時間:2023-08-07 17:32:08
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體化的具體內容,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
目前機電一體化的進程不斷加快,其發展趨勢如下。
1)機電一體化在向智能化的方向發展,智能化就是在原本電腦控制的基礎上更具備合理性和效率性,機電一體化的智能化發展就像最初的硬件手機與現在的智能手機的區別一樣。總體說來就是智能化更人性化,更能解決操作中的突發狀況或者說是提前就設定了應對解決突發狀況的解決措施。
2)機電一體化更加環保,機電一體化進程使原本的柴油發電帶動發電機的情況得到改善,現在的機電一體化是電腦操控,解決了其中一些污染環境的問題,響應環保的口號,機電一體化也朝著更環保的方向發展。
3)機械一體化朝著微機模式發展,顧名思義就是機械的規模與形式越來越小,這就要求機械的精密程度。這樣的發展趨勢有利于解決原始機械龐大的占地面積問題,可以使同一片場地發揮更大的效果。機械以替換的發展趨勢是更加進步與人性化,它是朝著一個操作簡單、綠色無害、精密程度高的趨勢更好的發展。這就是機電一體化,它是機械與電子的有機結合,有著密不可分的有機組成部分,有著良好的發展趨勢。在這兩者的定義下,筆者希望日后機電的結合能夠更加密切,其各個組成部分能日漸精密完善使得整個機電一化得到優化;機電一體化能夠在屬于它的發展趨勢下日益發展完善,更好的滿足機電一體化進程的需要。
2機械電子工程專業
在科技發展與時代進步的大背景下,機電一體化的進程日益加快,重要程度日益提升,人才需要也越來越大,接下來筆者將介紹機電一體化的人才來源——機械電子工程專業。上文中我們論述了什么是機電一體化與機電一體化的發展趨勢,根據上文我們不難發現機電一體化已經在生產生活中日益重要,為了供應機電一體化所需要的人才,機械電子工程專業應運而生,上個世紀九十年代后期,一些高校開始設置了機械電子專業。機械電子工程專業的出現是為了響應現階段和日后的電子控制機械的主流趨勢,為了使自動化方面有更多可用人才。在機械電子工程專業設置上要注意很多的問題:第一要考慮新課程的課程設置方面,要在傳統的機械上有所發展又要估計學生的負擔,不能是學生在學習的過程中感到吃力或者是電子與機械兼顧的拖沓。第二就是機械電子專業是機械和電子的有機結合,電子與機械的側重點問題,在教授的過程中要二者兼顧,因為傳統機械是整個機械一體化的基礎而電子的計入是一個良性發展,很多新生代的同學更加重視電子方面,這是不科學的做法。總之機械電子工程專業是一個時代要求的必要專業,要安排好課程,明確側重點,最終達到滿足機電一體化進程下人才的需要。
3機電一體化與機械電子專業
介紹過機電一體化與機械電子專業以后,接下來明確機電一體化與機械電子專業之間的關系。根據上文我們不難發現,機電一體化與機械電子專業有著非常密切的關系,可以說機械電子專業是機電一體化的前身,以為機械電子專業所培養的正是機電一體化專業的對口人才,也就是說機械電子專業為機電一體化提供了人才來源。機械電子專業所學習的內容就是機電一體化的具體內容。其中包括理論知識與具體操作,也就是什么是機電一體化、幾點一體化需要我們做些什么、在操作中會遇見什么問題并且該怎樣解決等。機械電子專業是為機電一體化培養人才的搖籃,在機械電子專業中學習的同學畢業后的前景就是在機電一體化應用的地方工作。而機電一體化在日常操作中所遇見的難以解決的問題和需注重問題就是機械電子專業研究的課題和研究方向。總之機電一體化與機械電子專業二者之間密不可分,互補互助,機電一體化的發展要求了機械電子專業的學科內容、機械電子專業為機電一體化提供了人才來源。
4結束語
關鍵詞: 中高職教育 課程銜接 機電一體化技術專業 課程體系構建
根據《江蘇省國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》和《江蘇省產業調整和振興規劃綱要》等文件精神,裝備制造業已成為江蘇省國民經濟支柱產業,江蘇各地區都在大力發展高端裝備制造業。高端裝備制造業的技術水平主要取決于機電一體化高新技術的發展。
一、中高職機電一體化技術專業課程銜接存在的問題
目前,中高職在技能人才培養方面還存在一些亟待解決的問題,如專業與產業不夠銜接、人才培養方案與崗位需求不夠吻合、中高職課程體系不夠貫通、課程內容不夠銜接、中高職銜接管理工作不夠規范等。課程銜接是中高職教學銜接的關鍵,中高職機電一體化技術專業課程銜接存在的主要問題如下:
1.課程內容重復。中高職院校缺少有效的溝通,各自構建自己的專業課程體系,確定課程教學內容,造成一些專業課程在中高職階段內容重復的現象。如中職機電應用技術專業與高職機電一體化技術專業都開設機械制圖、機械基礎、液壓傳動、電工電子基礎等課程,造成中高職教育資源與學習時間的浪費。
2.基礎課程薄弱。中職學校存在的重技能輕文化、重操作輕理論現象,使得很多中職學生文化課基礎弱,升入高職后對文化基礎課的學習普遍感到困難,尤其是數學、物理、英語等基礎性課程。
3.技能訓練重復。高職院校技能訓練定位低,中高職較多實踐訓練項目相差不多,存在重復訓練的現象,甚至造成高職與中職實踐技能課程“倒掛”的現象。
因此,迫切需要對機電一體化專業中高職課程體系進行重構建,切實解決上述實際問題。
二、根據職業崗位要求,分析典型工作任務
1.崗位需求分析及人才培養目標。針對江蘇省等長三角地區,通過多種渠道,深入了解中高職機電一體化技術專業人才市場需求、企業用人需求及學校培養現狀。全面了解機電一體化技術專業中職、高職畢業生就業現狀,深入了解企業對人才需求情況及對中職、高職畢業生素養能力的具體要求,著重對中、高職畢業生從事機電產品和機電設備的設計、操作、裝配、測試、質檢、維修、銷售、技術服務和經營管理等工作崗位的初期定位及遷移發展情況進行調研。機電一體化技術專業學生具體從事的就業崗位如表1:
表1 機電一體化技術專業就業崗位
2.職業崗位能力。機電一體化技術專業的職業崗位及能力結構分析圖如圖1所示:
圖1 機電一體化技術專業職業崗位及能力結構分析圖
從崗位職業能力要求出發,確定中高職教育銜接機電一體化技術專業培養目標:學生在中職階段應重點掌握普通機床加工、機電設備的簡單安裝、中級維修電工等基本技能,應注重特定崗位的熟練操作能力訓練,學生憑借中職階段掌握的技能,既可直接從事相關的操作性工作,又可為高職階段的能力提高打下扎實基礎;高職階段重點培養先進設備的運行、自動化生產設備的安裝與調試、控制程序的編制、高級維修電工、設備開發等能力,還要掌握相當的理論知識,學生通過高職階段學習,既可提升單項技能,又可使這些技能得到綜合運用,使之具備從事機電復合型高端技能崗位工作所需的綜合能力。學生從某一具體崗位到整個職業生涯,具有更大的發展空間和更強的可持續發展能力。
三、以職業能力為導向的模塊化結構一體化課程體系構建
1.課程體系銜接框架。遵循學生職業能力形成規律,以崗位職業能力和職業素養為中心,搭建中高職教育銜接的機電一體化技術專業一體化課程框架,如圖2所示。
在人文素質方面,全面培養學生的政治思想素養、身心素養、文化素養和科學素養;在職業素質方面,課程設置由淺入深,中職課程注重專業基礎知識的學習,實踐方面注重基本操作和基本技能的培養,掌握基本職業理論、訓練基本職業操作能力;高職課程注重技術分析能力和創新實踐能力的培養,使學生在工作環境中發揮主觀能動性和創新實踐性。根據中高職兩個階段必須具備的知識能力和素質構建課程體系,規劃教學內容,制定相互銜接的課程標準,確定科學合理的教學順序和實施路線,從而在中高職課程銜接上,做到既避免課程內容的重復,又拓寬和加深課程內容,真正實現課程內容銜接的連續性、邏輯性和整合性。
中職階段以公共基礎課程、專業基礎課程和基礎技能的實踐為主,以能力拓展為輔,注重基礎知識、動手能力的培養;高職階段以專業核心課程和高級技能實踐為主,注重核心技術、創新能力的培養。
圖2 中高職銜接一體化課程體系的框架
2.課程體系的構建。中高職銜接(3+3分段培養)機電一體化技術專業課程體系結構如圖3所示。課程體系結構總體分為中職主干課程和高職主干課程兩個層次,其中,兩個層次中的銜接課程在中高職教育階段對接設置,中級工要求的相應知識與技能就是專業課程銜接的接口標準。課程設置體現能力和知識的提升,各模塊有相應課程完成知識的延續和深化。如AutoCAD與三維CAD,機械基礎與機械設計基礎,PLC(一)與PLC(二),電工工藝與技能與電氣控制技術,機電設備安裝與調試與機電設備維修等在課程上形成中高職銜接,形成中高職的知識和能力要求的提升。主體部分有基本素質模塊、專業基本能力模塊、專業崗位能力課模塊、專業綜合能力模塊和職業能力拓展模塊五個模塊式的結構。
圖3 中高職教育銜接的機電一體化技術專業一體化課程體系
3.課程模塊設置內容。依據學生認知規律和職業成長規律設置課程模塊的具體內容。(1)基本素質課模塊是按國家教育主管部門規定設置的含德育、體育、文化基礎在內的公共基礎課。主要包括文化基礎課程和德育、體育、政治經濟類和公共選修課程,尤其是數學、物理兩大課程,是機電一體化技術專業學習的重要基本保證。目前的實際情況是,中職生源的文化基礎普遍較差,因此,首先在招生時要對文化課程中數學、物理成績提出最低要求,其次可以通過入學后的測試,是否達到中高職專業學習的要求,如果達不到要求,就建議通過補習等方法,彌補不足。
(2)專業基本能力模塊。專業基本能力模塊是以職業崗位共同的知識和技能為基礎構建的課程。為后續專業崗位提供支撐作用,既避免了專業基礎課程的重復,又符合學生的認知規律,如中職開設二維AutoCAD,高職開設三維CAD。所有專業基礎課都采用理實一體化教學方法。
(3)專業崗位能力模塊。模塊是從崗位職業能力提煉的反映職業特性的技術性課程。這些專業核心技術課程,都安排在高職階段以企業典型任務為載體,完成工作項目為課程目標,按照工作任務設置教學項目,教學內容緊密結合企業實踐,有利于提高學生解決實際工程的能力,培養學生創新思維的能力。
(4)專業綜合能力模塊。中職階段培養基本技能和操作技能,包括認識實習、車工實習、鉗工實習和中級維修電工實習,完成中級維修電工的職業技能考核;高職階段培養高級技能和創新能力,包括電氣控制技術、單片機應用技術、機電設備維修、機電一體化系統設計和高級維修電工,并完成高級維修電工的職業技能考核;最后是畢業設計、畢業綜合實習和頂崗實踐,實現中高職實踐環節的無縫銜接和職業能力的循序提高。
(5)職業能力拓展模塊。職業能力拓展模塊主要開設職業拓展崗位,中職階段開展機電產品采購與銷售,高職階段開展產品質量管理和生產現場管理,拓寬學生就業渠道。
四、中高職銜接機電一體化技術專業課程體系實施策略思考
中高職銜接課程體系架構是基礎,課程內容的銜接是落腳點。整合優化課程目標,實現中職操作性和實用性目標與高職技能性和創造性目標的銜接;必須解構和重構課程內容,整合中高職的教學資源,避免教學內容重復,提高教學效率,實現中高職教學有效銜接。加強專業崗位職業證書的管理,職業技術等級資格證書及相關技術證書是銜接的標準。以機電設備安裝調試等工作任務為中心,以機電設備產品的分析設計為載體,將相關國家職業標準、行業技能資格認證要求、龍頭企業培訓內容等有機地嵌入到課程中,按照學生職業素質貫徹全過程,專業基本能力、專業核心能力、專業綜合能力和專業創新能力層次遞進的發展規律,構建以學生的職業能力發展邏輯為依據的中高職銜接課程體系,保證中高職職業教育的順利銜接。
