基于2025中国制造背景下机电一体化专业课程设置探索

吴启红

关键词：背景  专业定位  课程设置  资源建设  前景与效果

一、专业课程建设的背景

随着工业自动化技术的飞速发展，我国提出了“2025中国制造”战略，强化产业升级转型，从中国制造到中国智造。为适应企业及社会对人才的需求，各职业院校必须进行相关课程改革，帮助学生学习适应市场的新技术、新技能，提高学生的职业综合素质和创新意识。为更好地找准专业性定位，深化教学改革，服务于智能制造先进制造，笔者学校机电一体化专业适时系统地优化了原先课程体系，增设了机电一体化设备安装与调试课程。

机电一体化设备安装与调试是一门专业知识综合性强、实用性较强、应用范围广的核心课程。本文就课程设置进行了探索。

二、机电一体化专业定位

为了精准定位机电一体化专业人才培养目标，保证学生高质量就业，笔者学校先后组织教师赴富士康科技集团、深圳华星光电有限公司、深圳研祥科技公司等近百家企业进行调研和实地访谈，系统地对机电一体化专业的内容描述、培养目标、就业岗位、发展方向进行了归纳和升华。

1.专业描述

机电一体化是由计算机技术、信息技术、机械技术、电子技术、控制技术、光学技术等相融合构成的一门独立的交叉学科。

2.专业培养目标

本专业培养从事机电一体化产品辅助设计和制造加工、调试、运行、维护、营销与售后服务的高级技能应用型人才。学生在毕业后获取毕业证书和高级电工职业资格证两本证书。

3.主要就业岗位

毕业生可在机械制造企业从事机电产品的制造加工;产品的组装、调试和检测;设备的操作、安装与调试、运行与维护;产品和设备的营销、技术服务和生产管理;技术改造、升级过程中的辅助设计等工作。

4.专业发展方向

分析2025中国制造和企业对人才需求的方向，机电一体化主要发展方向为智能化、模块化、网络化、微型化、系统化等。

三、专业课程设置

1.设置的方向

由于机电一体化专业存在知识点多、课程内容广泛、所需设备较多、专业技术交叉、技术更新快和专业课程开发工作量大等诸多问题。为解决这些问题，笔者和其他教师集中精力设计机电一体化安装与调试这一门专业主课程，力争将机电一体化专业相关知识在这门课程中巩固和提升，并加以推广综合应用，从而实现人才培养目标。本着让学生高质量就业的原则，笔者充分听取行业和企业专家意见，提取典型工作任务，确定教学内容。

2.课程设置思路

在设置课程时，突出以技能解决实际问题，降低课程理论学习的抽象性，便于学生理解和掌握技能。充分体现专业与职业岗位对接，教材与岗位技术标准对接，教学过程与生产过程对接的总体理念。全部课程采用工学一体化教学模式。

确立以“工作过程系统化”为导向，以若干“典型工作任务”为主线，优化整合为“工学结合”模块化项目课程。将课程分为四个模块，每个模块以任务来引领知识技能的学习。所有任务既能在实训室完成又能在实际中应用，并能体现2025中国制造技术要求。

3.课程设置方法

由于机电一体化设备安装与调试所涉及的知识点、设备非常多，因而课程在设置时以三个“到”为基准，具体如下。

（1）知识面从单一到多元化。课程所涉及知识点包含计算机基础知识、PLC控制技术、电气控制技术，机械制图技术、气动与液压控制技术、传感器检测与应用技术、变频调速控制技术、触摸屏应用设计技术、电机控制技术等技术。模块任务中知识点在设计时均按递进方式，从单一知识点过渡到多元化的知识应用。

（2）设备由单一设备控制到工业控制设备系列化。课程所涉及设备涵盖了工业控制过程中的大部分设备，包含各种控制电器、传感器、PLC、变频器、触摸屏，电动机（含微型电机）、各种模块。设计任务时按模块进行递进使用设备，从单一的开关量到运动设备控制、到过程设备控制、到网络设备控制，实现工业控制设备系列化。与此同时也与知识点递进保持一致。

