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DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.198
1 前言
随着经济社会发展对技能人才的需求的与日俱增,机电一体化专业的招生规模不断扩大,这对传统的高职教育模式形成了严峻挑战。与企业脱离的培养模式使得在教学管理、实习实训、专业基础知识和职业能力提升等方面都无法满足社会对技能人才培养的需求。又因为机电一体化专业就业面向非常有针对性,与各类企业对接紧密性强,所以基于产教融合下的机电一体化专业研究对于提升高职院校机电一体化专业人才培养质量有着重要的理论意义和现实意义。
2 产教融合内容
产教融合主要内容包括专业与产业对接、学校与企业对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接。充分体现了校企联合、多方参与的高职教育产教互动理念,通过“走出去,请进来”的方式完成职业素质与职业技能的培养目标,通过校中厂、厂中校、订单模式、合作办学等多种模式发挥企业在高职教育中的功能作用,实现学校、企业、社会的动态配合,以解决高职教育中产教脱离的瓶颈问题,提高学生的自主性和创新能力。
3 产教融合政策
十会议对我国教育提出了新的要求:“办人民满意的教育”、“产业发展与教育融合”,加快发展现代职业教育,就是与上述要求相适应的我国职业教育领域的重大战略决策。《教育部关于2013 年深化教育领域综合改革的意见》中提出:完善职业教育产教融合制度是改革办学体制的一项关键内容。2014年6月,《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》(国发〔2014〕19号)明确提出:构建以就业为导向的现代职业教育体系,进一步确定现代职业教育体系的主要任务是服务发展、促进就业;基本特征是产教融合、校企合作;培养模式是工学结合、知行合一;培养目标是职业精神与技术技能高度融合。2015年7月教育部印发《关于深化职业教育教学改革 全面提高人才培养质量的若干意见》(教职成[2015]6号),从职业教育教学改革和人才培养角度再次提出:“完善产教融合、协同育人机制,创新人才培养模式”、“坚持产教融合、校企合作”的基本原则,并就如何推进产教深度融合,从4 个方面进行具体部署。同时,2015 年教育部颁布的《高等职业教育创新发展行动计划(2015-2018年)》,也将坚持产教融合、校企合作作为基本原则。
4 研究现状分析
文献[1]提出了基于“广东石油化工学院-中兴通讯ICT产教深度融合”背景下教师专业发展所面临的主要问题,对产教研融合背景下教师专业发展的特征与结构进行分析,提出了教师专业发展途径和制度建设的内容。文献[2]根据高等职业教育特点及要求,在校企合作模式下完成机电一体化技术专业人才培养模式的研究,从该校机电一体化技术专业现状和我国校企合作分析入手,从校企合作相关机制、人才培养过程的职业素质锻炼、过程考核制度的推进等方面展开讨论和阐述。文献[3]通过文献及政策梳理,对职业教育领域所提出的“校企合作”和“产教融合”概念进行解读和辨析,阐述了二者提出的历史背景、发展脉络和对职业教育发展所产生的深远意义。文献[4]以清远职业技术学院理工科产教融合建设为例,探讨了高职理工专业产教融合的突出问题,使应对策略更具有针对性。文献[5]以机电一体化技术专业为例,探索如何使全体教学人员与企业人员积极更新观念,建立新型的校企合作的教育模式,提升校企合作的有效开展,实现学校企业优势的互补,共同培养出实用型人才,更好地满足区域经济与企业发展的需要。
5 实践经验
山东水利职业学院一直重视学生的职业能力培养,近年来在人才培养模式改革、课程体系构建、校企合作模式创新、产学研结合、学生职业能力和素质提升等多方面得到行I、企业的指导和认可。机电一体化专业学生起点高,学习基础好。2013年学院和豪迈集团继续深度合作、组建“豪迈班”。2014年学院举行机电一体化技术专业群校企合作专业建设研讨会,来自日照岚山港集团等15家单位的专家和技术骨干与专业群负责人及骨干教师一起研讨,使机电一体化技术专业群专业产学研结合的定位和切入更加准确,专业服务产业能力的方向更加明确。2017年3月学院又与山东五征集团就加强校企合作、组建“五征班”进行探讨。
将来,学院将继续立足日照及周边地市的地域经济,以机电一体化专业产教融合的人才培养模式为例,深入研究产教融合实施过程中存在的问题,旨在寻找突破口,争取在机电一体化专业课程体系建设、双师型师资队伍建设、提高学生职业技能质量等方面有所成效。
6 结语
我国经济和我国职业教育的快速发展,推动着各专业的人才培养模式的迅速发展,融机、电、液、自动控制、计算机等技术于一体的机电一体化专业也不例外。可以相信,随着国家职业教育的产教融合相关政策的颁布实施,机电一体化专业的人才培养已逐渐与企业和社会相适应,基于产教融合政策下的专业研究有利于提高职业教育的质量,培养出更多素质高、技艺精的人才。
参考文献:
[1]弓云峰,吕晓兰,李继凯.产教融合背景下教师专业发展特征和制度建设的思考――以“广东石油化工学院-中兴通讯ICT产教深度融合”背景下“双师型”教师建设为例[J]. 高教学刊,2016(22):27-29.
[2]邹津婷.高职机电一体化技术专业校企合作人才培养模式的研究[J].科技创新导报,2016(01):142-143.
[3]管丹.“校企合作”与“产教融合”概念辨析[J].职教通讯,2016(15):41-42.
中图分类号:TH39 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)26-0001-02
1 机电一体化技术的发展现状
所谓的机电一体化技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,它要求用信息技术控制机械设备的运用,而微电子技术是信息技术控制设备运行的一种方法,随着信息技术与机械设备的有效结合能推动机械本体技术、传感技术、驱动技术、接口技术、软件技术等智能化、自动化发展。随着当今科技的发展,机电一体化技术的发展已经取得了巨大的成果,微电子技术已经是信息技术非常重要的一部分,这是机电工业发展的必然趋势。
从20世纪60年代开始发展到现在,机电一体化技术已经由简单的应用阶段发展成为了现在机械的智能化与自动化,它优化了人力资源、提高了经济效益,在实际的生产生活中,机电一体化技术的应用有重要的意义。现在人们已经开始研究将光纤和人工智能等技术和机电一体化整合的整合技术,这是未来机电一体化技术的发展方向。
目前,随着科学技术的发展,机电一体化技术应用在各个方面,而智能化、自动化的层次也在不断提高。在日常生活中,机电一体化得到广泛的应用,比如说微波炉、电视机和洗衣机等;在工厂企业的应用中,人们把机电一体化技术应用在计算机集成制造系统、自动包装机、自动码垛机和数控机床等智能控制方面。不仅如此,机电一体化的技术已经具有学习能力与分析思考的能力,比如现在研发出的一些智能机器人,它们通过信息技术的仿生物方法、仿生物技术等,除了能完成手工输入指令的控制,还能完成简单的自我分析、自我诊断、自我决策,这些信息技术给机械操作与诊断提供大量的数据依据。由于目前对于机电一体化智能化方面的研究尚在初级阶段,这些机器人也只能应用于某些特定的职业当中,但是相信,随着技术的进步,机电一体化技术必然会更加的先进,将会为社会的进步和人类的发展做出更大的贡献。
2 机电一体化技术发展方向
所谓的机电一体化就是电子控制、机械、信息处理、计算机等不同学科的交叉融合,主要的发展方向包括智能化、数字化等。
2.1 智能化
也就是说机电产品是具有一定的智能的,要能够具有类似于人的判断推理能力、逻辑思考能力和自主决策能力等。比如说在CNC的数控机床上可以增加人机对话的功能以及设置智能工艺数据库、智能I/O接口等,给使用和维护机器带来很大的方便,同时随着当前灰色理论、模糊控制、混沌和分岔、神经网络等人工智能技术的进步和发展,机电一体化必然会在技术发展方向走出更加广阔的
天地。
2.2 数字化
微控制器是机电一体化的基础,比如说不断发展的机器人和数控机床。而当前网络技术的不断发展,也为机电数字化的建设铺平了道路,比如说计算机集成制造,虚拟设计等。机电一体化产品数字化具有非常可靠的可维护性、可靠性和易操作性,数字化的实现将能够便于远程的操控以及故障的诊断和修复。
3 机电一体化未来发展方向
所谓的机电一体化,实际上是以信息技术控制机械的操作,这就要求首先必须发展信息技术,因为信息技术负责机械控制的应用,它包括负责控制方法、数据分析、运行反馈、分析决策等,如果没有先进的信息技术支持,那么机电一体化不能有效率地展开,也不能满足经济的发展与社会的需求,在信息技术发展后,机械技术要同步更新和发展,它需要能满足信息技术的要求,两者同时提高、有效整合,正是未来发展的方向。
