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試論機電一體化教學(xué)的改革
摘要：隨著現(xiàn)代社會信息化程度的不斷提高，近年來機電一體化技術(shù)也在不斷進步，但是我們還應(yīng)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(xù)進步的步伐。本文就高職教育中機電一體化教育的問題進行探討，并介紹了筆者個人的改革思路，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，隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對我國經(jīng)濟建設(shè)所起到的促進作用越來越明顯。現(xiàn)代化設(shè)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(tǒng)，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(dāng)前，機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)進入發(fā)展成熟期，高速率、高精確度的智能系統(tǒng)越來越成為機械制造業(yè)的主流。隨著我國后經(jīng)濟危機時代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級大潮的來臨，企業(yè)產(chǎn)品、設(shè)備正在經(jīng)歷一個更新?lián)Q代的頻繁時期，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)品需求越來越大。高職機電一體化技術(shù)專業(yè)是為生產(chǎn)第一線的高級技能型崗位培養(yǎng)人才，但是目前我國高職院校培養(yǎng)的機電一體化專業(yè)的學(xué)生與社會、市場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(dāng)前，機械制造業(yè)已從傳統(tǒng)的通用機床、組合機床過渡到由微電子、自動控制的全新的數(shù)控機床，并且越來越普及。微電子，光電傳感器，信息處理和自動控制技術(shù)等技術(shù)經(jīng)過多年的發(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、無級和瞬時響應(yīng)俱佳的自動換刀數(shù)控機床和流水作業(yè)式的自動生產(chǎn)線正在深刻改變傳統(tǒng)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(tǒng)是由能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的。因此，引進光學(xué)技術(shù)，實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。
1.2 智能化
今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。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(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
1.3 自律分配系統(tǒng)化——柔性化
未來的機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點是子系統(tǒng)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”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。
1.4 “生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化
今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)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)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割�？磥�，機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。
2 高職機電一體化人才培養(yǎng)
機電一體化人才可分為以下幾個層次：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(shè)計、規(guī)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)一線或工作現(xiàn)場從事設(shè)備操作與維護、技術(shù)把關(guān)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)工作。
高職機電一體化人才的定位：高職機電一體化專業(yè)應(yīng)將培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才作為教學(xué)的主要目標(biāo)，合格的畢業(yè)生應(yīng)具備基本的基礎(chǔ)理論知識、一定范圍的專業(yè)知識和較強的工作現(xiàn)場技術(shù)應(yīng)用能力。
高職機電一體化人才應(yīng)具備的知識與能力：①知識結(jié)構(gòu)：具備常識性的文化基礎(chǔ)知識;掌握一定的政治理論知識和人文知識;具有相關(guān)專業(yè)和行業(yè)所需的機械制造和電工、電子、自動控制等方面的基本知識;具有計算機應(yīng)用技術(shù)的基本知識;具有數(shù)控機床加工與編程、數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM的基本知識;具有數(shù)控技術(shù)綜合應(yīng)用的基本知識;具有車間生產(chǎn)技術(shù)管理的基本知識。②能力結(jié)構(gòu)：一是社會能力。主要包括人際交往能力、口語表達能力、協(xié)調(diào)組織等從事職業(yè)活動所需要的一般社會行為能力。二是職業(yè)基礎(chǔ)能力，主要包括機械制造、電氣控制與計算機應(yīng)用這三項從事職業(yè)活動所需的基礎(chǔ)能力。三是專業(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業(yè)技能。
3 當(dāng)前高職機電一體化教育存在的問題
3.1 課程設(shè)置不合理