參考文獻:
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機電一體化又稱機械電子學,最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上,隨著機電一體化技術的快速發展,機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展。現在的機電一體化技術,是機械和微電子技術緊密集合的一門技術,他的發展使冷冰冰的機器有了人性化,智能化。
1.1機電一體化技術的組成要求與原則
五大組成要素:一個機電一體化系統中一般由結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、職能組成要素五大組成要素有機結合而成。
四大原則:構成機電一體化系統的五大組成要素其內部及相互之間都必須遵循結構耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉換四大原則。
1.2機電一體化技術的具體內容
(1)機械技術 機械技術是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應,利用其它高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上的變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造過程中,經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術,同時采用人工智能與專家系統等,形成新一代的機械制造技術。
(2)計算機與信息技術
其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。
(3)系統技術
系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,接口技術是系統技術中一個重要方面,它是實現系統各部分有機連接的保證。
(4)自動控制技術
其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計后的系統仿真,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
(5)傳感檢測技術
傳感檢測技術是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗,它是機電一體化系統達到高水平的保證。
(6)伺服傳動技術 包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
2、機電一體化技術的應用
機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、光學技術、電力電子技術、接口技術等群體技術,合理配置各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術,它使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。
2.1 在現代機械制造業中的應用 傳統機械制造業是建立在規模經濟的基礎上,靠企業規模、生產批量、產品結構和重復性來獲得競爭優勢的,它強調資源的有效利用,以低成本獲得高質量和高效率,其生產盈利是靠機器取代人力,靠復雜的專業加工取代人的技能來獲取的。先進的機械制造業是以信息為主導,采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織管理形式的全新的機械制造業,其特征是全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環保協調的綠色制造。現代制造業集成了現代科學技術的發展,充分利用電子計算機技術,使制造技術提高到新的高度。近年來,制造工程領域的新技術相繼誕生,如計算機數字控制、現代集成制造系統、柔性制造技術、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。
2.2 在飲料行業中的應用 機電一體化技術是當今發展最快、應用前景最為廣泛的技術之一。機電一體化技術在食品、飲料包裝機械的開發、設計和制造過程中的應用。不僅使單機的自動化程度大大提高,而且使整條包裝生產線的自動化控制水平、生產能力得到很大提高,使其競爭能力遠遠超過傳統的機械控制的同類設備。可以大大改善食品飲料包裝生產設備產品的質量,提高其國內、國際競爭能力。
2.3 在鋼鐵企業中的應用
2.3.1 計算機集成制造系統(CIMS) 鋼鐵企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體,用以實現從原料進廠,生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。
2.3.2 現場總線技術(FBT) 現場總線技術是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。
2.3.3 交流傳動技術 隨著電力電子技術和微電子技術的發展,交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性,電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動,數字技術的發展,使復雜的矢量控制技術實用化得以實現,交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎,應用不斷擴大。
2.3.4 開放式控制系統 “開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持,按此標準設計的系統,可以實現不同廠家產品的兼容和互換,且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯,實現控制與經營、管理、決策的集成,通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯,實現測量與控制一體化。
2.3.5 分布式控制系統(DCS) 分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。分布式控制系統與集中型控制系統相比,其功能更強,具有更高的安全性,是當前大型機電一體化系統的主要潮流。
3、機電一體化技術的發展趨勢
3.1 智能化 智能化即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能,設置智能I/O接口和智能工藝數據庫,會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊數學、神經網絡、灰色理論、心理學、生理學和混沌動力學等人工智能技術的進步與發展,為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。
3.2 數字化 微控制器和接口技術的發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與制造鋪平了道路,如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程控制操作、診斷和修復。
3.3綠色化 工業發達給人們的生活帶來巨大變化,在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果,所以綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求,機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境,產品壽命結束時,產品可分解和再生利用。
姜大源先生曾指出:“在任何一種教育?w系中,課程始終處于核心地位。同樣,職業教育的改革與發展,最終都會歸結到課程的改革與發展。”[1]課程是教育的核心和載體,中高職教育銜接的本質就是二者課程的相互承接、協調分工的一種科學化、系統化的教育體系。自《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020年)》以來,我國出現了中高職“3+2”五年一貫制培養、“3+3”分段培養以及中本“3+4”分段培養等貫通模式,為構建現代職教體系做出了有益探索。但正如《教育部關于推進中等和高等職業教育協調發展的指導意見》(教職成〔2011〕9號)所指出的:“中等和高等職業教育在專業、課程與教材體系、教學與考試評價等方面仍然存在脫節、斷層或重復現象,職業教育整體吸引力不強,與加強技能型人才系統培養的要求尚有較大的差距。”也正是這些“脫節、斷層或重復”現象深刻影響著職業院校的整體辦學效益和質量,一定程度上制約了中高職教育銜接的健康發展。以機電一體化專業課程的中高職銜接實踐反思為基礎,厘清問題本源,明晰實踐路徑,期冀拋磚引玉。
一、專業課程標準
所謂課程標準,就是對學生在經過一段時間的學習之后應該知道什么和能做什么的界定和表述,是國家層面對學生學習結果的期望,是內容標準(學生學習領域的劃定)和結果標準(學生某領域應達到的水平)的內在統一。
(一)中高職課程銜接在課程標準上存在的主要問題
一是中高職課程內容標準界限模糊。現有試點院校都注重從一體化培養的角度來設計課程標準,力求實現同一專業方向的一體化培養,但模糊了職業教育中職與高職層次之間的培養界限,不利于現代職教體系的整體構建。二是中高職課程標準隨意性大,表述各一。試點院校自行選擇結對,自行擬定課程標準,造成校際之間課程壁壘,而在同一院校內,由于未能界定出有效目標,標準無效或虛化現象十分普遍。三是中高職課程標準的內在不協調。互為銜接的課程標準往往在時空上局限于試點院校,制約了課程標準橫向“面”的統一,制約了教育生產力的可持續發展。
(二)中高職機電一體化專業人才培養目標的對比
中高職課程由于院校的專業教學資源與學生起點的不同,其在培養學生職業能力、核心能力等方面有著明顯的層次差異。一般認為,中高職是技能培養的不同階段,內容與形式相互依存,共同發展,進而形成分級職業教育的連續流,使中高職教育在人才培養上實現貫通。而人才培養目標的確立是中高職教育銜接的前提和邏輯起點,明晰中高職機電一體化專業人才培養目標,可以有效編制出相對科學的課程標準。(見表1)
(三)中高職機電一體化專業課程標準的制定
首先,國家或省級教育部門應從宏觀上進行科學的頂層設計,依據人才培養目標相對統一地制定中高職貫通的分類課程標準體系,明確課程目標、內容框架、改革要求等,為課程設置明確畫線定界。其次,機電行業發展的區域性特征在根本上要求職業院校共同制定適用于本地區的中高職銜接的課程標準,實現機電專業在中高職教育中的層次和貫通。再次,職業院校還應該與本地機電行業保持聯系,在與行業的互動中不斷調整課程標準,促使培養的人才能夠與產業發展協調一致。
二、專業課程結構
課程結構是指課程的各個組成部分如基礎課、專業課、實踐課或必修課、選修課等的構成比例及其相互關系,包括課程體系結構以及單一課程的內部結構兩種。
