時間:2022-06-18 06:18:36
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械電子工程專業,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
一、背景分析
大學是美好的,特別是對于剛剛經歷過殘酷高考競爭而邁入大學校門的高中學子,經過十多年的苦讀和應試教育,進入大學感到了放松,突然學業上輕松許多,無具體的升學目標。但是大學并不是人生的終點,而是一個新的起點,是我們職業生涯學習的起步階段。每一個新入學的大學生都必須很快適應新的學習環境,盡快完成自己的角色轉換,開始新的學習征程。
高中階段學生基本都是在家長的監護下成長,不用擔心生活上的問題,學習上也是家長或老師規劃好,不用自己操心,而在大學要獨立完成生活和學習的規劃,很多學生比較茫然。大一新生入校后,學校的現實與學生的理想總會有些差距,導致學生情緒失落。
大學一年級的新生從緊張的高考中走過來,普遍有“解放”的感覺,這種感覺極易導致上進心的松懈和學習意識的淡漠,不少學生在幾年的大學生涯中學習目標不明確,“60分萬歲”,整天沉迷于虛擬的游戲和網絡聊天中,抑或花前月下、卿卿我我,最后降級退學,甚至個別同學直到臨近畢業時才幡然悔悟,但悔之晚矣。
初入大學校門,許多新生對自己學習的專業了解甚少,更談不上喜歡與不喜歡,高中填報志愿的時候,可能大多數都是參考家長或教師的意見。大部分學生對自己將要學習的專業及今后所要從事的工作崗位知之甚少,甚至是一無所知。只有少部分新生對自己的專業做過一些調查研究,學生缺乏對專業和課程的了解,不知道學習什么、如何學習、學了有什么用。他們對大學的生活和學習既充滿了好奇又感到迷茫,對所學專業缺乏認識,造成學習的盲目和專業思想的不穩定。此時,學生初入校門的那種新鮮、好奇、興奮,往往會被無聊、郁悶和迷茫所取代。
為了幫助學生解決這些問題,沈陽工程學院(以下簡稱“我校”)機械電子工程專業面向新生增設了機電工程專業導論課程,取代了原先由輔導員和系領導主辦的入學教育講座,由專業教師指導學生系統地認識和學習機械電子工程專業的概述知識。
在課程中對機械電子工程專業的性質、學科概況、課程設置、學習方法、未來就業前景和領域進行了介紹,使學生對自己所學專業及從事的工作崗位有了比較清晰的認識,明確了學習的方向,培養了專業興趣,使學生對自己未來四年大學的生活和學習形成了一個較詳細的規劃。
二、內容規劃
機電工程專業導論課程建設的指導方針是“導向性、概述性、前沿性、趣味性”,課程是學生職業人生學習的向導,趣味性概述機電技術專業前沿知識內容。在專業導論課程的規劃過程中緊密結合人才培養目標,本專業培養德、智、體、美全面發展,較系統地掌握機械制造及自動化、計算機應用、自動控制和電子技術應用等復合型的專業知識,以機床數控系統的應用與開發,機電一體化產品的設計、調試和管理等能力為特色的機械電子工程領域高級應用型人才。讓學生了解培養要求、畢業要求、學分制培養方案特點、教學計劃、課程體系結構、課外培養體系等。重點讓學生了解歷年的就業情況,了解就業企業客戶群和學校行業辦學狀況,了解企業的崗位,了解職業名稱、工程職業能力需求、職業道德要求、需要掌握的知識體系和可以獲得的職業資格證書內容等。
結合我校機械電子工程專業建設團隊的特點,專業導論課程設計成在大學的第1學期開設,課程性質為必修課,周2學時,共計26學時。課程由5位專業建設骨干成員講授,每人結合自己的專業建設和科研學術方向,講授擅長的學科方向知識,具體的教學計劃內容如表1所示。
表1 教學計劃內容安排
三、教學實施
由專業帶頭人負責機電專業導論課程的總體規劃和考試考核工作,課程講述以大講座的形式進行,每上一學年的第2學期結束前,相關主講教師集體集中備課布置下一學年的第1學期授課計劃和內容,暑假各主講教師分別準備課程內容。新生入學第1學期開學前討論具體的內容,大家共同備課,對主講內容和課件審查定稿。
我校機械電子工程專業是適應社會主義現代化建設的新形勢,為培養機電應用型人才而設置的,專業申請時為目錄外專業。雖然2012年已經成為正式招生專業,但無成形的專業導論教材可供選用,現采取無教材講授方法,中間根據課程的性質和需要,教師發放活頁資料。教師自編多媒體教學課件,課件的編寫注重選用典型企業的實例、圖片、場景、先進的設備和技術,反映工程職業能力和標準,緊靠體現機電學科的發展和專業的前沿。
注重學生自學能力的培養,在課程學習過程中教師布置專題課后問題,課后由學生自主查找資料,尋找分析問題和解決問題的途徑,完成結果,最后可以要求寫出報告上交,也可以采取課堂提問的方法,作為學生平時成績記錄。
改革傳統的考試形式,注重學習過程的考核,課程最終考核成績采用出勤、開卷考試、課程作業、課程文獻查找等方式相結合而形成,其中出勤占10%,課程作業占20%、開卷考試占70%。
四、結論與展望
機電工程專業導論課程加深了學生對機械電子工程專業發展方向和大學職業課程學習的理解,受到了學生的一致好評。
目前我校專業導論課程尚處于探索階段,隨著教學改革的進行,應該進一步著手進行教材和教學資源建設,不斷豐富教學內容。
參考文獻:
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機械電子工程專業主要課程
主干課程: 工程力學、機械原理及機械零件、電工與電子技術、微型計算機原理及應用、熱加工工藝基礎、熱加工工藝設備及設計、檢測技術及控制工程、CAD/CAM基礎。
該專業主要學習力學、機械學、微電子技術、電力電子技術、信號處理技術、計算機應用技術、信息處理技術和現代設計方法的基本知識,受到現代工程師的基本訓練,具有機電產品的設計、開發、制造、運行、試驗與生產組織管理的基本能力。
機械電子工程專業就業方向
本專業學生畢業后可從事機電設備系統及元件的研究、設計、開發,機電設備的運行管理與營銷等工作。
從事行業:
畢業后主要在電子技術、新能源、機械等行業工作,大致如下:
1、電子技術/半導體/集成電路;
2、新能源;
3、機械/設備/重工;
4、儀器儀表/工業自動化;
5、汽車及零配件;
6、計算機軟件;
7、專業服務(咨詢、人力資源、財會);
8、互聯網/電子商務。
從事崗位:
畢業后主要從事機械工程師、銷售工程師、結構工程師等工作,大致如下:
1、機械工程師;
2、銷售工程師;
3、結構工程師;
4、設備工程師;
5、售后工程師;
6、電子工程師;
7、質量工程師;
8、工藝工程師。
機械電子工程專業就業前景
機械電子工程專業俗稱機電一體化,是機械工程與自動化的一種,也是最有前途的一種方向。機械電子工程專業包括基礎理論知識和機械設計制造方法,計算機軟硬件應用能力,能承擔各類機電產品和系統的設計、制造、試驗和開發工作。
該專業注重工程實踐能力與綜合能力的培養,專業口徑寬、適應性強。
關鍵詞:機械電子工程;機電一體化技術;復合型人才;應用型技術人才
