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机电一体化设计论文范文1
机电一体化异地设计活动中的产品建模问题,需要采取统一处理手段,特别是在端口多能量集成组件模型范围下,可以运用六元组形式加以清晰表述;而多能量端口则选用五元组加以表述。按照客观层面审视,端口变量包含广义速度与力变量元素,两者乘积即为功率量,不同组件之间会借用端口实施能量、信号交换。参数化集合模型,如液压系统、机械等都必须展现物理形式且保留一定质量,安装过程中仍须界定运动、散热问题,主要是因为任何组件不论结构形式或是功能行为,都必须利用几何、装配模型绽放,实际上就是运用系统可视化特征完成虚拟原型改造任务。再就是由于不同能量域的结构复杂,在此情况下参数化建模方法应保留一定特征,并且利用纹理、材质等三维建模技术,使得模型逼真之外更保留结构简洁性特征。机电一体化系统多能量域集成组件就是联合形状特征、约束零件模型进行装配,针对不同部件几何形态进行建模,包括不同刚性、可变性零件等;同时采取参数化约束模型和联结特征模型,针对不同联结装配关系实施建模改造,包括机械静联结等,进而建立整个机电一体化系统的可视化虚拟原型架构。
2机电一体化系统异地设计多能量域集成仿真技术解析
结合早期设计经验分析,有关产品功能需求与工作原理需要得到进一步重视,所以在设计计算期间应该针对系统内部组件形态加以简化,包括线性近似、阻尼刚性影响忽略等。目前设计精确度不断提升,有关CAD、行为、配置模型逐步完善;现实中系统中组件主要采用实际模型搭配,其间有必要针对系统实际性能指标加以预测。因为非线性、时变、离散等实际情况都要考虑在内,涉及传递函数形式开始不再适用,数值求解便成为唯一出路。需要特别注意的是,透过产品模型中推导出如果所有组件的行为模型都已知,则根据系统的配置模型,利用Mapple等工具包可以进行符号求解。但由于整个开发项目参与者之间存在竞争合作并重关系,这便导致系统组件行为模型的形式多样性,包括HDL、XML等可执行代码及其他MDL等。这时可将系统组件模型进行封装,通过提供封装器的标准API接口,可以开发出各种系统组件模型的封装器。利用封装器可以实现基于配置的多能量域集成聚台仿真改造。在此基础上,如果利用CORBA/JAVA/XML/Web技术,则可实现机电一体化系统异地设计的分聚台仿真目标。此外,基于XML的多能量域集成产品建模机电一体化系统异地设计的演化过程对组件的可演化性提出了很高的要求。就是在设计的早期阶段,强调组件的功能需求及性能、结构与形状方面的约束,此时主要定义复合组件的接口、配置模型、附加的约束;而在设计的后期阶段,强调组件在系统中的装配关系、端口连结关系以及组件内部各能量域内的行为属性参数件是否满足设计需求,此时需要详细定义组件的端口模型、配置模型、行为模型、几何模型、关联模型、约束模型。需要特别注意的是,整个开发项目中,任何参与者之间都存在竞争、合作关系,这便令行为组件模型样式更加丰富多样,如XML、可执行代码等,此时技术人员可考虑进行组件模型封装处理,并透过封装器标准化API接口实现配置多能量域集成聚合仿真操作目标。
3结语
机电一体化设计论文范文2
中职院校中的机电一体化专业主要包括:机电一体化、数控维修以及电气控制等。建立完善的机电一体化实训基地的主要指导思想就是,提高学生的操作实践能力,培养机电一体化专业的复合型人才。
二中职院校机电一体化专业实训基地建设的对接
1.与机电行业企业内部的对接
