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1.1智能化依據多學科知識理論,構建人類智能模擬體系,將其運用到機械構造上,從而使得機械具備一定的分析推理能力,并且慢慢去取代人的勞動,這是未來機電一體化的發展趨勢之一,也是其區別于傳統機械自動化技術的關鍵所在。當然,實現智能化,需要以多學科去進行理論研究,建立模擬系統,由此將其引入到機械設備上,以實現機電一體化的智能化。
1.2迷你化所謂機電一體化的迷你化,就是使得機電設備在保證運作效率和質量的同時,使得其體積不斷減小,其能耗不斷降低。很多情況下,運用于工程機械的機電一體化技術,在對于其結構進行改造升級的同時,也使得其體積變大,這樣很不利于生產操作工作的開展。由此,迷你化,將成為未來機電一體化的發展趨勢之一,也是很有必要的。
1.3數字化隨著計算機技術的發展,網絡數字技術得以廣泛應用,其在工程機械方面同樣可以使用。也就是說,數字化發展,也是機電一體化的發展趨勢之一,在這樣的導向下,未來的機電一體化可以動態化的實現平臺操作,各個環節實現資源共享,這將成為促進生產效率進一步提高的重要舉措。
1.4環保化機電一體化未來發展同樣需要將環境保護考慮進去,這是建設環境友好型社會的重要內容,也是企業責任的具體表現。對于機械行業來講,如何保證在機電一體化技術應用的同時,避免產生生態污染,增強其循環利用效率,是很值得我們去不斷探析的問題,這也是決定機電一體化實現可持續發展的關鍵性問題。
1.5整體化現階段機電一體化技術運用與工程機械領域,還不是很充分,僅僅在部分環節有著比較廣泛的應用,要想真正實現機電一體化在工程機械方面的效能,還需要從多個角度去開展研究和探索,構建工程機械體系,使得工程操作質量和效益得以提高。由此,整體化發展,也將是機電一體化技術在工程機械領域方面的發展趨勢之一。
2機電一體化在電力變壓器繞線機的應用
電力變壓器的環型鐵心使用高導磁率的硅鋼帶繞置。用環型鐵心繞制的電力變壓器,具有低損耗、低躁聲、漏磁小的特點,是近幾年電力行業推廣使用的電力變壓器。電力變壓器繞線機是制造這種電力變壓器的專用設備。該繞線機可以繞制100kW以下的電力變壓器的三相繞組。該設備能夠根據繞組導線的線徑調整繞制的速度;具有緩慢起動、停止的功能,以防止繞線機因快速起動造成斷線的現象;能夠自動記錄繞組的繞制匝數;能夠預置繞制匝數,當實際繞制匝數等于預置繞制匝數時,繞線機能夠自動停車。可以說,在變壓器繞線機中運用機電一體化,極大的提高了其運行效率和質量。其中,機電一體化繞線機的控制系統是由可編程序控制器和變頻器組成。其控制面板包適各種按鈕、選擇開關,用于給PLC輸入控制信號。繞組匝數的預置使用4位撥碼盤,將4位十進制數轉換成16位二進制數,送到PLC的輸入口。旋轉編碼器將轉數脈沖送到PLC的輸入口,從而測定繞組的實際繞制匝數。旋轉編碼器將主軸電動機轉數變為脈沖計數信號,作為比較數據。在這樣的控制系統下,變壓器的繞線機實現了較高的自動化和智能化,生產效率有了顯著提升。
3機電一體化的主要發展方向
3.1智能化。機電一體化產品的智能化主要是使高性能、高速的微處理實現機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能,機器人與數控機床的智能化就是重要應用代表。智能化通過對機器行為的描述,在控制理論科學的基礎上,應用人工智能、運籌學、模糊數學、計算機科學、生理學、心理學等新思想和新方法,使機器具有邏輯思維、判斷推理最終能夠自主決策。
關鍵詞 工程能力;機電測控;課程教學
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2015)08-0135-02
隨著我國現代工業的發展,機電自動化技術越來越受到人們的重視,社會對機電類綜合應用人才的需求也越來越高。因此,加強機電自動化人才的培養,提升機電測控課程教學,已成為現代機電教育的重要課題之一。而其中強化學生工程能力素質的培養已成為機電人才培養的重要目標之一,以工程能力為導向的機電測控課程教學體系的構建是目前機電專業培養的基本要求。
一、加強“工程能力導向”的教學定位,強化學生操作能力的培養
任何教學體系的構建,都必須要有一個定位,樹立好課程教學的目標和原則。機電測控課程教學必須定位于社會主義市場經濟環境下綜合應用型人才的需求和學生就業競爭力的提升,致使于培養創新能力強、勤奮實干、守信誠實、動手操作能力強的具有機電一體化技術素質和研發能力的開發、制造、設計、應用等綜合應用型機電工程管理及技術人才。
而“工程能力導向”的教學定位主要是要求在教學中重視學生工程素質的培養,即重視學生實踐操作能力的培養,以學生實踐能力的培養為目標強化課程教學中實踐教學的地位。其中最為重要的是強化學生“機電設計技術、機電制造技術、機電測控技術”三大工程技術實訓能力的培養,在“扎實基礎理論,提升專業技能,尋求個性發展,滿足市場需求”的課程教學思想指導下,構建集實驗、實訓、實習為一體的實踐教學平臺。
二、提升工程實踐類課程比例,促進學生工程能力的全面培養
根據機電測控課程教學的定位,其中工程實踐教學在專業課程中的地位越來越高,其所占的比例也越來越大,工程實踐體系的構建可謂是勢在必行。因此,在構建“理論課程+基礎實驗+綜合實踐+課外講座+創尋訓練”的開放性、一體化、多層次、全方位的機電測控技術實踐教學體系下,保證工程實踐類課程的比例,是提升學生工程素質和工程操作能力的重要保障。因此,在機電測控課程教學中,必須加強工程實踐教學中五個模塊的教學,即:基礎理論教學模塊、實驗教學模塊、機電工程技術實踐訓練模塊、工程技術系列講座、創新訓練模塊。其中,基礎理論教學模塊主要是指對機電測控基礎知識的傳授,但其教學過程跟現場演示和實踐教學進行有機的結合;實驗教學模塊主要是指工程機械設計、工程控制、工程測試、電學、力學等課程的工程實驗實訓;工程實踐訓練模塊主要是指機電傳動實訓和校企合作中的實習項目;工程技術系列講座主要是指在校定期不定期舉辦各種跟機電測控相關的主題講座,促進學生對工程技術知識的掌握和拓展,如:聘請校內外知名專家做專題講座,每名學生必須聽取一定次數的科技講座并撰寫聽后感;創新實訓模塊主要是指以培養學生創新能力為目標,通過課題項目或者競賽等課外方式進行。具體可如機電測控技術實踐教學課程體系(表1)可知,其中工程實踐類課程比例要明顯高于其他課程。
整個實踐教學課程體系集網絡通信技術、機械工程技術、工程傳動技術、工程裝配技術、PLC 技術、電子電氣技術、傳感器技術、氣動技術等技術為一體,充分培養了學生機電工程各方面的實踐能力。
三、注重學生個性發展,提升學生工程技術方面的就業競爭力
對于機電自動化專業實踐教學體系,學生就業競爭力的培養是其新的要求,也是其工程導向的根本理念所在。因此,對于學生就業競爭力的培養,除了課程基本知識和技能訓練之外,還應該注重學生個性的發展,培養他們的主觀能動性和創新能力。于是必須改革過去傳統的機電測控實驗課程模式,采取“問題情境”法、啟發式教學方法、討論式教學方法等進行實驗教學,所謂創建問題情境主要是通過提問的方式將學生引入到所學課程知識中,讓學生帶著問題去學習、去實驗、去實踐操作,整個過程都是以學生為中心,學生是整個課堂教學的主體,將課堂歸還給學生。通過這些注重學生個性發展和主體地位的教學方法,讓學生自主學習、自由討論、自我評價,能有效培養學生的自我探索、自我實踐以及分析問題和解決問題的能力。同時,為了培養學生的就業競爭力,在實踐教學中,必須要求大三、大四學生以興趣小組的形式自由組合,參與教師科研項目、課題、大學生課外科研課題、大學生創新性實驗計劃項目等科技創新活動中的一項,布置定量任務,讓學生按照要求完成,并撰寫科研論文,以充分培養學生的創新能力和自主個性。
綜上所述,通過以上三個方面的教學安排,有效地構建了實踐教學課程體系。同時,在整個實踐教學中應對學生進行及時評價和考核,確保實踐教學的質量,打造綜合應用型的機電工程管理及技術人才。
參考文獻:
[1]周同嶺.論我國工科院校學生的工程素質培養[J].實驗技術與管理,2014,(4):132-134.
