機電一體化的主要特征精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇機電一體化的主要特征范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵詞:機電一體化;智能;環保

中圖分類號:TH111文獻標識碼:B文章編號:1009-9166(2009)011(c)-0086-01

一、機電一體化在工程機械中應用

機電一體化是當今自動化技術發展的最高階段。早期的自動化技術主要是借助凸輪、機械機構等實現的,這一時期的自動化實際上是機械自動化;隨著電子技術的發展,凸輪、機械機構逐漸被繼電器、接觸器、電磁開關等機構所取代,實現了電氣自動化,機械機構大大簡化,自動化水平大為提高;機電一體化則是生產實踐對自動化技術進一步發展的需要,也是微電子技術、計算機技術、信息技術、控制技術和精密機械技術等發展的必然產物,是以計算機為主要特征的自動化技術。如果說機械系統處理的對象是運動、力、物質和能量,電子系統處理的對象是信息和知識,則機電一體化系統不僅有處理能量和物質的功能,而且還有處理信息和知識的能力。機電一體化技術發展至今已成為一門有著自身體系的新型學科,其發展歷程可分為4個階段:①數控機床的問世是機電一體化發展的開始;②微電子技術為機電一體化帶來勃勃生機;③可編程序控制器的發展為機電一體化提供了堅強基礎;④激光技術、模糊技術、信息技術使機電一體化躍上新臺階。機電一體化技術的發展初期,人們的目的是利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能,那時研制和開發還處于萌芽狀態,而且由于當時電子技術水平不高,機械技術與電子技術的結合還不廣泛和深入。其后計算機技術、控制技術、通信技術、大規模集成電路的發展,為機電一體化的發展奠定了技術和物質基礎。

二、機電一體化的發展趨勢

1、個性化。在知識經濟時代,求新、求異、追求個性是消費需求的一個特征,而柔性化為產品個性化創造了技術條件。所以,在信息時代,機電一體化產品將呈現個性化趨勢。與此相適應,機電一體化產品的生產模式及觀念也在發生改變。因此精益生產、敏捷制造、智能制造、虛擬制造等得以相繼出現。2、高性能化。高性能化一般包含高速、高精度、高效率、高可靠性。新一代CNC系統就是以此“四高”為滿足生產而誕生的。它采用多CPU結構,以多總線連接,進行高速數據傳遞;采用精簡指令集機,實時多任務操作系統并行處理;設置多重緩沖器,故障診斷、自動檢錯、糾錯、系統自動恢復等技術保證該機電一體化產品具有高性能。3、智能化。人工智能可使機器具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,雖然機電一體化產品不可能具有與人完全相同的智能,但依賴高性能、高速的微處理器可使其具有低級智能或人的部分智能,從而達到更精確的控制目標。機電一體化的發展和進步體現在其產品的智能上,智能化是機電一體化技術與傳統機械自動化技術的主要區別之一。它是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、心理學、生理學、運籌學、計算機科學等新思想、新方法,模擬人類智能,對診斷過程、人-機接口、自動編程和加工過程等問題進行分析、判斷、推理、構思和決策,以取代或延伸制造工程中人的部分腦力勞動,并對人類專家的制造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承和發展,以求得到更高的控制目標。4、微型化。微型機電一體化系統是機械技術與電子技術在納米尺度上相融合的產物,是機電一體化的一個新發展方向,微型機電一體化產品,泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發展,其體積小、耗能小、運動靈活,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,目前已可運用蝕刻技術在實驗室制造出亞微米級的機械元件,當將這一成果真正應用到實際產品時,其機械部分和電子元件即可完全集成在一起,組成一種體積很小的自律元件。在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優越性,是近年和將來十大關鍵技術之一。5、綠色化。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢時能回收利用。工業的發展,使得資源減少,生態環境受到嚴重污染。因此綠色化成了時代的趨勢,產品的綠色化成了適應未來發展的一大特色。6、系統化。系統化要求系統體系結構采用開放式和模式化的總線結構,系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。其中,仿生物系統化就是根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體,引導機電一體化產品向著生物系統化方向發展。7、網絡化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球,由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品,現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已形成優勢,利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統,能使人們待在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,其產品無疑將朝著網絡化方向發展。8、柔性化。機電一體化產品的控制和執行系統具有足夠的“冗余度”,即有較強的“柔性”。

結語:大力發展新一代機電一體化產品,不僅是改造和武裝傳統機械老設備的一條新路,而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。機電一體化產業覆蓋面非常廣,而我國人力、物力、財力有限,機電一體化產業發展不可能面面俱到、平鋪直敘。因此,要分清主次,突出重點,大膽取舍。既要抓住傳統產業的電子信息技術改造,使機械技術與電子技術初步結合;又要在新產品設計之初,就統一考慮機械與電子的融合,使機械與電子密不可分,從而使設計、生產出來的新產品真正做到機電一體化。另外,政府職能部門應合理調配資源要素,對開辦、生產機電一體化產品的高新技術企業提供方便,增大支持力度。同時,嚴格限制資源消耗較高的傳統產品的發展,對未適時采用機電一體化技術的落后產品強制淘汰,大力提倡傳統產業的技術改造,凡涉及到機電一體化技術的開發、應用等項目應優先立項、大力支持。此外,還可以設立機電一體化科研技術專項基金,從經濟上促進機電一體化的發展。

作者單位:二十一冶建設有限公司機械化分公司

參考文獻:

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摘 要：機電一體化學技術又被稱為機械電子學技術，是一門綜合的、跨學科的綜合性高技術，同時它是一門獨立的交叉學科，由現代信息技術、現代電子計算機技術以及現代微電子技術和現代自動控制機械技術等各類技術相互融合而成的。因此，對于現代機電一體化技術在工程機械上的應用和普及，可以極大地提高工程機械的各種性能，會使得電子控制技術和液壓、機械技術有機地結合，提高工程機械的燃油經濟性、動力性、安全性以及可靠性、操作舒適性。正是基于此，主要對機電一體化技術在工程機械中的應用與發展進行了探討。

