前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇机电一体化的具体内容范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
一、任务驱动法的含义
任务驱动,就是以目标或问题为导向,实施探究式教学活动,教师在教学过程中不再是以往“灌输式”、“填鸭式”的教育,而是更加重视学生学习积极性的提升。具体而言,就是教师在上课前对课程内容进行分析,并在上课时先讲解课程的基本原理与知识重点难点,然后在课堂中设置一个任务或者多个任务,由学生进行自由分组进行讨论,得出问题的具体答案,完成任务设计。机电一体化课程的理论性与实践性往往较强,课程中每一个章节都能够设置一个或者多个任务,比如在学习机械的传动部件设计中,包含了各种各样的传动方式,比如齿轮传动、丝杠螺母机构、滚珠丝杠副传动、间歇传动机构等,在进行任务设置时可以考虑让学生进行传动优劣比较,最终获得最佳的方案。任务驱动法的关键在于培养学生自主探索与创新能力,这对学生专业能力的提升有重要帮助。
二、任务驱动教学法在机电一体化教学中的实践
(1)呈现任务。呈现任务指的是教师在讲解相应课程前,必须整合与分析课程的具体内容与教学目标,编制相应的教学大纲,找出课程的重点与难点,然后设置一个或多个任务,多个任务设置应凸显层层递进的趋势,使学生从易到难对课程知识点进行掌握。在具体设计上,首先,要求教师正确理解任务与教学目标的关系,认识到教学目标旨在帮助学生掌握课程相应理论,机电相关技能与能力,这也是任务设置的主要依据。其次,教师应了解到任务是有学生来完成的,因此要根据学生的实际情况,对任务进行分层,可以设置为“了解、理解、掌握”三个层次,使班级的每名学生都能获得知识的相关理解。例如在微机控制系统这一章节,因其包含了微机原理、单片机、PLC等几门课程,因此理论较多,难度也较高,教师在进行任务设置时就应做好分层,对学习能力一般的学生设置帮助学生掌握相关微机概念的任务,对学习能力较好的学生设置理论理解与基本操作型任务,对学习能力优异的学生设置理论掌握、实践与创新型任务,促使各层级学生的理论与实践水平都获得一定的提升。
(2)明确任务。明确任务是任务设计的关键,在具体实施上,任务的明确主要是分析任务驱动是否区别于传统教学形式,将总任务分解成多个小任务,通过对任务进行细化,可以让学生的学习方向更加明确,任务设置还应具有较高的联系性以及适当的重复,这样即便学生对某一知识概念不能获得较深刻的理解,在后续的任务探讨方面,由于重复了之前的理论,学生可以统一再次分析获得对理论的深刻理解。在任务细化过程中,让学生在还没接受新知识前就去完成小任务是不现实的,因此在该过程中需要教师给予适当的引导,要求学生通过小组讨论或者自我阅读新知识,发挥主观能动性。
(3)完成任务。学生完成任务是任务驱动法最重要的过程,具体表现在教师课堂教学与学生的实践上。在实际教学中,教师主要是根据课程的基本情况,将任务对应到相应学习能力的学生上。比如,在课堂小任务进行上,若任务的难度较大,可以由教师给予学生相应的引导,让学生理解起来更加容易,而如果难度较低,则由学生自我讨论完成,或者学生自主思维完成,实际教学中,由于学生刚接触机电一体化课程,对机电相关理论的认识有限,因此教学过程中教师依旧处于主导地位。而对于学生而言,任务的完成需要发挥主观能动性,以便获得相关知识内容的理论与实践技能,采取分组讨论的方式,可以使学生之间进行相互合作,探讨研究,这能够培养学生的团队合作精神。
(4)评价任务。任务完成后,对学生的完成情况进行客观的评估是非常有必要的,这对学生个性思维能力的成长意义显著,并且也促使教师与学生的沟通与交流更加明显,通过积极鼓励与评价,还有利于提高学生的创作激情。因此,在实际教学中,教师应重视任务评价环节,根据学生具体表现来评价每一个学生,评价标准依据机电一体化课程的相关教学目标,指出学生表现优秀的地方,并提示学生任务进行中的不足,督促学生积极更正。
[关键词]机电一体化技术;国内现状;数控FMS;CIMS
20世纪80年代中期以来,计算机特别是微型计算机已日益广泛应用于机械产品和生产过程的控制,使机、电有机地结合,发展成机电一体化技术。此技术经历了三十多年的发展,其内涵随科技的发展不断更新。70年代主要是指机械与电子的简单结合机电一体化产品,也较简单主要涉及到高性能的伺服技术;在80年代高性能微处理器的出现立即在机电一体化产品中得到应用,大大提高了机电一体化产品的自动化智能化程度;进入90年代计算机网络和通讯技术的迅速发展使机电一体化系统向着智能化和自动化方向发展,此时机电一体化是机械电子控制光学信息和计算机等技术的相互交叉和融合。
机电一体化技术的应用,给机械行业带来了显著的效益,降低了原材料消耗,减轻了操作工人的劳动强度,增强了企业在市场中的竞争力。
1.机电一体化基本结构要素
1.1 机械本体部分
机械本体就像人体的身躯骨架它是系统所有功能元素的机械支持结构包括机身框架机械连接等。
1.2 动力部分
动力部分与人体内脏产生能量去维持生命运动一样为系统提供能量和动力功能驱动执行机构使系统按照控制要求正常运行。
