机电一体化相关知识精选(九篇)

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第1篇：机电一体化相关知识范文

真正意义上的机电一体化产品，应具备两个明显特征：第一，必须是机械产品；第二，采用电子技术，使机械产品的控制具有可编程和智能化的特性。一个机电一体化系统主要由机械装置、动力源、传感器、执行装置、控制器五个要素构成，因此，机电一体化实训内容、实训方法和实训设备的研制均必须围绕这些要素设计、展开。根据机电一体化技术的综合性及面向实践应用的特点，笔者对机电一体化实训内容、方法、方式等进行了探索。

1.实训课程的目标

机电一体化专业综合实训课程是集气压技术、液压技术、电机及电气控制技术、自动检测技术、PLC及其自动控制技术、网络通讯技术于一体的专业技能综合训练课程。课程紧扣机电一体化技术的核心技术环节，即检测、控制与执行三大技术环节展开，同时引入最新的网络控制技术。训练时应遵循以学生为中心、以培养学生实践能力为中心和以培养学生素质为中心的原则，通过实训使学生既能掌握机电一体化专业的理论知识，又能从事机电设备或自动化生产线操作、安装、调试、维修、维护及设计改造等方面的工作，并具有良好的职业素质。

2.实训内容紧扣相关知识点

机电一体化系统涉及机械设计、传感器、自动控制和微机原理等多门课程的知识，这些知识也是机电一体化产品设计的基础。尽管学生在学习机电一体化系统之前，已经学过一些相关的理论知识，但在机电一体化课程的实训中，对相关知识的回顾和加深是必要的，特别要关注知识之间的联系和实际应用方法。因此，应紧扣这些教学内容，安排若干典型的、与专业课程相对应的专题实训项目，通过在机电一体化系统中的应用，学生对专业知识有一个感性认识，为综合性实训和设计奠定基础。

3.实训方法由教师演示过渡到学生自我设计

从理论学习到实际实训设计，是一个从知识接受到知识应用的飞跃。由于机电一体技术包含了机、电、计算机、自动控制等多门学科的知识，实训的综合性程度高，因此，对大多数中职学生来说有一定难度。演示性实训是一种更直接的实训指导，能使学生对将要完成的设计性实训的过程和结果有一个直观的认识，提高完成设计性实训的自信心。实训的最终目的是学生能够在相关的实训设备上根据要求，在实训装置上进行系统设计，能够按照设定的方式正常运行。通过这个设计过程，可以更好地锻炼学生对机电知识的运用能力，理解机电一体化系统中各学科知识的关联性，进而提高学生解决实际问题的能力，达到实训教学的真正目的。

4.实训方式为课内和课外相结合、个人和小组相结合

由于教学课时有限，实训环节的教学要充分发挥学生的主动性，利用课余时间进行设计和准备工作，课内主要是利用实训平台调试和实现设计的内容。因此，机电一体化实训室应该建设成为开放式的实训室，便于学生课外进行训练。另外，由于机电一体化实训包含的知识面广，综合性实训项目包含多个内容，可以采用小组分工、合作完成的模式。这样，一方面培养学生在科学研究过程中的团队精神，另一方面也是对模块化设计的一种锻炼。

5.实训课程的考核方式

为突出学生的能力培养，对机电学生考核的标准为：（1）是否有创新，即能否运用所学的理论知识分析、处理实际问题，能否就所给的条件提出合理的观点和可行的处理方法；（2）识图能力和动手能力；（3）能否搜集资料，报告内容是否合理；（4）是否有团结协作精神：（5）写作与表达能力；（6）计算机应用能力，等等。考核的形式：理论与技能考核相结合。考核成绩的评定：理论测试成绩占20%；实训报告成绩占25%；实践环节占55%，其中拆装操作占20%，编程、调试与排除故障占25%，安全与环保意识考核占10%。

机电一体化综合实训的实施过程可促进教学与就业岗位的零距离对接，综合实训一般是针对岗位群，培养学生与就业岗位零距离对接所要求的综合职业能力，以往的课程教学比较强调课程中知识点和单项技能的掌握，忽视知识与技能在实际工作中的综合应用。

第2篇：机电一体化相关知识范文

机械制造业作为基础性、战略性行业,是国家人民生活水平提高、军事发展和经济增长的主要推动力,当机电一体化技术和制造业结合后,就是制造业发生了翻天覆地的变化,目前我国规模较大的制造企业就有4.3万家之多,总资产高达28000亿元,在岗职工总数己超1700万。随着机电一体化技术的融入,对新型机电一体化人才的需求也出现了新的变化。对掌握机电一体化设备操作、维护和机电一体化产品应用的专业性人才需求不断增多。国家为了满足企业发展的需求,已将机电一体化专业纳入人才紧缺专业。

2目前机电一体化专业人才培养存在问题

根据企业对人才的需要,很多学校对机电一体化专业的课程设置也进行了改革,但是专业课程的设置不能很好地突出就业为导向和社会需求的要求,存在专业方向单一,市场适应能力较弱的不足,大不到地区经济发展、行业发展与就业岗位的要求。采用的一些机电一体化专业类教材内容陈旧、落后,实用性不强,不能适应机电一体化技术发展的需要,对机电一体化先进技术的内容的反映不多,且各门课程相互之间关联性不强,相关知识不能有机地渗透融合在一起。为了追求课程内容的系统性和完整性,造成了课程内容的有较多的重复,理论性强,忽视了专业技术知识的综合性和学生实践动手能力、创新能力的培养。

3“对适应学生个性化发展的”人才培养模式的设计

根据学生的实际情况和机电专业职业岗位实际需求，对人才培养模式进行优化设计，和企业进行合作,设计出校企业互动的“对适应学生个性化发展的”人才培养模式,根据机电一体化专业特点构建课程体系,对考核方法方案进行科学合理改革,让学生能学以致用,考核能真正反映学生和教学的问题,从而不断进行改进,形成良性循环。

4高职机电一体化专业课程体系设置

高职机电一体化专业课程体系设置应从市场需求,岗位能力要求作为切入点,从职业教育的特点着手,加强实践性教学环节的比例,以动手能力,技术应用能力和基本素质培养为主线,构建与专业培养目标相适应的课程体系,以培养高素质技术应用型人才,以适应社会需求,机电一体化专业课程体系构建如表1。

5结束语

第3篇：机电一体化相关知识范文

关键词：机电一体化；计算机控制；传感器

1 机电一体化的概念

人类从使用简单工具到现代的机器发生了巨大的变化。特别是计算机控制技术出现以后，传统机械又有了一个飞跃。

机器应该是机械和电器的合成。传统的机械工程和自动控制工程从专业学习到工程设计应该一体化。目前，关于机电一体化的定义与概念，许多书籍都是根据国外书籍的定义和概念而引用。对于国外的概念基本强调机器人跟数控机床的概念。虽然，机器人和数控机床是机电一体化中具有一定代表性的产品，但绝非是机电一体化的全部内容，机械的内容很多：化工机械、轻工机械、重工机械、纺织机械等。机电一体化强调的是机械产品的自动化和智能化的问题。

2 机电一体化的基础知识

机电一体化涉及的知识还是比较广泛的。在机电一体化设计中常常会涉及到机械做功，液体压力做功等理论力学和材料力学的相关知识。对于机械零件还涉及到机械零件的加工方法一些工艺性问题。尤为重要的是数控加工技术。零件的加工精度、材料的选择都是需要学习的。一些机械零件例如：轴和轴承、齿轮、凸轮、链条、链轮等可以说是机电一体化设备中应用极广泛的一类机械零件。对于零件的学习使是我们应具备的基础。还有自动控制和人工控制的内容，电路电器的基本知识。

3 传感器

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息按一定的规律变换成为电信号或其他所需的形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器大致可分为物理传感器和化学传感器两大类。在机电一体化中起着至关重要的作用。常见的传感器有：压力传感器、位移传感器、位置传感器、温度传感器、湿度传感器、气敏传感器等等。

4 绦凶爸

所谓执行装，就是把从电源、液压、气压等动力源获得的能量变换成旋转运动或者直线运动的一种装置。执行装置主要由执行元件、传动原件等构成。主要的执行装置有如下几种：步进电机装置、伺服电机装置、普通电机装置、液压油缸装置、液压马达装置、气压装置、气动马达装置。这些机械装置是控制系统的控制对象，也叫控制系统的执行装置。普通电机装置也是控制系统的控制对象，如采用变频器可以控制转速，PLC也可以控制转速和角位移。普通电机采用控制器的控制精度和效率没有步进电机和伺服电机高，但是在一些控制要求不太高的机电一体化设备中，目前应用还是比较广泛的，毕竟普通电机价格比步进电机和伺服电机低得多。

5 计算机控

机械设备的控制系统从最初的的强电控制到现在的计算机控制，经历了如下过程：简单的开关控制――继电器控制――单片机控制――单板机控制――PLC控制――PC控制。事实上，到现在为止机械设备的控制系统无论从简单的开关控制，继电器控制到复杂的单片机控制、单板机控制、PLC控制、PC控制都有它们的使用价值。随着时间的发展，使用的比例肯定会按上述顺序，前面的越来越少，后面的越来越多。目前来看单片机控制、PLC控制系统在机电一体化应用领域的数量上应该是最多的。

