淺談機電一體化技術(shù)的教學改革與發(fā)展趨勢

【摘要】針對機電一體化專業(yè)教學不能滿足經(jīng)濟快速發(fā)展的需求這一現(xiàn)狀，提出了以實踐為導向的機電一體化教學改革。闡述了機電教學改革的必要性、思路和方法，提出在實踐環(huán)節(jié)深化改革，在專業(yè)培養(yǎng)方案上努力突出專業(yè)特色的重要性；闡述了由于科學技術(shù)的發(fā)展使不同學科產(chǎn)生交叉與滲透，促進了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與六大發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】機電一體化 教學改革 專業(yè)特色 智能化

一、引言

隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，由氣動技術(shù)、液壓技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLC技術(shù)、網(wǎng)絡及通訊技術(shù)等學科的強烈相互滲透而形成的機電一體化技術(shù)，已成為當今工業(yè)科技的重要組成部分。但是也存在不足之處，學生畢業(yè)后大部分被分配在生產(chǎn)第一線，所從事的工作不是研究、設計、開發(fā)、決策等，而是操作設備、制定工藝、籌劃工裝卡具、調(diào)整試車、查找故障和排除故障，在學校學的知識相當一部分用不上，而現(xiàn)場工作所必需的工作能力又不具備。

二、改革的必要性

隨著國民經(jīng)濟的增長，社會對人才的需求也開始增長，社會對人才特別是機電一體化專業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)提出了新的要求。舊的辦學模式在人才培養(yǎng)的方法和途徑上受到很大的制約，使畢業(yè)生在理論研究的領(lǐng)域里“缺乏理論”，在技術(shù)應用領(lǐng)域內(nèi)“缺乏應用”。有的專業(yè)由于課時設置不合理、教學方法陳舊等諸多原因，學生理論知識學習不扎實，又缺乏必要的社會實踐與動手能力，以至于課程結(jié)束后，了解的只是一些課本上的理論知識。

三、改革的思路

1 制定適應新形勢的教學內(nèi)容。制定符合現(xiàn)代化建設要求的機電一體化專業(yè)教學計劃，遵循國家、省教委的有關(guān)文件精神，以綜合素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ)，以能力培養(yǎng)為主線。圍繞培養(yǎng)目標，對知識、能力、素質(zhì)等方面進行合理的綜合安排，力求整體優(yōu)化，培養(yǎng)實用的職業(yè)技術(shù)人才。

2 先進教學手段的應用。(1)運用多媒體進行直觀教學。(2)聯(lián)系生活，啟發(fā)學生思維，理論與實踐相結(jié)合。(3)與時俱進，激發(fā)學生的求知欲。

3 改革優(yōu)化實踐環(huán)節(jié)。為了培養(yǎng)學生專業(yè)技術(shù)能力，改革傳統(tǒng)的實踐教學模式，將實踐教學分為三個階段進行：(1)實驗技能訓練。實驗技能訓練主要包括專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課中的實驗，使學生掌握基本實驗儀器的使用，基本數(shù)據(jù)的測量、采集和基本實驗方法的運用。(2)單項技能訓練。單項技能訓練主要包括金工實習、數(shù)控實訓等，學生進行基本技能(鉗工、機加工、電工)、職業(yè)基本素質(zhì)(數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心的編程和操作)的訓練。通過訓練使學生掌握相應的技能，參加職業(yè)資格考核取得數(shù)控工藝員或數(shù)控車、銑、加工中心操作工等級職業(yè)資格證書。(3)綜合技能訓練。綜合技能訓練主要包括生產(chǎn)實習、頂崗實習等，學在實訓中，采用邊教、邊學、邊做的教學方法，通過典型零件數(shù)控加工案例引導教學設計，針對實際零件數(shù)控加工任務討論工藝解決方案，并在加工現(xiàn)場實施，形成不同零件加工效果的直觀比較和認識，有效培養(yǎng)學生的技術(shù)應用能力，畢業(yè)后實現(xiàn)“零距離上崗”。

四、機電一體化的智能化發(fā)展

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：

1 智能化。智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。

2 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)具有標準機械接口、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雜但又是非常重要的事。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。

3 網(wǎng)絡化。20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡技術(shù)。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。

4 微型化。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

5 綠色化。工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。

6 系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。

總之，機電專業(yè)教學需從實際出發(fā)，確定教學改革思路、培養(yǎng)目標，深入改革課程體系、教學方法和教學內(nèi)容，使專業(yè)人才培養(yǎng)與未來社會發(fā)展需要相適應。由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。