1.3 传感部分
传感部分就像人的眼鼻耳口等感觉器官将系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测变成可识别的信号传输到信息处理单元经过分析处理后产生相应的控制信息其功能一般由专门的传感器和仪器仪表完成。
1.4 驱动部分
驱动部分就像人体的肌肋腱接受大脑指挥驱动四肢运动一样在控制信息作用下驱动执行机构完成各种动作和功能。
1.5 执行部分
执行部分如同人的四肢由大脑支配完成各项工作任务一样根据控制信息和指令完成各种动作和功能执行机构是运动部件一般采用机械电磁电液等机构。
1.6 控制及信息处理部分
控制及信息处理部分犹如人的大脑指挥和控制全身运动并能记忆思考和判断问题一样将来自各传感器的检测信息集中存储分析加工并根据信息处理的结果按照一定的程序和节奏发出相应的指令控制整个系统有目的的运行它一般由计算机可编程序控制器数控装置以及逻辑电路A/D 与D/A 转换I/O 输入输出接口和计算机外部设备等组成。
2.机电一体化的具体内容
2.1 机电一体化技术是从系统工程观点出发,应用机械、电子等有关技术,使机械、电子有机结合,实现系统或产品整体最优的综合性技术。机电一体化技术,主要包括技术原理和使用机电一体化产品(或系统)得以实现、使用和发展的技术。机电一体化技术是一个技术群(族)的总称。
2.2 机电一体化系统产品由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体,具有满足人的使用要求的最佳功能,机电一体化系统产品。主要是指机械系统或部件与微电子系统或部件相互置换和有机结合,从而赋予新的功能和性能的新一代产品,有良好的人机协作关系。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这5个要素构成。
2.3 机电一体化工程机械电子工程是机械工程与电子工程的综合集成,即给定机电一体化系统或产品“目的功能”与“规格”后,机电一体化技术人员利用机电一体化技术进行设计、制造的整个过程体系。
2.4 机电一体化思想体现了“系统设计原理”和“综合集成技巧”。系统工程、控制论和信息论是机电一体化技术的方法论。从某种意义上讲、机电一体化思想相当于“一体化”思想。
3.机电一体化技术的主要应用领域
3.1 数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展在结构功能操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:
1)总线式模块化紧凑型的结构即采用多CPU多主总线的体系结构;
2)开放性设计即硬件体系结构和功能模块具有层次性兼容性符合接口标准能最大限度地提高用户的使用效益;
3)WOP技术和智能化系统能提供面向车间的编程技术和实现二三维加工过程的动态仿真并引入在线诊断模糊控制等智能机制;
4)大容量存储器的应用和软件的模块化设计不仅丰富了数控功能同时也加强了CNC 系统的控制功能;
5)能实现多过程多通道控制即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力并将刀具破损检测物料搬运机械手等控制都集成到系统中去;
6)系统的多级网络功能加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力;
7)以单板单片机作为控制机加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置;
3.2 计算机集成制造系统(CIMS)
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合而是全局动态最优综合,它打破原有部门之间的界线以制造为基干来控制物流和信息流实现从经营决策产品开发生产准备生产实验到生产经营管理的有机结合企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
3.3 工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人它们只能根据示教进行重复运动对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件能获取作业环境和操作对象的简单信息通过计算机处理分析做出一定的判断对动作进行反馈控制表现出低级智能以开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人具有多种感知功能可进行复杂的逻辑思维判断和决策在作业环境中独立行动与第5代计算机关系密切。
4.机电一体化的发展趋势
4.1 机电一体化的高性能化
高性能化一般包括高速化高精度高效率和高可靠性新一代CNC系统就是以此四高为满足生产急需而诞生的。
4.2 机电一体化的智能化趋势
人工智能在机电一体化技术中的研究日益得到重视机器人与数控机床的智能化就是重要应用。
4.3 机电一体化的系统化发展趋势