第一,机电一体化技术要向智能化方向发展。随着科技的进步,目前智能化的研究取究正在不断的发展,人们在信息技术中大量应用到数掘挖掘技术、粗糙集理论等等,这些都是信息技术智能化的基础,它们能让信息技术拥有模拟人一样的思维,同时它具有学习能力、决策能力等。这些先进的信息技术应用到机械设备当中,工作人员可以用程序的方法让机械设备按照预定的流程进行工作。原来这些工作需要耗费大量的人力资源,而现在只需要很少的人力就能完成,它能大幅度地降低人力的使用,同时,人力资源的精减也使管理得到更高的效率,达到企业结构优化、提高经济效益的目的。机械设备不仅向着智能化的方向发展,还向着机械人的方向发展。机器人的行动会更加的灵活,同时也会被赋予人类的一些简单的行为,机器人能提炼出人的思维流程,模拟人类数据分析的方法,它能使智能化向着更进一步的方向发展,比如说机器人拥有自我决策能力以及逻辑判断能力等,可以看到,未来机械设备将来逐渐摆脱人的控制而让这些智能机械人
操作。
第二,机电一体化技术还要兼顾环保的需求。随着经济的发展与科学的进步,人们已经意识到周围的环境正在变化,日趋减少的自然资源和正在恶化的生存环境是人们必须要去面对的问题,现在人们已经越来越意识到除了要保证科学的发展,同时也要兼顾环保的控制,因此机电一体化在设计过程中,也要注意到环保的理念,使机电一体化设备更能满足人们的需求。要求机电一体化拥有环保的性能,要求设计机电一体化设备时能对资源有效的利用,同时要尽可能做到对废旧的资源能进行再回收、再利用,要能实现使用最小的资源能得到最大的产出效果,机电一体化技术向着环保的方向发展既是企业节省成本的需要,也是社会的整体需求,机电一体化技术只有满足环保的需求才能适应未来经济发展的需求,设备才能持续性发展。
第三,网络化发展是机电一体化的趋势。网络技术的发展给人们的生产、生活方式带来巨大的改变,这种改变也对机电一体化带来巨大的影响,比如在机电一体化设备的生产上,人们可以通过网络技术的数据采集与分析,了解到社会对机电一体化设备的需求,生产厂家可以针对此市场需求开发;在机电一体化工艺技术的共享上,由于网络技术能将信息迅速传播,一旦机电一体化设备出现新的工艺、新的设计构思,很快就能被相关人员了解,人们可以通过网络的方式共同探讨;在机电一体化设备的使用上,由于网络技术的迅速发展,未来远程对机电一体化设备进行操作成为可能;同时,由于网络技术与信息技术的结合,当机电一体化设备出现异常状态时,人们可以远程收到机电一体化设备运行的状态数据,对设备进行远程评估与诊断,这些方式将对机电一体化设备的发展产生极大的影响。
4 结语
总而言之,机电一体化技术的发展过程就是不同学科之间相互融合、相互交叉的过程,它是多种先进的科学技术共同融合的成果,是社会生产力发展到一定阶段的必然产物。机电一体化的发展能大力推动社会的进步与经济的进步,它是人们的需求也是社会的需求,可以预测,随着科学技术的发展,机电一体化技术将极快的发展而且会广泛的应用,它能给社会带来更加深重的影响。
TAFE(technical and further education)即技术与继续教育的简称,是澳大利亚建立在终身教育理念基础之上特色鲜明的职业教育与培训组织。澳大利亚TAFE课程一般定义为“在澳大利亚资格框架下,以行业组织制定的行业标准和国家统一的证书制度为依据,为满足行业需要而设计的理论知识学习和技能培训并重,且多数是以技能培训为主的一组结构严谨有序的科目组合”。首先,从其定义可以看出,TAFE课程注重职业能力的培养,把职业能力作为其课程设计的核心内容,当然这里的职业能力主要是指从事职业岗位所需要的关键能力;其次,国家认可的培训包是TAFE课程开发的主要依据,培训包不会过时,根据社会的发展、行业企业的需求每3年就会更新或者修订,能力标准和资格证书都包含在培训包的国家认证部分中。
政府的高度重视、行业企业的引领制定职业标准、全国统一与工作岗位相对应的教育和培训证书体系、实践经验丰富的教师队伍等是澳大利亚TAFE课程的特色。我国的职业教育起步较晚,高职教育作为我国高等教育的一个类型,近年来也越来越被重视。大力开展职业教育课程改革,结合我国国情,建设职业能力培养为重点,构建了基于工作过程的课程体系。
一、借鉴TAFE课程,做好机电一体技术专业课程改革
机电一体技术专业是武汉市品牌建设专业,结合机电一体化技术专业建设的实际情况,借鉴了澳大利亚职业教育课程体系培训理念,解构和重构专业课程体系,打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式,转变为以工作任务为中心组织课程内容,让学生在完成具体项目、任务的过程中来构建相关理论知识,并发展专业能力。课程内容突出对学生职业能力的训练,理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行。同时,又充分考虑高等职业教育对理论知识学习的需要,并融合相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。
1.企业调研及岗位职业能力分析
我国目前还没有澳大利亚职业教育中的类似TAFE培训包。对于人才培养模式,各高职院校根据我国职业教育相关文件要求进行“校企合作、工学结合”的探索。
机电一体化技术涵盖面较宽,是多种技术交叉融合的产物。针对高职主要为地区经济发展服务的特点,以“武汉・中国光谷”为核心,以东湖新技术开发区、武汉经济技术开发区等国家级开发区为重点,对武汉及周边地区的机电类典型企业及毕业生就业的主要企业进行调研,通过问卷、访谈、研讨等方法,了解企业对机电一体化专业提供的岗位。机电一体化技术目前主要应用在两类企业:机电一体化产品制造企业和利用机电一体化设备生产企业。第一类企业需要做好机电一体化产品的装配、安装、调试及售后服务等工作;第二类企业要求完成机电一体化设备操作和设备的保养维护等。从调查中可以看出,企业对机电一体化技术职业岗位、工作任务及职业能力要求情况各有不同,综合如表1所示。
通过对机电一体化技术专业岗位群中每个岗位的工作任务进行细化,对完成岗位工作任务必须具备的职业能力进行分析并归纳,基于职业能力来构建学习领域课程。
2.课程体系构建
以工作过程为导向,是将典型的工作任务进行教学处理,使其符合高职学生的认识水平和知识技能系统,来建构学习领域课程,实现“教学做”一体化。机电一体技术专业学习领域课程构建如表2所示。
3.做好课程建设,提高教学质量
针对机电―体化技术专业从事岗位,进行任务和职业能力分析,并以项目为引领确定本课程的结构,以岗位职业能力为基础确定本课程的内容,对相应的课程按项目化思路进行建设。现以“可编程控制器技术”课程为例阐述课程如何建设。“可编程控制器技术”是机电一体化技术专业的核心课程,通过改革该课程的教学内容、教学模式、课程考核与评价等,提高了课程的教学质量。
(1)课程教学内容
“可编程控制器技术”课程内容涵盖社会保障部制定的“可编程序控制系统设计师”培训及国家职业标准考核大纲内容。由三个项目引领,项目中设有典型学习任务,以“任务目标”“任务描述”“任务实施”“任务检查与评价”“知识链接”“巩固与拓展”六段式贯穿于每一个学习任务,让学生带着任务学习,在完成任务的过程中实现理论与实践知识的融合,突出职业核心能力的培养。项目教学内容如表3所示:
(2)教学模式的设计与创新
教学模式的改革,使教师要从传统的“教”变为“导”,成为教学活动的引导者、组织者、促进者,坚持行动导向教学,采用“教学做”一体化教学模式。
教师布置项目任务,学生在任务的驱动下进行咨询和决策,并借助精品资源共享课程网站、教材等查阅学习资料,制定完成项目任务的计划、步骤,教师对学生决策过程中遇到的问题随时答疑,即“做”中“教”。教师是教学活动的引导者、组织者,学生是教学活动的主体,全程参与了教学活动,通过各个项目任务的实施,学生不仅获得了知识,同时学会了合作、沟通的能力。
(3)课程教学考核与评价
改变“知识型”期末理论考试定成绩的考核模式,转变为对学生技能、综合应用能力、职业素质的考核与评价。在“可编程控制器技术”课程中推行了过程评价与结果评价相结合、理论考核与实践考核相结合、能力评价与素质评价相结合、小组评价与个人评价相结合的考核与评价体系,重点突出了考核与评价的过程化和多元化,取得了较好的效果。
机电一体化技术专业课程,如“单片机原理及应用”“电工电子应用技术”“生产线控制系统维护”等,也做了类似的课程改革。
二、课程改革的成效
学习了国外职业教育的先进理念,将这些先进理念融入到了具体专业建设改革中。经过几年的探索和实践,我院机电一体化技术专业建设也算是小有成效(如下为近两年):
专业核心课程如“可编程控制器技术”及“单片机原理及应用”等改革教材被教育部立项为“十二五”职业教育国家规划教材;专业学生多次获得了全国职业技能大赛一等奖、二等奖的好成绩;专业教学团队25余篇,申请省市级课题12项,企业技术服务8项,专利7项;专业实训基地被立项为武汉市属高校实训建设基地等。
借鉴澳大利亚TAFE课程,注重职业能力的培养,基于工作过程课程改革是一个长期的过程,不易操之过急,需要我们在实践中不断探索、不断总结,这样才能让高职课程建设与改革持续健康地发展。
参考文献:
[1]孟秀丽,李金涛.澳大利亚证书框架体系对我国高职院校专业建设的启示[J].职教论坛,2012,(09).