關鍵詞：機電一體化；工程機械；應用前景

1 引言

一般來說，現代機電一體化是當今目前自動化技術發展的相對較高級的階段。它同時也以計算機產業為基礎和主要特征的自動化技術，同時也是生產實踐對自動化技術進一步發展的需要。因此，根據整個行業的未來發展來看，整個工程機械的機電智能化和一體化將是今后的主要發展方向。

2 機電一體化在現代工程機械上的應用模式

2.1 機電一體化技術應用于機床的創新

在機電一體化應用中，Z80-CPU各種應用軟件較多，在我國機床數控方面應用比較普遍，因為它的系統開發較容易。我國的數控機床一般均采用經濟型的光電隔離電路及Z80-CPU微機、微機I/O接口電路以及功率放大電路等。而且這類Z80-CPU及其配套的芯片普遍、廉價并且相對于其他的技術來說相對可靠、維修方便、通用性強。Z80系列有獨特的I/O指令，而且I/O接口譯碼硬件也較簡單，其微機執行時間也較短、重要的是其指令格式也相對較短，這樣非常有利于縮短掃描現場機床工作狀況的周期。

由于大部分的數控機床要求工作刀具或工作臺必須精確按照沿坐標軸的運動，因此在這類機電一體化應用中，就必須要考慮采用具有插補功能的連續控制方式。滾珠絲杠摩擦損失小，副傳動效率高，在整個操作中無爬行現象，運動平穩，給予適當預緊，采用氟塑貼面導軌，它具有耐磨性好，摩擦系數小，可消除低速運動的爬行現象，同時它的抗撕傷能力強、以及成本低等優點。反向時可以定位精度高、消除空間死區以及剛度好。可消除螺母和絲杠的螺紋間隙，因此一般數控機床的執行機構傳動方式采用滾珠絲杠副傳動。

2.2 現代機電一體化在其他行業中的應用

首先我們來看在化纖行業的工程機械中的應用，如精密卷繞控制系統中，其控制系統是由金屬導紗器電機、高強度摩擦輥以及變頻器組成，同時還附加測速控制器與傳感器組成。這樣的工程機械中，其卷繞筒子一般采用積極式傳動，卷繞交叉角是變化的，并且在筒子與導絲器的往復頻率之間是一固定比值。

此外國外生產的工程機械，如裝載機、推土機以及鏟運機等由于采用了相對電子控制的自動變速器，這充分提高了整個工程機械的油耗，增加了經濟性，而且簡化了操作。

3 現代機電一體化在工程機械應用中的發展趨勢

3.1 高性能化的應用發展

這里面主要包含：高速的應用化模式、高精度的應用模式以及高效率的應用模式、高可靠性的應用。新一代CNC系統采用多CPU結構以多總線連接，就是以此“四高”為滿足生產而誕生的。這種系統采用精簡指令集機，可同時實時多任務操作系統并行處理，從而來保證該機電一體化的產品具有相對高性能。

3.2 微型化的應用發展

微型機電一體化系統是機電一體化的一個新發展方向，同時也是電子技術與機械技術在納米尺度上相融合的產物，國外稱微電子機械系統。微型機電一體化產品，泛指幾何尺寸向微米、納米級發展，其體積一般不超過1cm3的機電一體化產品，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優越性，并且其耗能小、體積小、運動靈活，是近年和將來十大關鍵技術之一。

3.3 機電一體化智能化的應用發展

一般來說，現代機電一體化的發展和進步都主要體現在控制理論的基礎上，也就是當前機電一體化技術與傳統機械自動化技術的主要區別之一就是智能化技術，而且這種在實際中的區別表現就是表現在其產品的智能上。它是吸收計算機科學、人工智能、生理學等一系列智能的新方法、新思想，模擬人類智能，這樣的技術目前任然在探索和應用中，相信將來是有非常廣闊的應用前景。

參考文獻

［1］孫永利.機電一體化在工程機械中的應用［J］.農機使用與維修，2009，（1）.

［2］浩清勇.簡述機電一體化在工程機械中的應用［J］.黑龍江科技信息，2010，（2）.

［3］冷俊.機電一體化在工程機械中的應用［J］.科技資訊，2011，（7）.

［4］李洪忠，梁振清.機電液一體化技術在工程機械上的應用研究［J］.山東農機，2009，（7）.

［5］羅輯，杜柳青，袁冬梅，曾宇丹.機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢［J］.機床與液壓，2008，（1）.

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關鍵詞： 自動化生產線；課程改革；教、學、做一體化；項目教學

中圖分類號：G42文獻標識碼： A

1 引言

機電一體化技術專業人才被國家列為二十一世紀社會發展最急需的十大專業人才之一，它融機、電、液、自動控制、計算機等技術于一體，在工業上應用廣泛，是就業領域最寬專業之一。機電一體化專業的核心能力是機電一體化設備的安裝、調試、操作、維修和管理，而《機電一體化系統安裝調試與檢修》正是這樣一門綜合性較強的課程。針對如何能更好的開發學生的核心能力，我們對《機電一體化系統安裝調試與檢修》課程的改革模式進行了一系列的分析和研究。

2 《機電一體化系統安裝調試與檢修》課程性質與任務

《機電一體化系統安裝調試與檢修》是我院機電一體化專業、礦山機電專業的一門核心課程,是一門進行崗位能力培養的綜合性較強的專業課程。其內容涵蓋了PLC技術、電機與變頻器技術、傳感器技術、氣動技術、機械拆裝技術、觸摸屏與組態技術以及網絡技術等。旨在培養學生從事自動化系統安裝、調試、操作和維護的基本職業技能。

3 《機電一體化系統安裝調試與檢修》課程改革模式研究

3.1 課程設計理念

對照機電一體化、礦山機電專業學生所必須具備的綜合職業能力，深入企業調研，與行業專家通過合作論證，共同確立人才培養方案。以培養生產線設備維修維護的應用技能和相關職業崗位能力為基本目標，緊緊圍繞工作任務完成的需要來選擇和組織課程內容，培養學生從事自動化系統安裝、調試與檢修的基本職業技能，同時將職業道德和素養的訓練融入到教學過程中，提高學生的實踐能力、知識運用能力和職業發展能力。

