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【論文摘要】:介紹了光機(jī)電一體化技術(shù)特征,研究了國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),指出了未來(lái)發(fā)展前景和一些重要技術(shù)熱點(diǎn)。
近些年來(lái),光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展,在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此,光機(jī)電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢(shì)。
1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征
光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成,相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較,光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。
1.1體積小,重量輕,適應(yīng)性強(qiáng),操作更方便
光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序,任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作,可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn),甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動(dòng)化和智能化。
1.2功能增加,精度大幅提高
光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高,運(yùn)算速度加快,通過電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作,其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差,達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí),由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少,機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化,智能化程度提高
傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序,指令等軟件內(nèi)容而無(wú)需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能,使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢(shì)向"軟件化"和"智能化"。
1.4產(chǎn)品可靠性得到提高,使用壽命增長(zhǎng)
傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分,一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差,導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重,嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,使裝置的可動(dòng)部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開關(guān)甚至無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)機(jī)械磨損。因此,裝置的壽命提高,故障率降低,從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù),衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品
光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識(shí),包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等,就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái),衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。
1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng),各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高
光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù),多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合,使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求,這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長(zhǎng)避短,提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
2.1研究現(xiàn)狀
自從我國(guó)實(shí)行改革開放以來(lái),科技領(lǐng)域急起直追,我國(guó)的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效,數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高,尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快,是我國(guó)特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品,不但適用國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要,部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國(guó)內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器(PC)和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來(lái)越多,覆蓋面也日益擴(kuò)大,從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此,我國(guó)自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備,在質(zhì)量上也有重大突破,為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
2.2發(fā)展趨勢(shì)
光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域,成為一種新興的學(xué)科,并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè),而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)越來(lái)越受到高度重視。從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來(lái)看,光機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)技術(shù)熱點(diǎn)主要包括:
(1)激光技術(shù)
1)高單色性,利用激光高單色性作精密測(cè)量時(shí),可極大地提高測(cè)量精度和量程。
2)高方向性,因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬(wàn)度的高溫,可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化,對(duì)各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。
4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制,而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性,應(yīng)用范圍更廣。
(2)傳感檢測(cè)技術(shù)
1)激光準(zhǔn)直,能夠測(cè)量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準(zhǔn)測(cè)量。
2)激光測(cè)距,其探測(cè)距離遠(yuǎn),測(cè)距精度高,抗干擾性強(qiáng),體積小,重量輕,但受天然影響大。
3)光纖探測(cè)器,在目標(biāo)很小,間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中,最常選用的是光纖探測(cè)器。
其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。
(3)激光快速成型技術(shù)
激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié),由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場(chǎng),極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。
(4)光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)
利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器,其工作原理是將光照在形狀記憶合金上,反復(fù)地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級(jí)階段,如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì),則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。
3.結(jié)語(yǔ)
技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù),產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化,便具有很高的功能水平和附加價(jià)值,將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
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首先高職高專院校教育的重點(diǎn)是以動(dòng)手能力、實(shí)踐能力、崗位職業(yè)能力為主,并且企業(yè)現(xiàn)在需要的是“到崗就能上手”的人員,而會(huì)計(jì)從業(yè)資格證必考科目會(huì)計(jì)電算化以實(shí)際操作為主,因此會(huì)計(jì)電算化要求學(xué)生在較扎實(shí)的理論知識(shí)基礎(chǔ)上熟悉軟件的操作與基本維護(hù)。同時(shí)高職高專院校的學(xué)生普遍對(duì)于純理論課程學(xué)習(xí)興趣不高,適合動(dòng)手操作,所以在會(huì)計(jì)電算化的教學(xué)中實(shí)施“教學(xué)做”一體化有其必要性。既有助于學(xué)生取得會(huì)計(jì)從業(yè)資格證,又有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,由被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變,提高學(xué)生的實(shí)踐能力和崗位職業(yè)能力,增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用水平,實(shí)現(xiàn)與企業(yè)工作無(wú)縫對(duì)接,符合社會(huì)對(duì)人才的需求。
2會(huì)計(jì)電算化“教學(xué)做”一體化模式探索
