時(shí)間：2023-03-14 15:21:30
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工程機(jī)械化是人類生產(chǎn)文明進(jìn)步的重要表現(xiàn)，從生產(chǎn)力角度工程機(jī)械化是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力提升的直接標(biāo)志。從廣義角度上講工程機(jī)械化就是工程建設(shè)施工實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備替代人力勞動(dòng)，其是對(duì)工程建設(shè)施工過程中所有應(yīng)用機(jī)械設(shè)備的總稱。工程機(jī)械制造作為制作用于工程建設(shè)的機(jī)械設(shè)備施工環(huán)節(jié)，其所制作的機(jī)械設(shè)備種類眾多，例如運(yùn)輸機(jī)械、起重機(jī)械、礦工冶金機(jī)械等等。在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，機(jī)械制造水平在一定程度上顯示了該國家的科技發(fā)展水平，也就是說一個(gè)國家的機(jī)械制造水平很大程度上影響了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前，我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工程機(jī)械化發(fā)展，但相比于發(fā)達(dá)國家還有一定的差距，這在一定程度上影響了機(jī)械制造業(yè)水平的發(fā)展與進(jìn)步，同時(shí)也影響了我國國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。相對(duì)來看，我國在機(jī)械制造發(fā)展方面還具有相對(duì)廣闊的發(fā)展空間和前景，為此我們應(yīng)該充分發(fā)揮國內(nèi)機(jī)械制造業(yè)的潛力，以實(shí)現(xiàn)對(duì)我國機(jī)械制造水平地提升。
1.2機(jī)電自動(dòng)化
機(jī)電自動(dòng)化是一門綜合性的機(jī)電技術(shù)類型，其是機(jī)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)科技化發(fā)展的重要標(biāo)志。從機(jī)電工程本質(zhì)上講，其本身就屬于科技化發(fā)展產(chǎn)物，而機(jī)電自動(dòng)化則是實(shí)現(xiàn)了機(jī)電工程全面科技化的發(fā)展。從當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)與情況來看，機(jī)電自動(dòng)化發(fā)展是現(xiàn)代化生產(chǎn)環(huán)節(jié)中不可或缺的一部分。在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展背景下，各個(gè)專業(yè)之間相互滲透、交叉越來越頻繁，機(jī)電自動(dòng)化就是專業(yè)交叉的重要產(chǎn)物，其引領(lǐng)了工程領(lǐng)域中的技術(shù)革命。在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速的科技背景下，電子技術(shù)對(duì)工程領(lǐng)域中的工業(yè)控制、生產(chǎn)方式革新、企業(yè)內(nèi)部管理與成本控制均產(chǎn)生了重要影響，所以說機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)人類機(jī)械電子設(shè)備發(fā)展的重要里程碑。
2機(jī)電自動(dòng)化在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用分析
機(jī)電自動(dòng)化發(fā)展作為科學(xué)技術(shù)在制造業(yè)當(dāng)中的重要發(fā)展標(biāo)志，其所能夠?yàn)樯鐣?huì)生活帶來的不僅是機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)上的發(fā)展與進(jìn)步，更是推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力水平向科技化、高效化發(fā)展的重要支持。隨著機(jī)電自動(dòng)化在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試等方面的應(yīng)用，其對(duì)工程機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展及效益提升帶來了重要推動(dòng)。文章選擇機(jī)電自動(dòng)化在工程機(jī)械制造中最常見的集中技術(shù)進(jìn)行分析。
2.1集成自動(dòng)化技術(shù)
集成自動(dòng)化技術(shù)是指機(jī)械制造中對(duì)各類生產(chǎn)經(jīng)營、技術(shù)功能的集成性發(fā)展。在傳統(tǒng)技術(shù)模式下，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械制造技術(shù)的集成化發(fā)展是不切實(shí)際的，但隨著信息技術(shù)的逐步完善與應(yīng)用，集成自動(dòng)化技術(shù)不僅得以實(shí)現(xiàn)，還成為了機(jī)械制造過程中使用最普遍的技術(shù)內(nèi)容。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制地到來，機(jī)械制造業(yè)地競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，為了能夠在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟，很多機(jī)械制造企業(yè)開展技術(shù)研究與發(fā)展，通過將電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)控教工技術(shù)以及企業(yè)管理系統(tǒng)等多種技術(shù)與系統(tǒng)內(nèi)容引入到企業(yè)的機(jī)械生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，得到了非常顯著地發(fā)展，并成為了機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中企業(yè)的發(fā)展潮流，CIMS工程應(yīng)用的有效保持，在提升機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)里的基礎(chǔ)上，也實(shí)現(xiàn)了集成自動(dòng)化技術(shù)地有效發(fā)展。
2.2柔性自動(dòng)化技術(shù)
所謂“柔性自動(dòng)化技術(shù)”是以數(shù)控技術(shù)為核心，在融合其他先進(jìn)技術(shù)的前提下而建立起的新興技術(shù)類型。從生產(chǎn)與操作過程方面來看，柔性自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制作與生產(chǎn)全自動(dòng)化發(fā)展。在柔性自動(dòng)化技術(shù)當(dāng)中，包括機(jī)械設(shè)備的材料準(zhǔn)備、制作、生產(chǎn)等一系列生產(chǎn)行為都由計(jì)算機(jī)來予以控制和操作。相比于傳統(tǒng)人力機(jī)械生產(chǎn)模式，柔性自動(dòng)化技術(shù)不僅能夠在計(jì)算機(jī)技術(shù)的精確控制下，保證機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)、制作過程中的各項(xiàng)生產(chǎn)行為、尺寸的準(zhǔn)確性，同時(shí)還能大大減少對(duì)勞動(dòng)力的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)成本的有效控制，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率地有效提升，在確保機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)秩序的基礎(chǔ)上，提高生產(chǎn)效益。無論是從機(jī)械制造業(yè)未來發(fā)展角度考慮，還是制造企業(yè)的效益提升角度分析，柔性自動(dòng)化技術(shù)都將成為機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)的主流模式。
2.3智能自動(dòng)化技術(shù)
智能自動(dòng)化技術(shù)即智能華機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)，其是在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展支持下，通過利用計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)對(duì)人類行為地模擬，從而替代人類去進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)操作及相關(guān)行為。從表面上看智能自動(dòng)化技術(shù)與柔性自動(dòng)化技術(shù)有一定的共同性，但智能自動(dòng)化技術(shù)要比柔性自動(dòng)化技術(shù)更高級(jí)，相比于柔性自動(dòng)化技術(shù)而言，智能自動(dòng)化技術(shù)能夠通過對(duì)人類行為地模仿，來提高自身的工作能力，并對(duì)生產(chǎn)行為產(chǎn)生一定的判斷力，這是柔性自動(dòng)化技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì)。智能自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備制造中的應(yīng)用，能夠更進(jìn)一步提升機(jī)械制造行為的準(zhǔn)確性，并保證這一行為能夠始終保持在一個(gè)高水平狀態(tài)之上。需要注意的是由于智能自動(dòng)化技術(shù)需要人工操作來作為主觀工作支持，因此要經(jīng)常對(duì)智能自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行維護(hù)，以確保智能自動(dòng)化技術(shù)的良好工作狀態(tài)。
3注意事項(xiàng)
雖然機(jī)電自動(dòng)化在機(jī)械制造中展現(xiàn)出了多方面的優(yōu)勢(shì)，但針對(duì)當(dāng)前的機(jī)電自動(dòng)化水平來看，其仍存在諸多不足，因此在實(shí)際應(yīng)用過程中，要做好以下幾方面的控制：（1）規(guī)范應(yīng)用流程。機(jī)電自動(dòng)化在為機(jī)械制造提供支持是建立起機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備、系統(tǒng)軟件的規(guī)范安裝與應(yīng)用前提下的，為此企業(yè)必須要嚴(yán)格按照機(jī)電自動(dòng)化要求進(jìn)行工作，避免操作不當(dāng)而為企業(yè)帶來不必要的損失；（2）做好質(zhì)量控制。機(jī)電自動(dòng)化在機(jī)械制造當(dāng)中的應(yīng)用，確實(shí)能夠?yàn)闄C(jī)械制造帶來重要幫助，但企業(yè)必須要保證其所制造出來的機(jī)械設(shè)備質(zhì)量符合質(zhì)檢與應(yīng)用要求，否則機(jī)電自動(dòng)化為工程機(jī)械制造帶來的進(jìn)步意義都是空談。
摘要：本文介紹了國家電動(dòng)工具制造行業(yè)骨干企業(yè)寧波經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)中強(qiáng)電動(dòng)工具有限公司cims工程實(shí)施與應(yīng)用過程中的經(jīng)驗(yàn)，為寧波市、浙江省制造企業(yè)實(shí)施cims提供了可借鑒的模式。
