智能化技术在电气自动化控制系统开发中的运用研究

智能化技术在电气自动化控制系统开发中的运用研究

庞小军，陈继雄，张鹏

内蒙古中谷矿业有限责任公司 内蒙古乌海市 016000

摘要：随着“新工科”的推进，提升机械电子工程专业人才的工程能力、综合能力是当前新工科建设的重要任务。新工科是我国高等教育改革的重要举措，是工程教育发展的重要推动力。机械电子工程专业以机械制造、电子工程及计算机科学等学科为基础，属于典型的跨学科专业，是科技发展与学科连接的产物，汇集了诸多技术特点，发展目标符合新工科所倡导的新理念。本文针对机械电子工程专业教学提出改进方法。

关键词：机械电子；工程专业；教学改革

引言

目前，全球进入由人工智能引领的新一轮产业变革和科技革命的关键时期，为了在这一关键时期占领战略制高点、占据科技竞争优势，我国提出并开始实施“中国智能制造”“新工科”“中国教育现代化2035”等重大战略，促使中国教育开始主动变革来适应社会发展，高等教育开始进入到一个全新的时期——新工科时期。新工科不仅要求构建新专业，还要求对传统专业改造升级，在与未来经济发展所需人才相结合的基础上，融入未来技术，使培养的人才不仅能适应经济社会发展，更能有效促进工业进步。人工智能与制造业的深度融合是这一时期各国的重要战略，机械电子工程作为衔接制造业与人工智能的专业，是中国智能制造的重要支撑。

1机械电子工程专业教学现状

1.1理论课程和实践课程内容设置比例不协调

本专业课程体系建设的基本标准在于同步关注专业技能课程与理论课程教学，才能更好地帮助学生将所学的理论知识结合实践综合应用，完成经验积累，奠定学生未来就业与职业发展的基础。而由于课程体系建设在忽视专业技能课程建设的同时，过多关注理论课程，直接弱化了实践教师的决定性作用。与此同时，现有的实践教师存在缺少本专业教学必备的专业素养、综合素养等问题，比如没有深入分析市场需求、实际教学脱离实际等情况，弱化了学科体系建设与发展质量。另外，学校也未能提供充足的资源支持实践课程建设，导致专业设计与实践场所不足，让学生的专业技术与实操能力发展受阻，约束了对大学生创新理念的培育，也无法提升他们的创新能力。

1.2课程体系不够健全完善，灵活性不足

从专业课程教学实践来看，应当全面结合市场的需求以及人才培养的目标等有针对性地构建相应的课程体系，这是本专业学科教学质量提升的基本途径。而本专业学科体系、课程体系的完善程度依然不高，敏感性不够，更多以既有教材为主发展专业课程，而未能基于当前行业发展现状、市场需求等实际因素充实资源。课程体系中虽然设置了较多公共科目，例如一些学科基础内容包括英语、计算机、体育、高等数学、工程原理、计算机基础等，但也仅限于此，未能充分考虑专业课程的开发与配置，一方面导致专业基础课程（力学、材料学、机械设计等）配置有余；另一方面则使得选修课程配置明显不足，束缚了本专业大学生的自主选择，缺少和其他专业学生交流的平台。而且，现行专业培养方案同样约束了专业课程体系的发展与完善，在培养课程建设中，相关的教育部门提出的限制较多，导致学校不能轻易地作出课程调整，难以为学生提供更多的选修类资源让其进行自主选择，对培育大学生身心同步发展与综合素养不利。

1.3人才培养定位不足，专业特色与优势不明显

机械电子工程专业是各高校开设较多的专业，也是受众面较广的专业。该专业面向的产业范围广，学习内容多为各学科交叉知识，各高校对专业人才的培养容易造成同质化问题，导致人才竞争力不足。黄山学院该专业的办学仍然处于探索阶段，与同院的机械设计制造及其自动化专业相比，课程重复度较高，同质化倾向较重，与专业特色相关的课程及课时均较少，仅靠几门方向课程无法支撑特色人才的培养。

