zhì),從而增加學(xué)生在機(jī)電一體化行業(yè)內(nèi)的就業(yè)機(jī)會。本文認(rèn)真思考了機(jī)電一體化原理在本科教學(xué)中的若干問題,以“機(jī)電一體化原理”教學(xué)為基礎(chǔ),論述該課程對學(xué)生的重要性并指出目前存在的問題,提出以拓寬學(xué)生的就業(yè)面為目的嶄新的教學(xué)思路,并輔以項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)改革方案,以及增設(shè)“機(jī)電一體化原理”課程設(shè)計(jì)的設(shè)想。
一、引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識“機(jī)電一體化原理”的重要性
學(xué)生在學(xué)習(xí)“機(jī)電一體化原理”的時候,由于缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn),加上該課程牽涉面很廣,學(xué)習(xí)難度較大,因而學(xué)習(xí)熱情不足。因此,在教學(xué)過程中,教師要想方設(shè)法、千方百計(jì)地引導(dǎo)和吸引學(xué)生充分認(rèn)識“機(jī)電一體化原理”這門課程的重要性,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
首先,應(yīng)使學(xué)生明確,機(jī)電一體化是多學(xué)科交叉,相互滲透的綜合性課程,廣泛涉及機(jī)械技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、檢測傳感技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)等方面的內(nèi)容。機(jī)電一體化技術(shù)是給傳統(tǒng)機(jī)械加上“大腦”(計(jì)算機(jī)信息處理與控制),極大限度地延伸了機(jī)械的概念,使機(jī)電一體化產(chǎn)品幾乎無處不在。例如,“機(jī)器人”作為最重要的機(jī)電一體化產(chǎn)品之一,已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。[1]
其次,針對現(xiàn)在機(jī)械專業(yè)學(xué)生機(jī)械基礎(chǔ)扎實(shí)、電子基礎(chǔ)薄弱的特點(diǎn),認(rèn)真學(xué)習(xí)“機(jī)電一體化原理”這門課程,將顯著提高學(xué)生在電子方面的素養(yǎng)。通過課程講解、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)、課程設(shè)計(jì)等教學(xué)手段,學(xué)生深刻體會機(jī)電一體化的基本原理和設(shè)計(jì)方法。
最后,機(jī)電一體化的重要性還體現(xiàn)在很多產(chǎn)品,特別是高科技產(chǎn)品,難以將機(jī)械和電子部件完全分開。例如,機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)及維護(hù)人員既要精通機(jī)械方面的知識,又要精通電子方面的知識。因此,掌握機(jī)電一體化原理,并將其應(yīng)用到解決實(shí)際工程問題當(dāng)中,已經(jīng)成為機(jī)械專業(yè)的畢業(yè)生必須掌握的一項(xiàng)重要技能。
二、增加實(shí)驗(yàn)課時、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與整合
“機(jī)電一體化原理”理論學(xué)習(xí)固然重要,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也同樣重要。不少學(xué)?,F(xiàn)有的“機(jī)電一體化原理”的教學(xué)大綱中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)所占學(xué)時明顯偏少,而且學(xué)生真正能動手完成的實(shí)驗(yàn)更是少之又少。因此,現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)安排起不到鍛煉學(xué)生的動手和實(shí)際操作能力的目的。
此外,很多學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中的設(shè)備和科研條件并沒有充分發(fā)揮出來。應(yīng)該在現(xiàn)有的設(shè)備的基礎(chǔ)上,廣泛開拓思路,整合、組合、創(chuàng)造出新的機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn),以實(shí)現(xiàn)鍛煉學(xué)生動手能力的目的。而且,實(shí)驗(yàn)室的工作條件和實(shí)驗(yàn)場所還需要進(jìn)一步改善。實(shí)驗(yàn)設(shè)備也需要對機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)或輔助教學(xué)等方面,進(jìn)行廣泛市場調(diào)研,根據(jù)需要進(jìn)行采購和擴(kuò)充。
因此,必須在加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的基礎(chǔ)上,適當(dāng)增加機(jī)電一體化的實(shí)驗(yàn)課時,才能真正使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)加深對機(jī)電一體化理論知識的掌握,體會機(jī)電一體化應(yīng)用的目的。
三、激發(fā)學(xué)生在機(jī)電一體化行業(yè)內(nèi)的就業(yè)思路
激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生在機(jī)電一體化行業(yè)內(nèi)就業(yè)的想法,是教學(xué)的重中之重。只有學(xué)生真正產(chǎn)生這種想法,才會產(chǎn)生學(xué)好“機(jī)電一體化原理”的動力。
