◆胡素梅

作者：胡素梅，烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院高級工程師，研究方向為機(jī)電一體化技術(shù)（016000）。

機(jī)電一體化又可以稱之為機(jī)械電子學(xué)。在科學(xué)技術(shù)的帶動下，現(xiàn)階段世界上所應(yīng)用的機(jī)電一體化技術(shù)主要是將機(jī)械與微電子技術(shù)聯(lián)系在一起而形成的一種技術(shù)。在市場需求的帶動下，越來越多的技術(shù)類院校都將機(jī)電一體化作為學(xué)生的主修課程。本文就通過介紹機(jī)電一體化的構(gòu)成以及其應(yīng)用范圍，來詳細(xì)探討機(jī)電一體化教育。

1 機(jī)電一體化的構(gòu)成

通過對機(jī)電一體化的了解可以得知，機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)中主要包括機(jī)械本體部分、傳感部分、驅(qū)動部分、控制及信息處理部分、動力部分和執(zhí)行部分幾個要素。

1）機(jī)械本體部分類似于人體的構(gòu)架，這一部分是保證整個系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)和依托，主要包括框架、機(jī)身和機(jī)械連接等。

2）機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)中的傳感部分類似于人體的主要感官，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，傳感部分能夠?qū)\(yùn)行過程中需要用到的各類參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的檢測，并將這些數(shù)據(jù)變?yōu)橐子谧R別的信號，之后傳輸?shù)教幚韱卧M(jìn)行信息處理，這樣就能夠產(chǎn)生所需的控制信息。傳感部分一般由儀器儀表和傳感器等組成。

3）驅(qū)動部分類似于人體的肌腱，肌腱能夠在大腦的支配下完成四肢的運(yùn)動。

4）驅(qū)動部分在控制信息的引導(dǎo)下也能夠充分發(fā)揮其功能，完成各類任務(wù)和動作。

5）控制及信息處理部分類似于人腦，控制和引導(dǎo)全身進(jìn)行運(yùn)動，同時進(jìn)行思考和判斷，控制及信息處理部分能夠?qū)⒏鱾€傳感器中的信息進(jìn)行集中、分析、加工和存儲，之后根據(jù)處理結(jié)果來發(fā)出相應(yīng)的指令，這樣就能夠控制整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)?？刂萍靶畔⑻幚聿糠忠话惆删幊绦蚩刂破鳌⑦壿嬰娐?、計算機(jī)、控制裝置、計算機(jī)外部設(shè)備、轉(zhuǎn)換和接口等。

6）動力部分類似于人體自身制造的能量，這些能量能夠維持人體的正常運(yùn)動。動力部分也能夠為系統(tǒng)的運(yùn)行提供充足的能量，它作為系統(tǒng)的驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，能夠保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

7）執(zhí)行部分類似于人體的四肢，四肢能夠在大腦的指引下完成工作任務(wù)，并根據(jù)具體的信息和指令來發(fā)揮自身的功能。執(zhí)行部分屬于運(yùn)動部件，其中包括機(jī)械、電液和電磁等。

2 機(jī)電一體化的應(yīng)用范圍

數(shù)控機(jī)床從數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生及發(fā)展的過程來看，其功能和控制精度都達(dá)到了一定的水平。數(shù)控機(jī)床一般被分為模塊化、總線式以及緊湊式幾種主要的結(jié)構(gòu)，這種體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是多CPU和總主線。同時數(shù)控機(jī)床也彰顯出開放性的設(shè)計特征，也就是數(shù)控機(jī)床的硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有較好的兼容性和層次性，能夠盡可能地保護(hù)和提高用戶的使用效益。數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)能夠根據(jù)車間需求來應(yīng)用編程技術(shù)，并實現(xiàn)加工過程的動態(tài)仿真，同時還引入了診斷和控制類的智能機(jī)制。數(shù)控機(jī)床在發(fā)展的過程中還應(yīng)用了大容量的存儲器，并將軟件進(jìn)行模塊化設(shè)計。這種方式不僅增強(qiáng)了數(shù)控技術(shù)所具有的功能，也提高了CNC系統(tǒng)所具有的控制能力。現(xiàn)階段的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)基本實現(xiàn)了多級網(wǎng)絡(luò)功能，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜的加工能力。

