時間:2023-01-20 15:28:41
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摘要:應用型本科教育的目的就是培養(yǎng)應用型人才,本文分別從機械電子工程專業(yè)實踐教學的構(gòu)建、實踐教學活動實施、實踐教學方法等方面進行了探討。
關(guān)鍵詞:應用型本科;實踐教學;機械電子工程
1、引言
機械電子工程專業(yè)是通過學習現(xiàn)代機械科學技術(shù)、現(xiàn)代測控技術(shù)、機電一體化應用技術(shù)、計算機應用技術(shù),掌握機械、電子信息和計算機等方面的基礎(chǔ)知識及相關(guān)理論和方法。學生畢業(yè)后可從事現(xiàn)代機電產(chǎn)品與系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)、應用及技術(shù)管理等工作。
在教學方面注重學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),依托光、機、電、計算機、信息控制等方面的綜合優(yōu)勢,提供計算機測控系統(tǒng)、自動化儀表及裝置、機電工程智能檢測、光電轉(zhuǎn)換與通信技術(shù)等系列選修課程,供學生自主選讀。使學生能綜合運用所學知識設(shè)計、開發(fā)各行業(yè)所需的測控系統(tǒng)及測試儀器。兼顧工程科學教育與工程實踐訓練,以培養(yǎng)個性健全、情操高尚、基礎(chǔ)扎實、知識面廣、應用能力強、具有創(chuàng)新精神的復合型高級工程技術(shù)人才。
2、機械電子工程專業(yè)實踐教學體系的構(gòu)建
本專業(yè)是機械和電子的綜合學科,因此,通過對新形勢下機械電子工程專業(yè)實踐性教學發(fā)展的新趨勢的分析,應用型教育以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的實踐性教學體系,其實踐性課程和項目設(shè)置方面,要注重先進性、開放性、創(chuàng)新性,形成適應機械電子工程專業(yè)實踐性教學發(fā)展的新趨勢的多層次、多形態(tài)的完整實踐性教學體系。
在應用型人才培養(yǎng)中,合理安排實踐性教學環(huán)節(jié)尤為重要,為了培養(yǎng)的系統(tǒng)性、全面性,在實踐教學的安排上,應根據(jù)每個學期的理論課程的安排,合理的安排不同形式的實踐教學內(nèi)容,以保證實踐教學階梯性和不間斷性。根據(jù)課程的安排,除了相應課程的實驗外,應設(shè)置專業(yè)課實訓或綜合性的實訓課程,以對當前及先前所學課程的鞏固。實踐教學內(nèi)容的安排:①多安排設(shè)計性或綜合性的實驗內(nèi)容,減少驗證性的內(nèi)容,以充分調(diào)動學生的自主性、獨立性,激發(fā)學生的思維潛能,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。②合理設(shè)置實訓內(nèi)容,使實訓具有系列性、銜接性,盡可能的通過實訓培養(yǎng)學生的綜合設(shè)計能力及團隊協(xié)作精神。③加強畢業(yè)設(shè)計的管理,以培養(yǎng)學生的系統(tǒng)性、綜合性及項目完整性的能力及項目開發(fā)經(jīng)驗的培養(yǎng)。因此在教學平臺的設(shè)置中,實踐教學內(nèi)容應能夠滿足應用型人才培養(yǎng)的目標,達到培養(yǎng)目的,根據(jù)要求,在實踐教學課程的設(shè)置中,以小車為載體,從大一機械制圖實訓開始到大四的機電工程系統(tǒng)實訓結(jié)束,均以該模塊為平臺,對學生的圖形設(shè)計能力,到實物制作能力,小車的驅(qū)動,控制等方面對學生進行訓練。以能夠達到培養(yǎng)目標,培養(yǎng)學生的項目意識和系統(tǒng)控制的設(shè)計能力,等所有的實踐課程和理論課程完成后,第八學期為學生畢設(shè)和生產(chǎn)實習。通過上述的一系列的培養(yǎng)模式,培養(yǎng)出具有科學嚴謹、自主學習,具有創(chuàng)新精神和實踐動手能力的符合社會需要的應用型本科人才。
3、機械電子工程專業(yè)實踐教學活動的實施
在實踐教學內(nèi)容的實施過程中,首先先基礎(chǔ)性教學,實踐課內(nèi)容的安排主要是驗證性方面的教學,其特點是對理論課內(nèi)容的時間實踐操作驗證;稍深入層次的實踐教學主要是綜合性、設(shè)計性方面的教學即為獨立的實踐性教學,因此強調(diào)實踐性項目必須獨立設(shè)置;再次為系統(tǒng)層實踐性教學,主要是探索性方面的教學。即畢業(yè)設(shè)計、第二課堂、創(chuàng)新性想法的實現(xiàn)。
教學內(nèi)容的實施:①是機械制圖實訓:主要為機械圖形的手工繪制,訓練學生的徒手制圖能力。②機電產(chǎn)品認知實訓:主要為電器元件的識別、焊接訓練、無線話筒及循跡小車的實物裝配、還有圖形的計算機輔助繪制;③金工實習和電子技術(shù)實訓:主要內(nèi)容為:小車車體的制作和基本的金工實訓內(nèi)容的進行、利用數(shù)電結(jié)合實現(xiàn)小車的控制及車速采集;④檢測與控制實訓:主要是為小車的智能控制;⑤電氣控制技術(shù)實訓:主要內(nèi)容為車載機械手、挖掘機及電梯控制系統(tǒng);⑥機構(gòu)設(shè)計實訓:完成前面實訓制作出的小車系統(tǒng),完成小車實物的三維、仿真圖,完成標準圖形設(shè)計;⑦機電系統(tǒng)實訓:完成一個綜合系統(tǒng);⑧畢設(shè):完成畢設(shè)任務。在四年的實訓課程中,涵蓋了機械實訓和電子電路、單片機、PLC等內(nèi)容的實訓任務,培訓學生的機械和電子控制系統(tǒng)的測繪和設(shè)計能力。
4、實踐教學方式方法
由于應用型本科教育要處理好理論教育與實踐教學的配比關(guān)系,處理好專業(yè)課程的設(shè)置與目前人才需求的關(guān)系,處理好學生動腦與動手之間的關(guān)系。盡量避免水桶式的教育,應還主動學習與學生,讓學生根據(jù)內(nèi)容要求獨立完成,而不是采用灌輸式或機械師教育,而是實踐過程中一員。采用此種方法可以培訓學生的獨立解決問題的能力和創(chuàng)新能力了。同時,多開展一些課外活動,如指導學生參加各種大賽,比如:電子設(shè)計大賽、機構(gòu)創(chuàng)新大賽等,以培養(yǎng)學生工程設(shè)計思想、敢于創(chuàng)新的精神、分析解決工程實際問題的能力。
5、應用型本科師資隊伍的培養(yǎng)
培養(yǎng)應用型人才,對教師的要求也較高,要求教師除了具備較高的理論知識的同時,還應具有較強的實踐動手能力,而目前的應用型本科教育中教師的素質(zhì)即存在較多問題,如應用性學科的教師理論知識水平較高,而教師實踐場所和實踐機會少,實際經(jīng)驗不足,導致了學生所學知識受限,缺乏實踐能力,因此,培養(yǎng)教師的理論與實踐相結(jié)合的能力,是應用型本科人才培養(yǎng)的關(guān)鍵,只有這樣才能提高學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。
6、結(jié)束語
總之,合理處置理論教學與實跋教學的關(guān)系。在實踐教學中以學生為中心, 堅持理論與實踐相結(jié)合, 強化學生創(chuàng)新精神和應用能力,培養(yǎng)具有較強就業(yè)競爭力的符合社會需求的應用型人才。
(課題為:基于大學生創(chuàng)新能力與綜合實踐能力培養(yǎng)的教學改革與實踐;編號:2011JGZ058)
參考文獻:
[1]機械電子工程專業(yè)實踐性教學的發(fā)展趨勢及其對策研究.省略/
關(guān)鍵詞: 高職機械電子工程專業(yè) 實驗教學 教學改革
引言
機械電子工程專業(yè)的綜合性較強,主要內(nèi)容涉及機械的設(shè)計與制作及電子技術(shù)的開發(fā)。機械電子工程專業(yè)知識豐富,所包含的內(nèi)容多種多樣。近些年來,科學技術(shù)的快速發(fā)展,使得機械電子工程專業(yè)的發(fā)展前景越來越好。機電系統(tǒng)的智能化發(fā)展與自動化發(fā)展,讓高職機械電子工程專業(yè)的教育工作者不斷思考實驗教學的改革問題。筆者選擇機械電子工程實驗教學改革作為研究對象具有一定的教育意義。
1.高職機械電子工程專業(yè)實驗教學現(xiàn)狀分析