数控技术是指用数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是为止、角度、速度、等机械量和开关量，以及温度、流量、压力等物理量。数控技术和计算机控制技术是相互关联的。数控技术的特点：精度高、速度快、可靠性高。

6 机电一体化的设计方法

机电一体化设计类型可分为：

根据受控对象的不同，进行机电一体化设计；

改进型机电一体化设计；

创造发明性机电一体化设计；

不同的机电一体化设计类型，也有不同的设计方法。所谓根据受控对象的不同进行机电一体化设计，也就是不同行业有不同的受控对象。比如数控机床、包装机械一类的受控对象基本上是机械动作；在化工机械中，处理机械动作外还有对温度、流量、压力、配比等物理量的控制；也有将化学量作为受控对象的，如土壤分析仪对土壤酸碱度、钙、镁、磷的分析等。当然受控对象最多的还是机械动作问题。

改进型机电一体化设计是应用非常广泛的一类设计。比如，我国数控机场普及度不高的现状的主要原因一方面是数控机床的售价太贵，对于许多企业来说很难承担这笔开支的。所以对现有机床进行数控化改造，提高现有机床的生产效率和质量、节约成本等起到很好的效果。

在机电一体化设计中，我们主要考虑3部分的设计：机械部分、控制部分、传感器部分。事实上，为了简化问题，机电一体化的设计思路完全可以从两部分来考虑。即机械部分和控制部分，因为传感器完全可以在控制部分中一起考虑。机电一体化设计发展到今天，机械部分的设计仍然是这三部分中最重要的部分。过去在机电一体化设计的学习和实际工作中存在一种错误的认识和看法：认为机械设计直观简单，技术含量没有控制部分高。这是一种本末倒置的认识。

参考文献

第4篇：机电一体化相关知识范文

关键词：中职教育；机电一体化；学生

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）04-0114-02

中等职业院校机电一体化专业是一门综合性学科，具有高度的融合性，结合了计算机科学与控制，电子技术和机械工程等相关专业。随着社会发展和科学不断进步，计算机科学技术的发展和应用为机电一体化技术的改进提供了前所未有的发展机遇。当前机电一体化专业已经成为一门综合学科，结合了计算机科学与信息技术、传感检测技术、自动控制技术、伺服传动技术和机械技术等相关技术。作为一门交叉学科，机电一体化专业当前有了更新的发展方向，即光机电一体化技术，并且在实际应用中取得了越来越大的成绩。

在当前中职院校机电一体化教学过程中，大部分院校仍然沿用传统的教学模式，而忽视了机电一体化专业本身的特有特点，更没有将机电一体化中的“机”和“电”进行有机的结合。同时，由于大部分中职院校在师资方面还有些欠缺，教学方式和方法单一且陈旧，这就导致很多中职院校毕业的学生既不懂机也不懂电，到工作岗位后在工作中要重新学习，浪费了时间和精力。笔者所在学校长期以来一直致力于机电一体化专业的教学改革和探索，在研究中积累了一定的经验，在此分享给大家，以供参考。

一、从入学开始就对学生进行职业教育

中职学生与普通大学教育中的学生相比具有自身特有的一些特点，大部分学生文化基础比较差，不愿意学习，将学习视为一种负担。很多学生对学习甚至没有兴趣，对于基础学科如语数外等更是头疼。因此，中职机电一体化专业教育首先就是要对学生进行专业以外的教育，激发起学生对专业学习的兴趣，调动起学生对专业课程学习的积极性和主动性，让学生在学习中重新找回自信，重拾信心。所以，中职教学尤其是机电一体化专业教学，在教学过程中要讲求一定的方式方法，一方面要让学生了解自己所学的专业，了解专业优势和发展前景，以及将来自己可能要从事的职业；另一方面要给学生一定的压力，让学生认识到本专业的管理方式和面临的各种困境，进而让学生在学习中产生一定的紧迫感和危机感，有所畏惧，有所压力，形成一种自我约束意识。通过这种入学教育和专业知识的提前了解，让学生提前认识自身专业，做到有备无患，以便充分调动学生对专业知识的兴趣，激发学生学习的积极性和主动性。

二、从课程体系方面进行教学改革

职业教育不同于本科教育，中职教育的重点不在于让学生系统的和完整的掌握所学知识内容，而侧重点在于让学生掌握技能，侧重应用，培养掌握一定技能的应用型人才。机电一体化专业要求学生在较短的时间内掌握大量的概念，并且是非常抽象的概念，在中职教育中具有一定的难度。虽然中职学生具有非常强的动手能力，但是对于概念和方法的掌握还是需要具备一定的学习能力，并且机电一体化专业对学生能力的要求也相对较高，要求学生能够利用各种现代控制手段实现对机电产品的柔性化、智能化的控制。在此基础之上，笔者所在学校从职业教育的特点和学生特点出发，主要坚持以学生对知识的应用为主，努力培养学生对专业知识的运用能力，并按照相关要求和学生需求进行教学计划的设计。具体来讲，主要是以下几个方面。

1.注重教材选定与实践相结合。在教材选定方面要首先与企业进行沟通，让企业参与专业课程和教材的选定，注重与企业生产实际相结合，让学生在学习中逐步了解和适应所学专业的岗位要求。针对教师素质相对低下的特点，不断提高教师素质，提高教学质量，开展相关的教学比赛，如教学观摩课程和精品教学比赛，激发教师教学的积极性。

2.提高教学实践在整体教学中的比重。中职教学不同于本科教育，在教学过程中更加注重实践训练，而对于理论学习则应该以学生掌握为主。因此，在中职机电一体化教学过程中，教师要逐步缩减理论教学的比重，对一些纯理论的课程可以适当的减少，留出更多的时间让学生接触实际操作，在实践中体会理论和专业课程的精髓。

3.课程设置要充分体现专业性和科学性。在中等职业学校课程设置上，要充分结合中职院校的特点和学生的特点，以提高学生职业技能为目标，在文化课程的设置上要有所侧重，如英语课程就可以适当缩减，因为本身很多学生对英语学习就没有什么兴趣，同时在实际应用中也没有太多的实用性。而在专业课程的设置上也要有所侧重，对专业基础课的设置要注重广而简，对于专业知识课程的设置则要有一定的针对性，坚持专而精。

4.增设开阔学生知识面的选修课。在选修课的设置上，一方面要坚持以扩大学生专业知识面为主，另一方面要以开阔学生视野，增加学生就业机会为主。因此，选修课程的设置要结合机电一体化专业知识，开设相关技术课程，增强学生就业竞争力；同时从企业的角度出发，开设与机电一体化相关的营销和管理方面的课程，增强学生综合能力和拓展能力。

总之，中等职业院校在机电一体化教学实际中，要结合学生特点和课程特点，科学设置课程体系，根据企业对于岗位需求的要求合理的安排知识学习，即企业岗位需要学校讲什么，教师就给学生讲什么；企业需要学校给学生讲多少，学校教师就给学生讲多少。从实际出发，以实用为主。

三、从教学过程中对教学进行改革

作为一门对实践技能和操作技能要求很强的课程，机电一体化的专业课程中有很多内容是讲述各种机床和零部件的工作原理和加工过程的，而这些内容仅仅靠课本中的一些图片是很难让学生接受的。因此，在教学过程中对教学进行改革就是要改变以往依靠学生的想象来对枯燥和抽象的专业知识进行学习的方式。

1.在教学方法上采取灵活的方式，不断激发学生对专业技术的学习兴趣。机电一体化专业是一门动手性学科，要求教师和学生要更多的进行实践操作。因此，在教学过程中，中职教师要改变传统的教学模式，让学生不再简单的被动接受知识，而是要调动学生对专业知识的积极性和主动性，让学生主动去探究知识。在教学方法上，教师可以灵活的采用多种方式，如，在课上教学时，可以将学生进行分组，然后进行随堂比赛，对于胜出的一组进行表扬；让专业知识理解较好的同学为其他同学进行相关知识的演示，增强优秀学生的荣誉感，激发其他同学的上进心；也可以在实验或者实训中让掌握知识较好的同学或者动手能力较强的同学对其他同学进行辅导，互帮互助，既帮助了同学提高知识，也激励了同学共同努力，共同进步。

2.增加实训课程，综合运用多种教学手段进行辅助教学。作为一门实践性强的课程，教师在讲授机电一体化专业课程时，要更多的结合实物对学生进行讲解，避免照搬教材和长篇大论的说教。对于一些枯燥的原理和结构，只要结合实物进行讲解，学生就能够很好的理解并且掌握。多媒体教学的不断普及和应用，更是有效的提高了机电一体化教学的可操作性。对于一些学生相对较难接受而又不能接触实物的知识，教师可以采用多媒体技术制作教案，在大屏幕上作动态演示，从而使教材中静态图形动态化、声像化。这样不仅教师能够轻松的将教学内容生动形象的演示给学生，而且能够让学生非常容易的接受和掌握所要讲授的内容。笔者所在院系配备了专门的多媒体教室、专业实训室，使其具有专门的工业生产级的生产线，对此教学条件合理地运用，可让学生顺利地完成实践―理论―再实践的学习过程。

