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1发展现状
自从改革开放以来,我国机电技术方面也取得了许多的成就,尤其是在知识理念和技术方面更是取得了令人举世瞩目的成就。并且目前我国许多行业方面也已经开始渐渐地引入并且应用机电一体化技术,而机电一体化技术的应用大大的促进了这些行业的经济发展。但是,与发达国家相比较,我国的机电一体化技术仍然比较低,在机电一体化技术中始终存在着诸多传统机械技术的弊端。
2机电一体化的创新方向
(1)机电一体化产品将实现造型和功能的创新。随着我国科学技术的不断发展和进步,我国的机电一体化将在在造型和功能方面实现更好的创新,这样可以更好的满足人们对于机电一体化产品的需求。例如,在产品的造型方面,机电一体化技术的应用将会大大的增加产品造型的美观程度,满足人们对于产品造型的需求。另外,在功能方面也会得到全面的创新,机电一体化产品的功能将会越来越多样化,以满足用户不同时期的不同需求,实现产品功能的全面化和多样化。(2)将会采用更加适宜且绿色、轻便和性价比高的材料。除了在造型和功能方面具有一定的创新,在原材料的选择方面,机电一体化也会有巨大的突破。例如,随着科学技术的迅猛发展,机电一体化产品将会渐渐的采用更加适宜并且绿色、轻便以及性价比比较高的原材料。在原材料选择完毕以后,还会根据所选择原材料的特性来对所有的产品进行不断的优化和选择,这样可以更好的确保所有机电一体化产品的质量。最后,还会将更加新型的材料应用到机电一体化中,如一些智能材料、纳米材料以及高分子材料,这些创新高并且功用高的材料都会被广泛的应用到机电一体化生产过程中。(3)机电一体化将实现控制的便捷性、自动化和高效化。众所周知的是,传统的机械设备操作比较复杂,在工作过程中需要人手工进行操作,然后手工操作的危险性比较高。而机电一体化可以更好的改变传统机械的弊端,更好的实现控制过程中的便捷性、自动化以及高效化。
3机电一体化的发展趋势
(1)绿色化。机电一体化的出现以及广泛利用可以更好的保护环境,实现环境的绿色化。在利用机电一体化的过程中,充分的考虑了保护环境的这一要求,并且在其中引入了保护环境这一理念,进而使得我们在利用机电一体化产品的时候不会对自然环境造成污染,并且也可以更好的进行回收利用。(2)智能化。在科学技术不断发展的情况下,机电一体化将会渐渐地实现智能化。与普通的产品相比较,智能化产品具有一系列的优点。例如,智能化的机电一体化产品能够更好的进行观察和推理判断,并且能够根据具体的情况及时的采取一些相对应的解决对策。另外,机电一体化实现智能化还可以大大的为人们节省时间。(3)网络化。在当代这样一个网络时代,机电一体化实现网络化已经成为了一种必然趋势。在机电一体化中应用网络技术,可以使得机电一体化技术水平得到大幅度的提高,同时也可以使得机电一体化利用远程控制技术和监视技术对整个生产过程中更好的监督和了解。(4)微型化发展。随着经济和科技的快速发展,微型化技术也会被广泛的应用到各个行业中,而机电一体化作为现代新型的技术,也会渐渐地引入并且应用微型化技术。微型化技术在机电一体化中的应用可以使得所有产品实现微型化,加快整个生产过程的移动以及运输,这样不仅仅减轻了工作人员的负担,同时也大大提高了工作效率。最后,微型机电一体化拥有体积小和耗能少等优势,能够广泛运用到微型化需求较高的军事和医疗等领域中。
4提高机电一体化水平的办法
(1)应当加强技术的研究和创新。为了更好的实现机电一体化,我们应该加强技术的研究和创新。而在研究的过程中应该积极的引进并且应用国外先进的技术手段,或者也可以聘请专家来参加这一研究。另外,在研究过程中还应该不断的引入其他学科和专业的理论知识,将所有先进技术手段进行统一和整合。(2)应当重视机电人才的培养。在培养机电人才的过程中,应该不断地加大对于所有技术人员的培训力度,在培训过程中邀请专家对他们进行培训,在培训过程中将理论知识和实践能力作为培训的重点,在培训结束以后,还应该进行考核。另外,还应该积极的引进其他地方或者企业的优秀人才,并且对这些人才进行重点培养。
5结语
总而言之,机电一体化的出现和应用不仅仅大大方便了人们的日常生活,同时也加快了工业的生产和发展。但是在发展过程中我们应该积极的发展机电一体化发展过程中存在的问题,然后尽快采取相对应的解决对策。
参考文献:
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随着社会不断发展,科学技术广泛运用到各个领域,机电一体化这个名词不仅仅是理论,更被人们熟练运用到企业发展上。按照系统科学的观点,机电一体化又可称为机电一体化系统,它是集机械元件和电子元件为一体的复合系统。随着机电一体化的迅速发展,它主要结合了光学、电子学、计算机技术、机械技术等领域知识,使整个机电一体化系统变得柔性化、智能化。更加合理、高效,它大幅度地推动了整个工业的生产。对社会的不断进步具有深远的意义。
一、机电一体化技术主要运用领域
(一)在数控机床中的应用。传统数控机床及数控技术结构比较简单,性能低,操作复杂笨拙,控制精度较差。然而经过40多年的发展,机电一体化的投入,除了解决了上述传统数控技术的弊端更增添了其他的。先进的数控技术以信息为主导,其开发性设计即硬件体系结构和功能模块具有标准性、兼容性、层次性,最大限度提高了其可操作性,大大提高了经济效益。现代的数控技术充分结合现代科学技术,能实现多过程、多通道控制即一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
(二)在计算机集成制造系统(CIMS)中的应用。机电一体化以其发展快适用范围广的特点深受各行各业的欢迎。机电一体化技术打破原有部门之间的界限,使各分散系统最优的结合,充分做好“物流”和“信息流”之间的关系,将生产线各个环节有机的结合,大大提高各种生产要素之间的连接作用,从而生产能力得到了很大的提高,使得各种生产要素充分发挥提高企业经济效益。
(三)在现代机械制造中的应用。传统的机械制造主要依赖于企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它着重考虑的是资源的有效利用,用低成本换取高效率,以机器代替人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。然而,先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。
二、机电一体化技术的发展趋势
(一)智能化。机电一体化与传统机械的主要区别在于技术是否智能化,即使机电一体化产品具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。如传统的数控机床像个被动执行者,它只能按照事前规定好的程序去严格执行操作,而现代的只能数控机床,它被结合了人的思想与感知,它可以主动地对自己的环境和加工条件进行感知及分析,从而采取相应的措施。利用这种智能化产品,从而能够大大减少人的脑力劳动。为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
(二)系统化。机电一体化可以看成为系统结构,它主要采用开放式和模式化的总线结构。这种系统结构的组态比较灵活,在任何情况下都可以剪裁和组合,从而达到各个子系统之间的协调控制和统一管理。其次,通过机电一体化的系统化结构信息的传递功能极强,它可以使远程网络更稳定。然而,随着科技的不断发展,相信机电一体化产品还会更加完善,人类会赋予它更人性的发展,从而想着生物系统化飞跃。
(三)模块化。机电一体化的正向着模块化发展。众所周知机电一体化产品种类和生产厂家繁多,故研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而十分重要的工作。若能制作出一系列的标准件,则对后续的产品开发大大缩短了时间。由于产品的标准化和系列化,使得生产规模大大提高,非常有利于企业的发展。
(四)网络化。网络技术的兴起和飞速发展对全球都是一次巨大的变革,它带给人类一次巨大的飞跃,然而对机电一体化也具有重要的作用。网络在人类的生活中越来越普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
(五)人性化。各类产品的生产都是为了方便于人类,故机电一体化向人性化是个必然的趋势。机电一体化产品要求除了能够达到人类最基本的使用需求外还需要考虑它的外观结构包括形状及颜色等从而使产品更接近生活,让人们在使用过程中更自然,更便捷。
(六)微型化。机电一体化的新目标是向着微型化转化。机电一体化的微型化又称为微型机电一体化系统,国外对其几何尺寸定义为一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。微型机电一体化系统主要特点为具有体积小、耗能小、运动灵活等,由于微型化的特点,其可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故非常受生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域的欢迎。
(七)绿色化。人类生活的巨大改变离不开工业的发展,然而在我们个人感觉到物质丰富、生活舒适的同时资源却在大批量减少、生态环境变得极具恶化,所以急需大量开发绿色产品。机电一体化产品的绿色化最根本目标为尽最大限度地减少对生态环境的破坏。故这就要求产品从设计、制造、使用和销毁的整个生命周期中,达到符合环境保护和人类健康的要求,并使得资源的利用率提高。其产品的特点为低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。
三、结束语
随着机电一体化技术的发展,大量的产品与装置都在向着机电一体化发展,在优化整体的同时,提高了产品质量和生产效率,大大缩短开发新产品的生产准备周期,有利于加速科技成果向商品转化,有利推动传统产业发生深刻变革;同时,随着新产品的研发及高精密等设备的发展,要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展,从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
参考文献:
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0 引言
