摄像技术课程教学大纲（精选9篇）
摄像技术课程教学大纲 篇1
摄像技术课程教学大纲
课程名称：摄像技术 课程编号：1202141B4 学时/学分：48/3 课程类别/性质：通识/必修 适用专业：网络与新媒体专业
一、课程目标与定位
《摄像技术》是网络与新媒体专业学生掌握电视节目摄制方式、方法的基础入门课程，让学生能全面掌握电视画面的概念，电视摄像造型手段，固定画面与运动画面摄像技能，光学镜头应用技巧，电视场面的调度及电视摄像记者具备素质等基础理论与实践知识。重点培养学生具备娴熟的电视摄像技能，电视画面创作技能，为今后电视摄制工作打下扎实的基础技能。
二、课程从属项目关系（可选填）
三、课程知识、能力、素质培养目标
通过本课程的学习，应使学生达到以下基本要求：
通过学习，使学生掌握摄像造型的基本方法，训练学生运用运动、光学、光线、和色彩等造型手段构成影视画面的技能。了解电视摄像与图片摄影的区别，明确电视摄像的时空特性。提高电视摄像的拍摄技巧，掌握曝光和影调调节方法，并且能够理论结合实际，具备较强的实践操作技能和较好的综合应用能力。
1.了解摄像机
2.熟练运用ＳＯＮＹx2000、掌握电视景别和拍摄角度
3.了解光学镜头及其运用 4.了解固定画面、画面构图 5.了解运动摄影和电视场面调度 6.电视摄像用光 7.场面调度与轴线规则 8.综合摄像练习
四、课程基本内容和学时安排
1.数字电视摄像概述（4学时）
教学内容：本章的主要教学内容是摄像机的基本功能和组成、摄像机的类型、摄像机的种类。
教学目标：本章将帮助学生了解如何创作视频图像，了解视频摄像机如何工作 重点与难点：如何创作视频图像 2.数字摄像机（4学时）
教学内容：取景基本技巧、操纵画面深度、取景、摄像机控制与物体运动
教学目标：熟悉基本构图规则不仅有助于拍到有意义的、有冲击力的画面，还有助于学生掌握什么时候以及如何处理摄像机的操作控制装置和变焦镜头位置。摄像机的技术和操作特点在设计上并不具备美学构思的功能，它只能尽量真实有效地实现你的意图。
重点与难点：取景、摄像机控制与物体运动 3.家用摄像机的使用（8学时）
教学内容：掌握摄像机的基本运动、摄像机平衡装置及其应用、操作特性。教学目标：摄像机的基本操作和运动，以及如何完成这些运动。重点与难点：摄像机的基本运动、操作特性
4.专业、广播级便携式数字摄像机的使用（8学时）
教学内容：电视摄象的基本要求：电视摄象的基本要求、常用持机方式；拍摄中画面要完整的内容，构图简洁的具体要求、光线简洁的具体要求、色彩简洁的具体要求，镜头运动、画面运动、主体运动，它们之间的关系；电视摄像的景别及其划分：景别、景别形成、景别种类、景别划分；不同景别的作用；电视摄像常用光位：光位、摄像中的常用光位、不同光位的照明特点，教学目标：讲清电视摄象的基本要求和正确的持机方式，电视拍摄中的各种景别的划分和作用，电视摄影中常用的光位，不同光位形成的不同照明效果。重点让学生明确持机要稳定、画面要完整、构图要简洁、速度恰当、白平衡要准确 镜头要有起幅落幅、各中不同景别的时间长度要恰当在实践中的真是含义。让学生通过实践理解不同景别的作用、运用和特点。
重点与难点：电视摄影中常用的光位 5.高清晰度摄像机的使用（8学时）
教学内容：分镜头拍摄的意义：分镜头、分镜头拍摄，分镜头拍摄的意义；分镜头拍摄的要求：镜头集中拍摄的实现、场记，镜头的起幅与落幅、镜头方向，轴线规则，越轴镜头的处理；几种常用的分镜头拍摄方法：外反拍角度拍摄、内反拍角度拍摄、顶角度拍摄、平行角度拍摄。
教学目标：让学生了解电视片实际拍摄中为什么要使用分镜头拍摄，它在完成故事的叙述对故事情节、事件发展、物体运动过程以及对主体的表现等的作用。了解分镜头拍摄的注意事项，如何实现分镜头拍摄以及常用的分镜头拍摄方法。重点与难点：运动镜头组接后形成的不同的方向关系；轴线规则和处理越轴镜头的方法。6.演播室摄像机的使用（8学时）
教学内容：动态构图和静态构图：动态构图，动态单构图和动态多构图，静态构图，镜头的外部运动、镜头的内部运动、镜头的综合运动；常见画面构图形式及其要求：运动构图、静物构图、肖像构图、群像构图、风景构图，不规则构图、教学目标：表现连续镜头构图结构的整体性；表现画面内容的时空特性；表现画面视点的多角度性。
重点与难点：控制景深的因素；景深在摄影实践中的应用。7.数字电视摄像技巧（8学时）
教学内容：焦距的选择；曝光参数 ；拍摄方法
教学目标：熟练利用构图、景深控制来渲染相片 重点与难点：微距、近景的拍摄
六、建议教材或参考书
1.赵成德.数字电视摄像技术（第二版）（现代传媒技术实验教材系列）.复旦大学出版社，2012.9.2.余武，摄影与摄像基础教程，人民邮电出版社，2010.11 3.东海涛，数码摄影，清华大学出版社，2010.8 4.Michael Rubin，数码摄像手册，人民邮电出版社，2010.6
七、授课方式
本课程以理论讲授为主，采用课堂讲授和学生自学相结合，分析问题与归纳总结相结合，理论教学与实践教学相结合，注重启发式教学，从基本概念入手，由浅入深，循序渐进，突出重点、难点。特别注意引入学科新知识、新动态，提高授课质量，加大课堂信息量。
八、考核方式
考查
制定人： 审核人：
摄像技术课程教学大纲 篇2
因此, 摄像本身不是一个简单的动作, 而是运用拍摄技术的一种艺术创作, 其最终的意义在于传情达意。而我们评价一个影像作品的标准运用得也是艺术标准:有没有准确的表意、有没有表达出某种微妙的情感, 有没有感染力, 而不是一个技术的标准。从这个角度来看摄像基础这一门课程, 就必须走出之前的技术本位, 寻找到更好的教学思路和课程安排。
在教学思路上首要的一点, 就是暂缓专业级摄像机这个“明星”的出现。学生由于其好奇的天性, 对于平常接触较少的摄像机总是抱有新奇的态度, 摄像基础课程没有正式开课之前, 学生也总是会问, 使用怎样的摄像机, 摄像机的操作复杂与否。在授课的一开始, 就先不要一上来就亮出专业级的摄像机, 而是转移一下学生的关注点, 从欣赏影片开始, 任何创作开始都少不了模仿的痕迹, 模仿是一种直接而有效的学习。在欣赏影片的同时, 再进行视听语言的讲解。影片的选择尽量不要以电影为主, 电影过长, 整体的表意系统太过复杂, 最好选择创意突出且比较容易理解的影视广告或者学生当下热衷的影视片断。看完先让学生表达一下整体的观影感受, 再找出影片中最突出的表现元素 (景别、色彩、光影等) , 并分析如何才能创作这种表现元素。学生在这样的反复的分析锻炼中, 逐渐明白视听语言表达的要义。以泰国创作的sony摄像机广告片《女大十八变》为例, 这是一则具有比较强烈的搞笑效果的片子, 学生看到之后通常会哄堂大笑。在笑完之余, 在老师的提示下会进一步分析“笑果”是怎么来的。在内容上, 效果来源于前后强烈的意想不到的反差。这种意外对比的效果, 又通过景别镜头的精心选择、光照的反差和声音的对比等视听综合因素得以呈现。分析的多了, 这就成了一种创作范式的反复解读和有意识的学习。
慢慢的, 在对视听语言的逐渐理解中, 开始使用摄像机和相关的拍摄技巧进行视听语言的练习, 并通过学生的表演来营造更加热烈的课堂氛围。不以技术为本位, 但是技术是必不可少的, 尤其是在单独的视听语言的练习中, 技术的掌握的功力和表意的明确直接关联在一起, 一个镜头才有了表达意义的可能。比如说:移焦镜头, 从技术的处理上来说, 是拉长摄像机的焦距, 让镜头画面的一部分清晰一部分模糊, 并逐渐改变模糊和清晰的主体。在学会了基本的操作之后, 让学生为这个技术运用设定一个合理的情境。假设是甲乙二人的谈话, 一开始甲在说话, 是表现的主体, 让其清晰呈现, 乙为模糊呈现;当乙的反应表情成为重点时, 迅速的让其清晰, 甲变为模糊状态, 移焦在这里运用实现的表意目的是画面表现主体的变换, 从而引导观众的注意力;或者假设另一种情境, 在西湖的风景 (亭子) 当中, 让镜头前的柳枝前景为虚焦状态, 亭子为清晰状态, 然后转换焦点, 这更多的是一种形式感的呈现, 镜头富于变化、画面更加的优美。
在一些能够实现的场景中, 让学生设计表演, 不但直接强化训练了学生的拍摄技能, 效果直接, 而且学生的投入度很高。还是在甲乙谈话的例子, 两个在一起以怎样的关系展开谈话 (恋人、父母、师生) 、谈话的内容是怎样的基调 (悲伤、讽刺、搞笑等) 、在表演中两个人的姿势和站位怎么安排, 以及移焦的时机如何掌握, 诸如此类, 与实际的影视剧的拍摄过程相似。对学生而言, 通过这样的练习, 不仅仅学会了一个移焦的技巧, 而是学会了一个拍摄和创作的思路。
用故事版来强化整体逻辑的表达, 这是单独的视听语言训练一段时间之后的一个提高练习。单个镜头的学习和掌握总是相对简单的, 就像学习绘画中的线条和色彩, 难得是如何能够创造性地运用有限表现要素, 创作出富有影像吸引力的作品。单个镜头的练习像语言训练中的组词, 而故事版的绘制则是书写一个完整的句子。在书写的过程中, 需要有合理安排多个镜头的逻辑能力, 而具体的画面安排, 又考验着学生安排视听语言中各个表现要素的功底。这种情况下, 可以引入学生从小熟知的语文片断 (名师名篇) 的文字片断, 根据片断画成系列的图画, 再把学生的作业展示对比, 学生自然会有启发。
摄像技术课程教学大纲 篇3
关键词：影视摄像；现状；改革创新
从19世纪末第一部电影的产生到今天，影视行业的发展已有一百多年的历史，电视机的普及更加带来了影视行业的飞快发展。基于这样的时代背景，以及市场对电视人才的大量需求，近几年我国很多高校都陆续开设了摄影摄像技术、电视节目制作专业、广播电视编导专业等影视相关专业。在此类专业中，影视摄像课程是一门极重要的专业必修课。现分析《影视摄像基础》课程的特点、教学现状与问题，结合笔者多年授课经验进行深入的教学探索，以期不断改进教学方法，提高教学效果。
一、课程特点
（一）实践性。影视摄像是一门实践性很强的课程，摄像技术是制作电视节目和影视节目的基本条件。影视摄像课程既要教授摄像机操作技术，也要教授摄像拍摄技能。摄像技能的真正获得不可能是简单通过教室内抽象的理论学习，而是需要把学到的知识和技能应用到真实的环境或活动中去，在实践中学习。摄像基本理论知识的学习是抽象的，而各种拍摄实践是具体的，让学生在熟悉摄像机的使用和操作的同时，体会不同的拍摄经历，积累拍摄经验，才能真正提高拍摄水平。
（二）艺术性。影视摄像既是一门技术课，又是一门艺术课，除了有实践性的要求之外，它还具有艺术性。《中外影视大辞典》曾把电视摄像定义为“具有时间、空间特性的运动着的光色造型艺术”。也就是说，电视摄像是一门造型艺术。①如何用不同拍摄技巧展现不同的画面艺术效果，如何用电视画面语言来表达思想和意图。这就需要在学生对基本的按键、内部菜单、持机姿势以及推、拉、摇、移等基本技术练习娴熟之后，对学生进行摄像艺术的强化。
（三）直观性。影视作品具有直观性，而影视摄像是影视作品的基础，因而影视摄像也是一门直观性的课程。摄像技术运用的是否到位，画面能否如实反映创作者的意图，都可以直观的通过电视画面观看得到。
（四）创造性。影视摄像是一门创造性的课程，摄像技术不是盲目的拍摄、不是简单追求画面的美感，而是利用摄像技术进行创造性的艺术创作。同样的一个情节，不同的人能够拍出完全不同的画面效果，创造出完全不一样的画面节奏和画面内涵。摄像技术的学习，需要学生在基本技术娴熟之后，不断的模仿创新，以形成自己独有的画面风格。摄像既是体力活，也是脑力活，它不是是简单的重复劳动，而是创造性的艺术创作。
