机电一体化课程设计

机电一体化课程设计（通用12篇）

机电一体化课程设计 篇1

现代科学技术的迅猛发展, 尤其是微电子技术、信息技术、传感与检测技术和机械技术的相互渗透, 使传统的机械工业产生了深刻的变革。一些被广泛应用的传统机械传动系统, 逐渐被机械电子机构所取代, 传感器和微电子控制系统已成为机电产品的重要组成部分。

一机电一体化技术与其他技术的区别

1.机电一体化技术与传统机电技术的区别

传统机电技术的操作控制主要通过具有电磁特性的各种电器来实现, 如继电器、接触器等, 在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系;机械本体和电气驱动界限分明, 整个装置是刚性的, 不涉及软件和计算机控制。机电一体化技术以计算机为控制中心, 在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响, 整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。

2.机电一体化技术与并行工程的区别

机电一体化技术将机械技术、微电子技术、计算机技术、控制技术和检测技术在设计和制造阶段就有机地结合在一起, 十分注意机械和其他部件之间的相互作用。而并行工程将上述各种技术尽量在各自范围内齐头并进, 只在不同技术内部进行设计制造, 最后通过简单叠加完成整体装置。

3.机电一体化技术与自动控制技术的区别

自动控制技术的侧重点是讨论控制原理、控制规律、分析方法和自动系统的构造等。机电一体化技术将自动控制原理及方法作为重要支撑技术, 将自控部件作为重要控制部件应用自控原理和方法, 对机电一体化装置进行系统分析和性能测算。

4.机电一体化技术与计算机应用技术的区别

机电一体化技术只是将计算机作为核心部件应用, 目的是提高和改善系统性能。计算机在机电一体化系统中的应用仅仅是计算机应用技术中的一部分, 它还可以在办公、管理及图像处理等方面得到广泛应用。

二教学方法

改以教师为主体的知识灌输型为以学生为主体的素质能力培养型教育。教学方法采用启发式、直观式、讨论式、发现式等多种教学手段的有机结合, 充分发挥学生学习的主体性和自主性, 培养学生的自主意识和合作精神, 鼓励学生独立思考, 激发学生的主动性和学习的兴趣。具体的教学方法包括:问题教学法、实物引导法、过程教学法、实验教学法、案例教学法等。一是问题教学法, 即围绕重点、难点问题集中讨论和分析, 力争做到重点、难点问题当堂解决。二是实物引导法, 即课堂上, 教师发放凭证、账簿、报表等实物, 让学生通过观察真实的凭证、账簿、报表等, 培养学生的感性认识, 缩短书本与现实之间的“距离”。三是过程教学法, 即借助于多媒体教学手段, 将处理的程序进行过程演示或通过模拟实验室电子流程板循序渐进地进行讲解, 使学生形成系统的知识体系。四是实验教学法, 即在实验室让每一位同学进行实际手工和上机操作, 熟悉各岗位的手工操作, 培养学生的实际动手能力, 实现学生“零距离”上岗。五是案例教学法, 改变传统的课堂讲授教学方法, 选用或自行设计相关案例, 由教师组织学生参与, 在分析案例的过程中开展教学活动, 促进学生相互讨论和交流的教学方式。案例教学法能极大地激发学生学习的兴趣和主动性。

整个课程的组织是以多项目为导向, 每个项目分成基于工作过程的不同任务来完成。项目的设计遵从学习认识规律和职业成长规律, 从简单到复杂、从单一技能训练到综合技能训练。项目的设计也遵从学生的个性差异, 设计具有难度梯度的项目, 适应不同基础的学生完成, 即使难度最低的项目也能满足课程大纲要求。在每个项目类中, 有一个案例教学项目, 另外的三个项目难度递减, 学生根据自身的情况选择完成。最终达到学生的PLC应用技术由生手变为熟手, 职业素养得到较大的提升。