[2]陈晓琴.高职课程标准与职业岗位技能标准对接探究[J].职教论坛,2011,(14).
[3]机电一体化职业技能培训发展研究课题组.我国机电一体化职业技能应用企业现状及人才需求分析[J].中国培训,2010,(11).
[4]何琼.机电一体化技术专业课程体系的改革实践[J].职业技术教育,2009,(03).
近年来,随着国外先进职业教育课程建设理念与技术的逐步引进与推广,工学结合作为职业教育的重要特征也逐渐得到认同。广州市工贸技师学院顺应国内外市场对技能型人才的需求,即技能人才需具备综合职业能力和奠定持久的职业生涯发展,在机电一体化专业建设中,提出构建工学结合的一体化课程体系的工作目标,并在具体的教学中实施。
机电一体化专业课程体系改革的必要性
长期以来,我国职业教育所采用的课程体系多为学科课程体系,其基本特征是以学科内容为中心设计课程,依据不同学科之间的相关性,按照先后顺序开设教学科目。虽然学科课程体系具有逻辑性和系统性较强的优点,但是,随着科学技术和产业组织结构的发展,其缺点也日益凸显,如学科课程忽略世界的整体性,将原本内在统一的科学、艺术、道德割裂开来;学科课程强化“精英文化”,强化少数人利益,与“大众文化”割裂开来;学科课程以灌输学科知识为宗旨,过多倚重接受学习,忽视发现学习、探究学习、行动学习在人的发展中的价值,忽视社会经验的获得和实践能力的形成;学科课程的系统性不能等同于职业活动的系统性,学科课程所强调的抽象概念和理论与职业教育的应用性、实践性要求不相符。
进入新时期,现代企业和社会管理步入了以过程为导向的综合化运作时代,强调劳动者专业能力、社会能力及方法能力的综合运用,孤立的学科课程体系与此需求相去甚远。因此,改革长期徘徊在职业教育领域的学科课程体系,构建适应社会经济发展和企业用人需求的新课程体系势在必行。
在机电一体化专业的学科课程体系中,课程主要分为专业基础课程和专业实训课程,专业基础课程强调《工厂电气控制技术》、《电工电子技术》、《机械制造技术》、《单片机与接口技术》、《液压与气动技术》、《自动检测技术》、《机电一体化技术与系统》等专业理论知识的学习,专业实训课程强调《金工基本技能实训》、《机电设备拆装》、《电子电工专项技能实训》、《机电一体化技术实训》基本操作技能的训练,不管是理论知识的学习,还是单项技能的训练,学科课程体系均从片面的片段的角度看待本专业的整体性职业活动,没有与完整的工作过程建立一种直接的联系,对专业人才完成一项综合性工作任务所需的综合职业能力培养非常有限。因此,改革机电一体化专业的学科课程体系,构建工作过程导向的课程体系势在必行。
机电一体化专业课程体系改革的技术路径
职业教育是为人们胜任职业活动和通过职业活动实现人的发展而提供的教育,具有完整的工作过程是职业教育的基本要求,因此,职业教育过程中的媒介和手段都应是工作化的,必须将具体的工作情境置于教学过程之中,并以工作性思维来构建教学过程,根据职业教育的特征和规律,课程设计开发要体现“在工作中学习,在学习中工作”的理念。
基于工学结合的一体化课程体系改革理念,在机电一体化专业课程体系构建中,课程的设计和开发必须以工作为基础,并保证以工作为基础的教学过程必须产生胜任现实工作的能力。校企合作的核心是认识企业的工作形态和工作内容,并将其充分而有效地呈现于教学过程之中,聘请企业专家参与课程建设、签订校企合作合同、组织师生企业实习,其目的都是为了保证“工作呈现”的有效性。
因此,在机电一体化专业课程体系构建中,本专业一体化课程体系的开发设计技术路径如下:行业、企业情况分析和岗位工作分析召开实践专家访谈会提取典型工作任务一体化课程转化确定学习任务设计教学计划编制学习材料(工作页等)开发投入实施。
行业、企业情况分析和岗位工作分析通过企业调研,与企业实践专家访谈,与企业工程技术人员探讨,观摩企业实际生产运作等途径,分析行业、企业实际工作情况和对技能人才的用人要求,确定本专业技能人才的就业领域有:电气设备和机电一体化设备的运行、安装、调试与维修;电气、机电产品生产现场的工艺实施;仪器仪表的配置、检测、调试与维修;机电一体化工程项目的施工、维护及技术服务;机电类产品的营销与售后服务;机电设备的技术改造、技术管理、产品辅助开发等。
召开实践专家访谈会,提取典型工作任务向若干机电一体化行业的企业一线人员发放“实践专家工作职责调查表”,分析企业一线技能型人才的个人工作经历和现从事岗位工作职责、工作内容,从而遴选符合参加实践专家访谈会条件的企业实践专家。学校确定课程开发主持人、专业骨干教师及聘请的实践专家之后,召开实践专家访谈会。会上,在课程开发主持人主持,专业骨干教师配合下,引导企业实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”,“实践专家职业发展阶段分析表”要求每位企业实践专家列举从进入机电一体化行业开始到成为实践专家的发展过程的若干阶段及其每一阶段所从事过的、有挑战性的、完成工作的过程能够提高工作能力的有代表性的工作任务实例。待所有实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”后,课程开发主持人引导实践专家配合,从所有填写后的“实践专家职业发展阶段分析表”中提取代表性工作任务,最后根据人才培养目标要求分析确定典型工作任务并按从入行到实践专家的职业发展阶段进行排序。机电一体化专业提取的典型工作任务,按照初级——中级——高级——技师的职业发展排序,通过企业实践专家分析,共提取了“机电设备装配、调试与维护”、“电气控制柜的安装调试”、“机电一体化系统疑难故障诊断与检修”等16个典型工作任务。
转化确定学习领域课程根据职业教育规律和目标,按照一个典型工作任务转化为一门学习领域课程的原则,在企业实践专业和学校专业骨干教师的共同讨论分析下,将职业行动领域中的典型工作任务转化为职业教育领域中的学习领域课程。机电一体化专业最终确定的学习领域课程有:“电气安装”、“机电设备疑难故障检修”、“机电一体化系统设计”等16门课程,每门课程均体现一项完整的工作任务。
设计学习任务,编制教学计划根据地区区域经济发展水平和学校教育教学基本条件,对应每一门课程,开发设计若干学习任务。学习任务可以直接来源于企业,也可以由学校根据工作任务要求设计开发,但它原则上是一个完整的工作任务,能体现完整的工作过程。机电一体化专业开发设计的学习任务有:“工具和仪表检修”、“齿轮传动机构拆装与测绘”、“常见机床动力电路安装与检测”、“自动生产线总装与调试”等58个。在学习任务的排序上遵循由易到难的排列原则,低年级设计数量较多的引导性较强的学习任务,高年级设计数量较少的综合性和开放性较强的学习任务,完成所有学习任务的,其目标实现之和应该大于或等于所属一体化课程的目标。学习任务设计完成后,根据学校实际师资情况和设施设备情况,以及教育教学秩序要求,确定每个学习任务的学习与工作时间,编排可执行的教学计划。
转贴于
学习材料(工作页等)开发,投入实施根据学习任务的目标要求,学校专业骨干教师到相关企业收集企业实际生产任务的工作素材、行业标准、企业标准、工作规范要求等,运用编写学习材料的规范要求和技术方法,聘请企业专家与专业骨干教师共同编制教学材料,例如工作页。学习材料开发完毕后,学校组织行业企业专家和课程开发专家评审课程体系成果材料,评审通过后投入实验。
机电一体化课程体系的实施
目前,广州市工贸技师学院机电一体化专业的四年制预备技师班、三年制高级技工班均采用工学结合的一体化课程体系实施教学,其教学效果得到广大师生的一致认可。主要体现在以下四点:(1)新课程不仅让学生掌握知识和技能,而且注重培养学生的信息处理能力、与人合作能力等关键能力,有利于学生持久的职业生涯发展;(2)新教学模式基本扭转了学生被动听课的习惯,使学生转变成为探究知识的主体,可以提高学习主动性,增加学习兴趣;(3)学生的创造能力、工作能力、应变能力都能通过课堂学习得到锻炼,对培养学生的成就感、承受挫折能力等有较大帮助;(4)学校的学习工作站比较类似企业的实际工作环境,能够满足学习需求。
