主页 > 新闻动态 > 高职机电一体化教学教学现状及教学质量的改革 2021-12-08

高职机电一体化教学教学现状及教学质量的改革

机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化的一种，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。
机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术，现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。
研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。俗称机电一体化。其全称为机械电子工程学，英语为mechanical and electronical engineering。

一、高职机电一体化教学现状
1.课程安排不合理
在高职教学中，普遍存在一个问题就是课程安排不够合理，主要表现是割裂了各个专业之间的联系，导致机电一体化教学活动开展遇到问题。另外，理论与实践结合不够紧密，学生在学习过程中，一般是先学习理论知识再进行实践，导致学生在学习过程中无法真正掌握基础内容，更谈不上知识的应用与创新了。
2.教学模式陈旧
在高职机电教学中，教学模式对学生学习十分重要。在实际教学中，部分教师仍采用传统先学后做的教学模式进行教学，这种教学模式已经无法满足学生学习的需求，过于单一、枯燥，久而久之，学生就会失去学习兴趣，甚至产生厌烦情绪。这种教学模式无法适应现代机电一体化教学需要。另外，高职院校主要教学目标就是培养专业性、应用型、技能型人才。随着素质教育发展，学生素质培养已经成为教学中的重点教学内容，学生不仅需要提高自身专业技能，还需要提高综合素质，但是在实际机电一体教学中过于重视学生专业能力培养，忽略学生素质培养。
3.实践教学缺乏
机电一体化强调的是理论联系实践，而且最终目标是应用于实践。在高中机电一体化教学过程中，受传统教学模式及理念的影响，偏重于理论知识的学习，而忽略学生实践能力的培养。有些高职院校，受教学条件的影响，学生实践机会较少。在教学过程中，很多实践内容，教师多是以多媒体的方式将其呈现出来，这不利于学生实践能力的培养，对于学生未来工作十分不利。
4.专业教学设备的缺乏
高职院校中机电一体化教学对专业设备要求很高。但是在实际教学中，很多学校缺乏专业的教学设备。由于硬件不足，导致学生专业技能训练不完善，这种情况导致学生对专业机器设备掌握能力较弱，实际应用能力不足。
二、提高高职机电一体化教学质量策略
高职机电一体化教学在各个层面存在着一些普遍性的问题，直接影响着教学质量的提高及人才的培养效果，需要针对性地加以改进。
1.合理设置课程
在高职教学中，学校需要与当地企业建立合作，通过与企业合作，为学生提供实践岗位，了解目前社会对人才需要。
根据工作需求，为学生制定教学课程，以此提高学生专业能力和综合素质，实现高职机电一体化教学目标。在设计教学课程过程中，学校需要根据学生实际学习情况，合理设置教学内容，使学生在学习过程中提升自我。在实际教学中，教师应重点培养学生实践能力，将理论与实践结合在一起，实现高职教学目的及学生全面发展。
高职院校是培养应用型人才的重要场所，高职院校发展与企业的人才需求密切相关。因此，高职院校在设计课程内容时，应根据企业用人标准及工作岗位对人才需求，以此为基础构建教学内容，对学生进行针对性教学，以此培养学生专业能力，促进学生全面发展。
在高职院校中，学生基础知识较弱。因此，学校可以重点培养学生动手能力和解决问题能力，将理论知识与实践内容相结合，使学生在“学中做”、“做中学”。这样一来，学生实践能力和理论知识素养得到提升，有利于应用型人才的培养，使学生更符合行业对人才需求。
2.采取多元化教学模式
高职机电一体化教学内容比较复杂、抽象，传统教学模式比较单一，学生在学习过程中容易产生厌烦情绪。因此，在实际教学中，教师可以采用多元化教学模式进行教学，以此激发学生学习兴趣，提高学生学习积极性，促进学生全面发展，使学生综合素质能力得到培养。例如，学习按钮和接触器双重连锁正反转内容时，传统教学方式一般是教师在黑板上画电路原理图。这种教学方式，不仅浪费时间，而且不利于学生集中注意力进行学习，会影响学生学习效率。若教师利用多媒体，利用动画结合方式进行教学，在教学过程中对学生进行讲解相关知识点，学生学习兴趣也会因此被激发，这样一来，不仅提高了学习效率，教学质量也会随之提高，同时对学生学习和发展具有促进作用。
3.完善教学设备
在高职机电一体化教学中，教学设备对学生学习影响十分大，为了提升学生学习质量，高职院校应加强对教学设备的投入和教学场地的建设，保证教学顺利开展。在实际教学中，建立实训一体化教学系统，根据教学内容设计教学体系，使学生在学习中提升自己，理论知识得到巩固，实践能力得到提升，以此实现高职教学目标，培养复合型应用人才。
在部分高职院校一体化教学中，由于场地、设备缺失导致无法顺利完成教学。因此，高职院校可以遵循资源共享原则，加强与当地企业合作，为学生在校外建立实习场地，使学生在该平台中，学习积累相关经验。此外，校企合作能够为学生提供实习平台，学校可以利用企业的优势为学生提供实习平台，使学生在实习过程中提升自己。这对于学校而言，可以减少资金投入；对于企业发展而言，能够为生产注入新鲜血液，有利于企业和学校共同发展。
就目前高职院校缺乏专业活动场地问题来讲，高职院校可以通过当地政府资金投入，建立学生实践场地，也可以通过上述内容，加强与企业合作，为学生实践提供机会，使学生将理论知识应用在实际工作中。这样一来，学生专业能力和理论知识都能够得到提升，有利于学生全面发展。
4.加强教师队伍建设
高职院校中机电一体化教学中，加强教师队伍建设十分重要，是提高教学水平的重要措施。为提升教师专业能力，学校可以将教师引进企业中进行学习，在企业中学习先进技术和知识，通过建立考核机制提高教师专业水平。此外，学校可以聘请专业人才或是企业优秀工作人员对教师进行定期培训，以此提高教师教学水平，提高教学质量。同时，学校应该鼓励教师进行继续教育，不断进修，利用课余时间引导教师进行自主学习，使教师不断充实自我，积累学习经验。这样一来，教师在教学过程中，会利用自身优势进行教学，有利于学生理解和学习。因此，应重视教师队伍建设，以此提高教学质量。
三、机电一体化教学设备的推荐与介绍

