基于2025中國制造背景下機(jī)電一體化專業(yè)課程設(shè)置探索

吳啟紅

關(guān)鍵詞：背景 ?專業(yè)定位 ?課程設(shè)置 ?資源建設(shè) ?前景與效果

一、專業(yè)課程建設(shè)的背景

隨著工業(yè)自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，我國提出了“2025中國制造”戰(zhàn)略，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型，從中國制造到中國智造。為適應(yīng)企業(yè)及社會對人才的需求，各職業(yè)院校必須進(jìn)行相關(guān)課程改革，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)適應(yīng)市場的新技術(shù)、新技能，提高學(xué)生的職業(yè)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識。為更好地找準(zhǔn)專業(yè)性定位，深化教學(xué)改革，服務(wù)于智能制造先進(jìn)制造，筆者學(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)適時系統(tǒng)地優(yōu)化了原先課程體系，增設(shè)了機(jī)電一體化設(shè)備安裝與調(diào)試課程。

機(jī)電一體化設(shè)備安裝與調(diào)試是一門專業(yè)知識綜合性強(qiáng)、實用性較強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的核心課程。本文就課程設(shè)置進(jìn)行了探索。

二、機(jī)電一體化專業(yè)定位

為了精準(zhǔn)定位機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，保證學(xué)生高質(zhì)量就業(yè)，筆者學(xué)校先后組織教師赴富士康科技集團(tuán)、深圳華星光電有限公司、深圳研祥科技公司等近百家企業(yè)進(jìn)行調(diào)研和實地訪談，系統(tǒng)地對機(jī)電一體化專業(yè)的內(nèi)容描述、培養(yǎng)目標(biāo)、就業(yè)崗位、發(fā)展方向進(jìn)行了歸納和升華。

1.專業(yè)描述

機(jī)電一體化是由計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等相融合構(gòu)成的一門獨(dú)立的交叉學(xué)科。

2.專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

本專業(yè)培養(yǎng)從事機(jī)電一體化產(chǎn)品輔助設(shè)計和制造加工、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)、營銷與售后服務(wù)的高級技能應(yīng)用型人才。學(xué)生在畢業(yè)后獲取畢業(yè)證書和高級電工職業(yè)資格證兩本證書。

3.主要就業(yè)崗位

畢業(yè)生可在機(jī)械制造企業(yè)從事機(jī)電產(chǎn)品的制造加工;產(chǎn)品的組裝、調(diào)試和檢測;設(shè)備的操作、安裝與調(diào)試、運(yùn)行與維護(hù);產(chǎn)品和設(shè)備的營銷、技術(shù)服務(wù)和生產(chǎn)管理;技術(shù)改造、升級過程中的輔助設(shè)計等工作。

4.專業(yè)發(fā)展方向

分析2025中國制造和企業(yè)對人才需求的方向，機(jī)電一體化主要發(fā)展方向為智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、系統(tǒng)化等。

三、專業(yè)課程設(shè)置

1.設(shè)置的方向

由于機(jī)電一體化專業(yè)存在知識點(diǎn)多、課程內(nèi)容廣泛、所需設(shè)備較多、專業(yè)技術(shù)交叉、技術(shù)更新快和專業(yè)課程開發(fā)工作量大等諸多問題。為解決這些問題，筆者和其他教師集中精力設(shè)計機(jī)電一體化安裝與調(diào)試這一門專業(yè)主課程，力爭將機(jī)電一體化專業(yè)相關(guān)知識在這門課程中鞏固和提升，并加以推廣綜合應(yīng)用，從而實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)。本著讓學(xué)生高質(zhì)量就業(yè)的原則，筆者充分聽取行業(yè)和企業(yè)專家意見，提取典型工作任務(wù)，確定教學(xué)內(nèi)容。

2.課程設(shè)置思路

在設(shè)置課程時，突出以技能解決實際問題，降低課程理論學(xué)習(xí)的抽象性，便于學(xué)生理解和掌握技能。充分體現(xiàn)專業(yè)與職業(yè)崗位對接，教材與崗位技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對接，教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對接的總體理念。全部課程采用工學(xué)一體化教學(xué)模式。

