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機電一體化弊端實用13篇

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篇1

1發展現狀

自從改革開放以來,我國機電技術方面也取得了許多的成就,尤其是在知識理念和技術方面更是取得了令人舉世矚目的成就。并且目前我國許多行業方面也已經開始漸漸地引入并且應用機電一體化技術,而機電一體化技術的應用大大的促進了這些行業的經濟發展。但是,與發達國家相比較,我國的機電一體化技術仍然比較低,在機電一體化技術中始終存在著諸多傳統機械技術的弊端

2機電一體化的創新方向

(1)機電一體化產品將實現造型和功能的創新。隨著我國科學技術的不斷發展和進步,我國的機電一體化將在在造型和功能方面實現更好的創新,這樣可以更好的滿足人們對于機電一體化產品的需求。例如,在產品的造型方面,機電一體化技術的應用將會大大的增加產品造型的美觀程度,滿足人們對于產品造型的需求。另外,在功能方面也會得到全面的創新,機電一體化產品的功能將會越來越多樣化,以滿足用戶不同時期的不同需求,實現產品功能的全面化和多樣化。(2)將會采用更加適宜且綠色、輕便和性價比高的材料。除了在造型和功能方面具有一定的創新,在原材料的選擇方面,機電一體化也會有巨大的突破。例如,隨著科學技術的迅猛發展,機電一體化產品將會漸漸的采用更加適宜并且綠色、輕便以及性價比比較高的原材料。在原材料選擇完畢以后,還會根據所選擇原材料的特性來對所有的產品進行不斷的優化和選擇,這樣可以更好的確保所有機電一體化產品的質量。最后,還會將更加新型的材料應用到機電一體化中,如一些智能材料、納米材料以及高分子材料,這些創新高并且功用高的材料都會被廣泛的應用到機電一體化生產過程中。(3)機電一體化將實現控制的便捷性、自動化和高效化。眾所周知的是,傳統的機械設備操作比較復雜,在工作過程中需要人手工進行操作,然后手工操作的危險性比較高。而機電一體化可以更好的改變傳統機械的弊端,更好的實現控制過程中的便捷性、自動化以及高效化。

3機電一體化的發展趨勢

(1)綠色化。機電一體化的出現以及廣泛利用可以更好的保護環境,實現環境的綠色化。在利用機電一體化的過程中,充分的考慮了保護環境的這一要求,并且在其中引入了保護環境這一理念,進而使得我們在利用機電一體化產品的時候不會對自然環境造成污染,并且也可以更好的進行回收利用。(2)智能化。在科學技術不斷發展的情況下,機電一體化將會漸漸地實現智能化。與普通的產品相比較,智能化產品具有一系列的優點。例如,智能化的機電一體化產品能夠更好的進行觀察和推理判斷,并且能夠根據具體的情況及時的采取一些相對應的解決對策。另外,機電一體化實現智能化還可以大大的為人們節省時間。(3)網絡化。在當代這樣一個網絡時代,機電一體化實現網絡化已經成為了一種必然趨勢。在機電一體化中應用網絡技術,可以使得機電一體化技術水平得到大幅度的提高,同時也可以使得機電一體化利用遠程控制技術和監視技術對整個生產過程中更好的監督和了解。(4)微型化發展。隨著經濟和科技的快速發展,微型化技術也會被廣泛的應用到各個行業中,而機電一體化作為現代新型的技術,也會漸漸地引入并且應用微型化技術。微型化技術在機電一體化中的應用可以使得所有產品實現微型化,加快整個生產過程的移動以及運輸,這樣不僅僅減輕了工作人員的負擔,同時也大大提高了工作效率。最后,微型機電一體化擁有體積小和耗能少等優勢,能夠廣泛運用到微型化需求較高的軍事和醫療等領域中。

4提高機電一體化水平的辦法

(1)應當加強技術的研究和創新。為了更好的實現機電一體化,我們應該加強技術的研究和創新。而在研究的過程中應該積極的引進并且應用國外先進的技術手段,或者也可以聘請專家來參加這一研究。另外,在研究過程中還應該不斷的引入其他學科和專業的理論知識,將所有先進技術手段進行統一和整合。(2)應當重視機電人才的培養。在培養機電人才的過程中,應該不斷地加大對于所有技術人員的培訓力度,在培訓過程中邀請專家對他們進行培訓,在培訓過程中將理論知識和實踐能力作為培訓的重點,在培訓結束以后,還應該進行考核。另外,還應該積極的引進其他地方或者企業的優秀人才,并且對這些人才進行重點培養。

5結語

總而言之,機電一體化的出現和應用不僅僅大大方便了人們的日常生活,同時也加快了工業的生產和發展。但是在發展過程中我們應該積極的發展機電一體化發展過程中存在的問題,然后盡快采取相對應的解決對策。

參考文獻:

篇2

隨著社會不斷發展,科學技術廣泛運用到各個領域,機電一體化這個名詞不僅僅是理論,更被人們熟練運用到企業發展上。按照系統科學的觀點,機電一體化又可稱為機電一體化系統,它是集機械元件和電子元件為一體的復合系統。隨著機電一體化的迅速發展,它主要結合了光學、電子學、計算機技術、機械技術等領域知識,使整個機電一體化系統變得柔性化、智能化。更加合理、高效,它大幅度地推動了整個工業的生產。對社會的不斷進步具有深遠的意義。

一、機電一體化技術主要運用領域

(一)在數控機床中的應用。傳統數控機床及數控技術結構比較簡單,性能低,操作復雜笨拙,控制精度較差。然而經過40多年的發展,機電一體化的投入,除了解決了上述傳統數控技術的弊端更增添了其他的。先進的數控技術以信息為主導,其開發性設計即硬件體系結構和功能模塊具有標準性、兼容性、層次性,最大限度提高了其可操作性,大大提高了經濟效益。現代的數控技術充分結合現代科學技術,能實現多過程、多通道控制即一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。

(二)在計算機集成制造系統(CIMS)中的應用。機電一體化以其發展快適用范圍廣的特點深受各行各業的歡迎。機電一體化技術打破原有部門之間的界限,使各分散系統最優的結合,充分做好“物流”和“信息流”之間的關系,將生產線各個環節有機的結合,大大提高各種生產要素之間的連接作用,從而生產能力得到了很大的提高,使得各種生產要素充分發揮提高企業經濟效益。

(三)在現代機械制造中的應用。傳統的機械制造主要依賴于企業規模、生產批量、產品結構和重復性來獲得競爭優勢的,它著重考慮的是資源的有效利用,用低成本換取高效率,以機器代替人力,靠復雜的專業加工取代人的技能來獲取的。然而,先進的機械制造業是以信息為主導,采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織管理形式的全新的機械制造業,其特征是全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環保協調的綠色制造。現代制造業集成了現代科學技術的發展,充分利用電子計算機技術,使制造技術提高到新的高度。

二、機電一體化技術的發展趨勢

(一)智能化。機電一體化與傳統機械的主要區別在于技術是否智能化,即使機電一體化產品具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。如傳統的數控機床像個被動執行者,它只能按照事前規定好的程序去嚴格執行操作,而現代的只能數控機床,它被結合了人的思想與感知,它可以主動地對自己的環境和加工條件進行感知及分析,從而采取相應的措施。利用這種智能化產品,從而能夠大大減少人的腦力勞動。為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。

(二)系統化。機電一體化可以看成為系統結構,它主要采用開放式和模式化的總線結構。這種系統結構的組態比較靈活,在任何情況下都可以剪裁和組合,從而達到各個子系統之間的協調控制和統一管理。其次,通過機電一體化的系統化結構信息的傳遞功能極強,它可以使遠程網絡更穩定。然而,隨著科技的不斷發展,相信機電一體化產品還會更加完善,人類會賦予它更人性的發展,從而想著生物系統化飛躍。

(三)模塊化。機電一體化的正向著模塊化發展。眾所周知機電一體化產品種類和生產廠家繁多,故研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而十分重要的工作。若能制作出一系列的標準件,則對后續的產品開發大大縮短了時間。由于產品的標準化和系列化,使得生產規模大大提高,非常有利于企業的發展。

(四)網絡化。網絡技術的興起和飛速發展對全球都是一次巨大的變革,它帶給人類一次巨大的飛躍,然而對機電一體化也具有重要的作用。網絡在人類的生活中越來越普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。因此,機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。

(五)人性化。各類產品的生產都是為了方便于人類,故機電一體化向人性化是個必然的趨勢。機電一體化產品要求除了能夠達到人類最基本的使用需求外還需要考慮它的外觀結構包括形狀及顏色等從而使產品更接近生活,讓人們在使用過程中更自然,更便捷。

(六)微型化。機電一體化的新目標是向著微型化轉化。機電一體化的微型化又稱為微型機電一體化系統,國外對其幾何尺寸定義為一般不超過1cm3,并正向微米、納米級方向發展。微型機電一體化系統主要特點為具有體積小、耗能小、運動靈活等,由于微型化的特點,其可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作,故非常受生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域的歡迎。

(七)綠色化。人類生活的巨大改變離不開工業的發展,然而在我們個人感覺到物質豐富、生活舒適的同時資源卻在大批量減少、生態環境變得極具惡化,所以急需大量開發綠色產品。機電一體化產品的綠色化最根本目標為盡最大限度地減少對生態環境的破壞。故這就要求產品從設計、制造、使用和銷毀的整個生命周期中,達到符合環境保護和人類健康的要求,并使得資源的利用率提高。其產品的特點為低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。

三、結束語

隨著機電一體化技術的發展,大量的產品與裝置都在向著機電一體化發展,在優化整體的同時,提高了產品質量和生產效率,大大縮短開發新產品的生產準備周期,有利于加速科技成果向商品轉化,有利推動傳統產業發生深刻變革;同時,隨著新產品的研發及高精密等設備的發展,要求新一代機電一體化技術、產品及系統朝著高性能、智能化、系統化以及輕量化、微型化方向發展,從而為國家帶來更大的經濟效益與社會效益。

參考文獻:

