主頁 > 技術文章 > 淺談中職學生對光機電一體化模塊化認識 2025-08-26

淺談中職學生對光機電一體化模塊化認識

摘要：光機電一體化是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然結果，光機電一體化實訓裝置融合了機械、電氣、PLC、氣動、傳感、計算機等多項技術,采用了開放式和模塊式可拆卸結構,為學生實踐動手、分析解決問題等能力的培養(yǎng)提供了很好的實踐平臺。借助于此實訓裝置,精心設計了教學案例、實訓項目,以及畢業(yè)實踐課題,然后采用基于行動導向的分組實施教學方法鍛煉學生的綜合能力,取得了很好的效果。這不僅培養(yǎng)了學生的專業(yè)技能,同時也使得學生的表達能力、團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力等綜合能力得到了提升,提高了學生的社會竟爭力。

　　目前很多中職院校中的機電一體化專業(yè)定位模糊，“雙師型”教師隊伍力量薄弱；教學實驗、實訓條件落后，實踐訓練水平有待提高；適應新技術發(fā)展需要的課程體系有待構建。為做到學院與社會職業(yè)崗位能力需求相結合、師生與實踐相結合，努力使專業(yè)實踐教學具有良好的技能適應性，應設立若干個專門化方向，重構專業(yè)課程體系勢在必行。
計算機等電子技術在該領域的廣泛應用，為制造業(yè)注入了生機。機電一體化產業(yè)以其特有的技術帶動性、融合性和廣泛適用性，逐漸成為高新技術產業(yè)中的主導產業(yè)，成為新世紀經濟發(fā)展的重要支柱之一。社會對高質量機電一體化專業(yè)人才的需求量很大。從近些年機電一體化專業(yè)畢業(yè)生數(shù)量上看，應基本能緩解當?shù)仄髽I(yè)對該專業(yè)人才的急需，不至于供需嚴重失衡，問題出在供非所求。高職院校內部在該專業(yè)培養(yǎng)目標與定位、專業(yè)建設與課程設置、實習實訓內容及條件等方面存在問題。因此，機電一體化專業(yè)建設與課程體系的再構建，是當前亟待解決的問題。
一、光機電一體化概要：
　　光機電一體化包括產品和技術有兩個方面。光機電一體化產品是包含光學技術、機械技術、微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術和通訊技術的高科技產品；光機電一體化技術是指其技術原理和使用光機電一體化產品得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術。光機電一體化產品具有結構簡單、功能多、效率高，能耗低等特點，它們一般由機械本體、傳感器、接口、微處理器和執(zhí)行機構等5部分組成。如果把光機電一體化產品比做一個人，則計算機就是它的頭腦，傳感器就是它的五官，軟件就是使軀體（機械本體）能發(fā)揮效能的手段，所以，光機電一體化產品就是具有頭腦和五官，能夠感知外界環(huán)境的變化，并根據這種變化作出響應的機器或機構。機器人就是光機電一體化產品的典型代表。與傳統(tǒng)的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下有點：
　�。�1）綜合性與系統(tǒng)性：
　�。�2）多層次，覆蓋面廣；
　�。�3）結構簡化，方便操作；
　�。�4）精度提高，功能增加：
　�。�5）高可靠性，高穩(wěn)定性和高使用壽命；
　　（6）產品開發(fā)上的只是密集性。
　　目前，工業(yè)發(fā)達國家光機電一體化技術的應用已十分廣泛，不僅在單機產品中占有重要位置，而且在生產制造系統(tǒng)內也十分活躍。例如，計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）、快速成型制造系統(tǒng)（RPM）、智能制造體統(tǒng)（IMS）等。
二、機電一體化技術：
傳統(tǒng)意義上的機電一體化，主要指機械與電工電子及電氣控制這兩方面的一體化，并且明顯偏重于機械方面。當前科技發(fā)展的態(tài)勢特別注重學科間的交叉、融合以及電子計算機的應用，機電一體化技術就是利用電子技術、信息技術(主要包括傳感器技術、控制技術、計算機技術等)使機械實現(xiàn)柔性化和智能化的技術。機電一體化的目標是將機械技術與電子技術實現(xiàn)完美結合，充分發(fā)揮各自長處，實現(xiàn)互補。與其相關的學科應包括機械工程學科、檢測與控制學科、電子信息學科三大塊內容。機電一體化產品，則其應具備兩個明顯特征：一是產品中要有運動機械；二是采用了電子技術，使運動機械實現(xiàn)柔性化和智能化。