1.1機械電子工程專業(yè)內(nèi)容精度不足
機械電子工程專業(yè)所涉及多方面內(nèi)容,所以,為了使機械電子工程專業(yè)的內(nèi)容得以豐富,課程設(shè)置需要包含機械專業(yè)知識及電子專業(yè)知識兩個方面。一般來講,理論力學內(nèi)容、材料力學內(nèi)容及電路分析等內(nèi)容都要在課堂中得到呈現(xiàn)。在機械電子工程專業(yè)實驗教學中,涉及二十多科的專業(yè)知識。學生認為學習的科目過多,內(nèi)容多但又學不到東西。學生無法對如此多的學科進行深入學習,專業(yè)能力久久得不到提高。
1.2實驗條件不足
對于許多高職院校來講,進行機械電子工程專業(yè)實驗教學的難點在于實驗教學的條件不足。受到教育經(jīng)費的影響,許多學生沒有進行機械電子工程專業(yè)相關(guān)實驗設(shè)備的采購?;蛘攥F(xiàn)有的專業(yè)實驗器材數(shù)量不能滿足學生實驗學習的需求。實驗條件不足造成學生的實驗學習興趣不高,無法積極融入到機械電子工程專業(yè)的實驗學習中,影響學生學習能力的提高。
1.3實驗設(shè)置的綜合性不足
相較于機械電子工程專業(yè)理論知識教學,實驗教學的課時較少。雖然一部分學校的實驗器可以進行綜合性實驗的設(shè)計與設(shè)置,就高職院校的機械電子工程專業(yè)實驗教學內(nèi)容來講,許多課程的實驗大多為演示性實驗或者是驗證性實驗。在實驗學習中,學生只要按照老師的要求完成實驗,體會實驗的過程即可,沒有必要就實驗內(nèi)容進行自主探究。這樣的教學內(nèi)容會影響到學生實驗的自主性與積極性,綜合性較強的實驗是高職機械電子工程專業(yè)學生進行自我提高的必要基礎(chǔ)。
2.高職機械電子工程專業(yè)實驗教學改革對策
2.1加強機械電子工程專業(yè)教育方案的改革
機械電子工程專業(yè)的教育目標是讓學生具有與專業(yè)相關(guān)的理論知識,并且可以將這些理論知識應用于實踐中,解決實踐問題。所以,高職院校要加強對機械電子工程專業(yè)實驗教學活動的重視,對人才的培養(yǎng)方案進行改革,促進學生實驗能力的提高。機械電子工程專業(yè)的內(nèi)容較多,需要通過人才培養(yǎng)方案的改變平衡學生專業(yè)能力的提高。更要從當前人才市場的需求切入,滿足學生未來的就業(yè)需求。
比如在講解工廠的電氣控制技術(shù)時,老師需要讓學生了解一些必要的理論知識,更要引導學生利用這一主題進行實驗,提高實踐工作能力。應用型人才的培養(yǎng)是機械電子工程專業(yè)實驗教學的重要目標,教師組織學生進行實驗,就是在組織學生開展實踐活動,促進學生能力的提高。另外,對于那些聯(lián)系較為密切的課程,教師可以利用實驗課的單獨設(shè)立讓學生意識到實驗學習的重要性。像電路分析這樣的內(nèi)容與數(shù)字電子技術(shù)相關(guān)內(nèi)容有密切聯(lián)系,教師可以針對這些內(nèi)容進行獨立實驗課的組建,引導學生形成正確的實驗意識,了解與掌握正確的實驗方法,促進學生專業(yè)技能的快速提高。
2.2加強實驗條件的改革
高職機械電子工程專業(yè)實驗教學改革,需要實驗條件的支持。首先,教育部門及高職院校要加大資金投入,為高職院校建立機電一體化實驗室,使學生成為實驗學習的主人,找到切入點進行實驗學習。另外,學校要組織老師進行綜合性設(shè)計實驗的研發(fā),從高職機械電子工程專業(yè)的教學內(nèi)容出發(fā),組織教師開發(fā)新的實驗,以科研促教學,使學生的頭腦得以激活,獲得新的學習興趣點。學校還要加強創(chuàng)新性實驗室的建立,提高實驗室的開放程度,給予學生更多動手的機會,調(diào)動學生的學習積極性與主動性。更要利用不同的創(chuàng)新活動,如機械電子設(shè)計大賽等活動,使學生的思維得以開發(fā)。
結(jié)語
高職院校中的機械電子工程專業(yè)實驗教學,對于機械電子工程相關(guān)的專業(yè)人才的培養(yǎng)有重要作用。筆者從高職機械電子工程專業(yè)實驗教學的現(xiàn)狀出發(fā),進行了高職機械電子工程專業(yè)實驗教學方法的分析。希望相關(guān)教育工作人員正視當前機械電子工程專業(yè)教學中存在的問題,利用有效的方法提高教學效率,促進學生專業(yè)能力的提高。
參考文獻:
[關(guān)鍵詞] 機械電子工程;應用技術(shù)型工程師;人才培養(yǎng);實踐教學
[中圖分類號] G640.0 [文獻標志碼] A [文章編號] 1005-4634(2014)05-0095-04
0 引言
我國高等教育已經(jīng)從“精英化”向“大眾化”轉(zhuǎn)變,作為世界工程教育大國,我國擁有210萬名工程師,現(xiàn)役和后備工程師數(shù)量居世界首位。但在瑞士的《世界競爭力報告》中,我國合格的工程師數(shù)量在參加排名的55個國家中排48位[1]??梢娢覈墓こ探逃w水平不高,這與現(xiàn)行的高等教育人才培養(yǎng)模式有很大關(guān)系。目前本科高等教育千校一面,培養(yǎng)的學生缺乏特色,與我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展需求不相匹配。2014年4月26日《中國教育報》頭版頭條刊登了《引導一批普通高校轉(zhuǎn)型,是加快教育綜合改革的重要舉措――應用技術(shù)大學時代如何迎接》一文,文章指出:應用技術(shù)大學是國家競爭力的助推器,是現(xiàn)代職業(yè)教育體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]。各高校尤其普通地方院校應該在人才培養(yǎng)模式上與國內(nèi)知名大學有所區(qū)別。作為一所地方院校,黑龍江科技大學應立足本省行業(yè)發(fā)展,在應用型本科人才培養(yǎng)上做足“應用”,即將技術(shù)應用能力的培養(yǎng)作為突破口,通過課程平臺體系和實踐能力遞增實訓,將理論與實際有效結(jié)合,增強學生的實踐能力、動手能力與創(chuàng)新能力。
1 機械電子專業(yè)應用技術(shù)型工程師的定位
我國本科工程教育定位為工程師人才的培養(yǎng),工程師可以分為:研究型工程師、設(shè)計型工程師、工藝型工程師和管理型工程師[3]。其中研究型工程師屬于研究型人才,而設(shè)計型工程師、工藝型工程師和管理型工程師屬于應用技術(shù)型人才。應用技術(shù)型工程師應在相應的專業(yè)理論知識基礎(chǔ)上,具有較強的實踐能力,能應用理論知識與技術(shù)創(chuàng)造性地解決工程、企業(yè)現(xiàn)場實際問題,是連接研究工程技術(shù)人員和普通技術(shù)操作人員的橋梁[4],主要在生產(chǎn)現(xiàn)場、工程一線、服務管理等崗位上從事技術(shù)服務等工作。應用技術(shù)型工程師具有實踐能力強、上手快的特點,因而對學生的培養(yǎng)應該緊密與市場需求相結(jié)合,使他們具有較扎實的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和技能、具備較強的實踐能力、工程能力和創(chuàng)新意識,提高學生的就業(yè)競爭力,使之能在畢業(yè)后較快地適應和勝任工作。
2 制定合理的人才培養(yǎng)體系
根據(jù)應用技術(shù)型工程師培養(yǎng)要求,制定了“理論扎實、技術(shù)應用能力強,有技能,強實踐”的人才培養(yǎng)規(guī)格,以專業(yè)知識、工程實踐、技術(shù)應用為主線,以機、電為兩大專業(yè)技術(shù)知識和技能為支撐,構(gòu)建了“平臺+模塊+系列課程”的理論教學體系,搭建了應用技能遞增的實踐訓練體系。
2.1 “平臺+模塊+系列課程”的理論教學體系
課程體系承載著人才培養(yǎng)的重要使命,是教育理念與人才培養(yǎng)目標相結(jié)合的有效載體。根據(jù)人才市場對學生知識結(jié)構(gòu)的要求,學校對培養(yǎng)方案進行修訂,對理論課程進行優(yōu)化,改變原來以機械為主、機電為輔的教學理論體系,采用機、電并重的方式,融入大量的工程訓練與實踐,并與企業(yè)聯(lián)合開展人才培養(yǎng),突出“應用技術(shù)型”工程師的知識交叉與應用技能的培養(yǎng)。采用了“平臺+模塊+系列課程”的縱向課程培養(yǎng)體系(見圖1)。設(shè)置了公共基礎(chǔ)教育平臺、專業(yè)教育平臺、素質(zhì)拓展與創(chuàng)新教育平臺。這種以工程實踐為基礎(chǔ)的教育理念,著力培養(yǎng)學生的基本知識、基本技能、動手實踐能力、工程技術(shù)綜合應用能力和創(chuàng)新能力。