篇3

0 引言

現階段,我國工業領域取得了很大的進步和發展,各種新型的工業生產技術也相繼運用而生,尤其是機電一體化數控技術的出現,不僅完善了傳統人工生產的弊端,節約了人工投入成本,也簡化了機械設備的運行操作流程,使其在使用過程中,更為方便、更為靈活。同時,通過機電一體化數控技術的應用,煤礦機械也實現了信息化、科技化的使用功能,使其運行效率和運行效果都能獲得良好的提升,為煤礦機械企業的長期發展奠定了有利的基礎。

1 機電一體化數控技術在煤礦機械綜合運行過程中的具體應用

據相關調查研究發現,我國煤礦企業在進行煤炭開采過程中,通常都會運用大型的電牽引采煤機設備來進行開采工作,而這些大型采煤設備在使用時,往往會增加很大的運行功率。所以,在牽引性能方面還是要遵循傳統液壓牽引技術原則,并在大傾角煤層采挖工作中大力引入機電一體化數控技術。這樣才能從根本上完善電牽引采煤機械設備的工作性能,使其作業難度得到較大的緩解,減輕開采人員的工作任務,進而使機械設備在實際操作運行中,更為安全、更為靈活。另外,通過運用機電一體化數控技術,也幫助技術人員對機械設備的維護和保養提供了便利的處理途徑,由此可見,機電一體化數控技術在煤礦機械中的運用,有著至關重要的作用,其不僅滿足了當下煤礦企業的發展需求,也為煤礦機械的廣泛運用指引了正確的發展方向。

2 機電一體化數控技術在機械設備提升與運輸中的具體應用

在煤礦作業開采過程中,最重要的作業環節就是提升與運輸,通過運用機電一體化數控技術,不但有效提高了相關機械設備的運行效率,還可以使礦井提升及帶式輸送機設備得到全面的改進和升級,使之成為信息化、科學化的煤礦機械,從而實現全自動運行與控制目標。由此可見,對煤礦機械設備結構進行整體優化,對煤礦事業的穩定性發展有著很實際的意義,因為,在現階段的煤礦采掘運輸過程中,最關鍵的機械設備就是帶式輸送機,其具備良好的使用性能、先進的自動化系統及較強的傳輸運送量,因此,機電一體化數控技術在機械設備提升與運輸中的應用是當前各煤礦企業勢在必行的發展手段。

3 機電一體化數控技術在機械設備安全生產運行中的具體應用

一般情況下,煤礦機械設備在運行過程中都會存在很大的技術風險,所以,在實際作業現場,相關工作人員都要利用高科技的技術手段,對每一作業環節中機械設備的運行情況,進行實時的監測,這樣才能使其相關運行參數達到一定的科學性和準確性,以免發生故障問題,影響設備的正常使用。因此,將煤礦機械設備與機電一體化數控技術有效融合,可充分運用系統的監測、收集分析及診斷等功能,對煤礦開采作業中存在的一切安全風險進行實時的跟蹤和管控。然而,在運用自動化監測系統時,一定要注意其監測質量,使工作人員在任何作業環境中都能靈活的運用。因為自動檢測系統主要是利用機電一體化數控技術,使其與系統主機內的數據庫相連接,所以,只要通過計算機技術和數據通信技術,就可將煤礦機械設備設定成同步運行模式,并選用專業的數據通信接口,對煤礦開采的全過程進行實時的監測和了解,一旦發現煤礦機械設備或地質條件存在安全隱患,系統就會自動發出報警提示,以便于相關技術人員通過專業控制軟件就可對系統自動采集的信息資料進行有效的分析和評估,從而實現煤礦機械的一體化操作功能。

4 機電一體化數控技術在煤礦機械掘進過程中的具體應用

目前,在煤礦機械設備掘進過程中,最為關鍵的技術手段就是機電一體化數控技術的應用。而大多數煤礦企業在進行掘進工作時,都會涉及到多種先進的掘金設備,如:隔爆型壓扣控制按鈕、木質安全型操作箱、隔爆兼木質安全型開關箱、隔爆照明燈、隔爆型掘進機、三相異步動機及GJC4低濃度甲烷傳感器等設備,因此,這些設備通過與機電一體化數控技術的有效融合,不盡完善了設備的所有使用性能,使其維護和管理工作得到有效的提升,而且也極大地減輕了作業人員的開采負擔,降低了開采工作的難度,使其在工作時更為便捷、更為輕快。然而,盡管機電一體化數控技術在煤礦機械中的運用取得了顯著的成績,但是仍存在很多缺陷和不足。如最為突出的問題就是,大多數機電一體化 數控系統的應用模式都十分單一,因此,為了更好的保證機械設備的安全運行,使其滿足當下采礦技術的多元化發展需求,技術人員就要對現有的機電一體化數控技術進行完善和改進,使之成為具有人機交互功能的現代化采礦作業機械設備,另外,相關企業還要大力引進國外的開采技術,增大資金投入力度,不斷的使用新的控制技術和生產工藝,使一體化數控技術在地質勘察以及礦物選擇方面也能很好的發揮優勢,最大化提高煤礦開采作業的工作效率。此外,相關技術人員還要注重機電一體化數控技術研究,提高整體作業人員的操作技術水平和作業素質,并定期開展開采技術培訓活動,完善機電一體化數控技術在煤礦機械設備運行中的操作流程,使該技術在我國煤礦開采作業方面得到長期、穩定的發展。

5 結束語

綜上所述,機電一體化技術是新時期的一種科技產物,目前,在

我國煤礦開采作業方面得到廣泛的推廣和使用,并取得了十分顯著的成績,隨著近年來人們對礦物質需求的不斷增加,機電一體化數控技術在煤礦機械設備使用過程中的應用也在不斷成熟和完善,不僅創新出新的開采工藝和開采技術,也在一定程度上增大了煤礦企業的資金投入力度,大力引進先進的開采設備,為實現煤礦開采的智能化、信息化發展目標創造了良好的條件。

參考文獻:

篇4

1機電一體化相關問題概述

機電一體化是科技不斷發展的產物,也是未來工程器械行業發展的必然趨勢,機電一體化體系是將機械運行與電子技術結合在一起,其可以實現機械運行的自動化,提高了機械運行的效率,也節約了工程的人力成本,給企業帶來了一定的經濟效益。

現代機械制造業發展離不開機電一體化,可以說,機電一體化水平直接決定著機械制造業的發展前景。現階段我國大部分企業工程機械都逐漸進入到了自動化運行階段,其施工制造效率大為提高。作為目前最為先進的技術,機電一體化技術是我國科技發展最為典型的代表。機電一體化,大多數的人也將其稱之為機械電子學,該技術的應用可以提高機械運行的效率以及質量,其研發的意義十分巨大。機電一體化技術并不是簡單的一項的技術,其涵蓋了多項技術,涉及的專業非常廣,也正是因為如此,機電一體化技術具有一定的復雜性,同時也能夠反映出其先進性。機電一體化主要是將電子與機械有機融合,進而提高機械的運行效率。

機電一體化技術涵蓋了多方面的內容,其中比較重要的有三方面,一是機械;二是電子技術;三是計算機。機電一體化可以說是現代計算機技術發展的產物,其應用推動了工程機械向著現代化的方向發展,其是以機械設備自身所帶有的功能為基礎,融合現代高新科技技術,能夠滿足不同類型的工程機械企業的需求。機電一體化因其復雜性,因此在運行時需要依據規范,確保每個應用環節毫無差錯。

2機電一體化在工程機械中的應用優勢

工程機械應用機電一體化技術,不僅避免了傳統的技術所帶來的弊端,而且來保證了機械運行的質量,對提高企業經濟效益有著重大的作用。機電一體化繼承了傳統技術的優勢,保留機械自身所帶有的所有的功能,并且對這些功能進行了改進,融合了先進的計算機技術,以此使得整個工程機械行業進行到了繁榮階段。其具體的應用優勢如下:

首先,監控機械設備的運行情況,機電一體化技術中有一項電子監控系統技術,該技術能夠實現對機械設備的實時監控,當機械設備運行期間發生任何的異常情況時,電子監控系統能夠及時的發出預警,并且針對故障情況自行展開診斷,這對降低故障損失有著積極的意義。維修人員接到報警之后,可以立刻展開維修,因為電子監控系統已經做出了相應的診斷,因此只要維修人員直接維修即可,非常節省時間,能夠使工程機械在最短的時間內恢復正常。

其次,節能技術。節能部分不僅是使用節能設備,而在設備安裝中的節能技術同樣重要。簡單的說使用節能設備的情況下,線路的安排、器材的使用同樣會影響到節能的效果。以電器安裝為例,線路的鋪設、變電箱的安排都可以進行節電設置,而且線路多余部分越多浪費的電量越大,所以電路的優化設置就是機電安裝的節能技術之一。

再次,溫控技術。溫控技術一般來說只在空調系統中進行使用,通過一定的感應器設置,提高中央空調的智能性,在低于或者高于限定溫度時才開始工作,這樣就可以充分的提高中央空調的節能能力,減輕設備的能源消耗,優化設備性能,延長使用壽命。

3機電一體化技術的發展趨勢

3.1智能化趨勢

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。智能化是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、計算機科學、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。

3.2微型化趨勢

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域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.3 數字化趨勢

隨著計算機技術的發展,網絡數字技術得以廣泛應用,其在工程機械方面同樣可以使用。也就是說,數字化發展,也是機電一體化的發展趨勢之一,在這樣的導向下,未來的機電一體化可以動態化的實現平臺操作,各個環節實現資源共享,這將成為促進生產效率進一步提高的重要舉措。

3.4 環保化趨勢

機電一體化未來發展同樣需要將環境保護考慮進去,這是建設環境友好型社會的重要內容,也是企業責任的具體表現。對于機械行業來講,如何保證在機電一體化技術應用的同時,避免產生生態污染,增強其循環利用效率,是很值得我們去不斷探析的問題,這也是決定機電一體化實現可持續發展的關鍵性問題。

3.5 整體化趨勢

現階段機電一體化技術運用與工程機械領域,還不是很充分,僅僅在部分環節有著比較廣泛的應用,要想真正實現機電一體化在工程機械方面的效能,還需要從多個角度去開展研究和探索,構建工程機械體系,使得工程操作質量和效益得以提高。由此,整體化發展,也將是機電一體化技術在工程機械領域方面的發展趨勢之一。

3.6網絡化趨勢

網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了翻天覆地的變化。機電一體化新產品一經研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術迅速發展起來,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統,使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。這也使機電一體化技術朝著網絡化方向發展成為必然趨勢。

結束語

綜上所述,可知現階段我國的工程機械企業越來越多,其競爭已經進入到白熱化階段,如果哪一個企業依然使用傳統的技術,只會被工程機械市場淘汰,因此必須全面改革,打破傳統,保留原有技術優勢的同時,不斷地創新,只有如此,企業才能獲得長久發展。機電一體化技術的應用完全是市場競爭以及工程機械行業自身發展需求的結果,另外因其優勢突出,運行穩定,節約環保,因此受到了眾多企業的歡迎,依據現實情況,我國的機電一體化技術發展前景更好。

參考文獻

[1]李軍.機電一體化的發展及趨勢[J].科技信息(科學教研),2007(15).