企业项目不是一成不变的, 是根据企业目前生产实际情况, 决定学生完成什么样的企业项目。另外企业项目的时间安排也要随着企业生产情况进行调整。课程以项目为主线, 基于工作过程的任务驱动进行项目的实施, 体现“做、学、导”的过程。项目布置后, 先由学生自己思考、自己尝试, 体现学生的“自主探究”, 也就是学生“做”的过程;当在完成项目中遇到困难和问题时, 小组学生相互讨论, 老师参与但不指导;当小组内无法解决时, 组与组之间进行讨论, 体现学生的“合作探究”, 也是“学”的过程;当仍然解决不了问题时, 老师加以启发引导, 学生重新思考解决方案;若还是无法解决, 教师则进行案例 (案例所用项目与学生完成项目不同) 教学, 针对学生出现的问题作为教学重点, 尤其特别注重教授学生分析问题、解决问题的方法和新的知识点, 然后学生结合讲解, 再次完成自己的项目, 这个过程体现了“协助探究”, 也是“导”的过程。教师在整个教学过程中只是起到引导、启发作用, 只教授学生各种方法, 但不替学生完成任务的任何部分, 让学生“不等”、“不靠”, 自己想方设法完成自己的任务。充分体现了学生的自主学习、探究性学习。另外, 每次课的开始, 同学之间相互交流上一次课完成项目中遇到的问题以及解决问题的方法, 针对好的方法和思路, 教师加以点评, 供其他同学借鉴。这样不仅使学生的专业知识得到巩固, 更重要的是系统地提升了学生的专业技能, 掌握了应对未来工作岗位上需完成项目或工作任务的方法。另外, 课程中采用多项目, 难度逐渐递进, 这样可以使学生的技能和完成项目的方法得到反复训练, 达到不断巩固的程度。

三教学成果

1.课程改革推动实训基地建设, 产学研成果使教学效果不断提高。为了满足该专业和课程的改革需要, 学校组建了机械电子学生实训培训基地, 为了使机电一体化课程能够在真实环境下实现工学交替和顶岗实习, 学校引入校外真实企业和真实产品, 以此项改革带动下的“校企合作, 实现工程实训基地运行机制创新的探索与实践成果, 优越的实践环境使教学效果不断提高, 该课程学完后学生基本达到了两个职业资格标准。

2.高素质的“双师型”教师队伍保证了教材建设、实验设备开发和教学方案实施。课题组教师知识、年龄结构合理, 来自企业的兼职教师为实践环节提供了有力的保障。教材和实训材料由课题组教师编写。课题组教师以项目导向模式带领学生研发了大量实验设备, 并指导学生参加全国机械创新和电子竞赛, 均取得较好的成绩。

机电一体化课程设计 篇2

课程设计任务书

学

院：

班

级：

学

号：

指导教师：朱红萍

二0一一年十二月

目 录

一、课程设计目的

二、设计题目及参数

三、设计内容

四、机电一体化系统设计

五、心得体会

六、参考文献

一、课程设计目的

机电一体化系统课程设计是一个重要的实践性教学环节。要求学生综合运用所学过的机械、电子、计算机和自动控制等方面的知识，独立进行一次机电结合的设计训练，主要目的是：

1）学习机电一体化系统总体设计方案拟定、分析与比较的方法。

2）通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算方法与选用原则。如齿轮/同步带减速装置、蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等。

3）通过对进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式，学会选用典型的位移/速度传感器；如交流、步进伺服进给系统，增量式旋转编码器，直线光栅等。

4）通过对控制系统的设计，掌握一些典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路；如控制系统选用原则、CPU选择、存储器扩展、I/O接口扩展、A/D与D/A配置、键盘与显示电路设计等，以及控制系统的管理软件、伺服电动机的控制软件等。

