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機械電子工程快速發展，但是到目前為止，世界各國對于機械電子工程都沒有明確的定義和統一的認識，出現這種問題的原因，一方面是機械電子工程發展速度太快，所涉獵的領域越來越多，另一方面是因為設立明確的定義必定會對其發展產生一定的限制作用，不利于機械電子工程繼續快速發展。電子工程在發展的過程中產生了一些難以解決的問題，電子產品的發展方向是具有更高集成和大容量，同時體積也越來越小，這就需要技術的不斷升級來實現發展目標。電子工程設計方案需要獲得科學的檢驗，要對其進行仿真分析。電子元件所處的工作環境是設計人員應該考慮的問題，要對設計方案進行有效優化，最后要對電路特性進行分析。另外電子工程在運行中要避免靜電的危害。為了實現電子工程取得進步獲得發展，需要在電子工程設計中采用EDA技術。
3電子工程設計要點
3.1仿真分析
機械電子工程設計方案需要通過科學的系統仿真或是結構模擬來說對其可行性、科學性進行驗證和分析。通過仿真分析來確保設計方案在后續實踐中能夠順利應用。在仿真分析過程中，使用EDA技術可以為仿真分析提供良好的支持。EDA技術能夠通過各個環節當中的傳遞函數來進行數學建模并對其進行仿真分析，這樣構建和仿真系統能夠準確驗證設計方案的實踐性，并能夠對電子系統工最后程設計方案進行推廣和使用。這種仿真分析對于提高我國電子工程設計的整體水平和產品質量有積極的指導意義。
3.2優化設計
對設計方案進行優化的目的是盡可能確保電子元件在應用過程中具備穩定性與可靠性，保證其擁有最佳的容差和工作環境。在實際工作條件下，使用傳統的電子工程設計方法，難以對實際容差及電子工程元件工作環境進行全面的檢查和分析。不能對電子元件環境進行全面勘測，就容易導致設計方案在此方面出現漏洞，這樣一來電子元件的容差及其工作環境溫度就很難得到有效的保障。利用EDA技術則能對設計方案進行良好的優化，因為EDA技術可以對電子方案環境進分析計算，獲得電子元件在實際工作中所處的環境溫度等相關數值。在分析獲得的數值基礎上，來對電子工程設計方案進行優化，保證方案在實施后，可以穩定工作，具有可靠安全保障。
3.3預防機械結構中的靜電
機械結構是根據設計方案來工作并應用于事物成為滿足功能需求的結構。在科技快速發展的大環境下，集成電路設計愈來愈復雜，這對靜電的防治也提出了更高的要求。靜電對電子元件的破壞巨大，靜電電場能夠對周邊電荷有吸引力會破壞絕緣體，使電子元件敏感度降低，甚至是引發集成電路燒毀，使電子產品直接報廢。這要求工作人員做好靜電防護，對防靜電工作區域進行劃分，保持操作空間的清潔，降低靜電發生的概率。在電子工程故障檢測方面，要將傳統的電子工程故障檢測和智能故障檢測方法結合，相互驗證，在電子技術投入方面加強，提升電子工程檢測技術的能力，增強電子元件、電路對環境的適應能力。
3.4電路特性的有效分析
對電特性進行有效分析是EDA技術中的重要內容，在電子工程設計的過程中，理論分析都是在數據分析和特性分析的基礎之上進行。因此，數據分析和特性分析方面的數據必須準確及時，使用傳統的電子工程設計方法會受到多方面的限制，難以保證數值的準確性，電力測試的實際精度會受到較大的影響，不利于后期穩定性的建立。EDA技術就能夠對整個系統進行全面的測試，并保證測試的精確性與科學性，避免設計方案出現結構性的差異確保設計方案的整體性以及合理性。
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關鍵詞：cims；cad；pdm；erp
1993年正式投產的中強電動工具有限公司在我國電動工具制造行業競爭近乎白灼化的今天不僅站穩了腳跟，而且實現了產量和銷售平均每年遞增35%以上的快速增長，人均產值及利潤連續多年在全國同行業中處于領先水平，目前已成為中國首屈一指的各類中高檔電動工具專業制造商，擁有員工20xx人，年產值10億元。中強公司的優勢在于秉承“以人為本，科技創新”的立業理念，采用最有效的管理模式，集約社會資源，擁有產品市場和技術開發兩大核心競爭力，而核心競爭力的背后則是擁有完善和強大的it體系。
1 cims工程概況
中強公司的cims工程主要由計算機網絡 / 數據庫分系統、工程設計（cad）分系統、產品數據管理（pdm）分系統、企業資源計劃（erp）分系統等四部分組成，包括：
工程設計（cad）分系統：二維cad繪圖設計已完全普及，引進三維設計軟件并逐步應用在新產品造型設計、總體設計、結構設計、零部件設計及總體裝配等工作中，大大加快了設計開發進程，并提高了設計質量，優化了產品設計，縮短了產品開發周期。
產品數據管理（pdm）分系統：采用上海思普信息技術有限公司開發并由寧波聯科電腦技術有限公司實施的產品數據管理（sipm / pdm）系統和圖檔管理系統 edm，有效地解決了設計流程、技術資料的規范化，技術信息傳遞、流轉、反饋快速流暢，并保證了數據的完整性、安全性和保密性，目前已運行在公司產品設計部門，實現了產品設計、工作流程的無紙化管理。
企業資源計劃（erp）分系統：采用寧波萬通軟件公司erp系統，并分批實施了制造數據管理、銷售管理、技術工藝管理、生產計劃、車間作業、物料需求計劃、采購管理、庫存管理、質量管理、人力資源管理、設備管理、計件工資成本管理、pdm接口等一系列子系統，此外還開發實施了基于internet的訂貨管理子系統，作為銷售管理子系統的上游子系統，為其提供數據。
系統集成：在基本完成各分系統應用后，對整個項目的系統集成進行了安裝和調試，目前，整個系統已經可以集成運行，實現了cad、pdm和erp的信息集成。
通過cims工程的實施，中強公司在管理上已逐步形成一套快速響應市場變化、滿足客戶需求的企業內部運行機制，實現了產品銷售、技術開發、生產計劃、物料管理、財務管理等各個部門業務管理計算機化。
2 軟件產品的選擇
在中強公司cims工程中，主要應用軟件均采用了國產軟件，如intelcad和pdm軟件是上海思普信息技術有限公司的自主軟件產品，erp系統選用的是萬通軟件有限公司自主研究開發的erp系統軟件，國產軟件費用占軟件總費用的70%以上。選用國產軟件主要是基于以下考慮：
2.1 考慮中國國情。國外有許多好的管理軟件，但是拿到中國后多數都不太適用，有些企業就是勉強用了也用不好。究其原因，主要是中國的企業管理水平和現狀很難與國外軟件的標準管理模式融合。企業花了很大的代價，花了很長的時間，實施的結果是棄之不舍，留之難用。中強公司選用的這些應用軟件有較多的國情化處理，比較符合中國企業的實際情況，技術上較成熟，在國內有廣泛的用戶，且軟件公司具有雄厚的技術實力和豐富的實施經驗，技術支持力度強。
2.2 考慮投入產出。企業做任何事情都要考慮投入產出，要考慮風險，國外軟件動則幾十萬上百萬美元，對國內企業來講是一個不小的負擔，同時也增加了軟件實施的風險，還有軟件今后的升級費用等問題，都需要企業認真考慮。目前，國產軟件（如兩維cad、pdm、erp等）的水平有了很大的提高，已能夠滿足國內企業實際工作的需要。
2.3 考慮售后服務。軟件特別是象erp、pdm這樣大型軟件的實施都會有一個較長的周期，企業應用咨詢、軟件原理培訓、軟件應用培訓、軟件客戶化修改都是必不可少的，國外軟件高昂的技術支持費用是國內企業難以承受的，更難長時間承受。同時國外軟件的封閉性使國內企業的軟件人員很難進行修改和變動。而國產軟件則不同，盡管國產軟件也要收取技術支持費用，但其收費標準國內企業可以承受，而且國產軟件其源代碼相對開放，較大的客戶化變動委托給軟件公司，一般性的修改完全可以由企業自己來解決。
當然，國產應用軟件也不是十全十美，今后應該在專用界面、決策支持、特別是pdm軟件在工程項目中的管理與控制、安全性管理、工作流的 并發機制處理、多bom視圖形成等方面還須不斷改進和提高。
3 cims工程的綜合效益
中強公司應用國產軟件實施cims工程，不僅提高了企業管理水平，同時也獲得了良好的經濟效益。直接經濟效益如表一所示。
表一：直接經濟效益
響應市場的速度
提高了30%，對快速占領市場發揮了重要作用。
新產品開發
開發速度加快25%以上，為新產品及早占領市場搶得先機。
生產率
提高生產率17%。
資金周轉率
提高資金周轉率0.2次，公司每年可節省開支90萬元。
間接經濟效益則表現在：
l 規范了企業的基礎管理和運作方式，使公司建立起科學的管理體系和快速反應的企業經營機制，推動了企業管理流程的規范化、制度化，使各部門職責更加明確、科學合理。
l 大大提高了工作效率，增加了管理工作的深度，提高了管理工作水平。
l 提高企業的聲譽，增強了市場的競爭能力和應變能力。
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1機械電子工程專業的辦學現狀
從人才培養層次上劃分，機械電子工程專業人才培養在本科層次上分為二種情況，一種是學校獨立設置了機械電子工程專業，由于機械電子工程本科專業屬于普通高等學校本科專業目錄外專業，申請較難.目前在全國本科高等院校中設置機械電子工程本科專業的只有三十多所，如北京石油化工學院、同濟大學、上海大學、北京理工大學、武漢科技大學、華南理工大學、重慶大學、哈爾濱理工大學、江蘇大學等高校.另一種是學校在機械設計制造及其自動化和機械工程及其自動化兩個專業下開設的機械電子或機電一體化專業方向，這種學校數量眾多[M.
2舊版培養方案存在的主要問題
在通過與我校機械電子工程專業相關基礎課、專業課教師、各年級學生(含畢業生)和用人單位座談交流后發現了如下一些問題：
2.1畢業生和用人單位反饋，專業學習內容齊全，寬口徑實現較好，但寬而不精，掌握的深度和力度不夠；應用型人才培養目標體現不深入，在某種程度上理論性教學占據更主導的位置.
2.2與各年級同學座談時，學生普遍反映課程科目較多，同類同性質科目存在，有重復之嫌疑，跟專業聯系不是特別緊密的課程較多，應當做適當精簡.