[2]徐國山.機電一體化的發展趨勢[J].黑龍江科技信息,2007(18).

篇5

1.1提高監控水平

在一體化系統中,電子監控屬于其重要內容之一,不僅可對機械設備運行情況進行多角度監督,還具有報警裝置;如設備在運行中出現故障,監控系統將在最快的時間響起警報,并精準判斷故障之處,將針對性的維修措施傳達給相關部門,便于維修人員盡快制定修復方案,在較短的時間內使系統故障得以解決,安全隱患得到有效消除。

1.2提高機械生產效率

與以往傳統機械設備相比,一體化系統的應用可節約更多的能源,電控系統可提高設備運行中能源利用效率。在設備生產過程中,充分發揮電子控制技術的作用和優勢,根據實際需求調節能源供給量,使機械生產效率得到顯著提升,還有助于節約更多的能源。

1.3提高機械作業精度

將電子控制系統應用到機械設備中,不僅可提高機械設備的精準度,還可實現設備自動化運行。在以往的機械生產中,主要以人力操縱完成生產工作,精度難以得到有效提升,而機電一體化系統的應用則可克服這一弊端,使機械作業整體精度得到顯著提升。

2機電一體化系統在農業機械工程中的應用

機電一體化系統作為一種新型技術,由多種技術有機集成而成,可為機械工程發展提供設備支持;通過特定軟件發揮該系統的作用和價值,在農業機械工程中得到廣泛應用。

2.1監控技術應用

在農業生產過程中,操作者應經常對農機各項數據進行查看,根據參數情況進行設備調整,為機械正常運行提供保障。為了便于操作者實時查看數據,傳感器、儀表等機電監控技術被陸續應用到農機工程之中。通過使用傳感器,可精準獲取設備當前的運行狀態,并在儀表中將各項數值顯示出來;操作者可將儀表顯示信息與正常情況下數據信息進行對比,以此來判斷農機設備是否處于正常工作狀態。此外,操作者還可根據畫面來操作設備,根據實際需求靈活調整農機設備,使農業生產效率得到顯著提升。

2.2CAD技術應用

CAD技術是計算機輔助設計技術的簡稱,屬于計算機圖形、數據庫、網絡通信等多種知識相結合的綜合技術。與其他設計工作相比,農業機械的設計較為復雜,內部結構較為繁瑣,需要進行大量的計算和測試。如單純依靠傳統手工計算方式,設計效率較低,難以充分滿足當前農業對現代機械的需求。CAD技術則可充分利用網絡構圖,通過三維圖形系統構建數學模型,在網絡與豐富數據的支持下,不僅可使農機設備的設計效率得到顯著提升,還可為設計者的技術創新提供更有效的支持。

2.3電子信息技術應用

現階段,農業機械逐漸朝著現代化、智能化的方向轉型,與電子信息技術之間的融合日漸緊密,與高效農業、節能農業、集約農業的發展趨勢相符合。通過使用電子信息技術,對于設計者來說,可為其提供大量的關于農機設備的資料信息;對于操作者來說,可遠程查看設備、操作設備,使生產運行更加精準;對于制造者來說,可通過自動流水線使生產效率得到顯著提升。

2.4GPS系統應用

該系統主要采用GPS差分技術、超聲波、傳感器等,借助計算機軟件為農機虛擬儀表提供生產活動所需的三維模型、三維坐標等。對于大型農業生產場來說,在大部分農機的集群運行過程中,通過廣泛應用該系統,充分發揮其精度較高的性能優勢,及時準確提供作業現場、機器、設備的實時坐標,從而為生產管理者現場調度、策劃等提供諸多便利。

3機電一體化系統未來的應用前景

從上述研究可知,機械工程發展離不開機電一體化系統的應用,在未來機電一體化系統擁有十分廣闊的發展前景。

3.1高智能化

在科技時代背景下,各行各業的智能化水平逐漸提升,這已經成為時展潮流之一。機電一體化也應朝著高智能化的方向發展,使機械工程獲得更加穩健的發展。同時,高智能化也是機電一體化系統發展的根基,在未來的發展中應將更多智能化技術引入其中,帶動機械工程發展。此外,隨著人工智能的發展,機械設備可自動進行故障識別和排除,工作參數得以優化,甚至可在無人值守的情況下自動運行,這也是機電系統未來發展的主要趨勢。

3.2綠色環保

工業化的發展雖然使人們生活質量得以提升,但其帶來的環境問題卻日益嚴峻。目前,我國大力提倡節能環保,機電一體化的發展也應積極響應國家號召,走綠色環保道路;在滿足機械工程生產需求的同時,在產品使用、生產運行中加入更多的環保元素,提高能源利用效率,推動機械工程朝著綠色節能的方向發展。

3.3光機電一體化

目前,機電一體化作為先進科技逐漸得到普及,在未來的發展中,光機電一體化將成為新的發展潮流。借助光學技術的力量,將其與機電一體化技術相結合,可使系統中傳感器的作用發揮到最大,信息處理、動力系統等功能也得到進一步完善,顯著提升農機工作效率和精度。

3.4輕量型

篇6

隨著我國經濟的快速發展,愈加復雜化的市場經濟使得各個行業的競爭越來越激烈,為了能夠在市場中有一個立足之地,所有的企業都在進行轉型和改善。隨著近些年的發展,我國的機電一體化系統已經逐漸的趨于完善,但是在實際的操作過程中還存在著一定的弊端,最明顯也是最重要的問題就是在實際操作的過程中不論是農業還是工業,都存在著一定的不確定性、多層次性以及非線性等特征,使得機電一體化系統在應用的過程中出現了一些不便。為了能夠解決這個問題,智能控制應運而生,智能控制的出現不但有效的解決了這個問題,同時促使我國機電一體化行業的快速發展,使其能夠更加從容的面對各種操作,提高了機電一體化系統的操作效率。

1 什么是智能控制

所謂的智能控制指的就是在沒有人為的干預下能夠自主驅動智能機器,從而有效完成對目標進行自動控制的技術,換句話來說就是用計算機對人類的大腦進行模擬,從而完場智能控制。智能控制在當今的社會是一種非常重要的技術,應用范圍非常廣泛,有著不可或缺的作用。在機電一體化系統中,有很多復雜多樣的控制任務和控制目的,這些控制任務和控制目的以傳統的控制手段來完成是非常復雜和不方便的,而智能控制的出現正好可以解決這一問題,使得機電一體化系統的實際操作更加的簡單方便,同時還能更好的完成控制任務。對于智能控制來說,傳統控制只是其中最為簡單的一個部分,真正的智能控制是由多個學科相互交叉而成,而在眾多的學科中最為主要的就是自動控制論、信息論、人工智能以及運籌學等學科。與傳統控制相比較而言,智能控制有著一些非常明顯的優點和特征,其中最為主要的特征主要有七個方面,分別是智能控制的核心在高層控制、智能控制具有變結構特點、智能控制器具有非線性特性、智能控制器具有總體自尋優特征、智能控制一個新興的技術、屬于一門邊緣交叉學科以及其能夠滿足更多的要求和目標。智能控制主要分為了六種類型,分別是:混合或者集成控制、專家控制系統、分級遞階控制系統、學習控制系統、人工神經網絡控制系統、組合智能控制系統以及金華計算與遺傳算法。

2 什么是機電一體化系統

所謂的機電一體化系統又被稱之為機械電子學,指的就是講信息技術、機械技術、電工電子技術、借口技術、傳感器技術、微電子技術等多種技術進行有機的結合,從而形成了所謂的機電一體化系統,同時將這種系統運用到實際的生活當中。機電一體化系統在組成的過程中需要幾點組成要素,主要包括了運動組成要素、結構組成要素、智能組成要素以及感知組成要素。

3 智能控制在機電一體化系統中的應用分析

隨著科技的快速發展,機電一體化逐漸從傳統方式向著智能控制轉型和發展,使得機電一體化系統邁向了新的領域。同時隨著機電一體化系統面對的任務和目標來說,智能控制也必然是其主要的發展方向,在機電一體化系統中,智能控制的水平直接決定整個系統的水平,智能控制水平越優越,那么機電一體化的整體水平也就也高,反之亦然。

3.1 智能控制在機械制造過程中的應用分析

在機電一體化系統中機械制造只非常重要的一個部分,而對于目前的機械制造技術來說,最為先進的技術就是將計算機輔助技術與智能控制進行有效的結合,使得機械制造技術逐漸的智能化。機械制造技術的智能化其主要目的就是利用計算機技術對人腦進行模擬,以其來代替一部分的腦力勞動,從而完成整個人類制造機械的過程。在智能化的機械制造的過程中,首先是由智能控制技術對神經網絡系統進行利用,通過它對機械制造的實時情況進行動態模擬,然后再利用傳感器的融合技術對采集而來的信息進行處理,同時對控制模式中的一些參數和數據進行修改。在機械制造的領域中智能控制的主要應用有機械制造系統的智能監控和檢測、智能診斷機械故障、智能學習以及智能傳感器。