3.2 課程設計思路

課程貫徹工學結合課程理念，針對企業中自動化生產設備的安裝、運行調試、檢測維護的需求，按照自動化設備安裝員、設備調試員的行業標準，融入中高級維修電工職業標準。以崗位需求為職業能力培養目標，將職業素養、理論學習和技能訓練有機地融合；以簡易組裝件生產自動線的零配件安裝、元器件檢測、運行調試到正常運轉的工作過程，設計教學內容、安排教學順序；以THJDAL-3型自動生產線拆裝與調試實訓裝置為載體實施教學過程；以職業標準為參考，實現考核評價多元化。

4 教學組織與實施

4.1 教學內容選擇方案

打破以知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式，從“工作任務與職業能力”分析出發，設定職業能力培養目標，變書本知識的傳授為動手能力的培養，開發基于工作過程的項目課程，以工作任務為中心組織課程內容，讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識，并發展職業能力。要掌握機電一體化系統安裝與調試技術，學生必須了解現代工業化進程中工業產品被加工的方式，認識生產線的結構、運動、驅動、傳感、控制方式，能夠對生產線設備進行安裝、編程、調試、故障診斷和排除，是機械、電器、電子、氣動、機械手和PLC控制等技術的綜合。

4.2 教學內容

本課程根據工作流程來設計教學模塊，對照課程目標要求，歸納總結了6個學習項目，分別為供料單元的安裝與調試、加工單元的安裝與調試、裝配單元的安裝與調試、分揀單元的安裝與調試、搬運單元的安裝與調試、自動生產線整機調試。每個階段完成一定的模塊，由于有些模塊包含很多工序，所以得一步一步來。隨著每道工序的進行，學生會學到很多技術和技能。

4.3 教學手段與方法

根據我們職院學生心理、身體、知識和能力的結構現狀和需求本課程主要采取了如下教學法。

講授法：講解項目任務，傳授項目任務相關的知識點。針對學生實施過程中出現的不足進行知識點的補充。

現場教學法：在符合生產要求的工作環境中進行操作技能和維修電工應用能力實踐，提高職業氛圍，以就業為導向，在工作過程中提升學生的職業道德、職業素養和崗位適應能力。

項目任務驅動法：將教學過程融入項目任務中，讓學生自主討論分析實施，學生在工作過程中得到知識。

小組討論法：學生每三或四人為一個小組，小組討論分析，討論解決，分工協作完成項目任務。

4.4 考核評價

該課程采用過程考核與終結考核相結合，過程考核是前五個項目的考核成績按照一定權重進行累計，每個項目的考核都由教師評價、學生自評和互評方式共同組成，每個項目都從專業知識、方法能力、職業技能和學習態度四個方面考核。

終結考核是安排在學期末的一個綜合性考核，因為本門課程的綜合性較強，涉及多門學科技術，尤其是最后的項目涉及到工業網絡通信和組態技術，所以終結考核主要考查學生對本門課程的綜合掌握能力。

5 課程教學實施中應重視的問題

5.1 提高學生的積極性和主觀能動性

課程在實施時要形成以學生為中心的理論實踐一體化學習模式，學生對每個項目要親自動手實踐，充分發揮學生的主觀能動性，使學生在真實的環境中自主學習，激發學生的學習興趣和參與度。真正將“教、學、做”融為一體。

5.2 創新教材體系

根據行業企業的實際情況，教材應體現機電專業對從業人員的綜合素質要求，反映當前的工藝現狀和發展趨勢，引入新技術、新工藝、新方法、新材料，使教材富有時代性和前瞻性。

5.3 將職業資格考試和企業標準納入課程標準

圍繞職業資格考核標準改進教學方法和內容，根據教學資源及時調整教學計劃。將企業考核標準納入課程考核體系中，為學生進入企業走上工作崗位打下良好的基礎。

6 結束語

《機電一體化系統安裝調試與檢修》作為機電一體化技術專業的核心課程之一，應以特定的職業崗位為導向，并適應我國高職教育的迅速發展。因此，就必須要深化地進行課程體系、課程內容和校企合作等方面的改革。課程只有貼近企業需求，體現高職特色，才能使高職教育得到更快、更好、更持久地發展。

參考文獻：

[1]魏海波，張君薇等.《自動化生產線安裝與調試》課程改革的研究與實踐鞍山師范學院學報201l(2)：22―25

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1 機電技術的簡述

1.1機電技術的發展歷程

自從經濟數控機床技術走進我們的生活開始，就說明機電技術的歷史已經開始了；電子技術注入機電技術新的發展空間和活力；電子機械技術的快速發展，其為機電技術的成熟提供了堅實的基礎；激光技術、模糊技術和智能化的技術等高新技術促使機電技術踏上了新的起點。

1.2機電技術的發展特征

機電技術是一門新興起的發展中的學科，其代表機械工業的技術革命的發展方向。自從進入1960年以來，大量剛剛形成的高新技術群體逐漸的走向經濟、軍事與社會生活中的各個領域，并且深入的滲透，以大規模的的形式向現實的生產化變革。機電發展到現在，仍然是自身體系所形成的新型學科，但是伴隨現代化的科學技術的發展，被注入了新的內容。其最基本的特征我們可以概括為：綜合運用微電子技術、機械技術、計算機技術、自動控制技術、信息技術、電力電子技術、傳感測控技術、信息變換技術接口技術和軟件的編程技術等群體性的技術。依據機電系統的功能目標與優化的組合型的目標，對各個功能單元的合理配置和布局，會在功能上體現數量多、質量高、可靠性高以及低消耗的價值意義，并且導致整個工程技術的系統的優化。

2 機電技術的發展趨勢

2.1光機電技術的發展應用

光學技術的引用，對于光學技術先天的優勢的發展實現來說，可以有效的改進機電技術中傳感系統、動力系統（能源系統）與信息的處理系統，光電技術的推廣對于機電產品是一個重要的發展趨勢。

2.2柔性化的自律的分配系統化

在機電技術產品的未來前景里，執行和有效的控制系統是有充足的冗余度，并且有很強的柔性，對于處理突發事件，其能進行較好的解決設計，所以，被設計成為自律分配系統。在自律分配系統的運作環節中，各個相關子系統是完全可以獨立工作的，子系統之間又是為同一個總系統進行服務的，并且有自身獨立的自律性，可以依據周圍環境的改變而作出相應的對策反應。