三、機電一體專業(yè)模塊化課程體系構建：
3.1　機電一體化總體思路：
1)設立若干個專門化方向。高職教育要保持其自身的特色，必須強化專業(yè)方向，充分考慮與地方經濟的緊密結合�？稍O以下幾個專門化方向：機械制造及自動化專門化；機電一體化產品開發(fā)專門化；數(shù)控加工技術專門化：工業(yè)機器人專門化。
2)重新構建專業(yè)課程體系。高職高專課程體系設置應從職業(yè)教育的特點著手，按職業(yè)崗位群應掌握的知識和能力來進行。文化基礎知識以“必需、夠用”為度，專業(yè)知識則根據職業(yè)崗位群有針對性地設置專門化教學模塊，建立一個寬廣、針對性和實用性都很強的知識平臺。
3.2　機電一體化構建特點：
1)將培養(yǎng)目標分解到每一教學模塊單元，確定每一教學模塊單元所承擔的功能，應培養(yǎng)的知識和能力，相應的配套實踐教學環(huán)節(jié)，每一教學模塊單元主干課程的內容組成，每一課程要傳授的知識、能力以及考核學生的方法。2)對各個教學模塊之間相互重復與交叉的知識，應進行優(yōu)化組合，加以綜合化改造，強調知識問的相互聯(lián)系和銜接，堅決取消重復的教學內容。綜合化課程要突出綜合應用知識能力的培養(yǎng)。3)理論教學與實踐教學相互滲透，理論知識與實踐技能考核相互結合，可采用“講練式”現(xiàn)場教學和“啟發(fā)式”等主動型教學方法。4)整個課程設置不講求理論知識的系統(tǒng)性和完整性，而強調針對性和應用性。
3.3　機電一體化模塊構建：
根據上述框架思路，專業(yè)課程體系由綜合化系列課程和專門化模塊課程兩部分構成：
1)綜合化系列課程�！稒C械制圖》：包含原機械制圖內容，增加計算機輔助繪圖(AutoCAD)內容，融入公差與配合部分，使學生將制圖、尺寸標注和公差標注融為一體�！稒C械設計基礎》：包含工程力學、機械原理和機械零件、金屬材料與熱處理等內容�！犊刂乒こ袒A》：包含電工與電子技術、電器控制PLC、液壓傳動與氣壓傳動等內容，使機械中常用的電、液、氣控制有機地組合在一起。《機械制造基礎》：包含金屬切削機床、切削原理與刀具、機械制造工藝和機床夾具等內容，將加工工藝和工藝裝備知識有機地組合在一起。
2)專門化模塊課程。該模塊主要根據設立的幾個專門化方向，同時結合本專業(yè)的發(fā)展狀況、趨勢以及當?shù)貙θ瞬诺男枨笄闆r，一般在畢業(yè)實習時完成。該模塊的主要任務是有針對性地完成就業(yè)上崗前的培訓，為就業(yè)上崗做好充分準備，必須突出實踐性與綜合性。具體操作時可把學生分成若干個專門化合作組，由學生自愿選擇參與哪個合作組。每個合作組完成一個子課題，各子課題可以是同一大課題下的子課題，也可以是獨立設置的子課題，合作組之間可以是互相協(xié)作的關系，也可以相對獨立。子課題按性質不同分以下三類：開發(fā)設計型、制造加工型和設計制造綜合型。如開發(fā)設計型可結合學生的能力安排某個總成的設計，或者某個控制系統(tǒng)的電路制作，或者某個控制系統(tǒng)的程序編制等；制造加工型主要是根據已有的設計，完成零件的機加工、裝配和調整工作；設計制造綜合型則完成一個簡單機電一體化產品或其中一部分設計與制作的全過程。為使學生較全面地掌握知識和技能，應以設計制造綜合型為主。
新生入學進行專業(yè)教育時即可介紹專門化模塊課程的大致情況，以便增強學生日后學習的目的性、主動性和針對性。該模塊要求指導教師具有較高的專業(yè)水平和綜合能力。課程開發(fā)充分結合合作組的內容，以實例、設計制作指導書的方式進行。師資、設備等條件尚不具備的院�？膳c企業(yè)合作，把專門化模塊放到企業(yè)中實施，教師與企業(yè)技術人員根據企業(yè)情況一起完成模塊課程開發(fā)與教學工作，這樣可同時解決部分學生的就業(yè)問題。
3) 機電一體化實踐教學課時設置原則。實踐教學課時安排要把握以下兩個原則：一是“保量”原則。在課時數(shù)量上應占整個教學計劃總課時的40％及以上，以充分體現(xiàn)職業(yè)教育特色。二是“適時”原則。根據各個教學模塊單元的知識和能力要求，及時跟上教學實踐環(huán)節(jié)，強調知識與能力的結合，增強機電一體化實踐教學的時效性和教學效果。

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