系统化的表现特征之一是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构;表现特征之二是通信功能的大大加强一般除RS232外还有RS485DCS分布式计算机控制和FCS现场总线控制等多种功能;
关键词:工程机械;机电液;一体化
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
机电一体化是集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的一门交叉综合技术。其具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。液压技术具有大转矩、无级调速、运转平稳等特点。机电液一体化是结合了液压技术和“机电一体化”技术的一门新兴技术,在水泥生产中具有十分重要的应用。
1、机电一体化的发展历程
机电一体化的发展历程流经几个重要时期,这几个重要历程对以后机电一体化的持续发展影响很大。第一,数控机床的问世。1949年,沈阳第一机器厂,出产中国第一台车床―六尺皮带车床。第二,微电子技术在机电一体化技术方面的促进。第三,数控技术的发明,也就是可编程序控制器和电子电力的发明,这些技术的发明给后来实现机电一体化打下了厚实的基础。第四,信息技术,模糊技术、激光技术等相关技术的相继问世,使正在慢慢发展的机电一体化技术更上了一层楼。
2、机电一体化的内容分析
2.1、机械技术
机械技术是机电一体化实现的根本。机械技术与机电一体化技术结合,实现工程机械的高性能、安全性和可靠性。机电一体化技术应用于工程机械,可以减少机械的重量,减小机械的体积,提高机械的运作效率。
2.2、信息通信技术
信息通信技术包括信息的交换、信息的存储、信息的决策和人工智能技术。
2.3、系统控制技术
系统控制技术是从整体的角度对相关的技术进行组织,然后将技术分成若干个单元。接口技术是系统控制技术的关键,其可以保障系统的各个部分有机地连接。
2.4、自动化技术
自动化技术是在系统控制的基础上,对系统进行分析和设计,对系统进行调试,自动化技术包括定位自动化、速度控制自动化、自我诊断、校正和检索的自动化。
2.5、自动检测技术
自动检测技术是实现自动控制和自动调节的基础,自动检测技术的性能越好,系统的自动化程度就越高。自动检测技术已经实现了在不同的环境下的运作,使机电一体化的水平越来越高。
3、工程机械机电液一体化技术发展
3.1、国际先进的机电液一体化发展
德国某制造公司生产的自动控制压实系统,具有高智能特性,实现了自动控制可变振幅功效。这款机械利用两个相对旋转的偏心轴,对压实轮进行振动,通过对双轴的布置,可以灵活的改变振动作用力大小以及方向,并且可以利用液压系统灵活调整双轴之间的角度。这款压实机,利用电子控制器,将机械运行过程中的相关数据输入到机械计算机中,通过对数据的计算分析,发出相应的指令,保证压实强度。国际上对超级路面压实具有相应的规定,超级路面压实系统需要选用粗粒骨料和含量低的沥青,只有这样,压实路面的过程中,才能在保证路面具有高承重能力基础上,有效的控制环境污染。国外一家公司开发了IQ2系统,能够有效的记录并实时显示路面压实情况,对系统振幅、速度、频率等及时的进行调整,保证机械在短时间内完成路面压实工作。电子监控技术也是机电液一体化系统中的主要表现,在机械中关键部位设置传感器,对机械运行过程中,机械的燃油系统、路面压实情况、机械振动频率、行走速度、机械温度等进行实时监控。并通过微电脑控制器,对这些参数进行统计、分析,能够避免发生机械故障,降低故障的发生频率。机电液一体化技术在国际上得到了广泛的应用,利用机电液一体化技术,能够提高机械的运行效率,降低运行成本以及维修成本,还能控制环境污染,具有社会效益、经济效益、生态效益等多种功效。
2.2、工程机械的发展
2.2.1、液压技术
19世纪崛起的石油工业推动近代液压蓬勃发展,最早实践成功的液压传动装置并不是民用,而是用于军事,其后才在机床上应用。工程机械工作装置的种类繁多,作业形式多种多样,需要实现各种各样的复杂运动。而液压传动具有布置简单方便,结构紧凑,易实现各种运动形式的转换的特点,能满足复杂的作业要求,为工程机械提供了极好的传动装置。因此随着液压传动技术的完善,工程机械开始飞速发展,产品走向多样化,出现了形形以完成各种施工要求的工程机械。
2.2.2、电子技术
电子技术是根据电子学的原理,运用电子元器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学。电子技术有以下的功能:①高效节能:对发动机和传动系统等进行控制,根据工况合理分配功率,使系统处于最佳工作状态。②智能操作:采用半自动,全自动控制,实现自动化。以完成高技能的作业。③安全监控:进行运行状态进行全程监视,故障自动报警;在某些十分恶劣的地方代替工作人员对运行过程进行监控。操纵与控制是工程机械的先进技术的中心。解决操纵与控制问题,仅依靠机械和液压技术是很难使工程机械有质的飞跃,电子技术、传感器技术和电液转换技术等为工程机械插上了翅膀。
2.2.3、传感器与检测技术
