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（1）平臺一體化的探究
電力調度在計算機硬件以及操作系統上存在著非常多的選擇，由于硬件和系統存在著差異，在電力調度的系統中存在著數據平臺和底層的硬件和操作系統。
（2）電力調度的功能一體化探究
我國的電力調度在現代得到了很大的發展，所以我們實現整個電力調度的功能發展，實現其智能化發展，我們在整個電力調度的系統中，要對其數據庫、界面、以及圖形等資源進行共享，然后達到功能的一體化。
（3）電力調度中的圖模一體化概述
我國電網的改革不斷進行，電網的規模在不斷的擴大，所以我們對整個電力調度的系統的數據庫以及網絡模型庫的要求也在不斷的提高。
（4）電力調度接口的一體化概述
我們通過定義實現請求應答的數據訪問體系，對整個通用的數據進行訪問控制，我們采用數據的訪問實現整個信息的同步，對所有的復雜結構的數據實現實時的訪問。
2.三種電力調度自動化系統的應用情況
2.1 CC-2000系統
該系統是采用開放式的系統結構進行設計的，并且還采用了面向對象技術，利用事件驅動和封裝的思想為應用軟件提供了透明的接口。該系統在面向對象技術的基礎上還引進了大對象概念，這樣能更好地適應事件驅動、繼承性以及封裝性的相關要求。同時，支撐系統通用性和專用性的結合不僅能夠滿足電力系統的各種需要，還能夠兼顧其他行業的實時應用要求。該系統根據軟件工程的規律進行開發，實現了軟件工程的產品化。相關技術鑒定認為，按照開放式結構設計、采用面向對象等技術的系統在國際上屬于水平先進或領先的范疇。目前，在各方的合作與協調下，已經在CC-2000這一系統平臺之上開發了電網的相關應用軟件，真正實現了EMS系統的完整性。
2.2 SD-6000系統
該系統是我國電力部門的重點項目，是由我國部分單位聯合開發的具備統一性平臺的分布式、開放式能量信息管理系統。1994年投人運行，1996年通過相關的測試及鑒定。SD-6000系統有效集成了氣象衛星云圖、超大規模調度投影屏以及調度電話的自動撥號等新技術。該系統的主要特點是其支撐系統平臺有較好的分布性以及開放性，人機界面的管理系統運用了面向對象這種先進的技術，同時其在建立電網元件模型以及電網拓撲結構等方面的優勢也比較突出。EMS支撐軟件與管理系統的商用數據庫采用SQL標準接口，便于用戶自行開發和由第三方開發應用軟件，有較高的穩定性和可靠性，前置機應用軟件設計合理、實用。
2.3 OPEN-2000系統
OPEN-2000系統是江蘇省立項的重大科技項目，是由我國南瑞公司于1998年成功開發的一套集DMIS、DMS、DTS、PAS、AGC、SCA-DA于一體，適用于網、省調和大中型地調的新一代能量管理系統。該系統的成熟性較好、性能比較完善、適用面比較廣、可靠性較高，同時發展速度比較快。系統采用的是100M平衡負荷雙網機制，可靠性更高、流量更大，是完全依據商用數據庫開發的且具有客戶/服務器模式的一種管理系統。通過面向對象這種先進技術，把電力設備作為其對象建立起了數據的存儲模式以及電力系統的相關模型，其軟件設計完全采用了面向對象的語言以及面向對象的方法。該系統較適用于電網調度管理中，并且由于其自身的各種優點在未來電網建設與發展中將會得到更大規模的應用。
3.系統平臺的一體化
自動化系統在電力調度中得到了廣泛的應用，并且在計算機硬件以及操作系統上具備實時性好、可靠、穩定以及成熟等優點。因為應用X64及X86系列CPU的計算機性價比較高，所以系統也必須支持該類計算機的Windows、Solaris和Linux操作系統，使客戶有更靈活的選擇。電力調度自動化系統需利用中間件技術，在數據平臺系統和底層不同硬件體系、不同操作系統之間建立一個基于應用中間件的分布式運行和開發的中間軟件包，即系統的應用中間件平臺。中間件的一般工作機制是：客戶端的一些應用程序需要從網絡中的某個地方獲取一定的數據或服務，這些數據或服務可能處于一個運行著不同操作系統和特定查詢語言數據庫的服務器中，而客戶/服務器這一應用程序內部負責數據尋找的單元只需要訪問某個中間件系統即可，由中間件完成到網絡中尋找數據源或服務，進而傳輸客戶請求、重組答復信息，最后將結果送回應用程序的任務。
3.1 COBRA中間件
COBRA產品通常具備以下特性：
（l）支持分布計算，提供跨網絡、硬件和平臺的透明性應用或服務交互；
（2）滿足實時EMS系統數據采集和處理的速度要求；
（3）支持標準的協議；
（4）支持多種編程語言；
（5）提供接口描述語言（如IDL）到C++、Java等多種語言的映射；
（6）支持在服務端和客戶端之間多種數據類型的傳輸；
（7）提供高性能的多線程機制，支持并發訪問；
（8）支持在ORB級進行各種策略的配置；
（9）具備負載平衡的功能，按照所提供負載來實施相應負載的平衡策略。
3.2中間件平臺的主要特點
目前，我國先進的電力調度自動化系統多是基于跨平臺的GUI庫Qt開發統一的應用平臺。該中間件平臺的主要特點有：
（1）對各類型操作系統之間存在的差異有充分的考慮，同時對這些差異實施了透明化的包裝與處理，進而使上層的應用不用修改代碼就能夠直接移植至不同類型的操作系統上。
（2）能夠為上層的應用提供一個分布、統一、虛擬以及可擴展的開發平臺，這樣就能夠使單一系統可編程有效轉化成多種系統可編程。
（3）按照電力調度自動化系統的主要特點以及操作系統提供一系列基本的開發接口，在對上層應用進行開發時關鍵任務是進行集中包裝處理，這樣才能夠形成一系列的軟件包，進而為上層的應用提供完善、統一以及實用的服務以及編程接口。
4.結語
如果一體化技術能夠在電力調度自動化系統中得到很好的應用，無疑將使該系統變得更加易用、開放，能夠更好地為電力系統服務，進而使電網的質量以及運行的經濟性不斷提高，這就為我國的經濟建設提供了可靠保障。
工程項目因其差異性而導致項目管理方案也不盡相同，電力建設工程規模逐漸增大，合理有效的項目管理方案有利于電力建設工程的進展。筆者對電網建設工程進度控制與質量提升途徑進行分析和探討，希望有所指導和幫助。經過研究發現，許多一體化技術已經發展的非常純熟，也為上一代調度自動化系統解決了一些問題。主要應用包括：
（l）通過COBRA中間件，屏蔽軟硬件平臺的差異，對于系統上層應用實現平臺一體化。
（2）采用圖模庫一體化技術，減輕了系統維護工作量，并為功能一體化的實現打下良好基礎。
（3）通信中間件的研究和應用，使得各功能可以靈活配置和擴展，共享系統一套數據庫及圖形資源。
（4）對于IEC61970標準的遵循，可以實現不同系統的無縫互聯，避免了“信息孤島”的出現。
同時，我們也可以發現，接口一體化的實現是更為艱苦的過程，因為它涉及到電力系統的各個環節，目前IEC61970的部分細節還在討論制定中，也無疑會對電力調度自動化系統一體化發展速度有所限制，但是我們相信這些問題很快都會得以解決。
當然，一體化技術在應用的過程中，依然有一些不足，在今后的研究過程中，還有很多深入的工作要做，所以下一步要密切關注IEC61970標準的發展，及時應用與系統。系統的圖庫一體化中，脫離了單個元件，將間隔作為一個對象整體描述，帶來了便利，但如果更進一步，直接將變電站的模型作為一個整體對象進行描述，用戶只需說明變電站的電壓等級，母線，變壓器的基本狀況和出線的接線方式，就可以直接建立對應的圖形和描述，則更加方便。隨著電力系統的發展，還有更多的一體化技術需要我們去應用與研究。
參考文獻：
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1對機電一體化涵義的闡述
機電一體化技術凸顯綜合性的特征，融合多種學科的關鍵技術，主要涉及機械、電子等技術領域。凸顯全面性與綜合性，具體分析，機電一體化主要關注的是機械設備的生產以及信息技術在數據處理中的作用，重視對機械設備以及相關電子器材的探索和研究，目的是更好地支持工業自動化的發展，為其提供堅實的技術保障。機電一體化發展實踐中，重點集中在信息與產品的組成，主要是關注傳感、信息以及機械技術的全面發展。之所以推廣機電一體化技術，主要是在傳統生產技術的基礎上，逐漸滲透在生產環節中，加快產品創新，促進改革，是工業自動化發展的必然。
