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關鍵詞:智能變電站 一體化監控 方案設計 方案分析
中圖分類號:TM762 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)11-0166-01
1 引言
智能變電站一體化監控系統能夠實現變電站各個組成部分系統性能參數和信息的技術監測和顯示,是保證智能變電站正常運行的重要手段,也是提高變電站智能化的必須采取的方法。
2 智能變電站一體化監控系統設計技術內容
智能變電站一體化監控系統是按照全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化的基本要求,通過系統集成優化,實現全站信息的統一接入、統一存儲和統一展示,實現運行監視、操作與控制、綜合信息分析與智能告警、運行管理和輔助應用等功能。
智能變電站二次系統自動化體系由一體化監控系統和輸變電設備狀態監測、輔助設備、時鐘同步、計量等共同構成。一體化監控系統縱向貫通調度、生產等主站系統,橫向聯通變電站內各自動化設備,處于體系結構的核心部分。該系統直接采集站內電網運行信息和二次設備運行狀態信息,通過標準化接口與輸變電設備狀態監測、輔助應用、計量等進行信息交互,實現變電站全景數據采集、處理、監視、控制、運行管理等。
3 智能變電站一體化監控系統需求分析
3.1 系統需求分析
變電站高級應用都是基于變電站所有數據信息進行分析和處理的。傳統的監控和數據采集系統只能顯示二次設備的故障信息和動作信息,僅僅進行設備故障的查找和分析,這些只能限于變電站設備的保護和檢測工作,不足以達到智能變電站的要求。新時期的智能變電站應該獨立完成對綜合測量控制信息,設備保護控制信息,設備狀態檢測信息等相關信息的分析,這樣能夠更加清楚的進行變電站信息的綜合處理,能夠更加快速的實現變電站設備故障問題的定位。
3.2 智能變電站調度中心需求
由于運行要求的提高,調度中心對智能化的需求也逐漸加大,目前調度中心會對接受到的數據信息進行校核,確保數據的準確性和可靠性,但是這些數據都是從變電站輸入而來的,如果能夠在數據信息的產生根源處進行檢測和監控,這樣能夠更加及時的進行設備的運行狀態的檢測,還能夠及時的為調度中心提供有效的預警信息,還能夠從根本上減少調度中心的信息處理量,這樣就對于變電站調度中心提出了更大的要求。智能變電站的調度中心需要實現所有變電站的監視控制功能,進行各個調度中心信息的整理與收集。
3.3 智能變電站生產管理系統需求
國家智能電網發展迅猛,生產管理系統成為智能變電站發展的重要的因素。生產管理系統是對于設備的檢測系統進行及時的狀態檢測,采集設備頻率和設備的配置信息,保證生產管理系統始終保持在安全工作區域內,實現智能變電站的正常運行。除此之外,生產管理系統對于設備的運行和維護、變電站內部設備信息檢修等都有著重要的作用,在很大程度上提高了工作效率,對變電站生產管理系統整體水平的提高起到至關重要的作用。
4 智能變電站一體化監控系統設計方案
監控系統網絡由站控層網絡、間隔層網絡、過程層網絡三部分組成,智能變電站一體化監控系統各個主要組成部分通過防火墻實現隔離。各個部分能夠與變電站主要系統實現交互信息功能,信息傳輸通常是通過整理正反及一體化監控系統的數據通信網關機完成。在進行數據通信時,為了信息安全必須設置縱向加密認證裝置,實現與遠方調度中心數據通信環節。
通常情況下,站控層由計劃管理終端、工程師和操作員工作站、數據服務器、圖形通信網關機、綜合應用服務器、數據集中器、監控主機、數據通信網關機等幾個部分構成。站控層的主要組成設備有:保護裝置、工程師和操作員工作站設備、數據服務器、PMU、工區數據通信網關機、一體化監控系統監控主機、測控設備等。監控主機的作用是負責在網數據的安全,在安全區內對采集的實時數據分析、處理、存儲。數據瀏覽服務實現是通過工區數據通信網關機將采集的數據直接送到調度中心來完成。(監控系統網絡圖如下)(如圖1)
間隔層主要包括數據通信網關機器、視頻監控系統、綜合應用服務器系統、變電設備運行狀態檢測裝置系統、外界環境檢測系統、計劃管理終端設備系統、安防系統以及消防系統等主要設備。其中綜合應用服務器系統主要實現各個變電設備以及輔助設備之間的數據信息的傳輸,對于外界收集的所有相關的數據信息進行處理和分析,最終得到所需要的數據信息輸入到數據服務器系統中進行保存。數據通信網關機器主要是實現數據服務器系統的數據模型和調控中心之間數據信息的相互交換,從而能夠為整體系統提供遠程信息查詢和信息瀏覽服務。
綜合應用服務器的功能是完成信息傳遞,借助正反向隔離設備數據信息,經過數據通信網關機完成全站的信息交互。在站內送出數據信息,同時接受主站的控制命令。數據服務器作為存儲功能的裝置,主要用于儲存變電站模型數據、操作產生的相關數據、圖形、報警數據、故障波形、在線監測信息數據等。計劃管理終端完成數據、信息的調度、檢修管理、保護定值單的管理工作等。
5 結語
完善監控系統核心技術,積極探索創新的系統方法和集成技術,不斷優化和改善現有系統設計方案,提高系統智能化設備的質量,拓展智能化系統的主要功能,是實現更高、更強功能的智能變電站一體化監控系統的最終目標,也是我們未來研究的主要課題。
參考文獻
[1]胡剛,夏勇軍,蔡勇.智能變電站二次系統設計現狀和展望[J].湖北電力,2010(S1).
關鍵詞:機電一體化;人才培養;課程體系
作者簡介:金美琴(1969-),女,江蘇南通人,南通農業職業技術學院機電系機電一體化教研室主任,講師,工程師。(江蘇 南通 226007)
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)25-0060-02
高等職業院校以服務社會為宗旨,以嶄新的辦學理念和鮮明的職業特色成為我國高等教育發展的一支生力軍。[1]隨著科學技術的發展,機電一體化已從原來以機械制造為主的領域拓展到目前的汽車、化工、輕工、儀表、通信、電力、建筑、冶金等廣泛領域。機械和電子兩大學科的內容本身已經十分廣泛,本科院校學生掌握機電一體化知識已經很難,讓一個高職學生在短短的三年時間里既掌握“機”又掌握“電”是不現實的。[2]高等職業院校開設機電一體化技術專業應明確專業培養目標,構建以就業為導向、以能力為本位的課程體系,既要防止出現教學內容過多、過雜、過深、專業技能不突出的現象,[3]又要防止不恰當地降低理論課的學習要求,培養出的學生缺乏遷移能力和應變能力,將來無法勝任工作,影響升職和發展。
一、合理定位,明確人才培養目標
高職院校的人才培養方案應適應市場需求,瞄準經濟與產業結構調整的走向,以就業為導向,制訂“突出職業技能培養,關注學生全面發展”的人才培養方案,實現“寬基礎、強技能、高素質”的人才培養規格的總體要求。以“夠用、實用、適用、先進”為原則,既重視培養學生的就業適應能力,注重實現零距離上崗就業,同時也關注培養學生畢業后的轉崗能力、職業遷移能力、競爭能力以及可持續發展能力。
當前南通的工業化水平正處在中期向后期過渡的階段,企業技術升級加快,集中表現為以信息化帶動工業化,制造業的技術含量持續增加。[4]通過人才市場調查發現,機電一體化專業畢業生就業單位不僅是機電一體化產品的制造企業,更多的是使用機電一體化設備的廣泛的行業領域。機電一體化專業人才主要從事的崗位為:機電一體化設備操作、安裝調試、維護維修、升級改造和技術管理等。其中機電一體化設備操作崗位對從業人員的知識、技能要求相對較低,往往以技校生、中職生為主,也是高職生的初次就業崗位;機電一體化設備安裝調試崗位、維護維修崗位屬于綜合技能型工作崗位,一般對學歷有一定要求,從事該工作的人員基本為高職生和本科生;機電一體化設備升級改造和技術管理崗位則不僅有學歷要求,還有工作經驗的要求。這類崗位的任職資格一般需要大專以上的知識素養,并經過操作崗位、安裝調試、維護維修崗位鍛煉過的高技能型人才。