2.3在與任課教師交流的過程中我們發現，04版培養方案的某些課程的設置純粹照顧了教學，與教師的科研關系不夠緊密，兼顧不到科研.因此，從某種意義上來說，教師的教學激情得不到最徹底、最完全的釋放和發揮；學生的鉆研能力也得不到應有的提高.
通過暴露出的問題我們發現如何能夠做到在寬口徑的同時能夠有所精，確實是一個難題.綜合其他院校同類專業的調研情況，我們認為，應該盡快明確一條貫穿專業學習的主線，主干課程的設置應該服從和服務于該主線，同時，該主線與任課教師的科研工作還能夠緊密相連，不出現脫節和不相關現象.這樣可以保證在提高了教師科研能力的同時也鍛煉了學生參與研究的能力.
3新版機械電子工程專業培養方案修改的幾個思路
3.1面向市場，培養合格人才.為了培養具有多學科知識的綜合應用能力和較強的工程創新能力，能在機電工程領域從事機電一體化系統和產品的設計制造、科技開發、應用研究和工程管理的高級工程技術人才，機械電子工程培養方案必須進行改革，使學生掌握以下知識和能力：（1)掌握較扎實的自然科學基礎知識，具有較好的人文社會科學基礎和外語綜合能力；（2)系統掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎，具有某個專業方向所必需的專業知識；（3)具有機電一體化系統和產品的設計與制造、檢測與診斷、控制與仿真的基本能力；(4)具有新型機、電、液、氣等一體化產品和技術的研究與開發能力；（5)掌握計算機輔助設計、制造和測試的基本理論和技能；（6)具有機電產品的技術經濟分析與生產組織管理的基本能力；（7)具有較強的自學能力、創新意識和較高的綜合素質[56.
3.2厚基礎，重實驗，強能力.工程實際要求我們的學生既要有扎實的基本功，又要有較強的適應性和動手能力.加強基礎課的教學，為學生打下良好的數理基礎、工程基礎十分必要和迫切.機械電子工程這個學科是一個工程應用型學科，要求學生具有扎實的基礎理論知識，更重要的是通過實驗真正掌握所學知識，形成較強的工程實踐能力.因此，重視實驗和實踐教學是本次修改培養方案的一個主要出發點和前提，加強設計型實驗的比重，使學生利用所學知識解決實際問題的能力得到加強.我們的課程設置為兩大模塊：通識教育和專業教育.
通識教育分為：數學與自然科學（1學分，516學時)，外國語言文化（3學分，256學時)，藝術與人文學科(2學分，36學時)，哲學與社會科學（5學分，232學時)，科學技術與社會(2學分，32學時)，基本技能訓練(學分，72學時）.在總學分和總學時都有較大幅度壓縮的情況下，數學與自然科學基礎課模塊得到加強.
專業教育分為：相關學科基礎（2學分，240學時)，機械工程基礎(25學分，460學時)，計算機與控制基礎（7學分，312學時)，專業課(9學分，160學時)，集中實踐環節（4學分，58周）.
專業教育部分總學分由04版的81學分調整為88學分(不包括畢業設計環節）.其中理論課學分由04版的54學分調整為62學分，増加8學分；集中實踐學分由04版的27學分調整為26學分，減少1學分.專業教育部分總學時由04版的1072學時調整為882學時.其中必修課學時由04版的700學時調整為680學時，減少20學時；選修課學時由04版的372學時調整為202學時，減少170學時；集中實踐環節由04版的27周調整為26周，減少1周.
3.3進一步強化實踐教學環節.機械電子工程專業作為一門實踐性很強的學科，實踐課程在人才培養中擔任著十分重要的角色.實踐教學環節的技能訓練應由淺入深，理論課與實踐課交互安排貫穿整個教學過程，分層次進行，形成立體式的實踐教學體系.在集中實踐環節安排上主要考慮了以下因素：
1)基礎專業知識的認識.對于初學者而言，認識自己所學專業十分必要，它影響到學生學習的積極性和興趣.在第2—4學期安排了工程訓練A、計算機繪圖實習、工程訓練B、認識實習、電工電子實習，讓學生能對機械電子工程專業有一個初步認識，并掌握本專業必備的實踐技能.
2)資料查閱和提煉能力的培養.為了讓學生能順利完成大學期間各種專業論文寫作，在以后的工作中能以文字等形式表達自己的觀點，在第5學期安排科學研究訓練，重點教會學生如何進行實地調研、收集、整理和分析相關資料，并掌握科學研究方法和論文寫作方法.
3)機械電子工程專業專門知識的掌握.企業在培養學生綜合素質中具有獨特的不可替代的作用，在第6學期安排學生到企業進行專業實習，能讓學生在實習企業的工作崗位上體會理論與實際結合的作用，并在實踐中鍛煉、提高學生的綜合素質和適應能力以及分析問題、解決問題的能力.
4)機械電子工程知識的綜合運用.當學生對專業理論知識和技能的掌握達到一定的程度，在第7學期安排基于工程棚專、麟合訓練—數控技術專業綜合訓練和機器人技術專業綜合訓練.通過專業綜合訓練，使學生全面、深入、綜合地將所學各科理論和技能融會貫通，熟練掌握，靈活運用.
基于以上認識，機械電子工程專業的集中實踐環節主要有：工程訓練A、計算機繪圖實習、工程訓練B、認識實習、電工電子實習、科學研究訓練、創新設計、專業實習、專業綜合訓練、畢業論文等環節.
機械電子工程專業集中實踐環節主要采取如下方式進行：
1)建立校內專業實驗室和實習基地進行實訓.在校內實習的機械電子工程專業課程，要求學生全面、深入學習專業知識和掌握專業技能，培養運用知識能力和創新能力.為了讓學生真正掌握好專業技能，我們重點在校內專業實驗室、工程實踐部、計算機實驗中心開展實踐，為學生實訓提供的實習環境，并指定教師進行實踐課程的計劃制定、實踐動員、過程指導、總結、成績評定等工作.
2)建立校外實習基地進行認識實習和專業實習.校內實訓，雖然能在一定程度上提高學生的業務感性認識，有著一定的優勢，但仍不能取代校外實習基地.學生只有到企業實習，才能身臨其境，才能真正接觸相關企業的實際生產過程.因此，我們將逐步建立機械電子工程的校外實習基地，讓學生進入企業實習.
3)進行定期講座、輔導等方式完成研究性實習.如科學研究訓練，主要采取講座、調研、撰寫文獻綜述等形式進行，主要采取導師指導的形式.
綜上所述，實踐性教學在機械電子工程專業的各環節、各方面應是相互聯系、相互銜接、相互補充、有機結合的，只有這樣才能起到培養學生的實踐能力、提高學生綜合素質的作用，才能實現應用型人才的培養、實踐育人的目標，滿足社會對機械電子工程人才的需要[783.
4新版機械電子工程專業培養方案解決的主要問題
培養方案修訂總體思路是完善教學內容與體系，體現出機械電子工程專業在機械與電子跨學科之間的結合的特色，加強在機械制造、控制工程基礎和工業控制技術的研究、學習.
課程體系設置時加大了基礎課程和工程技術基礎課程以及專業方向主修課程量.以機械制造基礎和控制工程的內容設置為主線，通過設置專門的理論基礎知識和寬廣的專業技術知識(如機械制造基礎、控制工程基礎、PLC等)，使學生既具備堅實的基礎知識，又具有寬廣的專業知識面及專業知識的應用能力，同時通過工程制圖、機械設計基礎、計算機基礎、程序設計和外語等課程，培養學生掌握本專業必需的制圖、計算機和外語等基本技能.
新版機械電子工程培養方案解決的主要問題：
4.1專業方向進一步明確，并與教師科研方向結合
為了加強學生實際應用能力的培養，加強了機械電子工程專業的公共基礎課控制工程基礎與其他課程的聯系，明確機械電子工程專業方向為機電一體化專業，并將其具有代表性的數控技術和機器人技術在培養方案得到落實和強化；同時，機械電子工程專業的部分教師的研究方向為機器人技術方向和數控技術方向，將相關課教師科研工作與專業方向主線緊密相連，不出現脫節和不相關現象.結合教師相關科學研究方向的成果開設實踐課程，這樣可以保證在提高了教師科研能力同時也在專業相關實踐教學活動中鍛煉了學生解決工程問題能力，為學生的就業和進一步學習深造奠定良好的基礎.
4.2突出體現專業方向的基礎課和方向課核心地位
專業基礎課中核心課程為：控制工程基礎A、微機原理及接口技術、機電系統設計；專業方向課中的核心課程為：數控技術、機器人技術A.
4.3必要課程整合
根據機械電子工程專業方向的設置，將相關課程進行整合，主要包括04版培養方案中的機電傳動與控制(2/40)和機電系統設計(2/50)整合為機電系統設計(3/56)等.
4.4強化學生的計算機應用能力
為増強本專業學生的計算機應用能力的訓練，在學校計算機基礎課的基礎上開設了計算機輔助設計與制造、機電系統仿真技術、專業綜合訓練等教學課程，提高學生利用計算機解決機電工程中的運動學仿真、動力學仿真、機電系統控制等問題的能力.