[2]王仲民,姚合環.高校培養學生工程實踐能力的途徑[J].理工高教研究,2014,(2):121-122.
[3]郭魂,左敦穩,唐國興.面向應用的“機電系統控制技術”課程本科教學改革初探[J].裝備制造技術,2007,(10).
[4]孫樹文,楊建武,張慧慧. 機電一體化教學培訓系統的設計與實現[J].中國現代教育裝備,2007,(6).
作者簡介:王軍(1979-),男,滿族,遼寧本溪人,江西理工大學機電工程學院,講師;何鵬舉(1961-),男,甘肅慶陽人,江西理工大學機電工程學院,教授。(江西?贛州?341000)
基金項目:本文系江西省高等學校教學改革研究課題“測控技術與儀器專業本科教育與研究生教育一體化培養模式研究”(JXJG-09-6-16)的研究成果。
中圖分類號:G642?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)28-0021-02
近十余年來,我國的本科生畢業人數從1999年的44萬人擴大到2011年的660萬人,研究生的招生規模也從1999年的7.1萬人擴大到2011年的52.4萬人,當一個國家的本科高等教育達到大眾化甚至普及化的時候,必然會追求更高層次(研究生教育)的大眾化。在高等教育日益普及的今天,面對高校通識教育與專業教育、教學質量與招生規模、專業理論與實踐能力的矛盾,如何優化人才培養體系、提高教學質量是每一個教育工作者所面臨的問題。
本科生教育是大學中的基礎教育,強調的是學習但不能沒有研究性和實踐性的訓練;研究生教育是我國教育體系中的最高層次教育,強調的是研究和創造性,但是也不能忽視基礎教育,尤其是自然科學的系統知識體系以及人文社科和思想品德教育。大學中的基礎教育與高層次教育是一個有機體,應把學生的基礎知識、專業知識以及實踐能力的培養過程按照一個有機的整體進行設計和考慮,打通本科生高年級與研究生教育之間的隔離。[1]
一、測控專業本碩一體化培養模式的可行性分析
“本碩一體化”培養模式是本科生教育與研究生教育相結合的嘗試,是現行的推薦免試碩士研究生制度的補充與延伸。推薦免試指由本科階段直接保送進入碩士生階段學習的一種培養方式,相應的還有碩博連讀培養方式,就是碩士生直接保送到博士生階段學習,目前國內也有部分大學(如清華大學)采取部分優秀的本科生直接保送到博士的培養方式。我校在2009年正式開展推薦免試研究生的培養工作,現已實行研究生推免制度三年了,“本碩一體化”培養模式正是為了適應我校的推薦免試碩士研究生制度所進行的有效補充,不但可以緩解招生數量與培養質量的矛盾,而且有助于吸引本校優秀本科生源進入研究生階段學習,優化本科教育與研究生教育的協調發展。
“本碩一體化”培養模式沿用了博士生培養方式中碩博連讀和提前攻博的概念。碩博連讀和提前攻博的培養方式是國家確定的博士生入學方式之一,縮短了研究生培養周期,對激勵碩士研究生攻讀博士學位產生了積極的影響。[2]碩博連讀模式在美、英等發達國家有較長時間的應用和實踐歷史,培養了大批優秀人才,得到了世界各國較為普遍的認同和借鑒。在當前高校擴招、就業壓力增大的形勢下,“本碩一體化”培養模式對于促進本科生努力學習、畢業后選擇繼續學習或者參加工作都有著積極的影響,是高等教育多元化的一種嘗試。
我校本科生教育實行3~6年的彈性學分制度,允許學生在修滿規定的畢業標準學分的基礎之上,根據自身的情況調整學習進度,增加了人才培養的靈活性。“本碩一體化”培養模式主張以人為本,有利于發揮學生的主觀能動性,促進學生的個性化發展,充分體現了我校彈性學分制度的優越性,“本碩一體化”培養模式對于促進素質教育、提高人才培養質量有著積極的影響。
二、本碩一體化課程體系改革與優化
測控專業是光、機、電、計算機多專業交融的技術學科,針對測控專業多學科、多專業交叉融合的顯著特點,以“測試計量技術及儀器”、“精密機械及儀器”、“機械電子工程”等碩士點的人才培養為導向,以礦山、冶金、儀器儀表等行業需求為目標完善本專業的電類和機械類課程。對本科生和研究生的知識結構、能力結構進行了層次設計和分類設計,修訂本科生和研究生培養方案,統籌安排本科課程與碩士研究生課程,調整課程設置,整合課程內容,使課程體系相互銜接,以就業和讀研兩個方向靈活設置選修課程,加強專業素質和能力培養,滿足就業和讀研的需求。
在本科三年級結束后,根據導師組的考核意見以及學生個人的選擇、能力和興趣進行分流。一部分學生選擇就業,進行本科畢業設計和畢業論文寫作;另一部分達到保送研究生資格的學生則在導師的指導下進入研究生階段的學習,該部分學生不再完成本科畢業論文,經過研究生階段培養,最后完成碩士畢業論文即可。
1.課程體系
測控專業畢業規定總學分為186學分,包括5大模塊,如表1所示。
中圖分類號:G454 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)04-0391-01
隨著社會的發展,各類電機工程技術逐漸深入到人們的生活與工作中,因此對于五門電類技術基礎的研究尤為重要,為我國各類企業的發展打下堅實基礎。我們主要根據我國社會發展的需求來制定五門電類技術基礎研究的原則、內容和今后的發展方向,從而增加其研究的可實操性,真正促進我國機電工程的發展。
一、五門電類技術基礎研究的概述
1.研究原則
我國機電工程專業技術基礎在近幾年來對其大力研究取得顯著的成就,但是相對西方的研究進度較為落后。我國大型電類企業的先進技術大部分仍是引進日本和德國等先進國家的電類技術。其研究成果仍需要進一步提升,為我國電類企業的發展做出貢獻,針對從事各門電類的崗位所需改進的內容作為研究重點,從而不斷提升在職人員的工作能力,建立對五門電類企業發展有用的研究體系。
2.研究內容
我國對于機電工程專業五門電類技術基礎主要研究的內容包括以下幾個方面:一方面是對于五門電類技術基礎相應的理論知識網的不斷更新和完善,為其基礎技術研究打下堅實的基礎。例如五門電類技術基礎相應的機械制圖、電工基礎、電機與變壓器、PLC、電工基礎和電子技術等基礎知識體系的不斷完善,并且增加其基礎知識的實踐性;另一方面是不斷提升五門電類技術基礎相應崗位的實操的能力。例如對于五門電類基礎技術相應崗位的涉及到的機電設備和控制設備的識別、設計、調整、維修、操作、編寫、安裝和改造等方面的能力。
二、五門電類技術基礎的研究方向
隨著我國經濟體制的不斷變化,相應的五門電類技術基礎的研究體系也應該進行改變,從而使其研究的成果更加適應當今社會對電類企業的發展,也更容易應用到電類企業的實際崗位中,從而促進電類企業的進一步發展。
1.智能化
智能化是當今社會研究的主要發展趨勢,根據企業中的設備我們可以發現,電氣自動化逐漸代替人工操作,機電智能化的機器人逐漸代替自動化設備,這一現象證明其智能化成為五門電類技術基礎研究的最終方向。機電的智能化主要指的是在電氣自動化的基礎上,加入人工智能化、運算技術、模糊學、心理學混沌動力學等新型的研究領域,從而模仿人工的智能化,使機電設備具有與人一樣的辨別、決策和處理的能力,從而促進機械設備的高智能運轉,提高企業的工作效率和控制能力。
2.模塊化
機電工程對于模塊化的研究可以很大程度的減少資源設備的浪費,對于統一各機電類企業的機械設備的各類接口的標準化由于產品功能的復雜性和多樣化存在一定的難度,制定標準化規格,一方面有利于機電設備的開發也有利于各類新產品的推行和擴大生產規模。新標準化制度的建立,必然要對之前的設備進行改進甚至是報廢,這必然是一筆不小的費用,因此可以先選擇大型的電類企業實施標準化,逐漸將標準化貫徹實施,為機電企業的發展創建良好的發展環境。