機械電子工程是集機械、電子、控制、計算機、信息等多學科交叉綜合的一門復合技術,常被稱為機電一體化技術,它代表著機械工程技術革命的前沿方向。近年來,隨著電子、計算機和控制技術的迅猛發展,各種技術相互融合的趨勢越來越明顯,以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢。各個部門迫切需要全面掌握機電控制和計算機的機械電子工程專業復合型人才,這就需要他們在學校學習期間,在掌握理論知識的同時,還要熟練掌握各項技能,具備適應工作崗位的能力與獨立工作的能力。
職業教育以培養應用型技術人才為目標,要求學生具有較高的專業實踐技能和較強的動手能力。機械電子工程專業課是專業性、操作性、實踐性很強的課程,必須做到學用結合,學以致用。讓學生把所學的理論知識與實踐有機結合,不斷發現問題、提出問題、分析問題和解決問題,在實踐中掌握理論,并用理論指導實踐,從而活躍學生的思維并激發其創造性,達到較好掌握理論知識的目的,提高其處理實際問題的綜合操作能力。中職學校必須以企業崗位為就業導向,突出職業能力培養,高度重視機械電子工程專業的實踐性教學環節,加強專業技能訓練,加大實踐性教學的比重,使每個學生都能成為技能高手、操作高手。只有這樣,才能使中職機械電子工程專業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
由于社會對職業教育的偏見,初中生畢業后,應試教育“優中選優”競爭中的強者都涌入高中,有條件的家庭選擇自費讀高中或者在初中復讀,沒條件的家庭才最后選擇讀中職,結果中職學校成了低分學生的集合地。中職學生作為應試教育的弱者,文化基礎較差,缺乏明確的人生目標,自卑心理較重,不良習慣較多,學習主動性、探索性不足,這已經成為中職學生普遍存在的共性問題。針對中職學生的實際情況,中職教育應該從實際出發,教師要做到“少講精練”,引導學生主動提出問題,保護學生的學習積極性,以學生“學得會”為最終目的,增大實踐教學的比例。因為在中職學生看來,“做”比“聽”容易懂,而且,親自動手實踐比單純的理論教學印象更加深刻。中職教師對學習好的學生要注重能力的培養;對學習差的學生要鼓勵他們樹立信心,教給他們學習方法。教師從備課到講課,從問題設計到課堂提問,從作業布置到考核,都要做到胸中有數,因人而異,激發所有學生的積極性,使不同層次的學生在課堂中都有收獲,使所有的學生都能在各自的基礎上得到發展與提高,避免大面積滑坡現象。讓學生樂學、會學、學會,提高學習的興趣,尤其對“后進生”要少一些批評指責,多一些理解和信賴,并加強個別輔導,爭取快速提高,克服學生動力不足、習慣不良、成績不佳的被動局面。
機械電子工程專業所要求的人才的知識結構、技術素養等既不同于機械工程人員,又不同于電子工程人員。中職學校教學方法既要注重知識傳授,又要加強能力和素質的培養,要建立“以學生為中心,以能力為本位”的教育理念,堅持“以服務為宗旨,以就業為導向”的職業教育辦學方針,根據社會需要,不斷更新教學內容,改進教學方法,合理調整課程結構,建立具有職業教育特點的課程體系。在有限的教學實踐中,既讓學生學到基礎知識,又讓學生掌握各個體系的基本技能,提高學生綜合解決機械及其相關機電一體化問題的能力。只有這樣,才能做到理論與實際相結合,培養出高素質的技能型復合人才。
機械電子工程專業具有綜合性和面向實踐應用的特點。為培養出合格的機械電子工程專業人才,必須大力開展實踐教學,使學生將理論知識轉換為實際工作能力,強調學生實踐能力的培養和訓練,實踐教學是培養創新意識和實踐能力的主渠道。因此,處理好基礎課、專業課、實踐教學的關系,重視學生實踐能力和研究能力的提高,實踐教學環節至關重要,必須高度重視。在實踐教學中,學生對機械電子工程系統中各學科知識的相關聯性達到真正的理解,提高了解決實際問題的能力。實踐教學的目的,在于培養基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高的專業人才,培養學生的自學能力和獨立分析問題、解決問題的能力,拓寬學生的知識面,開闊學生的視野,培養學生的創新思維,提高創新能力,培養學生對機械電子工程知識的運用能力。
機械電子工程專業的教學組織,要本著“學為主體,教為主導,精講多練,培養能力”的原則,靈活采用多種先進教學方法,使學生的學習方式由被動接受學習向主動發現學習轉變,培養學生的自主學習意識,提高學生獨立分析問題、解決問題的能力。在課堂教學中,重視培養學生的學習興趣,營造輕松愉快、生動活潑的課堂氣氛,是激發學生學習動力的關鍵。教師要因材施教,使不同層次的學生都有所收獲,都能體會到成功的歡樂。學生的表現欲望強烈,同學、尤其是教師的激勵和贊揚是他們實現持續自主學習、提高學習效率和學習興趣的有效保障。機械電子工程專業的實驗環節的安排要圍繞機電一體化各知識點,由單一到綜合,由易到難。實訓項目要根據實訓室的具體條件進行設置,實踐教學計劃要明
確各階段學生做什么、怎樣做、完成什么、達到什么標準等,據此制定具體量化的內容。
隨著各種技術相互融合的趨勢越來越明顯,機械電子工程技術的發展前景越來越光明。必須深化教學改革,以科技發展為導向,市場需求為依托,培養學生具有自我學習的能力以應對機械電子工程技術的迅猛發展,培養學生具有較強的實踐能力以適應社會對機械電子工程人才的需求,培養學生具有一定的創新能力以推動機械電子工程技術的飛速發展,從而令機械電子工程技術更好地為人民服務。
參考文獻:
關鍵詞:機械電子工程 人才培養 應用型人才
培養模式機電行業是國民經濟的基礎性行業,是國家經濟的支柱性產業,其發展水平對保持工業持續競爭力具有舉足輕重的地位[1]。機電專業的本科教學是以培養具備機械設計制造基礎知識與應用能力的高級工程技術人才,使其具備應用機械、電子、傳感、測試和計算機技術,從事機電設備及其自動化技術的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的能力[2],而我國現階段正處于從制造大國向制造強國轉型的關鍵時期。盡快實現這一重大轉變,人才是關鍵。培養大批適應制造業發展急需的機電專業人才,對我國機械工程高等教育既是嚴峻的挑戰,又是難得的機遇[3]。工科領域人才培養有別于其它學科,學生不僅需要掌握專業基礎知識,更需要具備解決工程實際問題的能力及創新精神。知識是可以傳授的,但實踐能力是無法傳承,必須經過不斷實踐和積累才能獲得。
根據社會發展,我們探索出一套適應機電人才分類培養的實踐教學體系,以期解決當前高等教育中實踐環節的“短板效應”難題,創新了人才培養模式,提出了一種滿足個性培養的多元化、多層次的實踐教學模式,既能培養學生的理論創新能力、科研實踐能力和工程創新能力,又能激發學生對學科專業和科學研究的興趣。
1. 培養模式的思路和定位
堅持用產學研相結合來培養學生的各種能力,以應用性、實踐性和創新性為導向,兼顧學生的個性與特長,兼顧學生人文素質和創新能力的培養,結合冶金企業和機械電子工程專業特色將相應的科研經驗引入到教學中來,并建立相應的產學研基地,與機械電子工程專業相關的企業發展密切合作關系,構建良好的產學研運行機制。