随着信息时代的到来,国内外已将传感器技术列为优先发展的科技领域之一。国家标准GB7665-87对传感器的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。”传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
2.2.4、信号处理和I/0接口技术
“信号”是信息的表现形式,“信息”则是信号的具体内容。电子技术和电子电路技术已发展成为以微处理器为中心的硬、软件相结合的计算机技术。可将传感器检测出来的各种信息存贮、运算、逻辑分析、判断、变换,进而向执行机构发出控制指令,若加入自诊断功能,便可实现产品的智能化。I/0接口技术的优点是现实信息全部、准确、可靠地在系统中传输,同时还可通过显示、应答、音响等实现人机交互。工程机械机电液一体化产品,通过计算机(单片机)进行数据采集、传递和处理,其运行速度极快,这就要求有实现信号变换和电平转换的电子线路,即接口电路。
3、我国通用机械机电液一体化技术应用方向
3.1、高压化
我国在发展过程中,大型、特大型机械越来越多的应用到工业等生产过程中,机械液压系统的输出功率也越来越大,这就需要机械液压系统向着高压方向发展。液压输出功率越高,对其安全性要求也就越高,在开发过程中,系统元件寿命以及人机安全问题成为了主要的制约因素。机械化生产在我国已经逐渐普及,通用机械也逐渐向着智能化、一体化、多元化的方向发展,这就要求机械对相关数据由相对完善的处理系统。微处理器、传感器等原件,可以满足上诉要求,还能增强机械的各项性能,提高运行效率,提高机械应对紧急情况的应对能力。在机电液一体化发展过程中,一定要坚持可持续发展的原则,对机械燃油功率实施自动化控制,保证机械具有高效的节能效果。在节能的同时,还应该考虑提升机械的运行效率,充分的利用新技术、新工艺、新材料,保证运行效率稳步提升前提下,发挥节能效果。在机电液一体化在通用机械上应用方面,利用先进的通讯媒体、微处理器、传感器等,都需要有一个功能强大的软件做支持,才能发挥其应有的效果。目前软件开发市场中,各种汇编语言以及高级语言的应用,使得机械应用软件开发具有了广阔的前景。
3.2、智能化
智能化为工程机械装上了大脑,主要有以下几个的发展方向:①自动化。我国机械企业目前普遍存在需要调整产品结构的问题,而在调整产品结构时,都要选择自动化作为发展的方向,例如:矿山隧道挖凿便采用了许多半自动、全自动的挖掘机。②故障检测。智能化提高工程机械的安全性和可靠性,减少例如矿难这些灾难性事故的发生;保证工程机械设备能够发挥最大的设计能力;同时通过检测监视故障分析性能评估,为设备结构优化设计改造优化设计各理论制造及生产过程提供数据和信息。
3.3、绿色化
随着机电液一体化的技术的日趋完善,我们往往利用具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术,实现输出功率和能耗的最佳匹配。例如在深井勘探器、液压静力压桩机或挖掘机上安装电子监控系统、紧急制动系统等,便可以增加机器使用寿命,同时耗油量也会大幅减少。
4、结语
机电液一体化是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。机械技术、电子技术和液压技术的融合必将使工程机械发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电液一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。与机电液一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电液一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
参考文献
[1]曾亿山.工程机械中的机电液一体化技术[J].煤矿机械,2005,07:9-11.
[2]龙水根.机电液一体化技术在工程机械上的应用与发展[J].工程机械与维修,2001,04:38-39+26.
[3]梁国文.机电一体化在工程机械上的应用与发展[J].建筑机械,1999,08:35-38+4.
机电一体化技术专业中高职的有效衔接是一个复杂的系统过程,尤其是如何使得中高职衔接的学生具备创新创业能力更是一个值得研究的问题。针对存在的现状,提出了基于创新创业能力培养的中高职衔接体系,确立了中高职衔接的人才培养目标,形成了“分层递进、纵横延伸、分类培养”的中高职课程体系,构建了中高职学校创新创业实践平台,建立了“创新+技能”的考核体系。
[关键词]
中高职衔接;机电一体化技术;创新创业