確立以“工作過程系統(tǒng)化”為導(dǎo)向，以若干“典型工作任務(wù)”為主線，優(yōu)化整合為“工學(xué)結(jié)合”模塊化項目課程。將課程分為四個模塊，每個模塊以任務(wù)來引領(lǐng)知識技能的學(xué)習(xí)。所有任務(wù)既能在實訓(xùn)室完成又能在實際中應(yīng)用，并能體現(xiàn)2025中國制造技術(shù)要求。

3.課程設(shè)置方法

由于機(jī)電一體化設(shè)備安裝與調(diào)試所涉及的知識點(diǎn)、設(shè)備非常多，因而課程在設(shè)置時以三個“到”為基準(zhǔn)，具體如下。

（1）知識面從單一到多元化。課程所涉及知識點(diǎn)包含計算機(jī)基礎(chǔ)知識、PLC控制技術(shù)、電氣控制技術(shù)，機(jī)械制圖技術(shù)、氣動與液壓控制技術(shù)、傳感器檢測與應(yīng)用技術(shù)、變頻調(diào)速控制技術(shù)、觸摸屏應(yīng)用設(shè)計技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)等技術(shù)。模塊任務(wù)中知識點(diǎn)在設(shè)計時均按遞進(jìn)方式，從單一知識點(diǎn)過渡到多元化的知識應(yīng)用。

（2）設(shè)備由單一設(shè)備控制到工業(yè)控制設(shè)備系列化。課程所涉及設(shè)備涵蓋了工業(yè)控制過程中的大部分設(shè)備，包含各種控制電器、傳感器、PLC、變頻器、觸摸屏，電動機(jī)（含微型電機(jī)）、各種模塊。設(shè)計任務(wù)時按模塊進(jìn)行遞進(jìn)使用設(shè)備，從單一的開關(guān)量到運(yùn)動設(shè)備控制、到過程設(shè)備控制、到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制，實現(xiàn)工業(yè)控制設(shè)備系列化。與此同時也與知識點(diǎn)遞進(jìn)保持一致。

（3）任務(wù)從實訓(xùn)室到生產(chǎn)實際全方位應(yīng)用。在設(shè)置任務(wù)時，遵循的原則是所有任務(wù)不僅要在實訓(xùn)室完成，同時能在生產(chǎn)實際中完成，重要的這些任務(wù)在生產(chǎn)實際中有較強(qiáng)的應(yīng)用意義。因此，課程共設(shè)計了25個學(xué)習(xí)任務(wù)。

3.課程設(shè)置內(nèi)容

為了方便學(xué)生掌握機(jī)電一體化設(shè)備安裝與調(diào)試這門課程，同時從實訓(xùn)室建設(shè)、設(shè)置方法與思路、教學(xué)過程設(shè)計等方面因素出發(fā)，將課程設(shè)置了四個模塊、在模塊下設(shè)置不同的學(xué)習(xí)任務(wù)。

（1）模塊一：PLC基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù)。本部分設(shè)置七個任務(wù)，知識點(diǎn)以學(xué)習(xí)PLC基本指令為主，學(xué)習(xí)PLC開關(guān)量控制技術(shù)和輸出處理技術(shù)。主要設(shè)備：PLC、變頻器，輔助設(shè)備：開關(guān)按鈕、指示燈、常用傳感器等。

任務(wù)分別是：PLC控制給水泵系統(tǒng)安裝與調(diào)試、PLC控制交通燈系統(tǒng)安裝與調(diào)試。

（2）模塊二：PLC運(yùn)動控制技術(shù)。本部分設(shè)置五個任務(wù)，知識點(diǎn)以學(xué)習(xí)PLC的功能指令為主，學(xué)習(xí)處理快連續(xù)量控制技術(shù)和定位指令的應(yīng)用。主要設(shè)備：PLC、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)和直流電機(jī)等微型電機(jī)。

任務(wù)分別是：PLC控制步進(jìn)電機(jī)定位系統(tǒng)安裝與調(diào)試、PLC控制直線電機(jī)系統(tǒng)安裝與調(diào)試、PLC控制伺服定位系統(tǒng)安裝與調(diào)試、PLC控制定位生產(chǎn)線系統(tǒng)安裝與調(diào)試、PLC控制自動化生產(chǎn)線運(yùn)行系統(tǒng)安裝與調(diào)試。