2.3智能化的全息系統化

在機電技術產品的發展全息性的特點表現的越來越明顯，智能化水平也在逐漸的提高。這種趨勢的發生主要歸功于模糊技術和信息技術的快速發展，其別重要的是信息技術中的軟件和芯片技術。不但如此，機電技術系統中的層次化結構也有原有的簡單模式轉變為復雜的、比較多的冗余度雙向聯系。智能化的發展對于二十一世紀機電技術發展來說是一個方向性的改變。

2.4仿生物系統化的生物軟件化

在日后機電技術的裝置對于信息依賴性會逐漸增強，并且在結構上也是處于靜態時的，但是又有其不穩定性，相反的是其動態工作環境中卻屬于相對穩定的。這種現象類似于活生物，機電技術的相關產品走向涵蓋生物系統化，但是想走好這條道路還需要一段漫長的時間。

2.5微型化的微型機電化

在半導體的器件制造的利用過程當中的蝕刻技術的應用，已經成功的在實驗室中制造出來了亞微米級機械元件。在實際產品中體現這一技術，就可以將機械部分與控制器進行區分了。這時候機械與電子就可以相互融合，傳感器、機體、CPU、執行機構等集成為一個整體，體積也會有所減小，并且組成了一種自律元件，這種微型的機械學也是機電技術的發展新方向。

2.6系統化

機電技術的系統化主要體現在系統體系的結構采用開放式與模式化為主的總線結構，機電技術系統的組態可以靈活的掌握。

3 機電技術的應用發展對策

可以根據實際的需要進行剪裁與任意組合，與此同時實現多個子系統之間的協調控制與綜合性的管理。第二個表現就是通信功能增強，不但使用了RS232，還包括其他通信功能。在未來幾點技術的發展道路上，將更加注重對機電產品和人之間的人性化的關系，機電技術人格化具有兩方面的含義：第一，機電技術產品的推廣銷售方向面向的對象就是人，在機電技術產品人性化中的職能、人性和情感方面也得到高度的重視，特別是家用的機器人，其智能化的、高層境界就是機電技術的人機一體化；第二，模仿生物的機理而進行的各種類型的機電一體化的研究和制造。但是事實卻是大多數的機電技術產品是根據生物的生理活動的啟發，根據思路的延伸而研發制造出來的。

所以，機電技術中的技術與產品這兩個方面。僅僅是機電技術在上文所提及的群體性的技術有機的融合在一起的一種綜合性的技術，而不單單是機械技術，微電子技術和其他的相關技術之間的簡單組合或者是拼湊，這就是機電技術和機械加上電氣所形成的組合機械電氣化之間的在概念上的根本區別。

4 機電產品的發展對策

第一，加強機電技術統籌的安排，進行協調性的發展計劃；第二，強化機電行業的行政管理，發揮協調的作用力；第三，對發展環境和支持力度的增大等進行的優化措施；第四，重點發展對象的突出培養，兼顧兩個層次：第一個層次，表面上的工作，也就是電子信息技術針對傳統的產業所進行的改造工作，這是在傳統機電設備基礎上植入或者是嫁接微電子（即計算機）裝置，促使電子技術與機械在淺層次上相結合。第二個層次，工作方面的提高，也就是在機電技術產品的初始設計階段，就將電子技術和機械二者相結合考慮，所生產出來的新產品就是真正意義上的機電技術。

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關鍵詞:工作過程 機械制圖與CAD 學習領域

基于工作過程導向的課程設計是近年來高等職業教育課程改革的一個重要內容,同時也越來越受到各高等職業院校的高度重視。在職業教育中要實現工作過程導向的課程開發,則是指按工作過程來序化知識,即以工作過程為參照系,將陳述性知識與過程性知識整合、理論知識與實踐知識整合。目前基于工作過程導向的課程改革較為流行的是學習領域(Lernfield)課程模式,學習領域是一種理論與實踐教學一體化的現代職業教育課程模式,是以職業任務和行動過程為導向,由能力描述的學習目標、任務陳述的學習內容和基準學時所構成的課題單元。

該文以機電一體化專業的“機械制圖與CAD”學習領域課程為例,從課程定位、教學設計理念和思路、教學內容、載體選定、學習情境設計、課時安排、教學進程表設計、教學組織形式、考核方案設計及教材選用等方面來談基于工作過程導向的機械制圖課程設計方案,該方案經過一段時間的教學實踐取得良好的教學效果。

一、課程定位

“機械制圖與CAD”主要是介紹如何繪制和識讀灌裝機械圖樣的原理和方法,以及如何使用CAD軟件繪制灌裝機械工程圖的一門學習領域課程。該學習領域是機電一體化專業根據從業崗位所確定的多個學習領域中的一個,它屬于機電一體專業崗位的基本領域,也是機電一體化學生必修的專業基礎課程之一,與其他領域一起構成學生在機電一體化專業崗位所需的知識和技能,為培養高素質的技能型人才打下堅實的基礎。

本課程的前期學習課程有《計算機應用基礎》,為本課程中的計算機繪圖學習奠定了基礎。后續課程有《機械設計》《機械基礎》《傳動零部件及機械分析實訓》以及畢業設計,本課程是這些專業領域的基礎。通過本課程學習可為后續的專業主干課和今后的就業崗位起到重要的鋪墊作用。

二、課程教學設計理念和思路

1.以機電一體化崗位為出發點

通過對機電一體化相關企業的調研和對畢業生的追蹤,確定機電一體化專業崗位所需的典型工作任務是:零件的識圖、測繪與繪圖,計算機軟件繪制零件圖、零件的公差要求標注和識讀、機械圖樣的三維造型、裝配圖的識讀與繪制,以這些典型工作任務為依據選取教學內容。

2.以能力培養為主

教學培養目標打破傳統的以知識目標為唯一目標,建立以能力培養為主要目標。教學模式由學科型為主要特征的教學模式,轉變為“基于優化項目,以任務驅動”的教學模式。讓學生在完成具體項目的過程中學會自己查閱資訊,通過討論定出工作計劃,通過思考合作完成相應工作任務,并構建相關理論知識,掌握一定的專業能力,發展其一定的社會能力和方法能力。

