機電一體化創(chuàng)新實驗及發(fā)展

熊淑平

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 黃岡 438002)

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機電一體化創(chuàng)新實驗及發(fā)展

熊淑平

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 黃岡 438002)

摘要：論述了機電一體化創(chuàng)新實驗在培養(yǎng)機電產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新人才方面的重要地位，從高職辦學(xué)理念出發(fā)，結(jié)合高職機電一體化專業(yè)的特點，分析了該專業(yè)的人才需求背景，提出了高職機電一體化專業(yè)的實驗教改思想及其改進的具體措施，充分打開學(xué)生的研究思路，全面提高學(xué)生處理實際專業(yè)問題的能力。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；管理；實驗室建設(shè)；規(guī)范化管理

“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術(shù)是基于上述技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

1對實驗內(nèi)容進行調(diào)整，以適應(yīng)新形式發(fā)展的需要

現(xiàn)開設(shè)的實驗中有許多已經(jīng)不適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展。如微機原理實驗，現(xiàn)在仍采用單片機系統(tǒng)，在用匯編語言編好程序后，還需手工翻譯成機器碼輸入單片機系統(tǒng)。這種方式不僅速度慢，出錯率也高，而且出錯原因也不容易判斷，可能編程有錯誤，也可能翻譯時有錯誤。學(xué)生在用這種方式做實驗時，還必須了解如內(nèi)部讀寫、外部讀寫等不同的操作指令，在輸入時極易出錯。對于機械專業(yè)的學(xué)生來說，電類的基礎(chǔ)課應(yīng)以應(yīng)用為主，現(xiàn)在其他的高校早已淘汰了這種方式，他們現(xiàn)在都采用的是將匯編語言直接輸入計算機，由計算機直接翻譯成機器碼并自動運行。計算機在翻譯的過程中如有錯誤，會提示用戶，用戶只需對匯編程序進行修改即可，可大大提高效率實驗，學(xué)生可選做多個實驗來鞏固所學(xué)的知識，而不用浪費大量的時間在改錯的環(huán)節(jié)上。

2以其他形式補充實驗，充分發(fā)揮實驗室功能

鼓勵支持學(xué)生參加各類創(chuàng)新比賽，實驗室提供實驗場地，實驗教師給予充分配合。學(xué)生也可自行設(shè)計有創(chuàng)意的實驗，實驗室可通過預(yù)約的形式開放，開拓學(xué)生的思維，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造能力。這些新的實驗形式對教師的知識結(jié)構(gòu)及知識面的要求相應(yīng)增加。實驗教師不僅要熟練掌握實驗中各種儀器設(shè)備的性能及操作技巧，還應(yīng)熟悉相關(guān)理論課的內(nèi)容。通過這些既可鍛煉教師隊伍，又能增強學(xué)生動腦、動手、創(chuàng)新及整體設(shè)計能力。科學(xué)技術(shù)在不斷進步，學(xué)院在不斷升格，今后實驗教學(xué)改革更要不斷努力的探索。實驗教學(xué)的最終目的還是要增強學(xué)生的感性認識，驗證書本理論，訓(xùn)練實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的能力。圍繞這個目的，實驗教師要不斷充實自己，學(xué)習(xí)先進的技術(shù)及管理經(jīng)驗，從而為培養(yǎng)2l世紀(jì)工程所需的應(yīng)用型人才作出自己最大的貢獻。

3切實實施工學(xué)結(jié)合

要實施工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革，為了提高學(xué)生的就業(yè)能力，在業(yè)余時間里，開放該門課程相應(yīng)的實驗室和實訓(xùn)室，使學(xué)生有更多的機會到這里來，提高和鞏固自己在課堂上所學(xué)的專業(yè)知識和專業(yè)技能。實驗教學(xué)是為教學(xué)服務(wù)，打破以課程內(nèi)容來組織實驗教學(xué)，以專業(yè)和學(xué)科體來組織實驗教學(xué)，根據(jù)專業(yè)的特點和學(xué)科特點，按規(guī)范化要求開發(fā)一系實驗項目，其中有不同專業(yè)和不同培養(yǎng)方向的必做實驗項目，有不分專業(yè)的學(xué)生自選的項目。同時還根據(jù)生產(chǎn)實際需要而開發(fā)的綜合性的實驗項目。這些實驗項目實驗?zāi)康模瑢嶒灢襟E、實驗大綱、實驗結(jié)果的評價等都按一定的標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計開發(fā)。必須要深化與企業(yè)的緊密合作，使企業(yè)技術(shù)人員參與專業(yè)教學(xué)改革與課程建設(shè)，教師參加企業(yè)工程項目，在工程項目建設(shè)過程中積累項目開發(fā)經(jīng)驗，了解工程項目開發(fā)過程所需要的實際知識。以一個工程項目為實例，可將課程知識點與項目中各子模塊結(jié)合，在專業(yè)課程教學(xué)中，采用邊講邊做的項目教學(xué)法。最好是在最后近一學(xué)年的實習(xí)時間內(nèi)，在企業(yè)以工程項目建設(shè)為教學(xué)任務(wù)與目標(biāo)，以工程項目技術(shù)人員與學(xué)生為教學(xué)小組，以工程項目各階段為學(xué)習(xí)單元，以工程項目各階段的任務(wù)書、報告書、項目完成情況等為考核內(nèi)容，進行工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式的實施與研究。