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我校機械電子工程專業目前雖然已經制定了較合理的專業培養目標和培養方案，培養了結構合理的師資隊伍，形成了較好的理論和實踐教學模式，但是與CDIO工程教育標準的要求相比，在培養方案、教學體系、教師隊伍建設及教學效果評價機制等方面，仍然存在一定的差距。現有機電專業課程體系存在專業特色不明顯、不同課程之間存在重復或相互沖突的地方等缺點，因此要依據CDIO工程教育理念，借助校企合作平臺，全面地進行機電專業人才培養模式的探討，建立符合CDIO工程教育標準的機械電子工程專業實踐教學體系。
1.我校機械電子工程專業課程體系情況
目前的專業培養方案里包括的核心課程為：機械制圖、理論力學、材料力學、模擬電子技術、數字電子技術、C語言程序設計、單片機原理及應用、自動控制原理、機電傳動控制、傳感技術、機械原理、機械設計、機械工程測試技術、機電一體化系統設計、互換性、工程材料等;主要實踐環節為：社會實踐調查、金工實習、電子電路實訓、工程制圖實踐、創新實踐、生產實習、畢業實習、畢業設計(論文)、PLC與組態技術綜合實驗、測試技術與傳感器綜合實驗、單片機綜合實驗、自動化生產線認知實踐、機械設計基礎課程設計和機電專業綜合課程設計等。
2.CDIO模式下的機電專業教學體系
根據CDIO工程教育標準的要求和我校辦學特色，為適應煤炭行業和地方經濟對機電專業高級技術人才的需求，結合重實踐、重創新的培養目標設計新的課程體系。廣泛吸取企業專家建議，深入探討和修訂機電專業課程體系，強化實踐環節，構建國際化的課程體系和教學模式，從而保證面向工程的課程體系能夠培養學生的實踐能力與創新思維。依據CDIO工程教育理念，選擇典型的工程實踐項目，采取“做中學”的方式，通過在項目中反復訓練鍛煉學生自主學習的能力，這樣不僅可以促進學生對基礎知識的掌握，還可以提高學生解決工程實踐問題的能力，從而使學生綜合素質和能力能達到CDIO標準的要求，增強人才培養對企業的適應性[4]。近年來，主要通過以下措施進行教學體系的改革：
(1)基于CDIO的工程教育理念，構建了“一個核心、兩個方向、四個階段”的工程教學體系。
“一個核心”是以礦業領域的機電一體化系統設計、研發為主，覆蓋了多學科交叉領域，主要涉及機械設計、機械傳動、機械制造、機電傳動控制、PLC、單片機、控制工程、機電一體化系統設計等多種技術;“兩個方向”是指機械設計與制造、電氣控制系統，選修課中增添“煤礦機電設備”、“工業控制網絡與現場總線技術”等課程;“四個階段”是指根據CDIO理念的構思、設計、實現、運行四階段指導，學生要經歷認知實習、基礎課程實驗、專業課程設計與綜合實驗及畢業設計、創新大賽等綜合實訓，才能更好地掌握本專業的工程應用技術。從第三學期開始，每學期均安排工程實踐環節，按照核心知識點和要求來設定每個工程實踐項目，在課程設計與畢業設計過程中企業參與。
(2)依托產學研合作背景，通過專業綜合實訓和企業頂崗實習等環節提高學生工程實踐能力。
我校機械工程學院已經建立了電子創新設計實驗室、慧魚模型創新設計實驗室、機電控制技術實驗室、虛擬儀器綜合實驗室、動態測試技術實驗室等實踐創新平臺，與淮南礦業集團、皖北煤電集團、淮南萬泰電子股份有限公司、淮南潤成科技股份有限公司、平安開誠智能安全裝備有限責任公司、凱盛重工有限公司、淮南階梯電子科技有限公司等開展了長期的產學研合作，從而可以保證給學生提供校內、外實踐實習基地。通過單片機和PLC綜合實驗、課程設計、畢業設計、實訓檢驗學生電工電路、單片機、PLC綜合開發的能力，往往借助典型機電案例(如斜井跑車防護裝置、皮帶機集控系統、立井提升系統過卷過放保護系統等)，讓學生經歷“構思—設計—實現—運行”四階段的完整實訓。與此同時，讓學生積極深入到到校企合作的實習基地中，在相關機電系統中頂崗鍛煉，進一步提高學生的理論聯系實踐的能力，縮短學生個人能力與企業要求的差距。
(3)通過創新團隊建設、學科競賽和大學生科研項目培養學生工程實踐創新能力。
為進一步拓展學生科技創新能力，借助學院設置的創新團隊、學科競賽活動、大學生科研項目的平臺，在日常的教學管理中，融入緊密聯系工程實際的大學生課外科技創新能力培養模式，鼓勵學生積極參加“全國大學生機械創新大賽”、“全國大學生機器人大賽”、“全國大學生電子設計競賽”、“全國大學生節能減排大賽”等各種賽事，鼓勵學生撰寫學術論文和申請專利。
3.結語
篇5
所謂創新人才培養模式,是指在新的教育思想和新的教育理論指導下,以培養具有創新能力的全面發展復合型人才為基本取向的教育教學內容和方法體系的總稱。按照人才培養模式的內涵,創新人才培養模式在培養目標、專業設置、課程體系、教學方法等方面有其特有的要求。
1.1培養目標要求
培養基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高的高級專門人才,重點突出培養學生的創新意識、創新精神和創新能力。
1.2專業設置要求
按照“厚基礎、寬專業”的要求,厚實公共基礎、專業基礎、人文社會科學基礎,設置大學科、寬口徑的專業,從根本上改變傳統的專業面過窄的局面。
1.3課程體系要求
按照“拓寬基礎、淡化專業、增強實踐”的要求,辯證地處理好基礎課、專業課、實踐教學的關系,重視學生實踐能力和研究能力的提高。與此同時,要增開跨學科、跨專業的課程,拓寬學生知識面,開闊學生視野,培養學生的創新思維,提高創新能力。
1.4教學方法要求
著力體現教學方法的創新,確立學生在教學活動中的主體地位,充分調動學生的學習積極性和創造性,發展學生的個性。
2.機械電子工程創新教育的現狀分析
首先,從學生的角度看,參加創新活動常常出現這樣的現象,剛開始參與時一哄而上,人數眾多,且熱情高漲,但往往善始者繁,克終者寡,五分鐘熱血的情況屢見不鮮。也有很多機電類學生從事課外科技活動粗枝大葉的多,小打小鬧的多,起點較低。大多數學生參加課外科技活動僅是靠短時間的突擊來完成,追求短、平、快,缺少明確的學習目的和端正態度,達不到知識的積累和實踐 經驗總結的目的。這顯示了我國創新教育的差距。創新理念遠未能得到有效的貫徹,學生缺乏學習的目標和動力,說明高校在創新理念的貫徹與培養上還是欠缺力度,做得還是不夠。
其次,從參與創新活動的學生所具備的基礎知識與實踐能力上看,當前機械電子工程專業的學生的專業素養有下降的趨勢,主要體現在以下方面:一是設計與繪圖能力不足。學生基礎理論學習盲目,導致基本功底不扎實,同時對傳統機械方面的知識有排斥心理,一味地崇尚電子、控制、軟件等所謂的流行專業;二是新技術、新手段、新方法應用不夠。學生往往只知道那些教科書或老師講授過經典的設計方法與案例,相關領域新的思想與理念很淡薄;三是學生動手能力較弱,實驗能力較差。
還有,教師和學生是創新教育的兩個主體,而教育體制是創新教育的基礎。近些年老師壓力陡增,大都面臨著科研、教學雙重任務,面對教學評估、項目經費任務等已經焦頭爛額,而指導學生的工作量評價較低,這導致指導學生在一定程度上成為了老師的負擔;對學生而言,舊有的教學模式,重書本重理論,輕實踐輕動手,導致學生在專業學習上浮躁,基本功和實踐能力差;面臨越來越大的競爭和就業的壓力,也顯得無所適從。一個良好的體制環境是創新教育朝著健康方向發展的土壤。
3.機械電子工程人才培養模式的改革與創新
近年來,通過廣泛調研就業崗位群工作范圍和技術領域,分析人才知識、能力和素質結構,以社會人才市場現實與未來發展對人才的有效需求為導向、以職業崗位(群)能力需求為依據,從而確定畢業生綜合技術應用能力結構和應有的知識、能力、素質結構,形成了“四層兩段一貫穿”的課程結構體系,構建了“相互平行、融合交叉的理論和實踐教學體系”,創建了“核心技術一體化”的教學模式。
(1)“四層兩段一貫穿”的課程結構機械電子學科是基于機械、電子、計算機技術發展起來的新學科,所以加強理論體系和教學體系的研究具有重大的現實意義。課程結構體系分為基礎教學、專業教學、專長教學、畢業設計與專業實習四個層面;基礎學習和主體學習兩個階段。在整個三年教學時問內,專業技能實踐培訓模塊貫穿始終。以機電一體化專業為例,“四層兩段一貫穿”的課程結構的基礎學習階段為第一、二兩個學期,學生除進行公共課學習之外,主要學習專業基礎理論課程。專長學習是專業能力培養的深化,學生將學習到該專業中最新、最具特色的專業知識和技能。專業學習和專長學習中,學生將利用相關的實訓設備進行專門化技能實訓模塊的培訓,這些模塊包含了機電一體化領域內的最新應用技術,大量采用“實例”和“真實環境”方式培訓。學生動手、動腦相結合,專業能力培養和素質培養相結合,獨立思考、獨立探索能力培養同集體協作、共同交流能力培養相結合。
(2)相互平行、融合交叉的理論和實踐教學體系開展課外制作活動是培養大學生創新精神和實踐能力的最佳實踐活動之一,特別是對機電專業學生來說,是開展專業知識綜合應用能力訓練的最佳平臺。"。將課程進行有機整合,形成了上下貫通的理論和實踐教學體系,兩個教學體系相互平行,融合交叉,把技術的綜合應用能力、實踐能力和創新能力培養作為交叉點和教學重點。相互平行,是指兩套體系的教學計劃相互平行,課程流程相互平行;相互融合,是指課程知識內容與技術、技能培養相互融合,理論和實踐教學場所相互融合;相互交叉,是指兩套體系的功能相互交叉,知識、技術和技能培養的落腳點相互交叉。