现阶段,我国工业领域取得了很大的进步和发展,各种新型的工业生产技术也相继运用而生,尤其是机电一体化数控技术的出现,不仅完善了传统人工生产的弊端,节约了人工投入成本,也简化了机械设备的运行操作流程,使其在使用过程中,更为方便、更为灵活。同时,通过机电一体化数控技术的应用,煤矿机械也实现了信息化、科技化的使用功能,使其运行效率和运行效果都能获得良好的提升,为煤矿机械企业的长期发展奠定了有利的基础。
1 机电一体化数控技术在煤矿机械综合运行过程中的具体应用
据相关调查研究发现,我国煤矿企业在进行煤炭开采过程中,通常都会运用大型的电牵引采煤机设备来进行开采工作,而这些大型采煤设备在使用时,往往会增加很大的运行功率。所以,在牵引性能方面还是要遵循传统液压牵引技术原则,并在大倾角煤层采挖工作中大力引入机电一体化数控技术。这样才能从根本上完善电牵引采煤机械设备的工作性能,使其作业难度得到较大的缓解,减轻开采人员的工作任务,进而使机械设备在实际操作运行中,更为安全、更为灵活。另外,通过运用机电一体化数控技术,也帮助技术人员对机械设备的维护和保养提供了便利的处理途径,由此可见,机电一体化数控技术在煤矿机械中的运用,有着至关重要的作用,其不仅满足了当下煤矿企业的发展需求,也为煤矿机械的广泛运用指引了正确的发展方向。
2 机电一体化数控技术在机械设备提升与运输中的具体应用
在煤矿作业开采过程中,最重要的作业环节就是提升与运输,通过运用机电一体化数控技术,不但有效提高了相关机械设备的运行效率,还可以使矿井提升及带式输送机设备得到全面的改进和升级,使之成为信息化、科学化的煤矿机械,从而实现全自动运行与控制目标。由此可见,对煤矿机械设备结构进行整体优化,对煤矿事业的稳定性发展有着很实际的意义,因为,在现阶段的煤矿采掘运输过程中,最关键的机械设备就是带式输送机,其具备良好的使用性能、先进的自动化系统及较强的传输运送量,因此,机电一体化数控技术在机械设备提升与运输中的应用是当前各煤矿企业势在必行的发展手段。
3 机电一体化数控技术在机械设备安全生产运行中的具体应用
一般情况下,煤矿机械设备在运行过程中都会存在很大的技术风险,所以,在实际作业现场,相关工作人员都要利用高科技的技术手段,对每一作业环节中机械设备的运行情况,进行实时的监测,这样才能使其相关运行参数达到一定的科学性和准确性,以免发生故障问题,影响设备的正常使用。因此,将煤矿机械设备与机电一体化数控技术有效融合,可充分运用系统的监测、收集分析及诊断等功能,对煤矿开采作业中存在的一切安全风险进行实时的跟踪和管控。然而,在运用自动化监测系统时,一定要注意其监测质量,使工作人员在任何作业环境中都能灵活的运用。因为自动检测系统主要是利用机电一体化数控技术,使其与系统主机内的数据库相连接,所以,只要通过计算机技术和数据通信技术,就可将煤矿机械设备设定成同步运行模式,并选用专业的数据通信接口,对煤矿开采的全过程进行实时的监测和了解,一旦发现煤矿机械设备或地质条件存在安全隐患,系统就会自动发出报警提示,以便于相关技术人员通过专业控制软件就可对系统自动采集的信息资料进行有效的分析和评估,从而实现煤矿机械的一体化操作功能。
4 机电一体化数控技术在煤矿机械掘进过程中的具体应用
目前,在煤矿机械设备掘进过程中,最为关键的技术手段就是机电一体化数控技术的应用。而大多数煤矿企业在进行掘进工作时,都会涉及到多种先进的掘金设备,如:隔爆型压扣控制按钮、木质安全型操作箱、隔爆兼木质安全型开关箱、隔爆照明灯、隔爆型掘进机、三相异步动机及GJC4低浓度甲烷传感器等设备,因此,这些设备通过与机电一体化数控技术的有效融合,不尽完善了设备的所有使用性能,使其维护和管理工作得到有效的提升,而且也极大地减轻了作业人员的开采负担,降低了开采工作的难度,使其在工作时更为便捷、更为轻快。然而,尽管机电一体化数控技术在煤矿机械中的运用取得了显著的成绩,但是仍存在很多缺陷和不足。如最为突出的问题就是,大多数机电一体化 数控系统的应用模式都十分单一,因此,为了更好的保证机械设备的安全运行,使其满足当下采矿技术的多元化发展需求,技术人员就要对现有的机电一体化数控技术进行完善和改进,使之成为具有人机交互功能的现代化采矿作业机械设备,另外,相关企业还要大力引进国外的开采技术,增大资金投入力度,不断的使用新的控制技术和生产工艺,使一体化数控技术在地质勘察以及矿物选择方面也能很好的发挥优势,最大化提高煤矿开采作业的工作效率。此外,相关技术人员还要注重机电一体化数控技术研究,提高整体作业人员的操作技术水平和作业素质,并定期开展开采技术培训活动,完善机电一体化数控技术在煤矿机械设备运行中的操作流程,使该技术在我国煤矿开采作业方面得到长期、稳定的发展。
5 结束语
综上所述,机电一体化技术是新时期的一种科技产物,目前,在
我国煤矿开采作业方面得到广泛的推广和使用,并取得了十分显著的成绩,随着近年来人们对矿物质需求的不断增加,机电一体化数控技术在煤矿机械设备使用过程中的应用也在不断成熟和完善,不仅创新出新的开采工艺和开采技术,也在一定程度上增大了煤矿企业的资金投入力度,大力引进先进的开采设备,为实现煤矿开采的智能化、信息化发展目标创造了良好的条件。
参考文献:
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1机电一体化相关问题概述
机电一体化是科技不断发展的产物,也是未来工程器械行业发展的必然趋势,机电一体化体系是将机械运行与电子技术结合在一起,其可以实现机械运行的自动化,提高了机械运行的效率,也节约了工程的人力成本,给企业带来了一定的经济效益。
现代机械制造业发展离不开机电一体化,可以说,机电一体化水平直接决定着机械制造业的发展前景。现阶段我国大部分企业工程机械都逐渐进入到了自动化运行阶段,其施工制造效率大为提高。作为目前最为先进的技术,机电一体化技术是我国科技发展最为典型的代表。机电一体化,大多数的人也将其称之为机械电子学,该技术的应用可以提高机械运行的效率以及质量,其研发的意义十分巨大。机电一体化技术并不是简单的一项的技术,其涵盖了多项技术,涉及的专业非常广,也正是因为如此,机电一体化技术具有一定的复杂性,同时也能够反映出其先进性。机电一体化主要是将电子与机械有机融合,进而提高机械的运行效率。
机电一体化技术涵盖了多方面的内容,其中比较重要的有三方面,一是机械;二是电子技术;三是计算机。机电一体化可以说是现代计算机技术发展的产物,其应用推动了工程机械向着现代化的方向发展,其是以机械设备自身所带有的功能为基础,融合现代高新科技技术,能够满足不同类型的工程机械企业的需求。机电一体化因其复杂性,因此在运行时需要依据规范,确保每个应用环节毫无差错。
2机电一体化在工程机械中的应用优势
工程机械应用机电一体化技术,不仅避免了传统的技术所带来的弊端,而且来保证了机械运行的质量,对提高企业经济效益有着重大的作用。机电一体化继承了传统技术的优势,保留机械自身所带有的所有的功能,并且对这些功能进行了改进,融合了先进的计算机技术,以此使得整个工程机械行业进行到了繁荣阶段。其具体的应用优势如下:
首先,监控机械设备的运行情况,机电一体化技术中有一项电子监控系统技术,该技术能够实现对机械设备的实时监控,当机械设备运行期间发生任何的异常情况时,电子监控系统能够及时的发出预警,并且针对故障情况自行展开诊断,这对降低故障损失有着积极的意义。维修人员接到报警之后,可以立刻展开维修,因为电子监控系统已经做出了相应的诊断,因此只要维修人员直接维修即可,非常节省时间,能够使工程机械在最短的时间内恢复正常。
其次,节能技术。节能部分不仅是使用节能设备,而在设备安装中的节能技术同样重要。简单的说使用节能设备的情况下,线路的安排、器材的使用同样会影响到节能的效果。以电器安装为例,线路的铺设、变电箱的安排都可以进行节电设置,而且线路多余部分越多浪费的电量越大,所以电路的优化设置就是机电安装的节能技术之一。
再次,温控技术。温控技术一般来说只在空调系统中进行使用,通过一定的感应器设置,提高中央空调的智能性,在低于或者高于限定温度时才开始工作,这样就可以充分的提高中央空调的节能能力,减轻设备的能源消耗,优化设备性能,延长使用寿命。
3机电一体化技术的发展趋势
3.1智能化趋势
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。智能化是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、计算机科学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。
3.2微型化趋势
微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
3.3 数字化趋势
随着计算机技术的发展,网络数字技术得以广泛应用,其在工程机械方面同样可以使用。也就是说,数字化发展,也是机电一体化的发展趋势之一,在这样的导向下,未来的机电一体化可以动态化的实现平台操作,各个环节实现资源共享,这将成为促进生产效率进一步提高的重要举措。
3.4 环保化趋势
机电一体化未来发展同样需要将环境保护考虑进去,这是建设环境友好型社会的重要内容,也是企业责任的具体表现。对于机械行业来讲,如何保证在机电一体化技术应用的同时,避免产生生态污染,增强其循环利用效率,是很值得我们去不断探析的问题,这也是决定机电一体化实现可持续发展的关键性问题。
3.5 整体化趋势
现阶段机电一体化技术运用与工程机械领域,还不是很充分,仅仅在部分环节有着比较广泛的应用,要想真正实现机电一体化在工程机械方面的效能,还需要从多个角度去开展研究和探索,构建工程机械体系,使得工程操作质量和效益得以提高。由此,整体化发展,也将是机电一体化技术在工程机械领域方面的发展趋势之一。
3.6网络化趋势
网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了翻天覆地的变化。机电一体化新产品一经研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术迅速发展起来,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。这也使机电一体化技术朝着网络化方向发展成为必然趋势。
结束语
综上所述,可知现阶段我国的工程机械企业越来越多,其竞争已经进入到白热化阶段,如果哪一个企业依然使用传统的技术,只会被工程机械市场淘汰,因此必须全面改革,打破传统,保留原有技术优势的同时,不断地创新,只有如此,企业才能获得长久发展。机电一体化技术的应用完全是市场竞争以及工程机械行业自身发展需求的结果,另外因其优势突出,运行稳定,节约环保,因此受到了众多企业的欢迎,依据现实情况,我国的机电一体化技术发展前景更好。
参考文献
[1]李军.机电一体化的发展及趋势[J].科技信息(科学教研),2007(15).
