机械专业机电方向技能训练教学模式探讨

摘要：大学教育的主要任务是培养出具有创新精神和创新能力的人才，也是衡量高校办学水平的一个标准，而实践教学就是高等学校进行人才培养的一个重要环节。本文根据机械专业机电方向的课程特点，以平面二维工作台机电系统设计为例，从教学目的、内容、实施方法及效果等方面，介绍了技能训练教学过程。教学实践表明，技能训练有效地提高了学生的实践能力和创新能力。

关键词：技能训练；实践教学；二维工作台

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）48-0266-02

一、引言

当今世界高科技竞争和突破正在创造着新的生产方式和经济秩序，高新技术渗透到传统产业，引起传统产业的深刻变革。而传统的机械设计、机械制造专业在这场新技术革命中面临着冲击。为此，国家及时调整了专业设置，将原来的机械类专业统一调整为——机械设计制造及其自动化这一大专业。它实际上是将原来的机械类主要课程与电子学、信息技术、计算机技术、控制技术等有机融合而形成的一门综合性、机电结合的学科，具有广阔的发展前景。目前，在国民经济各领域中，机电一体化设备以及生产过程自动化得到了广泛的应用，对科技的发展起着重大的作用。机电一体化产品的功能，除了精度、动力、快速性外，更需要自动化、柔性化、信息化、智能化，逐步实现自适应、自控制、自组织、自管理，向智能化过渡。因此，对制造行业中的机电技术提出了许多新的和更高的要求。培养适应当今社会需要的具有创新性的人才是大学教育的主要任务。能否培养出具有创新精神和创新能力的人，关系到培养的大学生毕业后能否适应市场经济的发展需求和竞争，是衡量高校办学水平的标准。我校从06教学计划开始，加强了实践教学环节，增加了教学时间和内容，技能训练就是新增的较重要的一项实践教学。目前关于技能实训的内容、方法等还没有成熟的、可借鉴的先例，因此本文进行了有意的尝试。对于机机械设计制造及其自动化专业学生来说，虽然液压原理、数控技术、机电一体化、单片机技术等若干课程都有附属于理论教学的实验教学，但是这些实验教学内容绝大多数是相对独立的、验证性的实验，缺乏综合性和创新设计。尤其是近几年来，我国高等教育大规模扩招，而实训教学条件建设却没有跟上这个步伐，实践教育环节出现了明显的弱化和软化现象。传统的教学方法重理论、轻实践；重分析、轻综合；重个体、轻协作，缺乏基本的技能训练，培养的学生素质不高，实践能力较弱，社会适应性较差。

二、技能训练目的、内容和方法

1.技能训练的目的和意义.技能训练是在学生修完除毕业设计外全部理论和实践课程之后的一次综合性实践教学环节。各个实践性教学环节的目的不同，课程设计主要是对所学课程的加深理解和具体应用；认识实习、金工实习和生产实习等属于基础训练，目的在于增加感性认识，培养动手能力，了解与本专业有关的生产实际，提高学习兴趣，明确学习目的，为专业学习和专业技能训练打基础；专业技能训练是职业能力培养的重要手段，主要以培养职业技能为目的。其目的和意义在于：（1）培养学生对所学知识的综合应用、理论联系实际的能力；（2）培养学生独立发现问题、分析问题和解决问题的能力；（3）培养学生的动手能力和实际操作能力；（4）培养学生的合作意识、团队精神和创新意识，为后续的毕业设计和就业打下基础。

2.技能训练内容.我校的机械设计制造及其自动化专业，在大三下学期分成机械设计、机械制造、机械电子及模具等四个教学方向，本文的实训内容是针对机械电子教学方向设定的。实训题目：平面运动工作台机电系统设计.内容包括：（1）结构设计；（2）控制系统硬件设计；（3）控制系统软件设计；（4）系统安装调试。

3.技能训练方法.学生以小组为单位，在组长的主持下根据选定的题目，集体讨论确定整体方案；之后任务分工，每项任务的实施方案、方法和步骤，分别由学生各自独立完成。指导教师只给出实训方向，技术指标等，协助学生完成训练任务。同时要求学生积极主动认真参加技能训练，按要求独立完成各项训练任务，并写出实训报告。学生利用教研室、实验室的实验设备、装置、测试仪器等条件，结合训练题目，自己动手进行设计、安装、调试、排除故障，小组学生之间相互协作。

三、技能训练时间安排与要求

1.技能训练时间安排。整个技能训练安排在两周时间内完成，大致的时间安排如下：（1）准备工作：阅读有关参考资料，明确设计要求和工作条件，了解设计或控制对象，拟定设计计划（2天）；（2）设计方案论证及相关的设计计算（2天）；（3）绘制相关图纸（2天）；（4）软件编程（0.5天）；（5）系统安装与调试（2天）；（6）编写设计说明书（1天）；（7）答辩（0.5天）。

2.技能训练要求。学生以组为单位进行训练，应完成以下内容：（1）设计方案论证及相关的设计计算，二维工作台滚动丝杠螺母机构的结构分析、选择与设计计算；工作台步进电机的选择与硬件配置；选择合适的单片机，搭建硬件电路，进行步进电机的驱动控制，编程实现工作台的运动。（2）绘制相关图纸.平面运动工作台装配图、硬件连接图等。（3）软件编程.软件框图及编程。（4）系统安装与调试.硬件控制板制作、硬件系统连接、系统调试，并达到设计要求。（5）完成设计报告.按指导书中要求的撰写内容、顺序，完成设计报告。（6）考核.主要从两方面对学生进行考查：（1）设计与计算能力；（2）实践动手与调试能力。

四、实训效果

通过四届共260名学生的实践，技能设计训练得到如下教学效果。

1.通过技能设计训练，学生将所学知识综合运用到结构及控制系统的设计当中，大大提高了学生的理论联系实际的能力。

2.学生从方案确定、图纸设计、硬件制作，直到样机调试，全部要亲自动手，极大地调动了学生学习的积极性和主动性。

3.有助于提高学生的工程意识，同时培养了学生合作意识、团队精神和创新意识，为后续的毕业设计和就业打下基础。

实践证明，综合设计训练有利于调动学生的积极性并锻炼学生的动手能力，将自己所学应用于实践，使得大学四年所学的课程得到融会贯通，对自己所学方向得到深刻的认识。从某种意义上讲，综合设计训练更能引起学生的兴趣、启迪思维和培养创新能力。进入21世纪以来，面向社会发展、面向工程实践已经成为高等教育的普遍发展趋势。为此，我们要积极探索，不断更新教育观念，着力改革实践教学模式，完善实践教学体系，大力加强实践教学基地建设。

参考文献：

[1]李永海，隋秀凛，杜海艳，李建英，郭华.机器人方向综合设计训练教学模式初探[J].教育教学论坛，2011，（6）.

[2]尹志强，等.机电一体化系统设计课程设计指导书[M].机械工业出版社，2008.

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