为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》,建立健全职业教育课程衔接体系和形成适应经济发展方式转变和产业结构调整要求、体现终身教育理念、中等和高等职业教育协调发展的现代职业教育体系,各省高职院校逐年扩大对中职学生的对口单独招生规模。同时中高职教育衔接一体化建设成为当前构建协调、可持续发展职业教育体系的关键。近30年来,国家及教育部了关于职业教育的1部法律、2个纲要、3个规划(计划)、3份文件和4个决定等政策文件。比如教育部〔2011〕12号文《关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见》和教育部〔2011〕11号《教育部财政部关于支持高等职业学校提升专业服务产业发展能力的通知》反复强调了“协调发展”和“中高职专业衔接”。足见中高职专业衔接成了职业教育政策中的现实紧迫的诉求,也成了职业教育科学发展的不可以逾越的最大障碍。2012年6月国家教育事业发展第十二个五年规划中提到了完善中等和高等职业学校的布局结构,明确中、高等职业学校定位,在各自层面上办出特色、提高质量。全国各地开展了多种形式的实践探索,取得了一定成果,但培养机制尚不完善。机电一体化技术专业的中高职衔接涉及专业培养目标、课程体系、考核方案等。但是现有资料表明中高职衔接的探索很少涉及这批学生创新创业能力的培养。机电一体化技术专业教育现状基于毕业生就业和行业人才需求的实际情况,培养目标定位为行业“下得去、留得住、用得上、干得好”应用型人才。这需要做好学生的创新创业能力培养,目前我国创新创业教育和课程体系还有待提升,尤其针对中高职衔接的学生,如何在专业实践课程教学环节培养学生的创新创业能力,需要深入研究和实践。因此,必须将创新创业课程体系和学历教育课程体系的融合建设贯穿于中高职衔接体系中。针对机电一体化技术专业中高职衔接现状,本文探讨了基于学生创新创业能力培养的中高职衔接体系。
一、机电一体化技术专业中高职衔接的现状
2001年,“3+2”分段制高职教育开始开展,浙江工业职业技术学院机电一体化技术专业作为浙江省最早进行“3+2”招生和开展教学的专业之一,探索了中高职专业培养目标的定位、课程标准的衔接、考核方案的实施等核心问题。目前,浙江工业职业技术学院机电一体化技术专业与10所中职学校开展了五年一贯制、“2+3”和“3+2”的中高职合作教学,积极推进学生创新创业能力的培养,但是存在以下问题:
(一)五年制中高职人才培养方案的执行力度不足根据中高职衔接的培养目标,以全局观念统筹构建课程体系,中高职衔接的五年一贯制、“2+3”和“3+2”培养模式要求课程体系五年贯通,实现人才培养方案和课程标准的一体化。课程设置由浅入深,中职课程侧重基础和应用,学生初步建立创新创业概念;高职课程侧重实践和创新创业,鼓励学生发挥主观能动性和实践性。但是在落实中高职衔接的人才培养方案中,中职学校执行力度不足,甚至采用一贯的培养模式,侧重学生的技能考证而对理论讲解不足,同时忽略了学生中职阶段的创新创业教育。
(二)中高职衔接的课程体系还不完善中高职课程注重两个阶段的有机融合,以满足其渐进性学习和终身教育需求。专业课程以技术应用能力和创新能力培养为主线,将专业基础课和专业课有机结合。目前中职与高职在教学内容上没有考虑系统性,递进关系不清,造成一些专业课程在中高职阶段内容重复、知识点讲授不全等现象。例如,机械制图这门课程在中职阶段学习后到高职阶段需要进一步教学,主要原因是中职阶段这门课教学深度和广度达不到高职要求。
(三)中高职教学模式的不一中职院校的教学方法主要以教师灌输式教学为主,让学生了解知识即可。这种方式给学生主动学习的空间很少,不利于学生创新意识的培养。而我们需要学生掌握理论知识的相对系统性,它要求不仅“会什么”,而且做到“怎么用”“为什么”。
(四)创新创业实践平台和考核机制的缺少中职学校侧重技能训练和技能比赛,创新创业教育主要还停留在口头上。而高职院校有各类学科竞赛支撑其创新能力的培养,形成了创新创业实践基地。中高职衔接的这批学生进入高职后学习时间有限,很难再融入高职的创新能力实践平台。
二、基于创新创业能力培养的中高职衔接体系探索与实践
(一)确立了中高职衔接的人才培养目标人才培养目标是中高职衔接的基础和构建课程体系的起始点。结合机电专业的市场需求和中高职学校的优势,制定了机电一体化技术专业的人才培养目标:“面向机械制造企业及行业,培养机电产品研发、设计、制造、安装调试、管理与维护的人才,从事机电设备操作、管理,工业机器人的应用,机电产品设计,加工工艺的设计,机电产品营销和售后服务,企业生产和品质管理等工作的创新型技术技能人才。”为进一步明确中高职两阶段的培养目标,确定学生在中职阶段为能够从事机电设备的使用、管理、维护等生产一线工作,同时具有一定创新意识的中等职业技能型人才。确定学生在高职阶段为能够从事机电产品的研发、设备安装调试、检测与管理、工业机器人应用等工作,具有较强的自我学习能力、实践操作能力和创新创业能力的高端技术技能型人才。
