基于2025中國制造背景下機電一體化專業(yè)課程設置探索

吳啟紅

關鍵詞：背景 ?專業(yè)定位 ?課程設置 ?資源建設 ?前景與效果

一、專業(yè)課程建設的背景

隨著工業(yè)自動化技術的飛速發(fā)展，我國提出了“2025中國制造”戰(zhàn)略，強化產業(yè)升級轉型，從中國制造到中國智造。為適應企業(yè)及社會對人才的需求，各職業(yè)院校必須進行相關課程改革，幫助學生學習適應市場的新技術、新技能，提高學生的職業(yè)綜合素質和創(chuàng)新意識。為更好地找準專業(yè)性定位，深化教學改革，服務于智能制造先進制造，筆者學校機電一體化專業(yè)適時系統(tǒng)地優(yōu)化了原先課程體系，增設了機電一體化設備安裝與調試課程。

機電一體化設備安裝與調試是一門專業(yè)知識綜合性強、實用性較強、應用范圍廣的核心課程。本文就課程設置進行了探索。

二、機電一體化專業(yè)定位

為了精準定位機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)目標，保證學生高質量就業(yè)，筆者學校先后組織教師赴富士康科技集團、深圳華星光電有限公司、深圳研祥科技公司等近百家企業(yè)進行調研和實地訪談，系統(tǒng)地對機電一體化專業(yè)的內容描述、培養(yǎng)目標、就業(yè)崗位、發(fā)展方向進行了歸納和升華。

1.專業(yè)描述

機電一體化是由計算機技術、信息技術、機械技術、電子技術、控制技術、光學技術等相融合構成的一門獨立的交叉學科。

2.專業(yè)培養(yǎng)目標

本專業(yè)培養(yǎng)從事機電一體化產品輔助設計和制造加工、調試、運行、維護、營銷與售后服務的高級技能應用型人才。學生在畢業(yè)后獲取畢業(yè)證書和高級電工職業(yè)資格證兩本證書。

3.主要就業(yè)崗位

畢業(yè)生可在機械制造企業(yè)從事機電產品的制造加工;產品的組裝、調試和檢測;設備的操作、安裝與調試、運行與維護;產品和設備的營銷、技術服務和生產管理;技術改造、升級過程中的輔助設計等工作。

4.專業(yè)發(fā)展方向

分析2025中國制造和企業(yè)對人才需求的方向，機電一體化主要發(fā)展方向為智能化、模塊化、網絡化、微型化、系統(tǒng)化等。

三、專業(yè)課程設置

1.設置的方向

由于機電一體化專業(yè)存在知識點多、課程內容廣泛、所需設備較多、專業(yè)技術交叉、技術更新快和專業(yè)課程開發(fā)工作量大等諸多問題。為解決這些問題，筆者和其他教師集中精力設計機電一體化安裝與調試這一門專業(yè)主課程，力爭將機電一體化專業(yè)相關知識在這門課程中鞏固和提升，并加以推廣綜合應用，從而實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標。本著讓學生高質量就業(yè)的原則，筆者充分聽取行業(yè)和企業(yè)專家意見，提取典型工作任務，確定教學內容。

2.課程設置思路

在設置課程時，突出以技能解決實際問題，降低課程理論學習的抽象性，便于學生理解和掌握技能。充分體現(xiàn)專業(yè)與職業(yè)崗位對接，教材與崗位技術標準對接，教學過程與生產過程對接的總體理念。全部課程采用工學一體化教學模式。

確立以“工作過程系統(tǒng)化”為導向，以若干“典型工作任務”為主線，優(yōu)化整合為“工學結合”模塊化項目課程。將課程分為四個模塊，每個模塊以任務來引領知識技能的學習。所有任務既能在實訓室完成又能在實際中應用，并能體現(xiàn)2025中國制造技術要求。

3.課程設置方法

由于機電一體化設備安裝與調試所涉及的知識點、設備非常多，因而課程在設置時以三個“到”為基準，具體如下。

（1）知識面從單一到多元化。課程所涉及知識點包含計算機基礎知識、PLC控制技術、電氣控制技術，機械制圖技術、氣動與液壓控制技術、傳感器檢測與應用技術、變頻調速控制技術、觸摸屏應用設計技術、電機控制技術等技術。模塊任務中知識點在設計時均按遞進方式，從單一知識點過渡到多元化的知識應用。

（2）設備由單一設備控制到工業(yè)控制設備系列化。課程所涉及設備涵蓋了工業(yè)控制過程中的大部分設備，包含各種控制電器、傳感器、PLC、變頻器、觸摸屏，電動機（含微型電機）、各種模塊。設計任務時按模塊進行遞進使用設備，從單一的開關量到運動設備控制、到過程設備控制、到網絡設備控制，實現(xiàn)工業(yè)控制設備系列化。與此同時也與知識點遞進保持一致。

