主頁 > 新聞動態 > 高職機電一體化教學教學現狀及教學質量的改革 2021-12-08

高職機電一體化教學教學現狀及教學質量的改革

機電一體化又稱機械電子工程，是機械工程與自動化的一種，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成。機電一體化最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著機電一體化技術的快速發展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展。現在的機電一體化技術，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，他的發展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。
機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術，現代化的自動生產設備幾乎可以說都是機電一體化的設備。
研究將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機械裝置中的一種復合化技術。俗稱機電一體化。其全稱為機械電子工程學，英語為mechanical and electronical engineering。

一、高職機電一體化教學現狀
1.課程安排不合理
在高職教學中，普遍存在一個問題就是課程安排不夠合理，主要表現是割裂了各個專業之間的聯系，導致機電一體化教學活動開展遇到問題。另外，理論與實踐結合不夠緊密，學生在學習過程中，一般是先學習理論知識再進行實踐，導致學生在學習過程中無法真正掌握基礎內容，更談不上知識的應用與創新了。
2.教學模式陳舊
在高職機電教學中，教學模式對學生學習十分重要。在實際教學中，部分教師仍采用傳統先學后做的教學模式進行教學，這種教學模式已經無法滿足學生學習的需求，過于單一、枯燥，久而久之，學生就會失去學習興趣，甚至產生厭煩情緒。這種教學模式無法適應現代機電一體化教學需要。另外，高職院校主要教學目標就是培養專業性、應用型、技能型人才。隨著素質教育發展，學生素質培養已經成為教學中的重點教學內容，學生不僅需要提高自身專業技能，還需要提高綜合素質，但是在實際機電一體教學中過于重視學生專業能力培養，忽略學生素質培養。
3.實踐教學缺乏
機電一體化強調的是理論聯系實踐，而且最終目標是應用于實踐。在高中機電一體化教學過程中，受傳統教學模式及理念的影響，偏重于理論知識的學習，而忽略學生實踐能力的培養。有些高職院校，受教學條件的影響，學生實踐機會較少。在教學過程中，很多實踐內容，教師多是以多媒體的方式將其呈現出來，這不利于學生實踐能力的培養，對于學生未來工作十分不利。
4.專業教學設備的缺乏
高職院校中機電一體化教學對專業設備要求很高。但是在實際教學中，很多學校缺乏專業的教學設備。由于硬件不足，導致學生專業技能訓練不完善，這種情況導致學生對專業機器設備掌握能力較弱，實際應用能力不足。
二、提高高職機電一體化教學質量策略
高職機電一體化教學在各個層面存在著一些普遍性的問題，直接影響著教學質量的提高及人才的培養效果，需要針對性地加以改進。
1.合理設置課程
在高職教學中，學校需要與當地企業建立合作，通過與企業合作，為學生提供實踐崗位，了解目前社會對人才需要。
根據工作需求，為學生制定教學課程，以此提高學生專業能力和綜合素質，實現高職機電一體化教學目標。在設計教學課程過程中，學校需要根據學生實際學習情況，合理設置教學內容，使學生在學習過程中提升自我。在實際教學中，教師應重點培養學生實踐能力，將理論與實踐結合在一起，實現高職教學目的及學生全面發展。
高職院校是培養應用型人才的重要場所，高職院校發展與企業的人才需求密切相關。因此，高職院校在設計課程內容時，應根據企業用人標準及工作崗位對人才需求，以此為基礎構建教學內容，對學生進行針對性教學，以此培養學生專業能力，促進學生全面發展。
在高職院校中，學生基礎知識較弱。因此，學校可以重點培養學生動手能力和解決問題能力，將理論知識與實踐內容相結合，使學生在“學中做”、“做中學”。這樣一來，學生實踐能力和理論知識素養得到提升，有利于應用型人才的培養，使學生更符合行業對人才需求。
2.采取多元化教學模式
高職機電一體化教學內容比較復雜、抽象，傳統教學模式比較單一，學生在學習過程中容易產生厭煩情緒。因此，在實際教學中，教師可以采用多元化教學模式進行教學，以此激發學生學習興趣，提高學生學習積極性，促進學生全面發展，使學生綜合素質能力得到培養。例如，學習按鈕和接觸器雙重連鎖正反轉內容時，傳統教學方式一般是教師在黑板上畫電路原理圖。這種教學方式，不僅浪費時間，而且不利于學生集中注意力進行學習，會影響學生學習效率。若教師利用多媒體，利用動畫結合方式進行教學，在教學過程中對學生進行講解相關知識點，學生學習興趣也會因此被激發，這樣一來，不僅提高了學習效率，教學質量也會隨之提高，同時對學生學習和發展具有促進作用。
3.完善教學設備
在高職機電一體化教學中，教學設備對學生學習影響十分大，為了提升學生學習質量，高職院校應加強對教學設備的投入和教學場地的建設，保證教學順利開展。在實際教學中，建立實訓一體化教學系統，根據教學內容設計教學體系，使學生在學習中提升自己，理論知識得到鞏固，實踐能力得到提升，以此實現高職教學目標，培養復合型應用人才。
在部分高職院校一體化教學中，由于場地、設備缺失導致無法順利完成教學。因此，高職院校可以遵循資源共享原則，加強與當地企業合作，為學生在校外建立實習場地，使學生在該平臺中，學習積累相關經驗。此外，校企合作能夠為學生提供實習平臺，學校可以利用企業的優勢為學生提供實習平臺，使學生在實習過程中提升自己。這對于學校而言，可以減少資金投入；對于企業發展而言，能夠為生產注入新鮮血液，有利于企業和學校共同發展。
就目前高職院校缺乏專業活動場地問題來講，高職院校可以通過當地政府資金投入，建立學生實踐場地，也可以通過上述內容，加強與企業合作，為學生實踐提供機會，使學生將理論知識應用在實際工作中。這樣一來，學生專業能力和理論知識都能夠得到提升，有利于學生全面發展。
4.加強教師隊伍建設
高職院校中機電一體化教學中，加強教師隊伍建設十分重要，是提高教學水平的重要措施。為提升教師專業能力，學校可以將教師引進企業中進行學習，在企業中學習先進技術和知識，通過建立考核機制提高教師專業水平。此外，學校可以聘請專業人才或是企業優秀工作人員對教師進行定期培訓，以此提高教師教學水平，提高教學質量。同時，學校應該鼓勵教師進行繼續教育，不斷進修，利用課余時間引導教師進行自主學習，使教師不斷充實自我，積累學習經驗。這樣一來，教師在教學過程中，會利用自身優勢進行教學，有利于學生理解和學習。因此，應重視教師隊伍建設，以此提高教學質量。
三、機電一體化教學設備的推薦與介紹