(一)中高職課程結構現狀
目前,中高職的課程結構通常還是按照文化基礎課、專業理論課、專業實踐課三大塊模式構建,作用力相對平均,與職業教育人才培養的分層目標并不協調。在單一課程結構中,其組織和結構形式,基本上也還是按照知識體系結構編寫教材、實施教學,從概念(原理)到應用“兩張皮”,與職業教育培養學生職業技能為主的課程標準相去甚遠。機電一體化專業還存在同一學科在中高職之間不銜接的現象,如物理課程在中職階段有的學校只開設一個學期,課時不足,只能選講,這就造成學生在高職階段諸如工程力學等課程的學習中感到難度,影響了高職階段相關課程的教學效果。
(二)中高職機電一體化專業課程的模塊化銜接
根據中高職人才培養職業能力的分析,將所有課程標準,包括基本的職業資格證書的應知應會要求和高一層級的技能大賽要求,都細化到知識點,通過知識點來確定中高職教學內容的銜接點,進而設計不同專業大類的課程模塊(包括基礎課程模塊和各專業模塊),實現中高職課程的一體化。這樣,既可以保證中職課程與高職課程的獨立性,又兼顧到兩個層次之間的溝通,中職階段側重于基礎理論及基本技能的訓練,高職階段則注重學生專業知識、職業能力和職業素質的全面培養,從而提高學生可持續發展能力。(見表2)
三、專業課程教材
作為教與學的典型材料,課程教材既是一種學習資源,更是一種教與學之間聯系的媒介及催化劑。按照當代教育理念,職業教育課程教材不再只是學科知識的匯編,而應該是反映教育和教學規律,體現學生認知特點,體現職業需求的嶄新教與學的資源,包括課程學本、教本、輔助教學資料等,其載體也有紙質、電子文本、影音視頻之分。
在中高職課程銜接中,機電一體化專業主要存在兩個方面的問題。一方面,專業課程教材在編寫體例上仍然沿襲著過去的學科框架,強調知識結構的系統性、完整性,缺乏職業教育的特點,而艱深的理論、繁復的教材內容與職業院校學生的學力及有限的課時形成尖銳的沖突,造成教與學的緊張關系;另一方面,中高職課程缺乏銜接意識,科目重復,如機械制圖、電氣控制技術等,課程內容重復率在30%―60%之間,教學資源的消耗影響了中高職銜接后的整體學習效率。
以?C電一體化專業核心課程為改革重點,以任務驅動來設置學習項目,將原先系統學科知識模塊化為工作現場的具體內容,實現中高職專業學習任務或項目的系統化銜接。就中高職機電一體化專業課程的銜接而言,首先在宏觀上要有統一分類的、具有明確對接屬性的課程標準,便于中高職教材明確定位;其次在教材編寫體例上要按照項目化或模塊化的體例來編寫,并通過區分項目或模塊的難易、大小等相對容易、內容單一、規模較小的編入中職教材,而將難度大、綜合性強、規模大的項目編入高職教材;再次,在教材運用上要注重整合創新,倡導教材“多本化”,可以通過大數據平臺建立精品課程示范教材遴選機制,促使提升教材質量。(見表3)
四、專業課程評價
課程評價就是對課程標準、課程設計、教材編制和教學實施在多大程度上實現了教育目的的一種價值判斷,并據此作出改進課程的決策。課程評價方式呈現多樣化趨勢,可以是定量的,也可以是定性的;可以是形成性的,也可以是診斷性的。而參與職業院校課程評價的主體則包括了教師、學生、學校、企業和行業、政府主管部門等。
在中高職機電一體化專業課程評價中存在的最大問題是眾多職業院校仍然沿襲過往以階段性、終結性考試成績作為唯一的評價標準,側重于學習成果的書面評價,對學生職業崗位能力及職業發展能力的判斷缺失,隔斷了學生成長的連續性,對中高職課程的銜接造成了消極影響。
中高職課程評價的銜接是課程銜接的一個重要方面,應該根據本區域經濟發展特點、職業崗位能力需求等,探索新的、能夠有效銜接課程的中高職一體的過程性考核方式,重點是建立靈活的職業技能鑒定考核機制,探索從職業資格證書與相應課程對接,尋求中高職課程評價有效銜接的方法與途徑。在中高職課程銜接尚處于試點階段時,建立中高職學分或課程認同機制應該是解決當前課程重復設置的重要可選途徑。
五、幾點思考
課程銜接是中高職教育銜接的重要內容,但絕不是全部,也絕非一蹴而就,并且,課程依專業其銜接要素也會呈現出較為明顯的差異。機電一體化專業與本區域經濟社會及該行業的發展基礎、將來的發展趨勢有著密切的關系,這必然影響到該專業中高職銜接的必要性、穩定性及政商校企合作的迫切性,也決定著區域內中高職專業銜接的改革、創新力度。要實現中高職機電一體化專業課程的全面銜接,有些問題亟需通過探索實踐來認識和解決。
(一)通過學業的靈活選擇解決好長學制帶來的學習倦怠。在中高職教育銜接的實踐中,由于初中畢業生是主要招生對象,他們的價值觀、職業觀還未能真正確立,學生在第二或第三年普遍存在學習積極性不高等現象,其中原因之一就是中高職銜接培養過早限定了學生的專業面向,一旦學生在學習過程中有了新的專業或職業興趣,原先專業的學習倦怠也就不可避免地出現了。而在第三年結束或第四年開始階段,讓學生再一次進行相鄰專業的調整,理論上可以緩解學生對既定專業的厭學情緒。學生對專業及學習的這種心理認同機制是中高職教育課程銜接的最可靠的支撐力量。
關鍵詞:住宅; 水電氣一體化; 安裝
隨著經濟的高速發展和社會生活水平的不斷提高, 城市、企事業單位的住宅建設速度也迅速的增長。人們也對住宅的建設質量和樣式結構、功能、配套設施與保障提出了新的更高的要求。
由于住宅的功能日益的復雜化,人們對住宅的需求日趨的多樣化,例如不同的文化背景、不同的年齡結構和不同的經濟結構。這就對住宅水電氣設計與安裝提出了更高的要求。住宅中的水電氣在人們的日常生活中起著至關重要的作用,其設計和安裝質量直接影響人們的生活質量。
一、住宅水電氣一體化設計與安裝的具體內容
隨著各個城市經濟水平的顯著提高,住宅水電氣一體化設計與安裝的項目日益增多,根據國內有關小康型住宅的系列標準和相關標準, 住宅建筑水電氣一體化設計與安裝的具體項目如下:
1.水 水在社會生活中占據重要的地位,關系著人們社會生活的正常進行,任何一個人都不能夠離開水而生活。因此水在住宅建設水電氣一體化設計與安裝中是至關重要的, 它主要分為供水、排水、消防用水三個方面, 同時對于高層住宅還要充分的考慮高位調節供水系統和在意外或者臨時情況下的供水 ( 如自來水公司供水設備檢修、管網事故搶修與檢修等狀況下) , 熱水的用水,在這種情況下,凈水劑裝置是必不可少的,以保證供水的安全和衛生。為了有效的利用和節約水資源, 還應該考慮中水處理等措施。
2.電 隨著科技技術的的飛速發展與社會生活的現代化,電正在成為整個人類社會不可或缺的東西,并且有關電的一體化設計與安裝的項目數也在日益增大,內容也越來越豐富。雖然電的一體化設計與安裝的項目不盡相同,但是概括起來主要分為強電和弱電兩種。對于住宅,強電部分通常分為照明和電力部分。照明部分又包括一般照明、特殊照明、局部照明和有特殊效果燈光照明四個部分;電力供應部分通常用于滿足各種家用電器設備的用電。現階段,家用電器的數量高達幾十種之多,這也對設計和安裝提出了一體化的要求。而弱電部分則主要包用于滿足諸如有線電纜電視(CATV) 、衛星電視( STV) 、圖文電視、雙向購物電話、通訊、保安、計算機網絡系統、可視對講門鈴裝置等。同時在高層住宅中還應該考慮電梯的安裝和防雷措施。
3. 燃氣 燃氣是現代社會生活中加工食品的主要能源之一,在人們的日常生活中占據著十分重要的地位。就現在而言, 我國住宅建筑的燃氣能源主要分為三大類:天然氣、液化石油氣、煤氣。在燃氣的一體化設計和安裝過程中要綜合考慮各種燃氣器相互之間的配合,即一體化。如衛生間的熱水器用氣和餐廳火鍋用氣的分接問題、主食品加工燃氣具的設計、安裝、造型和安全問題等。
水電氣這三大能源在一體化設計和安裝時過程中,除了要考慮他們各自的一體化和合理性之外,還要考慮水電氣三種能源的骨干系統的一體化設計和安裝問題。
二、住宅水電氣一體化設計和安裝的基本要求
建設部依據我們住宅建設不斷發展的新情況,對住宅建設提出了新的明確的要求:在保證住宅建設數量的同時更需要注重質量,要切實的提高住宅建筑的各項功能,保證住宅的高技術的設計, 要實現從由重數量、重規模向重質量、重數量、重效益三方面并重的方向轉變, 由住宅建設的粗放型發展向住宅建設的精細型轉變。這一要求表明國內住宅建設在日益進入小康水平,切實的提高住宅建筑的功能質量, 提高住宅的環境質量, 設計時突出人們的實際需求, 這也是每一個設計人員在設計時必須考慮的問題。而通過對小康型住宅標準設計與相關標準進行仔細的研讀與分析,本人認為在住宅建筑水電氣一體化設計和安裝的過程當中, 應該首先要滿足其先進性、節能性、適用性、安全性、耐用性、美觀性、方便性的基本要求,然后還需滿足以下十個方面的要求:
1.盡量的保證水電氣一體化設計和安裝的部分與建筑物的建筑設計相協調。
2.必須要充分的考慮到住戶的家庭生活對住宅基本設施如冷、熱水、煤氣、暖氣、空調的需求。
3.必須要充分的考慮到住戶對家庭三防(防火、防盜、防爆)的需求, 各項措施在緊急情況下切實可行。
4.必須要充分的考慮到住戶對家庭通訊設施(電話、傳真、計算機網絡) 的需求。
5.必須要充分的考慮到住戶對家庭信息設施(CATV、STV、圖文電視、雙向購物電視)的需求。
6.必須要充分的考慮到住戶對各類家用電器的多樣化、自動化、遙控化的需求。因此,必須盡可能的采用系列化、多樣化的配電箱、配電柜 、開關插座等。
7.在條件允許的情況下為了管理等的方便盡可能的滿足水、電、氣三表出戶,并安裝相應的自動計量裝置。
8.在較大的區域,應該采用適應性住宅配線系統和卡裝連接,同時在情況允許的情況下可以實施強總線與弱總線系統,更加有效與合理布置線路和管道,或者可以在樓道平臺處設計與安裝水氣豎井和強弱電豎井裝置,從而更加的有利于科學高效的管理和線路管道的改擴建、檢修線路管道的總控制,同時抄錄水電氣三表時可以不進住戶住宅,避免由此給住戶帶來的一些不便和干擾。
9.必須要充分的考慮到在各種給排水設備安裝合理的情況下的滿足綜合給排水的需求。
10.設計時必須要充分的考慮住戶對水電氣設備的改建的情況和需求。
三、住宅建筑水電氣一體化設計與安裝的實施
要保證住宅建筑水電氣一體化設計與安裝的順利實施,對于相關的設計部門來說, 必須要確保水電氣各個工程專業設計人員的數量和質量,這是最基本的條件。并且在進行水電氣設計前, 必須要保證水電氣三個大系統的工程的設計人員進行初步設計的討論然后提出設計方案, 另外還需要他們與和工程相關的土建設計人員一起根據建筑的實際情況進一步討論,然后根據實際情況確立最合適的一體化設計與安裝的方案。而在水電氣一體化的安裝時,必須要組建一支水電氣一體化安裝的技術隊伍,確保這支技術隊伍能夠獨立的高效的高質量的完成水電氣一體化的安裝,達到水電氣一體化設計方案的各項指標,然后一次性地由這支隊伍完成水電氣一體化設計的施工, 最終交付住戶使用。然而考慮到我國目前水電氣行業管理職能不同分工的現狀,最好由專門的水電氣一體化安裝隊伍按水電氣一體化設計與安裝方案進行施工,且施工結束后,各個相關職能部門僅進行聯合驗收工作,避免從中搞某一行業壟斷,進而對水電氣一體化設計與安裝造成消極的影響。只要能夠按上述的建議順利的實施,水電氣一體化設計與安裝一定能夠更加高效、高質量的完成。這項工作可以由國家出臺相關的法律法規,做出統一的法律規定,然后組織相關職能部門進行有效的監管,同時協調水電氣各個行業,從而實行住宅建筑水電氣一體化設計與安裝, 進一步的推動住宅建筑水電氣一體化工程戰略的實施,提高居民的生活質量與居住環境。
參考文獻
