机电一体化基础篇1
【关键词】机电一体化机械设计基础教学方法教学改革
【中图分类号】G【文献标识码】a
【文章编号】0450-9889（2014）01C-0046-02
对于机电一体化专业的学生来说，机械设计基础课程是一门重要的专业技术基础课，对后续课程的学习有非常重要的影响，学生在此期间如果没有学好甚至出现厌学情绪将有可能出现弃学的现象，对其日后的学习和在从事相关机电类工作当中解决实际问题都将产生非常恶劣的影响。因此，教师非常有必要认真思考如何针对高职学生存在学习态度不端正、学习兴趣不浓厚、缺少良好的学习方法等普遍现象进行教学改革，以提高教学质量。本文从新课程导入、一体化教学、第二课堂建设、开放式教学四个方面来阐述如何激发学生的学习兴趣，培养自主学习的能力和实践创新的精神。
一、新课程导入
高职机电一体化专业把机械设计基础课程大都安排在入学后的第三个学期开课，在此之前的机电类专业课主要有机械制图与CaD及机械制造基础。学生在经历了一年的大学生涯后对大学生活和学习的热情在减退，还有较大部分学生在大学第一学年中由于种种原因，专业基础课的学习并不理想甚至出现厌学情绪。如果教师在此门学科的绪论中不作适当的引导，学生可能从一开始就觉得没有兴趣，之后再想让其改变观念就更难了。因此，笔者在绪论中是以提问的形式作为开头的。比如：了解自己日后的工作环境或工作内容吗？知道自己毕业后应具备哪些基本的技能吗？这个时期的学生开始关注毕业后的情形，这是可以提起他们兴趣和注意力的问题。围绕这个问题的展开把机械设计基础课程的作用及重要性讲解清楚，让学生自己去感受。
接着把本课程的授课方式与以往的不同之处告诉学生，这时要注意一定要有新意才能吸引住学生，比如：本课程的授课方式是将每个知识点的学习用实物模型加装配图的形式展示出来，先是理解图中每个零件的实物样式，然后讲零件的装配顺序与装配工艺要求，再接着讲机构的工作原理，最后是要求小组成员运用所学知识开展创新设计或改造设计，每一环节的学习都要求学生组成团队进行自主分析、参与、团队间进行竞赛，而且在这个学习过程中还将学到CaXa三维实体设计软件的应用，同时学生可自带电脑进行创新设计，为配合大家的学习，在第二课堂还开展拆装设备比武大赛、机械创新设计大赛及三维设计大赛。
笔者这样的授课方式比传统的纯理论满堂灌更受学生的欢迎，比赛活动的开展也极大提高了学生的学习热情。教育实践和教育心理学实验都表明，学习动机推动着学习活动，能激发学生的学习兴趣，保持一定的唤醒水平，指向特定的学习活动。因此，为引导学生的学习由最初的兴趣到自主学习，教师一方面要注意正确引导与传授知识，使学生持续感受到学有所用的快乐感和成就感，另一方面还要注意与学生保持一种健康快乐的交流方式，参与学生的学习创作过程，师生之间处于一种平等的共同进步的状态。
二、一体化教学
以培养高端技能型人才为培养目标的高职教育，首先要培养的目标之一就是学生的谋生能力即有理论基础的操作技能。因此，教师讲课应不拘泥于在教室进行，也可以在实训中心或车间进行，有些内容转移到实训室内对着实物进行讲解更容易让学生理解，同时还可以让学生动手拆装或操作，这种直观的感受是在教室内用多媒体教学无法实现的。机械设计基础是一门实践性很强的课程，高职学生毕业后更多的是成为生产、建设、管理和服务一线的技术能手和业务骨干，从事设计工作的相对较少，他们工作当中需要的是知识的运用而非设计。设计人员在完成设计任务时普遍的思维过程是从设备的输出件要完成的任务开始倒推至动力输入件，而其他工作人员在最先读图或看实物时更多的是从寻找动力输入件、物料输入端开始顺序延伸到设备的输出件。
因此，教学顺序设计为先到实训中心认识电动机、联轴器、平键、齿轮传动、带传动、轴、轴承、螺纹联接等，让学生在脑中建立起这些实物的模型、特征及功能，形成感性认识。而后再回到教室，根据实物模型、装配图来分析其中的构造原理，最后让学生根据所学的知识点进行相关内容的小范围设计。比如：讲解凸轮机构时以凸轮的作用、可实现的功能、各组成部件间的装配关系及结构上的关键点的学习为主，弱化凸轮轮廓曲线的求解。授课时先展示一凸轮夹紧机构，还让学生亲自推动手柄感受一下，然后再播放一段不同形状的凸轮工作的视频，给学生在脑中先形成一个感性认识，接着问学生哪个是输入件？哪个是输出件？让学生再看一遍视频，接着把视频中的机构装配图展示出来，学生组成小团队进行分组讨论如上问题，这时笔者通常会利用CaXa实体设计软件对各个零件进行3D建模，以帮助学生更好地理解实物构造，然后由各团队分别讲述各个零件的装配顺序及动作原理，与此同时教师根据学生的描述运用CaXa实体设计软件即时拖动各个零件到相应的位置进行装配，这样学生会很容易理解或发现自己存在的问题，接着教师再根据学生的描述进行动画设计，以帮助学生正确理解机构的工作原理。利用CaXa实体设计软件很好的实现了教师与学生的相互学习，建立了良好的沟通方式，学生通过此过程的描述极大增强了对知识点的理解和个人表达能力。最后再要求各团队分头完成一项改造设计任务，例如：请设计一个自动舂米机。已知条件：利用原有的手动式舂米装置进行改装，工作场所内只有电源。要求学生能绘制出一个完整的机构简图，这其中要包括动力输入装置、中间转换联接、输出装置等。经过这样的反复练习，学生在脑海中能建立一个完整的知识体系，以往的教学只讲凸轮机构自身，不提及相关的其他配套装置，这样会让学生很难理解接受，更谈不上做改造设计。在教学上由于有了最早的感性认识，学生即使还不懂得如何选择电动机，但是他们已经知道了电动机的动力输出后是要通过一个联轴器传递到减速装置，可选择的减速装置有：齿轮减速、带轮传动、链轮传动等，这些实际上就是一个装配工人、设备维护人员应该掌握的理论知识。至于电动机的参数应该如何选择，不清楚也没有多大的关系。在教学上更多的是先想办法让学生掌握这些基本知识，然后再考虑教授一些简单的具体设计。
三、发挥第二课堂的作用
面对高职教育中课时一减再减的压力，如何保证学生学到的知识总量不减，教学质量、教学效果更好更令人满意是目前被大多数教师关注的问题。笔者是充分利用第二课堂的作用来带动学生继续学习，以弥补课时不足。先是利用课余时间带领学生走向机电市场、生产厂家，让学生们尽可能地广泛接触、认识各类机电产品，在头脑中形成感性认识。带领学生把在课堂上完成的创新设计进行模型创作评比，这种手与脑的结合更好地促进了学生对知识的掌握和理解。由系部牵头在全系内开展拆装设备比武大赛、机械创新设计大赛及三维设计大赛，形成了月月有比赛，以赛促学习的良好局面。这期间教师的参与非常重要，教师要真正参与学生的团队创作、比赛准备等具体工作中，给学生以恰当的指引和关怀，这样学生对专业课的学习及参与比赛的热情才不会减退，才能最大化地激发学生的自主学习和创新能力的发挥。
四、开放式教学
一方面可在有序管理的前提下对学生实行“开放式实训教学”，校内综合实训基地可接受学生课后应个人要求对部分设备机台、实验内容进行开放。要求学生先写申请、制订具体实验方案，经相关人员审批后，在实验管理人员的监管下进行相关作业，这样由学生自己制订方案，综合运用所学的机、电、液等专业知识独立作业，对培养学生的职业技能和综合素质大有好处。
另一方面充分利用CaXa三维实体设计软件辅助教学，笔者预先设计了大量的机械零件三维模型并形成元器件库，交给学生存贮在他们自己的电脑中，课堂创新设计环节允许学生用自带的电脑打开CaXa三维实体设计软件进行创作，学生可调用库中元件快速搭建模型，实现动画演示，各创作团队将设计结果进行评比，这种教学方法能极大满足学生求学心切的心理需求，从而提高学习兴趣。而且体现了教师与学生人格上的平等性，不再是谁主谁次的地位。只有真正尊重学生，把学生当成一个成熟的、理性的社会个体来看待，充分相信学生有自觉管理、自觉遵守课堂纪律的能力，才能形成良好的学风、和谐的学习氛围。
总之，面对高职学生生源差异性日渐增大，教学学时减少的环境，积极运用各种教学方法努力提高教学效果，培养学生的学习兴趣，积极开拓学生的创新能力是当下教师刻不容缓的责任。提倡以工作过程为导向的教学改革思路能更好地贴近学生日后的实践活动，采用灵活多变的教学方法本身就体现了教师的创新精神，这为积极引导、鼓励学生创新做出了良好的表率作用。这同时对教师综合素质也提出了更高的要求，教师能力的不断提高才能更好地开创新的教学局面，以满足社会日新月异的人才需求。
【参考文献】
[1]袁忠，耿文霞.基于工作过程系统化的课程教学内容重构[J].职业技术教育，2011（2）
