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高職高專機電一體化專業(yè)建設(shè)與課程體系構(gòu)建論文
自20世紀(jì)80年代初，世界制造業(yè)進入一個發(fā)展停滯、缺乏活力的蕭條期，幾乎被人們視作夕陽產(chǎn)業(yè)。90年代以后，計算機等電子技術(shù)在該領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為制造業(yè)注入了生機。如今，機電一體化產(chǎn)業(yè)以其特有的技術(shù)帶動性、融合性和廣泛適用性，逐漸成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，成為新世紀(jì)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱之一。在此背景下，各高職院校紛紛開設(shè)機電一體化專業(yè)，以滿足社會對該專業(yè)人才的需求。據(jù)筆者初步調(diào)查，浙江省辦有工科類專業(yè)的高職院校幾乎都開設(shè)了機電一體化專業(yè)。與此同時，“高薪急聘數(shù)控操作人才”之類的招聘廣告屢見不鮮，從人才市場和企業(yè)反饋的信息也表明，社會對高質(zhì)量機電一體化專業(yè)人才的需求量很大。從近些年機電一體化專業(yè)畢業(yè)生數(shù)量上看，應(yīng)基本能緩解當(dāng)?shù)仄髽I(yè)對該專業(yè)人才的急需，不至于供需嚴(yán)重失衡，問題出在供非所求。高職院校內(nèi)部在該專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與定位、專業(yè)建設(shè)與課程設(shè)置、實習(xí)實訓(xùn)內(nèi)容及條件等方面存在問題。因此，機電一體化專業(yè)建設(shè)與課程體系的再構(gòu)建，是當(dāng)前亟待解決的問題。一、機電一體化技術(shù)的界定
(一)內(nèi)涵
傳統(tǒng)意義上的機電一體化，主要指機械與電工電子及電氣控制這兩方面的一體化，并且明顯偏重于機械方面。當(dāng)前科技發(fā)展的態(tài)勢特別注重學(xué)科間的交叉、融合以及電子計算機的應(yīng)用，機電一體化技術(shù)就是利用電子技術(shù)、信息技術(shù)(主要包括傳感器技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)等)使機械實現(xiàn)柔性化和智能化的技術(shù)。機械技術(shù)可以承受較大載荷，但不易實現(xiàn)微小和復(fù)雜運動的控制，而電子技術(shù)則相反，不能承受較大載荷，卻容易實現(xiàn)微小運動和復(fù)雜運動的控制， 使機械實現(xiàn)柔性化和智能化。機電一體化的目標(biāo)是將機械技術(shù)與電子技術(shù)實現(xiàn)完美結(jié)合，充分發(fā)揮各自長處，實現(xiàn)互補。與其相關(guān)的學(xué)科應(yīng)包括機械工程學(xué)科、檢測與控制學(xué)科、電子信息學(xué)科三大塊內(nèi)容。
(二)本質(zhì)
機電一體技術(shù)的本質(zhì)是將電子技術(shù)引入機械控制中，也就是利用傳感器檢測機械運動，將檢測信息輸入計算機，計算得到能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期運動的控制信號．由此來控制執(zhí)行裝置。開發(fā)計算機軟件的任務(wù)，就是通過輸入計算機的檢測信息，計算得到能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期運動的控制信號。另外，若是一件真正意義上的機電一體化產(chǎn)品，則其應(yīng)具備兩個明顯特征：一是產(chǎn)品中要有運動機械；二是采用了電子技術(shù)，使運動機械實現(xiàn)柔性化和智能化。
(三)作用與系統(tǒng)
采用機電一體化技術(shù)的最大作用是擴展新功
能，增強柔性。首先，它是眾多自動化技術(shù)中最重要的一種，如實現(xiàn)過程自動化(PA，即連續(xù)體自動化)、機械自動化(FA，即固體自動化)、辦公自動化(OA，即信息自動化)等。其次，機電一體化技術(shù)又是按照用戶個人的特殊需求來制造、提供產(chǎn)品這一當(dāng)今最高級供貸方式的關(guān)鍵技術(shù)。一個機電一體化的系統(tǒng)主要是由機械裝置、執(zhí)行裝置、動力源、傳感器、計算機這五個要素構(gòu)成，如機器人就是一個十分典型的機電一體化系統(tǒng)。
二、機電一體化專業(yè)建設(shè)與課程體系現(xiàn)狀分析
(一)專業(yè)定位模糊，需準(zhǔn)確定位