多年來的專業調研表明:計算機、網絡等高新技術已滲透到傳統的機電行業,控制方法和手段也悄悄發生著變化,具有“智能化”的特征是機電—體化與機械電氣化在功能上的本質差別。我院機電一體化技術專業以技能培養為主線,將機電行業中普遍使用的可編程控制器(PLC)技術作為職業技術課程的核心,構建“以電為主,以控制為核心”的課程體系,突出計算機技術和先進的智能控制技術在機電產品中的應用,培養學生在掌握“夠用、適用”的機、電知識與能力的基礎上重點掌握機電一體化“融合”技術,從而克服原來的機電一體化專業“機”不如機制專業、“電”不如自動化專業的尷尬局面,并且做到具有一定的前瞻性、拓展性,培養學生既要具有實踐動手能力,更要具備隨產業升級的崗位遷移能力。
二、構建基于工作過程的課程體系
按照“企業調研—職業能力分析—工作任務—行動領域—學習領域—學習情境”的步驟構建基于工作過程為導向的課程體系。
1.進行專業調研,明確職業工作崗位
深入南通及長三角地區各行業中涉及機電產品、自動化設備與生產線的制造、使用的企業調研,由企業專家提供有關本專業的工作崗位及實際工作任務。全面打造機電設備運行維護、機電產品檢測、裝配、調試能力以及故障診斷及維修技能等專業核心能力,使其符合培養高技能應用性人才的需求。
2.整合典型工作任務,歸納行動領域
對企業調研所獲取崗位的工作任務進行分析、歸納,明確就業崗位的典型工作任務及做好這些任務必須具備的能力。機電一體化專業人員的典型工作能力概括為:熟知機電一體化設備的構造和信息流程,會定期進行檢查、拆裝和、保養;對設備常見故障有判斷力、預見性,了解適當的處理、防范措施;會根據工藝要求調整傳感器和執行機構等器件的安裝位置和運行參數;能看懂和調試PLC控制程序、設置變頻器參數等等。
3.基于實踐能力培養,構建學習領域
以上的工作能力都要求學生具備讀圖、識圖能力和常見工具儀器儀表的使用能力,根據認知及職業成長規律,結合高職學生的學習習慣及相關教育方法論對行動領域進行整合,圍繞學習目標確定教學內容,本著注重基礎、強化共性的原則,整合知識點。確定了五門專業核心課程:機械零件加工與拆裝、傳感器安裝與信號處理、電氣控制與PLC應用技術、交流伺服與變頻器技術和自動生成線的安裝調試及維護。
4.由淺入深排序,設計學習情境
根據職業特征分解學習領域,以項目、任務、案例、設備、現象、產品等為載體,進行學習情境設計。工作項目的選擇由易到難,將學習內容按由簡單到復雜、由局部整體系統、由單一技能到綜合技能的順序,循序漸進地安排教學進程,將知識的學習和企業實際工作過程有機結合,通過實際案例的分析加深學生對知識的理解和技能的提升,實現教師的傳授由多到少、學生自主學習程度由低到高遞進。
5.加強校企合作,深化課程改革
廣泛聽取行業企業意見,與企業技術專家一起共同研究課程描述、學習情境劃分、學習項目(任務)的劃分、推薦考核方式等內容,經教學實踐不斷地修改完善,最終建立成熟的課程標準。按照“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”的課程開發六步法進行課程教學設計和項目化教材編寫。教材內容與課程結合緊密,以實際工作任務和新方法、新內容、新規范、新標準等作為編寫內容,校企合作共同開發、對接國家職業標準、符合職業崗位要求。
三、建設“教、學、做”一體化的校內外實訓基地
“巧婦難為無米之炊”,實訓是促使學生掌握職業技能的關鍵環節,為培養學生真正的職業技能,要有真實的或類似真實的機電一體化實訓設備,只有職業化的設備才可能培養出職業化的人。[5]學校要增加機電一體化專業的硬件投入,購置符合行業現狀、技術先進的機電一體化實訓設備,建立“教、學、做”一體化教室,采取類似真實工作情景的實訓教學模式,制訂符合真實工作要求的嚴格的考核辦法。
加強實驗實訓基地內涵建設,創建企業真實的工作環境和氛圍,以企業員工的標準要求學生。在項目中讓學生分別擔任操作員、檢驗員、工藝員、技術員等不同的角色,經歷制訂計劃、設計工藝、準備材料、生產運行、質量控制、產品交付等產品生產的全過程。在項目評分中,讓學生體會到將來的工作要求,促使他們在今后的學習和工作中以職業標準來嚴格要求自己,全面提高學生的職業適應能力、實踐應用能力與團結協作能力。
將課程教學盡量安排在實訓室、生產現場進行,“理實一體”,將元件、儀器帶進課堂,對著實物講原理,按照實景講流程,老師邊講解、邊演示,學生邊實踐、邊學習,在“教、學、做”一體化的現場教學環境下增強了學生的感性認識和動手能力。例如:電子技術這門課項目化改革后,將學生按個人興趣分組,分別組裝收音機、門鈴、小音箱、萬用表等常見常用的電子產品,從元器件的選擇、焊接、安裝、調試到最后能正常使用,學生完成任務時很有成就感,極大地激發了其學習熱情和主動參與能力,提高了其實踐技能。
四、提高教師的專業素養與實踐能力
“打鐵先要自身硬”,提高教師專業素養與能力是強化學生實踐能力培養的保障。機電一體化專業教師要有較完善的專業知識結構、較強的實踐動手能力,[6]并且對機電一體化工作崗位的要求、行業標準和規范要非常熟悉,能把理論教學與企業生產實際結合起來,能正確地指導學生實訓實習,并積極參與到教學改革中,能結合機電專業知識進行項目教學和案例教學等。
堅持“走出去、請進來”,建設“素質優良、結構合理、專兼結合、數量足夠”的雙師型教學團隊。專業教師通過到國內外研修先進的職教理論和到企業學習、鍛煉,參與企業橫向課題,解決企業的技術難題,從而拓寬視野、掌握行業動態和先進機電一體化技術;從企業聘請技術專家和能工巧匠從事實踐教學工作。校企合作共同開發制訂專業人才培養方案和任務導向、項目驅動的實訓項目、課程、教材,發揮企業技師、工程師豐富的工作和管理經驗優勢,從而打造出一支專兼結合、技術過硬的優秀教學團隊。
五、結束語
總之,新形勢下機電一體化技術專業的人才培養應從服務地方經濟、實現學生職業發展的需求出發制訂明確的培養目標,并進行基于工作過程的課程體系的全面推廣以及校企合作、工學結合培養模式的探索和總結,購置適應行業發展趨勢的先進教學儀器設備,不斷完善實驗實訓條件,同時培養和提升師資隊伍素質,從而提高實訓教學的質量和水平,確保人才培養目標的順利實現。
參考文獻:
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[3]劉煥平.高職機電一體化技術專業課程改革的探索與實踐[J].教育與職業,2009,(3).
[4]管德明,汪鋒.南通產業結構調整與高職教育發展互動的研究[J].南通職業大學學報,2010,(1).
【關鍵詞】 機械制造技術 機電一體化專業 課程體系
【Abstract】 The revision of professional personnel training programs, and adjusting the curriculum system, is an important part of the professional construction. What position is "Mechanical manufacturing technology" in the mechanical and electrical integration technology professional In view of the doubt of this technology function, this paper analyzes the background of the construction of the mechanical and electrical integration technology, and emphatically expounds the foundation supporting function of "mechanical manufacturing technology".