[2]龚厚仙.基于项目驱动的机械设计基础课程改革[J].职业技术教育，2011（17）
[3]张锦明.对机械设计基础教材编写的思考与探索[J].职业教育研究，2010（8）
[4]马学友，廖建刚.机械设计基础[m].北京：科学出版社，2009
【基金项目】2011年度新世纪广西高等教育教学改革工程立项项目（2011JGB250）
机电一体化基础篇2
关键词：中高职教育课程衔接机电一体化技术专业课程体系构建
根据《江苏省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《江苏省产业调整和振兴规划纲要》等文件精神，装备制造业已成为江苏省国民经济支柱产业，江苏各地区都在大力发展高端装备制造业。高端装备制造业的技术水平主要取决于机电一体化高新技术的发展。
一、中高职机电一体化技术专业课程衔接存在的问题
目前，中高职在技能人才培养方面还存在一些亟待解决的问题，如专业与产业不够衔接、人才培养方案与岗位需求不够吻合、中高职课程体系不够贯通、课程内容不够衔接、中高职衔接管理工作不够规范等。课程衔接是中高职教学衔接的关键，中高职机电一体化技术专业课程衔接存在的主要问题如下：
1.课程内容重复。中高职院校缺少有效的沟通，各自构建自己的专业课程体系，确定课程教学内容，造成一些专业课程在中高职阶段内容重复的现象。如中职机电应用技术专业与高职机电一体化技术专业都开设机械制图、机械基础、液压传动、电工电子基础等课程，造成中高职教育资源与学习时间的浪费。
2.基础课程薄弱。中职学校存在的重技能轻文化、重操作轻理论现象，使得很多中职学生文化课基础弱，升入高职后对文化基础课的学习普遍感到困难，尤其是数学、物理、英语等基础性课程。
3.技能训练重复。高职院校技能训练定位低，中高职较多实践训练项目相差不多，存在重复训练的现象，甚至造成高职与中职实践技能课程“倒挂”的现象。
因此，迫切需要对机电一体化专业中高职课程体系进行重构建，切实解决上述实际问题。
二、根据职业岗位要求，分析典型工作任务
1.岗位需求分析及人才培养目标。针对江苏省等长三角地区，通过多种渠道，深入了解中高职机电一体化技术专业人才市场需求、企业用人需求及学校培养现状。全面了解机电一体化技术专业中职、高职毕业生就业现状，深入了解企业对人才需求情况及对中职、高职毕业生素养能力的具体要求，着重对中、高职毕业生从事机电产品和机电设备的设计、操作、装配、测试、质检、维修、销售、技术服务和经营管理等工作岗位的初期定位及迁移发展情况进行调研。机电一体化技术专业学生具体从事的就业岗位如表1：
表1机电一体化技术专业就业岗位
2.职业岗位能力。机电一体化技术专业的职业岗位及能力结构分析图如图1所示：
图1机电一体化技术专业职业岗位及能力结构分析图
从岗位职业能力要求出发，确定中高职教育衔接机电一体化技术专业培养目标：学生在中职阶段应重点掌握普通机床加工、机电设备的简单安装、中级维修电工等基本技能，应注重特定岗位的熟练操作能力训练，学生凭借中职阶段掌握的技能，既可直接从事相关的操作性工作，又可为高职阶段的能力提高打下扎实基础；高职阶段重点培养先进设备的运行、自动化生产设备的安装与调试、控制程序的编制、高级维修电工、设备开发等能力，还要掌握相当的理论知识，学生通过高职阶段学习，既可提升单项技能，又可使这些技能得到综合运用，使之具备从事机电复合型高端技能岗位工作所需的综合能力。学生从某一具体岗位到整个职业生涯，具有更大的发展空间和更强的可持续发展能力。
三、以职业能力为导向的模块化结构一体化课程体系构建
1.课程体系衔接框架。遵循学生职业能力形成规律，以岗位职业能力和职业素养为中心，搭建中高职教育衔接的机电一体化技术专业一体化课程框架，如图2所示。
在人文素质方面，全面培养学生的政治思想素养、身心素养、文化素养和科学素养；在职业素质方面，课程设置由浅入深，中职课程注重专业基础知识的学习，实践方面注重基本操作和基本技能的培养，掌握基本职业理论、训练基本职业操作能力；高职课程注重技术分析能力和创新实践能力的培养，使学生在工作环境中发挥主观能动性和创新实践性。根据中高职两个阶段必须具备的知识能力和素质构建课程体系，规划教学内容，制定相互衔接的课程标准，确定科学合理的教学顺序和实施路线，从而在中高职课程衔接上，做到既避免课程内容的重复，又拓宽和加深课程内容，真正实现课程内容衔接的连续性、逻辑性和整合性。
中职阶段以公共基础课程、专业基础课程和基础技能的实践为主，以能力拓展为辅，注重基础知识、动手能力的培养；高职阶段以专业核心课程和高级技能实践为主，注重核心技术、创新能力的培养。
图2中高职衔接一体化课程体系的框架
2.课程体系的构建。中高职衔接（3+3分段培养）机电一体化技术专业课程体系结构如图3所示。课程体系结构总体分为中职主干课程和高职主干课程两个层次，其中，两个层次中的衔接课程在中高职教育阶段对接设置，中级工要求的相应知识与技能就是专业课程衔接的接口标准。课程设置体现能力和知识的提升，各模块有相应课程完成知识的延续和深化。如autoCaD与三维CaD，机械基础与机械设计基础，pLC（一）与pLC（二），电工工艺与技能与电气控制技术，机电设备安装与调试与机电设备维修等在课程上形成中高职衔接，形成中高职的知识和能力要求的提升。主体部分有基本素质模块、专业基本能力模块、专业岗位能力课模块、专业综合能力模块和职业能力拓展模块五个模块式的结构。
图3中高职教育衔接的机电一体化技术专业一体化课程体系
3.课程模块设置内容。依据学生认知规律和职业成长规律设置课程模块的具体内容。（1）基本素质课模块是按国家教育主管部门规定设置的含德育、体育、文化基础在内的公共基础课。主要包括文化基础课程和德育、体育、政治经济类和公共选修课程，尤其是数学、物理两大课程，是机电一体化技术专业学习的重要基本保证。目前的实际情况是，中职生源的文化基础普遍较差，因此，首先在招生时要对文化课程中数学、物理成绩提出最低要求，其次可以通过入学后的测试，是否达到中高职专业学习的要求，如果达不到要求，就建议通过补习等方法，弥补不足。
（2）专业基本能力模块。专业基本能力模块是以职业岗位共同的知识和技能为基础构建的课程。为后续专业岗位提供支撑作用，既避免了专业基础课程的重复，又符合学生的认知规律，如中职开设二维autoCaD，高职开设三维CaD。所有专业基础课都采用理实一体化教学方法。
（3）专业岗位能力模块。模块是从岗位职业能力提炼的反映职业特性的技术性课程。这些专业核心技术课程，都安排在高职阶段以企业典型任务为载体，完成工作项目为课程目标，按照工作任务设置教学项目，教学内容紧密结合企业实践，有利于提高学生解决实际工程的能力，培养学生创新思维的能力。
（4）专业综合能力模块。中职阶段培养基本技能和操作技能，包括认识实习、车工实习、钳工实习和中级维修电工实习，完成中级维修电工的职业技能考核；高职阶段培养高级技能和创新能力，包括电气控制技术、单片机应用技术、机电设备维修、机电一体化系统设计和高级维修电工，并完成高级维修电工的职业技能考核；最后是毕业设计、毕业综合实习和顶岗实践，实现中高职实践环节的无缝衔接和职业能力的循序提高。
（5）职业能力拓展模块。职业能力拓展模块主要开设职业拓展岗位，中职阶段开展机电产品采购与销售，高职阶段开展产品质量管理和生产现场管理，拓宽学生就业渠道。
四、中高职衔接机电一体化技术专业课程体系实施策略思考
中高职衔接课程体系架构是基础，课程内容的衔接是落脚点。整合优化课程目标，实现中职操作性和实用性目标与高职技能性和创造性目标的衔接；必须解构和重构课程内容，整合中高职的教学资源，避免教学内容重复，提高教学效率，实现中高职教学有效衔接。加强专业岗位职业证书的管理，职业技术等级资格证书及相关技术证书是衔接的标准。以机电设备安装调试等工作任务为中心，以机电设备产品的分析设计为载体，将相关国家职业标准、行业技能资格认证要求、龙头企业培训内容等有机地嵌入到课程中，按照学生职业素质贯彻全过程，专业基本能力、专业核心能力、专业综合能力和专业创新能力层次递进的发展规律，构建以学生的职业能力发展逻辑为依据的中高职衔接课程体系，保证中高职职业教育的顺利衔接。
参考文献：
[1]刘大勇.职业能力导向的模具专业中高职衔接课程体系构建与实施[J].广东教育，2012（5）：13-14.
[2]李英欧，阳丽.机电类专业中等职业教育与高等职业教育课程衔接体系建设[J].教育与职业，2013（8）：127-128.