通过一个周期的实施,总结出课程实施要重点从教学组织模式、师资团队建设及学习工作环境建设三方面考虑,才能保证课程构建和实施均能取得成功。
教学组织模式课程实施应该以学生为中心,即学习的主体是学生,学生学习的目的就是胜任工作、适应社会和职业发展,因此必须将学习作为工作过程(即教学过程)的中心,以学生自主理解和完成工作任务作为教学的基本手段,并指导学生将理解和完成具体工作任务的能力转化成为适应变化的策略。学校的一切资源,包括教师资源都是学生实现这一完整过程的基础,都应服务于学生的学习过程(即工作过程)。按照完成一项工作的基本思路,课程实施应具有完整的工作过程:获取信息——制定计划——做出决策——实施计划——检查控制——评价反馈。
师资团队建设由于工学结合的一体化课程强调学生自主完成若干完整的学习任务,学习任务由工作任务转化而来,在课程实施过程中,教师仅仅起到引导和服务的作用,因此,对教师的工作实践经验,对工作的认识和理解均提出了较高要求。目前,职业教育界的教师多来自大专院校,缺乏企业实际工作经验的占大多数,势必对工学结合的一体化课程实施带来影响,所以,学校在考虑推一体化课程实施的同时,要在学校与企业之间建立一个长期合作的师资培养通道,让教师适应并逐渐胜任新课程的实施。
学习工作环境建设一体化课程实施需要与学习任务相匹配的教学媒体和设施设备,创设尽量真实的学习工作环境,让学生有机会完成与典型工作任务内容相一致的学习任务,因此,学习工作环境的建设并不仅仅是为了技能的重复操作训练而购置大量的设备,要从完成一项工作任务所需的综合性资源建设的角度出发,从促进学生自主学习的学习资源建设的角度出发,规划设计学习工作环境,也叫学习工作站。机电一体化专业的学习工作环境建设中,每一学习工作站均划分信息检索区、学习区、实训区、工具区、学业成果展示区等五大区域,方便学生自主检索学习工作过程所需的资源,养成遵循企业工作规范和作业流程的习惯,并能够在这个环境中实现学生之间的互动交流,互相学习。
总之,构建实施机电一体化专业的工学结合一体化课程体系是一项系统工程,不仅仅是一种课程组织方式的改革,而是一种更深刻的课程价值观的变革。课程是为学生提供教育服务的直接载体,建设符合企业用人要求、能够保证学生持久职业生涯发展的课程是我们义不容辞的责任和义务。
参考文献
[1]赵志群.职业教育与培训学习新概念[M].北京:科学出版社,2003.
[2]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社,2009.
关键词 :机电一体化 现状 发展趋势
改革开放三十多年来,我国的国民经济与科学技术水平都得到了显著的提升,处在这样的背景下,机电一体化越来越受到重视,逐渐开始在社会当中各个领域进行渗透,有效推动了各个学科的相互交叉,同时促进了各个学科的有效渗透,对国民经济的建设与发展发挥着巨大的促进作用[1]。但是相较于发达国家来说,我国当前的机电一体化水平仍然存在较大的差距,所以针对机电一体化的发展现状与发展趋势进行探讨具有一定的现实意义。
一、机电一体化技术的发展现状
关于机电一体化的发展大致可以分为三个部分。上个世纪六十年代为第一个部分,在这个阶段,人们开始尝试应用电子技术的初步成果来完善机械产品性能。因为第二次世界大战的刺激,促使电子技术与机械产品进行结合,战争时期的军用技术最终转化为民用技术,该时期的研究基本上处在自发的状态。因为该时期电子技术的发展水平较低,机电一体化无法实现更为深入的发展,其所开发的产品也不能进行有效的推广使用。
上个世纪70-80年代是机电一体化的第二部分。处在这个时期,通信技术、信息化技术以及控制技术都获得了巨大的突破,为机电一体化的发展打下了坚实的基础。Mechatronics最早在日本被人们所接受,直到80年代其才在世界范围内得到广泛的认可,各个国家都开始重视机电一体化技术。
上个世纪90年代末期为机电一体化发展的第三部分。机电一体化技术正式进入了深入发展的阶段。其一,通信技术与光学技术等进入了机电一体化,微细加工技术也开始逐渐推广,开始出现微机电一体化、光机电一体化等相关的分支领域;其二,针对机电一体化系统的分析、集成方法以及建模设计,众多专家与学者开始针对机电一体化的发展趋势与学科体系都进行了深入的研究分析。与此同时,在光钎技术、人工智能技术以及神经网络技术等相关领域的突破,使得机电一体化技术具有极为广阔的发展空间。
我国在机电一体化技术领域的起步较晚,但国家在80年代末期,出台了一系列促进机电一体化技术发展的政策,提出了在汽车电子、数控机床以及工业机器人等6项共性关键技术与15个优先发展领域的研究课题与方向[2]。通过多年的发展,我国在机电一体化技术已经获得了许多突破性的发展,正朝着国际先进水平努力。
二、机电一体化技术的发展趋势
(一)光机电一体化
所谓光机电一体化技术,指的是机械技术、光学技术、控制技术、信息化技术以及微电子技术的有效整合与交叉,是现阶段众多高兴技术设施与高兴技术产业的基础。其主要包含技术与产品两个层面:光机电一体化产品整合了通信技术、自动控制技术、微电子技术、机械技术以及光学技术等新兴技术,具有极高的附加值与功能;相关产品具有操作便捷、寿命长、适应性强、重量轻以及体积小的优势。通过合理应用光机电一体化技术,可以产生极高的附加价值与功能水平,能够为广大用户与生产商带来良好的经济利润。未来,光机电一体化技术的热点包含光能驱动技术、传感检测技术、激光快速成型技术以及激光技术等。
(二)智能化
智能化是现阶段机电一体化技术重要的发展方向,针对人工智能在机电一体化中的应用研究越来越多,当中数控机床与机器人的智能化就是非常重要的应用。该“智能化”是针对机器行为,主要是在控制理论的体系上,充分吸收混沌动力学、生理学、心理学、模糊数学、计算机科学、运筹学以及人工智能等,使其具有自主决策、判断推理以及逻辑思维等基本能力,以此来获取更高的控制目标。虽然使机电一体化产品获取与人基本相当的智能是不大现实的,同时也是没有必要的,然而,高速、高性能的微处理器给予机电一体化产品低级智能则是非常必要的。
(三)绿色化
上个世纪是机械工业迅猛发展的一个世纪,然而当时的发展基本都是建立在耗费巨大能源与资源的基础上。然而许多能源与资源是不可再生的,随着人们对物质生活的要求及人口数量的不断增长,传统的高投入、高输出模式显然已经不能适应当前的社会形式,机电一体化技术的发展自然也不例外。未来,机电一体化技术的发展要避免传统粗放型的模式,必然朝着能源、资源高效利用的集约型模式,绿色化的发展才是机电一体化技术真正实现可持续发展的目标。
(四)网络化
当前这个时代是信息化技术高度发展的时代,在互联网技术的不断普及与发展过程中,市场竞争环境正在发生巨大的变革。网络化在各行各业中的应用越来越广泛,不但企业内部生产管理要进行网络化控制,并且技术服务在鲜花、消费行为网络化、产品销售网络化以及产品设计虚拟化等都会成为未来市场发展竞争的必然趋势。而机电一体化的新产品一经开发,在短时间内就能够畅销全世界。当前基于网络的监视技术与远程控制技术方兴未艾,远程控制的终端设施本身就属于机电一体化产品。此外,局域网技术与现场总线技术的普及使得家用电器正在朝着网络化的趋势进行发展,应用家庭网络把各类家用电器连接成以计算机为核心的计算机集成家电系统,使得人们能够足不出户就能够享受到各种新兴技术所带来的快乐与便利[3]。所以,机电一体化技术未来必然会朝着网络化的趋势发展。
三、结语
总而言之,机电一体化的不断发展并非孤立的,其是众多科学技术共同发展的结晶,同时也是社会生产力发展到某个阶段的必然要求与趋势。在科学技术持续发展的推动下,各个技术进行整合的趋势必然会越来越多,机电一体化技术未来必然拥有极为广阔的发展空间。
参考文献
[1]余仕彪.机电一体化精确定位装置及其控制系统的研究[D].上海海洋大学,2013.