二、教学现状与问题
（一）教学软硬件跟不上。影视摄像课程具有实践性，这也要求了摄像机是教学中不可缺少的硬件。很多学校只有一台教师机器进行演示，没有足够的学生机让学生操练，无法充分调动学生练习的积极性，达不到预期的教学效果。摄像课程的开始章节一般都是讲解摄像机各功能键的操作和作用，因为掌握摄像机基本操作是熟练使用摄像机的前提条件。学生只看教师在教师机上演示，无法充分掌握各功能键的具体作用，甚至有些学生到课程结束都不知道某些按键在哪里，这都是由于硬件不够的原因造成的。
很多大学影视类的专业都是新办专业，师资力量都是来源于新闻类或文史类教师，原先擅长的也只是相关或是相近课程，没有专业影视摄像的教授级教师，这就使得教学软件跟不上课程需要。
（二）学生影视基础薄弱。在多数高校的专业人才培养方案中，影视摄像处于一个专业基础课的地位，成为比较靠前教授的专业课。而学生大都没有影视方面的认识和积累，对画面、镜头缺乏感性和理性认识，增加了相关理论的理解难度。特别是提及某些画面效果时，脑中没有对应画面，无法直观的对应相关摄像技术和摄像理论。大量的观看优秀的影片、电视等影视作品，是学好摄像的基础。因此，影视艺术鉴赏、视听语言等课程有必要提前成为影视摄像的先修课程，为影视基础课程的开展打好基础。
（三）理论脱离实际。影视摄像是技术与艺术的结合、理论与实践的结合，要学好这门课程需多看、多练，多编写文字稿本与分镜头稿本，多拍摄影视作品。摄像仅靠纸上谈兵是远远不够的.只有通过多实践、多练习才能真正理解和掌握。而目前的大学课堂上，理论讲授与实践教学的学时分配还不够合理，理论学时过多，实践学时过少的现象比比皆是，使得学生的理论学习脱离实际，无法从实际运用中去总结和分析，来提高技术和艺术的表现力。
三、改革创新
（一）采用丰富的教学方法，利用各类多媒体资源，最大限度地调动学生对实践环节的学习积极性。《影视摄像》是一门实践性很强的专业技术课程，它不仅培养学生的操作技能，还包括很多理论知识（用光、构图、美学、景别、角度等）的综合运用。刚开始接触技术的时候，学生很难在短时间内用好摄像技术，也无法将抽象的理论知识具象化，因此可以利用各种多媒体资源触动学生对摄像技术产生兴趣，直观的感受画面语言，将理论和技术、艺术等方面的知识充分糅合，提升艺术感受。例如，在第一次讲授课程时，除了对课程内容和教学方法进行大致介绍之外，还可用多媒体展示本专业往届学生在学习该课程时完成的实践作品或者获奖作品，这样可以激发学生学习该课程的积极性和动手实践兴趣。
在课堂上讲授的理论知识时，插播影视资料片段或做大量实物演示，以生动形象的方式帮助学生理解抽象的理论。例如在讲到摄像角度时提到摄像的景别，包含远景、全景、中景、近景、特写，就分别在不同的影视作品中找到相对应的景别，让学生充分理解什么是景别，结合影视作品去理解不同的景别具有什么样的作用。在讲授特别抽象的知识时，可以选择经典影片的经典片段段等让学生欣赏，直观的讲解相关内容，让学生将模糊的概念理解具化为直接的视听感受，充分调动学生的学习积极性，并提高课堂的活跃度。
（二）以影视艺术作品为引导，加强理论与实际的融合。影视摄像技术的最好体现对象就是影视艺术作品，大量的优秀影视作品都可以成为影视摄像课程的重要素材。对于摄像理论知识的学习和应用，学生只能通过自己的理解和操作过程去理解，如果在讲授理论的过程中能够让学生接触某些具有代表性的影视作品，将抽象的理论知识细化为直观的镜头视觉形象，变抽象为直观，则可以更好地引导学生理解摄像知识和提高摄像技术，让他们在影视作品的分析过程中感悟某些技术带来的视觉感受，对学生创作有着很好的引导作用。
同时，结合影视艺术作品，学生经历了“欣赏分析—理论学习—实践拍摄—再分析—模仿拍摄—验证作品”的过程，通过对比分析找到自身与他人的差距，再经过老师精心的指导和自我的长期实践锻炼，才能真正掌握摄像技艺，为日后创造性地应用摄像技术打好基础。
（三）改革原有考核方式，建立具有导向作用的考核评价体系。传统的考试方式重理论而轻实践，重考试形式而轻实践过程，很难真正学到摄像技能。改革传统考试方式，突出实践技能的考核，是促进学生学习实践技能水平的关键所在。具体做法是把考试科目的期末笔试成绩所占比例调整到40%，提高平时成绩到40%，其中包括实验报告、分镜头剧本的创作、平时提问、mv的拍摄等，考勤20%。在这样的考核机制中，理论和实践的比例达到1：1，能够充分体现实践技能的重要性。此外，还可将技能成绩作为学生奖助学金评定、毕业就业推荐、社会实践、赛事参与等的根据之一，学生会有意识的提高自身动手能力，从而使实践技能的培养真正落到实处，收效显著。
参考文献：
[1] 刘良洪.对电视摄像教学的思考.湖北美术学院学报，2009（108）
摄像技术期末复习 篇4
1。现行的电视制式有几种？和电视节目制作有何关系？
现行的电视制式有三种，分别是：NTSC制、ＳＥＣＡＭ制、ＰＡＬ制。
制式是电视节目的制作标准，某国采用什么制式，就意味着从摄像到编辑到最后播出必须采用同一制式。否则，就会出现制式不兼容的问题。这在选购设备时非常重要，例如在我国大陆就必须选购ＰＡＬ制的电视节目制作系统。
２．电视节目制作方式有哪几种？各有什么特点？
目前电视节目制作方式有ENG、EFP、ESP、SNG四种方式
ENG方式能够适应新闻采访的灵活性、新闻事件的突发性、电视报道的时效性和现场性。它分为前期拍摄和后期剪辑两个阶段，具有灵活的特点，能够适应紧急现场一次制作而成的要求。
ＥＦＰ制作方式由于它的摄录过程与事件发展同步进行，现场感特别强，同时具有制作节目的连续性。它最大的特点是“多机摄录、即时编辑”。是最能发挥电视独特优势的制作方式，尤其是重大新闻事件和现场直播。
ＥＳＰ方式既可以先拍摄录制、后编辑配音，也可以多级同时拍摄，在导演切换台上即时切换播出，ＥＳＰ方式综合了ENG和EFP两者的优势，手段灵活，可用于各类节目制作。
SNG方式的新闻时效快、传播距离远、范围广，在所有的制作方式中具有最为突出的传播优势。
3.摄像机按质量可分为哪几类？
按摄像机质量的不同，可分为广播级、业务级、家用级三大类。
4.长焦距镜头、中焦距镜头、短焦距镜头拍摄的画面效果各有什么不同？
(1).长焦距镜头也叫窄角镜头，它的视角小于20°。它拍出的镜头放大倍率大，景深小，主体物周围很小区域清楚，前景，背景均模糊。
(2).中焦距镜头也称标准镜头。它的视角为24°左右，放大倍数中等，景深范围适中，只是画面的最前面，最后面景物会模糊。
(3).短焦距镜头也叫广角镜头，它的视角大于30°。这种镜头放大倍数小，景深范围大，它拍出的画面几乎全部是清晰的。
5.使用松下-----------摄像机怎么调节白平衡？
⑴设置好摄像机的相关位置：
增益开关“GAIN”打到“L”
输出开关“OUTPUT” “CAM”
光圈方式 开关“IRIS”打到“A”
⑵根据当前的照明情况设置滤色片的位置为1、2、3或4。设置滤色片的关键是根 据当前的色温。⑶将WHT·BAL开关设置为A或B。
A或B是两个白平衡记忆位置，没有什么区别。
⑷在与拍摄现场相同的照明情况下，放一标准白色物体，用变焦的方法
使白色物体充满画面。
⑸向上扳动AUTO WHT/ACCU FOCUS
开关一次，然后将其释放。自动白平
衡调整开始。此时寻像器屏幕上出现
“AUTO WHITE A（B）OPERATION”。
自动白平衡工作。约2、3秒后，显示
自动变为“AUTO WHITE A（B）OK”，表明自动白平衡调整完成。
6.什么是主体？怎样突出主体？
主体是画面要表现的主要对象，是主题思想的直接体现者，也是画面的趣味中心。
(1)、可以通过构图来突出主体
主体、前景、背景布局合理，让主体在水平方向的1/3或2/3处
(2)、用小景深效果
将背景虚化掉，主体就突出了。
(3).通过陪体衬托，或通过背景衬托。‘
(4).将主体置于画面的合适位置。
7.陪体在画面中的作用有哪些？
（1）帮助主体说明内容，衬托主体，使观众正确理解主题思想。
（2）陪体能够使画面更富有生活气息。
（3）陪体可形成与主体的对比，并起到装饰，美化主体的作用。
8。拍摄要点概括为哪几个字？
固定画面：平、稳、清
运动画面：匀、准
9。景别指的是什么？一般分为哪几种？各有什么功能？
♥ 景别是指被摄主体在电视屏幕框架结构中所呈现出的大小和范围
♥ 景别一般被划分为五种：远景、全景、中景、近景和特写。
1.远景--重气势
远景是表现广阔场面的画面，它包括的景物范围大，常常用来交代事件发生的空间位置。
2.全景--重气氛
全景是表现成年人全身的画面。它可以使观众看清楚人物的形体动作及人物和环境的关系。
3.中景--重形态
中景是表现成年人体膝盖以上的画面，它能使观众看清人物半身的形体动作和情绪交流。
4.近景--重表情
近景是表现成年人胸部以上的画面。常用来表现人物面部神情和事物的局部。
5.特写--重神情
♥ 特写是表现成年人肩部以上的头像或某些被摄对象的细部。观众能很清楚地看到画面上人的眼神
变化，嘴角抽动，眼泪夺眶而出等面部表情。
10。什么是摄像三要素？摄像方向有哪几种？各有什么特点？
♥ 摄像位置是指摄像方向、摄像距离和摄像角度，一般又称为摄像三要素。
1.摄像方向
⑴正面方向。
⑵背面方向。
⑶正侧面方向。
⑷斜侧面方向。
正面拍摄：有利于表现拍摄对象的正面特征，能够将拍摄对象的横向线条充分的展示于电视画面上。容易显示出庄重、肃穆的气氛以及物体对称的结构，可以看到画面中人物的完整面部特征和神情，有利于画面中的人物与观众面对面的交流，有利于增加亲切感。
背面拍摄：可以将主体人物与背景融为一体，背景中的事物就是主体人物所关注的对象。背面拍摄不重视人物的面部表情，而注重以人物的姿态来表现人物的内心情感，并以此为主要的形象语言。
正侧面拍摄：有助于突出人物的正侧面的轮廓线条，容易表现人物的面部轮廓和姿态，在拍摄主体人物之间的情感交流时，通过正侧面方向拍摄，可以同时显示出对方的举动和神态，能够兼顾多方，平等对待。同时能够完美地展现运动物体的动作姿态，显示运动的轮廓、形式，展现出运动的特点。
斜侧面拍摄：能够使被拍摄对象的横向线条在电视机上变为斜线，使物体产生明显的形体透视变化，同时能扩大画面的容量，使画面生动活泼，有利于表现景物的立体感和空间感。
11。构图有哪几种基本形式？
1．画面中心法
2．对称法（对称式构图）
3．井字法（即“黄金分割”法）
12。构图时应注意那几个问题？什么是净空高度？构图时应怎样把握？
应注意：空白的处理、净空高度、背景的处理、纵深安排。
在实际的取景活动中，所要表现的人物无论是在室内还是室外，无论是拍全景还是拍近景，人物的头顶要给画框上边留出合适的空间，这个空间称为净空高度。
在拍摄带有方向性的物体时，在物体的前方留下比后方多一点的空间，在拍摄人物运动的趋势方向上和运动物体的前面也要留下足够的空间。
在净空高度方面要使人物的眼睛处在距屏幕上沿三分之一的位置。
在背景处理方面要使人物处在比较简洁的背景上。
在纵深安上可以利用透视原理如近大远小、近浓远淡的效果，也可以在画面中安排必要的前景如过肩镜头、树叶等来表现画面的纵深感。
13。什么是前方空间？什么是印象空间？
对于带有方向的物体，它朝向的一方称为前方空间
对于运动物体，前面空间称为引向空间
14。什么是固定画面？