机电一体化基础篇3
【关键词】电力工程；基础施工；质量控制
1引言
电厂以发电为重要目的，电厂建设过程中往往习惯将土建以外的相关电气工程专业视为电厂的重点专业，而忽视土建工程质量在电厂建设中的基础性、关键性作用。生物电厂、热电厂建设过程，总是习惯将“炉、机、热、化、电”的施工作为重点施工对象，而轻视汽机基础、锅炉房基础的重要作用；风力发电建设过程，习惯性强调风机性能、电气质量的重要性，对风机基础重视不足；太阳能光伏发电，习惯性强调光伏板、电气质量，对其基础重视不足。事实上，无论是火电还是风电、光伏电，土建工程，特别是汽机基础、锅炉房基础、风机基础、光伏板支架基础的质量，是电力工程正常运行及提高耐久性使用寿命的基础和关键。
2生物电厂、热电厂基础质量控制
生物电厂、热电厂，都属于火电厂，汽轮发电机组是其核心设备之一，其汽机基础是结构最复杂、精度要求最高的重点分部工程。其施工质量的好坏，直接影响到电厂核心设备汽轮发电机组的正常运行（对振动要求极高）和使用寿命。
作者通过管理热电工程2X135t/HCFB、1X24mw双抽汽凝汽式汽轮发电机组，热电工程4X75t/HCFB，2X12mw双抽汽凝汽式汽轮发电机组，中韩合资的30mw生物质能热电联产项目2×75t/h振动炉排次高温次高压秸秆燃烧蒸汽锅炉、2×C12{C12-4.9/0.98}抽凝式汽轮机配2×15mw{QF-15-2}发电机组等具体施工建设管理经验，认为生物电厂、热电厂汽机基础质量控制需要做好以下几个方面：
（1）编制审批汽机基础施工专项施工方案。方案除按国家有关建筑工程及验收规范的规定、合同约定执行外，还应按《电力建设施工及验收技术规范（建筑工程篇）》中有关土建的特殊要求执行。
（2）汽机基础施工要层层进行详尽的技术交底。技术交底要分清责任，责任到人，可以避免各工序管理混乱，任务不明。
（3）严格原材料验收，确保材料质量。
（4）严格工序验收、三级自检、监理或建设管理单位验收的建设程序。
3风力发电厂基础质量控制
风力发电场，风力发电机组是其核心设备之一，高度达70米以上的支撑风力发电机组塔筒的基础，混凝土少则300立方米、多则达500立方米之多，属于要求耐久性较高的大体积混凝土，其连接基础与塔筒的预埋在基础中的基础环（或是大量的预埋螺栓）水平度要求很高，比如直径4米的基础环的在混凝土浇筑前的水平度为±2mm，而基础浇筑成型之后的基础环水平度为±3mm。其施工质量的好坏，直接影响到核心设备-风力发电机组的正常运行和使用寿命。
作者通过管理某滨海风电场、开鲁风电场、莱芜风电场（①新疆维吾尔自治区第三建筑工程公司施工的某滨海风电一期项目，采用的苏司兰能源有限公司生产的33台1500kw风力发电机组，每台风力发电机组重量63t，风力发电机组中心高度为为78m，最长件为风电机叶片，长度为43m。②中电大型设备安装工程有限公司施工的某内蒙古通辽市开鲁风电场，采用的华锐风电科技有限责任公司生产的67台1500Kw风力发电机组，每台风力发电机组重量59t，中心高度为70m，最长件为风电机叶片，长度为40.3m。③由香资建设的山东莱芜某风力发电场，采用的是新疆金凤科技股份有限公司生产的33台1.5mw风力发电机组，总装机容量为49.5mw。风机基础上口直径6米、下口直径16米，每个风机基础钢筋44吨、混凝土344立方米，强度等级C40，抗冻F100。风力发电机组重44吨、中心高度75米。）三个风电场的经验认为，如对其重视不足，极易造成包括由此引起的震动过大等等不良因素，造成风力发电机组不能正常运行或影响其运行寿命，甚至整机倒塌、机毁人亡，损失惨重。现就风力发电中的土建工程特别是风机基础在施工过程中经常存在的质量问题、影响因素及如何改进分述如下：
3.1风机基础混凝土裂缝控制
（1）温度裂缝。温度裂缝又称温差裂缝，在基础表面温度裂缝走向没有规律，风机基础大体积混凝土温度裂缝纵横交错。产生的主要原因是基础浇筑后在硬化期间水泥放出大量水化热，使混凝土表面和内部温差过大，混凝土基础温差仅在表面处较大，在混凝土内部温差很快减弱，因此，温度裂缝一般只在出现基础表面范围，但其深度有的会穿过钢筋保护层，对混凝土强度、钢筋锈蚀、耐久性产生很大影响。
（2）化学反应裂缝。化学反应裂缝的现象是混凝土表面呈现块状崩裂，裂缝没有规律且不规则，多在浇筑后两个月左右出现。化学反应裂缝产生的主要原因是混凝土中掺有其它化学成分，使混凝土体积膨胀造成，其处理方法同温度裂缝。
（3）混凝土干燥收缩裂缝。混凝土干燥收缩裂缝简称干缩裂缝，产生在混凝土表面，缝宽多在0.05～0.2mm之间，走向没有规律性且分布不均。表面强烈进一步发展可使裂缝由表及里，由小到大逐步向深部延伸。干燥收缩裂缝产生原因主要是混凝土浇筑成型后养护不良，表面体积收缩大，而内部收缩较小，引起混凝土表面开裂。在混凝土配置、浇筑及养护过程中，混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大，严格控制砂石含泥量，避免使用过量粉砂，振捣要密实，并应对表面进行二次抹压，以提高混凝土抗拉强度，减少收缩量，要加强混凝土早期养护，并适当延长养护时间。处理方法同温度裂缝。
3.2基础环（或是大量的预埋螺栓）水平度控制
基础环（或是大量的预埋螺栓）水平度控制主要包括以下几个方面：
（1）制定应急预案，进行应急演练，备足应急工具设施。
（2）加大基础环支撑预埋件的设计，使其具有足够的强度、刚度，并进行可靠预埋，确保在预埋及混凝土浇筑过程中无扰动。
（3）在混凝土浇筑前、浇筑中（浇至基础环底部、中部、顶部、结束）进行基础环平整度测控。
4太阳能光伏发电基础质量控制
太阳能光伏发电，建筑安装施工中强调光伏板、电气质量，对基础重视不足。
机电一体化基础篇4
关键词：课程体系；电气信息类；自动化专业
中图分类号：G622.3
近年来，随着自动化技术的快速发展以及在国民经济建设中作用的日益凸现，为高校自动化专业的发展提出了新的机遇和挑战。我校把培养应用型人才确立为学校的人才培养目标定位，因此，依据学校自身特点，按照“电气与信息融合、强弱电并重、软硬件结合”的复合型人才培养新思路，沈阳建筑大学信息与控制工程学院自2010年起，自动化、电气工程及其自动化、通信工程、计算机应用技术四个本科专业进行了电气信息大类招生。
一、电气信息类“平台+模块”的“2+2”人才培养模式
进行大类招生，课程体系建设与优化至关重要，坚持围绕应用型人才的质量标准构建“平台+模块”的电气信息类大类专业课程体系。学生入学后的前2年为大类公共平台课，通过前2年的学习和生活，了解大学、学科、专业，发现自己的兴趣和特长，把从原来4年前选专业推迟为2年前选专业。第3年起按各自专业学习相关专业课程和选学课程[1]，即“2+2”模式。大类招生可以使学生更能合理的选择专业，可将分专业的矛盾后移；对学生培养而言，可提供更大的学科平台，使学生对专业内涵有了一定的理解之后，进行更理性的选择。
自动化专业的课程体系包括公共基础课（人文、社科类等）、电气信息大类学科公共基础课、专业课（包括专业基础课和专业课）等构成。
二、电气信息类大类平台课的建设
拓宽学生专业知识面，必须优化专业基础课及大类平台课，为更好的开设专业课做保证
该课程体系有如下特点：将模拟电子技术、数字电子技术、数据结构、微机原理与接口技术、集合论与图论等课程纳入电气信息类大专业公共学科基础课程，保证学生具有更为宽广的专业基础知识，满足学生个性化发展的需要。表中除了如电路、模拟电子技术基础、数字电子技术基础等自动化专业原有的专业基础课程外，计算机网络、数据结构、集合论与图论、网站开发技术等，是为了满足两年后选择计算机及通信专业而开设的基础课程。
三、自动化专业课程体系建设
对于自动化专业学生来讲，控制类相关课程具有重要地位，另外，我校是以建筑和土木工程类专业为重点的院校，在建筑工程方面有独特的优势。随着高科技在建筑行业的渗透，智能化成为建筑行业的发展趋势，特别是3C（计算机、控制、通信）技术在建筑行业的广泛应用[2]，将建筑智能化的新技术引入专业教学，扩展专业方向，建筑智能化成为自动化专业的专业特色。
四、自动化专业总体课程体系建设分类
课程体系的设置是人才培养的关键，作为应用型人才的培养，最重要的是要学以致用，因此课程体系设置充分体现培养高级应用型人才的特色。图1为自动化专业总体课程体系及课程设置情况（不包括全校公共基础课）。