关键词: 高职;专业建设;机电一体化;港口
Key words: higher vocational colleges;specialty construction;Mechatronics;harbour
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)19-0263-03
0 引言
近年来,国家经济的快速发展,带动了港口的大发展,我国已成为世界上港口吞吐量最多、增长速度最快的国家,港口经济在促进经济发展中扮演着极其重要的角色。以青岛港为例,2013年吞吐量已达到4亿吨,港口经济已经成为区域经济发展的增长极。隶属于青岛港的青岛港湾职业技术学院是一所具有港口特色的企业办学制高职学院,其机电一体化专业是历年来招生人数最多、最受社会欢迎的专业之一,在经过多年的建设目前已成为港口特色鲜明的重点专业,在专业建设思路、人才培养目标、课程建设、师资队伍建设、实训室建设、教材建设等方面付诸大量实践,取得良好效果。
1 专业建设总体思路
在国家大力发展职业教育的大背景下,坚持“以服务为宗旨,以就业为导向,校企合作、工学结合”的办学方针,充分发挥企业办学的优势,把专业建设重点放在内涵建设上。依据山东省周边经济发展的特点,准确定位人才培养目标;按照人才培养目标需求,归纳专业岗位群;从岗位工作过程的实际出发,总结职业能力需求;以此构建工作过程导向的机电一体化专业全新的课程体系,将企业工作任务转化为学生的学习任务;在实训室建设中,利用企业办学的体制优势,实现校港共融、校港共建、校港共利;“把学校办到港区,把课堂搬到码头”,创新教学组织模式;“专任教师进码头,港口专家上讲台”,打造双师结构教学团队;紧紧围绕课程建设、师资队伍建设、实训室建设、教材建设等要素实现专业建设规模、质量、效益的协调发展。
2 人才培养目标定位
高职院校有服务区域经济的职能,2011年国务院正式批复《山东半岛蓝色经济区发展规划》,这标志着山东半岛蓝色经济区建设正式上升为国家战略,成为国家海洋发展战略和区域协调发展战略的重要组成部分。港口经济是山东半岛蓝色经济区建设的重要组成部分,青岛港是山东半岛港口发展的龙头,目前,青岛港货物吞吐量已超过4亿吨,尤其是近年来董家口港区的大规模建设,将青岛港的吞吐量提升到未来的6亿吨。港口的大发展为社会带来大量的就业机会,也为我院机电一体化专业的发展带来了新的契机。港口是以货物装卸为主要任务的企业,港口的主要装卸设备是以门座式起重机、岸边集装箱装卸桥、轮胎式起重机等为代表的大型机电一体化设备,这些设备的操作、维修、安装调试、保养维护需要大量的高技能型人才。因此,机电一体化专业建设紧紧围绕服务区域经济的使命,将人才培养目标定位于培养适合港口机电设备的操作、维修、调试、保养的高素质高技能型人才。
3 专业课程体系建设
根据专业人才培养目标,分析企业、行业的各个就业岗位,根据岗位工作任务分解学生应具备的职业能力,再依据职业能力的需要提炼学生所需要掌握的知识,据此将这些知识、能力化解在课程体系中,将企业工作任务转化为学生的学习任务。这是专业课程体系建设的思路。
3.1 职业岗位能力分析 依据上述人才培养目标,就山东省青岛港、烟台港、日照港以及周边锦州港、曹妃甸港等港口进行调研,根据港口装卸作业的流程提炼职业岗位,机电一体化专业的学生从事的核心职业岗位包括港口机电设备司机、机械维修工、电气维修工、电工、机械加工操作工等。将每一个工作岗位的典型工作任务进行详细分解,总结归纳出专业职业岗位能力,其核心职业能力主要包括专业能力、方法能力、社会能力三部分。
3.1.1 专业能力 ①运用计算机进行日常办公和技术交流;看懂本专业英语技术文件和商务文件,并具备初步听说能力。②使用常用电工工具,利用所掌握的电工技术、电子技术和电气控制的基本知识,能对一般低压电气设备进行检测和故障排除、器件更换;③能使用普通机床进行常规机械加工;④港口机电一体化设备操作基本能力;⑤使用港口机电一体化设备检修专用工具,能对港口机电一体化设备常见故障进行故障检测、器件更换;⑥港口机电一体化设备管理的能力。
3.1.2 方法能力 ①针对岗位常见问题,能制定出切实可行的工作计划,提出解决实际问题的方法; ②能自主学习新知识、新技术,通过多种途径获取有效信息,并对工作结果进行评估;③全局思维与系统思维、整体思维与创新思维的能力;④工作岗位常见问题的决策、迁移能力;能记录、收集、处理、保存各类专业技术的信息资料。
3.1.3 社会能力 ①在职业精神的指导下,通过团队合作共同完成工作任务,在其过程中能有效地协调人际关系,并具备较强的心理承受力、参与意识和自信心;②有自己的理想和精神追求,对自然、社会生活和艺术的一般鉴赏能力;③具有从事专业工作安全生产、环保、职业道德等意识,能自觉遵守国家相关的法律法规。
3.2 知识体系的分解和课程体系的建立 根据岗位职业能力分解知识体系,采取校企合作分析会的形式,由教师、港口技术人员、港口专家、往届毕业生等共同组成研究小组,对岗位职业能力进行分解,归纳核心的知识体系。机电一体化专业核心知识体系主要包括:电工技术基本原理;电子技术基本原理;机械结构基本原理;电机及电气控制应用;PLC及变频器应用;液压系统原理应用;港口机电设备原理应用;机械维修方法;电气维修方法;专业英语阅读;机械电气识图;港口机电设备故障检测与排除方法;机械加工方法;安全用电知识。
将知识体系归纳整理,构建工作过程导向的机电一体化专业的核心课程体系,如下图所示。
4 实训基地建设
实训基地建设过程中充分利用企业办学的优势,依托青岛港这一得天独厚的条件,按照校企合作共建、师资及设备资源共享的思路,开拓实训、社会技术服务为一体,教学、培训、服务一条龙,保障实训基地持续良性运行和发展。
4.1 校内实训基地建设 ①根据课程教学需要,建设校内实训室,如表1所示。②从港口调用大型机电一体化装卸设备:门座式起重机、轮胎式起重机各一台,用于教学、参观、技能培训和鉴定。③定制港口大型机电设备“岸边集装箱装卸桥”的仿真设备,用于教学实训。
4.2 校外实训基地建设 青岛港是机电一体化专业最大的校外实训基地,利用办学体制的优势,学生在学校学习期间不定期到港口进行参观、实训、顶岗实习,使学生在学校期间提前感受到自己将来可能从事的工作岗位,学习更加有目标和针对性。除此以外,通过与其它港口和企业共建“订单班”、员工技术培训等形式加强校企合作,形成“互利共赢、共建共用”长效机制,建立稳定、合作良好的校外实习基地。
5 师资队伍建设
职业学院的教师要求教学和实践两方面能力并重,国家也提倡职业学院的教学具备双师素质,机电一体化专业在师资队伍建设方面注重全体教师素质和综合能力的提升,以校企合作为途径,采用“请进来、走出去”的方式,打造结构合理的双师型教学团队。①“请进来”。根据个人意愿,从青岛港港口装卸、维修等一线岗位选拔一批既有一定的理论水平同时又有丰富实践经验的工程师或高级工程师,调入学院充实到专职教师队伍中去,利用他们的实践经验加强教师实践能力。由于学院和港口同属于青岛港集团,使人事调动手续简便、渠道通畅,客观上促进了教学团队的的发展。同时,长期聘用港口同行业专家作为专业的外聘教师,不定期到学院进行专业讲座,交流港口装卸一线发展动态,为专业建设的改进和调整积累资料。② “走出去”。青岛港为教师实践能力的提升提供了一个大舞台,学院制定了专职教师定期轮训制度,每学期都要选派专职教师到港口实践锻炼,深入到港口装卸、维修第一线,参与港口生产活动,了解岗位工作过程、设备运行情况、专业技术的运用和发展动态,提升实践能力和综合素质。
6 教材建设与教学方法
根据课程教学目标的需要,在教学方法上摈弃传统的以讲授为主的方法,专业性课程采用项目化教学或理实一体化教学,理论性较强的课程采用基于自主学习的教学方法,强调培养学生的自学能力。课程内容紧贴港口发展的实际,并根据机电一体化技术的发展实时进行调整,专业性课程采用自编教材,逐步实现全部课程均采用自编教材授课。教材编写邀请港口一线技术人员参加,所选设备与港口同步,做到“港口用什么设备,我们就讲什么设备”。
