時間:2023-03-21 17:17:46
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Abstract:Thegraduationdesignisanteachingcontentinauniversity,andisalsoankeycontenttoimprovethestudentoverallqualityandtheinnovationability.Thecontentisnotonlyaessentialpracticetrainingindependently,butalsoanimportantsynthesisreorganizationaboutknowledgeintheschool.Thepaperintroduceimprovemeasureaboutteachingqualityfromtheselectedtopic,decidedtopic,Instructionofgraduationdesignandgraduationreply.
keyword:mechanicalandelectronicintegration,Graduationdesign,Measures
1引言
畢業設計是高校機電一體化專業教學中的一個必不可少的教學環節,是對學校應屆畢業生在畢業前接受的一次綜合性實踐訓練,是對學生所學知識進行整理和系統的必要環節。它是學生接受設計任務,在教師指導下獨立進行工程實踐,獲得基本訓練并取得成果的過程,它是評估畢業生學業成績的一個重要方式,也是提高學生綜合素質與創新能力的關鍵一環[1]。結合我校教學工作的實際情況,我主要從選題、開題環節、畢業設計指導,論文答辯等方面,提出了改進畢業設計工作的措施。
2立足實際,科學選題
選題是畢業設計工作的龍頭,選題質量是影響畢業設計質量的重要因素,精心挑選畢業設計題目,是搞好畢業設計的第一步。結合我校實際情況,我認為當前選題工作存在著一些問題:1、有的選題缺乏綜合性、新穎性,深廣度不夠;2、有的選題對學生顯得難度較高,工作量過大;3、有的選題雖然有較高的研究價值,但學生由于怕難或者因就業等原因而不愿選;4、有的選題雖然取自實際生產,但學生并不能完全弄明白生產實際的具體情況,設計就有脫離實際的情況出現;5、有的選題雖然很好,但是學生都選同一類型的題目,相互之間,互相借鑒的比重太大,使的設計變相的成了一種具體的形式,另外,不同指導教師之間和不同的學生之間設計題目在難度和份量上也存在一定差異。
針對以上問題,可以從三個方面綜合考慮選題。
(1)畢業設計選題要盡可能做到一人一題,相互之間的共性盡可能少一些,這樣就可以避免學生之間互相抄襲、引用,讓他們能夠真正從設計的角度去思考問題,達到鍛煉和學習解決實際問題的能力,達到這個教學環節實施的意義。
(2)畢業設計選題要盡可能聯系生產實際和工程應用的研究。這樣有利于調動學生的積極性,由于是真做實干,他們就會主動去了解、熟悉有關企業生產的實際情況,積極主動的去分析實際問題,找到解決問題的方法和途徑,使學生的綜合能力得到提高。因此,我們在為2004級機電一體化專業的學生選題時,選擇了“20Kg鋁錠自動裝箱系統的設計”,“擦黑板機械人的設計”,“簡易倪紅燈控制系統的設計”,“十層電梯的PLC控制系統設計”,“電子搶答器的設計”等新穎的又結合生產、生活實際的設計題目,這些題目不僅能夠反映當代科技發展水平,而且能夠讓學生能進一步了解、把握國內外在機電一體化領域的一些最新成果和發展動態,使學生能夠積極主動的參與到實際課題的研究中來。
(3)要考慮完成課題的客觀條件。學校畢業設計經費、教學試驗條件都有限,不是任何來自科研實際的課題都可用做畢業設計,必須根據客觀條件來選擇設計題目,這些條件主要包括:可查資料庫源,試驗設施和足夠的經費等,因此我們在選題時,一般選用能為學生提供可用的儀器設備,試驗場地等條件的科研課題,這樣可以為學生做畢業設計時提供可以直接操作,鍛煉自己的動手能力的機會。
(4)要有適當的難度和深度。舉例說我們選擇“擦黑板機械人的設計”課題時,考慮到該課題涉及了機械原理、系統設計、數電、模電、單片機、微機原理、匯編等多個領域,涉及的知識面較廣,設計工作量較大,有一定的深度,學生可以通過綜合應用所學的基礎理論和專業知識,在規定的時間內得到充分的鍛煉,但是考慮到本課題有一定的難度,為了保證學生在有限的畢業設計工作時間內,經過努力能完成任務或做出階段性結果,我們安排了兩個同學參加,在掌握總體設計思路的基礎上,分別進行硬件結構設計、軟件設計等不同部分的的設計工作,讓每一位同學都各有側重點地進行研究,經過兩位同學的分工合作,最終完成了整個畢業設計題目的設計任務,效果良好。
3加強教學督導,落實開題環節
為了提高畢業設計的教學質量,我們借鑒了研究生創新能力培養方法,在本科畢業設計教學中加入開題環節,其目的是:1、通過開題環節可以盡早發現畢業設計題目是否滿足專業要求,學生能夠完成的可能性有多大,能否涵概所學專業的所有知識等基本問題。2、通過落實開題環節,還可以強化學生通過查閱文獻資料,廣泛獲取信息的能力,培養學生提出問題、擬定實驗研究方案和設計方案,進行科學實驗與測試,對數據進行整理與分析,撰寫實驗報告、畢業論文的能力,同時也是對學生的書面表達和口頭表述的能力的培養,是落實和加強對學生創新能力的培養的有效手段。具體的實施辦法是:
(1)明確落實開題環節的必要性。開題的意義在于完善論文設計方案,使論文設計方案更加系統化。學生通過收集設計資料的相關信息,聽取各方意見,可以明確自己的設計思路,堅定設計者的信心。一般說來,將思考的東西正式地講出來和寫出來,會比原來所思考的更有升華的意味,因為從“思”到“說”和“寫”,其間加入了邏輯的創造過程。因為在撰寫開題報告時,就要求學生能夠弄清楚設計題目的來龍去脈,從而使學生明確畢業設計課題的目的和要求,讓他們對題目有更深刻理解與認識,會使原來的設計思路更加完善和系統,令他們對自己的工作做到“胸有成竹”,減少盲目性,避免出現不知從何處入手的尷尬局面。(2)開題環節的組織和實施。我們要求學生在開題會之前,,要按規范書寫開題報告。在開題的時候,學生須持經指導老師簽字同意的開題報告書、任務書及其它相關資料上臺匯報。主要匯報選題的目標和意義、擬采取的技術路線和方法、工作基礎、預期成果和工作計劃等要求的內容,要求學生自述10分鐘,然后評審小組根據學生的自述和開題報告書及其它文本內容,對學生畢業設計題目是否達到專業培養目標要求和完成論文設計的可行性進行考核,并對畢業設計題目的設計廣度、深度、貼切度、重點和難點等提出具體的修改意見。