2.2 建立模塊化課程體系,優(yōu)化課程內(nèi)容
課程體系的建立應以培養(yǎng)目標為基礎(chǔ),并且要緊緊圍繞市場對人才知識結(jié)構(gòu)的需求對課程體系進行優(yōu)化。機械電子工程專業(yè)涉及的知識面比較廣,學生除了需要具備必須的專業(yè)基礎(chǔ)知識,還需要在一定方向上有專長,才能在就業(yè)時占據(jù)優(yōu)勢。為此將專業(yè)選修課分為三個模塊化系列課程,即檢測技術(shù)、機電控制技術(shù)、數(shù)控技術(shù),形成了“平臺+模塊+系列課程”的課程體系。如專業(yè)能力模塊中開設(shè)傳感器原理與檢測技術(shù)、PLC原理及應用、機電設(shè)備故障診斷、機電傳動、機電設(shè)備控制技術(shù)、單片機接口及應用等課程。并對課程內(nèi)容進行調(diào)整,將原來重疊和交叉較多的課程進行重新設(shè)置。同時,在課程內(nèi)容的選擇上考慮應用技術(shù)型工程師應具備的實踐能力與應用技術(shù)能力,采用案例式、項目式、引導式、探究式等教學方法,增強師生互動,激發(fā)學生的學習主動性與參與熱情,變被動接受知識為主動探求知識。在學生考核方面,改變以往“理論考評+實驗成績”的簡單方式,通過“理論+實踐技能”的考評方式來確定學生的成績,這種考評理論考核占60%,實際操作占40%,在實際操作過程中學生并不是簡單地按照實驗步驟進行常規(guī)實驗,而是以小組為單位,以所學理論為基礎(chǔ),自己設(shè)計實驗并對實驗結(jié)果進行分析,得出結(jié)論。通過這種模塊化體系、案例式教學、突出實踐的考評方式,可以將專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為專業(yè)技能,從而增強學生解決實際問題的能力。
2.3 搭建能力遞增的實踐教學體系
實踐教學體系應按照學生的認知發(fā)展規(guī)律進行構(gòu)建,包括基礎(chǔ)技能、專項技能、綜合技能、崗位技能四個方面,四個方面是逐步遞增的(見圖2)。
基礎(chǔ)技能模塊包括基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課及專業(yè)課實驗,通過該模塊學生可以驗證所學理論課內(nèi)容,使學生對實驗儀器設(shè)備的正確使用有一定認識,初步培養(yǎng)學生對科學探索的興趣和能力,樹立實踐意識;專項技能主要是通過CAD制圖、PLC、單片機、Protel實訓等,為機電專業(yè)技能的掌握打下堅實的實踐基礎(chǔ);綜合技能主要在大三學年進行,通過課程設(shè)計、機器人實訓、生產(chǎn)過程調(diào)試實訓,將所學的專業(yè)知識有機結(jié)合在一起。充分利用大學生科技活動,讓學生在各種專業(yè)比賽中利用所學知識解決實際問題,以培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的工程意識,提高學生動手能力、應用技能和創(chuàng)新能力,同時可以增強學生與人交往、團結(jié)協(xié)作的能力;崗位技能可以通過頂崗實習或崗位模擬訓練來完成。這個環(huán)節(jié)以畢業(yè)設(shè)計為核心,通過與企業(yè)科研院所及相關(guān)單位工程技術(shù)人員聯(lián)合指導畢業(yè)設(shè)計,通過實際工程項目來鍛煉和提高學生的解決實際現(xiàn)場問題的能力。2013屆畢業(yè)生中,20人到雞西建華皮帶機廠做皮帶輸送機機監(jiān)控系統(tǒng)方面的設(shè)計,20人到雞西煤礦機械有限公司做采煤機截割、牽引與控制方面的畢業(yè)設(shè)計,25人到哈爾濱煤礦設(shè)備廠做煤礦防爆設(shè)備的相關(guān)畢業(yè)設(shè)計題目,25人到佳木斯煤礦機械有限公司做掘進機方面的畢業(yè)設(shè)計,另外30人通過與畢業(yè)后用人單位簽約的方式到相關(guān)企業(yè)做畢業(yè)設(shè)計。為保證畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量,每名學生由1名企業(yè)高級工程師與校內(nèi)指導教師聯(lián)合指導。通過形式多樣的畢業(yè)設(shè)計可以鍛煉學生實踐能力,激發(fā)創(chuàng)新思維,從而提高其專業(yè)崗位技能。
3 保障措施
3.1 校內(nèi)實踐基地建設(shè)
應用技術(shù)型人才必須具有扎實的理論素養(yǎng),同時能夠根據(jù)現(xiàn)場的實際情況解決具體問題,因此,必須在培養(yǎng)過程中給學生打下堅實的實踐基礎(chǔ)。加強實驗室和實訓基地建設(shè),為學生創(chuàng)造實踐教學環(huán)境。從2006年起,學校對機電訓練室進行硬件建設(shè),購買了機器人實訓系統(tǒng)、過程控制實訓系統(tǒng)、單片機實訓包、光機電一體化實訓臺、Labview虛擬實驗系統(tǒng)、五合一綜合實訓臺等實訓設(shè)備,使機電實訓基地的實踐功能更加完善,為學生實訓提供了必要的場地和實踐訓練項目,并按照企業(yè)的生產(chǎn)工藝進行在線訓練,大大提高了學生的實踐能力。
3.2 校企深度融合
機械電子工程專業(yè)多年來與中國第一汽車集團公司、哈爾濱電機廠有限責任公司、哈爾濱汽輪機廠、雞西煤礦機械有限公司、雞西建華皮帶機廠、哈爾濱東金沃爾有限公司、哈爾濱特種塑料制品有限公司、雞西礦務局機電總廠等14家企業(yè)建立起穩(wěn)定的合作關(guān)系,每年可接待本專業(yè)120名學生進行生產(chǎn)實習和畢業(yè)實習。與哈爾濱煤礦設(shè)備廠每年開展煤礦專業(yè)定點“3+1”聯(lián)合培養(yǎng),培養(yǎng)技術(shù)應用型人才,縮短了學生的就業(yè)實習時間,實現(xiàn)了與企業(yè)的無縫對接,得到了用人單位的好評。
3.3 教師隊伍的建設(shè)
根據(jù)“應用技術(shù)型人才工程師”培養(yǎng)的特點和要求,教師不僅要理論基礎(chǔ)強,同時要具備突出的應用理論解決實際問題的能力,即較強的實踐功底,同時教師應該熟悉企業(yè)的生產(chǎn)過程,能夠成為企業(yè)與高校之間對接的橋梁,能夠引導學生主動適應企業(yè)文化及管理,掌握企業(yè)技術(shù)研發(fā)與市場對接等技能。這就對教師提出了更高的要求,根據(jù)學校實際主要采取兩種渠道提高教師的實踐能力,一是針對現(xiàn)有的教師理論功底強、實踐能力弱的問題,分批次選派教師到企業(yè)掛職鍛煉,通過與企業(yè)進行技術(shù)合作、項目對接、技術(shù)改造等方式提高教師的實踐能力,使教師盡快實現(xiàn)“雙師型”轉(zhuǎn)變。二是從企業(yè)聘請現(xiàn)場實際經(jīng)驗豐富的高級技術(shù)人員與管理人員作為兼職教師,負責學生在企業(yè)實習階段的實踐能力與職業(yè)技能的培養(yǎng),負責學生向職業(yè)人的轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)學生與企業(yè)的真正對接。
4 結(jié)束語
通過幾年的實踐,學生實踐能力、創(chuàng)新能力有了較大提升,獲得全國TRIZ大賽、全國航模大賽、全國機器人設(shè)計大賽等多個獎項,95%以上的學生參加各種科技創(chuàng)新活動,就業(yè)率連年提升,2013年一次就業(yè)率達95%以上,20%以上的學生進入全國500強企業(yè)。盡管取得了很好的效果,但仍需加強校企深度融合,探索有效的校企聯(lián)合機制,通過雙贏的方式調(diào)動企業(yè)積極性。另外學生在企業(yè)實習期間的保障機制問題仍需進一步探索。
參考文獻
[1]崔玉祥,劉穎楠,石華敏,等.創(chuàng)新型工程科技人才培養(yǎng)規(guī)格探析[J].中國高等教育,2013,(5):51-53.
[2]董少校,引導一批普通高校轉(zhuǎn)型是加快教育綜合改革的重要舉措―應用技術(shù)大學時代如何迎接[N].中國教育報,2014-04-26(1).