7 结束语
专业建设是高职院校内涵建设的核心内容,也是体现高职院校人才培养能力的关键因素。在专业建设中,体现行业优势、发挥专业特长,将专业建设与企业需求和区域经济的发展紧密结合起来,时刻把握专业技术更新的脉搏,实现专业建设的动态发展,这些都是专业建设中不可忽视的关键环节。
参考文献:
关键词:机电一体化;技术;前景
一、机电一体化
机电一体化,是应用电子信息(传感器,计算机,控制)技术,是机械结构更柔性化技术化的学科。日本企业界在1970年左右最早提出“机电一体化技术”这一概念,即结合应用机械技术和电子技术于一体。是机械(machanism)和电子技术(electronics)的合成词。机电一体化系统的组成要素有:计算机,机械装置,传感器,执行装置和动力源。按照控制形式可以分为:闭环系统,半闭环系统,开环控制。把人体作为一个机械系统的话,那么人的骨骼,四肢相当于机械装置,人的神经系统相当于传感器,血液内脏相当于动力源,肌肉相当于执行装置,人的大脑相当于计算机。
1.机电一体化的含义:
“机电一体化”在国外被称为Mechatronics,是日本人在20世纪70年代初提出来的,它是用英文Mechanics的前半部分和Electron-ics的后半部分结合在一起构成的一个新词,意思是机械技术和电子技术的有机结合。这一名称已得到包括我国在内的世界各国的承认,我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。机电一体化技术又称为机械电子技术,是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。
2.机电一体化技术
机电一体化技术,是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展,向机械工业领域迅猛渗透,机械电子技术深度结合的现代工业的基础上,综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术,从系统理论出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础,对各组成要素及其间的信息处理,接口耦合,运动传递,物质运动,能量变换进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质的和能量的有规则运动,在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。
3.机电一体化技术发展
3.1 数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
3.2 智能化
即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。
3.3交流传动技术
传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。
4.机电一体化技术五大组成要素与四大原则:
(1)五大组成要素:一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。机械本体(结构组成要素)是系统的所有功能要素的机械支持结构,一般包括有机身、框架、支撑、联接等。
动力驱动部分(动力组成要素)依据系统控制要求,为系统提供能量和动力以使系统正常运行。测试传感部分(感知组成要素)对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测,并变成可识别的信号,传输给信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息。控制及信息处理部分(职能组成要素)将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后,按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的的运行。执行机构(运动组成要素)根据控制及信息处理部分发出的指令,完成规定的动作和功能。
(2)机电一体化四大原则:
构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。接口耦合:两个需要进行信息交换和传递的环节之间,由于信息模式不同(数字量与模拟量,串行码与并行码,连续脉冲与序列脉冲等)无法直接传递和交换,必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间,也必须通过接口耦合后,才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递,必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行,因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能,使信息按规定的模式进行交换与传递。能量转换:两个需要进行传输和交换的环节之间,由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流,必须进行能量的转换,能量的转换包括执行器,驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。信息控制:在系统中,所谓智能组成要素的系统控制单元,在软、硬件的保证下,完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策,以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。运动传递:运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间,不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。
二、机电一体化专业就业前景
市场调研发现机电一体化专业是一个宽口径专业,适应范围很广,学生在校期间除学习各种机械、电工电子、计算机技术、控制技术、检测传感等理论知识外,还将参加各种技能培训和国家职业资格证书考试,充分体现重视技能培养的特点。学生毕业后主要面向珠江三角洲各企业、公司,从事加工制造业,家电生产和售后服务,数控加工机床设备使用维护,物业自动化管理系统,机电产品设计、生产、改造、技术支持,以及机电设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等等。机电一体化专业就业前景主要就业岗位:机电一体化设备的安装、调试、维修、销售及管理;普通机床的数控化改装等。机电一体化专业就业前景次要就业岗位:机电一体化产品的设计、生产、改造、技术服务等。就业方向及相应业务规格:车间技术员、工艺员方向:①具有车间生产管理、组织协调能力。②具有加工工艺规程编制和工艺装备设计的能力。③具有较强的读图、CAD绘图、运用计算机办公系统和文字处理能力。④具有机电一体化设备的调试和操作的初步能力。学生须获得计算机一级考试合格证书、高校英语应用能力A级证书,建议获得Auto-CAD证书、维修电工高级证书、数控高级证书。现代制造技术运用方向:①掌握现代制造软件、机械CAD/CAM等知识。②具有较强的数控机床编程、操作、调试、维护等能力。③具有较强的机制工艺规程编制和工艺装备设计能力。④具有初步的数控设备改造能力。学生须获得计算机一级考试合格证书、高校英语应用能力A级证书,建议获得Auto-CAD证书、维修电工高级证书、数控高级证书、Pro-E程序员证书。现代设备管理与维修方向:①具有工业企业现代设备管理与运行维护的能力。②具有常规设备的选型、安装、调试与改造的能力。③具有机床电器控制和计算机控制运用的能力。④掌握机械CAD/CAM的基本知识。(作者单位:黄冈职业技术学院机电系)