【Key words】 mechanical manufacturing technology; Mechanical and electrical integration professional; Curriculum system
1 概述
機械制造技術是人類歷史上發展最早的實用技術之一。在社會經濟高速發展過程中,機械制造技術能真實反映一個國家的機械化水平,是機電一體化專業重要組成部分,是機電一體化專業在“設備自動化”和“機器換人”戰略中的基礎支撐。
1.1 機械制造技術概述
機械制造技術是實現產品設計、完成產品生產、保證產品質量、提高經濟效益的共性技術和基礎技術。機械制造技術是隨人類文明的發展而發展,最早可追溯至石器時代,再到紡紗、戰爭武器、運輸工具、生產設備等等,都離不開機械制造技術,并隨機電一體化技術的發展而發展。20世紀70年代后,計算機與信息技術、系統技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服驅動技術的迅速發展,帶來許多新技術、新工藝,帶動機械制造技術產生質的飛躍,其正朝著自動化、精密化、敏捷化和可持續發展方向發展。
1.2 機電一體化技術概述
20世紀70年代,日本企業最早提出“機電一體化技術”慨念,即機械技術與電子技術結合應用。隨著經濟、科學技術突飛猛進的發展,極大的促進了機電一體化技術的發展與創新。目前,機電一體化是一門融合多種技術的獨立技術,其將計算機技術、機械技術、微電子技術、接口技術、傳感傳動技術、自動控制技術、系統技術、伺服驅動技術等進行綜合應用,使機械產品在一定程度上實現智能化、網絡化、數字、化模塊化,提高了產品的質量和可靠性。現在正向光機電一體化技術方向發展,應用范圍越來越廣,技術越來越成熟。
2 機械制造技術在機電一體化專業中的基礎與支柱作用
機電一體化技術在現代產業升級的大潮中具有廣闊的發展前景,在東莞市政府主導的“機器換人”中需要大量的掌握機電一體化技術的人才。“機”是機電一體化技術的重要組成部分,“機械制造技術”即為這個“機”的最基礎最主要的技術。那么,“機械制造技術”就順其自然地成為“機電一體化技術”專業必備的知識模塊,是該專業三大支柱之一。
2.1 機械制造技術是機電一體化的基礎作用
機電一體化技術專業是以“機與電”為核心知識模塊的綜合性強的專業。機電一體化在國外被稱為Mechatronics,是在20世紀70年代初日本人提出來的,是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結合在一起構成的一個新詞,意思是機械技術和電子技術的有機結合。機電一體化技術又稱為機械電子技術,是機械技術、電子技術和信息技術有機結合的產物。認識到這點,對于高職院校的機電一體化技術專業的建設很重要,幫助理清機電一體化技術專業主線,歸納提煉專業的核心能力,配置對應的理論與實踐能力模塊,分配各能力模塊之合理的學時與學分的“黃金”比例,形成系統的專業課程體系,制定專業教學課程標準,讓機電一體化技術專業的學生不偏不移地朝著掌握“機電一體化技術”方向前進。
2.2 機械制造技術在機電一體化專業的支柱作用
若說機電一體化技術專業教學過程需要二條腿走路,那么,機械制造技術即為其中的一條腿。有了這條腿,能很好區別電氣工程專業與機電一體化技術專業。
(1)機電一體化技術專業崗位群與能力模塊。在東莞及珠三角地區,機電一體化技術專業學生職業規劃與能力要求如下:
主要就業單位:機電產品、設備制造或設計公司,家具、印刷、玩具、服裝、手機等制造等設備生產公司。
主要就業部門:設計部門、工程部門、生產部門、維修部門或銷售部門。
主要工作崗位:自動機或自動線操作員、機電設備維修與裝調員、設備機械研發與改造員、電氣工程人員、產品銷售員。崗位與其對應的主要工作任務和職業證書要求分析如表1所示。
主要工作能力:專業能力、團隊協作等社會能力、查閱資料等方法能力。
通過上面的對機電一體化技術專業的分析,可見“機械制造技術”的支柱作用。若將機電一體化系統比作一個“人”的話,那么機械制造技術就是要完成“人”骨架的構建。
(2)機電一體化技術專業崗位能力模塊與課程體系如表2所示。
3 崗位能力中“機”知識的培養過程-機電一體化技術專業典型載體中“機械制造技術”的應用過程
機電一體化技術專業最為典型的載體為自動化生產線,應用范圍最為廣泛。比如,世界品牌的“SWAROVSKI”包裝盒制作的“自動化生產線”。它包含了機電一體化技術專業的各類知識模塊,比如氣動控制技術、機械技術(機械傳動、機械連接等)、傳感器應用技術、PLC控制和組網技術、步進電機位置控制技術,以及和變頻器技術等。以此為例,以下展現“機”知識的培養過程,看到“機械制造技術”的功勞與作用如圖1所示。
包裝盒生產線主要包括主要包含了四個工作站,每一個站是包裝盒制作中“折盒”的一道工序。下面以一個工作站為例,展現“機械制造技術”在整個設備生產中的作用。
要完成該工作站的設計、制造,必須熟練掌握機械制造技術。如加工氣缸安裝板,在完成安裝板的零件設計后,見圖2(安裝板簡圖),應按以下步驟進行加工:如表3所示。
(1)零件圖分析。由零件圖獲取毛坯尺寸、零件主要特征、技術要求等信息。(2)編制加工工藝卡。根據零件圖獲取的信息合理編制加工工藝卡。(3)準備工、量、刀具及毛坯材料。根據工藝卡要求準備。(4)編制工序卡。以工藝卡為依據,遵循機械加工規律,科學編制工序卡。(5)加工操作。遵循安全操作規程,依照工序卡對零件進行機械加工。
4 結語
要搞好機電一體化技術專業建設與教學,必須以正確的態度認識“機械制造技術”的重要位置。很好掌握一般機械或零件的加工工序及加工方法,更有助于設計生產機電一體化產品。
機械制造技術在機電一體化技術專業建設中不可或缺!
參考文獻
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一、技術基礎的共同點
機電一體化技術系統一般由機械本體、傳感檢測、執行機構、控制及信息處理、動力系統等五部分組成。而電梯可以分為系統即曳引系統、導向系統、轎廂系統、門系統、平衡系統、電力拖動系統、電氣控制系統和安全保護系統。兩者的相關技術基礎是相同的,有機械技術、傳感技術、接口技術、伺服驅動技術及信息處理技術和自動控制技術。因此,電梯作為《機電一體化技術》一體化教學項目有著共同的技術基礎。
二、教學側重的不同點
《機電一體化技術》課程作為機電類專業學生的專業課程在各大本專科院校均有開設。是本科機械設計制造及其自動化、高職機電一體化專業的必修課程,開設范圍廣。課程旨在讓學生了解相關技術的基礎上學習系統論、信息論和控制論三大理論體系,掌握機電一體化產品的系統設計能力和系統分析的能力。然而,從解決電梯人才缺口而對電梯的學習的教學計劃來看,我們需要讓學生了解電梯的結構與各大功能系統的同時,還要掌握電梯日常運行的維護和管理的相關知識。為此,在側重點上有所不同,為此對于課程的設置上帶來了一定的困難,所以要有所取舍。
三、解決方案的探討
首先,技術對應。現行的專業教材上多用CNC機床(計算機數控機床)作為教學的案例,其優點在于CNC機床是典型的機電一體化產品。滿足《機電一體化技術》中所提及的技術基礎及功能要素。從技術基礎來看,《機電一體化技術》所討論的技術基礎在電梯這個典型的機電一體化設備上都能找到。在這一點上為電梯作為機電一體化技術的教學內容提供了可能。對此,可以將電梯的各大系統和機電一體化技術的組成系統根據技術基礎的一致性做一一對應的融合。此外,完整課程體系。介于課程重點在于機電一體化技術,所以課程上必定有一個關于《機電一體化技術》的完整課程體系。課程定位為讓學生掌握電梯這種典型的機電一體化產品的系統設計能力和系統分析的能力,通過理論的學習和電梯的動手拆裝,讓學生通過本課程的學習后達到舉一反三的效果。同時盡量加入電梯日常運行的維護和管理的相關知識。
四、課程優點
該種課程的優點有三方面。首先,讓更多機電類專業的學生通過學習《機電一體化技術》課程的時候了解電梯,吸引更多優秀的人才繼續學習進入電梯這個行業,解決電梯行業人員缺口的問題。其次,將學生熟悉的電梯設備作為教學案例給學生講述機電一體化技術,能更好地增強學生的學習興趣。最后,通過電梯各大系統理論知識的拆分和系統技術的學習,學生可以將理論的知識通過對電梯動手的組裝和維修得到強化。讓學生在學中做、做中學,兩門課程最后融合成一門課程,增加了知識的內容,卻減少了學習的時間和難度。
五、推廣難點