中职院校机电一体化专业的培训理念是:发展生产行业,注重引进先进的企业管理模式,在学生管理、教学管理模式中,不断结合企业管理模式,有效完善校中厂模式。在引进企业管理模式的同时,完善学生日常的实训管理制度,选择合适的小型企业,建立健全厂中校的教学模式。除此之外,还应该与合作企业之间共同制定切合实际的教学内容,积极开展多种多样的教学活动,充分实现校企的零度对接。
2.与职业标准的对接
机电一体化专业的职业资格证书包括:数控维修工种、维护电工工种以及机电一体化工程师等。学生可以根据不同的岗位要求,进行不同的技能考核。同时,中职院校还应该积极鼓励学生,参加一些要求等级较高的职业技能大赛,最大限度地帮助学生提高综合素质以及操作能力。除此之外,学院还应该重视学生对机电一体化行业的技术标准以及行为规范的正确理解。充分利用现有的资源,从企业内部聘请资历较深的专家,教授学生一些实践性较强的学科。
3.与课程体制的对接
我国的中职院校涵盖了基本的实训教学内容,即:机电一体化实训中心、自动化实训中心。同时,部分中职院校中,基本实现了与企业之间的深度合作,即:共同开发机电一体化专业的生产过程控制的有关课程,主要包括:数控机床故障的维护、控制系统的运行与维护以及电气控制等。
4.与终身学习的对接
第一,完善教育教学平台。中职院校应该加强对建立健全校企一体化的教学模式,充分完善教学机制。与企业之间开展多种形式的办学实践活动,例如:签订校企订单培养、组织学生顶岗实习以及强化师资力量等。在企业的帮助下,不断探索一种新型的教学机制,提高学生学习的自动性、探索性、创新性,完善学生终身学习的体制。第二,建立健全职前职后的人才订单培养机制。在我国部分中职院校中,基本上已经实现了个性化的职前人才订单培养机制。依据企业内部以及市场的需求,全面制定一套切合实际的教学方案,开展一系列的职业技能考核,提高学生的实践操作能力,打造一批机电一体化专业的复合型人才。同时,与中职院校一些合作的单位、企业,还应该为学生提供所需的教学场所、相关设施以及日后的顶岗实习安排。中职院校还应该与合作企业之间建立多元化的人才订单合作;充分利用现有的教学资源以及企业资源,积极开展校企之间的合作,加强学生的企业化培养。与此同时,中职院校应该加强对机电一体化专业毕业生或者是企业员工开展重新回到校园学习的项目,这样不仅有利于提高机电一体化专业人才的综合能力,同时还有利于提高行业内部的竞争力。为了满足市场的需求,培养机电一体化的专业复合型人才,中职院校还应该努力构建具有特色的中职教育终身学习的平台。第三,建立完善的中职院校机电一体化专业招生机制。中职院校应该充分重视对机电一体化专业学生的教学工程,努力实现学生职业教育的贯通。充分利用校企合作的教学模式,切合实际地与企业之间实现零度对接,从而有效地拓展中职院校机电一体化专业的招生机制。
三总结
机电一体化设计论文范文3
关键字:机电一体化;实践教学;教学改革;
中图分类号:G4 文献标识:A 文章编号:1674-3520(2014)-04-00137-01
一、我国当前机电一体化类课程教学现状及其原因分析
结合我国目前职业教育的现状,造成当前机电一体化类课程理论讲不透、实验做不好、技术学得不扎实的原因主要有以下几个方面:
(一)师生思想上都不够重视
从目前的职业学校的教学现状来看,重视理论教学轻视实践教学一直是我国课程教学的传统方法,在这样的教学模式下,不利于师生在课堂中对于知识的学习和掌握。机电一体化这样的课程,理论课本来就比较晦涩难懂,如实践训练课程不足的话,学生学到最后完全没有系统的概念和知识体系,对于机电一体化的理解只是停留在表面层次,因此必须要逐步加强实践实训。从体制上来说,师生本身对于课程的重视程度不够也是导致课程学习问题的原因。教师认为对于机电一体化课程教学任务重,往往在授课过程中疲于应对;而学生对于机电一体化课程知识的理解比较吃力,往往缺少兴趣,加之实践实验时间较少,课程最后流于形式。因此,师生在思想上不够重视是目前机电一体化课程教学的一个基本现状。