♥ 固定画面，是指摄像机在机位不动、镜头光轴不变、镜头焦距固定的情况下拍摄的电视
画面。
15。固定画面有哪些特征？
⑴固定画面框架处于静止不动的状态，画面的外部运动因素消失
⑵固定画面视点稳定，符合人们日常生活停留细看、注视观看的视觉体验和视觉要求。
16。固定画面有哪些功能？
⑴固定画面有利于表现静态环境
⑵固定画面对静态人物有突出表现的作用
⑶固定画面能够比较客观地记录和反映被摄主体的运动速度和节奏变化
⑷利用框架因素突出和强化动感
⑸固定画面在造型上有绘画和图片效果，与运动画面相比，更富有静态造型之美及美术作品的审美体验 ⑹固定画面由于其稳定的视点和静止的框架等特点，便于通过静态造型引发趋向于“静”的心理反应
⑺固定画面与运动画面相比较少主观因素，镜头表现出一定的客观性，特别是较少运动摄像所带来的指向性
17。运动拍摄包括哪几种形式？各有什么特点？
1.推镜头
推镜头是指摄像机向某个主体靠近，让主体逐渐在画面上占有越来越大的面积，用来突出主体或表现某一个局部。
2.拉镜头
拉镜头是和推镜头相反的一种运动方式。就是摄像机的机位从拍摄主体的一个主要的局部慢慢向后拉出，让周围的环境不断地进入画面、原来的主体慢慢变小，深入到周围的环境中。
3.摇镜头
摇镜头指的是机位不动，只是镜头的光轴做上下、左右或环摇运动。
4.移镜头
移镜头是指摄像机沿水平面朝各个方向移动时所拍摄到的画面。
5.升降镜头
升降镜头是指摄像机借助于升降装置作上下运动时所拍摄到的电视画面。
6.综合运动镜头
综合运动镜头是指在一个镜头中,把推、拉、变焦、聚焦、摇、跟、移、升降等各种运动拍摄方式
不同程度地，有机地结合起来进行拍摄。
18。轴线有几种表现形式？关系轴线在实际拍摄时怎样画？
在一个人物的场景中，轴线就是人物的视线，这种轴线称为方向轴线；
在两个或者两组人物的场景中，轴线就是人物头部之间的连线，称为关系轴线；
在一个运动物体的场景中，轴线就是物体的运动轨迹，称为运动轴线。
19。什么是外反拍？什么是内反拍？
外反拍角度是两个摄像机的位置都在两个人物的背后，靠近关系线由场外朝向场内将两人均拍入
画面。
内反拍角度是三角形底边上的两台摄像机处在两个被摄人物之间，靠近关系线向外拍摄，在内反拍所拍摄的画面上并不表现演员的视点，人物均是不正对着摄像机的20。专业摄像机名称？
摄像技术课程教学大纲 篇5
项目编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司
资金申请报告编制大纲（项目不同会有所调整）第一章 工业用数字摄像机/智能像机研制项目概况 1.1工业用数字摄像机/智能像机研制项目概况
1.1.1工业用数字摄像机/智能像机研制项目名称 1.1.2建设性质
1.1.3工业用数字摄像机/智能像机研制项目承办单位 1.1.4工业用数字摄像机/智能像机研制项目负责人
1.1.5工业用数字摄像机/智能像机研制项目建设地点
1.1.6工业用数字摄像机/智能像机研制项目目标及主要建设内容
1.1.7投资估算和资金筹措
1.2.8工业用数字摄像机/智能像机研制项目财务和经济评论
1.2工业用数字摄像机/智能像机研制项目建设背景
1.3工业用数字摄像机/智能像机研制项目编制依据以及研究范围
1.3.1国家政策、行业发展规划、地区发展规划
1.3.2项目单位提供的基础资料
1.3.3研究工作范围
1.4申请专项资金支持的理由和政策依据
第二章 承办企业的基本情况 2.1 概况 2.2 财务状况
2.3单位组织架构
第三章 工业用数字摄像机/智能像机研制产品市场需求及建设规模 3.1市场发展方向
3.2工业用数字摄像机/智能像机研制项目产品市场需求分析
3.3市场前景预测
3.4工业用数字摄像机/智能像机研制项目产品应用领域及推广
3.4.1产品生产纲领
3.4.2产品技术性能指标。
3.4.3产品的优良特点及先进性
3.4.4工业用数字摄像机/智能像机研制产品应用领域
3.4.5工业用数字摄像机/智能像机研制应用推广情况
第四章 工业用数字摄像机/智能像机研制项目建设方案
4.1工业用数字摄像机/智能像机研制项目建设内容
4.2工业用数字摄像机/智能像机研制项目建设条件
4.2.1建设地点
4.2.2原辅材料供应
4.2.3水电动力供应
4.2.4交通运输
4.2.5自然环境
4.3工程技术方案
4.3.1指导思想和设计原则 4.3.2产品技术成果与技术规范
4.3.3生产工艺技术方案
4.3.4生产线工艺技术方案
4.3.5生产工艺
4.3.5安装工艺
4.4设备方案
4.5工程方案
4.5.1土建
4.5.2厂区防护设施及绿化
4.5.3道路停车场
4.6公用辅助工程
4.6.1给排水工程
4.6.2电气工程
4.6.3采暖、通风
4.6.4维修
4.6.5通讯设施
4.6.6蒸汽系统
4.6.7消防系统
第五章 工业用数字摄像机/智能像机研制项目建设进度
第六章 工业用数字摄像机/智能像机研制项目建设条件落实情况
6.1环保
6.2节能
6.2.1能耗情况
6.2.2节能效果分析
6.3招投标
6.3.1总则
6.3.2项目采用的招标程序
6.3.3招标内容
第七章 资金筹措及投资估算 7.1投资估算
7.1.1编制依据
7.1.2编制方法
7.1.3固定资产投资总额
7.1.4建设期利息估算
7.1.5流动资金估算
7.2资金筹措
7.3投资使用计划
第八章 财务经济效益测算
8.1财务评价依据及范围 8.2基础数据及参数选取
8.3财务效益与费用估算
8.3.1年销售收入估算
8.3.2产品总成本及费用估算
8.3.3利润及利润分配
8.4财务分析
8.4.1财务盈利能力分析
8.4.2财务清偿能力分析
8.4.3财务生存能力分析
8.5不确定性分析
8.5.1盈亏平衡分析
8.5.2敏感性分析
8.6财务评价结论
第九章 工业用数字摄像机/智能像机研制项目风险分析及控制
9.1风险因素的识别
9.2风险评估
9.3风险对策研究
第十章 附件
10.1企业投资项目的核准或备案的批准文件； 10.2有贷款需求的项目须出具银行贷款承诺函； 10.3项目自有资金和自筹资金的证明材料； 10.4环保部门出具的环境影响评价文件的批复意见；
10.5城市规划部门出具的城市规划选址意见（适用于城市规划区域内的投资项目）；
10.6有新增土地的建设项目，国土资源部门出具的项目用地预审意见；
10.7节能审查部门出具的节能审查意见； 10.8项目开工建设的证明材料；
摄像技术课程教学大纲 篇6
培养在电视、广告、摄影制作机构和企事业、各种文化机构，从事摄影摄像工作的高级技术应用性专门人才。
1、摄影摄像技术专业主要课程
摄影基础、暗房技术、PS数码图片后期处理、摄像基础、premiere影视后期处理、AE影视特效制作、广告摄影、新闻摄影、化妆与造型、人像摄影、婚纱摄影。
2、摄影摄像技术专业毕业后具备的能力
培养目标
培养在电视、广告、摄影制作机构和企事业、各种文化机构，从事摄影摄像工作的高级技术应用性专门人才。
培养技能
掌握暗房制作技术与技巧，能够使用和维护各种现代摄影技术设备的能力。
3、摄影摄像技术专业方向与就业前景
在电视、广告、摄影制作机构和企事业、各种文化机构从事摄影摄像工作。
延伸阅读：
摄影专业就业前景比较乐观，高校开设此专业的还不多，但市场需求较大。摄影专业可以分为普通摄影和新闻摄影两个就业方向。普通摄影更多的是风光、人物的拍摄。这种拍摄要运用艺术手法来表现主题，同时可以重复拍摄以达到最佳效果。在技术上可事先预备好再拍摄。此类毕业生可去从事风光、人物摄影等相关工作。新闻摄影则是对现实生活中的新闻事件进行拍摄，要求摄影记者对现场进行观察和抓拍，这些都是真实而不可重复的。此类毕业生可以从事平面媒体、电视媒体等相关工作。
摄影扩印服务业是一个技术性、专业性很强的行业，其发展需要较高的技术支撑。随着消费者对摄影要求越来越高，数码技术、多媒体技术等高新科技将更多更快地向摄影扩印服务行业渗透，并呈现出摄影后期处理的高科技化趋势。
摄像技术课程教学大纲 篇7
一、分层教学、因材施教
由于数码产品逐渐走进家庭, 不少有条件的学生在学习《电视摄像》课程之前就接触了DV摄像设备, 开始尝试拍摄电视节目。对这部分学生来讲, 希望《电视摄像》课程是提高拍摄水品的专业课程, 而不是入门级的专业课。但是在传统的教学模式中, 教师的首要教学任务是满足大部分基础一般的学生的学习需求, 很难顾及不同层次学生的需求, 无法做到因材施教。
为了解决这一问题, 我们在教学中首先根据学生的学习成绩和兴趣爱好分成基础班和加强班。在加强班的教学中, 理论讲授上力求“少而精”, 注重重点理论的剖析和延伸、先进电视节目制作理念的介绍;在实验上设置多种情景, 提高学生在各种场景下的拍摄能力。通过分层教学, 让没有摄像基础的学生能够系统掌握理论知识、具备常规情景的拍摄能力。同时让具有一定摄像基础的学生在系统掌握理论知识的基础上, 拍摄水平有较大的提高, 能够处理一些复杂场景的拍摄任务, 做到因材施教、个性化教学。
二、以学生为主体、促进知识的内生
建构主义学习理论认为:知识不是由外向内“输入”的, 而是自内而外“生长”的。学生不是知识的被动接受者, 而是主动地建构者。
在这一教学思想的启发下, 我们首先在思想上扭转学生对这门课程认识的偏差。目前大学传播类专业的学生男女比例很不平衡, 女生约占三分之二左右, 很多女生认为在以后的工作中很少会扛摄像机拍摄, 所以, 对《电视摄像》课程不够重视。针对这一情况, 上课伊始我们通过向学生介绍电视节目的制作过程以及电视台的工作流程, 来强调《电视摄像》是制作电视节目制作类课程的基础, 要想做一个合格的电视媒体人必须具备良好的电视摄像知识和技能。我们知道, 人们获取知识的主动性与对知识是否有用和迫切性成正比。当学生认识到这门课程在今后学习和工作的重要性后, 学习的积极性和热情大涨。
解决了学生的认识问题后, 我们在教学方法也进行改革。著名教育家陶行知先生说:“先生的责任不在教, 而在教学, 而在教学生学。”因此, 我们改变教师“满堂灌”的单向教学信息传递模式, 把教学的重心由教变成学, 以学生为主体来组织教学。在教学中转变教师的角色, 从传统的传道授业解惑者变成学习活动的组织者、引导者。教师通过设置情景、布置任务等教学环节, 让学生带着问题主动学习知识、解决实际问题, 提高学生学习的主动性和学习兴趣, 自觉主动地进行知识的建构, 促进知识的内生。
三、设置情景、在解决问题中巩固、活用知识
建构主义教学思想注重情景教学, 认为学习是在学生与环境的相互作用中产生和完成的。根据这一教学思想, 我们在教学中注重任务驱动教学、注重设置情境, 使学生置身于真实的场景中, 在解决问题、完成任务的过程中巩固和灵活运用所学知识。
《电视摄像》课程的教学目的是让学生系统掌握摄像基本理论的基础上, 能够熟练使用摄像机, 并且能够完成不同现场的拍摄任务。根据教学目的我们在教学活动中设置了“校园风景”、“著名学者到校讲座”、“自创一个小情节”等各种拍摄情景, 要求学生分组在规定的时间内完成拍摄任务。在特定情境的拍摄中, 学生要对所学知识进行一定的梳理, 要对光圈、焦距、景深、曝光、构图等知识进行综合的运用, 对复习和巩固知识点起着非常重要的作用。比如, 学习了广角镜头和长焦镜头的造型特点后, 我们设置了“校园风景”的拍摄情景, 让学生通过镜头向人介绍学校的美丽风景。在拍摄过程中学生会体会到广角镜头视角大、透视感强、景深大, 适合拍摄远景、全景来介绍环境;而长焦镜头视角窄、成像大, 适合表现细节……情景教学让学生置身于真实的情境中, 积极参与和解决实际问题, 活学活用所学知识, 是提高教学质量的重要手段。