(3)“核心技術一體化”教學模式“是以技術應用能力培養為中心,以核心技術綜合應用能力培養為重點,將理論與實驗、實訓相結合,以課堂與實驗(實訓)室、實習車間、工廠車間四點為交叉網絡的一體化教學模式。在本專業的課程體系中,嘗試構建“可編程控制技術”、“驅動技術”、“傳感技術”等核心技術。為了突出對學生在這些反映工業自動化技術最具代表性和先進性的技術綜合應用能力培養,我們構建了針對這些核心技術的一體化教學模式。理論教學與學生上機編程、調試相結合,動腦與動手相結合,使學生能夠較完整地掌握PLC的基本原理、程序編制、程序操作和故障診斷技術。該課程設置使學生既掌握了PLC基本知識和程序操作,同時在相關專業課中又涉及到PLC在不同場合的應用,而在相關實訓模塊課中學生將PLC技術綜合應用到各種不同的生產環境中去。在每個實訓室都有一種主要技術單元,同時,還有其它技術單元出現,賓主相擁,多次重復,但角度不同,強調的應用領域和水平不同。
4.結語
機電一體化技術是國民經濟發展所急需的優勢學科方向。要緊緊抓住人才需求變化的大趨勢,準確定位,嚴謹制定人才培養計劃,使教學緊跟機電一體化技術發展變化的趨勢,為培養出符合機電一體化技術崗位實際需要的、高素質、強能力的合格人才而不懈努力。
【參考文獻】
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篇6
機械電子工程是科技高速發展以及學科相互鏈接的產物，它打破了傳統的學科分類，集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科于一體，又不斷通過學科交叉、技術融合和創新，使其本身得到持續地發展，是多技術融合與集成而面向應用的綜合性學科。機械電子工程的本質是機械自動化和智能化，是諸多高新技術產業和高新技術裝備產業的基礎，在國民經濟各領域各行業應用廣泛。因此，機械電子工程的學科特點是該學科隨科技的發展而發展，并且學科知識面廣，交叉性強。
應用技術型高校是區別于研究型大學和高職院校的一種辦學類型，是一種以滿足經濟社會發展需求，以培養應用技術類人才為辦學定位的，具有其獨特的辦學理念、辦學模式以及辦學規律的本科大學，其培養的學生動手能力應該強于研究型大學，理論基礎和專業能力又強于高職院校。所以，應用技術型高校機械電子工程專業人才培養必須將機械電子工程的學科特點、應用技術型本科院校的辦學定位和服務地方經濟發展需求三者有機結合，培養能滿足當地社會經濟發展人才需求的，具有良好理論基礎和較強工程實踐能力（尤其是應用創新能力），兼具良好職業道德和學習發展能力的本科層次應用技術型人才。本文以廣東技術師范學院機械電子工程專業建設為例，就該專業人才模式的培養進行探討。
一、突出專業特色，服務地方經濟
目前，廣東不少高校開設機械電子工程專業，其教學計劃的制訂大多依據傳統的機電工程教學，制訂的人才培養方案大同小異，課程設置過于追求大而全，一些課程相對陳舊，沒能很好的跟上科學技術的更新發展和結合地方最新產業布局及未來發展趨勢。
近年，光電信息產業（涵蓋太陽能電池、半導體LED照明、激光3D打印、手機、數碼照相機、激光掃描儀、激光打印機，各類光盤驅動器、液晶顯示器，高清晰度電視等等）迅猛發展，并成為廣東省的新興支柱產業。純光學專業和傳統的機電工程專業都不能很好的滿足該新興產業的人才需求，企業需要的是同時熟悉機械結構設計、光學系統設計、激光技術應用、傳感技術、光電信息處理、自動控制、計算機硬件接口和軟件設計等方面綜合知識的應用技術型人才。我們基于原有專業，進行教學計劃優化設置，通過加強光電技術方面理論知識和實踐技能的培養，在原有專業基礎上建設“光機電一體化技術與應用”培養方向，以凸顯專業特色和提高學生競爭力。
其次，現代裝備制造業是廣東的傳統支柱產業，工業機器人技術則是裝備制造產業技術發展的最新方向和最終目標。隨著人口紅利的持續消退，在國家政策支持下，我國工業機器人產業已進入了高速發展期，截至2014年11月，中國已經成為全球第一大工業機器人市場。與此同時，我國工業機器人應用技術人才的培養呈現高低充分發展中間斷層的不合理局面：大專層次和研究生層次工業機器人專業人才的培養已初具規模，本科層次應用技術型人才的培養則還很少見。廣東省必將實現由傳統裝備制造業（數控技術）向智能裝備制造業（工業機器人技術）的轉型升級和跨越式發展，在機械電子工程專業下開設“工業機器人技術與應用”培養方向，有利于在激烈的人才競爭中迅速占領人才培養的制高點。
二、加強教學團隊建設，全面提升師資隊伍水平
（一）加強師資隊伍建設
建立一支熱愛教育工作、教學和學術水平高、結構合理的專職教師隊伍，是進行特色專業建設的關鍵。結合專業特色與學科建設需要，需進一步優化和充實師資隊伍，加大引進高層次中青年人才的工作力度。同時對現有師資不斷培養，通過到國內外進修、聯合培養、定向培養來進一步加強教師隊伍建設力度。積極聘請校外相關單位與高新技術企業的專家來校兼職授課。實施青年教師導師制和教學督導制，加強對青年教師師德師風建設和教師教育技能培訓，定期開展教學觀摩、教學評比、教學經驗交流等活動，促進青年教師整體教育教學水平的提高。鼓勵青年教師以項目合作、技術開發和科技特派員等多種形式到相關科研院所和高新技術企業鍛煉，以提高他們的科研水平和實踐創新能力。
（二）構建“雙師結構”的教學隊伍
以雙師結構教學團隊建設為教學改革的重要抓手，是實現應用技術型高校人才培養目標的重要保證。所謂“雙師結構”是指以課程建設為載體，由校內專任教師和合作企業兼職導師共同組成結構合理、相互協作、能力互補的教學隊伍，團隊成員中既有學術理論水平高、教學能力突出的專任教師實施理論教學，又有實踐經驗豐富、具備很強的實踐操作和開發能力的專任教師和企業兼職導師提供強有力的實驗技能實訓，形成良好的學緣、年齡、知識結構和以中青年為主體的師資隊伍，為實現應用技術型人才培養目標提供師資保障。
三、人才培養模式改革
（一）優化人才培養計劃
隨著我國由制造大國向制造強國的演變，對機電專業的工程人才的需求和用人機制等發生了一系列新的變化。以現代教育思想和教學理念為指導，圍繞學校辦學定位和人才培養目標，以強化專業理論基礎、增強實踐創新能力、拓寬專業知識面為出發點，進一步完善人才培養計劃。在保障基礎和專業基礎課的前提下，增大選修課比例，壓縮選修課的課時數，增設具有先進性、綜合應用性強的課程。實現 “光機電一體化技術與應用”和“工業機器人技術與應用”兩個培養方向之間大部分選修課可以互通，以提高學生學習的自主性，滿足學生個性發展需求，突出大學生綜合素質和工程能力的培養。
（二）構建學生創新能力體系
為致力于大學生創新精神和創新能力培養，提高學生發現問題，分析問題，解決問題的能力，對課堂教學、實驗教學進行改革，制訂系統的大學生課外科技創新能力培養方案。積極引導大學生參與學校的開放性實驗、科研能力較強教師的縱橫向科研項目研究（以定期舉辦助研崗位招聘的形式選拔）和機電學院大學生科技創新中心的智能車開發、機器人設計和開發等各類科技創新競賽活動等第二課堂活動，以及對優秀生、特長生實行導師制等，強化實踐動手能力和創新能力培養。整合優勢資源，積極申報廣東省和廣州市的科普基地，為學生創新實踐能力的提高開創新的實體平臺。通過舉辦各種學術講座、大學生學術沙龍等學術交流活動，營造濃厚的校園學術氛圍，開闊學生的學術視野，激發學生創造性思維能力。
（三）推進校企聯合培養模式
1.產學研合作教育模式
主要是與國家、省級科研院所和相關高新技術企業，通過“共建基地”、“科技聯合攻關”、“雙向兼職”、“專業綜合實習”等多種方式開展產學研合作。通過與校外合作教育基地聯合培養，強化實踐教學。進行基地的合作共建，硬件上的建設可以改善學生實習基地條件，提升實習培養質量，軟件上的建設是通過協議的簽訂明確合作雙方的責權利關系，使實習基地固定化、實習指導制度化、實習流程規范化。采用“全程雙師制”，即機械電子工程系和實習單位分別指派老師共同指導學生的實習過程以及畢業設計的研究工作。實現指導老師雙向互動式交流，即外面的導師能進來里面的教師能出去的靈活模式。
2.依托對口（重點）企業的定向人才培養模式
學生在校期間就和對口（重點）企業簽訂雙向選擇的協議，實施定向定位的訂單培養模式。對口（重點）企業參與人才培養計劃的制訂和完善，在專業課程的設置和實踐教學環節方面適當考慮企業的實際需要。企業選派科研技術人員參與相關的課堂理論教學和實踐教學。學生擇優在合作企業中就業，充實企業研發力量，提升企業工程技術的自主創新能力，為企業提供人力資源和保證。積極鼓勵企業在學校設立專項獎學金獎勵有志獻身現代制造業、學習優異、表現優良的學生。
四、課程與教學資源建設
（一）優化課程體系
在課程體系構建上，堅持拓寬基礎、增強創新能力、提高綜合素質、辦出專業特色的基本原則，開展課程教學內容改革。根據機械電子工程專業的人才培養方案特點，緊緊圍繞“以市場為導向，以能力為本位，以質量求生存，以特色求發展，培養高素質應用技術型本科人才”這條主線，構建起重基礎理論、強實踐技能、強綜合素質的一重兩強的培養體系。課程體系的切入點首先應調整教學培養計劃，反映本專業應用型人才培養特色。在精選內容、提高起點、避免重復的基礎上，將課程體系分為理論教學、實踐教學和第二課堂教學活動三個層次。
（二）加強精品課程和教材建設
在現有1門省級精品資源共享課程的基礎上，加強現有校級精品課程的建設力度，爭取將其建設成為省級精品資源共享課程;同時開展相關主要課程的精品資源共享課程建設，爭取有1-2門盡快建設成為校級資源共享課程。
教材建設也是專業建設不可缺少的內容。在課程教材的選用上，鼓勵選用國家“十二五”規劃教材，面向21 世紀教材，省部級以上獲獎教材以及原版外文教材等優秀教材。同時，組織教師立項編寫或參編高質量教材，如普通高等教育國家規劃教材或精品教材，將行業領域中的新理論、新思想，新技術、新方法反映到教材中，提高教材的新穎性、實用性、針對性;積極開發具有專業特色的CAI課件。
五、教學方式方法改革
（一）以科研促教學