2. 打通多樣化機電人才培養通道
人才培養方案對實現人才培養目標起著重要的作用。本專業主要培養具有寬厚知識和職業能力的應用型人才,以適應社會發展和市場需求為前提[4-6]。以人才終端市場對人才的期望為導向的產學研合作教育模式。到機械電子工程專業學生畢業的去向市場做調研與考察,以他們對畢業生的期望作為我們努力的方向,讓教師的科研盡量與這個目標吻合,學生的實習場所也以此為據進行取舍。了解往屆畢業生和用人單位對教學改革的意見,調整培養方案適應市場需求。解決目前教學中出現的高分低能的問題,讓我校培養的機械電子工程專業學生與人才終端市場形成無縫連接。
2.1 建立教學科研互動的實踐教學模式
充分利用校內的科研平臺與實習基地,將實踐教育與科研相結合,建立教學與科研資源共享的平臺。并探索漸進性實踐模式:先開始校外實習,接觸科研環境,培養科研興趣,夯實基本功;接著增加校外實踐,提高理論結合實際能力;最后加強專業與科研實踐,提高學生的創新能力和科研素養。
2.2 探索多樣化的合作教育實踐模式
開展符合學科特點的多種方式產學研合作教育。學生走出去到企業與研究所等生產第一線實踐;將企業與研究所的專家請過來講學;學校與企事業單位合作創建實習基地,可以同時培訓在校生與員工,并讓他們互相學習,互相促進等。
3.構建多元一體的實踐教學體系
機械電子工程專業所在學院擁有機械基礎實驗國家示范中心、省部共建重點實驗室,電路實驗室、微機原理實驗室、PLC控制實驗室、控制原理實驗室、機械測試實驗室、液壓傳動實驗室、氣壓傳動實驗室、流體力學實驗室、電液伺服控制實驗室、數控加工實驗室等教學實驗室等各種先進的教學設備。
本專業依托鋼鐵行業,在冶金機械、智能機械、數字制造、機-電-液系統及其控制等方面形成了優勢,建立了基礎研究、應用研究和工程化應用及產業開發有機結合的科研體系。提倡學與用相結合,得到全面開放型的教學模式。教學上鼓勵學生參與教學實踐,并對參與教學實踐較好的學生進行獎勵。教師要充分利用各種資源將教學從課堂延伸到課外。鼓勵教師探索符合學科特點的科研項目,讓教師做到學用結合,提高學習能力和應用知識的能力,促進學生的創新品質與個性發展。
構建多元一體的實踐教學體系。充分利用校內外多種教育資源,創造開放的環境,讓學生主動參與實踐,從中發現問題和解決問題。強調學生在實踐教學過程中的中心位置,著重培養學生綜合分析解決實際問題的能力和創造能力。
4. 教學改革的主要措施及方法
讓課程內容具有“廣范”、“淺顯”、“新穎”、“實用”的特點?!皬V范”是指學科知識覆蓋面要寬廣;“淺顯”是指將理論深度適度,貼合學生畢業后的去向環境;“新穎”是指授課中不斷將與機械電子工程專業相關的最新知識加入課程,且所用案例也不斷更新;“實用”指針對機械電子工程專業學科知識的傳授要以應用性為導向。采用教師引導、學生參與的體驗式教學方法。要求教師在課堂教學中靈活運用多媒體、案例、模擬訓練、專題討論等多種形式,注重觀念引導、知識傳授與技能培養的有機結合。采取多樣化的考核辦法,如課程筆試、口試、實習報告、調研報告、科技創新、職業證書等方式。學生的平時成績占總成績達50%;期末考試成績占50%。
5. 結束語
改革措施實施后的實踐教學模式豐富了教師的教學素材,教學更貼近社會和技術發展,學生通過多渠道的融入生產和科研實踐,分析和解決問題的能力得到培養和提升,幾年實踐表明這種教學方法探索效果良好。
參考文獻:
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關鍵詞:機械電子工程;深度;廣度;復合;多元
一、機械電子工程專業簡況和發展態勢
機械電子工程專業在20世紀80年代較多地被稱為機電一體化,被視為是機械工程和自動化專業的交叉學科,是工程科學中的一個跨學科專業。
機械電子工程專業和我們的日常生活中密切相關,例如安全氣囊、防滑剎車系統、復印機、行駛模擬裝置和自動售票機等一系列產品都是運用了機械電子技術的結果。電子工業、微電子技術和計算機科學的迅猛發展擴大了機械電子工程專業的涉足范圍,其不局限于機械制造的某個固定方向,涉及該領域所有分支學科。20世紀90年代初期,機械電子工程作為一個獨立專業呈現。曾經,機械電子只是機械工程的一個專業方向和重點課程,甚至被劃分在精密儀器技術專業中。今天,已經有很多大學將其列為獨立的專業學科。進入21世紀以來,我國工業發展飛速發展,特別是近些年來我國成為“世界工廠”,制造業迅猛崛起,機電方面的人才缺口大幅攀升。MEMS、傳感與測控、數字化技術、CIPE、CAD/CAM/CAPP一體化等機械工程學科的前沿課日益引起國內產業界和學界重視,目前,我國相關科技成果產業化水平較高,總體研究水平的國際位次有所上升。
機械電子工程專業開設的主要課程有電工與電子技術、機械制圖、工程力學、機械設計基礎、機械制造基礎、液壓與氣動技術、機械制造技術基礎、電氣控制與PLC、單片機原理與接口技術、數控原理與維修、機電一體化系統設計、先進制造技術導論、微機原理與接口技術、C語言程序設計等計算機應用與程序設計技術、機械設計基礎、機械制造工程學、機械CAD/CAM一體化技術、數控技術、精度與測量、液壓傳動、機電一體化技術、機電控制技術、塑性成形與模具技術、專用機械原理與設計等。實踐教學環節有金工實習、電工實習、課程設計、制造工藝實習、機械制造工程學綜合實驗、精度與公差實驗、工程材料及熱處理實驗、數控原理實驗、數控線切割實驗、機械創新設計實驗、機械零件測繪、機械產品三維造型與快速原型制造實驗、機器人控制實驗、科技活動、畢業實習與畢業設計等。大體上,機械電子工程專業可細分為機械電子系統(傳動和模擬技術,機器和設備,機械人技術及其運動系統,傳感和執行元件技術,測量技術和圖像處理等),微型,超微型機械(微系統技術,微型和精密儀器的功能組,微系統的測量技術等)和生物機械(機器人技術,生物系統,仿生執行技術,控制和設計,控制系統等)。需要注意的是,不同大學的專業設置存在差異,取決于專業的具體方向和培養重點的不同。例如,上海交大的機械電子工程偏向汽車方向、計算機控制和自動化制造和車輛電子系統的控制研究等,比較民用化。浙江大學傳統的機械制造很強,在大型機械的設計和控制,尤其是國防,航空領域的項目很多,畢業生很多在研究所工作。華中科技大學的機械電子工程的主要發展方向是機器人和柔性制造等自動化控制的應用,如大型焊接機器人,流水線等等,大多數服務于汽車制造產業和造船工業等,畢業生去向以大型的機械制造企業為主,研究所要少一些。
二、機械電子工程專業的專業特色和培養目標定位
機械電子工程專業專業特色。強調機械動手能力與機電控制能力相結合,側重于機電控制和數控維修。注意以數控所需各種能力為主線,突出機電控制的專業核心地位,培養會設計、能編程、具有較強的數控機床操作、調試、維修、維護等實際操作技能的技術工程師和職教師資。簡言之,機械電子工程專業培養具有機械電子工程專業基礎知識與專業技能,能在生產一線從事機械電子工程專業產品的設計制造、控制開發、應用研究和生產管理等工作的應用型高級專門人才;或培養能在中、高等職業教育領域從事機電一體化專業的理論教學、專業實踐指導和學生管理工作的復合型職教師資。能適應機械電子工程專業面臨的行業技術創新、科學研究和高等職業教育等方面呈現出的多元復合發展趨勢。