會(huì)計(jì)電算化“教學(xué)做”一體化中依據(jù)會(huì)計(jì)實(shí)際工作崗位典型工作任務(wù),結(jié)合財(cái)務(wù)軟件自身系統(tǒng),多采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,對(duì)所學(xué)內(nèi)容多采用項(xiàng)目模塊化教學(xué)。在實(shí)際教學(xué)過程中,以企業(yè)真實(shí)業(yè)務(wù)為載體,設(shè)置教學(xué)情境,提出任務(wù)要求,老師講解同時(shí)學(xué)生分角色進(jìn)行操作。最后進(jìn)行綜合模擬實(shí)訓(xùn)練習(xí),這樣更易被學(xué)生接受,能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,提高課堂教學(xué)效果。
3會(huì)計(jì)電算化“教學(xué)做”一體化的實(shí)施
3.1建立一體化的教學(xué)環(huán)境實(shí)施會(huì)計(jì)電算化一體化教學(xué)需要相應(yīng)的硬件和軟件,這需要學(xué)校在資金上給予支持,需要配備電算化多媒體機(jī)房,保證學(xué)生人手一臺(tái)電腦,每臺(tái)電腦上裝上相應(yīng)的會(huì)計(jì)核算軟件,同時(shí)配備多媒體投影儀、音響、話筒,方便教師演示操作,同時(shí)學(xué)生跟著做。要有專人負(fù)責(zé),定期清理維護(hù)電腦,保障課堂使用。
3.2建設(shè)一體化教學(xué)的師資要實(shí)現(xiàn)“教學(xué)做”一體化的軟條件是培養(yǎng)或擁有合格的雙師型教師。會(huì)計(jì)電算化的教學(xué)是以學(xué)生為主,教師為主導(dǎo),教師是學(xué)生的領(lǐng)路人,給學(xué)生提供咨詢幫助,教師的素質(zhì)能力高低直接影響到教學(xué)質(zhì)量的高低。雙師型教師不單單有雙證就可以,同時(shí)要具有較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)和業(yè)務(wù)實(shí)踐能力,不僅能講授理論知識(shí),也能指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐操作。因此需要學(xué)校加強(qiáng)師資的培訓(xùn),可以利用校企合作,讓會(huì)計(jì)專業(yè)老師定期到企業(yè)參加實(shí)踐活動(dòng);或是聘用既有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)又有豐富的理論知識(shí)的企業(yè)會(huì)計(jì)工作人員兼職會(huì)計(jì)電算化實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師。
3.3改進(jìn)課堂教學(xué)組織“教學(xué)做”一體化教學(xué)模式使學(xué)生由被動(dòng)地接受知識(shí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)、手腦并用轉(zhuǎn)變,為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力,需要改進(jìn)課堂教學(xué)模式??梢詫嗉?jí)同學(xué)進(jìn)行小組分配,每組有一個(gè)或幾個(gè)專業(yè)知識(shí)扎實(shí)動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生,實(shí)現(xiàn)小組成員相互幫助,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,以“先進(jìn)”帶動(dòng)“后進(jìn)”,不讓一個(gè)學(xué)生掉隊(duì)。在教學(xué)過程中實(shí)行模塊化教學(xué),分崗分角色實(shí)訓(xùn),使學(xué)生對(duì)會(huì)計(jì)工作有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí),熟悉并能處理各個(gè)崗位之間的關(guān)系。對(duì)于進(jìn)度較慢的學(xué)生,課余時(shí)間機(jī)房可以免費(fèi)開放,供大家學(xué)習(xí)。鼓勵(lì)學(xué)生參加會(huì)計(jì)電算化類技能大賽和考證,比如會(huì)計(jì)信息化技能大賽,達(dá)到以賽促學(xué),以賽促教的目的,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和應(yīng)變能力,提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。
3.4改革考核評(píng)價(jià)體系會(huì)計(jì)電算化是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,培養(yǎng)的是學(xué)生的上機(jī)操作能力,考核應(yīng)采用過程考核與目標(biāo)考核相結(jié)合的方式。過程考核注重平時(shí)教學(xué)任務(wù)完成情況和學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況,促進(jìn)知識(shí)和技能在平時(shí)的積累,檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度和對(duì)會(huì)計(jì)電算化軟件操作規(guī)范和熟練度。目標(biāo)考核,即結(jié)果性考核,采用閉卷與上機(jī)模擬賬套考試相結(jié)合的方式,但是以上機(jī)考試為主,兼顧學(xué)生理論知識(shí)儲(chǔ)備與實(shí)踐操作能力。
1.1工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)在一定程度上可替代人的勞動(dòng),對(duì)于高輻射、高噪聲污染、高濃度有害氣體的工作場(chǎng)合來(lái)說,工業(yè)機(jī)器人是一個(gè)理想的選擇。工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段,第一代工業(yè)機(jī)器人智能化程度較低,只能通過預(yù)設(shè)的程序進(jìn)行簡(jiǎn)單的重復(fù)動(dòng)作,無(wú)法應(yīng)對(duì)多變的工作環(huán)境和工作崗位。隨著科技的發(fā)展,在第一代機(jī)器人的基礎(chǔ)上通過各種傳感器的應(yīng)用使其可通過對(duì)環(huán)境信息的獲取、分析、處理并反饋給動(dòng)作單元,從而進(jìn)行一些適應(yīng)性的工作,這種機(jī)器人雖然智能化程度較低,但已經(jīng)在一些特定的領(lǐng)域得以成功應(yīng)用。在機(jī)電一體化技術(shù)相對(duì)成熟的今天,第三代機(jī)器人的智能化水平已經(jīng)得到了較大的提升,其可以通過強(qiáng)大的傳感原件收集信息數(shù)據(jù),并根據(jù)實(shí)際情況作出類似于人腦的判斷,因此可以在多種環(huán)境下進(jìn)行獨(dú)立作業(yè),但成本較高,在一定程度上限制了實(shí)際應(yīng)用。
1.2分布式控制系統(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)是相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的,是通過一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)對(duì)負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控的多臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制和指揮,由于其強(qiáng)大的功能和安全性,使其成為當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主流技術(shù)。根據(jù)實(shí)際情況分布式控制系統(tǒng)的層級(jí)可分為兩級(jí)、三級(jí)或更多級(jí),通過中央計(jì)算機(jī)完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理和操作控制等,同時(shí),隨著測(cè)控技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新,分布式控制系統(tǒng)還可以對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度、在線最優(yōu)化、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理等功能,成為一種集測(cè)、控、管于一體的綜合系統(tǒng),具有功能豐富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于維護(hù)和可擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn),因此使系統(tǒng)的可靠性大幅提高。
2機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
2.1人工智能化。人工智能就是使工業(yè)機(jī)器人或數(shù)控機(jī)床模擬人腦的智力,使其在生產(chǎn)過程中具備一定的推理判斷、邏輯思維和自主決策的能力,可大幅提升工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度,甚至實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人值守,對(duì)于降低人力成本,提高加工精度和工作效率具有十分重要的意義。目前,人工智能已經(jīng)不只是停留在概念上,因此可預(yù)見機(jī)電一體化技術(shù)將向著人工智能化的方向發(fā)展。雖然以當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)水平不可能使機(jī)器人或數(shù)控機(jī)床完全具備人類的思維模式和智力特點(diǎn),但在工業(yè)生產(chǎn)中,使這些機(jī)電一體化設(shè)備具備部分人類的職能是完全可以通過先進(jìn)的技術(shù)達(dá)到的。
2.2網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給機(jī)電一體化設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制提供了便利條件,因此,將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)合起來(lái)將是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。在生產(chǎn)過程中,操作人員需要在車間內(nèi)來(lái)回走動(dòng),對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行掌握,并對(duì)機(jī)床的操作面板進(jìn)行操作,通過在機(jī)電一體化設(shè)備與控制終端之間建立通信協(xié)議,并通過光纖等介質(zhì)實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳遞,即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和操作,降低工人的勞動(dòng)量,并且各種控制系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn),理論上來(lái)說都是建立在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上的。
2.3環(huán)?;?。在人類社會(huì)發(fā)展的最近幾十年里,雖然經(jīng)濟(jì)得到了迅猛的發(fā)展,人們生活水平得到了顯著的提高,然而以犧牲資源和環(huán)境為代價(jià)的發(fā)展模式使得人類賴以生存的環(huán)境遭到嚴(yán)重的污染,因此,在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提出的今天,發(fā)展任何技術(shù)都應(yīng)當(dāng)以對(duì)環(huán)境友好作為前提,否則就是沒有前途的,故環(huán)?;菣C(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在機(jī)電一體化應(yīng)用過程中,通過對(duì)資源的高效利用,并在制造過程中做到達(dá)標(biāo)排放甚至零排放,產(chǎn)品在使用過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境不造成影響,即便報(bào)廢后也可對(duì)其進(jìn)行有效回收利用,這就是機(jī)電一體化技術(shù)環(huán)?;木唧w表現(xiàn)形式,符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