目前,機(jī)械專業(yè)畢業(yè)生大多將自己的就業(yè)方向主觀定位在純機(jī)械領(lǐng)域。盡管機(jī)械制造業(yè)是非常龐大的產(chǎn)業(yè),但就業(yè)機(jī)會終歸有限。由于能力的欠缺,擇業(yè)的時候,面對機(jī)電一體化行業(yè)廣泛的就業(yè)機(jī)會,學(xué)生更多的是無奈。鑒于此,任課教師必須努力激發(fā)學(xué)生在機(jī)電一體化行業(yè)內(nèi)的就業(yè)興趣。
引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟,若是自己具備很強(qiáng)的機(jī)電一體化技術(shù)方面的素養(yǎng),將會拓寬自己的就業(yè)面,從而為自己創(chuàng)造更多的就業(yè)契機(jī)。就算是學(xué)生畢業(yè)后選擇在機(jī)械行業(yè)就業(yè),若是在機(jī)電一體化方面有比較扎實(shí)的基礎(chǔ),也會開拓自己的視野,何況是現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)、工程技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到機(jī)、電完美結(jié)合的階段,完全分開的機(jī)械和電子幾乎沒有。
因此,在教學(xué)過程中,應(yīng)該結(jié)合機(jī)電一體化行業(yè)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。具體來說,可以結(jié)合機(jī)械專業(yè)學(xué)生在機(jī)電一體化行業(yè)就業(yè)的實(shí)例,引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。另外,在教學(xué)過程中,也可以充分結(jié)合機(jī)電一體化產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)思路,引導(dǎo)學(xué)生如何跨越機(jī)械專業(yè)的局限,盡可能多地接觸機(jī)電一體化領(lǐng)域。通過這些方式,學(xué)生們將會自然提升對機(jī)電一體化領(lǐng)域的興趣,從而增加在機(jī)電一體化行業(yè)就業(yè)的主觀積極性。
四、開展項(xiàng)目教學(xué)法、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力
為了使學(xué)生加強(qiáng)對機(jī)電一體化領(lǐng)域的認(rèn)識,啟發(fā)他們在機(jī)電一體化行業(yè)內(nèi)就業(yè)的熱情,“項(xiàng)目教學(xué)法”引入到機(jī)電一體化的本科教學(xué)工作中去。項(xiàng)目教學(xué)法在國外的職業(yè)教育中應(yīng)用較多,目前在本科教學(xué)中還很少使用。為了讓機(jī)械專業(yè)的學(xué)生通過項(xiàng)目直接深入到機(jī)電一體化領(lǐng)域,教師提出使用項(xiàng)目教學(xué)法。
項(xiàng)目教學(xué)法是一種在“做中學(xué)”的理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種教和學(xué)的模式,這種教學(xué)法通過組織學(xué)生真實(shí)地參加項(xiàng)目設(shè)計(jì),履行和管理項(xiàng)目的全過程,在項(xiàng)目實(shí)施的過程中完成教學(xué)任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、分析能力及其他關(guān)鍵能力。這種模式突破了傳統(tǒng)的“以課堂為中心,以教師為中心,以教材為中心”的教學(xué)模式,強(qiáng)調(diào)使用的技能和知識創(chuàng)新,有效地交流課堂與社會生活的聯(lián)系,充分展示現(xiàn)代教育“素質(zhì)教育”的本色。[2,3]
項(xiàng)目教學(xué)法主要特點(diǎn)是與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系,加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際,有助于培養(yǎng)學(xué)生的多方面能力,更重要的是展示學(xué)生的創(chuàng)造性,培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。項(xiàng)目教學(xué)法的整個教學(xué)過程可以分為以下幾個階段:
1.擬定題目
學(xué)生自主分組或教師分組,查閱資料、主動思考,充分發(fā)揮主觀能動性,擬定本小組的題目。教師在這個過程必須要干預(yù),要求學(xué)生選定的題目具有創(chuàng)新性或?qū)嵱眯裕貏e是要適合該小組的特長和興趣。要求項(xiàng)目既要體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新性、具備挑戰(zhàn)性,又要切實(shí)可行、經(jīng)過學(xué)生的努力可以完成。
2.可行性分析及方案設(shè)計(jì)
通過項(xiàng)目可行性分析及方案設(shè)計(jì)、確定項(xiàng)目進(jìn)程計(jì)劃,要求該進(jìn)程安排基本與課堂教學(xué)進(jìn)度并行,即:按照課堂教學(xué)的進(jìn)度安排項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)度,即首先是機(jī)械機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu),然后是計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)等。教師必須認(rèn)真檢查各小組的可行性分析及方案設(shè)計(jì)。
3.項(xiàng)目實(shí)施要求學(xué)生按照工作進(jìn)度實(shí)施并做階段總結(jié)