3.典型工作任務為載體

本學習領域在教學方法上,采用以測繪典型部件減速器為載體,實行引導文教學法、項目教學法、討論教學法、頭腦風暴教學法、激勵教學法,調動學生的積極性;鼓勵學生參加社會實踐和課外科技活動;充分利用現代教育手段,提高教學質量和效益,促進教學內容和課程體系改革進一步深化。

4.以測繪工作過程為導向

本學習領域以測繪減速器的工作過程為導向,把教學和工作過程結合,建設“邊教邊學邊做”的教學情境,重組學生的基礎知識結構。在知識、能力和素質三方面,構建理論教學和實踐教學為一體的培養方案。

5.實現職業資格考證與教學一體化

將中、高級制圖員職業資格考核標準納入教學內容中,實現實現資格證考試與教學一體化。改革考核方法和內容,注重學生的工作過程和結果的考核,加強學生運用知識解決問題的能力考核。

三、課程教學內容

教學內容分為五大知識模塊。

1.制圖基本知識和技能模塊:制圖基本知識和技能、投影法、基本立體投影、截交線與相貫線、組合體視圖、機件表達方法

2.制圖應用模塊:標準件和常用件、零件圖、裝配圖

3.CAD繪圖:AUTOCAD二維繪圖、AUTOCAD三維繪圖

4.基本技能訓:線型練習、平面圖形分析、組合體三視圖測繪、機件表達方案綜合運用、螺栓和螺柱連接、圓柱齒輪嚙合、零件測繪、由裝配圖拆畫零件圖、由零件圖拼畫裝配圖

5.綜合測繪訓練:部件測繪

四、載體的選定

學習領域采用以測繪典型部件減速器為載體。原因有二:一是減速器結構典型,且包含了軸類零件、盤蓋類零件和箱體零件,常用件和標準件等幾乎所有機械制圖涉及的零件,零件類型較齊全。二是測繪減速器的最終目的是畫裝配圖和畫零件圖,而要畫好裝配圖和零件圖則需要一定的制圖知識和繪圖技能。如:畫零件圖要求掌握投影法、點線面的投影和機件表達方法、尺寸標注和技術要求等知識點。畫裝配圖要求掌握標準件和常用件的畫法和裝配圖的畫法等知識點。

五、學習情境設計

在教學內容的組織上,在考慮項目的實用性、趣味性、可拓展性及可操作性等因素,以減速器的測繪過程為主線設置4個主教學情境,分別是拆裝減速器、零件測繪(分三個子教學情境:軸類零件測繪、盤類零件測繪和箱體測繪)、計算機繪制零件圖及三維建模、畫減速器裝配圖。在主教學情境下又可設置若干個子教學情境(在子教學情境中又可分為不同的教學設計),在教學領域的教學過程中采用各種不同的教學方法進行教學,使學生成為學習的主體,學生是“演員”角色,教師在課堂上起主導作用,是“導演”。在教學中培養學生的專業能力、社會能力和方法能力。

六、教學課時安排

七、教學進程表設計

教學進程表如下:

八、教學組織形式

本學習領域采用基于工作過程的教學模式,把教學和工作過程結合在一起,建設“教、學、做”合一的教學環境,開發理論與實踐相結合的學習情境。

在學習情境的教學過程中,采用行動導向教學法。實施按照一個實際工作完整的“六步法”來進行,即獲取資訊、制訂計劃、做出決策、實施、檢查(控制)、評估。

九、考核方案設計

在考試方法上改變傳統的重視期末鑒定性考試,輕視平時形成性考試的思想,加大了平時形成性考試占的比重。各項學習情境評價占80%,期末考核占20%。

考試與行業認證相結合,為了提高學生的實踐能力和就業機會,改變傳統的考核方法,計算機繪圖期末考試采取中級繪圖員認證考試題目。

十、教材

高等職業教育的教材建設不同于本科教材,絕對不能套用本科教材的思路。高等職業教育的教材建設要突出高等職業教育的特點,要理論和生產實際相結合,突出動手能力的培養,要適應新的教育技術和教育思想的發展需要,要從多個方向、多個角度和多個層面上開展教材建設。

為了進一步實現工學結合的教學改革,我們還希望能與企業技術人員合作開發真正適合機電一體化專業的工學結合的教材。

基于工作過程為導向的課程設計,先確定其學習領域內容,以適當的任務為載體,通過學生自主的行動和教師有效的組織、合理引導實施教學進程,這是培養學生實踐技能和學習能力的重要手段,是能力本位教育模式的體現。本課程的設計經過一學年的實踐取得了很好的效果。

參考文獻:

[1]姜大源.職業教育學研究新論[M].北京:教育科學出版社,2007.18~19.

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【關鍵詞】高職 工作過程 工業機器人技術應用 課程標準

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）01C-0074-03

按照工信部的發展規劃，到2020年，我國工業機器人裝機數量將達到100萬臺，大概需要20萬工業機器人技術應用的相關從業人員。這就意味著，從2016年開始到2020年，平均每年需要培養3萬名以上的工業機器人應用人才。但是，與工業機器人應用人才的需求逐年增長相比，工業機器人方面的人才培養卻處于滯后狀態。目前，本科院校培養的機器人相關人才，大多從事原理研究、本體開發及特種機器人開發等，因此，國內急缺工業機器人應用技術方面的對口人才。

隨著機器人技術的飛速發展，工業機器人已廣泛應用于各個領域的工業現場。為了適應機器人技術人才的需求，工業機器人技術應用課程應運而生。工業機器人技術應用課程是高職院校機電一體化技術專業的專業必修核心課程，而課程又處在人才培養的核心地位。該課程是廣西職業技術學院2016年工學結合優質核心課程立項建設的課程，它的開設對接了現代工業機器人相關產業的發展要求，培養目標是滿足工業機器人相關產業高技能人才的需求。本課程主要是培養學生綜合運用所學知識來解決與機器人技術有關問題的能力；根據典型案例進行程序編寫及應用控制理論的相關知識解決實際問題的能力；以及團結協作、吃苦耐勞、精益求精的職業素養，為就業夯實基礎。