MYN-236C 机电一体化综合系统实训装置

本装置根据任务引领式行为导向教学法,以重点培养学生的动手实操能力，团队协作能力,创新能力等。是面向职业教育的新一代综合机电一体化实训考核设备。该设备由铝合金安装实训平台，生产供料单元,运输单元及仓库单元等部分组成,学生可根据学习需求按照实训项目要求选择需要的部件和安装位置,可在铝合金安装平台上组成各种不同的产品生产过程的生产设备。多种控制方式融为一体，同一种负载模型可以通过多种驱动方式进行控制，真正实现培养学员的创新思路和技能。本产品以模块化开放式结构为主要特点,集成了机电一体化技术、自动化技术、传感器技术、通讯及监控技术、电子技术、电工技术和机械装调技术,全面锻炼学生的动手实操能力团队协作能力以及思维创新能力。
一）技术参数：
1.工作电源：三相五线 380V±5％ 50Hz
2.安全保护：漏电保护（动作电流≤30mA），过流保护，熔断器保护
3.接线方式：半集中/开发双型接线
4.额定功率：0.8 Kw
5.环境温度：－10℃ ～40 ℃
6.相对湿度：≤90%(25 ℃)
7.外形尺寸：1600×925×1050mm
8.变频器：三菱FR-E740-0.75KW
9.P L C：三菱FX2N-48MT
10.步进电机：24VDC 9级细分 2A
11.PLC扩展模块： FX0N-3A
12.触摸屏：三菱GT1155-QSBD-C
13.单片机模块：伟福SP-51
14.电机控制单元：220/380V 双向控制 1：50减速箱
15.气动元器件：原装SMC或亚德客
16.设备重量：100kg
二）产品结构：
1.实验桌：采用优质钢板做骨架，经过机械加工成型，外表面喷涂彩色环氧聚塑，整机既坚固耐用，又美观大方。可以内嵌入计算机系统，并配备可隐藏式书桌，既能做实操平台又能做编程工位还能进行理论教学。桌下前柜内存放执行模型电脑机箱等，后柜可用于存储实训模块，抽屉内具有工具箱模具，便于存放工具、万用表、导线、实验指导书等，方便实训室管理。
桌面部分：采用20mm铝型材拼接式设计，铝型材表面平均分布T型槽，学员可以利用T型槽轻松布局和安装执行机构零件，方便实训操作。
实训模块：外壳采用优质钢板加工而成，表面进行静电喷塑处理。面板采用优质纯铝板加工，进行化学蚀刻彩色处理，面板图文字符采用现代喷描技术处理，使面板标识清晰且经久耐用。设置的电路美观整齐、科学规范。统一的尺寸规格，使得所有挂箱均可随意更换，操作方便。
2.实训模块具有两种接线模式，可以开放单独对实训单元的IO进行连接，也可以统一分配地址，减少接线所耽误的时间。
实训单元: 共包括上料站、搬运站、分拣站和仓储站，采用优质铝材或异型材做框架，原装SMC或欧姆龙元器件做电控检测部分，每个站与站之间可自由组合搭配，形成不同的控制模式，方便教师设置课题。如（按物料流动顺序）：课题一、上料单元→搬运单元→分拣单元→仓储单元，课题二、仓储单元→搬运单元→分拣单元，课题三、上料单元→仓储单元→搬运单元等等，可以任意组合，灵活多变。每个实训单元都配有特制的底座，底座上集成执行单元机构、电磁气动阀、传感器保护电路等装置，实训方便接线简便可靠。
三）产品优点：
1.设备采用了全钢制结构，计算机嵌入式设计，既符合编程又方便机械装调，突出了实训设备一体化的特点，增强了实训室的整体效果，便于日常管理；
2.集成了多种控制方式，实训机构可以通过PLC控制、单片机控制和电子线路控制，真正做到任务引领的方式将多专业知识有机融于一体；
3.模块化设计，兼容多种型号的PLC、变频器等工控装置，实现因地制宜的多元化教学，可针对不同的教材与教学大纲开展实训项目；
4.不拘一格的运动实训单元设计，运动实训单元包括上料单元、搬运单元、分拣单元和仓储单元，几个单元之间位置可以互换，不拘于一种组合方式，物料流动形式具有多向性，全方位激发学员的创新思维；
5.多种驱动方式，本套设备集成了多种类型的电机，均可对同一负载进行驱动，如分拣机可以用三相异步电机通过变频器带动，也可以通过直流电机、步进电机或者伺服电机带动，自由更换，训练与考核学员综合运用能力。
四）实验项目:
1.送料单元：