4采取有效措施,加強過程指導
為了提高我們機電一體化專業畢業設計的教學質量,我們探索出了一條適用于畢業設計的全環節教學質量監控的方法。具體的措施是:1、設定學生的設計出勤表,要求學生在規定的時間內簽到,這樣做的目的是可以很好的掌握學生的設計進度,督促和指導學生按時完成設計。2、成立設計指導小組,小組成員盡可能包含所有專業特長的教師。小組內的每一位老師都可以對小組內的學生進行自己專長方面的專業指導,這樣可以提高指導設計者的綜合能力,使畢業設計的內容準確專業。3、開展設計小組例會制度,即每個設計小組每周開一次例會,主要工作是:要求學生把一周設計的心得體會在例會上發言,匯報設計進度,并提出設計中發現的新問題。這樣做一方面可以跟蹤學生的設計進度,及時發現問題,并能及時糾正;另一方面,可以促進教師之間相互交流學習,使教師教學水平共同提高。通過對我校畢業設計工作的綜合考核,這種工作方式完全實現了對整個設計過程的檢測,保證了教學質量。
5嚴格考評,保證答辯的質量
答辯是畢業設計工作的最后一個環節,是全面檢查和評估畢業設計質量的重要手段。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計。我校的具體情況是:根據不同的專業成立若干答辯分委會,分委會下轄若干個答辯小組。分委會主任和答辯小組組長均由副高職稱以上教師擔任。為了加強教學督導作用,我校專門設立教學督導組,成員都是離退休的老教授,在答辯期間分別派到各個小組指導答辯工作。
畢業答辯前首先是對學生的畢業論文進行盲審,要求由除指導教師外的答辯小組2名以上教師認真審查評閱,寫出評閱意見與評分,盲審不通過的不準予參加畢業答辯,以此來審查學生的答辯資格。通過的同學要準備答辯的ppt,把畢業論文的結構、主要完成部分及設計的結果等內容準備出來。答辯時,要求每位同學的答辯自述時間應控制在15-20分鐘左右,教師提問20分鐘為左右。在答辯過程中要有專人對學生所提的問題進行記錄,對答辯情況進行匯總。答辯完成后,要求所有答辯小組的成員對各個學生的答辯情況進行決議,給出畢業答辯成績。畢業設計成績評定必須堅持標準,嚴格要求。“優秀”的比例應嚴格控制在本專業參加答辯總人數的15%以內,優良比例應嚴格控制在60%以內。
畢業設計的質量,除了本身的學術水平、應用價值另外,還應考察學生解決實際問題的能力、對知識的綜合應用能力、在工作中查閱處理信息和應用各種工具的能力、撰寫科研報告和表達交流的能力以及在工作中的團隊協作能力等。對畢業設計擬評“優秀”的學生,要求參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業設計平時不認真、小組答辯成績較差的學生,由相關分委會組織復答辯后視情況決定是否給予通過。答辯委員會要辦事公正,治學嚴謹,嚴把質量關,對畢業設計達不到教學要求的,決不姑息。
6結論
0 引 言
城市污水截流井是合流制管道中一個重要的附屬構筑物,其主要功能是將城市旱流污水和初期雨水截流入污水截流管,以免城市水體受到更為嚴重的污染[1]。截流井設計的基本要求可歸納為幾點[2]:1)保證旱流時污水的截流;2)雨天時保證初期雨水的截流,當達到設計截流倍數時,能順暢地溢流排入水體;3)安全可靠、截流效率高,維修量少,管理方便,能適應不同截流倍數的要求;4)構造簡單、加工方便、造價便宜。
1 國內常用污水截流井類型及其優缺點
國內目前涉及截流井設計及計算的規范和規程主要包括了《合流制系統污水截流井設計規程》(CECS 91: 97)(以下簡稱《規程》) 、《室外排水設計規范》(GB50101—2005)、《給水排水設計手冊》(第5冊)等[3]。在《規程》中提及的污水截流井型式主要有三種,即溢流堰式、截流槽式、跳躍堰式截流井。
1.1溢流堰式截流井
其結構如圖1所示。溢流堰式截流井是在井中設置溢流堰,當上游來水過多時機電一體化論文,超量的水從堰頂跌落排入溢流管。其應用范圍一般在雨、污水管道基本一致或合流管道與污水管道高程相仿時。在兩條管道間加兩個檢查井做連接管,并在雨水或合流管內加設檔堰論文格式。擋堰可以砌磚或做成木板閘,擋堰和擋板的高度視截流污水量的大小而定。這樣在非汛期,管道內的污水被堰或堰板擋住,折返進入污水管。而當雨季來臨,合流管或雨水管道內的雨污混合水就會越過堰排入河湖中。
根據堰的平面布置形式不同,溢流堰可以分為正堰、斜堰、側堰和曲線堰。側堰式截流井在合流制截污系統中的應用是較為成熟的一種[4]。
1.2截流槽式截流井
其結構如圖2所示,截流槽式截流井一般只用于已建的合流制管道,該截流井不用改變下游管道,它可以由已建合流制管道上的污水檢查井改造而成。但由于其截流量難以控制,在雨季時將會有大量的雨水進入截流管道,增加污水處理廠的負荷,當污水截流倍數值選擇不當時,污水又會截不凈,因此在使用中受到一定的限制。
1.3跳躍堰式截流井
其結構如圖3所示。跳躍堰式截流井是一種主要的截流井形式, 該種井的中間固定堰高度可根據手冊提供的公式計算到。由于設計周期較長,而合流管道的旱季污水量在工程竣工之前會有所變化,故將固定堰的上部改為磚砌,且不砌至設計標高,當投入使用后再根據實際水量進行節。但它的使用受到一定的條件限制,即其下游排水管應為新敷設管道。對于已有的合流制管道,不宜采用跳躍式截流井(只有在能降低下管道標高的條件下方可采用)。
圖1圖2圖3
2錐體控制等截流量截流井
2.1工作原理
如圖4所示,一般截流井包括:內部中空且具有一定容積的外形為正方體或長方體的井體機電一體化論文,井體壁上至少一個雨污混合水流進口即合流管,截流污水的截流管,溢流堰和溢流管。錐體控制等截流量截流井的特征在于帶浮力控制裝置的錐體裝置。
1.合流管 2.溢流管3.截流管 4.內錐 5.滑桿 6.滑套 7.滑塊 8.搖桿 9.拉桿10.杠桿和浮球
圖4
錐體裝置由錐管和內錐組成,錐管的左端與截流管連接,內錐位于錐管內,與錐管同軸,兩者的表面之間有一定間隙,內錐的右端與滑桿固定連接。
浮力控制裝置由滑桿、滑套、滑塊、搖桿、拉桿、杠桿和浮球組成,滑桿的左端與內錐固定連接,右端與滑塊鉸接,中間位于、滑套內,滑套與井體固定連接,搖桿是一根彎桿,中間彎頭處與井體鉸接,垂直端部分位于滑塊內,另一端與拉桿鉸接,拉桿的另一端與杠桿的中間部分鉸接,杠桿的一端與浮球固定連接,另一端與井體鉸接。