一、課程性質與定位

（一）課程性質

該門課程是高職高專院校機電一體化技術專業必修的核心課程。學生通過對工業機器人技術應用內容的學習，掌握機器人的基本知識、基本原理、基本方法和綜合應用技術。課程主要內容包括機器人的基礎操作知識I/O通信、程序數據、程序編程和硬件連接等。本課程主要目標是為學生畢業后從事工業機器人操作、安裝、編程、調試、維護、保養以及生產管理等工作打下良好的基礎。

（二）課程定位

課程以機電一體化設備PLC控制與調試、機床電氣線路維修及液壓和氣動系統的應用與維修為前導課程，同時也是學習工業機器人現場編程與調試、工業機器人離線編程、自動化生產線安裝與調試等后續課程的基礎，起著承上啟下的銜接作用。

二、基于工作過程的課程設計

（一）設計思路

緊扣機電一體化技術專業人才培養方案，校企合作進行課程設計和典型工作任務的開發。改變傳統的以知識傳授為主要特征的學科式課程模式，以工程項目、工作任務來重組課程內容。同時將職業素質培養、職業技術標準融入課程。課程實施采用工學結合、校企合作、“教學做”一體化的教學模式，課程評價以過程性評價為主，用典型工作任務的完成情況來考核課程內容的掌握情況，具體設計思路如下：

1.組建包括學院專任教師和ABB（中國）有限公司、庫卡機器人（上海）有限公司、南寧燎旺車燈有限責任公司、廣西宏智科技有限公司企業專家的課程開發和實施團隊。

2.引入工業機器人技術的職業標準，以南寧燎旺車燈有限責任公司等企業的工業機器人操作、安裝、編程、調試職業崗位的工作過程為導向，分析業崗位的工作任務，按照一定的邏輯關系進行排序，對完成工作任務需具備的知識、能力、素質做出較為詳細的描述，形成團隊成員認可、思路清晰、層次分明的工作任務分析表。

3.根據職業能力的復雜程度，整合典型工作任務。召開有企業專家、課程建設團隊人員參與的課程標準建設會議，確定本課程的工程項目，并將工程項目即學習模塊細化，具體劃分為若干學習任務。

4.在課程教學方法與教學手段的設計上，按照“項目引領、任務驅動”的模式，以工業機器人的實際應用情況為載體，對原有課程內容進行解構與重構，將課程內容分成認識工業機器人、讓工業機器人動起來、工業機器人基本訓練和工業機器人技術應用四個主要模塊，每個模塊又分為若干學習任務來組織教學。

5.在教學效果考核上，采用過程評價與結果評價相結合的方式，側重過程考核，重點考核學生完成工作任務的能力。

（二）課程目標

本課程總體目標是為了學生畢業后能從事工業機器人設備的操作、安裝、編程、調試、維護、保養工作，并使學生提高自學能力，能追蹤幾種常見品牌的機器人使用方法和機器人方面的新技術、新發展。

通過本課程的學習，學生能全面掌握知識目標、能力目標和素質目標。知識目標：掌握機器人的基礎操作知識，I/O通信、程序數據、程序編程和硬件連接等。能力目標：熟練操作機器人，能獨立完成機器人的基本操作，根據典型工作任務進行程序編寫調試及應用工業機器人技術解決實際應用問題。素質目標：注重職業道德和誠信教育，提高學生的綜合素質。

（三）具體工作過程分析

根據崗位對知識、技能和素質三方面的能力需求及學生的認知規律，解構課程傳統知識，根據實際的工作過程，由淺到深，由簡單到復雜，重組課程內容。調整后的學習模塊及學習任務如表1。

三、課程標準實施建議

（一）教學方法

將“項目引領、任務驅動”貫穿教學過程的始終，針對不同的學習任務和學習情境，選用不同特點的教學方法，主要教學方法如表2所示。

（二）教學評價

由注重知識考核，轉變為注重能力和過程考核，采取實操、作業展示、項目任務完成考核和期末筆試等多種方式進行考核，采用過程考核與結果考核相結合的綜合考核方式，其中過程考核成績占60%，結果考核成績占40%。

為了加強對學生能力的考核，過程考核采用教師評價和學生自評相結合的方式，每個學習模塊完成后，由各小組提交一份工作總結，教師根據總結的內容和內涵進行評分，并進行小組內答辯，對提出創新見解的小組適當加分，小組成績由教師先給出各小組得分，組長再根據組員在工作完成中所起的作用和表現狀況，給出各組員的得分，教師將每個學生的個人成績與小組分配成績相加，得出課程過程考核的最終考核成績，如表3所示。

（三）師資條件

組成一支職稱結構、學歷結構、年齡結構、專兼比例合理的課程教學團隊。主講老師應具備碩士以上學歷或者中級以上職稱，應具有2年以上控制系統實際項目設計經驗，具有扎實的機器人專業知識和熟練的機器人操作技能，能綜合運用行動導向教學法，動手能力強；輔助老師應具有較強的控制系統安裝與調試方面的技術技能，具有較豐富的企業一線經驗。

（四）教學條件

“教、學、做”一體化實訓場所如機器人實訓室、自動化生產技術控制實訓室，實訓室配備先進的工業機器人實訓裝置、常用電工工具等，并具備多媒體教學的環境條件，以具有工業機器人等先進自動控制設備的企業作為校外實訓基地。

（五）教學資源

1.教材使用與建設。根據校內實訓室和校外實訓基地條件，校企專家合作編寫適合以工作過程為導向組織教學的校本教材和實訓指導書。校本教材不僅可以促進學生的個性發展，還可以有效提高教師的業務能力和課程開發水平。