2.4模塊化。由于機(jī)電一體化裝置的制造商較多,為降低系統(tǒng)升級(jí)改造的成本,并為維修提供便利,模塊化將是一個(gè)非常有前途的研究方向。通過對(duì)功能單元進(jìn)行模塊化改造,可在需要增加或改變功能時(shí)直接將對(duì)應(yīng)的功能模塊進(jìn)行組裝或更換,即便出現(xiàn)故障,只需將損害的模塊進(jìn)行更換即可,工作效率極高,通用性的增強(qiáng)為企業(yè)節(jié)約了大量的成本。
2.5自帶能源化。機(jī)電一體化對(duì)電力的要求較高,如果沒有充足的電能供應(yīng)就會(huì)影響生產(chǎn)效率,甚至由于停電造成數(shù)據(jù)的丟失等,因此通過設(shè)備自帶動(dòng)力能源系統(tǒng)可始終保持充足的電力供應(yīng),使系統(tǒng)運(yùn)行更流暢。
3結(jié)語(yǔ)
1帶式輸送機(jī)
帶式輸送機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成部分,在采煤中發(fā)揮著重要作用,能夠?qū)⒉珊玫拿禾繌木螺斔偷降孛妫瑯O大的提高了開采效率。我國(guó)在煤炭機(jī)電一體化應(yīng)用過程中,經(jīng)歷了一段摸索階段,開始采用多帶式輸送機(jī),這種機(jī)器運(yùn)輸容量小、輸送距離較短,在運(yùn)行中容易出現(xiàn)故障,并且穩(wěn)定性也不高,所以,在使用過程中,并沒有發(fā)揮重大效用。之后,我國(guó)一些科研機(jī)構(gòu)專門分析了這種輸送機(jī)的缺點(diǎn),并全面考察了礦井內(nèi)部的作業(yè)環(huán)境,對(duì)其做了全面改動(dòng),增加了一些軟啟動(dòng)及制動(dòng)裝置,有效克服了使用中不足,提高了運(yùn)作效率。目前,經(jīng)過改造后的傳送機(jī)已經(jīng)被廣泛采用在各大型煤礦中,不僅提高了開采效率,而且提高了施工安全性。
2采煤機(jī)
機(jī)電一體化技術(shù)也應(yīng)用在采煤機(jī)上,使其牽引方式得到優(yōu)化,不僅提高了機(jī)器的使用期限,而且提高了其安全性能。通過采用機(jī)電一體化技術(shù),采煤機(jī)由傳統(tǒng)的液壓式牽引方式,轉(zhuǎn)化為電動(dòng)式牽引方式,有效提高了開采效率,同時(shí)也提高了煤炭開采量。采煤機(jī)經(jīng)過機(jī)電一體化改造,有效降低了采煤過程中機(jī)器受到的阻力,并且能夠和其它裝置配合運(yùn)作,不僅提高了資源利用效率,而且避免了資源浪費(fèi)。此外,采用機(jī)電一體化技術(shù)之后,能夠使采煤機(jī)在坡度較大的情況下,通過采用防滑裝置,實(shí)現(xiàn)煤炭開采,從而擴(kuò)展了其使用范圍,也提升了其荷載能力。在煤炭開采中,零件損耗一直是影響開采效率的主要因素,使用液壓牽引方式,會(huì)使采煤機(jī)在運(yùn)作過程中受到嚴(yán)重磨損,并且運(yùn)作速度越大,磨損越嚴(yán)重;當(dāng)零件磨損到機(jī)器無(wú)法運(yùn)作時(shí),便需要更換零件,才能保持機(jī)器正常運(yùn)作。這不僅加大了開采成本,而且浪費(fèi)了時(shí)間,不僅不利于開采效率,也不利于開采質(zhì)量。而采用了電動(dòng)牽引方式之后,有效避免了上述情況,極大的提高了開采效率,節(jié)省了開采成本。
3提升機(jī)
目前,在煤礦開采中,提升機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用最成功的一個(gè),已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化及數(shù)字化控制。內(nèi)裝式提升機(jī)便是眾最典型的代表,在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用方面,它將驅(qū)動(dòng)裝置和滾筒裝置有機(jī)的結(jié)合自一起,不僅提高了運(yùn)作效率,而且簡(jiǎn)化了操作步驟。提升機(jī)采用了機(jī)電一體化技術(shù)之后,能夠?qū)ψ陨磉\(yùn)行狀況自動(dòng)檢測(cè),并定期對(duì)運(yùn)行情況進(jìn)行分析,以發(fā)現(xiàn)一些異常現(xiàn)象;這種自動(dòng)檢測(cè)方式,不僅為維修提供故障來(lái)源,而且提高了機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定性及安全性,同時(shí)還節(jié)省了維修成本,對(duì)于煤炭生產(chǎn)具有重要意義。此外,提升機(jī)采用機(jī)電一體化技術(shù)之后,有效簡(jiǎn)化了操作設(shè)備,提高了兼容性能,使得運(yùn)行更加安全,提升速度更加穩(wěn)定,也更加安全,從而有效提高了可操作性。另外,提升機(jī)采用全數(shù)字型操作之后,將計(jì)算機(jī)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái),使得檢測(cè)系統(tǒng)更加完善,已經(jīng)被許多大型煤炭開采企業(yè)所采用。
4電控液壓支架
我國(guó)電控液壓支架在煤炭開采中使用時(shí)間不是很長(zhǎng),所以在使用時(shí),常出現(xiàn)一些問題,嚴(yán)重影響了開采效率。如許多煤礦中使用的電控液壓支架,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,功能有限,并沒有較廣的使用范圍。因此,應(yīng)將支架技術(shù)和計(jì)算機(jī)有效結(jié)合在一起,使得支架和頂板之間的距離控制在合理范圍之內(nèi),以減少零部件之間相互摩擦,進(jìn)而提高支架使用壽命。
二、結(jié)語(yǔ)
1機(jī)電接口在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用
首先,機(jī)電接口被應(yīng)用在機(jī)電一體化系統(tǒng)中能夠作為模擬信號(hào)的輸入接口而存在,通常在機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行過程中,對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)的傳遞是由傳感器或者變送器負(fù)責(zé),而接收并且模擬機(jī)械系統(tǒng)的輸出信號(hào)的則是機(jī)電接口。其原因是由于運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào)多為模擬的電壓或者電流信號(hào),而電子系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)無(wú)法做到有效的識(shí)別和控制,只有通過機(jī)電接口對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行接收以及模擬,才能通過電子系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行有效的分辨,達(dá)到將機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)兩者有效結(jié)合形成一個(gè)整體的目的。其次,機(jī)電接口被應(yīng)用在機(jī)電一體化系統(tǒng)中能夠作為模擬信號(hào)的輸出接口而存在,在機(jī)電一體化系統(tǒng)的正常運(yùn)行過程中,不僅電子系統(tǒng)對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的輸出信號(hào)無(wú)法有效的識(shí)別和控制,機(jī)械系統(tǒng)對(duì)于直接由電子系統(tǒng)的輸出信號(hào)也無(wú)法做到有效的識(shí)別和控制,智能有機(jī)電接口來(lái)實(shí)現(xiàn)兩者之間的有效連接,機(jī)電接口能夠?qū)τ?jì)算機(jī)的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械系統(tǒng)能夠識(shí)別的模擬電壓信號(hào)或者模擬電流信號(hào),幫助電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的智能化和信息化控制,完成機(jī)電一體化系統(tǒng)正常運(yùn)行的目的。最后,機(jī)電接口能夠作為機(jī)電一體化系統(tǒng)中的開關(guān)信號(hào)通道接口而存在。在機(jī)電一體化系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,不僅要對(duì)機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)連接做好接口設(shè)置工作,還有許多需要需要處理的開關(guān)閉合和斷開信號(hào)、指示燈的顯示與熄滅信號(hào)、繼電器和接觸器的吸合與釋放信號(hào)等等需要處理,這些信號(hào)的模擬、輸入以及輸出同樣需要用到機(jī)電接口。因此機(jī)電接口也能夠作為保證機(jī)電一體化系統(tǒng)中的開關(guān)信號(hào)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的開關(guān)信號(hào)通道接口而存在。
2人機(jī)接口在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用
人機(jī)接口在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用主要是負(fù)責(zé)將技術(shù)人員的指令翻譯成相關(guān)的信號(hào)輸送到機(jī)電系統(tǒng)中,進(jìn)行控制指令與動(dòng)作指令之間的信息交換,保證機(jī)電一體化系統(tǒng)能夠在工作人員的控制和管理下正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此人機(jī)接口在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用主要是作為拔盤輸入接口、鍵盤輸入接口以及鍵盤輸出接口而存在。其中撥盤輸入接口的功能主要是負(fù)責(zé)機(jī)電一體化系統(tǒng)中系統(tǒng)參數(shù)的修正與控制作用,能夠幫助工作人員對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的諸多參數(shù)信息完成相關(guān)的調(diào)整工作,而鍵盤輸入接口則是作為向電子技系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)鍵盤輸入和輸出接口而存在,其能夠幫助電子系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)與鍵盤之間的有效連接,其中電子系統(tǒng)的鍵盤又可以分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤,兩者分別具有不同的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),然而總體都能夠滿足電子系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的諸多功能上的要求。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化,畢業(yè)設(shè)計(jì),措施
Abstract:Thegraduationdesignisanteachingcontentinauniversity,andisalsoankeycontenttoimprovethestudentoverallqualityandtheinnovationability.Thecontentisnotonlyaessentialpracticetrainingindependently,butalsoanimportantsynthesisreorganizationaboutknowledgeintheschool.Thepaperintroduceimprovemeasureaboutteachingqualityfromtheselectedtopic,decidedtopic,Instructionofgraduationdesignandgraduationreply.