3.電子網絡化
21世紀是計算機網絡技術迅速發展的時代,網絡技術不僅僅為人們提供更為便捷的生活,還為各大電類企業的發展起到推動的作用。網絡可以打破空間和國際上的局限,使世界各地的電類企業連成一線,也是我國了解國際上的電類企業發展信息的途徑之一,促使全球的電類企業在合作中競爭、相互促進,實現雙贏的局面;同時也可以利用網絡上的優勢推行新產品;還有網絡技術也實現遠程監控和實時監控的目標,也是機電一體化的基礎技術等多方面的優勢。因此網絡化是機電工程企業的發展趨勢。
4.微型化
微型化是當今機電設備逐漸向微型化發展,國外發達國家早已意識到微型化的優勢,并將其稱之為微電子機械系統。微型化主要指的是一平方厘米的機電設備,并且逐漸向微米和納米級發展。微型化機電設備的體積小、耗能小、便于安裝和運動快捷等多方面的優勢,深受各大機電企業的歡迎。微機技術的研究還涉及到光刻技術和蝕刻技術,促進微機技術更加精確。
5.綠色化
機電工程在迅猛發展的同時,也為我國環境造成一定的負擔,若是要對污染的環境治理需要花費幾倍甚至十幾倍的代價,嚴重的環境破壞已經威脅到人們的生存,因此我國機電企業意識到綠色化發展的重要性,即在保證生態環境的前提下發展機電工程。綠色化的發展道路主要是從兩方面來進行,一方面是對機電工程制造的污染液體、固體進行物理或化學的處理,使其達到污染排放的標準;另一方面是從根本上杜絕污染液體或固體產生,從而使其排放液達到標準。綠色產品在從設計、制造、運轉和銷毀等階段減少污染物產生的同時,也要提升各階段的資源利用率,并且可以對其回收利用再生產。綠色化的技術開發也是可持續發展道路的實現途徑之一。
6.系統化
機電工程的系統化主要體現在機電工程建立完善的體系結構方面。系統的結構并不是一成不變,可以根據當今社會機電發展變化而變化,具有很強的靈活性。該系統需要增加對多個子系統的調控能力,除此之外還需要強大的通訊技術作為支持;另一方面體現在人格化方面,機電系統化越來越重視人與機械設備的配合,首先是設計期間逐漸增加機械設備的智能化,即機器人的設計理念,增加人與機器的融合度,其次是從自然界的生物尋找靈感,尋求自然界的規律,促進機電人格化的程度。
結束語
綜上所述,隨著機電工程專業越來越受到人們的重視,其五門電類基礎的研究也不斷走向科學化的發展道路,五門電類技術基礎是機電工程專業的主要組成部分,其研究的方向決定機電工程的發展趨勢,借鑒西方的發展經驗,在建立完善的理論體系的基礎上根據社會的發展和人們的需求決定機電工程智能化、模塊化、網絡化、微型化、綠色化和系統化的發展方向,從而提升機電工程的工作效率和經濟效益,并建立其可持續發展的道路,促進其更好更快的發展。
參考文獻
[1] 劉念明.“電工技術基礎與技能”課教學心得[J].科教文匯:下旬刊.2014(5).
中圖分類號:G4 文獻標識:A 文章編號:1674-3520(2014)-04-00137-01
一、我國當前機電一體化類課程教學現狀及其原因分析
結合我國目前職業教育的現狀,造成當前機電一體化類課程理論講不透、實驗做不好、技術學得不扎實的原因主要有以下幾個方面:
(一)師生思想上都不夠重視
從目前的職業學校的教學現狀來看,重視理論教學輕視實踐教學一直是我國課程教學的傳統方法,在這樣的教學模式下,不利于師生在課堂中對于知識的學習和掌握。機電一體化這樣的課程,理論課本來就比較晦澀難懂,如實踐訓練課程不足的話,學生學到最后完全沒有系統的概念和知識體系,對于機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實踐實訓。從體制上來說,師生本身對于課程的重視程度不夠也是導致課程學習問題的原因。教師認為對于機電一體化課程教學任務重,往往在授課過程中疲于應對;而學生對于機電一體化課程知識的理解比較吃力,往往缺少興趣,加之實踐實驗時間較少,課程最后流于形式。因此,師生在思想上不夠重視是目前機電一體化課程教學的一個基本現狀。
(二)機電專業實踐教學課程的設計不合理
機電類專業實踐教學的課程內容包括很多技術內容,目前,絕大多數職業院校的機電專業課程體系受傳統教育思想的影響,課程的內容過多、過于深奧,理論課時數太大,實踐技能教學課時不足,而且內容陳舊。還有些學校脫離實際情況過高地制定了課程標準,導致教學與實踐相背離。現在學校里學習的知識和社會上用到的知識相差很遠,很多學生學習了很多知識,可到了社會上卻無從下手。相關機電行業和企業很少參與機電類專業實踐課程的制定,這也是導致職業學校機電專業的實踐課程體系設置不合理的原因。
二、機電一體化類課程的教學改革策略探討
(一)充實機電一體化類課程的專業實踐教學內容和完善教學手段
課程體系建設要根據學校的專業學生的定位和專業建設目標,合理確定基礎課和專業課,理論教學和實踐教學的比例分配,結構合理,形成具有鮮明特色的課程體系。打亂原有的按知識學習組織授課的章節順序,邊學邊做,邊做邊學,將所學理論與實踐完全融合起來。現有的大部分教材無法實現教學要求,學校要組織專業課教師編寫與此教學過程相適應的校本教材,對教學目標進行分解,以專業技能為主線,將多個項目的學習知識的重點和目標有效的串聯起來。這種為用而學、學以致用的教學方式讓教與學有了更強的針對性,讓學生在操作過程中學會如何用專業知識去分析問題、解決問題。教師將學生實踐中出現的問題或困惑,用專業理論知識來加以解釋,使學生“知其所以然”,從而實現理論與實踐的有機結合,調動學生的各種感官參與學習過程
(二)重視機電一體化類課程的專業實踐教學環節的考核
任何課程都需設置考核環節,同樣的,機電一體化課程實踐教學也需要考核,考核環節也是學生最為敏感的環節之一。結合機電一體化課程實踐教學的特點,對于機電一體化實踐課程的考核不應該有一個統一的模式和標準,應該是動態的,是隨著科技的發展而不斷充實和進步的,應該結合實踐教學的方式和手段靈活的設定考核方式,采取定量結合定性的方法進行實踐教學考核。簡單的演示性或者驗證性實驗,應當減小考核的比重,而對于綜合實驗及動手考查較為全面的實驗,考核比重就應當加大;另一方面,還可以靈活的采取口試筆試、現場提問、課程設計、綜合課程實驗等多種形式進行考核,重點不是考查學生的知識理解程度,而是應當重點考核學生對于實踐技能的掌握和應用能力。
(三)加強師資隊伍建設
優秀的教師團隊是保障一體化教學順利進行的重要因素。我們要圍繞專業建設需要,優化師資結構,建設一支教學、科研、實踐水平高,具有較強責任感和團結協作精神的,具有較高學術造詣、豐富的教學經驗、鮮明的教學特色的教師團隊。學校要積極推動校企合作,聯合培養教師,聘請企業專家、技能操作能手對學校教師進行實踐與實訓方面的指導和培養,提高學校雙師型教師的數量和質量。
三、結語
"一體化教學"作為一種教學模式,對教學質量、教學效果的提高起到了很大的作用。本論文所探討的機電一體化類課程實驗教學方法及其教學改革策略的應用研究,是結合當前國內中等職業學校機電一體化類課程教學內容設置及其實驗實踐教學現狀而提出來的,能夠有效地提高機電一體化類課程的教學效果,對于這一類的理論知識多且深、動手實踐能力要求高的課程而言,必須要不斷加強實驗實踐教學的份量,對于進一步提高機電一體化類課程的實驗實踐教學效果,無論是在理論方面還是在實踐方面都具有較好的借鑒和指導意義。
參考文獻
【1】趙松年,李恩光,裴仁清.機電一體化系統設計[M].北京:機械工業出版社,2004.