2對機電一體化技術應用狀況的分析
2.1機電一體化技術在數控機床中的應用介紹。在機電一體化技術的支持和應用下，整個生產操作的精度顯著增強，功能更加多樣化。另外，在結構方面，擁有緊湊的構造，模塊化突出。在功能領域，開放性更強，推動數控機床向著智能化的方向發展，提升機床的精確度，為整個生產提供更加全面、先進的技術支持。2.2機電一體化技術在計算機制造和集成系統中的應用。在機電一體化的支持下，計算機制造以及集成系統能夠滿足動態管控的目的，達到對目標的優化，突破傳統模式的制約，保證信息的順暢性。同時，實現諸多功能的融合，如開發、生產以及決策管理等，使得產品配置實現優化，集成度得到顯著增強。2.3機電一體化技術在柔性制造系統中的應用介紹。對于柔性制造系統而言，涉及諸多部門，如機器人、數控等。要在裝配要求的指導下，結合生產需要，對工件進行生產。整個系統的應用中，需要進行相關構件、品種等進行頻繁切換。在機電一體化的應用下，產品質量的增強成為必然，生產效率實現大幅提升。2.4機電一體化技術在工業機器人中的應用介紹。機器人與機電一體化技術的融合經歷幾個發展時期，首先，機器人在得到相關指令之后，進行單一動作的重復，但是，對環境適應能力不強，也很難結合對象進行及時調整。其次，在工業機器人中加裝傳感系統，能夠實現對工作環境的識別和適應，及時反饋相關狀態，實現對信息的有效處理，同時，反饋功能比較突出，滿足對整個操作動作的控制需求。這一時期的機器人在智能水平上處于較低級階段，但是，實用性得到顯著提升。再次，工業機器人緊跟時展步伐，向著智能化的方向發展，感知能力增強，能夠完成復雜的邏輯思維，具備了決策能力，環境適應能力更強，獨立運行特點更加突出。
3對機電一體化發展趨勢和方向的介紹
3.1機電一體化在綠色化方面更加突出。在現代科技的發展下，整個社會發展水平不斷提升，環境問題備受關注，更加關注對資源的節約以及生態的保護。工業生產也要順利這一發展趨勢，追求綠色發展目標，發展綠色機電一體化，實現能耗的有效降低，在推動社會發展的同時，維護生態平衡。3.2機電一體化的智能化不斷完善。智能化的發展在很大程度上依賴于科技的進步和發展。在時展中，智能化與機電一體化融為一體，相互促進。在發展中，注重綜合性思維方式的引進，以控制理論為基礎，強化控制性。機電一體化的產品在智能性方面無法與人的思維進行媲美，但是，借助智能化的產品能夠實現復雜問題的緩解，在根本上推動機電一體化的飛速發展。3.3機電一體化中網絡化的分析。信息技術是網絡技術發展的基礎，使得整個社會的發展速度更加飛速。同時，網絡技術在工業生產和科研領域發揮作用。網絡化技術催生了多種技術類型，影響人們的生活。在遠程終端監控設備中，機電一體化技術得到功能上的集中體現，尤其是計算機的支持下，其優勢更加突出。為此，網絡化在機電一體化中的發展成為其完善中的必然一環。3.4模塊化得到發展。機電一體化在不斷完善中，模塊化成為其必然選擇。目前，機電一體化包含諸多類型，為了實現進一步開放的目的，需要將模塊化作為發展方向，對技術進行單元劃分，實現整體功能的強化。3.5全息系統化得到推廣應用。全信息系統的發展與完善受到 智能化技術的廣泛影響。在全息系統化的應用下，采用了開放式總線結構和模式化結構，系統能夠進行自由重組，同時，通信能力更強，為人機一體化的發展提供更多的支持。
綜上，整個社會的生產力在發展到一定階段之后，機電一體化成為必然趨勢，也是科技進步的體現。在社會經濟的發展中，機電行業實現技術的全面融合，凸顯全面性與綜合性的特征。因此，為了實現對機電一體化的全面的理解和掌握，要對其概念進行明確，明確其應用的主要方向，系統分析其發展趨勢和方向，在根本上推動機電一體化的有序發展，為社會生產生活的各個方面提供更大的便利。
作者:梁晉 單位:山西汾西礦業（集團）有限責任公司物資供銷分公司
參考文獻:
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（二）對關鍵核心課程的融合不夠目前，機電一體化技術專業主要開設機械類、電子類和控制類專業課程。技能實踐課程也大致這樣劃分，在最后階段，再開設綜合專業課程和實踐課程。如果按專業方向劃分，則制造技術方向開設CAD/CAM軟件應用技術、機電設備機械安裝與調試技術、機電設備裝調工（裝配鉗工）訓練與考級；控制技術方向開設電氣制圖及CAD技術、機電設備電氣系統安裝與調試技術、機電設備裝調工（維修電工）訓練與考級。以上所有課程基本上都是分機械和電子課程兩條線展開的，對PLC和單片機的理解運用不到位，到最后真正能融合機電技術、體現機電一體化專業特點的機電設備安裝與調試技術實踐課只開3周，而裝配鉗工和維修電工課程分別開了11周。很明顯，對前者這門綜合性的核心實訓課程重視不夠，其帶來的后果是學生雖然分別掌握了機械類、電子類、控制類課程的知識和技能，但沒有融合三類課程和技能，沒有達到真正的機電一體化人才培養要求。
（三）對技術技能應用能力的強化不夠對于五年制高職的學生來說，最重要的專業能力是專業技術技能應用能力，而不是開發和設計能力。具體地說，就是操作機電一體化設備的能力，具體分析、制定機械加工工藝文件的能力，能處理生產車間現場工藝技術問題，具有維護、維修機電一體化設備的能力。而現在大部分學校對學生的技能要求就是制造技術和控制技術兩個方向，就是取得裝配鉗工高級工或維修電工高級工證書。這些技術技能肯定不能讓學生完全了解和掌握機電一體化專業的核心技能。學校應當通過校內機電設備裝配調試相關課程設計、專項實訓，使學生獲得初步的技術技能應用能力，最后通過綜合實訓課程，使學生獲得真正的機電一體化專業技能，并努力培養學生分析和解決實際問題的能力。
二、對培養學生專業技術技能應用能力的探索
（一）多元整合優化專業課程體系目前，職業學校普遍開設三類課程：綜合化課程（技術基礎模塊）、一體化課程（技術模塊）、項目化課程（技術訓練模塊）。綜合化課程模塊是機電專業領域崗位群相關職業通用性的必備技術理論和基礎技能；一體化課程是機電專業相關技術領域中某種技術知識和技術應用方法有機整合的課程，如PLC編程及應用技術、單片機應用技術、傳感檢測技術等；項目化課程是培養學生專項技能和綜合職業能力的課程，該類課程與職業技能或職業資格要求融通，突出熟練技術運用能力的培養，如機電一體化專業中的鉗工技術訓練、機加工技術訓練、機電設備裝配調試技術訓練等。而對上述三類課程進行整合優化，就形成了真正的機電一體化課程，包括機電一體化技術理論課程、機電設備裝調技術課程設計、機電一體化設備裝配調試實訓課程等，這是最能體現專業特點和要求的課程，是機電技術的真正融合。
（二）開設綜合化的核心實踐課程目前，綜合實訓課程開設的情況是：制造技術方向開設裝配鉗工，控制技術方向開設維修電工。如果培養機電綜合能力，就要把PLC編程及應用技術、單片機應用技術、傳感檢測技術加以強化，增加機電設備安裝與調試技術課程的學習和實踐，開設光機電技術和機器人技術實訓課程，讓學生了解并掌握較為前沿的機電一體化技術技能。
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中圖分類號：G712?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）31-0100-02
機電一體化技術是機械技術與電子技術的有機結合。近年來，隨著微電子技術、計算機技術及其工業通信技術的發展，機與電的聯系更加緊密，機電一體化技術有了長足的進步。高職院校的機電一體化專業，應從實際就業崗位需求出發，著重于培養具有較強實踐技術的應用型人才。蘇州市職業大學（以下簡稱“我校”）機電一體化專業目前的專業培養方案中，課程設置側重于PLC，單片機所占比重不高。在教學計劃的安排上，先導課程與后續課程間的銜接也存在不足，學生對于機電一體化技術的理解就是機與電的簡單結合。本文以機電一體化項目開發為起點，提出了以單片機為核心的專業主干課程改革思路，對原來的課程設置作了調整，并加入了一些尚未開設的課程，合理安排進度，使學生在有效掌握專業知識的基礎上，加強其實踐應用能力的培養，進一步提高其專業技能和職業素養，在提高就業競爭力的同時，也能在就業層次上有所提升。