從技術理論上看,電梯和機電一體化技術的技術基礎是相通的,但是電梯作為《機電一體化技術》的教學項目在各大高校開展起來還有一定的難度。主要有師資和教學設備兩個方面的問題。一方面高校專業教師大多沒有電梯行業工作的經驗,缺乏專業的團隊針對性的進行課程的開發,完整課程開發的難度較大。另外一方面,鑒于電梯行業屬于高危行業,普通電梯不太適合教學的使用。為了適應教學的需要,需要建設專業的電梯教學設備,這些技術上和經濟上的困難是電梯作為機電一體化教學項目推廣困難的關鍵因素。
六、總結
Key words: higher vocational education;mechatronics;research and analysis of professional
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)21-0125-04
0 引言
機電一體化技術專業是天津現代職業技術學院的重點建設專業,2005年設立,現有在校學生780人,畢業生最高就業率98%,平均就業率在95%以上,該校畢業的學生在各個大中型企業中,成為了生產一線的中堅力量。2008年,該校機電工程學院開始進行央財支持的機電一體化技術實訓基地建設,通過兩年的建設,2010年建成“專業適應廣,校內一流”的機電一體化技術實訓基地,實訓基地同時也培養了一支專兼結合的師資隊伍;通過購進先進完善的實訓設備,提高了招生與就業工作水平,彰顯了課程改革及課程體系建設成果;創新發展了“工學結合、廠校合作”的人才培養模式;全面實行了“雙證書教育”,強化了職業技能培訓,滿足教學實訓的需要,為機電一體化技術專業的辦學提供了重要的保障。
1 目前高職機電一體化技術專業現狀
天津現代職業技術學院機電一體化技術專業通過產學研結合,根據企業、市場的人才需求來確定專業發展方向;通過“特色凝煉,特色拓展,特色建設”的戰略,緊扣機械制造、工業自動化、電子信息產業鏈,依托行業企業,建立了具有核心競爭力的機電一體化技術特色專業群;通過強化內涵建設,突出主干專業與相關專業相互協調發展,逐漸形成具有技術特色的機電一體化技術專業。
本專業以“核心能力培養”為中心,建立了實踐教學體系,以“項目為導向”完成訓練任務,實施“教、學、做”一體化的教學模式;不斷優化人才培養方案,人才培養模式;開展了校企共同教研項目、學生頂崗實習、全國高職技能大賽及市級技能競賽等多項活動。通過與企業的合作,更真實地了解到企業對人才的需求標準,豐富了技能大賽訓練平臺,在教學資源建設等方面得到很大提升。
學校積極進行工學結合的課程改革,根據崗位操作標準,按照生產流程,組織教師與生產一線的工程技術人員共同編寫具有鮮明工學結合特色專業教材,建設特色鮮明的資源共享課程,教學課程改革與企業合作各方面都達到了較好的運行效果。
2 高職機電一體化技術專業人才調研
為了適應經濟建設和社會發展對機電一體化技術人才的新需求,充分滿足科技發展及社會諸多企業對多方位人才的需求,進一步推動天津現代職業技術學院高職教育教學改革力度,加強機電一體化技術專業及專業群建設,切實做好專業人才培養工作,推動示范校機電一體化技術專業建設。2015年8月、2016年4月期間,在機電一體化技術專業指導委員會的指導下,學院領導帶領相關專業老師,走訪了一些大、中型企業。(圖1、圖2所示)
2.1 調研對象
調研企業以京津冀地區企業為主,兼顧部分華東、華南企業。由于機電涉及的行業企業較多,因此調研企業類型既包括現代制造類企業,也包括機電服務類企業;調研對象包括企業的一線員工、基層主管、人力資源經理、管理部門負責人、總經理等。本次調研共對75家企業進行了問卷調查回收,并走訪了40家企業,其中環保服務企業15家,生產制造型企業24家,共回收問卷80份,回收率100.0%,有效問卷78份,有效率為97.5%。
2.2 調研內容
①企業基本信息;
②對不同層次機電行業從業人員的認知;
③機電行業企業的崗位需求;
④個人素質對機電行業從業人員的重要性;
⑤專業能力、職業核心能力與不同層次機電行業從業人員的聯系;
⑥機電企業用人基本考慮因素;
⑦專業技能證書與學生就業情況;
⑧機電專業課程重要性認知。
2.3 調研目的
①通過調研了解行業發展對本專業人才需求的影響,企業對本專業人才的需求情況。②進一步明確專業人才的就業領域、職業崗位、職業資格要求、培養目標、專業定位等。③確定專業教學改革思路、專門化方向等。
3 調研結果與分析
據統計,在全國65萬個相關企業中,機電工作人員220萬;全包機電產業從業單位約3.5萬家,其中年產值205萬元以上的機電產業單位16000余家,機電產業從業人員約300萬人,按年補充率6.5%計算,每年各行業企業和機電產業單位機電人才的需求量達19.5萬人。
對我國不同地區、不同行業、不同崗位對機電人才的需求進行的調研結果分析:
①從工作內容上看機電人才大致可歸納為四類:一是機電設備的操作與維護人員;二是生產現場工藝技術人員;三是生產一線管理人才;四是機電產品的銷售與技術服務。企業機電人才主要是機電設備的操作與維護人員,包括機電各功能崗位的操作人員,有:運行維護人員、操作維修人員、工藝技術員、管理員等。機電企業人才的需求主要是機電設備操作與維護人才,能夠運用機電一體化技術專業知識,面向機電行業、企業生產一線,服務于機電技術崗位,從事機電設備的使用、維護、維修、設備的管理與設計等工作。因此需要有扎實的理論基礎和淵博的知識,具有知識面較寬的技術技能人才。
②機電人才按等級來分,大致可分為高級機電人才、中級機電人才、初級機電人才和一般機電操作人員四類。高級機電人才位于企業的高層,主要負責企業整體目標的制訂,起著總指揮、主持大局的關鍵作用。從調查的數據來看,占招聘企業招聘崗位的9%,招聘單位對這類人才的要求相當高。中級機電人才主要負責企業生產運行具體事宜的計劃與指揮,一般的經理和主管屬于中級機電人才,例如生產車間主任、營運主管等。從調查的數據來看,占招聘企業招聘崗位的47%,招聘單位對此類人才的工作經驗要求一般為5年左右。初級人才和一般操作人員屬于執行層。他們負責具體操作。偏重于體力勞動。從調查的數據來看,占招聘單位招聘崗位的44%,招聘單位對于此類人才的工作經驗要求一般1-3年。
3.1 機電一體化技術專業對應的職業崗位分析
機電一體化技術專業對應的崗位主要有:機電設備維修與改造、機電設備操作與維護、機電產品裝配與調試、生產現場工藝技術人員和機電產品銷售等。根據問卷調查的結果,高職畢業生在上述崗位的分布情況如圖3所示。
從圖3中可看出,本專業高職畢業生所從事的機電類各崗位中,機電設備的操作與維護的比例較高。
3.2 企業對機電一體化技術專業畢業生的需求狀況分析
從圖4、圖5和圖6可見,企業對機電一體化技術專業高職畢業生有持續需求的企業占67.9%,需求量在20人以上的企業有35.4%,需求量在10-20人之間的企業有23.20%,需求量在5-10人之間的企業有34.45%,在企業對機電一體化技術專業高職畢業生有較大需求的崗位方面,機電產品裝配與調試人員需求面最廣,有占25.2%的企業選擇,其次是機電設備的操作與維護有24.12%,生產現場工藝技術人員有21.4%的企業選擇,而機電銷售(5.20%)、技術服務(4.85%)和其他(11.31%)相關崗位就業面較窄。總體上表明在今后一段時間內企業對機電一體化技術專業高職畢業生將有持續的較大量的需求,其中機電設備維護與操作在較多企業形成一定的需求。
3.3 機電一體化技術專業的主要崗位專業知識要求分析
被調查企業中有77.1%的企業在招聘與機電崗位人員時要求應聘者是機電一體化技術專業畢業的,且掌握與公司所處行業相關的專業知識;有21.1%的企業要求應聘者可以是非機電一體化技術專業畢業生但持有相關機電崗位的從業資格證書。
無論是第三方機電企業還是生產型企業,由于機電崗位是一個技術型較強的崗位,僅僅掌握機電一體化技術專業知識往往還無法勝任工作。企業通常要求機電從業人員具備綜合的知識背景,對其行業知識有了解。
3.4 企業在錄用機電一體化技術專業高職畢業生時主要能力要求分析
圖7表明:絕大多數的企業(71.4%)看重機電一體化技術專業高職畢業生的專業技能,外語能力(5.1%)、工作實踐經歷(33.20%)和計算機應用能力(5.20%),然而在專業知識(12.10%)和取得職業資格證書(25.4%)方面大多數企業并不十分看重。因此高職院校在培養機電一體化技術專業學生時,應該重能力輕知識、重實踐輕證書,尤其要更注重機電一體化技術專業技能、能力等方面的培養,并通過工學交替讓學生獲得一定的工程實踐經歷。
3.5 企業對機電從業人員的基本素質或工作態度要求分析
圖8表明:企業對機電從業人員的基本素質或工作態度方面,選擇責任心強的占12.10%,選擇團隊精神的占4.45%、選擇認真仔細的占33.20%、選擇進取心的占4.45%、選擇服從安排的占5.10%。說明企業最看重工作人員的責任心,團隊協作和認真仔細的精神也是企業很重視的方面。