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關鍵詞:教學模式改革;卓越計劃;CDIO
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)04-0076-02
《機電傳動控制》課程是機械類專業機電一體化方向核心課程之一,該課程知識在學生中的普及程度直接關系到學生的工程電氣實施能力。近年來,國外CDIO的大學生培養模式越來越得到認可,但是其具體教學模式主要還是在高校完成,還是存在較大的局限性,如高校內部資源有限與學生相對較多的矛盾;然而機械卓越工程師計劃引入企業導師模式,則正好彌補這種不足。因此,如美國密西根大學等世界一流大學,很早就《機電控制》課程體系和教學模式進行了研究,提出了基于“課堂自學互補,理論實際結合,培養創新意識”的教育理念。國內各大院校都十分注重《機電傳動控制》課程教學模式改革。但該課程的教學模式仍然存在如下不足:①課程教學內容設置的目的性不足,沒有一個適應學生理解進程的具體內容安排。也就是說,目前的情況是什么都要講,結果什么都沒有教給學生。例如課程內容囊括了機電系統動力學、直流和交流電動機、伺服電機和步進電機、斷續控制、PLC邏輯控制和電力電子等內容。這么多的內容要想在32個學時內講授完畢是非常困難的。②課程教學形式還是以教師講授為主,缺乏相應的激勵和引導手段。目前,由6學時實驗+26學時講授組成的傳統教學模式,已經無法適應學生學習的需要,也無法調動學生的學習積極性。因此,對本課程教學模式進行改革是非常有必要的。③課程配套的實驗內容與工程實際應用嚴重脫節,主要還是以觀摩性為主。如目前我校采用的還是點對面的形式,學生只是觀摩性地參與斷續控制實驗,按部就班地參與PLC邏輯控制實驗。這樣的課程實驗設置都很大程序上阻礙了學生對課程知識的理解程度,也起不到鍛煉學生的作用。④學生的知識掌握程度評價方法和手段單一,一定程度上抑制了學生對課程的興趣。本文針對目前本課程教學模式存在的不足,提出一種以CDIO思想為教學內容安排原則,以卓越工程師計劃培養目標為指導準則的“機電傳動控制”課程模式改革方案,通過近兩年的教學實踐,學生反映較好。
一、具體教學模式改革實施方案
具體教學模式改革方案,采用理論研究和教學實踐相結合的形式,以“卓越工程師培養計劃”特點為準繩,探索一套以培養能力和提高素質為中心的課程教學模式。本項目的研究步驟和實施方案如下圖所示。項目分為教學內容調整與優化、教學方法改革,專題研究活動、自主實驗創新設計和考核方式改革等五部分。
1.教學內容調整與優化。為適應課程與企業工程技術的銜接,根據具體課程的知識點分布,整理優化并提出課程內容各知識點的“樹形圖”。經過教學內容的精簡與優化,實際形成的課程教授計劃如下。①理論教學模式學時安排。第一部分“緒論”:1學時;第二部分“機電系統運動特性分析”:1學時;第三部分“直流電機工作原理和特性分析”:4學時;第四部分“交流電機工作原理和特性分析”:4學時;第五部分“斷續控制系統及電路設計”:2學時;第六部分“PLC控制系統及其程序設計應用”:4學時。②實驗室參觀學時安排:2學時。③子項目式實驗學時安排:交流電機斷續控制實驗:2學時;步進電機控制實驗:2學時;PLC控制應用實驗:2學時。④項目研討模式學時安排。斷續控制應用研討:2學時;應用程序設計研討:2學時;變頻器應用研討:2學時。
2.教學方法改革。教學方法上改革過去以傳授知識為中心的教學模式,依據課程“樹形圖”,建立以培養學生學習新知識、新經驗的能力為中心的教學模式。課程教學為樹形圖上每個知識節點設計了案例教學、現場教學、自主學習、課堂討論、重點難點講授等環節。同時在教學過程中嘗試知識點的溯源教學方法,知識點的方程體現教學方法等具體的教學方法。所為溯源教學方法指的是對知識點在物理意義層面上進行來龍去脈型分析說明,使學生更加容易理解和掌握知識點內容;所為方程體現教學方法是指每一章節知識點內容全部可以從一個方程中導出,從而增加知識點內容的歸納性。
3.專題研究活動。主要以培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力為中心。專題研究活動設計了主動實踐(含提出問題、分析問題、解決問題)、撰寫論文、討論交流等環節。在教學的過程中,針對機電傳動控制技術的工程實施過程中出現的問題進行分析研究,提出解決方案,進行虛擬實驗驗證或具體實驗進行驗證。針對主動實踐活動和教學中布置的專題撰寫科技小論文。并要求學生做5分鐘PPT,進行交流,并進行討論。
4.自主實驗創新設計。以培養學生的自主創新設計能力為中心,基于機電傳動控制課程中學到的知識,分小組針對子項目和系統性項目進行自主選題,進行系統方案設計,組織進行方案的交流和程序調試。
5.考核方式改革。在考核方式上采用學生分組參與、子項目報告互評、研討課題PPT匯報互評和老師評價等方式評估,建立多方位的評價系統。最終,每個學生的總評成績由如下三方面組成:①考試成績*40%;②子項目成績*30%;③研討課成績30%。
二、教學模式改革后的效果
經過近兩年的教學實踐,隨機抽取了班級上40名學生,得到的教學效果評價如下:87%的同學認為能使課程內容更加明了易懂;74%的同學認為能使教學內容更加貼近實驗;78%的同學認為能使自己更多地了解機電系統;72%的同學認為能激發對機電知識學習的興趣;85%的同學認為能使自己的走神幾率降低;65%的同學認為能使自己增加團隊協作能力。
三、結論
本文以CDIO理念和機械類卓越工程師培養目標為導向,提出了由理論教學、實驗室參觀、子項目訓練和項目研討組成的《機電傳動控制》課程全新教學模式。該教學模式經過近兩年的教學實踐和學生反饋調查,效果較好。
參考文獻:
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關鍵詞:工學結合;課程體系;項目教學
一、課程開發的背景
2012年6月我校成功入選國家示范校建設計劃,同時我校所在地廣州市番禺區位于珠三角經濟發達腹地,隨著廣州建設的布局調整,番禺區動漫游戲機、數字家庭和數字電視、燈光音響、數控機床、汽車及配件等產業的迅猛發展,提供了大量的電子產品開發、安裝、維護、檢修工作崗位。番禺電子產業的快速發展,眾多中小型企業為了提高產品的質量和競爭力,積極地進行技術改造和設備升級,急需大量從事電子產品開發與設計、生產與組裝、檢測與維修和電氣設備安裝、調試、維修的高素質技能型人才。本文通過對中職學校電子技術專業核心專業課程的開發研究,進一步提高教學的有效性,為社會培養更多更好的技能型人才,充分體現我校為番禺經濟社會服務的宗旨,解決學生就業難和社會對專業技能型人才迫切需求的矛盾。
二、課程體系的研究
隨著職業教育教學改革的不斷深入,廣大中職學校已經成為課程改革的中心和前沿。有鑒于此,作為中職學校,就不能僅僅停留在被動地執行和實施國家課程上,而是要根據當地經濟社會發展的需要,從學校的實際情況出發,通過實證調查了解企業用工和畢業生反饋情況,進一步分析典型工作任務和專業崗位要求,確定專業培養目標和職業能力結構,開發校本課程,構建具有典型示范意義的中職“校本化”課程體系,創新課程教學模式,有效提高教育教學質量。
(一)課程體系的構建。
課程體系是人才培養模式的核心,是實現人才培養目標的載體,是學校辦學理念、辦學特色的具體體現。為適應現代職業教育的特點,我校圍繞“分類定制、校企融通”的人才培養模式改革,根據職業成長規律,打破原有的學科體系,以工作過程系統化為導向,遞進重構課程的知識和技能體系。它重在應用的同時,既強調基礎,又力求體現新知識、新技術和新工藝,緊密貼近生活生產實際,按多元整合的思路,優化為“工學結合”模塊化項目課程,構建了職教特色鮮明的工學結合的模塊化項目式課程體系,包括職業基礎、職業技能、職業拓展、職業訓導四個課程模塊。課程體系的基本框架分成“初、中、終”三個階段,初段重點強化文化基礎和基本職業知識、職業技能,培養基本職業素養;中段以職業技能為重點,兼顧職業拓展和個性發展的需要,課程以理實一體化的項目課程為主;終段工學結合,以工為主,通過校內外的職業訓導,提升學生綜合職業能力。
同時,我校還建立課程改革動態機制,不斷進行課程改革,目前著重以動漫游戲機、數字家庭和數字電視、燈光音響、數控機床、汽車及配件等產業工作崗位需求為背景,以家用電子產品、智能控制裝置、動漫游戲機等的裝配、調試、檢測、維護、維修等工作過程展開知識,用一個或多個項目囊括課程內容,設計專業核心課程。根據現階段需要,我們主要設計了電源電路設計與制作、趣味電子產品設計與制作、機電一體化設備安裝與調試、智能控制裝置安裝與調試、數碼電子產品裝配與檢修、實用電子產品制造等6門專業核心課程。
(二)課程內容的開發。
按照課程項目化的思路,主要對專業的核心課程進行開發,所開發的課程均以實際產品為載體,在各項產品的完成過程中,融入所需要的專業理論知識和專業技能,完全實行工學結合、理實一體化的教學模式。通過對市場需求的調研和學校資源配置情況,我們確定了各核心課程的項目載體、課程內容和通過學習后學生應該具備的職業能力。具體內容如下表1所示。
(三)項目課程的開發建設。
現在的課程體系徹底打破了傳統的學科型的課程體系,轉而用實實在在的項目為載體,以具體的工作任務為教學主線,優化整合課程,在一個項目實現中融入了各種相關的專業知識和技能,如何把這些相關的專業知識完美的融合到一起,是我們應該深入思考的問題,也是我們實現新的教學理念的成敗關鍵。例如:在《電源電路設計與制作》項目課程中,我們通過分析研究,根據電源電路在電器設備中的使用情況,確定了串聯式穩壓電源設計與制作、集成式穩壓電源設計與制作、開關式穩壓電源設計與制作三個項目。然后,再根據項目設計制作的流程確定了電路圖的繪制、PCB板的制作、電路的安裝與調試、電源常見故障及排除四個典型工作任務,每個任務涵蓋一定的學習內容,如:串聯式穩壓電源設計與制作項目的學習內容如表2所示。在課程的整個實施中,注意把握全局,由簡單到復雜,循序漸進,遞進式排列,進行理實一體化的項目教學,真正做到以具體任務為驅動,使學生在做中學,老師在做中教,充分彰顯職業教育的特色。
三、教學模式和教學環境的研究
在教學模式上,我校根據區域產業經濟發展實際情況和專業的培養目標,深化項目教學改革,探索并總結一套工學結合的項目教學模式,提高教學的有效性。有目的地引進企業生產的電子產品,以產品的開發與設計、裝配與調試、檢測與維修等職業活動為主線,以典型工作任務為載體,設計操作性、制作性、開放性和生產性的學習項目, 營造有利于工學結合的項目教學情境,實現教學過程與生產過程相對接。
我校電子專業擁有省級實訓中心,教學實訓設施設備齊全先進,教學資源豐富。利用學校擁有的省級實訓中心,完善現代化、標準化、具有品牌特色和產教研三位一體功能的實訓基地,電子專業實訓基地由校內實訓基地和校外實習基地兩大塊組成。校內實訓基地由三大部分組成:一是專業基礎型類,包括電子電工基礎實驗室、電子制作實訓室、虛擬仿真實訓室、電子產品生產線;二是專業綜合類,主要有單片機、可編程控制器、觸摸、變頻器、機電一體化、電視機、數字視頻、冰箱空調等實訓室;三是職業資格考證類。
這些功能各異的實訓室集演示、講授、操作為一體,是保障我校電子專業工學結合理實一體教學質量的一個重要方面。在建設校內實訓基地的同時,要不斷擴建校外實習基地,使校外實訓基地能滿足本專業學生頂崗實習的需求,同時建立一套校內外實訓基地管理制度和運行機制。