[2]徐国山.机电一体化的发展趋势[J].黑龙江科技信息,2007(18).
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1.1提高监控水平
在一体化系统中,电子监控属于其重要内容之一,不仅可对机械设备运行情况进行多角度监督,还具有报警装置;如设备在运行中出现故障,监控系统将在最快的时间响起警报,并精准判断故障之处,将针对性的维修措施传达给相关部门,便于维修人员尽快制定修复方案,在较短的时间内使系统故障得以解决,安全隐患得到有效消除。
1.2提高机械生产效率
与以往传统机械设备相比,一体化系统的应用可节约更多的能源,电控系统可提高设备运行中能源利用效率。在设备生产过程中,充分发挥电子控制技术的作用和优势,根据实际需求调节能源供给量,使机械生产效率得到显著提升,还有助于节约更多的能源。
1.3提高机械作业精度
将电子控制系统应用到机械设备中,不仅可提高机械设备的精准度,还可实现设备自动化运行。在以往的机械生产中,主要以人力操纵完成生产工作,精度难以得到有效提升,而机电一体化系统的应用则可克服这一弊端,使机械作业整体精度得到显著提升。
2机电一体化系统在农业机械工程中的应用
机电一体化系统作为一种新型技术,由多种技术有机集成而成,可为机械工程发展提供设备支持;通过特定软件发挥该系统的作用和价值,在农业机械工程中得到广泛应用。
2.1监控技术应用
在农业生产过程中,操作者应经常对农机各项数据进行查看,根据参数情况进行设备调整,为机械正常运行提供保障。为了便于操作者实时查看数据,传感器、仪表等机电监控技术被陆续应用到农机工程之中。通过使用传感器,可精准获取设备当前的运行状态,并在仪表中将各项数值显示出来;操作者可将仪表显示信息与正常情况下数据信息进行对比,以此来判断农机设备是否处于正常工作状态。此外,操作者还可根据画面来操作设备,根据实际需求灵活调整农机设备,使农业生产效率得到显著提升。
2.2CAD技术应用
CAD技术是计算机辅助设计技术的简称,属于计算机图形、数据库、网络通信等多种知识相结合的综合技术。与其他设计工作相比,农业机械的设计较为复杂,内部结构较为繁琐,需要进行大量的计算和测试。如单纯依靠传统手工计算方式,设计效率较低,难以充分满足当前农业对现代机械的需求。CAD技术则可充分利用网络构图,通过三维图形系统构建数学模型,在网络与丰富数据的支持下,不仅可使农机设备的设计效率得到显著提升,还可为设计者的技术创新提供更有效的支持。
2.3电子信息技术应用
现阶段,农业机械逐渐朝着现代化、智能化的方向转型,与电子信息技术之间的融合日渐紧密,与高效农业、节能农业、集约农业的发展趋势相符合。通过使用电子信息技术,对于设计者来说,可为其提供大量的关于农机设备的资料信息;对于操作者来说,可远程查看设备、操作设备,使生产运行更加精准;对于制造者来说,可通过自动流水线使生产效率得到显著提升。
2.4GPS系统应用
该系统主要采用GPS差分技术、超声波、传感器等,借助计算机软件为农机虚拟仪表提供生产活动所需的三维模型、三维坐标等。对于大型农业生产场来说,在大部分农机的集群运行过程中,通过广泛应用该系统,充分发挥其精度较高的性能优势,及时准确提供作业现场、机器、设备的实时坐标,从而为生产管理者现场调度、策划等提供诸多便利。
3机电一体化系统未来的应用前景
从上述研究可知,机械工程发展离不开机电一体化系统的应用,在未来机电一体化系统拥有十分广阔的发展前景。
3.1高智能化
在科技时代背景下,各行各业的智能化水平逐渐提升,这已经成为时展潮流之一。机电一体化也应朝着高智能化的方向发展,使机械工程获得更加稳健的发展。同时,高智能化也是机电一体化系统发展的根基,在未来的发展中应将更多智能化技术引入其中,带动机械工程发展。此外,随着人工智能的发展,机械设备可自动进行故障识别和排除,工作参数得以优化,甚至可在无人值守的情况下自动运行,这也是机电系统未来发展的主要趋势。
3.2绿色环保
工业化的发展虽然使人们生活质量得以提升,但其带来的环境问题却日益严峻。目前,我国大力提倡节能环保,机电一体化的发展也应积极响应国家号召,走绿色环保道路;在满足机械工程生产需求的同时,在产品使用、生产运行中加入更多的环保元素,提高能源利用效率,推动机械工程朝着绿色节能的方向发展。
3.3光机电一体化
目前,机电一体化作为先进科技逐渐得到普及,在未来的发展中,光机电一体化将成为新的发展潮流。借助光学技术的力量,将其与机电一体化技术相结合,可使系统中传感器的作用发挥到最大,信息处理、动力系统等功能也得到进一步完善,显著提升农机工作效率和精度。
3.4轻量型
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随着我国经济的快速发展,愈加复杂化的市场经济使得各个行业的竞争越来越激烈,为了能够在市场中有一个立足之地,所有的企业都在进行转型和改善。随着近些年的发展,我国的机电一体化系统已经逐渐的趋于完善,但是在实际的操作过程中还存在着一定的弊端,最明显也是最重要的问题就是在实际操作的过程中不论是农业还是工业,都存在着一定的不确定性、多层次性以及非线性等特征,使得机电一体化系统在应用的过程中出现了一些不便。为了能够解决这个问题,智能控制应运而生,智能控制的出现不但有效的解决了这个问题,同时促使我国机电一体化行业的快速发展,使其能够更加从容的面对各种操作,提高了机电一体化系统的操作效率。
1 什么是智能控制
所谓的智能控制指的就是在没有人为的干预下能够自主驱动智能机器,从而有效完成对目标进行自动控制的技术,换句话来说就是用计算机对人类的大脑进行模拟,从而完场智能控制。智能控制在当今的社会是一种非常重要的技术,应用范围非常广泛,有着不可或缺的作用。在机电一体化系统中,有很多复杂多样的控制任务和控制目的,这些控制任务和控制目的以传统的控制手段来完成是非常复杂和不方便的,而智能控制的出现正好可以解决这一问题,使得机电一体化系统的实际操作更加的简单方便,同时还能更好的完成控制任务。对于智能控制来说,传统控制只是其中最为简单的一个部分,真正的智能控制是由多个学科相互交叉而成,而在众多的学科中最为主要的就是自动控制论、信息论、人工智能以及运筹学等学科。与传统控制相比较而言,智能控制有着一些非常明显的优点和特征,其中最为主要的特征主要有七个方面,分别是智能控制的核心在高层控制、智能控制具有变结构特点、智能控制器具有非线性特性、智能控制器具有总体自寻优特征、智能控制一个新兴的技术、属于一门边缘交叉学科以及其能够满足更多的要求和目标。智能控制主要分为了六种类型,分别是:混合或者集成控制、专家控制系统、分级递阶控制系统、学习控制系统、人工神经网络控制系统、组合智能控制系统以及金华计算与遗传算法。
2 什么是机电一体化系统
所谓的机电一体化系统又被称之为机械电子学,指的就是讲信息技术、机械技术、电工电子技术、借口技术、传感器技术、微电子技术等多种技术进行有机的结合,从而形成了所谓的机电一体化系统,同时将这种系统运用到实际的生活当中。机电一体化系统在组成的过程中需要几点组成要素,主要包括了运动组成要素、结构组成要素、智能组成要素以及感知组成要素。
3 智能控制在机电一体化系统中的应用分析
随着科技的快速发展,机电一体化逐渐从传统方式向着智能控制转型和发展,使得机电一体化系统迈向了新的领域。同时随着机电一体化系统面对的任务和目标来说,智能控制也必然是其主要的发展方向,在机电一体化系统中,智能控制的水平直接决定整个系统的水平,智能控制水平越优越,那么机电一体化的整体水平也就也高,反之亦然。
3.1 智能控制在机械制造过程中的应用分析
在机电一体化系统中机械制造只非常重要的一个部分,而对于目前的机械制造技术来说,最为先进的技术就是将计算机辅助技术与智能控制进行有效的结合,使得机械制造技术逐渐的智能化。机械制造技术的智能化其主要目的就是利用计算机技术对人脑进行模拟,以其来代替一部分的脑力劳动,从而完成整个人类制造机械的过程。在智能化的机械制造的过程中,首先是由智能控制技术对神经网络系统进行利用,通过它对机械制造的实时情况进行动态模拟,然后再利用传感器的融合技术对采集而来的信息进行处理,同时对控制模式中的一些参数和数据进行修改。在机械制造的领域中智能控制的主要应用有机械制造系统的智能监控和检测、智能诊断机械故障、智能学习以及智能传感器。
3.2 智能控制在数控中的应用
随着科技的快速发展和我国市场化经济的不断变更,对于机电一体化系统的发展来说数控技术有着至关重要的作用,因此对于数控技术的要求也就越来越高,在实际操作的过程中,数控技术不但要有效的完成各种智能功能,同时还需要数控技术完成扩展、延伸以及模拟等一些全新的智能功能,从而可以通过利用数控技术来完成智能监控、智能编程以及对智能数据库的建立等一些目标,从而使得机电一体化系统在实际的操作过程中可以通过智能控制来完成一些目标,比如在对数控领域中一些算法不确定或者是没有明确结构的问题进行综合处理的过程中,可以通过利用推理规则对数控维修提供一定的数据和参考。
3.3 智能控制在机器人中的应用