4 專業培養目標與就業面向
通過這次調研,分析企業對機電一體化技術專業人才需求情況,并多次征求企業專家的意見,最后對機電一體化技術專業培養目標、專業定位及方向進行如下調整:
①專業培養目標:本專業旨在培養面向機電行業、企業生產一線,服務于機電技術崗位,培養從事機電設備的使用、維護、維修、設備的管理與設計等工作,具有良好的職業素養和過硬的專業知識及職業技能,擁有可持續發展能力和創新能力,能適應機電產業現代化、信息化、智能化發展需求,面向服務現代農業、先進制造業、現代服務業、戰略性新興產業和社會管理等領域的技術技能人才。
②專業定位:以電氣為主、機械為輔、機電融合的專業定位思想,畢業生具有高等職業技術技能人才所必備的知識、技能和素質,畢業時獲取機電一體化技術專業大專畢業證書,獲得高級維修電工證書,電工安全技能證書;通過全國高等學校英語應用能力考試。
③畢業生就業企業類型:政府機關及企事業單位的機電設備管理部門、現代制造業、服務行業的一線操作技術人員、機電設備生產企業及相關產業單位。
5 畢業生對專業課程設置的反饋意見
在畢業生座談調研時,大家普遍認為,在實際工作中應用比較多的課程有:電氣控制技術、液壓與氣動技術、PLC應用技術、機電氣一體化技術實訓、電工綜合技能實訓等;同學們還反映一些課程的理論知識內容過多,在實際生產中應用較少,如電工電子技術、電機技術等;一些課程如液壓與氣壓傳動技術,理論和實際脫節,在企業實際中使用的生產設備,學校實訓課上接觸不到等,因此,課程體系設置和專業教學進程有待整合與調整。
Abstract: Starting from means of modern remote education, this article discusses the function and application strategy of informationalized remote education in the teaching reform of mechanical and electrical integration. At the same time it also shows that the application of modern remote education is the effective complementation of the construction of the vocational education practical teaching system.
關鍵詞: 信息化遠程教育;機電一體化;實踐教學
Key words: informationalized remote education;mechanical and electrical integration;practice teaching
中圖分類號:G643.2 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)02-0250-02
0 引言
信息化遠程教育作為一種全新的教學模式,一直延續到到多媒體、計算機網絡、衛星通信、電視直播、電子黑板等現代教學媒體及設備,用新的教育理念將教學信息資源共享、共建、共開發。一般而言,圍繞教學活動為中心開展的信息化遠程教育平臺,學習任務可以不局限于教室內進行,隨時隨地都可以進行學習活動,對于教師而言還可以在平臺上教學課件,實時更新學習內容,補充學生的知識容量,同時還可對學生的學習進行實時跟蹤、檢查、考核評估。對于學生而言,可以不局限于示教空間的學習,還能及時與老師在平臺上溝通解惑。以下是一個遠程培訓課程的過程:
信息化教育遠程平臺是描述了一個完整的教育信息化系統。該平臺以“縱橫交錯”的邏輯關系支撐整個教育信息化系統的平穩運行。所謂“橫”指的是基礎設施系統、應用集成,信息交換平臺、教育信息化應用系統、電子校園信息門戶,模塊間相互關聯,形成平衡的整體業務能力;而“縱”則指開發工具、安全管理,運營維護,提供了系統安全,管理和開發的能力。
1 信息化遠程教育對“機電一體化技術”課程的教學構建
1.1 教學方法的改變 機電一體化技術是一門綜合理論性、實踐性很強的課程,涉及知識面廣、容量大。傳統的教學方法都是按照機電一體化系統的組成功能,將機電一體化系統分為若干個功能模塊,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,自動控制技術、單片機技術、電氣控制與PLC、傳感器技術、液壓與氣壓傳動技術中央控制功能模塊等等,傳統的教學方法是將這些模塊分割教學,割裂了機電一體化系統各個功能模塊之間的有機聯系,從而造成了學生學不能用,用不知所用等弊端。就教師而言,由于課程綜合性強,對教師的整體知識貫通面要求較高,而模塊分割的實踐教學模式化,不能有機地銜接與貫穿,教學內容缺乏對學生的吸引力;就學生而言,學生認為本課程的學習是對前面所學課程知識的復習,缺乏機電一體化技術綜合運用的能力。信息化遠程教育采用遠程實時多點雙向交互式多媒體仿真系統,實現跨越時間和空間的信息傳遞過程,有效地結合各種教育資源的優勢,讓平臺教學服務,更生動、更大質量的傳遞教師所要講授的內容。因此,特別適合于在機電一體化教學中的應用。例如,在進行自動化流水線的教學中,可結合信息化遠程教育中的共享課件資源展示企業自動化流水線生產的全過程,從自動上料、傳輸、加工、檢測和入庫等各環節了解機電一體化運用環境、機電一體化的分類、工作狀態和系統組成,從情景上讓學生認知機電一體化技術的學習領域,使學習過程具體化,克服傳統教學中抽象化的描述,促進學生對機電一體化專業的學習熱情。
1.2 構建新的教學模式 “機電一體化技術”知識面寬泛,在內容的選取上應緊緊圍繞工作任務完成的需要展開,以技術應用能力的培養為核心,體現“做中學,學中做”的教學理念,將所有知識貫穿于子任務中。以工作任務為中心,以網絡模擬仿真與實際操作為載體,讓理論知識穿針引線,幫助學生掌握知識、技能、方法。融“教、學、做”于一體,提高學生的實踐能力和動手能力,與社會接軌成為實用的職業技術人才。例如,在工業機器人子任務中,先從資源庫中調取工業機器人在自動化流水線上的工作過程,從不同的行業了解機器人的種類;從機械手的運動軌跡分析機械手的自由度,熟悉機械手的結構;了解機械手的機械傳動和電氣驅動;傳感器的類型及人機交互系統等,在此基礎上用三維動態圖像展示機器人的整個組裝環節,這個時候教師使用一個稱為“黑板”(Blackboard)的網絡輔助教學工具平臺提出子任務,分析說明任務中的技能要求目標,讓學生在遠程資源平臺上找資料,小組間用BBS互相討論,并且及時與教師在線交流,探討方案,做出工作計劃,教師審核通過。具體設施時學生用信息化遠程平臺上共享的仿真系統,通過仿真模擬再現完成整個任務的全過程,教師還可以通過仿真系統中的故障設置排除模塊對學生進行考核,然后提交電子檔的實驗報告,自測,評估。實踐證明這種教學模式激發了學生動手組裝機器人的欲望,提高了到手能力。
2 拓展視野體會樂趣
機電一體化技術傳統教學模式中為了加深學生對專業知識的理解,常在結束課之前布置作業,或者老師在最后做小結。而遠程教育資源可以利用“聲像并茂”的模擬仿真視頻更能使學生加深對機電一體化技術課程的理解。如在機器人課題完成之后,讓學生實時在線觀看校企合作共同構建的網絡傳輸視頻,現場再現師兄師姐們進入企業的工作情況,便于學生理解自己所完成的課題在實際運用工作中的重要性,也加深了對課題中出現問題的掌握和理解。同時,在這個網絡平臺上,開放教學大綱、教學日歷、講義教案、習題、多媒體課件和圖片視頻等課程資料,學生可以隨時上網查閱和下載。積極開展課程試題庫和項目庫建設,不斷豐富和完善課程習題、試題、項目文檔、項目圖片和最新發展動態等學習素材,通過多種模式使學生深入了解課程具體內容,并通過網絡實現師生互動,在BBS論壇上與同學老師共同探討,用模擬仿真系統軟件驗證設想,提交電子版作業,老師對學生提交的作業進行檢查和答疑,提高了效率和針對性。網絡資源的豐富資料使學生可以充分利用課余時間自主學習,提高學生的自學能力,同時使學生了解機電一體化的最新發展情況,擴大學生的知識面,使學生真正吸收課程內容,掌握機電一體化領域知識和技能。
3 結束語
建設好信息化遠程教學,且與傳統知識講授有機結合并融為一體,能有效地節約教學資源,提高教師的工作效率,充分調動學生的學習自主性和創新精神,提高學習效率和效果,實現工學一體化的培養目標。
參考文獻:
[1]何龍,祁傳琦.項目教學法在機電一體化專業綜合實訓中的應用[J].成都航空職業技術學院學報,2005(4):40-41.