(二)形成了“分层递进、纵横延伸、分类培养”的中高职课程体系中高职两个阶段的课程系统要有机衔接,做好专业理论课程和技能课程衔接的贯通,教学内容循序渐进,形成“分层递进、纵横延伸、分类教学”的课程体系,具体内容如下:1.构建“分层递进”的教学体系。按照教学设计分层递进,教学组织梯度推进,教学内容编排由简到繁的总体思路,构建中高职衔接的分层递进课程体系。分层递进的设计思路为中高职衔接的学生需要经过基础层—主干层—拓展层—升华层,每一层涉及理论教学体系和实践教学体系的设置,如图1所示。这四个层次属于递进关系随着层次的递进,技术和知识的融合度、综合性和创新性要求越高。在中高职衔接的五年时间内需要学生循序渐进的学习,侧重理论与实践相互协调和相互渗透,同步循序渐进地学习才能达到良好的效果。“分层递进”的课程体系要求考虑中等职业教育和高等职业教育两个不同层级在师资、实践条件等方面的区别。在理论教学体系中,中职阶段必须完成大类基础课程和部分主干课程的学习,高职阶段需要完成剩余部分的主干课程、拓展课程和综合课程的学习;在实践教学体系中,学生在中职、高职都能获得相同或相近工作范围的职业能力,但高职获得的职业能力水平应明显高于中职。通过中高职有效衔接,使中职专业人才经过高职层次教育和培养,实现技能与素质的全面提升、发展和深化。2.构建“纵横延伸”的课程体系。按照中高职衔接的总体要求,明确中职和高职的培养分工和培养周期的总学时以及学年学时,形成内容完善、对接紧密、特色鲜明的中高职衔接课程设置。课程设置按纵向和横向开展,说明如下:在纵向课程设置方面,机电一体化技术专业核心课程平台是中高职衔接的桥梁,中高职共同开发8门职业能力培养起关键作用、中高职对接紧密的专业课核心课程(如图2所示),它们贯穿于整个五年中高职课程体系中。全面构建中高职联合开发、校企共同开发的课程开发机制,实现核心课程建设中高职衔接和共建共享。创新课程教学方法,实行“教、学、做、工”合一,使学生在实践中获得知识和能力。目前经过共同探讨确定机械图样识读与绘制、电工与电子、机电设备PLC控制与调试和机械制造工艺与装备等课程由中职学校完成并保证课时量,剩余4门课在高职阶段完成。在横向课程设置方面,由于中职学校和高职学校各有自己的专业特色和实训条件,在保证纵向课程基础上延伸专业方向和选修课程。这些课程的选取可依据当地企业结构组成,也可依据中职学校的专业特色。比如与我校合作的新昌职业技术学校可设置一些课程与轴承行业接轨,涉及轴承质量管理、检测技术等课程,这为了后学生回当地就业创造条件。高职阶段设置公共选修课、专业方向课和创新创业课程作为横向拓展课程。3.构建“分类培养”的专业方向。机电一体化技术专业应用领域广,学生就业范围宽。与我校机电一体化技术专业合作的10所学校各有特色,同时学生水平和特长差异较大,为强化教育以人为本和因材施教的理念,依据学生现有的知识、能力水平和潜力倾向制定分类培养的方案。目前中高职五年制的机电一体化技术专业设置3个方向,分别为工业机器人、机电设备维修和检测与管理。每个方向设置一定数量的必修、限选和任选课程。学生在进入高职前根据各方向的课程设置及自己的特长做出相应选择,高职阶段根据学生的选择做好分类培养。
(三)构建了中高职学校创新创业实践平台目前我校机电一体化技术专业构建了包括Dr.Robot工作室、机械创新工作室等在内的创新创业实践平台,建立了拥有100多名学生的大型社团“大学生机电产品创新协会”,由于它具有自主性、广泛性和灵活性等特点,有助于对学生个性的发展以及创新创业能力的提升。目前,丰富多彩的社团活动成为机电一体化技术专业第二课堂的重要组成部分。同时社团每年组织学生参加全国机器人大赛暨RoboCup公开赛、全国大学生机械创新设计大赛、浙江省高职高专院校“挑战杯”创新创业竞赛等活动,自2010年开始累计获得108个奖项。这些活动都有中高职衔接的学生参与。具体内容如下:1.共同参与创新活动。每年的学校技能文化节期间邀请学生来学校共同参与创新创业活动,包括参观学生工作室、参与比赛活动、共同聆听企业或学校专家的讲座等。各中职阶段的学生通过绘制图纸和设计说明书参与专业所在的电气电子工程分院组织的中高职衔接机械创新比赛,对获奖学生给予奖励和升学成绩的加分。这些活动的开展一方面使得处于中职阶段的学生进一步了解高职阶段的学习活动,拉近了他们与高职师生的距离,另一方面学生可以明确个人目标,尽早适应大学生的创新创业活动,有助于他们的个人成长。2.提高学生对外社会服务能力,培养创业能力。中高职学生完成创新设计与制作后将作品展示给不同群体,以绍兴市科技馆和中小学校等为通道加快了社会服务能力。比如在绍兴市科技馆“携手志愿•对话科技———2015年暑期绍台大学生义工科技交流活动”中,学生拿着作品与台湾学生进行交流合作,学生开发的机器人舞蹈、机器人擂台使台湾学生目不转睛,而发明和改进的自动盖章机、多功能淘米机、自动压瓶机更是让台湾大学生惊叹不已,纷纷上台体验。这些让学生增长了自信,有助于创业能力的培养。另外学生将自己开发的作品积极推荐给中职生甚至幼儿园学生,让他们了解创新设计过程。3.校外实践基地的开展。通过中高职学校和企业的联动,高职学校加强了与中职学校紧密合作的当地企业,增加了校外实习场地。在联系好当地企业的情况下积极鼓励学生在假期参观企业、引导学生到企业挂职锻炼,真正走上社会、走进企业。
三、建立了“创新+技能”考核体系
[关键词]学术社团;高职机电;创新创业
[中图分类号]G717[文献标识码]A[文章编号]10054634(2017)02010305
0引言