科學研究既是獨立于教學和社會服務之外的大學基本功能，同時又是大學教學和社會服務職能得以充分發揮的基礎。科學研究對大學的學科結構、師資水平、生源質量、培養質量、畢業生去向和層次等都具有重要的影響。本專業的專任教師科研基礎扎實，在專業建設過程中，以“光機電一體化產品”和“工業機器人”特色研究領域為核心，整合本專業、廣東技術師范學院及合作單位的科研力量，發揮本專業在經濟發展主潮流的優勢與潛力，在現代高新技術產品開發、高端裝備制造研究、光機電一體化技術研究等方向爭取更多的科研項目，并且在項目級別和研究成果方面穩步發展，積極將科研成果和教學內容、人才培養聯系起來。
（二）教學方式方法改革
1.培養學習能力，鼓勵創新思維
在教學中，明確教師最主要的職責是培養學生發現問題，分析問題，解決問題的能力，而不是一味按部就班地講授教材，尤其是對于實踐性極強的專業課程教學來說，可采取更為靈活的教學形式。如有些內容教師給出思路，學生自行學習，或者采取學生分組討論教師給予點評的形式，或者也可由教師布置相關的一些思考題，學生獨立完成，這樣可充分調動學生的積極性，并激發其求知欲，使他們自主地去深入探討一些問題。在人才培養過程中，營造一種 “鼓勵創新，寬容失敗”的氛圍，允許并鼓勵學生在教學環節實施過程中，提出并實踐一些創新思想，培養學生的創新思想。
2.推廣理論實踐教學相結合模式
理論授課和實踐動手能力培養有機結合在一起。在實驗室教學不局限教材，結合專業知識和技能，多指導學生學習掌握一些實用的、應用現場的專業技術和技能，讓學生熟悉專業知識和技能的實際應用，對專業知識和技能產生濃厚的求知渴望，再經過理論聯系實際的教學手段和方法，例如一個學時的理論學習，緊跟著一個學時的實際動手能力的培養，教師“拿做來教”，學生“用做來學”，以此提高學生的動手能力和就業能力。
3.建設立體化的教學環境
將現代化的教學設備以及教學手段運用到教學中來，建設網絡學習平臺，以更好地輔助教學。在教學過程中，采用多媒體教學方式，既減少教師的板書量，又增加了教學的信息量，并且多媒體圖文并茂的生動形式也更容易調動學生聽課學習的積極性。采用模擬現場的動畫課件，由此加深學生對理論知識的理解和掌握。在課后，建設課程網絡學習平臺，讓學生實現自主學習，滿足不同層次學習者的需求、實習學生的個性化學習。在學習之余鼓勵師生靈活運用微信、QQ等互聯網技術，讓學生與教師的交流更加便捷，從而更有利于師生雙方的溝通、協調，以更好地提高教學的效率與效果。
六、強化實踐教學環節
（一）加強實踐教學內涵建設
制訂實踐教學體系改革方案和實踐教學大綱改革方案;根據人才培養目標、專業發展與社會不斷變化的需求，整合專業實踐（實驗）教學資源，構建基礎實驗、綜合性實驗、創新性實驗、研究性實驗等多種實驗構成的實驗教學體系;建立健全實驗實訓室（基地）各項規章制度。同時，加強與企業的合作與聯系，注重實踐教材和實驗講義的建設。利用綜合實習、科創設計競賽、社會實踐、科研訓練、畢業實習、畢業設計（論文）等各種形式開展豐富的實踐活動，全面培養學生的職業道德、人文素質、實踐能力、職業生存能力和創新能力。
（二）建設完備的實踐教學條件
充分挖掘和利用包括實驗室、校內實習基地、校外實習基地等在內的各種現有實踐教學資源，開發綜合性、設計性及創新研究性實驗項目，逐步完善實驗項目庫建設，提高現有實驗設備的利用率。申請學校經費購置新設備和組建新的實驗平臺，不斷改善實驗教學條件和環境，提高實驗室整體建設水平。構建集教學科研為一體、理論教學與實踐教學為一體、課內教學與課外教學為一體的實踐教學平臺。
（三）加強校外實踐基地建設
充分利用廣東省光電信息行業和裝備制造行業的企業資源，加強產學研合作，建立校外實踐基地并積極申報省級大學生實踐教學基地。利用校外實踐基地這個平臺，與企業合作開展聯合教學與培訓，開展產學研活動。通過加強教師與企業合作，聯合培養學生，讓學生了解企業的文化，掌握企業對相關技術技能的要求，拓寬學生的知識視野，增強學生的團隊協作精神，提高學生的實踐動手能力，為學生的就業和創業打下良好基礎。
（四）加大實踐教學環節的監控力度
積極探索良好有效的考評體系，對實驗實習的各個環節實行良好的管理，以保證實驗實習達到預期效果。對每一主要實踐教學環節都建立了完善的管理辦法、操作流程，如各類實習均有相應的實綱、實習任務書和實習計劃，和相關企業簽訂了長期的合作協議，定點進行實習等。
七、教學管理改革
（一）建立教師考評機制
在專業建設中，大力改革教師培養和使用機制，以教學效果評價方式改革促進教師業務水平的提高，進而促進教學效果的提高。課堂教學效果在傳統的以考試分數為主要評價依據的基礎上，增加學生評價、同行互評和學校督導專家評價的內容，使教學效果的評價方式更加公正和科學。制訂團隊建設規劃、評價體系，通過搭建交流平臺使團隊成員的交流制度化;制訂互動交流制度，實現校內的教師走出去、校外的導師請進來;發揮團隊的輻射作用，服務區域性地方經濟。
（二）學生實習評價體系
繼續深入開展產學研合作教育，促進學科、專業發展，實現學校與合作教育單位的雙贏。改革學生學習效果的評價方式，建立學校、實習基地、用人單位及行業部門共同參與的學生能力考核評價機制。除教師對在校學生的學習效果進行評價外，本專業將更加注重合作培養單位和社會對學生學習效果的評價，并以此作為調整教學改革方向和人才培養方案的重要依據。對畢業學生進行跟蹤調查，采用實地考察、問卷調查和走訪座談的方式，收集社會各界對畢業生的反映，通過分析研究后作為教學改革的依據。
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主辦單位：北京石油化工學院
出版周期：季刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1008-2565
國內刊號：11-3981/TE
郵發代號：
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1993
期刊收錄：
核心期刊：
期刊榮譽：
篇8
主辦單位：揚州大學
出版周期：季刊
出版地址：江蘇省揚州市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1007-824X
國內刊號：32-1472/N
郵發代號：28-48
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1974
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
期刊榮譽：
中科雙效期刊
Caj-cd規范獲獎期刊
篇9
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）24-0144-02
一、前言
研究生教學有其突出的特點，他們中多數人理論基礎扎實，獲取書本知識能力強。但同時也存在創新意識和創新能力不足、工程應用背景不夠的缺點。本人通過十多年研究生教學的實踐，結合本學院研究生專業方向、課程內容針對性強等特點，對如何在研究生教學改革中突出培養學生的自學能力、創新能力，增強學生的創新意識與工程應用能力等問題進行了一些改革創新。
二、課程定位及課程特點
隨著現代工業的發展，科學研究的深入與計算機軟、硬件的發展，計算機仿真技術已成為分析、綜合各類系統，特別是大系統的一種有效研究方法和有力的研究工具，計算機仿真技術已經廣泛應用在各技術領域、各學科內容和各工程部門。仿真技術已經在國防軍事、國民經濟、社會生活的眾多領域發揮了重要的作用，國內外眾多學者認為，仿真技術“正在成為與理論、實驗并列的第三種認識和改造客觀世界以及科學研究的手段”，因此仿真技術
被認為是“使能”技術。計算機仿真技術是仿真科學與技術涉及到的有關具體仿真技術中最為基礎的部分，具有綜合性、多學科交叉等特點。
為了拓寬機械工程專業基礎，提高培養對象的整體素質，更好地適應社會對機械工程專業人才的需求，高校工科專業的研究生應掌握一定的計算機仿真知識與技能。計算機仿真技術課程是我校機械工程學院面向所有研究生各專業方向的研究生開設的一門專業基礎課程，考慮專業應用需求并結合教學實踐情況，課程目的是通過本課程的學習，要求學生掌握計算機仿真技術方面的基本理論，基本知識和基本技能，培養學生分析問題和解決問題的能力，為今后分析、綜合各類工程系統或非工程系統提供一種有力的工具，以便能靈活應用所學的計算機仿真技術為本專業工作服務。
一方面，基于仿真技術課程的內容方法較多，實踐性強的特點；另一方面，授課對象專業方向較多、授課學時有限等特點，如何解決在有限的教學課時內講授內容繁多的仿真內容、對計算機仿真技術課程進行教學方法和手段的改革探索和實踐，以達到計算機仿真技術教學目標。
三、教學內容的設置和教學方法的選擇
課程開設初期，由于只是機械電子工程專業方向的同學選修，所以所講內容基本針對該專業方向進行設置。隨著選修人數的不斷增加，以及選修學生所屬專業方向的擴大，專業方向包括：機械制造及其自動化、機械電子工程、機械設計及理論、車輛工程、機械工程（專業學位）等，基本涵蓋了機械工程學院的所有專業方向。
計算機仿真技術課程涉及多個交叉學科，緊密相關的課程包括數值計算方法、計算機編程、計算機圖形學、高等數學、自動控制原理、現代控制理論、優化設計等課程。如何講出本課程的特點，并充分結合相關課程內容，必須在教學內容的選排上下功夫。
項目教學法是一種以任務驅動、以項目為基本教學單元，將理論教學和實踐教學有機融合在一起，強調綜合能力的培養在研究生教育中的重要性，突出學生在整個教學過程中的主體地位。因此，為了滿足各個專業方向學生的要求，使他們能夠掌握一門工程分析技術，為后續的學術論文和碩士學位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段，本人在講授該門課程的過程中，逐年對教學內容、教學手段和教學考核方法等不斷進行調整和完善。