对教学过程进行改革，同样要结合中职学生特点，找好突破口，开动脑筋，从学生乐于接受的角度进行改革和教学，提高学生对机电一体化专业的学习兴趣。中职院校的学生更喜欢具有实际操作性和动手能力强的课程，而对于理论知识的接受则较差。因此，中职教师在进行机电一体化专业教学时，一定要不断加强学生动手能力的训练，加深学生对教材的理解和掌握。总之，在教学过程中要做到讲中练，练中讲，边讲边练，真正实现理论与实践一体化教学。

四、从加强教师队伍建设进行教学改革

职业学校的教师分为3类：即基础课教师、专业课教师和生产实习指导教师。当前在机电一体化专业教学中存在不同类别的教师相互脱节，不能有效衔接的问题。基础课教师不了解有关专业的知识需要，往往出现讲过的没有用，有用的没有讲；专业理论课教师缺乏动手能力，往往只会讲不会干，或干不好；而生产实习指导教师则只会干不会讲。同时专业课教师与实习指导教师之间缺乏沟通，造成理论与实践相脱节，与职业教育的培养目标相背离。因此要真正培养出既有一定理论又有实践操作技能的实用型人才，师资队伍的建设是不可或缺的。笔者在经过认真分析研究之后，认为主要应该从以下几个方面进行改革。

1.基础课教师也应该学一些专业课知识，适当参加实践活动，充分了解专业课对基础课的知识要求。

2.专业课教师要到生产中锻炼，如利用假期、平时的业余时间到企业参加劳动和实际操作，切实提高动手能力；也可以由学校创造条件，安排教师定期深入到企业的实际生产环节，了解和熟悉在实际生产中应用的一些最新技术和设备。

3.实习指导教师在不断提高自己操作水平的同时也要加强理论学习和深造，通过听课、讲课、备课等来提高自己的理论水平。

五、结语

通过开展卓有成效的教学改革，笔者所在院系的机电一体化专业教学不但提高了专业课程的教学水平，而且促进了理论与实践相结合的教学体系的建立，实践教学薄弱的局面基本扭转，学生在专业知识、实用技能和职业综合能力三方面都有了很大的提高。

参考文献：

[1]师润平.影响新办机电类专业教学效果的因素和改进途径[J].机械职业教育，2012，（5）：28-29，38.

第5篇：机电一体化相关知识范文

关键词：机电一体化；发展现状；典型产品

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）08-0111-02

伴随着科学技术的不断发展，全国上下都掀起了煤矿企业转型的发展。工业新型化作为“四化”工程建设中的首位自然有着其不可取代的作用。而工业新型化的转型需要机电一体化的推动，因此对机电一体化的相关知识有所了解并且合理运用对于在社会主义市场经济中取得优势地位有着重要的意义。本文结合煤矿工作的实际情况，分析国内的机电一体化进程，并且介绍部分产品，提出煤矿生产实践与机电技术理论结合的具体方法。

1 机电一体化技术的发展趋势

电子技术的兴起为机电一体化技术的问世起到了巨大的推动作用。与机械技术结合的电子技术从小规模集成电路开始，逐步发展为大规模集成电路，微处理器的处理表明了机电一体化技术的成熟。

在20世纪90年代初，机电一体化技术在通信中得到了广泛的应用，研制出的部分机电一体化机械能够实现性能上的多用途，功能上的易扩展。伴随着执行器技术的出现和位传感器制造技术的成熟，以半导体技术为基本方法的新型机电一体化技术开始与传统的方法融合，进而形成了系统功能强大，集成性高，紧密度高的机电一体化技术，这种技术逐渐演变成机电一体化的分支学科“微机电一体化”。虽然此分支的理论依然自称体系，但是加工方法却远远没有达到成熟。目前的机电一体化技术正朝向光机电一体化、自律分配系统化，并且逐步向智能化的方向在努力。

①光机电一体化。目前广泛流行使用的就是光机电一体化，它是有能源系统、新性处理系统、物理机械构建以及传感系统组成。可以看出将光学技术引进到机电一体化技术中，能够很便利地对机电一体化系统的信息处理系统、传感器系统以及能源系统进行改造，节约了升级成本、提高了生产效率，光机电一体化是主要的发展趋势。

②自律分配系统化。机电一体化产品在执行系统和控制系统上会留有加大的空间，因此具有很好的扩展性，能够面对突发事件，并且从中学习处理方法。这种柔性化的系统被称作“自律分配系统”，在此系统中，子系统是相对独立而有互相关联的，功能上互不影响，但是都为总的执行系统提供服务，因此自身具有“自律性”，能够在不同环境下做出不同的反应。这种特性在煤矿作业中有着广泛的应用，使得控制系统能够收集到传感器传来的信息并且将相关的信息显示在控制台上。如果故障比较严重则会自动使系统停机，保证了系统的可靠性。

③智能化系统。今后的机电一体化产品必然会努力想智能化发展。智能化系统能够实现的主要技术就是信息技术和模糊技术。同时，智能化系统有着明显的层次结构，能够将简单的系统结构编程复杂多变并且容易功能扩展的多向结构。智能化系统对于改变矿井工人的生产条件，让其从繁重的体力劳动中解脱有着重要的意义。而且智能化设备适合程序化的反复多次的工作，因此可以在监测上取得良好的效果。

2 机电一体化在煤矿作业中的应用

①提升系统和运输系统是开采煤矿的主要设备。机电一体化技术能够对其进行必要的改造。使得提升系统的功能得到很大的提高，例如：使得提升机能够适应各种恶劣的工作条件，避免环境对电气元件和零件的影响，而且还能够保证系统有灵敏的反应速度和反应能力。对于运输系统的改造则使其适应长距离的运输，保证了运输的可靠程度，不再过分依赖于工人，使得工人能够摆脱繁重的体力劳动。

②机电一体化在监控系统中的应用。机电一体化技术在监控系统中应用是整个矿井生产过程中最重要的一部分。矿井中的监控系统管理同银行的有所不同，对数据的保存不需要过于苛刻，规程对于数据保存的要求甚至提到了只要不超过5 min，因死机导致的数据丢失是允许。在日常生活中，银行出现死机不会因为死机导致人们的存款数据丢失。但是安全监控系统不能随意体制，否则就会导致矿工的生命安全没有保障。使用机电一体化技术后，将机内数据库与局域网连接成同步模式，自行研制的专用通信接口作为主备机的心跳监控，在数据库和主机同步、软硬件结合的基础上，还能实现数据检索、图形显示、图表打印等任务。经过几年的努力，机电一体化技术在监控系统中已经得到了广泛的应用并且取得了较好的效果。

③机电一体化技术在采煤机中的应用。目前，我国大部分煤矿已经进行了更新换代，综合机械化采煤系统成功的取代了液压牵引技术，这对于推进煤矿自动化进程有着重要的意义。机电一体化牵引技术同液压装置相比有着众多明显的优势：首先，在牵引力的特性上，机电一体化牵引技术不仅能够为采煤机提供克服阻力的牵引力，还能在采煤机下滑时为电网提供制能动能；其次，制动装置的合理安置使得采煤机能够适用于大倾角的煤层，这在之前是不可详细的；机电一体化牵引技术也使得机器的磨损范围变少，这使得维护工作比较容易。伴随着计算机技术的不断发展，电牵引采煤机已经逐步实现了计算的完全控制，这就为支架自动化的实现提供了帮助。

④机电一体化技术在带式传输机中的应用。带式输送机具有输送量大、支持长距离输送、运行效率高、可靠性强等特点，广泛应用与我国煤矿井下原煤的输送工作中。同时带式输送机中应用机电一体化技术比较容易，这就使得带式输送机一体化技术成为当前研究的重点。目前流行的带式输送机是CST 可控软启动装置，它能够为平滑启动提供较大的惯性载荷。在这种情况下，一条带式运输机能够由一台或者多台CST来进行驱动。但是目前，尚未解决在线监控、动态分析和启动延迟的问题，为了正常运行，对于中间驱动点的数目有很大的限制，一般设置为3点驱动。驱动点数目的限制对输送机的运量和长度。

3 我国机电一体化面临的问题和发展目标

目前机电一体化工作有两个明显地层次：一个是使用微电子技术对传统的产业进行改造升级以达到节省材料、节约能源，提供工作效率的层次；另一种则是利用机电一体化技术，开发能够应用于实际的智能化、数字化的机电产品，从而提高生产的安全性和高效性。