三、機械電子工程專業強化本專業大學生素養的應對之策
1.要引導大學生及時了解和把握行業動態。要積極培養其掌握文獻檢索,資料查詢的基本方法,在本專業領域內具備一定的科學研究、科技開發和組織管理能力,具有較強的工作適應能力;了解本專業學科前沿和發展趨勢;2.要對大學生進行專業教育和通識教育,使其成為專業素養精深、綜合素質高的復合型人才。一方面,促使其具有本專業領域所必要的專業知識,較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識。具有本專業必需的制圖、設計、計算、測試和基本工藝操作等計算機應用能力,對機電一體化產品有一定開發能力;對數控加工技術有較強的編程和操作能力;對大型數控加工設備具有較強的維護能力;了解學科前沿發展趨勢;另一方面,除了具有扎實的自然科學基礎外,還需促使其具有較好的人文社會科學基礎和外語綜合運用能力;具有較強的調查研究與決策、組織與管理、口頭與文字表達能力,具有獨立獲得知識、信息處理和創新的基本能力。具有較強的自學能力和創新意識。
【參考文獻】
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【摘要】本篇論文主要對控制工程和電子工程的內涵進行深入的研究,重點對于控制工程在機械電子工程中的實際應用進行探討,旨在為機械電子工程的發展提供理論基礎。
【關鍵詞】控制工程機械電子工程應用
一、引言
隨著社會的不斷(國家經濟的快速)發展,科學技術在機械電子工程內得到了(更加)廣泛的運用,在此基礎上機械電子工程的發展越來越朝著現代化、多元化和智能化的方向前進。由此可見,控制工程在機械電子工程領域有著更好(十分廣闊)的發展前景和空間。為了實現機械電子工程更長久的發展,我們需要更加關注機械電子工程的發展方向,并努力實現將控制工程運用到機械電子工程的發展中去(這不僅能大大的提高工作效率,更加的節約成本,使電子工程得到更好的發展,也能加快推進我國經濟發展)。本篇論文主要根據這一現狀對當前控制工程在機械電子工程中的運用進行了深入的分析。
二、控制工程和機械電子工程的含義
1、控制工程。控制工程的含義是將計算機技術的理論概念和工程作為基礎,利用自動化的技術進行解決控制工程在實際操作中的問題??刂乒こ讨饕翘接戄敵雠c輸入的問題,將非線性的設計和參數的問題進行深入研究。在當今社會控制工程得到了廣泛的發展和應用,今后在機械電子工程的發展中也能得到更加廣泛的發展和應用。2、機械電子工程。機械電子工程同時擁有電子信息和機械專業的特征,本篇論文中主要從設計的層面進行研究機械電子工程的含義,機械電子工程專業包含了各個學科和領域的的指示,在進行實際的操作的時候主要是用模塊化的方法?,F在的機械電子工程與傳統的機械電子工程不同,現在的更加的簡易且體積小,并在科學技術發展的基礎上進行發展和提升,其內部的系統設置也越來越科學和復雜,所以將各種先進的科學技術和控制工程運用到機械電子工程中去,可以有效的促進其發展。
三、控制工程在機械電子工程中的實際應用
1、智能化的控制系統。在機械電子工程發展的過程中,控制工程在機械電子工程中有效的運用就是將職能化的系統與計算機技術進行有效結合運用到機械電子工程中去。在實際操作的過程中,利用人工職能的放大進行模擬操作的各種流程,在各個機械機器人的系統中設定一定的運轉系統,讓機械機器人能夠像人類一樣去工作。智能化的控制系統主要是參照人類大腦的運轉形式,所以當控制系統在實際的運轉和操作的時候能夠像人類一樣去收集、分析信息,實現工作的效率進一步提高,進一步提升生產的效率.2、集成化的自動控制系統。在當今機械電子工程的發展之中,我們最常見到的控制系統的運用就是集成化的自動控制系統。這種系統主要是基于原來的信息技術,并將其信息技術進行進一步的調整和優化,從而進一步完善了機械電子工程系統。在機械電子工程中進行使用集成化的自動控制,能夠實現將原來的信息技術與機械生產過程中的各種信息進行有效的結合,進一步強化集中的機械電子工程。集成化的自動控制系統,實現了將信息技術和電子生產技術進行了有效的結合,運用更加高效化、自動化和標準化的方法進行完成機械的工作。在科學技術發展的基礎上,現階段的機械電子工程的發展已經實現了將全部的機械電子工程自動化技術的柔性的自動的控制系統。這個系統的出現實現了智能化和自動化的技術的結合,實現了信息技術機械電子技術和計算機技術的進一步同和,在數控機床的的實際操作中進行了有效的運用,在事先將設置好的控制程序和生產程序,進一步提高生產過程的科學化和規范化,從而實現機械生產制造的高效率。3、魯棒控制系統??刂乒こ讨杏幸环N魯棒控制系統也是經常運用到機械電子工程中的一個系統,魯棒控制系統最大的優點就是能夠保持在外界的干擾時,實現其某一性能的不便性。所以說魯棒控制系統具有強大的穩定性能,所在在一些機械生產的制造過程中,更多的適用多個變量的魯棒系統,以保持其操作過程的穩定性。比如,在進行柔性比軌跡的制造時,在滑膜變結構控制法的基礎上,研究出了一種慢變的控制器,可以進行有效的調整整個系統的控制器結構。在對操作的軌跡進行模擬的實驗的時候,可以運用補償控制的算法進行計算具體補償的控制量,從而進一步提高控制系統在目標軌跡運轉過程中的穩定性、有效性和精準性。
結語:
總的來說,在社會的不斷發展過程中,我國工業的綜合實力也在不斷的發展和提高,依托于科技技術的飛速發展,人們對于機械電子工程的研究也在不斷的深入(剖析),其操作的過程也在不斷的完善和精細。將控制工程在機械電子工程中進行運用,實現了機械電子工程的生產速度和效率的進一步的提升,并且在控制工程的基礎上,機械電子工程正在朝著自動化、智能化和現代化的防線進行發展。我們堅信在未來,控制工程在機械電子工程中的運用還能進一步的拓展和完善,使其能夠更好的幫助機械電子工程進行發展,從而實現機械電子工作效率的提高。
關鍵詞:控制理論 控制工程 機械電子工程
與自人類使用工具以來就有的機械工程相比,電子技術是二十世紀發展的新學科。機械工程與電子技術的結合始于上世紀。起初,二者結合是分離的“塊與塊”關系,或者是功能結構上的相互替代。隨著計算機技術發展的推動,機械系統和電子系統通過信息有機地聯系起來,形成了真正的機械電子工程。人工智能技術的發展與滲透,使得機械電子在傳統的機械系統能量連接、功能連接的基礎上,更加強調了信息連接和驅動,并逐步使機械電子系統向具有一定智能的方向發展。
機械電子專業可細分為機械電子系統(傳動和模擬技術,機器和設備,機械人技術及其運動系統,傳感和執行元件技術,測量技術和圖像處理等),微型,超微型機械(微系統技術,微型和精密儀器的功能組,微系統的測量技術等)和生物機械(機器人技術,生物系統,仿生執行技術,控制和設計,控制系統等)。
一、 控制工程學簡介