關(guān)鍵詞：cims；cad；pdm；erp
1993年正式投產(chǎn)的中強(qiáng)電動(dòng)工具有限公司在我國電動(dòng)工具制造行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)近乎白灼化的今天不僅站穩(wěn)了腳跟，而且實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)量和銷售平均每年遞增35%以上的快速增長，人均產(chǎn)值及利潤連續(xù)多年在全國同行業(yè)中處于領(lǐng)先水平，目前已成為中國首屈一指的各類中高檔電動(dòng)工具專業(yè)制造商，擁有員工20xx人，年產(chǎn)值10億元。中強(qiáng)公司的優(yōu)勢(shì)在于秉承“以人為本，科技創(chuàng)新”的立業(yè)理念，采用最有效的管理模式，集約社會(huì)資源，擁有產(chǎn)品市場(chǎng)和技術(shù)開發(fā)兩大核心競(jìng)爭(zhēng)力，而核心競(jìng)爭(zhēng)力的背后則是擁有完善和強(qiáng)大的it體系。
1 cims工程概況
中強(qiáng)公司的cims工程主要由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) / 數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)、工程設(shè)計(jì)（cad）分系統(tǒng)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（pdm）分系統(tǒng)、企業(yè)資源計(jì)劃（erp）分系統(tǒng)等四部分組成，包括：
工程設(shè)計(jì)（cad）分系統(tǒng)：二維cad繪圖設(shè)計(jì)已完全普及，引進(jìn)三維設(shè)計(jì)軟件并逐步應(yīng)用在新產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)及總體裝配等工作中，大大加快了設(shè)計(jì)開發(fā)進(jìn)程，并提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，優(yōu)化了產(chǎn)品設(shè)計(jì)，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（pdm）分系統(tǒng)：采用上海思普信息技術(shù)有限公司開發(fā)并由寧波聯(lián)科電腦技術(shù)有限公司實(shí)施的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（sipm / pdm）系統(tǒng)和圖檔管理系統(tǒng) edm，有效地解決了設(shè)計(jì)流程、技術(shù)資料的規(guī)范化，技術(shù)信息傳遞、流轉(zhuǎn)、反饋快速流暢，并保證了數(shù)據(jù)的完整性、安全性和保密性，目前已運(yùn)行在公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工作流程的無紙化管理。
企業(yè)資源計(jì)劃（erp）分系統(tǒng)：采用寧波萬通軟件公司erp系統(tǒng)，并分批實(shí)施了制造數(shù)據(jù)管理、銷售管理、技術(shù)工藝管理、生產(chǎn)計(jì)劃、車間作業(yè)、物料需求計(jì)劃、采購管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、設(shè)備管理、計(jì)件工資成本管理、pdm接口等一系列子系統(tǒng)，此外還開發(fā)實(shí)施了基于internet的訂貨管理子系統(tǒng)，作為銷售管理子系統(tǒng)的上游子系統(tǒng)，為其提供數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)集成：在基本完成各分系統(tǒng)應(yīng)用后，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的系統(tǒng)集成進(jìn)行了安裝和調(diào)試，目前，整個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)可以集成運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了cad、pdm和erp的信息集成。
通過cims工程的實(shí)施，中強(qiáng)公司在管理上已逐步形成一套快速響應(yīng)市場(chǎng)變化、滿足客戶需求的企業(yè)內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品銷售、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃、物料管理、財(cái)務(wù)管理等各個(gè)部門業(yè)務(wù)管理計(jì)算機(jī)化。
2 軟件產(chǎn)品的選擇
在中強(qiáng)公司cims工程中，主要應(yīng)用軟件均采用了國產(chǎn)軟件，如intelcad和pdm軟件是上海思普信息技術(shù)有限公司的自主軟件產(chǎn)品，erp系統(tǒng)選用的是萬通軟件有限公司自主研究開發(fā)的erp系統(tǒng)軟件，國產(chǎn)軟件費(fèi)用占軟件總費(fèi)用的70%以上。選用國產(chǎn)軟件主要是基于以下考慮：
2.1 考慮中國國情。國外有許多好的管理軟件，但是拿到中國后多數(shù)都不太適用，有些企業(yè)就是勉強(qiáng)用了也用不好。究其原因，主要是中國的企業(yè)管理水平和現(xiàn)狀很難與國外軟件的標(biāo)準(zhǔn)管理模式融合。企業(yè)花了很大的代價(jià)，花了很長的時(shí)間，實(shí)施的結(jié)果是棄之不舍，留之難用。中強(qiáng)公司選用的這些應(yīng)用軟件有較多的國情化處理，比較符合中國企業(yè)的實(shí)際情況，技術(shù)上較成熟，在國內(nèi)有廣泛的用戶，且軟件公司具有雄厚的技術(shù)實(shí)力和豐富的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)支持力度強(qiáng)。
2.2 考慮投入產(chǎn)出。企業(yè)做任何事情都要考慮投入產(chǎn)出，要考慮風(fēng)險(xiǎn)，國外軟件動(dòng)則幾十萬上百萬美元，對(duì)國內(nèi)企業(yè)來講是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也增加了軟件實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)，還有軟件今后的升級(jí)費(fèi)用等問題，都需要企業(yè)認(rèn)真考慮。目前，國產(chǎn)軟件（如兩維cad、pdm、erp等）的水平有了很大的提高，已能夠滿足國內(nèi)企業(yè)實(shí)際工作的需要。
2.3 考慮售后服務(wù)。軟件特別是象erp、pdm這樣大型軟件的實(shí)施都會(huì)有一個(gè)較長的周期，企業(yè)應(yīng)用咨詢、軟件原理培訓(xùn)、軟件應(yīng)用培訓(xùn)、軟件客戶化修改都是必不可少的，國外軟件高昂的技術(shù)支持費(fèi)用是國內(nèi)企業(yè)難以承受的，更難長時(shí)間承受。同時(shí)國外軟件的封閉性使國內(nèi)企業(yè)的軟件人員很難進(jìn)行修改和變動(dòng)。而國產(chǎn)軟件則不同，盡管國產(chǎn)軟件也要收取技術(shù)支持費(fèi)用，但其收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)企業(yè)可以承受，而且國產(chǎn)軟件其源代碼相對(duì)開放，較大的客戶化變動(dòng)委托給軟件公司，一般性的修改完全可以由企業(yè)自己來解決。
當(dāng)然，國產(chǎn)應(yīng)用軟件也不是十全十美，今后應(yīng)該在專用界面、決策支持、特別是pdm軟件在工程項(xiàng)目中的管理與控制、安全性管理、工作流的 并發(fā)機(jī)制處理、多bom視圖形成等方面還須不斷改進(jìn)和提高。
3 cims工程的綜合效益
中強(qiáng)公司應(yīng)用國產(chǎn)軟件實(shí)施cims工程，不僅提高了企業(yè)管理水平，同時(shí)也獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。直接經(jīng)濟(jì)效益如表一所示。
表一：直接經(jīng)濟(jì)效益
響應(yīng)市場(chǎng)的速度
提高了30%，對(duì)快速占領(lǐng)市場(chǎng)發(fā)揮了重要作用。
新產(chǎn)品開發(fā)
開發(fā)速度加快25%以上，為新產(chǎn)品及早占領(lǐng)市場(chǎng)搶得先機(jī)。
生產(chǎn)率
提高生產(chǎn)率17%。
資金周轉(zhuǎn)率
提高資金周轉(zhuǎn)率0.2次，公司每年可節(jié)省開支90萬元。
間接經(jīng)濟(jì)效益則表現(xiàn)在：
l 規(guī)范了企業(yè)的基礎(chǔ)管理和運(yùn)作方式，使公司建立起科學(xué)的管理體系和快速反應(yīng)的企業(yè)經(jīng)營機(jī)制，推動(dòng)了企業(yè)管理流程的規(guī)范化、制度化，使各部門職責(zé)更加明確、科學(xué)合理。
l 大大提高了工作效率，增加了管理工作的深度，提高了管理工作水平。
l 提高企業(yè)的聲譽(yù)，增強(qiáng)了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力和應(yīng)變能力。
2016年6月2日，中國正式成為《華盛頓協(xié)議》成員國，這將對(duì)中國工程教育質(zhì)量的提高發(fā)揮極大的督促作用，促進(jìn)中國按照國際標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程師，提高工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[1]。國際上廣泛應(yīng)用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)聯(lián)合研究提出的[2]。它主要由構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)四部分組成，目的是通過產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行整個(gè)過程的鍛煉培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力[3]。按照CDIO的培養(yǎng)模式，工程畢業(yè)生的能力被分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層次，并通過12條標(biāo)準(zhǔn)來衡量學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，這與中國工程教育專業(yè)認(rèn)證的12條標(biāo)準(zhǔn)有異曲同工之處。
我校機(jī)械電子工程專業(yè)目前雖然已經(jīng)制定了較合理的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案，培養(yǎng)了結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍，形成了較好的理論和實(shí)踐教學(xué)模式，但是與CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的要求相比，在培養(yǎng)方案、教學(xué)體系、教師隊(duì)伍建設(shè)及教學(xué)效果評(píng)價(jià)機(jī)制等方面，仍然存在一定的差距?，F(xiàn)有機(jī)電專業(yè)課程體系存在專業(yè)特色不明顯、不同課程之間存在重復(fù)或相互沖突的地方等缺點(diǎn)，因此要依據(jù)CDIO工程教育理念，借助校企合作平臺(tái)，全面地進(jìn)行機(jī)電專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探討，建立符合CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械電子工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。