①我国机电一体化工作面临的问题。国家已经出台了不少的相关帮扶措施和改革方案促使我国的工业结构和产品结构都有了多次调整，但是在各种因素的影响下，得到的成效不大。机电一体化产品的性能良好，功能强大，成本较低，对于调整工业结构和产品结构是一条新的改革途径。并且完备的功能系统能够保证其根据用户的需求和市场需要来改变生产方式和产品结构。从这个意义上说，机电一体化产品能够实现多类产品的生产，从而为传统的生产工业提供新的作业方式，将员工从繁重的劳动中解放出来，实现安全、健康、文明的发展。

②我国机电一体化的发展目标。在机电一体化方面，我国发展目标总体说来就是要对传统产业进行有效改造并且研制出一批符合中国国情的机电一体化产品，从而实现产业的更新升级。总的说来就是要让机电一体化对我国的工业产业和产品结构做到必要的贡献，达到振兴传统工业的目的。同时为我国的机电行业发展提供一条光明之路。

4 结 语

机电一体化在市场引导和实际作用影响下向着光机电一体化、自律分配系统化、智能化系统等方向发展，其中光机电一体化是目前发展的主要趋势，但是可以预见智能化将为产业结构提供更大的改革空间。目前我国研制机电一体化装置已经得到了广泛的应用并且取得了较好的成果。在发展过程中自然面临这各种不同的问题，这主要是发展方向不明确导致的，可以通过科学管理及标准化等方式来解决。

参考文献：

第6篇：机电一体化相关知识范文

关键词 机电类专业；教学改革；开放实验课；实践效果

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）06-0321-03

机电一体化是现代工业的基础，其核心思想是将机械、电子、信息、控制有机结合，以实现工业产品和生产过程整体最优化与智能化。随着我国经济持续发展，工业自动化水平迅速提高，为适应工业发展对具有实践性、创造性等综合能力且素质高的技术人才的迫切需要，机电类课程教育改革不断深入。对于二本、三本院校，教学工作的目标是培养学生工程实践和创新能力，使学生能够胜任现代机电设备实际设计、操作，以顺应时展潮流，满足自身发展需求。

机电类专业课涉及到“机”和“电”2个方面，机电一体化也体现在学生知识体系的融合上，“机”与“电”共同支撑了机械设计与制造及其自动化专业，随着传感检测技术、现代信息处理技术、计算机应用技术、微电子技术和半导体制作工艺的不断进步，“电”对于该专业的重要性正在逐步提升，促使机电一体化专业课在内涵与外延上发生了意义深远的变革。

浙江农林大学机械类专业在教学计划中逐步增加了《计算机基础》《微机原理与应用》《机电传动控制》《机床数控技术》《机电一体化系统设计》等机电类课程。就现有课程体系而言，内容较多，涉及知识广泛，理论性和实践性都较强，这些课程内容正是学习、了解和设计机电产品的必修知识，为学生今后的实践提供基础。

1 现有课程体系存在的问题

1.1 课时安排不尽合理

典型的机电专业课包括《微机原理及其应用》《机电传动控制》与《机电一体化系统设计》3门课程，其涉及的知识面较广，学习起点较高，难度较大，而且课程之间内在关联性强。当前，3门课程教学安排分别为48、40、40课时，教学方法为理论学习与实验实践相结合，其中课堂教学分别为40、32、40课时，实验课分别为8、8、0课时。可见当前的课程设置仍保留传统的重理论轻工程应用的培养模式，课程主要以理论讲授法为主组织教学，尤其《机电一体化系统设计》，甚至没有安排实验环节。这样的课程安排有利于集中授课，但忽视了对学生学习潜能的开发，在教学过程中学生是被动地听，不能动手进行实际操作，参与程度不高，不利于学生独立思考和工程实践能力的锻炼，并且存在着重理论轻实践、重讲授知识轻能力培养的不足，导致学生理论知识不系统。

1.2 课程间衔接不畅

机电类专业课之间目前较为突出的问题还有“机”与“电”相关知识不能有机地结合，几门课在课程内容上存在章节内容重复或不能合理衔接。例如作为主干课程，《机电传动控制》中关于电动机原理、继电器接触器控制等内容与《电工电子技术》有重叠，然而表面相似的课本知识，侧重点并不相同，教学中往往给学生造成一定误导。而作为机电专业课集大成的课程《机电一体化系统设计》，既有一定深度又有足够的广度，是综合性比较强的应用型课程，对学生专业基础功底有一定的要求。但该课程自身的理论体系不突出，各部分内容之间相对独立，缺少一个可以贯穿整个教学过程并将各知识点串联起来的线索，在逐章节授课时容易造成内容割裂，缺乏有机整体感，学生也会难以把握重点，感到茫然。

1.3 课程内容有待更新

课程内容方面的最主要问题是缺乏新颖性，《微机原理》课程内容仍然为51系列单片机，开发语言以汇编语言为主，对于更新的单片机与嵌入式系统介绍较少。许多工程上广泛应用的机电一体化技术与装备，没有反映在课程中，例如机器人技术、现场总线技术、智能控制技术等。这样的课程体系很难使学生毕业后适应工作岗位要求，也不利于培养学生系统地思考问题、解决问题的能力。

其次是课程内容的“脱节”问题。一方面课程的设置缺乏系统性，不同课程之间不能很好衔接，使学生知识体系脱节。另一方面，现有课程重理论、轻应用，而且实践环节以课内实验与课程设计为主，使学生缺乏系统性锻炼，造成理论与实践脱节。例如《机电一体化系统设计》理论课结束后，有1次专业课程设计，内容包括机械本体设计与控制系统软、硬件设计，是学生进行毕业设计的前奏，也是走向工作岗位前的重要锻炼，然而学生普遍反应，课程设计内容深度和广度都超出自己的专业知识基础，很难将自己4年来所学知识串联成体系，所定任务难以轻松完成。

2 教学改革的实施

2.1 教改思路

上述问题使现有课程体系难以适应新的形式，为了提高机电类课程教学的效果，保证教学质量，众多高校都积极地开展教学研究，如整合教学内容，以课程集群化建设作为发展的方向，利用许多课程知识的关联性，在教学内容上进行优化组合，一定程度上解决了课程之间内容相互重复的现象，使得课程内容得到精简[1]。应用多媒体课件提高课堂教学知识传授的密度，利用网络技术为学生开辟第二课堂，为学生自主学习提供了渠道，师生通过网络互动，为理论与实践教学的拓展与深化增添了巨大的空间[2]。一些研究型大学，则引入研究型教学方法，利用学校科研优势，吸收本科生参与科研，建立以研究为基础的教学模式，改善学生的创新能力和探索意识[3]。与研究型教学方法类似，项目化教学方法以具体研究任务为牵引，学生以团队为基础，围绕对工程实践的解决来组织教学[4-5]。

上述教学方法都取得了较好的效果，值得借鉴。作为应用型本科专业，浙江农林大学机械专业的教学资源、学生的自学能力等方面与其他教学研究型大学相比有较大不足，同时作为普通本科，与高等职业技术学校教学目标也有很大区别。因此，在借鉴其他类型高校的经验与方法的基础上，必须有针对性地对机电类教学中的有关问题进行深入的研究，探索适合应用型本科教学的新的教学形式。

考虑到不同机电类专业课之间的内在联系性，教学改革将是一个系统工程。一方面，课程之间需要更好的衔接，另一方面，由于以工程应用为背景，更需要注重培养学生工程的实践能力。如果将课堂教学归结为“显式”，那么课堂之外的学习实训则为“隐式”，鉴于目前普遍存在的压缩课时问题，“隐式”教学在整个教学过程中的作用将越来越重要。针对如何发挥“隐式”教学作用，目前在机电专业课方面，国内有许多有益的尝试，较为成功的教学实践方法除前节所述之外，还有行为引导型教学法[6]、任务驱动教学法[7]等。这些教学方法在教学过程中体现了教师的主导地位和学生的主体地位，在教学过程中学生不再是配角，从信息的搜集、计划的制定、方案的选择与实施、信息的反馈到成果的评价，学生参与解决问题的全部过程。新大纲即将实施，机电专业课理论教学课时将进一步压缩，教学过程中，实践环节的作用将更加突出。根据校机电类本科生的特点和课程体系设置，上述教学方法是值得借鉴的，开放实验课也正是在这样的背景下引入。

2.2 开放实验课程的引入

为培养学生对机电一体化相关技术的认知，从而能够将相关课程的知识与实践联系起来，增强思考问题与动手的能力，培养学生科研兴趣，同时提高大型设备利用率，在机电类课程教学过程中，依托机械工程实验中心，以机电一体化培训系统为主要平台，引入了开放实验课。经过宣传成功达到开班条件，第一届学生以本部与天目学院机械、交通、农机等工科专业大二、大三学生为主。

机电一体化培训系统是一套大型综合化教学实验平台，以该系统为载体可以为多门机电一体化相关课程提供认知支持，促进相关知识的掌握，并可以为机器人动力学与控制相关科研提供验证与参考。主要内容与学时分配：机电一体化培训系统软硬件原理与演示4课时；基本控制环节硬件选择与接线培训4课时；电动机调速与控制4课时；PLC基本原理与操作4课时；直角坐标机械臂运动控制4课时；串联机械臂运动控制4课时；并联机械臂运动控制4课时；机械臂正运动学、逆运动学算法验证4课时。