這一階段,對于學(xué)生在項(xiàng)目研究所用到的內(nèi)容,有可能在課程學(xué)習(xí)中沒有學(xué)到,要求教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行再學(xué)習(xí),以進(jìn)一步挖掘?qū)W生的創(chuàng)造性思維。項(xiàng)目的實(shí)施過程中,學(xué)生將有大部分工作需要在實(shí)驗(yàn)室中完成,因此,在第三部分對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行整合和擴(kuò)建的過程中就必須要考慮這些問題。
4.項(xiàng)目考評
以小組為單位,認(rèn)真考核學(xué)生完成項(xiàng)目的情況。針對機(jī)電一體化項(xiàng)目的各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)方式、功能和項(xiàng)目報告等進(jìn)行考評。考評中要特別注意學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
5.項(xiàng)目拓展
建議學(xué)生以研究報告、學(xué)術(shù)論文的形式呈現(xiàn)本小組的研究成果。對于考評成績優(yōu)秀的小組可以組織學(xué)生以申報專利、參加競賽的形式進(jìn)一步拓展項(xiàng)目。
項(xiàng)目教學(xué)法可以極大提高學(xué)生的興趣,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,挖掘?qū)W生的創(chuàng)造性思維,同時使學(xué)生以真正項(xiàng)目的方式接觸到機(jī)電一體化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和項(xiàng)目管理。這種項(xiàng)目管理的經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和總結(jié)問題的能力和經(jīng)驗(yàn)對學(xué)生而言非常寶貴。項(xiàng)目考評優(yōu)秀的學(xué)生的科研論文和專利申請都將在學(xué)生畢業(yè)求職時增加不可或缺的砝碼,將成為機(jī)電一體化行業(yè)的敲門磚。
五、增設(shè)“機(jī)電一體化原理”課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
現(xiàn)有的教學(xué)手段,還不足以提升學(xué)生在機(jī)電一體化行業(yè)的競爭力。作為項(xiàng)目教學(xué)法的補(bǔ)充,還可以通過增加機(jī)電一體化原理設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),從而更大程度上提高學(xué)生的機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能力。
課程設(shè)計(jì)時,要求學(xué)生認(rèn)真回顧教師在課堂上所授要點(diǎn),分析各要點(diǎn)對產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)及其特性的影響。希望學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過程中,進(jìn)一步理解、吸收和消化課程理論知識以及在項(xiàng)目教學(xué)法中所存在的尚未解決的問題。
課程設(shè)計(jì)課題要盡可能選擇具有產(chǎn)業(yè)背景的實(shí)際課題,學(xué)生通過原理方案的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及總體設(shè)計(jì)等過程,加深對機(jī)電一體化系統(tǒng)的總體認(rèn)識。在指導(dǎo)過程中,注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新潛能。此外,還要注意課程設(shè)計(jì)必須與項(xiàng)目教學(xué)法互補(bǔ),對于項(xiàng)目教學(xué)法中沒有涉及的部分,要適當(dāng)加強(qiáng)。[4]
課程設(shè)計(jì)應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生熟悉機(jī)電一體化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),全面掌握機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范和過程,并培養(yǎng)學(xué)生扎扎實(shí)實(shí)的工作作風(fēng)。
六、結(jié)論
本文以拓寬機(jī)械類學(xué)生的就業(yè)面為主要目標(biāo),針對“機(jī)電一體化原理”本科教學(xué)的若干問題,進(jìn)行了深入探討和思考。以“機(jī)電一體化原理”教學(xué)為基礎(chǔ),論述該課程對學(xué)生的重要性,以及如何引導(dǎo)學(xué)生對該課程的重要性進(jìn)行再認(rèn)識。通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),增加學(xué)生動手實(shí)踐的機(jī)會,以拓寬學(xué)生的就業(yè)面為目的,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。提出項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)改革方案,著重培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力;該項(xiàng)目教學(xué)法與“機(jī)電一體化原理”課程設(shè)計(jì)相輔相成。期待機(jī)電一體化課程在提高綜合素質(zhì)、拓寬畢業(yè)生就業(yè)面等方面有所建樹。
參考文獻(xiàn):
[1]張建民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2006.