由图可知，整个自动化专业的课程分为五类模块，每类模块由相应的课程系列组成，体现了“三电三控”的特点，“三电”即电工电子类中的电路、电子技术（包括模拟电子技术和数字电子技术）和电机与拖动三门课程为电气和自动化专业的三大电，是电类相关专业的重要基础课；“三控”即以自动控制原理为专业基础，包括过程控制、运动控制和楼宇控制三类控制领域。
数理类、电工电子类、计算机类课程主要在大类平台中开设，即主要设置在前两年，体现了宽基础，兼顾了4个不同专业的基础需求。以自动化应用技术为主线，以建筑电气应用技术为辅线，控制的专业特点及建筑特色相结合，控制类及建筑电气类主要集中设置在专业分流后，充分体现了自动化专业以控制为主的专业特点和建筑特色。
五、结论
自动化专业是一个宽口径的专业，不是针对着特定行业、特定工程对象、特定职业岗位，而是针对着将自动化技术广泛应用于各行各业的技术领域[3]。在整个人才培养过程中，其应用型本科培养建设的研究与探索任重道远，不断完善课程体系、课程建设和人才培养模式，办出特色，培养出更多的适应社会发展需要的自动化人才。
参考文献：
[1]马玉泉马继伟卢卫娜林红举张丽红.“电气信息类专业课程体系优化与大类平台课建设”[J].中国电力教育，2011年第30期。
机电一体化基础篇5
一、引言
电气传动技术课程群是电气工程及其自动化本科专业的课程主线之一，其课程包括“电机学”、“电力拖动基础”、“电力电子技术”、“电气数字控制技术”、“电气传动控制技术”等。课程的数量多、相互衔接和耦合紧密，因此对课程群中各门课程的所需基础、课程内容、掌握程度、时间安排和实践方式方法等都需要合理设计、规划和实施，否则出现一个环节不合理，就会影响整个教育质量。
目前，高校的教学改革主要针对两个方面：一个是宏观层次，即研究某一专业的课程规划和设置，以该专业学生在毕业之后应具备的素质和能力为牵引，提出全周期的总体课程规划和时间安排。例如，文献[1]讨论了电气工程及其自动化专业的总体培养目标及毕业后的服务对象，对专业四年中应当学习的公共基础类课程和专业技术类课程进行规划设置，但没有考虑课程的具体内容和统筹衔接。另一个是微观层次，即针对某一门具体的课程，提出相应的课程内容改革、教学方法改革等，如文献[2]、[3]等分别讨论了“电机学”、“电力电子技术”等课程的改革和教学方法，这些研究都是从课程自身建设的角度出发，都没有考虑该门课程和其他课程之间的接口关系。而课程群是处于二者之间的一种课程体系，它既讲究内容安排，又讲究衔接关系，集系统性和个体性于一体。现有的教育科研对电气工程专业的课程群系统教学方法鲜有研究。因此需要针对电气工程及其自动化专业本科学生的最终培养目标，对课程群中的各个课程的课程内容和授课时序等进行统筹安排，才能在达到良好教学效果的同时提高教学效率。
二、电气传动技术课程群的培养目标和课程设置
电气工程及其自动化专业学生的培养目标是要求学生在掌握电气工程学科基础理论、基本知识和学科研究方法的基础上，系统地掌握电气工程专业的专业理论，具有较强的实践实作、工程计算、仿真建模等方面的能力，能够综合运用所学知识分析解决工程技术实际问题。同时具有归纳、评估、处理各种资料信息并加以利用的能力。
电气传动技术课程群作为电气工程及其自动化专业的重要分支方向必然要配合专业的人才培养要求实现高素质人才的培养。结合电气工程及其自动化专业的总体人才培养目标以及电气传动技术课程群方向的实际情况，可制定电气传动技术课程群的分培养目标为：在掌握电路、电子技术基础、自动控制原理、数字信号处理等专业基础课程基本知识与实践方法的基础上，能够系统深入地掌握电机学、电力电子技术、电气传动控制技术的理论基础以及对电气传动系统进行数字控制的编程基础；能够综合运用所学的各门专业知识实现对电气传动系统的分析、计算与仿真，最终完成电气传动系统的软件、硬件设计与制作。
上述培养目标决定了电气传动技术课程群融合了电机学、电力电子技术、现代交直流电气传动技术以及数字控制技术等多个方向的理论知识与实践知识，在有限的教学周期内需要多门课程的理论教学与实践教学统筹规划才能更好地完成。
三、电气传动技术课程群教学内容统筹规划
在传统的教学方法中，课程群中的各个课程和课时虽然安排比较多，但是，一方面各个课程内容上交叉重复较多，另一方面仍然缺少电气传动技术所亟需的一些教学内容，因此需要进行合理的梳理和统筹规划，以提高教学效率和效果。为此采用以下措施。
（一）课程设置调整
取消“电力拖动基础”课程，把课程中的传统电力拖动部分的内容并入到“电机学”中进行讲授。把“现代交直流调速控制技术”课程调整为“电气传动控制技术”课程，课时由60学时调整为40学时，并新增40学时的“电气传动控制技术综合设计及实践”课程，以强化学员的综合分析、设计和实践能力。新增40学时的“电气数字控制技术”课程，使学员掌握电气传动控制所需要的单片机、pLC等方面的数字控制知识。
（二）课时及课程内容安排
“电机学”的课时由122学时调整为110学时，精简合并有关直流电机特性、特殊用途的直流电机、变压器的并联运行和不对称运行、非正弦分布磁场下绕组电动势中的高次谐波及削弱方法等部分内容，强化直流电动机的电力拖动和交流异步电动机电力拖动部分的教学内容，使得被取消了的“电气传动”课程中与传动电力拖动控制相关的内容在电机学中进行了补充。
“电力电子技术”作为电气工程专业的专业基础课程，除了为电气传动技术课程群服务之外，还要为电力系统自动化课程群服务，因此其教学时数保持60学时不变，但是对教学内容进行调整，删减部分基于晶闸管器件的教学内容，增补电气传动控制技术所需要的SVpwm、多电平控制、间接直流变换等内容。对于四大基本变流器以及pwm控制技术的内容仍然作为重点在“电力电子技术”课程中讲授。
调整后的“电气传动控制技术”变为40学时，删减pwm控制和变流技术部分的内容，该部分内容由“电力电子技术课程”统一讲授。
（三）教材调整
由于课程及课程内容进行了调整，因此对各个课程的教材也进行调整：
“电机学”的教材改为自编教材《船用电机学》；“电力电子技术”课程的教材改为王兆安编《电力电子技术》第5版；“现代交直流调速技术”课程调整为“电气传动控制技术”后，选用的教材为阮毅、陈伯时编写的《电力拖动自动控制系统》第4版；“电气数字控制技术”课选用的教材为：韩俊峰等编写的《单片机原理及应用》和王阿根等编写的《电气可编程控制原理与应用》。
（四）课程时序安排
课程群中的各个课程，既相对独立，又相互联系，有的课程需要其他的课程作为基础，因此在开课顺序上要合理安排，否则在授课和学习上都会造成困难。
电气传动技术课程群的各个课程中，“电气传动控制技术”及其综合实践应当是终极课程，其他课程都是为该课程服务并作为该课程的基础，因此应在其他课程之后开课。此外，“电机学”是所有其他课程的基础，应当在课程群中最先开课。因此在课程时序安排中，应当把握以上基本原则。
四、结语
机电一体化基础篇6
在中高职衔接中，由于学生的学习取向或学习能力等原因，并不是所有中职学生在中职学习阶段结束后都会如期升入高职院校学习。鉴于此，在中高职衔接课程设计时就必须考虑如何满足不升入高职院校学习的学生就业需求，如何保证这部分学生所受教育的相对完整性？因此，在设计中高职衔接课程时，兼顾中高职课程各自的相对完整性，尤其要充分考虑中职课程的相对完整性：1.中高职的文化基础课程各自应该是完整的，能达到各自教育层次对文化基础课程的要求，高职的普通文化课程既不宜并入到中职的普通文化课程中，也不宜提前到中职教育阶段；2.中职阶段的专业课程应具有完整性，能满足学生直接就业的需要。在独立进行的中职教育中，由于考虑到学生直接就业的需要，其课程体系必须充分考虑专业理论知识的深度和岗位定向的广度，相比之下中高职衔接的中职阶段课程在专业理论知识要求上可适当降低，在岗位定向的广度上也可以适度缩小，因为其专业理论知识的拓深、岗位定向广度的拓宽与提高可放到高职阶段去完成。
二、课程体系构建
中高职衔接课程体系分为中职必修课、中职选修课、高职必修课三个阶段教学。中职阶段以基础技能的实践为主，注重基础知识、动手能力的培养；高职阶段以高级技能实践为主，注重核心技术、创新能力的培养。但中职和高职以两个相对完整的课程体系独立实行，均由公共基础课程、专业核心课程、专业方向课程组。
1.公共基础课程。