四、課程評價方法的研究
在教學中我們結合本專業特點,根據發展性評價的要求,改革學生學業成績評價體系,采用過程性評價與終結性評價相結合。注重“心智與技能”方面的評價,關注學生思想道德、行為習慣的變化,強化專業技能測評,實施分層、分類、分項目考核。建立教師、學生、家長和企業用人單位共同參與的教學質量評價制度,實施以職業能力為本位、評價主體和評價方式立體多元的教學評價體系。下面以校內進行的工學結合項目式課程評價為例,探討一個對學生的綜合性評價模式,通過一個多元的評價,促使學生提高安全責任意識、專業素養、學習興趣、創新思維、工作學習態度和專業綜合能力。具體評價方式如圖1所示。
目前,我校已納入國家示范學校的建設行列,而電子技術應用專業作為國家示范校重點建設專業,我們要以建設國家示范校為契機,深化專業布局調整、人才培養模式、課程體系、教學模式、師資隊伍、實訓基地、校企合作機制、評價模式、專業文化等方面的改革,增強專業整體實力,緊密依托產業背景,結合區域經濟發展的前沿,優化整合資源,輻射帶動專業群建設和整體提升,促進專業課程改革上一新臺階。
(作者單位:廣州市番禺區職業技術學校)
參考文獻:
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關鍵詞:FluidSIM軟件;液壓傳動系統;仿真實訓教學
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)02-0168-03
液壓傳動系統仿真實訓教學的目的及意義
《液壓與氣壓傳動》是一門集機械原理、機械設計、流體力學、檢測技術和自動控制等多方面知識于一體的綜合性課程,相關技術在機床、工程機械、交通運輸、冶金機械、農業機械、塑料機械、鍛壓機械、航空、航天、兵器、石油與煤炭等許多領域應用相當廣泛。故該課程是機械類專業一門極其重要的專業基礎課,且其實踐性很強,旨在培養學生具有讀懂一般機械液壓系統原理圖,并且獨立運用所學知識綜合分析和解決工程實際中機電液控制系統、液壓與氣動等相關問題的能力,以及設計中等復雜程度以下液壓系統的能力。但基本概念難以理解、元件結構復雜、系統工作過程抽象等,一直是這門課程教學的難題。實踐教學則一般停留在演示性和驗證性實驗上,很難構建新的回路,具有一定的局限性和欠缺。基于FluidSIM軟件的仿真實訓教學可以幫助解決這一系列問題。
FluidSIM軟件內置各種標準液壓、氣動、電氣等元件庫,具有方便快捷的繪圖、設計功能和先進的機電液控制系統仿真功能。在實踐教學中應用FluidSIM軟件對回路進行模擬運行和檢驗,能使學生清晰地了解各元件在回路各個運動階段的工作過程,加深對元件和回路原理的理解。利用FluidSIM軟件對液壓回路及控制系統進行仿真實驗,使機械、液壓、電氣有機結合,能進一步加深學生對機電液控制系統的理解,并使學生能靈活地運用已經掌握的知識分析和解決實際問題。FluidSIM仿真軟件使用獨立的液壓及控制元件,很容易連接成不同的液壓控制回路。對這些元件不同的組合,可以得到不同回路,學生可以方便快捷地搭建各類電、液控制回路,能激發學生的創新意識,培養學生整體構思設計能力和綜合運用知識的能力。FluidSIM仿真軟件還可對系統進行準確的動作和工作參數的模擬及測試,可以真實地反映、模擬現場實際,為設備的維護、故障分析提供依據。
液壓傳動系統仿真實訓的設計思路
所設計的仿真實訓內容呈現出不同的層次梯度:從基礎到提高;從基本元件認識、簡單回路連接到復雜控制回路聯動;從液壓回路的單模塊到機械、電氣、PLC、液壓集成的綜合模塊,從功能演示、原理驗證、操作互動到探索實驗、自我設計。進而從讓學生能掌握扎實的基礎知識,獨立運用所學知識分析和解決問題,到按照要求設計出符合實際工況的一般中等復雜程度的機電液控制回路。
加強學生對液壓傳動系統的組成、工作過程和特點的理解和各液壓元件結構、原理、工作性能、連接方式和功用的認知,以及對仿真軟件的安裝與搭建液壓回路的基本操作方法的學習,由仿真實訓指導書和仿真實訓報告書中的實訓報告要求體現。分析液壓系統原理圖,深度理解液壓控制閥在液壓基本回路中所起的作用,解讀系統工作過程和狀態;在同一動作要求下發散思維,修改元件的組合或電氣控制程序,設計出不同的液壓回路;根據工況要求,設置簡單的PLC控制程序,使用常見的液壓元件、電氣元件等元器件進行設計、搭建各類電液控制回路,這些由仿真實訓指導書和仿真實訓報告書中的思考題、選做思考題體現。選做思考題由教師根據實際教學情況選定,供有興趣的學生選做。所設計的思考題要有很大的自由度,課堂考核標準應具有一定的靈活性,學生根據自己的理解和想法搭建出合理的控制回路,所得結果只要理由充分、設計合理、考慮全面都應取得較好成績。
液壓傳動系統仿真實訓的內容
我們當前設計的基于FluidSIM軟件的液壓傳動系統仿真實訓包括8個單元,最后一個單元為仿真實訓考核。實訓時間為4周。具體內容如表1所示。
仿真實訓項目的實施
根據以上仿真實訓項目的設計內容和思路,對實訓課的上課方法、情景設置等都做了一些調整,并將課堂考核融入到實訓項目的實施過程中,提高學生的完成能力。以實訓五“差動連接回路”項目為例,其實施過程如下:
(一)教師借助仿真狀態圖,演示差動連接回路使液壓缸快速運動的工作原理
如圖1(a)和圖1(b)所示,當液壓缸活塞沒有觸碰到行程開關S1時,電磁閥處中位工作,液壓泵輸出的液壓油同時與液壓缸的左右兩腔相通,回路呈差動連接狀態;當觸碰到行程開關S1時,電磁閥處左位工作,液壓缸左腔進油,右腔回油,活塞桿繼續伸出;當觸碰到行程開關S1時,電磁閥處右位工作,活塞桿縮回。由液壓缸的仿真狀態圖圖1(c)可以很清楚地看到,液壓缸伸出的過程中,其差動連接階段的位移曲線斜率明顯大于非差動連接階段,充分說明了在不增加泵流量的前提下增加了供給無桿腔的油液量,使活塞快速向右運動。
(二)在教師引導下,學生在FluidSIM仿真軟件界面中搭建滿足工況要求的差動連接回路
工況要求提出由行程控制液壓缸動作:快進—工進—快退,如圖2(a)所示,速回路實現工進;采用換向閥實現快退。再進一步考慮用行程開關控制電磁換向閥實現快進和工進的換接,以及工進和快退的換接。原理圖設計如圖2(b)所示。
(三)根據PLC控制電路知識,完成液壓缸動作編程
學生通過系統原理圖和液壓缸的動作,得出電磁鐵的動作順序,如圖2(c)所示,再綜合以前所學PLC知識進行編程。其程序如圖2(d)所示。
(四)根據PLC程序選擇和連接電氣元件,其電氣控制原理圖如圖2(e)所示,完成由行程開關控制的液壓缸動作。然后進行仿真調試,檢驗系統工作是否滿足工況要求,液壓缸的仿真狀態圖如圖2(f)所示。
從設計搭建回路到編程到仿真完成液壓缸動作,教師起引導作用,學生有較大自由度。學生可以提出自己的想法和方案,采用仿真調試的手段來驗證,并記錄在報告中。課下將仿真實訓報告書上交,教師記分作為實訓平時成績。
(五)教師引導學生在課堂上通過搭建回路,對其仿真、分析、調試,完成實訓報告中的發散型和設計型思考題,并根據學生的完成情況當堂打分,作為課堂考核的平時成績
思考題如下:(1)M型中位機能的三位四通電磁換向閥在該回路中起何作用?采用O型中位機能的三位四通電磁換向閥是否可行?為什么?(2)該系統中,二位三通電磁換向閥可以用兩位兩通電磁閥代替嗎?如果可以,繪制回路圖。(3)該系統中,若將二位三通電磁換向閥換為二位三通機動換向閥,液壓缸動作是否能滿足工況要求?PLC控制程序須如何修改?(4)若采用P行中位機能的三位四通電磁換向閥實現差動連接,要求工況動作不變,若可行,繪制回路圖,給出PLC控制程序或電氣原理圖。(5)試設計一個回路能滿足該工況要求,請繪制系統原理圖,給出PLC控制程序梯形圖或電氣原理圖。此題由教師根據實際教學情況選定,由有興趣的學生選做。
仿真實訓項目實施效果
FluidSIM軟件信息量大、內容新穎、功能齊全。在仿真實訓項目的實施過程中,教師可以很好地將專業理論和實踐相結合,不僅增強學生的感性認識和學習興趣,而且增加學生實踐和動手的機會。其先進的仿真功能,直觀、逼真的仿真效果,能加快學生對液壓元件、液壓基本回路、簡單的機電液一體化系統的理解速度,進而提高學生的學習質量。利用軟件對液壓與氣動回路及控制系統進行仿真實驗,能使機械結構和傳動、液壓氣動技術、可編程控制器等知識有機地結合起來。通過為液壓系統設置控制電路,學生可以實現綜合練習,激發出創新意識,培養整體構思能力。由于加大了平時學習成績的比例,能提高學生對課程學習過程的重視。實訓教學的開展,也促進教師不斷學習,在對軟件的熟悉、運用和實訓項目的設計、實施過程中,教師提高了自身的業務素質。
仿真實訓項目方案的進一步優化
在本課程的仿真實訓教學的實施過程中,我們也對項目的設計方案和內容進行了思考。仿真實訓項目的設計方案、內容可做出更進一步的優化:可改進基礎知識呈現的方式方法,使其更具直觀性,增強綜合實例中各科知識之間的關聯性。對學生在認知過程中所提出的想法,教師應循序漸進地引導,要加以肯定,以調動學生的積極性。應考慮增加強化機電液綜合模塊的選做實訓項目和工程實際運用較多較簡單的機電液控制系統的例子,簡化后作為選做的實訓項目,以滿足部分興趣濃厚、有想法、積極性較高的學生。還可將傳感器技術、邏輯電路控制技術、計算機控制技術等融入其中,模擬工程實際例子形成綜合實訓系統,深層次地加強學生對綜合知識的運用能力,使學生開拓眼界,拓寬知識面,為日后進一步深入學習、從事專業工作做好鋪墊。
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作者簡介:
關鍵詞:高職院校;校企合作;深度融合
Investigation and practice on school-enterprise depth cooperation in vocational college
Xu Yongjun, Chen Guanfeng, Liu Wanyu
Guangdong vocational college of industry and commerce, Guangzhou, 510510, China
Abstract: At the present stage, how to build long-term cooperation mechanism of industry, academe and research institutes were common issues for all vocational college. In this paper, it discussed that our vocational college payed attention to the problem of the needs of enterprise in the school-enterprise cooperation, government guiding function of the school-enterprise cooperation, the ways and methods of diversity of the school-enterprise cooperation. The specific practices of teaching practice of the school-enterprise cooperation in the mechatronics were introduced.
