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高職機電專業(yè)人才培養(yǎng)如何適應(yīng)機電一體化的發(fā)展
機電一體化技術(shù)是綜合應(yīng)用機械、微電子、自動控制、信息、傳感測試、接口、軟件編程等群體技術(shù)，而產(chǎn)生的一種系統(tǒng)工程技術(shù)。改革開放以來，機電一體化技術(shù)在我國得到了較快的發(fā)展，這對高職機電一體化人才培養(yǎng)規(guī)格和課程體系的改革與建設(shè)提出了新的挑戰(zhàn)。
1機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程及趨勢
1。1機電一體化技術(shù)的發(fā)展概況20世紀70年代，日本人率先將英語詞匯Mechanics（機械學）的前半部分和Electronics（電子學）的后半部分拼在一起，構(gòu)成了Mechatronics，創(chuàng)造了這個日式英語詞。它著重強調(diào)了機械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合，國內(nèi)將機電一體化與機械電子學并用。機電一體化是一門面向應(yīng)用的跨學科的邊緣科學。它使系統(tǒng)更優(yōu)化，從而產(chǎn)生功能更強、結(jié)構(gòu)更簡單、體積更小、重量更輕的新一代智能化產(chǎn)品。
�。�1）數(shù)控機床的問世，寫下了機電一體化歷史的第一頁。20世紀人類最偉大的科技成果是計算機的發(fā)明與應(yīng)用，它在機械制造裝備中的應(yīng)用是20世紀內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術(shù)進步。自從1952年美國第l臺數(shù)控銑床問世至今已經(jīng)歷了50多個年頭。數(shù)控裝備形成龐大的數(shù)控制造裝備家族，每年全世界的產(chǎn)量有10萬~20萬臺，產(chǎn)值數(shù)百億美元。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型，經(jīng)過幾十年的奮斗，使數(shù)控裝備制造市場一派繁榮。
�。�2）微電子技術(shù)為機電一體化帶來了勃勃生機。微電子技術(shù)是現(xiàn)代電子信息技術(shù)的直接基礎(chǔ)，是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)這棵老樹換新芽的動力和源泉。中科院院士王xx指出：
幾乎所有的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)只要與微電子技術(shù)結(jié)合，用集成電路芯片進行智能改造，就會使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)重新煥發(fā)青春。（3）可編程序控制器PLC、電力電子等技術(shù)的發(fā)展為機電一體化的發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。目前我國的PLC市場形成了大型PLC以歐美為主、中型PLC歐美和日本平分秋色、小型PLC則以日本為主的格局。
（4）激光等新技術(shù)把機電一體化推上新臺階。以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了物理學、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學科。光電子技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動人類科學技術(shù)的進步。
1。2機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展，而且也影響著機電一體化的發(fā)展趨勢。機電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展。
�。�1）光機電一體化方向。一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（動力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的。利用光學技術(shù)的先天優(yōu)點，就能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。
�。�2）柔性化方向。未來機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的冗余度，有較強的柔性，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成自律分配系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的自律性，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。
（3）智能化方向。今后的機電一體化產(chǎn)品全息特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展。