keyword:mechanicalandelectronicintegration,Graduationdesign,Measures
1引言
畢業(yè)設(shè)計(jì)是高校機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)中的一個(gè)必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生在畢業(yè)前接受的一次綜合性實(shí)踐訓(xùn)練,是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整理和系統(tǒng)的必要環(huán)節(jié)。它是學(xué)生接受設(shè)計(jì)任務(wù),在教師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行工程實(shí)踐,獲得基本訓(xùn)練并取得成果的過程,它是評(píng)估畢業(yè)生學(xué)業(yè)成績(jī)的一個(gè)重要方式,也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵一環(huán)[1]。結(jié)合我校教學(xué)工作的實(shí)際情況,我主要從選題、開題環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo),論文答辯等方面,提出了改進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的措施。
2立足實(shí)際,科學(xué)選題
選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的龍頭,選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素,精心挑選畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,是搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一步。結(jié)合我校實(shí)際情況,我認(rèn)為當(dāng)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(duì)學(xué)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?jī)r(jià)值,但學(xué)生由于怕難或者因就業(yè)等原因而不愿選;4、有的選題雖然取自實(shí)際生產(chǎn),但學(xué)生并不能完全弄明白生產(chǎn)實(shí)際的具體情況,設(shè)計(jì)就有脫離實(shí)際的情況出現(xiàn);5、有的選題雖然很好,但是學(xué)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(shè)計(jì)變相的成了一種具體的形式,另外,不同指導(dǎo)教師之間和不同的學(xué)生之間設(shè)計(jì)題目在難度和份量上也存在一定差異。
針對(duì)以上問題,可以從三個(gè)方面綜合考慮選題。
(1)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(xué)生之間互相抄襲、引用,讓他們能夠真正從設(shè)計(jì)的角度去思考問題,達(dá)到鍛煉和學(xué)習(xí)解決實(shí)際問題的能力,達(dá)到這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施的意義。
(2)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要盡可能聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際和工程應(yīng)用的研究。這樣有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,由于是真做實(shí)干,他們就會(huì)主動(dòng)去了解、熟悉有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況,積極主動(dòng)的去分析實(shí)際問題,找到解決問題的方法和途徑,使學(xué)生的綜合能力得到提高。因此,我們?cè)跒?004級(jí)機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生選題時(shí),選擇了“20Kg鋁錠自動(dòng)裝箱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”,“擦黑板機(jī)械人的設(shè)計(jì)”,“簡(jiǎn)易倪紅燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”,“十層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”,“電子搶答器的設(shè)計(jì)”等新穎的又結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際的設(shè)計(jì)題目,這些題目不僅能夠反映當(dāng)代科技發(fā)展水平,而且能夠讓學(xué)生能進(jìn)一步了解、把握國(guó)內(nèi)外在機(jī)電一體化領(lǐng)域的一些最新成果和發(fā)展動(dòng)態(tài),使學(xué)生能夠積極主動(dòng)的參與到實(shí)際課題的研究中來(lái)。
(3)要考慮完成課題的客觀條件。學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi)、教學(xué)試驗(yàn)條件都有限,不是任何來(lái)自科研實(shí)際的課題都可用做畢業(yè)設(shè)計(jì),必須根據(jù)客觀條件來(lái)選擇設(shè)計(jì)題目,這些條件主要包括:可查資料庫(kù)源,試驗(yàn)設(shè)施和足夠的經(jīng)費(fèi)等,因此我們?cè)谶x題時(shí),一般選用能為學(xué)生提供可用的儀器設(shè)備,試驗(yàn)場(chǎng)地等條件的科研課題,這樣可以為學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)提供可以直接操作,鍛煉自己的動(dòng)手能力的機(jī)會(huì)。
(4)要有適當(dāng)?shù)碾y度和深度。舉例說我們選擇“擦黑板機(jī)械人的設(shè)計(jì)”課題時(shí),考慮到該課題涉及了機(jī)械原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)電、模電、單片機(jī)、微機(jī)原理、匯編等多個(gè)領(lǐng)域,涉及的知識(shí)面較廣,設(shè)計(jì)工作量較大,有一定的深度,學(xué)生可以通過綜合應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí),在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)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(xué)生在有限的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作時(shí)間內(nèi),經(jīng)過努力能完成任務(wù)或做出階段性結(jié)果,我們安排了兩個(gè)同學(xué)參加,在掌握總體設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上,分別進(jìn)行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等不同部分的的設(shè)計(jì)工作,讓每一位同學(xué)都各有側(cè)重點(diǎn)地進(jìn)行研究,經(jīng)過兩位同學(xué)的分工合作,最終完成了整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)任務(wù),效果良好。
3加強(qiáng)教學(xué)督導(dǎo),落實(shí)開題環(huán)節(jié)
為了提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量,我們借鑒了研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法,在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)中加入開題環(huán)節(jié),其目的是:1、通過開題環(huán)節(jié)可以盡早發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是否滿足專業(yè)要求,學(xué)生能夠完成的可能性有多大,能否涵概所學(xué)專業(yè)的所有知識(shí)等基本問題。2、通過落實(shí)開題環(huán)節(jié),還可以強(qiáng)化學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料,廣泛獲取信息的能力,培養(yǎng)學(xué)生提出問題、擬定實(shí)驗(yàn)研究方案和設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)與測(cè)試,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析,撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、畢業(yè)論文的能力,同時(shí)也是對(duì)學(xué)生的書面表達(dá)和口頭表述的能力的培養(yǎng),是落實(shí)和加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的有效手段。具體的實(shí)施辦法是:
(1)明確落實(shí)開題環(huán)節(jié)的必要性。開題的意義在于完善論文設(shè)計(jì)方案,使論文設(shè)計(jì)方案更加系統(tǒng)化。學(xué)生通過收集設(shè)計(jì)資料的相關(guān)信息,聽取各方意見,可以明確自己的設(shè)計(jì)思路,堅(jiān)定設(shè)計(jì)者的信心。一般說來(lái),將思考的東西正式地講出來(lái)和寫出來(lái),會(huì)比原來(lái)所思考的更有升華的意味,因?yàn)閺摹八肌钡健罢f”和“寫”,其間加入了邏輯的創(chuàng)造過程。因?yàn)樵谧珜戦_題報(bào)告時(shí),就要求學(xué)生能夠弄清楚設(shè)計(jì)題目的來(lái)龍去脈,從而使學(xué)生明確畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的目的和要求,讓他們對(duì)題目有更深刻理解與認(rèn)識(shí),會(huì)使原來(lái)的設(shè)計(jì)思路更加完善和系統(tǒng),令他們對(duì)自己的工作做到“胸有成竹”,減少盲目性,避免出現(xiàn)不知從何處入手的尷尬局面。(2)開題環(huán)節(jié)的組織和實(shí)施。我們要求學(xué)生在開題會(huì)之前,,要按規(guī)范書寫開題報(bào)告。在開題的時(shí)候,學(xué)生須持經(jīng)指導(dǎo)老師簽字同意的開題報(bào)告書、任務(wù)書及其它相關(guān)資料上臺(tái)匯報(bào)。主要匯報(bào)選題的目標(biāo)和意義、擬采取的技術(shù)路線和方法、工作基礎(chǔ)、預(yù)期成果和工作計(jì)劃等要求的內(nèi)容,要求學(xué)生自述10分鐘,然后評(píng)審小組根據(jù)學(xué)生的自述和開題報(bào)告書及其它文本內(nèi)容,對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是否達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求和完成論文設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行考核,并對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)廣度、深度、貼切度、重點(diǎn)和難點(diǎn)等提出具體的修改意見。
4采取有效措施,加強(qiáng)過程指導(dǎo)
為了提高我們機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量,我們探索出了一條適用于畢業(yè)設(shè)計(jì)的全環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的方法。具體的措施是:1、設(shè)定學(xué)生的設(shè)計(jì)出勤表,要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)簽到,這樣做的目的是可以很好的掌握學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度,督促和指導(dǎo)學(xué)生按時(shí)完成設(shè)計(jì)。2、成立設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組,小組成員盡可能包含所有專業(yè)特長(zhǎng)的教師。小組內(nèi)的每一位老師都可以對(duì)小組內(nèi)的學(xué)生進(jìn)行自己專長(zhǎng)方面的專業(yè)指導(dǎo),這樣可以提高指導(dǎo)設(shè)計(jì)者的綜合能力,使畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容準(zhǔn)確專業(yè)。3、開展設(shè)計(jì)小組例會(huì)制度,即每個(gè)設(shè)計(jì)小組每周開一次例會(huì),主要工作是:要求學(xué)生把一周設(shè)計(jì)的心得體會(huì)在例會(huì)上發(fā)言,匯報(bào)設(shè)計(jì)進(jìn)度,并提出設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的新問題。這樣做一方面可以跟蹤學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,并能及時(shí)糾正;另一方面,可以促進(jìn)教師之間相互交流學(xué)習(xí),使教師教學(xué)水平共同提高。通過對(duì)我校畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的綜合考核,這種工作方式完全實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程的檢測(cè),保證了教學(xué)質(zhì)量。
5嚴(yán)格考評(píng),保證答辯的質(zhì)量
答辯是畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的最后一個(gè)環(huán)節(jié),是全面檢查和評(píng)估畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要手段。嚴(yán)格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng),促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì)。我校的具體情況是:根據(jù)不同的專業(yè)成立若干答辯分委會(huì),分委會(huì)下轄若干個(gè)答辯小組。分委會(huì)主任和答辯小組組長(zhǎng)均由副高職稱以上教師擔(dān)任。為了加強(qiáng)教學(xué)督導(dǎo)作用,我校專門設(shè)立教學(xué)督導(dǎo)組,成員都是離退休的老教授,在答辯期間分別派到各個(gè)小組指導(dǎo)答辯工作。
畢業(yè)答辯前首先是對(duì)學(xué)生的畢業(yè)論文進(jìn)行盲審,要求由除指導(dǎo)教師外的答辯小組2名以上教師認(rèn)真審查評(píng)閱,寫出評(píng)閱意見與評(píng)分,盲審不通過的不準(zhǔn)予參加畢業(yè)答辯,以此來(lái)審查學(xué)生的答辯資格。通過的同學(xué)要準(zhǔn)備答辯的ppt,把畢業(yè)論文的結(jié)構(gòu)、主要完成部分及設(shè)計(jì)的結(jié)果等內(nèi)容準(zhǔn)備出來(lái)。答辯時(shí),要求每位同學(xué)的答辯自述時(shí)間應(yīng)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(duì)學(xué)生所提的問題進(jìn)行記錄,對(duì)答辯情況進(jìn)行匯總。答辯完成后,要求所有答辯小組的成員對(duì)各個(gè)學(xué)生的答辯情況進(jìn)行決議,給出畢業(yè)答辯成績(jī)。畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定必須堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格要求。“優(yōu)秀”的比例應(yīng)嚴(yán)格控制在本專業(yè)參加答辯總?cè)藬?shù)的15%以內(nèi),優(yōu)良比例應(yīng)嚴(yán)格控制在60%以內(nèi)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量,除了本身的學(xué)術(shù)水平、應(yīng)用價(jià)值另外,還應(yīng)考察學(xué)生解決實(shí)際問題的能力、對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力、在工作中查閱處理信息和應(yīng)用各種工具的能力、撰寫科研報(bào)告和表達(dá)交流的能力以及在工作中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)擬評(píng)“優(yōu)秀”的學(xué)生,要求參加各系答辯分委會(huì)組織的集中答辯。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)平時(shí)不認(rèn)真、小組答辯成績(jī)較差的學(xué)生,由相關(guān)分委會(huì)組織復(fù)答辯后視情況決定是否給予通過。答辯委員會(huì)要辦事公正,治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)不到教學(xué)要求的,決不姑息。
6結(jié)論
要想搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)工作,關(guān)鍵的是要做到“五個(gè)到位”,即認(rèn)識(shí)到位、經(jīng)費(fèi)投入到位、指導(dǎo)教師到位、學(xué)生到位和管理工作到位。另外,,消除學(xué)生畢業(yè)前的各種干擾,專心做好畢業(yè)設(shè)計(jì),是本階段學(xué)生思想政治工作的重點(diǎn)。嚴(yán)格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng),促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì)。正確認(rèn)識(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性將有利于保障和提高教學(xué)質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)為社會(huì)輸入合格人才的要求。
機(jī)電一體化技術(shù)科學(xué)技術(shù)是現(xiàn)代工作不斷發(fā)展的一種新興產(chǎn)物,它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及傳感技術(shù)等數(shù)種不同科學(xué)技術(shù)的有效融合,是保證現(xiàn)代工業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要推動(dòng)力。當(dāng)前,在基于機(jī)電一體化技術(shù)之上而研發(fā)構(gòu)建而成的機(jī)電一體化系統(tǒng),就是在機(jī)電一體化原理的指導(dǎo)下,將不同的機(jī)械和電子設(shè)備有效的組合在一起,形成一個(gè)由電子控制機(jī)械,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化運(yùn)行的電子機(jī)械系統(tǒng)。而且,這種系統(tǒng)目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在煤礦企業(yè)的機(jī)械中,實(shí)現(xiàn)了煤礦企業(yè)采煤、轉(zhuǎn)載以及運(yùn)輸作業(yè)工作效率的綜合提高,為提升煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率,推動(dòng)煤礦企業(yè)更好更快發(fā)展做出了極大貢獻(xiàn)。
二、煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化的特點(diǎn)