3.2 智能控制在數控中的應用

隨著科技的快速發展和我國市場化經濟的不斷變更,對于機電一體化系統的發展來說數控技術有著至關重要的作用,因此對于數控技術的要求也就越來越高,在實際操作的過程中,數控技術不但要有效的完成各種智能功能,同時還需要數控技術完成擴展、延伸以及模擬等一些全新的智能功能,從而可以通過利用數控技術來完成智能監控、智能編程以及對智能數據庫的建立等一些目標,從而使得機電一體化系統在實際的操作過程中可以通過智能控制來完成一些目標,比如在對數控領域中一些算法不確定或者是沒有明確結構的問題進行綜合處理的過程中,可以通過利用推理規則對數控維修提供一定的數據和參考。

3.3 智能控制在機器人中的應用

機器人具有非常多的特性,其中最主要的就是非線性、時變性以及強耦合,而這些特征主要都是體現在機器人的動力系統之中。同時在機器人的控制參數系統當中,機器人具有多邊變性以及多任務性的特征,而這些特征的存在是非常適合智能控制技術的應用。就目前的技術和發展來說,在機器人的實際操作過程中智能控制技術主要變現在四個方面,分別是對機器人的行走軌跡和行走路徑以及跟蹤等方面進行控制;對機器人手臂的姿態以及動作進行智能控制;有效利用專家控制系統對機器人的運動環境進行建模、監測、定位以及規劃控制;對機器人的傳感器信息融合和視覺處理進行智能控制。

3.4 智能控制在建筑工程中的應用

智能控制在建筑中的應用主要有兩個方面,一方面是照明通信系統,另外的一個方面是空調系統。隨著人們的生活水平不斷的提高以及科學技術的不斷進步,人們對于生活的質量要求也是越來越高,因此智能建筑成為了主流。智能建筑主要是通過智能控制對建筑進行智能化控制,而在眾多的智能控制中最為常見也是最為實用的就是這兩種。首先是照明通信系統,通信系統指的就是小區內部的互聯網通訊,主要是通過小區內的控制器對每個用戶的通訊線路進行控制和檢測,一旦發生故障,能夠對線路進行快速的檢修并且進行維護,使得通訊系統在使用的過程中更加的便捷和安全。照明系統指的就是對建筑群的照明進行實時控制,在控制的過程中主要是對照明區域、照明時間、照明邏輯以及照明系統節能燈方面進行控制;另外一個方面就是對空調系統進行控制,在對空調進行智能控制的過程中,主要是通過比例積分調節器閉環的方式來模擬四季溫度,同時對空調的風閥進行智能調節,不但有效提高了建筑內部的空氣質量,同時還能盡可能的減少能量浪費。

4 總結

隨著科技和市場化經濟的快速發展,機電一體化系統為了能夠適應更過的工作環境和任務要求,需要進行不斷的完善和轉型,智能控制的出現使得機電一體化系統能夠更好的面對各種各樣的操作難題,不但能夠有效解決問題,還可以減少工作人員的腦力和體力勞動,更加重要的是促進了機電一體化系統的快速發展,使其有了質的飛越,使其能夠更加長遠的發展。

參考文獻:

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篇7

1.《機電一體化系統設計》課程特點

《機電一體化系統設計》課程作為機械技術與微電子技術的新興交叉學科,在機制專業課程體系中占據重要地位,融合了機械技術、電子技術、信息技術等多種學科,將機械技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服驅動技術、信息處理技術、系統總體技術等多種技術融于一體,體現了“以機為主、以電為用、機電有機結合”的原則,具有綜合性和應用性強的突出特點,課程對培養學生機電一體化設計能力具有重要作用。

課程在學生所學專業課的基礎上,從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域,結合機電一體化典型設備,講述相關系統產品的組成原理及工作過程,使學生了解機電一體化的組成及發展方向,掌握典型機電一體化系統及產品的基本工作原理,了解有關機電一體化儀器、設備的應用。通過該課程的學習,以期達到課程教學目標,即通過相關學科知識的學習和掌握,促進學生系統了解機電技術學科知識,掌握機電一體化產品系統設計方法,提高學生“機電有機結合”的實際應用能力[3-4]。

2.當前主要的考核方式及其特點

2.1試卷考試。

試卷考試主要通過期末考試評估學生對專業知識的掌握情況,主要有開卷考試、閉卷考試及半開卷考試等形式。試卷考試一定程度上反映了學生對于機電一體化系統設計課程知識點的學習水平,但是,學生突擊背復習題應付考試現象較為普遍,而且結合《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點,單純采用試卷考試很難實現課程“提升學生機電有機結合的實際應用能力”的教學目標,而且課程考試一般在結課后一次性完成,無法完全反映學生對于課程的整體學習效果,缺乏對于課程的過程管理。

2.2平時成績與試卷考試相結合。

針對試卷考試存在的過程監控不足等弊端,許多院校在考核過程中引入平時成績考核環節,平時成績主要由期中考試測驗、出勤、平時作業等組成,一般權重在20―40%。課程總評成績最終由平時成績和期末成績兩部分組成,期末成績為試卷成績。該種方式對課程的過程管理進行了監控,提高了學生平時學習的積極性,有助于學生在課堂上認真學習、積極思考,課下認真完成作業,但是該種考核方式對于課程考核權重及平時考核項目的設置要求較高,教師需對平時作業的布置、創新類實踐項目設置等平時考核環節進行較好的把握。

2.3結課論文。

結課論文通過學生在課程結束后提交結課論文的方式完成課程考核,結課論文考核方式有助于培養學生的創新和初步的科研能力,有助于培養學生查閱文獻的能力,對于課程論文,一般要求選題結合機電一體化系統設計方面的內容,原則上一人一題。

結課論文考核方式一定程度上調動了學生的學習主動性,但是在實施過程中,針對《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點,要求學生在結課后期較短時間內完成質量較高的課程結課論文難度較大,易出現論文分析膚淺、運用課程理論知識點不足等問題。

2.4基于CDIO的“機電一體化系統設計”考核方式[5]。

基于傳統考核方式存在的問題,相關人員提出CDIO考核方式,該方式以項目設計為導向,強調學習評估方法和學習成果相結合。考核模式采取“4+3+1+2”考核方式。具體做法是:在考核前一個月左右給學生布置一批應用性比較強的機電一體化系統設計方面的課題,學生在這段時間內有針對性地查閱有關資料,編制程序框架,調試程序并進行仿真,在考前一周,進一步強化學生的上機調試能力,適當縮小命題范圍,減小難易程度,突出重點,命題采用分類隨機抽簽的方法,學生在上機考核過程中,規定時間,一人一機,分組進行,教師重點考核其對課程內容的掌握及實踐技能,并進行答辯。答辯時,教師針對考題進行提問,考核成績最終由平時、上機技能、答辯情況及調試結果綜合評定,從而考核學生對課題的準備情況、理解程度及實踐技能。對于動手能力較強的學生,鼓勵成立興趣小組,開展科技創新活動,明確職責,利用實驗室的開放,對自己的課題設計一個機電一體化系統實物模型,通過當場演示,講解分析,教師注重過程考核,根據學生的分工、設計、演示情況和答辯情況綜合打分,得出本門課程成績。這種考核方式的優點是引導學生平時注重學習,有的放矢,積極主動地配合教師的日常教學活動,上課互動性好,能有效地激發學生上課學習的積極性,提高學習效率。

2.5采用職業技術資格考試來代替傳統考試[6]。

職業資格證書是反映勞動者具備某種職業所需要的專門知識和技能的證明,與學歷文憑不同,職業資格證書更多地反映了特定職業的實際工作標準和規范,以及勞動者從事這種職業所達到的實際能力水平。它是勞動者求職、任職、開業的資格憑證,是用人單位招聘、錄用勞動者的主要依據,也是境外就業、對外勞務合作人員辦理技能水平公證的有效證件。

職業技術資格證書涉及知識、技能、能力和素質等多個角度,并側重于技能、能力和素質的提高。因此,在利用其取代傳統考試的同時,需對照人才培養目標和課程教學目標的要求,從認知、操作技能與能力和職業素質等方面,全面系統地考察其可行性,并將其作為選擇和確定結業考試內容的依據。目前,可參照“數控中級工”、“維修電工”等工種中的一類或多類項目進行考慮,學生通過取得相應職業資格證書后申請課程免考的方式進行。

3.課程考核方式改革思路

基于《機電一體化系統設計》課程實踐性、應用性強的課程特點,結合機械類專業人才培養目標,考核過程中,可在充分論證的基礎上,將簡單的一次性考試考核向多種形式并重的方式轉變,將理論考核向理論與實踐相結合方向轉變,將組織方式由學校組織向社會認可的職業資格考試方式轉變,具體思路如下:

3.1豐富考試考核形式,強化其合理性。

為了提高考試考核的公平性與合理性,考試考核的形式不能僅僅局限于傳統方式[7]。考核過程中,合理引入平時成績考核,將現有的一次性考試考核轉變為多次考核,通過綜合課堂表現成績、隨堂測驗成績、平時作業成績、實習成績等多方面的指標決定最終的綜合考核成績,在此基礎上,確立合理的評價指標體系,優化評價標準,合理分配考核指標權重,以期合理、公正地反映學生對于課程的學習效果。

3.2完善考核內容,強化考核過程管理。

為了使課程考核能夠真實反映學生學校效果,課程組需在進一步分析課程教學目標的基礎上,完善課程考核內容,形成理論考核與實踐考核試題庫,并結合機電一體化技術發展方向,及時更新完善考核內容,根據實際及時修正考試內容,提高考核內容更新效率。在平時考核環節,需進一步加強過程管理,完善平時考核方式方法,提高其可操作性。

3.3拓展考核組織方式,多渠道實現課程考核。

在考核組織方式上,突出國家職業資格鑒定考試,引入職業資格證書制度[8],通過課程學習,在合理分析人才培養目標及課程教學目標的基礎上,確立適于課程考核要求的職業資格類別,建立與國家職業資格鑒定考試考核接軌的以職業綜合能力(職業技能)和職業素質考核為主線、知識能力素質全面全程考核的考試考核體系,實現課程的多方式考核,使學生在實現課程教學目標的同時,達到國家職業資格考核要求,從而提高學生創新能力與應用能力。

4.結語

本文在綜合分析《機電一體化系統設計》課程特點的基礎上,論述了現有考核方式的特點,提出了課程考核方式改革的思路,然而課程考核改革是一個長期過程,要改變先前的考核模式,必須引導學生注重平時學習和技能訓練,同時要求教師加強課程教學改革的研究,這對教師、對學生都將是一種挑戰。因此,要想切實做好《機電一體化系統設計》課程考核方式改革,務必制定好長期策略,注重積累,保障落實,只有這樣,才能建立科學、規范、合理的考核機制。

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Abstract The development of modern society has put forward higher requirements for the technical personnel, pay more attention to practical ability of technical personnel, it also requires the occupation technical school opened in mechanical and electrical professional teaching, teaching not only in theory, but also to strengthen the practice teaching, so as to realize the combination of theory and Practice, and training of professional and technical personnel compound. In this paper, based on the analysis of the vocational and technical school of mechanical and electrical integration of teaching system, the paper puts forward some suggestions for the integration of mechanical and electrical integrated teaching to provide a reliable guarantee.