1.我校機(jī)械電子工程專業(yè)課程體系情況
目前的專業(yè)培養(yǎng)方案里包括的核心課程為：機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、自動(dòng)控制原理、機(jī)電傳動(dòng)控制、傳感技術(shù)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、互換性、工程材料等;主要實(shí)踐環(huán)節(jié)為：社會(huì)實(shí)踐調(diào)查、金工實(shí)習(xí)、電子電路實(shí)訓(xùn)、工程制圖實(shí)踐、創(chuàng)新實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)、PLC與組態(tài)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)、測(cè)試技術(shù)與傳感器綜合實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)化生產(chǎn)線認(rèn)知實(shí)踐、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)和機(jī)電專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)等。
2.CDIO模式下的機(jī)電專業(yè)教學(xué)體系
根據(jù)CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的要求和我校辦學(xué)特色，為適應(yīng)煤炭行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)對(duì)機(jī)電專業(yè)高級(jí)技術(shù)人才的需求，結(jié)合重實(shí)踐、重創(chuàng)新的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)新的課程體系。廣泛吸取企業(yè)專家建議，深入探討和修訂機(jī)電專業(yè)課程體系，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建國際化的課程體系和教學(xué)模式，從而保證面向工程的課程體系能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維。依據(jù)CDIO工程教育理念，選擇典型的工程實(shí)踐項(xiàng)目，采取“做中學(xué)”的方式，通過在項(xiàng)目中反復(fù)訓(xùn)練鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，這樣不僅可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，還可以提高學(xué)生解決工程實(shí)踐問題的能力，從而使學(xué)生綜合素質(zhì)和能力能達(dá)到CDIO標(biāo)準(zhǔn)的要求，增強(qiáng)人才培養(yǎng)對(duì)企業(yè)的適應(yīng)性[4]。近年來，主要通過以下措施進(jìn)行教學(xué)體系的改革：
(1)基于CDIO的工程教育理念，構(gòu)建了“一個(gè)核心、兩個(gè)方向、四個(gè)階段”的工程教學(xué)體系。
“一個(gè)核心”是以礦業(yè)領(lǐng)域的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研發(fā)為主，覆蓋了多學(xué)科交叉領(lǐng)域，主要涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械制造、機(jī)電傳動(dòng)控制、PLC、單片機(jī)、控制工程、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多種技術(shù);“兩個(gè)方向”是指機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、電氣控制系統(tǒng)，選修課中增添“煤礦機(jī)電設(shè)備”、“工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)”等課程;“四個(gè)階段”是指根據(jù)CDIO理念的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行四階段指導(dǎo)，學(xué)生要經(jīng)歷認(rèn)知實(shí)習(xí)、基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)與綜合實(shí)驗(yàn)及畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新大賽等綜合實(shí)訓(xùn)，才能更好地掌握本專業(yè)的工程應(yīng)用技術(shù)。從第三學(xué)期開始，每學(xué)期均安排工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，按照核心知識(shí)點(diǎn)和要求來設(shè)定每個(gè)工程實(shí)踐項(xiàng)目，在課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中企業(yè)參與。
(2)依托產(chǎn)學(xué)研合作背景，通過專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)和企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。
我校機(jī)械工程學(xué)院已經(jīng)建立了電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、慧魚模型創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、機(jī)電控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、虛擬儀器綜合實(shí)驗(yàn)室、動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)室等實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，與淮南礦業(yè)集團(tuán)、皖北煤電集團(tuán)、淮南萬泰電子股份有限公司、淮南潤成科技股份有限公司、平安開誠智能安全裝備有限責(zé)任公司、凱盛重工有限公司、淮南階梯電子科技有限公司等開展了長期的產(chǎn)學(xué)研合作，從而可以保證給學(xué)生提供校內(nèi)、外實(shí)踐實(shí)習(xí)基地。通過單片機(jī)和PLC綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)檢驗(yàn)學(xué)生電工電路、單片機(jī)、PLC綜合開發(fā)的能力，往往借助典型機(jī)電案例(如斜井跑車防護(hù)裝置、皮帶機(jī)集控系統(tǒng)、立井提升系統(tǒng)過卷過放保護(hù)系統(tǒng)等)，讓學(xué)生經(jīng)歷“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行”四階段的完整實(shí)訓(xùn)。與此同時(shí)，讓學(xué)生積極深入到到校企合作的實(shí)習(xí)基地中，在相關(guān)機(jī)電系統(tǒng)中頂崗鍛煉，進(jìn)一步提高學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，縮短學(xué)生個(gè)人能力與企業(yè)要求的差距。
(3)通過創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)、學(xué)科競(jìng)賽和大學(xué)生科研項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力。
為進(jìn)一步拓展學(xué)生科技創(chuàng)新能力，借助學(xué)院設(shè)置的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)、大學(xué)生科研項(xiàng)目的平臺(tái)，在日常的教學(xué)管理中，融入緊密聯(lián)系工程實(shí)際的大學(xué)生課外科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加“全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽”、“全國大學(xué)生機(jī)器人大賽”、“全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽”、“全國大學(xué)生節(jié)能減排大賽”等各種賽事，鼓勵(lì)學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)論文和申請(qǐng)專利。
3.結(jié)語
1.創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的內(nèi)涵和要求
所謂創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,是指在新的教育思想和新的教育理論指導(dǎo)下,以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的全面發(fā)展復(fù)合型人才為基本取向的教育教學(xué)內(nèi)容和方法體系的總稱。按照人才培養(yǎng)模式的內(nèi)涵,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式在培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)設(shè)置、課程體系、教學(xué)方法等方面有其特有的要求。
1.1培養(yǎng)目標(biāo)要求
培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的高級(jí)專門人才,重點(diǎn)突出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
1.2專業(yè)設(shè)置要求
按照“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)”的要求,厚實(shí)公共基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ),設(shè)置大學(xué)科、寬口徑的專業(yè),從根本上改變傳統(tǒng)的專業(yè)面過窄的局面。
1.3課程體系要求
按照“拓寬基礎(chǔ)、淡化專業(yè)、增強(qiáng)實(shí)踐”的要求,辯證地處理好基礎(chǔ)課、專業(yè)課、實(shí)踐教學(xué)的關(guān)系,重視學(xué)生實(shí)踐能力和研究能力的提高。與此同時(shí),要增開跨學(xué)科、跨專業(yè)的課程,拓寬學(xué)生知識(shí)面,開闊學(xué)生視野,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高創(chuàng)新能力。
1.4教學(xué)方法要求