當(dāng)前高職院校課程設(shè)置不合理主要表現(xiàn)在兩個方面：首先，重理論輕實踐。很多學(xué)校的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容將重點放在追求知識和理論的體系的完整上，這對學(xué)生系統(tǒng)地掌握理論知識，開發(fā)設(shè)計產(chǎn)品是有利的。但是，也存在嚴(yán)重不足，學(xué)生畢業(yè)后大多被分配在生產(chǎn)一線，所從事的工作是操作設(shè)備、設(shè)定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開發(fā)、設(shè)計等，在學(xué)校學(xué)的理論知識很多用不上，而實際工作所必需的實踐能力又不具備。其次，教學(xué)內(nèi)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)展都在推動著機電一體化的發(fā)展。因此，其發(fā)展是日新月異的，這就必然導(dǎo)致課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容與其發(fā)展不相適應(yīng)。例如，當(dāng)前很多高職院校的單片機課程的教學(xué)內(nèi)容是仍以MCS-51單片機為主，而實際生產(chǎn)中新的單片機層出不窮，種類繁多。
3.2 教學(xué)模式單一，實踐教學(xué)比例較低
傳統(tǒng)的教學(xué)模式，往往只注重理論教學(xué)和課堂說教，輕視了實踐能力和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。很多學(xué)校的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容將重點放在追求知識和理論的體系的完整上，這對學(xué)生系統(tǒng)地掌握理論知識，開發(fā)設(shè)計產(chǎn)品是有利的。但是，這種教學(xué)模式也存在嚴(yán)重不足之處，學(xué)生畢業(yè)后大多被分配在生產(chǎn)一線，所從事的工作是操作設(shè)備、設(shè)定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開發(fā)、設(shè)計等，在學(xué)校學(xué)的理論知識很多用不上，而實際工作所必需的實踐能力又不具備。 3.3 教材建設(shè)落后
高等職業(yè)教育的教材建設(shè)仍是當(dāng)前高職教育的薄弱環(huán)節(jié)并嚴(yán)重影響了高職教學(xué)質(zhì)量�，F(xiàn)在機電一體化的一些教材過于偏重理論、脫離實際、缺乏實用性、部分教材內(nèi)容陳舊、嚴(yán)重落后于現(xiàn)實，各科教材之間存在銜接性差、內(nèi)容重復(fù)或內(nèi)容脫節(jié)等現(xiàn)象。這些問題給教學(xué)帶來了很多不便，也在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，制約了教學(xué)質(zhì)量的保證和提高。
3.4 教學(xué)、實習(xí)設(shè)施不夠先進
目前很多學(xué)校的教學(xué)、實習(xí)設(shè)備缺乏且嚴(yán)重落后。只有少數(shù)條件較好的高職院校配備有為數(shù)不多的數(shù)控車床、銑床、線切割機床、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(shè)備的機會，并且這些設(shè)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(dāng)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(jié)構(gòu)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)，缺乏足夠的實踐經(jīng)驗，都不能很好的教授學(xué)生以適應(yīng)社會工作需要的知識和實踐技能。
4 推進機電一體化教學(xué)改革的一些思路
4.1 高職課程需突出工學(xué)結(jié)合，強調(diào)實踐性、職業(yè)化、一體化;課程設(shè)置要抓基礎(chǔ)和抓應(yīng)用，淡化中間。根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)，通過與企業(yè)有關(guān)人員共同論證，進行課程設(shè)置。
4.2 高職院校應(yīng)推動教學(xué)模式改革。高等職業(yè)教育強調(diào)理論聯(lián)系實際。教師應(yīng)注意調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)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)過程中，最大限度的發(fā)揮學(xué)習(xí)的主觀能動性。除此之外，還應(yīng)增加實習(xí)教學(xué)的比重，增加教學(xué)的實踐性，使學(xué)生能夠獲取更加直觀的知識。
4.3 教材編寫結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)不同的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方向，開發(fā)切合實際需要的教材。新的機電一體化教材應(yīng)加強設(shè)備操作、調(diào)試維修等技能的比重，并根據(jù)專業(yè)技術(shù)的發(fā)展及時更新知識內(nèi)容;同時，高職院校在選擇教學(xué)教材時應(yīng)考慮各科教材之間配合性，保證既不重復(fù)又能全面覆蓋學(xué)生應(yīng)掌握的知識;還應(yīng)強調(diào)綜合能力的培養(yǎng)，對知識結(jié)構(gòu)聯(lián)系緊密的課程進行跨學(xué)科的綜合化處理。
4.4 增加對教學(xué)、實習(xí)設(shè)施的投入力度。一方面政府應(yīng)增大財政支持，另一方面應(yīng)鼓勵學(xué)校與企業(yè)加強聯(lián)合，協(xié)調(diào)發(fā)展。應(yīng)大力推進產(chǎn)學(xué)結(jié)合、校企合作的模式，彌補設(shè)備落后和不足，引導(dǎo)高職學(xué)校與相關(guān)企業(yè)建立互利互惠機制共同建設(shè)實習(xí)實訓(xùn)基地，培養(yǎng)實用人才。
4.5 加強高職教師隊伍建設(shè)，增大“雙師型”師資比例。培養(yǎng)和引進一些既精通機械設(shè)計，又能充分使用計算機的專門人才。鼓勵在職教師進修或到相關(guān)企業(yè)鍛煉，促進高職雙師型教師隊伍發(fā)展;積極引進一些在生產(chǎn)第一線工作多年、具有豐富實踐能力的中青年高級技術(shù)人，通過幾年的教學(xué)培養(yǎng)，提高他們的教學(xué)水平，使他們成為名符其實的“雙師型”教師。還可以積極從企事業(yè)單位聘請兼職教師，實行專兼結(jié)合，改善學(xué)校的師資結(jié)構(gòu)。
5 結(jié)語
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(yǎng)和知識結(jié)構(gòu)，又要突出高等職業(yè)教育的特點，在教學(xué)過程中積極推進教學(xué)改革，不斷調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強對學(xué)生動手能力和綜合能力的培養(yǎng)，加強社會實踐能力，不斷為社會提供適合時代需要的高技術(shù)機電一體化人才。
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