MYN-236C 機電一體化綜合系統實訓裝置

本裝置根據任務引領式行為導向教學法,以重點培養學生的動手實操能力，團隊協作能力,創新能力等。是面向職業教育的新一代綜合機電一體化實訓考核設備。該設備由鋁合金安裝實訓平臺，生產供料單元,運輸單元及倉庫單元等部分組成,學生可根據學習需求按照實訓項目要求選擇需要的部件和安裝位置,可在鋁合金安裝平臺上組成各種不同的產品生產過程的生產設備。多種控制方式融為一體，同一種負載模型可以通過多種驅動方式進行控制，真正實現培養學員的創新思路和技能。本產品以模塊化開放式結構為主要特點,集成了機電一體化技術、自動化技術、傳感器技術、通訊及監控技術、電子技術、電工技術和機械裝調技術,全面鍛煉學生的動手實操能力團隊協作能力以及思維創新能力。
一）技術參數：
1.工作電源：三相五線 380V±5％ 50Hz
2.安全保護：漏電保護（動作電流≤30mA），過流保護，熔斷器保護
3.接線方式：半集中/開發雙型接線
4.額定功率：0.8 Kw
5.環境溫度：－10℃ ～40 ℃
6.相對濕度：≤90%(25 ℃)
7.外形尺寸：1600×925×1050mm
8.變頻器：三菱FR-E740-0.75KW
9.P L C：三菱FX2N-48MT
10.步進電機：24VDC 9級細分 2A
11.PLC擴展模塊： FX0N-3A
12.觸摸屏：三菱GT1155-QSBD-C
13.單片機模塊：偉福SP-51
14.電機控制單元：220/380V 雙向控制 1：50減速箱
15.氣動元器件：原裝SMC或亞德客
16.設備重量：100kg
二）產品結構：
1.實驗桌：采用優質鋼板做骨架，經過機械加工成型，外表面噴涂彩色環氧聚塑，整機既堅固耐用，又美觀大方。可以內嵌入計算機系統，并配備可隱藏式書桌，既能做實操平臺又能做編程工位還能進行理論教學。桌下前柜內存放執行模型電腦機箱等，后柜可用于存儲實訓模塊，抽屜內具有工具箱模具，便于存放工具、萬用表、導線、實驗指導書等，方便實訓室管理。
桌面部分：采用20mm鋁型材拼接式設計，鋁型材表面平均分布T型槽，學員可以利用T型槽輕松布局和安裝執行機構零件，方便實訓操作。
實訓模塊：外殼采用優質鋼板加工而成，表面進行靜電噴塑處理。面板采用優質純鋁板加工，進行化學蝕刻彩色處理，面板圖文字符采用現代噴描技術處理，使面板標識清晰且經久耐用。設置的電路美觀整齊、科學規范。統一的尺寸規格，使得所有掛箱均可隨意更換，操作方便。
2.實訓模塊具有兩種接線模式，可以開放單獨對實訓單元的IO進行連接，也可以統一分配地址，減少接線所耽誤的時間。
實訓單元: 共包括上料站、搬運站、分揀站和倉儲站，采用優質鋁材或異型材做框架，原裝SMC或歐姆龍元器件做電控檢測部分，每個站與站之間可自由組合搭配，形成不同的控制模式，方便教師設置課題。如（按物料流動順序）：課題一、上料單元→搬運單元→分揀單元→倉儲單元，課題二、倉儲單元→搬運單元→分揀單元，課題三、上料單元→倉儲單元→搬運單元等等，可以任意組合，靈活多變。每個實訓單元都配有特制的底座，底座上集成執行單元機構、電磁氣動閥、傳感器保護電路等裝置，實訓方便接線簡便可靠。
三）產品優點：
1.設備采用了全鋼制結構，計算機嵌入式設計，既符合編程又方便機械裝調，突出了實訓設備一體化的特點，增強了實訓室的整體效果，便于日常管理；
2.集成了多種控制方式，實訓機構可以通過PLC控制、單片機控制和電子線路控制，真正做到任務引領的方式將多專業知識有機融于一體；
3.模塊化設計，兼容多種型號的PLC、變頻器等工控裝置，實現因地制宜的多元化教學，可針對不同的教材與教學大綱開展實訓項目；
4.不拘一格的運動實訓單元設計，運動實訓單元包括上料單元、搬運單元、分揀單元和倉儲單元，幾個單元之間位置可以互換，不拘于一種組合方式，物料流動形式具有多向性，全方位激發學員的創新思維；
5.多種驅動方式，本套設備集成了多種類型的電機，均可對同一負載進行驅動，如分揀機可以用三相異步電機通過變頻器帶動，也可以通過直流電機、步進電機或者伺服電機帶動，自由更換，訓練與考核學員綜合運用能力。
四）實驗項目:
1.送料單元：

