论文部分内容阅读
摘要：从根本上对机械工程专业的研究生进行机电一体化知识的普及，培育他们“机电一体化”的设计思想，提高“机电一体化”技术的应用能力，在研究生的“设计、制造”能力的基础上，进一步提高其在“测量、控制”方面的知识水平和应用能力，从而全面提升研究生的“四位一体”的学术科研能力、继续深造的能力和就业能力，全面提高研究生培养质量。
关键词：机械工程；机电一体化；研究生培养；四位一体
中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0048-02
一、“机电一体化”思维和能力培养的目的和意义
机械工程学科是研究生招生与培养的主要方向之一，现代的机械工程已不是简单的机械结构的设计与应用，机电一体化是大势所趋。机电一体化技术很好地体现了机械、电子、计算机的学科交叉，具有极为广泛的应用前景，成为科研发展和社会需求的主要热点领域之一。机械工程学科的所有研究生在进行课题研究时，几乎都要用到机电一体化的思维方法与技术。机械工程学科的研究生培养目标是集“设计、制造、检测、控制”四位一体的复合型高水平技术人才。机械工程学科的研究生，大多数出自机械工程及自动化本科专业，一般具有较扎实的机械专业的基础，但是电子方面的基础知识却非常薄弱。在机械工程学科的科研课题中，有80%以上都不同程度地应用到了电子技术、计算机技术等方面的知识，这就严重影响了科研课题的进一步开展，以至于影响到课题完成的质量、硕士人才培养的质量。“机械电子工程”课程是机械工程学科的硕士研究生培养方案中的一门以电子技术、计算机技术为主，进行机电一体化思路与应用技术培养的课程，在机械工程学科“设计、制造、检测、控制”四位一体的复合型高水平技术人才的研究生培养中发挥着至关重要的作用。本文的意义就在于从根本上对研究生进行机电一体化知识的普及，培育机电一体化的设计思想，提高机电一体化技术的应用能力，在研究生的“设计、制造”能力的基础上，进一步提高其在“测量”、“控制”方面的知识水平和应用能力，全面提高研究生培养质量。
二、全面调整“机械电子工程”的教学内容，培养“机电一体化”的思维与能力
以典型的机电一体化设备—工业机器人的测量技术与智能控制技术贯穿教学，将机器人领域的科研成果及最新前沿技术融入其中，形成自己的特色。在测量方面，以机械工程领域的机电测试技术为主，摈弃通用的传感内容，将力觉、视觉、触觉、位置等传感技术作为主要内容，介绍其测量的原理及应用。在控制方面，增加机电系统的常用控制器，PLC、PMAC等的原理及应用，增加机电系统的集成技术，重点讲解机电系统的信号传输与单元级联中的一些重要问题。增加机电系统设计的新技术，介绍机电系统的仿真技术、机电系统的网络化技术、逆向工程技术及虚拟现实技术等。
1.全面规划“机械电子工程“的教学内容。发挥教学科研的优势，重在机电一体化思路的培养，重在系统集成。以机器人领域的测控技术为主线，通过将本领域的传感技术、信息处理技术、控制器与控制技术、机电传动技术，机电系统仿真技术等有机地结合起来，突破单一知识点的束缚，突出系统的综合设计与集成，培养学生在进行系统设计之初就具备机电一体化的设计思想，培养学生的综合应用能力。机电一体化设计突出体现在两个方面：一方面，当产品的某一功能单靠某一种技术无法实现时，必须进行机械与电子及其他多种技术有机结合的一体化设计；另一方面，当产品某一功能的实现有多种可行的技术方案时，也必须应用机电一体化技术对各种技术方案进行分析和评价。在充分考虑同其他功能单元的连接与匹配的条件下，选择最优的技术方案。因此，机电一体化设计必须充分考虑各种技术方案的等效性、互补性与可比性。系统集成技术即以整体的概念，组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，找出能够完成各个功能的可能技术方案，对方案分析、评价、综合，优选出适宜的技术方案。系统总体设计的目的是在机电一体化系统各个组成部分的技术成熟、组件性能和可靠性良好的基础上，通过协调各组件的相互关系和所用技术的一致性来使系统或产品实现经济、可靠、高效率和操作方便等。同时，将机电一体化设计的新技术仿真技术、网络化技术、逆向工程技术、虚拟现实技术等也纳入教学内容，对学生的工程实践能力和科研创新能力的提高都将发挥重要作用。
2.建设丰富的数字化教学资源。建设“机械电子工程”课程网站，课堂教学与网络化、开放式教学相结合，将多种数字化教学资源综合运用。开发完成优秀的多媒体课件，实现丰富的教学内容与多种教学手段的有效结合。