【2】韓培慶.高職教育實踐教學模式改革的思考[J].職教論壇,2006(6)
【3】芮延年.機電一體化系統設計[M]. 北京:機械工業出版社,2004
一、立論
51b1
高等職業技術教育具有雙重教育屬性,屬于高等教育范疇系列,同時又屬于職業技術教育,培養的是技術型人才。高等職業技術教育研究總是著眼于職業的載體——行業人才素質的構成要求。高等職業技術教育機構與跨國公司在華企業聯合辦學是基于“定向培養現代企業適用的崗位人才”行動作為的校企合作關系。
在我國,高職教育事業機構與國際知名企業聯合辦學的專業建設較系統的、富含職業教育技術的資料樣本尚不多見。
我國高職院校和跨國公司企業員工培訓機構在組織制度、行為方式、能力范圍等方面存在著差異,聯合辦學首項技術要略就是以特定企業專業崗位人才素質要求為背景,以高等職業技術教育層次為平臺,在教育實施過程中研究適用的專業課程體系。
我國機電產業生產技術標準與多數跨國公司企業生產技術標準存在著差異,這種專業性內質規范的差異如何在課程體系中形成最簡潔、最有系統性、最適用的表述,是需要在聯合辦學的工作基面上攻關解決的難題。
日立電梯(中國)有限公司與廣州工程技術職業學院簽約聯合辦學,日立電梯廣州制造基地掛牌“廣州工程技術職業學院日立電梯技術學院”。我們持有“積極推行訂單培養,探索工學交替、任務驅動、項目導向、頂崗實習等教學模式”的教學技術發展理念,面對已經開始與國際知名企業聯合辦學的工作現實,不可回避這種聯合辦學機制下專業課程體系設置亟須在工作實踐中探索研究。
日立公司是以機電產品為主的世界500強企業。日立企業歷史悠久,生產管理機制和生產技術標準自成體系。
據調研資料:日立公司在華企業與國內其他職業院校的聯合辦學均未達到“掛牌日立梯技術學院,實行2年學院專業取向性學習+1年企業崗位培養”的機制技術層次。聯合辦學的專業課程體系研究以“特定企業崗位人才素質”為基面在實踐中探索并形成具有“普適性”價值的“聯合辦學機電專業課程體系設置”理論,既符合“創制辦學特色”的職業教育技術方針指向,又應合我國高等職業技術教育在“在技術進步與創新”理念導引下的發展趨勢。我們確信:這個工作項目的過程將會是充滿創新機會、歷練團隊的過程。勤奮踏實地工作和鉆研,則豐碩成果可期。
二、課題工作的目標
機電一體化技術是一門跨學科的綜合性科學,是由微電子技術、計算機科學、機械工程和電力電子技術互相滲透而成的一門學科,是在信息論、控制論和系統論基礎上建立起來的應用技術。因而機電一體化專業技術課程內容是一種綜合結構,在設置專業課程時應以畢業生應具備的現代機電主流技術的運用能力為主線重組課程內容。機電一體化專業建設與課程體系的再構建,形成具有地區機電企業專業人才特色的高職高專綜合課程,有著極其現實的職業教育技術進步與創新意義。
電梯是集機電一體化各側向高級技術工藝(如新材料應用技術、先進加工技術、計算機技術、智能控制技術、大功率電子技術、傳感與信號處理技術、維修與調校工藝)為一體的現代化機電設備,其職業技術課程體系的開發過程必然富含高專業技術含量的、極具教學技術創新意義的項目設計類研究子課題。
以聯合辦學雙方的專業人才培養方案的比對——取職業知識與技能要素——嵌合性研究為起點,在教育實施過程中研究通識性機電工藝知識與企業崗位專門技能并重的專業課程體系。
日立電梯產品集擁多項先進工業技術,如能量再生技術、永磁同步技術、無機房技術、扶梯一體化設計等,將這些高端的制造技術工藝理論編撰到相關專業教材或項目化實訓指導書之中,則特色專業將從聯合辦學的教學實施過程中創制。
解決“專業性內質規范的差異如何在課程體系中形成最簡潔、最有系統性、最適用的表述”難題,課題成果可期成為“高等職業教育機構與跨國公司在華企業聯合辦學課程體系設計”的優質標樹。
具有普適性價值的工作過程資料將能夠展現出實證性強、系統性佳、普適性優的“高等職業教育機構與跨國公司在華企業聯合辦學課程體系設計”的理論體系和應用價值。
形成系列教學標準文件——聯合辦學課程體系設計方案、“電梯技術”人才培養工作標準、聯合辦學課程體系主干課程標準、課題項目總結報告書與自評報告書等。
三、技術要略
1.地域工業技術經濟發展的現實性認識和前瞻性意識
兼具完善性和創新性的高等職業技術教育機電一體化技術專業課程重構著眼于廣東“十二五”規劃關于機電行業職業人才素質特征及需求情況描述;著眼于泛珠江三角洲地區機電行業規模與技術工藝整合、進步的水平預期;優化高等職業教育體系機電一體化技術(專業知識與工作能力)教學實施項目體系的結構。
人才服務區依據機電一體化專業就業崗位類別劃分:產品制造、設備應用維護或改造、市場營銷服務。服務區調整的靈活性設計并體現在工學結合、校企聯合辦學、訂單培養、頂崗實習等的各類型專業實踐(教、學)項目之中。
知識、能力、素質結構調整的靈活性體現在:學生在接受高職專業教育過程中可自主選擇并趨近有利于尚揚天賦、激勵專業進取的面向行業技術工藝崗位的四個就業和發展取向——通用機械或金屬加工機床設備傳動結構改進和工藝維護工程實施、機電設備的微機控制技術運用、機電設備功率控制系統的電力電子技術運用、機電產品技術文檔設計與編撰或行業市場信息采集與處理。相應地,專業技能課程板塊是機械工程工藝、電工電子技術與技能、先進加工技術與技能、微機控制技術與電力電子技術。
2.企業文化
廣州工程技術職業學院與日立電梯(中國)有限公司聯合辦學協議規定采取實行“2+1”的模式,即“2年學院專業學習,1年企業崗位培養”的機制。2年學院專業學習的課程體系包括豐富的企業文化元素(課程)和以現代電梯設備技術工藝為襯托的通識型機電基礎課程。1年企業崗位培養是在日立企業培訓機構管理下的、以電梯設備制造過程工藝和產品技術服務過程技能為核心元素的培訓系統工程實施。日立企業借此造就成批的“忠于職業、技能適用于產品體系”的企業骨干員工。
聯合辦學是定向培養現代企業適用的崗位人才行動作為,企業文化課程或專用技術工藝課程就要和諧地融入專業課程體系。企業文化課程要素有些是要形成單列課程;如企業經營歷史與發展概況、企業技術工藝體系特征、企業生產管理機制學說、企業員工職業環境和生活節律情況、企業福利制度、特殊工種操作技能等。
3.企業專有先進技術或工藝的基礎理論平臺構建
有些涵括基礎專業工藝的課程要素應該細致地研究如何有取舍地融入高職專業技術基礎課程之中,如電梯設備裝配與調試、數控加工專用程序、電路測試等。
現代機電設備制造業工程技能的培訓內容是;
(1)通識通用類課程內容——適用性好、結構精化、帶有標準索引。
(2)涵括基礎專業工藝的企業專門技術課程要素。
(3)系統工藝意識的形成方法。
機電設備工程是綜合的支向技術工藝實施過程體系。實施工程的過程包括制作、調試、檢測、記錄、評價、改進等階段。我們理解“崗位高端人才”必須具備機電技術綜合運用能力。因而在項目任務型技能訓練課程中設計有指標有比例的電氣技術工藝、傳動技術工藝、編程技術工藝、調測技術工藝、專業文檔編整工藝的交互訓導。
4.逆向工程工藝基礎
專業軟實力的培養方法研究是高等職業教育技術研究的重項,專業智能水平是職業適應狀況的決定性要素。