(二)机电专业实践教学课程的设计不合理
机电类专业实践教学的课程内容包括很多技术内容,目前,绝大多数职业院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响,课程的内容过多、过于深奥,理论课时数太大,实践技能教学课时不足,而且内容陈旧。还有些学校脱离实际情况过高地制定了课程标准,导致教学与实践相背离。现在学校里学习的知识和社会上用到的知识相差很远,很多学生学习了很多知识,可到了社会上却无从下手。相关机电行业和企业很少参与机电类专业实践课程的制定,这也是导致职业学校机电专业的实践课程体系设置不合理的原因。
二、机电一体化类课程的教学改革策略探讨
(一)充实机电一体化类课程的专业实践教学内容和完善教学手段
课程体系建设要根据学校的专业学生的定位和专业建设目标,合理确定基础课和专业课,理论教学和实践教学的比例分配,结构合理,形成具有鲜明特色的课程体系。打乱原有的按知识学习组织授课的章节顺序,边学边做,边做边学,将所学理论与实践完全融合起来。现有的大部分教材无法实现教学要求,学校要组织专业课教师编写与此教学过程相适应的校本教材,对教学目标进行分解,以专业技能为主线,将多个项目的学习知识的重点和目标有效的串联起来。这种为用而学、学以致用的教学方式让教与学有了更强的针对性,让学生在操作过程中学会如何用专业知识去分析问题、解决问题。教师将学生实践中出现的问题或困惑,用专业理论知识来加以解释,使学生“知其所以然”,从而实现理论与实践的有机结合,调动学生的各种感官参与学习过程
(二)重视机电一体化类课程的专业实践教学环节的考核
任何课程都需设置考核环节,同样的,机电一体化课程实践教学也需要考核,考核环节也是学生最为敏感的环节之一。结合机电一体化课程实践教学的特点,对于机电一体化实践课程的考核不应该有一个统一的模式和标准,应该是动态的,是随着科技的发展而不断充实和进步的,应该结合实践教学的方式和手段灵活的设定考核方式,采取定量结合定性的方法进行实践教学考核。简单的演示性或者验证性实验,应当减小考核的比重,而对于综合实验及动手考查较为全面的实验,考核比重就应当加大;另一方面,还可以灵活的采取口试笔试、现场提问、课程设计、综合课程实验等多种形式进行考核,重点不是考查学生的知识理解程度,而是应当重点考核学生对于实践技能的掌握和应用能力。
(三)加强师资队伍建设
优秀的教师团队是保障一体化教学顺利进行的重要因素。我们要围绕专业建设需要,优化师资结构,建设一支教学、科研、实践水平高,具有较强责任感和团结协作精神的,具有较高学术造诣、丰富的教学经验、鲜明的教学特色的教师团队。学校要积极推动校企合作,联合培养教师,聘请企业专家、技能操作能手对学校教师进行实践与实训方面的指导和培养,提高学校双师型教师的数量和质量。
三、结语
"一体化教学"作为一种教学模式,对教学质量、教学效果的提高起到了很大的作用。本论文所探讨的机电一体化类课程实验教学方法及其教学改革策略的应用研究,是结合当前国内中等职业学校机电一体化类课程教学内容设置及其实验实践教学现状而提出来的,能够有效地提高机电一体化类课程的教学效果,对于这一类的理论知识多且深、动手实践能力要求高的课程而言,必须要不断加强实验实践教学的份量,对于进一步提高机电一体化类课程的实验实践教学效果,无论是在理论方面还是在实践方面都具有较好的借鉴和指导意义。
参考文献
【1】赵松年,李恩光,裴仁清.机电一体化系统设计[M].北京:机械工业出版社,2004.
