隋修武 張宏杰 桑宏強(qiáng) 牛雪娟

摘要：從根本上對(duì)機(jī)械工程專業(yè)的研究生進(jìn)行機(jī)電一體化知識(shí)的普及，培育他們“機(jī)電一體化”的設(shè)計(jì)思想，提高“機(jī)電一體化”技術(shù)的應(yīng)用能力，在研究生的“設(shè)計(jì)、制造”能力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高其在“測(cè)量、控制”方面的知識(shí)水平和應(yīng)用能力，從而全面提升研究生的“四位一體”的學(xué)術(shù)科研能力、繼續(xù)深造的能力和就業(yè)能力，全面提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程；機(jī)電一體化；研究生培養(yǎng)；四位一體

中圖分類號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）52-0048-02

一、“機(jī)電一體化”思維和能力培養(yǎng)的目的和意義

機(jī)械工程學(xué)科是研究生招生與培養(yǎng)的主要方向之一，現(xiàn)代的機(jī)械工程已不是簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，機(jī)電一體化是大勢(shì)所趨。機(jī)電一體化技術(shù)很好地體現(xiàn)了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)的學(xué)科交叉，具有極為廣泛的應(yīng)用前景，成為科研發(fā)展和社會(huì)需求的主要熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。機(jī)械工程學(xué)科的所有研究生在進(jìn)行課題研究時(shí)，幾乎都要用到機(jī)電一體化的思維方法與技術(shù)。機(jī)械工程學(xué)科的研究生培養(yǎng)目標(biāo)是集“設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、控制”四位一體的復(fù)合型高水平技術(shù)人才。機(jī)械工程學(xué)科的研究生，大多數(shù)出自機(jī)械工程及自動(dòng)化本科專業(yè)，一般具有較扎實(shí)的機(jī)械專業(yè)的基礎(chǔ)，但是電子方面的基礎(chǔ)知識(shí)卻非常薄弱。在機(jī)械工程學(xué)科的科研課題中，有80%以上都不同程度地應(yīng)用到了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的知識(shí)，這就嚴(yán)重影響了科研課題的進(jìn)一步開展，以至于影響到課題完成的質(zhì)量、碩士人才培養(yǎng)的質(zhì)量?！皺C(jī)械電子工程”課程是機(jī)械工程學(xué)科的碩士研究生培養(yǎng)方案中的一門以電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為主，進(jìn)行機(jī)電一體化思路與應(yīng)用技術(shù)培養(yǎng)的課程，在機(jī)械工程學(xué)科“設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、控制”四位一體的復(fù)合型高水平技術(shù)人才的研究生培養(yǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文的意義就在于從根本上對(duì)研究生進(jìn)行機(jī)電一體化知識(shí)的普及，培育機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)思想，提高機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用能力，在研究生的“設(shè)計(jì)、制造”能力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高其在“測(cè)量”、“控制”方面的知識(shí)水平和應(yīng)用能力，全面提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量。

二、全面調(diào)整“機(jī)械電子工程”的教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)“機(jī)電一體化”的思維與能力

以典型的機(jī)電一體化設(shè)備—工業(yè)機(jī)器人的測(cè)量技術(shù)與智能控制技術(shù)貫穿教學(xué)，將機(jī)器人領(lǐng)域的科研成果及最新前沿技術(shù)融入其中，形成自己的特色。在測(cè)量方面，以機(jī)械工程領(lǐng)域的機(jī)電測(cè)試技術(shù)為主，擯棄通用的傳感內(nèi)容，將力覺、視覺、觸覺、位置等傳感技術(shù)作為主要內(nèi)容，介紹其測(cè)量的原理及應(yīng)用。在控制方面，增加機(jī)電系統(tǒng)的常用控制器，PLC、PMAC等的原理及應(yīng)用，增加機(jī)電系統(tǒng)的集成技術(shù)，重點(diǎn)講解機(jī)電系統(tǒng)的信號(hào)傳輸與單元級(jí)聯(lián)中的一些重要問題。增加機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新技術(shù)，介紹機(jī)電系統(tǒng)的仿真技術(shù)、機(jī)電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、逆向工程技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。