針對機電一體化技術人才崗位特征——專業智能成分較多、技巧思維保持、非連續性非周期性的操作等,在專業技術和專業技能綜合性課程中加入“工藝培養”項目。開設“機電設備控制系統高級工藝實訓”課程,以培養技術工藝素質人才為目標,實施工藝能力培養。機電設備傳動結構和電氣控制系統測繪、規范技術文檔編撰、技術文獻或技師項目論文品閱評價等項目化的訓導和實踐科目活動為課程主要內容,課程項目實施采用逆向工程方式。先修課程理論引領理解實踐任務的技術工藝內涵,實踐活動充實原理理解并且在專業思維空間樹立柔性連接理論與實踐的工藝意識。經過此課程的項目化工作訓練,學生應勝任一般機電行業企業電氣技術工程崗位工作——達到電氣工藝師(或電工技師)業務水平。
5.校企合作課程設計
主要工作任務是研究基于工學結合實踐課目工作過程的機電支向技能課程的交互訓導模式。這種交互訓導模式要求有三維研究:
(1)橫向要素:各支向技術工藝課目(機械傳動構件課目、電氣控制課目、微機編程解析課目、大功率驅動器課目、專業文檔編整課目、特種工種操作技能培訓與考證)的內容分布。
(2)縱向要素:各支向技術工藝課目工序、工步、工時的分配。
(3)立向要素:各支向技術工藝課目工作評價(工藝水平、適用性)指標、改進要略、安全措施、客觀動態適應等方面的機制“軟件庫資料”的形成。
交互訓導模式要求改造現行教學理論與實踐在空間和時間上分別進行的時空結構,將實驗室、實訓室或生產車間與教室整合為理論與實踐融合互動的一體化情境氛圍教學平臺,為進行理論與實踐融合互動提供支撐條件。
參考文獻:
[1]廣州工程技術職業學院.機電一體化技術專業人才培養工作標準(人才培養計劃書)[R].2011.12.
[2]廣州工程技術職業學院.日立電梯(中國)有限公司.聯合辦學協議書.
[3]日立電梯(中國)有限公司培訓部《校企合作課程設置(企業培訓計劃書)》[R].2011.9.
1.1培養大學生創業意識與精神是當前就業形勢的強烈需求
近幾年,大學生面臨著嚴峻的就業形勢,這主要是因為:第一,高校擴招,目前的高等教育不再是原來的精英教育,而是逐漸變為大眾教育,使得大學畢業生的數量逐漸增加;第二,由于社會的快速發展,我國相關部門創設的就業能力不斷下降,國家機關及國有企業等收納大學生的數量逐漸減少,城鄉各單位創設的就業能力同樣有所下降,且事業單位不斷推動改革,所需人數也大幅減少。因此,等待就業已不符合現實就業情況,嚴峻的就業形勢迫使大學生不斷更新其就業觀念,轉變被動的就業觀念。
1.2培養大學生創業意識與精神是快速發展的知識經濟的急切需要
新興的知識經濟已改變了勞動的就業領域,使得創業不只是推動社會經濟發展的動力,也是一種新的就業形式。目前,知識經濟時代的出現,使得行業、職業以及產業不斷變化,以致部分職業崗位被淘汰,且部分知識型崗位逐漸產生,那么創新型就業已然成為就業的主要途徑。因此,新興的知識經濟使得創業型就業變成解決就業及經濟問題的主要思路。
1.3培養大學生創業意識與精神是現代化建設的迫切需要
大學生是國家和社會的未來,只有提高其創業意識與精神,實現成功就業和充分就業,才能在本質上確保社會的穩定及繁榮,才能推動社會經濟的可持續發展。我國自社會主義初級階段開始,致力于建設文明、富強及民主的現代社會主義國家,這本是我國人民的集體創業活動,且需要個人的創業意識與精神。如今知識經濟時代及科教興國思想的要求,接受高等教育的大學生理應承受更多的社會義務及創業責任。現階段,下崗失業是我國面臨的重要難題,國有企業下崗分流、農村外移剩余勞動力等問題都急切需要創業,尤其是大學生進行創業來解決。培養大學生的創業精神與意識,是社會發展的重要要求。因為知識經濟重視人的開拓精神和創造精神,使得智力成為獲取財富的根本條件,再加上計算機網絡的快速發展,轉移、生產及傳播知識的成本越來越低,創業更加容易。因此,培養大學生的創業意識與精神,以引導大學生變成創業者,是各高校主要的思想政治教育內容。
1.4培養大學生創業意識與精神是大學生實現價值及各院校培養方向的需要
培養大學生創業意識與精神,是各高校培養人才的主要方向,且各高校的主要任務就是培養知識型、創新型全面發展的復合型人才。由于高校招生競爭比較激烈,那么就業率會直接影響高校的質量、規模以及發展前景。而大學生創業意識與精神直接決定著自身及學校的發展、生存,高校要以培養大學生創業意識與精神為主要目標,以使學生在實現自我價值的同時,也能更好地為社會服務。目前,面對嚴峻的就業問題,創業促進就業是最好的解決辦法,且在當今的知識經濟時代,創意成功是知識經濟的主要特征。因此,采用創業促進就業的辦法來解決社會失業及就業問題的重大責任,必然落到了大學生的身上。
2培養大學生創業意識與精神現狀
目前,我國各高等院校在培養大學生創業意識與精神方面,取得了一定成果,并積累了豐富的教育經驗。下面我們以武夷學院機電工程學院為例,來具體論述武夷學院為培養大學生創業意識與精神,而采取的一系列措施以及取得的一些收效。武夷學院機電工程學院已于2014年6月至2015年1月初步建立了大學生創業意識與精神的相關創業課程體系,并在構建的全新創業教育課程體系中,充分將創業案例運用到實際的課堂教學中,以便更加生動、直觀地向學生展示創業者成功創業的精神。此外,我院機電工程系還根據具體的創業教育目標開設了專門的教育活動,比如,在課外開設包括創業計劃、網絡教學、企業家論壇及實地考察等課程在內的創業計劃大賽。以社團及項目為主要載體,增強大學生創新創業精神和意識,鼓勵大學生投身于各種創造性的社會公益活動及實踐活動,同時在創業教育的相關實踐講座中,通過社團、項目為組織形式的各種創業教育的實踐群體,更好地激發大學生創新創業的精神和意識。另外,武夷學院機電工程學院于2015年2月至2015年6月舉辦了一系列的創新創業的相關活動,例如,企業直通車、校園營銷大賽、“我的創業故事”征文、模擬招聘大賽、創業計劃大賽及大學生物品網絡交易展等活動,提高學生創業的積極主動性和創業熱情。與此同時,武夷學院機電工程學院還開展了創業咨詢及創業投資沙龍,建立了大學生創業基金會及創業導師庫,以期給予學生有效、正確的創業指導。除此以外,武夷學院機電工程學院預想于2015年7月至2016年1月開啟校企合作的教育模式,以建立校內外的實踐創業基地。且武夷學院設想將校內外創業基地作為載體,通過組織學生參加諸如校科技節、電子設計競賽、機器人設計競賽、機械設計競賽等的專業學科及科研的相關競賽活動及各種創業實踐,激發學生的創業熱情。
3培養大學生創業意識與精神的重要途徑
相關調查及實證分析表明,武夷學院機電工程學院大學生創業精神水平普遍較低,最近幾年,我國著重培養創業型及創新型有機結合的復合型人才,且大部分高校都積極探索、研究大學生的創業教育和創新教育的相關教學模式,積累了豐富的教育經驗,同時也取得了一定的成果。但是,很多院校在大學生創新及創業教育方面,依然受到傳統教育觀念的影響,具體表現為,單一地以趣味活動及課外活動的形式開展創業教育工作,卻不是以培訓或課程化的方式實施相關教育教學。為了培養大學生的創業意識與精神,武夷學院機電工程學院采取了以下幾種措施:首先,相關創新創業教育教學過程中,老師應充分調動學生學習的主動積極性,并適當增加實踐性的有關模擬環節,同時給予具體、正確的指導,確保達到教、學、練三者一體化的教學目標,以此提高學生實際的操作能力。其次,各院校可聘請本校畢業且在社會上較為成功的創業人士開展相關的專題講座,為學生傳授相關的創業知識,以培養大學生的創業能力以及創新品質。再次,創新創業教育一定要面向所有的學生,并作為全新的素質教育境界,以融入整個的人才培養過程。此外,創新創業精神不僅要融入校園文化中,還要切實融入到辦學理念、畢業論文、培養方案、實習、課程設置、實驗以及課堂教學等各個教學環節中,通過包括創新創業管理制度在內的教育教學思想的不斷滲透,可體現出創新創業的精神,以至形成完整的創新創業教育體系。最后,對于機電學院設置的電信、電氣、微電子及機械等專業,各院校可根據其專業特點不同,設置不一樣的創業教育,以使學生可正確認識創業的合作伙伴、形式以及領域。我院為了鼓勵大學生積極自主創業,已根據國家相關政策推行了很多合理、恰當的優惠政策,比如,簡化創業手續、開展創業培訓、放寬融資條件以及稅收優惠等等。