5）培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立“系统设计”的思想。

6）锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。

二、设计题目及参数

设计题目：X-Y数控工作台机电系统设计

任务：设计一种供立式数控铣床使用的X-Y数控工作台，主要参数如下，1）立式铣刀最大直径d15mm； 2）立铣刀齿数z3； 3）最大铣削宽度ae15mm； 4）最大背吃刀量ap8mm； 5）加工材料为碳素钢或有色金属；

6）X、Y方向的脉冲当量xy0.005mm/脉冲； 7）X、Y方向的定位精度均为±0.01mm；

8）工作台面尺寸为230mm230mm，加工范围为250mm250mm； 9）工作台空载最快移动速度vxmaxvymax3000mm/min； 10)工作台进给最快移动速度vxmax

fvymaxf400mm/min。

三、设计内容

设计内容由机械系统、控制系统和设计说明书三部分组成。具体工作量要求如下。

1、机械系统设计

X-Y数控工作台机械结构装配图：A0图一张，零件图：选2-3个零件

2、控制系统设计

控制系统一般包括系统电源配置、CPU电路、RAM与ROM扩展、键盘与显示、A/D与D/A接口、I/O通道接口、通讯接口等。要求完成1张A1图纸的硬件电路设计工作，设计控制系统的主要软件流程，对RAM和I/O接口芯片进行详细编程，对伺服电动机进行控制编程。条件允许时，尽量对所编软件进行调试实验。

3、设计说明书

设计说明书是课程设计的总结性文件，认真地写好说明书可以锻炼科技论文的写作能力。设计说明书要求清楚地叙述整个设计过程和详细的设计内容，包括总体方案的分析、比较与确定，机械系统的结构设计，主要零部件的计算与选型，控制系统的电路原理分析，软件设计的流程图以及相关程序等。说明书的撰写内容不应少于7000字（不少于15页），要求内容丰富、条理清晰、图文并茂、符合国标。

4、格式要求：

1）页面设置：上边距：3.0cm；下边距：2.5cm；左边距：2.8cm；右边距2.5cm。页码设置在右下角/页脚居中。说明书正文部分的页眉必须注明“班级_《机电一体化系统设计》课程设计说明书”字样，页眉的文字用宋体五号。正文部分文字字号小四。

2）课程设计要求用A4纸张，包括封面、目录、设计内容，参考文献等。3）参考文献格式为：[序号]主要作者.文献名称.刊名，年（期）：起止页码。例如：[1] 陶仁骥．密码学与数学[J]．自然杂志，1984，7（7）：527-529．参考文献不少于5篇。

机电一体化课程设计 篇3

【摘 要】针对高职学生在机械设计基础课程教学中存在的各种不良现象，积极进行教学改革，在教学过程中开创灵活多变的教学方法，以提高学生的学习兴趣，改进教学质量，为学生后续课程的学习及走上工作岗位打下良好基础。

【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）

【作者简介】刘 鹰（1972- ），女，广西农业职业技术学院专任教师，中级职称，研究方向：机械类学科的高等职业教育，远红外发热器的创新性应用。

机电一体化课程设计 篇4

21世纪科学技术的发展是日新月异的, 作为科技人才的摇篮的高等教育正面临着诸多挑战。我国传统的高等教育主要借鉴了原苏联的模式, 专业划分过多、过细, 已不能适应当今社会经济发展的需要。针对这一情况, 在机械工程学科下的机械设计、制造及其自动化专业就诞生了, 它融合了以前的多个专业, 在某种程度上实现了“厚基础、宽专业”的教育目标。在此大背景下, 原来的机电一体化设计的教学内容、手段和方法已不能满足整个高等教育改革的需要, 因此, 其自身的改革势在必行。

一、现行机电一体化设计教学上存在的问题

机电一体化设计大多由机电一体化和机械电子工程等相关专业的主体课程演化而来。若教学对象为机电一体化专业的学生, 他们自然有机电一体化设计的相关课程作为支撑;电子学专业的学生有模拟电子、数字电子及电子电路设计等课程为支撑。而机械设计、制造及自动化专业的学生, 由于他们在电子学方面的前续课程仅有涉及基础理论知识的电子电工学等极少数课程, 所以在教学对象变化的同时, 原有的教学内容显然已经无法满足要求。