著力體現(xiàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新,確立學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性,發(fā)展學(xué)生的個(gè)性。
2.機(jī)械電子工程創(chuàng)新教育的現(xiàn)狀分析
首先,從學(xué)生的角度看,參加創(chuàng)新活動(dòng)常常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象,剛開始參與時(shí)一哄而上,人數(shù)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(jī)電類學(xué)生從事課外科技活動(dòng)粗枝大葉的多,小打小鬧的多,起點(diǎn)較低。大多數(shù)學(xué)生參加課外科技活動(dòng)僅是靠短時(shí)間的突擊來完成,追求短、平、快,缺少明確的學(xué)習(xí)目的和端正態(tài)度,達(dá)不到知識(shí)的積累和實(shí)踐 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的目的。這顯示了我國創(chuàng)新教育的差距。創(chuàng)新理念遠(yuǎn)未能得到有效的貫徹,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的目標(biāo)和動(dòng)力,說明高校在創(chuàng)新理念的貫徹與培養(yǎng)上還是欠缺力度,做得還是不夠。
其次,從參與創(chuàng)新活動(dòng)的學(xué)生所具備的基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐能力上看,當(dāng)前機(jī)械電子工程專業(yè)的學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)有下降的趨勢(shì),主要體現(xiàn)在以下方面:一是設(shè)計(jì)與繪圖能力不足。學(xué)生基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)盲目,導(dǎo)致基本功底不扎實(shí),同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械方面的知識(shí)有排斥心理,一味地崇尚電子、控制、軟件等所謂的流行專業(yè);二是新技術(shù)、新手段、新方法應(yīng)用不夠。學(xué)生往往只知道那些教科書或老師講授過經(jīng)典的設(shè)計(jì)方法與案例,相關(guān)領(lǐng)域新的思想與理念很淡薄;三是學(xué)生動(dòng)手能力較弱,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^差。
還有,教師和學(xué)生是創(chuàng)新教育的兩個(gè)主體,而教育體制是創(chuàng)新教育的基礎(chǔ)。近些年老師壓力陡增,大都面臨著科研、教學(xué)雙重任務(wù),面對(duì)教學(xué)評(píng)估、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)任務(wù)等已經(jīng)焦頭爛額,而指導(dǎo)學(xué)生的工作量評(píng)價(jià)較低,這導(dǎo)致指導(dǎo)學(xué)生在一定程度上成為了老師的負(fù)擔(dān);對(duì)學(xué)生而言,舊有的教學(xué)模式,重書本重理論,輕實(shí)踐輕動(dòng)手,導(dǎo)致學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)上浮躁,基本功和實(shí)踐能力差;面臨越來越大的競(jìng)爭(zhēng)和就業(yè)的壓力,也顯得無所適從。一個(gè)良好的體制環(huán)境是創(chuàng)新教育朝著健康方向發(fā)展的土壤。
3.機(jī)械電子工程人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新
近年來,通過廣泛調(diào)研就業(yè)崗位群工作范圍和技術(shù)領(lǐng)域,分析人才知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu),以社會(huì)人才市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)與未來發(fā)展對(duì)人才的有效需求為導(dǎo)向、以職業(yè)崗位(群)能力需求為依據(jù),從而確定畢業(yè)生綜合技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)和應(yīng)有的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu),形成了“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)體系,構(gòu)建了“相互平行、融合交叉的理論和實(shí)踐教學(xué)體系”,創(chuàng)建了“核心技術(shù)一體化”的教學(xué)模式。
(1)“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)機(jī)械電子學(xué)科是基于機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來的新學(xué)科,所以加強(qiáng)理論體系和教學(xué)體系的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。課程結(jié)構(gòu)體系分為基礎(chǔ)教學(xué)、專業(yè)教學(xué)、專長教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計(jì)與專業(yè)實(shí)習(xí)四個(gè)層面;基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和主體學(xué)習(xí)兩個(gè)階段。在整個(gè)三年教學(xué)時(shí)問內(nèi),專業(yè)技能實(shí)踐培訓(xùn)模塊貫穿始終。以機(jī)電一體化專業(yè)為例,“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段為第一、二兩個(gè)學(xué)期,學(xué)生除進(jìn)行公共課學(xué)習(xí)之外,主要學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)理論課程。專長學(xué)習(xí)是專業(yè)能力培養(yǎng)的深化,學(xué)生將學(xué)習(xí)到該專業(yè)中最新、最具特色的專業(yè)知識(shí)和技能。專業(yè)學(xué)習(xí)和專長學(xué)習(xí)中,學(xué)生將利用相關(guān)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行專門化技能實(shí)訓(xùn)模塊的培訓(xùn),這些模塊包含了機(jī)電一體化領(lǐng)域內(nèi)的最新應(yīng)用技術(shù),大量采用“實(shí)例”和“真實(shí)環(huán)境”方式培訓(xùn)。學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦相結(jié)合,專業(yè)能力培養(yǎng)和素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合,獨(dú)立思考、獨(dú)立探索能力培養(yǎng)同集體協(xié)作、共同交流能力培養(yǎng)相結(jié)合。
(2)相互平行、融合交叉的理論和實(shí)踐教學(xué)體系開展課外制作活動(dòng)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的最佳實(shí)踐活動(dòng)之一,特別是對(duì)機(jī)電專業(yè)學(xué)生來說,是開展專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用 能力訓(xùn)練的最佳平臺(tái)。"。將課程進(jìn)行有機(jī)整合,形成了上下貫通的理論和實(shí)踐教學(xué)體系,兩個(gè)教學(xué)體系相互平行,融合交叉,把技術(shù)的綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)作為交叉點(diǎn)和教學(xué)重點(diǎn)。相互平行,是指兩套體系的教學(xué)計(jì)劃相互平行,課程流程相互平行;相互融合,是指課程知識(shí)內(nèi)容與技術(shù)、技能培養(yǎng)相互融合,理論和實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)所相互融合;相互交叉,是指兩套體系的功能相互交叉,知識(shí)、技術(shù)和技能培養(yǎng)的落腳點(diǎn)相互交叉。
(3)“核心技術(shù)一體化”教學(xué)模式“是以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為中心,以核心技術(shù)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)為重點(diǎn),將理論與實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)相結(jié)合,以課堂與實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))室、實(shí)習(xí)車間、工廠車間四點(diǎn)為交叉網(wǎng)絡(luò)的一體化教學(xué)模式。在本專業(yè)的課程體系中,嘗試構(gòu)建“可編程控制技術(shù)”、“驅(qū)動(dòng)技術(shù)”、“傳感技術(shù)”等核心技術(shù)。為了突出對(duì)學(xué)生在這些反映工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)最具代表性和先進(jìn)性的技術(shù)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng),我們構(gòu)建了針對(duì)這些核心技術(shù)的一體化教學(xué)模式。理論教學(xué)與學(xué)生上機(jī)編程、調(diào)試相結(jié)合,動(dòng)腦與動(dòng)手相結(jié)合,使學(xué)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(shù)。該課程設(shè)置使學(xué)生既掌握了PLC基本知識(shí)和程序操作,同時(shí)在相關(guān)專業(yè)課中又涉及到PLC在不同場(chǎng)合的應(yīng)用,而在相關(guān)實(shí)訓(xùn)模塊課中學(xué)生將PLC技術(shù)綜合應(yīng)用到各種不同的生產(chǎn)環(huán)境中去。在每個(gè)實(shí)訓(xùn)室都有一種主要技術(shù)單元,同時(shí),還有其它技術(shù)單元出現(xiàn),賓主相擁,多次重復(fù),但角度不同,強(qiáng)調(diào)的應(yīng)用領(lǐng)域和水平不同。
4.結(jié)語
機(jī)電一體化技術(shù)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所急需的優(yōu)勢(shì)學(xué)科方向。要緊緊抓住人才需求變化的大趨勢(shì),準(zhǔn)確定位,嚴(yán)謹(jǐn)制定人才培養(yǎng)計(jì)劃,使教學(xué)緊跟機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展變化的趨勢(shì),為培養(yǎng)出符合機(jī)電一體化技術(shù)崗位實(shí)際需要的、高素質(zhì)、強(qiáng)能力的合格人才而不懈努力。
【參考文獻(xiàn)】
[1]周剛毅,李國平.加強(qiáng)校企合作探索機(jī)電模具人才的創(chuàng)新培養(yǎng)模式[J].理工高教研究,2007,26(3):105.