1.創新人才培養模式的內涵和要求
所謂創新人才培養模式,是指在新的教育思想和新的教育理論指導下,以培養具有創新能力的全面發展復合型人才為基本取向的教育教學內容和方法體系的總稱。按照人才培養模式的內涵,創新人才培養模式在培養目標、專業設置、課程體系、教學方法等方面有其特有的要求。
1.1培養目標要求
培養基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高的高級專門人才,重點突出培養學生的創新意識、創新精神和創新能力。
1.2專業設置要求
按照“厚基礎、寬專業”的要求,厚實公共基礎、專業基礎、人文社會科學基礎,設置大學科、寬口徑的專業,從根本上改變傳統的專業面過窄的局面。
1.3課程體系要求
按照“拓寬基礎、淡化專業、增強實踐”的要求,辯證地處理好基礎課、專業課、實踐教學的關系,重視學生實踐能力和研究能力的提高。與此同時,要增開跨學科、跨專業的課程,拓寬學生知識面,開闊學生視野,培養學生的創新思維,提高創新能力。
1.4教學方法要求
著力體現教學方法的創新,確立學生在教學活動中的主體地位,充分調動學生的學習積極性和創造性,發展學生的個性。
2.機械電子工程創新教育的現狀分析
首先,從學生的角度看,參加創新活動常常出現這樣的現象,剛開始參與時一哄而上,人數眾多,且熱情高漲,但往往善始者繁,克終者寡,五分鐘熱血的情況屢見不鮮。也有很多機電類學生從事課外科技活動粗枝大葉的多,小打小鬧的多,起點較低。大多數學生參加課外科技活動僅是靠短時間的突擊來完成,追求短、平、快,缺少明確的學習目的和端正態度,達不到知識的積累和實踐 經驗總結的目的。這顯示了我國創新教育的差距。創新理念遠未能得到有效的貫徹,學生缺乏學習的目標和動力,說明高校在創新理念的貫徹與培養上還是欠缺力度,做得還是不夠。
其次,從參與創新活動的學生所具備的基礎知識與實踐能力上看,當前機械電子工程專業的學生的專業素養有下降的趨勢,主要體現在以下方面:一是設計與繪圖能力不足。學生基礎理論學習盲目,導致基本功底不扎實,同時對傳統機械方面的知識有排斥心理,一味地崇尚電子、控制、軟件等所謂的流行專業;二是新技術、新手段、新方法應用不夠。學生往往只知道那些教科書或老師講授過經典的設計方法與案例,相關領域新的思想與理念很淡薄;三是學生動手能力較弱,實驗能力較差。
還有,教師和學生是創新教育的兩個主體,而教育體制是創新教育的基礎。近些年老師壓力陡增,大都面臨著科研、教學雙重任務,面對教學評估、項目經費任務等已經焦頭爛額,而指導學生的工作量評價較低,這導致指導學生在一定程度上成為了老師的負擔;對學生而言,舊有的教學模式,重書本重理論,輕實踐輕動手,導致學生在專業學習上浮躁,基本功和實踐能力差;面臨越來越大的競爭和就業的壓力,也顯得無所適從。一個良好的體制環境是創新教育朝著健康方向發展的土壤。
3.機械電子工程人才培養模式的改革與創新
近年來,通過廣泛調研就業崗位群工作范圍和技術領域,分析人才知識、能力和素質結構,以社會人才市場現實與未來發展對人才的有效需求為導向、以職業崗位(群)能力需求為依據,從而確定畢業生綜合技術應用能力結構和應有的知識、能力、素質結構,形成了“四層兩段一貫穿”的課程結構體系,構建了“相互平行、融合交叉的理論和實踐教學體系”,創建了“核心技術一體化”的教學模式。
(1)“四層兩段一貫穿”的課程結構機械電子學科是基于機械、電子、計算機技術發展起來的新學科,所以加強理論體系和教學體系的研究具有重大的現實意義。課程結構體系分為基礎教學、專業教學、專長教學、畢業設計與專業實習四個層面;基礎學習和主體學習兩個階段。在整個三年教學時問內,專業技能實踐培訓模塊貫穿始終。以機電一體化專業為例,“四層兩段一貫穿”的課程結構的基礎學習階段為第一、二兩個學期,學生除進行公共課學習之外,主要學習專業基礎理論課程。專長學習是專業能力培養的深化,學生將學習到該專業中最新、最具特色的專業知識和技能。專業學習和專長學習中,學生將利用相關的實訓設備進行專門化技能實訓模塊的培訓,這些模塊包含了機電一體化領域內的最新應用技術,大量采用“實例”和“真實環境”方式培訓。學生動手、動腦相結合,專業能力培養和素質培養相結合,獨立思考、獨立探索能力培養同集體協作、共同交流能力培養相結合。
(2)相互平行、融合交叉的理論和實踐教學體系開展課外制作活動是培養大學生創新精神和實踐能力的最佳實踐活動之一,特別是對機電專業學生來說,是開展專業知識綜合應用 能力訓練的最佳平臺。"。將課程進行有機整合,形成了上下貫通的理論和實踐教學體系,兩個教學體系相互平行,融合交叉,把技術的綜合應用能力、實踐能力和創新能力培養作為交叉點和教學重點。相互平行,是指兩套體系的教學計劃相互平行,課程流程相互平行;相互融合,是指課程知識內容與技術、技能培養相互融合,理論和實踐教學場所相互融合;相互交叉,是指兩套體系的功能相互交叉,知識、技術和技能培養的落腳點相互交叉。
(3)“核心技術一體化”教學模式“是以技術應用能力培養為中心,以核心技術綜合應用能力培養為重點,將理論與實驗、實訓相結合,以課堂與實驗(實訓)室、實習車間、工廠車間四點為交叉網絡的一體化教學模式。在本專業的課程體系中,嘗試構建“可編程控制技術”、“驅動技術”、“傳感技術”等核心技術。為了突出對學生在這些反映工業自動化技術最具代表性和先進性的技術綜合應用能力培養,我們構建了針對這些核心技術的一體化教學模式。理論教學與學生上機編程、調試相結合,動腦與動手相結合,使學生能夠較完整地掌握PLC的基本原理、程序編制、程序操作和故障診斷技術。該課程設置使學生既掌握了PLC基本知識和程序操作,同時在相關專業課中又涉及到PLC在不同場合的應用,而在相關實訓模塊課中學生將PLC技術綜合應用到各種不同的生產環境中去。在每個實訓室都有一種主要技術單元,同時,還有其它技術單元出現,賓主相擁,多次重復,但角度不同,強調的應用領域和水平不同。
4.結語
機電一體化技術是國民經濟發展所急需的優勢學科方向。要緊緊抓住人才需求變化的大趨勢,準確定位,嚴謹制定人才培養計劃,使教學緊跟機電一體化技術發展變化的趨勢,為培養出符合機電一體化技術崗位實際需要的、高素質、強能力的合格人才而不懈努力。
【參考文獻】
[1]周剛毅,李國平.加強校企合作探索機電模具人才的創新培養模式[J].理工高教研究,2007,26(3):105.
