試論機電一體化教學(xué)的改革
摘要：隨著(zhù)現代社會(huì )信息化程度的不斷提高，近年來(lái)機電一體化技術(shù)也在不斷進(jìn)步，但是我們還應看到，機電一體化人才仍有巨大的需求缺口。高職教育中機電一體化教育教學(xué)的不足，在一定程度上拖慢了機電一體化繼續進(jìn)步的步伐。本文就高職教育中機電一體化教育的問(wèn)題進(jìn)行探討，并介紹了筆者個(gè)人的改革思路，希望能夠拋磚引玉。
關(guān)鍵詞：機電一體化 高職教育 教學(xué)改革
0 引言
機械工業(yè)舉足輕重，隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機電一體化技術(shù)的應用與發(fā)展對我國經(jīng)濟建設所起到的促進(jìn)作用越來(lái)越明顯�，F代化設備逐漸發(fā)展成為集光、電、機、氣、聲、像、磁、熱等技術(shù)于一體的智能化系統，機電一體化產(chǎn)品幾乎貫穿到國民經(jīng)濟的所有行業(yè)。當前，機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展成熟期，高速率、高精確度的智能系統越來(lái)越成為機械制造業(yè)的主流。隨著(zhù)我國后經(jīng)濟危機時(shí)代產(chǎn)業(yè)結構調整與升級大潮的來(lái)臨，企業(yè)產(chǎn)品、設備正在經(jīng)歷一個(gè)更新?lián)Q代的頻繁時(shí)期，因此對高技能的機電一體化人才和高技術(shù)含量的機電產(chǎn)品需求越來(lái)越大。高職機電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)是為生產(chǎn)第一線(xiàn)的高級技能型崗位培養人才，但是目前我國高職院校培養的機電一體化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生與社會(huì )、市場(chǎng)的需要還有不小的距離，因此，機電一體化技術(shù)教學(xué)改革勢在必行。
1 “機電一體化”發(fā)展趨勢
當前，機械制造業(yè)已從傳統的通用機床、組合機床過(guò)渡到由微電子、自動(dòng)控制的全新的數控機床，并且越來(lái)越普及。微電子，光電傳感器，信息處理和自動(dòng)控制技術(shù)等技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)成為機電一體化高新制造技術(shù)的核心部分。高速、精密、大型、恒矩、無(wú)級和瞬時(shí)響應俱佳的自動(dòng)換刀數控機床和流水作業(yè)式的自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)正在深刻改變傳統的機械加工模式。
1.1 光機電一體化
光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。一般的機電一體化系統是由能源系統、傳感系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的。因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，實(shí)現光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機電一體化系統的傳感系統、能源(動(dòng)力)系統和信息處理系統。
1.2 智能化
今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
1.3 自律分配系統化——柔性化
未來(lái)的機電一體化產(chǎn)品，控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發(fā)事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個(gè)子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據不同的環(huán)境條件作出不同反應。其特點(diǎn)是子系統可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力(柔性)，又不因某一子系統的故障而影響整個(gè)系統。
1.4 “生物一軟件”化—仿生物系統化