當旱流或雨量較小時,截流井內水面較低,浮球下落機電一體化論文,帶動杠桿逆時針轉動,杠桿推動拉桿向下運動,拉桿推動搖桿逆時針轉動,搖桿帶動滑塊向右運動,滑塊帶動滑桿向右運動,滑桿帶動內錐向右運動,內錐與錐管之間的間隙加大論文格式。但由于此時水面較低,截流管口的污水的壓強較小,流速較小,流量一定。而當雨量較大時,截流井內水面逐漸升高,浮球抬起,帶動內錐向左運動,內錐與錐管之間的間隙減小。但由于此時水面較高,截流管口的污水的壓強較大,流速較大,流量也一定。如果將浮力控制裝置中的各個構件的尺寸合理確定,就能使錐體左右移動的距離與水面高度相對應,從而使截流管的截流量恒定。
2.2 相關計算過程
(1)當井內的液面高度有h1變化至h2時,截流管處的水流速度變化有v1變化至v2,如圖5所示。
根據伯努利方程有[6]:
式中: 為沿程損失;為局部損失;
λ為沿程阻力系數;為截流管管長;圖5
為截流管管徑;ξ為局部阻力系數;v為截流管內水流速度(m/s)
由此可知:
;
(2)當井內的液面高度有h1變化至h2時機電一體化論文,內錐在雙搖桿機構以及搖桿滑快機構作用下有x1移動至x2,如圖6所示。
液面高度h和杠桿的轉動角度關系:
,
當杠桿產生了轉角()后,搖桿L3也產生了一個轉角()
(取負值) [6]
其中:
當搖桿轉動了角度后,滑塊推動滑桿向前移動了
圖 6
(3)當內錐在滑桿推動下有x1移動至x2時,錐管內的截面積有s1變化至s2,如圖7所示。
即:
而所謂等截流量要求的是:
即:圖 7
有以上推導可知,只要選取合適的雙搖桿的桿長以及內錐的錐角值,即可保證截流量恒定的要求。
3 結 語
本文介紹了一種由液面高度控制截流量的錐體控制等截流量截流井,可用以解決在現有污水處理廠處理、儲存能力和截流井、管網儲存能力的不變的情況下,減少稀釋后的雨污混合水過多地進入截流管,從而進一步稀釋污水處理廠的儲水池的污水的問題,實現截流流域污染物截流的最大化。
參考文獻:
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2課程設計的實施方式
課程設計實施方案:設計報告書是對整個設計過程的總結和提升,也是進行工程交流的重要文獻資料,通過指導學生撰寫課程設計報告書,培養學生撰寫工程技術文檔的能力。對設計說明書的撰寫,提出如下要求:1)嚴禁課程設計報告抄襲,基本工作獨立完成;2)根據任務書能提出合理的設計方案和機構的工作原理;3)設計要符合國家標準,學會使用設計手冊、專業術語、專業名詞規范;4)設計圖圖紙規范,符合設計說明書的要求,不照抄手冊和案例,設計參數與圖紙相一致;5)學會使用專業相關軟件,對設計的機械機構和控制部分進行分析和仿真,是驗證設計正確的有效手段之一;6)課程設計配備了一些實際的零部件可供學生設計使用,以及基本的控制電路,學生要具備一定的實踐操作能力,掌握器件的選擇與焊接,會進行程序的編寫,掌握系統故障的檢測與維修能力。課程設計采用分組式進行,每個小組3~5人,視工作量而定。課題難度較大可以分五人,原則上一般三人為一組。每個小組在規定的時間完成基本要求,每個學生都要參與該組課程設計答辯,通過問題了解學生在課程設計中所做的主要工作,檢查有無抄襲情況、有無坐享其成的學生,結合設計報告書的撰寫質量和實際所做的產品質量進行綜合評定。
3實施效果
通過在重慶大學機械電子工程專業的實踐,在機械電子工程專業中開設機電一體化課程設計,已基本摸索出培養機電復合型技術人才的規律。普通型題目實現機電融合、知識整合理論教學與工程實踐并重。由于在教學中缺乏機電知識綜合運用能力的培養和訓練,學生在學習了機械設計、機械制造和電子技術、計算機技術和傳感器技術等基礎課程后,不能很好地將機、電的知識融會貫通,大多數學生也只是了解基本的機電設備的基本功能,在系統運用中存在問題,在機電一體化系統的綜合設計方面存在不少困難。通過開設機電一體化課程設計實踐教學環節,通過理論設計與實際操作,比如數控工作臺進給系統的設計,從電機、聯軸器、絲杠、導軌的設計到型號的選擇、控制單片機的設計與仿真,最終實現數控工作臺進給系統的裝配與調試。機電一體化課程設計對學生的理論知識與實踐緊密地連接起來,提高了學生的綜合應用能力。創新型題目為學生參加機械創新競賽做了鋪墊通過課程設計,為機械學科學生參加如全國大學生機械創新設計大賽做了鋪墊。在第六屆全國大學生機械創新設計大賽(重慶賽區)中,學生榮獲重慶賽區一等獎一項、二等獎一項。其中,“幻顯黑板”作品獲得國家專利。該作品包括了框架的設計、傳動系統布置,控制系統采用單片機控制,執行元件有步進電機、直流電機、電磁離合器、電磁制動器、光電編碼器等器件。本次參賽作品充分運用機電一體化技術,機電一體化課程設計改革效果顯著。
1.1傳感系統。采煤設備的機電一體化傳感系統可以實現對電壓、電流、功率、速度、溫度、壓力、液位高度、支架支撐力、液壓流量等實施有效的測定。在傳感系統的性能提升方面,首先,應提升對設備細微動作變化的感應檢測,例如:采煤機機身傾斜度,搖臂擺動幅度、動力牽引、設備行徑、煤巖分離、運輸行程、油缸支撐度、液壓支架壓力和流量等;其次,在信號傳輸方面,應該進一步提高其可靠性、規范性與精準性。
1.2監測系統。監測系統的主要功能是依據計算機數據模式,收集采煤設備在日常工作狀態中的各項情況,與計算機預先設定的數據進行比較,從而實現對設備的全面測量,同時,將計算機數據轉化為人們可以識別的文字、數字與圖案,方便操作者實施有效監測。監控系統是傳感系統與控制系統的連接紐帶,是人們探知設備工作狀態的有效途徑。
1.3控制系統。通過計算機技術,可以實現機電一體化的有效控制,在采煤設備正常工作的狀態下,控制系統只要依照計算機事先設置好的指令,對設備進行有序的操控就可以了。能夠凸顯控制系統技術水平的時候,首先,能否控制采煤設備維持長時間運行的穩定,若能,則說明該系統性能比較優異。比如,在日常采煤的時候,對挖掘進程、傳輸過載、機具姿勢調整等是否能夠實現柔性調整;其次,當遇到突發狀況的時候,控制系統能否及時實現智能化的有效控制。比如,在遭遇設備故障、煤層坍塌、異物堵塞等情況時,能否及時下達正確的指令,能否采取精確的動作,實現停機、倒車、減速等動作。目前,對于采煤設備可靠性控制是一個科技難關,如何開發微電子技術和計算機技術的更多功能,使之在設備自檢自診、故障自我檢測與排除、作業環境監視與反饋、智能化無人化等方面實現突破,是科研工作者與設備操作者需要面對的研究方向。
2機電一體化技術對采煤設備的促進作用
2.1可以提高自動化操作程度。使用安裝有機電一體化技術的采煤設備,通過簡單的電腦操作,下達執行指令,就可以實現高效率的采煤作業。該項技術可以有效降低煤礦工人的勞動強度,可以大幅度提高采煤效率,可以有效規避因工人經驗不足而引發的安全隱患。有些比較先進的裝有機電一體化技術的采煤設備,甚至可以實現遠程操控與智能化無人操作,徹底顛覆了煤礦工人的傳統形象。