1.采取項目專題方式進行教學內容的講授，調整授課內容，采用專題教學方法使課程主題內容分明，有利于將仿真方法講深、講透。
2.擴展所授課程內容涵蓋的范圍，包括數值計算、優化設計、圖形可視化、控制系統特性仿真、控制系統設計以及與外部軟件的接口等內容，以滿足各專業方向學生的需求。
3.增加與課程相結合的實驗教學內容。計算機仿真技術本來是實踐性很強的綜合性技術，仿真技術本身是在對控制系統分析的過程中不斷完善和發展起來的。因此并結合各個專業研究生的不同研究方向，靈活設計若干個專題實驗，使學生學以致用，培養學生將該門課程應用于實際工程的能力。
4.采用多個工程應用實例進行教學，從系統應用、數學建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等，使學生從生產實際認知的研究對象，提升到理論高度的學習，應用所學的各科理論知識和技術手段，進行數學建模、仿真建模的建立，并對模型求解以及特性進行分析，獲得直觀結果，提高學生學習興趣，最終解決實際工程問題，培養學生解決工程實例問題的能力。
5.結合學科前沿，進行課堂討論。研究生在初步掌握了對系統的模型、仿真算法設計、仿真及結果分析這一流程后，為強化計算機仿真在實際工程的應用概念，在此基礎上，以項目形式，開展課程學科前沿以及⒏妹趴緯逃胂執技術融合等專題討論。
6.增加實驗環節，培養研究生工程實際應用能力。利用各種平臺，擴充計算機仿真技術資料，提供最新的仿真案例，結合教學團隊的科研課題，設計實驗項目，培養研究生工程實際應用能力。
四、項目教學法的教學效果
基于項目教學法計算機仿真技術課程的教學方法改革與實踐，滿足機械工程學院各個專業方向研究生的需求，教學方法和手段的完善，使研究生自主學習能力、創新能力和工程應用能力等得到了進一步的提高。
計算機仿真技術作為工科研究生的必備研究手段和技術，使學生掌握一門工程分析技術，為后續的課題研究、學術論文和學位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段。
篇10
一、探究機電一體化人才培養模式的意義
進入21世紀，隨著電子科學技術的迅猛發展以及社會主義市場經濟的不斷發展，企業之間的競爭越來越依靠{新技術，對于制造業而言，制約其制造水平的關鍵因素就在于機電一體化技術，因為機電一體化技術不僅能夠提高產品的質量、性能和可靠性，而且能夠把制造業的生產方式向著更加智能化、集成化和柔性化的方向發展。同時，機電一體化技術在制造行業的廣泛應用，不但能夠提高生產效率，而且能夠節約人力、物力、財力，從而降低企業的生產成本。制造業要想在激烈的市場競爭中取得勝利，就會不斷更新機電一體化設備和技術，而設備和技術的應用和更新必須要以人才為核心，這就決定了機電一體化人才是當今企業競爭獲勝的關鍵，因此，可以說制造企業之間的競爭實質上就是人才的競爭。
雖然改革開放以來我國的經濟發展和科學技術在不斷進步，機電一體化技術也在不斷進步，然而我國對于專業技術型人才的培養卻沒有跟上經濟和技術發展的步伐，這是由于受到我國教育體制和重理論輕實踐的教育理念的影響。我國傳統的教育方式都是把基礎理論知識和專業理論知識作為學生學習和考察的重點，而考察教師教學質量好壞和教學效果優劣的評價標準也是以學生是否掌握基礎知識和專業知識作為評價依據的。這種傳統的教育教學方式造成很多機電一體化專業的畢業生進入企事業單位后，都無法直接從事生產活動，對于一些實踐性和操作性比較強的工作根本沒法獨立完成。而他們在學校一直學習的理論知識在走上工作崗位后顯得毫無用處，造成學校培養的機電一體化人才根本無法滿足企業的要求，最終造成機電一體化實用性人才的短缺。
眾所周知，高職機電專業教育是高等教育的重要組成部分，以培養具有一定理論知識和較強實踐能力，面向生產、服務和管理第一線職業崗位的實用性、技能型專門人才為目的，是機電專業職業教育的高等階段。①企業需要的是應用型人才，而不是空有理論知識而不懂得操作的書呆子，這就要求技工學院機電專業教師要盡快研究建立一個理論結合實際、學校結合企業、需求結合市場的機電一體化專業人才培養模式，從而不斷提高機電專業的教學質量，從而為企業培育出專業基本功扎實、實踐動手能力強、真正能夠勝任企業生產一線工作崗位的應用型人才。高職機電專業教育要在激烈的競爭中獲得一席之地，就必須提高學生的實踐能力，而實踐教學環節正是提高實踐能力的主要途徑。②
二、機電一體化人才培養實施過程中存在的問題
（一）傳統教育教學模式的束縛
由于長期以來我國的教育體制都是應試教育，雖然國家大力倡導素質教育，但是應試經驗仍然有很大的慣性，這就使得重理論輕實踐的傳統教育教學模式在技工院校仍然普遍存在。在機電一體化教育教學過程中，部分技工院校的教材內容陳舊，只注重機械電子工程理論知識的傳授，照搬高等院校學科型的人才培養模式，而忽視實踐教學在人才培養中的作用。高職機電專業教育同樣或多或少地沿襲了傳統的教學模式，在教學上重理論，輕實踐，以理論教學為主，把實踐教學放在次要位置，顯示不出高職機電專業的實踐性特色。③尤其是對畢業生的培養，顯得更加的欠缺，大部分技工院校都對畢業生的培養不夠重視，不但實踐教學力度不夠，而且對他們的人生觀、價值觀、職業素養等方面的教育也是非常的欠缺，最終造成畢業生就業后由于綜合素質不高等缺點而發展后勁不足，學校培養出的技能型機電人才根本缺乏競爭力，不能夠滿足社會和企業的要求。
（二）學校硬件設置的缺乏
當前，制約技工院校機電一體化教學質量的不僅有傳統教育教學模式的束縛，實踐教學課程的設計不合理等因素，更有學校機電專業硬件設置缺乏等因素的制約。近年來，隨著社會主義市場經濟的不斷發展以及國家對于職業教育的日益重視，高等職業院校的辦學規模不斷擴大，招生人數也日益增多，然而，大多數技工院校的辦學設施卻長期得不到更新和增加，學校硬件設置的缺乏已經到了影響機電專業實踐教學的正常開展。技工院校教師為了以緩解設備使用的壓，提高現有設備的使用率，不得不采用錯開學生實踐學習時間的方式，但隨著我校機電班學生規模的不斷擴大，機加工設備的數量己不能滿足學生的學習。再加上學校機電專業機械軟件一體化教室還不完善，造成學生實踐課程不得不減少，學生的專業技能沒有得到很好的訓練，最終造成了技工院校的畢業生在畢業后實踐能力不足而無法順利就業。
（三）整體師資隊伍綜合素質不高
高職機電專業實踐教學要求教師須具有一定的專業理論知識，同時還要求教師具備較強的實踐操作技能和在實踐中分析問題、解決問題等現場綜合應變能力。④雖然近年來技工院校的辦學規模和招生規模不斷擴大，學生生源相對充足，但機電專業的教師不管是數量上還是質量上都明顯偏低，嚴重影響了技工院校機電一體化教學質量的提高。在學歷結構方面，機電專業教師的學歷層次普遍偏低，大多數教師的學歷都是本科學歷，研究生學歷的教師比例遠不能達到國家要求的水平，在職稱結構方面，機電專業教師高級職稱的比例相對來說是比較低的，而從年齡結構上看，大多數教師年齡偏大，而青年教師大多數又是大學剛畢業一兩年的，青、中、老年教師青黃不接現象相對來說還是比較嚴重的。機電專業整體師資隊伍綜合素質不強的問題將一直影響著教學質量和教學效果的提高。
三、如何提高機電一體化的教學效果
（一）創新機電一體化教學模式
要改變機電一體化傳統的教學模式，首先必須要創新機電一體化教學模式，充實機電專業實踐教學內容和完善教學手段。要想提高學生的實踐操作能力，增強機電專業畢業生的競爭力和就業率，必須要加大機電專業實踐教學的比重，根據科學技術的更新內容不斷充實實踐教學內容，并且大量增加與生產崗位相近的實際操作性實訓。由于機電專業的畢業生最終是要走上企業工作崗位的，學生的實踐操作能力的強弱將直接決定著他是否能夠在企業獲得長足的發展，因此，技工院校的機電一體化教學除了學校的實踐教學以外，還可以讓學生直接去企業進行參觀實習或者頂崗實習等形式來增強學生的實踐操作能力。
（二）增加機電專業的資金投入
技工院校機電一體化教學的順利開展和教學質量的提高離不開大量的硬件支撐，而這些教學硬件設施的更新是需要充足的資金作為保障的。但由于國家對于高等教育的重視和資金投入都遠遠大于高等職業院校，再加上部分職業院校領導的對于機電專業實踐教學的不夠重視，造成機電專業一體化的實訓教學設施長期落后，教學設施長期得不到改善，從而制約了教學質量的提高。因此，要想改變這一狀況，不但需要國家的大力支持，同時也需要技工院校領導和社會、企業的的支持，加大對機電一體化專業的資金投入。
（三）加大機電一體化師資隊伍建設力度
要想提高機電一體化教學質量和教學效果，培育出實踐型的高素質機電專業人才，必須要有一批高素質的師資隊伍作為保障，因此必須要加大機電一體化師資隊伍建設力度。技工院校必須要以提高教師綜合素質為核心，一方面堅持以培養、引進專業帶頭人為龍頭，促進師資隊伍梯隊建設，另一方面要加快師資培養速度，提高專任教師實習、實訓的指導能力。另外，加強校企合作的方式和途徑，一方面學校有計劃有針對性地安排專業教師走進企業，了解企業新設備、掌握新技術，另一方面邀請企業的中高級技師和管理人員到學校對學生進行實踐指導和專業講座。
綜上所述，技工院校機電一體化教學仍然存在這樣和那樣的問題，而機電專業教學的改革和創新也將是一個長期的系統工程，但只要國家、企業、學校高度重視，加大投入力度，專業教師只有不斷創新教育教學方法和模式，就一定會培養出符合企業需要的實踐型人才。
參考文獻：
[1] 趙毅，蘭杰，張雁琴，羅亞.高職機電專業建設的思考[J]湖北三峽職業技術學院學報，2006年6月
[2] 何志勇.出一條高效的職校發展之路[J].湖北職教，2004.