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)10(b)-0009-01
隨著機電裝備的復雜化,現在的機電設備,不僅體積大,規模大,內部結構復雜,而且其實現的功能非常多,往往需要同時完成若干多項功能,因此對于這一類機電裝備的監測,其監測控制系統也必須具備較為復雜的控制功能。隨著網絡技術和遠程控制技術的發展,逐漸對于大型機電裝備的控制提出了遠程網絡化和無人值守控制的要求,這就要求必須利用網絡控制技術實現對機電裝備的遠程控制和無人值守,因此,必須要對遠程機電控制中的網絡接入技術加以研究,以確定最適宜的遠程網絡接入和遠程控制技術的應用。
1 遠程控制技術發展概述
過去應用最為廣泛的遠程控制技術主要有以下幾種類型。
1.1 集散式遠程控制
集散式遠程控制,是為每一個監控對象,即每一臺機電設備都安裝監測儀表,將所有的監測儀表所采集到的數據全部發送到控制機上,由控制機實現對全部機電設備的集中控制。這種遠程控制模式應用方式簡單,組網成本較低,但是由于全部數據由控制機進行操作,實際上增大了控制機的負擔,導致整個系統的可靠性較低,健壯性較差。
1.2 分布式遠程控制
針對集散式遠程控制模式在實際應用中所出現的問題,逐漸出現了分布式遠程控制代替了過去的集散式遠程控制。分布式遠程控制是將所有被監測的機電設備的相關參數進行采集與監測,分別發送到幾個分站進行集中控制,通過通訊網絡實現分站與主站之間的數據通訊,從而完成主站對各個監測對象的遠程監測與控制。分布式遠程控制的最大優勢就在于客觀上降低了主站控制機的負擔,由各個分站控制機共同分擔,從而在一定程度上提高了系統的可靠性和健壯性。但是分布式遠程控制模式在應用中也存在一定的弊端,那就是組網復雜,組網成本較高,不適宜大規模應用。
1.3 現場總線式遠程控制
現場總線式遠程控制是近幾年新發展起來并得到大規模應用的一種遠程控制模式。這種控制模式能夠根據現場需要被監測的機電設備的具體數據通訊接口分別設計不同的現場通訊總線,從而將集散式遠程控制和分布式遠程控制的優勢集于一身。
2 基于工業以太網的遠程機電控制接入技術探討
2.1 面向工業以太網的網絡接入技術
目前機電設備接入工業以太網有以下幾種技術模式。
(1)通過傳感儀表接入。
機電設備的自動化控制,離不開傳感監測,因此很多機電控制系統都是通過傳感儀表實現狀態監測和數據的采集傳輸,利用傳感儀表的輸出接口,為其配置合適的網絡接入接口,從而實現將機電設備的狀態參數接入工業以太網。
(2)通過數據采集板卡接入。
在一些機電設備的自動化控制系統中,出于數據管理的需求,也會采用數據采集板卡的方式將機電設備接入以太網網絡。將傳感儀表所采集到的數據統一傳輸至數據采集板卡,由數據采集板卡的輸出接口,根據工業以太網的傳輸規范,為其配置合適的網絡通訊接口,例如普通的TCP/IP協議接口,串口轉以太網接口,Modbus-TCP協議接口等等,實現工業以太網對機電設備的網絡遠程化控制。
(3)通過以太網接口模塊接入。
有的機電設備,其數據通訊接口不是標準接口,這個時候就需要為其配置專用的以太網接口模塊,而這種以太網接口模塊并不是標準件,需要針對不同的機電設備的具體接口類型做有針對性的開發設計。但是不管用哪種類型的以太網接口模塊,模塊內部的以太網電路都是一樣的,目前基本上都是采用RTL8019AS以太網通信控制器實現的,再配合雙絞線驅動器和標準的以太網RJ45接口,從而完成由非標準的機電設備接口到標準的以太網通信接口的轉換,實現工業以太網對機電設備的遠程化控制。
2.2 實際應用中需要注意的問題
(1)網絡遲延問題。
工業以太網由于采用的是偵聽發送的機制,因此在進行數據交換傳輸的時候,會不可避免的產生延時的問題,而對于遠程機電控制系統而言,控制的實時性要求非常嚴格,有的機電設備其控制指令甚至要求必須在千分之一秒內完成,因此這就對工業以太網的實時性提出了挑戰。而事實上,工業以太網在實際應用中,也確實暴露出了遲延問題。為此,對于一些實時性要求較高的機電控制系統,必須采用合適的控制策略,比如VPN技術、流量管理策略等等,以提高工業以太網在機電設備自動化控制中的實時性。
(2)數據丟包問題。
由于工業以太網的遲延問題,所以數據丟包問題就不可避免,這也就造成了工業以太網的可靠性問題。對于此,必須要引入網絡數據監管機制,對數據丟包率進行嚴格控制,尤其是對有可能會引發大規模數據丟包的網絡載體和流量載體,必須單獨構建傳輸網絡,以提高工業以太網在機電設備自動化控制中的可靠性。
3 結語
基于工業以太網實現的遠程無人值守自動化控制模式目前已經得到了大規模應用,盡管工業以太網在數據通訊的實時性方面有待突破,但是就目前的技術應用而言,工業以太網應用于工礦自動化控制是完全可行可靠的。本論文在對比分析了目前幾種主流的遠程控制技術的基礎上,重點探討了基于工業以太網實現的遠程機電控制中的網絡接入技術,詳細探討了接口技術在實際中的應用,對于進一步提高機電自動化控制的遠程化、網絡化、信息化水平具有很好的指導借鑒意義。當然,要實現將工業以太網完全取代現有的現場總線技術還有很長的一段路要走,其中需要攻克很多技術難關,這有待于廣大網絡通信技術人員的共同努力,才能夠最終實現工業以太網在工礦自動化控制領域的大規模應用。
參考文獻
1培養模式優化
(1)通過調整課程結構,重新構建課程體系,努力優化機電專業應用型人才培養方案。我們發現在現有的講授過程中,學生在專業課程學習中課本內容與實際應用脫節,課本中的典型案例在當前實際應用中已經淘汰或者被優化,并且缺少實體支撐,學生理解起來過于抽象化。針對此問題,在所有可能涉及到實驗的課程做出改動,在每一章每一節理論課程都穿插對應實驗,做到理論一講實踐跟上的效果。另一方面,對課程內容重復的情況,切實有效調整課程中的側重點,對于重復涉及內容,采取課堂互換,即學生對于內容進行回顧,老師予以糾正和補充。(2)建設智能平臺,模塊化培養人才,我校通過引入國內優秀的師生共享資源平臺,有效地利用課程平臺,主要由老師發起,將專業學習中涉及到的多方向、全方位的線下網絡課程和課程資料進行共享。學生根據自己的興趣方向自主選擇學習內容,將補充的知識內容模塊化,根據學生興趣進行自主擴展,增強學生的自主學習能力以及課后回顧能力,線上講授,線下補充。(3)教師帶隊培養系統化實踐訓練,專業教師本身科研創新能力直接影響到學生的培養質量,增強師資隊伍的創新能力也是更好引導學生強化創新意識的首要條件。教師把自己科研創新思想融入大學生創新創業項目平臺,培養訓練優秀的學生團隊,以應用型人才為培養目標,積極探索包括以項目為訓練載體、以高年級幫帶低年級為特點、多專業相互交叉為應用等在內形式,致力于探索人才培養的新思路。