四、树立团队精神、促进知识的共生
美国明尼苏达大学“学习合作中心”的约翰兄弟认为:“合作学习就是在教学上分设小组, 使学生共同活动以最大限度地促进他们自己以及他人的学习”。在这一教学思想的指导下, 我们把学生分成三到四个人的学习小组, 让学生在教师设置的特定情境中, 以小组为单位, 共同完成各种情境的拍摄任务。
比如:在教师规定的“自创一个情景”的拍摄任务中, 要涉及情节设计、脚本撰写、现场拍摄、剪辑成片等多个环节。在完成任务时小组成员不仅要相互沟通交流、合作协调, 还要在遇到意见不统一时, 学会倾听, 在相互争论、相互磋商中统一思想。
在教学中我们改变以往的学习评价体系, 由关注个体改为关注小组整体的成绩。教师按照小组完成任务的情况以及小组最终作品来评定成绩。以此强调团队的重要性, 培养学生精诚合作、共同进步的团队意识。
摘要：《电视摄像》是一门实践性很强的课程, 传统的课堂讲授为主学生分组实验为辅的教学模式已经不能适应当前的教学需求。本文旨在探讨建构主义学习理论在《电视摄像》课程中的应用, 以期在教学模式和教学手段上有所突破。
关键词：建构主义学习理论,教学模式,教学手段
参考文献
[1]闵绪国, 徐仲伟.建构主义视阈下的思想政治理论课实践教学[J].学校党建与思想教育, 2011.4
视觉捕捉技术在摄像技术的应用 篇8
目前，在人体运动分析领域和摄像领域，视觉捕捉技术有着十分广泛的应用范围，是当前研究的热点课题之一。在视觉捕捉系统的支持下，该技术能够对运动中的物体进行跟踪定位，从而获得其三维运动轨迹，并通过数字解析过程，实现对运动过程的捕捉。运用视觉捕捉技术，能够对物体的运动特诊进行准确把握，得出其在三维空间内特定参数，从而了解到精确的运动状况。在以计算机图形学为理论基础的同时，在空间内设置多个相关技术设备，用于对运动物体的跟踪，最终以图形的形式，将运动状况加以记录，所得到的运动信息较为不容易失真，因而在摄像技术中能够有良好的应用前景。
人体运动跟踪方法
为了完成人体运动分析，首先要做到科学的跟踪定位，对于连续的图像帧，互相之间应具备相匹配的特征，主要包括运动方向、速度、形态及方位等，这样才能获得完整的运动数据。在运动跟踪的方案设计上，应用较广泛的数学模型有动态贝叶斯网络，卡尔曼滤波，以及粒子滤波等方法。由于跟踪定位的对象各不相同，根据其各自的特征，可分别采用模型跟踪方法，区域跟踪方法，活动轮廓线跟踪方法，特征跟踪方法等[1]。 如果使用模型跟踪法，在人体运动目标的表达上，传统的处理手段有三种，即图模型、二维模型以及三维模型；如果使用区域跟踪方法，则需考虑整体跟踪和局部跟踪的不同；如果使用活动轮廓线跟踪方法，在运动目标的表达上，主要手段为封闭的曲线范围，随着目标的移动变化，这一封闭的曲线范围可进行自动更新。在最新的范围曲线跟踪算法当中，首先确定空间（x，y，t），然后构造一个曲面，并对初始曲线进行设置，此时曲线应为水平方向，得到关于该曲线的能量函数，包围移动体区域，此时运动目标的运动变化，能够反映到能量函数的曲线上，当运动目标区达到最小时，函数曲线将靠近运动目标区，实现对运动目标的跟踪定位；如果使用特征跟踪法，首先应完成特征提取，然后再进行特征匹配，从静态图像当中，可提取相应的人体特征，而在序列图像之间，可对这些特征进行匹配，实现完整的跟踪过程。
视觉运动捕捉技术难点
目前，视觉运动捕捉技术的应用仍然存在较多的难点，尽管视觉捕捉技术的研究工作始终热度不减，对视频运动的分析也越来越深入，但从取得的开发成果来观察，由于多种客观因素的作用，在掌握人体运动数据的过程中，整个过程依然十分复杂，操作在难度上还是具有一定的挑战性。其中，最主要的难点在于，人体作为运动跟踪的目标，其本身具有较强的复杂性，运动所涉及的要素也较多，因而在自摄像到成像的整个过程当中，极易造成原有信息的丢失。在研究阶段，研究人员遇到的研究瓶颈则主要有：第一，人体构造的柔性特征，与此同时人体的运动状况也属于非刚性运动；第二，高维表达问题，，对运动过程进行跟踪时，需对运动中的各要素进行仿真模拟，应如何精确再现人体的运动过程，即如何构建人体模型；第三，在视频中，由于运动状况与理论中的理想状态有很大不同，人体极有可能被附近环境掩盖，或自本身存在遮挡部分，这种情况下就无法获得完整的人体运动数据，破坏跟踪定位的精准度，从而给模型的重建造成困难；第四，在从三维到二维的投影过程中，往往会导致深度歧义，对三维的运动目标进行投影，所得到的二维图像并不能完全再现原有的运动状况，许多深度信息将会丢失[2]。如果使用单个摄像机进行摄像，这一问题的严重性尤为明显，根据这种情况下所得到的视频，试图完成运动三维信息的推导，往往失真程度极高。对于这类问题的解决，通常采取逆向的研究方法，通过多种技术手段，将复杂的问题简化，或者在先验知识的指导下，尽量圆满地解决这一问题。
视觉捕捉系统设计探讨
在本次研究中，为了提高跟踪定位的精确度，将选择杆状模型用来模拟人体骨架，同时为了便于完成视觉处理，还将使用HSI色彩模型。通过关节点的运用，可连接形成人体模型，从而得到更适用于数学处理的刚体集合，每一个刚体，都可利用不同的线段加以描述，通过这样的模型转换，原本复杂的运动将大大简化，以骨架运动的形式进入建模和分析阶段。在整个人体模型中，共包含18个关节点，为了便于研究，本文中称其为特征点。在不同的特征点之间，所构成的线段即代表刚体。这样一来，无论在任何时间点，都不会导致形变。同时，由于这些线段代表的是人体骨架，因此可通过解剖学理论，了解到互相间的大小比例关系，将难点顺利转化为先验知识。在模型选用上，虽然RGB有更加广泛的应用，且易于硬件实现。但如果光照强度发生变化，同样一种颜色，所得到的RGB值差别显著，造成色彩信息的失真。但在视觉捕捉技术的应用领域，由于色彩信息的醒目性，常常将其作为跟踪的特征信息，因而需避免亮度的干扰，此时HSI模型的适用性更强[3]。在HSI模型中，其中H表示色调，S表示饱和度，I表示亮度。
在本次研究中，将采用Kalman 滤波与Camshift 相结合的跟踪算法，能够综合二者的优势。通过对运动图像的观察，可对目标物体的方位进行测定，在每一帧图像中，可获得其相应的位置信息数据，这样就可还原人体的完整运动轨迹。在获知前期人体位置信息数据的情况下，可利用Kalman 滤波，对本帧图像进行预测，得出目标出现的大概位置，然后再使用Camshift算法使信息精确化，即在可能出现的区域当中，得到目标的准确位置。要完成精确度较高的视觉运动捕捉过程，可遵循以下步骤：首先，最好使用多个摄像机，得到视频数据流；其次，通过二维跟踪技术，对特征点进行准确计算，从而得出二维运动序列；最后，利用摄像机，对运动目标进行标定，实现三维重建，完成整个视觉运动捕捉过程。
在整个视觉捕捉系统当中，共包括四个不同模块，分别为视频采集、跟踪定位、模型重建以及显示，这四个模块分别具备不同的功能。
视频采集模块。可使用普通的摄像头，对人体运动的整个过程进行拍摄，得到运动的初始视频。在人体的关节部位，分别使用不同的颜色进行标记，以示区分，标记时应注意所使用的颜色应与背景色彩相异，使标记色块成为其他任意三种颜色的区域。对于视频的背景特征，可不做特殊要求。
跟踪模块。通过预测机制，尽量避免运动目标被附近环境掩盖的现象，对模型及运动目标的特征进行研究和分析，使用Kalman进行预测的同时，结合
Camshift算法的使用，以色彩信息为标识特征，进行信息跟踪。针对各帧图像，对其色块中心数据进行提取，建立图像坐标，此时就可得到色块运动序列，获知关节点的运动特征。
重建模块。完成二维图像坐标后，接下来向三维坐标进行映射。在完成摄像机标定之后，可根据人体生理约束，利用摄像机成像原理，对二维数据进行映射，使其在三维空间得以重建。
显示模块。通过OpenGL ，可用来代表特征点的三维坐标，这样就可利用更加精确的数据，实现人体运动的视觉捕捉过程。
为了对本次研究的可行性进行验证，使用普通摄像头，对手臂的运动轨迹进行拍摄。在OpenGL 中，手臂的三维模型得以建立，通过200帧以上的跟踪定位，多数情况下，误差可控制在一个像素以内，取得了理想的试验结果。
综上所述，可知在视觉捕捉技术的应用领域逐渐扩大的发展趋势中，为了更好实现其跟踪及再现的功能，技术本身的精确性、可靠性等仍有较大的可提升空间，面临的技术挑战仍然较多。本文通过对视觉捕捉技术在摄像技术的应用进行深入的探究和分析，指出了视觉捕捉技术的优势及发展困境。本文对人体运动跟踪方法进行了较为详尽的说明，分别介绍了模型跟踪方法，区域跟踪方法，活动轮廓线跟踪方法，特征跟踪方法，阐述了视觉运动捕捉技术难点，并在此基础上，提出了视觉捕捉系统设计方案。
《数控技术》课程教学大纲 篇9
川
理
工
学
院
《机电一体化系统设计》
课 程 教 学 规 范
四川理工学院机电工程系 制造技术及自动化教研室
二00六年十一月
《机电一体化系统设计》课程教学规范
机电工程系机械设计制造及其自动化教研室
课程编号：401011 教学课时：48~56学时；
学
分：3~3.5学分。
适用专业：《机械设计制造及其自动化》本科专业（机械制造、机电一体化方向）；《测控技术与仪器》本科专业等。
执 笔 人：何庆中；
修订日期：2006-11-17
第一部分
教学基本要求
一、《机电一体化系统设计》课程教学的性质 1.1 《机电一体化系统设计》课程教学的重要性
机电一体化是机械工业的重点发展方向之一。是机械技术与微电子技术等相融合的新兴交叉学科。所谓“一体化”，并不是机械技术与微电子技术的简单组合，而是相互取长补短、有机结合（融合），以实现系统（产品）构成的最佳化。随着机械技术、微电子技术的飞速发展，机械技术与微电子技术的相互渗透越来越快。“机电有机结合”是实现机电一体化系统（产品）的短、小、轻、薄和智能化，从而达到节省能源、节省材料、实现多功能、高性能和高可靠性目的的根本手段。因而在机械产品、机电产品、测试仪器、家电产品、工业自动化和过程装备自动化系统设计中，机电一体化技术已得到了广泛应用，并取得了很大的成功。由此可知，机电一体化技术已得到广大科技工作者的广泛重视，并逐步成为科学研究和新产品开发的关键技术手段之一。主要表现如下：
1.1.1 机电一体化技术的引用使传统机械系统（产品）的附加值得到了很大的提高
在机电一体化系统设计原理和方法中能充分体现“以机为主、以电为用、机电有机结合”的设计原则，在传统机械技术基础上，有效的引入微电子技术、系统控制技术、传感技术，从而使传统的机械系统（产品）的附加值得到了很大的提高。
1.1.2 使小型化、高精度、多功能智能化产品得以实现
纵观机械产品、机电产品、自动化控制过程的发展历史，其发展模式沿着“单功能省能→单功能自动化→多功能自动化→自动化高精度”的方向发展。当今机电一体化系统设计原理和方法已为柔性自动化、智能自动化、高精度自动化技术的研究和产品开发提供了良好的基础和机电产品有机结合创造了条件。在结合自动控制技术、测试技术、机电一体化技术、过程控制技术、微电子技术以及计算机技术，使小型化、高精度、多功能智能化的机电一体化产品得以实现。