Keywords vocational and technical school; Electromechanical Integration Teaching; reform

C電一體化作為機械與電子技術集成構成的一個綜合體系,對推動工業智能化發展有著很大的作用,且對人們生活的方方面面都會產生影響。①在機電一體化不斷推廣與應用的形勢下,社會對相關人才的需求也在不斷增多。為了滿足社會發展的需求,許多職業技術學校均開設了機電一體化教學課程,用人單位對機電一體化人才的要求不只是具備熟練的操作能力,還要綜合運用機電技術知識,從而更好的完成工作。②然而,在機電一體化教學中還存在著一些不足,需要進行一定的改革與創新,這樣才可以取得良好的教學效果,滿足社會與市場發展的需求。

1 部分職業技術學校機電一體化教學體系中的問題分析

1.1 專業課程體系設置不合理

現階段,職業技術學校在開設機電一體化課程的時候,主要把課時安排在“機”、“電”上,但學生學習時間只有兩年,再加上學習任務繁重,機械類課程設置較多,導致電類課時設置較少,使得相關人才培養無法達到預定目標,與機電一體化教學目標相違背。③在此種專業課程體系設置中,教學內容與實踐脫離的現象非常嚴重,導致課程專業教學與實踐操作教學未能達到預期目標。與此同時,在職業技術學校設置機電一體化課程時,培養學生職業能力是主要的教學目標,因此,在理論知識傳授的基礎上,也要重視學生綜合素質及實踐操作能力的培養。然而,在實際教學中,因為學校設備、師資力量等因素的制約,導致普遍存在著重理論、輕實踐的問題,未能實現理論和實踐的結合,因此,很多學生均未深入理解理論知識,只是了解知識的表層含義,盡管知識豐富,但卻未能靈活運用。針對職業技術學校而言,其畢業生的就業方向主要為機床設備安裝、機床設備調試、電氣線路等有關工作,所以,要求學生具有較強的實踐操作能力。倘若在學習中,未能接受良好的培訓,就無法有效適應工作崗位的要求,進而出現一些弊端。

1.2 專業教學內容不完善

現階段,機電技術發展越來越快速,但機電一體化教學課程設置卻未能跟上機電技術的發展步伐,導致教學效果不佳。④其一,職業技術學校機電一體化教材未能得以及時更換,內容相對老舊,并且教學設備不先進,導致部分教學內容無法落實。部分職業技術學校使用的依然是舊版教材,內容與現代社會脫節嚴重,學生根本無法學到先進知識,使其無法滿足社會發展需求,進而被淘汰。其二,在機電一體化教學中,教師采用的教學方法比較單一,只是按照教材內容予以講解,很少涉及項目教學,雖然學生能夠學到豐富的理論知識,但卻無法靈活運用。比如,在“電力拖動”教學中,教師講解重點為電路工作原理、電路接線方式等,而未對元件選擇、故障檢修等內容進行講解,造成學生應用能力較差,導致學生綜合素質較低。在理論與實踐教學中,如果教師沒有充分結合工作崗位需求,非常容易導致學生知識面狹窄,實踐操作能力較差,進而不符合用人單位的要求。

1.3 機電一體化教學設備陳舊

現階段,因為經濟條件有限,許多職業技術學校的教學設備都比較老舊,特別是具有專業特點的實驗設備,數量非常少。現階段只有部分經濟條件好的學校才會配備一些必要的數控機床,如加工中心、控制柜等,為PLC實訓一體化的落實提供了可靠保障。通常而言,在機電一體化實踐教學中,相關設備的作用非常重要,是有關教學活動得以落實的基礎與前提,能夠有效培養學生的專業技能與實踐能力,如果相關設備配置不全,就會影響教學活動的開展,進而降低教學效果。⑤

1.4 教師隊伍素質需提升

在機電一體教學過程中,教師作為教學活動的主導,發揮著十分重要的作用,對教學質量有著很大的影響,所以,必須給予高度重視。為此,要想取得理想的教學效果,就要構建一支高素質、高水平的教師隊伍。然而,現今許多職業技術學校的教師隊伍素質均未達到相應的標準,普遍存在著教師知識體系陳舊、落后的問題,致使學生未能學到先進的知識,進而影響了學生的就業情況。同時,部分年輕教師均是剛畢業的學生,未從事過有關工作,也未對市場需求展開調研,進而導致實踐教學效果不佳,使得學生很難滿足實際工作的要求。

2 職業技術學校機電一體化教學改革的建議

2.1 構建標準合理的課程體系

在職業技術學校教學中,應積極構建中國式“校企雙制”,從工作崗位的實際要求出發,加強和用人單位的溝通,深入研究用人單位對人才的需求,以工作要求為導向,以工作任務為載體,重新設置符合機電一體化教學的課程體系,以此取得良好的教學效果。⑥在設置課程體系的時候,必須對學生的基礎知識予以充分考慮,以此設置符合學生學習特點的課程體系。在實際教學中,應以學生技術應用能力培養為課程設置目標,強化理論與實踐的結合,突出專業教學的實用性與針對性,以此提高學生的綜合素質。

職業技術學校是用人單位技能操作崗位人才儲備的重要場所,其發展與用人單位的認可與好評息息相關,所以,職業技術學校的教學目標與考核應和用人單位的要求相統一,將崗位職業能力要求作為構建核心,以技術應用能力與崗位技能為支撐,突出專業性,以此設置合理、科學的課程體系,同時對教學設計、準備、組織、評價等環節予以改革,有效培養與提高學生的專業技能與職業能力,進而獲取有關職業資格證書,更好的適應與完成工作崗位內容。

2.2 完善教學場地與設備

在機電一體化教學中,教學場地與設備會對教學效果產生很大的影響。為此,在實際教學中,為了確保教學質量,一定要建立一體化的教學場地,配備相應的設備,以此確保教學活動的全面落實。在實際教學中,應加強實訓一體化體系的構建,明確“教、學、做”的要求,保證模擬教學全面展開,從而完全“四位一體”的實訓基地,即“教學、生產、培訓、鑒定”,有效增強學生的理論水平及實踐能力。⑦

與此同時,在場地、資金等因素的限制下,致使一些職業技術學校未能構建完善的實訓一體化體系,此時,應遵循資源共享、互惠互利的原則,積極和用人單位溝通,設立校外實習基地,從而為學生提供一個實踐的平臺,進而提高學生靈活運用所學知識的能力。

2.3 創建多元教學方法

(1)采用多種教學方法與手段。在機電一體化教學中,具有信息量大、理論性強、抽象等特點,教學內容相對枯燥、乏味,所以,在教學方法與手段上,應重視實訓、多媒體、現場教學的結合,以此培養學生的綜合素質。比如,在學習“按鈕和接觸器雙重連鎖正反轉”這一內容的時候,以往教師需要利用3-5分鐘的時間將電路原理畫在黑板上,在此過程中,學生非常容易走神,導致教學效果不佳,但是如果采用動畫演示的方式展現電路原理,再加上教師的講解,就可以充分吸引學生的注意力,不僅可以節省畫圖時間,還可以在短時間內講清電路各種元件等,進而讓學生掌握相關知識。

(2)加強實踐教學。在實踐教學中,主要包括課程設計、實驗等環節。因為機電一體化課程的實踐性非常強,在開展教學活動的時候,一定要注重理論與實踐的結合,從而讓學生充分掌握相關知識,達到預期的教學目標。比如,在實際教學中,教師可以根據學生的具體情況設置實訓方案,讓學生根據教學內容予以實踐,以此培養學生的知識應用能力,進而使其更好的適應工作崗位要求。

2.4 強化師資隊伍建設

在職業技術學校機電一體化課程教學中,要想取得理想的教學效果,就要重視“雙師型”教師隊伍的建設。⑧因此,學校可以組織一些優秀青年教師到用人單位實習,并且對其教學能力與職業技能進行定期考核,或聘請用人單位的專家到校兼任教師,以此提高教學質量。與此同時,學校也應鼓勵教師繼續進修,利用一些課余時間到用人單位參觀學習,積累實踐經驗,進而在講課的時候,能夠更好的融會貫通,加深學生的印象,讓學生可以深入理解教學內容,并且可以靈活運用,以此實現理論與實踐的結合,為學生畢業后成功就業奠定堅實的基礎。

3 結語

綜上所述,隨著現代社會的快速發展,機電行業市場越來越繁榮,對機電技術人才的要求也越來越高,進而要求職業技術學校進行教育改革,創新教學模式,以此培養復合型機電技術人才,更好的滿足社會與市場的發展要求。為此,在機電一體化教學中,一定要構建標準合理的課程體系,完善教學場地與設備,創建多元教學方法,強化師資隊伍建設,從而達到預期的教學目標。

注釋

① 袁建鋒.基于中職機電技術應用專業項目一體化教學模式構建的分析[J].廣東科技,2014(24):170-170,146.

② 伍映紅.優化中職機電一體化教學體系[J].廣東教育(職教版),2014(6):106-107.

③ 林靈,劉昌銘.機電一體化教學存在的問題及改革措施[J].新課程?下旬,2015(11):459.

④ 唐鳳.基于一體化教學方式培養高職學生化學綜合能力的實驗研究[D].湖南師范大學,2015.

⑤ 群宣.“教學做”一體化教學在電氣控制技術中的應用體會[J].廣東科技,2014(24):166-167.