机器人具有非常多的特性,其中最主要的就是非线性、时变性以及强耦合,而这些特征主要都是体现在机器人的动力系统之中。同时在机器人的控制参数系统当中,机器人具有多边变性以及多任务性的特征,而这些特征的存在是非常适合智能控制技术的应用。就目前的技术和发展来说,在机器人的实际操作过程中智能控制技术主要变现在四个方面,分别是对机器人的行走轨迹和行走路径以及跟踪等方面进行控制;对机器人手臂的姿态以及动作进行智能控制;有效利用专家控制系统对机器人的运动环境进行建模、监测、定位以及规划控制;对机器人的传感器信息融合和视觉处理进行智能控制。
3.4 智能控制在建筑工程中的应用
智能控制在建筑中的应用主要有两个方面,一方面是照明通信系统,另外的一个方面是空调系统。随着人们的生活水平不断的提高以及科学技术的不断进步,人们对于生活的质量要求也是越来越高,因此智能建筑成为了主流。智能建筑主要是通过智能控制对建筑进行智能化控制,而在众多的智能控制中最为常见也是最为实用的就是这两种。首先是照明通信系统,通信系统指的就是小区内部的互联网通讯,主要是通过小区内的控制器对每个用户的通讯线路进行控制和检测,一旦发生故障,能够对线路进行快速的检修并且进行维护,使得通讯系统在使用的过程中更加的便捷和安全。照明系统指的就是对建筑群的照明进行实时控制,在控制的过程中主要是对照明区域、照明时间、照明逻辑以及照明系统节能灯方面进行控制;另外一个方面就是对空调系统进行控制,在对空调进行智能控制的过程中,主要是通过比例积分调节器闭环的方式来模拟四季温度,同时对空调的风阀进行智能调节,不但有效提高了建筑内部的空气质量,同时还能尽可能的减少能量浪费。
4 总结
随着科技和市场化经济的快速发展,机电一体化系统为了能够适应更过的工作环境和任务要求,需要进行不断的完善和转型,智能控制的出现使得机电一体化系统能够更好的面对各种各样的操作难题,不但能够有效解决问题,还可以减少工作人员的脑力和体力劳动,更加重要的是促进了机电一体化系统的快速发展,使其有了质的飞越,使其能够更加长远的发展。
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篇7
1.《机电一体化系统设计》课程特点
《机电一体化系统设计》课程作为机械技术与微电子技术的新兴交叉学科,在机制专业课程体系中占据重要地位,融合了机械技术、电子技术、信息技术等多种学科,将机械技术、检测传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、信息处理技术、系统总体技术等多种技术融于一体,体现了“以机为主、以电为用、机电有机结合”的原则,具有综合性和应用性强的突出特点,课程对培养学生机电一体化设计能力具有重要作用。
课程在学生所学专业课的基础上,从机械电子结合的角度介绍机电一体化的主要研究内容及应用领域,结合机电一体化典型设备,讲述相关系统产品的组成原理及工作过程,使学生了解机电一体化的组成及发展方向,掌握典型机电一体化系统及产品的基本工作原理,了解有关机电一体化仪器、设备的应用。通过该课程的学习,以期达到课程教学目标,即通过相关学科知识的学习和掌握,促进学生系统了解机电技术学科知识,掌握机电一体化产品系统设计方法,提高学生“机电有机结合”的实际应用能力[3-4]。
2.当前主要的考核方式及其特点
2.1试卷考试。
试卷考试主要通过期末考试评估学生对专业知识的掌握情况,主要有开卷考试、闭卷考试及半开卷考试等形式。试卷考试一定程度上反映了学生对于机电一体化系统设计课程知识点的学习水平,但是,学生突击背复习题应付考试现象较为普遍,而且结合《机电一体化系统设计》实践性、应用性强的课程特点,单纯采用试卷考试很难实现课程“提升学生机电有机结合的实际应用能力”的教学目标,而且课程考试一般在结课后一次性完成,无法完全反映学生对于课程的整体学习效果,缺乏对于课程的过程管理。
2.2平时成绩与试卷考试相结合。
针对试卷考试存在的过程监控不足等弊端,许多院校在考核过程中引入平时成绩考核环节,平时成绩主要由期中考试测验、出勤、平时作业等组成,一般权重在20―40%。课程总评成绩最终由平时成绩和期末成绩两部分组成,期末成绩为试卷成绩。该种方式对课程的过程管理进行了监控,提高了学生平时学习的积极性,有助于学生在课堂上认真学习、积极思考,课下认真完成作业,但是该种考核方式对于课程考核权重及平时考核项目的设置要求较高,教师需对平时作业的布置、创新类实践项目设置等平时考核环节进行较好的把握。
2.3结课论文。
结课论文通过学生在课程结束后提交结课论文的方式完成课程考核,结课论文考核方式有助于培养学生的创新和初步的科研能力,有助于培养学生查阅文献的能力,对于课程论文,一般要求选题结合机电一体化系统设计方面的内容,原则上一人一题。
结课论文考核方式一定程度上调动了学生的学习主动性,但是在实施过程中,针对《机电一体化系统设计》实践性、应用性强的课程特点,要求学生在结课后期较短时间内完成质量较高的课程结课论文难度较大,易出现论文分析肤浅、运用课程理论知识点不足等问题。
2.4基于CDIO的“机电一体化系统设计”考核方式[5]。
基于传统考核方式存在的问题,相关人员提出CDIO考核方式,该方式以项目设计为导向,强调学习评估方法和学习成果相结合。考核模式采取“4+3+1+2”考核方式。具体做法是:在考核前一个月左右给学生布置一批应用性比较强的机电一体化系统设计方面的课题,学生在这段时间内有针对性地查阅有关资料,编制程序框架,调试程序并进行仿真,在考前一周,进一步强化学生的上机调试能力,适当缩小命题范围,减小难易程度,突出重点,命题采用分类随机抽签的方法,学生在上机考核过程中,规定时间,一人一机,分组进行,教师重点考核其对课程内容的掌握及实践技能,并进行答辩。答辩时,教师针对考题进行提问,考核成绩最终由平时、上机技能、答辩情况及调试结果综合评定,从而考核学生对课题的准备情况、理解程度及实践技能。对于动手能力较强的学生,鼓励成立兴趣小组,开展科技创新活动,明确职责,利用实验室的开放,对自己的课题设计一个机电一体化系统实物模型,通过当场演示,讲解分析,教师注重过程考核,根据学生的分工、设计、演示情况和答辩情况综合打分,得出本门课程成绩。这种考核方式的优点是引导学生平时注重学习,有的放矢,积极主动地配合教师的日常教学活动,上课互动性好,能有效地激发学生上课学习的积极性,提高学习效率。
2.5采用职业技术资格考试来代替传统考试[6]。
职业资格证书是反映劳动者具备某种职业所需要的专门知识和技能的证明,与学历文凭不同,职业资格证书更多地反映了特定职业的实际工作标准和规范,以及劳动者从事这种职业所达到的实际能力水平。它是劳动者求职、任职、开业的资格凭证,是用人单位招聘、录用劳动者的主要依据,也是境外就业、对外劳务合作人员办理技能水平公证的有效证件。
职业技术资格证书涉及知识、技能、能力和素质等多个角度,并侧重于技能、能力和素质的提高。因此,在利用其取代传统考试的同时,需对照人才培养目标和课程教学目标的要求,从认知、操作技能与能力和职业素质等方面,全面系统地考察其可行性,并将其作为选择和确定结业考试内容的依据。目前,可参照“数控中级工”、“维修电工”等工种中的一类或多类项目进行考虑,学生通过取得相应职业资格证书后申请课程免考的方式进行。
3.课程考核方式改革思路
基于《机电一体化系统设计》课程实践性、应用性强的课程特点,结合机械类专业人才培养目标,考核过程中,可在充分论证的基础上,将简单的一次性考试考核向多种形式并重的方式转变,将理论考核向理论与实践相结合方向转变,将组织方式由学校组织向社会认可的职业资格考试方式转变,具体思路如下:
3.1丰富考试考核形式,强化其合理性。
为了提高考试考核的公平性与合理性,考试考核的形式不能仅仅局限于传统方式[7]。考核过程中,合理引入平时成绩考核,将现有的一次性考试考核转变为多次考核,通过综合课堂表现成绩、随堂测验成绩、平时作业成绩、实习成绩等多方面的指标决定最终的综合考核成绩,在此基础上,确立合理的评价指标体系,优化评价标准,合理分配考核指标权重,以期合理、公正地反映学生对于课程的学习效果。
3.2完善考核内容,强化考核过程管理。
为了使课程考核能够真实反映学生学校效果,课程组需在进一步分析课程教学目标的基础上,完善课程考核内容,形成理论考核与实践考核试题库,并结合机电一体化技术发展方向,及时更新完善考核内容,根据实际及时修正考试内容,提高考核内容更新效率。在平时考核环节,需进一步加强过程管理,完善平时考核方式方法,提高其可操作性。
3.3拓展考核组织方式,多渠道实现课程考核。
在考核组织方式上,突出国家职业资格鉴定考试,引入职业资格证书制度[8],通过课程学习,在合理分析人才培养目标及课程教学目标的基础上,确立适于课程考核要求的职业资格类别,建立与国家职业资格鉴定考试考核接轨的以职业综合能力(职业技能)和职业素质考核为主线、知识能力素质全面全程考核的考试考核体系,实现课程的多方式考核,使学生在实现课程教学目标的同时,达到国家职业资格考核要求,从而提高学生创新能力与应用能力。
4.结语