1、實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化在煤礦機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化可以實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化,全面提高煤礦機(jī)械的運(yùn)行效率,提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率。首先,應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控的智能化。比如,在機(jī)械運(yùn)行過程中,系統(tǒng)可以對(duì)電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)等的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行智能監(jiān)控,一旦發(fā)生運(yùn)行故障,系統(tǒng)能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并快速確定故障發(fā)生位置,發(fā)出警示提示工作人員。其次,應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)行自動(dòng)化,提升煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率。比如,應(yīng)用機(jī)電一體化對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行控制,就可以實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行,提升采煤機(jī)的采煤速度,提升企業(yè)生產(chǎn)效率。
2、降低管理成本,減輕工作人員的工作負(fù)擔(dān)在煤礦機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)行的自動(dòng)化和智能化,如此一來(lái),煤礦企業(yè)就可以大大縮減機(jī)械運(yùn)行管理工作人員,降低煤礦企業(yè)機(jī)械管理成本。除此之外,可以大大降低工作人員的工作負(fù)擔(dān),在機(jī)械運(yùn)行管理工作中,管理人員不必再親力親為,每樣工作都需要親自進(jìn)行管理方能夠解決問題,保證工作效率,工作人員可以直接通過計(jì)算機(jī)控制程序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械管理的遠(yuǎn)程控制,甚至是無(wú)人智能化控制。并且,應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)行的自動(dòng)化和智能化,還能夠減少工作人員操作失誤的出現(xiàn),在傳統(tǒng)的機(jī)械管理工作中,一旦管理人員經(jīng)驗(yàn)不足或者是專業(yè)技術(shù)水平有限,在管理工作中就經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)工作失誤甚至是工作錯(cuò)誤問題,保證不了煤礦企業(yè)機(jī)械的正常運(yùn)行,影響煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率。而應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù),則可以有效避免該問題的出現(xiàn)。
三、煤礦機(jī)械中的機(jī)電一體化分析
1、提高安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦企業(yè)生產(chǎn)工作體系組成中最重要的一個(gè)王淑文通化礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司134300環(huán)節(jié)。在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過程中,安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)能否穩(wěn)定、高效運(yùn)行不僅關(guān)系到企業(yè)生效效率的高低,還直接關(guān)系到包括企業(yè)機(jī)械運(yùn)行安全以及工人施工安全等在內(nèi)的企業(yè)生產(chǎn)的安全性。因此,在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中,一定要對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)引起足夠重視,提升安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率,保證煤礦企業(yè)生產(chǎn)的安全性。我國(guó)在煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展時(shí)間比較短,所以技術(shù)上還存在一定缺陷。目前,機(jī)電一體化在安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的主要應(yīng)用表現(xiàn)在與X190系統(tǒng)的運(yùn)用,該系統(tǒng)能夠有效提升安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的智能水平,保證安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定、高效運(yùn)行,進(jìn)而提升煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率。
2、提高采煤機(jī)的工作效率煤礦企業(yè)的生產(chǎn)主要靠采煤機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn),因此,提高采煤機(jī)的工作效率對(duì)提升煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率具有極為重要的推動(dòng)作用。當(dāng)在煤礦機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化的理論被提出來(lái)之后,首先研究的對(duì)象就是在采煤機(jī)中應(yīng)用,所以相對(duì)于其他煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用而言,采煤機(jī)中機(jī)電一體化應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的是最為完善的。機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中應(yīng)用的最大體現(xiàn)就在于電牽引采煤機(jī)的研制。相對(duì)于傳統(tǒng)采煤機(jī)而言,電牽引采煤機(jī)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)采煤機(jī)的自動(dòng)化和半智能化,還能夠提供更加強(qiáng)大的牽引力,保證采煤機(jī)能夠在各種復(fù)雜煤層中進(jìn)行采煤工作。并且,電牽引采煤機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性也比傳統(tǒng)采煤機(jī)穩(wěn)定性強(qiáng),耐磨損度高,還具有自動(dòng)檢測(cè)功能,可以通過定期自動(dòng)檢測(cè)對(duì)采煤機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè),一旦發(fā)現(xiàn)故障,可以發(fā)出警報(bào)并準(zhǔn)確指出故障位置,提示工作人員及時(shí)進(jìn)行維修。
3、提高煤礦企業(yè)煤炭裝載運(yùn)輸工作效率想要綜合提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率,除了要提升煤礦企業(yè)采煤作業(yè)的工作效率,還需要提升煤礦企業(yè)采煤工作完成后,煤礦裝載運(yùn)輸作業(yè)的工作效率,可以說,生產(chǎn)、裝載運(yùn)輸作業(yè),就是整個(gè)煤礦企業(yè)生產(chǎn)工作中最重要的組成部分。而在裝載工作中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù),就可以實(shí)現(xiàn)裝載運(yùn)輸工作的自動(dòng)化和智能化,解放人類勞動(dòng)力,提升科學(xué)發(fā)展力,進(jìn)而提高裝載運(yùn)輸工作效率。
四、結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化仿真容錯(cuò)糾錯(cuò)
一、引言
現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品正朝著集成化、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展,有的機(jī)電產(chǎn)品對(duì)人的依賴性越來(lái)越小,發(fā)生故障根本不可能由人去維修,有的機(jī)電產(chǎn)品形成大系統(tǒng),一旦發(fā)生故障可能導(dǎo)致重大事故,并造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。例如:美國(guó)發(fā)射的“勇氣”號(hào)火星車和“機(jī)遇”號(hào)火星車,在太空飛行半年之久,一旦有了故障靠人去診斷和維修是根本不可能的;2008年8月巴西一枚VLS-3型衛(wèi)星運(yùn)載火箭,在接受最后檢測(cè)時(shí)突然爆炸,導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)21人被炸死,另有20多人身受重傷。
這些集成化、自動(dòng)化、智能化的機(jī)電系統(tǒng)發(fā)生故障的隨機(jī)性很強(qiáng),往往難以預(yù)料,但工程實(shí)踐表明除了少數(shù)突發(fā)故障以外,大多數(shù)故障是一個(gè)漸進(jìn)的過程。如果早期發(fā)現(xiàn),及時(shí)采取恰當(dāng)?shù)拇胧┦峭耆梢苑乐沟模瑱C(jī)電產(chǎn)品容錯(cuò)糾錯(cuò)設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)研究以及容錯(cuò)技術(shù)的應(yīng)用正是順應(yīng)了這種需求。