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從二十世紀七十年代到上世紀九十年代是機電一體化的一個發展和完善同時進行的階段,到上世紀九十年代電子技術和機械運作的融合已經基本達到了一個很高的水平。那么現在的機械一體化究竟可以應用于哪些方面,在機電一體化的運作過程中又應該怎樣進行點擊的控制與保護呢?接下來本文進行詳盡的論述。

2、機電一體化發展現狀

機電一體化的發展大體可以分為3個階段。第一階段為初級階段,可以追溯到上世紀 70 年代以前。在這一時期,因為受到國外新技術的影響,人們會不自覺地利用這些技術來完善機電產品的性能,并且這些應用也取得了初步成果。尤其在第二次世界大戰期間,戰爭極大地刺激了電子技術與機械產品的結合,這些由機電相結合所產生的技術和產品,戰后還可以轉為民用,對當地經濟復蘇起到了積極的作用。從當時研制的產品或者技術可以看出,當時電子技術的發展尚未達到一定水平,并且多數的產品都屬于自發狀態 ,因此電子技術與機械技術的結合還不可能廣泛和深入得發展,并且由于當時的局限性,已經開發的產品也沒有大量的推廣使用。

第二階段可稱為蓬勃發展階段,這時,通信技術、控制技術、計算機技術迅猛發展,大規模、超大規模集成電路和微型計算機的快速進步,為機電一體化的發展奠定了堅實的技術基礎和充分的物質基礎。

進入 20 世紀 90 年代后期,機電一體化大踏步邁向了嶄新的階段 ,此時機電一體化進入深入發展時期。一方面 ,機電一體化的學科體系得到了廣泛的重視,專家們對機電系統的發展趨勢進行了深入研究,并逐漸形成了譬如微機電一體化、光機電一體化等新分支。另一方面,由于光纖技術、神經網絡技術及人工智能技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了廣闊的天地。這些研究,將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

3、機電一體化技術應用的領域

機電一體化的應用范圍隨著我國近些年來技術水平的迅速發展也越來越廣泛的應用于各個不同領域。但是目前應用最廣泛的領域要數數控機床、自動化與自動生產線這兩個方面。數控機床與數控技術經過不斷的發展與完善在各個方面都有很大的提高,具體表現為:設計理念更加人性化,機械的硬件即零部件有一個統一的標準,具備兼容性的特征;另外機械工作方式更加合理化,也就是控制方式多樣化,即一臺機床可以同時控制多臺機床或者選擇一臺機床只控制一臺機床 ;工作過程簡單化,機械一體化可以將各種單一的工作集成到系統中去;數控裝置構成的合理性,數控裝置的構成以單板和單片機為控制機,并且有專用芯片和模板組成緊湊的數控裝置。除掉數控機床與自動化生產線這兩個方面,自動化技術也同樣應用于日常生產與生活中的各個領域。

4、機電一體化中的電機控制與保護

機電一體化中的電機控制與保護主要體現在一些控制保護裝置。電機保護控制裝置現在成為自動化保護控制系統和節能降耗不可缺少的重要裝置,是符合國家產業發展政策、節能效果顯著、跨行業、量大面廣的節能機電產品,對于以前產品的更新換代是一個很好的實例,在國民經濟和節約能源事業中有著不可替代的重要地位和作用。

4.1電機控制保護裝置的不足

目前電機控制保護裝置中存在著許多問題,主要體現在一下一些方面。例如對于井下電機控制保護設備,其最薄弱的環節是鼠籠式異步電機,這種電機發生故障的可能性占整個電機設備故障的 50%,因此可靠的電機控制保護裝置是井下安全生產的一個重要保證。一般的電機控制保護裝置都是基于電熱原理和電磁原理。用熔斷器實現的短路保護和用熱繼電器實現的過載保護就是電熱原理的典型應用。隨著高新科技的發展,現代電機的設計制造比以前有所改進,使得電動機輸出功率和輸出轉矩增大,但質量和體積比以前減小了。其次隨著自動化水平的提高,電動機工作狀態也發生了變化,它的起動、反向和制動將更加頻繁,變負荷工作非常普遍,這為滿足控制需要提供了很大的威脅。

那么,電機保護控制技術應該朝哪個方向發展呢?各個學者也經過了長久的研究和討論,指出:首先應該在電機設計時考慮到后期保護與控制的問題,做到從設計,到控制及保護的一體化。

其次是提高保護裝置的全面化和多樣化,增強其處理數據的能力。然后還需要改進監測手段,這點可以在操作過程中進行修改。因為只有數字處理系統可以達到這種檢測效果,因此對于電機控制保護裝置,數字化是其發展趨勢。

4.2電機保護控制裝置發展趨勢

電機控制保護裝置亟待尋找新的突破。隨著電機保護控制理論研究和新技術的發展,通過仿真計算和故障建模,并引入突破量、相位量、諧波份量、阻抗量、序份量等多種對電機故障敏感的檢測量進行數據分析,并作相應判斷和分析,把這些工作量提前做好的話,不但可以大大提高保護控制裝置的精度和靈感度,還可以為以后的理論研究提供依據,為今后的突破性緊張提供依據。新技術的應用與開發(例如在線監測保護控制裝置的應用等)也是電機控制保護裝置的一個重要方面。

利用新的技術產品(例如高頻電磁波、位移、振動、紅外線、機械、電、熱、光、聲等)和理論對電機的運行進行實時監測,然后根據各種裝置輸出的信息通過計算機進行判斷,把反射的數據進行分類,通過科學的分析和比對確定故障類型和嚴重程度,最后再采取相應的補救措施等,這樣不僅能實現以上各種電機保護控制功能,更重要的是能在故障之前發出預警,達到提前防止故障發生,防患于未然。

電機控制與保護裝置還有一項很重要的發展前景就是積極配套出廠電機保護控制裝置,依據國家生產標準,不斷提高質量等級,發展適用于我國的特有的電機控制保護裝置。在世界上一些發達國家,電機保護控制裝置會隨著電機配套出廠,這種現象司空見慣,并且早已經成為一個慣例被普及應用,而在我國出口的電機配套保護控制裝置多是單個出場,這樣不僅在匹配上會出現問題,對生產者的成本也是一個極大的浪費。因此我們應該不斷吸取國內外優秀經驗,積極推進電機與保護控制裝置配套使用。電機與保護裝置配套,不僅減少了用戶在選擇保護控制裝置上的麻煩,更重要的是減少了由于電機與保護控制裝置不匹配而造成燒毀等損失,這樣側面提高了電機生產廠家的質量信譽和電機的質量等級,同時也給電機出口和國內應用拓寬了市場。電機與保護控制裝置聯手,不僅可以優勢互補,還給各行各業都創造了更為廣闊的發展空間和市場前景,對我國電機行業科技創新和技術進步與節約能源事業具有重要意義。

5、結語

機電一體化進程下電機的控制與保護日益引起各界需運用電機數控的人士注意,宏觀我國的機電一體化電機的控制與保護,我們不難發現這是一個機遇與挑戰并存項目。我國的機電一體化發展很快,幾乎可以說在國際上也是領先水平,然而也存在著很多的問題和弊端,筆者也給與了相關的分析與預測,希望日隨著在一體化進程的不斷優化與加快,機電一體化的發展會有一個良好的勢頭,機電一體化的控制與保護會更加完善。

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當前,我國的礦產產業的發展速度正在不斷增加,促使了我國經濟的快速發展,提升了我國經濟的增長速度與水平。但是我國工業生產技術的標準化與規劃化的程度較低,因而在實際的生產與發展過程中存在著很多弊端,增加了采礦工作的困難度及危險性。對此,通過應用機電一體化技術能夠有效地轉變傳統生產勞動模式,降低勞動強度,以此來有效提升整個采礦好行業的生產效率,降低開采的過程中的風險性。

1 機電一體化的概述

1.1 機電一體化的概念

機電一體化是近年來推出了一項全新的自動化技術,并已經成為了多個行業在發展過程中進行改革的重點方向。機電一體化技術是一種融合了電子信息、機械設備、電腦軟件等多種學科知識的綜合性技術,能夠有效地提升工業生產與發展的效益。當前,機電一體化技術在我國的采礦行業發展過程中具有十分重要及突出的作用,是推行礦山生產自動化的必要因素,加快礦山產業的轉變與提升,進而促使整個礦山經濟的增長。

1.2 機電一體化技術的特點

1.2.1 安全性高

機電一體化技術在實際的應用過程中具有強大的應用功能,能夠進行適時自動化檢測、相關數據的傳輸以及緊急預警、自我更新等智能化的操作。同時對于生產過程中出現的意外狀況,例如:電路短路、電機失靈等問題,能夠進行及時的檢測與報警,進而防止相關事故的發生,增加運行過程的安全性與穩定性。

1.2.2 實操性強

機電一體化技術在應用的過程中具有高智能化的特點,能夠最大程度地降低人工操作量,規范整個操作的過程,避免人工失誤情況的產生,提升了整個生產操作過程的安全性與穩定性。通過應用機電一體化技術生產的產品,其規格與質量的精確程度及一致性得到了顯著提升,進而增加了整個產品的達標率,提升了該企業的綜合效益。

1.2.3 使用性強

在應用機電一體化技術時,能夠與之搭配的相關儀器及設備都具有自動化與智能化的水平,能夠有效提升日常保養以及故障檢測的工作性能,進而促使整個生產系統的自動化水平得到有效提升與發展,減少人為因素的對整個生產設備操作的不良影響,提升整生產操作的規范化水平,促使整個工作效率與質量的提升,增加企業的經濟發展效益。

2 機電一體化技術在采礦過程中的應用與發展現狀

隨著我國科學技術的發展,近年來我國加快了對采礦行業的結構調整。當前,利用大型開采機電設備的比例已經達到了90%,中型企業達到了80%,小型企業也達到了40%。同時,很多的采礦企業在生產工作的過程中還應用了很多新型的采礦技術、工藝以及相關的設備,這種應用發展的現狀已經與國際發展水平相持平了。