1概述
改革开发以来,我国的各项事业也都得到了快速发展,工业生产水平尤其是机械制造水平更是进步显著,正逐渐呈现出从制造自动化向着制造智能化的方向迈进的趋势。与传统制造模式不同,智能制造模式中融入了电子、计算机信息等先进科技,是一种具有自适应加工和综合自动化控制等特征的先进生产方式,它的一个显著特点就是将机械技术和信息电子技术进行了结合使用,从而构建出了能够大幅度提升生产能力和效率的先进制造系统,而这就说明了智能制造的实现过程中就必然离不开机电一体化技术。笔者结合自己的工作实践经验,就机电一体化技术在智能制造中的应用进行了一些有意义的探讨,希望对相关工作能够有所借鉴。
2智能制造的概念及其发展
在当前市场竞争日趋激烈的形势下,机械制造企业都在努力革新自己的生产技术和设备,探寻新的生产方式,而智能制造作为一种更加先进的生产方式,自然就引起了越来越多人的重视。现实中,智能制造一般包含两层含义,一层是实现智能制造过程中所需要用到的各种先进技术,另一层就是指代智能制造系统(如图1所示)。智能制造技术的提出和应用目的就是为了实现智能生产方式,构建智能化的制造系统。可以这么说,在机械制造领域实现智能化制造也是机械制造发展的必然趋势,对提高生产管理能力、生产效率以及企业效益等均具有极其重要的现实意义。与传统的制造技术不同,智能制造技术融合电子、机械以及计算机信息等技术,即智能制造的实现高度依赖于机电一体化技术。智能制造技术的一个最显著的特点就是可以对制造状态实现智能感知,并对感知到的信息进行自动分析和处理,最后还可以生成决策指令来对整个制造加工和管理环节进行自动控制。显而易见,智能制造技术的功能就是对机械产品的加工制造环节进行自动控制,通过对人工决策过程加以模仿来自动生产控制指令。这样做的一个显著好处就是降低了人为因素可能造成的干扰。如采用智能制造技术来生产机械零件产品就消除了因人工操作失误而造成的废品损失,在解放了大量生产劳动力的同时,也极大幅度地提升了生产效率和产品质量。此外,对于一些劳动强度特别大或者生产过程存在潜在安全隐患的领域,采用智能制造技术来替代人工生产也是实现安全和高效生产的一种最佳选择。总之,智能制造技术不仅可以大幅度提升生产效率,而且可以在很大程度上杜绝人为失误的影响,是当前机械制造技术发展的一种主流趋势。智能制造系统就是通过运用智能制造技术来构建的一种先进生产系统。与传统生产方式不同,智能制造系统中融入了大量的制造加工状态信息,并通过对这些信息进行智能处理来及时发现当前制造环节中可能存在的问题,这就为生产加工过程的自动化调节和控制提供了依据。此外,智能制造系统还拥有组织、学习以及优化等众多功能,如可以对生产加工过程中用到的各类资源进行灵活配置,对加工制造过程进行合理优化,对加工过程进行模拟仿真以及可视化展示等,而这些也都迎合了制造业的发展潮流。
3机电一体化技术在智能制造中的应用
当前,机电一体化技术正在逐渐和智能制造技术进行融合,同时两种技术的有机结合也为两者的发展提供了更为广阔的空间。可以这样说,机电一体化技术已经逐渐成为了实现智能制造过程时的一种不可或缺的核心技术。例如当前智能制造系统中所广泛采用的传感器技术就是二者结合使用的典范。在智能制造系统中,需要加装多种型号的智能传感器来对加工制造状态信息进行监测和收集,而这就需要用到机电一体化技术来对信号进行采集。此外,传感器监测到的信息还需要通过信息网络传输给控制系统进行分析,而这也需要用到电子信息技术来构建信息传输网络。总之,在构建智能制造系统的过程中,必不可少地就需要用到机电一体化技术来达到各种信号检测和传输的目的。事实上,智能制造是在制造自动化高度发展的基础上所诞生的一种新型制造理论,而数控技术就是实现制造自动化的一种关键技术。众所周知,数控技术的实现就离不开机电一体化技术,它对数控系统的要求非常高,不仅涉及到模拟、信息处理等多种技术,还包括对所有数字加工环节的自动优化和管理。目前绝大多数制造企业都应用了数控机床,其数控系统主要采用的是“CPU+总主线”的结构形式,通过在线诊断和模糊智能控制的方式来对整个生产过程进行多通道的管控。除此之外,一些国内外先进企业构建的无人化生产线和无人工厂也是机电一体化技术和智能制造技术结合应用的典范。在这些生产制造系统中,工业机器人被大量使用,它们和数控机床之间可以通过物联网来实现互连互通,并通过构建基于人工智能的智能控制系统来对所有制造过程进行控制。
4结束语
总而言之,机电一体化技术作为实现智能制造方式所不可获取的一种关键技术,将其与智能制造技术进行结合应用具有重要意义,必须引起我们高度的重视。此外,智能制造技术和机电一体化技术的结合还会推动二者各自拥有各大的发展空间,这对机械行业的未来发展也将产生巨大的积极作用。
参考文献
[1]冉胜国.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].商品与质量,2016(20):68
[2]周怀疆.试述机电一体化技术在智能制造中的应用[J].引文版(工程技术),2015(36):240
机电一体化技术是集机械、微电子和计算机技术于一体的综合应用技术,也是现代制造业的核心技术。随着山东省大力推进半岛制造业基地暨北部沿海经济产业带建设,机械制造、电子信息、食品加工和黄金工业四大支柱产业以及汽车、手机、电脑三大产业集群均进入了快速膨胀期。制造业的现代化水平得到了提升,最显著的标志是采用大量的自动化生产制造系统取代了传统的、自动化程度较低的生产方式。
现代机电一体化技术是机械、电子、信息和管理等学科有机结合的高新技术,广泛应用于机械、电子、汽车、食品、医药等行业。可以说,任何产品只要投入工业生产,就必须采用自动化生产制造技术以提高产品质量和生产效率,否则将没有市场竞争力,而自动化生产制造的核心技术就是机电一体化技术。因此加速培养机电一体化技术高素质技能型人才已经成为高职高专院校的当务之急。在此背景下,山东省大部分高职院校都开设了机电一体化技术专业以满足社会对该专业人才的需求。但一方面,企业难于招聘到合格人才,另一方面相应毕业生感叹就业困难,工作难找。分析原因是供非所需,高职院校内部在该专业培养目标与定位、专业建设与课程设置,实习实训内容及条件等方面存在问题。因此,应依据社会需求确定人才培养目标,以就业为导向构建人才培养新模式,增强人才培养的针对性,适用性,实现人才培养与社会职业岗位的接轨,服务地方经济,并促进毕业生充分就业。
1 根据半岛区域经济发展需要,确定高职机电一体化技术专业人才的培养目标
在对山东省机电设备制造企业和胶东半岛大中型机电企业调研、毕业生跟踪调查和专业建设委员会论证的基础上,归纳出半岛经济发展急需的三种职业特色鲜明的机电类就业岗位群,分别是食品灌装生产线的运行与维护,新能源装备制造的生产与维护,电子组装工艺操作。
山东省是我国重要的粮食及食品生产加工基地,随着人民生活水平的提高,人们对食品的质量、包装和精细化程度要求越来越高,这就带动了食品灌装、包装设备的飞速发展。自从我省做出重点发展食品产业群的重大决策以来。产业集群蓬勃发展对灌装生产线人才的大量需求早已初见端倪。
根据国家中长期发展规划,我国的核电和风电已经进入高速发展期。山东在半岛沿海地区规划了海阳、荣成、乳山三座核电站,并计划在“十二五”末全部投产发电。同时山东地处东部沿海,具有丰富的风能资源,各大发电集团竞相在山东沿海地区修建风力发电厂。这使得山东省核电、风电等新能源装备制造业快速发展,可以预见随着山东核电、风电产业发展的推进将需要大量掌握核电、风电相关知识的装备制造业专业技术人才。
随着现代信息产业的不断发展,电子应用技术发展的不断需求,电子组装技术在真个电子整机装配加工中所占的地位越来越重要。胶东半岛在发展电子信息与家电产业集群的同时,电子组装技术备受关注,据调查分析,电子组装技术产业的人才存在着巨大的缺口,在未来需要众多电子组装技术人才满足企业生产需求。