一、明確培養目標，調整課程體系
地方高職院校首先要為地方的經濟建設培養人才，因此，課程體系的確立也應從地方經濟發展的角度出發，以便合理設置。蘇州地區經濟的支柱產業是制造業，而機電一體化技術是制造業的支柱，因此機電一體化專業的人才應當為地區制造業的發展服務。但是隨著近年來產業的升級，蘇州地區的制造業向著高端、精密的方向發展，這就要求高職院校機電一體化專業的學生，在掌握機電一體化專業理論和技術的基礎上，能夠使用、調試、診斷和維護高端精密制造設備。因此高職院校的機電一體化專業應隨之對課程體系進行調整，以適應當前人才市場的需求。
我校機電一體化專業目前的課程體系與實際崗位知識能力需求之間出現了一定的偏差，因此有必要對課程體系進行調整：以單片機控制系統的設計開發為主線，構建以電為主、以機為輔的課程體系。以電為主，是指合理選擇和安排機電一體化專業所需的電子類課程，通過合理安排相應的實踐環節，強化學生對電子類課程知識的理解能力，著重培養學生分析問題、動手解決問題的能力；以機為輔，是指機電一體化專業的學生，在掌握電子類課程的基礎上，能夠對其操作控制的對象——機械部分有所了解，既要能理解其基本的動作原理，又要能夠對其基本的結構進行剖析，這樣才能更有利于實現對機械裝置的控制，真正做到機與電的有機結合。同時，運用單片機技術實現機電一體化設備的操作控制，還必須掌握基本的、能夠在單片機中有效運行的控制方法，以進一步提升學生的綜合職業素養。
二、以項目開發為目標，合理選擇主干課程
機電一體化專業的主干課程是根據機電一體化專業的人才培養目標而確立的。以單片機為核心的機電一體化設備，主要由機械受控模塊、測量模塊、驅動模塊、單片機模塊、通信模塊、接口模塊和上位機模塊組成，如圖1所示。因此，機電一體化專業主干課程應圍繞項目開發的每個環節所應具備的知識能力進行選擇。[1]
1.第一環節：機械受控模塊的分析
機電一體化專業的課程體系主張以機為輔，因此機械結構的設計，不作為機電一體化專業的主體教學內容。但對于機電一體化項目的開發來講，機械模塊是整個系統的受控對象，因此，要實現對機械模塊的控制，必須對其結構和動作原理能夠充分理解，才能有助于下一步設計工作的展開。這就對相關課程的設置提出了相應的要求。在這一階段，應開設“機械制圖與AUTOCAD”、“機械設計基礎”，輔以“機械產品精度設計與測量”等課程?！皺C械制圖與AUTOCAD”使學生認識基本的機械零件，并在此基礎上掌握基本的AUTOCAD的應用能力；而“機械設計基礎”則可使學生了解機械系統基本的結構、動作原理和設計方法。
2.第二環節：驅動模塊和測量模塊的設計
（1）驅動模塊。驅動模塊的作用是為機械受控模塊提供驅動力。在機電設備中，液壓和氣壓驅動、電機驅動是常用的驅動方式。機電一體化設備的開發中，在對機械受控模塊進行分析的基礎上，要為其選擇合適的驅動方式。這一部分的支持課程有“液壓與氣動傳動”、“電機與拖動”，并選擇“電氣控制與PLC”作為輔助課程，該課程以講授電氣控制技術為主，附帶講授PLC的相關應用知識。
（2）測量模塊。測量模塊是用來測量機電設備中的相關物理量，以實現對機械受控模塊的監測或控制。相關的課程主要是“測試技術”，要求學生掌握傳感器的基本原理及選擇應用、信號調理電路的設計和信號的變換。
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［中圖分類號］G642 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1004-3985（2012）24-0186-02
創新是國家科技發展的根本，更是國家強盛的基本條件。由于科技的進步和機電一體化技術的飛速進步，創新的內容也從過去單一學科向著各個學科綜合的方向發展。由于機電一體化的思維對于創新來說是至關重要的，它不僅可以使系統的功能更加完善，更重要的是可以提高系統的柔性，使系統具有更加廣泛的適用性；同時還可以提高系統的附加值。在這樣的前提下，對于設計人員的要求顯然比過去高了許多。如何使學生能夠在進入工作崗位后盡快地適應這種技術的發展，是每個教育工作者的職責。
對于工科院校來說，培養學生的創造性思維是學校的重要職責。就目前科技發展來看，機電一體化的思維是創造性思維的基礎?！秶抑虚L期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》中已經明確將培養應用型、復合型、技能型人才作為今后若干年高等教育的重點。學生機電一體化思維的培養正是這一思想的具體實施。同時，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2010-2020年）》中也將智能感知技術、智能服務機器人、材料設計與制備的新原理與新方法作為今后國家技術發展的重點。在此例舉的技術重點都是機電一體化的范疇。
一、機電一體化思維與創新的關系
創新需要有“橫向類比、跨域轉化、觸類旁通”的能力，而這些都需要有跨域的知識作為基礎。機電一體化技術的發展正是要求我們具有跨域的知識。就工業技術來說，那種長期以來所固有的只專注于本專業、精于本專業的人才對于當今的社會當然是非常需要的，但是就創新過程來說，要比那種知識廣博的人來說要相對困難。可以說，機電一體化技術為人們的創新提供了更加廣闊的天地。因此學校應該特別注意培養學生的機電一體化思維。學校培養學生的機電一體化思維，可以在課程建設、教材建設和教學方法幾個方面著手。在上述的幾個方面中，教師的教學方法是最為直接、投資最少但效果確是最好的。
二、融會貫通的教學方法，培養學生的機電一體化思維
現代技術門類繁多，各自有著不同的應用領域。隨著機電一體化技術的發展，各個學科之間的滲透、融合變得十分普遍。正確地認識和理解技術之間的一致性和特殊性是機電一體化思維的基礎。教師的教學方法，對于學生的思維方式以及處理問題的方式都有著十分重要的作用。在教學中注意機械、電子、液壓等方面的知識融會貫通，可以使學生更加全面、系統地體會工業技術的各個方面，以及它們之間的聯系，對于在校生今后的工作將會有極大的幫助。同時也有利于幫助學生們學習如何更加全面地分析問題，這對于他們世界觀的培養也有著極大的裨益。
融會貫通的教學方法主要體現在：課堂教學、設計環節和課外科技活動環節。三個不同的環節，各自有著不同的教學特點。教師應該充分利用三個不同的教學環節各自不同的特點，以不同的方式不斷地向學生灌輸機電一體化的思維方式。
（一）在理論教學環節中培養學生的機電一體化思維
當今的高校學生在校期間需要接受大量的專業知識，這對于學生來說無異于“知識爆炸”。如果我們的教學仍然是將各項技術割裂地傳授給學生，那么結果只能是：（1）加大學生的學習壓力；（2）加大教師的授課工作量；（3）嚴重影響教學效果。過大的學習壓力與過大的教師工作量對于學生的學習會帶來負面的影響，這對于任何一個一線教師來說都是不言而喻的。更關鍵的是，學生學習了大量的知識，但是由于互相之間沒有聯系，相互割裂，這樣的知識結構對于學生今后工作的幫助是有限的。
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Key words: mechatronics；virtual prototype；CDIO
中圖分類號：G42文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）02-0216-02
0引言