由教學(xué)計劃可看出，目前高職院校機電一體化專業(yè)基本上按“既懂機又會電”來定位，但實際上機械與電子本身各自為兩大學(xué)科，內(nèi)容十分豐富，涉及面非常廣，讓一名高職高專生在短短的三年時間里系統(tǒng)地掌握兩大學(xué)科的理論知識和技能，是不現(xiàn)實的，也沒有這個必要。前述的理想化定位，往往造成“機不太懂、電也不太通”的尷尬局面，失去了該專業(yè)應(yīng)有的特色，達不到培養(yǎng)目標(biāo)。從理論上來說，其定位應(yīng)以機為主、電為輔，或者電為主、機為輔均可。由于許多機械類專業(yè)如機械制造及自動化等一般也強化了電子和計算機等方面的應(yīng)用，使它們沒多大差異，體現(xiàn)不出自己的特色，實際上行不通。因此，機電一體化專業(yè)應(yīng)定位在“以電為主、機為輔，機、電、計算機三足鼎立”為宜。
(二)“雙師型”教師隊伍力量薄弱
由于種種原因，目前高職機電一體化專業(yè)“雙師型”教師比例仍很低，專業(yè)理論教師不能指導(dǎo)實訓(xùn)教學(xué)，實訓(xùn)教師基礎(chǔ)理論薄弱，不能講授專業(yè)理論課的現(xiàn)象還較普遍，必須采取加強培訓(xùn)或從企業(yè)聘任兼職教師等途徑加以解決。
(三)教學(xué)實驗、實訓(xùn)條件落后，實踐訓(xùn)練水平有待提高
總體看來，各高職院校雖具備一些專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的實驗條件，但基本上都是以驗證性、演示性為主，很少具有本專業(yè)的綜合性、設(shè)計性實驗，缺乏融合機與電為一體的大型綜合性實驗或綜合性課程，影響了專業(yè)技能和工程實踐能力的提高。教學(xué)實訓(xùn)設(shè)施也大大落后于當(dāng)今企業(yè)，實踐訓(xùn)練水平不高，應(yīng)采用與企業(yè)合作等方式盡快提升層次。
(四)適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的課程體系有待構(gòu)建
現(xiàn)行的機電一體化專業(yè)課程體系，明顯偏重于機械方面，這與當(dāng)前該專業(yè)所處于的“機、電、計算機”三大塊內(nèi)容三足鼎立的實際格局很不適應(yīng)。因此，在課程體系構(gòu)建時應(yīng)突出電氣控制、計算機應(yīng)用的地位。
(五)體現(xiàn)當(dāng)代工業(yè)發(fā)展水平的專業(yè)教材有待突破
目前高職院校所采用的機電一體化專業(yè)教材大多沒有充分體現(xiàn)出現(xiàn)代機電行業(yè)的發(fā)展水平，內(nèi)容陳舊、落后，且各門課程之間相互獨立，相關(guān)知識未能有機地滲透和融合在一起，也未能充分考慮與中職教材的很好銜接。
三、專業(yè)改革與課程體系構(gòu)建
(一)設(shè)立若干個專門化方向
高職教育要保持其自身的特色，必須強化專業(yè)方向，充分考慮與地方經(jīng)濟的緊密結(jié)合。與此同時，為妥善解決學(xué)生擇業(yè)范圍廣與針對性強這對矛盾，可設(shè)以下幾個專門化方向：機械制造及自動化專門化；機電一體化產(chǎn)品開發(fā)專門化；數(shù)控加工技術(shù)專門化：工業(yè)機器人專門化。通過設(shè)立專門化方向，可完成有針對性的就業(yè)前培訓(xùn)。當(dāng)然，也可根據(jù)各校實際情況并結(jié)合企業(yè)對本專業(yè)的人才需求，另行設(shè)置其他專門化方向。
(二)重新構(gòu)建專業(yè)課程體系
高職高專課程體系設(shè)置應(yīng)從職業(yè)教育的特點著手，按職業(yè)崗位群應(yīng)掌握的知識和能力來進行。要以知識應(yīng)用為主線，以能力培養(yǎng)為核心，打破原有的學(xué)科課程體系和“三段式”課程設(shè)置體系，對課程進行優(yōu)化和整合，充分考慮與中職的銜接，堅決避免重復(fù)。文化基礎(chǔ)知識以“必需、夠用”為度，專業(yè)知識則根據(jù)職業(yè)崗位群有針對性地設(shè)置專門化教學(xué)模塊，建立一個寬廣、針對性和實用性都很強的知識平臺。在課程體系設(shè)置中，主體框架思路如下：
第一，將培養(yǎng)目標(biāo)分解到每一教學(xué)模塊單元，確定每一教學(xué)模塊單元所承擔(dān)的功能，應(yīng)培養(yǎng)的知識和能力，相應(yīng)的配套實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，每一教學(xué)模塊單元主干課程的內(nèi)容組成，每一課程要傳授的知識、能力以及考核學(xué)生的方法。
第二，對各個教學(xué)模塊之間相互重復(fù)與交叉的知識，應(yīng)進行優(yōu)化組合，加以綜合化改造，強調(diào)知識間的相互聯(lián)系和銜接，堅決取消重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容。綜合化課程要突出綜合應(yīng)用知識能力的培養(yǎng)。
第三，理論教學(xué)與實踐教學(xué)相互滲透，理論知識與實踐技能考核相互結(jié)合，可采用“講練式”現(xiàn)場教學(xué)和“啟發(fā)式”等主動型教學(xué)方法。