[2]蔣慶剛.淺談高職教育“工學結合”模式下考試評價體系[J].河南教育(中旬),2009(4):21.
關鍵詞:煤礦機電一體化;安全;高效;潔凈
中圖分類號:TD163+.1 文獻標識碼:A
1 概述
煤礦機電一體化產品是把各項高新技術融于一體的高科技產品,是煤礦綜合自動化的發展基礎,更是煤礦企業信息化建設的重要支撐技術,煤礦機電一體化技術在采、掘、開、機、運、通等方面的應用和推廣,大力地推動了我國煤礦綜合生產力。同時,為實現安全、高效、潔凈,其主要技術包括:微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產品可靠性等等,這些都是科技高速發展的熱門技術。在煤礦企業中,開始利用機電一體化技術對煤炭系統進行改造舊設備和開發新產品,并取得了巨大的成功,這讓人們清楚地意識到,機電一體化技術和產品的發展是實現高效、安全、潔凈的煤礦機電產品更新換代的重要途徑。
2 煤礦機電一體化技術產品的應用
2.1 礦井運輸提升產品的應用
在煤礦生產中,因為現代化煤礦發展的需要,對煤礦機械化采煤提出更高的要求,那么隨之對井下、井上的運輸和提升系統的要求也就越來越高。如今,對于國外一些采煤技術比較先進的國家,煤礦井下大巷的運輸系統大多是采用帶式運輸機,他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅動方式,主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家,高性能、高可靠性的磁阻電機在煤礦提升系統中也得以應用。還有德國自主研發的內裝式交—交變頻調速提升機,它采用機電一體化技術把電機和滾筒做成一體,這樣的融合技術不論在機械結構設計方面還是電氣控制系統方面在世界上都處于領先地位。
在開灤(集團),全部煤礦井下生產已經實現了皮帶化。另外,計算機控制系統發展也非常迅速,它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能,如應用過程中的軸承溫度、倒轉、跑偏及斷帶等故障,可能在某些方面沒有面面俱到,在使用上還不能滿足一些功能,但是從發展的角度看問題,這的確是一個很好的開始。目前,我國直徑在兩米以上的提升機有1700多臺,其中90%為交流提升機,并且均是采用轉差功率消耗型的轉子串電阻調速,電控系統部分絕大多數仍采用繼電器——接觸器系統,只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機多數為發電機拖動,雖有部分可控硅供電系統,也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單,程序設計起來也比較容易,不需要一些復雜的輸入輸出接口裝置,抵抗外界的干擾能力也很強,因此,它能在環境比較惡劣的情況下進行長時間工作。
2.2 綜合機械化采煤
1970年,我國自主設計制造裝配了第一套綜合機械化采煤工作面,并在大同礦務局進行試驗使用,一直試驗使用到80年代后期,這項技術的使用標志著我國的煤礦綜合機械化采煤有了重大的突破性發展,推動了煤礦自動化的發展進程,同樣,采煤機也由液壓牽引開始轉向電牽引;液壓支架的控制系統也逐漸向計算機化發展,以計算機為核心,采用電液控制,移架自動化得以實現。另外,對工作面刮板運輸機也進行了微機監控裝置的配置,實現計算機自動化控制。機電一體化技術在綜合機械化采煤中的應用,使設備動作趨于協調,且安全性、可靠性大為提高,操作性能更加完善,為煤炭企業帶來了更高的經濟效益。
2.3 礦井安全生產監控系統
從多數煤礦使用監控系統的效果來看,還存在一些問題,但是主要問題是傳感器的不足,并且使用過程中,其穩定性相對較差,使用壽命不足,一些研究所和使用單位在這方面進行了大量的研究,對一些關鍵技術也實施多次再設計改進措施,但仍然沒有得到預期的效果,因此這些在實際現場應用率不是很高。在國外,由于計算機網絡軟硬件技術發展很快,運行速度和質量也在不斷提高,傳輸介質由同軸電纜發展到光纜,信息媒體由字符發展到聲像,煤礦的安全監控系統有了很大的發展,他們的機電一體化技術在監控系統上的應用已有了非常高的水平。開灤(集團)在我國煤礦安全生產監控系統中居領先地位。
3 對我國煤礦機電一體化技術的思考
在20世紀,我國煤礦機電一體化技術(產品)取得了較大的發展,機電一體化技術應用到了煤礦每個環節,但相對國外先進煤礦還是比較落后的。因此,要讓我國煤礦機電一體化技術達到世界先進技術水平,必須掌握信息時代機電一體化技術的特點和相關技術發展的動態。應提高我國煤礦機電一體化產品的規范化、標準化、系列化和通用化的程度,以計算機為機電一體化的核心裝置,因為計算機運算和存貯能力非常強,且體積和功耗小,更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產品,在設計煤礦機電一體化產品時,應盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機,從而保證工作性能更可靠。對于新開發的煤礦機電一體化產品應具有通信功能,同時,要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊,方便網絡進行連接通信控制。煤礦機電一體化產品需要達到智能化發展水平,能判斷機電設備和周圍環境的狀態,使設備能自動適應環境并以最優的狀態工作,同時能快速地對所采集的參數進行分析,從而對故障進行診斷,再根據這些診斷結果對以后工作過程中的故障進行預測。要對礦用傳感器進行深入研究和開發,提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命,同時考慮傳感器的數字化、集成化、智能化和多維化,使礦用傳感器在比較惡劣的工作環境下進行信號的測量,并保證其測量準確度,并具有自校正、自診斷、狀態識別和自我調節等功能。要關注國內外高新技術的發展,將那些適于煤礦井下工作環境的高新技術用于煤礦機電一體化產品,從而提高煤礦現代化,達到煤礦自動化生產。
結束語
煤礦機電一體化技術是煤礦綜合自動化的發展基礎,更是煤礦企業信息化建設的重要支撐技術,煤礦機電一體化技術在采、掘、開、機、運、通等方面的應用和推廣,大力地推動我國煤礦綜合生產力。同時,為實現安全、高效、潔凈、結構優化的現代化、高科技煤炭工業生產打下了堅實的基礎,讓開灤百年基業長青。
參考文獻
Abstract: For the current situation of engineering practical ability of the vocational students is low, the professional group of mechatronics technology was built, the professional education and practice resources were integrated and optimized, the teaching methods of "working and learning alternation" and "Lesson Certificate Integration" were carried out, so as to enhance the students' engineering practical ability of school-enterprise cooperation and all kinds of skills competitions, etc.