2001年，由美國麻省理工學院、瑞典查爾姆斯技術學院、瑞典林克平大學、瑞典皇家技術學院等4所大學合作開發了一個新的工程教育模式，稱為CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）模式。CDIO大綱以構思、設計、實現、運作為主線，綜合地考慮了專業基礎知識、個人和職業的技能及團隊協作與溝通的人際技能，及在整個企業、社會環境下進行CDIO的過程。近年來，東北石油大學機電工程系將CDIO模式引入到實踐與工程應用性較強的“機電一體化”課程建設中，以提高課程教學質量和教學效果，本文就其實踐教學過程中的一些認識作以探討。
1現狀分析
“機電一體化”是機械設計制造及其自動化專業的一門專業課程，它在培養學生的機電系統設計能力和創新能力所需的知識、能力和素質結構中，占有十分重要的地位。課程的任務是使學生以系統的角度理解和掌握機電一體化技術，包括機械、檢測、控制、計算機軟硬件等方面的基本理論、基本知識和基本技能，學會典型機電一體化系統的分析和綜合方法，具備進行現代機電系統設計的初步能力。隨著機械和電子工業發展到新的階段，現代機械必然是由計算機控制的系統，理論性與實踐性聯系密切、工程實用性強是該課程最大的特點。近年來的教學實踐表明：原有的課程結構、教學內容、教學方法、教學手段、教學實踐等，已不能適應“寬口徑、重實踐、應用型”的現代工程教育發展潮流。究其原因，主要有以下幾個方面。
1.1 課程內容繁雜。機電一體化技術是機械技術、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的融合。以系統的角度理解和掌握機電一體化系統的工作原理及其應用是教學的中心內容，這對教師和學生都提出了非常高的要求。但是針對具體系統進行分析和研究時，常會出現“一葉障目”，以偏概全之感，并無總體把握的能力和認識。
1.2 概念抽象，理論繁瑣，并且插圖多、公式多、敘述內容多，教師不易抓住教學重點，學生學起來也常感到力不從心，對某些理論問題似是而非、模糊不清、嚴重時會導致學不下去。
1.3 教材存在局限性。目前現有的教材雖然版本繁多，但各有局限，在多達幾十種版本的有關教材中，內容的編排大致相似，框架相同。在選材上為了照顧到內容的完整性，主次不分明，重點不突出，尤其是典型機電一體化系統章節，往往虎頭蛇尾，沒有受到足夠的重視，不能起到綜合和系統總結的作用。
1.4 理論與實踐環節脫節情況嚴重，實驗內容少且針對性不強，學生不能感受到實踐的趣味性、知識性和實驗成功后的成就感，更不要說培養學生的創新意識。
針對上述這些情況，如何幫助學生以系統的觀點深入理解知識、掌握知識，如何培養與增強學生動手操作能力，如何讓學生學以致用，始終保持較高的學習興趣和創新意識，是課程教學的難點所在。
2基于虛擬樣機技術的CDIO教學理念
目前全國有近百所高校開展了CDIO項目的實踐和探索工作，汕頭大學、成都信息工程學院等院校已經取得了顯著的成績。調研發現，實施CDIO戰略是一項龐大的系統工程，需要很大資金投入和人員投入。根據自身實際情況，我們確立首先以虛擬樣機技術為載體，按照CDIO戰略對“機電一體化”課程的教學進行了探索和實踐。
虛擬樣機技術是近年來普遍應用的一種全新的機械設計方法,它作為一項計算機輔助工程技術于上個世紀80年代隨著計算機技術的發展而出現，在90年代特別是進入21世紀以后得到了迅速發展和廣泛應用。CDIO標準明確指出采用產品和系統生命周期的開發及使用這一工程教育方法論，它強調它作為知識和能力培養的載體及環境，即知識和能力之間的關聯，而不是具體內容。從這一角度出發，虛擬樣機技術可以為開展CDIO戰略提供適合的載體及環境。具體表現在如下幾個方面：
2.1 面向產品全生命周期的設計、仿真、分析是虛擬樣機技術的核心，這在某種程度上與CDIO戰略產品和系統生命周期的開發及使用標準不謀而合。
2.2 CDIO強調“做中學”教學模式，“做”具有廣泛的含義，既可以是在實驗室親自制作模型、樣機，也可以通過數字化工具在設計和仿真層面全面展開。
2.3 在市場競爭日益激烈的今天,為了達到時間、質量、成本、服務、環境等多方面要求,必須以最短的時間、最好的質量和最低的價格推出產品。采用虛擬樣機技術既可以減少模型樣機的試制,降低投入成本，又可以幫助學生在短時間內掌握產品開發的全部過程。
2.4 虛擬樣機技術支持并行設計,便于設計團隊之間的溝通和交流，這也正是CDIO戰略重點強調的一種基本能力。
3機電一體化課程的CDIO架構
CDIO強調學生的工程能力不是單純的理論知識或直觀的技能，而是兩者的有機融合，這對學生的創新能力、學習能力、對新技術的敏感能力都提出了更高要求。機電一體化技術的先修課程除了力學、模電數電等基礎課程外，還包括機械設計、微機與接口技術、控制工程等專業基礎課程，同期學習課程有單片機、可編程控制、機電傳動系統等。該課程有著鮮明的技術基礎和工程背景，因學時有限，包含的內容較多，所以在教學中把握一個基本原則：了解機電一體化技術的發展動態，掌握其核心思想和技術，運用現代工程設計方法中的虛擬樣機技術，完成機電一體系統的創新設計與仿真分析。基于CDIO的思想，我們對“機電一體化技術”課程教學分成三個部分：課堂講授、小組項目、自選實驗。
課堂講授。以教師主講形式進行，以傳授基礎知識。授課時采用模塊化方式對教學內容進行了重新編排，側重于通過實例分析加深對重要知識點的理解。主要內容包括：①概論模塊：主要講解機電一體化技術的內涵、體系結構、特點、發展趨勢、典型系統（本田機器人、大狗、數控加工中心）分析，學時數為4學時。②系統部件模塊：主要講解執行裝置的工作原理、驅動方法、對比分析與選用原則；機械傳動部件的種類、特點、對比分析與選用原則；檢測裝置工作原理、特點、對比分析與選用原則，學時數為6學時。③系統集成模塊：主要講解單片機、PLC、接口電路結構及特點，通過典型實例分析理解系統集成的內涵與相關技術，學時數為4學時。④系統控制模塊：主要講解機電一體化系統的設計方法與步驟、系統數學模型、現代控制方法簡介、典型反饋控制和狀態控制系統分析與設計，學時數為4學時。⑤虛擬樣機技術概論模塊：主要講解虛擬樣機的概念、原理、方法。通過典型實例領會基于虛擬樣機技術的機電一體化系統的設計思想和方法，學時數為4學時。小組項目以3-5人為單位自發形成設計小組。該階段需要完成下述內容。①項目調研：查閱資料，擬定項目范疇和設計內容。②項目申報：功能、原理、創新性、可行性論證。③項目開展：制定研究計劃，分配設計任務，選擇設計工具和仿真工具，開展項目設計。④項目匯報：提交項目日志、設計報告。在此期間，教師采取跟蹤方式對學生進行輔導，每個階段項目小組都要作公開匯報，并且需要回答指導老師和其它項目小組提出的問題，及時改進，完善設計。小組項目部分不占用教學學時，教師和學生利用課余時間開展該項內容。自選實驗階段，項目小組根據設計需要，可以提出自選實驗項目，用以加強對機電一體化系統典型部件和單元的理解與認識。該部分工作由實驗教師配合完成，學時數為10學時。
4課程考核與評價
學生的工程能力等素質很難通過傳統的教學測試方法進行考核與評價。在CDIO模式下，課程的考核與評價不再是一個孤立的行為。在“機電一體化技術”課程中，我們根據課程教學的三個部分―課堂講授、小組項目、自選實驗分別進行測試，然后與學生討論考核與評價體系，綜合學生的意見，再適當修正，盡可能做到靈活多樣。課程教授的理論部分采用傳統的試卷測試形式，小組項目部分根據學生的自我評價、公開匯報、虛擬樣機完成的質量等情況進行綜合評價，自選實驗部分根據學生完成實驗過程中體現出的創新性、實驗內容的連續性和執行完成情況等做出判斷。
按照上述規劃，近幾年在我校機自專業進行了CDIO實踐教學活動。學生表現出極高的熱情,圍繞機器人、數控機床等設計主題共提交了眾多項目報告和虛擬樣機產品，許多項目小組還額外提供了自己開發的仿真控制程序。在參與同學中展開了問卷調查發現，多數同學認為課程項目對于幫助理解機電一體化系統非常有用。在問到課程項目是否有必要繼續在下一年級開展時,絕大多數同學認為應該繼續開展?？傮w來看學生對該項活動抱有足夠的信心，提出了很多具體意見，如提前在低年級開展設計工具類項目，這樣可以在后續項目中有更多時間完成系統的仿真、分析、實驗驗證等深層次的設計內容，提高設計質量。