[3] 趙慶松，劉緒文.高職機電類課程考核評價方法的初步探索[J]，濰坊教育學院學報，2008年3月
[4] 江峰.機械電子工程專業創新型人才培養的探索[J].大學教育，2013，2
[5] 洪華杰，柯冠巖.關于高校機械電子工程專業創新教育的思考[J].高等教育研究學報，2009，32（4）
[6] 趙俊生，張保成，史源源.機械電子工程專業人才培養模式的改革與創新[J].理工高教研究，2010，29（1）
腳注：
①趙毅，蘭杰，張雁琴，羅亞，對高職機電專業建設的思考[J]湖北三峽職業技術學院學報，2006年6月
②何志勇，走出一條高效的職校發展之路[J].湖北職教，2004.2
③李金，高等職業教育實踐教學研究與探索[D]，山東師范大學碩士學位論文，2006
篇11
現代科學技術的發展極大地推動了機械工業領域的變革，同時給相關生產產業帶來了巨大的影響，提高了生產水平和技術。隨著各種技術之間相融合的發展，以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。
1 計算機技術與機電控制技術的發展概況
1.1 計算機控制理論的形成與技術的發展
忽略數字信號的量化效應，可以將計算機控制系統看成采樣控制系統，在這一系統中，將其中連續的環節離散化，則整個系統又可看成由不同的離散系統構成。計算機控制理論的發展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態空間理論和系統辨識自適應控制等理論綜合應用到控制技術中，使計算機控制系統有了初步發展。對于結構復雜、時變的非線性系統，控制系統則融入了魯棒控制、模糊控制、預測控制等多種新型理論，逐步形成了工業過程控制系統的一個新方向。
自世界第一臺電子計算機問世后，計算機首先被用來自動檢測化工生產過程的過程參量并進行相關的數據處理，同時也研究了計算機的開環控制。到二十世紀六十年代，出現了用于過程控制的計算機，實現了直接數字控制。后經集中式計算機控制系統發展到現在的以微處理器為核心的分層式控制系統控制，通過計算機對生產過程進行集中監視、操作和管理控制等。伴隨著計算機處理器等技術的發展，計算機控制技術也隨之發生相應的變革，最終應用到工業生產中并對其產生巨大影響。
1.2 機械和電子控制技術的發展和現狀
在生產、科研等諸多領域里，有大量的物理量需要按某種變化規律進行控制。在二十世紀三十年代之前，工業生產多處于手工操作的狀態。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內，初步有了對工業生產的機械控制實踐。隨著電子技術的迅速發展和計算機控制系統的出現，直接實現了工業生產中各參量和過程的數字控制。計算機的微型化使控制技術更加智能化，同時將機械、電子、計算機技術和控制技術有機結合的機電一體化技術也得到迅猛發展，且越來越被廣泛的應用到各生產領域。目前主要形成并應用的機電控制技術主要有PID控制，PID是經典控制理論的代表，它吸收了智能控制思想并利用計算機的優勢，形成了自適應PID和非線性PID等更利于控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制（FLC）、變結構控制等，均隨著計算機領域的發展在不斷地拓寬。
2 機電一體化的發展及在工業上的廣泛應用
2.1 機電一體化的簡介和生產應用
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及計算機軟件系統集合起來所構成的系統總稱，綜合運用機械技術、微電子技術、計算機技術、電力電子技術等對各生產領域的控制過程進行監督操作。它主要應用領域有數控機床，通過相應的數控技術，在工業操作上結構、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結構，豐富了數控功能，也提高了生產效率。
柔性制造系統的應用是計算機技術和制造系統在機電控制工業的應用，是計算機化的制造系統。它主要由計算機、數控機床、自動化倉庫等組成。在工業上，它可以隨機地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，更適用于多品種，小批量等的離散零件的批量生產。
交流傳動技術的發展也是隨著電子技術和計算機技術的發展在工業上有了重要的應用，尤其是在鋼鐵工業中，使復雜的矢量控制技術得以實現，無論是大容量電機還是小容量電機現均可使同步電機或者異步電機實現可逆滑調速。也使交流傳動系統在軋鋼生產中得到廣泛的應用。
可編程控制器（PLC）是集計算機技術和自動控制化技術于一體的新型控制系統。這一系統解決了工業控制系統中大量開關控制的問題，逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統。隨著PLC技術的進步，其應用領域更是不斷擴大，可采集存儲數據，還可對控制系統進行監控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。此外，隨著工廠網絡自動化的發展，PLC可實現通信及聯網功能，更有助于工業生產的控制過程的監控。如今，PLC技術已經被廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保以及文化娛樂等各行各業。
2.2 計算機在機械和電子控制產業的應用實例
計算機技術和機械電子控制技術一體化的有機結合，不斷使相關的新技術應用到更多的領域中去，這些應用到的領域已經不再局限于工業的生產，更多技術是切身關系到我們日常的工作和生活。下面舉幾個具體實例來介紹計算機技術和機電控制相結合的實際應用。
PLC實現了機械手移動工件的控制過程。隨著世界經濟和技術的發展，人類活動的范圍不斷擴大，機器人的應用正迅速向社會生產和生活的各個領域擴展，并從制造領域轉向非制造領域，各種各樣的機器人產品隨之出現。隨著機器人的生產和大量應用，很多領域，許多單一、重復的機械工作由機器人（也稱機械手）來完成。工業機器人是一種能進行自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機，廣泛采用工業機器人，不僅可提高產品的質量與產量，而且對保障人身安全，改善勞動環境，減輕勞動強度，提高勞動生產率，節約原材料消耗以及降低生產成本有重要意義。與計算機及網絡技術相結合應用的工業機器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產和生活方式。
農業方面，機械作業過程中駕駛室內的儀表盤正迅速由電子監視儀表取代并逐步由單一參數顯示方式向智能化信息顯示終端過渡，以此來改善人機交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端（Virtual Display Terminal），它代表了當代儀器與控制裝置發展的主流方向。它可通過屏幕任意選擇顯示機組中不同部分的終端信息，在屏幕上按操作者的需求，調用數據庫信息，顯示數據、圖形、語音等多媒體信息。另外，還可以將數據信息動態存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數據存儲卡，將農業作業過程的數據信息通過智能卡帶回辦公室，由計算機應用高級軟件進行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過智能卡傳送到拖拉機上的智能控制終端，實現自動控制農機的操作。
PLC在自動售貨機中的應用。自動售貨機通過顧客選擇商品開關，投入的硬幣值由PLC驅動數碼管顯示，經過光傳感器識別，通過判斷，進行下一步操作，經過PLC的系統控制和信號輸出完成售賣過程。計算機技術和機電自動控制在自動售貨機中的這項應用極大方便了人們的生活，也使PLC的應用更加廣泛。
交通信號燈系統也是微機軟件應用到電子控制系統中的典型實例。通過主要應用PLC技術控制十字路口的信號燈動作。準確無誤的完成信號燈的變燈動作來控制時間，這項應用更是極大方便了人們日常生活工作的出行。
電腦橫機中計算機技術的應用給機械編織行業帶來了巨大的變革。現在的電腦橫機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領域的復雜系統。電腦橫機的編織是一個極其復雜的過程，最初的橫機是手動橫機，只能勝任比較簡單的編織過程。隨著計算機技術應用到電腦橫機中，通過電腦的自動控制，設計人員可對編織花型進行數字化設計，通過計算機數字直接控制機械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應的機械編織動作，由計算機指令控制系統完成整個設計的編織，極大地提高了工業生產效率。
與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢。
3 總結
在機械生產領域，電子技術和計算機技術的融入發展，機電一體化的形成是機械工業中的重要變革。通過不斷發展的計算機技術，使機電一體化相關的技術在諸多領域中得到了廣泛的應用。
參考文獻
[1]張東寶，工程機械與控制技術[M].筑路機械與施工機械化，2007.
[2]馬增強等，數據采集系統的研究，微計算機信息，1998.
[3]王立新，淺談數控技術的發展趨勢[J].赤峰學院學報，2007.
篇12
現代科學技術的發展極大地推動了機械工業領域的變革,同時給相關生產產業帶來了巨大的影響,提高了生產水平和技術。隨著各種技術之間相融合的發展,以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。
1 計算機技術與機電控制技術的發展概況
1.1 計算機控制理論的形成與技術的發展
忽略數字信號的量化效應,可以將計算機控制系統看成采樣控制系統,在這一系統中,將其中連續的環節離散化,則整個系統又可看成由不同的離散系統構成。計算機控制理論的發展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態空間理論和系統辨識自適應控制等理論綜合應用到控制技術中,使計算機控制系統有了初步發展。對于結構復雜、時變的非線性系統,控制系統則融入了魯棒控制、模糊控制、預測控制等多種新型理論,逐步形成了工業過程控制系統的一個新方向。
自世界第一臺電子計算機問世后,計算機首先被用來自動檢測化工生產過程的過程參量并進行相關的數據處理,同時也研究了計算機的開環控制。到二十世紀六十年代,出現了用于過程控制的計算機,實現了直接數字控制。后經集中式計算機控制系統發展到現在的以微處理器為核心的分層式控制系統控制,通過計算機對生產過程進行集中監視、操作和管理控制等。伴隨著計算機處理器等技術的發展,計算機控制技術也隨之發生相應的變革,最終應用到工業生產中并對其產生巨大影響。
1.2 機械和電子控制技術的發展和現狀
在生產、科研等諸多領域里,有大量的物理量需要按某種變化規律進行控制。在二十世紀三十年代之前,工業生產多處于手工操作的狀態。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內,初步有了對工業生產的機械控制實踐。隨著電子技術的迅速發展和計算機控制系統的出現,直接實現了工業生產中各參量和過程的數字控制。計算機的微型化使控制技術更加智能化,同時將機械、電子、計算機技術和控制技術有機結合的機電一體化技術也得到迅猛發展,且越來越被廣泛的應用到各生產領域。目前主要形成并應用的機電控制技術主要有PID控制,PID是經典控制理論的代表,它吸收了智能控制思想并利用計算機的優勢,形成了自適應PID和非線性PID等更利于控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制(FLC)、變結構控制等,均隨著計算機領域的發展在不斷地拓寬。
2 機電一體化的發展及在工業上的廣泛應用
2.1 機電一體化的簡介和生產應用
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及計算機軟件系統集合起來所構成的系統總稱,綜合運用機械技術、微電子技術、計算機技術、電力電子技術等對各生產領域的控制過程進行監督操作。它主要應用領域有數控機床,通過相應的數控技術,在工業操作上結構、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結構,豐富了數控功能,也提高了生產效率。
柔性制造系統的應用是計算機技術和制造系統在機電控制工業的應用,是計算機化的制造系統。它主要由計算機、數控機床、自動化倉庫等組成。在工業上,它可以隨機地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,更適用于多品種,小批量等的離散零件的批量生產。
交流傳動技術的發展也是隨著電子技術和計算機技術的發展在工業上有了重要的應用,尤其是在鋼鐵工業中,使復雜的矢量控制技術得以實現,無論是大容量電機還是小容量電機現均可使同步電機或者異步電機實現可逆滑調速。也使交流傳動系統在軋鋼生產中得到廣泛的應用。
可編程控制器(PLC)是集計算機技術和自動控制化技術于一體的新型控制系統。這一系統解決了工業控制系統中大量開關控制的問題,逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統。隨著PLC技術的進步,其應用領域更是不斷擴大,可采集存儲數據,還可對控制系統進行監控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。此外,隨著工廠網絡自動化的發展,PLC可實現通信及聯網功能,更有助于工業生產的控制過程的監控。如今,PLC技術已經被廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保以及文化娛樂等各行各業。
2.2 計算機在機械和電子控制產業的應用實例
計算機技術和機械電子控制技術一體化的有機結合,不斷使相關的新技術應用到更多的領域中去,這些應用到的領域已經不再局限于工業的生產,更多技術是切身關系到我們日常的工作和生活。下面舉幾個具體實例來介紹計算機技術和機電控制相結合的實際應用。
PLC實現了機械手移動工件的控制過程。隨著世界經濟和技術的發展,人類活動的范圍不斷擴大,機器人的應用正迅速向社會生產和生活的各個領域擴展,并從制造領域轉向非制造領域,各種各樣的機器人產品隨之出現。隨著機器人的生產和大量應用,很多領域,許多單一、重復的機械工作由機器人(也稱機械手)來完成。工業機器人是一種能進行自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機,廣泛采用工業機器人,不僅可提高產品的質量與產量,而且對保障人身安全,改善 勞動環境,減輕勞動強度,提高勞動生產率,節約原材料消耗以及降低生產成本有重要意義。與計算機及網絡技術相結合應用的工業機器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產和生活方式。
農業方面,機械作業過程中駕駛室內的儀表盤正迅速由電子監視儀表取代并逐步由單一參數顯示方式向智能化信息顯示終端過渡,以此來改善人機交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端(Virtual Display Terminal),它代表了當代儀器與控制裝置發展的主流方向。它可通過屏幕任意選擇顯示機組中不同部分的終端信息,在屏幕上按操作者的需求,調用數據庫信息,顯示數據、圖形、語音等多媒體信息。另外,還可以將數據信息動態存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數據存儲卡,將農業作業過程的數據信息通過智能卡帶回辦公室,由計算機應用高級軟件進行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過智能卡傳送到拖拉機上的智能控制終端,實現自動控制農機的操作。
PLC在自動售貨機中的應用。自動售貨機通過顧客選擇商品開關,投入的硬幣值由PLC驅動數碼管顯示,經過光傳感器識別,通過判斷,進行下一步操作,經過PLC的系統控制和信號輸出完成售賣過程。計算機技術和機電自動控制在自動售貨機中的這項應用極大方便了人們的生活,也使PLC的應用更加廣泛。
交通信號燈系統也是微機軟件應用到電子控制系統中的典型實例。通過主要應用PLC技術控制十字路口的信號燈動作。準確無誤的完成信號燈的變燈動作來控制時間,這項應用更是極大方便了人們日常生活工作的出行。
電腦橫機中計算機技術的應用給機械編織行業帶來了巨大的變革。現在的電腦橫機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領域的復雜系統。電腦橫機的編織是一個極其復雜的過程,最初的橫機是手動橫機,只能勝任比較簡單的編織過程。隨著計算機技術應用到電腦橫機中,通過電腦的自動控制,設計人員可對編織花型進行數字化設計,通過計算機數字直接控制機械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應的機械編織動作,由計算機指令控制系統完成整個設計的編織,極大地提高了工業生產效率。
與機電一體化相關的技術還有很多,并且隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢。
3 總結
在機械生產領域,電子技術和計算機技術的融入發展,機電一體化的形成是機械工業中的重要變革。通過不斷發展的計算機技術,使機電一體化相關的技術在諸多領域中得到了廣泛的應用。
參考文獻:
[1]張東寶,工程機械與控制技術[M].筑路機械與施工機械化,2007.
