基于工业4.0技术，机电一体化专业的教学改革初探
摘 要 以互联网+、工业4.0为代表的技术革命，使企业的生产、管理和工业的自动化控制技术发生了天翻地覆的变化，作为培养技术人才的摇篮--技工院校，如何在机电一体化专业的教学上进行创新和改革，以培养适应于工业4.0技术要求的新时代复合型技能人才，显得尤为重要。
关键词 工业4.0 创新 技能人才
以互联网+、工业4.0为代表的技术革命，使企业的生产、管理和工业的自动化控制技术也发生了天翻地覆的变化，作为培养技术人才的摇篮--技工院校，在工业4.0技术下，如何根据现代科技的发展，培养适应于工业4.0技术要求的新时代技术工人，适应工业革命的发展要求，显得尤为重要。下面结合本人近几年从事机电一体化教学改革的心得，谈谈基于工业4.0技术下，技工院校如何进行机电一体化专业的教学改革。
一、目前的现状
随着改革开放的推进，新的科学技术不断出现，技工院校也将可编程序控制器、变频器、传感器等先进的科学技术运用到机电一体化的培训教学中，极大地推动了技工院校机电一体专业的大发展；但随着工业4.0技术的出现，彻底打破了原有机电一体化的培训教学模式和方式；工业4.0是以智能制造为主导的第四次工业革命，通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统与信息物理系统相结合的手段，将制造业向智能化转型；未来的企业将是一个智能化和数字化的超级大工厂，企业的生产将是高智能、高自动化和柔性化的生产，在数字化概念的统领下，企业用于生产的零部件、工业机器人和操作工人之间，将会进行双向的多元化沟通和交流，按原来机电一体化课程培养的单一操作型的机电一体化技能型人才，将无法满足现代企业生产的需求，因此进行机电一体化专业的教学改革迫在眉睫。
二、机电一体化专业的教学改革思路
1、培训目标的改变
机电一体化专业的培训的目标是面向加工制造行业，培养具有机电一体化设备的操作、安装、调试和维修等能力的技能型人才，但随着以互联网+、工业4.0为代表的新工业技术不断的推进，机电一体化专业培养的目标将发生根本性的改变，因为工业4.0将彻底变革产品和生产系统的设计、制造、运营和服务流程，传感、云计算、遥控、遥感和物联网等技术与传统制造相结合，使得企业产品的研发周期大大缩短，生产更加精确、更具弹性化和个性化，毫无疑问，生产企业将越来越多地使用工业机器人和其他一些先进技术来辅助人工操作，这就意味着劳动强度大、重复操作大的常规工作岗位会不断减少，而企业更多的工作岗位需要具备灵活应对、解决问题和提出定制解决方案能力的复合型技能人才。
因此未来企业的一线生产工人，将减少直接的生产，更多的是进行现场的生产管理、调试、维修等辅助性的工作，这就要求机电一体化专业的学生能够应对多元化生产的需求，能够全方位操作和控制企业流水线中自动化生产的各个环节，解决生产中出现的各种问题，
这对机电一体化专业的学员提出了更高的技能要求。
2、教学内容的改革
机电一体化技术从学科角度来看，它是集机械技术、微电子技术、计算机技术、电气技术、信息技术的有机统一体，而不是机械技术、电气技术的简单组合体；而工业4.0与其说是一个口号、一种理念，而不如说是一场革命，在数字化工业的渗透下，“工业”一词的边界正在变得模糊，大数据、云计算、传感器、人机协作型机器人、3D打印、甚至VR（虚拟现实）、遥控和遥感等技术的广泛应用，使企业生产更加精确，使弹性化、个性化的生产成为可能，人与机器的关系、机器与机器的关系也将被重新定义。
因此原有的机电一体化教学课程和教学内容已经无法满足当下工业4.0技术的要求，现有的理论知识和技能水平也将无法满足现代企业对机电一体化复合型技术人才的要求；因此在原有机电一体化课程的基础上，对教学课程进行优化，去除一些无法满足目前需求的课程和教学内容，增加云计算、传感、光电、气动、液压、工业机器人操作、大数据分析等相关课程，为培养在计算机控制下由机械、电子、气动、液压、传感以及光电器件组成一体化自动工作系统中工作的技能人才服务；如在《电工仪表与测量》课程中可增加数字式仪表的使用、遥控、遥感技术及测量数据的分析，在《电力拖动与控制》课程可增加传感器、光电、气动、液压、机器人操作等方面的课程，以适应未来工业4.0技术的发展要求。