5結束語
機電一體化技術課程博大精深，具有內容多、原理深奧的特點。根據國際工程教育CDIO理念進行教學實踐，既能使學生鞏固所學基本知識，抓住主次，又能鍛煉學生的觀察能力、設計能力、分析問題的能力、書面表達能力和交流能力，使學生的積極主動性得到最大程度的發揮。本文將CDIO模式引入到“機電一體化”的課程建設中，從教學理念、課程架構、課程考核與評價等方面展開探討，為“機電一體化”課程的教學提供了新的思路，這些對于提高教學質量和效果，培養學生的實踐與創新能力具有積極意義。
參考文獻：
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2.1微電子技術發展我國對于機電一體化的研究起始于上個世紀八十年代，同西方國家相比，發展較晚，并且尚未形成科學合理的引導機制。在機電一體化發展之前，我國的集成電子技術剛剛起步，至今半個世紀之久，形成了較為完善的理論體系和實踐經驗。微電子技術中包括對產品的設計、生產制造以及對產品的再加工為一體的體系結構。21世紀是電子時代，現代化的微電子技術發展基礎是我國對于集成電路的研究和完善，形成較為科學全面的系統。同以往的傳統技術工藝相比，現代化微電子技術廣泛應用在各個行業領域，諸如數控機床的發展汽車制造業的電子技術應用，促進了汽車制造行業的革命創新。我國目前汽車制造行業技術水準已經逐步趕超西方國家，達到國際汽車制造的標準，形成現代化汽車制造產業創新。
2.2數控機床發展數控機床技術起源較早，是在上個世紀中期的美國誕生，同我國建國時間相差無幾、盡管數控機床技術在上個世紀中期就已經在美國誕生，但是由于當時歷史局限性和技術條件的限制，并未能廣泛應用在各個行業領域。直到上個世紀七八十年代，全球經濟呈穩步發展趨勢，世界各國之間的經濟往來愈加密切，數控機床技術的突出作用才逐漸被各個行業發現，并投入大量資金予以建設。由此，數控機床技術才真正的得到發展，并呈現快速增長態勢，應用在各個領域上。
2.3可編程序控制器應用上個世紀六十年代末期可編程控制器首次嘗試應用在工業生產控制方面，盡管技術還不夠成熟，但為可編程控制器發展完善提供了實踐經驗和理論基礎。隨后，美國在此基礎上創新研發了一種更為完善的編程控制器，在汽車制造行業進行應用研究。其自身顯著的優勢被逐步開發，對其設計研究投入大量資金，在汽車行業得到廣泛應用。針對汽車行業應用的典型事例，其他行業爭相將其應用在工業生產領域，極大的推動產業結構升級。
2.4信息技術等新技術的結合隨著社會的發展和科學技術的進步，各種創新技術不斷涌現，信息技術以及激光等技術以其自身獨有特質受到各個行業領域的追捧，并廣泛將其應用在生產中。光電技術作為時代前沿創新技術的代表，其融合了多種技術為一體，應用在不同的行業領域。
3機電一體化智能化發展趨勢
機電一體化經過多年的發展完善，融合了較為前沿的技術，不斷的創新朝著智能化發展。其智能化是通過智能系統對生產過程的操控和生產過程所產生的信息進行收集整理，對信息數據進一步分析，促使整個機電一體化系統能夠保持最為完整狀態。其模仿人類智能的一種操控系統，運用大量的相關知識來解決問題，以一種類似人類思想的方法對收集的信息進行分析和學習。機電一體化未來發展方向必然朝著更為智能方向發展，對于智能技術的開發應用得到各個行業人士的重視，目前機電一體化的智能化系統手段相互聯系，協調來保持系統的正常運行。可以看出，智能化是機電一體化新時期發展的必然選擇，將其應用在各個行業領域，能夠較好的提升工作效率，推動產業發展。
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機電一體化專業綜合實訓課程是集氣壓技術、液壓技術、電機及電氣控制技術、自動檢測技術、PLC及其自動控制技術、網絡通訊技術于一體的專業技能綜合訓練課程。課程緊扣機電一體化技術的核心技術環節，即檢測、控制與執行三大技術環節展開，同時引入最新的網絡控制技術。訓練時應遵循以學生為中心、以培養學生實踐能力為中心和以培養學生素質為中心的原則，通過實訓使學生既能掌握機電一體化專業的理論知識，又能從事機電設備或自動化生產線操作、安裝、調試、維修、維護及設計改造等方面的工作，并具有良好的職業素質。
2.實訓內容緊扣相關知識點
機電一體化系統涉及機械設計、傳感器、自動控制和微機原理等多門課程的知識，這些知識也是機電一體化產品設計的基礎。盡管學生在學習機電一體化系統之前，已經學過一些相關的理論知識，但在機電一體化課程的實訓中，對相關知識的回顧和加深是必要的，特別要關注知識之間的聯系和實際應用方法。因此，應緊扣這些教學內容，安排若干典型的、與專業課程相對應的專題實訓項目，通過在機電一體化系統中的應用，學生對專業知識有一個感性認識，為綜合性實訓和設計奠定基礎。
3.實訓方法由教師演示過渡到學生自我設計
從理論學習到實際實訓設計，是一個從知識接受到知識應用的飛躍。由于機電一體技術包含了機、電、計算機、自動控制等多門學科的知識，實訓的綜合性程度高，因此，對大多數中職學生來說有一定難度。演示性實訓是一種更直接的實訓指導，能使學生對將要完成的設計性實訓的過程和結果有一個直觀的認識，提高完成設計性實訓的自信心。實訓的最終目的是學生能夠在相關的實訓設備上根據要求，在實訓裝置上進行系統設計，能夠按照設定的方式正常運行。通過這個設計過程，可以更好地鍛煉學生對機電知識的運用能力，理解機電一體化系統中各學科知識的關聯性，進而提高學生解決實際問題的能力，達到實訓教學的真正目的。
4.實訓方式為課內和課外相結合、個人和小組相結合
由于教學課時有限，實訓環節的教學要充分發揮學生的主動性，利用課余時間進行設計和準備工作，課內主要是利用實訓平臺調試和實現設計的內容。因此，機電一體化實訓室應該建設成為開放式的實訓室，便于學生課外進行訓練。另外，由于機電一體化實訓包含的知識面廣，綜合性實訓項目包含多個內容，可以采用小組分工、合作完成的模式。這樣，一方面培養學生在科學研究過程中的團隊精神，另一方面也是對模塊化設計的一種鍛煉。
5.實訓課程的考核方式
為突出學生的能力培養，對機電學生考核的標準為：（1）是否有創新，即能否運用所學的理論知識分析、處理實際問題，能否就所給的條件提出合理的觀點和可行的處理方法；（2）識圖能力和動手能力；（3）能否搜集資料，報告內容是否合理；（4）是否有團結協作精神：（5）寫作與表達能力；（6）計算機應用能力，等等?？己说男问剑豪碚撆c技能考核相結合?？己顺煽兊脑u定：理論測試成績占20%；實訓報告成績占25%；實踐環節占55%，其中拆裝操作占20%，編程、調試與排除故障占25%，安全與環保意識考核占10%。
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1 機電一體化技術概要
隨著科學技術的飛速發展，各學科技術互相交叉滲透，在工程領域也受到了極大的啟發，導致了工程領域的技術改革，機電一體化技術應運而生。目前機電一體化設備涉及領域廣泛，涉及到鋼鐵、電力、石油化工、煤礦業、汽車業等。煤礦行業屬于高危險性行業，通過機電一體化技術，極大地減少了礦下的人員用量，提高了生產的安全性和生產效率。同時對大型設備保護以及整個生產流程的安全實施監控都起到了很大的作用，提高了整個煤礦行業的生產水平。
機電一體化技術發展到現在已經逐漸形成為一門獨立的學科了，幾年來科學技術飛速發展，機電一體化技術已從起初的機械技術與電子信息化技術單純地結合發展成了技術內容更加豐富的一門技術學科。但是機電一體化技術還可以大體概述為機械技術、計算機技術、電子技術、信息技術、控制技術等。機電一體化技術就是這些技術互相交錯聯系有機融合在一起，衍生出來的新技術。其優點明顯，多功能性、高安全性、易操作性、生產高效性，這都說明了機電一體化未來前景無限。機電一體化技術其智能化、多功能化也是區別于機械電氣化的主要特點。
2 機電一體化在煤礦行業中的技術應用