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【3】芮延年.机电一体化系统设计[M]. 北京:机械工业出版社,2004
【4】连香姣.“机电一体化系统设计与综合实验”的改革与实践[J].机电工程技术,2006(9)
机电一体化设计论文范文4
本小节主要从机电一体化的相关基本概念、机电一体化技术的基本特征、机电一体化的最新发展趋势等三个方面对机电一体化技术做较为全面的介绍,接下来详细介绍。
1.1机电一体化的基本概念
机电一体化技术从大的领域来说属于机械领域,其定义版本较多,其中一种较为权威的定义表述如下:机电一体化一般是指在机械的设计与功能扩展中,应用机械特有的主要功能、信息处理、功能控制等,把机械系统的控制中心进行集成化,并且与安装在计算上的上位机软件实现双向通信,一般来说,机电一体化技术也是一门交叉学科技术,涉及到的主要技术有通信技术,机械技术,微电子技术,电力电子技术等,机电一体化技术的核心功能就是把以上技术结合起来,形成一个整体并内嵌入机械系统中。
1.2机电一体化技术的基本特征
机电一体化技术作为一门应用广泛的技术,有其自身的特点,通过实际调查总结和查阅相关资料,本文总结出了机电一体化技术的3个主要特点,接下来详细说明如下。(1)应用的广泛性:机电一体化技术由于涉及的技术较多,是一门涉及多学科的交叉技术,正是由于这一特点,使得机电一体化技术应用十分广泛,已经远远超出了机械工程的应用范畴,当然,本文的研究重点还是放在机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势。(2)具有很强的逻辑性:由于机电一体化的核心任务就是把各种技术合理融合,应用到机械领域中,把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体,也就是形成一个统一的整体,从这个层面来说,机电一体化技术具有很强的逻辑性,或者说拥有很强的系统性。(3)机电一体化具有很强的最优化建模理论:机电一体化技术经过多年的发展,已经形成完整的最优化理论体系,相关算法可以参阅相关文献,限于论文篇幅,在这里不再累述。
1.3机电一体化技术的最新发展趋势
经过多年的发展,机电一体化技术已经形成了自己的理论体系,随着我国高新技术不断发展,越来越多的新技术被应用到机电一体化技术上,机电一体化的最新的发展趋势是控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术,机电一体化技术也朝着无线控制、高速控制、精确控制的方向发展。
2机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势分析
本小节在上文介绍机电一体化技术相关知识的基础上探讨机电一体化技术在机械工程领域的当前应用以及未来的发展趋势,结合实际,本文从机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析、机电一体化在现代机床控制上的应用、机电一体化技术在全自动包装机领域的应用等三方面简单论述机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势,下面详细讨论。
2.1机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析
在国外,机电一体化技术应用到机械工程领域较早,通过查阅资料得知,美国在上世纪90年代就把自动控制设备应用与机械制造领域,我国相对起步晚,但是起点较高,20世纪60年代,我国通过引进苏联控制设备,逐渐把机电一体化技术应用到机械领域,并在20世纪80年代,实现机电控制设备国产化,随着科技不断进步,以计算机处理技术和无线通信技术为代表的新技术不断应用与机电一体化技术,这使得机电一体化技术焕发出勃勃生机,应用领域进一步扩大。
2.2机电一体化在现代机床控制上的应用
机电一体化在机械工程领域很重要的一个应用领域就是应用在现代机床控制上,现代机床控制要求精度高、速度快、智能化高,这就要求现代机床的控制系统具有很强的抗干扰性,机电一体化技术由于采用计算机处理技术,处理速度快,精度高、内置多块DSP芯片,抗干扰能力强。