1.1.3 使省能源、省资源、智能化的机电一体化技术研究的目标成为现实
工业技术研究的三大基本要素是物质、能源、信息；而在工业技术研究基础上的机电一体化技术的追求目标是使机电一体化系统（产品）能实现省能源、省资源、智能化，要达到这一目标以满足市场和用户的系统或产品的小型化，高精度、智能化、低投入、高效益等的要求，唯有机电一体化技术在传统机械技术的基础上，有效而合理的将机械技术、电子技术、微电子技术、测试技术、传感器技术、自动控制技术有机的结合起来才能现实省能源、省资源、智能化的机电一体化技术研究的目标。
由此可得出，在《机械制造及其自动化》（机械设计、机械制造、机电一体化方向）、《测试技术与 控制》本科专业人才的培养计划课程设置，以及《机械设计及理论》、《机械电子工程》、《机械设制造及自动化》等专业硕士研究生培养计划课程设置中，将《机电一体化系统设计》课程作为专业必修课程或选修课程教学是非常必要的。
1.2 《机电一体化系统设计》课程教学的性质
作为综合性较强的主干专业课程教学，使学生通过该课程学习，可培养学生初步了解和掌握应用所学专业基础知识和专业知识解决机电一体化系统或产品设计、维护维修的基本方法和技能，初步具备综合应用各学科知识解决实际问题的能力，为今后参与工程实践打下一定的基础。
二、《机电一体化系统设计》课程教学的主要任务和基本目的 2.1 《机电一体化系统设计》课程教学的主要任务
依据四川理工学院机电工程系《机械制造及其自动化》（机械制造、机电一体化方向）本科专业教学计划、《测控技术与仪器》本科专业教学计划。以培养能在工业生产第一线从事机械设计、制造、机械电子工程（机电一体化系统和产品设计）以及测试技术与控制领域内应用机电一体化系统设计技术承担机电产品设计制造、科技开发、应用性研究等方面的应用型技术人才，掌握机电一体化技术的基础知识、基本技能和一定的动手能力为本专业课程教学的主要任务。
2.2 《机电一体化系统设计》课程教学的基本目的
《机电一体化系统设计》课程是《机械制造及其自动化》本科（机械设计、机械制造、机电一体化方向）、《测试技术与控制》本科以及《电气自动化专业》等专业教学的重点专业主干课程之一。课程教学的基本目的在于让所培养的各专业本科学生能掌握和了解机电一体化系统设计的基本原理、基本设计原理和方法，从系统和产品的角度出发，掌握组成机电一体化系统或产品机械系统元件和部件、常用机电执行元件和传感元件、微电子控制系统和微机控制系统等的基本工作原理、特点、选用原则与方法，能有效地的对常见机电一体化系统或产品进行简要的分析与评价，通过一定的机电产品实例设计分析，初步掌握机电一体化系统或产品动态设计方法和静态设计方法。
三、《机电一体化系统设计》课程教学的基本要求
基本要求在于培养学生掌握机电一体化系统设计与分析的基本原理、基本设计手段和方法，从系统和产品的角度出发，使学生掌握组成机电一体化系统或产品机械系统元件和部件、常用机电执行元件和传感元件、微电子控制系统和微机控制系统等的基本工作原理、特点、选用原则与方法，能有效地对常见的机电一体化系统或产品进行简要的分析与评价，通过一定的机电产品设计实例分析，从机电有机结合的角度出发，初步掌握机电一体化系统或产品动态设计和静态设计方法。
最终目的是培养学生在今后参与工程实践的过程中，能在工业生产第一线从事机械设计、制造、机械电子工程（机电一体化系统和产品设计）以及测试技术与控制领域内应用机电一体化系统设计与分析技术承担机电产品开发、设计制造、应用性研究等方面的基本能力。
四、《机电一体化系统设计》课程重点难点及处理方法
《机电一体化系统设计》课程的教学难点主要体现在机电一体化系统设计的基本工作原理、基本设计思想和方法，从系统和产品的角度出发，使学生如何更好地掌握组成机电一体化系统或产品机械系统元件和部件、常用机电执行元件和传感元件、微电子控制系统和微机控制系统等的基本工作原理、特点、选用原则与方法，能有效地对常见的机电一体化系统或产品进行简要的分析与评价，通过一定的机电产品设计实例，从机电有机结合的角度出发，初步掌握机电一体化系统或产品动态设计和静态设计方法。结合本门课程的特点，以大量生产实例为平台，理论与实践相结合等教学方法和手段，使学生能更好地掌握本门课程的基础知识和要点，以及常见的机电一体化系统或产品的静态和动态设计方法，并能在今后的工作中有所应用。
五、《机电一体化系统设计》课程与其他课程的联系与分工
机电一体化技术是以机械技术为基础，引入电子/微电子技术、自动控制理论、信号处理技术、传 感技术以及计算机技术等相互融合逐渐形成的综合性学科，因而它与其他课程之间的联系非常紧密。在学习《机电一体化系统设计》课程专业课程前，学生应完成如下基础课程和基础专业课程的学习：
5.1 基础课程
高等数学、线性代数与概率论、积分变换与复变函数、大学物理、画法几何与机械制图等基础课程，是为基础专业课程学习和专业课程学习打下坚实的基础。
5.2 专业基础课程
（1）技术基础课程学习
理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、机械工程材料、电工电子技术（模点/数电）、互换性与技术测量基础等一级学科基础专业课程，是机械工程一级学科各专业学习掌握的专业基础课程，为进一步学习掌握二级学科各专业方向的专业基础知识和专业知识创造条件并打下一定的基础。（2）专业方向基础课程学习
机械控制工程基础、机电传动控制基础、机械工程测试技术基础、材料成型技术基础、液压传动与控制、计算机辅助设计（CAD/三维设计）、机械制造技术基础等二级学科专业基础课程，是以培养机械设计制造及自动化（机械设计、机械制造、机电一体化方向）、测试技术与仪器、过程装备与控制工程本科专业人才培养目标为依据，制定的专业方向基础课程，目的为完成后续的专业课程学习打下基础。
5.3 专业课程学习
机械设计学、机械系统设计、测试技术与传感器、计算机原理与控制、自动控制理论、数控技术、机电系统控制与驱动设计、机电系统与计算机仿真等专业课程，也是为培养各专业人才进一步学习《机电一体化系统设计》课程必要的专业知识。
5.4 继续教育的基础
《机电一体化系统设计》课程的学习，可为以下选修课程和继续教育课程学习打下一定的专业基础知识或技能。ADAMS模态分析、机电系统运动学/动力学仿真、自动控制系统仿真，机电系统虚拟样机设计等。
六、建议教材与参考文献 6.1 建议教材
张建民 主编，《机电一体化系统设计》，高等教育出版社，2001年第2版（普通高等教育“十五”国家级规划教材）。
6.2 参考文献
赵先仲 编著，《机电系统设计》，机械工业出版社，2002年第1版。何克忠、李伟主编，《计算机控制系统》，清华大学出版社，1998年第1版。薛定宇著，《反馈控制系统设计与分析》，清华大学出版社，2000年第1版。刘政华、何将三等编著，《机械电子学》，国防科技大学出版社，1999年第1版。
第二部分
教 学 大 纲
《机电一体化系统设计》课程理论教学基本内容与要求（含重点难点，教学组织）
1、第一章
总
论（第1.1~1.5节）
（1）理论教学学时：4学时
（2）教学目的和要求
了解和认知机电一体化（技术）的内涵、定义或解释，研究的主要目的和发展历史和方向；机电 一体化系统设计研究的主要方向和应用特点；机电一体化系统设计的基本要素，以及与工业设计基本要素之间的关系；主要构成和功能特征；各基本要素相互联系的核心技术问题——接口技术；机电一体化系统设计的基本流程、方法和评价体系。（3）主要教学内容
·机电一体化（技术）的内涵、定义或解释——原创性技术和变异性设计理念
·机电一体化（技术）设计研究的主要目的——在机械系统主功能、动力功能、信息功能和控制功能基础上，引入微电子技术、传感技术、计算机技术、自动控制理论，增强传统机械系统（产品）的附加值和自动化应用领域。
·机电一体化（技术）设计研究的主要内容（基本要素）——主要研究“省能源、省资源、智能化”三大基本要素，以及如何应用交叉学科的基础理论知识解决机电一体化（技术）设计中的核心技术问题——接口技术。
·机电一体化（技术）的发展历史和主要研究方向与领域。
·机电一体化系统的构成要素——机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感系统、执行控制系统（元件）组成的五大构成要素或子系统；实现机电一体化系统三大目的功能所具有的两大重要特征：以能源转换为主和以信息转换为主的功能特征。
·机电一体化系统应具有的主要功能要素——主功能、信息功能、控制功能、动力功能、构造功能。·机电一体化（技术）设计中各子系统相互匹配的核心问题：接口技术——接口技术的定义、分类、输入/输出功能，主要研究内容和途径。
·机电一体化系统设计的基本流程——确定产品规格、性能指标—→系统功能部件、基本要素的划分—→接口设计；综合评价或系统评价—→可靠性复查—→试制与调试。
·机电一体化系统设计的评价体系——以系统主功能、信息功能、控制功能、动力功能、构造功能和规格、性能指标进行综合评价。
（4）教学重点
机电一体化（技术）的内涵、定义，研究目的，“省能源、省资源、智能化”三大基本要素，接口技术问题，机电一体化系统（产品）的构成要素和主要功能，设计的基本流程和评价体系。（5）教学难点与处理方法
教学难点：接口技术问题，机电一体化系统（产品）的构成要素和主要功能，设计的基本流程和评价体系为学生认识和掌握的知识重点。
教学处理方法：基于机电一体化系统构成，以网络信号传递方式系统分析讲解机电一体化系统（产品）的构成要素和主要功能；结合传统机电一体化系统（产品）的研发特点讲述机电一体化系统设计的基本流程和评价体系。
2、第一章
总
论（第1.6~1.10节）
（1）理论教学学时：4学时（2）教学目的和要求
掌握机电一体化系统设计方法：一般原则（在充分发挥机电一体化的三大效能省能源、省资源、智能化，提高系统的附加价值的基础上，实现机电系统（产品）的自动化操作，即机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法；掌握机电一体化系统（产品）设计的类型：开发性设计、适应性设计、变异性设计；了解机电一体化系统（产品）的设计程序、准则和规律；机电一体化系统（产品）的开发工程；机电一体化系统（产品）设计与现代设计方法的关系。（3）主要教学内容
·机电一体化系统设计的基本方法——掌握在充分发挥机电一体化的三大效能省能源、省资源、智能化，提高系统的附加价值，实现机电系统（产品）的自动化操作，即机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。
·掌握机电一体化系统（产品）设计的类型——开发性设计、适应性设计、变异性设计。
·了解机电一体化系统（产品）的设计程序、准则和规律——设计程序：总体方案设计、部件（或 关键零件）选择与设计、技术设计与工艺性设计、标准化设计、生产制造试验验收技术条件的制定，达到可靠性、适应性、完善性为设计目标。
·机电一体化系统（产品）设计与现代设计方法——机电一体化系统（产品）设计的特点；现代设计方法手段和特点；两者相互融合的必要性和优势；现代设计方法的基本类型：计算机辅助设计与制造（CAD/CAM），并行工程（CE——全寿命周期设计方法），虚拟产品设计，快速响应设计，绿色环保产品设计，反求设计，网络协同合作设计等。（4）教学重点