公共基础课主要包括文化基础课程和德育、体育、政治经济类以及公共选修课程，尤其是数学、物理两大课程，是机电技术应用专业学习的重要基本基础。由于中职生源的文化基础普遍较差，在中职阶段有必要对数学和物理进行再学习。在教学安排上，文化基础课(尤其数学、英语和物理)的教学学时数要充足，中等数学和中等英语的内容，可安排在第一至第四学期，第五和第六学期安排高等数学和大学实用英语，以确保中高职阶段文化基础课程的过渡衔接，为将来专业知识的学习和学历提升打好基础。
2.专业核心课程。
机电技术应用专业核心课程，包括机械制图与au-toCaD、电工基础、电子技术、电机与电气控制技术、钳工、机械设计基础、数控机床课程、机床电气与pLC、液气压传动课程、电力电子技术等。以企业典型任务为载体，完成工作项目为课程目标，按照工作任务设置教学项目，教学内容紧密结合企业实践，有利于提高学生解决实际工程的能力和培养学生创新思维的能力。
3.专业方向课程。
中职阶段培养基本技能和操作技能，包括可编程序控制器应用、液气压传动、照明系统安装与维护、整机装配、电气控制与装配、机床电路排故、机电设备检测等，完成中级维修电工的职业技能考核。高职阶段培养高级技能和创新能力，包括数控编程、自动生产线安装与维护、供配电技术等，完成高级维修电工的职业技能考核。最后是毕业设计、毕业综合实习和顶岗实践。
三、结语
机电一体化基础篇7
关键词：风力发电；风电机组基础；加固技术
近年来新装机风电机组单机容量持续增大，同容量机组向着大风轮、长叶片方向发展。风电场为追求发电量提升而开展的叶片加长、附件增功和塔架增高等技改项目显著增多，这都直接导致风电机组基础承受的载荷增大，进而引发故障频率明显增加。同时，老旧小功率风电机组也有改造为大功率新型机组的需求，满足增容要求的风电机组基础及塔架再设计及加强问题亟待解决。风电机组从开始运行服役起就承受巨大的剪力、弯矩和疲劳破坏，此外混凝土基础也遭受环境作用等破坏。从风叶、发电机组、塔筒、基础环到混凝土基础，自上而下传递荷载。由于基础环与水泥混凝土基础之间的连接方式的特殊性，导致了风电机组在服役过程中，基础环和混凝土基础界面破坏频繁发生。受风电机组混凝土基础自身的性能原因影响，冒灰、返浆现象时有发生，加速混凝土基础的破坏。需要采取必要手段来规避风险，例如清凿、灌浆补强等。风电机组基础采用了钢筋混凝土结构。然而，钢筋混凝土结构的耐久性问题日益突出，其中钢筋锈蚀是导致混凝土耐久性下降的主要原因之一。氯离子入侵、混凝土碳化和冻融循环作用等原因会引起钢筋锈蚀，不仅会引起钢筋横截面积减小、力学性能劣化，还会影响钢筋与混凝土间的黏结性能，并且引起保护层开裂、混凝土力学性能劣化。蒙东地区土壤渍化问题非常突出，本地区土壤中的盐渍土类型以氯化型盐渍土为主。当混凝土结构处于氯盐环境下，氯离子会从混凝土外表面向内部扩散，并吸附于钢筋表面。当pH值小于4时，钝化膜逐步被破坏，钢筋开始锈蚀。因此本项目在开展风电机组基础结构分析时，需要考虑土壤及混凝土的电化学问题。绝大多数情况下，风电机组基础仅是局部受损，经过有效加固之后可以继续使用。依据在役风电机组基础的现场检测结果，针对基础环周边混凝土以灰浆形式被挤出和钢立柱与混凝土之间出现松动、裂纹和破坏混凝土区域等问题，首先用灌浆法恢复基础环周边混凝土的密实度；采用高压注入无机胶凝材料以及有机胶凝材料，填充基础与钢立柱之间的缝隙，同时改善混凝土的抗裂性和耐久性。灌浆加固的实质是将基础环与混凝土基础之间的缝隙填堵密实，以改善局部受力状态。灌浆效果通过加固前后探地雷达的检测结果评价。
1技术路线
1.1风电机组塔架钢筋混凝土基础锈蚀腐蚀与应力疲劳机理分析
通过深入研究风电机组基础损伤机理，分析多场景不同外界离子对于塔架混凝土基础化学侵蚀行为，即不同盐溶液、酸溶液或碱溶液对于混凝土基础本身的侵蚀行为以及对于内部钢筋的化学腐蚀机理性分析，确定不同的混凝土保护层厚度和外涂层防护剂对于基础汇总混凝土材料的抗腐蚀性提升作用。在进一步了解不同的腐蚀程度下，研究混凝土材料的疲劳损伤演化特征和表征损伤演化指标，形成基础损伤现场检验技术、混凝土基础技术监督方案和损伤评定规则。
1.2在役风电机组基础风致疲劳损伤快速检测技术
考虑到风电机组基础常年处于外界环境侵蚀和上端风电场结构传递载荷作用，基础内部与上部连接件由于锈蚀和应力疲劳，会导致一定程度的不可逆损伤，并呈现出逐年虐化性和不可逆性等问题，以上情况将会大大降低基础的耐久性。为了明确混凝土内部基础损伤情况，通过结合先进无损测试技术，非线性介质中声速传播的散射和衍射规律存在区别的科学理论，对不同服役周期混凝土基础内部结构进行检测分析，形成先进风电机组基础疲劳损伤快速检测技术。
1.3基于局部加强的基础加固技术
通过对不同构造方案的基础环栓钉、穿孔板组合剪力键进行缩比模型疲劳试验，研究组合剪力键的荷载-滑移曲线，揭示组合剪力键的剪切受力及破坏机理，提出在役风电机组基础加固设计方法。
1.4“风电机组增容”的混凝土基础及局部塔架再设计和加强等技术
结合现场实际工程，通过对不同构造的“小改大”方案，进行连接区域受力状态优化分析、混凝土化学侵蚀和疲劳载荷下的失效分析、静力极限载荷测试与仿真模拟，提出满足增容要求的风电机组基础及塔架再设计及加强方案。
2实施方案
处于自然环境下的风机塔架钢筋混凝土基础，会遭受到氯盐、硫酸盐、二氧化碳及其他盐溶液的侵蚀，而导致混凝土开裂及钢筋锈蚀。确定不同侵蚀介质下混凝土的腐蚀程度，用氯盐和硫酸盐溶液浸泡混凝土，放入碳化试验箱进行碳化侵蚀，得到侵蚀后的混凝土。劣化后的混凝土在长期风荷载的作用下，更容易产生弯曲疲劳。通过提高混凝土密实度、保护层厚度和防护涂层的方法，延缓和防止混凝土开裂和钢筋腐蚀。针对基础锈蚀腐蚀与应力疲劳机理分析和防护方法，从氯盐钢筋锈蚀、硫酸盐混凝土劣化、应力疲劳及基础防护方法4个方面进行研究。
2.1氯盐导致钢筋锈蚀机理分析
滨海及海洋环境下的混凝土易受到氯盐的侵蚀，氯离子通过渗透或扩散作用进入混凝土，在钢筋表面聚积到一定浓度，降低钢筋表面附近混凝土的pH值，随着浓度升高，钢筋表面钝化膜被破坏，在钢筋表面形成锈蚀原电池，未破坏钝化膜的位置与钝化膜被破坏的位置形成电位差，变成原电池，出现坑蚀现象，氯离子在这一电化学反应过程中周而复始，最终使蚀坑连成一片。2.1.1实验手段混凝土抗氯离子渗透性能的试验方法有电通量法和氯离子快速迁移RCm法，由于RCm法测定渗透深度时有人为因素导致的偏差存在，采用电通量法评价混凝土的抗氯离子渗透能力，根据电通量实验结果，通过经验公式换算出氯离子扩散系数，便于数值模拟。2.1.2数值模拟数值模拟部分通过ComSoLmultiphysics软件扩散模块实现，以外界环境的浓度作为边界条件，实验测试扩散系数作为参数输入，根据表面氯离子浓度值、环境温度、环境相对湿度、水化程度和水灰比等参数对菲克第二定律进行修正，作为扩散方程，以钢筋表面达到临界浓度作为侵蚀程度的评价指标。
2.2硫酸盐导致混凝土劣化机理分析
硫酸盐分布广泛，主要来源于滨海盐土壤和内陆盐土壤，置于土下的风电基础受到硫酸盐侵蚀。硫酸盐侵蚀引起的混凝土结构劣化破坏，表现为侵蚀性离子通过与混凝土中水化产物发生反应，生成膨胀性物质，造成混凝土开裂、剥落，使更多的侵蚀性介质进入混凝土内部，进一步造成结构劣化和承载力降低。2.2.1实验手段以棱柱体砂浆试件作为研究对象，进行了其在硫酸盐作用下的膨胀率试验研究。通过研究风电基础混凝土在不同硫酸盐侵蚀龄期下的膨胀率，得到硫酸盐侵蚀环境下水泥砂浆膨胀作用机理及提高抗硫酸盐侵蚀作用的方式途径。2.2.2数值模拟利用aBaQUS软件，对包含随机骨料的混凝土试件在硫酸盐侵蚀下的损伤破坏过程进行模拟。侵蚀破坏过程主要分为3个部分：硫酸根离子在混凝土内的扩散，混凝土体积膨胀以及混凝土的损伤演化。首先模拟硫酸根离子在混凝土内的扩散过程，得到任一时刻混凝中的硫酸根离子浓度分布情况。运用“等效温度法”，将模型中各节点处的硫酸根离子浓度折算成节点等效温度，进一步将节点温度场施加于模型上，最终得到硫酸盐侵蚀下腐蚀环境下混凝土中的损伤演化期情况。
2.3混凝土应力疲劳机理分析
建立腐蚀环境下的混凝土，以硫酸盐为例，将混凝土试件完全浸泡在5%硫酸钠溶液，通过室内试验得到不同硫酸盐侵蚀龄期下的混凝土，进行静力试验和疲劳试验，静力试验包括28d抗压强度和抗折强度；疲劳试验在Utm试验机上进行，施加的动荷载为正弦荷载，加载形式为三分点加载，以疲劳寿命作为混凝土材料疲劳损伤演化指标，分析应力疲劳机理。
2.机塔架钢筋混凝土基础防护方法