【關(guān)鍵詞】碩士研究生 電子創(chuàng)新實驗 TRIZ 矛盾沖突
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)03-0013-02
一 引言
隨著人類認識能力的發(fā)展和知識的積累,創(chuàng)新對經(jīng)濟的繁榮和民族的富強有著越來越顯著的決定作用。在知識經(jīng)濟時代,制造業(yè)企業(yè)的核心競爭力是產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力。對研究生來說,今后的競爭力就是創(chuàng)新能力。
隨著碩士研究生招生規(guī)模的擴大,社會對碩士研究生的需求也在發(fā)生變化,相應的碩士研究生培養(yǎng)目標也在發(fā)生變化。如何培養(yǎng)具有高層次應用型、實踐型、創(chuàng)新型人才這是高校管理層和教學實施環(huán)節(jié)中的各個主體單位和部門所必須面對和必須認真加以考慮的問題。機械電子工程專業(yè)是機械專業(yè)中學科交叉的典型學科,對機、電、液等相關(guān)知識都有一定的要求,然而近幾年,社會上對機械電子工程專業(yè)的研究生存在一些看法,認為該專業(yè)碩士研究生機械方面的知識不扎實,有關(guān)電方面的知識更是短缺,其實這種現(xiàn)象是存在的,這是有悖于機械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)方案,有悖于培養(yǎng)高層次應用型人才的目標的。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因,主要是因為碩士研究生在本科期間和研究生期間對電的實踐較少,對電方面的實驗親自動手做的機會較少,更制約了其創(chuàng)新能力的發(fā)展。
二 TRIZ理論
TRIZ是俄文“發(fā)明問題解決理論”的縮寫,其英文翻譯為“Theory of Inventive Problem Solving(TIPS)”。任何領(lǐng)域的產(chǎn)品改進、技術(shù)變革、創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣,都存在產(chǎn)生、生
長、成熟、衰老、滅亡的過程,有規(guī)律可循。人們?nèi)绻莆樟诉@些規(guī)律,就可以能動地進行產(chǎn)品設(shè)計,并能預測產(chǎn)品的未來發(fā)展趨勢。TRIZ正是這些規(guī)律的綜合。運用這一理論,可大大加快人們創(chuàng)造發(fā)明的進程,而且能得到高質(zhì)量的創(chuàng)新產(chǎn)品。同樣我們可利用這一理論來實現(xiàn)開發(fā)高質(zhì)量的創(chuàng)新實驗。
三 現(xiàn)狀問題分析
碩士研究生的培養(yǎng)與本科生的培養(yǎng)是有所不同的,研究生的理論學習時間是一年,其余兩年時間主要是碩士課題研究,這就使得自己的專業(yè)水平局限于某個方面,因此,對機械電子工程專業(yè)的研究生來說,課堂學習和實驗環(huán)節(jié)是擴寬電知識結(jié)構(gòu)的重要過程,為了在短短的一年時間內(nèi)爭取掌握更多的有關(guān)電方面的知識,必須理論聯(lián)系實際,多做實驗,才能提高學習效果,提高實際動手能力從而加深電方面知識的理解。
機械電子工程專業(yè)開設(shè)的與電相關(guān)的課程一般包括《現(xiàn)代控制理論》《機電系統(tǒng)檢測與控制》《計算機控制及接口技術(shù)》《工程測試與信號處理》《數(shù)控技術(shù)》等,這些課程都涉及信號檢測、信號處理、信號辨別、算法處理、輸出控制等內(nèi)容,通過傳統(tǒng)的實驗箱裝置實現(xiàn)這些內(nèi)容的實驗是有難度的。主要存在以下問題:第一,目前關(guān)于電子開發(fā)的實驗箱數(shù)目有限,價格昂貴無法實現(xiàn)人手一套,并且各個模塊相互獨立,無法形成一個完整的閉環(huán)控制回路;第二,實驗所用技術(shù)雖然基礎(chǔ)但較落后,無法適應技術(shù)的發(fā)展趨勢,作為本科的基礎(chǔ)教學實驗可以滿足,作為碩士研究生的應用型教學實驗卻存在一定的差距;第三,實驗箱的實驗與實際應用開發(fā)還存在一定的差距,作為碩士研究生的研究學習,目的是為了今后更好地進行科研工作、開發(fā)產(chǎn)品等,所以,碩士研究生的實驗應更加的接近實際應用;第四,實驗內(nèi)容單薄、僵化無法開發(fā)碩士研究生的創(chuàng)新思想。傳統(tǒng)實驗箱沒有留有擴展接口,只能做實驗箱上固有的實驗,不利于碩士研究生的創(chuàng)新培養(yǎng)。
因此,大部分課程實驗無法完成或部分實驗停留在演示階段上,使得碩士研究生無法深入了解更深層次的內(nèi)容,與實際應用脫軌。如最基礎(chǔ)的接口應用、基本的通訊實現(xiàn)大多停留在理論階段,沒有進行實質(zhì)性的編程操作,對于算法如經(jīng)典的PID控制算法也沒有進行過實驗和深入的了解,從而在今后的課題中涉及到該內(nèi)容的知識感到無從下手,市面上的產(chǎn)品非常昂貴,所以,開發(fā)一個既能滿足以上課程的基本實驗要求又能貼近實際應用的先進的電子實驗教學平臺很有必要。
開發(fā)什么樣的電子實驗,既可以滿足碩士研究生的學習,又能滿足其的科研,且不能與當前的技術(shù)脫離太大,成本較低,成為我們所要解決的主要問題。
四 利用TRIZ求解
利用TRIZ理論的矛盾沖突矩陣求解。首先找到矛盾問題,也就是先進的、良好擴展性的電子實驗平臺與可操作性、低成本構(gòu)成了矛盾。
技術(shù)沖突與相應解決原理的確定
沖突確定 先進的技術(shù)、良好擴展 高成本、操作復雜
標準工程參數(shù)描述沖突 NO.36裝置復雜性 NO.34可修理性
(能夠創(chuàng)新)
用發(fā)明原理解決問題 NO.1:分割
NO.13:反置
如上表所示,選用先進的技術(shù)、良好擴展但這樣造成成本高、操作復雜。選用“No.36裝置復雜性”“No.34可修理性”來描述這一沖突。選擇“可修理性”是為了能夠讓碩士研究生在該實驗中充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維,可以改變實驗平臺的原有實驗,達到創(chuàng)新的目的。選用發(fā)明原理“No.1:分割”來解決這一沖突,即把復雜功能模塊分割成簡單功能模塊。
五 根據(jù)分割遠離設(shè)計實驗平臺
根據(jù)分割原理設(shè)計實驗平臺,框架見下圖:
電子平臺組成結(jié)構(gòu)
上述功能是一個相對完整的平臺,采用了模塊化設(shè)計,碩士研究生在學習各個功能模塊的同時,也可以根據(jù)自己的相關(guān)課題進行裁減,以滿足自己課題需要,相當于學習和科研并行。
MCU的選擇很重要,由于先技術(shù)的不斷更新,MCU的功能越來越強大,越來越完善。基于51內(nèi)核的MCU仍然專有主導地位,因此在該開發(fā)平臺上仍然選擇51內(nèi)核的MCU。該開發(fā)平臺選擇C8051F020,該型號單片機集成了AD、DA等功能,具有很強的代表性。
通訊是現(xiàn)代電子產(chǎn)品必不可少的功能,在該平臺上集成兩種通訊方式:RS485和RS232。這是在工業(yè)產(chǎn)品中應用較多的通訊方式。
儀器的網(wǎng)絡化將是今后的發(fā)展趨勢,因此在平臺上擴展了網(wǎng)絡接口,采用CP2200芯片,Silicon Laboratories公司推出CP2200,是業(yè)界體積最小和效能最高的單芯片以太網(wǎng)控制器可以提供目前應用最廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)。CP2200最多能將所需的電路板面積減少90%,同時讓系統(tǒng)成本和復雜性減至最少,相對于RTL8019以太網(wǎng)控制芯片來說,更容易將嵌入式以太網(wǎng)功能導入各種產(chǎn)品。
因為該平臺除了提供碩士研究生學習外,另一個重要的任務就是幫助其進行課題研究,為了不同課題的開展,所用功能也不同,因此必須留有擴展的接口,方便其進行擴展以滿足課題的需要。
因此,通過該平臺,碩士研究生能實現(xiàn)電子產(chǎn)品的完整開發(fā),從程序編寫到程序下載程序到程序調(diào)試等完整的步驟,因為對于電子產(chǎn)品來說,程序是靈魂,碩士研究生可以把更多的時間放在程序的編寫和算法的研究上面。
六 結(jié)論
第一,運用TRIZ理論的分析工具與知識庫工具,不僅可以幫助設(shè)計人員克服心理慣性、有限知識等因素對創(chuàng)新方案形成的限制,系統(tǒng)地進行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計,還能夠幫助老師進行實驗創(chuàng)新。第二,TRIZ理論已形成一套較為完整的理論體系,有很好的邏輯嚴密性和操作程序性,易于應用。