本文在综合分析《机电一体化系统设计》课程特点的基础上,论述了现有考核方式的特点,提出了课程考核方式改革的思路,然而课程考核改革是一个长期过程,要改变先前的考核模式,必须引导学生注重平时学习和技能训练,同时要求教师加强课程教学改革的研究,这对教师、对学生都将是一种挑战。因此,要想切实做好《机电一体化系统设计》课程考核方式改革,务必制定好长期策略,注重积累,保障落实,只有这样,才能建立科学、规范、合理的考核机制。
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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电一体化作为机械与电子技术集成构成的一个综合体系,对推动工业智能化发展有着很大的作用,且对人们生活的方方面面都会产生影响。①在机电一体化不断推广与应用的形势下,社会对相关人才的需求也在不断增多。为了满足社会发展的需求,许多职业技术学校均开设了机电一体化教学课程,用人单位对机电一体化人才的要求不只是具备熟练的操作能力,还要综合运用机电技术知识,从而更好的完成工作。②然而,在机电一体化教学中还存在着一些不足,需要进行一定的改革与创新,这样才可以取得良好的教学效果,满足社会与市场发展的需求。
1 部分职业技术学校机电一体化教学体系中的问题分析
1.1 专业课程体系设置不合理
现阶段,职业技术学校在开设机电一体化课程的时候,主要把课时安排在“机”、“电”上,但学生学习时间只有两年,再加上学习任务繁重,机械类课程设置较多,导致电类课时设置较少,使得相关人才培养无法达到预定目标,与机电一体化教学目标相违背。③在此种专业课程体系设置中,教学内容与实践脱离的现象非常严重,导致课程专业教学与实践操作教学未能达到预期目标。与此同时,在职业技术学校设置机电一体化课程时,培养学生职业能力是主要的教学目标,因此,在理论知识传授的基础上,也要重视学生综合素质及实践操作能力的培养。然而,在实际教学中,因为学校设备、师资力量等因素的制约,导致普遍存在着重理论、轻实践的问题,未能实现理论和实践的结合,因此,很多学生均未深入理解理论知识,只是了解知识的表层含义,尽管知识丰富,但却未能灵活运用。针对职业技术学校而言,其毕业生的就业方向主要为机床设备安装、机床设备调试、电气线路等有关工作,所以,要求学生具有较强的实践操作能力。倘若在学习中,未能接受良好的培训,就无法有效适应工作岗位的要求,进而出现一些弊端。
1.2 专业教学内容不完善
现阶段,机电技术发展越来越快速,但机电一体化教学课程设置却未能跟上机电技术的发展步伐,导致教学效果不佳。④其一,职业技术学校机电一体化教材未能得以及时更换,内容相对老旧,并且教学设备不先进,导致部分教学内容无法落实。部分职业技术学校使用的依然是旧版教材,内容与现代社会脱节严重,学生根本无法学到先进知识,使其无法满足社会发展需求,进而被淘汰。其二,在机电一体化教学中,教师采用的教学方法比较单一,只是按照教材内容予以讲解,很少涉及项目教学,虽然学生能够学到丰富的理论知识,但却无法灵活运用。比如,在“电力拖动”教学中,教师讲解重点为电路工作原理、电路接线方式等,而未对元件选择、故障检修等内容进行讲解,造成学生应用能力较差,导致学生综合素质较低。在理论与实践教学中,如果教师没有充分结合工作岗位需求,非常容易导致学生知识面狭窄,实践操作能力较差,进而不符合用人单位的要求。
1.3 机电一体化教学设备陈旧
现阶段,因为经济条件有限,许多职业技术学校的教学设备都比较老旧,特别是具有专业特点的实验设备,数量非常少。现阶段只有部分经济条件好的学校才会配备一些必要的数控机床,如加工中心、控制柜等,为PLC实训一体化的落实提供了可靠保障。通常而言,在机电一体化实践教学中,相关设备的作用非常重要,是有关教学活动得以落实的基础与前提,能够有效培养学生的专业技能与实践能力,如果相关设备配置不全,就会影响教学活动的开展,进而降低教学效果。⑤
1.4 教师队伍素质需提升
在机电一体教学过程中,教师作为教学活动的主导,发挥着十分重要的作用,对教学质量有着很大的影响,所以,必须给予高度重视。为此,要想取得理想的教学效果,就要构建一支高素质、高水平的教师队伍。然而,现今许多职业技术学校的教师队伍素质均未达到相应的标准,普遍存在着教师知识体系陈旧、落后的问题,致使学生未能学到先进的知识,进而影响了学生的就业情况。同时,部分年轻教师均是刚毕业的学生,未从事过有关工作,也未对市场需求展开调研,进而导致实践教学效果不佳,使得学生很难满足实际工作的要求。
2 职业技术学校机电一体化教学改革的建议
2.1 构建标准合理的课程体系
在职业技术学校教学中,应积极构建中国式“校企双制”,从工作岗位的实际要求出发,加强和用人单位的沟通,深入研究用人单位对人才的需求,以工作要求为导向,以工作任务为载体,重新设置符合机电一体化教学的课程体系,以此取得良好的教学效果。⑥在设置课程体系的时候,必须对学生的基础知识予以充分考虑,以此设置符合学生学习特点的课程体系。在实际教学中,应以学生技术应用能力培养为课程设置目标,强化理论与实践的结合,突出专业教学的实用性与针对性,以此提高学生的综合素质。
职业技术学校是用人单位技能操作岗位人才储备的重要场所,其发展与用人单位的认可与好评息息相关,所以,职业技术学校的教学目标与考核应和用人单位的要求相统一,将岗位职业能力要求作为构建核心,以技术应用能力与岗位技能为支撑,突出专业性,以此设置合理、科学的课程体系,同时对教学设计、准备、组织、评价等环节予以改革,有效培养与提高学生的专业技能与职业能力,进而获取有关职业资格证书,更好的适应与完成工作岗位内容。
2.2 完善教学场地与设备
在机电一体化教学中,教学场地与设备会对教学效果产生很大的影响。为此,在实际教学中,为了确保教学质量,一定要建立一体化的教学场地,配备相应的设备,以此确保教学活动的全面落实。在实际教学中,应加强实训一体化体系的构建,明确“教、学、做”的要求,保证模拟教学全面展开,从而完全“四位一体”的实训基地,即“教学、生产、培训、鉴定”,有效增强学生的理论水平及实践能力。⑦
与此同时,在场地、资金等因素的限制下,致使一些职业技术学校未能构建完善的实训一体化体系,此时,应遵循资源共享、互惠互利的原则,积极和用人单位沟通,设立校外实习基地,从而为学生提供一个实践的平台,进而提高学生灵活运用所学知识的能力。
2.3 创建多元教学方法
(1)采用多种教学方法与手段。在机电一体化教学中,具有信息量大、理论性强、抽象等特点,教学内容相对枯燥、乏味,所以,在教学方法与手段上,应重视实训、多媒体、现场教学的结合,以此培养学生的综合素质。比如,在学习“按钮和接触器双重连锁正反转”这一内容的时候,以往教师需要利用3-5分钟的时间将电路原理画在黑板上,在此过程中,学生非常容易走神,导致教学效果不佳,但是如果采用动画演示的方式展现电路原理,再加上教师的讲解,就可以充分吸引学生的注意力,不仅可以节省画图时间,还可以在短时间内讲清电路各种元件等,进而让学生掌握相关知识。
(2)加强实践教学。在实践教学中,主要包括课程设计、实验等环节。因为机电一体化课程的实践性非常强,在开展教学活动的时候,一定要注重理论与实践的结合,从而让学生充分掌握相关知识,达到预期的教学目标。比如,在实际教学中,教师可以根据学生的具体情况设置实训方案,让学生根据教学内容予以实践,以此培养学生的知识应用能力,进而使其更好的适应工作岗位要求。
2.4 强化师资队伍建设
在职业技术学校机电一体化课程教学中,要想取得理想的教学效果,就要重视“双师型”教师队伍的建设。⑧因此,学校可以组织一些优秀青年教师到用人单位实习,并且对其教学能力与职业技能进行定期考核,或聘请用人单位的专家到校兼任教师,以此提高教学质量。与此同时,学校也应鼓励教师继续进修,利用一些课余时间到用人单位参观学习,积累实践经验,进而在讲课的时候,能够更好的融会贯通,加深学生的印象,让学生可以深入理解教学内容,并且可以灵活运用,以此实现理论与实践的结合,为学生毕业后成功就业奠定坚实的基础。
3 结语
综上所述,随着现代社会的快速发展,机电行业市场越来越繁荣,对机电技术人才的要求也越来越高,进而要求职业技术学校进行教育改革,创新教学模式,以此培养复合型机电技术人才,更好的满足社会与市场的发展要求。为此,在机电一体化教学中,一定要构建标准合理的课程体系,完善教学场地与设备,创建多元教学方法,强化师资队伍建设,从而达到预期的教学目标。
注释
① 袁建锋.基于中职机电技术应用专业项目一体化教学模式构建的分析[J].广东科技,2014(24):170-170,146.
② 伍映红.优化中职机电一体化教学体系[J].广东教育(职教版),2014(6):106-107.
③ 林灵,刘昌铭.机电一体化教学存在的问题及改革措施[J].新课程・下旬,2015(11):459.
④ 唐凤.基于一体化教学方式培养高职学生化学综合能力的实验研究[D].湖南师范大学,2015.
⑤ 群宣.“教学做”一体化教学在电气控制技术中的应用体会[J].广东科技,2014(24):166-167.