（3）任務從實訓室到生產實際全方位應用。在設置任務時，遵循的原則是所有任務不僅要在實訓室完成，同時能在生產實際中完成，重要的這些任務在生產實際中有較強的應用意義。因此，課程共設計了25個學習任務。

3.課程設置內容

為了方便學生掌握機電一體化設備安裝與調試這門課程，同時從實訓室建設、設置方法與思路、教學過程設計等方面因素出發(fā)，將課程設置了四個模塊、在模塊下設置不同的學習任務。

（1）模塊一：PLC基礎應用技術。本部分設置七個任務，知識點以學習PLC基本指令為主，學習PLC開關量控制技術和輸出處理技術。主要設備：PLC、變頻器，輔助設備：開關按鈕、指示燈、常用傳感器等。

任務分別是：PLC控制給水泵系統(tǒng)安裝與調試、PLC控制交通燈系統(tǒng)安裝與調試。

（2）模塊二：PLC運動控制技術。本部分設置五個任務，知識點以學習PLC的功能指令為主，學習處理快連續(xù)量控制技術和定位指令的應用。主要設備：PLC、步進電機、伺服電機和直流電機等微型電機。

任務分別是：PLC控制步進電機定位系統(tǒng)安裝與調試、PLC控制直線電機系統(tǒng)安裝與調試、PLC控制伺服定位系統(tǒng)安裝與調試、PLC控制定位生產線系統(tǒng)安裝與調試、PLC控制自動化生產線運行系統(tǒng)安裝與調試。

（3）模塊三：PLC過程控制技術。本部分設置六個任務，知識點以學習PLC的功能指令為主，學習各模擬量信號處理技巧和PID控制技術。設備PLC、變頻器、觸摸屏和模擬量輸入/輸出模塊，各種過程類模擬量傳感器。

任務分別是：PLC控制恒流量系統(tǒng)安裝與調試、PLC控制恒溫系統(tǒng)安裝與調試、PLC控制恒壓供水系統(tǒng)安裝與調試、PLC控制中央空調節(jié)能系統(tǒng)安裝與調試、PLC控制水質系統(tǒng)安裝與調試、PLC配方控制系統(tǒng)安裝與調試。

（4）模塊四：PLC網絡控制技術。本部分設置七個任務，知識點以學習PLC功能指令為主，學習網絡系統(tǒng)的搭建、系統(tǒng)通信參數(shù)設置、程序控制技術。設備PLC、變頻器、觸摸屏、網絡通信模塊、RFID和機器視覺等。

任務分別是：PLC與變頻器通信控制、PLC與PLC1：1網絡通信控制、PLC的N：N網絡通信控制、PLC與RFID通信控制、PLC與機器視覺通信控制、PLC與上位機通信控制、PLC控制網絡生產線系統(tǒng)安裝與調試。

四、課程資源建設

為保證課程落地，筆者學校從設備、師資、學材與教材等資源建設方面投入了大量人力和財力進行了全面的建設。

1.教學設備的保證

2012年新建的“可編程序控制系統(tǒng)設計師考核臺”設備20臺，過程控制實訓平臺20臺。配備高標準的“理實一體化”實訓環(huán)境，為實施一體化教學提供硬件基礎保證。同時本專業(yè)與多家大型企業(yè)聯(lián)合辦學，建立了5家實訓基地，進行校企合作，在企業(yè)中建立企業(yè)課堂，在真實生產性環(huán)境中開展“理實一體化”教學。

2.師資力量的保證

為保證教學質量，機電一體化專業(yè)組選取了師資結構合理、經驗豐富的一線教師。全部教師為具有技師職業(yè)資格和中級職稱以上的雙師型教師。同時每年輸送大量教師外出兄弟院校學習，筆者學校還從富仕康等多家大型企業(yè)聘請了多名一線專家任課，他們有扎實的實操技能，技藝嫻熟，有力保證了實操教學工作。

3.教材的保證

專業(yè)自開辦以來，筆者學校成立了由企業(yè)和在校教師組成的專業(yè)開發(fā)團隊，先后開發(fā)了一體化工作頁共12本，其中《可編程控制系統(tǒng)設計技術》等五本教材在機械工業(yè)出版社正式出版并向全國公開發(fā)行。為保證課程教學資源提供了有力保障。

五、實施前景展望

課程學習的目標是實現(xiàn)學生高質量就業(yè)。

六、實施效果

目前筆者學校已有2012、2013、2014屆機電一體化畢業(yè)生在深圳先進微電子、富仕康科技集團、華星光電等公司工作，學生大多數(shù)能完成一條自動化生產線設備的安裝與調試工作，直到交付用戶正常使用，獲得了企業(yè)高度好評。近年來筆者學校機電一體化專業(yè)畢業(yè)生供不應求，畢業(yè)生月平均工資超過5000元。

實踐證明，筆者以及其他教師設置的課程是合理的，達到了預期的人才培養(yǎng)目標，實現(xiàn)了學生高質量就業(yè)。

（作者單位：深圳第二高級技工學校）