2.教W資料建設。以課程標準為依據，完善習題試題、視頻動畫及操作手冊等教學資料庫，便于學生課下自學和拓展提高。

3.建設課程網站。課程網站的建設利于課程資源整合和共享，便于學生課前預習和課后復習，充實學生的課余生活，激發學生自主學習的興趣，提高課程的教學質量。

【參考文獻】

[1]姜大源.論高等職業教育課程的系統化設計――關于工作過程系統化課程開發的解讀[J].中國高教研究，2009（4）

[2]湯曉華，蔣正炎，陳永平，欒秋平.工業機器人應用技術[M].北京：高等教育出版社，2015

[3]朱英華.試論工作過程系統化課程標準的開發思路――以汽車機械基礎為例[J].職業，2015（12）

【基金項目】廣西職業技術學院教研課題“高職以工作過程為導向的機電一體化專業課程體系建設的研究與實踐”（桂職院〔2014〕142209）；2015年廣西職業技術學院工學結合優質核心課程《工業機器人技術應用》建設項目

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[論文關鍵詞]高職　機電教學　一體化模塊

一、一體化模塊教學概述

一體化教學模式起源于德國的“雙元制”，是指在企業里學習實際操作和在職業學校學習理論知識平行進行，是企業訓練與學校教育密切結合起來。接受雙元制職業教育的學生，70％的時間在企業，30％的時間在學校。一體化教學是順應當前職業技術教育發展而產生的一種教學模式，理論一實踐一體化，即將課堂教學搬到實際操作室，把理論教學與實際操作融為一體，通過一體化教師的講解、演示、巡回輔導等教學手段，讓學生通過聽、看、練等手法全面調動大腦的學習動機，使學生更快，更牢固地掌握所學知識。其主要特征是強調學生參與教學全過程，強調學生互相合作解決實際問題，強調以模塊為基礎的經驗性知識培養。一體化模塊教學模式要求理論教學與實踐教學內容的一體化，課程以模塊的形式組織，教師在知識、技能、教學能力上的一體化，同時還包含教學場所的一體化、教材教案的一體化、教學組織過程的一體化。因此，一體化模塊教學絕不是理論教學和實習教學在形式上的簡單組合，而是從學生技能技巧形成的認知規律出發，實現理論與實踐的有機結合。

二、機電專業教學存在的問題

(一)教學模式教學理念落后

當前，我國職教專業課教學的現狀大多仍是采用傳統的接受性教學模式，表現為盲目追求考證率，重書面知識傳授，輕能力培養，專業能力單一，缺少應變創新能力。在這種模式下，學生被動接受知識，獨立性差，依賴性強，無獨立主見，不敢想更不敢為，承受挫折的能力較差；嚴重阻礙了學生創新思維的發展，無益于培養學生的創新精神和實踐能力。

(二)課程內容陳舊，課程安排比較隨意，科學性、邏輯性不強

許多高職院校機電專業的課程設置始終變化不大，許多陳舊過時的課程依然在開，比如電子技術中的家電維修課程仍然是晶體管電視機的原理，而一些新的課程卻開不出來，比如數控技術方面的課程。這種狀況顯然不能很好地適應社會發展的需要。有些高職目前開設的課程基本是按現有的教師情況來確定，“因人設課”現象非常明顯。由于受到現有師資和實驗實訓條件的限制，課程設置和實施的系統性不強、科學性差，有的職院出現有什么樣的教師才開設什么樣的課程的情況，嚴重違背教育教學的科學性、系統性。

(三)實踐教學內容不完善

我國傳統的高職機電專業教育課程的內容屬于“三段式”課程模式。“三段式”課程模式一般把課程的開設順序按照由基礎到應用、由抽象到具體、由寬泛到狹窄的先后順序進行排列?！叭问健闭n程模式通常把課程分為三類，即文化基礎課、專業基礎課和專業課。這種課程開設的先后順序的特點是由最初的底部大，向上逐漸變小，形成一個金字塔狀的課程模式。位于三角形底部的通常是文化基礎課，其次是專業理論課，而位于頂部的是專業課。傳統的實踐教學體系也是參照早期本科教育的實踐教學體系，由基礎能力訓練、應用能力訓練和綜合能力訓練三段所構成，而且這些能力訓練都脫離生產實際，實用性很差。雖然近些年來，各高職院校不斷進行課程體系的改革，課程模式有了很大的變化，但是不少院校的課程體系還是或多或少留存著傳統模式的影子。由于傳統的高職院校機電專業實踐教學所采用“三段式”課程模式存在著很大缺陷，它不能滿足現代社會對機電人才培養目標的需求。因為這種課程模式把理論教學擺在了課程內容的主體地位，把實踐教學擺在了次要的位置，這種“重理論、輕實踐”教學模式與高職院校機電專業的職業性、實踐性的特點及人才的培養目標不能形成統一和協調的關系。

(四)一體化教學場所建設力度不夠，缺乏仿真、實戰效果

首先，校企合作表面化。從宏觀上來看，目前我國尚未出臺對參與高職建設的行業企業相關的政策支持，如在稅收、基地建設貸款等優惠政策，造成企業積極性不高、參與度不強。從微觀上來看，校企合作沒有得到高職院校領導的高度重視，一些人認為只要簽訂了校企合作協議書，就可以確認校外實訓基地的建立。導致校企合作只是“一紙空文”，處在“半有半無”狀態，實訓、實習流于形式，沒有任何實際效果。其次，建設經費嚴重不足。由于本身的財力有限，實訓場所建設經費嚴重不足，一體化校內實訓室很難一步完善到位，最終造成了工位不夠、實訓設施設備不夠充足、比較落后、機電軟件缺乏仿真性等，根本沒有發揮校內實訓基地的仿真訓練效果：

