機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)

楊雪君

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 黃岡 438002)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，尤其是微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的相互滲透，使傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)產(chǎn)生了深刻的變革。一些被廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，逐漸被機(jī)械電子機(jī)構(gòu)所取代，傳感器和微電子控制系統(tǒng)已成為機(jī)電產(chǎn)品的重要組成部分。

一 機(jī)電一體化技術(shù)與其他技術(shù)的區(qū)別

1.機(jī)電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的區(qū)別

傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的操作控制主要通過具有電磁特性的各種電器來實(shí)現(xiàn)，如繼電器、接觸器等，在設(shè)計(jì)中不考慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系;機(jī)械本體和電氣驅(qū)動(dòng)界限分明，整個(gè)裝置是剛性的，不涉及軟件和計(jì)算機(jī)控制。機(jī)電一體化技術(shù)以計(jì)算機(jī)為控制中心，在設(shè)計(jì)過程中強(qiáng)調(diào)機(jī)械部件和電器部件間的相互作用和影響，整個(gè)裝置在計(jì)算機(jī)控制下具有一定的智能性。

2.機(jī)電一體化技術(shù)與并行工程的區(qū)別

機(jī)電一體化技術(shù)將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)在設(shè)計(jì)和制造階段就有機(jī)地結(jié)合在一起，十分注意機(jī)械和其他部件之間的相互作用。而并行工程將上述各種技術(shù)盡量在各自范圍內(nèi)齊頭并進(jìn)，只在不同技術(shù)內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，最后通過簡(jiǎn)單疊加完成整體裝置。

3.機(jī)電一體化技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)的區(qū)別

自動(dòng)控制技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)是討論控制原理、控制規(guī)律、分析方法和自動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造等。機(jī)電一體化技術(shù)將自動(dòng)控制原理及方法作為重要支撐技術(shù)，將自控部件作為重要控制部件應(yīng)用自控原理和方法，對(duì)機(jī)電一體化裝置進(jìn)行系統(tǒng)分析和性能測(cè)算。

4.機(jī)電一體化技術(shù)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的區(qū)別

機(jī)電一體化技術(shù)只是將計(jì)算機(jī)作為核心部件應(yīng)用，目的是提高和改善系統(tǒng)性能。計(jì)算機(jī)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用僅僅是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)中的一部分，它還可以在辦公、管理及圖像處理等方面得到廣泛應(yīng)用。

二 教學(xué)方法

改以教師為主體的知識(shí)灌輸型為以學(xué)生為主體的素質(zhì)能力培養(yǎng)型教育。教學(xué)方法采用啟發(fā)式、直觀式、討論式、發(fā)現(xiàn)式等多種教學(xué)手段的有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性和自主性，培養(yǎng)學(xué)生的自主意識(shí)和合作精神，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)的興趣。具體的教學(xué)方法包括:問題教學(xué)法、實(shí)物引導(dǎo)法、過程教學(xué)法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法、案例教學(xué)法等。一是問題教學(xué)法，即圍繞重點(diǎn)、難點(diǎn)問題集中討論和分析，力爭(zhēng)做到重點(diǎn)、難點(diǎn)問題當(dāng)堂解決。二是實(shí)物引導(dǎo)法，即課堂上，教師發(fā)放憑證、賬簿、報(bào)表等實(shí)物，讓學(xué)生通過觀察真實(shí)的憑證、賬簿、報(bào)表等，培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，縮短書本與現(xiàn)實(shí)之間的“距離”。三是過程教學(xué)法，即借助于多媒體教學(xué)手段，將處理的程序進(jìn)行過程演示或通過模擬實(shí)驗(yàn)室電子流程板循序漸進(jìn)地進(jìn)行講解，使學(xué)生形成系統(tǒng)的知識(shí)體系。四是實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，即在實(shí)驗(yàn)室讓每一位同學(xué)進(jìn)行實(shí)際手工和上機(jī)操作，熟悉各崗位的手工操作，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生“零距離”上崗。五是案例教學(xué)法，改變傳統(tǒng)的課堂講授教學(xué)方法，選用或自行設(shè)計(jì)相關(guān)案例，由教師組織學(xué)生參與，在分析案例的過程中開展教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生相互討論和交流的教學(xué)方式。案例教學(xué)法能極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性。

整個(gè)課程的組織是以多項(xiàng)目為導(dǎo)向，每個(gè)項(xiàng)目分成基于工作過程的不同任務(wù)來完成。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)遵從學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)規(guī)律和職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從單一技能訓(xùn)練到綜合技能訓(xùn)練。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)也遵從學(xué)生的個(gè)性差異，設(shè)計(jì)具有難度梯度的項(xiàng)目，適應(yīng)不同基礎(chǔ)的學(xué)生完成，即使難度最低的項(xiàng)目也能滿足課程大綱要求。在每個(gè)項(xiàng)目類中，有一個(gè)案例教學(xué)項(xiàng)目，另外的三個(gè)項(xiàng)目難度遞減，學(xué)生根據(jù)自身的情況選擇完成。最終達(dá)到學(xué)生的PLC應(yīng)用技術(shù)由生手變?yōu)槭焓郑殬I(yè)素養(yǎng)得到較大的提升。