近年来,党和国家高度重视大学生的创新创业教育,教育部先后启动了“大学生创新创业计划训练”“大学生人才培养模式创新试验区”等建设项目,以促进创新、创业和管理高层次人才的培养[1,2]。同时,根据大量企业调查发现,高职机电类学生除了应具备必须的专业知识外,更应具有较强的创新实践能力和管理能力。然而目前创新创业教育在高职院校的开展情况并不乐观,主要体现如下:高职机电类学生大多墨守成规,禁锢于书上的标准答案而缺乏创新思维和求异精神,这跟重视技能的教育方式有关;学生缺少创新创业的实践,大多数学校的学术社团活动主要针对于少数学生;对开展创新创业教育的制度和管理还不完善[46]。
随着高职院校创新创业教育的不断深入,浙江工业职业技术学院机电一体化技术专业以课程改革与人才培养方案改革为重点,以创新创业人才培养机制为引导,以培养具备实践创新能力、企业管理及创业能力的高层次人才为目标,将创新创业教育理念融入到人才培养方案和课程教学。目前建立了专业学术社团“大学生机电产品创新协会”,本着“以科技为创新源泉,以实践为创业动力”的理念,积极开展一系列科技创新与创业活动。通过这些社团活动提升了高职机电类学生的创新创业能力、就业竞争能力和持续发展潜力,涌现出了一批优秀毕业生,并建成了一支优秀的师资队伍。
1创新创业人才培养的探索与实践
1.1实践“三阶段、立体型、多元化”的专业人才培养方案为做好以学生为本的创新创业能力教育,在专业人才培养体系的设计中始终坚持统一性与多样性相结合,具体实践中采取控制总学分、课程优化、分层教学、辅修专业等多种形式,满足不同基础、不同发展意向学生的需求,促进学生的个性发展,增强培养的弹性,促进学生自主提高。通过对学生培养目标的系统设计,构建了机电一体化技术专业的“三阶段、立体型、多元化”人才培养方案,总体结构如图1所示。其中,“三阶段”是指创新创业意识融通人文课程体系,创新技术融入专业核心课程,创新创业训练渗透专业方向课程;“立体型”指以实验实训室、学生工作室为依托的课内外“创新实践平台”,和以绍兴市工业设计基地、绍兴市科技馆等为依托的校内外“创业训练平台”互补立体型结构,为学生创新创业教育和锻炼提供了保障;“多元化”指创新创业成果多样性和评价体系多元化。学生根据自己的能力取得超出培养方案规定的课外学分,可用来替代相关专业拓展课的学分,比如参加竞赛、开发作品、对外服务、、学生项目等获取课外学分,这为学生自主性创新创业能力的锻炼提供了更多机会和更加宽松自由的空间,实现了培养目标多样化、课程体系柔性化、培养方式个性化、实践形式差异化。
1.2实践以学术社团为载体的三位一体协同创新人才培养模式以机电一体化技术专业为支撑建立的学术社团“大学生机电产品创新协会”通过科技竞赛、项目互动、对外技术服务等内容将创新教育贯穿于人才培养的全过程,自觉对接和延伸第一课堂内容,开展“社团活动―课程建设―学生训练”三位一体的协同创新人才培养,促进学生创新创业能力的提高。通过社团活动使得学生从“要我学―我要学―我爱学”的过程转变,在离开教师监督时学生能自主学习和管理,从而推动专业转型升级和优化课程体系。具体做法如下。
1) 增强社团主体地位。为体现学术社团的地位和价值,成立学生工作室、创新活动中心等场所开展科技创新活动,其中学生工作室设置社团办公区、资料查询区、作品及荣誉展示区、社团文化展示区;学生创新活动中心设置了材料安放区、产品设计区、加工区、装配区,并配备了各类加工机床和工具,满足学生进行科技创新活动的要求;Robot工作室配备了机器人开发所使用的软硬件,并展示了开发的各类机器人,包括舞蹈机器人、武术机器人等。
制定完善的管理制度、组织机构和社团文化。管理制度对社团开展的各类科技活动、社团人员分工、社团招新和宣传、工作室卫生等规定了详细的任务和要求。社团的组织机构采用“两长三组一室”,其中“两长”指协会会长和副会长,“三组”指成立的机械创新设计、机电产品控制、机器人三个兴趣小组,“一室”指办公室(设主任一名),下设财务处和宣传处。为了让W生在社团中建立起自己的归属感和荣誉感,社团重视文化建设,包括社团发展历程、优秀社团成员成果及毕业后获得的荣誉展示、社团成员在各媒体中的宣传报道等。
学术社团的可持续发展离不开一支高素质的导师队伍,学院以教师科研平台为依托,建成一支教学团队,配合社团开展创新创业教育活动,制定教师奖励和评职晋升等方面的政策。学院、导师和社团成员的关系如图2所示,这种方式可以有效促进导师和学生的协同创新,共同提高他们的创新能力。
2) 开发出融知识、技能、产品和趣味于一体的课程与创新教学项目。通过平台建设和创新人才培养的实践经验积累,促进了"机器人调试与制作"等课程的改革,实践了“职业活动导向教学模式+跨课程项目化教学设计+创新型”一体化教学过程,构建了初级动手训练、系统动手训练、科技创新活动的三级创新教学体系,比如构建了基于燃料温控卡等纺织电子产品的跨课程项目化教学设计和基于舞蹈机器人等融趣味一体的创新型教学项目。
以"机器人调试与制作"课程为例,开发出融知识、技能、产品和趣味于一体的机器人教学项目,如武术擂台、灭火、探险游等项目,构建了初级动手训练(掌握机械、电气、传感器及控制软件等基础知识并训练学生的团队意识、表达能力等)、系统动手训练(构建一个较复杂的系统以培养学生的综合能力,根据学生特长和爱好选择不同的训练模块进行创新训练,实现各类机器人的功能设计)和科技创新活动(对学生有潜力的项目给予特别支持和孵化,帮助学生利用各种技术技能将他们的发明创造由创意转变为有形的创新成果并转化为生产力)三级教学体系。