二、確立機電專業一體化教學采取的措施

(一)機電理論和實踐一體化教學體系

1　合理設置機電一體化課程。(1)樹立綜合職業能力的課程觀，確立適合地域經濟發展的機電專業的培養目標?，F代職業教育的課程觀主要體現在以下幾個方面：第一，課程目標由“知識主體”轉變為“學生主體”。教學目標是學生個體以及他們心理和行為的變化。為此要研究學生的認識和學習規律，要使學生的各種學習任務與學生的學習規律保持一致。第二，教育導向要逐步轉變為“企業專家導向”。傳統的課程設計通常由教育部門來決定，由于角色和角度的約束，課程往往側重學科知識的系統性，易脫離市場實際。一體化本位課程則要求更多地聽取、采納機電行業專家們的意見和建議，以更好地把握職業崗位現在和將來對從業人員的能力要求。第三，綜合職業教育能力課程的中心是學生，教師將成為學習的促進者和組織者。為適應個體差異，學生可以有不同的課程內容和學習進度。(2)正確處理課堂教學與實踐教學的關系。高職部分學生對純理論性的東西接受困難，有的甚至對課堂和作業有逆反心理，他們對技能型的知識卻很感興趣。在課程設置時，應降低掌握純理論知識的要求，讓學生在實際訓練中掌握相關知識。實踐教學要注意科學性、系統性和時效性。機電專業學生的職業技能包括專業技能、技術應用或綜合技能訓練以及從事專業工作所必需的技能，要不斷地充實實踐教學內容，以職業崗位能力為目標，大量增加與生產崗位相近的實際操作性實訓，減少傳統教學中的演示性、驗證性實驗項目，使學生逐步掌握基本的綜合實踐能力、專業技術應用及操作能力。高職教育強調學生的操作能力，畢業生直接面對生產和管理第一線，工作中擔負著將他人的科研成果轉化成具體的產品，或將高等技術直接應用于生產實踐的基本任務。在教學中，要采用到企業進行參觀實習、在校內車間進行實訓、進行模擬操作訓練、到企業進行頂崗實習等形式。

2　構建“相互平行、融合交叉”的理論和實踐一體化教學體系。借鑒德國同類院校教學模式的基礎，結合自身辦學的條件，采取分段教學、模塊訓練型課程模式，逐漸由基礎向專業發展，分基礎教學、專業教學、專長教學、畢業設計與專業實習四個層面，基礎學習和主體學習兩個階段應在整個三年的教學過程內，專業技術技能培訓模塊不斷線，這稱之為“四層兩段一貫穿”的課程結構體系(見下圖)。實行分階段進行實踐教學、模塊訓練型課程模式，由基礎向專業、專長最后到實踐應用方面發展，專業技能的訓練則在整個學習過程中貫穿始終。

在此基礎上，再將課程進行有機整合，形成了上下貫通的理論和實踐教學體系，兩個教學體系相互平行、融合交叉，把核心技術的綜合應用能力、實踐能力和創新能力培養作為交叉點和教學重點。相互平行是指兩套體系的教學計劃相互平行，課程流程相互平行；相互融合是指課程知識內容與技術、技能培養相互融合，理論和實踐教學場所相互融合；相互交叉是指兩套體系的功能相互交叉，知識、技術和技能培養的落腳點相互交叉。一個完整的實踐教學體系必須具備驅動、受動、調控和保障功能才能有序、高效地運轉，從而實現目標。從實踐教學最本質、最基礎的要素出發，任何實踐教學體系都會包括教師、課程與學生這三個因素，離開了這三個要素便不能稱其為實踐教學。從廣義的概念來說，高職院校機電專業實踐教學體系是由高職院校機電專業實踐教學目標體系、內容體系、管理體系和條件支撐體系所構成的整體，在高職院校機電專業實踐教學體系運行中，各個亞體系既要發揮各自的作用，體現各自的功能，又要相互協調和配合，以實現高職院校機電專業實踐教學體系的總體目標。

(二)機電模塊式一體化教學的具體方法

1　劃分小組。小組人數以3～6人為宜，推選組長。組與組之間大體上要平衡。教師必須對學生做深入細致的調查研究，如對學生的思想表現、各科的入學成績、家庭背景、性格愛好等都應心中有數。一般采用互補方式，如成績好的學生與成績差的學生相搭配，既有利于差生的轉化，又有利于促進優等生的靈活變通；不同知識結構的學生相搭配，可以取長補短、相互借鑒；不同認知方式的學生相搭配，在各自發揮其優勢的情況下，相互學習，使認知風格相互強化。

2　確定內容。一節課的教學目標、教學內容，需要通過完成一項或幾項具體的任務融合到教學過程中，從任務中引出教學目標，使學生產生學習知識的興趣。一項好的任務是完成教學目的的關鍵，要把知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個維度的目標融入任務中，使任務有利于學生個性的發展。教師要認真分析教材，確定教學的目標、內容、重點、難點、疑點，找準教學的切入點，要考慮學生的心理特征和興趣愛好，以便確定相應的任務。

3　布置任務。確定要完成的任務后，教師要向學生具體詳細地講清任務，充分調動學生學習的積極性。學生認清了自己要完成的任務后，如果覺得對此力所能及，便自然愿意去完成。

4　學生實施。向學生講明要做什么后，教師不能采取“放鴨式”的管理原則。教學組織者、實施者是教師，教學的指揮、調度仍掌握在教師手中，教師要讓學生知道怎么做，指導學生想辦法、找出路，特別是對有困難的學生要給予必要的指導，使每個學生都能順利完成任務。這一階段，教師是“學習伙伴”“導航者”，學生在親切友好、和諧平等的氣氛中進行知識、技能的意義構建。

5　評價結果。學生完成任務之后，教師要展示其作品，進行討論、總結、評比。各小組學生代表要依次對完成的任務發表見解，其他小組提問或發表自己的看法，由老師或小組負責人進行總結，最后由老師評價。評價包括學生對知識的掌握程度、運用知識解決新問題的能力以及學生在活動中的表現等，注意多褒獎、少貶低，以激發學生進行下一輪學習的興趣。

(三)合理籌措建設資金

努力爭取地方政府的財政投入，努力爭取各類企業的建設投資，可在調研論證的基礎上，積極爭取各類企業的建設投資。如校內外實訓基地由企業完全出資興建，然后向高職院校開放，收取實訓使用費用，有關院校按實訓使用情況分擔建設成本。

(四)構建一體化實訓教學場所決策

實施一體化教學必須大力建設一體化教學場所。首先通過實訓室模擬實訓完成基本技能訓練，其次通過校內基地完成機電職業能力訓練，再次通過校外實訓基地實現機電崗位能力養成。

1　在實訓基地仿真實訓。校內實訓基地應滿足機電仿真實訓f的需要，加大軟、硬件設施投入，再造校內實習、實訓真實工作場景，使學生在校內基地進行仿真實踐，切實培養其職業素養和技能。機電專業教師進行相應實訓指導，實現職業技能與職業素養一體化培養。