[2]馬增強等,數據采集系統的研究,微計算機信息,1998.
[3]王立新,淺談數控技術的發展趨勢[J].赤峰學院學報,2007.
篇13
他更是一位獻身教學、執著教改、傾心育人的大師，他把學者的敏思與嚴謹滲透到自己熱愛的科研和教學中，20多年的潛心鉆研和辛勤耕耘，摘得累累碩果、育得桃李芬芳。
他就是新世紀百千萬人才工程國家級人選、全國模范教師、享受國務院政府特殊津貼專家、廣西優秀專家、廣西教學名師、桂林電子科技大學副校長古天龍教授。
孜孜以求打造精品科研
1980年，在求學路上一直比較順利的他卻由于高考的失誤錯失進入北大、清華的機會，被調劑志愿到太原理工大學機械工程系。當時，他只有16歲，在今天的人看來，還處于懵懂無知的年紀。但是，就是這樣的一個孩子卻表現出對自己興趣和理想的執著追求。大二時他就確立了考研的目標，并開始進行知識的儲備。4年后，他在拿到大學畢業證書的同時，也以專業第一名的成績進入西安電子科技大學機械系，攻讀（電子）機械制造學科工學碩士學位。
1986年初，中國科學院國家天文臺開發天文望遠鏡。當時整個控制系統的精度不夠高，需要采取一種新的技術和方法對天文數據進行處理。經過一年多的努力，古天龍開創性地提出了廣義插值技術，并將其應用于機械電子設備的誤差補償控制。與此同時，他參加了機械電子工業部預研課題“雙反射面天線的機電一體化研究”，在場問題的數值計算方法等領域發表學術論文15篇。尤其是他的延拓有限元分析技術，引起了學術界的注意并得到了中國科學院院士錢令希先生的高度評價。錢先生推薦該項目研究參加了1988年在法國召開的第12屆國際科學計算大會。
1991年，26歲的古天龍來到桂林電子科技大學工作，從此與廣西這片熱土結下了不解之緣。1993年9月，他如愿以償考入浙江大學工業控制研究所，師從著名的過程自動化專家周春暉教授，攻讀博士學位。他在導師的指導下開展復雜工業生產過程中離散事件問題的研究。由于表現優異，他于1996年1月提前畢業，獲工業自動化學科工學博士學位，博士論文被評為優秀博士學位論文，并獲得浙江大學優秀畢業研究生稱號。他的研究成果被《自動化學報》、《控制理論與應用》等刊物刊載，并在IEEE SMC和IEE ICIT國際會議上宣讀。
博士畢業后回到桂電的古天龍在工作上如魚得水。然而，他并沒有滿足。中國的科學技術要發展，要立足于民族之林，需要及時地吸收和接納西方先進的研究方法和成果。他默默地作著準備。此時，他已任職于桂林電子工業學院計算機系，主要從事離散事件動態系統理論及其應用的研究。由于工作業績突出， 他于1994年破格晉升為副教授，4年后又破格晉升為教授。1998年，一個偶然的機會，他參加一個學院的代表團去訪問澳大利亞，訪問期間同澳方教授交談時，對方對他的研究非常感興趣。他很快便獲得了赴澳大利亞CURTIN理工大學、MURDOCH大學做博士后研究的機會，在國外一待就是四年多。關于這次經歷，他回憶道：“我已經作了準備，包括實踐的準備和心理的準備，自然就抓住了機會。在國外的四年，使我的知識結構和學術能力相對較完善了……”
對于當初的回國，古天龍歸結于自己的桂電情結。他至今無法忘懷他讀博士及出國期間，桂電領導所給予的支持。“那種真情，對人才的那種渴望的程度打動了我。我博士畢業以及每次從國外回家探親，院領導都到機場接我。我在國外時，也經常保持聯系。這些都打動了我！” 更重要的是，當時桂電計算機系需要學術帶頭人。于是，他從大局出發將自己的研究方向轉到計算機領域。放棄了國外的優厚待遇，他一回到桂林電子工業學院就挑起了重擔，一刻不停地投入到新領域的研究中去。經過一番艱苦的努力，取得了一批國內外有重大影響的學術成績。他主持了國家863計劃項目、國家自然科學基金、國防預研重點項目、國防預研基金、中澳國際合作項目、教育部留學回國人員基金等共計30余項，在國內首先出版了學術著作《有序二叉決策圖及應用》、《軟件開發的形式化方法》和《網絡協議的形式化分析與設計》等共3部；在國內外重要學術刊物發表學術論文130余篇，其中SCI、EI收錄63篇。由于卓著的科學研究成績，他先后入選新世紀百千萬人才工程國家級人選、“廣西十百千人才工程”第一層次人選，獲享受國務院政府特殊津貼專家、廣西優秀專家、廣西優秀留學回國人員、廣西高校杰出科技人才、電子工業部優秀科技青年等榮譽。
精益求精奉獻精品教學
說過：“教育者，養成人格之事業也。”古天龍追求的就是這樣的精品教學，并精益求精地為之奉獻。
古天龍認為，當今時代，教師不再是簡單的傳道、授業、解惑之人，在培養學生解決實際問題的能力、動手能力的時候，更要注意其健全心智的鍛造。“授人以魚，不如授人以漁。”知識的傳授永遠是有限的，但是如果啟發了受教育者的知識源頭，就會有汩汩流之不竭的知識清泉。古天龍深諳此理。他總是說，在知識爆炸的時代，不說是給學生一碗水，即便給他們一桶水也難以為繼，必須教會他們學會自己找泉挖泉。正是懷著這樣的信念，古天龍在課堂上大量采用啟發式、討論式、參與式和研究性學習等教學方法，有效地調動學生的學習積極性，促進學生積極思考，激發學生的潛能，引導他們主動自學。他力求做到精講多練，讓學生開展形式多樣的創新實踐活動，培養學生創新思維，打下科研基礎，打造好“漁”的本領。
古天龍忠誠于他所摯愛的三尺講臺，近些年先后開設本科生、研究生課程8門，指導培養碩士研究生38人、博士研究生12人。在擔任繁重的本科生、研究生教學任務的同時，堅持在離散數學教學內容更新和教學方法改革、大眾化高等教育下教學型高校適用型人才培養、一般工科院校計算機學科形式化方法教育、地方工科院校工程應用型創新人才培養模式等方面開展研究與改革實踐。他承擔了教育部質量工程項目、全國教育科學研究“十一五”規劃課題、廣西高等教育教學改革工程“十一五”重點項目等12項，在公開刊物上發表教育教學研究論文18篇，出版教材《離散數學》、《軟件工程》和《計算機科學與技術方法論》等共3部。
他遵循需求牽引、工程應用、務實求是、創新實踐的培養理念，建立了雙閉環、自適應的工程應用型人才培養體系，構筑了“相互支撐?有機銜接?梯度發展”的應用能力發展平臺。兼任教育部高等學校軟件工程教學指導委員會委員，積極倡導并推進工科院校計算機學科的形式化方法教育的教學改革與實踐，形式化方法知識體系被教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導委員會納入計算機科學與技術專業核心課程實施方案計劃。所編寫的相關方面教材《計算機科學與技術方法論》和《離散數學》分別獲廣西優秀教材一等獎。所承擔項目一般工科院校計算機學科形式化方法教育的探索與實踐和計算機科學與技術方法論的建立及實踐分別獲廣西優秀教學成果一等獎。
科研與教學，如鳥之雙翼、車之兩輪，兩者缺一不可。古天龍常說，教師的天職就是培養人才，教學與科研是一名教師的雙重任務。教學內容的更新、教學水平的提升、學科知識的擴展需要科學研究來驅動，所以，教師一定要從事科學研究。從基礎研究、應用基礎研究中，跟蹤學科發展動態、更新學科前沿知識、夯實理論知識；從工程研究、應用研究中把握行業動態、企業需求。但是也不能惟科研，高等學校教師的科研如果不能進入到課堂、不能融合到實驗、不能結合到教學、不能促進人才培養，那是不完美的、不健全的。
“給學生一碗水，教師要有一桶水。”古天龍清楚，要培養出精品學生，自己在學術和科研方面也必須不斷提升。他的精品科研為他的精品教學實施打下了堅實的基礎。古天龍結合科研實踐，精心選擇教學內容，大膽改革傳統的教學方法，大量使用多媒體技術，激發了學生的學習興趣，有效提高了教學質量。他主講的計算機科學與技術專業本科生核心基礎課程《離散數學》，2006年被評為廣西精品課程，2010年被評為國家級精品課程。《離散數學》精品課程網站及其CAI課件得到同學們的廣泛使用和普遍好評，榮獲2007年廣西教育教學軟件大賽一等獎，2008年全國多媒體課件大賽一等獎。為此，他也先后獲得全國模范教師、廣西教學名師、電子工業系統優秀教師等榮譽稱號。
傾心育人打造精品團隊
一花獨放不是春。古天龍深知這一簡單的道理：要想進一步提升學校的整體教學和科研水平，就必須打造一支結構合理、團結協作、充滿活力的教學和科研精品團隊。