關鍵詞:工程實踐能力;創新意識;高職教育
Key words: engineering practical ability;innovation consciousness;higher vocational education
中圖分類號:G715 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)03-0163-02
0 引言
隨著經濟的發展,傳統的勞動密集型產業必須進行產業升級和改造,進行技術革新,工藝提高,這必將需要大批具備工程實踐能力的高素質技能型人才,而大范圍的技能型人才短缺無疑會制約整個國家經濟的增長[1],因此,培養出符合行業企業需求的高素質技能型人才是高職教育的現代使命。無錫商業職業技術學院機電技術學院整合相關專業,組建機電一體化技術專業群,修訂人才培養方案,實施教育資源和實踐資源共享,加強學生課外科技活動,在實踐過程中,使學生逐步具備方案設計、材料選擇和采購、零件加工、裝配調試等相應工程實踐能力。
1 學生工程實踐能力培養的內涵
1.1 學生工程實踐能力培養定位分析 高職院校是培養面向生產、建設和管理第一線急需的高素質技能型人才。機電一體化技術專業群所培養的學生能夠勝任行業、企業里所對應的崗位,并具備一定的實踐能力和創新意識,滿足社會發展和技術革新的需要,為以后的職業發展打下堅實的基礎。
1.2 學生工程實踐能力培養的內涵 以就業為導向,根據企業崗位能力需求和行業發展趨勢,設置人才培養方案,把崗位知識、先進技術、技術能力、職業素質的內容融入到教學全過程,培養出滿足企業需求和發展的高素質技能型人才,實現人才培養目標和企業人才要求的對接。
以崗位技術技能培養為主線,做到“三個結合,五個對接”。理論教學與實踐教學相結合,用理論指導實踐教學,通過實踐提升學生工程實踐能力;教學與生產實踐相結合,使學生在生產實踐過程中,能夠應用所學知識解決生產問題,加深理論知識的理解和把握;學習和工作相結合,養成終生學習的習慣。為了培養出適合產業、企業需要的高素質技能型人才,在培養過程中專業與產業、職業崗位對接,專業課程內容與職業標準對接,教學過程與生產過程對接,學歷證書與職業資格證書對接,職業教育與終身學習對接,使學生在學習過程具備崗位知識和崗位技能。
工學交替,教、學、做相統一,學生前兩年半在校內系統進行理論學習和技能訓練,具備扎實的專業理論知識和綜合技能,最后半年到企業頂崗實習,實現知識運用、職業技能和職業素質的“三位一體”綜合培養和訓練,全面提升學生綜合素質。
2 學生工程實踐能力培養體系的構建
2.1 學生工程實踐能力培養體系構建原則 學生工程實踐能力培養應基于學生全面提高,協調發展,在培養過程中,要注重學生知識的掌握和運用能力的培養,也要注重素質教育的滲透;在教學過程中,應充分發揮學生主體作用,優化教學計劃、課程標準、課程內容,采用現代教學方法進行教學,并注重學生工程能力的訓練,通過校內、校外實訓、校企的聯合培養,以及各類技術技能競賽提高學生工程能力,培養學生創新意識和能力;隨著經濟發展、技術創新,對人才技術技能要求也就越高,培養體系必須不斷完善和改進,從而適應經濟和技術的發展。
2.2 構建學生工程實踐能力培養體系
2.2.1 工學結合,課證融通 整合機電一體化技術專業群實訓資源和教育資源,合理安排理論教學和實踐教學,使理論教學和實踐教學合理銜接。如圖1是機電一體化技術專業針對工作崗位設置的培養體系,學生學習電工電子技術課程后進行維修電工實訓,掌握基本控制電路設計,熟知各類電器元件,同時開設電機與拖動技術課程,學生對控制類知識掌握一定程度后,學習可編程控制器應用課程,然后進行可編程控制器考證實訓,其內容、培訓過程、考核標準嚴格按照職業資格證書考證要求進行,同學期開展液壓與氣動和機電一體化技術應用課程,此外,機械制圖與實訓、機械設計理論與實訓也同期進行,使學生熟知機械傳動裝置,并能選擇傳動機構,最后開展綜合性實訓-簡單機電系統制作,綜合訓練學生機構設計、傳動裝置選擇、執行部件選取以及控制系統的設計等能力,初步具備機電一體化技術員崗位技能和專業素質,在最后一學期學生到企業頂崗實習,在實際的工作崗位鍛煉,整體提升學生專業素質和技術技能。學生在畢業資格也與職業資格證書掛鉤,要求學生在校期間必須考取2個專業職業資格證書,如機電一體化技術專業學生,在校期間可考取普通車工初級證書、可編程控制系統設計師中級證書、Pro-E/UG設計工程師證書、CAD中級證書和可編程控制系統設計師高級證書等,且要求學生在畢業前必須獲得2個以上職業資格證書,方可順利畢業,這樣也促進“三個結合,五個對接”有效開展和實施。
2.2.2 校企合作,共育人才 校企合作能夠有效解決高職學校教育、實訓資源的匱乏等問題,能夠為高職院校提供優質的實訓場所和良好的師資,能夠共同制訂符合企業行業對人才要求的人才培養方案,共同編寫教材和實驗實訓指導書;校企合作可根據實際需要開展多種形式的合作,如采取“訂單班”、“現代學徒班”等形式聯合培養學生,學校老師和企業有經驗工程師共同指導學生學習和生產實踐,教學資源相互補充,師資力量相互支持,人才培養目標和企業對人要求相一致,才能培養出企業、行業需求的,受社會歡迎的人才[2-4]。
2.2.3 課外科技活動 課外科技活動是課堂教學有效延伸和補充,是學生成才的重要渠道和手段,是校園文化建設的主要途徑之一[5]。機電一體化技術專業群近幾年在學生課外活動上加強引導和投入,鼓勵學生根據興趣組建專業協會,如現代制造專業協會,機電產品營銷協會等,協會為成員討論專業知識、解決專業問題提供了良好的平臺,也利于老生和新生之間的溝通,便于開展傳幫帶活動,有利于形成良好的學習風氣和相互趕超的良性競爭,有利于從根本上解決學生厭學棄學的老大難問題[6];對創新設計有興趣的同學組建創新班,課外開展創新知識專題講座、組建創新團隊參加各類技能競賽;依托江蘇省機械創新設計大賽、發明杯以及挑戰杯等賽事設置院級競賽,鼓勵學生參加校級技能競賽,并在資金上給予一定支持,配備專業指導老師。學生參加課外活動過程中,只有在碰到自己團隊不能解決的問題才向指導老師尋求幫助,這樣培養學生獨立分析、解決問題能力,提高學生創新意識,擴大學生知識視野。
3 實踐成效
3.1 專業建設 2013年機電技術學院機電一體化技術專業群成功申報無錫市職業院校重點專業群,修訂人才培養方案,根據人才培養目標,新增電火花線切割實訓室、3D打印快速成型實訓室、自動化生產線實訓室,可編程控制器考證實訓室等,也為理論教學、實踐教學合理有序安排提供了物質基礎,也為人才培養方案的實施提供了堅實的基礎。根據麥可思《無錫商業職業技術學院社會需求與培養質量年度報告》,近三年機電一體化技術專業學生在畢業半年后就業率均高于江蘇省高職院校同專業學生畢業半年后的就業率,且2013屆就業率不降反升,就業率達到100%,比江蘇省高職院校同專業畢業生半年后就業率高9個百分點。第三方的調研報告較為客觀的顯示出通過校企合作、實踐體系構建等有效提升了學生崗位技術技能,深得社會和企業的認可。
3.2 校企合作 機電技術學院與多家企業進行了有效合作,如與無錫市信捷電氣有限公司(以下簡稱無錫信捷)持續有效的合作,根據培養目標和崗位能力要求共同編寫了項目驅動式校本教材《機電控制理論及實訓》和《電氣控制與PLC技術實驗指導書》,共建可編程控制器實驗室,聯合培養學生,學生經過系統理論知識學習和實踐技能訓練后,考取了可編程控制器設計師職業資格證書,證書的獲取也作為畢業資格一個重要條件,每年學校都和無錫信捷聯合舉辦專業技能競賽,對成績優異的學生給予獎勵,鼓舞學生學習專業理論知識和專業技能鍛煉,每年都有部分學生進行無錫信捷工作,得到無錫信捷公司的肯定。此外,與無錫市五金機電商會合作成立“無錫市五金機電學院”,與金鑫美萊克有限公司開展了“現代學徒班”,取得了學校、企業、學生多方的好評。
3.3 科技創新 近幾年,機電一體化專業群在課外科技活動中取得了可喜的成績,如學生完成江蘇省高等學校大學生實踐創新訓練計劃項目9項;在全國高職高專“發明杯”大學生創新創業大賽中獲一等獎5項、二等獎2項、三等獎2項;學生在校獲得專利20多項;在江蘇省大學生機械創新設計大賽上獲二等獎4項,三等獎3項;在 “挑戰杯”競賽獲江蘇省二等獎1項,三等獎1項。這些足以說明通過課外科技活動能夠有效提高學生創新意識和創新能力。
4 結束語