由于機電一體化的智能化、多功能化、高效率、高安全性，而使得機電一體化在我國各個行業應用廣泛，例如煤礦業、鋼鐵業、機械制造業、食品制造行業等。隨著機電一體化的不斷發展，實現了整個生產線上的產品整體優化，提高了產品生產質量，降低了人力和物力，減少了經濟開支，提高了生產效率。而且機電一體化的智能化和多功能化，也為企業在新的產品準備周期建立了強大的優勢，其智能化為用戶在使用和維護方面上帶來了極大的方便。其自身的智能化維護系統就會周期性地進行檢測，發現潛在的問題或已經存在的問題及時報錯，這樣就減少了硬件本身的損耗，也減少了因排查出錯原因損失的時間，提高生產效率，盡可能大地減小損耗成本，所以機電一體化技術對企業對用戶和產品需求商來說都是極為便利的。對于企業來說，生產線的自動一體化、智能化、高效性讓生產者降低成本，提高了經濟收益。對于需求商來說，現在的一體化技術已經對生產線的產品進行整體優化，產品整體質量高，生產效率高，每件產品都進行實施監控，降低了次品率。而且其智能化在需求上可以根據市場需求及時對產品做出調整。
2.1 機電一體化在煤礦行業應用中的整體分析
煤礦行業作為高危行業，只有盡可能地減少人員用量，用高效率、高質量的一體化技術代替才是整個行業的長久之計，所以引進機電一體化技術有利推動了企業高效、高質地安全生產，提高了整個行業的生產水平。機電一體化的應用使得整個采礦流程更加人性化，其系統的自我診斷和保護系統極大地降低了礦洞事故的發生率。隨著社會經濟的發展和現代煤礦行業發展的需求，對于煤礦的運輸采集等也提出了更高的要求。自我診斷和保護功能對于使用者帶來了極大的安全和便利，例如在使用中軸承溫度過大或出現倒轉現象，傳送帶跑偏或斷裂等故障，該系統都能很好地對器械進行保護，避免了事故的發生或者器械出現更深的損壞。該系統可以對采煤機進行遠程監控，其智能化可以使采煤機力度和速度根據煤層的厚度以及軟硬程度及時做出調整，節省了能源損耗，提高了整個生產線上的工藝水平現在機械制造業集成電子信息技術為一體，先進的制造系統、先進的生產模式以及高質量的生產線路是當今煤礦生產行業的新趨勢。
2.2 機電一體化在提升機中的應用分析
機電一體化在煤礦中的應用使得采煤的效率有了大的提升，對整個采煤流程的各個環節都進行了提升。其中機電一體化利用最好的就是提升機設備，改變了以往單純電力與機械設備的操作結合，通過計算機控制技術的有機結合實現自動化水平全數字化操作，大大簡化了提升機的設備結構，為機器日常的檢測維修提供了極大的便利，充分地體現出了機械與電子信息技術相結合的創新理念。在礦井中的提升機中，內裝提升機得到了極大的簡化，減少了線路排布的復雜程度，為設備的安裝提供便利。除此之外，提升機采用雙核計算機系統，性能強勁、操控簡便、運行穩定。機電一體化在提升機中的應用顯著地提高了煤礦生產的安全性。計算機控制系統會定期對提升機的各個功能系統進行檢測，包括系統、傳動系統、制動系統等。計算機系統會對各系統的工作數據進行采集分析，以此來判斷設備的工作狀態，完成對設備潛在隱患的排查任務。在提升機工作期間，計算機系統會對實際的工作情況進行分析處理，例如對煤礦重量的計算分析來合理分配制動力與牽引力，提升了對煤礦運輸的安全性、操作性，為煤炭企業帶來更多經濟效益。
2.3 機電一體化在采煤機中的應用分析
現代化煤礦發展的需求，對我國機械式采煤技術提出了更高的要求。機電一體化在采煤機設備中的應用提高了采煤流程中的一體化程度，滿足了現代化煤礦發展的需求。電牽引式采煤機是機電一體化的創新產物，與傳統的液壓采煤機相比具有更好采煤效率以及安全性。電牽引采煤機的出現，解決了以往液壓牽引中因過載出現的斷軸問題或油泵卡死問題。計算機控制系統在工作中通過對載重分析計算所需牽引力，并及時向電網反饋電量需求，使其克服阻力移動。電牽引采煤機的采礦傾角范圍較廣，可以用在40°～50°的傾角煤層。與傳統液壓采煤機相比，電牽引采煤機因結構的簡單化使其在日常工作中的磨損較少，除了電刷與整流子外，其余部位均沒有磨損。電牽引采煤機的自我保護系統可靠率也較高，減少了工作中事故以及機械故障的發生，增加了安全可靠性以及工作效率。
2.4 機電一體化在煤礦行業中的管理分析
毋庸置疑，機電一體化技術為我國生產力帶來了飛速提升，生產效率、生產質量都有了大幅度的提高，但是機電一體化的飛速發展必將會導致后期管理力量不足。我國各行業對機電一體化技術的管理普遍存在問題，例如各個企業都設有管理部門，但大多數的人力都放在生產線上，這就導致管理部門形同虛設，沒有發揮出自身的作用，沒有發揮作用是小事，但是其背后卻存在著很大隱患。大量壓縮機電管理人員，或整個管理專業團隊知識面不全面、人員專業素養低、對機電一體化技術理解不夠深，這就導致很多潛在隱患不能及時發現。機電工人違規操作，帶電作業，不能按時停送電。生產設備落后，機械老化，固定設備不定期檢查這些都是管理方面的問題所在。
3 結語
機電一體化技術在以后的發展過程中要重視對管理部門的培養，增強管理人員的專業素養，培養基本的管理意識，實施職權統一管理，落實好規章制度，把責任分到每一個人身上，從自我做起。只有技術和管理的水平全面提升，才能讓我國的機電一體化技術水平得到大的提升，這樣我國的機電一體化技術才能平穩持續地提高，實現企業經濟的持續化發展，為我國社會經濟建設做出貢獻。
參考文獻
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篇10
機電一體化技術是現代工業的基礎，是機械、電子和微電子等技術相互滲透、相互結合形成的現代化高新技術，是其目的是運用機械、電子、液壓、氣動、信息等方面的知識和技術，來解決生產過程中的技術問題，提高產品性能及自動化程度，是高等學校機械、機械制造及自動化等專業的莘莘學子應該掌握的技術。
二、教學內容
1.概論：機電一體化的基本概念、技術體系和發展前景，本課程的內容體系、學習方法、注意事項及所達目的
2.機械技術：數控機床進給傳動系統建模的步驟和方法，機電一體化系統中所用的典型機械傳動部件和支承部件
3.機電一體化中集成電路的應用：基本邏輯運算電路和典型集成芯片在機電一體化系統中的應用
4.接口技術：接口的種類和應用，常用人機接口和機電接口的工作原理和應用
5.檢測與傳感器：傳感器的工作原理、選擇使用和信號處理
6.控制系統：控制系統的分類和性能指標、控制系統的數學模型建立、微機控制技術、PID控制器的設計
7.伺服系統：直流伺服系統、交流伺服系統、步進伺服系統和電液伺服系統的執行元件及控制，伺服系統的設計
8.機電一體化技術的應用：幾種典型機電一體化系統：機器人、數控機床、三坐標測量機、汽車防抱死制動系統、現代溫室設施
三、高職院校機電一體化課程改進措施
（一）課程設置需滿足市場需要，體現優化綜合能力
高職院校在對學生的課程進行設置時要根據現在的社會需求、畢業生工作地方的特點和該行業的需求情況等因素進行綜合性考慮，不能茫然設置。開設理論課程時要以時間合理、夠用為原則，為學生進行實踐活動騰出更多的時間出來，在理論知識方面，要讓學生們學到應該掌握的知識體系，符合用人單位選人的基本素質，并對學生后續的深造打下基礎，不至于基礎知識弱化。由于人才市場在不斷的變化，高職院校應該圍繞市場辦教育這個理念進行，使學校的機電一體化專業與社會單位需求相滿足，針對瞬息萬變的市場，單位開始注重對有能力的人才的選擇，利用學歷進行選人的單一標準已經開始變得多元化，操作實踐能力強的人才才是企業單位比較看重的。所以，在機電一體化專業的設置中，要把課堂學習與實習、分崗綜合實習和實地實習進行連接一起，分配好各個階段的時間，這樣學生們在課堂學習的書本知識可以快速應用到實習中去，并在實習中發現問題、分析問題和解決問題，逐步鍛煉出較強的操作實踐能力，讓學生們在學習期間就累積實際工作經驗，這對日后步入工作環境中大為有益，縮短了學生們的適應期。當然了，這也符合教育部提出的原則，在高職院校中強調實踐性，讓課程的設置服務學生的就業，既拓寬學生的知識面，邊學邊實踐，樂學活用，又為學生提供了探索的空間，讓學生在實際的操作中發現問題，彌補不足，強化優勢，對他們以后的職業非常有用。