此外,機電一體化技術作為一門具有較高實用價值的采礦設備,在我國采礦行業中起到了十分關鍵的作用。當前,在我國很多采礦過程的各個環節中都能夠應用到高壓機電設備,尤其是PLC控制設備以及微機處理分析設備更是得到了廣泛的好評,能夠有效提升采礦工作的質量及安全性。

3 機電一體化技術在采礦過程中的應用

3.1 礦井安全生產監控系統

在實際的采礦工程中,有許多的煤礦工程在應用監控系統的時候都存在著一定的問題,其中最主要的問題就是傳感器工作效率的低下。在日常的生產過程中,很容易出現性能不穩定的情況,能夠有效使用的期限非常短,發生故障的頻率較高等。對此,需要借助相關的計算機網絡技術,利用光纖來代替傳統的金屬電纜,拓展原先的信息存儲格式及內容,能夠容納相關的圖片、視頻等,以此來提升生產監控的水平,進而促使整個煤礦企業更快、更好地發展。

3.2 在采煤機中的應用

在采煤機中應用機電一體化技術,能夠為其提供更大的牽引效力,克服掉相關的阻力。通過在采煤機中設置相關的防滑功能,還能夠增強其安全性、穩定性以及使用的時間。應用了機電一體化技術的采煤機具有較強的牽引技術,不僅能夠在生產的過程中克服阻力,同時通過設置防滑裝置還能夠增加其使用的安全性,增加使用壽命。此外,雜技采煤機下滑的時候,可以通過發電來制動,進而節約了相關的資源與能源。

機電一體化的電牽引采煤機與液壓牽引機相比較,電牽引機在使用的過程中除了電動機的配件會受到磨損之外,其他原件基本不會受到較大程度的影響,最大程度地降低了維護的工作量與難度,保證整個采礦過程的更加穩定與安全。此外,電牽引采煤機的操作十分簡便,能夠及時地進行參數的設置與修改,有效地避免了故障的發生。電牽引采煤機在運行、傳送的過程中所使用的設備比較簡單,尺寸與質量都比較小,以此就具有著更高的工作效率,相關反應程度也比較靈敏。

3.3 在提升機中的應用

當前,我國在生產過程中所使用的提升機中的內裝式摩擦提升機就應用了機電一體化技術,通過使用微電子技術、信息化技術來將工作機與驅動機合二為一。這種設備在應用過程中是將電動機內置在卷筒內部或者摩擦輪的內部,同時,提升機提升的過程就是利用電子計算機進行控制的,具有著靈活度大,運轉速度快以及診斷的功能。同時,提升機在運行的過程中,能夠對提升的位置進行有效控制,進而確保相關裝備在制定地點進行準確停車。此外通過采用微機控制能夠在采礦過程中采集相關的感應信號,進而進行電子監控,提升整個系統運行的可靠性與安全性。提升機在工作的過程中需要保障相關工作人員以及貨物運輸的安全性,需要通過采取不同的方法措施來進行更新與改變。其主要分為報警提示、二次不能開車、立即進行電氣制動以及立即進行安全制動,以此來確保整個系統運行的安全性,促使采礦工程更好、更快地發展。

3.4 在帶式傳送機中的應用

在我國,帶式傳送機在煤礦開采的過程中有著十分重要的影響,具有著輸送量大、性能穩定、工作周期較短等相關優點。目前,我國所使用的最普遍的CST可控軟啟動裝置,由于其具有良好的綜合,能夠針對煤礦的實際開采情況通過較長距離的運輸,具有較高的工作效率。但是在實際的應用過程中,由于我國相關技術條件的限制,所使用的帶式傳送機中間驅動點的設計通常不超過3個,進而就會對整個傳送機的工作效率產生一定的影響。

4 結語

機電一體化技術是我國采礦行業發展的強有力的動力,能夠有效地促使我國采礦行業的提升與發展。因此,在應用機電一體化技術的時候,需要依據采礦行業的實際生產情況,保障其生產過程中的安全性,增加生產效率,進而促使我國采礦行業更好地發展。

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一、創設問題引導學生主動思考

首先,教師在實際教學中運用多媒體輔助教學,應以相應課程的教學目標為基礎,進而將教材中抽象的理論問題具體化、形象化。比如,教師可以以多媒體課件為載體,做到圖、文、視頻并茂,更加清晰地解釋某一個機械概念,教師容易教,學生易于學,進而提高課堂的教學效率。多媒體課件輔助教學中,教師可以利用圖片或視頻的形式創設問題,同時要留給學生思考和查閱相關資料的時間,使學生積極發揮主觀能動性,并盡可能獨立自主地發現并解決問題。其次,在安排教學內容的講授順序時,教師要做到循序漸進,讓知識點具有層次性與啟發性。比如,在機械設計基礎課程里的“平面機構自由度的計算”的講解中,教師應利用簡單的平面機構引出機構的自由度F與機構中活動構件個數n、高副個數PH和低副個數PL之間的關系,即F=3n-2PL-PH,使學生對平面機構自由度的計算形成初步的認識。然后教師將復合鉸鏈、局部自由度、虛約束等情況引入到平面機構中,使平面機構自由度的計算上升一個層次,同時把對應的機構制作成動畫演示給學生觀看,讓學生能夠直觀地看出機構自由度的個數,理論聯系實際,加深學生對復合鉸鏈、局部自由度、虛約束的認識。在該內容的教學過程中,教師不能一味地傳授,而是要時刻創設問題,讓學生獨立思考問題、解決問題,激發學生獨立思考的熱情,培養學生獨立自主地發現問題并解決問題的能力。再次,教師要根據學生的具體學習情況合理地創設問題,難度要適中,針對性要強,且有利于學生對所講章節知識的學習。教師要盡可能地做到有吸引力,使學生積極地參與進來,充分調動學生學習的積極性。在“輪系傳動比的計算”的學習中,教師可先與學生共同分析定軸輪系傳動比的計算方法以及周轉輪系傳動比的計算方法,使學生掌握傳動比計算的常用基礎知識。然后教師再充分利用多媒體技術以及計算機技術,動畫演示不同輪系下各輪軸的轉向,數字顯示各輪軸的轉速,激發學生學習的興趣。在教學過程中,教師可以給學生出思考題、討論題等,讓學生思考討論,以培養學生的思維能力。比如,教師可以問學生:“若在一個輪系當中既有定軸輪系又有周轉輪系的情況下,傳動比又該如何計算呢?”學生要獨立思考并解決該問題,在學生解決該問題的過程中教師可適當地提醒,這種方式不但培養了學生的思維能力,同時也有利于課堂教學效率的提高。

二、應用實例、實訓視頻教學,以活躍課堂氣氛

創設良好的學習氣氛有助于提高學生對專業課的學習興趣,在機電一體化技術專業課的教學中,引入多媒體教學以及實訓視頻教學,能夠將抽象的理論問題形象化、具體化,從而吸引學生有興趣聽課、學習,進而把學生從玩手機、睡覺的那種不良的課堂風氣中解救出來。液壓與氣動技術課程是機電一體化技術專業中的主要專業基礎課程,該課程理論性較強,傳統的教學方式枯燥無味,學生學習興趣普遍不高。在實際的教學過程中,若教師用視頻演示液壓與氣動技術在實際工程當中的應用,經常帶學生去液壓與氣動實訓室做實驗,學生的學習情緒會比較高漲,且這種寬松的學習環境下也利于學習效率的提高。另外,教師在這個過程中主要起到引導的作用,即根據自身的學習與工作經驗將理論聯系實際,引導學生用理論去解釋實際問題,用實際進一步武裝自己的理論知識。如此一來,既達到了教學的目的,又為學生提供了充裕的思考空間,同時教師也要積極鼓勵學生進行創新思維。長此以往,學生不會再覺得機電一體化技術的專業課程是枯燥無味的,而是充滿著趣味以及應用的,進而學生會主動地學習,獨立地探索以求上進。

三、以多媒體課件為載體,培養學生的思維能力

機電一體化技術專業基礎課程的復雜性體現在其知識結構分散,涵蓋了機械、電子、計算機、傳感器、伺服驅動、自動控制及接口等眾多技術。目前的教學形勢下,不管是教師的教,還是學生的學,都只是簡單地學習某一科目的知識,很少有機會體驗這些技術的一體化。因此,如何將機械技術與電子技術有機結合起來是機電專業必須解決的重要問題。根據近一年的教學經驗以及平時對機電一體化技術專業發展的關注,筆者認為在機電技術一體化的進程中,培養學生的邏輯推理思維能力是尤其必要的。基于機電一體化技術在專業課教學中的特點,首先教師應合理利用多媒體課件來引導學生進行推理。比如,在“液壓與氣動技術”中先導式溢流閥的課程教學中,教師應采用視頻課件動態演示先導式溢流閥的結構圖,從結構圖中引導學生分析先導式溢流閥的工作原理,進而讓學生思考先導式溢流閥的遠程控制口K是否可以接油箱。這樣就把機械結構、制圖知識與液壓技術無形中拉到了一起,由淺入深,有助于進一步培養學生的推理能力,為以后的學習打下基礎。其次,教師可以利用多媒體課件總結歸納知識點,在此過程中可以將機械、電子、傳感器等多種技術融合在一起,并提出新的“一體化”知識,不僅拓寬了學生的知識面,而且對學生推理思維能力的培養起到了積極的推進作用。再次,教師利用多媒體可以清晰地羅列出各專業課程相關知識點的聯系,學生通過對比可以加深對各課程相關內容的印象,推進機電相關課程實現真正的“一體化”,在此過程中,教師還可以培養學生的創新思維能力。比如,在液壓與氣動PLC綜合實訓當中,實訓裝置涵蓋了機械、液壓、氣動、電氣、計算機等多種知識,實訓中,教師有必要對涵蓋的知識進行一一介紹,讓學生認識到在工程實際應用當中,牽涉到的知識是多學科的,且這些知識往往能夠實現一體化,整個系統能夠在多種技術的支撐下有序并穩定地運行。通過實訓,教師也用事實向學生證明,所學的專業課知識不是無用的,只要大膽地去創新、去思考,多種技術的一體化就能實現相關技術的革新。

四、結語

在傳統教學中,機電一體化技術教學效率不高的主要原因在于該專業的知識繁雜,理論性較強,單純的教師講、學生聽的理論教學方式,學生不容易理解,在實踐中更不會應用。隨著多媒體等相關科學技術的發展,多媒體教學、課程實訓等越來越多地被應用到教學中,這種方式有助于提升學生的思維能力,使其養成獨立思考的能力以及主動發現問題、解決問題的能力。通過多媒體教學,機電一體化專業的相關課程內容能更加直觀、生動地展示給學生,有利于激發學生學習專業課理論知識的興趣,培養學生的思維能力。本研究從多個方面闡述了創設問題式教學、多媒體教學、實訓教學、視頻教學等對學生思維能力提升方面所起到的重要作用,為學生提供了輕松的學習氛圍,進一步優化了機電一體化技術的課堂教學,與現代教學的要求相符合。

參考文獻:

[1]王信和,王志科,薛學良.淺析機電一體化技術的運用與研究[J].建筑工程技術與設計,2015,(27).