2.2可以在節能減排的同時提高開采效率。使用安裝有機電一體化技術的采煤設備,首先,可以減少人力勞動成本;其次,可以整合各個分散的小設備,膠帶輸送機、通風機、提升機等,減少無效功的浪費;最后,自動化作業的最大優勢就是可以大幅提高開采速度。因此,使用該采煤設備,可以有效提升煤炭企業的市場競爭力。
2.3可以降低維護強度與維修成本。使用安裝有機電一體化技術的采煤設備,可以實現全設備的系統化監控與報警,對于一些較為簡單的設備故障,系統通過識別,啟動自我維護功能,將微小的故障及時消滅掉,避免設備帶病作業。對于簡化維修程序、降低維修成本、延長機器壽命、提高工作效率、改善職工工作環境都具有管理優勢。
2.4可以提高工人隊伍的整體作業水平。使用安裝有機電一體化技術的采煤設備,必然會帶動煤炭生產中的自動化改革進程。新的設備本身就具有較強的學習性與經濟性,對職工自身水平的提高起到了督促與帶動作用。新設備的工作模式必然拉動供電、排水、通風、提升等各項保證系統的升級換代,否則就會影響生產效率。對煤礦的軟硬件系統進行必要的改進,在改進與以后的維護工作中,職工的作業水平必然會隨之得到提高。
1. 電網改造規劃建設中要處理好的幾個關系
(1)與企業發展需求和規劃統一的關系。
(2)與地方政府和群眾的關系。
(3)與城市電網建設的關系。
(4)與科技含量及發展的關系。
(5)與經濟效益的關系。
電網建設與改造給地方經濟和社會帶來良好發展前景的同時,也加重了電網企業的經濟負擔。
2. 新一輪電網升級改造規劃建設方向
電網智能化建設是當前和今后一段時期電網發展的一個重要內容和方向。農村電網改造中,特別要注重規劃,認真思考如何管理好、運營好、規劃好農網,進一步鞏固和發展農網改造成果,逐步完善農網的建設。農網發展規劃要與城鎮規劃相一致,農網規劃建設與改造既要考慮超前性,又要符合各地區的實際情況。在農村電網建設中,規范中低壓配電網的規劃設計,完善農網網架結構,加強變電所和線路之間的互供能力,實現環網供電,提高農村配電網的轉移負荷能力,即可提高供電可靠性。或者可將農村電網規劃納入城鎮總體規劃中,把農網建成網架堅實、布局合理、裝備先進、運行靈活、管理科學的現代化農村配電網,服務地方經濟發展。
3. 加強電網規劃建設的措施
電網建設堅持做到統一規劃、統一標準和統一管理。以安全穩定為基礎,從改造現有電網入手,新建與改造相結合,近期與遠期相結合,新技術、新設備的應用與舊設備的技術革新相結合,堅決杜絕使用落后或行將淘汰的設備與技術,但是也不能盲目追求高標準,過于超前投入,避免設備長期閑置、空載或輕載運行,以提高設備利用率,努力建成網架堅實、布局合理、裝備先進、自動化程度較高的智能化農村配電網
3.1 科學管理確保工程質量
(1)合理安排建設與改造項目。首先依據地方經濟發展情況,建立電網工程項目庫,篩選出初選項目,進行經濟評估,形成可行性研究報告,然后對項目進行評審論證,全面考慮項目的經濟價值、安全生產等因素,最終改造項目。力爭所確定的項目都應符合經濟社會發展要求,求得到政府的大力支持,使農網改造項目順利地進行。項目的確定必須注意:一是不能偏離減輕農民負擔的大方向;二是不能脫離地方經濟發展的軌道;三是要充分考慮供電企業的經濟效益。
(2)有效建成優質高效農網工程。在農網改造工程建設過程中,嚴格執行工程施工的法律法規要求,做到分工明確,責任落實,措施到位。建設、施工、監理三方共同努力,加強工程質量管理,正確處理好工程進度與工程質量的關系。在工程施工中,牢固樹立“安全第一,預防為主”的思想,加強對施工人員,特別是對臨時用工的教育與培訓。嚴格執行安全生產規程和規定,加強對施工現場的控制與監護,杜絕違章施工,保證人員安全和設備安全,保證農網改造工程項目的順利實施。
3.2 科學規劃提升改造水平
農村配電網規劃相關內容應納入當地發展規劃,應與城鎮的規劃緊密配合、協調并同步實施,以適應農村城市化發展的需要。
3.2.1 加強10kV配電網規劃
(1)將10kV農網線路的建設和改造納入配電網發展規劃。在人口集中、負荷密集的鄉鎮,按照“密布點、短半徑”的原則,形成10kV線路“手拉手”的總體布局,調整原有不合理的網絡結構。
(2)將新規劃建設及改造的10kV線路盡可能建設在規劃走廊內,位于公路旁,以利于運行和日常維護檢修。特別是配合當地工業園區整體發展規劃,確保投資用電。
(3)明確10kV農網的供電范圍,一般不交錯重疊,應可以隨新增加的變電所及負荷增長進行合理調整,還應有一定裕度,以滿足用電負荷增長和轉移的需要。重要用戶至少應具有兩個及以上不同的電源供電。
3.2.2 制訂合理的配電臺區
(1)合理確定變壓器的位置。配電變壓器按“小容量、密布點、短半徑”的原則進行布點,變壓器的位置選擇在地勢較高、線路進出方便、公眾不易聚居的地方,以及便于維護檢修。
(2)合理選擇變壓器容量。變壓器容量按5~10年農村電力發展計劃選定,在設計上有可擴展性。逐步淘汰高能耗配電變壓器,合理調整配電變壓器負荷,避免“大馬拉小車”或“小馬拉大車”等現象。
(3)低壓配電網力求接線簡單、安全可靠。以配電變壓器為中心,低壓配電網一般不跨區供電,避免迂回供電、卡脖子線路;同時要少占農田,線路要盡量短,轉角、跨越盡量少,便于施工、運行維護。
3.2.3 降損節能,改善電能質量
(1)加裝補償裝置,實現無功優化。在配電網的無功補償方面,根據分級補償、就地平衡的原則確定無功優化方案。以臺區為單位,從電網的末端入手,優先補償低壓電動機和配電變壓器的無功負荷,采用集中補償與分散補償相結合。加強對無功補償裝置管理,推廣自動投切裝置。
(2)更新和改造高能耗的電氣設備。對高能耗配電變壓器的改造,將現有高損耗變壓器更換為低損耗型,采用帶有載調壓的變壓器。加強農網電壓水平的監測工作,在10kV線路末端用戶的變壓器二次側、低壓線路末端的計量點選定電壓監測點,安裝電壓監測表,對電壓合格率的情況應每月進行1次技術分析,并針對薄弱環節采取改進措施。
3.2.4 加強農村電網的防雷保護
(1)使配電線路保持正常的絕緣水平,防止直接雷擊事故。消滅絕緣弱點,降低桿塔的接地電阻。架空線路上的各種電氣設備,如柱上斷路器、隔離開關、電容器及電纜終端等亦應加避雷器保護,以提高其耐雷水平。
(2)將配電變壓器作為配電網的防雷重點,在其高、低壓兩側都安裝避雷器。優先選用金屬氧化物避雷器,安裝位置盡量靠近變壓器,以提高保護效果;其接地線應與配電變壓器的金屬外殼、低壓中性點“三位一體”共同接地,接地電阻值、防雷引線的截面積、引線連接頭、接地體的埋設都要符合規程要求,低壓線路要求做好重復接地。
3.2.5 做好電能計量與負荷監控 信息來