（二）加強研究，搞好教材編寫工作
針對機電一體化專業的教材來講，大多都是書本系統知識，理論知識，而跟學生息息相關的實踐教材卻很少，這也對授課老師造成了不小的難度。因此在保障教學質量的前提下，學校老師根據該專業的可操作性和先進性進行教材的編寫工作，通過自身在授課中遇到的問題，怎么解決的等經驗，和編寫老師一同討論，交流學習，優勢互補，慢慢編寫出實用的實訓教材，并根據學校教學條件，建立相應的教學案例庫，為以后積累素材。針對課程設置相對滯后、教材落后實際的情況，也要及時解決。
（三） 加大機電一體化課程實踐性教學的力度
1、課內實踐的開設必須有效、實用
高職教育必須強調課內實踐的開設有效、實用，機電一體化作為操作性很強的應用學科，必須以培養學生的能力為中心來設計課程內容。要增加實訓課時，理論教學和實踐教學的比例力爭達到1：1。我們應該先對專業課程進行分析討論，確定該課程必須掌握哪些方面的實際的操作能力，再據此進行安排設置訓練。結合實驗室建設，加強實踐教學， 通過建設先進制造、數控網絡實驗室，將本課程的部分實踐性教學環節與此結合起來，培養了學生的動手能力。 培養工程意識 ，加強畢業設計的教學指導，將課本中有關系統設計內容與具體的設計課題有機結合，使得枯燥的公式推導和計算工程變成很有意義的工程訓練過程，從而使學生的綜合運用能力得到明顯的提高。 理論聯系實際，采用企業現場教學 ，使學生能了解到典型機電一體化產品的設計、制造過程，加強理論聯系實際的學習。
2、采用多樣化的教學途徑
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“機電一體化”一詞的英文名詞是“Mechatronics”，它是取Mechanics（機械學）的前半部分和Electronics（電子學）的后半部分拼合而成的。由于機電一體化技術是其他高新技術發展的基礎，其發展依賴于其他相關技術的發展，因此很多高校都開展了機電一體化這門課程的課堂教學。機電一體化是一門綜合性實踐性很強的課程，涉及知識面廣、容量大，這門課的教與學都不容易。
傳統的教學方法都是按照機電一體化系統的功能結構構成，將機電一體化系統分為若干個功能結構模塊，逐一進行講解，例如分別講解機械本體功能模塊，傳感檢測功能模塊，中央控制功能模塊等等，這樣的教學方法易于學生理解，但是在無形中割裂了機電一體化系統各個功能模塊之間的有機聯系，為此必須結合機電一體化這門學科本身的特點，對其教學方法和教學策略進行改革與嘗試，以期從中能夠找到有效的復合機電一體化課程特點的教學方法與教學策略。
1 我國當前機電一體化類課程教學現狀及其原因分析
結合我國目前高等教育的現狀，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：
1.1 師生思想上都不夠重視
從目前的高等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高等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高等院校機電一體化課程教學的一個基本現狀。
1.2 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，絕大多數高等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?，F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，這也是導致高等院校機電專業的實踐課程體系設置不合理的原因。
1.3 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，目前很多高等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，主要表現在以下幾個方面：
（1）實驗實踐條件差，硬件實驗設備陳舊，很多實驗臺或者實驗設備都是演示性實驗，整個實驗過程都是老師在做實驗，學生只負責看，即使動手也是按照老師調試好的實驗按照老師實驗的順序重復一遍，實驗教學效果比較差，這使得整個實驗就流于形式化。
（2）缺乏綜合性的創新性的實驗臺供學生動手實踐，目前機電一體化類的課程實驗都只是簡單的重復性的實驗，缺乏激勵學生創新動手能力的綜合性實驗，這使得機電一體化類的實驗無法激發學生創新能力，無法提高學生動手實踐能力。
（3）實驗實踐評價機制不夠健全，很多實驗實踐流于形式，這導致學生對實驗重視程度不夠，多數學生的實驗報告依靠抄襲完成，老師對學生沒有印象，學生的實驗成績僅僅憑實驗報告打分，實驗實踐評價機制的缺失使得機電一體化類的實驗實踐失去了價值。
2 機電一體化類課程的教學改革策略探討
2.1 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。
2.2 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。
2.3 加大機電專業校內外實習實訓基地建設的力度
對于機電一體化這樣的實踐要求較高的課程，實踐實訓基地的建設就顯得十分有必要了。實踐實訓基地的建設力度直接關系到機電一體化課程實踐教學的效果與成果，而學生實踐能力的掌握也取決于實踐實訓基地的建設，以及實踐實訓基地實踐教學內容的設置和安排。各院校要想真正提高機電一體化專業實踐課程教學的效果，就必須加大對實踐實訓基地的建設力度。另一方面，機電專業校內外實習實踐項目的開設依賴于實習實訓基地，而目前多數機電專業課程依賴于金工實習的相關設備，因此對于機電一體化類課程的專業實習實踐，必須要加強具有機電一體化特色的專業實習實踐基地及其相關設備的投資建設力度，為機電一體化類課程及其專業的學生提供足夠豐富的實習實踐動手機會，以真正提高機電一體化類課程的專業實習實踐能力水平。
3 結語
隨著科學技術的飛速發展，教育的方法和手段應適應這一發展的需要，傳統的純理論教學已不能適應新的教育目標，加強實踐能力和創新能力的教育已勢在必行。本論文所探討的機電一體化類課程實驗教學方法及其教學改革策略的應用研究，是結合當前國內高等院校機電一體化類課程教學內容設置及其實驗實踐教學現狀而提出來的，能夠有效地提高機電一體化類課程的教學效果，對于這一類的理論知識多且深、動手實踐能力要求高的課程而言，必須要不斷加強實驗實踐教學的份量，而本論文也是重點探討如何開展實踐動手能力的訓練，對于進一步提高機電一體化類課程的實驗實踐教學效果無論是在理論方面還是在實踐方面都具有較好的借鑒和指導意義。
參考文獻
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1.2部分教學內容與生產實際脫離
一方面，在機電一體化的專業課程的教學過程中，選用的大部分都是高學歷低經驗的專職教育教學工作者，這部分機電一體化的專業課程教師自身就沒有實踐另一方面，雖選用的有具備實踐經驗的來自企業的專業課程教師，但學校中又沒有與之所具備的實用機能相對接的課程，能讓教師對實用性技能進行講解，最終課堂教學內容還是以理論知識作為重點。理論與實際脫離，學生的學習動力受挫的同時也不能為社會培養出高水準的應用型人才。
1.3傳統的教學結構已經不能適應
社會的發展機電一體化的專業技術在不斷的革新中，而傳統的學科結構大都不是圍繞學生的就業方向和社會需求來設置的，這就導致了學生在學習了主要以知識結構來設置的機電一體化專業課程后，只掌握了一些理論知識，卻不具備獨自實際操作的能力。傳統的機電一體化課程還存在著新技術沒被納入到教學結構中，而已有的教學結構中出現諸多的知識內容重復的問題。從上述描述的我國機電一體化的專業課程中存在的一些問題，可以看出，當下，必須將培養專業人才的目標放在首位，突破傳統教學模式和教學內容的束縛，果斷摒棄那些華而不實的理論知識，對機電一體化的專業課程進行改革，以期為社會培養出一批有用的技術實用型人才。