Key words: vocational college; school-enterprise depth cooperation; depth fusion
高等職業技術教育是培養適應生產、建設、服務和管理一線所需要的、具備高素質的技能型、應用型人才的教育,它要求學生不但要掌握一定的理論知識,還要有很強的實踐動手能力。校企合作、工學結合是實現高職人才培養目標的有效途徑。在新的形勢下,校企合作在高等職業教育領域越來越受到重視,職業院校與企業如何構建基于產學研平臺的長效合作機制,實現校企的深度融合,實現“雙贏”目標,這是當前職業教育改革與發展的重要方向,也是創新職業教育和走可持續發展道路的有效途徑。
1 目前高職院校校企合作存在的問題
1.1 校企合作利益主體合作動力不足
隨著我國政治和經濟體制改革的不斷深化,為了給企業減負,原由行業、企業主管的院校,多數劃歸地方政府主管,行業、企業逐漸淡出教育領域。學校和企業作為兩個獨立的利益主體,有其各自的發展需求。一方面,高職院校目前處于外延擴張期,招生人數的增加和學校規模的擴大,上級部門給予的辦學經費和學生繳納的學費增加,這都對學校的外延發展極其有利。而校企合作屬于學校的內涵建設,在合作的初期學校需投入大量的人力、物力和財力,合作的效果也需要一段時間才能顯現,校企合作等內涵建設未直接關系到學校的生存和發展。另外,對于一些經濟欠發達地區的高職院校而言,由于上級部門給予的經費有限,要學校拿出較多的人員和資金進行校企合作確實有困難。以上原因造成了目前高職院校追求辦學的經濟效益,對校企合作缺乏系統全面的科學規劃,缺乏開展深層次校企合作的積極性。
另一方面,企業缺乏對校企合作的戰略思考和實踐經驗。多數企業認為,企業的主要任務是搞好生產和經營,投資辦學是政府的事,培養人才是學校的事,企業沒有義務和責任培養人才,在校企合作中處于消極被動的狀態。
1.2 政策引導、約束和激勵制度缺乏
建立學校和企業共贏的合作模式,涉及現有的職教制度,也涉及現行的法律和政策,是一種深層次的改革,需要強有力的法律和政策導向予以保證和推進。一是從校企合作的約束性制度方面而言,我國未從法律層面規定高職院校的校企合作所要達到的具有可操作性的量化指標,也未規定企業在校企合作中應承擔的義務和責任。二是從校企合作的激勵機制層面看,高職院校如依靠自己的力量推進校企合作,往往需要較多的投入,而在當前的運行機制下,這筆投入很難獲得資金方面的補償;而企業接收職業院校學生頂崗實習的具體優惠政策也未很好落實,企業未能得到必要的成本補償。
1.3 合作機制不完善,合作形式表面化
目前校企合作機制不完善,主要體現在以下三個方面:一是目前校企合作多數是建立在“關系和信譽”基礎上的,學校沒有很好的整體規劃,企業的利益也難以保證;二是多數高職院校的師資水平有限,能為企業提供的服務和技術支持也非常有限,對企業來說缺乏吸引力;三是企業缺乏人才儲備和人才梯隊建設的意識,沒有充分利用學校資源開展訂單教育,沒有針對性地培養企業所需的員工。因此,尚未形成校企良性合作機制,造成校企合作只注重合作的簽約數量,協議多以接收學生實習而忽視校企合作的具體內容和可操作性的條款,未對合作內容及深層次問題進行探討,校企合作對學生實踐水平的提升作用不明顯。
2 我校在校企合作中應注意的問題
2.1 注重企業在校企合作中的需求,實現校企合作的雙贏
校企長期合作的基礎是雙方在合作中都能滿足自身的需求。我校在校企合作中重視企業需求,在前期的調研和洽談中,重視尋找和挖掘企業的合作需求。如我校與廣東某機械有限公司的合作時,我們發現該企業制造空氣自動送料機的零部件時采用普通機床加工,存在生產效率低且質量不穩定的缺點。現欲進行技術改造,將核心部件改為數控加工。但企業暫時無數控設備和成熟的數控加工工藝方案,對企業而言存在一定的投資風險和技術風險。了解了企業的需求后,我校機械系黨政領導和教師主動提出利用我校現有的數控設備進行前期工藝方案實驗,工藝方案成熟后,再由企業技術人員和我校數控專業取得高級職業資格的學生組成生產制造團隊,為企業生產服務。
實踐表明,與該企業的合作使學校收獲頗豐:第一,專業教師參與企業課題,提高了實踐水平和為企業服務的能力,實踐教學能力得到提升,并組成了科研團隊;第二,高年級的學生不出校門就得到了生產性的實踐鍛煉;第三,學校的設備利用率提高,取得了一定的經濟效益。對企業而言,同樣有收獲:一是減少了設備投入,避免了資金投入風險;二是技改方案在學校實施,不影響原廠區的生產,避免了技術風險。
2.2 注重校企合作中政府的導向作用
一般說來,由于高職院校和企業的隸屬關系及任務目標的不同,對于校企合作中出現的種種矛盾,單純靠政府的某一政策與文件,或是靠上級教育主管部門和企業主管部門來協調,均存在不小的難度。只有政府直接參與,建立合理的企業、高職院校和其他要素間的互動關系,才能找到解決矛盾的方法,才能使校企合作的機制正常運轉,才能使企業和高職院校都從校企合作中獲益,使校企合作走上一條可持續發展的道路。
目前,校企合作中政府的導向作用不明顯,相關的制度不健全。但校企合作中如無政府的積極參與,學校要取得全方位的進展仍比較困難。因此,我校專門成立校企合作辦公室,與相關系部共同努力,主動走出校門,到珠三角的一些工業強鎮和經濟開發區管委會尋求合作。如我校與中山南頭鎮政府合作,學校專門指派一名教師常駐鎮政府辦公,協調包括學生實習、就業、教師掛職鍛煉、科研合作等校企合作事務,同時將政府就業服務部門和學校的就業辦對接,將學校的專業設置、內涵建設和南頭鎮的發展結合起來,并為其轄區企業提供包括員工培訓等方面的服務。
實踐表明,此種合作模式,對鎮(區)政府而言,學校為政府轄區企業提供了豐富的人力資源,提升了政府為企業服務的范圍和能力;對學校而言,有了政府的牽頭和指導,實現了與政府轄區多家企業的對接,提高了校企合作的效率。
2.3 注重校企合作方式、方法的多樣性
在校企合作的具體實施過程中,我校重視合作方式、方法的多樣性。第一,不同的專業具有不同的特點,決定了合作方式、方法的多樣性。如工科技術類專業,堅持“工作過程”式的合作模式,在自編教材建設、教學方式方法等方面,請每個專業教學指導委員會的企業專家按照“工作過程”的方式進行;文科類專業,堅持“崗位模塊化”的模式進行,在具體實施中將專業所涉及的崗位模塊化,在企業的實習、實訓過程中,按崗位進行指導。第二,不同的專業基礎和師資水平,也決定了校企合作模式應以不同的方式進行。如專業基礎好、師資水平高的專業,在校企合作中,就不應滿足于共建校內專業實驗室、技術開發中心,專業技術人員也不能僅僅停留在參與教學、課程開發、教材編寫等層面,而應強調專業和行業、企業的全面對接,應在校企合作研發方面重點突破;對新成立的專業,在校企合作中應注重從相應行業、企業中引進兼職教師,調研人才專業素質要求,在人才培養模式等教學層面開展重點合作。
3 我校校企深度融合的教學案例
3.1 了解企業需求,確定校企深度融合教學的切入點
在我校與中山市宏基管樁有限公司的合作過程中,始終將如何為企業服務作為校企合作的出發點和落腳點。通過前期的實地調研和與企業技術人員座談交流,我們得知,該企業目前最大的瓶頸是:由于企業生產環境差、工作強度高,一線工作人員流失率過高,影響企業生產。因此,企業有著進行技術改造,改善生產環境和提高生產自動化程度的強烈需求。但同時存在一線技術人員數量少、技改缺乏懂機電一體化技術人員的問題。了解了以上情況后,電氣系黨政領導高度重視企業的技改需求,經過系領導與專業教師的多次協商研究,將2007級機電一體化專業的部分畢業生的畢業實踐課題定為企業技改課題,企業擬定多少個課題,我們就將學生分為多少個課題組,全力配合企業進行技術革新。
3.2 擬定合作計劃方案,確定校企相關人員的職責和分工
要使企業技改課題和畢業實踐課題相統一,并深入有效地執行下去,必須明晰校企雙方人員的職責和分工,且雙方密切配合。為此,校方根據企業劃分的6個課題,確定了電氣系黨政領導為組長、專業教師和輔導員為組員的工作小組。將所有參與實習的畢業生分為6個小組,每個小組有1名組長和3~4名組員,每組配備1名指導教師,教師負責在技術層面與企業項目帶領人擬定具體的技改實習工作方案。整個實習團隊有隊長和副隊長各1名,負責學生與校企相關指導人員的溝通。為加強學生管理和在生活等方面與企業的協調,實習團隊配備1名輔導員作為領隊教師。企業方成立了以企業總工程師為組長、技術部和行政部相關人員為組員的實習工作小組。總工程師負責技改課題的劃分和工作進展的監督,技術部人員分配到6個課題組作為項目課題的帶領人(每個課題1名),行政部人員負責就學生生活等方面與學校的協調工作。
3.3 校企深度融合的教學實踐
在合作課題的實踐過程中,校企雙方工作小組主要做了以下三方面的工作:一是每個組的實習學生必須每周向項目帶領人和指導教師匯報實習工作的完成情況以及下周的工作設想;二是項目帶領人和指導教師每兩周向企業方工作小組組長匯報課題推進情況和技術難點;三是領隊輔導員每兩周將6個項目組學生實習情況向校方工作小組長匯報一次。以上工作的開展,使得實習課題有計劃、有步驟地推進,學生實習情況和課題開展情況得到了很好的監督。
3.4 合作的效果
為期三個月的合作實踐教學活動取得的成效有:(1)6個課題中的2個課題取得了階段性成果并用于實踐生產中,其余課題開展所做工作為下一階段的技術改造打下了基礎;(2)26名實習學生中,最后有8名學生留在該企業工作;(3)指導教師為企業科研服務的能力得到了提升。
4 結束語
高職院校與企業的深度合作是個系統工程,既涉及政府的引導、法律政策的制定、合作長效機制的建立,又涉及人才培養模式改革等方面,只要我們正視問題、改革創新、勇于實踐,就一定能構建一個校企合作面廣、層次深,校企雙方的積極性、主動性得到充分發揮,雙方在資源、設備、管理、人才、資金等方面互利互惠的嶄新合作模式,實現校企合作的深度融合,辦出高職院校特色。
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(中航飛機股份有限公司漢中飛機分公司機加鉗焊廠,陜西 漢中 723200)