專業建設是高職院校教學工作主動、靈活地適應社會需求的關鍵環節,是學校建設和發展的根本所在,自20世紀90年代以來,隨著計算機等電子技術在制造業的廣泛應用,推動了機電一體化技術的進步和機電一體化產品的不斷開發,如今,機電一體化產業以其特有的技術帶動性、融合性和廣泛適用性,逐漸成為高新技術產業中的主導產業,成為新世紀經濟發展的重要支柱之一。在此影響下,各高職院校紛紛開設機電一體化專業,以滿足社會對該專業人才的需求。但目前該專業的課程設置是專業定位模糊,“雙師型”教師隊伍力量薄弱;教學實驗、實訓條件落后,實踐訓練水平有待提高;適應新技術發展需要的課程體系有待構建:體現當代工業發展水平的專業教材有待突破。鑒于此,機電一體化專業建設與課程體系的再構建,是當前亟待解決的問題。
一、機電一體化專業的學科領域
機電一體化技術是一門跨學科的綜合性科學,是由近年來蓬勃發展的微電子技術、計算機科學、機械工程和電力電子技術互相滲透而成的一門新興學科,是在信息論、控制論和系統論基礎上建立起來的應用技術,支撐“機電一體化”這門學科的有:1)機械學,2)控制論,3)電子學,4)計算機科學。
二、機電一體化專業課程設置存在的問題:
(1)現有課程設置不能很好的突出高職以技能為本位的高等職業教育課程觀,理論課比重過大,實習、試驗、實訓環節不完善。
(2)現有課程設置沒有充分圍繞學生的就業方向和社會需求來設置,不能跟周圍大環境的具體需求密切結合,沒有很好的突出高職以就業為導向的高等職業教育課程觀。
(3)現在所采用的機電一體化專業教材很多沒有充分體現出現代機電行業的發展水平,內容陳舊、落后,且各門課程之間相互獨立,相關知識未能有機地滲透和融合在一起,也未能充分考慮與中職教材的很好銜接。
(4)有些課程的設置出現了嚴重的前后脫節以及學時安排不合理的情況。
(5)教學實驗、實習、實訓條件落后,實踐訓練水平有待提高。
(6)教學方法、手段不靈活,不能根據課程的性質靈活選用。
(7)缺乏一些反映機電一體化先進技術課程。
三、課程設置的改革思路:
課程設置改革的思路、方向、主線:社會需求——就業——培養目標——培養方案——課程體系——課程設置——教學方法與模式一教學評價——結果(畢業生)——符合社會需求,根據這一思路進行課程設置時,應遵循下述原則:
1)應確立高職課程體系改革的目標是培養生產、建設、管理、服務第一線需要的高等技術應用型人才.是一種能直接上崗的技術型人才,因此,在課程設置時要把握文化基礎知識以“必需、夠用”為度,專業知識強調針對性和實用性,要充分考慮與地方經濟緊密結合。
2)課程設置應從學生就業方面考慮,并結合本地區企業的需求。因為地區、行業的發展水平不一,企業之間所擁有的裝備和所應用的技術在技術含量和應用水平上就會有一定的差異,因此這也就決定著因服務面向目標的不同從而使各高職高專院校機電一體化專業在課程內容上存在著一定的差異。
3)由于機電一體化專業是由多個學科復合的專業,因而專業技術課程內容必須是一種綜合結構。在設置專業課程時應以畢業生應具備的技術應用能力為主線重組課程內容,沖破原有課程(甚至學科)體系,刪除陳舊的與專業培養目標相距過遠的課程內容,增添新知識,圍繞學生的就業方向,設置4——5門核心課程,一方面在理論教學的學時安排上加以強調,另一方面要與實驗、實訓相配合,使學生通過核心課程的設置,更進一步了解本專業的培養目標和就業方向,從而形成具有行業特色的高職高專綜合課程。
4)在考慮課程設置時要遵循聯合國教科文組織第十八屆大會上通過的《關于職業技術教育的建議》:該建議指出“為就業做準備的職業技術教育,應當為卓有成效地、愉快滿意地工作打下基礎。為此,應當做到:(1)使受教育者獲得在某一領域內從事幾種工作所需要的廣泛知識和基本技能,使之在選擇職業時不致受到本人受教育的限制,甚至在一生中可以從一個活動領域轉向另一個活動領域;(2)為受教育者從事的第一個工作提供充分的專業上的準備.并提出有效的在職培訓;(3)使個人具備在其職業生涯各階段都可以繼續學習所需要的能力、知識和態度。”由此可見,培養適應廣泛就業需要的復合型、綜合型“通才”是世界職業教育改革發展的潮流。
5)要考慮到課程的設置一方面要與學生的就業相結合,另一方面也要激發學生的學習興趣,因此在課程設置時應充分考慮學生的學習興趣,使學生在該專業的主干平臺課程學完后,可以結合自己的就業方向來選擇適合自己的專業核心課程。
《機電一體化系統設計》是一門面向機械設計制造類專業所開設的專業綜合特色課程,是集機械、電子等基礎課程知識為一體的綜合性專業課程,課程在學生所學專業課的基礎上,從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域,并結合機電一體化典型設備,講述相關系統產品的組成原理及工作過程,闡明機電一體化技術原理。課程具有較強的實踐性特征,因此,要求學生在學習過程中既重視和掌握基本概念、基本原理和基本方法,又重視相關理論的應用,加強實踐環節的學習和運用[1-2]。針對該課程以上特點,如何開展課程的考核成為課程教學改革的關鍵,本文在綜合分析課程特點的基礎上,論述了現有考核方式的特點,分析探討了不同考核方式優缺點,提出課程考核方式改革的思路,為高校機械設計制造類專業《機電一體化系統設計》課程教學改革提供一定參考。
1.《機電一體化系統設計》課程特點
《機電一體化系統設計》課程作為機械技術與微電子技術的新興交叉學科,在機制專業課程體系中占據重要地位,融合了機械技術、電子技術、信息技術等多種學科,將機械技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服驅動技術、信息處理技術、系統總體技術等多種技術融于一體,體現了“以機為主、以電為用、機電有機結合”的原則,具有綜合性和應用性強的突出特點,課程對培養學生機電一體化設計能力具有重要作用。
課程在學生所學專業課的基礎上,從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域,結合機電一體化典型設備,講述相關系統產品的組成原理及工作過程,使學生了解機電一體化的組成及發展方向,掌握典型機電一體化系統及產品的基本工作原理,了解有關機電一體化儀器、設備的應用。通過該課程的學習,以期達到課程教學目標,即通過相關學科知識的學習和掌握,促進學生系統了解機電技術學科知識,掌握機電一體化產品系統設計方法,提高學生“機電有機結合”的實際應用能力[3-4]。
2.當前主要的考核方式及其特點
2.1試卷考試。