控制工程(control engineering)是處理自動控制系統各種工程實現問題的綜合性工程技術。控制工程是以工程控制論為理論基礎,綜合應用了信息理論和計算機理論的相關概念??刂乒こ滩痪窒抻谌魏我粋€工程學科,在機械工程、采礦工程、管理工程、航空工程、電氣工程、生物工程、土木工程等工程學科中都有同樣而廣泛的應用。在實際應用中,控制工程還融合了自動控制技術、電子技術、計算機技術等多個學科的相關知識。其應用的控制理論主要有兩種:“古典控制理論”,“現代控制理論”?!肮诺淇刂评碚摗钡膬热葜饕且詡鬟f函數為基礎,主要研究單輸入和單輸出線性定常時不變這類控制系統的分析和設計問題。而“現代控制理論”是在“古典控制理論”的基礎上,以狀態空間方程為基礎,研究多輸入、多輸出、變參數、非線性等控制系統的分析和設計問題。隨著機械工業的迅速發展,智能機器人、軋機系統、先進加工控制系統不斷涌現,與控制工程的結合愈來愈廣泛而密切。
二、機械電子工程
早期的機械工業以手工加工為主,生產力低,但適應性強;三十年代開始集中在標準件和流水線,適合于大批量生產,但缺乏靈活性;現代生產一般要求轉產周期短、生產靈活性強、產品質量高,因此常采用以機械電子系統為主要構成的FMS可以達到上述要求。與傳統的機械工業相比,機械電子工程有著鮮明的特點:就設計而言,機械電子工程并不是一門有嚴格界線并且獨立的工程學科,而是在設計過程中一個綜合思想的實踐。設計中,根據系統結構配置和目標,機械電子工程把它的核心部分(機械工程、電子工程、汁算機技術)與其它領域的技術,如:制造技術、管理技術和生產加工實踐等有機地結合在一起,采用一種基于信息的自頂向下的模塊化策略,完成設計就系統(產品)而言,機械電子系統(產品)結構簡單,元件和運動部件少(如電子表),它用小巧的電子系統取代“傻、大、笨、粗”的機械系統,減小了系統的體積,提高了性能,但是系統的復雜性卻大大增加了。
機械電子學要求機械與電子技術的規劃應用和有效結合,以構成一個最優的產品或系統。現代的機械電子系統除了“塊與塊”之間的動力聯系之外,還有信息之間的相互聯系,并由具有數值運算和邏輯推理能力的計算機來對機械電子系統的所有信息進行智能處理,人們已經認識到生產改革的未來屬于那些懂得怎樣去優化機械和電子系統之間聯系的人;尤其是在先進生產和制造系統的應用中,對優化的需求將會變得更為迫切;在這些系統中,人工智能、專家系統、智能機器人以及先進的工藝制造系統將構成未來工廠的下一代工具。
三、 控制理論在機電系統中的應用
伺服系統(servosystem)是將指令信號精確、快速的轉換為相應的物理實現。例如,飛機和船舶的舵角操縱由于所需的力很大,不可能由人力直接操縱,需要伺服系統來完成,伺服系統的作用就是使舵面的轉角精確地跟隨駕駛員的操縱動作。當使用自動駕駛方式時,伺服系統要使舵面轉角精確實現自動駕駛儀輸入的指令。
工業機器人的一個關節,就用到了伺服系統。它的受控過程是機器人的關節運動。采用微處理機作為控制器。關節軸的實際位置由旋轉變壓器測量,轉換為電的數字信號后,反饋給控制器。微處理機經過控制算法后,輸出控制指令,再經過數模轉換和伺服功率放大,提供給關節上的伺服電機。伺服電動機根據控制指令驅動關節軸轉動,直至機器人運動達到輸入參考信號設定的位置為止。
伺服系統是機電控制系統中典型的一個重要部分,其應用的主要就是控制理論來實現機械與電子的相互結合。
四、結語
隨著科技的進步,機電技術的發展必然走向電子化,智能化,這是時代進步的需求,這也是科學技術發展的必然結果,尤其是電子信息時代的來臨,我國機電人員將電子信息技術充分地與機電技術相整合,同時應用控制理論將這個機電系統設計好,使它具有足夠的穩定性,準確性,快速性。控制工程理論的應用與發展促進了工業生產使機械自動化的方向更精準的方向進行,同時也間接地促進了我國經濟的發展。
總之,控制工程在機械電子專業中具有重要的地位,它是保證機電一體化設計中控制裝置的理論基礎,此外在諸多科學技術領域中也有著重要應用價值。
參考文獻:
【關鍵詞】控制工程;機械電子工程;魯棒控制技術;模糊控制技術
機械電子工程在我國快速發展背景下,得到一定進步與完善,并且在很大程度上促進呢我國社會的進步與發展。為促使機械電子工程能夠得到進步,可以將控制工程應用在其中。控制工程主要是通過加強對先進技術的應用,促使機械電子工程能夠逐漸朝著智能化與自動化方向發展,從而更好完成各項工作。但從實際控制工程的應用中不難看出,控制工程的優勢并沒有得到充分發揮。所以,本文將針對控制工程在機械電子工程中的應用相應內容進行闡述。
1控制工程與機械電子工程基本概述
1.1控制工程基本概述
控制工程通常情況下主要是指,將工程理論與先進計算技術進行有機結合,從而形成的一種新型技術概念與理論。控制工程的主要工作內容就是,能夠將自動化技術中存在的問題更好解決,避免問題影響范圍的進一步擴大。在控制工程應用水平的提升,需要保證工作人員能夠具備較強的專業能力與綜合素養,促使控制工程的應用范圍能夠得到拓展。隨著科學技術的不斷進步,控制工程也將會得到一定完善,為相關行業的發展打下良好基礎。
1.2機械電子工程基本概述
機械電子工程從實質上而言并不是獨特的工程內容,一般情況下,機械電子工程會使用模塊化的技術處理方式,這樣可以實現對系統的有效控制。機械電子工程可以在很大程度上將構造較為簡單的系統,減少在整體機械電子工程占據的總面積,使得整個系統的性能與功能得到完善[1]。除此之外,隨著我國機械電子工程的進步與發展,促使機械電子工程系統控制水平能夠得到不斷提升。為能夠與當前生產工作相適應,機械電子工程的工作流程與操作流程也將會變得更加復雜化?;诖耍瑸楸WC各項生產工作的有序進行,需要工作人員能夠對機械電子工程的特點進行明確,同時與先進計算機技術進行有機結合,保證工作人員能夠對整個系統進行有效控制,使得各項工作能夠有序進行。
2控制工程在機械電子工程中的應用
控制工程在機械電子工程中的應用,本文主要從魯棒控制技術、模糊控制技術應用兩方面進行分析與研究。
2.1魯棒控制技術的應用
在控制工程中魯棒控制技術是其中的重要組成部分,在機械電子工程中,能夠將自身的控制作用充分發揮。魯棒控制技術一般情況下主要是指,將控制器作為載體展開相應的控制工作,在控制器的設計過程中,要按照相應的性能指標展開,這樣才能將控制中存在的問題更好轉化并解決,將復雜問題轉化為簡單問題[2]。在整個控制系統中,魯棒性的特點通常情況下會體現在,當外界出現干擾源時,能夠保證整個系統的安全穩定運行,不會受到干擾源影響。魯棒控制系統具備較強的穩定控制作用與特點,所以,在機械制造領域中得到廣泛應用。比如,在柔性臂的制造過程中,為促使系統能夠實現對柔性比會定的控制。那么在魯棒控制器的設計中,通常會采取滑膜變結構,滑膜變結構能夠將Hx控制理論進行充分利用。在這一過程中,還需要進行計算,在計算時采取補償控制算法方式,使得電子機械工程能夠安全穩定運行,保證各項工作的有序進行。
2.2模糊控制技術的應用