3.采用模块化规划教学内容，采用深入浅出的教学方式。将教学内容分为基本要求、中等要求和较高要求，引导学生根据自身条件及科研需要有针对性地选择要学习的内容，采用深入浅出的教学方式，从而快速提高其科研能力。做到因需施教，因材施教。
4.加强研究生的实践教学。针对部分同学在考研阶段中只注重考研课的学习，忽略了其他课的学习，特别是放弃了动手能力的培养，而自学能力、动手能力却是进行科研课题研究和创新能力培养的前提。本文结合学院办学条件，与企业紧密合作，以工业机器人、自动化生产线为实例，进行多个典型机电一体化设备的分析讲解，以汽车底盘测功机、X光机的机构设计与运动控制为例进行多个项目的方案设计，组织研究生到企业参观，与生产实践、企业工程师零距离交流，增强研究生的实践能力。
三、解决的关键问题
通过科学性、先进性的改进研究生教学内容，并实现优质教学资源共享，与时俱进地丰富研究生课程内涵，培养机电一体化思想，追踪机电一体化新技术，激发研究生的学习动力，培养研究生掌握机电领域的检测、控制、传动等坚实宽广的基础理论、系统深入的专业知识，以及将测、控、传等各专业知识进行综合运用的系统集成能力、工程应用能力、科研创新能力，全面提高研究生教育教学质量。解决机械工程学科研究生电子技术基础十分薄弱，不具备机电一体化的设计思想，机电一体化技术应用的基本技能差的问题，从根本上对研究生进行机电一体化知识的普及，培育机电一体化的设计思想，提高机电一体化技术的应用能力，从而全面提高研究生进行科学研究、继续深造的能力和就业能力，全面提高研究生培养质量。
参考文献：
[1]王孙安.机械电子工程原理[M].北京：机械工业出版社，2010.
[2]徐航，徐九南，熊威.机电一体化技术基础[M].北京：北京理工大学出版社，2010.
[3]隋修武.测控技术与仪器创新设计实用教程[M].北京：国防工业出版社，2012.
[4]隋修武，葛辉，乔通，等.基于广义预测控制算法的微装配精密平台设计[J].教育教学论坛，2013，2（6）：133-134.
[5]袁中凡，李彬彬，陈爽，等.机电一体化技术[M].第2版.北京：电子工业出版社，2010.
[6]范宁军，李杰，王正杰，等.光机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2010.
关键词：机械工程；机电一体化；研究生培养；四位一体
中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0048-02
一、“机电一体化”思维和能力培养的目的和意义
机械工程学科是研究生招生与培养的主要方向之一，现代的机械工程已不是简单的机械结构的设计与应用，机电一体化是大势所趋。机电一体化技术很好地体现了机械、电子、计算机的学科交叉，具有极为广泛的应用前景，成为科研发展和社会需求的主要热点领域之一。机械工程学科的所有研究生在进行课题研究时，几乎都要用到机电一体化的思维方法与技术。机械工程学科的研究生培养目标是集“设计、制造、检测、控制”四位一体的复合型高水平技术人才。机械工程学科的研究生，大多数出自机械工程及自动化本科专业，一般具有较扎实的机械专业的基础，但是电子方面的基础知识却非常薄弱。在机械工程学科的科研课题中，有80%以上都不同程度地应用到了电子技术、计算机技术等方面的知识，这就严重影响了科研课题的进一步开展，以至于影响到课题完成的质量、硕士人才培养的质量。“机械电子工程”课程是机械工程学科的硕士研究生培养方案中的一门以电子技术、计算机技术为主，进行机电一体化思路与应用技术培养的课程，在机械工程学科“设计、制造、检测、控制”四位一体的复合型高水平技术人才的研究生培养中发挥着至关重要的作用。本文的意义就在于从根本上对研究生进行机电一体化知识的普及，培育机电一体化的设计思想，提高机电一体化技术的应用能力，在研究生的“设计、制造”能力的基础上，进一步提高其在“测量”、“控制”方面的知识水平和应用能力，全面提高研究生培养质量。
二、全面调整“机械电子工程”的教学内容，培养“机电一体化”的思维与能力