論文摘 要:根據(jù)高職機械類專業(yè)電工電子技術(shù)課程教學中出現(xiàn)的問題,針對高職學生的特點,從教學內(nèi)容的選取,教學方法、教學手段、考核方法的改革,理論與實踐更好的融合等方面進行了分析、總結(jié)。
電工電子自問世以來,已經(jīng)延伸到社會的各個領(lǐng)域,機械類產(chǎn)品也慢慢的過度為機電一體化產(chǎn)品的方向發(fā)展,社會對機械工人的要求也從機械類單一工種,轉(zhuǎn)變?yōu)闄C電類復合人才的要求。因此,電工電子已經(jīng)成為機械類專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課程,而且是一門理論性和實踐性都非常強的基礎(chǔ)課程,本文針對應如何使非電類機械類專業(yè)的高職學生在學習“電工電子技術(shù)”上,既能夠滿足專業(yè)和職業(yè)能力的需求,又不是像本科教育那樣,立足打好深厚基礎(chǔ)。根據(jù)高職學生的特點,重點以實踐、應用為主線來進行教學改革。
1 存在的問題
(1)理論與實踐脫節(jié)。傳統(tǒng)的教學方式是理論教學與實踐教學是分開的,而且理論知識往往過分追求教學內(nèi)容的系統(tǒng)性與完整性,這就忽視了“電工電子學”作為應用學科的實用價值,使學生缺乏明確的學習目標,難以理解課程的目的和意義,不但給學生的學習造成很大困難,也影響了教學質(zhì)量的提高和應用性、技能型人才的培養(yǎng)。
(2)教學方法陳舊古板。教學方法基本上采用“老師講,學生聽”的灌輸方式,有些教師對新的教學方法和手段不熟悉不適應,課堂教學講得過多過細,缺乏新意,沒有留出足夠的時間供學生思考回味。此外,課后作業(yè)過多也使學生無暇思考,這樣導致學生始終處于被動狀態(tài),無法激起學習的興趣和熱情。
(3)考核方式單一,內(nèi)容片面。電工電子學”課程的考試方式采用閉卷筆試,內(nèi)容主要是理論知識。這樣既不利于學生對知識的全面掌握,又不符合高職學生的特點。
2 改進措施
(1)課程整合和優(yōu)化。
打破學科體系,改革課程設(shè)置,實施課程內(nèi)容的簡約、集成與重組,體現(xiàn)出高職教育的特色。以實際應用能力培養(yǎng)為主線,精減教學內(nèi)容,去除理論推導、證明、驗證內(nèi)容,注重技術(shù)重現(xiàn)和技術(shù)實現(xiàn)。
實現(xiàn)做中學,弱化過深、偏難的理論,突出知識在專業(yè)中的實際應用。以適用、實用為原則,優(yōu)化知識技能結(jié)構(gòu),形成與應職崗位相一致的教學內(nèi)容。從應職崗位需要出發(fā),將各課程的知識與技能有機地結(jié)合起來,增加實用性和針對性,刪去一些與今后工作關(guān)系不大的枝節(jié)。例如,很多教材大篇幅講解二極管如何形成單向?qū)щ娦?三極管內(nèi)部載流子的傳輸情況。而在實踐中,只有從事專門研究的人員,才可能用到這些原理知識,對于以培養(yǎng)應用型人才為主的高職學生,重點應該放在二極管、三極管的作用,如何判斷二極管正負極,三極管的標號及管腳判別鑒定,如何通過參數(shù)來選擇二極管、三極管的型號等內(nèi)容上。對于電子電路應強化集成電路方面的內(nèi)容,特別是集成電路的應用。對難度較大,求解過程復雜的例題、習題進行刪減。
(2)加強與專業(yè)方向的對接。
大部分機械類專業(yè)均開展了電工電子課程,但專業(yè)方向不同,學生所需知識的側(cè)重點也有所不同。電工電子是專業(yè)基礎(chǔ)課程,一般在大一第一學期就開設(shè)了此課,學生對專業(yè)的認識還不夠了解,教師給不同專業(yè)的學生上課時,授課內(nèi)容既要注意與各學科專業(yè)基礎(chǔ)知識的銜接,又要兼顧與后續(xù)課程的聯(lián)系。并且課程內(nèi)容按不同專業(yè)編排,采用靈活的組合方式,以適應不同學科、不同學時和各層次學生對課程深度和廣度的要求。比如,針對數(shù)控類專業(yè),教師可以結(jié)合數(shù)控機床的定位系統(tǒng),講解數(shù)字電路中數(shù)模、模數(shù)的轉(zhuǎn)換;針對汽車專業(yè),教師可以結(jié)合汽車測速裝置的工作原理,講解計算器的功能。
(3)課堂教學方式靈活多樣。
高職學生基礎(chǔ)相對薄弱,教師應根據(jù)學生的實際水平,對基礎(chǔ)知識、基本內(nèi)容和重點內(nèi)容精心組織,運用多種多樣的教學方法,如比喻法、類比法、啟發(fā)質(zhì)疑法、講練法、實驗演示法,使學生能克服厭學心理,鼓勵幫助學生樹立自信心,提高學生的學習興趣,促進求知欲。對于理論性較強的內(nèi)容,教師要耐心對待學生,引入各種案例,多講多練,反復強化重要的知識,不講則已,講的就務必使學生掌握。
(4)充分利用現(xiàn)代科技,拓寬教學手段。
抽象的電工原理講解起來容易覺得枯燥乏味且生澀難懂,如電介質(zhì)的極化、電容的充放電等,若能合理巧妙使用輔助教具,往往能收到事半功倍的效果。教師可以通過教學錄像,直觀的實物模型和幻燈片、投影,生動詳盡、圖文并茂的教學課件,讓學生學習起來興趣盎然,使教學過程縮短時間,盡可能增加信息量,開拓學生視野,進一步深化了對基礎(chǔ)理論的掌握。為了適應目前既要減少教學時數(shù),又要增加課堂信息量的教改形勢,同時培養(yǎng)學生學習主動性,提高自學能力,充分利用網(wǎng)絡資源教學是最有效可行的方法之一。在校園網(wǎng)絡上向?qū)W生提供電子教案、網(wǎng)絡課件等網(wǎng)絡教學資源,利用網(wǎng)絡進行答疑,接收學生反饋意見,更好地與學生交流。學生可以利用網(wǎng)上試題庫,在網(wǎng)上隨時進行自檢自測。我們目前已具備的資源有:電子教案、多媒體課件,網(wǎng)上實驗室、精品試卷、習題庫等,極大地提高了學生的學習興趣。在理論教學中引入eda技術(shù),來改善教學質(zhì)量,使理論分析得以驗證。對于一些比較抽象的內(nèi)容,教師用語言不易描述,學生也難以理解,還有許多電工電子的概念需要通過實驗以闡述和驗證。在課堂講解內(nèi)容涉及需要實驗演示電路時,調(diào)用事先建立的eda電路文件進行現(xiàn)場演示,不但提高了教學效率,而且降低了教學難度。例如,在講解基本放大電路的靜態(tài)工作點對輸出波形的影響時,要通過實驗來加以驗證。實驗教學中引入eda技術(shù),可以解決三個方面的問題:一是實驗信號存在時間過短,用常規(guī)儀器往往很難觀察得到,借助eda技術(shù),可以方便觀察;二是在電工電子實驗中,將實驗任務布置給學生,讓學生先進行理論設(shè)計,然后按照設(shè)計要求進行計算機仿真設(shè)計,完成仿真設(shè)計后,再在實驗室按照仿真電路裝配實際電路進行測量;三是可以進行虛擬的仿真實驗,根據(jù)教學內(nèi)容和專業(yè)要求,聯(lián)系生產(chǎn)實際提出簡單的設(shè)計題目,讓學生進行理論設(shè)計,然后在計算機上完成仿真實驗,檢驗和完善自己的設(shè)計作品。
(5)理論教學與實踐教學相結(jié)合。
電工電子技術(shù)是一門基礎(chǔ)學科,也是一門應用學科,學生不僅要掌握必要的理論知識,而且還要把這些理論靈活應用于實踐中。但是學生到工業(yè)、企業(yè)中實踐的機會很少,從而無法了解工業(yè)、企業(yè)中是如何進行具體工作的。
為此,在教學中,每章都從最基本的應用實例出發(fā),由實際問題入手通過技能訓練引入相關(guān)知識和理論,由實訓引出相關(guān)概念及相關(guān)電路。首先是教師提出學習的內(nèi)容、目的、要求及其他相關(guān)事項,學生自主學習有關(guān)內(nèi)容,再通過自己動手做的方式來加深對所學知識的理解,同時獲得相關(guān)技能的訓練。這種在教師指導下,感性認識與理性認識交互進行,對學生自主學習起到良好的促進作用。教學所選實訓項目應與機械專業(yè)建立聯(lián)系,這樣的學習方式會極大地激發(fā)學生學習理論的動機。
此外,實踐教學場所按照職業(yè)活動環(huán)境來布置,突出其職業(yè)性的特點,同時,實踐教學嚴格按照生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務第一線的現(xiàn)場有關(guān)規(guī)定,來強化學生職業(yè)技能訓練和職業(yè)素質(zhì)訓導,著重要求學生要有一絲不茍、嚴格認真的工作作風。
(6)建立以能力為中心的課程考核體系。