機電一體化技術專業群經過幾年的探索和實踐,學生素質及技能的培養取得了一定的實效,但也存在不足,一是需要進一步加強實訓室建設,完善實踐教學體系;二是建立“互惠共贏”長效持久的校企合作機制,保證合作持續有效,真正成為雙方發展的推進劑;三是結合人才培養方案,逐步完善課外科技活動,擴大學生受眾面。
參考文獻:
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關鍵詞:校企合作;工學結合;實踐教學體系
高等職業機電一體化專業人才培養模式改革是一項系統工程,學生的"工"和"學"形成互利互惠,優勢互補,共同發展,實現工學結合、校企合作,按該模式培養的學生專業技能強,綜合素質好,就業質量高,基本實現了與企業的"零距離對接。" 以此來帶動課程建設、專業調整、教學內容和教學方法的改革,促進高職教育教學質量不斷提高。
一、機電一體化專業校企合作人才培養模式分析
機電一體化專業目前面臨的困難,一是教學場地、實訓條件受限。機電一體化實訓基地建設,因教學成本極大、經費條件有限,其規模僅可滿足機電一體化學生日常教學和實驗,對于滿足全部專業學生實習而言條件還有所欠缺。二是課程設置面廣與專業知識要求的矛盾。機電一體化技術是機械技術與電類技術交匯融合的技術,機電一體化專業內容和范圍廣泛,開設的專業課程多,而學生在校學習的時間有限,只能選擇開設對學生就業最有用的課程。這樣致使學生在今后的學習、工作中出現知識斷檔。如果開設課程過多,而有的課程在今后的工作中用不到,那么,學生就要花費大量不必要的精力,同時也造成了教學資源的浪費。
因此,要提高人才培養質量,不僅要加強對學生的職業理想、職業道德教育,還要努力提高學生的實踐動手能力。這就要求我們在構建機電一體化專業實踐教學體系時,突出、強化實踐教學,創新高職學生實踐能力,不斷創新、完善實踐教學體系。實現高職教育培養目標:"以就業為導向,以服務為宗旨,培養技能型人才,滿足社會需求"。"校企合作,工學結合"是實現這一辦學目標的保障。
二、校企合作方案的構建
1.校企合作機制建設
機電一體化專業在校企合作建設中,從培養學生、加工產品、教師實踐能力的培養、企業職工培訓、技術服務等方面合作,逐步形成穩定、長效、密切的校企合作聯動機制。
具體校企聯動形式是:一是人員通道:學校聘請企業專家擔任專業建設委員會成員,并兼職擔任實習實訓指導教師;學校教師到企業進行技術培訓和鍛煉,學生到企業進行頂崗實習和訓練;二是信息通道:學校根據市場需求調整專業、專業培養目標和教學計劃,根據企業技術標準和工藝調整實訓項目和內容;學校為企業的技術、工藝等標準的制定提供建設性意見;三是技術通道:學校請企業為實訓車間建設、設備的選型和研制提供技術指導,企業的儀器設備、技術可以為教師的科研提供平臺和借鑒,教師幫助企業及客戶進行技術培訓。
2、校企合作校外頂崗實習就業基地建設
機電一體化專業注重產學結合開發課程資源,充分利用本行業本地區典型的企業資源,加強產學合作,建立實習實訓基地,實踐工學交替,滿足學生的實習實訓需求,同時為學生的就業創造機會。與校企合作企業共建實訓室,使實訓室成為教師掌握新技術的交流平臺,成為生產企業的培訓平臺,成為公司的客戶與員工的培訓平臺。
學生到企業頂崗實習是為了培養良好的職業道德和創新精神,熟悉社會并很快適應社會,它與校內實訓、校外實習構成一個系統,目標是培養人才,必須與專業的人才培養方案保持一致。因此,校企合作企業的頂崗實習與其他課程一樣,應該包括教學目標、教學內容、教學管理與考評等方面。
機電一體化專業為構建企業頂崗實習管理與考核體系,保證學生在校期間半年以上的頂崗實習工作的順利開展,將進行以下四個方面的工作:
①建立企業頂崗實習管理機構;
②制訂企業頂崗實習管理制度;
③制訂企業頂崗實習考核體系;
④校企合作共同開發配套的頂崗實習指導手冊(含教學目標、教學內容)
三、"校企合作,工學結合"辦學模式下專業實踐教學體系構建
1.實踐教學目標體系構建
根據機電一體化技術專業面向的崗位群和人才市場需求,通過廣泛的社會調研和相關企業專家顧問委員會論證,掌握社會對該專業高職人才知識、技能和素質方面的實際需要,確定培養學生綜合實踐能力的整體目標,再將整體目標分解成基本素質、專業基本技能、專業技能和設計創新技能等子目標,其中基本素質包括計算機和英語應用能力、表達、協調溝通能力等。專業基本技能主要包括常用電工電子儀器、儀表、設備、電機拖動、機械設計及制造基礎等。專業技能包括機電產品的生產、安裝、調試、操作及維護維修等技能,是學生在社會職業中直接應用的技能。設計與創新技能是通過一系列的實踐活動,鍛煉學生的設計創新能力,能利用所學的知識和技能解決實際問題。
2. 實踐教學內容體系構建
構建一體化實踐教學體系,以實踐教學目標體系為依據,把知識、技能與素質融為一個整體。在制定實踐教學計劃時,既有基礎實訓,又有專業實訓;既有基本技能訓練,又有創新能力訓練的實踐教學環節;既要強調對學生專業操作技能的整體訓練,又要注重對學生基本素質的培養。需把實踐教學的各個環節進行合理配置,設置基本技能、專業技能、綜合技能。構建成以就業為導向,以綜合職業能力為主線,將各實踐教學環節進行整體設計.建立與理論教學既相互聯系又相對獨立的實踐教學體系。將實踐教學的目標和任務具體落實到各個實踐教學環節中,讓學生在實踐教學中掌握必備的、完整的、系統的技能和技術。
3、保障體系
高職教育實踐教學保障體系主要包含:以具有一定生產、管理經驗的"雙師型"教師為主體的師資隊伍;較完備、先進的設備設施、仿真性的實踐教學環境以及具有實踐教學特色的環境三個重要方面。它是保證實踐教學效果的重要因素。
(1)師資隊伍建設:建立具有"教師資格證書"與"職業技能證書"的教師"雙資格證書"準入制度;鼓勵教師在企業與學校間進行有序流動,定期派骨干教師深入到行業企業一線熟悉生產,參與科研和技術開發;聘請實踐經驗豐富的專家、工程技術人員的加盟,建立有利于師資結構調整的分配制度和激勵機制。
(2)教學模式創新:機電一體化專業的專業課程采用項目驅動教學法。該模式學生按照項目的要求劃分成若干個項目小組,通過小組的分工協作,獨立制定工作計劃,在教師指導下完成項目任務,并最終提交成果、接受評價。此方法從全方位培養學生能力、多角度考核評價教學等方面對原有課程結構、教材體系、教學模式、教學組織形式等進行了結構性的改革。
(3)實訓基地建設: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。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。建立自動化生產線、維修電工、電氣控制等個實訓室,設備的技術含量和現代化程度、企業生產水平同步;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。不斷探索、創新辦學新模式,在與企業合作中實現"雙贏"發展。
4、管理體系構建
實踐教學管理系部負責專業性實訓中心的建設與管理協調、教學組織實施、資源的優化配置和合理利用、質量監控與考評等工作。
5、評價體系
考核評價必須緊緊扣住培養目標,重點應放在對學生核心職業能力和崗位職業技能考核、評價上。考核重點要與職業資格鑒定的考點相吻合,加強對考核方法、考核形式和考核手段的研究,抓職業技能鑒定,促實踐教學質量提高。
四、校企合作頂崗實習的具體實施步驟
機電一體化專業校企合作實施步驟如下:
(1)第一年學生以技術工人身份頂崗,了解機電產品工藝和流程,及企業的職業環境,進行職業道德教育;組織學生在暑期到制造企業頂崗實習,初步了解制造企業,為今后從業打下基礎。實習由專業教師帶隊,校企雙方共同完成對學生的管理和考核。
(2)專業技能訓練。第二年學生根據自己的專業特點和就業傾向,有選擇地到制造企業的相關部門實習,以工程管理者身份跟班頂崗實習,參加和生產組織與管理,鞏固和提高自己的專業知識,同時了解下一步需要學習的內容,實習由企業兼職教師負責管理和考核。
(3)畢業實習與就業相結合,提高就業競爭能力。根據企業的用人需求,畢業生與企業進行雙向選擇,學生以企業試用員的身份獨立工作,完成畢業頂崗實習。不但使學生的專業知識得以綜合運用并得到提高;同時,企業對實習的學生進行就業試用,考核合格者錄用。
參考文獻:
《職業教育工學結合一體化課程開發指南》 趙志群 清華大學出版社
《擺脫高等職業教育師資隊伍建設困境的思考》 陳水生 成人教育