工業(yè)機(jī)器人機(jī)電一體化技術(shù)還應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人中，當(dāng)?shù)?代機(jī)器人問世時，它們只能夠進(jìn)行簡單的運(yùn)動，本身缺少靈活性，也不能較快地適應(yīng)工作環(huán)境。在第2代機(jī)器人問世以后，其所具有的傳感元件更加先進(jìn)，并且能夠根據(jù)作業(yè)環(huán)境和對象來提出相應(yīng)的信息，在經(jīng)過計算機(jī)的分析和處理以后，機(jī)器人能夠進(jìn)行簡單的判斷，進(jìn)而保證自身能夠更好地完成任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人的這次發(fā)展代表著自身功能的完善，并預(yù)示著工業(yè)機(jī)器人將會變?yōu)橐环N實用性的工業(yè)技術(shù)。第3代機(jī)器人是智能化的代表，其具有較多的感知功能，能夠獨(dú)立完成較為復(fù)雜的判斷，能夠獨(dú)立完成任務(wù)。這一發(fā)展主要?dú)w功于第5代計算機(jī)的應(yīng)用。

3 機(jī)電一體化教育

增加招生數(shù)量 對于高職院校來說，機(jī)電專業(yè)是一門比較基礎(chǔ)性的學(xué)科。在教育市場化的變革下，許多教學(xué)質(zhì)量高的高職院校都成為競爭中的獲勝者。從現(xiàn)實情況來看，大部分職業(yè)學(xué)校學(xué)生的文化課水平不能和普通本科生的成績相比，學(xué)生進(jìn)入高職院校的目的都是獲取一技之長。在這種觀念的影響下，學(xué)生就讀高職院校的目的更多傾向于學(xué)習(xí)理論知識和實踐經(jīng)驗。而機(jī)電一體化專業(yè)恰恰就是迎合這一學(xué)習(xí)目的而產(chǎn)生的，機(jī)電一體化能夠鍛煉學(xué)生的動手操作能力，幫助學(xué)生積累更多的技術(shù)和經(jīng)驗。要想保證機(jī)電一體化教育的發(fā)展，學(xué)校必須正視自身的辦學(xué)目的，并通過增加招生數(shù)量的方式來增強(qiáng)機(jī)電一體化專業(yè)的發(fā)展。在機(jī)電一體化教學(xué)過程中，教師可以根據(jù)高職院校實踐能力強(qiáng)的特點(diǎn)來安排教學(xué)，這樣更容易讓學(xué)生接受知識，并掌握更多的專業(yè)技能。

緊跟時代發(fā)展趨勢機(jī)電一體化主要依靠科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)步，所以在機(jī)電一體化教育中，也應(yīng)該根據(jù)機(jī)電一體化知識的變化來革新教學(xué)內(nèi)容。如在課程選擇、專業(yè)設(shè)置以及教材編寫方面，都應(yīng)該采用動態(tài)的方式進(jìn)行管理。科技的發(fā)展促進(jìn)了知識的發(fā)展，所以在機(jī)電一體化教育中，需要根據(jù)現(xiàn)階段市場以及技術(shù)的需求來調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。在這個過程中，教師起到至關(guān)重要的作用。

教師作為機(jī)電一體化知識的主要傳授者，首先應(yīng)該提升自身的知識含量，擴(kuò)充自身的知識內(nèi)涵，不能滿足于現(xiàn)有的水平，應(yīng)該迎合與時俱進(jìn)的思想來完善自我。教師在平時可以通過互聯(lián)網(wǎng)、書籍、雜志以及學(xué)術(shù)交流的方式來改進(jìn)自身的不足，對教學(xué)中有所欠缺的內(nèi)容加以補(bǔ)充和調(diào)整，并且與時俱進(jìn)地學(xué)習(xí)最新知識。這樣才能保證在教學(xué)過程中能夠?qū)⒆钚?、最?yōu)質(zhì)的知識傳授給學(xué)生，進(jìn)而達(dá)到提升學(xué)生素質(zhì)的目的。

作為學(xué)校來說，平時應(yīng)該多聽取教師的意見，保證機(jī)電一體化專業(yè)的課程設(shè)置、教材選擇等內(nèi)容易于學(xué)生接受，并且能夠取得較好的教學(xué)效果。由于機(jī)電一體化涉及的范圍較廣，對于一些教學(xué)條件有限的學(xué)校來說，不可能達(dá)到最為完善的教學(xué)水平，所以這些學(xué)校應(yīng)該在教學(xué)過程中了解教學(xué)的重點(diǎn)以及次要的教學(xué)內(nèi)容，這樣才能使學(xué)校的資源發(fā)揮最大的效果。