非机电专业与机电专业的机电一体化设计教学的目的是不尽相同的。对于机电一体化或机械电子工程等专业的学生, 他们有较雄厚的机电一体化相关知识, 因此, 对于他们的教学主要是放在机械、电子、控制、计算机等各学科的综合性、系统性的设计上;而对于机械类专业所开设的机电一体化课程应以学生实际所学各种知识为基础, 较简单地传授机电一体化的基本理论和思想, 并在其中加上一些电子、计算机等薄弱环节的知识。

传统的教学以讲授教材上的理论知识为主, 另外再加上一些应用实例以巩固所学知识, 缺乏实践环节, 因此, 对学生创新能力的培养是有限的。

二、机电一体化设计教学改革的主要内容

对机械设计制造及自动化专业的机电一体化设计课程进行的改革实践, 其内容主要为整合教学内容、培养学生创新能力和改进教学手段、改变考核等。

1.针对教学对象重新整合教学内容

机电一体化系统设计应该具备的前续课程为机械设计、机械原理、电工技术、模拟电子和数字电路、控制工程基础及微机原理等等。但实际上, 本科四年制机械设计制造及自动化专业所学课程较多、较广, 很难单单只为满足机电一体化课程教学而设计整个课程体系, 所以除机械类课程外, 其他课程有的只是相关内容的简单综合和概括, 如电子电工技术代替了电工学、模拟电子与数字电路等, 还有一些则根本没有开设。很显然, 在电子技术、计算机技术等方面相当薄弱, 这为开展机电一体化教学造成了不少的困难。因此, 在课程内容上要适当加入一些电子、计算机方面的知识。但是, 这部分教学主要是针对一些相关机电一体化实例而讲授的, 并且占用的课时也不是很多。毕竟教学的主要目的是让学生掌握机电一体化设计的基本思想和原理。

2.增加实践环节, 巩固所学知识, 培养学生的创新能力

传统教学重理论轻实践。我们培养学生的目的, 不是让他们记住多少东西, 而是如何去应用所学的这些知识, 因此, 仅在课堂上传授知识是远远不能达到目的的。开展实践教学十分必要, 只有这样才能从根本上培养学生的创新能力。我们对机电一体化设计的课时安排作了一些调整, 授课时间由原来的72学时减少到48学时, 将减掉的24学时用做机电一体化课程设计, 让学生做一个机电一体化的产品设计, 如数控机床改造、简单机器人设计等。通过课程设计全面培养学生机电一体化设计的意识, 加深对机电一体化系统设计的认识。由于在设计过程中充分调动了学生的兴趣和积极性, 因此, 相比以前的纯教学方式取得了很好的效果。我们除了增加课程设计外, 还增加了一些参观实习的内容, 通过简单的动手操作、拆装数控机床等机电一体化产品, 加强了学生设计过程中的机电一体化意识。

3.在教学中使用各种现代化工具, 提高学生的学习兴趣, 降低理解难度, 培养学生利用工具处理问题的能力

多媒体教学软件在高校教学中已经普及。最普通的多媒体软件PowerPoint, 虽然简单实用, 在教学中也能起到良好的效果, 然而其交互性和专用性相对较差。针对这一情况, 我们专门开发了适合机电一体化教学的多媒体课件。该课件主要应用Authware、Photoshop、Firework等各种多媒体软件, 结合多年机电一体化教学经验, 在一些难点、重点地方多采用动画以及实体照片、录像等各种方式创建而成。这一课件在教学实践中提高了学生的学习兴趣, 降低了理解难度, 在保证教学质量的同时, 提高了教学效率, 在某种程度上解决了教学任务重与时间短的矛盾。“工欲善其事, 必先利其器”。即将步入机械工程行业的学生, 掌握各种先进的处理工具, 尤其是计算机工程软件, 是十分必要的。所以在教学过程中, 引导学生利用课外时间学习SolidEdge三维设计、Protel电路设计与仿真、Matlab/Simulink控制仿真、Labview虚拟仪器等软件, 并利用这些软件对机电一体化的部分重点、难点进行分析, 有助于学生加深对机电一体化的认识, 并初步具备使用这些软件解决一些简单的机电一体化设计问题的能力。

