機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析論文
摘要:論述了機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新人才方面的重要地位，從高職辦學(xué)理念出發(fā)，結(jié)合高職機(jī)電一體化專業(yè)的特點(diǎn)，分析了該專業(yè)的人才需求背景，提出了高職機(jī)電一體化專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教改思想及其改進(jìn)的具體措施，充分打開學(xué)生的研究思路，全面提高學(xué)生處理實(shí)際專業(yè)問題的能力。
關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué);管理;實(shí)驗(yàn)室建設(shè);規(guī)范化管理
“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
1對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)新形式發(fā)展的需要
現(xiàn)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)中有許多已經(jīng)不適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展。如微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在仍采用單片機(jī)系統(tǒng)，在用匯編語言編好程序后，還需手工翻譯成機(jī)器碼輸入單片機(jī)系統(tǒng)。這種方式不僅速度慢，出錯率也高，而且出錯原因也不容易判斷，可能編程有錯誤，也可能翻譯時有錯誤。學(xué)生在用這種方式做實(shí)驗(yàn)時，還必須了解如內(nèi)部讀寫、外部讀寫等不同的操作指令，在輸入時極易出錯。對于機(jī)械專業(yè)的學(xué)生來說，電類的基礎(chǔ)課應(yīng)以應(yīng)用為主，現(xiàn)在其他的高校早已淘汰了這種方式，他們現(xiàn)在都采用的是將匯編語言直接輸入計算機(jī)，由計算機(jī)直接翻譯成機(jī)器碼并自動運(yùn)行。計算機(jī)在翻譯的過程中如有錯誤，會提示用戶，用戶只需對匯編程序進(jìn)行修改即可，可大大提高效率實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可選做多個實(shí)驗(yàn)來鞏固所學(xué)的知識，而不用浪費(fèi)大量的時間在改錯的環(huán)節(jié)上。
2以其他形式補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室功能
鼓勵支持學(xué)生參加各類創(chuàng)新比賽，實(shí)驗(yàn)室提供實(shí)驗(yàn)場地，實(shí)驗(yàn)教師給予充分配合。學(xué)生也可自行設(shè)計有創(chuàng)意的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室可通過預(yù)約的形式開放，開拓學(xué)生的思維，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造能力。這些新的實(shí)驗(yàn)形式對教師的知識結(jié)構(gòu)及知識面的要求相應(yīng)增加。實(shí)驗(yàn)教師不僅要熟練掌握實(shí)驗(yàn)中各種儀器設(shè)備的性能及操作技巧，還應(yīng)熟悉相關(guān)理論課的內(nèi)容。通過這些既可鍛煉教師隊伍，又能增強(qiáng)學(xué)生動腦、動手、創(chuàng)新及整體設(shè)計能力。科學(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)步，學(xué)院在不斷升格，今后實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革更要不斷努力的探索。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的還是要增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，驗(yàn)證書本理論，訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的能力。圍繞這個目的，實(shí)驗(yàn)教師要不斷充實(shí)自己，學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)及管理經(jīng)驗(yàn)，從而為培養(yǎng)2l世紀(jì)工程所需的應(yīng)用型人才作出自己最大的貢獻(xiàn)。
3切實(shí)實(shí)施工學(xué)結(jié)合
要實(shí)施工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革，為了提高學(xué)生的就業(yè)能力，在業(yè)余時間里，開放該門課程相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)室，使學(xué)生有更多的機(jī)會到這里來，提高和鞏固自己在課堂上所學(xué)的專業(yè)知識和專業(yè)技能。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為教學(xué)服務(wù)，打破以課程內(nèi)容來組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以專業(yè)和學(xué)科體來組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)和學(xué)科特點(diǎn)，按規(guī)范化要求開發(fā)一系實(shí)驗(yàn)項目，其中有不同專業(yè)和不同培養(yǎng)方向的必做實(shí)驗(yàn)項目，有不分專業(yè)的學(xué)生自選的項目。同時還根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要而開發(fā)的綜合性的實(shí)驗(yàn)項目。這些實(shí)驗(yàn)項目實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評價等都按一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計開發(fā)。必須要深化與企業(yè)的緊密合作，使企業(yè)技術(shù)人員參與專業(yè)教學(xué)改革與課程建設(shè)，教師參加企業(yè)工程項目，在工程項目建設(shè)過程中積累項目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，了解工程項目開發(fā)過程所需要的實(shí)際知識。以一個工程項目為實(shí)例，可將課程知識點(diǎn)與項目中各子模塊結(jié)合，在專業(yè)課程教學(xué)中，采用邊講邊做的項目教學(xué)法。最好是在最后近一學(xué)年的實(shí)習(xí)時間內(nèi)，在企業(yè)以工程項目建設(shè)為教學(xué)任務(wù)與目標(biāo)，以工程項目技術(shù)人員與學(xué)生為教學(xué)小組，以工程項目各階段為學(xué)習(xí)單元，以工程項目各階段的任務(wù)書、報告書、項目完成情況等為考核內(nèi)容，進(jìn)行工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式的實(shí)施與研究。