改變傳統(tǒng)的考核方式,強調(diào)考核學生的能力,實現(xiàn)課程考核向過程考核的轉(zhuǎn)變。學生學習效果的好壞,主要取決于整個教學過程,與之相適應,考核也貫穿整個教學過程。提高學生的素質(zhì)為考核中心,考試不再局限于閉卷一種形式,而是采用開放靈活的考試方法,包括開卷考試、課程論文、口試、實際操作、調(diào)查報告、綜合考查等形式。不同內(nèi)容采用不同的考核形式,如考基本理論采用閉卷的形式;考實訓采用項目制作的形式,根據(jù)學生態(tài)度和動手操作能力,現(xiàn)場綜合評定學生的實驗實訓成績;對于綜合分析和電路設(shè)計采用開卷的形式;平時的作業(yè)可以結(jié)合生產(chǎn)實際寫課程論文和調(diào)查報告;使評分方式科學化。課程結(jié)業(yè)成績由平時成績、實驗實訓成績、期末成績(試卷)組成,為了充分調(diào)動學生全程參與學習,使學生把注意力轉(zhuǎn)移到日常學習中,擴大平時成績和課程測驗的比例,具體是平時成績占20%,課程測驗成績占40%,期末成績占40%。另外,在平時測試和實驗考核中,改革記分方式,實行實質(zhì)性評價,一些考核按照abcd級制度評分,淡化分數(shù),促進學生的全面發(fā)展。
注重考核反饋,現(xiàn)在我們在教學中往往注重考核,不注重反饋,其實考核的目的是要重視反饋,通過反饋來是學生了解自己的不足,使老師反省在以后的教學中如何講解來是學生能夠更好的減少錯誤,學生在反省中找到原因,改正錯誤。
3 結(jié)語
機械類專業(yè)的電工電子課程教學改革是一項長期的工作,經(jīng)過多年的思考與經(jīng)驗積累已初有成果,在以后的改革中,是該課程更加的理論與實踐相結(jié)合,更具有鮮明的特色,真正的實現(xiàn)做中學,快樂學習。切實減輕學生學習負擔,提高學生的學習興趣。
參考文獻
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目前機電一體化的進程不斷加快,其發(fā)展趨勢如下。
1)機電一體化在向智能化的方向發(fā)展,智能化就是在原本電腦控制的基礎(chǔ)上更具備合理性和效率性,機電一體化的智能化發(fā)展就像最初的硬件手機與現(xiàn)在的智能手機的區(qū)別一樣??傮w說來就是智能化更人性化,更能解決操作中的突發(fā)狀況或者說是提前就設(shè)定了應對解決突發(fā)狀況的解決措施。
2)機電一體化更加環(huán)保,機電一體化進程使原本的柴油發(fā)電帶動發(fā)電機的情況得到改善,現(xiàn)在的機電一體化是電腦操控,解決了其中一些污染環(huán)境的問題,響應環(huán)保的口號,機電一體化也朝著更環(huán)保的方向發(fā)展。
3)機械一體化朝著微機模式發(fā)展,顧名思義就是機械的規(guī)模與形式越來越小,這就要求機械的精密程度。這樣的發(fā)展趨勢有利于解決原始機械龐大的占地面積問題,可以使同一片場地發(fā)揮更大的效果。機械以替換的發(fā)展趨勢是更加進步與人性化,它是朝著一個操作簡單、綠色無害、精密程度高的趨勢更好的發(fā)展。這就是機電一體化,它是機械與電子的有機結(jié)合,有著密不可分的有機組成部分,有著良好的發(fā)展趨勢。在這兩者的定義下,筆者希望日后機電的結(jié)合能夠更加密切,其各個組成部分能日漸精密完善使得整個機電一化得到優(yōu)化;機電一體化能夠在屬于它的發(fā)展趨勢下日益發(fā)展完善,更好的滿足機電一體化進程的需要。
2機械電子工程專業(yè)
在科技發(fā)展與時代進步的大背景下,機電一體化的進程日益加快,重要程度日益提升,人才需要也越來越大,接下來筆者將介紹機電一體化的人才來源——機械電子工程專業(yè)。上文中我們論述了什么是機電一體化與機電一體化的發(fā)展趨勢,根據(jù)上文我們不難發(fā)現(xiàn)機電一體化已經(jīng)在生產(chǎn)生活中日益重要,為了供應機電一體化所需要的人才,機械電子工程專業(yè)應運而生,上個世紀九十年代后期,一些高校開始設(shè)置了機械電子專業(yè)。機械電子工程專業(yè)的出現(xiàn)是為了響應現(xiàn)階段和日后的電子控制機械的主流趨勢,為了使自動化方面有更多可用人才。在機械電子工程專業(yè)設(shè)置上要注意很多的問題:第一要考慮新課程的課程設(shè)置方面,要在傳統(tǒng)的機械上有所發(fā)展又要估計學生的負擔,不能是學生在學習的過程中感到吃力或者是電子與機械兼顧的拖沓。第二就是機械電子專業(yè)是機械和電子的有機結(jié)合,電子與機械的側(cè)重點問題,在教授的過程中要二者兼顧,因為傳統(tǒng)機械是整個機械一體化的基礎(chǔ)而電子的計入是一個良性發(fā)展,很多新生代的同學更加重視電子方面,這是不科學的做法??傊畽C械電子工程專業(yè)是一個時代要求的必要專業(yè),要安排好課程,明確側(cè)重點,最終達到滿足機電一體化進程下人才的需要。
3機電一體化與機械電子專業(yè)
介紹過機電一體化與機械電子專業(yè)以后,接下來明確機電一體化與機械電子專業(yè)之間的關(guān)系。根據(jù)上文我們不難發(fā)現(xiàn),機電一體化與機械電子專業(yè)有著非常密切的關(guān)系,可以說機械電子專業(yè)是機電一體化的前身,以為機械電子專業(yè)所培養(yǎng)的正是機電一體化專業(yè)的對口人才,也就是說機械電子專業(yè)為機電一體化提供了人才來源。機械電子專業(yè)所學習的內(nèi)容就是機電一體化的具體內(nèi)容。其中包括理論知識與具體操作,也就是什么是機電一體化、幾點一體化需要我們做些什么、在操作中會遇見什么問題并且該怎樣解決等。機械電子專業(yè)是為機電一體化培養(yǎng)人才的搖籃,在機械電子專業(yè)中學習的同學畢業(yè)后的前景就是在機電一體化應用的地方工作。而機電一體化在日常操作中所遇見的難以解決的問題和需注重問題就是機械電子專業(yè)研究的課題和研究方向。總之機電一體化與機械電子專業(yè)二者之間密不可分,互補互助,機電一體化的發(fā)展要求了機械電子專業(yè)的學科內(nèi)容、機械電子專業(yè)為機電一體化提供了人才來源。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:機械電子;電子工程;機械設(shè)計
中圖分類號:F407.4 文獻標識碼:A 文章編號:
傳統(tǒng)的機械工程與現(xiàn)代的電子工程通過信息技術(shù)有機的結(jié)合起來,形成了現(xiàn)在的機械電子工程。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,機械電子工程由傳統(tǒng)的能量連接、動能連接逐步發(fā)展為信息連接,使得機械電子工程具有了一定的人工智能。
1. 機械電子工程的簡介
1.1機械電子工程的產(chǎn)生
隨著時代的進步和科學技術(shù)的發(fā)展,越來越多的新生事物都在這一過程中產(chǎn)生,而機械電子工程正是這么多新生事物里的一大重要工程。機械電子工程是很多的學科和技術(shù)穿插的結(jié)果,因此機械電子工程從一產(chǎn)生就具有復雜性,機械電子工程的復雜性也是由它本身的產(chǎn)生過程決定的。首先,機械電子工程的產(chǎn)生的基礎(chǔ)是機械工業(yè)的產(chǎn)生,在原始社會時期,人們的生產(chǎn)方式主要是以手工為主,而社會的發(fā)展和人們的無窮追求就促使了人們想改變這種局面,這個時候機械工業(yè)就應運而生。而隨著社會的進一步發(fā)展,單一的機械工業(yè)無法滿足人們的欲望,在單一的機械工業(yè)發(fā)展到一定時期時,信息時代到來了,信息時代的到來就促使了機械工業(yè)要向機械電子工程發(fā)展。從這一過程我們就可以看出,機械電子工程的產(chǎn)生是時代的產(chǎn)物,沒有信息時代的推進,機械電子工程也不可能產(chǎn)生。
1.2機械電子工程的特點
機械電子工程是信息時代的產(chǎn)物,因此機械電子工程較之于傳統(tǒng)的機械工程來說具有很顯著的特點,以下是機械電子工程的顯著特點:第一,機械電子工程的產(chǎn)品外貌比較獨特。機械電子工程是信息時代的產(chǎn)物,因此具有很強的信息時代的特色,比如說具有現(xiàn)代化的時代特征,在進行機械電子工程的產(chǎn)品外貌設(shè)計時,機械電子工程的產(chǎn)品外貌設(shè)計師會把一些具有時代特征的現(xiàn)代化元素融入到機械電子工程的產(chǎn)品外貌的設(shè)計之中。對于這一點來說非常的重要,只有把具有時代特征的現(xiàn)代化元素融入到機械電子工程的產(chǎn)品外貌的設(shè)計之中,機械電子工程才會與傳統(tǒng)的機械工程有一定的區(qū)別;第二,機械電子工程的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較簡單。任何的設(shè)計都應該遵循設(shè)計簡便的設(shè)計原理,而機械電子工程產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計也不例外,也要遵循結(jié)構(gòu)簡單的設(shè)計原理,這一點非常的重要。機械電子工程的產(chǎn)品設(shè)計只有設(shè)計出比較簡便的產(chǎn)品,它才會受到廣大消費者的關(guān)注和歡迎,但在傳統(tǒng)的機械工程的產(chǎn)品設(shè)計中,很多的傳統(tǒng)的機械工程的產(chǎn)品設(shè)計師并沒有注重這一點,都忽視了機械工程的設(shè)計應當遵循設(shè)計簡便的原理這一問題,這在一定程度上也反映了很多的傳統(tǒng)機械工程的產(chǎn)品設(shè)計師的素質(zhì)比較低下這一問題。而在傳統(tǒng)的機械工程的產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域也存在著這樣的問題,很多傳統(tǒng)的機械工程的設(shè)計師進行的設(shè)計太過于追求設(shè)計簡單,而忽視了機械工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計具體功能的實現(xiàn),他們誤解了設(shè)計的簡便性,他們簡單地把設(shè)計的簡便性理解成設(shè)計的簡單,這一問題直接造成的后果就是設(shè)計的任務沒有很好的完成,也就是沒有實現(xiàn)設(shè)計的根本目的,沒有達到設(shè)計的功能要求。