1.氣動組件的應用與裝調
2.霍爾磁性開關的裝調
3.對射型傳感器的應用

4.匯流板式電磁閥的控制應用
5.重力填充式機構的安裝與調試
6.反射型傳感器定位應用

2.搬運單元：

1.氣動組件的應用與裝調
2.霍爾磁性開關的裝調
3.三軸運動機械手控制
4.機械手單周期運動控制

5.機械手連續運動控制
6.機械手步進運動控制
7.機械手手動/自動控制
8.機械手錄制控制

3.分揀單元：

1.氣動組件的應用與裝調
2.變頻器基本參數設置實訓
3.變頻器PU操作實訓
4.變頻器外部控制實訓
5.變頻器點動調試實訓
6.變頻器無極調速實訓
7.變頻器多段速度控制實訓

8.變頻器自定義端子實訓
9.反射性傳感器的應用
10.材質傳感器的應用
11.霍爾傳感器的應用
12.電機控制傳送帶運行實訓
13.步進系統控制傳送帶運行實訓
14.分類記錄管理

4.倉儲單元：

1.氣動組件的應用與裝調
2.絲桿傳動系統裝調與應用
3.出入倉管理程序的應用
4.貨倉分配管理應用

5.倉庫統計與分類管理
6.脈沖定位控制應用
7.步進系統控制與應用
8.倉位開關控制與應用

5.人機界面單元：

1.窗口切換
2.界面制作
3.數據輸入
4.PLC寄存器連接
5.流動文字

6.界面總控實訓
7.手動自動控制
8.數據匯總及管理實訓
9.數據查詢及更改實訓

四、結語
結合高職機電一體化教學現狀可以看出，在實際教學中仍存在一些問題，如教學模式落后、教學單一、學生實踐機會少、教學設備不足等，這些問題導致學生在學習過程中無法真正地提高自己的綜合能力，這對于高職院校人才培養來講十分不利。因此，高職院校應該根據學生學習情況、教學內容制定科學合理課程體系。并通過多元化教學模式的應用激發學生學習興趣，進而改變傳統教學單一的狀況。同時，加大對教學設備和教學場地建設，為培養學生的應用能力奠定基礎。另外，通過建立專業師資隊伍，提高教學質量，促進學生全面發展。

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高職機電一體化教學教學現狀及教學質量的改革

MYN-236C 機電一體化綜合系統實訓裝置

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