2.3机电一体化技术在全自动包装机领域的应用
机电一体化技术除了应用与纯机械工程领域,还大量应用于相关机械与电子相结合的控制领域,通过实际调查得知,我国全自动包装机已经全部采用机电一体化技术,由于包装机械不但设计机械工程知识,还涉及机电控制技术,微机处理技术等,所以一般的控制系统很难胜任,机电一体化技术由于是一门交叉学科,所以具有很强的灵活性,所以机电一体化技术较好的解决了这个问题,机电一体化把软件控制和机械控制结合起来,融为一体,通过上位机软件来控制包装机的运行状态。
3机电一体化技术在机械领域的发展前景
通过对机电一体化当前发展趋势的调查研究,本文认为,机电一体化技术在机械领域的发展前景包括以下几点:(1)专用化趋势不断加强:随着机电一体化应用到机械领域的不断深化,机电一体化技术表现出明显的专用化趋势。(2)智能化不断加强:近年来,随着人工智能等新技术不断应用到机电一体化领域,机电一体化技术也呈现了智能化趋势。(3)能耗低:节约资源,保护环境成为全社会的共识,在这种背景下,机电一体化技术积极加强自身改革,不断研发新技术,把能耗进一步降低。
4结论
机电一体化设计论文范文5
关键词:机电一体化系统;设计;方法论
引言
机电设备往往是多工程应用领域综合产品,需要研发人员及从业使用人员具备多学科的背景知识。机电一体化系统设计方法论从系统全局的角度出发,全面阐述机电一体化的设备设计过程,对于研发机电设备具有极其重要的指导意义。在当今工业4.0背景下,机电一体化系统设计方法论被赋予了更多时代使命,需要解决更多实际问题。国内外学者的相关理论研究成果早已层出不穷,本文将研究分析国内外关于机电一体化系统设计方法论的发展现状。
1机电一体化系统设计方法论的发展阶段
机电一体化系统设计方法论与机电一体化的发展密切相关,而机电一体化的发展历史目前可以分为四个阶段。1950—1970年代,在第三次工业革命的大背景下,伴随着计算机技术的发展,机电一体化已处于萌芽阶段,但相关产品和技术没有获得成功与认可。1970—1990年代,得益于集成电路和微型计算机技术的发展,控制和通讯等技术得到突破性进展,同时自动化水平大大提高,机电一体化已形成独立学科,处于初步发展阶段。1990—2010年代,由于计算机、自动化等技术进一步极速发展,光学、智能算法等更多领域知识融入机电一体化学科,机电一体化处于高速发展阶段。2010年至今,在工业4.0的大背景下,由于计算机数字仿真、网络信息等技术的迅速发展,机电一体化技术处于繁荣发展阶段,将对社会生产力作出更大贡献。相应地,机电一体化系统设计方法论也随着机电一体化技术的发展而出现。从1970年代开始,最初的理论研究集中在如何定义机电一体化系统,主要观点来自欧美和日本。从1980年代末期学者开始对机电一体化进行系统设计方法论研究,主要是从系统的组成划分角度出发,更加注重各部分的功能描述、物理特性及其相互间的逻辑关系,使人们更加深入了解机电一体化系统。1990年代开始,由于计算机技术的极速发展与大规模普及,机电一体化系统设计方法论开始有了新的发展方向,主要是从基于系统建模技术的仿真平台出发,能够模拟机电一体化系统,大幅节省机电产品研发周期与成本。
2机电一体化系统设计方法论的主要观点
表1~3列出了机电一体化系统设计方法论发展各个阶段对应的主要观点。不难看出,表1是各国研究组织对机电一体化的定义,其从最初的机械与电子简单相叠加,发展到包含机械、电子、电气、通讯、控制、网络等多学科交叉融合,并且直到现在仍在不断更新,一直在反映着工业科技和理论研究的最新方向,但缺点是未能对机电一体化系统设计方法论进行深入的研究。相比于表1对应的仅仅定义机电一体化阶段,表2对机电一体化系统进行了深入的设计方法论研究,都各自提出了自己的设计理论,更加全面地阐述了机电一体化系统设计的内涵。例如德国达姆施塔特大学的RolfIsermann在自己的研究论文里提出机电系统设计五块论,把机电一体化系统比作人,由五个部分组成,包括控制、动力、传感、操作和结构,分别对应大脑、心脏、五官、四肢及躯体,不过缺点是对各部分的特点和融合设计考虑较少。表2中的方法论缺点在于太偏重于理论方面研究,虽然尝试着引入数学物理模型,但不能较好地描述实际系统,面对日益复杂的机电系统越来越吃力。如表3所示,由于计算机仿真技术在现代工业产品设计中起到了越来越大的作用,而仿真软件平台的核心技术理论在于建模,研究者纷纷提出基于各自建模理论的机电仿真设计平台或系统设计方法论,部分软件在机电设计领域得到了广泛应用和商业化,例如20-Sim、AMESim和Dymola等。