團隊內鼓勵不同專業的學生進行知識交流,積極推動學生進行合作;以“高帶低”為任務,即增強團隊內協作能力,又加強高年級的實際應用能力。工科教師實踐訓練離不開產學研結合,而作為東北老工業基地-齊齊哈爾有著得天獨厚的資源,這里是黑龍江最重要的機械加工生產基地。機電工程學院作為工科學院,歷來重視與相關企業的緊密聯系,積極響應齊齊哈爾市科研創新團隊建設的需求,把學生團隊建設納入到實踐訓練中去。積極與企業建立合作雙贏關系,保證校企合作成功。學院聘請中國通用集團齊齊哈爾第二機床廠董事長作為學院院長,進行扎實的合作推進。學院以積極主動的姿態走出去,同時把先進的實踐經驗領進課堂,努力加深產學研結合的深度和廣度,同時也提高了自身扎根地方服務的能力。目前已經和相關企業建立了黑龍江省智能制造裝備產業化協同創新中心,以便共同解決技術難題、共同申報科技創新和攻關項目等工作,最重要的就是能夠在共同發展的過程中,作為培養人才團隊的主體單位,完成好自己的教育使命,建立新型的機電專業培養模式。
2培養內容革新
以目前智能制造的發展趨勢,如果機電專業學生單一的學習課本內容,勢必會導致學生缺乏行業先進意識以及和現實產業的脫節,造成學生知識結構滯后于產業最新發展的嚴重問題。這不僅不利于學生對知識的鉆研與應用,也不能滿足企業的用人需求。以科研創新和企業需求為導向,根據機電專業的核心能力需求,結合教師和學生團隊與企業之間的需求對接,把學生實踐過程融合到企業產品的研發、設計、制造過程中,精選相關專業課程,構建與企業相適應的專業方向。對于我校機電方面的主干課程,主要分為機械設計、機械控制工程基礎、機電一體化系統設計、機床電器與可編程控制技術,圍繞主干課程通過開展課程群建設,優化和整合課程群內各課程內容,打造與學生團隊研究方向相適應的基礎理論課程群,更加有利于培養創新意識強、具備較高綜合素質的團隊應用型人才。圖1為我院機械電子工程專業圍繞四門主干課程建立的課程構架圖。通過設計和實施產學研合作教育模塊,革新優化機電專業人才培養模式,充分利用校外工程師的師資隊伍建設。(1)開設現場工程師課程,鑒于齊齊哈爾第二機床廠在機床行業專業上的技術優勢,部分專業課程可由專業任課教師和企業工程師共同設計和完成。比如數控技術與編程、機床電器與可編程控制技術、機械制造裝備設計等實踐性很強的學科,讓企業工程師走進課堂,與專任教師共講一門課,將書本上的理論知識與工程應用結合起來,課后企業工程師帶隊,進行企業實地化學習,使學生在學習過程中在提升理論知識水平的同時加強實驗動手能力。(2)校企合作新方式,采用“訂單式“培養方式,課程體系目標面向企業化訂制,增強實踐效果。針對企業需要,結合市場現狀,整合資源,指導課程學習方向,建立的專業課群體系要滿足社會需要。(3)雙向選擇學習法,課程體系建設需要考慮學生的主觀能動性,把學生興趣方向和專業課程方向很好地結合起來,給學生更多的選擇空間,幫助學生實現興趣和專業方向的統一。(4)方向結合法,在課堂教學過程中,教師可以將自己的研究方向和課題與學生交流,培養學生科研興趣,培養學生獨立思考能力。作為理論教學的輔助,課后實驗結合實際項目來設計處理,培養學生的創新精神和解決實際問題能力。(5)反饋機制,通過學生討論和生產實習以及機電專業課程設計的效果分析,對教學內容革新的有效性和針對性進行分析比較,客觀地評價實踐成果,并作為效果反饋,持續推進改革的深入。
3培養成果深入
教師為引導建立的學生科研創新團隊根本目的就是培養學生的創新意識和創新實踐能力,團隊的這種集體式實踐教學模式可以充分發揮集體智慧,打破傳統教學學生單打獨斗的格局,學生和教師、企業之間相互傳遞科研思想、互動性強,把各方需求和想法有機統一起來。同時利用好學院開放性實驗室和企業生產車間,以科研項目為載體,也有利于各個學科專業知識的融會貫通,有效提高學生的綜合素質。科研創新團隊的合作形式可以提高學生的團隊協作能力,培養學生的集體意識。在三方共同參與指導學習機制下,無論是在校教師還是企業工程師,角色具有多樣性,不僅是指導者,更是科研項目促進者和協調者。同時,在協助項目創新團隊的不斷解決問題的過程中,也能夠提高導師的綜合素質,做到相互進步。就本團隊近年的培養結果來分析,每批次成員培養年限為1-2年,低年級同學在進入團隊后與高年級成員進行學習,參加知識技能的學習研討,而后進行深入實踐,積極參與到檢驗實際能力的比賽中。已連續5年參加了黑龍江省大學生創新創業訓練賽,另有齊市“五小”比賽、黑龍江省3D建模大賽、第五第六屆“互聯網+”創業大賽等項目的比賽,近年三年取得省級立項2項、校級立項兩項、專利兩項、論文數篇、另獲優秀獎、杰出獎等優異成績(見表1)。就各批次成員的實際生活學習情況來看,成員的學習意愿強烈,更加促使學習成績的進步,在進行各種類型的課程設計時,完成效果更好,內容相對更加完備。在回訪中了解到,團隊中畢業生到了企業后學習能力更強,企業反饋評價更高。
4結論
綜上所述,從制造業區域大國逐步升級到制造業強國的道路上,對人才的需求從未停止,尤其對于制造類人才的培養,為實現轉型升級儲備人才,滿足產業需求,需要培養出一批實用型人才。對于機械電子工程專業的應用型人才的培養,首先要從課堂出發,加強師生交流,學生熟悉教師科研方向,教師了解學生特長和興趣,共同促進課程改進,完善教學培養方案。其次,應當利用好現有資源,線上線下結合,使學生能夠接觸和了解更多的學習內容,突出學生的興趣與培養方向,有利于學生自己樹立目標以及養成良好的學習習慣。在學生、工程師、教師之間建立穩固的三角關系,更加深入地研究高等教育中制造類人才培養模式存在的問題,對接中國“2025”計劃,適應市場需求的人才培養體系,培養符合企業實際需要的應用型人才。最后需要加強學生的實踐能力培養,尤其以團隊的形式更能激發學生興趣,實現優勢互補,讓學生積累豐富的實踐經驗,對于后期的課程設計和畢業設計具有導向性作用,同時緊密聯系了畢業的最后階段——企業實習,實現從在校生到企業人的完美過渡。專業培養需要結合自身的辦學特色和優勢,將現行的理論學科進行整合,劃分培養方向,優化升級傳統的工科專業,以新工科的新理念與新模式著力培養復合型機電類新型人才。
參考文獻
[1]張瑩.德國工業4.0視角下中國智能制造類人才培養探索[J].科學大眾,2018(9):60-61.
[2]趙曉燕,劉攀,張虎,等.多學科融合的新工科機電類人才培養模式探索[J].教學研究,2020(3):88-90.
[3]周剛毅,李國平.加強校企合作探索機電模具人才的創新培養模式[J].理工高教研究,2007(6):105-106.
[4]崔鵬偉,陰偉鋒,楊富超.以工作室為載體的機電創新人才培養模式探索[J].河南機電高等專科學校學報,2017(9):22-23.