我们通过以上市场调研,制定了适应区域经济发展的机电一体化技术专业的人才培养方案,确定了在机电一体化技术公共知识平台的基础上分三个专业培养方向:食品灌装生产线的运行与维护、新能源装备制造的生产与维护、电子组装工艺操作。 转贴于
2 构建科学合理的新型人才培养模式,为胶东半岛培养高素质技能型人才
2.1 构建“1.5+0.5+1”的人才培养新模式
机电一体化技术专业的传统教学模式是实施“2.5+0.5”人才培养模式,即三年中两年半在学校完成教学计划规定的所有课程,最后半年赴企业进行顶岗实习。这种传统人才培养模式难以培养出我们所需要的为地方企业量身打造而熟练掌握专业知识和技能的专门化人才。因而进行人才培养模式改革,构建科学合理的人才培养新模式势在必行。“1.5+0.5+1”正是贯彻分方向教学并实施产学研合作办学的一种教学新模式。1.5是指在新生入学后在第一到第三学期,学习基础类模块、专业基础模块、专业核心模块和技能核心模块,在这样一个公共知识平台的基础上主要培养学生从事机电类岗位的基本能力。0.5是指在第四学期进行专业拓展能力模块的学习,即学生根据自己的兴趣和就业意向自行选择三个就业方向的一个,进行该方向一系列知识和技能领域的学习。1是指在最后一年,学生根据各自选择的专业方向到对口的企业进行更有针对性地进行技能培训,并顺利完成顶岗实习。
2.2 推行“教学做一体化”教学模式
在分方向教学的课程学习中,部分课程专业性强,如没有合适的实训载体,学生难以实际掌握该专业技能,因而在合作企业的帮助下建设了两个校企合作共建实验室,在这里实现了部分课程理论教学和实践教学一体化的教学模式,通过以具体的工作任务为中心,实际操作为载体。使学生在实际训练中得到了知识和技能的培养,提升了学生的职业素质。并有企业技术人员担任课程的部分授课任务,使学生所学知识与企业的实际需要实现了“零距离”接轨。
2.3 实行“双证融通”式课程教学
高职教育的特点是突出学生职业技能的训练,培养学生的职业实践能力。而国家在长期对各行业生产一线和生产过程职业技能的总结过程中,形成了一套完备的各行业职业资格标准。所以参照行业职业资格标准,进行课程体系的改革和课程内容的重组,有助于提升学生的核心竞争力。这种以“双证书”为目标,构建以职业能力为主线的教学内容和教学环节,将“双证书”教育融入教学全过程,使学生在学习相关课程后可直接参加职业资格证书考试,我校机电一体化技术专业学生在学校期间可考取维修电工(中级)证书和机电一体化技能认证。
3 结语
以服务为宗旨,以就业为导向,走产学研结合的发展道路,是国家对高职院校办学方向的科学定位。通过对胶东半岛人才市场需求的深入调查研究,培养特色鲜明的机电一体化技术专业人才适应区域经济发展的人才需求,不仅契合高职院校的服务定位,而且提高了毕业生就业对口率,真正实现了学校与企业的“零距离”接轨。
参考文献
在科技技术逐渐发展下,机电一体化技术也具备了更多的优势,并且使其在更多的领域中被运用。机电一体化技术的出现,让电子和机械有效的结合在一起,进而达到了对机械设备进行智能化管控的目标,这是智能制造的基础构成。在目前的生产制造中,主要是包含了智能系统以及智能制造技术。其是目前社会工业化发展的主流趋势。
1智能制造相关概念以及机电一体化技术的现状
在我们目前的社会发展现状来看,智能制造具体是包括了2个方面内容:其一是智能制造技术,具体是技术人员将计算机模拟系统作为辅助工具,进而对特定系统进行分析以及决策,从而节省了大量的人力与财力。相关人员只需要使用计算机系统就能够对系统进行分析,提升了研发的可行性,并且也确保了生产制造的高效性。其二是智能制造系统,这就能够简单的理解为人机一体化,是经由智能机器人与人类专家构成的,在运用的时候主要是将计算机作为工具,让人类专家进行分析以及构思等等,以此替代了在制造工厂中人为的脑力活动。智能制造系统是对智能制造技术的延伸与发展,其是将网络化、自动化技术整合为一体的制造系统,让整个子系统能够进行智能化的运行。在机电一体化技术发展初期时,电子技术和机械技术并没有有效结合,其主要是依靠电子技术在机械工业中的使用,以此提升机械生产效率和产品质量。不过,在目前的计算机技术以及信息技术发展现状下,机电一体化被注入了新的活力,其在生产中得到了普遍的应用。将其运用在智能制造中,更加促进了整个机械各行业的发展,让生产管理工作实现了智能化、自动化,从而让生产工作的实施更加的方便。在机电一体化中涵盖了很多种技术,并且随着科学技术的发展也融合了更多新的技术,确保了这种技术的先进性与实时性。机电一体化技术运用了电子技术,在人工智能的基础上运用计算机系统,进而达到了对机械设备的自动化管理以及控制,从而让整个生产过程更加的方便和高效,也让生产活动更加的规范。
2机电一体化技术在智能制造中的具体应用
(1)传感技术的相关应用。在集体一体化技术中,传感技术是最为基本与关键的构成。因为其具备很高的准确性以及敏感度,能够尽可能的避免受到外界杂乱信号设备的干扰。如果把其运用在智能生产中,能够发挥其巨大的作用,在这个基础上建设相关的传感网络系统,这样就能够实现信息之间的相互传输,并且使用计算机把其收集到的相关信息进行整理与分析,进而让整个生产过程能够被有效管控。在目前的生产制造中运用的传感器中,其是以光纤电缆传感器为主要,运用标准化的接口,大幅度减少了设计难度以及成本。(2)数控生产中的相关应用。我们将机电一体化最早是运用在数控加工技术方面,其在我国机械制造水平方面发挥了很大的作用。把机电一体化技术运用在数控制造中,能够提高机械加工的精准度和机械加工的效率,数控生产的主要是在其加工精准度方面,因此数控在智能控制系统方面要求比较严格,现在数控机床中运用的智能控制系统大部分运用的是CPU预计总主线模式,这种模式主要是进行在线判断以及智能控制技术,在此基础上进行三维仿真,对整个数控技术加工的过程进行模拟实验,以此对实际操作提供参考依据。(3)在自动线和自动机械中的应用。当前很多比较大的企业中,均是运用了自动化生产线依据自动生产机械,这种技术是使用了电子技术中光电控制系统和人机界面控制系统,进而对整个生产制造系统进行全面控制。自动生产线和自动机械运用范围比较广泛,比如目前的电脑以及手机都是自动化生产线。其主要是运用计算机控制系统对在生产中的相关设备进行有效融合,即为数控设备、计算机设备等相关的方面进行一体化管控,进而进行集约化以及网络化的生产模式。(4)机电一体化技术的发展应用。将机电一体化技术运用在智能制造中,工业智能机器人是最为先进的应用,其融合了各种相对先进的技术,是将人工智能、仿生技术以及计算机技术等相关的科学技术融合的新技术。机器人是目前科学技术中研究的重点,是控制论以及传感技术等相关的总体,其在生产制造行业中被广泛的应用。在工业生产中智能机器人的出现与应用,提升了产品质量的同时也增加了产品产量,并且也减轻了工作人员的劳动量。工业智能机器人在运用时具备了能够对信息进行判断、迅速完成复杂的工作流程以及生产准确度高等相关的优点,并且还能够运用在军事生产制造中,其得到了各行各业的高度认可。
3结束语
综上所述,在目前的工业生产行业中,智能制造是最为主要的发展趋势,其能够对工业生产进行自动化以及智能化的管理,从而提高了生产效率以及质量。而机电一体化是智能制造的关键与基础,其应用水平对智能制造的实现有很大的影响。所以必须要重视机电一体化在智能制造中的相关应用,在此基础上保障了智能制造能够更好的发展,从而为生产企业带去更多的经济效益。
参考文献:
[1]林少锐.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].科技资讯,2015(14):92+94.
[2]王伟.机电一体化技术在智能制造中的应用浅析[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016(10):160-161.