3机电一体化设计方法论发展趋势预测
从机电一体化系统设计方法论的发展来看,未来方向会越来越围绕计算机仿真为核心来建设,主要发展趋势如下:
3.1多个软件联合仿真成为方法论关键技术
在计算机技术日益进步的今天,很多商业机电仿真软件建模模型库更加接近物理实际,算法更加丰富,界面更利于互动,操作更加容易,兼容性和稳定性更好,功能越来越强大,但是在多学科仿真方面还不够完善。而机电产品往往涉及到机械、电气、电子、气动、液压、热力学、磁场、光学等多学科,目前单一的仿真软件无法擅长上述所有学科建模,因此将各机电软件自身最擅长的学科联合起来,取长补短,对机电系统进行联合仿真,提出相应方法论,可以达到最佳效果。
3.2方法论更加注重机电系统各组成部分逻辑
由于仿真软件模型越来越能反映实际物理模型,机电系统模型更加真实,方法论对于基于纯数学工具建立机电模型的能力要求在逐步削弱,而基于机电仿真的设计方法论会更加注重机电系统各组成部分的逻辑建设,使各软件或各理论模型更加融会贯通地结合。
3.3方法论更加注重机电系统最优化设计
方法论应在系统设计的各个阶段提出评价方法,利于优化设计评估。由于机电仿真软件功能的强大,进行机电设计时可以利用软件自带的优化算法,在关键设计阶段不断进行优化。或者直接提出相应的系统优化方法,在设计流程中,把仿真和试验作为其中的工具或步骤,来达到高效优化的目的。
3.4方法论更加注重机电系统创新设计
借助于计算机仿真,机电一体化系统设计方法论能够更加快速地融合各学科知识,机电系统设计的周期必然变短,方案种类变多,创新元素也必然更容易产生、表达和实现,从而能更加高效地实现整个机电系统创新设计。
3.5工业4.0将会在方法论中得到体现
工业4.0的重要特征是大数据化,本质上是广义工业智能物联网信息共享交互,这也将在机电一体化系统设计方法论的发展中成为必然趋势。例如方法论可以在设计、验证、优化过程中每一个步骤都被数据化记录,和机电产品在生产、运维和退役过程中表现出来的性能优缺点数据进行双向物联,可以在实际生产应用中预测问题、解决问题以及优化设计。
4结语
机电一体化设计论文范文6
关键词: 高职机电专业毕业设计 质量提高方法 措施
毕业设计(论文)环节是高职院实现人才培养目标极为重要的综合性实践教学环节,是培养学生运用所学知识分析解决实际问题能力、增强学生专业工作能力、培养创新精神、进一步提高综合素质的有效教学手段。
近年来就业形势日益严峻、高等职业教育规模的扩张,毕业设计期间又恰逢学生寻找工作等诸多客观因素的影响,使得毕业设计出现了很多质量问题。具体表现在:(1)大部分学生对毕业设计不重视,不能处理好毕业设计、顶岗实习与就业的关系;(2)学生缺乏学术论文写作的基本素养,缺乏资料查阅、整理、分析、归纳、检索等获取信息的能力;(3)毕业设计过程流于形式,理论与实践脱节,有些学生仅仅依赖于教材、资料的理论知识拼凑论文,对于自己的设计没有通过实践验证,纸上谈兵多,实际动手少。最终创作的毕业论文很难有实际的应用价值。(4)成绩评定不能完全做到公正客观。学生论文抄袭原始资料现象严重,有些学生在最后答辩环节明显缺乏对所做内容的理解和把握。那么,如何改革毕业设计,提高毕业设计(论文)质量,达到高职教育人才培养目标的要求?我结合机电专业的毕业设计的探索与实践谈谈认识。
一、提前做好毕业设计准备工作
1.时间上的调整。指导老师提前在第四学期期末考试结束就与学生见面,布置题目,下达毕业设计任务。一方面使学生尽快了解课题的类型和方向,另一方面便于教师提前了解学生的情况,如专业学习情况、个人发展方向,等等,从而能够合理地安排设计任务。另外,安排学生利用暑假,对机械制图、计算机绘图、电路分析、单片机、电气控制与PLC、气压传动等毕业设计相关专业知识内容进行重新温习,并要求学生完成课题资料查询、研究方案的确立等工作,为第五学期毕业设计的顺利进行做好知识上的准备。第五学期第十一周起进入毕业综合实训环节,主要是毕业设计和赴企业进行顶岗实习,第十一周起有计划地在指导教师的指导下对毕业设计内容予以进一步完善,第五学期不进行答辩,待顶岗实习结束后,第六学期再回学校参加答辩。