篇9
从二十世纪七十年代到上世纪九十年代是机电一体化的一个发展和完善同时进行的阶段,到上世纪九十年代电子技术和机械运作的融合已经基本达到了一个很高的水平。那么现在的机械一体化究竟可以应用于哪些方面,在机电一体化的运作过程中又应该怎样进行点击的控制与保护呢?接下来本文进行详尽的论述。
2、机电一体化发展现状
机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。第一阶段为初级阶段,可以追溯到上世纪 70 年代以前。在这一时期,因为受到国外新技术的影响,人们会不自觉地利用这些技术来完善机电产品的性能,并且这些应用也取得了初步成果。尤其在第二次世界大战期间,战争极大地刺激了电子技术与机械产品的结合,这些由机电相结合所产生的技术和产品,战后还可以转为民用,对当地经济复苏起到了积极的作用。从当时研制的产品或者技术可以看出,当时电子技术的发展尚未达到一定水平,并且多数的产品都属于自发状态 ,因此电子技术与机械技术的结合还不可能广泛和深入得发展,并且由于当时的局限性,已经开发的产品也没有大量的推广使用。
第二阶段可称为蓬勃发展阶段,这时,通信技术、控制技术、计算机技术迅猛发展,大规模、超大规模集成电路和微型计算机的快速进步,为机电一体化的发展奠定了坚实的技术基础和充分的物质基础。
进入 20 世纪 90 年代后期,机电一体化大踏步迈向了崭新的阶段 ,此时机电一体化进入深入发展时期。一方面 ,机电一体化的学科体系得到了广泛的重视,专家们对机电系统的发展趋势进行了深入研究,并逐渐形成了譬如微机电一体化、光机电一体化等新分支。另一方面,由于光纤技术、神经网络技术及人工智能技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了广阔的天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。
3、机电一体化技术应用的领域
机电一体化的应用范围随着我国近些年来技术水平的迅速发展也越来越广泛的应用于各个不同领域。但是目前应用最广泛的领域要数数控机床、自动化与自动生产线这两个方面。数控机床与数控技术经过不断的发展与完善在各个方面都有很大的提高,具体表现为:设计理念更加人性化,机械的硬件即零部件有一个统一的标准,具备兼容性的特征;另外机械工作方式更加合理化,也就是控制方式多样化,即一台机床可以同时控制多台机床或者选择一台机床只控制一台机床 ;工作过程简单化,机械一体化可以将各种单一的工作集成到系统中去;数控装置构成的合理性,数控装置的构成以单板和单片机为控制机,并且有专用芯片和模板组成紧凑的数控装置。除掉数控机床与自动化生产线这两个方面,自动化技术也同样应用于日常生产与生活中的各个领域。
4、机电一体化中的电机控制与保护
机电一体化中的电机控制与保护主要体现在一些控制保护装置。电机保护控制装置现在成为自动化保护控制系统和节能降耗不可缺少的重要装置,是符合国家产业发展政策、节能效果显著、跨行业、量大面广的节能机电产品,对于以前产品的更新换代是一个很好的实例,在国民经济和节约能源事业中有着不可替代的重要地位和作用。
4.1电机控制保护装置的不足
目前电机控制保护装置中存在着许多问题,主要体现在一下一些方面。例如对于井下电机控制保护设备,其最薄弱的环节是鼠笼式异步电机,这种电机发生故障的可能性占整个电机设备故障的 50%,因此可靠的电机控制保护装置是井下安全生产的一个重要保证。一般的电机控制保护装置都是基于电热原理和电磁原理。用熔断器实现的短路保护和用热继电器实现的过载保护就是电热原理的典型应用。随着高新科技的发展,现代电机的设计制造比以前有所改进,使得电动机输出功率和输出转矩增大,但质量和体积比以前减小了。其次随着自动化水平的提高,电动机工作状态也发生了变化,它的起动、反向和制动将更加频繁,变负荷工作非常普遍,这为满足控制需要提供了很大的威胁。
那么,电机保护控制技术应该朝哪个方向发展呢?各个学者也经过了长久的研究和讨论,指出:首先应该在电机设计时考虑到后期保护与控制的问题,做到从设计,到控制及保护的一体化。
其次是提高保护装置的全面化和多样化,增强其处理数据的能力。然后还需要改进监测手段,这点可以在操作过程中进行修改。因为只有数字处理系统可以达到这种检测效果,因此对于电机控制保护装置,数字化是其发展趋势。
4.2电机保护控制装置发展趋势
电机控制保护装置亟待寻找新的突破。随着电机保护控制理论研究和新技术的发展,通过仿真计算和故障建模,并引入突破量、相位量、谐波份量、阻抗量、序份量等多种对电机故障敏感的检测量进行数据分析,并作相应判断和分析,把这些工作量提前做好的话,不但可以大大提高保护控制装置的精度和灵感度,还可以为以后的理论研究提供依据,为今后的突破性紧张提供依据。新技术的应用与开发(例如在线监测保护控制装置的应用等)也是电机控制保护装置的一个重要方面。
利用新的技术产品(例如高频电磁波、位移、振动、红外线、机械、电、热、光、声等)和理论对电机的运行进行实时监测,然后根据各种装置输出的信息通过计算机进行判断,把反射的数据进行分类,通过科学的分析和比对确定故障类型和严重程度,最后再采取相应的补救措施等,这样不仅能实现以上各种电机保护控制功能,更重要的是能在故障之前发出预警,达到提前防止故障发生,防患于未然。
电机控制与保护装置还有一项很重要的发展前景就是积极配套出厂电机保护控制装置,依据国家生产标准,不断提高质量等级,发展适用于我国的特有的电机控制保护装置。在世界上一些发达国家,电机保护控制装置会随着电机配套出厂,这种现象司空见惯,并且早已经成为一个惯例被普及应用,而在我国出口的电机配套保护控制装置多是单个出场,这样不仅在匹配上会出现问题,对生产者的成本也是一个极大的浪费。因此我们应该不断吸取国内外优秀经验,积极推进电机与保护控制装置配套使用。电机与保护装置配套,不仅减少了用户在选择保护控制装置上的麻烦,更重要的是减少了由于电机与保护控制装置不匹配而造成烧毁等损失,这样侧面提高了电机生产厂家的质量信誉和电机的质量等级,同时也给电机出口和国内应用拓宽了市场。电机与保护控制装置联手,不仅可以优势互补,还给各行各业都创造了更为广阔的发展空间和市场前景,对我国电机行业科技创新和技术进步与节约能源事业具有重要意义。
5、结语
机电一体化进程下电机的控制与保护日益引起各界需运用电机数控的人士注意,宏观我国的机电一体化电机的控制与保护,我们不难发现这是一个机遇与挑战并存项目。我国的机电一体化发展很快,几乎可以说在国际上也是领先水平,然而也存在着很多的问题和弊端,笔者也给与了相关的分析与预测,希望日随着在一体化进程的不断优化与加快,机电一体化的发展会有一个良好的势头,机电一体化的控制与保护会更加完善。
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当前,我国的矿产产业的发展速度正在不断增加,促使了我国经济的快速发展,提升了我国经济的增长速度与水平。但是我国工业生产技术的标准化与规划化的程度较低,因而在实际的生产与发展过程中存在着很多弊端,增加了采矿工作的困难度及危险性。对此,通过应用机电一体化技术能够有效地转变传统生产劳动模式,降低劳动强度,以此来有效提升整个采矿好行业的生产效率,降低开采的过程中的风险性。
1 机电一体化的概述
1.1 机电一体化的概念
机电一体化是近年来推出了一项全新的自动化技术,并已经成为了多个行业在发展过程中进行改革的重点方向。机电一体化技术是一种融合了电子信息、机械设备、电脑软件等多种学科知识的综合性技术,能够有效地提升工业生产与发展的效益。当前,机电一体化技术在我国的采矿行业发展过程中具有十分重要及突出的作用,是推行矿山生产自动化的必要因素,加快矿山产业的转变与提升,进而促使整个矿山经济的增长。
1.2 机电一体化技术的特点
1.2.1 安全性高
机电一体化技术在实际的应用过程中具有强大的应用功能,能够进行适时自动化检测、相关数据的传输以及紧急预警、自我更新等智能化的操作。同时对于生产过程中出现的意外状况,例如:电路短路、电机失灵等问题,能够进行及时的检测与报警,进而防止相关事故的发生,增加运行过程的安全性与稳定性。
1.2.2 实操性强
机电一体化技术在应用的过程中具有高智能化的特点,能够最大程度地降低人工操作量,规范整个操作的过程,避免人工失误情况的产生,提升了整个生产操作过程的安全性与稳定性。通过应用机电一体化技术生产的产品,其规格与质量的精确程度及一致性得到了显著提升,进而增加了整个产品的达标率,提升了该企业的综合效益。
1.2.3 使用性强
在应用机电一体化技术时,能够与之搭配的相关仪器及设备都具有自动化与智能化的水平,能够有效提升日常保养以及故障检测的工作性能,进而促使整个生产系统的自动化水平得到有效提升与发展,减少人为因素的对整个生产设备操作的不良影响,提升整生产操作的规范化水平,促使整个工作效率与质量的提升,增加企业的经济发展效益。
2 机电一体化技术在采矿过程中的应用与发展现状
随着我国科学技术的发展,近年来我国加快了对采矿行业的结构调整。当前,利用大型开采机电设备的比例已经达到了90%,中型企业达到了80%,小型企业也达到了40%。同时,很多的采矿企业在生产工作的过程中还应用了很多新型的采矿技术、工艺以及相关的设备,这种应用发展的现状已经与国际发展水平相持平了。
此外,机电一体化技术作为一门具有较高实用价值的采矿设备,在我国采矿行业中起到了十分关键的作用。当前,在我国很多采矿过程的各个环节中都能够应用到高压机电设备,尤其是PLC控制设备以及微机处理分析设备更是得到了广泛的好评,能够有效提升采矿工作的质量及安全性。