【摘要】隨著我國制造業的崛起,加工設備發生了天翻覆地的變化,一些普通加工機床逐漸被數控機床所取代。數控機床是一種自動化程度高,加工效率高,加工精度高,結構復雜的先進的加工設備,被一些企業視為關鍵設備、重要設備,甚至是核心設備。要發揮好數控設備的效率和作用,以實現預期的經濟效益,就必須重視數控設備的日常維護保養工作,才能保障設備的利用率,發揮好設備帶來的經濟效益,防止非正常的設備磨損,避免突發事故的發生,使設備始終處于良好的技術狀態,延緩設備老化進程,及時發現和消除各種故障隱患,從而保證設備安全正常運行。本文就數控設備日常維護保養工作的重要性和做好日常維護保養的方法、內容等進行了分析,對做好日常維護保養工作確保設備利用率提出了淺薄的見解。
關鍵詞 數控設備;日常;維護保養
作者簡介:楊從玉(1975.02.06—),女,機電一體化專業本科,中航飛機漢中飛機分公司324廠技術員,從事設備維修技術工作。
1日常維護保養的重要性
俗話說“工欲善其事,必先利其器”。設備使用的前提和基礎是設備日常的維護和保養。設備在長期的,不同環境(包括惡劣環境)中的使用過程中,機械的部件磨損,間隙增大,配合改變,直接影響到設備原有的平衡。設備的穩定性,可靠性,使用效益均會相當程度的降低,甚至會導致機械設備喪失其固有的基本性能,無法正常運行。因此,設備就要進行大修或更換新設備,這樣無疑增加了企業成本,影響了企業資源的合理配置。
日常維護保養是維護設備性能,確保設備各個系統處于良好狀態的關鍵。如,可以有效降低設備的自然磨損,是防止各種故障發生的一種有效措施,能夠最大限度的降低故障發生率,確保設備正常運行。做好設備日常維護保養,能夠最大限度的降低運行成本,節約費用開支。
2設備維護保養帶來的經濟效益
設備的日常維護保養是在設備沒有出現故障的情況下,對設備的檢查,清洗構件,更換易損件,添加更換油,以保證維持設備正常工作的日常活動。從表面看企業要支付資金來維持機械設備的日常維護保養工作,但由此帶來的經濟效益有以下幾方面:
(1)日常維護保養技術要求簡單,費用低,同時保證設備的正常作業,減少零部件的磨損,延長設備的使用壽命,使得企業更為科學、合理地配置有限的資源,同時達到:“節流、開源”的目的。
(2)設備使用年限越短,可靠性越高,使用年限越長,可靠性越低。可靠性越低即機械設備容易發生故障,設備的有形磨損越嚴重,修復其所需費用也就越大。現代化機械設備是資金密集的裝備,設備投資和使用費用十分昂貴,迫切要求設備管理的經濟效益。因此,必經通過對設備的日常維護和保養來減少設備的有形磨損,減少設備壽命周期內的維修費用和其它非正常性開支。
(3)維護保養的周期短、投入的人力財力相對較少。日常的維護保養,通常2人在1天左右就能結束,相比較維修來說,時間是最省,投入的人力財力也最少,是性價比最好方式。
(4)教訓的代價慘重
2012年4月份,某公司購買了一臺北京產四坐標機床,公司的管理人員只注重經濟效益,對設備重使用輕維護保養,致使設備經常出現一些小故障,往往也是帶病工作,由于導軌油流量調節過低,導軌長期不足,導致X向導軌內部的滾動體磨損,損壞的滾柱隨機床來回運動,造成機床X向導軌面發生嚴重磨損,最終造成X向直線精度下降,后將磨損機床導軌重新研磨打平后,機床才恢復正常使用。在整過檢查維修過程中,不但耗費了大量的人力、物力、財力,而且耽誤了大量的生產時間。
3日常維護保養的內容
設備的日常維護保養主要是油、液的按時更換和添加,設備使用后的清理和擦拭,確保設備的各項指標達到設備運行要求,表面干凈整潔。
4做好設備保養的“6個到位”
長期的設備維護保養工作實踐證明,“6個到位”是做好設備維護保養的關鍵,6個到位即記錄到位、培訓到位、時間到位、內容到位、監督檢查到位、獎罰到位。具體如下:
1)設備的原始記錄到位。對每臺設備從購買之日起,要逐一建立健全好記錄臺帳,詳細記錄好設備規格、型號、產地及各種參數等,以備查閱。每次維護保養都要詳細記錄保養的時間、保養的部位、保養的內容、保養后驗收結論及下次保養的時間等具體內容。就象人到醫院看病,建立檔案一樣,給每臺機床都建立一份維護保養檔案。
2)操作人員的使用培訓到位。正確的操作是減少和杜絕各類故障發生的保障,要對操作人員詳細講解設備參數、運行特點、設備結構、注意事項等內容,做到讓操作人員熟悉設備、掌握必備的維護保養知識,提高駕馭設備的能力。尤其要讓操作人員熟悉“設備操作規程”,減少操作失誤事件發生。
3)維護保養的時間到位。要制訂設備日常維護保養計劃,明確每臺設備的維護保養時間,責任人。一旦確定設備維護保養時間,要及時與生產部門溝通協調,相互之間避免發生沖突,保證設備維護保養的時間,做到生產、維護保養兩不誤。
4)保養的內容要到位。規定每臺設備的保養內容、保養部位,保養的標準,即要細化到加油的具體點數,油的牌號,粘稠度等。設備做到“五定”,即定點、定質、定時、定人、定量。保養內容結束后,要認真進行檢查,確保保養部位和內容落實到位,并要對維護保養的設備內容進行詳細記錄,以便對設備保養建立檔案,方便有關故障的查找。
5)監督檢查到位。指預防性檢查,利用人的五感(視、聽、嗅、味、觸)和簡單的工具儀器,按照預先設定的方法標定點周期,對保養部位和保養內容進行監督檢查,確保保養內容落實到位,找出設備隱患和潛在故障,了解故障的初期信息,及時將故障消滅在萌芽狀態。主要檢查設備的壓力、溫度、流量、電流、電壓、泄漏、給脂狀況、異音、振動、龜裂(折損)、磨損、松弛等內容。
6)獎罰要到位。對于設備日常維護保養,制訂詳細的獎罰標準,細化獎罰內容,將獎罰內容盡量量化,以便考核時統一標準。充分調動操作人員愛惜設備、自覺維護設備的積極性和主動性,切實將設備維護保養工作深入持久,持之以恒的開展下去,可以在員工之間進行互查,班組與班組之間進行互查。同時,采取定期或不定期的方式進行檢查考核,讓設備管理人員和操作人員參與其中,公司組織人員監督檢查的方式,對每臺設備進行量化打分,指出好的方面和存在的不足,將檢查考核結果進行公布。對于設備維護保養好的人員及時給予獎勵,對于設備保養差的人員,及時提出批評,并給予一定的經濟處罰。形成一種保養好設備是敬業、愛崗的好風氣,讓員工從評比中受到教育,自覺養成維護保養設備的好習慣。
5結束語
關鍵詞:單片機;三段遞進式;任務驅動
作者簡介:方向紅(1969-),女,浙江松陽人,淮南聯合大學機電系,高級講師。(安徽 淮南 232038)
基金項目:本文系2011年淮南聯合大學教研項目(項目編號:JYB1104)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)02-0091-02
單片機作為計算機發展的一個重要分支領域,廣泛應用于工業控制系統中,單片機課程作為工業電氣自動化、應用電子、機電一體化、電子信息及計算機應用等專業的主干課程,在人才培養課程體系中起著重要的地位。[1]單片機課程具有軟硬件結合緊密、內部微觀結構抽象、實踐性強等特點。[2]過去,采用的是理論講授和實驗驗證相隔離的傳統教學形式,學生感覺理解困難,尤其是單片機的實踐應用方面較為薄弱。[3]為改變這一現狀,從2010年起,筆者在電類專業中推行三段遞進式教學模式改革,即將單片機教學分為模塊化教學、工程綜合實訓及電子創新設計三個階段,通過確立各階段教學的具體內容,制訂課程教學標準,改革教學方法和考核手段,取得了較好的效果。
一、三段遞進式教學模式
單片機課程是在學習了C語言程序設計、電工、電子技術、傳感器及檢測技術的基礎上,使學生掌握單片機應用系統的硬件電路設計與制作技術,能夠進行單片機應用系統的程序設計與調試,培養學生的動手能力、工程素質和創新能力。基于這個目的,筆者設計了三段遞進式教學模式,用兩學期的時間完成,其具體含義如下:
1.第一階段:模塊化教學,圍繞基礎知識及常見應用開展教學,符合學生的認知規律
筆者通過企業調研、分析單片機應用產品開發的典型工作過程,參考職業技能考核對單片機專項能力的要求,打破原有的教材體系,重新序化了教學內容,將單片機應用系統劃分為一個個基礎應用模塊。例如將并行口的應用劃分為發光二極管控制、數碼管控制、按鍵掃描及液晶芯片使用等幾個模塊。[4]每一模塊本著“知識夠用、簡單實用、有利于提高”原則,分別設計了幾個不同的任務,其內容的難易程度和對學生的能力要求呈逐步提高的趨勢。每個模塊最后都設有“發揮部分”單元,讓學生能動腦思考,即學即用,在前面內容的基礎上綜合提高。例如:第一個應用模塊——發光二極管控制,筆者分別設計了幾個任務:點亮一個發光二極管發光二極管閃爍10次跑馬燈流水燈,發揮部分要求在跑馬燈基礎上做一改進,即每個發光二極管點亮過程中要閃爍6次。這是發光二極管閃爍10次和跑馬燈的綜合應用,讓學生動手嘗試編制其單片機學習的第一個自主程序,難度不大,容易實現,從而體驗成就感,激發學習興趣。各模塊之間、電路與電路之間、程序與程序之間,都保持著關聯性,使學生在前一個電路或模塊基礎上,僅做少許改動,就可以開發出另一個電路或程序。
這一階段借助Proteus仿真軟件和實驗箱,主要在教室和實驗室穿行。首先,理論知識傳授和簡單入門程序講解在教室借助多媒體完成;然后,學生在實驗室用Proteus Isis軟件仿真電路、keil C51軟件調試程序;調試成功后,再根據實驗箱的原理圖,進行接線、修改程序,完成硬件實現。“發揮部分”由學生在課余時間研究、思考,再到實驗室驗證其正確性。每個模塊學習結束,要求學生提交報告,對所做工作做一總結。這一階段以解決任務為主線,將基礎應用分解成一個個案例元,使學生加深單片機基礎知識的理解,掌握其硬件連接及編程方法。
第一階段的考核采用百分制,即平時考勤(20%)、過程化考核(50%)與期末考核(30%)相結合。過程化考核辦法如下:學生每學完一個模塊,完成各實訓項目后,根據表1評定階段成績。學生在每個階段都有自己的成績,根據每個模塊的難易程度,取加權平均值,為過程化考核成績。期末考核采用機試方式,學生可以查閱相關資料,考查學生根據題目要求繪制仿真電路圖、程序的編制及調試能力。機試題目由多題組成,各題根據難度不同,取不同分值。學生可以根據自己的程度,選擇其中幾道排列組合,根據完成情況現場打分,體現出分層次考核的改革思路。
2.第二階段:工程綜合實訓,以典型應用產品作為載體,體驗實際產品的制作過程