2機電一體化專業課程的教學改革
2.1從教學內容上對課程進行改革
針對機電一體化的專業課程存在的問題，首先是對教學內容的改革完善。專業課程自然要以專業知識技能的獲取為中心，緊抓機電專業所具備的特點，以理論知識夠用為標準，少講多練，將知識和技能的學力融入到實踐教學環節中。同時加大實踐教學的教學力度，將提升學生的獨自分析問題和解決問題的能力作為教學的重點，并規范學生的實踐操作，使之更接近企業對機電產品的生產標準。對于有內容交叉重復較多的課程，可以通過對幾個課程內容脈絡的梳理和整合，將之融入成一門條理性和綜合性更強的課程。對常用到的理論知識進行精講，以實踐操作為主，讓學生在機電一體化的專業實踐課程中通過自己的親手操作融會貫通所學的理論知識，提升自己對知識技能的應用能力。而對于另外一些內容復雜且內容脈絡繁雜的課程可進行科學的拆分，一方面幫助學生更容易掌握理解這部分知識，另一方面也是為了加大實際操作課的課時。使理論和實際在這種高效的理論知識的學習和實踐操作中更加緊密有機的結合起來。
2.2從教學方法上對課程進行改革
將教、學、做有機結合來進行機電一體化專業課程的教學。依照目前的機電一體化的專業課程的教學來看，其教學方式依舊沿用的是傳統的灌輸式教學方式。教師是課堂教學的中心，學生只是被動的坐在原位聽教師所教授的知識，沒有進行自主探究和合作學習的意識和機會。大量的時間都被沒有進入實用階段的理論知識所占據，這樣實際操作的時間就少了，學生的實際操作能力差。針對這種情況，在確定了新時期的新的教學目標后，對機電一體化專業課程的教學手段和教學方法進行進一步的改革，將教師教和同學緊密聯系起來并進一步融入到由教師指導的實踐操作中，以保證一個高效的學習效率和較好的教學質量。這種方法對于學生鞏固所學知識、提升自主操作能力也大有裨益。與普通的專業學科相比，機電一體化專業課程的學習對于學習的過程更為注重。原因在于學生有關機電一體化專業的知識和技能都是在機電一體化專業課程的學習過程中獲取的。因此，在機電一體化的專業課程的教學方法改革中，可以將合作學習的方法作為一種新的教學方式融入到機電一體化的專業課程的教學中。合作學習為學生之間的專業知識和技能的學習創造了一個平等交流的平臺?？偟膩碚f，合作學習在機電一體化專業課程的教學上的應用，能夠使學生在一個平等交流的環境中，進行自主的、積極的思考，學會與人協作共同去解決問題。同時對于學生的信息整合能力也有一定程度的提高作用。
2.3轉變傳統教學觀念，積極提升教師實際操作技能
與一般的學科不同，機電一體化專業課程的最終目的是在于培養出一批能夠進入到實際工作中的技能型人才。很顯然，在我國一直沿用至今的傳統教學觀念并不符合機電一體化的專業教學。故而，教師應及時轉變自己的教學觀念，把學生作為機電一體化專業課程學習的主體，做好教學過程中的講解、引導和輔導工作。同時摒棄以往以專業理論為重的觀念，積極投身到機電一體化的實際操作技能的學習中，加深自己對機電一體化專業課程了解的同時，可以更多的為學生傳授真正的機電一體化操作經驗，帶來更好的教學效果。教師還要關注機電一體化最前沿的技術的發展，及時根據現實情況對教學內容和教學方法進行調整，幫助學生獲得更多的機電一體化專業知識和技能。
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2.1從教學內容上對課程進行改革
針對機電一體化的專業課程不適應物聯網技術要求的現狀，首先是對教學內容的改革完善。物聯網技術的底層研究很廣很深，高職的機電專業應該避免將學生帶入復雜的理論分析的道路，而突出應用這個主題。專業課程自然要以專業知識技能的獲取為中心，緊緊抓住物聯網技術在機電專業各個環節的應用特點，以理論知識夠用為標準，少講多練，將知識和技能的學力融入到實踐教學環節中。同時加大實踐教學的教學力度，將提升學生的獨自分析問題和解決問題的能力作為教學的重點，并規范學生的實踐操作，使之更接近企業對機電產品的生產標準。物聯網的應用模糊了現有機電技術的控制單元和傳感單元的界限，會導致原有課程系統內容出現交叉重復，可以通過對幾個課程內容脈絡的梳理和整合，將之融入成一門條理性和綜合性更強的課程。對常用到的理論知識進行精講，以實踐操作為主，讓學生在機電一體化的專業實踐課程中通過自己的親手操作融會貫通所學的理論知識，提升自己對知識技能的應用能力。而對于另外一些內容復雜且內容脈絡繁雜的課程可進行科學的拆分，一方面幫助學生更容易掌握理解這部分知識，另一方面也是為了加大實際操作課的課時。使理論和實際在這種高效的理論知識的學習和實踐操作中更加緊密有機的結合起來。比如網絡協議等內容抽象、復雜，可以通過加大實踐課程比例的方法來讓學生快速獲得感性認知。
2.2從教學方法上對課程進行改革
將教、學、做有機結合來進行機電一體化專業課程的教學。物聯網技術的加入，使得機電產品的開發更具靈活性，更多的強調團隊之間的溝通和合作，強調前期認真仔細的項目分析。依照目前的機電一體化的專業課程的教學來看，其教學方式依舊沿用的是傳統的灌輸式教學方式。教師是課堂教學的中心，學生只是被動的坐在原位聽教師所教授的知識，沒有進行自主探究和合作學習的意識和機會。大量的時間都被沒有進入實用階段的理論知識所占據，這樣實際操作的時間就少了，學生的實際操作能力差。針對這種情況，在確定了新機電專業的教學目標后，對專業課程的教學手段和教學方法進行進一步的改革，將教師和同學緊密聯系起來并進一步融入到由教師指導的實踐操作中，以保證一個高效的學習效率和較好的教學質量。這種方法對于學生鞏固所學知識、提升自主操作能力也大有裨益。與普通的專業學科相比，機電一體化專業課程的學習對于學習的過程更為注重。原因在于學生有關機電一體化專業的知識和技能都是在機電一體化專業課程的學習過程中獲取的，尤其是融合物聯網技術后，這一特點尤為明顯。因此，在機電一體化的專業課程的教學方法改革中，可以將合作學習的方法作為一種新的教學方式融入到機電一體化的專業課程的教學中。合作學習為學生之間的專業知識和技能的學習創造了一個平等交流的平臺?？偟膩碚f，合作學習在機電一體化專業課程的教學上的應用，能夠使學生在一個平等交流的環境中，進行自主的、積極的思考，學會與人協作共同去解決問題。同時對于學生的信息整合能力也有一定程度的提高作用。
2.3轉變傳統教學觀念，積極提升教師實際操作技能
與一般的學科不同，機電一體化專業課程的最終目的是在于培養出一批能夠進入到實際工作中的技能型人才。網聯網技術的加入使得機電專業的知識變得更為龐雜，要讓高職學生系統地學習每個知識模塊變得不切實際。很顯然，在我國一直沿用至今的傳統教學觀念并不符合越發復雜的機電一體化的專業教學。故而，教師應及時轉變自己的教學觀念，把學生作為機電一體化專業課程學習的主體，做好教學過程中的講解、引導和輔導工作。同時摒棄以往以專業理論為重的觀念，積極投身到機電一體化的實際操作技能的學習中，加深自己對機電一體化專業課程了解的同時，可以更多的為學生傳授真正的機電一體化操作經驗，帶來更好的教學效果。教師還要關注機電一體化最前沿的技術特別是物聯網技術標準的發展，及時根據現實情況對教學內容和教學方法進行調整，幫助學生獲得更多的機電一體化專業知識和技能。
3實訓條件的建設和改革
實訓基地是高職院校實施職業技能訓練和鑒定的基礎保證。結合物聯網技術的機電一體化技術專業不僅要按照實踐教學體系和職業技能鑒定實施的需要進行校內基地的建設，還要充分考慮到物聯網技術標準的應用。改造已有的自動化生產線、維修電工、電氣控制等實訓室，努力將實訓設備的技術含量和現代化程度應與企業生產水平同步；還要面向社會實施開放式、多樣化的培訓，開展多元化校企合作、互惠互利進行人才培養模式研究，形成學校發展資源的多元結構和面向社會、面向市場自主辦學的局面，以及時吸收各個方面的新技術、新工藝。專業還要與企業建立起適合物聯網技術的校外實訓基地、研發中心。不斷探索、創新工廠化辦學新模式，在與企業合作中實現“雙贏”發展。