容錯(cuò)技術(shù)為提高系統(tǒng)的可靠性開辟了一條新的途徑。雖然人們無(wú)法保證所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)各個(gè)構(gòu)成環(huán)節(jié)的絕對(duì)可靠,但若把容錯(cuò)的概念引入到機(jī)電產(chǎn)品,可以使各個(gè)故障因素對(duì)產(chǎn)品性能的影響被顯著削弱,這就意味著間接地提高了產(chǎn)品的可靠性。研究和應(yīng)用容錯(cuò)技術(shù),對(duì)于保障機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性和安全性,減少安全事故,提高現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,具有非常重要的意義。
二、仿生硬件容錯(cuò)研究現(xiàn)狀
隨著電路系統(tǒng)功能的復(fù)雜化,傳統(tǒng)的硬件容錯(cuò)技術(shù)越來(lái)越不能滿足日益龐大的電路系統(tǒng)要求。為了提高系統(tǒng)可靠性,人們提出了動(dòng)態(tài)地對(duì)故障進(jìn)行自檢測(cè)、自修復(fù)的要求,并努力尋找新的容錯(cuò)設(shè)計(jì)方法。早在20世紀(jì)50年代末,計(jì)算機(jī)之父馮•諾依曼就提出了研制具有自繁殖與自修復(fù)能力通用機(jī)器的偉大構(gòu)想。
研究人員從自然界得到靈感,將自然計(jì)算(如進(jìn)化計(jì)算,胚胎理論等)引入到硬件設(shè)計(jì)中從而形成仿生硬件(Bio-inspiredHardware,BHW)。仿生硬件的概念最初是由瑞士聯(lián)邦工學(xué)院于1992年提出的,雖然歷史不長(zhǎng),但其發(fā)展非常迅速,現(xiàn)在已經(jīng)成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)之一。仿生硬件早期也稱為進(jìn)化硬件(EvolvableHardware,EHW)。A.Thompson等人較早提出了EHW應(yīng)用于容錯(cuò)方面的想法。仿生硬件是一種能根據(jù)外部環(huán)境的變化而自主地、動(dòng)態(tài)地改變自身的結(jié)構(gòu)和行為以適應(yīng)其生存環(huán)境的硬件電路,它可以像生物一樣具有硬件自適應(yīng)、自組織、自修復(fù)特性。采用仿生硬件實(shí)現(xiàn)的容錯(cuò),不需要顯式冗余,而是利用進(jìn)化本身固有容錯(cuò)的特性,這種特性帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)方法通過靜態(tài)冗余實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)所不能比擬的。
三、仿生硬件的容錯(cuò)技術(shù)新思路
基于仿生硬件的容錯(cuò)研究,對(duì)建立借鑒生物進(jìn)化機(jī)制的硬件容錯(cuò)新理論、新模型和新方法,提高硬件系統(tǒng)的可靠性,具有至關(guān)重要的意義。
(一)胚胎型仿生硬件的容錯(cuò)體系結(jié)構(gòu)和容錯(cuò)原理
仿生硬件可以分為進(jìn)化型和胚胎型,其中胚胎型仿生硬件也稱為胚胎電子系統(tǒng),是模仿生物的多細(xì)胞容錯(cuò)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的硬件。
胚胎型仿生硬件的容錯(cuò)體系結(jié)構(gòu),主要由胚胎細(xì)胞、開關(guān)陣和線軌組成。開關(guān)陣根據(jù)可編程連線的控制信號(hào)完成開關(guān)閉合,控制線軌內(nèi)各線段的使用。胚胎細(xì)胞包含存儲(chǔ)器、坐標(biāo)發(fā)生器、I/O換向塊、功能單元、直接連線、可編程連線、控制模塊等。存儲(chǔ)器用于保存配置數(shù)據(jù)位串,并根據(jù)細(xì)胞狀態(tài)和坐標(biāo)發(fā)生器計(jì)算出的結(jié)果,從配置位串中提取一段經(jīng)譯碼后對(duì)胚胎電子細(xì)胞的換向塊和功能單元進(jìn)行配置。坐標(biāo)發(fā)生器根據(jù)每個(gè)細(xì)胞最近兩側(cè)(左側(cè)和下側(cè))鄰居細(xì)胞的坐標(biāo)為其分配坐標(biāo)。I/O換向塊為細(xì)胞功能單元間的可編程連線提供控制信號(hào)。功能單元用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)n輸入的布爾函數(shù),用于實(shí)現(xiàn)所需的細(xì)胞功能。直接連線負(fù)責(zé)功能單元之間的相互通信。可編程連線傳遞控制信號(hào)控制開關(guān)陣。控制模塊完成細(xì)胞的工作狀態(tài)檢測(cè)、故障診斷、控制細(xì)胞冗余切換。
(二)胚胎型仿生硬件實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)的策略
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)故障細(xì)胞的容錯(cuò),常用的容錯(cuò)策略有兩種:行(列)取消和細(xì)胞取消策略,通過記錄有錯(cuò)的單元位置,重新布線,用其他備用的單元來(lái)代替。
但是對(duì)于連線資源故障,這些策略并未給出相應(yīng)的對(duì)策。在深入研究胚胎仿生硬件容錯(cuò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,本文提出一種針對(duì)線軌故障的容錯(cuò)策略。
1.行(列)取消策略。在行(列)取消中,若一個(gè)細(xì)胞出錯(cuò),則它所在行(列)的所有細(xì)胞都將被取消,而該行(列)細(xì)胞的功能將被其上一行(右一列)的細(xì)胞所代替,即當(dāng)一個(gè)細(xì)胞出錯(cuò)時(shí),細(xì)胞所在行(列)上移(右移)到一個(gè)備用行(備用列)來(lái)代替它當(dāng)前的工作。
2.細(xì)胞取消策略。在細(xì)胞取消中,用備用細(xì)胞代替故障細(xì)胞分兩個(gè)階段。當(dāng)某一行的出錯(cuò)細(xì)胞數(shù)超過備用細(xì)胞數(shù)時(shí),整行被取消,行細(xì)胞上移,用備用行取代出錯(cuò)行的功能。
(三)胚胎型仿生硬件實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)的流程
胚胎型仿生硬件容錯(cuò)的流程為:
(1)根據(jù)設(shè)計(jì)需求選擇器件,確定硬件設(shè)計(jì)方案;
(2)以電路結(jié)構(gòu)及有關(guān)參數(shù)等作為染色體進(jìn)行編碼,按照進(jìn)化算法的進(jìn)化模式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)化操作;
(3)一般以電路的功能與預(yù)期結(jié)果的符合程度作為個(gè)體的適應(yīng)度。根據(jù)給定的輸入條件或測(cè)試集,通過基于電路模型的仿真測(cè)試或?qū)崪y(cè)計(jì)算群體中的每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度;
(四)胚胎型仿生硬件內(nèi)部錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制
錯(cuò)誤檢測(cè)是胚胎型仿生硬件實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)的前提,本文在此著重研究針對(duì)細(xì)胞故障的錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制。
基于細(xì)胞功能單元的三模冗余與多數(shù)表決器電路實(shí)現(xiàn)是硬件容錯(cuò)常用的冗余容錯(cuò)策略。
多數(shù)表決器判斷輸出多數(shù)細(xì)胞模塊的信號(hào),但并不能判斷出具體哪個(gè)細(xì)胞出現(xiàn)了錯(cuò)誤,也就沒法啟動(dòng)對(duì)出錯(cuò)細(xì)胞的重啟動(dòng)或重構(gòu)來(lái)修復(fù)該細(xì)胞。為了能檢測(cè)出錯(cuò)細(xì)胞的具置,從而修復(fù)該細(xì)胞,進(jìn)一步提高三模冗余的可靠性,需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的差錯(cuò)檢測(cè)器。
參考文獻(xiàn):
[1]高金吉,裝備系統(tǒng)故障自愈原理研究.中國(guó)工程科學(xué),2009(5).
理實(shí)一體化教學(xué)的關(guān)鍵在于理論與實(shí)際相互融合,在教學(xué)過程中需要對(duì)錄像、投影、掛圖、實(shí)物拆卸、板書、講述等材料進(jìn)行較為合理的計(jì)劃與安排,進(jìn)而達(dá)到一體化教學(xué)的要求。下面以電力系統(tǒng)自動(dòng)化專業(yè)的電工技術(shù)課程為例談?wù)劺韺?shí)一體化教學(xué)方法及過程的具體設(shè)計(jì):
1.教學(xué)過程可遵循的思路
理實(shí)一體化教學(xué)過程中在完成項(xiàng)目的同時(shí)需要對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行講解,并且適時(shí)要有示范性操作。這就需要對(duì)教學(xué)過程有嚴(yán)密合理的設(shè)計(jì)思路。應(yīng)綜合考慮以下幾點(diǎn):
(1)教學(xué)目的:必須掌握哪些基本知識(shí)和技能;
(2)該項(xiàng)目的重點(diǎn)、難點(diǎn);
(3)所需設(shè)備和場(chǎng)地;
(4)教學(xué)過程編排;
(5)學(xué)生分組,設(shè)備配置;
(6)安全注意事項(xiàng);
(7)考點(diǎn)。只有構(gòu)思好課堂教學(xué)的全過程,才能有的放矢地組織好教
2.理實(shí)一體化教學(xué)教案應(yīng)注重項(xiàng)目實(shí)施的方案設(shè)計(jì)
項(xiàng)目實(shí)施的方案設(shè)計(jì)主要包括講授和操作示范、學(xué)生分組、操作訓(xùn)練、巡回指導(dǎo)、技術(shù)糾正及安全事項(xiàng)等。這一部分是教案的核心內(nèi)容,要充分體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。教案應(yīng)重視項(xiàng)目實(shí)施的方案設(shè)計(jì),避免在教案中羅列大量的教學(xué)內(nèi)容。
3.項(xiàng)目實(shí)施