针对风机塔架钢筋混凝土基础防护，分为新建基础和现有基础防护2类，对于新建基础，进行配合比设计，提高混凝土的密实度以及抗氯盐、硫酸盐侵蚀能力；进行结构优化，增大保护层厚度，延长侵蚀介质渗透路径。对于现有基础，在原混凝土表面涂刷防护层，有效阻止酸、盐等腐蚀介质向混凝土内部的渗入，延缓和防止混凝土的劣化和钢筋的腐蚀。
2.5在役风电机组基础风致疲劳损伤快速检测的具体方法
根据风电机组基础风致损伤具有主风方向性、逐年虐化性和不可逆性等特点以及传统的单一检测方式不能迅速有效地检测出风致损伤的情况，综合多种方法研究一套有效的快速检测技术。参考《风力发电机组延寿技术规范》，陆上风电机组基础重点关注基础与塔架连接附近的裂缝、混凝土强度、水平度进行检测、沉降等数据，结合基础内部的密实度无损探伤检测结果进行综合分析，形成一个风电机组基础损伤评估技术规范，实现对基础的风致疲劳损伤情况进行快速检测。具体包括如下方面。2.5.1基础与塔架连接附近的裂缝分布图绘制依据《混凝土结构工程施工质量验收规范》，进行机组基础整体外观检测：重点检查基础与塔架连接附近出现的脱开裂隙、裂纹、压溃现象，若有混凝土裂缝则进行长度、宽度、深度及走向测量，绘制裂缝分布图。2.5.2采用超声波检测仪或地质雷达检测风电机组基础的混凝土密实度依据《雷达法检测混凝土结构技术标准》，进行基础混凝土雷达密实度检测，利用机组周围的开阔地带，对基础混凝土进行雷达扫描，以检测混凝土的密实度及内部缺陷。2.5.3基础水平倾斜情况的评定依据《风电机组地基基础设计规定》《建筑变形测量规范》，进行基础沉降检测，评定基础水平倾斜情况。2.5.4基础环水平度、塔架垂直度测量依据《风力发电机组验收规范》，采用基础环水平度测量方法沿着风电机组基础环均匀布置若干个水准测点测量风电机组基础环水平度。采用全站仪进行风电机组塔架垂直度检测，用以评定机组基础沉降和塔架变形综合情况。2.5.5基础安全在线监测装置对风电机组，或技改、小改大的机组安装基础在线监测装置，机组运行过程中基础环竖向位移量进行现场测量，通过换算得到实时基础环水平度值。基础安全在线监测需现场水平度静态测试，以确定最高和最低点，并现场布置LVDt动态位移计，以实现动态基础环水平度参数的现场采集。同时，在规定时间内定期进行基础环水平度静态测试，以确定新的最高和最低点，并将动态位移计调整至新的位置上，确定动态测试始终是基础环最大的竖向位移值和水平度，以保证监控结果的有效性。基于以上对基础的监测结果，结合风电机组输出功率、轮毂转速、风速、风向角及偏航误差等参数一起同步采集，采用Stacking集成学习方法，以多种不同检测方法结果为输入来训练一个预测模型，最终得到一个高精度损伤预测输出结果。
2.6风电机组基础加固技术
仅局部受损，而未全面被破坏的风电机组基础，对其进行有效加固后可继续使用。针对基础环周边混凝土以灰浆形式被挤出和钢立柱与混凝土松动问题，首先用灌浆法恢复基础环周边混凝土的密实度；采用高压注入高强混凝土灌浆料，填充基础与钢立柱之间的缝隙。灌浆加固的实质是将基础环与混凝土基础之间的缝隙填堵密实，以改善局部受力状态。然而，灌浆加固只能起到恢复基础环周边混凝土承载力的作用。当基础环的连接承载力不足时，需要在灌浆加固完成后，运用局部穿孔板、栓钉组合剪力键加固，为风机塔筒提供新的支撑。2.6.1理论研究基于无腹筋梁的混凝土桁架-钢筋拉杆模型，揭示穿孔板剪力键的剪切受力机理，确定其合理的间距及穿孔钢筋参数。研究穿孔钢板间栓钉群剪切传力特点，明确栓钉群不均匀受力分布规律，确定栓钉群剪切受力的不均匀系数，建立穿孔板、栓钉组合剪力键抗剪承载力计算方法。2.6.2实验手段针对目前国内基础环式风电机组基础常采用的形式，采用缩比例推出模型试件，研究组合剪力键中穿孔钢板、穿孔钢筋、栓钉应变分布规律以及荷载-位移曲线特点，揭示组合剪力键剪切传力及破坏机理，建立基于销栓破坏的组合剪力键剪切受力模型。根据实际情况设计不同的方案，分别进行静载破坏试验和等幅200万次疲劳试验。2.6.3精细化有限元分析基于anSYS程序，对于钢板与混凝土间采用面面接触对单元考虑两者的接触摩擦，由此建立与模型试验相对应的精细化有限元模型，通过与试验结果进行对比，验证有限元分析方法的正确性。通过对穿孔板间距、穿孔钢筋直径大小、栓钉间距及直径等参数进行大量的参数分析，提出基于栓钉破坏的穿孔板、栓钉组合剪力键构造方案。2.6.4现场测试运用局部穿孔板、栓钉组合剪力键对某问题风电机组基础进行了加固，对风电机组基础的基础环水平度进行跟踪监测并及时地对风电机组基础设计方法进行反馈。
2.7面向“风电机组增容”的混凝土基础、塔架再设计和加强技术
风电机组增容的一个直接结果是导致机组载荷整体性增大。在即有的原型机与基础条件下，评估混凝土地基与塔架性能，给出达到综合性能优化的再设计与加强方案是一个复杂过程，其涉及理论研究、实验手段、载荷计算与精细化有限元分析等环节。2.7.1理论研究考虑环境、设计使用年限、荷载，结合既有基础状况和“小改大”改良结构及材料，针对不同构造方案的“小改大”方案，计算地基承载力、基础抗滑稳定和抗倾覆稳定、基础沉降和倾斜变形、验算基础的裂缝宽度、验算基础内力、配筋和材料强度，提出满足增容要求的风电机组基础及塔筒再设计及加强方案。2.7.2载荷计算详细考虑风的随机性、脉动性、湍流度与剪切特征，计入地形地貌和地表粗糙度等微观地质特征，利用商业软件GHBladed建立“小改大”风电整机多体动力学分析模型，进一步采用瞬态求解算法完成载荷求解计算，获得多个评估位置的载荷时序谱和极值。2.7.3实验手段针对风电机组扩容转换筒的特点，采用缩比例模型试件，研究扩容转换筒中钢支撑、转换筒的应变分布规律以及荷载-位移曲线特点，揭示组合转换筒传力及破坏机理，建立基于钢支撑破坏的扩容转换筒的组合受力模型。根据实际情况设计不同的方案，分别进行静载破坏试验和等幅200万次疲劳试验。
3结束语
本文找出了蒙东地区风电机组基础及关键结构件受氯盐环境侵蚀的原因和机理，建立了用于加强和改善在役风电机组钢筋混凝土基础性能的一整套方法和实用施工技术，开发了风电机组塔筒损伤在线检测装置。有效解决了蒙东地区风电场存在的风电机组基础增容问题，本项目研究将风电机组增容和基础强化的成本压低约40%，使该地区风电场的风资源利用率、土地利用率均得到大幅度提高。
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机电一体化基础篇8
【关键词】人才培养；机械电子工程；三维课程体系；创新模式
1创新人才培养模式的内涵和要求
所谓创新人才培养模式，是指在新的教育思想和新的教育理论指导下，以培养具有创新能力的全面发展复合型人才为基本取向的教育教学内容和方法体系的总称。按照人才培养模式的内涵，创新人才培养模式在培养目标、专业设置、课程体系、教学方法等方面有其特有的要求。
1.1培养目标要求
培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的高级专门人才，重点突出培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。
1.2专业设置要求
按照“厚基础、宽专业”的要求，厚实公共基础、专业基础、人文社会科学基础，设置大学科、宽口径的专业，从根本上改变传统的专业面过窄的局面。
1.3课程体系要求
按照“拓宽基础、淡化专业、增强实践”的要求，辩证地处理好基础课、专业课、实践教学的关系，重视学生实践能力和研究能力的提高。与此同时，要增开跨学科、跨专业的课程，拓宽学生知识面，开阔学生视野，培养学生的创新思维，提高创新能力。
1.4教学方法要求
着力体现教学方法的创新，确立学生在教学活动中的主体地位，充分调动学生的学习积极性和创造性，发展学生的个性。
2机械电子工程创新教育的现状分析
首先，从学生的角度看，参加创新活动常常出现这样的现象，刚开始参与时一哄而上，人数众多，且热情高涨，但往往善始者繁，克终者寡，五分钟热血的情况屡见不鲜。也有很多机电类学生从事课外科技活动粗枝大叶的多，小打小闹的多，起点较低。大多数学生参加课外科技活动仅是靠短时间的突击来完成，追求短、平、快，缺少明确的学习目的和端正态度，达不到知识的积累和实践经验总结的目的。这显示了我国创新教育的差距。创新理念远未能得到有效的贯彻，学生缺乏学习的目标和动力，说明高校在创新理念的贯彻与培养上还是欠缺力度，做得还是不够。