2.指导教师充分准备,试做课题。在毕业设计过程中,指导教师准备得是否充分,将直接决定毕业设计质量的高低。教师除应认真准备毕业设计的课题和任务书外,还需对课题进行认真的试做。通过企业调研和分析,得到企业中机电应用产品研发和生产岗位典型工作过程,明确产品功能、准备技术器件资料、硬件设计、硬件制作、软件设计、软硬件联调、产品制作、产品测试。通过试做课题,教师能更好地把握课题的难度和工作量,科学地预测学生在毕业设计各个阶段可能出现的问题,从而能够根据学生的具体情况合理地分配设计任务。
3.毕业设计题目提前渗透至相关课程学习当中,为毕业设计的完成打下扎实的基础。毕业设计是一项综合性的实践环节,一个优秀的毕业设计离不开专业知识的支撑。因此,专业课程的学习尤为重要。在课程学习过程中将毕业设计课题渗透进课堂,让学生带着问题去学,这样可以激发学生学习的欲望,培养学生的创新能力。同时也为大三学生顺利地完成毕业设计打下扎实的基础。以“单片机应用技术”课程教学为例,本课程以智能运动小车作为教学内容载体,该教学载体以单片机作为控制核心,包括运动控制系统、显示系统、智能感应系统,等等。通过这一载体将单片机应用技术中的各种能力贯穿始终。由于智能运动小车的功能具有很强的扩展性,完全可以作为毕业设计的课题进行综合的设计和研究,因此在课程教学过程中要有意识地培养学生的设计意识和思路。
当然,在课程学习过程中,学生可以根据自己的专业兴趣在保证课程合格的前提下有侧重地加强某门课程或者某几门课程的学习,在此过程中专业老师可以了解学生的具体情况以便于今后毕业设计的分组和选题工作能有实效地开展。
二、立足实际,科学选题
1.以就业为导向,从实际出发,选择不同的课题。课题必须围绕专业人才培养目标,符合专业岗位能力要求,具有较高的应用性。目前,机电一体化专业就业岗位的需求有三个方向:机电一体化设备制造与维修、机床数控技术应用、自动机(线)的运行与维修。要按照不同的专业化方向,确定毕业设计课题,对于机电一体化设备制造与维修方向,课题方向重点应放在机械方面,加强钳工与电工电子训练;对于机床数控技术应用方向,应增强学生的车工实习及数控机床编程与操作能力;对于自动机(线)的运行与维修方向,应向电的方面适当偏移,加强电工及单片机与可编程控制器训练。我校机电一体化专业定向于自动生产线的运行与维修方向,在确定毕业设计课题时,结合制造业发展现状,选择那些围绕机电一体化进行产品开发或把微电子技术用于设计、制造、测试和研究等方面的题目,例如单片机控制系统设计、工业机器人系统分析、可编程控制器(PLC)技术及应用设计,等等。
2.毕业设计的选题要坚持理论与实践相结合的原则。课题的选定要结合目前专业的实际设备,立足实际,避免脱离实践的纯理论性的题目。我校机电一体化专业目前已经拥有较先进的PLC实训装置、气动实训装置、机电检测实训平台、单片机实训设备、自动生产线训练装置、机电一体化实训装置,等等。因此,毕业设计的选题应考虑到我们现有的实训设备,为学生毕业设计的实施提供良好的硬件环境。只有结合实际“真题实做”,才能培养出创新型、实用型人才。当然,在毕业设计期间已经开始顶岗实习的同学,可以结合生产岗位选择毕业设计题目。应鼓励学生结合岗位实践内容选择毕业设计(或论文)课题,但必须有企业专人指导并报学院批准。
3.通过各类技能大赛的锻炼和渗透,以学生兴趣为中心进行毕业设计选题,可以广泛发掘学生的创造力,选题更具有可行性。专业老师组织学生参加院内外的各类技能大赛,将技能竞赛与教学改革相结合。比如机器人大赛,结合单片机课程的学习,选择一个机器人项目,等等。我校目前已经成功举行了智能搬运机器人比赛,模拟了工业自动化过程中自动化物流系统实际工作过程。设计一个轮式或人形小型机器人,在比赛场地里移动,将不同颜色、形状或者材质的物体分类搬运到不同的对应位置。比赛的记分根据机器人将物体放置的位置精度和完成时间来决定。又如“自动线安装与调试”技能大赛,参赛队在规定时间内,根据任务书的要求,以现场操作“***自动生产线实训考核装置”的方式,完成自动生产线设备部分工作单元的机械安装和调整,气动回路的安装、连接和调整,电气控制电路的设计、安装和布线,传感器安装与调整,PLC编程,人机界面组态,电机驱动(含变频器及对应电机、伺服驱动器及伺服电机)参数设定,以及系统统调、运行等工作。我们通过大赛的锻炼,激发了学生的学习兴趣,开阔了学生视野,丰富了学生知识,提高了学生的综合素质与能力,培养了其团队意识与合作精神。参加技能大赛的同学,毕业设计的题目可选择大赛的某个方向展开设计,并撰写论文。通过技能大赛的锻炼和渗透,不仅可以提高学生的设计兴趣,而且能为毕业设计的顺利完成奠定扎实的专业基础。