1.創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的內(nèi)涵和要求
所謂創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,是指在新的教育思想和新的教育理論指導(dǎo)下,以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的全面發(fā)展復(fù)合型人才為基本取向的教育教學(xué)內(nèi)容和方法體系的總稱。按照人才培養(yǎng)模式的內(nèi)涵,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式在培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)設(shè)置、課程體系、教學(xué)方法等方面有其特有的要求。
1.1培養(yǎng)目標(biāo)要求
培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的高級(jí)專門人才,重點(diǎn)突出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
1.2專業(yè)設(shè)置要求
按照“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)”的要求,厚實(shí)公共基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ),設(shè)置大學(xué)科、寬口徑的專業(yè),從根本上改變傳統(tǒng)的專業(yè)面過窄的局面。
1.3課程體系要求
按照“拓寬基礎(chǔ)、淡化專業(yè)、增強(qiáng)實(shí)踐”的要求,辯證地處理好基礎(chǔ)課、專業(yè)課、實(shí)踐教學(xué)的關(guān)系,重視學(xué)生實(shí)踐能力和研究能力的提高。與此同時(shí),要增開跨學(xué)科、跨專業(yè)的課程,拓寬學(xué)生知識(shí)面,開闊學(xué)生視野,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高創(chuàng)新能力。
1.4教學(xué)方法要求
著力體現(xiàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新,確立學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性,發(fā)展學(xué)生的個(gè)性。
2.機(jī)械電子工程創(chuàng)新教育的現(xiàn)狀分析
首先,從學(xué)生的角度看,參加創(chuàng)新活動(dòng)常常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象,剛開始參與時(shí)一哄而上,人數(shù)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(jī)電類學(xué)生從事課外科技活動(dòng)粗枝大葉的多,小打小鬧的多,起點(diǎn)較低。大多數(shù)學(xué)生參加課外科技活動(dòng)僅是靠短時(shí)間的突擊來完成,追求短、平、快,缺少明確的學(xué)習(xí)目的和端正態(tài)度,達(dá)不到知識(shí)的積累和實(shí)踐 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的目的。這顯示了我國創(chuàng)新教育的差距。創(chuàng)新理念遠(yuǎn)未能得到有效的貫徹,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的目標(biāo)和動(dòng)力,說明高校在創(chuàng)新理念的貫徹與培養(yǎng)上還是欠缺力度,做得還是不夠。
其次,從參與創(chuàng)新活動(dòng)的學(xué)生所具備的基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐能力上看,當(dāng)前機(jī)械電子工程專業(yè)的學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)有下降的趨勢(shì),主要體現(xiàn)在以下方面:一是設(shè)計(jì)與繪圖能力不足。學(xué)生基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)盲目,導(dǎo)致基本功底不扎實(shí),同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械方面的知識(shí)有排斥心理,一味地崇尚電子、控制、軟件等所謂的流行專業(yè);二是新技術(shù)、新手段、新方法應(yīng)用不夠。學(xué)生往往只知道那些教科書或老師講授過經(jīng)典的設(shè)計(jì)方法與案例,相關(guān)領(lǐng)域新的思想與理念很淡薄;三是學(xué)生動(dòng)手能力較弱,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^差。
還有,教師和學(xué)生是創(chuàng)新教育的兩個(gè)主體,而教育體制是創(chuàng)新教育的基礎(chǔ)。近些年老師壓力陡增,大都面臨著科研、教學(xué)雙重任務(wù),面對(duì)教學(xué)評(píng)估、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)任務(wù)等已經(jīng)焦頭爛額,而指導(dǎo)學(xué)生的工作量評(píng)價(jià)較低,這導(dǎo)致指導(dǎo)學(xué)生在一定程度上成為了老師的負(fù)擔(dān);對(duì)學(xué)生而言,舊有的教學(xué)模式,重書本重理論,輕實(shí)踐輕動(dòng)手,導(dǎo)致學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)上浮躁,基本功和實(shí)踐能力差;面臨越來越大的競(jìng)爭(zhēng)和就業(yè)的壓力,也顯得無所適從。一個(gè)良好的體制環(huán)境是創(chuàng)新教育朝著健康方向發(fā)展的土壤。
3.機(jī)械電子工程人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新
近年來,通過廣泛調(diào)研就業(yè)崗位群工作范圍和技術(shù)領(lǐng)域,分析人才知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu),以社會(huì)人才市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)與未來發(fā)展對(duì)人才的有效需求為導(dǎo)向、以職業(yè)崗位(群)能力需求為依據(jù),從而確定畢業(yè)生綜合技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)和應(yīng)有的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu),形成了“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)體系,構(gòu)建了“相互平行、融合交叉的理論和實(shí)踐教學(xué)體系”,創(chuàng)建了“核心技術(shù)一體化”的教學(xué)模式。
(1)“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)機(jī)械電子學(xué)科是基于機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來的新學(xué)科,所以加強(qiáng)理論體系和教學(xué)體系的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。課程結(jié)構(gòu)體系分為基礎(chǔ)教學(xué)、專業(yè)教學(xué)、專長教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計(jì)與專業(yè)實(shí)習(xí)四個(gè)層面;基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和主體學(xué)習(xí)兩個(gè)階段。在整個(gè)三年教學(xué)時(shí)問內(nèi),專業(yè)技能實(shí)踐培訓(xùn)模塊貫穿始終。以機(jī)電一體化專業(yè)為例,“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段為第一、二兩個(gè)學(xué)期,學(xué)生除進(jìn)行公共課學(xué)習(xí)之外,主要學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)理論課程。專長學(xué)習(xí)是專業(yè)能力培養(yǎng)的深化,學(xué)生將學(xué)習(xí)到該專業(yè)中最新、最具特色的專業(yè)知識(shí)和技能。專業(yè)學(xué)習(xí)和專長學(xué)習(xí)中,學(xué)生將利用相關(guān)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行專門化技能實(shí)訓(xùn)模塊的培訓(xùn),這些模塊包含了機(jī)電一體化領(lǐng)域內(nèi)的最新應(yīng)用技術(shù),大量采用“實(shí)例”和“真實(shí)環(huán)境”方式培訓(xùn)。學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦相結(jié)合,專業(yè)能力培養(yǎng)和素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合,獨(dú)立思考、獨(dú)立探索能力培養(yǎng)同集體協(xié)作、共同交流能力培養(yǎng)相結(jié)合。
(2)相互平行、融合交叉的理論和實(shí)踐教學(xué)體系開展課外制作活動(dòng)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的最佳實(shí)踐活動(dòng)之一,特別是對(duì)機(jī)電專業(yè)學(xué)生來說,是開展專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用能力訓(xùn)練的最佳平臺(tái)。"。將課程進(jìn)行有機(jī)整合,形成了上下貫通的理論和實(shí)踐教學(xué)體系,兩個(gè)教學(xué)體系相互平行,融合交叉,把技術(shù)的綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)作為交叉點(diǎn)和教學(xué)重點(diǎn)。相互平行,是指兩套體系的教學(xué)計(jì)劃相互平行,課程流程相互平行;相互融合,是指課程知識(shí)內(nèi)容與技術(shù)、技能培養(yǎng)相互融合,理論和實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)所相互融合;相互交叉,是指兩套體系的功能相互交叉,知識(shí)、技術(shù)和技能培養(yǎng)的落腳點(diǎn)相互交叉。
(3)“核心技術(shù)一體化”教學(xué)模式“是以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為中心,以核心技術(shù)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)為重點(diǎn),將理論與實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)相結(jié)合,以課堂與實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))室、實(shí)習(xí)車間、工廠車間四點(diǎn)為交叉網(wǎng)絡(luò)的一體化教學(xué)模式。在本專業(yè)的課程體系中,嘗試構(gòu)建“可編程控制技術(shù)”、“驅(qū)動(dòng)技術(shù)”、“傳感技術(shù)”等核心技術(shù)。為了突出對(duì)學(xué)生在這些反映工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)最具代表性和先進(jìn)性的技術(shù)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng),我們構(gòu)建了針對(duì)這些核心技術(shù)的一體化教學(xué)模式。理論教學(xué)與學(xué)生上機(jī)編程、調(diào)試相結(jié)合,動(dòng)腦與動(dòng)手相結(jié)合,使學(xué)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(shù)。該課程設(shè)置使學(xué)生既掌握了PLC基本知識(shí)和程序操作,同時(shí)在相關(guān)專業(yè)課中又涉及到PLC在不同場(chǎng)合的應(yīng)用,而在相關(guān)實(shí)訓(xùn)模塊課中學(xué)生將PLC技術(shù)綜合應(yīng)用到各種不同的生產(chǎn)環(huán)境中去。在每個(gè)實(shí)訓(xùn)室都有一種主要技術(shù)單元,同時(shí),還有其它技術(shù)單元出現(xiàn),賓主相擁,多次重復(fù),但角度不同,強(qiáng)調(diào)的應(yīng)用領(lǐng)域和水平不同。
4.結(jié)語
機(jī)電一體化技術(shù)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所急需的優(yōu)勢(shì)學(xué)科方向。要緊緊抓住人才需求變化的大趨勢(shì),準(zhǔn)確定位,嚴(yán)謹(jǐn)制定人才培養(yǎng)計(jì)劃,使教學(xué)緊跟機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展變化的趨勢(shì),為培養(yǎng)出符合機(jī)電一體化技術(shù)崗位實(shí)際需要的、高素質(zhì)、強(qiáng)能力的合格人才而不懈努力。
【參考文獻(xiàn)】
[1]周剛毅,李國平.加強(qiáng)校企合作探索機(jī)電模具人才的創(chuàng)新培養(yǎng)模式[J].理工高教研究,2007,26(3):105.