以電工技術(shù)中三相異步電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)一節(jié)為例。將理論教材中“三相異步電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)”一節(jié)與實(shí)習(xí)教材中“三相異步電動(dòng)機(jī)星三角降壓?jiǎn)?dòng)”合為一個(gè)課題。具體的教學(xué)步驟如下:
(1)拿出三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)物,先向?qū)W生展示電動(dòng)機(jī)外形,介紹電動(dòng)機(jī)的作用,讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)電動(dòng)機(jī)。
(2)教師現(xiàn)場(chǎng)集中指導(dǎo)學(xué)生。一般2~3名學(xué)生共用一臺(tái)電動(dòng)機(jī);教師進(jìn)行講解連接電路原理;由教師借助掛圖、投影、示教等工具對(duì)照實(shí)物,講解電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、作用及工作原理。講解星三角換接啟動(dòng)的原理及過程,以此讓學(xué)生認(rèn)識(shí)電動(dòng)機(jī)及其零部件的名稱及其作用;放電視錄像(電路安裝的全過程);強(qiáng)調(diào)安裝時(shí)的注意事項(xiàng)。
(3)在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生隨教師一起安裝電路。
(4)學(xué)生以小組為單位練習(xí)安裝,并對(duì)照項(xiàng)目方案,仔細(xì)研究涉及的相關(guān)理論知識(shí)。
(5)當(dāng)堂進(jìn)行課程測(cè)評(píng)。測(cè)評(píng)方法包括:口試,教師提問學(xué)生口答。如教師問三相異步電動(dòng)機(jī)為什么要進(jìn)行降壓?jiǎn)?dòng)?主要有哪幾種啟動(dòng)方式?筆試,教師發(fā)給學(xué)生提前打印好的實(shí)訓(xùn)報(bào)告。如測(cè)試之一:星三角降壓?jiǎn)?dòng)的啟動(dòng)電流分別是多少?控制電路的各部件的作用是什么?學(xué)生答完試卷后,當(dāng)堂交試卷,教師批閱后馬上講解?,F(xiàn)場(chǎng)操作技能測(cè)試。教師指定每組由一位學(xué)生按教師講述演示電路的安裝順序及其啟動(dòng)原理,完成后由當(dāng)時(shí)在場(chǎng)觀看的學(xué)生和教師共同打分。講知識(shí)、教方法、練能力是理實(shí)一體化教學(xué)的實(shí)質(zhì)。教師應(yīng)該將理論知識(shí)貫穿到各個(gè)實(shí)際應(yīng)用的項(xiàng)目和任務(wù)中,讓學(xué)生在訓(xùn)練技能的同時(shí),主動(dòng)去學(xué)習(xí)理論知識(shí),通過理論來(lái)合理地指導(dǎo)實(shí)踐,這樣在實(shí)際操作時(shí)不易走彎路。
二、培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性
在教學(xué)過程中,必須充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性,發(fā)揮其主觀能動(dòng)性。主觀性愈強(qiáng),其求知欲、自信心、刻苦性、探索性和創(chuàng)造性就愈強(qiáng),學(xué)習(xí)效果也就越好。所以,在理實(shí)一體化教學(xué)過程中,由于直觀的刺激作用,激發(fā)了學(xué)生的興趣,他們能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)自覺地、積極地參與教學(xué)活動(dòng)。采用理實(shí)一體化教學(xué)后,大大提高了學(xué)生的積極性和能動(dòng)性。分析學(xué)情可知,職業(yè)學(xué)校學(xué)生有一個(gè)共同的特點(diǎn),就是形象思維比較好,實(shí)際動(dòng)手能力比較強(qiáng)?;谶@點(diǎn),我校堅(jiān)持從以人為本的思想出發(fā),一方面尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的正面引導(dǎo);另一方面加大實(shí)踐教學(xué)的力度,采用實(shí)物示范教學(xué)的方法,盡可能地把教學(xué)內(nèi)容形象化,引導(dǎo)學(xué)生,激發(fā)其學(xué)習(xí)的興趣。通過形象化教學(xué),使他們由原來(lái)的知道是什么升級(jí)為知道為什么。理實(shí)一體化教學(xué)從學(xué)生的共同特點(diǎn)出發(fā),使他們從根本上得到發(fā)展和完善。課堂上以學(xué)生為主體,讓學(xué)生充分發(fā)展個(gè)性,提出自己的獨(dú)到見解,并運(yùn)用到實(shí)踐中加以驗(yàn)證,在不斷的實(shí)踐過程中增強(qiáng)學(xué)生的主體意識(shí),培養(yǎng)開拓精神和創(chuàng)新才能。
三、組建理實(shí)一體化教學(xué)團(tuán)隊(duì)
理實(shí)一體化教學(xué)團(tuán)隊(duì)是實(shí)施理實(shí)一體化教學(xué)的資源保障。理實(shí)一體化教學(xué)要求教師在具備豐富的專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上,必須有熟練的操作技能。因此,在派教師到企業(yè)進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)的同時(shí),也可以將企業(yè)的師傅和能工巧匠聘請(qǐng)到課堂,成為教師團(tuán)隊(duì)的一員,進(jìn)而方便團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的合作和交流。讓教師積極參與到應(yīng)用課程的開發(fā)和研究,組織教師編寫和制作多媒體課件,編寫教材和制訂課程的項(xiàng)目實(shí)施方案。將理論教師和實(shí)習(xí)教師合理配置,使其在教學(xué)實(shí)踐中相互幫助,取長(zhǎng)補(bǔ)短,共同提高。結(jié)合實(shí)際,采取一些行之有效的、形式多樣的方法,來(lái)提高教師的專業(yè)水平。理實(shí)一體化的教學(xué)模式使教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)有了新的變化。逐步把教師全部“逼”上“雙師型”軌道,使每位老師都要去鉆研業(yè)務(wù),深入企業(yè)和實(shí)踐一線了解企業(yè)文化、崗位需求和每個(gè)崗位所涉及的知識(shí)點(diǎn),從而設(shè)計(jì)出與之相適應(yīng)的教學(xué)方案,來(lái)提高課堂教學(xué)質(zhì)量。因此,“雙師型”師資的培養(yǎng)也從機(jī)制上得到了保證。
四、改變考核方法,構(gòu)建有效的評(píng)價(jià)機(jī)制
考核在檢驗(yàn)教師教學(xué)效果和學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況的同時(shí),也能合理引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法。開展理實(shí)一體化教學(xué)的目的就是將理論和實(shí)踐相結(jié)合,體現(xiàn)直觀性教學(xué)原則。評(píng)價(jià)教學(xué)效果應(yīng)從基本技能的獲得和基本知識(shí)的掌握程度兩方面考慮。在理實(shí)一體化教學(xué)過程中,加大了實(shí)踐的力度,強(qiáng)調(diào)基本技能的培養(yǎng),即通過學(xué)習(xí),學(xué)生能否獲得初步的、準(zhǔn)確的操作技能,而不是以技能是否“純熟”作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)?;谏鲜鲇^點(diǎn),在電力系統(tǒng)自動(dòng)化專業(yè)的電工技術(shù)課程教學(xué)中,我校采用的是項(xiàng)目化教學(xué)方法,在每個(gè)項(xiàng)目完成后給予合理的成績(jī)?cè)u(píng)定。學(xué)生成績(jī)是由課內(nèi)項(xiàng)目完成情況(75%)和項(xiàng)目報(bào)告成績(jī)(25%)兩部分構(gòu)成。其中根據(jù)項(xiàng)目的考查側(cè)重點(diǎn)的不同,應(yīng)有各自的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。考核將項(xiàng)目完成的情況作為考核能力目標(biāo)、知識(shí)目標(biāo)、拓展目標(biāo)的主要內(nèi)容,具體包括:完成項(xiàng)目的態(tài)度、項(xiàng)目報(bào)告質(zhì)量、查閱資料的情況、問題解答、團(tuán)隊(duì)合作、應(yīng)變能力、表述能力等,最后加權(quán)計(jì)入該門課程的結(jié)業(yè)成績(jī)。讓學(xué)生認(rèn)真完成每一個(gè)項(xiàng)目,否則會(huì)影響期末成績(jī)。這樣有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,而不是靠期末突擊來(lái)完成課程的結(jié)業(yè)考試。日積月累地將知識(shí)形成一個(gè)完整的系統(tǒng),不易于忘記。采用這種考核方法,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,取得了很好的教學(xué)效果。理實(shí)一體化教學(xué)模式使教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量得到了很大的提高,但要使學(xué)生掌握和提高操作技能還必須通過教學(xué)后期的綜合實(shí)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn),這樣更容易讓所學(xué)的知識(shí)和技能融為一體,使其系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化。對(duì)于有一定操作性的課程采用理實(shí)一體化教學(xué)模式是一種行之有效的方法。在教學(xué)實(shí)施過程中需要合理地設(shè)計(jì)教學(xué)過程,以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo),通過理實(shí)一體化教學(xué),使學(xué)生逐步掌握應(yīng)該具備的知識(shí)和技能。
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