企業(yè)項(xiàng)目不是一成不變的，是根據(jù)企業(yè)目前生產(chǎn)實(shí)際情況，決定學(xué)生完成什么樣的企業(yè)項(xiàng)目。另外企業(yè)項(xiàng)目的時(shí)間安排也要隨著企業(yè)生產(chǎn)情況進(jìn)行調(diào)整。課程以項(xiàng)目為主線，基于工作過程的任務(wù)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行項(xiàng)目的實(shí)施，體現(xiàn)“做、學(xué)、導(dǎo)”的過程。項(xiàng)目布置后，先由學(xué)生自己思考、自己嘗試，體現(xiàn)學(xué)生的“自主探究”，也就是學(xué)生“做”的過程;當(dāng)在完成項(xiàng)目中遇到困難和問題時(shí)，小組學(xué)生相互討論，老師參與但不指導(dǎo);當(dāng)小組內(nèi)無法解決時(shí)，組與組之間進(jìn)行討論，體現(xiàn)學(xué)生的“合作探究”，也是“學(xué)”的過程;當(dāng)仍然解決不了問題時(shí)，老師加以啟發(fā)引導(dǎo)，學(xué)生重新思考解決方案;若還是無法解決，教師則進(jìn)行案例(案例所用項(xiàng)目與學(xué)生完成項(xiàng)目不同)教學(xué)，針對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問題作為教學(xué)重點(diǎn)，尤其特別注重教授學(xué)生分析問題、解決問題的方法和新的知識(shí)點(diǎn)，然后學(xué)生結(jié)合講解，再次完成自己的項(xiàng)目，這個(gè)過程體現(xiàn)了“協(xié)助探究”，也是“導(dǎo)”的過程。教師在整個(gè)教學(xué)過程中只是起到引導(dǎo)、啟發(fā)作用，只教授學(xué)生各種方法，但不替學(xué)生完成任務(wù)的任何部分，讓學(xué)生“不等”、“不靠”，自己想方設(shè)法完成自己的任務(wù)。充分體現(xiàn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)。另外，每次課的開始，同學(xué)之間相互交流上一次課完成項(xiàng)目中遇到的問題以及解決問題的方法，針對(duì)好的方法和思路，教師加以點(diǎn)評(píng)，供其他同學(xué)借鑒。這樣不僅使學(xué)生的專業(yè)知識(shí)得到鞏固，更重要的是系統(tǒng)地提升了學(xué)生的專業(yè)技能，掌握了應(yīng)對(duì)未來工作崗位上需完成項(xiàng)目或工作任務(wù)的方法。另外，課程中采用多項(xiàng)目，難度逐漸遞進(jìn)，這樣可以使學(xué)生的技能和完成項(xiàng)目的方法得到反復(fù)訓(xùn)練，達(dá)到不斷鞏固的程度。

三 教學(xué)成果

1.課程改革推動(dòng)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，產(chǎn)學(xué)研成果使教學(xué)效果不斷提高。為了滿足該專業(yè)和課程的改革需要，學(xué)校組建了機(jī)械電子學(xué)生實(shí)訓(xùn)培訓(xùn)基地，為了使機(jī)電一體化課程能夠在真實(shí)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)工學(xué)交替和頂崗實(shí)習(xí)，學(xué)校引入校外真實(shí)企業(yè)和真實(shí)產(chǎn)品，以此項(xiàng)改革帶動(dòng)下的“校企合作，實(shí)現(xiàn)工程實(shí)訓(xùn)基地運(yùn)行機(jī)制創(chuàng)新的探索與實(shí)踐成果，優(yōu)越的實(shí)踐環(huán)境使教學(xué)效果不斷提高，該課程學(xué)完后學(xué)生基本達(dá)到了兩個(gè)職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)。

2.高素質(zhì)的“雙師型”教師隊(duì)伍保證了教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備開發(fā)和教學(xué)方案實(shí)施。課題組教師知識(shí)、年齡結(jié)構(gòu)合理，來自企業(yè)的兼職教師為實(shí)踐環(huán)節(jié)提供了有力的保障。教材和實(shí)訓(xùn)材料由課題組教師編寫。課題組教師以項(xiàng)目導(dǎo)向模式帶領(lǐng)學(xué)生研發(fā)了大量實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并指導(dǎo)學(xué)生參加全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新和電子競(jìng)賽，均取得較好的成績(jī)。