3 机电一体化技术在采矿过程中的应用
3.1 矿井安全生产监控系统
在实际的采矿工程中,有许多的煤矿工程在应用监控系统的时候都存在着一定的问题,其中最主要的问题就是传感器工作效率的低下。在日常的生产过程中,很容易出现性能不稳定的情况,能够有效使用的期限非常短,发生故障的频率较高等。对此,需要借助相关的计算机网络技术,利用光纤来代替传统的金属电缆,拓展原先的信息存储格式及内容,能够容纳相关的图片、视频等,以此来提升生产监控的水平,进而促使整个煤矿企业更快、更好地发展。
3.2 在采煤机中的应用
在采煤机中应用机电一体化技术,能够为其提供更大的牵引效力,克服掉相关的阻力。通过在采煤机中设置相关的防滑功能,还能够增强其安全性、稳定性以及使用的时间。应用了机电一体化技术的采煤机具有较强的牵引技术,不仅能够在生产的过程中克服阻力,同时通过设置防滑装置还能够增加其使用的安全性,增加使用寿命。此外,杂技采煤机下滑的时候,可以通过发电来制动,进而节约了相关的资源与能源。
机电一体化的电牵引采煤机与液压牵引机相比较,电牵引机在使用的过程中除了电动机的配件会受到磨损之外,其他原件基本不会受到较大程度的影响,最大程度地降低了维护的工作量与难度,保证整个采矿过程的更加稳定与安全。此外,电牵引采煤机的操作十分简便,能够及时地进行参数的设置与修改,有效地避免了故障的发生。电牵引采煤机在运行、传送的过程中所使用的设备比较简单,尺寸与质量都比较小,以此就具有着更高的工作效率,相关反应程度也比较灵敏。
3.3 在提升机中的应用
当前,我国在生产过程中所使用的提升机中的内装式摩擦提升机就应用了机电一体化技术,通过使用微电子技术、信息化技术来将工作机与驱动机合二为一。这种设备在应用过程中是将电动机内置在卷筒内部或者摩擦轮的内部,同时,提升机提升的过程就是利用电子计算机进行控制的,具有着灵活度大,运转速度快以及诊断的功能。同时,提升机在运行的过程中,能够对提升的位置进行有效控制,进而确保相关装备在制定地点进行准确停车。此外通过采用微机控制能够在采矿过程中采集相关的感应信号,进而进行电子监控,提升整个系统运行的可靠性与安全性。提升机在工作的过程中需要保障相关工作人员以及货物运输的安全性,需要通过采取不同的方法措施来进行更新与改变。其主要分为报警提示、二次不能开车、立即进行电气制动以及立即进行安全制动,以此来确保整个系统运行的安全性,促使采矿工程更好、更快地发展。
3.4 在带式传送机中的应用
在我国,带式传送机在煤矿开采的过程中有着十分重要的影响,具有着输送量大、性能稳定、工作周期较短等相关优点。目前,我国所使用的最普遍的CST可控软启动装置,由于其具有良好的综合,能够针对煤矿的实际开采情况通过较长距离的运输,具有较高的工作效率。但是在实际的应用过程中,由于我国相关技术条件的限制,所使用的带式传送机中间驱动点的设计通常不超过3个,进而就会对整个传送机的工作效率产生一定的影响。
4 结语
机电一体化技术是我国采矿行业发展的强有力的动力,能够有效地促使我国采矿行业的提升与发展。因此,在应用机电一体化技术的时候,需要依据采矿行业的实际生产情况,保障其生产过程中的安全性,增加生产效率,进而促使我国采矿行业更好地发展。
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一、创设问题引导学生主动思考
首先,教师在实际教学中运用多媒体辅助教学,应以相应课程的教学目标为基础,进而将教材中抽象的理论问题具体化、形象化。比如,教师可以以多媒体课件为载体,做到图、文、视频并茂,更加清晰地解释某一个机械概念,教师容易教,学生易于学,进而提高课堂的教学效率。多媒体课件辅助教学中,教师可以利用图片或视频的形式创设问题,同时要留给学生思考和查阅相关资料的时间,使学生积极发挥主观能动性,并尽可能独立自主地发现并解决问题。其次,在安排教学内容的讲授顺序时,教师要做到循序渐进,让知识点具有层次性与启发性。比如,在机械设计基础课程里的“平面机构自由度的计算”的讲解中,教师应利用简单的平面机构引出机构的自由度F与机构中活动构件个数n、高副个数PH和低副个数PL之间的关系,即F=3n-2PL-PH,使学生对平面机构自由度的计算形成初步的认识。然后教师将复合铰链、局部自由度、虚约束等情况引入到平面机构中,使平面机构自由度的计算上升一个层次,同时把对应的机构制作成动画演示给学生观看,让学生能够直观地看出机构自由度的个数,理论联系实际,加深学生对复合铰链、局部自由度、虚约束的认识。在该内容的教学过程中,教师不能一味地传授,而是要时刻创设问题,让学生独立思考问题、解决问题,激发学生独立思考的热情,培养学生独立自主地发现问题并解决问题的能力。再次,教师要根据学生的具体学习情况合理地创设问题,难度要适中,针对性要强,且有利于学生对所讲章节知识的学习。教师要尽可能地做到有吸引力,使学生积极地参与进来,充分调动学生学习的积极性。在“轮系传动比的计算”的学习中,教师可先与学生共同分析定轴轮系传动比的计算方法以及周转轮系传动比的计算方法,使学生掌握传动比计算的常用基础知识。然后教师再充分利用多媒体技术以及计算机技术,动画演示不同轮系下各轮轴的转向,数字显示各轮轴的转速,激发学生学习的兴趣。在教学过程中,教师可以给学生出思考题、讨论题等,让学生思考讨论,以培养学生的思维能力。比如,教师可以问学生:“若在一个轮系当中既有定轴轮系又有周转轮系的情况下,传动比又该如何计算呢?”学生要独立思考并解决该问题,在学生解决该问题的过程中教师可适当地提醒,这种方式不但培养了学生的思维能力,同时也有利于课堂教学效率的提高。
二、应用实例、实训视频教学,以活跃课堂气氛
创设良好的学习气氛有助于提高学生对专业课的学习兴趣,在机电一体化技术专业课的教学中,引入多媒体教学以及实训视频教学,能够将抽象的理论问题形象化、具体化,从而吸引学生有兴趣听课、学习,进而把学生从玩手机、睡觉的那种不良的课堂风气中解救出来。液压与气动技术课程是机电一体化技术专业中的主要专业基础课程,该课程理论性较强,传统的教学方式枯燥无味,学生学习兴趣普遍不高。在实际的教学过程中,若教师用视频演示液压与气动技术在实际工程当中的应用,经常带学生去液压与气动实训室做实验,学生的学习情绪会比较高涨,且这种宽松的学习环境下也利于学习效率的提高。另外,教师在这个过程中主要起到引导的作用,即根据自身的学习与工作经验将理论联系实际,引导学生用理论去解释实际问题,用实际进一步武装自己的理论知识。如此一来,既达到了教学的目的,又为学生提供了充裕的思考空间,同时教师也要积极鼓励学生进行创新思维。长此以往,学生不会再觉得机电一体化技术的专业课程是枯燥无味的,而是充满着趣味以及应用的,进而学生会主动地学习,独立地探索以求上进。
三、以多媒体课件为载体,培养学生的思维能力
机电一体化技术专业基础课程的复杂性体现在其知识结构分散,涵盖了机械、电子、计算机、传感器、伺服驱动、自动控制及接口等众多技术。目前的教学形势下,不管是教师的教,还是学生的学,都只是简单地学习某一科目的知识,很少有机会体验这些技术的一体化。因此,如何将机械技术与电子技术有机结合起来是机电专业必须解决的重要问题。根据近一年的教学经验以及平时对机电一体化技术专业发展的关注,笔者认为在机电技术一体化的进程中,培养学生的逻辑推理思维能力是尤其必要的。基于机电一体化技术在专业课教学中的特点,首先教师应合理利用多媒体课件来引导学生进行推理。比如,在“液压与气动技术”中先导式溢流阀的课程教学中,教师应采用视频课件动态演示先导式溢流阀的结构图,从结构图中引导学生分析先导式溢流阀的工作原理,进而让学生思考先导式溢流阀的远程控制口K是否可以接油箱。这样就把机械结构、制图知识与液压技术无形中拉到了一起,由浅入深,有助于进一步培养学生的推理能力,为以后的学习打下基础。其次,教师可以利用多媒体课件总结归纳知识点,在此过程中可以将机械、电子、传感器等多种技术融合在一起,并提出新的“一体化”知识,不仅拓宽了学生的知识面,而且对学生推理思维能力的培养起到了积极的推进作用。再次,教师利用多媒体可以清晰地罗列出各专业课程相关知识点的联系,学生通过对比可以加深对各课程相关内容的印象,推进机电相关课程实现真正的“一体化”,在此过程中,教师还可以培养学生的创新思维能力。比如,在液压与气动PLC综合实训当中,实训装置涵盖了机械、液压、气动、电气、计算机等多种知识,实训中,教师有必要对涵盖的知识进行一一介绍,让学生认识到在工程实际应用当中,牵涉到的知识是多学科的,且这些知识往往能够实现一体化,整个系统能够在多种技术的支撑下有序并稳定地运行。通过实训,教师也用事实向学生证明,所学的专业课知识不是无用的,只要大胆地去创新、去思考,多种技术的一体化就能实现相关技术的革新。
四、结语
在传统教学中,机电一体化技术教学效率不高的主要原因在于该专业的知识繁杂,理论性较强,单纯的教师讲、学生听的理论教学方式,学生不容易理解,在实践中更不会应用。随着多媒体等相关科学技术的发展,多媒体教学、课程实训等越来越多地被应用到教学中,这种方式有助于提升学生的思维能力,使其养成独立思考的能力以及主动发现问题、解决问题的能力。通过多媒体教学,机电一体化专业的相关课程内容能更加直观、生动地展示给学生,有利于激发学生学习专业课理论知识的兴趣,培养学生的思维能力。本研究从多个方面阐述了创设问题式教学、多媒体教学、实训教学、视频教学等对学生思维能力提升方面所起到的重要作用,为学生提供了轻松的学习氛围,进一步优化了机电一体化技术的课堂教学,与现代教学的要求相符合。
参考文献:
[1]王信和,王志科,薛学良.浅析机电一体化技术的运用与研究[J].建筑工程技术与设计,2015,(27).