2. 機械電子工程的發(fā)展
2.1機械電子工程的初期發(fā)展時期
在人類歷史上,外國人舉辦了很多次的機械電子工程的交流會,在初期的機械電子工程的交流會中,外國人第一次把結(jié)合了信息時代元素的機械工程稱為“機械電子工程”,機械電子工程在這一時期得到了很多人的重視。人們應用這一時期的機械電子工程去做了很多的研究,這一時期的機械電子工程還是處在一個相對比較落后的發(fā)展時期,各個方面還相當不成熟。
2.2機械電子工程的滯后發(fā)展時期
一個新生事物的出現(xiàn)和發(fā)展必然會經(jīng)歷很多的挫折,這是任何一個新生事物的出現(xiàn)和發(fā)展過程所無法避免的,機械電子工程對于新時代來說也是一大新生事物,對于機械電子工程來說,機械電子工程的出現(xiàn)和發(fā)展必然會經(jīng)歷很多的挫折,這是無法避免的。科學家們在機械電子工程的初期發(fā)展時期之后,對機械電子工程的研究力度不斷地加大,對它的研究領(lǐng)域不斷地擴大,而研究力度越大,機械電子工程的問題也就會越來越多,對于很多的科學家來說這是一個很大的難題,因為要研究機械電子工程的各個因素,科學家們不僅要研究傳統(tǒng)的機械工程,還要研究信息時代賦予機械電子工程的時代元素,而對于這些因素的研究對一個機械電子工程師來說要求很高,機械電子工程師不僅要對傳統(tǒng)的機械工程進行一定的研究,而且要對新時代下的信息化元素進行深入的學習,只有充分地做到這兩點,我們的機械電子工程師對機械電子工程的研究才會有所進步。而這一時期的機械電子工程師卻沒有滿足這兩個要求,這一時期的很多機械電子工程師對傳統(tǒng)的機械工程頗有研究,但是對于新時期的信息時代的知識確是很欠缺,他們也并沒有對新時代下的信息化元素進行深入的學習,而是對新時代下的信息化元素采取逃避的方式,在這一情況下,機械電子工程也不會得到發(fā)展,只會處在滯后時期。
2.3機械電子工程的平穩(wěn)發(fā)展時期
在經(jīng)過一段時間的滯后發(fā)展時期之后,很多研究機械電子工程的科學家都覺醒了,他們在尋求一種進步,而要使機械電子工程得到長足的發(fā)展,研究機械電子工程的科學家們就必須加強對傳統(tǒng)的機械工程的研究力度和對新時代下的信息化元素進行深入的學習。研究機械電子工程的科學家們的覺醒使得機械電子工程在新時期下得到平穩(wěn)的發(fā)展。
3. 機械電子工程的應用
隨著社會的進步,人們對機械電子工程的研究力度不斷地加深,機械電子工程的應用領(lǐng)域不斷地擴大,對于傳統(tǒng)的機械工程來說,它的應用領(lǐng)域受到了極大的限制,傳統(tǒng)的機械工程僅僅只是應用在一些比較低級的和要求不是很高的基礎(chǔ)領(lǐng)域,而隨著時代的進步,這些比較低級的和要求不是很高的基礎(chǔ)領(lǐng)域會逐步地淘汰,機械電子工程將會取代傳統(tǒng)的機械工程,它的應用領(lǐng)域正好可以彌補傳統(tǒng)的機械工程的不足,機械電子工程的應用領(lǐng)域不是一些比較低級的和要求不是很高的基礎(chǔ)領(lǐng)域,而是經(jīng)過改造的比較低級的和要求不是很高的基礎(chǔ)領(lǐng)域和一些比較高級的領(lǐng)域。筆者相信,隨著時代的發(fā)展以及人們對機械電子工程的研究力度不斷地加深,機械電子工程的應用領(lǐng)域?qū)鼜V更大。
4. 結(jié)語
在現(xiàn)在的社會狀況下,我們對機械電子工程的研究越來越重視,它并不僅僅是一門學科的研究,對機械電子工程的研究更重要的是對我們現(xiàn)實生活的重大意義。我們應該意識到對機械電子工程研究的投入極為重要,對機械電子工程的研究有了很多的發(fā)展,其作用的領(lǐng)域也是越來越廣,其發(fā)展的作用不容忽視。機械電子工程的發(fā)展還有待于研究機械電子工程的科學家們的共同努力,研究機械電子工程的科學家們只有不斷加強對科學知識的學習,他們對機械電子工程的研究才會更加的深入。筆者相信,通過研究機械電子工程的科學家們的共同努力,我國的機械電子工程一定會蓬勃發(fā)展。
參考文獻:
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一、我國機械電子工程行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀
我國機械電子工程行業(yè)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱,它作為社會經(jīng)濟和技術(shù)高度發(fā)展下的產(chǎn)物,是衡量我國對外貿(mào)易和國際影響力的一個重要的標志。近年來,機械電子工程行業(yè)的全面發(fā)展,涉及到我國各個行業(yè)領(lǐng)域,成為了我國國家政策和重點扶植的行業(yè)。經(jīng)濟全球化的發(fā)展更是為我國的機械電子工程行業(yè)提供了發(fā)展機遇,帶動了我國對外貿(mào)易總值,成為推動我國經(jīng)濟增長的主要力量。隨著我國機電系統(tǒng)的逐步成熟和穩(wěn)定,在發(fā)展和壯大的過程中,更加的多元化,發(fā)展方面更加明確,在促進國民經(jīng)濟和對外發(fā)展方面都具有巨大的影響。機械電子工程行業(yè)的快速發(fā)展,技術(shù)的不斷進步,使我國機械電子工程行業(yè)在國際中的競爭力也在不斷提升,據(jù)數(shù)據(jù)顯示,我國的對外出口機電產(chǎn)品正在逐年的增加,出口總額不斷的提升,使我國成為機電出口產(chǎn)品的大國之一,為我國機電行業(yè)的提供了更多的發(fā)展空間和更廣闊的發(fā)展市場。
二、我國機械電子工程行業(yè)在發(fā)展過程中存在的問題
第一,行業(yè)的關(guān)聯(lián)度減低。我國的機電業(yè)發(fā)展市場集中,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一,使機電產(chǎn)品在發(fā)展中存在很大的風險性,容易受到影響和波動,特別是從長遠的發(fā)展角度而言,市場和結(jié)構(gòu)的單一都不利于行業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新,久而久之,也會導致其國際競爭力的降低。第二,自主創(chuàng)新能力欠缺。我國機電行業(yè)以大中型企業(yè)為研發(fā)主體,但這些企業(yè)對于自主創(chuàng)新和產(chǎn)品的研發(fā)重視度不夠,對于資金的投入不夠,使行業(yè)發(fā)展確定資金保障和創(chuàng)新基礎(chǔ)。第三,人才的缺乏。受我國機械電子工程行業(yè)發(fā)展時間限制,在人才的培養(yǎng)和利用上還存在著很大的問題,人才的缺乏將會直接導致行業(yè)發(fā)展局限性。人才在機械電子工程行業(yè)中是主導者也是實施者,是技術(shù)的研發(fā)者和創(chuàng)新意識的構(gòu)造者,對于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著覺得性的作用。機械電子工程行業(yè)在發(fā)展的過程中,各個方面都需要人才的參與,人才是保障其行業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的基本因素,對于提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù),促進產(chǎn)業(yè)市場競爭力的提高都起到十分重要的作用。
三、我國機械電子工程行業(yè)未來發(fā)展的趨勢
隨著科技水平的提高和社會經(jīng)濟的發(fā)展,我國的機械電子工程行業(yè)的發(fā)展也取得了長足性的進步,進入了一個新的發(fā)展階段。在未來發(fā)展中重視專業(yè)深度的培養(yǎng),擺脫發(fā)展的局限性和單一性,積極的培養(yǎng)復合型的人才,為機械電子工程行業(yè)在未來的技術(shù)發(fā)展和科學研究中提供更多的人才支撐,以適合未來對機械電子工程行業(yè)發(fā)展的需求,滿足市場的變化,提高市場經(jīng)濟的發(fā)展和國際市場的競爭力。