2机械电子工程专业教学改革优化

2.1开展以能力模块为基础的专业课程教学实践

在新工科建设背景下，机械电子工程专业教师需要结合各项专业能力要素，采用多元化的教学方法，借助能力驱动模式开展专业课程教学工作，培养学生的专业应用能力。具体来说，教学实践包括以下几方面：（1）使用项目驱动方法的教学实践，如“机电控制系统”“机电设备”“经济分析”及“工程项目管理”等课程均可使用项目驱动法培养学生相应的专业能力。以自动化技术课程教学为例，教师首先设计电梯运行、恒温控制、人机界面等一系列学习任务，然后安排学生设计电器原理图、预算总体成本并购买电器元器件，最终完成硬件接线图与PLC控制程序。这类教学实践尊重学生的主体地位，使其得以在工作现场完成项目，能够有效提高学生的工程应用能力。（2）使用现场教学方法的教学实践。为了增加学生对专业课程知识内容的认识，许多机械电子工程专业往往采用现场教学法开展具体的教学实践。以“机械制造过程”课程为例，该课程涉及传统机加工、数控加工、特种加工、加工工艺及工艺装备等多方面的内容，采用现场教学法可使学生在遵循制造环境标准安全规范的基础上，观察基本材料切削过程与各类机床加工过程，了解工艺装备组成部分与使用方式，掌握速度、进给量及切削深度等数据计算方法，并使学生独立完成部分基本材料的切削加工任务。

2.2优化课程内容

机械电子专业要以“新工科”建设理念为导向，立足现有特色和优势，深入融合信息技术、高新技术，培养既有良好的人文社科素养，极具创新能力和团队精神，又有扎实的数学、物理、计算机等基础理论知识，能够熟练掌握机械电子专业各项实践实操能力，适应在现代工业生产中从事机械电子专业各领域的“宽口径、复合型、技能型、应用型本科人才”。机械电子专业应在广泛深入调研的基础上，科学修订机械电子专业人才培养方案，系统梳理以机械电子专业各领域实践能力培养为目标的课程内容，并且结合各专业特点，创建专业特色课程群。优化机械电子专业课程的教学内容，尤其是合理安排学生的基本技能、综合技能、创新创业等各个不同实践层次的教学内容。通过“产教融合、科教融汇”等方式，真正使校企合作成为高校人才培养的重要途径，切实拓宽大学生的学习视野、满足大学生的学习需求、提升大学生的学习成效。

2.3明确人才培养定位，逐步发展专业特色

人才培养定位与专业特色紧密相关。由于机械电子工程专业具有多学科交叉融合、应用广泛、知识面广、技术新等特点，且该专业是由机械工程与电子信息深度交叉融合形成的，因此，该专业应用型人才的培养目标是致力于培养机、电、液一体化的复合型工程技术人才。同时，机械行业需要的是能够系统掌握伺服驱动技术和检测控制技术，熟练操作各种机械加工设备，熟练应用机械方面的软件技术，能够将机器人技术知识与专业基础知识进行衔接的技术骨干。为与机械行业需求相接轨，学生应掌握机械设计与制造技术的基本理论和基本知识，具备数控技术能力、机器人技术能力和智能物流技术能力。

结束语

总而言之，面对新时代带来的新挑战和新机遇，机械电子专业要致力于培养综合型人才，在传授专业知识的同时，既要培养学生的动手实践能力，又要融汇育人的理念和思维，提升学生的道德素养，打造国家级一流人才，为我国工业转型提供高质量工程师。

参考文献

［1］李正良,廖瑞金,董凌燕.新工科专业建设：内涵、路径与培养模式［J］.高等工程教育研究,2018(2):20-24.

［2］刘洁,陈炎冬,吴阳,等.新工科机械电子工程专业人才培养模式研究［J］.江苏科技信息,2018(26):75-77.

［3］胡良梅,张宝,高隽,等.以能力为导向的基于模块化案例分析的发现式教学模式探索［J］.教育教学论坛,2017(10):122-123.