4機電一體化教學(xué)實驗系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展方向

4.1模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又非常重要的事。例如，研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置時，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品、擴大生產(chǎn)規(guī)模。而這就需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。無論對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機電一體化單元的企業(yè)，還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)來說，模塊化都將給它們帶來美好的前程。

4.2網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將實現(xiàn)全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，利用現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，家庭網(wǎng)絡(luò)就是將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)它使人們在家里就可以享受高科技帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑要朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

5關(guān)于機電一體化創(chuàng)新實驗未來發(fā)展的思考

盡管機電一體化創(chuàng)新實驗已建成為機電學(xué)院創(chuàng)新體系的重要實踐基地，但在支持機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的實驗條件以及實驗管理機制等方面仍需要加強和完善，從以提供驗證性實驗為主逐步過渡到以提供探索性實驗為主。如何充分發(fā)揮機電一體化創(chuàng)新實驗在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中的作用，更好地支持大學(xué)生創(chuàng)新活動，改變傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)模式，使學(xué)生從實踐中獲得知識以及思考源泉和求知動力，作者認為可從以下幾方面著手：

第一，建立面向“課程體系”的創(chuàng)新實驗支撐條件及關(guān)聯(lián)實驗系列。首先應(yīng)該打通機械設(shè)計制造及自動化學(xué)科相關(guān)課程的實踐環(huán)節(jié)，包括機械原理與機械設(shè)計、機電傳動、機電控制工程、機電一體化設(shè)計等，完善創(chuàng)新實驗條件，以一類機電產(chǎn)品為例開設(shè)貫穿課程體系的關(guān)聯(lián)實驗系列，如機械本體裝配、傳動機構(gòu)分析、驅(qū)動部件設(shè)計、傳感器與測量技術(shù)、控制器與接口技術(shù)、機電產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制程序編制等實驗系列，使學(xué)生更主動地學(xué)習(xí)、更有效地掌握機電一體化技術(shù)的系統(tǒng)知識。

第二，以“從做中學(xué)”為指導(dǎo)思想，圍繞學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計項目來完成整個課程體系的教學(xué)和實驗。從專業(yè)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)伊始，建立學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計項目小組，并通過創(chuàng)新實驗室及其相關(guān)機制實現(xiàn)對創(chuàng)新設(shè)計項目整個研究過程的支持，使學(xué)生能夠帶著問題來學(xué)習(xí)和實踐，并從中初步掌握科學(xué)研究的基本過程和基本方法，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)自主性和能動性，培養(yǎng)學(xué)生動手能力、自學(xué)能力、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題能力、交流協(xié)作能力等，達到創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)。

第三，建立開放性實驗機制，建立面向創(chuàng)新的交流協(xié)作平臺。通過改善實驗室條件，建立開放性實驗管理機制，為自主創(chuàng)新的學(xué)生提供個性化服務(wù)，支持學(xué)生利用課余時間從事科技創(chuàng)新活動。同時，以機電一體化創(chuàng)新實驗為基礎(chǔ)建立面向創(chuàng)新的交流協(xié)作平臺，使指導(dǎo)老師與學(xué)生之間，不同項目組學(xué)生之間能進一步加強相關(guān)技術(shù)的交流與協(xié)作。

參考文獻：

[1]金南順.關(guān)于重新構(gòu)建大連大學(xué)教師激勵機制的思考[J].大連大學(xué)學(xué)報，2000，(1)：51-55.

作者簡介：熊淑平(1971-)，女，湖北黃岡人，黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師,主要從事電子技術(shù)應(yīng)用維修研究。

中圖分類號：F272

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)14-0020-02