2.3 实践效果

在机电类课程教学中引入开放实验课，对于教师与学生来讲都是个新事物，作为机电专业课主讲教师，经过课堂宣传等工作，并且利用毕业生毕业设计，组织学生通过实际操作对设备进行了摸底，同时结合教师科研项目重点利用设备进行了多体系统动力学算法验证试验。通过这些工作筛选了相关实验项目并编写了规程，保证了开放课最终圆满完成。

第一届开放实验课招收了1个班学生，大多已经有一定专业知识基础，成绩在本专业普遍在中等以上，可以说都具备学习的主动性。开放课实施过程中，学生都学习到了实际工程应用技术，动手能力普遍得到提高。最终共有18名拿到学分，另有若干名学生未及时选课也参与了实验，甚至参与到教师科研项目中。学生学习的主动性和积极性得到了显著提高，尤其是见识了自动化系统高效率工作之后，多数学生能够按照要求查阅相关资料，补充基础知识。机械专业大二的《微机原理》，以及大四的《机电一体化系统设计》2门课程与开放实验课同步进行，大二学生在完成课内实验后，通过实训，更深刻理解了计算机对控制系统的作用，并利用单片机套件完成了电动机PWM调速、并联机构运动控制等实验，显示出了较好的分析问题和解决问题的能力。大四学生面临课程设计与毕业设计，参加开放实验课学习的几名学生课程设计与毕业设计均有较好表现。

3 教学反思

3.1 开放实验课的意义

开放性实验与平时的课程实验有很大区别。课程实验中，学生都是按照教师与指导书规划好的步骤去完成，缺乏实际的思考步骤，甚至动手不动脑，因此在实验中得不到实质的提高。开放实验课的内容则跨越多门课程，更加综合，实验过程中需要动手动脑相结合，整个过程中要遇到很多的问题，而这些问题需要学生自己去解决，正是这个过程锻炼了学生的能力，这正是体现了设计性、综合性实验的真谛，使学生的理论与实践能够有机结合。

开放实验课的另一个意义在于为多门机电类课程提供了直观有效的衔接平台，不但使该课程理论实践相衔接，也使整个课程群有机衔接，有利于初学者（范围包括且不限于本科生和研究生新生）对抽象且相对枯燥的机电一体化理论知识的学习建立起信心，并通过该平台建立起宽广扎实的机电一体化知识体系。通过构建以学生为本的“理论教学、讨论互动、动手实验、项目研究、课程设计”五位一体有机融合型课程教学体系，以及建立注重过程和综合能力的课程考核机制，能够实现多方位综合素质培养的有机融合。

3.2 存在的问题

开放实验课的实施虽然取得了预期效果，但仍存在一些问题。首先是实验装置问题，一些实验设备，例如机电一体化培训系统存在老化问题，由于年久失修，系统曾经多次出现故障，最严重的一次是因为物料检测单元工控机故障，系统连续2周不能正常运行，直到厂家进行维修才解决问题，使得涉及到的几个实验未能达到理想状况。其次，实验选项也存在问题。制订计划时以验证演示实验为主，但其中一些实验涉及到的理论知识显然难度过大，学生难以理解。例如串联机械臂与并联机械臂正运动学、逆运动学算法验证、插补运动演示等，要求学生能够理解空间变换、运动旋量等较深知识。最后，通过开放实验课，暴露出学生知识体系普遍存在不匹配的问题。大多数学生从未实际接触过类似先进自动控制系统，由于基本上是大二、大三学生，其知识体系并未完善，对于系统运行，只能了解表面现象，不能理解具体原理，使其中一些实训，如计算机控制系统编程、机械臂插补运动控制等实训科目无法科学设计实验。

3.3 对今后教学工作的启发

研究机电类课程教学认知学习规律，探索与学生认知过程相适应的教学内容设置与实施。其基本思路是拟构建基础型知识、综合设计能力和研究创新能力3个层次知识体系。第一层次为基础知识学习，旨在培养学生对课程基本知识点的掌握，主要通过课堂教学完成。第二层次为综合设计实践能力培养，旨在培养学生独立设计能力，综合运用所学知识、独立设计实验方案并实现实验方案，完成实验数据的测试与采集，整理并分析数据，得出可靠数据的能力。第三层次则有针对性地培养学生基本的科学研究方法与能力，初步掌握撰写研究论文的方法，为以后的继续深造打下坚实的基础。主要以现有科研项目为依托，面向部分学生，以科研助手形式参与科研课题[8]。

4 结语

机电类课程涵盖基础课（如《电工电子技术》）、专业基础课（如《微机原理及其应用》）与专业课（如《机电一体化系统设计》），课程学习的时间跨度较大，无论从深度还是广度方面，对学生都有较高要求。如何将知识结构系统性和教学体系完整性统一起来，将是机电类课程教学过程中永恒的主题。利用开放实验课能够激发学生的学习兴趣、积极性和主动性，开发大学生创新思维意识，构筑工程背景知识体系，将“机”与“电”知识有机结合起来。通过实际动手动脑操作，也提升了学生综合应用已有知识解决实际问题的能力，激发学生协作精神和创业思想。总之，开放实验课将为理论与实践有机结合的工程教育探索出一条有益的道路。该课程体系处于实验阶段，有待于进一步发展和完善。

5 参考文献

[1] 王仲民，祁宇明，石秀敏，等.机电一体化创新人才培养模式的研究与实践[J].中国教育技术装备，2012（36）：76-78.

[2] 尹建阁，归正.独立学院机电类课程教学研究[J].科技信息，2011（35）：364-365.

[3] 吴涛.机电传动控制课程的研究型教学模式[J].实验室研究与探索，2013，32（1）：105-107，187.

[4] 陆荣.项目教学法在机电控制系统设计教学中的应用[J].科教导刊，2012（10）：9-10，19.

[5] 姚利敏.项目教学法在PLC课程中的应用[J].电子制作，2013（7）：179，172.

[6] 王晓丽.案例法和项目驱动法在机电一体化设计课程中的应用[J].机械管理开发，2013（1）：173，175.

第7篇：机电一体化相关知识范文

关键词：高等职业教育；机电一体化；专业建设；课程体系

自20世纪80年代初，世界制造业进入一个发展停滞、缺乏活力的萧条期，几乎被人们视作夕阳产业。90年代以后，计算机等电子技术在该领域的广泛应用，为制造业注入了生机。如今，机电一体化产业以其特有的技术带动性、融合性和广泛适用性，逐渐成为高新技术产业中的主导产业，成为新世纪经济发展的重要支柱之一。在此背景下，各高职院校纷纷开设机电一体化专业，以满足社会对该专业人才的需求。据笔者初步调查，浙江省办有工科类专业的高职院校几乎都开设了机电一体化专业。与此同时，“高薪急聘数控操作人才”之类的招聘广告屡见不鲜，从人才市场和企业反馈的信息也表明，社会对高质量机电一体化专业人才的需求量很大。从近些年机电一体化专业毕业生数量上看，应基本能缓解当地企业对该专业人才的急需，不至于供需严重失衡，问题出在供非所求。高职院校内部在该专业培养目标与定位、专业建设与课程设置、实习实训内容及条件等方面存在问题。因此，机电一体化专业建设与课程体系的再构建，是当前亟待解决的问题。

一、机电一体化技术的界定

(一)内涵

传统意义上的机电一体化，主要指机械与电工电子及电气控制这两方面的一体化，并且明显偏重于机械方面。当前科技发展的态势特别注重学科间的交叉、融合以及电子计算机的应用，机电一体化技术就是利用电子技术、信息技术(主要包括传感器技术、控制技术、计算机技术等)使机械实现柔性化和智能化的技术。机械技术可以承受较大载荷，但不易实现微小和复杂运动的控制，而电子技术则相反，不能承受较大载荷，却容易实现微小运动和复杂运动的控制， 使机械实现柔性化和智能化。机电一体化的目标是将机械技术与电子技术实现完美结合，充分发挥各自长处，实现互补。与其相关的学科应包括机械工程学科、检测与控制学科、电子信息学科三大块内容。

(二)本质

机电一体技术的本质是将电子技术引入机械控制中，也就是利用传感器检测机械运动，将检测信息输入计算机，计算得到能够实现预期运动的控制信号．由此来控制执行装置。开发计算机软件的任务，就是通过输入计算机的检测信息，计算得到能够实现预期运动的控制信号。另外，若是一件真正意义上的机电一体化产品，则其应具备两个明显特征：一是产品中要有运动机械；二是采用了电子技术，使运动机械实现柔性化和智能化。

(三)作用与系统

采用机电一体化技术的最大作用是扩展新功

能，增强柔性。首先，它是众多自动化技术中最重要的一种，如实现过程自动化(PA，即连续体自动化)、机械自动化(FA，即固体自动化)、办公自动化(OA，即信息自动化)等。其次，机电一体化技术又是按照用户个人的特殊需求来制造、提品这一当今最高级供贷方式的关键技术。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这五个要素构成，如机器人就是一个十分典型的机电一体化系统。