在整個機械電子工程工作的開展中,會涉及到許多不同的工作步驟與工作內容。這就需要工作人員在實際工作中,能夠進行繁瑣操作,為工作人員帶來很大工作量與工作難度。而且在這一過程中,一般情況下會采取傳統的控制方式,在機械工程建模構建中,對工作的展開產生制約?;诖?,為保證機械工程的工作流程能夠得到簡化,不僅要依靠傳統控制方式與模型,這遠遠不夠,并且達不到應有的效果。需要將模糊控制技術應用在其中,模糊控制技術能夠將原本較為復雜的問題更好解決[3]。在傳統控制中,需要對實際工作情況進行分析與研究,采集其中的數據信息,這樣才能使得模型構建的精確性得到保障。模糊控制技術相較于傳統技術而言,可以不需要對數據信息進行分析。工作人員在實際模糊控制技術的應用中,只要將輸入量的偏差能夠被控制在合理范圍內。模糊控制技術的優勢能夠被充分發揮,在機械電子工程中能夠得到廣泛應用。通過對模糊控制技術的合理應用,保證各項工作的順利展開。
關鍵詞:產學研 機械電子 實驗室 創新實踐
1 建設產學研結合的機械電子實驗室的重要性
實驗室是培養學生實踐能力和產學研結合實現的重要途徑,為加快創新型人才發展和提高高職院校素質教育發展,建設具有產學研結合的創新實驗室具有重要的現實意義。①機械電子實驗室建設是提高科研產出的需要。實驗室的建設為師生提供了學術研究和科研交流的場所,師生通過利用實驗室的各種實驗資源,借助實驗室的優良科研氛圍,可以幫助師生的科研項目盡快的轉化為市場產品,提高了高職院校的科研項目的成功率,激發了師生的進行科研活動的積極性,因此加快產學研結合的機械電子實驗室的建設是提高高職院??蒲挟a出的需要。②建設機械電子實驗室是高職院校教育發展的迫切要求。高職院校培養的人才要求具有較強社會實踐能力,因此機械電子專業的學生應該具有將自己在學校學習到理論知識轉化為實踐技能的能力,而學生實踐技能的提高則需要學生要經過不斷的學習、實驗鍛煉而獲得,因此機械電子實驗室建設是適應高職院校教育發展的迫切要求。③建設機械電子實驗室是實現產學研結合的有效手段。產學研是高職教育發展的一大特色,通過高職院校與相關企業、科研機構的結合、借助各自的資源優勢,形成具有科學研究、人才教育培養以及產品生產一體化的系統,而要實現產學研的有效結合,發揮他們各自的最大資源優勢,需要借助某種中介,為他們的結合提供實現的場所,而實驗室的建設則滿足了產學研結合實現的手段。
2 機械電子實驗室建設存在的問題
雖然近幾年高職院校意識到建設具有產學研結合的實驗室的重要性,并且也在積極地建設機械電子實驗室,但是產學研結合的實驗室的建設還是存在著一些方面的不足:①實驗室的配套資源不能滿足教學和科研的需要。目前高職院校的實驗室建設無論是在軟件配置上還是硬件設備上都遠遠不能滿足產學研結合下的機械電子教學和科研的需要,一是高職院校受到資金和場地的限制,高職院校的實驗室建設面積較小,實驗器材的科學技術含量不高,學生在實驗室進行的實驗也只是簡單的基礎性實驗,而不能滿足師生的創新科研實驗需要;二是高職院校的教師能力不足,高職院校的教師在進行實驗教學時,他們只是對學生進行一些重復性的基礎實驗,而不能對學生進行具有創新性的實驗教學。②創新型、綜合型實驗的挖掘不夠。產學研結合要求高職院校的實驗室建設要積極開展具有創新型、綜合型的實驗,但是實際情況卻是高職院校的實驗內容大部分集中在本專業的基礎知識實驗,而缺乏其它學科知識的實驗鍛煉,這樣的單一實驗模式不能適應具有產學研模式的高職教育發展,同時機械電子專業的技術更新速度非???,而高職院校的實驗室建設又缺乏前瞻性,結果導致實驗室在建設完成后就已經落后于社會電子機械技術的發展。③機械電子實驗室的制度不健全。產學研結合的實驗室應該具有一個寬松的實驗鍛煉制度氛圍,師生可以在實驗室內進行各種創新實驗,但是目前高職院校的實驗室的各種制度相對來說比較繁瑣,尤其是實驗室的使用制度過于嚴格,不利于學生的使用,限制了學生的創新能力的發揮,使得實驗室的學術氛圍不濃厚,影響了產學研的結合效果。
3 提高產學研結合的機械電子實驗室建設創新的對策
3.1 以競賽為契機進行機械電子實驗室的創新實踐建設。競賽是以教學活動為基本并且注重學科前沿技術,以培養學生的創新能力和協作精神的群體性科技競技活動,目前針對大學生開展的各種競技比賽非常多,比如全國大學生電子設計競賽以及各個地方舉辦的大學生機械設計大賽等,大賽命題是專家、學者經過多方面的論證而確定的,因此大賽的命題具有一定的學科前瞻性,學生通過參加各種競技比賽可以在實驗室內進行相關的實驗,而學生進行的各種實驗又為實驗室的創新建設提供了實踐經驗。
3.2 加強機械電子實驗室資料電子文檔建設。學生通過實驗可以獲得比較理想的科研結果,但是由于學生的科研報告撰寫不規范,使得學生的實驗結果不能與其它實驗方案進行比較,分析原因主要就是實驗室的相關資料比較缺乏,學生不能獲得足夠的資料,同時紙質的資料又由于查找困難,影響學生查找的積極性,因此產學研結合的機械電子實驗室要加強對電子文檔的建設,一是要與高職院校的圖書館建立電子網絡對接;二是高職教師要廣泛收集機械電子專業的資料,并將其轉化為電子文檔。
3.3 建立健全創新型實驗室管理制度。要根據機械電子專業教育的目標,以培養創新型人才,提高科研能力的指導,突破傳統教育觀點和教育模式,建立健全綜合創新型實驗室的系統工程,繼續深化管理制度和評價制度,完善實驗室管理體制,制定實驗室考核機制,合理配置實驗資源和實驗人員,形成在教師指導下的學生學習為主的創新型實驗室人才培養模式。
參考文獻:
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關鍵詞:機械電子行業;科技;創新
1機械電子的簡述以及目前存在的問題
機械電子在市場上稱為機電一體化,是組成裝備制造業的重要部分,在帶動始創經濟的發展中發揮著重要的作用。機械電子結合了機械設計、制造技術和計算機技術,各類機電產品的研發,設計以及制造方面的應用都離不開機械電子。機械電子產業包括電子信息產業,先進制造業機電一體化的發展,環保產業的開發和專用設備行業與其他行業,是綜合性行業的結合體,就目前的發展的發展趨勢來看,機械電子產品和與之相關的產品已與我們的日常生活息息相關,相互深入了。但是研究分析來看,機械電子行業發展至今,在某些領域雖然取得了一些可賀的績效,但中國機械工業的機械和電子開發的發展正面臨著一些實際問題,具體實際問題談論如下,希望及時能夠得到調整適應社會發展的需要。第一點,機械電子工業在生產過程中自動化水平相對較低。目前,中國的機電產品仍是傳統的機電產品,自動化和智能化水平仍需大成都的改進,自動化和智能化水平已嚴重阻礙了機械電子行業的快速發展,生產成套設備較少,這個局面提醒我們要快速提高機械電子行業的生產水平,勇于創新。第二點,新技術的發展一直緩慢。我國電子產品的研發水平遠遠緩慢于世界先進水平,差距的存在主要由于借些電子行業的科技創新不到位,缺少科技創新型人才,科學技術和高附加值產品的市場占有率少之又少,市場覆蓋率大的品牌嚴重缺乏科技創新。同時,機械電子行業技術整體水平不高,這樣看來,培養機械電子行業的創新型人才,快速提高其行業的創新能力勢在必行。也只有這樣才能從根本上解決機械電子行業缺乏科技創新的問題,提高機械技術行業的自動化、智能化水平。