學(xué)科設(shè)有浙江省工廠化農(nóng)業(yè)裝備工程研究中心、機(jī)電裝備設(shè)計(jì)與控制實(shí)驗(yàn)室、加工技術(shù)與裝備工程中心、納米科學(xué)與技術(shù)工程研究中心等機(jī)構(gòu)。學(xué)科現(xiàn)有學(xué)術(shù)梯隊(duì)人員35人，其中教授11人、浙江省特聘教授1人、副教授7人、具有博士學(xué)位的教師16人、留學(xué)歸國人員 10 人、博士生導(dǎo)師4人、入選省“151人才工程”5人、省“高校中青年學(xué)科帶頭人”5人。碩士以上學(xué)歷者占91%。
學(xué)科帶頭人張立彬教授為機(jī)電一體化控制領(lǐng)域知名專家，獲浙江省特級(jí)專家，“優(yōu)秀留學(xué)回國人員”、浙江省“有突出貢獻(xiàn)的中青年科技專家”、浙江省“首屆十佳青年科技之星”等稱號(hào)。曾先后應(yīng)邀赴奧地利、匈牙利、前蘇聯(lián)、日本、意大利、德國、比利時(shí)等國家訪問講學(xué)，被聘為意大利Bologna大學(xué)客座教授。他還擔(dān)任浙江省科協(xié)副主席、中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事，浙江省機(jī)械工程學(xué)會(huì)副理事長、浙江省農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)副理事長，擔(dān)任國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)評(píng)審專家，國家教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)評(píng)審專家，全國高校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員、美國農(nóng)業(yè)工程師學(xué)會(huì)（ASAE）國際會(huì)員、中國儀器儀表學(xué)會(huì)精密機(jī)械分會(huì)理事、浙江省機(jī)械工程學(xué)會(huì)副理事長、浙江省農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)副理事長和《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》編委等職，享受國務(wù)院政府特殊津貼，為浙江省有特殊貢獻(xiàn)的中青年科技專家。
高級(jí)技師是在高級(jí)技術(shù)工人中設(shè)置的高級(jí)技術(shù)職務(wù)， 評(píng)聘高級(jí)技師是技師聘任制的組成部分。
機(jī)械電子行業(yè)高級(jí)技師的評(píng)聘應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需要， 在生產(chǎn)工藝復(fù)雜、技術(shù)要求高和能夠反映綜合技能的生產(chǎn)崗位進(jìn)行， 按專業(yè)確定其職務(wù)名稱。 凡符合上述要求并在生產(chǎn)崗位上作出突出貢獻(xiàn)的技師均可申請(qǐng)參加高級(jí)技師考評(píng)。
二、任職條件
（1）具有本專業(yè)系統(tǒng)的技術(shù)理論知識(shí)以及高超、精湛的技藝和綜合操作技能，了解和掌握相關(guān)專業(yè)（工種）的知識(shí)和操作技能。
（2）任技師3年以上，并做出突出貢獻(xiàn)， 在本企業(yè)或本地區(qū)的本專業(yè)中具有一定的影響和知名度。
（3）在工藝改進(jìn)、質(zhì)量攻關(guān)、技術(shù)革新、技術(shù)改造方面，在學(xué)習(xí)、消化、推廣和應(yīng)用國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)方面，在防止和排除大事故隱患方面， 在大型和高精尖設(shè)備的安裝、調(diào)試、操作、維修和保養(yǎng)等方面成績顯著， 貢獻(xiàn)突出。
（4）具有培養(yǎng)高級(jí)技術(shù)工人和技師的能力，并且積極主動(dòng)無保留地傳授技藝或絕技。
（5）能夠堅(jiān)持正常的生產(chǎn)和工作。
三、比例限額
高級(jí)技師的比例限額，控制在應(yīng)聘技師總數(shù)的10％以內(nèi)。 具體名額和津貼指標(biāo)由各主管部門根據(jù)所屬單位的實(shí)際情況，統(tǒng)一掌握和使用。
四、職務(wù)津貼標(biāo)準(zhǔn)和待遇被聘任的高級(jí)技師實(shí)行高級(jí)技師職務(wù)津貼。 每級(jí)技師職務(wù)津貼標(biāo)準(zhǔn)，按每月人均50元標(biāo)準(zhǔn)核算。 每個(gè)高級(jí)技師的具體職務(wù)津貼標(biāo)準(zhǔn)由各單位在每月40～60元的幅度內(nèi)自行確定，不得壓低或提高，更不準(zhǔn)挪作它用。高級(jí)技師的職務(wù)津貼從本人受聘之日起執(zhí)行。 已享受的技師職務(wù)津貼予以取消。高級(jí)技師的職務(wù)津貼從本人受聘之日起執(zhí)行。 已享受的技師職務(wù)津貼予以取消。高級(jí)技師在受聘期間（2年以上）退休，其職務(wù)津貼列入工資基數(shù)計(jì)算退休費(fèi)。對(duì)核準(zhǔn)下達(dá)的增資指標(biāo)，企業(yè)列入生產(chǎn)成本，機(jī)關(guān)、 事業(yè)單位由工資科目開支。
被聘任的高級(jí)技師可享受本單位高級(jí)專業(yè)技術(shù)人員的有關(guān)待遇。 高級(jí)技師的退休年齡應(yīng)根據(jù)單位生產(chǎn)的特殊需要和本人身體的實(shí)際狀況可適當(dāng)延長，不搞“一刀切”。凡確需延長的要經(jīng)單位上一級(jí)主管部門批準(zhǔn)。
五、評(píng)審組織
試點(diǎn)單位所在的省、自治區(qū)、 直轄市及計(jì)劃單列市機(jī)械電子工業(yè)主管部門，國家計(jì)劃單列企業(yè)集團(tuán)， 中國汽車工業(yè)總公司都要建立健全高級(jí)技師評(píng)審委員會(huì)，負(fù)責(zé)本地區(qū)或本系統(tǒng)所屬單位評(píng)審高級(jí)技師的工作。 評(píng)審委員會(huì)應(yīng)有1／2以上的高級(jí)工程師和高級(jí)技師參加。
試點(diǎn)單位亦應(yīng)建立相應(yīng)的考核組織，負(fù)責(zé)本單位考核高級(jí)技師的工作。
六、評(píng)審程序和要求
高級(jí)技師的評(píng)審工作一般要經(jīng)過學(xué)習(xí)動(dòng)員、本人申報(bào)成績或成果、 撰寫專業(yè)技術(shù)工作總結(jié)和單項(xiàng)成果論文、填寫申報(bào)表格、 單位組織專家答辯考試、考核審查推薦，上級(jí)有關(guān)部門審核批準(zhǔn)和頒發(fā)證書。
各級(jí)考評(píng)組織在考核審查時(shí)，應(yīng)注意本人的實(shí)績和對(duì)單位做出的貢獻(xiàn)。堅(jiān)持公開、平等、競(jìng)爭(zhēng)的原則，嚴(yán)格按照任職條件進(jìn)行考評(píng)， 不搞照顧和降低標(biāo)準(zhǔn)。要特別注意從中、青年技術(shù)工人中培養(yǎng)和選拔優(yōu)秀人才。
七、審批權(quán)限
高級(jí)技師的審批權(quán)限，地方所屬單位的高級(jí)技師分別由各省、自治區(qū)、直轄市、計(jì)劃單列市的勞動(dòng)行政部門核準(zhǔn)發(fā)證； 中國汽車工業(yè)總公司負(fù)責(zé)直屬單位高級(jí)技師的核準(zhǔn)發(fā)證。 國家計(jì)劃單列的企業(yè)集團(tuán)和機(jī)電部直屬單位的高級(jí)技師由機(jī)電部核準(zhǔn)發(fā)證。
上述各級(jí)主管部門正式批準(zhǔn)的高級(jí)技師評(píng)審呈報(bào)表（附件四）應(yīng)報(bào)部人事勞動(dòng)司四份備案。
取得高級(jí)技師合格證書的，由本單位的行政領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行聘任、 頒發(fā)聘書和簽定聘約。聘期一般為3～5年。聘任期滿后，對(duì)符合條件的可以續(xù)聘。
八、評(píng)聘高級(jí)技師的其他問題，均按技師聘任制的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
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引 言
《電工學(xué)》課程是應(yīng)用型高等院校工科類非電專業(yè)必修的一門應(yīng)用性的技術(shù)基礎(chǔ)課，理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)，它的主要任務(wù)是為學(xué)生以后更好地學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程以及從事工程技術(shù)工作打好電工技術(shù)的基礎(chǔ)，并使學(xué)生受到基本技能的訓(xùn)練。
當(dāng)前《電工學(xué)》教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的重點(diǎn)、難點(diǎn)和焦點(diǎn)均集中在“學(xué)時(shí)越來越少，內(nèi)容越來越多”上。以南京工程學(xué)院為例，各相關(guān)學(xué)科專業(yè)在制定本專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃時(shí)，為了擴(kuò)展專業(yè)面，不斷增加相關(guān)專業(yè)課，加強(qiáng)自然科學(xué)基礎(chǔ)和人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)，一再削減和壓縮《電工學(xué)》學(xué)時(shí)，總學(xué)時(shí)現(xiàn)已減少至112學(xué)時(shí)。理論教學(xué)96學(xué)時(shí)要完成原先至少180學(xué)時(shí)的內(nèi)容，根本不可能。與此同時(shí)，以大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路為代表的新元器件不斷涌現(xiàn)，以信息的采集、傳輸和處理為標(biāo)志的高新技術(shù)日益融進(jìn)各非電類專業(yè)，《電工學(xué)》又是非電類專業(yè)唯一一門電類課，于是增加這些新內(nèi)容就壓到了《電工學(xué)》頭上，使《電工學(xué)》教學(xué)的教師苦不堪言。如何建立符合各專業(yè)特點(diǎn)和要求的電工學(xué)的教學(xué)體系擺在我們面前，在保證基礎(chǔ)性的同時(shí)，根據(jù)不同專業(yè)的教學(xué)要求構(gòu)建新的課程內(nèi)容模塊，并建立與之配套的課程體系和實(shí)驗(yàn)體系。
1 模塊化教學(xué)體系的方案設(shè)計(jì)與論證
1.1模塊化方案的設(shè)計(jì)
所謂模塊化指的是“一個(gè)專業(yè)內(nèi)單一的教學(xué)活動(dòng)組合成不同的主題式教學(xué)單位，即模塊”，其目的在于提高教學(xué)及考核內(nèi)容的透明度，從而提高整個(gè)學(xué)習(xí)的靈活度［1］。傳統(tǒng)電工學(xué)教學(xué)內(nèi)容具有廣而全的特點(diǎn)，其教學(xué)內(nèi)容根據(jù)章節(jié)可區(qū)分為1、直流電路部分（含電路基本概念，電路分析方法，暫態(tài)分析）2、交流電路部分（單相交流電路和三相交流電路分析）3、磁路分析部分4、電動(dòng)機(jī)部分（含交流電機(jī)和直流電機(jī)及控制電機(jī)）5、電機(jī)控制部分（含繼電接觸控制系統(tǒng)和可編程序控制器部分）6、安全用電部分7、電工測(cè)量部分共7個(gè)大模塊，而實(shí)際上各個(gè)不同的專業(yè)，其專業(yè)背景和人才培養(yǎng)方案均不相同，并且開設(shè)電工學(xué)的目的也不同，所需的電專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和層次也不相同，所以在進(jìn)行模塊化的教學(xué)體系設(shè)計(jì)之前有必要研究各專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，抓住其專業(yè)的培養(yǎng)特點(diǎn)，了解專業(yè)需求，把握專業(yè)開設(shè)電工學(xué)的目的，才能滿足各專業(yè)對(duì)開設(shè)電工學(xué)的要求。經(jīng)過對(duì)我院各專業(yè)的走訪和調(diào)研，分析各專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，發(fā)現(xiàn)各專業(yè)對(duì)于人才的培養(yǎng)目標(biāo)和要求相差較大，比如機(jī)械電子工程專業(yè)和材料工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案?jìng)?cè)重點(diǎn)完全不同，材料工程專業(yè)培養(yǎng)掌握材料、機(jī)械、自動(dòng)控制與計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)，掌握金屬、非金屬材料和先進(jìn)復(fù)合材料成型技術(shù)及其自動(dòng)化控制技術(shù)的寬口徑應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才。而機(jī)械電子工程專業(yè)培養(yǎng)掌握機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)的專門人才，培養(yǎng)掌握機(jī)電一體控制技術(shù)的應(yīng)用型人才。根據(jù)對(duì)如上各專業(yè)的培養(yǎng)方案的分析進(jìn)行電工學(xué)教學(xué)的模塊化的設(shè)計(jì)，如表1。