二、机电一体化专业建设与课程体系现状分析

(一)专业定位模糊，需准确定位

由教学计划可看出，目前高职院校机电一体化专业基本上按“既懂机又会电”来定位，但实际上机械与电子本身各自为两大学科，内容十分丰富，涉及面非常广，让一名高职高专生在短短的三年时间里系统地掌握两大学科的理论知识和技能，是不现实的，也没有这个必要。前述的理想化定位，往往造成“机不太懂、电也不太通”的尴尬局面，失去了该专业应有的特色，达不到培养目标。从理论上来说，其定位应以机为主、电为辅，或者电为主、机为辅均可。由于许多机械类专业如机械制造及自动化等一般也强化了电子和计算机等方面的应用，使它们没多大差异，体现不出自己的特色，实际上行不通。因此，机电一体化专业应定位在“以电为主、机为辅，机、电、计算机三足鼎立”为宜。

(二)“双师型”教师队伍力量薄弱

由于种种原因，目前高职机电一体化专业“双师型”教师比例仍很低，专业理论教师不能指导实训教学，实训教师基础理论薄弱，不能讲授专业理论课的现象还较普遍，必须采取加强培训或从企业聘任兼职教师等途径加以解决。

(三)教学实验、实训条件落后，实践训练水平有待提高

总体看来，各高职院校虽具备一些专业基础课、专业课的实验条件，但基本上都是以验证性、演示性为主，很少具有本专业的综合性、设计性实验，缺乏融合机与电为一体的大型综合性实验或综合性课程，影响了专业技能和工程实践能力的提高。教学实训设施也大大落后于当今企业，实践训练水平不高，应采用与企业合作等方式尽快提升层次。

(四)适应新技术发展的课程体系有待构建

现行的机电一体化专业课程体系，明显偏重于机械方面，这与当前该专业所处于的“机、电、计算机”三大块内容三足鼎立的实际格局很不适应。因此，在课程体系构建时应突出电气控制、计算机应用的地位。

(五)体现当代工业发展水平的专业教材有待突破

目前高职院校所采用的机电一体化专业教材大多没有充分体现出现代机电行业的发展水平，内容陈旧、落后，且各门课程之间相互独立，相关知识未能有机地渗透和融合在一起，也未能充分考虑与中职教材的很好衔接。

三、专业改革与课程体系构建

(一)设立若干个专门化方向

高职教育要保持其自身的特色，必须强化专业方向，充分考虑与地方经济的紧密结合。与此同时，为妥善解决学生择业范围广与针对性强这对矛盾，可设以下几个专门化方向：机械制造及自动化专门化；机电一体化产品开发专门化；数控加工技术专门化：工业机器人专门化。通过设立专门化方向，可完成有针对性的就业前培训。当然，也可根据各校实际情况并结合企业对本专业的人才需求，另行设置其他专门化方向。

(二)重新构建专业课程体系

高职高专课程体系设置应从职业教育的特点着手，按职业岗位群应掌握的知识和能力来进行。要以知识应用为主线，以能力培养为核心，打破原有的学科课程体系和“三段式”课程设置体系，对课程进行优化和整合，充分考虑与中职的衔接，坚决避免重复。文化基础知识以“必需、够用”为度，专业知识则根据职业岗位群有针对性地设置专门化教学模块，建立一个宽广、针对性和实用性都很强的知识平台。在课程体系设置中，主体框架思路如下：

第一，将培养目标分解到每一教学模块单元，确定每一教学模块单元所承担的功能，应培养的知识和能力，相应的配套实践教学环节，每一教学模块单元主干课程的内容组成，每一课程要传授的知识、能力以及考核学生的方法。

第二，对各个教学模块之间相互重复与交叉的知识，应进行优化组合，加以综合化改造，强调知识间的相互联系和衔接，坚决取消重复的教学内容。综合化课程要突出综合应用知识能力的培养。

第三，理论教学与实践教学相互渗透，理论知识与实践技能考核相互结合，可采用“讲练式”现场教学和“启发式”等主动型教学方法。

第四，整个课程设置不讲求理论知识的系统性和完整性，而强调针对性和应用性。

根据上述框架思路，专业课程体系由综合化系列课程和专门化模块课程两部分构成：

1．综合化系列课程

机械制图：包含原机械制图内容，增加计算机辅助绘图(AutoCAD)内容，融入公差与配合部分，使学生将制图、尺寸标注和公差标注融为一体。

机械设计基础：包含工程力学、机械原理和机械零件、金属材料与热处理等内容。本课程主要是为了培养机械工程方面的初步知识和能力。

控制工程基础：包含电工与电子技术、电器控制PLC、液压传动与气压传动等内容，使机械中常用的电、液、气控制有机地组合在一起。本课程完成机械控制方面初步知识和能力的培养。

机械制造基础：包含金属切削机床、切削原理与刀具、机械制造工艺和机床夹具等内容，将加工工艺和工艺装备知识有机地组合在一起。本课程完成机械制造工艺与设备初步知识和基本能力培养。

传感器技术：主要包含检测各种物理量的传感器的种类、原理和应用。

计算机应用技术：主要包含计算机原理、信息处理、编程三大部分内容，以完成计算机应用方面的初步知识和能力培养。

机电一体化系统设计：主要包含机电一体化产品设计的基本方法、控制方法和策略、机电一体化系统设计实例等。本课程要做到综合性、实用性、实践性强，完成综合运用知识能力、综合实践能力培养。

2，专门化模块课程

该模块主要根据设立的几个专门化方向，同时结合本专业的发展状况、趋势以及当地对人才的需求情况，一般在毕业实习时完成。该模块的主要任务是有针对性地完成就业上岗前的培训，为就业上岗做好充分准备，必须突出实践性与综合性。

条件具备的院校在校内完成该模块。具体操作时可把学生分成若干个专门化合作组，由学生自愿选择参与哪个合作组。每个合作组完成一个子课题，各子课题可以是同一大课题下的子课题，也可以是独立设置的子课题，合作组之间可以是互相协作的关系，也可以相对独立。子课题按性质不同分以下三类：开发设计型、制造加工型和设计制造综合型。如开发设计型可结合学生的能力安排某个总成的设计，或者某个控制系统的电路制作，或者某个控制系统的程序编制等；制造加工型主要是根据已有的设计，完成零件的机加工、装配和调整工作；设计制造综合型则完成一个简单机电一体化产品或其中一部分设计与制作的全过程。为使学生较全面地掌握知识和技能，应以设计制造综合型为主。

新生入学进行专业教育时即可介绍专门化模块课程的大致情况，以便增强学生日后学习的目的性、主动性和针对性。该模块要求指导教师具有较高的专业水平和综合能力。课程开发充分结合合作组的内容，以实例、设计制作指导书的方式进行。如浙江师范大学高等技术学院设立的精雕技术专门化方向，要求学生独立编程并在数控精雕机上自行操作，最终完成一件精美的雕刻产品。由于强化了专门化方向，学生拥有社会急需的其他学校毕业生所没有的一技之长，深受企业欢迎。

师资、设备等条件尚不具备的院校可与企业合作，把专门化模块放到企业中实施，教师与企业技术人员根据企业情况一起完成模块课程开发与教学工作，这样可同时解决部分学生的就业问题。

(三)实践教学课时设置原则

实践教学课时安排要把握以下两个原则：一是“保量”原则。在课时数量上应占整个教学计划总课时的40％及以上，以充分体现职业教育特色。二是“适时”原则。根据各个教学模块单元的知识和能力要求，及时跟上教学实践环节，强调知识与能力的结合，增强实践教学的时效性和教学效果。 [参考文献]

第8篇：机电一体化相关知识范文

关键词：高职机电；工程体验；课程整合

作者简介：丁度坤（1981-），男，广东汕头人，东莞职业技术学院教师，博士，研究方向为机器人技术、光机电一体化，高职教育。

课题项目：广东高职研究会重点课题“增强高职院校工科类学生工程体验方法研究”（编号：GDGZ11Z001），主持人：丁度坤；东莞职业技术学院校级课题“PCB板微钻视觉检测方法研究”（编号：2011c13），主持人：丁度坤。

中图分类号：G712

文献标识码：A

文章编号：1001－7518（2012）18－0086－04

高职院校承担着为国家培养高技能复合型人才的重任。高职院校的毕业生，必须在掌握相关专业技能的基础上，具备相关的工程能力；必须培养相关的职业素养与严谨求实的敬业精神；必须使其在进入工作岗位之前，具备对企业工程文化的认同感。国家工程教育专业认证标准以及美国的ABET对此都有相关的文件规定[1]。

可是目前，大多数高职院校的课程设置，均是偏重于学生专业技能方面的提升，而忽略了对其工程文化、工程能力等方面的培养。学生在进入相关工作岗位之前，普遍缺乏基本的工程经验以及对工程文化的认同和了解。从某种意义上来讲，这也是造成我国企业的产品质量不稳定的根源所在。