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工程力學所牽涉的內容繁多,包括力的基本知識、物體的受力分析,力系的合成與平衡,桿件的內力分析以及強度、剛度、穩定性的分析。如果不對這些內容進行概括和歸納,就會給學生一盤散沙的感覺,不利于學習和掌握。所以,要對內容進行歸納,加以整合。整合后的教學內容,分為靜力學、材料力學兩個模塊。力的基本知識、物體的受力分析、力系的合成與平衡歸入靜力學模塊;桿件的內力分析以及強度、剛度、穩定性的分析則歸入材料力學模塊。

(二)教學的側重點

教學內容的選取以必需、夠用為度[2],突出專業特點。工程力學這門課涉及多個工程領域,如土建、能源、機械等,對于不同的專業,工程力學這門課程內容的側重點應有所不同。對于機電一體化技術專業的學生,畢業后的工作主要是機電設備生產現場操作以及機電設備的維修管理。鑒于崗位的需求,教學的側重點和其他專業有所不同,比如:它不必像建筑專業那樣要掌握超靜定結構的內力分析,但要掌握好靜力學中力的基本知識,物體的受力分析,力系的合成與平衡,材料力學中桿件的內力分析以及強度、剛度、穩定性的分析等知識,尤其應把重點放在連接件及扭轉件的強度校核。

二、教學方法的改革

“教學有法,但無定法”。教學方法無所謂優劣,只有合適與否,能否讓教學目標得以實現是評判教學方法合適與否的唯一標準。由于教學對象為高職高專類機電一體化技術專業的學生,因而首先應激發其學習興趣,并在教學內容的選取上突出專業特點,還要注重對學生思維的啟發,使學生掌握一定的學習方法。

(一)講授過程結合生活,激發學生學習興趣

工程力學和大多數理科課程一樣,有大量的公理、定理以及定義需要記憶,所以往往在講授過程中學生就容易感覺枯燥無味。在力學教學中要多用生活中實際的例子,使得本來枯燥的定理、公式變得容易理解。比如:講到力矩的時候,可以舉扳手擰螺帽的例子來說明,力矩的大小與力的大小以及力臂的長短有關,進而提出問題“怎樣用扳手才更省力”,討論力的方向與作用點對力矩的影響。通過舉例,使得學生感覺力學知識并不是離人們的生活很遠,而是與生活密切相關,這樣讓學生明白了學習的重要性,也提高了學習的興趣。

(二)突出專業特點

工程力學學科幾乎涉及所有工程領域,大多數工科專業都將其作為專業基礎課,機電一體化技術專業的工程力學要突出其專業特點,這就要求教師在教學過程中多舉相關例子。比如:機電一體化的學生大多數要考取車工中(高)級操作工證書,那么在講“圓軸扭轉強度和剛度計算”時,可取工程中常見的車床主軸為例。這樣,一方面為后續證書的考取打下基礎,另一方面讓學生感覺到學習工程力學并不是紙上談兵,而是對其專業有很大幫助。

(三)注重對學生思維的啟發,使學生掌握一定的學習方法

在思維活動中,思維方法具有十分重要的作用。它構成了思維主體和思維對象發生聯系的中介和橋梁。沒有科學的思維方法,人們的思維活動就不能順利進行并取得成效。對于工程力學這門課的學習,如果掌握了正確的思維方法,就會達到事半功倍的效果。例如:利用比較思維法,講解力的三要素和力偶的三要素。將力的三要素“大小、方向、作用點”和力偶的三要素“力偶矩的大小、力偶的轉向、力偶的作用面”進行對比,這樣更利于學生掌握這些知識。另外,掌握一定的學習方法也是很重要的,工程力學是一門理論性很強的課程,學生在學習的時候如果一味地套用公式、定理,往往就會走向一個極端,因而需要把學習與實際結合起來,這時就需要教師正確的引導和啟發。比如畫彎矩圖的時候,有些學生的彎矩圖總畫在受拉的一側,必須讓學生把彎矩圖與結構的撓曲線結合起來考慮,這樣想著結構的變形情況畫內力圖,出錯的可能性就大大降低了。

三、采用豐富的教學手段

工程力學課程的教學工作量大,任務重。如單純采用傳統教學手段,即教師用粉筆在黑板上板書,并講述相關知識。教師書寫板書會占用寶貴的課堂時間,教學內容枯燥呆板,學生接受知識的效率會大打折扣,這和創建“有效課堂”的理念相違背。所以,單純采用傳統的教學模式已不再適應課程的教學。若單純采用多媒體教學,對于工程力學這門邏輯推理性很強的課程,也不完全合適。這是因為,多媒體教學雖然具有信息量大,表現力強的優點,但對邏輯推理過程的演繹則顯得力不從心。而傳統教學方式擅長邏輯推理過程,更加適合學生的思維過程。[3][4]因此,應該針對不同的教學內容選取合適的教學手段。例如,在講“物體的受力分析與受力圖”時,就適合用傳統教學手段,因為物體的受力分析是一個邏輯思維過程,需要教師指導學生對物體的受力情況進行觀察、思考和分析,從而得到結論。若用多媒體教學,觀察、思考和分析這一過程就很難完全展現。又如:在講解“空間力系的合成與平衡”時,在黑板這個平面上很難形象地描繪三維空間,這時就可以通過多媒體課件形象地展示出立體空間,使立體空間變得直觀,更容易使學生建立起立體空間的概念,有助于學生對空間力系等方面內容的掌握。可見,利用多媒體教學可以將抽象的問題形象地演示出來,這一點是傳統教學手段無法達到的。對于教學手段的應用不能一概而論,而要靈活選取,從而達到提高教學質量的目的。

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一、補充“雙資型”師資力量

教師是教學過程中的核心。教師水平的高低及對“雙證”型教學模式的理解,直接影響到理論與實踐相結合的教學改革的成敗,因此在對機電一體化專業進行機電類課程教師配備時,應該充分考慮到教師理論與實踐聯系的水平。理論與實踐教學相并重的“雙證”型教學模式對教師的綜合技能水平提出了相當高的要求,教師既要在專業中有豐富的理論知識,同時還要有嫻熟的分析問題和解決問題的實踐操作技能。隨著學生人數的增多,職業教育師資力量無論在數量方面,還是在綜合技能素質方面都不能滿足社會專業技能人才培養的需求,尤其是教師自身的實踐工作經驗方面,存在明顯的一線生產及管理經驗方面的欠缺,導致實際教學過程中理論與實際“脫軌”嚴重,不僅不能保證教學質量,同時使學生在實踐動手操作能力沒有得到有效提高,很難快速地適應工作需求。

二、改善實踐教學硬件條件

隨著現代企業規模的不斷擴大,高素質、高技能人才的需求也越來越多,這就要求職業院校機電一體化專業畢業生在進入企業前,為了更快融入一線工作中發揮自我的實際工作能力,不僅要具有扎實的理論基礎,還應有高超、嫻熟的分析問題、實踐操作能力。

1.增加實驗室授課內容

在傳統教學過程中,最容易出現的是理論與實物不同步的情況,為了讓學生對理論有充分的理解,通過實際問題的理論知識、實物聯系、安裝調試等步驟來充分理解和接受理論,不僅不容易忘記,還可以促進學生形成理論分析與實際應用的邏輯思維。同時,在教學實踐環節中,學生可以通過自我動手連線、參數設置、調試等環節,不僅牢固地掌握課程理論知識,還能鍛煉他們的實踐動手能力,為“雙證”的考試打好基礎。

2.充實實驗內容

隨著技術的不斷發展,電機的控制方式也發生了較大的變化,由原來的繼電控制變成了變頻調速控制。因此,在設置實驗內容時,應該充分結合現代控制技術水平,將實驗內容進行相應的更換和充實,保證實驗教學內容與社會需求同步。同時,對于實驗內容應該采取由原來的一個點轉換為一條線的教學方式,通過一個具體的應用工程的各部分內容的分解實驗相結合,完成一項具體工程的實際操作,使學生從設備選型、設備布置、綜合布線、程序調試等多個環節了解實踐工程的具體工況特性,提高學生的綜合思考能力,為其步入社會打下良好的基礎。

3.提供開放性實驗室

在教學的同時,要充分發揮實驗工程應用資源,通過企業與學校間的技術配合,提供一些實際工程改造、設計內容,在“雙資”型教師的理論和實踐操作的指導下,充分發揮學生的自我創新能力,利用開放性實驗室,完成某些項目內容的設計和改造工作,通過不同方案間的評比,讓學生自我分析和判斷方案間的優缺點,讓學生從實際生產角度出發,提高自我實際生產的分析、思考和動手能力,更加清晰地了解企業生產的系統流程及各部分的重點和難點。

三、改革課程考試方法

傳統的職業教學測評考核過程中,通常采用標準化的閉卷考試方式,通過考卷成績分數的高低來分析學生的綜合能力。

新形勢下,要以國家職業教育技能達標為基準,結合“雙資”型教師的引進,形成以“雙證”為目的的職業教育模式,按照“能力本位”的教育思想,從實際工程應用角度入手,培養學生的理論及實踐處理能力。在學院內部定期舉行電工考試培訓及模擬考試,并按照電工從業基本要求,讓學生形成良好的操作規范和操作技能,以快速地適應工作崗位,為企業提供一流的一線生產骨干。