（3）模塊三：PLC過程控制技術(shù)。本部分設(shè)置六個任務(wù)，知識點(diǎn)以學(xué)習(xí)PLC的功能指令為主，學(xué)習(xí)各模擬量信號處理技巧和PID控制技術(shù)。設(shè)備PLC、變頻器、觸摸屏和模擬量輸入/輸出模塊，各種過程類模擬量傳感器。

任務(wù)分別是：PLC控制恒流量系統(tǒng)安裝與調(diào)試、PLC控制恒溫系統(tǒng)安裝與調(diào)試、PLC控制恒壓供水系統(tǒng)安裝與調(diào)試、PLC控制中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)安裝與調(diào)試、PLC控制水質(zhì)系統(tǒng)安裝與調(diào)試、PLC配方控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試。

（4）模塊四：PLC網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。本部分設(shè)置七個任務(wù)，知識點(diǎn)以學(xué)習(xí)PLC功能指令為主，學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的搭建、系統(tǒng)通信參數(shù)設(shè)置、程序控制技術(shù)。設(shè)備PLC、變頻器、觸摸屏、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、RFID和機(jī)器視覺等。

任務(wù)分別是：PLC與變頻器通信控制、PLC與PLC1：1網(wǎng)絡(luò)通信控制、PLC的N：N網(wǎng)絡(luò)通信控制、PLC與RFID通信控制、PLC與機(jī)器視覺通信控制、PLC與上位機(jī)通信控制、PLC控制網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)線系統(tǒng)安裝與調(diào)試。

四、課程資源建設(shè)

為保證課程落地，筆者學(xué)校從設(shè)備、師資、學(xué)材與教材等資源建設(shè)方面投入了大量人力和財力進(jìn)行了全面的建設(shè)。

1.教學(xué)設(shè)備的保證

2012年新建的“可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師考核臺”設(shè)備20臺，過程控制實訓(xùn)平臺20臺。配備高標(biāo)準(zhǔn)的“理實一體化”實訓(xùn)環(huán)境，為實施一體化教學(xué)提供硬件基礎(chǔ)保證。同時本專業(yè)與多家大型企業(yè)聯(lián)合辦學(xué)，建立了5家實訓(xùn)基地，進(jìn)行校企合作，在企業(yè)中建立企業(yè)課堂，在真實生產(chǎn)性環(huán)境中開展“理實一體化”教學(xué)。

2.師資力量的保證

為保證教學(xué)質(zhì)量，機(jī)電一體化專業(yè)組選取了師資結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)驗豐富的一線教師。全部教師為具有技師職業(yè)資格和中級職稱以上的雙師型教師。同時每年輸送大量教師外出兄弟院校學(xué)習(xí)，筆者學(xué)校還從富仕康等多家大型企業(yè)聘請了多名一線專家任課，他們有扎實的實操技能，技藝嫻熟，有力保證了實操教學(xué)工作。

3.教材的保證

專業(yè)自開辦以來，筆者學(xué)校成立了由企業(yè)和在校教師組成的專業(yè)開發(fā)團(tuán)隊，先后開發(fā)了一體化工作頁共12本，其中《可編程控制系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)》等五本教材在機(jī)械工業(yè)出版社正式出版并向全國公開發(fā)行。為保證課程教學(xué)資源提供了有力保障。

五、實施前景展望

課程學(xué)習(xí)的目標(biāo)是實現(xiàn)學(xué)生高質(zhì)量就業(yè)。

六、實施效果

目前筆者學(xué)校已有2012、2013、2014屆機(jī)電一體化畢業(yè)生在深圳先進(jìn)微電子、富仕康科技集團(tuán)、華星光電等公司工作，學(xué)生大多數(shù)能完成一條自動化生產(chǎn)線設(shè)備的安裝與調(diào)試工作，直到交付用戶正常使用，獲得了企業(yè)高度好評。近年來筆者學(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)生供不應(yīng)求，畢業(yè)生月平均工資超過5000元。

實踐證明，筆者以及其他教師設(shè)置的課程是合理的，達(dá)到了預(yù)期的人才培養(yǎng)目標(biāo)，實現(xiàn)了學(xué)生高質(zhì)量就業(yè)。

（作者單位：深圳第二高級技工學(xué)校）