試卷考試主要通過期末考試評估學生對專業知識的掌握情況,主要有開卷考試、閉卷考試及半開卷考試等形式。試卷考試一定程度上反映了學生對于機電一體化系統設計課程知識點的學習水平,但是,學生突擊背復習題應付考試現象較為普遍,而且結合《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點,單純采用試卷考試很難實現課程“提升學生機電有機結合的實際應用能力”的教學目標,而且課程考試一般在結課后一次性完成,無法完全反映學生對于課程的整體學習效果,缺乏對于課程的過程管理。
2.2平時成績與試卷考試相結合。
針對試卷考試存在的過程監控不足等弊端,許多院校在考核過程中引入平時成績考核環節,平時成績主要由期中考試測驗、出勤、平時作業等組成,一般權重在20―40%。課程總評成績最終由平時成績和期末成績兩部分組成,期末成績為試卷成績。該種方式對課程的過程管理進行了監控,提高了學生平時學習的積極性,有助于學生在課堂上認真學習、積極思考,課下認真完成作業,但是該種考核方式對于課程考核權重及平時考核項目的設置要求較高,教師需對平時作業的布置、創新類實踐項目設置等平時考核環節進行較好的把握。
2.3結課論文。
結課論文通過學生在課程結束后提交結課論文的方式完成課程考核,結課論文考核方式有助于培養學生的創新和初步的科研能力,有助于培養學生查閱文獻的能力,對于課程論文,一般要求選題結合機電一體化系統設計方面的內容,原則上一人一題。
結課論文考核方式一定程度上調動了學生的學習主動性,但是在實施過程中,針對《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點,要求學生在結課后期較短時間內完成質量較高的課程結課論文難度較大,易出現論文分析膚淺、運用課程理論知識點不足等問題。
2.4基于CDIO的“機電一體化系統設計”考核方式[5]。
基于傳統考核方式存在的問題,相關人員提出CDIO考核方式,該方式以項目設計為導向,強調學習評估方法和學習成果相結合。考核模式采取“4+3+1+2”考核方式。具體做法是:在考核前一個月左右給學生布置一批應用性比較強的機電一體化系統設計方面的課題,學生在這段時間內有針對性地查閱有關資料,編制程序框架,調試程序并進行仿真,在考前一周,進一步強化學生的上機調試能力,適當縮小命題范圍,減小難易程度,突出重點,命題采用分類隨機抽簽的方法,學生在上機考核過程中,規定時間,一人一機,分組進行,教師重點考核其對課程內容的掌握及實踐技能,并進行答辯。答辯時,教師針對考題進行提問,考核成績最終由平時、上機技能、答辯情況及調試結果綜合評定,從而考核學生對課題的準備情況、理解程度及實踐技能。對于動手能力較強的學生,鼓勵成立興趣小組,開展科技創新活動,明確職責,利用實驗室的開放,對自己的課題設計一個機電一體化系統實物模型,通過當場演示,講解分析,教師注重過程考核,根據學生的分工、設計、演示情況和答辯情況綜合打分,得出本門課程成績。這種考核方式的優點是引導學生平時注重學習,有的放矢,積極主動地配合教師的日常教學活動,上課互動性好,能有效地激發學生上課學習的積極性,提高學習效率。
2.5采用職業技術資格考試來代替傳統考試[6]。
職業資格證書是反映勞動者具備某種職業所需要的專門知識和技能的證明,與學歷文憑不同,職業資格證書更多地反映了特定職業的實際工作標準和規范,以及勞動者從事這種職業所達到的實際能力水平。它是勞動者求職、任職、開業的資格憑證,是用人單位招聘、錄用勞動者的主要依據,也是境外就業、對外勞務合作人員辦理技能水平公證的有效證件。
職業技術資格證書涉及知識、技能、能力和素質等多個角度,并側重于技能、能力和素質的提高。因此,在利用其取代傳統考試的同時,需對照人才培養目標和課程教學目標的要求,從認知、操作技能與能力和職業素質等方面,全面系統地考察其可行性,并將其作為選擇和確定結業考試內容的依據。目前,可參照“數控中級工”、“維修電工”等工種中的一類或多類項目進行考慮,學生通過取得相應職業資格證書后申請課程免考的方式進行。
3.課程考核方式改革思路
基于《機電一體化系統設計》課程實踐性、應用性強的課程特點,結合機械類專業人才培養目標,考核過程中,可在充分論證的基礎上,將簡單的一次性考試考核向多種形式并重的方式轉變,將理論考核向理論與實踐相結合方向轉變,將組織方式由學校組織向社會認可的職業資格考試方式轉變,具體思路如下:
3.1豐富考試考核形式,強化其合理性。
為了提高考試考核的公平性與合理性,考試考核的形式不能僅僅局限于傳統方式[7]。考核過程中,合理引入平時成績考核,將現有的一次性考試考核轉變為多次考核,通過綜合課堂表現成績、隨堂測驗成績、平時作業成績、實習成績等多方面的指標決定最終的綜合考核成績,在此基礎上,確立合理的評價指標體系,優化評價標準,合理分配考核指標權重,以期合理、公正地反映學生對于課程的學習效果。
3.2完善考核內容,強化考核過程管理。
為了使課程考核能夠真實反映學生學校效果,課程組需在進一步分析課程教學目標的基礎上,完善課程考核內容,形成理論考核與實踐考核試題庫,并結合機電一體化技術發展方向,及時更新完善考核內容,根據實際及時修正考試內容,提高考核內容更新效率。在平時考核環節,需進一步加強過程管理,完善平時考核方式方法,提高其可操作性。
3.3拓展考核組織方式,多渠道實現課程考核。
在考核組織方式上,突出國家職業資格鑒定考試,引入職業資格證書制度[8],通過課程學習,在合理分析人才培養目標及課程教學目標的基礎上,確立適于課程考核要求的職業資格類別,建立與國家職業資格鑒定考試考核接軌的以職業綜合能力(職業技能)和職業素質考核為主線、知識能力素質全面全程考核的考試考核體系,實現課程的多方式考核,使學生在實現課程教學目標的同時,達到國家職業資格考核要求,從而提高學生創新能力與應用能力。
4.結語
本文在綜合分析《機電一體化系統設計》課程特點的基礎上,論述了現有考核方式的特點,提出了課程考核方式改革的思路,然而課程考核改革是一個長期過程,要改變先前的考核模式,必須引導學生注重平時學習和技能訓練,同時要求教師加強課程教學改革的研究,這對教師、對學生都將是一種挑戰。因此,要想切實做好《機電一體化系統設計》課程考核方式改革,務必制定好長期策略,注重積累,保障落實,只有這樣,才能建立科學、規范、合理的考核機制。
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主管單位:上海市科學技術情報研究所
主辦單位:上海科技文獻出版社
出版周期:月刊
出版地址:上海市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1007-080X
國內刊號:31-1714/TM
郵發代號:4-565