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工程力学所牵涉的内容繁多,包括力的基本知识、物体的受力分析,力系的合成与平衡,杆件的内力分析以及强度、刚度、稳定性的分析。如果不对这些内容进行概括和归纳,就会给学生一盘散沙的感觉,不利于学习和掌握。所以,要对内容进行归纳,加以整合。整合后的教学内容,分为静力学、材料力学两个模块。力的基本知识、物体的受力分析、力系的合成与平衡归入静力学模块;杆件的内力分析以及强度、刚度、稳定性的分析则归入材料力学模块。
(二)教学的侧重点
教学内容的选取以必需、够用为度[2],突出专业特点。工程力学这门课涉及多个工程领域,如土建、能源、机械等,对于不同的专业,工程力学这门课程内容的侧重点应有所不同。对于机电一体化技术专业的学生,毕业后的工作主要是机电设备生产现场操作以及机电设备的维修管理。鉴于岗位的需求,教学的侧重点和其他专业有所不同,比如:它不必像建筑专业那样要掌握超静定结构的内力分析,但要掌握好静力学中力的基本知识,物体的受力分析,力系的合成与平衡,材料力学中杆件的内力分析以及强度、刚度、稳定性的分析等知识,尤其应把重点放在连接件及扭转件的强度校核。
二、教学方法的改革
“教学有法,但无定法”。教学方法无所谓优劣,只有合适与否,能否让教学目标得以实现是评判教学方法合适与否的唯一标准。由于教学对象为高职高专类机电一体化技术专业的学生,因而首先应激发其学习兴趣,并在教学内容的选取上突出专业特点,还要注重对学生思维的启发,使学生掌握一定的学习方法。
(一)讲授过程结合生活,激发学生学习兴趣
工程力学和大多数理科课程一样,有大量的公理、定理以及定义需要记忆,所以往往在讲授过程中学生就容易感觉枯燥无味。在力学教学中要多用生活中实际的例子,使得本来枯燥的定理、公式变得容易理解。比如:讲到力矩的时候,可以举扳手拧螺帽的例子来说明,力矩的大小与力的大小以及力臂的长短有关,进而提出问题“怎样用扳手才更省力”,讨论力的方向与作用点对力矩的影响。通过举例,使得学生感觉力学知识并不是离人们的生活很远,而是与生活密切相关,这样让学生明白了学习的重要性,也提高了学习的兴趣。
(二)突出专业特点
工程力学学科几乎涉及所有工程领域,大多数工科专业都将其作为专业基础课,机电一体化技术专业的工程力学要突出其专业特点,这就要求教师在教学过程中多举相关例子。比如:机电一体化的学生大多数要考取车工中(高)级操作工证书,那么在讲“圆轴扭转强度和刚度计算”时,可取工程中常见的车床主轴为例。这样,一方面为后续证书的考取打下基础,另一方面让学生感觉到学习工程力学并不是纸上谈兵,而是对其专业有很大帮助。
(三)注重对学生思维的启发,使学生掌握一定的学习方法
在思维活动中,思维方法具有十分重要的作用。它构成了思维主体和思维对象发生联系的中介和桥梁。没有科学的思维方法,人们的思维活动就不能顺利进行并取得成效。对于工程力学这门课的学习,如果掌握了正确的思维方法,就会达到事半功倍的效果。例如:利用比较思维法,讲解力的三要素和力偶的三要素。将力的三要素“大小、方向、作用点”和力偶的三要素“力偶矩的大小、力偶的转向、力偶的作用面”进行对比,这样更利于学生掌握这些知识。另外,掌握一定的学习方法也是很重要的,工程力学是一门理论性很强的课程,学生在学习的时候如果一味地套用公式、定理,往往就会走向一个极端,因而需要把学习与实际结合起来,这时就需要教师正确的引导和启发。比如画弯矩图的时候,有些学生的弯矩图总画在受拉的一侧,必须让学生把弯矩图与结构的挠曲线结合起来考虑,这样想着结构的变形情况画内力图,出错的可能性就大大降低了。
三、采用丰富的教学手段
工程力学课程的教学工作量大,任务重。如单纯采用传统教学手段,即教师用粉笔在黑板上板书,并讲述相关知识。教师书写板书会占用宝贵的课堂时间,教学内容枯燥呆板,学生接受知识的效率会大打折扣,这和创建“有效课堂”的理念相违背。所以,单纯采用传统的教学模式已不再适应课程的教学。若单纯采用多媒体教学,对于工程力学这门逻辑推理性很强的课程,也不完全合适。这是因为,多媒体教学虽然具有信息量大,表现力强的优点,但对逻辑推理过程的演绎则显得力不从心。而传统教学方式擅长逻辑推理过程,更加适合学生的思维过程。[3][4]因此,应该针对不同的教学内容选取合适的教学手段。例如,在讲“物体的受力分析与受力图”时,就适合用传统教学手段,因为物体的受力分析是一个逻辑思维过程,需要教师指导学生对物体的受力情况进行观察、思考和分析,从而得到结论。若用多媒体教学,观察、思考和分析这一过程就很难完全展现。又如:在讲解“空间力系的合成与平衡”时,在黑板这个平面上很难形象地描绘三维空间,这时就可以通过多媒体课件形象地展示出立体空间,使立体空间变得直观,更容易使学生建立起立体空间的概念,有助于学生对空间力系等方面内容的掌握。可见,利用多媒体教学可以将抽象的问题形象地演示出来,这一点是传统教学手段无法达到的。对于教学手段的应用不能一概而论,而要灵活选取,从而达到提高教学质量的目的。
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一、补充“双资型”师资力量
教师是教学过程中的核心。教师水平的高低及对“双证”型教学模式的理解,直接影响到理论与实践相结合的教学改革的成败,因此在对机电一体化专业进行机电类课程教师配备时,应该充分考虑到教师理论与实践联系的水平。理论与实践教学相并重的“双证”型教学模式对教师的综合技能水平提出了相当高的要求,教师既要在专业中有丰富的理论知识,同时还要有娴熟的分析问题和解决问题的实践操作技能。随着学生人数的增多,职业教育师资力量无论在数量方面,还是在综合技能素质方面都不能满足社会专业技能人才培养的需求,尤其是教师自身的实践工作经验方面,存在明显的一线生产及管理经验方面的欠缺,导致实际教学过程中理论与实际“脱轨”严重,不仅不能保证教学质量,同时使学生在实践动手操作能力没有得到有效提高,很难快速地适应工作需求。
二、改善实践教学硬件条件
随着现代企业规模的不断扩大,高素质、高技能人才的需求也越来越多,这就要求职业院校机电一体化专业毕业生在进入企业前,为了更快融入一线工作中发挥自我的实际工作能力,不仅要具有扎实的理论基础,还应有高超、娴熟的分析问题、实践操作能力。
1.增加实验室授课内容
在传统教学过程中,最容易出现的是理论与实物不同步的情况,为了让学生对理论有充分的理解,通过实际问题的理论知识、实物联系、安装调试等步骤来充分理解和接受理论,不仅不容易忘记,还可以促进学生形成理论分析与实际应用的逻辑思维。同时,在教学实践环节中,学生可以通过自我动手连线、参数设置、调试等环节,不仅牢固地掌握课程理论知识,还能锻炼他们的实践动手能力,为“双证”的考试打好基础。
2.充实实验内容
随着技术的不断发展,电机的控制方式也发生了较大的变化,由原来的继电控制变成了变频调速控制。因此,在设置实验内容时,应该充分结合现代控制技术水平,将实验内容进行相应的更换和充实,保证实验教学内容与社会需求同步。同时,对于实验内容应该采取由原来的一个点转换为一条线的教学方式,通过一个具体的应用工程的各部分内容的分解实验相结合,完成一项具体工程的实际操作,使学生从设备选型、设备布置、综合布线、程序调试等多个环节了解实践工程的具体工况特性,提高学生的综合思考能力,为其步入社会打下良好的基础。
3.提供开放性实验室
在教学的同时,要充分发挥实验工程应用资源,通过企业与学校间的技术配合,提供一些实际工程改造、设计内容,在“双资”型教师的理论和实践操作的指导下,充分发挥学生的自我创新能力,利用开放性实验室,完成某些项目内容的设计和改造工作,通过不同方案间的评比,让学生自我分析和判断方案间的优缺点,让学生从实际生产角度出发,提高自我实际生产的分析、思考和动手能力,更加清晰地了解企业生产的系统流程及各部分的重点和难点。
三、改革课程考试方法
传统的职业教学测评考核过程中,通常采用标准化的闭卷考试方式,通过考卷成绩分数的高低来分析学生的综合能力。
新形势下,要以国家职业教育技能达标为基准,结合“双资”型教师的引进,形成以“双证”为目的的职业教育模式,按照“能力本位”的教育思想,从实际工程应用角度入手,培养学生的理论及实践处理能力。在学院内部定期举行电工考试培训及模拟考试,并按照电工从业基本要求,让学生形成良好的操作规范和操作技能,以快速地适应工作岗位,为企业提供一流的一线生产骨干。