机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法；开发性设计、适应性设计、变异性设计理念和方法；机电一体化系统（产品）设计与现代设计方法的关系。
（5）教学难点与处理方法
教学难点：机电一体化系统（产品）设计与现代设计方法的关系及各种现代设计方法的初步认知。
教学处理方法：结合机电一体化系统（产品）现代设计方法的特点与发展趋势，工业生产和日常生活产品中的实例，重点讲述机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法；开发性设计、适应性设计、变异性设计理念和方法。
（6）课外习题要点
复习巩固机电一体化涵义、目的、特征、基本组成要素及可实现哪些功能；工业三大要素和机电一体化三大效果（要素）的内涵；电一体化系统设计的设计思想、方法；开发性设计、变异性设计、适应性设计之间的关系与异同。
题量4~5题 —— 祥见本课程教案或教学日历。
3、第二章 机电一体化系统机械系统部件的选择与设计（第2.1节）
（1）理论教学学时：4学时
（2）教学目的和要求
掌握机电一体化系统机械部分设计或选择的特点，目的，基本功能和基本要求；丝杠螺母机构的基本形式；滚珠丝杠传动部件及其要求；齿轮传动部件及其要求；了解挠性传动部件和间歇传动部件。（3）主要教学内容
·机电一体化系统机械部分设计或选择的特点——掌握机电一体化系统机械部分与一般机械系统机械部分相比所具有的特殊要求（四点）；达到这些特殊要求可采取的主要措施（五点）。·机械传动部件的选择与设计——机械传动部件的基本功能、目的、要求 基本功能：实现能量（动力）和运动形式的转换——工作机和信息机。目的：实现执行元件与负载之间的匹配——能量（动力）和运动匹配。
基本要求：精密化，高速化，小型化，轻量化。
·丝杠螺母机构的基本形式——丝杠螺母机构的主要作用；分类：滑动和滚动丝杠螺母机构（包括结构和功能特点）；丝杠螺母机构的主要结构传动形式：螺母固定丝杠转动并移动、丝杠转动螺母移动、螺母移动丝杠移动、丝杠固定螺母转动并移动，以及差动传动等。
·滚珠丝杠传动部件及其要求——滚珠丝杠传动部件的组成及结构特点；滚珠丝杠传动副的典型结构（滚道截面形状、滚珠的循环方式）；滚珠丝杠传动副轴向间隙的调整和预紧（双螺母螺纹预紧调整、双螺母垫片式预紧调整、双螺母齿差式预紧调整、弹簧式自动预紧调整、单螺母变导程预紧调整）；滚珠丝杠副支承方式（四种）；轴承组合安装支承结构；滚珠丝杠副结构形式的确定与选择方法（单圆弧螺纹滚道的单螺母丝杠副，单圆弧螺纹滚道的双螺母丝杠副，双圆弧螺纹滚道的双螺母丝杠副）等。·齿轮传动部件——齿轮传动的典型结构形式；齿轮传动最佳传动比配置的基本要求；各级传动比最佳分配原则；齿轮传动间隙的调整方法（偏心套筒或偏心轴齿侧间隙调整法，轴向垫片齿侧间隙调整法，双片薄齿轮错齿齿侧间隙调整法）。·挠性传动部件简介 ·间歇传动部件简介（4）教学重点 滚珠丝杠传动副的典型结构（滚道截面形状、滚珠的循环方式）；滚珠丝杠传动副轴向间隙的调整和预紧；滚珠丝杠副结构形式的确定与选择方法；齿轮传动最佳传动比配置的基本要求；各级传动比最佳分配原则；齿轮传动间隙的调整方法。（5）教学难点与处理方法
教学难点：滚珠丝杠传动副的典型结构（滚道截面形状、滚珠的循环方式）；滚珠丝杠传动副轴向间隙的调整和预紧；齿轮传动间隙的调整方法。
教学处理方法：与图文并茂和实际应用的形式，详细讲解教学难点，使学生易于理解和掌握。
4、第二章 机电一体化系统机械系统部件的选择与设计（第2.2节）
（1）理论教学学时：4学时（2）教学目的和要求
掌握导轨副的组成、主要类型及其应满足的要求；常见导轨副组合与间隙调整、特点；导轨副材料的选择及其机械性能确定；提高导轨副耐磨性的措施；滚动导轨副的类型与选择；直线运动滚动导轨副。了解回转运动滚动导轨副；滚动轴承导轨副。（3）主要教学内容
·导轨副的组成、主要类型及其应满足的要求——导轨支承部件的作用和组成；导轨副的主要类型；导轨副应满足的基本要求（导向精度、导轨的刚度、精度保持性、运动灵活性和低速运动平稳性、温度敏感性和结构工艺性要求）；导轨副设计的主要内容与步骤。
·滑动导轨副的结构及其选择——常见滑动导轨副的截面形状和特点（三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨）。
·常见导轨副组合与间隙调整、特点——双三角形组合导轨，矩形与矩形导轨组合；三角形导轨与矩形导轨组合；三角形导轨与矩形和平面导轨组合；燕尾形导轨与矩形导轨组合。
·导轨副材料的选择及其机械性能确定——导轨副材料的选择的基本原则与要求；常用导轨副材料的基本性能和特点；导轨副材料机械性能确定的基本方法与手段。
·提高导轨副耐磨性的措施——采用镶装导轨；提高导轨精度、改善导轨表面粗糙度、采取合理的润滑；减少导轨单位面上的压力（比压）、采用必要的卸荷装置。·滚动导轨副的类型与选择——滚动导轨副的组成、分类（滚动体和循环方式）与结构特点；滚动导轨副的基本要求：高的导向精度、高的耐磨性、足够的刚度、良好的工艺性。
·直线运动滚动导轨副——直线运动滚动导轨副滚动体循环工作方式的工作原理，结构特点和应用。·回转运动滚动导轨副——回转运动滚动导轨副的工作方式的工作原理，结构特点和应用。·滚动轴承导轨副——滚动轴承导轨副的工作方式的工作原理，结构特点和应用。
（4）教学重点
导轨副的组成、主要类型及其应满足的要求；常见导轨副组合与间隙调整、特点；导轨副材料的选择及其机械性能确定；滚动导轨副的类型与选择；直线运动滚动导轨副工作原理与结构形式。（5）教学难点与处理方法
教学难点：常见导轨副组合与间隙调整、特点；滚动导轨副的类型与选择；直线运动滚动导轨副工作原理与结构形式。
教学处理方法：与图文并茂和实际应用的形式，详细讲解教学难点，使学生易于理解和掌握。（6）课外习题要点
复习巩固机电一体化系统中传动机构的作用；对传动元件的基本要求；滚珠丝杠副的主要构成元件、传动特点以及支承方式（特点）；齿轮传动系统传动比的分配原则。
题量4~5题 —— 祥见本课程教案或教学日历。
5、第三章 机电一体化系统执行元件选择与设计（第3.1~3.2节）
（1）理论教学学时：4学时（2）教学目的和要求 了解执行元件的主要类型和特点；掌握机电一体化系统（产品）对执行元件的基本要求；了解常用控制电机类型与主要特点；掌握机电一体化系统对伺服控制电动机的基本要求；掌握典型伺服控制电动机的主要特点和选用原则。（3）主要教学内容
·执行元件的主要类型，能量转化方法及其特点——电气式、气压式、液压式、其他形式。·机电一体化系统（产品）对执行元件的基本要求——惯量小，动力大；体积小，重量轻；安装方便、便于维修维护；易于实现自动化控制。
·机电一体化系统（产品）常用控制电机——DC/AC电动机、力矩电动机、步进（脉冲）电动机、变频调速电动机、开关电磁电动机以及其他电动机（直流或交流脉宽调速电动机、电磁伸缩元件）等，及其主要特点简介。
·机电一体化系统对伺服控制电动机的基本要求——性能密度大。即功率密度 Pw=P/G 或比功率密度 Pbw=(T2/J)/G 大；快速性好。加速度大、响应特性好；位置控制/速度控制精度高、调速范围大、低速平稳性好、分辨率高和振动噪音小；能适应频繁启动，可靠性高、寿命长。·伺服控制电动机的种类、特点以及选用
种类：动力用电动机和控制用电动机；主要特点：伺服控制电机电特性与应用原则；伺服控制电机的选择基本原则（要求）。（4）教学重点
执行元件的主要类型和特点；机电一体化系统（产品）对执行元件的基本要求；常用控制电机类型与主要特点；机电一体化系统对伺服控制电动机的基本要求；典型伺服控制电动机的主要特点和选用原则。
（5）教学难点与处理方法
教学难点：伺服控制电动机的工作原理和机电一体化系统对伺服控制电动机的基本要求，特点与选用原则。
教学处理方法：在详细讲解伺服控制电动机工作原理的基础上，结合实际机电一体化系统或产品中对伺服控制电动机的基本要求，选用和应用特点。
6、第三章 机电一体化系统执行元件选择与设计（第3.3~3.5节）
（1）理论教学学时：6学时（2）教学目的和要求
重点掌握步进电机与驱动技术：步进电动机的运行特性与主要性能指标，步进电机的驱动与控制（驱动电路、变频控制信号、环形脉冲分配器、功率放大器、细分驱动电路、典型细分驱动电路）；了解直流电机与驱动技术和交流电机与驱动技术。（3）主要教学内容
·复习内容：步进电机的定义；基本工作原理；主要类型与主要特点。
·步进电动机的运行特性与主要性能指标——分辨率；静态特性（矩－角特性、静态稳定特性）；动态特性（动态稳定区、启动转矩、矩－频特性、惯－频特性）；其他技术参数。
·步进电机的驱动与控制——驱动电路：主要由脉冲分配器和功率放大器两部份组成，实现信号分配和能量放大；变频控制信号：主要有脉冲频率与电机转动方向控制信号，确定位移、转速、转向的实现。
·环形脉冲分配器——软件分频；通用集成电路分频；专用集成电路分频。
·功率放大器与作用——功率放大；限制电流；续流保护；典型放大电路：单电压功率放大电路、高低压功率放大器、晶闸管功率放大器、恒流源功率放大器。
·细分驱动电路——工作原理：在不改变步进电机结构的条件下，将步进脉冲电流细分逐步增加到Imax，再逐步减少到Imin，形成阶梯波电流，从而提高了步进电机的步进精度，减小了振动、噪声。细分驱动电路的特点：在不改变步进电机结构参数的条件下，可降低电机运转的步进角。·典型细分驱动电路——多路功率开关细分电路；单功率放大细分电路。·直流伺服电动机及其驱动 ·交流伺服电动机及其驱动
（4）教学重点
步进电机与驱动技术：步进电动机的运行特性与主要性能指标，步进电机的驱动与控制（驱动电路、变频控制信号、环形脉冲分配器、功率放大器、细分驱动电路、典型细分驱动电路）；直流伺服电动机及其驱动；交流伺服电动机及其驱动。（5）教学难点与处理方法
教学难点：步进电机的驱动与控制（驱动电路、变频控制信号、环形脉冲分配器、功率放大器、细分驱动电路、典型细分驱动电路）；直流伺服电动机及其驱动；交流伺服电动机及其驱动。教学处理方法：在详细讲解步进电动机、直流/交流伺服电动机、工作原理的基础上，结合实际机电一体化系统或产品中对控制电动机的基本要求，选用和应用特点。（6）第三章课外习题要点
复习巩固掌握机电一体化系统中对执行元件的分类与特点；机电一体化系统对执行元件的基本要求；步进电机具有哪些特点与环形分配方式、功率放大器电路种类以及工作原理、细分电路的特点、细分方式。
题量4~5题 —— 祥见本课程教案或教学日历。
7、第四章 机电一体化系统微机控制系统的选择与设计（第4.1节）
（1）理论教学学时：4学时
（2）教学目的和要求
掌握微机控制系统的定义；了解常用控制计算机的类型、抉择和权衡方法；掌握微机控制系统的设计思路和微机系统构成与种类；了解微机软件与程序设计语言。
（3）主要教学内容
·微机控制系统：是将微型计算机作为机电一体化产品的控制器，结合微型计算机的工作原理、接口电路（数字和模拟）的设计、相应的控制软件，实现对控制对象的控制形式和动作控制方式等控制功能的实现。
·常用控制计算机的类型：单片机、单板机，微型计算机——构成与特点。
·微机控制系统专用与通用、硬件与软件的抉择和权衡——专用与通用的抉择；硬件与软件的权衡；必要的抗干扰措施。