今后的機電一體化裝置對信息的依賴(lài)性很大，并且往往在結構上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩定的。這有點(diǎn)類(lèi)似于活的生物：當控制系統(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當控制系統(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現的一些生物體優(yōu)良的機構可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱(chēng)為“生物——軟件”或“生物系統”，而生物的特點(diǎn)是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割�？磥�(lái)，機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統化發(fā)展趨，但有一段漫長(cháng)的道路要走。
2 高職機電一體化人才培養
機電一體化人才可分為以下幾個(gè)層次：①學(xué)術(shù)型人才：主要從事科學(xué)研究。②工程型人才：主要從事項目的設計、規劃、決策以及新產(chǎn)品、新技術(shù)的研發(fā)工作。③技術(shù)型(工藝型)人才：主要在生產(chǎn)一線(xiàn)或工作現場(chǎng)從事設備操作與維護、技術(shù)把關(guān)等生產(chǎn)環(huán)節工作。
高職機電一體化人才的定位：高職機電一體化專(zhuān)業(yè)應將培養技術(shù)應用型人才作為教學(xué)的主要目標，合格的畢業(yè)生應具備基本的基礎理論知識、一定范圍的專(zhuān)業(yè)知識和較強的工作現場(chǎng)技術(shù)應用能力。
高職機電一體化人才應具備的知識與能力：①知識結構：具備常識性的文化基礎知識;掌握一定的政治理論知識和人文知識;具有相關(guān)專(zhuān)業(yè)和行業(yè)所需的機械制造和電工、電子、自動(dòng)控制等方面的基本知識;具有計算機應用技術(shù)的基本知識;具有數控機床加工與編程、數控技術(shù)、CAD/CAM的基本知識;具有數控技術(shù)綜合應用的基本知識;具有車(chē)間生產(chǎn)技術(shù)管理的基本知識。②能力結構：一是社會(huì )能力。主要包括人際交往能力、口語(yǔ)表達能力、協(xié)調組織等從事職業(yè)活動(dòng)所需要的一般社會(huì )行為能力。二是職業(yè)基礎能力，主要包括機械制造、電氣控制與計算機應用這三項從事職業(yè)活動(dòng)所需的基礎能力。三是專(zhuān)業(yè)能力。主要是從事相關(guān)職業(yè)工作所要求的的稍高層次的專(zhuān)業(yè)技能。
3 當前高職機電一體化教育存在的問(wèn)題
3.1 課程設置不合理
當前高職院校課程設置不合理主要表現在兩個(gè)方面：首先，重理論輕實(shí)踐。很多學(xué)校的課程設置和教學(xué)內容將重點(diǎn)放在追求知識和理論的體系的完整上，這對學(xué)生系統地掌握理論知識，開(kāi)發(fā)設計產(chǎn)品是有利的。但是，也存在嚴重不足，學(xué)生畢業(yè)后大多被分配在生產(chǎn)一線(xiàn)，所從事的工作是操作設備、設定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開(kāi)發(fā)、設計等，在學(xué)校學(xué)的理論知識很多用不上，而實(shí)際工作所必需的實(shí)踐能力又不具備。其次，教學(xué)內容落后。由于機電一體化是多種技術(shù)交叉融合的產(chǎn)物，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展都在推動(dòng)著(zhù)機電一體化的發(fā)展。因此，其發(fā)展是日新月異的，這就必然導致課程設置與教學(xué)內容與其發(fā)展不相適應。例如，當前很多高職院校的單片機課程的教學(xué)內容是仍以MCS-51單片機為主，而實(shí)際生產(chǎn)中新的單片機層出不窮，種類(lèi)繁多。
3.2 教學(xué)模式單一，實(shí)踐教學(xué)比例較低
傳統的教學(xué)模式，往往只注重理論教學(xué)和課堂說(shuō)教，輕視了實(shí)踐能力和職業(yè)素養的培養。很多學(xué)校的課程設置和教學(xué)內容將重點(diǎn)放在追求知識和理論的體系的完整上，這對學(xué)生系統地掌握理論知識，開(kāi)發(fā)設計產(chǎn)品是有利的。但是，這種教學(xué)模式也存在嚴重不足之處，學(xué)生畢業(yè)后大多被分配在生產(chǎn)一線(xiàn)，所從事的工作是操作設備、設定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開(kāi)發(fā)、設計等，在學(xué)校學(xué)的理論知識很多用不上，而實(shí)際工作所必需的實(shí)踐能力又不具備。 3.3 教材建設落后
高等職業(yè)教育的教材建設仍是當前高職教育的薄弱環(huán)節并嚴重影響了高職教學(xué)質(zhì)量�，F在機電一體化的一些教材過(guò)于偏重理論、脫離實(shí)際、缺乏實(shí)用性、部分教材內容陳舊、嚴重落后于現實(shí)，各科教材之間存在銜接性差、內容重復或內容脫節等現象。這些問(wèn)題給教學(xué)帶來(lái)了很多不便，也在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習積極性，制約了教學(xué)質(zhì)量的保證和提高。