其次，从参与创新活动的学生所具备的基础知识与实践能力上看，当前机械电子工程专业的学生的专业素养有下降的趋势，主要体现在以下方面：一是设计与绘图能力不足。学生基础理论学习盲目，导致基本功底不扎实，同时对传统机械方面的知识有排斥心理，一味地崇尚电子、控制、软件等所谓的流行专业；二是新技术、新手段、新方法应用不够。学生往往只知道那些教科书或老师讲授过经典的设计方法与案例，相关领域新的思想与理念很淡薄；三是学生动手能力较弱，实验能力较差。
还有，教师和学生是创新教育的两个主体，而教育体制是创新教育的基础。近些年老师压力陡增，大都面临着科研、教学双重任务，面对教学评估、项目经费任务等已经焦头烂额，而指导学生的工作量评价较低，这导致指导学生在一定程度上成为了老师的负担；对学生而言，旧有的教学模式，重书本重理论，轻实践轻动手，导致学生在专业学习上浮躁，基本功和实践能力差；面临越来越大的竞争和就业的压力，也显得无所适从。一个良好的体制环境是创新教育朝着健康方向发展的土壤。
3机械电子工程人才培养模式的改革与创新
近年来，通过广泛调研就业岗位群工作范围和技术领域，分析人才知识、能力和素质结构，以社会人才市场现实与未来发展对人才的有效需求为导向、以职业岗位（群）能力需求为依据，从而确定毕业生综合技术应用能力结构和应有的知识、能力、素质结构，形成了“四层两段一贯穿”的课程结构体系，构建了“相互平行、融合交叉的理论和实践教学体系”，创建了“核心技术一体化”的教学模式。
（1）“四层两段一贯穿”的课程结构机械电子学科是基于机械、电子、计算机技术发展起来的新学科，所以加强理论体系和教学体系的研究具有重大的现实意义。课程结构体系分为基础教学、专业教学、专长教学、毕业设计与专业实习四个层面；基础学习和主体学习两个阶段。在整个三年教学时问内，专业技能实践培训模块贯穿始终。以机电一体化专业为例，“四层两段一贯穿”的课程结构的基础学习阶段为第一、二两个学期，学生除进行公共课学习之外，主要学习专业基础理论课程。专长学习是专业能力培养的深化，学生将学习到该专业中最新、最具特色的专业知识和技能。专业学习和专长学习中，学生将利用相关的实训设备进行专门化技能实训模块的培训，这些模块包含了机电一体化领域内的最新应用技术，大量采用“实例”和“真实环境”方式培训。学生动手、动脑相结合，专业能力培养和素质培养相结合，独立思考、独立探索能力培养同集体协作、共同交流能力培养相结合。
（2）相互平行、融合交叉的理论和实践教学体系开展课外制作活动是培养大学生创新精神和实践能力的最佳实践活动之一，特别是对机电专业学生来说，是开展专业知识综合应用能力训练的最佳平台。"。将课程进行有机整合，形成了上下贯通的理论和实践教学体系，两个教学体系相互平行，融合交叉，把技术的综合应用能力、实践能力和创新能力培养作为交叉点和教学重点。相互平行，是指两套体系的教学计划相互平行，课程流程相互平行；相互融合，是指课程知识内容与技术、技能培养相互融合，理论和实践教学场所相互融合；相互交叉，是指两套体系的功能相互交叉，知识、技术和技能培养的落脚点相互交叉。
（3）“核心技术一体化”教学模式“是以技术应用能力培养为中心，以核心技术综合应用能力培养为重点，将理论与实验、实训相结合，以课堂与实验（实训）室、实习车间、工厂车间四点为交叉网络的一体化教学模式。在本专业的课程体系中，尝试构建“可编程控制技术”、“驱动技术”、“传感技术”等核心技术。为了突出对学生在这些反映工业自动化技术最具代表性和先进性的技术综合应用能力培养，我们构建了针对这些核心技术的一体化教学模式。理论教学与学生上机编程、调试相结合，动脑与动手相结合，使学生能够较完整地掌握pLC的基本原理、程序编制、程序操作和故障诊断技术。该课程设置使学生既掌握了pLC基本知识和程序操作，同时在相关专业课中又涉及到pLC在不同场合的应用，而在相关实训模块课中学生将pLC技术综合应用到各种不同的生产环境中去。在每个实训室都有一种主要技术单元，同时，还有其它技术单元出现，宾主相拥，多次重复，但角度不同，强调的应用领域和水平不同。
4结语
机电一体化技术是国民经济发展所急需的优势学科方向。要紧紧抓住人才需求变化的大趋势，准确定位，严谨制定人才培养计划，使教学紧跟机电一体化技术发展变化的趋势，为培养出符合机电一体化技术岗位实际需要的、高素质、强能力的合格人才而不懈努力。
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机电一体化基础篇9
中职院校是培养技术型人才的重要摇篮，由于中职院校专业技术性极强，在教育过程中不仅要重视学生的理论知识，而且还要注重学生的实践操作能力，对此一体化的教学改革应运而生。本文首先提出一体化教学改革在中职院校开展的重要意义，并以中职院校《电工技术基础与技能》专业为例，分析目前电类专业学生教育存在的问题，并根据中职院校的教学模式和培养目标，针对本课程的教学特点，从教学方法、教学内容和教学手段、一体化教学等方面进行改革。
关键词：
中职院校；电类专业；一体化教学；改革
引言：
随着中职院校教学改革的深入发展，中职院校一体化的教学改革势在必行，中职院校领导开始重视起一体化教学在中职院校教育中的重要性。对于中职院校《电工技术基础与技能》课程而言，其教学内容较为枯燥乏味，传统的刻板教学方法更是无法为学生营造良好的学习氛围，理论性强、课程内容抽象让电类专业的教学质量止步不前，在很大程度上影响了电类专业教学水平的提升。然而将理论与实践操作有机结合的一体化教学却能很好地解决这一矛盾，中职院校教师通过“实践-理论-再实践”的一体化教学模式，大大的提升了学生学习兴趣，激发了学生学习电类技术的积极性。
1一体化教学改革在中职院校开展的重要意义
1.1一体化教学适应了中职院校教学改革的大纲要求
近年来，我国各大中职院校开始开展对《电工技术基础与技能》教学改革，新的教学改革大纲要求“以就业为导向和学生能力可持续发展”和“教学与生产相结合，理论与实践相结合”的原则；改变了“学科中心，知识本位”的课程思想，建立了“以能力本位，以应用为主线”的课程体系，一体化教学改革正是符合了中职院校教学改革的大纲要求，在中职院校教学改革过程中起到了重大的促进作用。
1.2一体化教学满足了社会岗位的人才需求
中职院校是培养技术型人才的重要摇篮，技术专业对学生的要求非常高，对此中职院校的教学目标在于培养具有高素质、高技能的生产一线的实用性人才，提出一体化教学改革是非常必要的，因为一体化教学能够通过理论与实践相结合的方式教导学生，能够让学生更快的掌握到岗位工作的专门知识和技能，熟悉生产工艺流程，为步入社会打下良好的技能基础。
1.3一体化教学是提高中职院校教学质量的重要保障
随着诸多中职院校电类专业的一体化教学改革的顺利推进，教师紧抓课堂教学的质量，缩短理论教学的时间，通过理论与实践相结合的方式，制定了一套符合电类专业学生特点的教学环节重视加强对课堂教学的检查与评估，及时反馈课堂教学质量的信息，对中职院校教学质量有极大的提升。
2电类专业学生教育存在的问题
2.1教学内容抽象乏味，不易理解
《电工技术基础与技能》是电类专业的重要基础课程，它具有理论性强、课程内容抽象的特点，导致教师教学难度大，学生学习不易学。同时《电工技术基础与技能》主要涵盖的内容是安全用电、室内照明电路、电动机及其控制电路、低压配电装置、架空线和电缆、直流稳压电源等操作技能和电路基本物理量、简单直流电路、复杂直流电路、电与磁、交流电路、电容器、变压器等基础知识，知识的专业性极强，对于初学者的学生而言，过于抽象，难以理解。
2.2理论知识与实践操作分离
在大部分中职院校在对电类专业教学时，教学方法较单一，仍沿用传统的教学模式，《电工技术基础与技能》课教学过分注重基础知识的讲解，把理论和实践人为分离，导致理论知识与实践操作相互脱节，同时理论知识学习课时要多于实践操作的教学课时，枯燥乏味、冗长的理论知识根本无法调动起学生对电类专业学生学习的积极性和主观能动性。
2.3欠缺一支“双师型”的教师队伍
教师在一体化教学改革中是主要得执行者，但是目前很多中职院校在对《电工技术基础与技能》课程进行一体化教学时，往往忽略了对教师的一体化教学指导和培训，很多教师只擅长理论知识的教学，实践操作能力并不过硬，大大影响了这类教师对电类专业的学生教学的质量，更是不利于中职院校一体化教学的全面推广。