2機械電子行業人員應具備的專業技術能力
第一點,用圖紙,機電轉換器信號采集與檢測,機電系統及PLC微電腦控制,文獻檢索等基本技能。第二點,數控機床操作一個強大的系統,通過調試,維修,保養這個實用技能來進行。第三點,利用現代技術來測試電氣和機械參數,并具有使用機械和電氣設備的能力。第四點,發展到能夠熟練使用機電產品的能力。職業特點有:注重能力,突出機械和機電控制能力,專注于機械和電氣控制及數控維護。主線要求,突出機電控制在此職業中的的專業核心能力,數控培訓設計,能夠進行較強的數控機床操作,能夠做的調試機器,維修機器,保養機器及技術工程師和職業教育教師隊伍等實用技能。機械設計前提是要有掌握的力學,讓機械操作手段的深刻理解。在第一次課上,老師讓同學們觀看了一個有關寶馬汽車制造業的短片,從中我學到了很多的鋼部件的作用以及鋼部件的功能。在機械設計方面,我的第一感覺是,設計機械的工程師,他們可以把任務分到大小幾部分,并經過了長時間的辯論與思考。我覺得我深刻了解到了機械設計人員的汗水與付出。最近這些天我見過最發達的設計一般都停留在一般機械設計的新產品,并不乏一些高科技成分的,我覺得這是我們產品的未來發展必須考慮的。
3科技創新在機械電子行業的重要性
通過深入了解有關機械電子工業部的方方面面,我們深知科技含量在機械電子行業的重要性。真正的機械電子的有關設備以及生產的水平的提高與科技創新的含金量息息相關,就分析研究來看,科技創新是機械電子能夠持續發展的閃光點,故培養機械性創新人才顯得尤為重要,換句話說,科技創新是機械電子行業發展的生命線,如果不能完成科技創新的目標,機械電子行業的發展將危在旦夕。
3.1國內機械行業的技術,在近幾年有了很大的進步,但總體上還是在技術上遠遠低于早先就已經發展的美國機械電子工業和其他一些發達國家。當前中國的機械行業總體上仍停留在只能對其他國家來的半成品進行加工這一進程缺乏對設計進度,是我國的機械電子發展滯后。其實歸根結底的原因在于,我們的科技不夠新穎,設備不都先進,生產過程中鵲山科技創新,所以要趕超一些發達國家的機械電子水平,我們必須具備優質的科技創新水平,由于機械電子行業在我國產業發展上和經濟發展中占據重要地位,也是快速帶動相關部門發展的重要產業,只有真正的具有了科技創新的能力,我們如才能有先進的技術與發達國家的長期進行國際市場競爭,從而提高綜合國力。
3.2多項研究發展可以看出,如果沒有科技創新,在機械電子行業領域中,所生產出來的產品是古板的,不具備新穎性,更別說在市場經濟上能夠長久的發展下去了。機械電子行業的發展趨勢可以歸結為“四個”方面:柔性,敏捷,智能,信息,幾乎每一種產品的生產都需要有一定的科技創新,以適應市場的需求。
3.3在全球化,網絡化,虛擬化,智能化和環保綠色制造的市場下機械電子行業越來越走近人們的日常生活,它將不僅擺脫了繁瑣的計算和分析,減輕了一定的體力勞動,使人們精神得到解放,也促進生產的智能化,它使生產系統具有更好的判斷和適應能力。當然,這一切都需要我們進一步的完善,完善的最重要前提就是在借些電子行業領域尋找一片更廣闊的天地進行創新能力的培養,也就是說,創新精神是機械電子行業的靈魂所在。
4總結
機械電子行業需要我們以不敗的意識時刻保持著對機械電子的熱情,把自己真正投身設計這個領域,同時在實踐中注重培養機械電子人員的創新精神,全力使科技創新與機械電子行業融入到一起。在產品中始終保持著科技的創新,我相信我們國家在機械電子行業領域會突飛猛進,趕超其他發達國家。
參考文獻
[1]王萌.淺談機械電子行業的創新與發展[J].科技信息,2011,31:136+173.
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1、機電工程實為機械和電氣工程兩個專業的統稱,但有時也作為機械電子工程專業的簡稱。
2、機械電子工程專業培養具有必備基礎理論知識、專門知識和較強的從事本專業領域實際工作的能力,適應生產建設、管理、服務第一線需要的,德、智、體、美等方面全面發展的高級應用型、技術型人才。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞:機電 測控 實驗平臺
中圖分類號:G482 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2011)009-096-02
在《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》中提出,高校要著力培養“高素質專門人才和拔尖創新人才”,以滿足國家發展對具有創新精神和創新能力人才的迫切需求。對于工程類本科專業而言,創新型人才培養工作不僅要使學生認識自然規律、掌握一定的科學技術知識,更要培養學生分析和解決實際問題的創新精神和創新能力。在此過程中,實驗教學是不可或缺的重要組成部分,承擔著開展必要的驗證性實驗以及研究性、探索性、設計性、綜合性實驗等重要任務。轉變觀念,創新機制,加大投入,打造團隊,構建與應用型創新人才培養目標相符合的創新實驗平臺是對各工程類本科專業的必然要求。
1 機械電子工程本科專業現狀及人才培養目標
機電行業是國家主要支柱行業之一,近年來發展迅速,人才需求強烈。機械電子工程本科層次主要培養能夠進行技術創新和技術二次開發的機電工程與技術應用型人才,但目前國內開設機械電子工程本科專業的高校并不多,且多是2007年以后新增專業。
中原工學院機械電子工程學科為河南省重點學科,而且是河南省兩個機械電子工程本科專業之一,學科專業特色優勢方向為精密測量測試技術和現代機電測控技術。為了促進學科更好發展,提出進行機械電子工程專業實用型創新人才培養模式的研究與實踐,構建現代機電測控技術創新實驗平臺,加強學生專業素質和實踐創新能力的培養。
2 實驗教學與實用型創新人才培養
實踐教學環節與理論教學環節是本科教學工作中兩個不可分割的組成部分,共同發揮著對人才的培養作用。機電領域新理論、新技術、新設備、新儀器的不斷出現,對機械電子工程專業的課程體系構建、課程內容更新、實驗項目與實驗內容創新、實驗條件完善、實踐環節設置等各方面都提出了更高的要求。中原工學院機電專業總結多年來人才培養的實踐經驗,提出了適合本專業人才培養的專業知識體系基本結構為:機械+控制+測試+接口+系統。其中,機械學科為基礎,控制技術與測試技術為學科主要特色方向,接口技術為紐帶,最終落實到系統應用上。與傳統機械設計制造及自動化專業相比較,更加突出控制、測試、接口技術的地位,更強調加強對學生在機、電、測、控、接口等技術一體化綜合應用能力和實踐創新能力的培養。要達到這個目的,實踐環節,尤其是實驗環節的設置、實驗課程的開設、實驗內容的優化、實驗平臺的建設等,不僅直接影響到人才的培養質量,而且關系到專業教學改革、知識創新、科學研究等主體工作的順利開展。