3.4 教學(xué)、實(shí)習設施不夠先進(jìn)
目前很多學(xué)校的教學(xué)、實(shí)習設備缺乏且嚴重落后。只有少數條件較好的高職院校配備有為數不多的數控車(chē)床、銑床、線(xiàn)切割機床、電火花成型機，很多學(xué)校的學(xué)生一學(xué)期只有三四次操作設備的機會(huì )，并且這些設備又比較落后，學(xué)生難以學(xué)到真正有用的技能。
3.5 優(yōu)秀教師隊伍缺乏
教師是教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵和第一保證，但是當前的機電一體化教學(xué)的教師隊伍并不能達到教學(xué)的需要。一些老教師知識結構陳舊且更新緩慢，還有一些年輕教師也是剛從學(xué)校畢業(yè)，缺乏足夠的實(shí)踐經(jīng)驗，都不能很好的教授學(xué)生以適應社會(huì )工作需要的知識和實(shí)踐技能。
4 推進(jìn)機電一體化教學(xué)改革的一些思路
4.1 高職課程需突出工學(xué)結合，強調實(shí)踐性、職業(yè)化、一體化;課程設置要抓基礎和抓應用，淡化中間。根據學(xué)生就業(yè)崗位群的任職要求，參照相關(guān)的職業(yè)資格標準，通過(guò)與企業(yè)有關(guān)人員共同論證，進(jìn)行課程設置。
4.2 高職院校應推動(dòng)教學(xué)模式改革。高等職業(yè)教育強調理論聯(lián)系實(shí)際。教師應注意調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性，在課堂上可采用多種教學(xué)方法，如案例教學(xué)法、學(xué)生互動(dòng)討論方法等，還可以多采用多媒體教學(xué)手段，使用多媒體技術(shù)演示，使學(xué)生更多的參與到教學(xué)過(guò)程中，最大限度的發(fā)揮學(xué)習的主觀(guān)能動(dòng)性。除此之外，還應增加實(shí)習教學(xué)的比重，增加教學(xué)的實(shí)踐性，使學(xué)生能夠獲取更加直觀(guān)的知識。
4.3 教材編寫(xiě)結構應根據不同的培養目標和培養方向，開(kāi)發(fā)切合實(shí)際需要的教材。新的機電一體化教材應加強設備操作、調試維修等技能的比重，并根據專(zhuān)業(yè)技術(shù)的發(fā)展及時(shí)更新知識內容;同時(shí)，高職院校在選擇教學(xué)教材時(shí)應考慮各科教材之間配合性，保證既不重復又能全面覆蓋學(xué)生應掌握的知識;還應強調綜合能力的培養，對知識結構聯(lián)系緊密的課程進(jìn)行跨學(xué)科的綜合化處理。
4.4 增加對教學(xué)、實(shí)習設施的投入力度。一方面政府應增大財政支持，另一方面應鼓勵學(xué)校與企業(yè)加強聯(lián)合，協(xié)調發(fā)展。應大力推進(jìn)產(chǎn)學(xué)結合、校企合作的模式，彌補設備落后和不足，引導高職學(xué)校與相關(guān)企業(yè)建立互利互惠機制共同建設實(shí)習實(shí)訓基地，培養實(shí)用人才。
4.5 加強高職教師隊伍建設，增大“雙師型”師資比例。培養和引進(jìn)一些既精通機械設計，又能充分使用計算機的專(zhuān)門(mén)人才。鼓勵在職教師進(jìn)修或到相關(guān)企業(yè)鍛煉，促進(jìn)高職雙師型教師隊伍發(fā)展;積極引進(jìn)一些在生產(chǎn)第一線(xiàn)工作多年、具有豐富實(shí)踐能力的中青年高級技術(shù)人，通過(guò)幾年的教學(xué)培養，提高他們的教學(xué)水平，使他們成為名符其實(shí)的“雙師型”教師。還可以積極從企事業(yè)單位聘請兼職教師，實(shí)行專(zhuān)兼結合，改善學(xué)校的師資結構。
5 結語(yǔ)
為提高機電一體化的教學(xué)教學(xué)質(zhì)量，廣大相關(guān)教育工作者必須緊跟行業(yè)發(fā)展的步伐，既保證學(xué)生的基本素養和知識結構，又要突出高等職業(yè)教育的特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中積極推進(jìn)教學(xué)改革，不斷調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性，加強對學(xué)生動(dòng)手能力和綜合能力的培養，加強社會(huì )實(shí)踐能力，不斷為社會(huì )提供適合時(shí)代需要的高技術(shù)機電一體化人才。
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