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1995
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期刊簡介
結合我國目前職業教育的現狀,造成當前機電一體化類課程理論講不透、實驗做不好、學得不扎實的原因主要有以下幾個方面:
1、師生思想上都不夠重視
從目前的職業院校的教學現狀來看,重視理論教學輕視實踐教學一直是我國職業院校理工科教學的傳統方法,在這樣的教學模式下,尤其是像機電一體化這樣的課程,理論課本來就比較晦澀難懂,加之實踐實訓比較少,學生學到最后完全沒有系統的概念和知識體系,對于機電一體化的理解只是停留在表面層次,因此必須要逐步加強實踐實訓。從體制上來說,師生自身對該課程的重視程度不夠也是十分重要的原因,教師認為對于機電一體化課程教學任務重,往往疲于應付授課;而學生對于機電一體化課程知識的理解比較吃力,往往興趣不大,加之實踐實驗時間較少,最后將實踐實訓流于形式,因此,師生在思想上不夠重視是目前職業院校機電一體化課程教學的一個基本現狀。
2、機電專業實踐教學課程的設計不合理
機電類專業實踐教學的課程內容包括很多技術內容,目前,絕大多數職業院校的機電專業課程體系受傳統教育思想的影響,課程的內容過多過深奧,理論課時數太大,實踐技能教學課時不足,而且內容陳舊。還有些學校脫離實際情況過高地制定了課程標準,導致教學與實踐相背離。現在學校里學習的知識和社會上用到的知識相差很遠,很多學生學習了很多知識,可到了社會上去無從下手。相關機電行業和企業很少參與機電類專業實踐課程的制定,這也是導致職業院校機電專業的實踐課程體系設置不合理的原因。
3、實踐教學條件不完善
由于機電一體化類課程所開設的實驗,往往實驗設備體積比較龐大,集成度較高,價格昂貴,因此很多院校對于機電一體化課程實驗所配置的實驗設備都是很簡單的,目前很多職業院校也在進行教學改革,增大實驗實踐課程量,但是相應的實踐教學課程內容仍然或多或少的存留著傳統教學模式的影子。
二、機電一體化類課程的教學改革策略探討
1、充實機電一體化類課程的專業實踐教學內容和完善教學手段
在對機電一體化課程專業實踐課程進行教學改革的時候,我們提倡應當根據各個院校各個專業自身的專業特色進行相應的教學改革,添加符合專業特色的實踐教學內容,不斷完善實踐教學條件和教學手段,盡量弱化傳統實踐模式中的演示性的或驗證性實驗,加大動手實踐實驗及綜合性實驗內容,并和理論課程對應起來,使得學生在掌握理論知識的基礎上進行相關實踐實驗,這樣更容易掌握機電專業知識和技能。
2、重視機電一體化類課程的專業實踐教學環節的考核
任何課程都需設置考核環節,同樣的,機電一體化課程實踐教學也需要考核,考核環節也是學生最為敏感的環節之一。傳統的機電專業實踐課程考核的方式是出勤考查、實驗報考考查以及最后實驗考查成績相結合的方式,這種考查考核方式不能夠考查出學生的完全實踐能力,只能夠從實驗報告的完成情況給學生考核打分,因此傳統的考核方式并不合理,就需要對傳統的考核方式進行改革。
結合機電一體化課程實踐教學的特點,對于機電一體化實踐課程的考核不應該有一個統一的模式和標準,而是應該結合實踐教學的方式和手段靈活的設定考核方式,采取定量結合定性的方法進行實踐教學考核。簡單的演示性或者驗證性實驗,應當減小考核的比重,而對于綜合實驗及動手考查較為全面的實驗,考核比重就應當加大;另一方面,還可以靈活的采取口試筆試、現場提問、課程設計、綜合課程實驗等多種形式進行考核,重點不是考查學生的知識理解程度,而是應當重點考核學生對于實踐技能的掌握和應用能力。
3、加大機電專業校內外實習實訓基地建設的力度
作者簡介:王昊(1972-),男,安徽泗縣人,上海電力學院能源與機械工程學院,副教授;吳懋亮(1970-),男,山東萊蕪人,上海電力學院能源與機械工程學院,副教授。(上海 200090)
基金項目:本文系2011年上海市教委重點課程機電一體化原理項目(項目編號:20115301)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)10-0075-02
為了滿足電力行業對機械類專門人才的需求,各電力高校均開設了機械設計制造及其自動化本科專業。該專業的主要特色是培養能夠適應電力行業的機械類相關崗位的人才。前幾年,該專業畢業生的就業形勢喜人,但是,由于制造類相關行業廣受金融危機的影響,導致近年來畢業生的就業情況不太理想。面對無法預知的金融危機以及制造業界不太樂觀的就業形勢,作為專業教師,應該思考怎樣才能使學生更從容地面對求職擇業問題。
機電一體化作為機械、電子和信息等多科內容融合的學科,在拓寬機械類學生知識面和就業面等方面將起到重要作用。加強該課程的學習,能明顯提高學生素質,從而增加學生在機電一體化行業內的就業機會。本文認真思考了機電一體化原理在本科教學中的若干問題,以“機電一體化原理”教學為基礎,論述該課程對學生的重要性并指出目前存在的問題,提出以拓寬學生的就業面為目的嶄新的教學思路,并輔以項目教學法的教學改革方案,以及增設“機電一體化原理”課程設計的設想。
一、引導學生認識“機電一體化原理”的重要性
學生在學習“機電一體化原理”的時候,由于缺乏實際經驗,加上該課程牽涉面很廣,學習難度較大,因而學習熱情不足。因此,在教學過程中,教師要想方設法、千方百計地引導和吸引學生充分認識“機電一體化原理”這門課程的重要性,從而激發學生的學習熱情。
首先,應使學生明確,機電一體化是多學科交叉,相互滲透的綜合性課程,廣泛涉及機械技術、信息處理技術、自動控制技術、伺服驅動技術、檢測傳感技術和系統總體技術等方面的內容。機電一體化技術是給傳統機械加上“大腦”(計算機信息處理與控制),極大限度地延伸了機械的概念,使機電一體化產品幾乎無處不在。例如,“機器人”作為最重要的機電一體化產品之一,已經成為現代工業控制的三大支柱之一。[1]
其次,針對現在機械專業學生機械基礎扎實、電子基礎薄弱的特點,認真學習“機電一體化原理”這門課程,將顯著提高學生在電子方面的素養。通過課程講解、實驗教學、項目教學、課程設計等教學手段,學生深刻體會機電一體化的基本原理和設計方法。
最后,機電一體化的重要性還體現在很多產品,特別是高科技產品,難以將機械和電子部件完全分開。例如,機電設備設計及維護人員既要精通機械方面的知識,又要精通電子方面的知識。因此,掌握機電一體化原理,并將其應用到解決實際工程問題當中,已經成為機械專業的畢業生必須掌握的一項重要技能。
二、增加實驗課時、加強實驗室建設與整合