（3）任务从实训室到生产实际全方位应用。在设置任务时，遵循的原则是所有任务不仅要在实训室完成，同时能在生产实际中完成，重要的这些任务在生产实际中有较强的应用意义。因此，课程共设计了25个学习任务。

3.课程设置内容

为了方便学生掌握机电一体化设备安装与调试这门课程，同时从实训室建设、设置方法与思路、教学过程设计等方面因素出发，将课程设置了四个模块、在模块下设置不同的学习任务。

（1）模块一：PLC基础应用技术。本部分设置七个任务，知识点以学习PLC基本指令为主，学习PLC开关量控制技术和输出处理技术。主要设备：PLC、变频器，辅助设备：开关按钮、指示灯、常用传感器等。

任务分别是：PLC控制给水泵系统安装与调试、PLC控制交通灯系统安装与调试。

（2）模块二：PLC运动控制技术。本部分设置五个任務，知识点以学习PLC的功能指令为主，学习处理快连续量控制技术和定位指令的应用。主要设备：PLC、步进电机、伺服电机和直流电机等微型电机。

任务分别是：PLC控制步进电机定位系统安装与调试、PLC控制直线电机系统安装与调试、PLC控制伺服定位系统安装与调试、PLC控制定位生产线系统安装与调试、PLC控制自动化生产线运行系统安装与调试。

（3）模块三：PLC过程控制技术。本部分设置六个任务，知识点以学习PLC的功能指令为主，学习各模拟量信号处理技巧和PID控制技术。设备PLC、变频器、触摸屏和模拟量输入/输出模块，各种过程类模拟量传感器。

任务分别是：PLC控制恒流量系统安装与调试、PLC控制恒温系统安装与调试、PLC控制恒压供水系统安装与调试、PLC控制中央空调节能系统安装与调试、PLC控制水质系统安装与调试、PLC配方控制系统安装与调试。

（4）模块四：PLC网络控制技术。本部分设置七个任务，知识点以学习PLC功能指令为主，学习网络系统的搭建、系统通信参数设置、程序控制技术。设备PLC、变频器、触摸屏、网络通信模块、RFID和机器视觉等。

任务分别是：PLC与变频器通信控制、PLC与PLC1：1网络通信控制、PLC的N：N网络通信控制、PLC与RFID通信控制、PLC与机器视觉通信控制、PLC与上位机通信控制、PLC控制网络生产线系统安装与调试。

四、课程资源建设

为保证课程落地，笔者学校从设备、师资、学材与教材等资源建设方面投入了大量人力和财力进行了全面的建设。

1.教学设备的保证

2012年新建的“可编程序控制系统设计师考核台”设备20台，过程控制实训平台20台。配备高标准的“理实一体化”实训环境，为实施一体化教学提供硬件基础保证。同时本专业与多家大型企业联合办学，建立了5家实训基地，进行校企合作，在企业中建立企业课堂，在真实生产性环境中开展“理实一体化”教学。

2.师资力量的保证

为保证教学质量，机电一体化专业组选取了师资结构合理、经验丰富的一线教师。全部教师为具有技师职业资格和中级职称以上的双师型教师。同时每年输送大量教师外出兄弟院校学习，笔者学校还从富仕康等多家大型企业聘请了多名一线专家任课，他们有扎实的实操技能，技艺娴熟，有力保证了实操教学工作。

3.教材的保证

专业自开办以来，笔者学校成立了由企业和在校教师组成的专业开发团队，先后开发了一体化工作页共12本，其中《可编程控制系统设计技术》等五本教材在機械工业出版社正式出版并向全国公开发行。为保证课程教学资源提供了有力保障。

五、实施前景展望

课程学习的目标是实现学生高质量就业。

六、实施效果

目前笔者学校已有2012、2013、2014届机电一体化毕业生在深圳先进微电子、富仕康科技集团、华星光电等公司工作，学生大多数能完成一条自动化生产线设备的安装与调试工作，直到交付用户正常使用，获得了企业高度好评。近年来笔者学校机电一体化专业毕业生供不应求，毕业生月平均工资超过5000元。

实践证明，笔者以及其他教师设置的课程是合理的，达到了预期的人才培养目标，实现了学生高质量就业。

（作者单位：深圳第二高级技工学校）