3电类专业一体化教学改革的举措
中职院校《电工技术基础与技能》是应用性和实践性均很强的一门专业课程，针对以上对电类专业教学活动中存在的问题，传统的教学模式已不适应形势要求，不利于充分发挥理论指导实践的作用，这将困扰和制约着职业教育的发展，如何摆脱困扰，促进教育健康发展已迫在眉睫，可以看出中职院校推行一体化教学改革势在必行，笔者经过多年的教学经验，摸索出一条符合中职院校电类专业学生特点的一体化教学，具体如下：
3.1整编符合一体化教学改革的教材内容
传统的教学内容和教学大纲通常都是分段式的教学模式，然而中职院校采用的一体化教学模式主要采用的是模块化的教学方式，对于《电工技术基础与技能》课程是一门实践很强的专业基础课，其中许多知识来源于实践，知识的理解、难点的突破都有赖于大量丰富的感性材料。因此，我们在教学中不断充实演示实验、实物展示、技能训练等内容，使理论教学内容与实践教学内容接近1:1。如在教《电工技术基础与技能》课程的电工器材，不能光讲白炽灯原理，而是要增加对节能灯、LeD照明等现代化的新光源应用进行深入介绍，使学生在学习中更贴近生活实际。同时《电工技术基础与技能》课程所涉及到的知识、技能、方式方法都要进行分类和整合，教学计划中可以设置教学项目，每个项目设置若干的任务，然后把所学知识内容综合起来，如在学习电动机，主要以电动机为教学主体，通过知识链接，可以让学生了解磁与电、单相交流电、三相交流电、电动机的工作原理，通过“方法技能”介绍了识读电动机铭牌、安装（折装）小型电动机、电动机的维护和检修等技能方法。同时，教师根据学生的知识结构，对学生的培养目标，编写适合中职学生教学的教材，教学知识内容要与时俱进。
3.2创新多样性的一体化教学改革方式
中职院校《电工技术基础与技能》的一体化教学改革必须要坚持以学生是教学活动的主体，要将电类专业的理论知识与实践操作融合起来，通过多样性的一体化教学，使学生能够掌握更高的技术能力，更加适合社会对技术人才的需求。如电工技术基础与技能实训室建设的实践应用中我们体会到，只有让学生能充分接触实物实验、实训，才能达到通过实验、实训帮助学生理解电工理论知识，掌握电工操作的基本技能，也只有这样，才能让学生在实操的成功体验过程中逐步激发学生学习的兴趣，达到一体化教学的目的；部分实训室的管理宜由统一的上课管理结合对学生开放的课余管理结合，使学生能在其感兴趣的时候及时动手体验。电工基础技能实训室的建设，必须打破一间实训室就能满足所有技能实训的设计思路，必须从学生学习的角度思考，达到充分满足学生实训需求为目的，当然要结合各校的实际，做出最为实用的方案，才能使《电工技术基础与技能》真正通过一体化教学实现教学目标。
3.3培养一支符合一体化教学的“双师型”教师队伍
中职院校《电工技术基础与技能》一体化教学改革离不开教师的教学执行力，往往一体化教学对教师的职业技能要求要更高一些，一体化教学背景下的“双师型”教师不仅仅能够教学理论知识，还要有较强的技术操作能力，能够将电类专业的理论知识更好的转变为电工技能，知识与实践的相互渗透、融合和转化，从而成功塑造更加符合电类专业的一体化教学。对此，对于培养这种一体化的“双师型”教师队伍，需要中职院校领导的高度重视和大力投入。首先，要引进双师型教师，要到各大高校区聘请专业化教师，要不拘一格降人才，壮大学校教师队伍。其次，要加大对现有教师的培训力度，鼓励电类专业的教师在寒暑假到电类专业相关企业进修参观和学习，大量的专家讲座、各类的在职培训为培养“双师型”教师队伍提供更为便利的条件，再次，要加大理论教师和实训教师的沟通力度，实现二者的互融式教学。从而加快中职院校《电工技术基础与技能》一体化教学改革的进程。
4结语
一体化教学改革是目前中职院校教学改革的重要方式之一，中职院校领导应该坚持学生在教学活动中的主体地位，根据中职院校的教学模式、培养目标和中职生的特点，摒弃传统的课堂教学模式，加强理论知识与实践操作统一结合的教学举措，通过理论知识指导实践操作，然后再通过实践操作检验理论知识的学习漏洞，从而让理论和实践有机结合，提高电类专业学生的职业技能，为中职生毕业后更快的从学生转变为职工打下良好的基础。
作者：韦国期单位：广西经贸高级技工学校
参考文献：
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机电一体化基础篇10
关键词：职业学校；电气工程；课程
中图分类号：G632文献标识码：B文章编号：1002-7661（2016）17-020-01
电气工程课程设置的目的在于使学生较为系统地掌握电气工程专业的基本理论和基本知识，在电气工程领域得到系统分析与设计方面的基本训练，具有本专业技术领域的较宽广的知识结构，能胜任本专业技术领域的应用研究、技术开发及经营管理等工作，并了解本学科范围内科学技术的发展动向。
一、电气工程课程的内涵
电气工程课程是实操性非常强的科目，主要研究的是基础电能的产生、传输、转换以及基础电能存储和实际利用，学科具有非常广大的发展空间。由于专业的性质决定了，电气工程科目的设置过程中，教师要充分考量理论与实践的关系。在职业学校中，电气工程课程主要包括基础电气应用技能、机电一体化等，随着时代的进步和发展，还逐渐衍生出数控维修科目以及楼宇智能控制科目。不仅要集中培养学生对整体电力设备进行必要的维修和调试，也要建立相应技术的分析和解构。电气应用技能课程主要教学内容围绕电气设备的基础管理、安装以及调试和维修，需要学生建立设备改造和技术创新的学习技能。机电一体化课程主要教学内容是培养学生对于现代化工业机电设备进行集中的管控和安装调试，并且要建立维修操作，需要学生在课程学习过程中建立设备改造以及新型技术应用的学习技能。数控维修专业课程的主要教学内容包括一线数控车床的基础编程以及操作和维修，并且要运行相应的编程操作，需要学生建立设备维修以及智能化管理和控制的技能。而楼宇智能控制课程主要教学内容是强弱电的基础安装、调试和维修方式，需要学生建立相应的学习技能。相应的课程设置不仅要符合学生的学习特点和规律，也要符合社会对于相应专业人才的需求。
二、电气工程课程设置要求
在实际课程设置和运行过程中，不仅要关注整体学生的生源情况，也要集中关注企业的实际需求，真正建立有效的供求培养机制。职业学校要综合分析学生的基础生源。基础生源多数都没有参加基本的部级考试，学生整体理论知识比较薄弱，整体学习能力和学习兴趣都不是特别活跃，这就需要教师在基础课程设计过程中，集中分析相应学生的基本特点，在课程讲解过程中集中关注学生的学习兴趣，要集中实现理论与操作能力的优化，并且建立有效的实践课程。要综合分析基础企业的人才需求。对于职业学校来说，只有保障基础专业培养内容符合企业的基础需求，才能保证学生在课程学习后能在实际工作项目中优化的运行相应的教学内容。
三、电气工程课程设置措施析
1、优化设计电气应用技术专业课程设置。
在电气应用专业的课程设置中，相关学校要集中升级相应的教学科目，建立优化的课程结构，切实落实相应教学能力的优化性提升措施。在基础课程设置过程中，主要的教学课程包括：电工学、电机学、电气自动控设备以及基础系统学、自动控制技术、pLC技术等，教师要在课程讲授的过程中，集中关注学生的实际学习能力，以及学生的整体内化水平，利用相应的实际操作促进学生建立更加优化的项目分析和解构能力。在学生学成之后，主要的工作方向就是企业内部电气控制项目的系统安装和调试维修作业。
2、优化设计机电一体化应用技术专业课程设置。
在基础课程设置的过程中，不仅要综合考量机电一体化课程的基础知识点，也要针对相应课程进行集中的实习训练，才能保证整体学习力和学习技能的优化。在机电一体化课程设计过程中主要涉及的相应学科的应用以及项目开发，教师要集中培养学生综合知识和实践能力的水平，切实落实人才技能培养的教学目标。
3、优化设计数控维修技术专业课程设置。
在基础课程建立过程中，教师要集中考量学生的综合学习效果，除了机电一体化专业课程以外，也要设计绘图实习项目、电气数控技术以及数控机床的编程和实际操作等，教师要在实际课堂中逐渐培养学生的实际应用能力。
4、优化设计楼宇智能控制技术专业课程设置。
这是一个践行时展需求的新型专业，教师要实际教学过程中，要集中培养学生对于智能项目的学习力和研究能力，在学生毕业后，主要的就业方向也是智能化小区内部的项目安装和后期调试维护，教师在实际教学过程中要集中培养学生的高技能水平以及实际操作能力。