第四，整個課程設(shè)置不講求理論知識的系統(tǒng)性和完整性，而強調(diào)針對性和應(yīng)用性。
根據(jù)上述框架思路，專業(yè)課程體系由綜合化系列課程和專門化模塊課程兩部分構(gòu)成：
1．綜合化系列課程
機械制圖：包含原機械制圖內(nèi)容，增加計算機輔助繪圖(AutoCAD)內(nèi)容，融入公差與配合部分，使學(xué)生將制圖、尺寸標(biāo)注和公差標(biāo)注融為一體。
機械設(shè)計基礎(chǔ)：包含工程力學(xué)、機械原理和機械零件、金屬材料與熱處理等內(nèi)容。本課程主要是為了培養(yǎng)機械工程方面的初步知識和能力。
控制工程基礎(chǔ)：包含電工與電子技術(shù)、電器控制PLC、液壓傳動與氣壓傳動等內(nèi)容，使機械中常用的電、液、氣控制有機地組合在一起。本課程完成機械控制方面初步知識和能力的培養(yǎng)。
機械制造基礎(chǔ)：包含金屬切削機床、切削原理與刀具、機械制造工藝和機床夾具等內(nèi)容，將加工工藝和工藝裝備知識有機地組合在一起。本課程完成機械制造工藝與設(shè)備初步知識和基本能力培養(yǎng)。
傳感器技術(shù)：主要包含檢測各種物理量的傳感器的種類、原理和應(yīng)用。
計算機應(yīng)用技術(shù)：主要包含計算機原理、信息處理、編程三大部分內(nèi)容，以完成計算機應(yīng)用方面的初步知識和能力培養(yǎng)。
機電一體化系統(tǒng)設(shè)計：主要包含機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的基本方法、控制方法和策略、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計實例等。本課程要做到綜合性、實用性、實踐性強，完成綜合運用知識能力、綜合實踐能力培養(yǎng)。
2，專門化模塊課程
該模塊主要根據(jù)設(shè)立的幾個專門化方向，同時結(jié)合本專業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r、趨勢以及當(dāng)?shù)貙θ瞬诺男枨笄闆r，一般在畢業(yè)實習(xí)時完成。該模塊的主要任務(wù)是有針對性地完成就業(yè)上崗前的培訓(xùn)，為就業(yè)上崗做好充分準(zhǔn)備，必須突出實踐性與綜合性。
條件具備的院校在校內(nèi)完成該模塊。具體操作時可把學(xué)生分成若干個專門化合作組，由學(xué)生自愿選擇參與哪個合作組。每個合作組完成一個子課題，各子課題可以是同一大課題下的子課題，也可以是獨立設(shè)置的子課題，合作組之間可以是互相協(xié)作的關(guān)系，也可以相對獨立。子課題按性質(zhì)不同分以下三類：開發(fā)設(shè)計型、制造加工型和設(shè)計制造綜合型。如開發(fā)設(shè)計型可結(jié)合學(xué)生的能力安排某個總成的設(shè)計，或者某個控制系統(tǒng)的電路制作，或者某個控制系統(tǒng)的程序編制等；制造加工型主要是根據(jù)已有的設(shè)計，完成零件的機加工、裝配和調(diào)整工作；設(shè)計制造綜合型則完成一個簡單機電一體化產(chǎn)品或其中一部分設(shè)計與制作的全過程。為使學(xué)生較全面地掌握知識和技能，應(yīng)以設(shè)計制造綜合型為主。
新生入學(xué)進行專業(yè)教育時即可介紹專門化模塊課程的大致情況，以便增強學(xué)生日后學(xué)習(xí)的目的性、主動性和針對性。該模塊要求指導(dǎo)教師具有較高的專業(yè)水平和綜合能力。課程開發(fā)充分結(jié)合合作組的內(nèi)容，以實例、設(shè)計制作指導(dǎo)書的方式進行。如浙江師范大學(xué)高等技術(shù)學(xué)院設(shè)立的精雕技術(shù)專門化方向，要求學(xué)生獨立編程并在數(shù)控精雕機上自行操作，最終完成一件精美的雕刻產(chǎn)品。由于強化了專門化方向，學(xué)生擁有社會急需的其他學(xué)校畢業(yè)生所沒有的一技之長，深受企業(yè)歡迎。
師資、設(shè)備等條件尚不具備的院�？膳c企業(yè)合作，把專門化模塊放到企業(yè)中實施，教師與企業(yè)技術(shù)人員根據(jù)企業(yè)情況一起完成模塊課程開發(fā)與教學(xué)工作，這樣可同時解決部分學(xué)生的就業(yè)問題。
(三)實踐教學(xué)課時設(shè)置原則
實踐教學(xué)課時安排要把握以下兩個原則：一是“保量”原則。在課時數(shù)量上應(yīng)占整個教學(xué)計劃總課時的40％及以上，以充分體現(xiàn)職業(yè)教育特色。二是“適時”原則。根據(jù)各個教學(xué)模塊單元的知識和能力要求，及時跟上教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，強調(diào)知識與能力的結(jié)合，增強實踐教學(xué)的時效性和教學(xué)效果。
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