根據專業實用型創新人才培養目標的要求,本專業在對課程體系、課程內容、實驗室設置與儀器設備、實驗項目開設、實驗教師隊伍等基本情況進行綜合分析討論基礎上,結合人才培養過程中出現的問題與取得的經驗,借鑒同類知名大學相關專業的實驗室設備構成、開設實驗類型、實驗設計方法、實踐環節設置合理性等,提出構建現代機電測控技術創新實驗平臺,從實驗教學體系、實驗教學內容、實驗室管理方式、實驗教師隊伍建設等方面進行機械電子工程專業實驗教學改革,促進機械電子工程專業實用型創新人才培養。
3 機電測控技術實驗課程體系及問題分析
3.1 機械電子工程專業實驗室基本情況
中原工學院機械電子工程專業實驗室目前建制實驗室以紡織機電設計與測控校級重點實驗室為統合,包括紡織機械測控實驗室、虛擬儀器實驗室、多點傳動控制綜合開發實驗室、視覺檢測技術實驗室、機械CAD/CAM中心等。主要實驗設備包括三座標測量機、激光干涉儀、超聲波無損檢測儀、PLC實驗裝置、虛擬儀器綜合實驗套件、紡織機械測控實驗系統、多點傳動控制綜合試驗系統、視覺在線檢測系統、單片機開發綜合實驗臺、傳感器與檢測技術創新實驗平臺、機器人實驗系統、計算機控制技術試驗箱等。
3.2 可開設實驗課程及實驗課程體系存在的問題
根據專業主要特色方向要求,課程體系中開設實驗課程的專業課包括:機械控制工程、機電系統控制技術、計算機控制、微機及單片機應用技術、機電系統接口技術、傳感器及機電檢測技術、光電檢測技術、無損檢測技術、機器視覺技術及應用、信號分析與處理、DSP技術、光學工程基礎、機器人技術、精密儀器設計、機電一體化系統設計等,另外還有機電課設、現代制造技術綜合實驗、虛擬儀器綜合實驗、機電系統綜合實驗等綜合實驗環節,共同構成了現代機電測控技術實驗教學的課程體系。
3.3 實驗教學環節與課程體系中存在的主要問題
在近年來的專業課程理論教學與實驗教學實施過程中,發現了目前實驗教學環節與課程體系中存在的幾方面問題:
(1)在專業課程內容設置上實驗環節所占比重明顯不足。造成這一現象的原因一方面是長期以來傳統教育理念所造成的教學體系結構所致,另一方面則是實驗條件和實驗資源不足所致。
(2)資源短缺與資源重復現象并存,實驗教學整體投入不足。雖然近年來專業實驗設備增加不少,但也只是滿足基本實驗門類需求,總設備臺套數還遠不能滿足要求。與此同時,由于校內實驗資源的科學管理與優化配置仍不完善,其他院系的相關實驗資源不能共享,造成實驗資源浪費。這也是很多高校實驗室建設中存在的一個共性問題。
(3)實驗課程開設各自為戰,缺乏相關課程實驗環節的協調與融合。機電學科為交叉學科,其多門支撐學科的專業課程之間是緊密相關,構成一個有機整體,其實踐環節是有可能融合為一體,采用綜合實驗或綜合課程設計的方法來實現的。例如檢測與信號分析類實驗、機電控制與接口類實驗等。但目前該類綜合性實驗環節開設數量還比較少,實驗內容設計方面缺乏新穎性。
(4)采用新型、先進實驗設備開設的實驗較少,學生實踐能力培養跟不上市場需求。
這一現象在許多普通本科院校中也比較廣泛,主要原因還是普通院校所能得到的國家與地方政府的資金投入相比重點高校遠遠不足,新型設備、精密儀器少,許多企業中已經配備并常規化使用的儀器設備高校卻沒有。
(5)實驗形式單一,驗證性實驗居多,設計型、創新型實驗較少。缺乏對實驗與實踐教學的總體設計,實驗教學與科研、學科、專業、人才培養結合不夠,實驗教學研究也不到位、不深。
4 現代機電測控技術實驗教學改革探索與實踐
針對上述專業實驗室設置、實驗課程體系及存在問題,充分考慮本專業兼顧機、電和紡織的行業背景,緊密結合精密測
量技術和機電測控技術的特色方向,提出構建現代機電測控技術創新型實驗平臺,其研究內容和實踐方法如下:
4.1 保證基礎,強化創新,確定創新實驗平臺體系構建的基本原則
在保證課程基本實驗內容要求前提下增加綜合性、創新性、研究性、實踐性實驗項目。具體來說,就是要按照“保證傳統基礎實驗、增加新型設備實驗;減少驗證性實驗,增加設計性實驗:減少單一課程實驗,增加多課程綜合實驗;減少教師指定題目實驗:增加學生自主創新的研究性實驗;保證課本內實驗,增加實際科研項目關聯實驗;保證實驗室內的實驗項目,增加企業現場實踐活動”的基本原則,構建符合本專業實際情況的現代紡織機電測控創新型實驗平臺的課程體系。
4.2 以人為本,因材施教,進行分類、分層次的實驗教學體系的研究
高校以培養專業人才為己任,但學生存在基礎、興趣、努力程度等方面差異,在進行創新實驗平臺建立過程中要注意因材施教,構建分層次的實驗教學與研究體系。對于基礎薄弱,興趣不足的同學,以基礎實驗和一般設計性、綜合性實驗能力培養為主,對基礎扎實、興趣濃厚、學習努力的同學,應鼓勵他們進行一些研究性和創新性的實驗研究,并積極參加各類創新實踐活動。
4.3 分工負責,通力合作,進行實驗大綱、實驗內容與實驗教學方法研究
組織專業課教師根據各自所長分工負責,對各門課程的基礎實驗與實踐環節的教學計劃進行修訂和完善。通力合作,完成設計性實驗、創新性實驗、研究性實驗的實驗內容規劃設計和實驗教學大綱的編寫。根據本專業人才培養的“機械+控制+測試+接口+系統”的專業知識體系基本結構,進行多課程綜合實驗內容開發與實驗方法研究。
4.4 項目引導、以賽促能,積極開展自主創新的研究性實驗與創新競賽活動
鼓勵專業教師根據創新性科研題目或實驗室建設項目設計創新性實驗,例如采用機器視覺技術、虛擬儀器技術、機電傳動控制技術、PLC控制技術進行生產線產品質量檢測技術的研究。鼓勵教師在創新性實驗活動中指導學生形成各種形式的物化成果。還可以結合“挑戰杯”、“機械設計創新大賽”“電子設計競賽”等創新大賽題目進行實驗項目設計,組織學生成立創新興趣小組,以賽促能,在比賽過程中培養學生創新意識、團隊意識,提高動手能力、合作能力、創新能力。
4.5 提高能力,加強管理,建設具有創新精神、創新能力的實驗指導教師隊伍
只有具有創新精神、創新能力的教師才能培養出具有創新精神、創新能力的學生。在實驗指導教師隊伍建設中,鼓勵專業課教師積極參與實驗室管理,積極引導學生參加科學研究活動,組織各種科研興趣小組,加快實驗室開放制度的常規化,把實驗室建成教學和科研的前沿陣地。
4.6 開拓資源,追求卓越,建設校企合作,資源共享的創新實驗大平臺
本專業科研人員目前參加有國家科技重大專項機床類項目2項和國家863項目1項,以此為契機,積極開展與相關重點機床企業的合作交流:同時發揮原部屬院校的行業優勢,保持和加強與紡機行業的技術合作,以教育部“卓越工程師教育培養計劃”理念為指導,積極探索將人才培養與企業、科研工作緊密聯系,充分利用企業實踐平臺,探索校企合作的創新人才培養新模式?,F代機電測控技術創新實驗平臺建設將緊密結合機床制造業和紡機制造業中的各種測試、測量、控制技術應用,有效利用校內、校外資源,建設校企合作、資源共享的創新實驗大平臺,最終培養能夠滿足企業需要的系統掌握現代機電系統測試、測量、控制技術和應用能力,具有實踐能力和創新精神的高層次機電人才。
參考文獻:
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