1.气动组件的应用与装调
2.霍尔磁性开关的装调
3.对射型传感器的应用

4.汇流板式电磁阀的控制应用
5.重力填充式机构的安装与调试
6.反射型传感器定位应用

2.搬运单元：

1.气动组件的应用与装调
2.霍尔磁性开关的装调
3.三轴运动机械手控制
4.机械手单周期运动控制

5.机械手连续运动控制
6.机械手步进运动控制
7.机械手手动/自动控制
8.机械手录制控制

3.分拣单元：

1.气动组件的应用与装调
2.变频器基本参数设置实训
3.变频器PU操作实训
4.变频器外部控制实训
5.变频器点动调试实训
6.变频器无极调速实训
7.变频器多段速度控制实训

8.变频器自定义端子实训
9.反射性传感器的应用
10.材质传感器的应用
11.霍尔传感器的应用
12.电机控制传送带运行实训
13.步进系统控制传送带运行实训
14.分类记录管理

4.仓储单元：

1.气动组件的应用与装调
2.丝杆传动系统装调与应用
3.出入仓管理程序的应用
4.货仓分配管理应用

5.仓库统计与分类管理
6.脉冲定位控制应用
7.步进系统控制与应用
8.仓位开关控制与应用

5.人机界面单元：

1.窗口切换
2.界面制作
3.数据输入
4.PLC寄存器连接
5.流动文字

6.界面总控实训
7.手动自动控制
8.数据汇总及管理实训
9.数据查询及更改实训

四、结语
结合高职机电一体化教学现状可以看出，在实际教学中仍存在一些问题，如教学模式落后、教学单一、学生实践机会少、教学设备不足等，这些问题导致学生在学习过程中无法真正地提高自己的综合能力，这对于高职院校人才培养来讲十分不利。因此，高职院校应该根据学生学习情况、教学内容制定科学合理课程体系。并通过多元化教学模式的应用激发学生学习兴趣，进而改变传统教学单一的状况。同时，加大对教学设备和教学场地建设，为培养学生的应用能力奠定基础。另外，通过建立专业师资队伍，提高教学质量，促进学生全面发展。

高职机电一体化教学教学现状及教学质量的改革

MYN-236C 机电一体化综合系统实训装置

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