以典型的机电一体化设备—工业机器人的测量技术与智能控制技术贯穿教学，将机器人领域的科研成果及最新前沿技术融入其中，形成自己的特色。在测量方面，以机械工程领域的机电测试技术为主，摈弃通用的传感内容，将力觉、视觉、触觉、位置等传感技术作为主要内容，介绍其测量的原理及应用。在控制方面，增加机电系统的常用控制器，PLC、PMAC等的原理及应用，增加机电系统的集成技术，重点讲解机电系统的信号传输与单元级联中的一些重要问题。增加机电系统设计的新技术，介绍机电系统的仿真技术、机电系统的网络化技术、逆向工程技术及虚拟现实技术等。
1.全面规划“机械电子工程“的教学内容。发挥教学科研的优势，重在机电一体化思路的培养，重在系统集成。以机器人领域的测控技术为主线，通过将本领域的传感技术、信息处理技术、控制器与控制技术、机电传动技术，机电系统仿真技术等有机地结合起来，突破单一知识点的束缚，突出系统的综合设计与集成，培养学生在进行系统设计之初就具备机电一体化的设计思想，培养学生的综合应用能力。机电一体化设计突出体现在两个方面：一方面，当产品的某一功能单靠某一种技术无法实现时，必须进行机械与电子及其他多种技术有机结合的一体化设计；另一方面，当产品某一功能的实现有多种可行的技术方案时，也必须应用机电一体化技术对各种技术方案进行分析和评价。在充分考虑同其他功能单元的连接与匹配的条件下，选择最优的技术方案。因此，机电一体化设计必须充分考虑各种技术方案的等效性、互补性与可比性。系统集成技术即以整体的概念，组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，找出能够完成各个功能的可能技术方案，对方案分析、评价、综合，优选出适宜的技术方案。系统总体设计的目的是在机电一体化系统各个组成部分的技术成熟、组件性能和可靠性良好的基础上，通过协调各组件的相互关系和所用技术的一致性来使系统或产品实现经济、可靠、高效率和操作方便等。同时，将机电一体化设计的新技术仿真技术、网络化技术、逆向工程技术、虚拟现实技术等也纳入教学内容，对学生的工程实践能力和科研创新能力的提高都将发挥重要作用。
2.建设丰富的数字化教学资源。建设“机械电子工程”课程网站，课堂教学与网络化、开放式教学相结合，将多种数字化教学资源综合运用。开发完成优秀的多媒体课件，实现丰富的教学内容与多种教学手段的有效结合。
3.采用模块化规划教学内容，采用深入浅出的教学方式。将教学内容分为基本要求、中等要求和较高要求，引导学生根据自身条件及科研需要有针对性地选择要学习的内容，采用深入浅出的教学方式，从而快速提高其科研能力。做到因需施教，因材施教。
4.加强研究生的实践教学。针对部分同学在考研阶段中只注重考研课的学习，忽略了其他课的学习，特别是放弃了动手能力的培养，而自学能力、动手能力却是进行科研课题研究和创新能力培养的前提。本文结合学院办学条件，与企业紧密合作，以工业机器人、自动化生产线为实例，进行多个典型机电一体化设备的分析讲解，以汽车底盘测功机、X光机的机构设计与运动控制为例进行多个项目的方案设计，组织研究生到企业参观，与生产实践、企业工程师零距离交流，增强研究生的实践能力。
三、解决的关键问题
通过科学性、先进性的改进研究生教学内容，并实现优质教学资源共享，与时俱进地丰富研究生课程内涵，培养机电一体化思想，追踪机电一体化新技术，激发研究生的学习动力，培养研究生掌握机电领域的检测、控制、传动等坚实宽广的基础理论、系统深入的专业知识，以及将测、控、传等各专业知识进行综合运用的系统集成能力、工程应用能力、科研创新能力，全面提高研究生教育教学质量。解决机械工程学科研究生电子技术基础十分薄弱，不具备机电一体化的设计思想，机电一体化技术应用的基本技能差的问题，从根本上对研究生进行机电一体化知识的普及，培育机电一体化的设计思想，提高机电一体化技术的应用能力，从而全面提高研究生进行科学研究、继续深造的能力和就业能力，全面提高研究生培养质量。
参考文献：
[1]王孙安.机械电子工程原理[M].北京：机械工业出版社，2010.
[2]徐航，徐九南，熊威.机电一体化技术基础[M].北京：北京理工大学出版社，2010.
[3]隋修武.测控技术与仪器创新设计实用教程[M].北京：国防工业出版社，2012.
[4]隋修武，葛辉，乔通，等.基于广义预测控制算法的微装配精密平台设计[J].教育教学论坛，2013，2（6）：133-134.
[5]袁中凡，李彬彬，陈爽，等.机电一体化技术[M].第2版.北京：电子工业出版社，2010.
[6]范宁军，李杰，王正杰，等.光机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2010.