在學完第一階段所有內容后,由教師按照兼顧實用性、可操作性、可擴展性的原則,選取幾種單片機典型應用產品作為實訓題目,如搖搖棒、簡易密碼鎖、數字時鐘和電子琴等,這些題目在書本及網絡上很容易查到相關資料。它們既是第一階段各模塊內容的綜合應用,又加入了新的芯片原理及應用,因而是第一階段教學內容的補充、綜合和深化。如數字時鐘電路中既包含了基礎應用部分的單片機最小系統、按鍵掃描、蜂鳴器警示、中斷、數碼管或液晶顯示等,又加入了時鐘芯片DS1302的原理及其與單片機的連接等內容。學生在掌握單片機原理和基本應用的基礎上,以某個具體產品的制作為載體,經過電路板設計、元器件焊接、程序設計與調試、硬件裝配、分析總結等過程,脫離了已固化成功的實驗箱及軟件仿真,進入到自己親自動手搭建硬件,程序調試、下載階段,初步掌握了工程設計方法和組織實踐的基本技能。這一階段考核標準如表2。
3.第三階段:電子創新設計,綜合了傳感器及檢測技術、電工、電子技術和單片機等相關知識,是能力轉化為工程素質的重要階段
實際的單片機應用系統設計必然包含電子線路設計、傳感器使用、單片機控制及檢測技術應用等幾部分,電子創新設計階段就是模擬單片機實際應用產品的設計過程,由教師參考大學生電子設計競賽的形式,事先設計一些題目,提出系統需要完成的任務及其參數、精度要求。學生3~4人組成一個小組,各組選定一個題目,在規定的時間內協作完成。學生經過課題分析研討、查找資料、電路設計、硬件制作與裝配、軟件編制、系統聯調、編寫設計報告等步驟,培養學生的團結協作精神、工程設計能力及科技論文寫作能力,是單片機應用開發過程的課堂模擬及創新能力培養的重要階段。電子創新設計階段考核采用百分制,具體標準如表3。
二、結語
三年來,筆者通過上述實踐和改革,極大地激發了學生學習的積極性,學生感覺易入門,對基礎知識的理解也更加深刻了。很多學生在畢業設計中都喜歡選擇跟單片機應用相關的課題,畢業生的工作也有不少跟單片機應用開發相關。另外,培養了一大批動手能力強、實踐技能高的學生,在安徽省大學生技能大賽和電子設計大賽中屢獲佳績。
單片機三段遞進式教學模式,其本質是通過任務驅動,引導學生在解決問題的過程中,理解單片機知識,熟悉單片機開發過程,掌握實踐技能,培養工程素質和創新精神,為學生的可持續發展打下基礎。課程改革是一項長期的系統工程,筆者只是做了些探索和嘗試,今后還需要根據學生的特點、技術的進步不斷調整思路,與時俱進,為培養生產實踐所需的人才而繼續努力。
參考文獻:
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【關鍵詞】電子產品;整機調試;工藝方案
1.引言
電子整機經過裝配之后,雖然以需要的元器件、零件和部件,按照設計圖紙的要求連接起來,但由于每個元器件的參數具有一定的離散性,機械零、部件加工有一定的公差和裝配過程中產生的各種分布參數等的影響,不可能使整機立即能正常工作,必須通過調整、測試才能使功能和各項技術指標達到規定的要求。因此,對于電子整機產品的生產,調試是必不可少的工序。
2.調試的內容
調試工作包括調整和測試兩個方面。調整主要是指對電路參數而言,即對整機內電感線圈的可調磁芯、可變電阻器、電位器、微調電容器等可調元器件及與電氣指標有關的調諧系統、機械傳動部分等進行調整,使之達到預定的性能指標和功能要求。測試是用規定精度的測量儀表對單元電路板和整機的各項技術指標進行測試,以此判斷被測項技術指標是否符合規定的要求。調試工作的主要內容有以下幾點:
(1)正確合理地選擇和使用測試所需的儀器儀表;
(2)嚴格按照調試工藝指導卡的規定,對單元電路板或整機進行調整和測試,完成后按照規定的方法緊固調整部位;
(3)排除調整中出現的故障,并做好記錄;
(4)認真對調試數據進行分析、反饋和處理,并撰寫調試工作總結,提出改進措施。
對于簡單的小型電子產品,如穩壓電源、半導體收音機、單放機等,調試工作簡便,一旦裝配完成后,可以直接進行整機調試;而結構復雜、性能指標要求高的整機,調試工作先分散后集中,即通常可先對單元電路板進行調試,達到要求后,再進行總裝,最后進行整機調試。
對于大量生產的電子整機產品,如彩色電視機、手機等,調試工作一般在流水作業裝配線上按照調試工藝卡的規定進行調試。比較復雜的大型設備,根據設計要求,可在生產廠進行部分調試工作或粗調,然后在總裝場地或實驗基地按照技術文件的要求進行最后安裝及全面調試。
3.調試工藝方案的制定
調試工藝方案是指一整套適用于調試某產品的具體內容與項目(如工作特性、測試點、電路參數等)、步驟方法、測試條件與測量儀表、有關注意事項與安全操作規程。同時,還包括調試的工時定額、數據資料的記錄表格、簽署格式與送交手續等。
調試工藝方案編制得是否合理,直接影響到電子產品調試工作的效率得高低和質量得好壞。因此,事先制定一套完整的、合理的、經濟的、切實可行的調試方案是非常必要的。不同的電子產品有不同的調試方案,但總的編制原則是基本相同的:
(1)根據產品的規格、等級、使用范圍和環境,確定調試的項目及主要性能指標。
(2)在全面理解該產品的工作原理及性能指標的基礎上,確定調試的重點、具體方法和步驟。調試方法要簡單、經濟、可行和便于操作;調試內容具體、切實、可行、測試條件仔細、清晰,測量儀器和工裝選擇合理,測試數據盡量表格化,以便從數據結果中錄找規律。
(3)調試中要充分地考慮各個元件之間、電路前后級之間、部件之間等的相互牽連和影響。
(4)對于大批量生產的電子產品,調試時要保證產品性能指標在規定范圍內的一致性,否則,會影響產品的合格率及可靠性。
(5)要考慮到現有的設備條件、人員的技術水平,使調試方法、步驟合理可行,操作安全方便。
(6)盡量采用新技術、新元器件(如免調試元器件、部件等)、新工藝,以提高生產效率及產品質量。
(7)調試工藝文件應在樣機調試的基礎上制定。既要保證產品性能指標的要求,又要考慮現有工藝裝備條件和批量生產時的實際情況。
(8)充分考慮調試工藝的合理性、經濟性和高效率。重視積累數據和認真總結經驗,不斷提高調試工藝水平,從而保證調試工作順利進行。
4.電子產品的整機調試工藝流程
整機調試的過程是一個循序漸進的過程,其原則是:先外后內;先調結構部分,后調電氣部分;先調獨立項目,后調存在相互影響的項目;先調試靜態參數,后調試動態參數;先調試基本指標,后調試對質量影響較大的指標等。
4.1 電子產品整機調試的一般工藝流程
電子產品的整機調試步驟應該在調試工藝文件中明確、細致地規定出來,使操作者容易理解并遵照執行。由于電子產品的種類繁多,電路復雜,內部單元電路的種類、要求和及技術指標等也不相同,所以調試程序也不盡相同。但對一般電子整機產品來說,調試一般工藝過程包括:整機外觀檢查、結構調試、電源調試、整機功耗測試、整機統調、整機技術指標的測試等工藝。
(1)整機外觀檢查。檢查項目因產品的種類、要求不同而不同,具體要求可按工藝指導卡進行。對于一般的電子產品主要檢查機殼外觀、機內異物、功能開關、緊固螺釘、按鍵或按鈕等項目。
(2)結構調試。電子產品是機電一體化產品,結構調整的目的是檢查整機裝配的牢固性和可靠性。具體內容有:各單元電路板、部件與整機的連接、連線是否牢固可靠,有無松脫現象;調節裝置是否靈活到位;插頭、插座接觸是否良好等。
(3)電源調試。檢查確認產品的供電系統(如電源電路)的開關處于“關”的位置,檢查電源變換開關是否符合要求、保險絲是否裝入、輸入電壓是否正確,然后插上電源開關插頭,閉合電源開關通電。接通電源后,電源指示燈亮,此時應注意指示燈是否點亮,有無放電、打火、冒煙現象,有無異常氣味等現象。若有這些現象,立即停電檢查。另外,還應檢查各種保險開關、控制系統是否起作用,各種散熱系統是否正常工作。
電源調試通常在空載狀態下進行,切斷該電源的一切負載后進行初調。其目的是避免因電源電路未經調試帶負載,容易造成部分電子元器件的損壞。調試時,接通電源電路板的電源,測量有無穩定的直流電壓輸出,其值是否符號設計要求或調節取樣電位器使達到額定值。測試檢測點的直流工作點和電壓波形,檢查工作狀態是否正常,有無自激振蕩等。
空載調試正常后,電源加負載進行細調。在初調正常的情況下,加上定額負載,再測量各項性能指標,觀察是否符合設計要求。當達到要求的最佳值時,鎖定有關調整元件(如電位器等),使電源電路具有加負載時所需的最佳功能狀態。
(4)整機功耗測試。整機功耗測試是電子產品的一項重要技術指標。測試時常用調壓器對待測整機按額定電源電壓供電,測出正常工作時交流電流,兩者的乘積即得整機功耗。如果測試值偏離設計要求,說明機內存在故障隱患,應對整機進行全面檢查。
(5)整機統調。調試好的單元電路裝配成整機后,其性能參數會受到不同程度的影響。因此,裝配好整機后應對其單元電路板再進行必要的調試,從而保證各單元電路板的功能符合整機性能指標的要求。
(6)整機技術指標的測試。對已調試好的整機應進行技術指標測試,以判斷它是否達到設計要求的技術水平。不同類型的整機有不同的技術指標,其測試方法也不盡相同。必要時應記錄測試數據,分析測試結果,寫出調試報告。
4.2 彩色電視機整機調試工藝流程
以大量生產的29英寸彩色電視機過程為例,說明電子整機的調試過程。由于采用流水作業生產方式,整機調試按工序、工位在流水作業線上完成。
(1)整機調試程序。整機調試程序由彩色電視機整機調試工藝流程規定,如圖1所示。
(2)調試工藝指導卡。調試工藝指導卡是調試人員進行各項工作的依據,規定了對各調試工位在于20s內應完成的調試內容、采用的操作方法、步驟、儀器儀表、工具量具以及要求、注意事項等。
(3)調試結果檢查。整機經調試后,如果規定的參數均已達到技術的要求,則整機的使用功能已經具備,可通過調用使用功能觀察工作情況,驗證調試結果。
5.結束語
調試過程中要接觸到各種測試儀器和電源,在這些儀器設備及被測試機器中常常帶有高壓電路、高壓大容量電容和MOS電路等。為保護調試人員的人身安全和避免測試儀器及元器件的損壞,必須嚴格遵守安全操作規程。調試工作中的安全措施主要有測試環境的安、供電設備的安全、測試儀器的安全和操作安全等。電子產品調試的經驗與方法可以歸納為四句話:電路分塊隔離,先直流后交流,注意人機安全,正確使用儀器。
參考文獻
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