培养工程类毕业生的工程能力，使得在进入相关设计制造岗位之前，对企业工程文化具备一定的认同感，培养其严谨朴实的敬业精神，有利于从源头上保证产品的生产质量，具有极其重要的意义。本文将以培养学生的工程能力为主线，以机电类学生为研究对象，构建工程能力与工程文化一体化教学的自动线实训课程，着力使学生获得一种类似于实际的工程体验。

一、体验感在工程类人才培养中作用

体验感的概念来源于心理学，指的是人类在与环境的交互中所获得的个人经验。概括地讲，人的知识来源有两大途径：一是通过书籍、老师传授、图片或者文字等方式间接获得；一种是通过实践直接获得。而体验感更强调的是后者，从某种意义上来讲，通过实践直接获取的知识要比通过间接手段获取的知识更为重要。这是因为环境的信息可为学习者提供丰富的背景，方便学习者协调与更新自己的知识体系；另一方面，体验过程中获得的成功和奖励也会使学习者建立起更为浓厚的兴趣和自信，激励其不断获取新的知识。

体验感教育对工程类的人才培养尤为重要，因为工程类的课程绝大部分均是实践性相当强的课程，工程科学本身也是在不断地发明与创造新事物中得到发展的。可以说，工程知识的认知过程就是从具体到抽象，再由抽象到具体的反复过程。工程师的知识体系来源于社会生产的实际。将工程体验感融入工程类课程的教学当中，有助于学生更好地理解各种基础知识和专业知识；有助于培养学生严谨朴实的敬业精神；有助于学生正确认识理论与实际、知识与能力的关系；有助于学生发现自己的优势和兴趣，为其未来的就业奠定基础。回忆我国第一批大学生的成长历程，他们绝大部分都有工厂、农村的实践经验，所以尽管他们的理论基础不如应届高中毕业生，但他们的理解与接受能力却要比应届高中毕业生强，因此这批学生在毕业后很快就成为了各个领域的骨干，在各岗位大显身手，为我国的改革开放做出了巨大的贡献。而反观目前的大学毕业生，入学后就根据学校的人才培养计划按部就班地学习一门又一门的公共基础课和专业基础课。工程经历的缺乏使得各门课程对他们而言都是独立的，无法在相关工程背景的指导下，将各门课程有机地联系起来，构筑自己的知识体系，也就更谈不上能力的形成了。不少学生，学了一个学期的课程，都还没弄清楚这门课程的用途，要一直到走上工作岗位，从事了相关的技术岗位，参加了一些实际的工程项目，才能理解在校期间所学课程的作用，这严重制约了个人未来的发展。

为培养学生的工程能力，营造一种工程体验感，国内外许多高等院校均专门开设了相关的课程。如美国哈佛的三一学院工程系就开设了“工程设计导引—移动机器人”课程，每年选课人数约2O人。课程以灭火机器人竞赛为背景，通过研制参赛的机器人，“旨在为学生提供一年的工程经验，以培养专业技能，建立专业视角，了解工程世界的社会与人文环境”[1]。麻省理工学院的航空航天工程系开设了“航空航天与设计导引”选修课。通过课堂教学、互联网教学和航天器设计项目为学生营造了“提供真实的工程体验”[1]。瑞典的林克平大学开设了名为“Engineering Project Y”的工程导引课程，学生将用一学期四分之一的学时修该课程。课程包括讲课、讨论、项目工作和项目总结报告几个部分。每年大约有140名学生选课，来自5个系的教师参与指导，构建10个不同的项目。每5个学生为一组开展工作，完成从构思、设计、实现到评价的全过程[2]。Joy Beatty等提出了一种游戏式的教学模式，针对计算机工程需求分析师的课程特点，设计相应的游戏项目，让学生在游戏中得到相关知识的工程体验[3]。René Sallier等根据测试专业学生的特点，设计了血压测试项目，使用了NI公司的LabVIEW平台，让学生自主去构建相关的软硬件，并体验血压测量，增强其工程体验[4]。国内深圳大学的费跃农等以机器人教学套件为载体，为新生开设了灭火机器人的早期工程体验课程，旨在增强学生的学习兴趣[1]。

二、机电类专业人才培养目标探索

近年来，随着我国制造业的持续发展以及国家产业政策的调整，各企业普遍出现了“招工难、用工难”的困境，生产设备的自动化是解决上述问题的最佳途径。它能有效地缓解企业“用工难”的困境，提高劳动生产率，保证产品质量的一致性，且能将人类从单调、恶劣的生产环境中解放出来，是未来制造企业的发展方向。全球知名的制造企业—富士康甚至提出了百万“机器人大军”计划，计划在未来十年内，在生产线上配置百万台机器人，用来代替人工进行生产、搬运。而以单片机技术、液压气动技术、电气控制技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等多学科交叉的机电一体化方向正好顺应了这一趋势，在近年来也得到了迅猛的发展。

现在，基本每个工科类的高职院校都开设了机电一体化专业方向，可是目前国家却没有关于机电一体化方向的专业标准出台，这使得各院校在机电一体化专业的课程设置方面，各有特色，有的偏机械方向，而有的偏重于电气方面。同时，由于缺少机电一体化的职业技能评价体系，以及机电产品本身的复杂多样性，使得机电一体化方向在人才培养方面存在很多急待解决的问题。如何明确机电人才的培养目标、加强专业建设、并以此制定相关的人才培养方案成为了摆在各院校面前的一道研究课题[5-7]。

培养目标的确定对高职院校而言是非常重要的，它直接关系到后续专业课程的设置，直接影响到学生在校期间学到知识的多少、掌握职业技能的深浅、毕业时能从事的岗位以及是否能较好地胜任相应岗位的工作等实际问题。

我院近年来非常重视对机电方向人才培养目标的修订，通过召开培养方案研讨会、到相关企业调研、毕业生信息反馈等方式，着力于制定最合理的人才培养方案。从调研的情况来看，目前，机电一体化方向毕业生的就业岗位群主要有：（1）机电一体化设备和自动生产线的运行、安装、调试和维护；（2）各种机械设备的自动化、数字化改造；（3）自动化生产车间的生产工艺设计、质量管理、生产管理等岗位；（4）新兴的岗位如机器人的维护、维修技术员等。

据此确定了我院机电一体化方向的人才培养目标为：自动化生产设备的安装、调试、操作、维护与管理。围绕此培养目标，我院将机电类的课程划分为四大模块，分别为：职业工具课模块、职业基础课模块、职业核心课程模块以及职业选修课模块，如图1所示。

三、机电类工程体验一体化实训课教学设计

为使学生获得一种更为真实的工程体验，我院从多个方面进行了探索。选取了“自动线的安装与调试”实训课作为试点，将工程文化课也融入其中，如图2所示。将其贯穿于整个实训课的开始、实施以及最终的课程评价当中，极力营造一种类似于实际生产的全过程，使得学生获得一种接近于未来实际工作岗位的工程体验，培养其团队协作能力、沟通能力以及严谨朴实的工作作风。

（一）工程文化课程的选取

工程文化是指企业在实际的生产经营活动中，逐步形成的、为全部员工所认同的、带有特色的价值观、生产作风、经营理念、企业精神、企业道德准则等各方面的总和[8-9]。它是企业全体成员在长期的生产与经营活动中日积月累而形成的，是企业的灵魂所在。优秀的工程文化是企业在激烈的市场竞争中出奇制胜的法宝，是企业实现可持续发展的软实力。从目前许多院校毕业生顶岗实习与就业情况发现，大多数毕业生并不能适应企业的要求，难以真正转变为一名合格的企业员工，适应岗位需求。而从用人单位反馈来的意见又可看出，毕业生的专业技能并不是当前用人企业看重的第一要素，企业更为重视的是员工的基本职业素质、对企业的忠诚感以及对企业工程文化的认同程度。所以，在校期间提前对学生进行企业工程文化的相关教育，培养他们对工程文化的认同感就显得非常重要。

而一个企业的工程文化，往往是各具特色的，但也有其共性所在。因此，选取了最具代表性的工程文化四大共性部分作为我院学生的工程文化培训课程，它们分别为：企业对员工的职业素养要求；6S理念（即整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全）；企业的品质理念；企业的生产管理理念（选取了丰田的看板管理方法）。将这些共性的企业文化贯穿于实训课的全过程，培养学生对工程文化的认同感。

（二）工程体验实训课的设计

为使学生获得一种类似于实际生产的工程体验，选取了“自动线的安装与调试”实训课作为实施载体，并在其中贯穿了相关的企业文化课程。我院的“自动线安装与调试”实训是作为“机电一体技术”理论课的实训课程而专门开设的，课时为84学时，共历时3周时间。要求学生在实训前必须具备电工电子基础、传感检测基础、PLC编程基础、电机原理与驱动等前期知识。