重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力人才已經(jīng)成為企業(yè)之間競爭的主要因素，所以用人單位在挑選畢業(yè)生時，一般都會選擇實踐能力較強(qiáng)的學(xué)生。針對企業(yè)對人才的這一需求，學(xué)校在培養(yǎng)學(xué)生的過程中，一定要將培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力作為重點(diǎn)，同時還應(yīng)該讓學(xué)生具備自學(xué)、思維、綜合運(yùn)用和分析等多種能力，讓學(xué)生無論在課上還是課下都能夠不斷提升自己，這樣才能使學(xué)生達(dá)到全面發(fā)展的目的。教師在授課的過程中，也應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)以及興趣愛好來設(shè)計新穎的題目，通過這種方式來提高學(xué)生的積極性和主動性，讓學(xué)生能夠自主地投身到實踐過程中，改變學(xué)生以往被動學(xué)習(xí)的態(tài)度，這樣就能夠取得事半功倍的效果。在這個過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)有的知識來解決問題，同時也可以鼓勵學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維，充分發(fā)揮自身的創(chuàng)造性，大膽擴(kuò)展設(shè)計思路，通過這種方式，可能會取得意想不到的教學(xué)效果。學(xué)校也可以定期組織動手實踐大賽，讓學(xué)生發(fā)揮自己的聰明才智，將學(xué)過的東西融入自身的創(chuàng)造力，將創(chuàng)新性的設(shè)計展示給大家。在這個過程中，學(xué)生不僅能夠感受到自身的價值，同時能夠感染周圍的學(xué)生，最終形成一種積極的學(xué)習(xí)氛圍，進(jìn)而促使整個學(xué)校學(xué)習(xí)水平的提高。

在教學(xué)中了正確把握“機(jī)”“電”之間的關(guān)系在數(shù)字化時代的背景下，學(xué)生要想學(xué)好機(jī)電一體化專業(yè)，不僅需要完善有關(guān)電的知識，同時還需要學(xué)習(xí)計算機(jī)、電接口和自動化等技術(shù)，還應(yīng)該正確把握“機(jī)”“電”之間的關(guān)系。在學(xué)習(xí)的過程中，應(yīng)該遵循“以機(jī)為主、以電為用、機(jī)電結(jié)合”的基本原則，對原有的課程內(nèi)容進(jìn)行提取和加工，并根據(jù)實踐需要來建立綜合性實驗室。在設(shè)置機(jī)電一體化課程時，應(yīng)該保證學(xué)科的綜合性，將機(jī)械技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)和控制技術(shù)結(jié)合在一起，在此基礎(chǔ)上來優(yōu)化和調(diào)整專業(yè)知識教學(xué)體系。機(jī)械電子工程專業(yè)重點(diǎn)研究的是工程設(shè)計，需要將控制、計算機(jī)和微電子等融合在機(jī)械制造中。機(jī)械電子工程專業(yè)中主要體現(xiàn)的是機(jī)、電、光的結(jié)合，并且需要研究和設(shè)計機(jī)械控制、狀態(tài)檢測和測量等內(nèi)容。

改變現(xiàn)有教學(xué)觀念及制度要想實現(xiàn)機(jī)電一體化教育的發(fā)展，就應(yīng)該將學(xué)生作為教學(xué)的中心，以市場為導(dǎo)向來開展教學(xué)活動。學(xué)校需要任用具有一定學(xué)識和資歷的教師擔(dān)任機(jī)電一體化專業(yè)的授課教師，并且可以通過福利待遇的方式激發(fā)教師的教學(xué)積極性。

對于教師來說，應(yīng)該將教書育人作為自身教學(xué)的基本準(zhǔn)則，同時應(yīng)該根據(jù)時代的發(fā)展變化來革新自身的知識結(jié)構(gòu)。在時代發(fā)展的洪流之下，教師只有抓住這一機(jī)會，與學(xué)生共同努力，才能夠使學(xué)生的素質(zhì)有所提高，同時也能夠促進(jìn)機(jī)電一體化教育的發(fā)展。

4 總結(jié)

綜上所述，要想使機(jī)電一體化教育取得新的突破，除了要了解機(jī)電一體化構(gòu)成和應(yīng)用范圍，還應(yīng)該做好機(jī)電一體化的教育工作，通過這種形式來促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的擴(kuò)展。在機(jī)電一體化教育不斷發(fā)展的同時，除了科技水平的提升，各所學(xué)校所培養(yǎng)的機(jī)電一體化人才也將會為該技術(shù)的發(fā)展提供更多動力。

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