4機(jī)電一體化教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展方向
4．1模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又非常重要的事。例如，研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置時，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。而這就需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。無論對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)，還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)來說，模塊化都將給它們帶來美好的前程。
4．2網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的.變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將實(shí)現(xiàn)全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，利用現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，家庭網(wǎng)絡(luò)就是將各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī)集成家電系統(tǒng)它使人們在家里就可以享受高科技帶來的便利與快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑要朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
5關(guān)于機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)未來發(fā)展的思考
盡管機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)已建成為機(jī)電學(xué)院創(chuàng)新體系的重要實(shí)踐基地，但在支持機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的實(shí)驗(yàn)條件以及實(shí)驗(yàn)管理機(jī)制等方面仍需要加強(qiáng)和完善，從以提供驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主逐步過渡到以提供探索性實(shí)驗(yàn)為主。如何充分發(fā)揮機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中的作用，更好地支持大學(xué)生創(chuàng)新活動，改變傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)模式，使學(xué)生從實(shí)踐中獲得知識以及思考源泉和求知動力，作者認(rèn)為可從以下幾方面著手:
第一，建立面向“課程體系”的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)支撐條件及關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)系列。首先應(yīng)該打通機(jī)械設(shè)計制造及自動化學(xué)科相關(guān)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，包括機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計、機(jī)電傳動、機(jī)電控制工程、機(jī)電一體化設(shè)計等，完善創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)條件，以一類機(jī)電產(chǎn)品為例開設(shè)貫穿課程體系的關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)系列，如機(jī)械本體裝配、傳動機(jī)構(gòu)分析、驅(qū)動部件設(shè)計、傳感器與測量技術(shù)、控制器與接口技術(shù)、機(jī)電產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制程序編制等實(shí)驗(yàn)系列，使學(xué)生更主動地學(xué)習(xí)、更有效地掌握機(jī)電一體化技術(shù)的系統(tǒng)知識。
第二，以“從做中學(xué)”為指導(dǎo)思想，圍繞學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計項目來完成整個課程體系的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)。從專業(yè)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)伊始，建立學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計項目小組，并通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室及其相關(guān)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對創(chuàng)新設(shè)計項目整個研究過程的支持，使學(xué)生能夠帶著問題來學(xué)習(xí)和實(shí)踐，并從中初步掌握科學(xué)研究的基本過程和基本方法，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)自主性和能動性，培養(yǎng)學(xué)生動手能力、自學(xué)能力、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題能力、交流協(xié)作能力等，達(dá)到創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)。
第三，建立開放性實(shí)驗(yàn)機(jī)制，建立面向創(chuàng)新的交流協(xié)作平臺。通過改善實(shí)驗(yàn)室條件，建立開放性實(shí)驗(yàn)管理機(jī)制，為自主創(chuàng)新的學(xué)生提供個性化服務(wù)，支持學(xué)生利用課余時間從事科技創(chuàng)新活動。同時，以機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)建立面向創(chuàng)新的交流協(xié)作平臺，使指導(dǎo)老師與學(xué)生之間，不同項目組學(xué)生之間能進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的交流與協(xié)作。
參考文獻(xiàn):
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