·微机控制系统的设计思路——确定系统总体控制方案；确定控制算法（逐点比较法、数字积分法、PID调节控制法、最小拍控制法、最优控制法、随机控制法、自适用控制法、遗传控制法、模糊控制法、鲁棒控制法、神经网络控制法、专家系统）；选择微型计算机（较完善的中断系统、足够的存储容量、完善的输入/输出通道、实时时钟控制能力、）；系统总体设计（接口设计、通道设计、）；软件设计：系统软件、应用软件。
·应用程序的一般编写方法：模块化程序设计法和结构化程序设计法。·系统调试：硬件调试、软件调试、系统调试三大步骤。
·微机系统构成与种类——微处理机、微型计算机、微型计算机系统等系统的总称。
·微机软件与程序设计语言——机器语言（Machine language），汇编语言（Assembly language），高级语言（High level language），操作系统（Operating System）；应用程序库或软件包（OFFICE、C、VC、JAVA、CAD、PRO/E、UG、3DMAX、MATLAB、MAPLE 等）。（4）教学重点
微机控制系统的定义；常用控制计算机的类型、抉择和权衡方法；微机控制系统的设计思路和微机系统构成与种类。
（5）教学难点与处理方法
教学难点：微机控制系统的设计思路。
教学处理方法：结合不同微型计算机的构成和性能特点，以及在机电一体化中的应用进行设计思
++路的讲解，并对一定的实例进行分析。
8、第四章 机电一体化系统微机控制系统的选择与设计（第4.6节）
第4.2节 第4.3节 第4.4节 第4.5节 内容在计算机硬件基础、计算机原理等课程中已学习过，在此不做讲解。
（1）理论教学学时：2学时（2）教学目的和要求
掌握PLC的基本工作原理与基本构成；PLC的编程特点与执行过程；了解PLC的应用和编程步骤。（3）主要教学内容
·PLC的基本工作原理与基本构成
工作原理：使用可编程存储器存储用户设计的应用程序指令，由指令实现逻辑运算、顺序操作、定时、计数、算术运算和I/O接口通讯来控制机电一体化系统（产品）。
基本构成：如图4-2所示，主要由微处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM、EPROM）、I/O接口（数字、模拟）、编程接口、编程器（含显示）等组成。·PLC的编程特点与执行过程——顺序串行编程与执行。
·PLC的应用举例——下面借助于实际例子了解PLC的应用和编程步骤（执行加工工艺流程）。（4）教学重点
PLC的基本工作原理与基本构成；PLC的编程特点与执行过程。（5）教学难点与处理方法
教学难点：PLC的编程特点与执行过程。
举例讲述PLC在机电一体化系统中的应用和编程特点。
9、第四章 机电一体化系统微机控制系统的选择与设计（第4.7节~第4.8节）
（1）理论教学学时：4学时（2）教学目的和要求
掌握输入/输出接口控制信号的可靠性设计基本要求；提高输入/输出电路与接口可靠性的主要方法；了解检测传感器的分类与基本要求，传感器的选择原则及注意事项，传感器的测量电路和传感器的微机接口。
（3）主要教学内容
第4.7节 微机应用系统的输入/输出控制的可靠性设计
·输入/输出接口控制信号的可靠性设计基本要求：能可靠地传递控制输入/输出信息；能够进行信息的转换，以满足微机对输入/输出信息转换要求；电平量转换与匹配；电量与非电量转换；强电与弱点转换与匹配；具有阻断干扰信号进入微机控制系统的能力。
·提高输入/输出电路与接口可靠性的主要方法：光电隔离电路和信息转换电路设计。·信息转换电路设计：弱点/强电转换电路；数字/脉冲信号转换；数/模(D/A)转换、模数(A/D)转换；电量转非电量。
4.8 常用检测传感器的性能特点、选用与微机接口
·检测传感器的分类与基本要求：检测传感器的定义、作用；检测传感器的分类； ·传感器的选择原则及注意事项：选用原则；改善和提高传感器的性能的技术措施。·传感器的测量电路：模拟型测量电路；数字型测量电路；开关型测量电路。·传感器的微机接口：模拟量接口方法、数字量接口方式、开关量接口方式。
（4）教学重点
输入/输出接口控制信号的可靠性设计基本要求和提高输入/输出电路与接口可靠性的主要方法。（5）教学难点与处理方法
教学难点：提高输入/输出电路与接口可靠性的主要方法。教学处理方法：重点讲述不同接口电路中的可靠性设计方法。（6）课外习题要点
复习巩固掌握机电一体化微机控制系统设计中，微机选择应满足的基本条件；提高微机控制系统抗干扰能力的主要方法和手段；光电耦合器的光电隔离原理；常用传感器的种类及其基本特性。
题量4~5题 —— 祥见本课程教案或教学日历。
10、第五章 机电一体化系统的元、部件特性分析（第5.1节）
（1）理论教学学时：2学时（2）教学目的和要求
重点掌握机械系统的主功能和基本特性要求，变换机构及其运动变换分析。了解机械系统的机构静力学特性研究的主要问题和机构动力学特性研究的主要问题。（3）主要教学内容
·机械系统的主功能：将一种机械物理量变换成与目的要求相对应的另一种机械物理量（运动参量、力/力矩参量）。·机械系统的基本特性要求：在具有承担外载荷足够的强度（бb, бs, бp）和刚度（结构刚度、接触刚度和局部刚度）的前提下，质量和惯量要小，系统响应要快，带负载的能力要强。·一般线性机械系统的动态特性（传递函数）：X(s)/Fx(s)= 1/[(Jm+JL/i2)s2] 典型机械系统的动态特性（传递函数）：齿轮减速：Y = f(x)=(1/i)x；只有机构转动惯量：X(s)/Fx(s)= 1/Jms2；只有负载转动惯量：X(s)/Fx(s)= 1/(JL/i2)s2。
,)x·非线性机械系统的动态特性（传递函数）：FxFm(x,xdf(x)dt,)。Fy(y,yy· 变换机构及其运动变换分析：齿轮传动机构（线性）；柔性带/链传动机构（线性）；回转/直线机构（线性）；间歇机构（非线性）；连杆机构（非线性）；凸轮机构（非线性）等。
·机构静力学特性与研究的主要问题：输出端负载向输入端的转换；机构内的摩擦力/矩对输入端的影响；各外部和内部载荷或重力载荷产生的加速度对机构内部构件承载能力的影响。
·机构动力学特性与研究的主要问题：研究机构要素的惯性和机构中各元素、部件以及整机的刚度特性和振动特性；平面运动机构要素的动态力及动态力矩；空间运动机构要素的动态力及动态力矩；机构输出端的弹性与动态特性。（4）教学重点
机械系统的主功能和基本特性要求；变换机构及其运动变换分析；机械系统的机构静力学特性研究的主要问题和机构动力学特性研究的主要问题。（5）教学难点与处理方法
教学难点：机械系统的机构静力学特性研究和机构动力学特性研究。
教学处理方法：以动力机构、变换机构为基础，分析机械系统的机构静力学特性和机构动力学特性问题的主要研究内容。
11、第五章 机电一体化系统的元、部件特性分析（第5.2节）
（1）理论教学学时：4学时（2）教学目的和要求
重点掌握机械系统中传感器的主功能；传感器的分类；动电式变换传感器的特性和压电式变换传感器的特性。了解具有其他平滑特性的变换传感器和传感器检测系统的特性。掌握传感器检测系统的整体特性的组成部分与要求。
（3）主要教学内容
·机械系统中传感器的主功能：由传感元件将机械物理量变换成电平参量或另一机械物理量，再经运算放大器或机械变速器转换成可接受利用的信号参量。
·传感器的分类（按变换物理过程分类）：电/磁变换传感器（动电式、静电式、磁阻式、霍尔效应式等）；压电变换传感器；应变/电阻变换传感器；光/电变换传感器。·典型传感器的特性。
动电式变换传感器的特性： VS(s)Y(s)Gme(s)Ks1Ls/RRs1RCskRsdRs1RCsd，当LS/R<<1时，传感器具有线性特征。，当RCs>>1时，Gme≈d/C，放大系压电式变换传感器的特性： VS(s)F(s)Gme(s)数与压电系数成正比，与电容量成反比。但在τ= RC（固有振动周期）低时，系统测试不准确。故压电式变换传感器只能用在被测信号频率足够高时，测试结果才准确。
·具有其他平滑特性的变换传感器（即线性特性或数字特性）：差动变压器传感器、静电/电桥式传感器、应变计传感器、光电编码器。
·传感器检测系统的特性：机械变换、机电变换、电气变换等部分组成。（4）教学重点
机械系统中传感器的主功能；传感器的分类；动电式变换传感器和压电式变换传感器的特性。（5）教学难点与处理方法
教学难点：各类传感器或传感系统传递函数特性分析与应用。
教学处理方法；以不同传感器的工作和应用特点为基础，进行特性分析与应用原则的讲解。
12、第五章 机电一体化系统的元、部件特性分析（第5.3节，第5.4节）
（1）理论教学学时：2学时（2）教学目的和要求
重点掌握电气式执行元件系统的主功能和系统组成；电磁变换执行元件的特性分析；具有反馈环节驱动电路电磁变换执行元件的动态特性分析；步进电动机的特性分析。了解压电式执行元件及其特性分析；执行元件与机械结构结合中的若干问题。（3）主要教学内容
·电气式执行元件系统的特性分析
电气式执行元件系统的主功能：将输入电控信号转换为机械物理参量。
电气式执行元件系统的组成：控制电路→驱动电路→电/机变换→机械变换。
常用电气式执行元件：DC/AC伺服电机，步进电机，直线电机（含电磁铁）、压电元件、超声波电机等。
·电磁变换执行元件的特性分析：DC/AC伺服电机为例进行特性分析。
·具有反馈环节驱动电路电磁变换执行元件的动态特性分析：DC伺服电机典型反馈驱动电路控制的动态特性分析；测速发电机（旋转变压器）反馈驱动电路控制的动态特性分析。·步进电动机的特性分析：环行分配、功率放大、步进电动机变换的特性分析 ·压电式执行元件及其特性分析：电压—电荷—应力变形特性分析。
·执行元件与机械结构结合中的若干问题：机械惯性阻转矩的匹配方法、凸轮理论曲线分析、残余振动分析、无残余振动的定位分析。（4）教学重点
电磁变换执行元件的特性分析；具有反馈环节驱动电路电磁变换执行元件的动态特性分析；步进电动机的特性分析。
（5）教学难点与处理方法
教学难点：电磁变换执行元件的特性分析；具有反馈环节驱动电路电磁变换执行元件的动态特性分析；步进电动机的特性分析。
教学处理方法：结合不同的电磁变换元件的工作原理，以及在系统中的应用特点，详细分析执行元件的动态特性分析。（6）课外习题要点
复习巩固掌握典型机械系统的动态特性和常用的线性变换机构的特点与应用。题量2~3题 —— 祥见本课程教案或教学日历。
13、第六章 机电一体化系统的机电有机结合分析与设计（第6.1节）
（1）理论教学学时：4学时
（2）教学目的和要求
重点掌握机电有机结合的稳态设计考虑方法研究的主要内容和检测传感装置、信号转换接口电路、放大电路、电源的匹配选择与设计。稳态设计考虑方法的主要设计程序及要求。（3）主要教学内容
·机电有机结合的稳态设计考虑方法研究的主要内容：
系统的输出运动参数的技术状态；执行元件的参数选择；功率（力/力矩）的匹配以及过载能力的验算；各主要元件的选择与控制电路的设计；信号的有效传递；各级增益的分配；各级之间阻抗匹配和所采取的抗干扰的措施。
·负载分析：典型负载，负载的等效换算。
·执行元件的匹配选择：伺服系统执行元件的转矩匹配，伺服系统执行元件的功率匹配。