（4）仿生物系統(tǒng)化方向。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于靜態(tài)時不穩(wěn)定，但在動態(tài)（工作）時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時，生物便死亡，而當控制系統(tǒng)（大腦）工作時，生物就很有活力。
�。�5）微型化方向。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
機械和電子完全可以融合，機體、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型化是機電一體化的重要發(fā)展方向。
2典型機電一體化產(chǎn)品及其發(fā)展情況
2。1典型機電一體化產(chǎn)品典型機電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)（整機）與基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型機電一體化系統(tǒng)有數(shù)控機床，機器人、自動機、自動生產(chǎn)線、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、智能電梯、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD/CAM系統(tǒng)等。
2。2典型機電一體化產(chǎn)品發(fā)展趨勢本文僅以數(shù)控機床為例，目前我國是全世界機床擁有量最多的國家（近300萬臺），近10年數(shù)控機床，在以下幾個技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進步。
�。�1）高速化。由于高速加工技術(shù)普及，機床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速由3000~4000r/min提高到10000~15000r/min。
�。�2）高精度化。數(shù)控機床的定位精度已由一般的0。01~0。02mm提高到0。008mm左右；納米級機床達到0。005~0。01m；最小分辨率為1nm的數(shù)控系統(tǒng)和機床已問世。
�。�3）復(fù)合加工、新結(jié)構(gòu)機床大量出現(xiàn)。如5軸5面體復(fù)合加工機床，5軸5聯(lián)動加工各類異形零件。
（4）使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機床如虎添翼。如內(nèi)冷鉆頭由于使高壓冷卻液直接冷卻鉆頭切削刃和排除切屑，在鉆深孔時大大提高效率。
�。�5）數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理。數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機床的基本要求，而且可以提高數(shù)控機床開動率、生產(chǎn)率。
3機電一體化發(fā)展對高職人才培養(yǎng)提出的新要求
3。1目前部分高職院校對機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格的定位由于各高職院校的服務(wù)區(qū)域和學校教學傳統(tǒng)及教學資源的不同，他們的機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格各有其特殊性。被調(diào)研院校機電類專業(yè)人才規(guī)格案例：
湖南化工職業(yè)技術(shù)學院以傳統(tǒng)機械制造業(yè)為基礎(chǔ)，開發(fā)了以現(xiàn)代加工制造技術(shù)為主的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)，該專業(yè)的人才培養(yǎng)規(guī)格是：①工藝規(guī)格的編制及實施；②傳統(tǒng)機械加工的工裝設(shè)計；③數(shù)控加工程序的編制；④數(shù)控機床的操作、加工調(diào)試、維護與保養(yǎng)；⑤數(shù)控機床的安裝調(diào)試；⑥數(shù)控機床故障診斷為初步維修；3。2高職機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格新要求（1）學校與企業(yè)在人才培養(yǎng)規(guī)格上的認識差距。根據(jù)對本次調(diào)研材料對比分析，學校與企業(yè)在人才培養(yǎng)規(guī)格上認識和實踐方面有差距；①學校偏重于技術(shù)崗位，企業(yè)偏重綜合實用崗位；②學校希望學生有后勁，企業(yè)希望學生立竿見影，馬上有勁；③學校傳遞給學生的知識和培養(yǎng)的能力綜合度不夠，企業(yè)則對綜合度要求高；④學校希望按專業(yè)培養(yǎng)人才，企業(yè)希望按項目培養(yǎng)人才；⑤學校的教學內(nèi)容偏重理論，企業(yè)注重理論的實際運用。