1.全面規(guī)劃“機(jī)械電子工程“的教學(xué)內(nèi)容。發(fā)揮教學(xué)科研的優(yōu)勢(shì)，重在機(jī)電一體化思路的培養(yǎng)，重在系統(tǒng)集成。以機(jī)器人領(lǐng)域的測(cè)控技術(shù)為主線，通過將本領(lǐng)域的傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、控制器與控制技術(shù)、機(jī)電傳動(dòng)技術(shù)，機(jī)電系統(tǒng)仿真技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，突破單一知識(shí)點(diǎn)的束縛，突出系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)與集成，培養(yǎng)學(xué)生在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就具備機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)突出體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面，當(dāng)產(chǎn)品的某一功能單靠某一種技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，必須進(jìn)行機(jī)械與電子及其他多種技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一體化設(shè)計(jì)；另一方面，當(dāng)產(chǎn)品某一功能的實(shí)現(xiàn)有多種可行的技術(shù)方案時(shí)，也必須應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)各種技術(shù)方案進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。在充分考慮同其他功能單元的連接與匹配的條件下，選擇最優(yōu)的技術(shù)方案。因此，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)必須充分考慮各種技術(shù)方案的等效性、互補(bǔ)性與可比性。系統(tǒng)集成技術(shù)即以整體的概念，組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，找出能夠完成各個(gè)功能的可能技術(shù)方案，對(duì)方案分析、評(píng)價(jià)、綜合，優(yōu)選出適宜的技術(shù)方案。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的目的是在機(jī)電一體化系統(tǒng)各個(gè)組成部分的技術(shù)成熟、組件性能和可靠性良好的基礎(chǔ)上，通過協(xié)調(diào)各組件的相互關(guān)系和所用技術(shù)的一致性來(lái)使系統(tǒng)或產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、可靠、高效率和操作方便等。同時(shí)，將機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的新技術(shù)仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、逆向工程技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等也納入教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和科研創(chuàng)新能力的提高都將發(fā)揮重要作用。

2.建設(shè)豐富的數(shù)字化教學(xué)資源。建設(shè)“機(jī)械電子工程”課程網(wǎng)站，課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)化、開放式教學(xué)相結(jié)合，將多種數(shù)字化教學(xué)資源綜合運(yùn)用。開發(fā)完成優(yōu)秀的多媒體課件，實(shí)現(xiàn)豐富的教學(xué)內(nèi)容與多種教學(xué)手段的有效結(jié)合。

3.采用模塊化規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，采用深入淺出的教學(xué)方式。將教學(xué)內(nèi)容分為基本要求、中等要求和較高要求，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身?xiàng)l件及科研需要有針對(duì)性地選擇要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，采用深入淺出的教學(xué)方式，從而快速提高其科研能力。做到因需施教，因材施教。

4.加強(qiáng)研究生的實(shí)踐教學(xué)。針對(duì)部分同學(xué)在考研階段中只注重考研課的學(xué)習(xí)，忽略了其他課的學(xué)習(xí)，特別是放棄了動(dòng)手能力的培養(yǎng)，而自學(xué)能力、動(dòng)手能力卻是進(jìn)行科研課題研究和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的前提。本文結(jié)合學(xué)院辦學(xué)條件，與企業(yè)緊密合作，以工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線為實(shí)例，進(jìn)行多個(gè)典型機(jī)電一體化設(shè)備的分析講解，以汽車底盤測(cè)功機(jī)、X光機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)控制為例進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)，組織研究生到企業(yè)參觀，與生產(chǎn)實(shí)踐、企業(yè)工程師零距離交流，增強(qiáng)研究生的實(shí)踐能力。

三、解決的關(guān)鍵問題

通過科學(xué)性、先進(jìn)性的改進(jìn)研究生教學(xué)內(nèi)容，并實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，與時(shí)俱進(jìn)地豐富研究生課程內(nèi)涵，培養(yǎng)機(jī)電一體化思想，追蹤機(jī)電一體化新技術(shù)，激發(fā)研究生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)研究生掌握機(jī)電領(lǐng)域的檢測(cè)、控制、傳動(dòng)等堅(jiān)實(shí)寬廣的基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)深入的專業(yè)知識(shí)，以及將測(cè)、控、傳等各專業(yè)知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用的系統(tǒng)集成能力、工程應(yīng)用能力、科研創(chuàng)新能力，全面提高研究生教育教學(xué)質(zhì)量。解決機(jī)械工程學(xué)科研究生電子技術(shù)基礎(chǔ)十分薄弱，不具備機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)思想，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的基本技能差的問題，從根本上對(duì)研究生進(jìn)行機(jī)電一體化知識(shí)的普及，培育機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)思想，提高機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用能力，從而全面提高研究生進(jìn)行科學(xué)研究、繼續(xù)深造的能力和就業(yè)能力，全面提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量。

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