三、加强过程指导和管理,严格考核制度
对毕业设计全过程实施质量监控是提高质量的保证。加强过程考核,量化毕业设计平时成绩的评定。表1为毕业设计(论文)总评成绩评定参考标准。总评成绩由指导教师考核成绩(40%)、作品(成果)鉴定成绩(20%)、论文评阅成绩(20%)、设计(论文)答辩成绩(20%)四大部分组成。指导老师考核成绩由指导老师评定,其余三项成绩由相应的评审组老师评定。
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实施周检查制度,要求学生每周以幻灯片形式进行汇报。汇报的主要内容是本周所做的主要工作、遇到的主要问题、问题的解决方法及心得体会等。汇报过程中,指导老师做好记录,填写《毕业设计指导工作记录本》,对毕业设计指导工作进行实时记载,学生汇报完毕后,指导教师综合各位学生的情况加以总结,并就学生所提出的问题加以解释与指导。周检查制度作为毕业设计平时成绩评定的重要依据。同时,学生随时写好《毕业设计日志》,内容与教师的《毕业设计指导工作记录本》相配套。这样,教师与学生交流紧密,双向监督,有利于加强毕业设计工作的全过程指导与管理。
毕业设计作品或成果可以是程序、实物、现象、方案等可以表现毕业课题成果的东西。让作品成为毕业设计的主要内容,并在总评成绩中占有一定比例。
对学生数集中的个别单位,因岗位需要无法回校参加答辩的由单位出具证明,学院安排老师到企业答辩。严格的答辩将有利于学生树立良好的学风,促进学生认真做好毕业设计。正确认识毕业设计的重要性将有利于保障和提高教学质量。
表1 毕业设计(论文)总评成绩评定参考标准
另外,毕业设计期间,指导老师要为学生进行资料查阅、文献检索、论文写作能力的培训,培养学生学术论文写作的基本素养。当然,在整个毕业设计指导过程中,要把学术道德教育和思想教育工作贯穿始终,加强学生的诚信教育,在处于即将走上工作岗位的过渡阶段,帮助学生树立良好的心态,促进毕业生克服不利情绪的同时顺利完成毕业设计。这种关心和指导可在每周进行检查时多与学生交流,也鼓励学生之间的交流。
四、尝试毕业设计与顶岗实习一体化改革方案
学生可选择到企业顶岗实习期间开展毕业设计,将毕业设计、顶岗实习有机结合。指导学生在顶岗实习的过程中,同时完成毕业设计(论文)。鼓励学生在顶岗实习期间,从事与专业对口的顶岗实习企业生产和技术领域相关的毕业课题设计。学生带着毕业设计的任务进行顶岗实习,不论是操作控制、质量检验还是装配、测试岗位,都能爱岗敬业,并随时记录,在生产实践中收集自己毕业设计所需的资料和数据。这样最终必然将以较高的质量完成顶岗实习和毕业设计。若能取得优异的成绩,则被企业接收,顺利就业。这样拓宽了就业渠道,增加了就业的机会。这种一体化的教学模式体现了工学结合、产学一体的职教模式。
当然,要想使这种一体化的教学模式取得良好的效果,校企双方应该共同指导、共同管理。每个学生都必须由校内专业教师和企业指导老师共同指导。校内老师可制定一个详细可行的计划和阶段性的目标,督查毕业设计的进展情况,指导论文写作的规范,并协助解决理论问题,定期与学生沟通,沟通方式可以多样化,比如:电话、QQ、Email,等等。企业指导老师负责从单位的实际出发,现场指导、规范操作、分析故障并解决问题。
五、结语
以上改革措施已在机电专业08级毕业生中进行了实践,经实践证明这些策略能充分调动学生的积极性和参与性,提高毕业设计质量。当然,如何提高高职毕业设计质量,是牵涉多个因素的综合课题,需要我们不断实践、不断总结,完善质量控制措施,使毕业设计教学真正成为培养学生创新精神、职业素质和综合实践能力的重要途径。
参考文献:
[1]姜亦祥.浅谈加强机电一体化专业实习教学的措施[J].成才之路,2009,(21):79-80.
[2]徐冬梅,吴红,冷士良.高职毕业设计(论文)与顶岗实习配套改革的实践[J].化工职业技术教育,2010,(2):56-58.