【關(guān)鍵詞】機械工程;人工智能;關(guān)系
1.前言
隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展,相對于傳統(tǒng)機械工程的發(fā)展過程來說,機械電子工程的起步是較晚的,但是在后者的發(fā)展過程中,這兩種產(chǎn)業(yè)在不斷的融合,在一定程度上使得新型的機械電子工程得到了更好的發(fā)展。而且在信息化時代的推動下,人工智能在相關(guān)技術(shù)支持下也取得了很大進步,所以,在我國大多數(shù)機械電子工程產(chǎn)業(yè)上有許多方面都運用了人工智能技術(shù),這也大大地解放了勞動生產(chǎn)力,讓機械生產(chǎn)變得更加自動化、智能化。
2.機械電子工程
機械電子工程是集機械、電子、自動控制、檢測、傳感、信息處理、人工智能等技術(shù)為一體的一門綜合性學科,在這個產(chǎn)業(yè)里所包涵的種類和技能也是非常的廣泛,而且專業(yè)程度也是相對較高的,它不是一門獨立的體系。機械電子工程在設(shè)計過程中一定要遵循以機械工程為主要核心,一切的設(shè)計理念都要圍繞著機械工程展開,在此基礎(chǔ)上還要將計算機信息技術(shù)以及電子工程等多方面的技術(shù)運用到相關(guān)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)當中,這樣才能在一定的程度上把設(shè)計工作做到科學的處理。而且還滿足了在系統(tǒng)的配置以及目標設(shè)計等各個方面的設(shè)計要求。相關(guān)的設(shè)計工作者在設(shè)計期間要合理的將機械工程板塊做到科學的處理,然后進行板塊化綜合起來,這樣不僅可以充分的將每個板塊的優(yōu)點發(fā)揮出來,同時也做到了讓設(shè)計工作能夠順利進行下去[3]。在目前的機械電子市場,所設(shè)計的相關(guān)機械電子產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上相對比較簡單,在使用方面比較單一,所以不需要使用太多的元件來組裝,這樣也更好的將產(chǎn)品的性能有所提高,而且在體積和重量上也做出了很好的優(yōu)化,消費者對于這樣的設(shè)計也就很容易接受。
3.人工智能的發(fā)展史
眾所周知,人工智能概念提出的時間是比較久的,而且發(fā)展過程較為漫長,在這一發(fā)展的過程可以分為以下五個階段。第一個階段就是萌芽階段,其主要體現(xiàn)在第一部計算機的發(fā)明,這個階段主要是為以后發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)[4]。在此基礎(chǔ)之上,人工智能發(fā)展的第二個階段,就是人們開始使用人工智能這個新的名詞,相關(guān)的科學家也給出了確定的定義。但是在這個過程當中人們發(fā)現(xiàn)讓人工智能去模仿人類的思維方式還是存在一些問題,這就是人工智能的第三個階段,挫折階段。然后就是第四個階段,這個階段人工智能取得較好的發(fā)展,在各國科學家共同努力和合作下,人工智能也步入了知識基礎(chǔ)的發(fā)展階段,許多方面的知識也應用到了這個領(lǐng)域上,這讓人工智能在實際的生產(chǎn)當中取得了很大進步。第五個階段就是平穩(wěn)的發(fā)展階段,這個階段里互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)相當?shù)钠占埃瑫r也改變了人們的生活方式。
4.機械電子工程和人工智能的特點
機械電子工程具有綜合性和多層次性的特點。機械電子工程是將電子技術(shù)、機械技術(shù)、計算機技術(shù)以及微電子技術(shù)相結(jié)合的一項極為復雜的學科。具有較強的綜合性。從另一個角度講機械電子工程將多種學科的產(chǎn)品進行較為完整的整合,是將各種系統(tǒng)進行相互的聯(lián)系,對其采用較多控制的方式,來達到生產(chǎn)的系統(tǒng)化目標,具有多層次性。人工智能本質(zhì)上是人類思維方式的模擬。人工智能是一種數(shù)據(jù)處理、知識處理和數(shù)據(jù)符號的系統(tǒng)。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和前行,人工智能已經(jīng)有先進的信息處理、整合的高效作用,所以該技術(shù)能有效地促進現(xiàn)代社會發(fā)展的速度。
5.機械電子工程和人工智能的關(guān)系
5.1人工智能在機械電子工程中的應用
人工智能所涉及的領(lǐng)域較多,在當前的機械電子工程中也已經(jīng)占據(jù)了十分重要的主導地位。人工智能技術(shù)對目前大型設(shè)備機械進行了較好的自動化控制,提高了信息系統(tǒng)的準確過程,降低了不穩(wěn)定性。在對電子工程進行計算的過程中,人工智能信息的處理主要采取的方法為解析數(shù)學法,此方法的實現(xiàn)主要是依賴于神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)和模糊推理系統(tǒng)的支持。在機械工程的實際使用中,人工智能系統(tǒng)可以對人腦的結(jié)構(gòu)進行模擬,可以分析系統(tǒng)輸出以及輸入的信號,這有助于數(shù)字的信息化處理,將參考值的可靠性提高。模糊推理系統(tǒng)一般是將人的推理邏輯進行模擬,通過數(shù)字的排列方式完成實際的函數(shù)程序,對于機械系統(tǒng)所發(fā)出的信號進行較好的分析。目前這種技術(shù)已經(jīng)在實際的生產(chǎn)過程中得到了極為廣泛的應用與發(fā)展。人工智能的神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)可以對收到的信號進行自動分析,同時自動識別和處理,保證電子系統(tǒng)進行儲存和整理,從而使得總體的智能化水平得到了綜合化的發(fā)展。智能化技術(shù)的應用,使具有相似性的部件統(tǒng)一融合,對于機械系統(tǒng)的運行效率有較好的保障,同時簡化了數(shù)字運算的程序,達到了對系統(tǒng)優(yōu)化的目的與成果。兩種通過人工智能建立的系統(tǒng),都可以對生產(chǎn)過程中的效率得到提升,增大機械操作中的網(wǎng)絡意識,建立起更加有效的網(wǎng)絡系統(tǒng)。
5.2人工智能在機械電子工程領(lǐng)域應用時存在的問題
機械電子系統(tǒng)由于在運行時會存在一定的不穩(wěn)定性,所以造成機械電子系統(tǒng)在輸入和輸出之間的轉(zhuǎn)換也就存在一些問題。在這種狀況下通過數(shù)學模型的建立,可以通過人工智能的應用來達到對傳統(tǒng)知識學習更新的目的,在相關(guān)技術(shù)不斷成熟的狀態(tài)下,利用人工智能對機械工程進行更新的做法將會越來越普遍,相關(guān)人員必須加強重視。傳統(tǒng)機械電子工程的應用是非常簡單的,但隨著社會的不斷發(fā)展,機械電子工程所涉及問題的難度以及復雜程度越來越高,系統(tǒng)在對問題處理的過程中會通過對多種系統(tǒng)的配置來達到對信息類型進行區(qū)分的目的,就目前人工智能在機械電子的應用狀況來看,還存在不確定因素,人工智能在機械電子工程中的應用主要是建立在網(wǎng)絡系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,這決定了人工智能無法通過一般的應用方法在機械電子工程中實現(xiàn)應用。而應當將網(wǎng)絡系統(tǒng)進行人工化指令轉(zhuǎn)變,才能實現(xiàn)智能控制。所以,不同的人工智能在機械電子工程中的應用還是存在一定差異性的,這種差異性正是人工智能的重要特點之一。如果相關(guān)技術(shù)不能夠?qū)W(wǎng)絡系統(tǒng)進行有效的描述,或者不能在系統(tǒng)資料庫建設(shè)過程中對數(shù)學進行嚴密的分析,那么在分析過程中所產(chǎn)生的錯誤將會直接對網(wǎng)絡系統(tǒng)的建立產(chǎn)生影響??偠灾?,加強人工智能信息服務建設(shè)的推進是確保機械電子工程能夠順利進行的重要前提[6]。
6.結(jié)束語
隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展,各個學科之間也逐步的形成了相互融合的趨勢,這就為機械電子工程和人工智能的相互融合提供了一個大的環(huán)境,也為這些技術(shù)的發(fā)展提供了更好的發(fā)展空間。人工智能和機械電子工程的發(fā)展都會更好的服務人們的生活。
參考文獻
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