·减速比的匹配选择与各级减速比的分配：减速比匹配选择一般原则要求，各级减速比的分配原则。·检测传感装置、信号转换接口电路、放大电路、电源的匹配选择与设计；伺服系统的稳态设计方法，伺服系统主要功能部件的选择与设计。
·系统数学模型的建立：半闭环控制方式（数学模型），全闭环控制方式（数学模型）。·稳态设计考虑方法的主要设计程序及要求
（4）教学重点
机电有机结合的稳态设计考虑方法研究的主要内容和检测传感装置、信号转换接口电路、放大电路、电源的匹配选择与设计。
（5）教学难点与处理方法
教学难点：稳态设计考虑方法的主要设计程序及要求的认知了解。
教学处理方法：应用实例分析进一步学习和认知稳态设计考虑方法的主要研究内容和重点考虑的问题。
14、第六章 机电一体化系统的机电有机结合分析与设计（第6.2节，第6.3节）
（1）理论教学学时：4学时（2）教学目的和要求
重点掌握机电有机结合的动态设计考虑方法研究的主要内容，伺服系统的调节方法。了解机械结构弹性变形对系统的影响和减少影响可采用的措施，动态设计考虑方法的主要设计程序及要求。（3）主要教学内容
·机电有机结合的动态设计考虑方法研究的主要内容：在稳态设计所建立的数学模型（传递函数）基础上，选择系统的控制方式和校正（或误差补偿）形式；设计校正（或误差补偿）装置，并有效的与稳态设计所建立的数学模型（传递函数）系统相融合，构成具有误差补偿作用的反馈调节系统，最终达到稳定工作和满足被控制对象的各项动态指标要求。
·伺服系统的控制方式：前置反馈和反向误差调节反馈控制方式。·校正（或误差补偿）形式：波德（Bode）图法和根轨迹图法。
·伺服系统的调节方法：伺服系统动态稳定性分析与过渡过程，动态特性与动态稳定性参量或指标，伺服系统动态稳定性校正，伺服系统调节校正分析，速度反馈校正（测速发电机局部负反馈）。机械结构弹性变形对系统的影响：有效地减少机械系统产生自激振荡而影响系统正常工作的各种因素，最有效的方法是机械系统的控制频带避开机械系统的固有谐振频率。
·通常采用的方法：机械振动系统运动学和动力学方程的建立；简化系统，建立弹性变形时机械系统的运动和动力传递结构框图；写出机械系统的运动和动力传递的控制等效框图；建立机械系统的传递函数；应用根轨迹法判定系统的工作稳定性。
·动态设计考虑方法的主要设计程序及要求。
·机电系统的可靠性设计方法：可靠性的概念、保证产品（系统）可靠性的主要方法。（4）教学重点
机电有机结合动态设计考虑方法研究的主要内容，伺服系统的调节方法。（5）教学难点与处理方法
教学难点：伺服系统的调节方法。
在条件允许的情况下，利用自动控制系统仿真分析设计软件进一步分析和学习伺服系统的调节方法、调节程序步骤等机电有机结合动态设计方法的知识要点。
第三部分
教学实施细则
依据本课程教学的性质和教学目的，学生按本课程教学内容重点掌握和了解各章节或各教学环节的教学目的和要求，是本课程教学的基本任务，也是最终考查（考试）的基本范围和知识要点，可作为知识掌握和复习的基本内容和要求。由此制定出本课程的教学实施细则。
一、课堂教学方法
以各章节教学内容，教学重点和难点为依据，以每次课堂教学为基本教学单元，采取学生教师互动的教学方式，相互尊重的人性化管理加强课堂纪律的整理等教学模式；在多媒体教学手段应用的基础上，充分发挥传统教学方法（板书教学与互动）的特点，引用互动提问式教学，突出教学重点，图文并茂，尽可能让每一位学生更好地认知教学过程中应掌握和了解各章节的重点知识内容和难点。主要教学方法和手段如下：
1.1教学前的准备
认真熟悉地理解和掌握本专业学生的培养目标，教学计划与课程体系，基础课、专业基础课、专业课、选修课以及实践教学内容等之间的相互关系和联系。
1.2理论教学前应准备的教辅资料
在认真理解和掌握本课程教学理论研究和应用研究的相关领域和发展方向的基础上，消化熟悉所选用教材明确的知识体系和结构、重点内容和要点，参阅相关参考教材和著作，依据本课程教学规范中教学大纲的要求，在实施理论教学前，应完成准备的教辅资料主要有：课程教学教案，课程教学讲义，多媒体CAI课件，以及必要的习题（课内、外）等。
1.3课堂教学过程与方法
以各章节教学内容，教学重点和难点为依据，以每次课堂教学为基本教学单元实施理论教学。在教学过程中，应重点注重以下几方面教学手段的实施。
·在教学硬件设施许可的条件下，尽量应用多媒体教学方法与传统板书教学方法相结合，再结合主讲教师的教学特点，进行理论教学。在本课程教学过程中，引用多媒体教学手段，具有信息量大，直观性强的特点；应用传统板书教学方法具有逻辑性强，易于与学生进行互动教学，同时也可了解和掌握学生对知识要点、重点、难点的掌握程度。
·教师应严于师表，语言行动规范，尊重学生，平易近人。在上课前互动致敬整顿课堂纪律是每次课教学的第一手法；在每一课堂教学中，主讲教师应直立、面向学生进行教学，严而不俗，互动教学，随时注意学生的听课情况和反映，尽可能保持课堂教学进程的完成和课堂纪律；下课休息时间，尽量接近学生，与之交谈了解学生对本门课程知识的认识和获得的教学效果，尽量针对学生的实际情况，灵活完善教学方法，使之能尽可能多的掌握本门课程的基本知识要点。
1.4课外辅助教学方法
课外辅助教学主要包括课外作业、课外辅导，在条件具备的情况下，可带学生参观机电一体化系统或者产品，进行一定的现场讲解。教师必须认真修改课外作业，并做必要的批示和有完整的记录，教师最好全部修改课外作业；教师必须按规定时间按时进行课外辅导，并可根据学生的实际情况，适当拓宽大疑问题的范畴。
二、实现教学目标的措施和办法
为了落实教学目标的实现，有效管理和监控教学进程与教学质量，提高教学效果和总结教学经验，进一步改进教学方法，在教学实施过程中，主要采取如下措施和方法实现教学目标。
2.1 课堂教学与监控
每次课程教学前整顿课堂纪律，随机考勤与课堂提问相结合，监控教学进程与教学效果，考勤与提问考核结果作为学生平时成绩的组成部分。
2.2 课外作业
2.2.1 主要目的
布置课外习题作业应达到的主要目的是使学生在认真复习所学各章节的基础上，通过完成课外习题作业的方式，进一步掌握和巩固各章节的基本知识要点和重点内容，并初步具备灵活应用所学知识（基本原理、方法、概念和观念），解决相应的技术问题的手段或方法。2.2.2 各章节课外习题布置的要点和题量（1）第一章课外习题要点
复习巩固机电一体化涵义、目的、特征、基本组成要素及可实现哪些功能；工业三大要素和机电一体化三大效果（要素）的内涵；电一体化系统设计的设计思想、方法；开发性设计、变异性设计、适应性设计之间的关系与异同。
题量4~5题为宜。（2）第二章课外习题要点
复习巩固机电一体化系统中传动机构的作用；对传动元件的基本要求；滚珠丝杠副的主要构成元件、传动特点以及支承方式（特点）；齿轮传动系统传动比的分配原则。
题量4~5题为宜。（3）第三章课外习题要点
复习巩固掌握机电一体化系统中对执行元件的分类与特点；机电一体化系统对执行元件的基本要求；步进电机具有哪些特点与环形分配方式、功率放大器电路种类以及工作原理、细分电路的特点、细分方式。
题量4~5题为宜。
（4）第四章课外习题要点
复习巩固掌握机电一体化微机控制系统设计中，微机选择应满足的基本条件；提高微机控制系统抗干扰能力的主要方法和手段；光电耦合器的光电隔离原理；常用传感器的种类及其基本特性。题量4~5题为宜。（5）第五章课外习题要点
复习巩固掌握典型机械系统的动态特性和常用的线性变换机构的特点与应用。题量2~3题为宜。
（6）第六章课外习题要点
复习巩固掌握机电一体化系统的稳态设计方法和动态设计方法，以及在设计中应该掌握的基本要点和提高稳态/动态精度的手段。
题量2~3题为宜。
2.3 辅导答疑
合理安排辅导答疑时间，并对学生提问与答疑交谈的结果，做一定的纪律，并将提问和认知情况作为平时成绩参考的依据。
2.4近距离与学生交谈
充分利用课余时间和平时时间，近可能地与学生交谈和谈心，掌握学生对本门课程的认识和知识掌握的情况，使学生能认识到学好本门课程是教师和学生共同努力的结果。2.5 考核环节
《机电一体化系统设计》课程属大学四年学习的专业综合性课程，综合性和实用性较强，考核的重点在机电一体化系统设计的基本要求，设计思想、观念、思路与方法等范围。
2.5.1 考核形式与成绩构成
《机电一体化系统设计》课程以闭卷考试（卷面成绩）为主（85%），平时成绩（含作业成绩、上课考核情况等）为辅（15%）。
3.3.2 闭卷考试的主要内容或范围
第一章：机电一体化（技术）的内涵、定义或解释，研究的主要目的和发展历史和方向；机电一体化系统设计研究的主要方向和应用特点；机电一体化系统设计的基本要素，以及与工业设计基本要素之间的关系；主要构成和功能特征；各基本要素相互联系的核心技术问题——接口技术；机电一体化系统设计方法：一般原则（在充分发挥机电一体化的三大效能省能源、省资源、智能化，提高系统的附加价值的基础上，实现机电系统（产品）的自动化操作，即机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法）；机电一体化系统（产品）设计的类型：开发性设计、适应性设计、变异性设计；
第二章：机电一体化系统机械部分设计或选择的特点，目的，基本功能和基本要求；丝杠螺母机构的基本形式；滚珠丝杠传动部件及其要求；齿轮传动部件及其要求；导轨副的组成、主要类型及其应满足的要求；常见导轨副组合与间隙调整、特点；提高导轨副耐磨性的措施；滚动导轨副的类型与选择（直线运动导轨副）。
第三章：执行元件的主要类型和特点；机电一体化系统（产品）对执行元件的基本要求；常用控制电机类型与主要特点；机电一体化系统对伺服控制电动机的基本要求；典型伺服控制电动机的主要特点和选用原则；步进电机与驱动技术：步进电动机的运行特性与主要性能指标，步进电机的驱动与控制（驱动电路、变频控制信号、环形脉冲分配器、功率放大器、细分驱动电路、典型细分驱动电路）。第四章：微机控制系统的定义；了解常用控制计算机的类型、抉择和权衡方法；PLC的基本工作原理与基本构成；PLC的编程特点与执行过程；输入/输出接口控制信号的可靠性设计基本要求；提高输入/输出电路与接口可靠性的主要方法。
第五章：机械系统的主功能和基本特性要求，变换机构及其运动变换分析；机械系统的机构静力学特性研究的主要问题和机构动力学特性研究的主要问题；机械系统中传感器的主功能、传感器的分类、动电式变换传感器的特性和压电式变换传感器的特性；传感器检测系统的整体特性与要求；电气式执行元件系统的主功能和系统组成；电磁变换执行元件的特性分析；具有反馈环节驱动电路电磁变换执行元件的动态特性分析；步进电动机的特性分析。
第六章：机电有机结合的稳态设计考虑方法研究的主要内容和检测传感装置、信号转换接口电路、放大电路、电源的匹配选择与设计；机电有机结合的动态设计考虑方法研究的主要内容，伺服系统的调节方法。了解机械结构弹性变形对系统的影响和减少影响可采用的措施，动态设计考虑方法的主要设计程序及要求。
3.3.3 考试试卷题型及题量的组成原则（1）客观题
以填空和单项选择题为主。建议一空和一项选择为1分，总计最多不超过30分。（2）简答题和简述题
以基本概念、基本定义、基本原理、基本方法和特点为主。建议6~8题为宜，每题6~8分。总计在40分~50分之间。
（3）思考题或叙述题
以基本原理和方法的应用、特点分析为主。建议2~3题为宜，每题8~12分。总计在20分~30分之间。