实训课选取的设备是亚龙公司的YL-335B自动化生产线实训台，如图3所示。它模拟了一条自动化生产线的下料、搬运、加工、装配、分拣的全过程。

整条生产线包括了5个工作分站（即供料站、搬运站、加工站、装配站与分拣站），各分站使用了西门子的S7-200PLC进行控制，可对其进行单独控制，也可将各PLC组合起来，进行联网控制。根据实验台特点，将实训课划分为供料站、搬运站、加工站、装配站、分拣站的拆装与调试，以及整线的安装与调试六大实训模块，每个模块均可自成一体，对学生的机械拆装、电气路连接、PLC编程、触摸屏技术等多个方面进行训练，提高其专业技能。以其中的“供料站拆装与调试”实训课为例，其具体的教学过程如表1所示。

（三）课程的实施与评价

课程的具体实施过程是先由指导老师讲授企业工程文化课，以及讲解体现企业工程文化的实训注意事项，总共为12学时。然后进入实训环节，实训环节极力模拟实际自动化生产设备的安装调试过程，采用采用小班制，每班学生数在40～50人之间，以小组形式进行实训，各组配备一台实训台，各小组的学生数为5人左右，配备2名专业教师进行指导。

对每一模块的实训，其教学实施过程是先由指导教师对实训内容做简单讲解，然后并对各组下发任务书，最后对各小组的完成情况进行评价，相关的评价标准如表2所示。

四、结束语

工程能力的匮乏是我国高职院校学生普遍存在的问题，直接影响了学生对未来的岗位适应程度，乃至企业产品的品质等方面。因此，本文以“自动线安装与调试”实训课为载体，融入了职业素养、企业6s理念、企业的品质理念以及丰田的看板管理模式等共性的工程文化课程，极力营造一种类似于实际的工程环境，进行工程体验一体化实训课教学的探索，使学生在实训的同时获得一种工程体验感。

从实施的效果看，参加过工程体验实训的同学，其对未来工作岗位的适应能力明显增强了许多，实训的效果也有了显著提高。去年我院第一次参加“自动线的安装与调试”全国技能大赛，就取得了团体三等奖的良好成绩，这也从另一侧面说明工程体验一体化教学的有效性。

参考文献：

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[2]Edward Crawley eta1.Rethinking Engineeirng Education：The CDIO Approach[M].NewYork：Springer，2007．

[3]Joy Beatty，Mike Alexander. Games-Based Requirements Engineering Training: An Initial Experience Report[C]. NewYork: IEEE press, 2008.

[4]René Sallier, Rüdiger Miβler, Andreas Schütze. VenDASys –a versatile experimentation platform for educational purposes[C].NewYork: IEEE press, 2010.

[5]林昌杰.高职机电类专业学生能力培养的探讨[J].武汉交通职业学院学报,2004,6(04).

[6]孙余一，黄玮，杨普国，等.机电一体化技术专业顶岗实习质量保障体系的建设[J].昆明冶金高等专科学校学报，2010，26（06）.

[7]谭宪云.论高职院校机电一体化专业建设[J].高教高职研究,2010(26).

第9篇：机电一体化相关知识范文

1.专业教学内容不够完善第一，教学课程的整体设置远远滞后于当前机电技术的发展：教材内容更新慢，教学内容落后，教学设备陈旧等。部分技工学校仍然在用陈旧教材进行教学，学生学不到前沿知识。而与目前技术脱节的教学内容，学生不了解它的用途和学习的好处，感觉枯燥无味，难以引起他们学习的兴趣，因此会导致课程教学陷入教师为教而教，学生为学而学的怪圈。其次，教师讲授时仅停留于课本，教学方法单一，缺乏项目教学的涉入，学生不知如何将基础知识与专业知识贯穿运用到实际工作过程中。如实践教学电力拖动中多以电路工作原理、快速准确接线为主，忽视了按图施工前元件的选择、检修及故障排除的学习，未强化学生对专业知识的综合运用能力，未按岗位群必需的能力为主线来合理设置理论教学与实践教学，直接导致学生知识面过窄，毕业后达不到用工企业对技能人才的需求。

2.机电一体化教学设备落后、匮乏部分技工学校的教学、实习设备落后，尤其缺乏具有专业特点的综合性、设计性和创新性的实验设备，仅有少数条件相对好的学校配备有车、铣、加工中心等数控机床，种类齐全的电力拖动与控制柜，PLC实训一体化等。设备不足会影响机电专业学生的技能和实践能力的提高。机电一体化教学水平要想得到提升与进步，就必须拥有优良先进的教学设施。

3.教师队伍素质有待提升技工学校机电专业的发展离不开高质量的教师队伍，“双师型”的教师队伍会进一步推动机电专业的发展，培养出更多优秀的技能人才。但是在当前的大多数技校里，教师队伍的专业素质并没有达到既定的标准。很多年轻的教师都是“高校—技校”模式，没有在用工企业工作过，没有深入市场了解过，不清楚机电一体化在实操过程中的规范、标准，专业教学经验相当缺乏。

二、技工学校机电一体化教学改革的思路与方法

1.构建合理的课程体系技工学校应构建中国式“校企双制”，从岗位的实际工作过程和岗位标准出发，与企业进行沟通交流，对企业的用人需求和近几年毕业生就业情况进行深入分析，以工作过程为导向，以工作任务或产品作为载体，重新构建出合理的机电一体化课程体系。课程的设置必须要考虑学生的知识基础，也要兼顾其可持续学习，因而课程内容从知识层面来说要以培养技术应用能力为目标，基础理论以必需、够用为度，专业教学要突出针对性和实用性。技工学校是用人企业技能操作岗位的大型人才储备单位，技工学校的发展离不开用人企业的认可和好评，因此，技工学校的教学目标和考核标准理应与企业要求一致，以企业的岗位职业能力需求为中心，以技术应用能力和岗位工作技能为支撑，明确专业领域核心能力，并围绕核心能力的培养形成专业领域课程体系，从教学设计、教学准备、教学组织、教学评价到教学改革等方方面面坚持使教学内容符合职业能力需求，同时培养方案要体现相关职业资格证书的要求，以使学生毕业时确实具备相应的上岗能力。

2.完善教学场地、设施设备教学场所、设备与设施在一定程度上决定了教学的效果。学校要保证教学的质量，就要加强教学场地一体化设施的建设。技工学校应努力建设模拟真实职业环境的“教、学、做”一体化实训室，逐渐完善集教学、培训、鉴定、生产“四位一体”的实训基地，实现理论与实践教学相结合。另外，有些学校受场地、资金等影响，无法构建完善的一体化实训室，则可以本着资源共享、互惠互利的原则，加强与工厂企业的联系，广泛建立校外实习基地，加强校企合作，以满足学生毕业前顶岗实习的需要。第一，聘请有实际企业工作经验的人才担任实习教师；第二，安排学生寒暑假到企业参观、实习，了解企业不同岗位的职业能力需求，最大限度地缩短技校生毕业后的试用期，提高竞争力。

3.通过多元的教学方法提高教学质量（1）多种教学方法和手段。机电一体化技术的相关课程具有信息量大、抽象、理论性强等特点，内容比较枯燥。因此，在教学手段方面，课程教学很有必要实现从板书、挂图、模型教学向实训室、现场教学与多媒体教学相结合教学模式的转变。以电力拖动其中一个课题“按钮和接触器双重连锁正反转”为例，传统教学中，教师用直尺在黑板画出该电路原理图需要3～5分钟，这段时间学生很容易出现走神、聊天等违纪问题。但若将该原理图采用动画演示，结合教师对该电路图设计思路的讲解，并将电动机正反转的实际工作情况进行视频播放，对教师而言，不仅能节省画图的时间，而且能在短时间内直观地将电路中各元件的作用（各知识点）讲解清楚，还能更好地掌控课堂的情况；对学生而言，其接受能力会更强，更能加强对相关知识点的理解，加强重点理论知识的内在联系。教师要从观念上进行转变，必须学会了解学生的心理特点，以学生为中心，将多媒体教学、项目教学等各种教学方法相结合，充分调动学生的各个感官，让学生感觉到学习是一件快乐的事情，从而由被动学习转为主动学习，提高教学效果。（2）增加实践教学环节，理论联系实际。实践教学环节包括实验、课程设计等。根据机电一体化课程实践性较强的特点，在教学中充分采用理论联系实际的教学方法，设计和组织综合性实践项目。比如根据西门子公司机电一体化课程特点和实际岗位的工作环境，创建西门子机电一体化实训基地，设计开发机器自动化实训室、典型工作区实训室、机电一体化实训室等项目教学方案，学习常用的PLCS7-200、S7-300、S7-1200等系列的工作原理、硬件结构与维护、软件编程、网络通讯与诊断等内容，并根据实际生产线的工作要求进行程序编写和组态，培养学生专业岗位的应用能力。（3）教师要做好示范操作。在实践教学过程中，实际操作技能训练中主要有两个问题：一是带电操作的安全注意事项；二是实际技能的规范要求。教师在教学过程中要做好引导和讲解，强调安全性问题。教师通过行为引导，辅助于教学讲解，督促学生通过互相之间的合作完成实践操作。这种教学方式可以加强学生间的探讨交流，让学生互相分享自己的学习经验，促使学生间相互学习，取长补短，共同进步。