3、实践操作技能训练的改革
技工教育一直都强调要加强学生动手能力的培养，但随着工业机器人的广泛使用，劳动强度大、重复操作大的常规工作岗位将会由机器人代替，企业的一线生产工人，将减少直接的生产，而更多的是进行现场生产的管理、调试、维修等辅助性的工作，这就要求机电一体化实践操作技能训练中，要更加突出学生综合能力的培养；因些如何开展针对性的实践操作技能训练将是技工院校必须思考的问题，为更好加强机电一体化复合型技能人才的培养，可将机电一体化的实践操作技能训练分为三个环节开展：
（1）单项技能实践操作训练：结合机电一体化专业的教学计划，分阶段进行各单项技能实践操作的训练，如机电一体化的基本功训练、电工仪表测量、电力拖动、可编序控制器、触摸屏、传感器等单项技能的实践操作训练，使学生能熟练掌握各单项的操作技能。
（2）多项技能单循环操作训练：根据机电一体化专业的技能要求和特点，结合学校机电一体化专业的建设，以工业4.0技术的要求为核心，在完成各单项技能实践操作训练的基础上，进行多项技能单循环的操作训练；如电力拖动+可编程序控制器、电力拖动+可编程序控制器+触摸屏、电力拖动+可编程序控制器+触摸屏+传感器等的单循环技能的操作训练，使学生通过单循环技能的操作训练，将各单项技能进行相关的融合和技能延伸的操作训练，以提升学生的各项操作技能的综合运用能力。
（3）综合性实践操作的模拟练习：通过前面两环节的技能训练，学员已具备一定综合运用操作技能的能力，但对于企业真正复杂的自动化生产线，这些操作技能是远远不够的，也无法满足企业一线技工的技能要求，因此可通过模拟企业生产线的综合性实践操作练习，来提升学生的综合技能；如开展模拟汽车自动化生产线、自动化物流系统、自动分捡系统、恒压供水等与企业生产相对接的模拟生产控制系统来进行操作技能的练习；也可到企业进行专项的顶岗实习，在企业真正的生产过程中去学习，采用“师傅带徒弟”的方法，开展“边教、边学、边做”，将“教、学、做”合而为一，从而达到理论知识与实践操作相结合，技能操作与实际运用相结合；只有通过综合性实践操作的模拟练习，才能真正达复合型技能人才的要求，以适应未来企业自动化生产的需要。
5、教学方法的改革
为了达到以上的教学目的，传统的教学方法将无法满足上述的培训教学要求，这就要求在机电一体化的教学过程中，必须采取先进的教学方法，开展针对性的培训教学，将多媒体教学、参与性教学法和项目教学法等先进的教学方法引入到整个教学过程，如在专业基础课程或单项技能实践操作的学习过程中，可侧重采取多媒体教学，将“理论、示范、练习、反馈”融于一体，起到理论知识的有效传递和操作技能规范学习的作用，而在多项技能单循环操作训练和综合性实践操作的模拟练习时，建议采取参与性教学法和项目教学法，将学生分成各个学习小组，形成团队学习的氛围，依靠团队的力量，互相学习，互相竞争，以完成各项操作训练任务为目标，而开展有效的教学；同时在学习技能的过程中，帮助学生建立团队意识、沟通协调和职业素养等企业必备的能力，有助于学生能更加的适应工业4.0技术下的多元化生产的需求。
机电一体化专业是一个就业前景广阔，市场需求量非常大的专业，随着工业4.0技术下的不断推进，各国都非常重视工业4.0技术的研究，中国制造企业也将遵循工业4.0时代的要求而快速发展，提升“中国制造”的品牌效应，加强复合型技能人才的培养将是技工院校的重要职责，如何在机电一体化专业的教学上创新和改革显得尤为重要，未来的的企业生产将是数字化、智能化、弹性化的生产，对技能人才的需求也将发生重大变化，只有适应现代科技发展的要求，在技能人才的培训教学上有所突破和创新，才能适应未来科技发展的需要，才能把握工业4.0带来的宝贵机遇，有效推动工业制造业的大发展。
参考文献：
1、陈慧蓉 《自动控制技术及应用》电子工业出版社 2014年2月
2、任振辉 《现代电气控制技术》 机械工业出版社 2012年6月
3、 王 平 《电气控制技术及可编程控制技术》机械工业出版社 2014年3月
4、王喜文 《工业4.0：通向未来工业的德国制造2025》机械工业出版社 2015年7月