1.2《電工學(xué)》模塊化選擇
根據(jù)各專業(yè)的特點(diǎn)，我們針對(duì)人才培養(yǎng)方案做了比較，根據(jù)電工學(xué)的知識(shí)模塊做了分析，認(rèn)為
表一：各專業(yè)的模塊化設(shè)計(jì)各專業(yè)機(jī)械電子工程材料工程車輛電子工程人才培養(yǎng)方案本專業(yè)培養(yǎng)具備現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其控制的基本理論與應(yīng)用能力，能在機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造和機(jī)電一體化及相關(guān)工程技術(shù)領(lǐng)域從事研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營以及應(yīng)用機(jī)械電子技術(shù)與設(shè)備研發(fā)等工作急需的高級(jí)工程技術(shù)人才。本專業(yè)培養(yǎng)具備金屬材料科學(xué)與工程等方面的知識(shí),能在冶金,材料結(jié)構(gòu)研究與分析,金屬材料,復(fù)合材料制備,金屬材料成型等領(lǐng)域從事科學(xué)研究,技術(shù)開發(fā),工藝和設(shè)備設(shè)計(jì),生產(chǎn)及經(jīng)營管理等方面工作的高級(jí)專業(yè)技術(shù)人才。本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)機(jī)械學(xué)和電子學(xué)等方面的基本原理和基本知識(shí)，受到汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、電子技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化和試驗(yàn)制造等方面的基本訓(xùn)練，具備應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件、電子控制技術(shù)和機(jī)械制圖等基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)行車輛及其相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、維修和營銷方面的基本能力。知識(shí)結(jié)構(gòu)分析與模塊化設(shè)計(jì)1、直流電路部分（基礎(chǔ)部分必須講授）2、交流電路部分（基礎(chǔ)部分必須講授）3、磁路分析部分（根據(jù)人才培養(yǎng)方案要求可以不講）4、電動(dòng)機(jī)部分（完全掌握）5、電機(jī)控制部分（主要掌握機(jī)電接觸控制部分因?yàn)镻LC方面將有專業(yè)課進(jìn)行講授）6、安全用電部分（自學(xué)）7、電工測(cè)量部分（自學(xué)）1、直流電路部分（基礎(chǔ)部分必須講授）2、交流電路部分（基礎(chǔ)部分必須講授）3、磁路分析部分（必須完全掌握需要進(jìn)行講授）4、電動(dòng)機(jī)部分（一般掌握即可）5、電機(jī)控制部分（一般掌握即可）6、安全用電部分（自學(xué)）7、電工測(cè)量部分（自學(xué)）1、直流電路部分（基礎(chǔ)部分必須講授）2、交流電路部分（單相交流電路和三相交流電路分析）3、磁路分析部分（根據(jù)人才培養(yǎng)方案要求可以不講）4、電動(dòng)機(jī)部分（重點(diǎn)掌握）5、電機(jī)控制部分（重點(diǎn)掌握）6、安全用電部分（自學(xué)）7、電工測(cè)量部分（自學(xué)）通過對(duì)各專業(yè)方案的比較，可以知道，對(duì)于本需120課時(shí)講授的電工學(xué)即是通過增加學(xué)時(shí)數(shù)也很難實(shí)現(xiàn)對(duì)電工學(xué)各個(gè)章節(jié)的完全把握，如果選用模塊化的教學(xué)方法，可以大大縮簡課時(shí)，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)比較精確的電工學(xué)教學(xué)的目標(biāo)定位。我們以我校機(jī)電專業(yè)為例做了電工學(xué)模塊化的設(shè)計(jì)（見圖1）。并且在教學(xué)過程中采用不同的教學(xué)方法比如在實(shí)踐教學(xué)中廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬仿真軟件EWB,盡量做到仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際動(dòng)手進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，即軟硬結(jié)合，虛實(shí)結(jié)合，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。在實(shí)驗(yàn)課上堅(jiān)持由學(xué)生“獨(dú)立”完成的原則，實(shí)驗(yàn)中一人一組，學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
圖1
線路、自己完成實(shí)驗(yàn)、自己分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這種實(shí)驗(yàn)方法可完全保證實(shí)驗(yàn)效果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
3模塊化教學(xué)的測(cè)試結(jié)果
測(cè)試課程：電工學(xué) 授課教師：陳巍 職稱：副教授
測(cè)試學(xué)期：2008/2009學(xué)年第一學(xué)期2009/2010學(xué)年第一學(xué)期
測(cè)試班級(jí)：機(jī)電061，機(jī)電071，車輛061,071，材料061，071
表2測(cè) 試數(shù)據(jù)：2008/2009（傳統(tǒng)教學(xué)）與2009/2010（模塊化教學(xué)）電工學(xué)考試分?jǐn)?shù)對(duì)比
2008/2009(第一學(xué)期）2009/2010（學(xué)年第一學(xué)期）分?jǐn)?shù)段機(jī)電061（%）車輛061（%）材料061（%）機(jī)電071（%）車輛071（%）材料071（%）50以下35241050-6014121513101060-7031353015161870-8032283348504780-9013151818192290-100752243結(jié)論：為了測(cè)試模塊化教學(xué)的成果，我們選取了3個(gè)不同的專業(yè)，不同的年級(jí)，采用不同的教學(xué)方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)的比較，發(fā)現(xiàn)模塊化教學(xué)的成績有了大幅的提高，并且經(jīng)過2年的跟蹤發(fā)現(xiàn)，采用模塊化教學(xué)的班級(jí)電知識(shí)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用均較好，完全能夠滿足人才培養(yǎng)方案的要求。
參考文獻(xiàn)：
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0 引言
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的變革，同時(shí)給相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的影響，提高了生產(chǎn)水平和技術(shù)。隨著各種技術(shù)之間相融合的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)為核心的機(jī)電控制領(lǐng)域?qū)⒔o工業(yè)及科研等領(lǐng)域帶來更多的實(shí)際應(yīng)用。
1 計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展概況
1.1 計(jì)算機(jī)控制理論的形成與技術(shù)的發(fā)展
忽略數(shù)字信號(hào)的量化效應(yīng)，可以將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)看成采樣控制系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中，將其中連續(xù)的環(huán)節(jié)離散化，則整個(gè)系統(tǒng)又可看成由不同的離散系統(tǒng)構(gòu)成。計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態(tài)空間理論和系統(tǒng)辨識(shí)自適應(yīng)控制等理論綜合應(yīng)用到控制技術(shù)中，使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有了初步發(fā)展。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、時(shí)變的非線性系統(tǒng)，控制系統(tǒng)則融入了魯棒控制、模糊控制、預(yù)測(cè)控制等多種新型理論，逐步形成了工業(yè)過程控制系統(tǒng)的一個(gè)新方向。
自世界第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問世后，計(jì)算機(jī)首先被用來自動(dòng)檢測(cè)化工生產(chǎn)過程的過程參量并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，同時(shí)也研究了計(jì)算機(jī)的開環(huán)控制。到二十世紀(jì)六十年代，出現(xiàn)了用于過程控制的計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)字控制。后經(jīng)集中式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的以微處理器為核心的分層式控制系統(tǒng)控制，通過計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和管理控制等。伴隨著計(jì)算機(jī)處理器等技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)的變革，最終應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中并對(duì)其產(chǎn)生巨大影響。
1.2 機(jī)械和電子控制技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀
在生產(chǎn)、科研等諸多領(lǐng)域里，有大量的物理量需要按某種變化規(guī)律進(jìn)行控制。在二十世紀(jì)三十年代之前，工業(yè)生產(chǎn)多處于手工操作的狀態(tài)。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內(nèi)，初步有了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械控制實(shí)踐。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，直接實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)中各參量和過程的數(shù)字控制。計(jì)算機(jī)的微型化使控制技術(shù)更加智能化，同時(shí)將機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合的機(jī)電一體化技術(shù)也得到迅猛發(fā)展，且越來越被廣泛的應(yīng)用到各生產(chǎn)領(lǐng)域。目前主要形成并應(yīng)用的機(jī)電控制技術(shù)主要有PID控制，PID是經(jīng)典控制理論的代表，它吸收了智能控制思想并利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，形成了自適應(yīng)PID和非線性PID等更利于控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制（FLC）、變結(jié)構(gòu)控制等，均隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展在不斷地拓寬。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展及在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用
2.1 機(jī)電一體化的簡介和生產(chǎn)應(yīng)用
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)集合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)總稱，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等對(duì)各生產(chǎn)領(lǐng)域的控制過程進(jìn)行監(jiān)督操作。它主要應(yīng)用領(lǐng)域有數(shù)控機(jī)床，通過相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)，在工業(yè)操作上結(jié)構(gòu)、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結(jié)構(gòu)，豐富了數(shù)控功能，也提高了生產(chǎn)效率。
柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造系統(tǒng)在機(jī)電控制工業(yè)的應(yīng)用，是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)。它主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化倉庫等組成。在工業(yè)上，它可以隨機(jī)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，更適用于多品種，小批量等的離散零件的批量生產(chǎn)。
交流傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展也是隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展在工業(yè)上有了重要的應(yīng)用，尤其是在鋼鐵工業(yè)中，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，無論是大容量電機(jī)還是小容量電機(jī)現(xiàn)均可使同步電機(jī)或者異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆滑調(diào)速。也使交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。
可編程控制器（PLC）是集計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制化技術(shù)于一體的新型控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)解決了工業(yè)控制系統(tǒng)中大量開關(guān)控制的問題，逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統(tǒng)。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域更是不斷擴(kuò)大，可采集存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。此外，隨著工廠網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的發(fā)展，PLC可實(shí)現(xiàn)通信及聯(lián)網(wǎng)功能，更有助于工業(yè)生產(chǎn)的控制過程的監(jiān)控。如今，PLC技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保以及文化娛樂等各行各業(yè)。
2.2 計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用實(shí)例
計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械電子控制技術(shù)一體化的有機(jī)結(jié)合，不斷使相關(guān)的新技術(shù)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中去，這些應(yīng)用到的領(lǐng)域已經(jīng)不再局限于工業(yè)的生產(chǎn)，更多技術(shù)是切身關(guān)系到我們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕?。下面舉幾個(gè)具體實(shí)例來介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電控制相結(jié)合的實(shí)際應(yīng)用。
PLC實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手移動(dòng)工件的控制過程。隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，人類活動(dòng)的范圍不斷擴(kuò)大，機(jī)器人的應(yīng)用正迅速向社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域擴(kuò)展，并從制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)向非制造領(lǐng)域，各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品隨之出現(xiàn)。隨著機(jī)器人的生產(chǎn)和大量應(yīng)用，很多領(lǐng)域，許多單一、重復(fù)的機(jī)械工作由機(jī)器人（也稱機(jī)械手）來完成。工業(yè)機(jī)器人是一種能進(jìn)行自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機(jī)，廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對(duì)保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有重要意義。與計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。
農(nóng)業(yè)方面，機(jī)械作業(yè)過程中駕駛室內(nèi)的儀表盤正迅速由電子監(jiān)視儀表取代并逐步由單一參數(shù)顯示方式向智能化信息顯示終端過渡，以此來改善人機(jī)交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端（Virtual Display Terminal），它代表了當(dāng)代儀器與控制裝置發(fā)展的主流方向。它可通過屏幕任意選擇顯示機(jī)組中不同部分的終端信息，在屏幕上按操作者的需求，調(diào)用數(shù)據(jù)庫信息，顯示數(shù)據(jù)、圖形、語音等多媒體信息。另外，還可以將數(shù)據(jù)信息動(dòng)態(tài)存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡，將農(nóng)業(yè)作業(yè)過程的數(shù)據(jù)信息通過智能卡帶回辦公室，由計(jì)算機(jī)應(yīng)用高級(jí)軟件進(jìn)行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過智能卡傳送到拖拉機(jī)上的智能控制終端，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制農(nóng)機(jī)的操作。
PLC在自動(dòng)售貨機(jī)中的應(yīng)用。自動(dòng)售貨機(jī)通過顧客選擇商品開關(guān)，投入的硬幣值由PLC驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示，經(jīng)過光傳感器識(shí)別，通過判斷，進(jìn)行下一步操作，經(jīng)過PLC的系統(tǒng)控制和信號(hào)輸出完成售賣過程。計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電自動(dòng)控制在自動(dòng)售貨機(jī)中的這項(xiàng)應(yīng)用極大方便了人們的生活，也使PLC的應(yīng)用更加廣泛。
交通信號(hào)燈系統(tǒng)也是微機(jī)軟件應(yīng)用到電子控制系統(tǒng)中的典型實(shí)例。通過主要應(yīng)用PLC技術(shù)控制十字路口的信號(hào)燈動(dòng)作。準(zhǔn)確無誤的完成信號(hào)燈的變燈動(dòng)作來控制時(shí)間，這項(xiàng)應(yīng)用更是極大方便了人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鞯某鲂小?/p>
電腦橫機(jī)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用給機(jī)械編織行業(yè)帶來了巨大的變革?，F(xiàn)在的電腦橫機(jī)是一種涉及到計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子、控制等諸多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)。電腦橫機(jī)的編織是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，最初的橫機(jī)是手動(dòng)橫機(jī)，只能勝任比較簡單的編織過程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電腦橫機(jī)中，通過電腦的自動(dòng)控制，設(shè)計(jì)人員可對(duì)編織花型進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)，通過計(jì)算機(jī)數(shù)字直接控制機(jī)械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應(yīng)的機(jī)械編織動(dòng)作，由計(jì)算機(jī)指令控制系統(tǒng)完成整個(gè)設(shè)計(jì)的編織，極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。
與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來越明顯，以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
3 總結(jié)
在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域，電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入發(fā)展，機(jī)電一體化的形成是機(jī)械工業(yè)中的重要變革。通過不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)，使機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)在諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
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