3) 开展规模化、多样化、系统化的创新创业活动。机电一体化技术专业每年组织社团成员参加各类学科和技能比赛,通过这些创新创业类竞赛培养了学生的创新创业思维,增强了学生综合分析能力、工程实践能力,加强了团队合作和竞争意识,激发了自主学习的激情与斗志,全面考验学生的个人素质、领导能力和团队精神。社团做好的科技活动包括:每年下半年开学初社团配合做好专业创新创业教育和技术指导;每年上半年做好学校技能文化节宣传和组织工作,学生参与度达到专业总人数的70%以上;做好国家和省级各类竞赛的选拔和总结工作,社团成员在做好“传帮带”、参加竞赛和成果总结、社团管理等工作中提高自己的创新创业能力,同时学校和社团根据贡献度给予相关奖励,具体内容如图3所示。
自2010年以来,机电一体化技术专业学术社团成员在全国大学生机械创新设计大赛、浙江省大学生机械设计大赛、中国机器人大赛暨RoboCup公开赛、中国智能机器人大赛、机械部件创新设计与制造技能比赛、浙江省挑战杯大学生创新创业大赛等赛事中累计获奖118项,学生作品申报专利15项(已授权10项),学生主持浙江省大学生科技创新活动计划项目(新苗计划)5项和绍兴市大学生科技创新项目9项。
另外,对外交流和服务活动是大学生开展创业实践的一种重要形式。高职机电类专业学生除了利用自己所学的技术技能参加一些志愿者活动外,结合专业学术社团的整体实力,开展一些大型普及教育和交流活动,比如学生完成创新设计与制作后将作品展示给不同群体,在帮助别人的同时不断提高自身服务社会的综合能力,形成市场开拓和承受挫折的意识,社团通过绍兴市科技馆、各类学校开展一系列对外技术活动,比如“携手志愿,对话科技――绍台大学生义工科技交流活动”“与智能机器人的亲密互动”“科普知识进幼儿园活动”“科学达人秀”等等。
在提高学生创新与对外服务的过程中,积极探索学生从创业意识培养、创业竞赛训练到自主创业的递进学习过程。为推进学生自主创业的平台,学校设置了绍兴市工业设计基地,鼓励学生进行创业活动,并对入驻的学生工作室给予免3年租金的条件,为学生提供创业的实践机会,对具备创业条件的学生,导师参与策划创业方向和技术指导。目前众七智能科技有限公司等4个由学生组建的公司入驻了基地。
2成效
多年来,机电一体化技术专业以学术社团为载体开展创新创业意识、创新创业训练、创新创业实践等各项活动,吸引了一大批学生的参与,取得了良好教学效果,培养了一批优秀毕业生,典型成效如下。
1) 人才培养质量显著提高,提高了学生毕业生就业质量和专业吸引力。目前基于学术社团为载体培养的高素质创新型人才受到了企业的高度认可,几家合作企业对这个群体的毕业生接受度极高,甚至超越了对普通重点本科毕业生的期望度。目前上海铁路局在本专业中招聘学生数为318人,大型企业来校设置奖学金,比如杭汽轮、罗克韦尔专门为机电类专业学生设置了企业奖学金。大型企业(比如上海铁路局)每年单独或组团开专场招聘会;校企合作单位(比如绍兴旭昌科技有限公司)积极参与校技能文化节,组织技术人员参与活动、提供经费支持以及开展讲座等。
2) 专业课程建设成效显著。基于课程建设过程中所构建开放式项目化教学模式、跨课程项目教学设计获市级和校级教学成果奖,成果已经应用于专业的教学活动、课程建设和教材建设中。目前本专业为中央财政支持专业、浙江省优势专业和浙江省特色专业,建成5门省级精品课程和5门市级精品课程,出版10本省级教材。
3) 社会影响力不断提高。在2014年和2015年的浙江省自动化教指委年会上向同行介绍了基于社团开展创新创业的成果经验,同类院校来校参观和交流经验;以绍兴市科技馆为通道开展各类大型成果普及教育活动,得到电视台、报纸等媒体的大力宣传;绍兴市职教中心、桐乡技师学院、绍兴县机关幼儿园等师生来校参观和学习创新成果。
4) 学生创业活动。近三年来,学生社团中涌现出了如任德铭、钱招利、陈超等一批学生创建的公司,并得到浙江教育报、绍兴电视台、绍兴日报等媒体的宣传报道。比如由机电一体化技术专业学术社团核心成员创建的绍兴市众七智能科技有限公司,目前除了对外开展机器人技术培训、技术开发、产品宣传等相关活动外,也积极为社团成员的创新c创业能力培养提供实践平台。
参考文献
[1] 孙云龙.创新创业型人才培养模式研究[J].高教学刊,2016(2):1213.
[1]刘艳,闫国栋,孟威.创新创业教育与专业教育的深度融合[J].中国大学教学,2014(11):3537.
[2]徐博函,苗苗.创新创业类学生社团发展思考[J].创新与创业教育,2012,3(4):5859.
[4]刘玉荣,张进,涂铭旌.搭建创新创业平台,培养学生创新创业能力[J].实验科学与技术,2013,11(6):138140.
[5]刘鸫根,钟健.高职创新创业人才培养的实践与创新――以深圳职业技术学院为例[J].职教通讯,2013(20):1216.
[6]李晓华,张丽萍,王晓凤.地方高校创新创业教育体系构建研究[J].河北科技大学学报(社会科学版) 2015,15(4):8489.