�。�2）現(xiàn)代企業(yè)技術(shù)崗位職責的新變化根據(jù)機械、電子行業(yè)的有關(guān)調(diào)查，現(xiàn)代企業(yè)技術(shù)崗位對人才的要求同過去相比有較大變化：①工作負荷（勞動強度）要求在降低，工作責任心的要求在提高；②專項技能要求在降低，綜合理論知識要求在提高；③與物交流的能力要求在下降，與人交流的能力要求在上升；④對適應(yīng)一個崗位的技能要求在下降，對適應(yīng)多個崗位的技能要求在上升。
4機電一體化技術(shù)的發(fā)展催促著教學內(nèi)容進行改革機電一體化專業(yè)教學內(nèi)容的改革涉及到教學內(nèi)容的選擇、組織、實施等。圍繞著教學內(nèi)容而展開的工作復(fù)雜，社會對機電一體化專業(yè)性人才的需求、辦學指導思想、學校教師整體教學水平、教學設(shè)備儀器和教學場地及日常教學經(jīng)費等問題的相互制約，教學內(nèi)容的改革只能循序漸進。
本人對機電一體化技術(shù)的發(fā)展與教學內(nèi)容的不適應(yīng)問題進行討論，提供參考。
4。1機電一體化主要技術(shù)發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展的多元化對教學內(nèi)容的挑戰(zhàn)我國是一個經(jīng)濟發(fā)展極不平衡的國家，大、中型終端產(chǎn)品所構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)鏈需要實現(xiàn)生產(chǎn)成本的最優(yōu)化，所構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用水平產(chǎn)生了不同的需求。機電一體化專業(yè)的教學內(nèi)容在知識和能力框架方面必須構(gòu)建一個覆蓋面較寬，并可根據(jù)人才市場細分原則界定的多個專門化方向進行教學設(shè)計。教學設(shè)計既要反映機電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的趨勢，又要考慮不同類型企業(yè)對人才的不同需求。
4。2高職機電一體化專業(yè)課程改革如何適應(yīng)其發(fā)展機電一體化技術(shù)是多種技術(shù)交叉融合的產(chǎn)物，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展都在推動著機電一體化技術(shù)的發(fā)展。因此，機電一體化技術(shù)的發(fā)展也是日新月異的，這就導致了教學內(nèi)容與其發(fā)展不相適應(yīng)。具體表現(xiàn)在：
（1）控制技術(shù)方面。企業(yè)對控制技術(shù)方面的教學要求是能選用成熟的控制器，組成一個完整的控制系統(tǒng)，對設(shè)備進行自動控制�，F(xiàn)有的教學內(nèi)容與實際應(yīng)用存在較大的差距。教學內(nèi)容側(cè)重于系統(tǒng)講授原理，而產(chǎn)品的應(yīng)用和選用較少涉及，課程的設(shè)置之間缺乏有機聯(lián)系，教學內(nèi)容整合度不高。
�。�2）機械傳動與制造技術(shù)方面。目前教學內(nèi)容大都停留在傳統(tǒng)機械上。現(xiàn)代精密機械的新機構(gòu)、新零件已廣泛應(yīng)用，但教學內(nèi)容反映不夠，傳統(tǒng)的機械傳動技術(shù)占據(jù)主導地位。先進制造技術(shù)介紹也不夠。在計算機數(shù)控CNC、柔性制造系統(tǒng)FMS、計算機輔助設(shè)計/制造CAD/CAM、計算機集成制造系統(tǒng)CIMS、準時生產(chǎn)JIT、精益生產(chǎn)LP和敏捷制造AM等方面，亦應(yīng)讓學生有所了解。
（3）單片機和PLC技術(shù)方面。單片機和PLC技術(shù)是信息技術(shù)在工業(yè)界的具體運用。目前單片機的教學內(nèi)容仍以MCS—5l單片機為主，而現(xiàn)在實用的單片機種類繁多；PLC目前仍以介紹小型PLC的原理、編程為主，而現(xiàn)在不僅小型PLC被廣泛使用，中型、大型PLC及DCS系統(tǒng)也被廣泛地使用了。
�。�4）檢測技術(shù)與傳感器方面。各種高精度、智能化、組合化的傳感器層出不窮，但在教學內(nèi)容中反映不夠。
�。�5）機械與電氣技術(shù)綜合方面。企業(yè)的設(shè)備和所生產(chǎn)的產(chǎn)品綜合了各種技術(shù)，為保證生產(chǎn)順利進行或能勝任技術(shù)服務(wù)的要求，要求機電一體化專業(yè)畢業(yè)生能處理設(shè)備（產(chǎn)品）的基本故障問題。但目前機電設(shè)備維修方面的教學內(nèi)容，仍把機械與電氣維修截然分開，缺少綜合訓練，這顯然不利于培養(yǎng)機電復(fù)合型人才。
（6）理論聯(lián)系實際方面。高職教育的特點就是畢業(yè)生上手快，其教學內(nèi)容的針對性要求也是其教學的基本要求。
但機電一體化專業(yè)的教學內(nèi)容豐富，處理不好就容易成為知識的堆積。從調(diào)研情況來分析，重理論、輕實踐，教學內(nèi)容陳舊，實驗和實訓裝備缺乏，雙師型教師數(shù)量不足等問題不同程度困擾著機電一體化專業(yè)的教學改革。
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