“機電一體化原理”理論學習固然重要,實驗教學也同樣重要。不少學校現有的“機電一體化原理”的教學大綱中,實驗教學所占學時明顯偏少,而且學生真正能動手完成的實驗更是少之又少。因此,現有實驗安排起不到鍛煉學生的動手和實際操作能力的目的。
此外,很多學校實驗室中的設備和科研條件并沒有充分發揮出來。應該在現有的設備的基礎上,廣泛開拓思路,整合、組合、創造出新的機電一體化實驗,以實現鍛煉學生動手能力的目的。而且,實驗室的工作條件和實驗場所還需要進一步改善。實驗設備也需要對機電一體化實驗教學或輔助教學等方面,進行廣泛市場調研,根據需要進行采購和擴充。
因此,必須在加強實驗室建設的基礎上,適當增加機電一體化的實驗課時,才能真正使學生通過實驗加深對機電一體化理論知識的掌握,體會機電一體化應用的目的。
三、激發學生在機電一體化行業內的就業思路
激發學生產生在機電一體化行業內就業的想法,是教學的重中之重。只有學生真正產生這種想法,才會產生學好“機電一體化原理”的動力。
目前,機械專業畢業生大多將自己的就業方向主觀定位在純機械領域。盡管機械制造業是非常龐大的產業,但就業機會終歸有限。由于能力的欠缺,擇業的時候,面對機電一體化行業廣泛的就業機會,學生更多的是無奈。鑒于此,任課教師必須努力激發學生在機電一體化行業內的就業興趣。
引導學生領悟,若是自己具備很強的機電一體化技術方面的素養,將會拓寬自己的就業面,從而為自己創造更多的就業契機。就算是學生畢業后選擇在機械行業就業,若是在機電一體化方面有比較扎實的基礎,也會開拓自己的視野,何況是現在科學技術、工程技術已經發展到機、電完美結合的階段,完全分開的機械和電子幾乎沒有。
因此,在教學過程中,應該結合機電一體化行業激發學生的學習動力。具體來說,可以結合機械專業學生在機電一體化行業就業的實例,引導和激發學生的學習熱情。另外,在教學過程中,也可以充分結合機電一體化產品的具體設計思路,引導學生如何跨越機械專業的局限,盡可能多地接觸機電一體化領域。通過這些方式,學生們將會自然提升對機電一體化領域的興趣,從而增加在機電一體化行業就業的主觀積極性。
四、開展項目教學法、培養學生綜合能力
為了使學生加強對機電一體化領域的認識,啟發他們在機電一體化行業內就業的熱情,“項目教學法”引入到機電一體化的本科教學工作中去。項目教學法在國外的職業教育中應用較多,目前在本科教學中還很少使用。為了讓機械專業的學生通過項目直接深入到機電一體化領域,教師提出使用項目教學法。
項目教學法是一種在“做中學”的理論基礎上發展起來的一種教和學的模式,這種教學法通過組織學生真實地參加項目設計,履行和管理項目的全過程,在項目實施的過程中完成教學任務,培養學生的實踐能力、分析能力及其他關鍵能力。這種模式突破了傳統的“以課堂為中心,以教師為中心,以教材為中心”的教學模式,強調使用的技能和知識創新,有效地交流課堂與社會生活的聯系,充分展示現代教育“素質教育”的本色。[2,3]
項目教學法主要特點是與現實生活緊密聯系,加強理論聯系實際,有助于培養學生的多方面能力,更重要的是展示學生的創造性,培養了學生解決實際問題的能力。項目教學法的整個教學過程可以分為以下幾個階段:
1.擬定題目
學生自主分組或教師分組,查閱資料、主動思考,充分發揮主觀能動性,擬定本小組的題目。教師在這個過程必須要干預,要求學生選定的題目具有創新性或實用性,特別是要適合該小組的特長和興趣。要求項目既要體現學生的創新性、具備挑戰性,又要切實可行、經過學生的努力可以完成。
2.可行性分析及方案設計
通過項目可行性分析及方案設計、確定項目進程計劃,要求該進程安排基本與課堂教學進度并行,即:按照課堂教學的進度安排項目的實施進度,即首先是機械機構、執行機構,然后是計算機、控制系統和傳感器系統等。教師必須認真檢查各小組的可行性分析及方案設計。
3.項目實施要求學生按照工作進度實施并做階段總結
這一階段,對于學生在項目研究所用到的內容,有可能在課程學習中沒有學到,要求教師指導學生進行再學習,以進一步挖掘學生的創造性思維。項目的實施過程中,學生將有大部分工作需要在實驗室中完成,因此,在第三部分對實驗室進行整合和擴建的過程中就必須要考慮這些問題。
4.項目考評
以小組為單位,認真考核學生完成項目的情況。針對機電一體化項目的各系統的設計、實現方式、功能和項目報告等進行考評。考評中要特別注意學生在完成項目的過程中發現問題和解決問題的能力。
5.項目拓展
建議學生以研究報告、學術論文的形式呈現本小組的研究成果。對于考評成績優秀的小組可以組織學生以申報專利、參加競賽的形式進一步拓展項目。
項目教學法可以極大提高學生的興趣,激發學生的學習熱情,挖掘學生的創造性思維,同時使學生以真正項目的方式接觸到機電一體化的產品設計和項目管理。這種項目管理的經驗,發現問題、解決問題和總結問題的能力和經驗對學生而言非常寶貴。項目考評優秀的學生的科研論文和專利申請都將在學生畢業求職時增加不可或缺的砝碼,將成為機電一體化行業的敲門磚。
五、增設“機電一體化原理”課程設計環節
現有的教學手段,還不足以提升學生在機電一體化行業的競爭力。作為項目教學法的補充,還可以通過增加機電一體化原理設計環節,從而更大程度上提高學生的機電一體化產品的設計能力。
課程設計時,要求學生認真回顧教師在課堂上所授要點,分析各要點對產品功能的實現及其特性的影響。希望學生在課程設計過程中,進一步理解、吸收和消化課程理論知識以及在項目教學法中所存在的尚未解決的問題。
課程設計課題要盡可能選擇具有產業背景的實際課題,學生通過原理方案的設計、結構設計、傳動系統的設計、執行機構的設計、控制系統的設計以及總體設計等過程,加深對機電一體化系統的總體認識。在指導過程中,注意培養學生的創新設計能力,充分發揮學生的創新潛能。此外,還要注意課程設計必須與項目教學法互補,對于項目教學法中沒有涉及的部分,要適當加強。[4]
課程設計應著重培養學生熟悉機電一體化行業標準,全面掌握機電一體化產品設計規范和過程,并培養學生扎扎實實的工作作風。
六、結論
本文以拓寬機械類學生的就業面為主要目標,針對“機電一體化原理”本科教學的若干問題,進行了深入探討和思考。以“機電一體化原理”教學為基礎,論述該課程對學生的重要性,以及如何引導學生對該課程的重要性進行再認識。通過加強實驗室建設,增加學生動手實踐的機會,以拓寬學生的就業面為目的,激發學生的學習動力。提出項目教學法的教學改革方案,著重培養學生在機電一體化產品設計中的發現問題和解決問題的能力;該項目教學法與“機電一體化原理”課程設計相輔相成。期待機電一體化課程在提高綜合素質、拓寬畢業生就業面等方面有所建樹。
參考文獻:
[1]張建民.機電一體化系統設計[M].北京:北京理工大學出版社,2006.