4.改革考核方式, 引导学生树立正确的学习态度

在高校, 考试仍在很大程度上起着学习指挥棒的作用。在选修机电一体化设计的学生中, 有一部分人的主要目的是拿学分。他们平时学习不认真, 到接近考试时临时突击复习, 虽然也能通过考试, 但他们掌握的知识很不牢固, 没有达到教学要求。针对上述情况, 我们改革了对学生的考核方式, 变以往的闭卷考试为开卷考试, 变一卷定输赢为分批、分层、分散考查学生, 加大对学生平时的考查力度。另外, 在相应的重要章节布置一些小论文, 提高学生兴趣, 开发创造力。通过这些行之有效的措施, 扭转了一些学生的学习态度。课上认真听讲, 课下踊跃钻研的学习风气逐渐形成。

三、教学改革的主要成效

通过改革, 机电一体化设计教学取得了较大的成果, 在改革中获得了丰富经验。机电一体化设计教学改革有以下主要成果:重新整合教学内容, 使之更加适合教授非机电专业学生;培养学生独立思考和动手的能力, 增强了学生的创造性;运用现代教学手段, 高质量、高效率地传授知识;加大学生平时的考核力度, 提高了学生的学习兴趣。

当然, 教学改革是一个长期的工作, 一次改革并不能做到一劳永逸。这就要求我们经常发现教学中存在的问题, 及时解决这些问题, 让教学工作更上一个新台阶。

摘要：非机电专业的机电一体化设计课程教学改革, 针对教学对象重新整合教学内容;增加实践环节, 培养学生的创新能力;使用各种教学工具, 培养学生利用工具处理问题的能力;改革考核方式引导学生树立正确的学习态度, 取得了良好的效果。

关键词：机电一体化,设计,教学改革

参考文献

[1]尹志强, 等.机电一体化系统设计课程设计指导书[M].北京:高等教育出版社, 2010.

[2]张建民, 等.机电一体化系统设计[M].北京:高等教育出版社, 2008.

[3]吴振彪.机电综合设计指导[M].北京:中国人民大学出版社, 2000.

[4]刘杰, 张辉, 韩卫光, 范俭.机电一体化系统设计[M].沈阳:东北大学出版社, 1997.

机电一体化技术课程作业 篇5

第一章 绪论

1.简述机电一体化技术方向。

2.机械系统是机电一体化系统的最基本要素，请你说说它的作用及设计要求。

第二章 机械传动与支承技术

1.在设计齿轮传动装置时，对于转动精度要求高的降速齿轮传动链，可按什么原则进行设计？

2.某齿轮系中，设i = 65，传动级数n = 3的小功率传动，试按等效转动惯量最小原则分配传动比。并验算之。

第三章 伺服传动技术

1．直流伺服的特点是什么？驱动方式有哪些？

2．交流伺服的特点是什么？驱动方式有哪些？

3．步进电机的结构及工作原理是什么？驱动方式有哪些？各有何特点？

4．各种伺服电机的区别和特点？

第四章 计算机控制技术

1．计算机控制技术的发展方向？

2．计算机接口方式有几种？

3．工业控制计算机中STD总线的含义？

4．PID控制的含义是什么？

机电液一体化课程教学研究与探讨 篇6

【关键词】应用型 教学内容 教学手段

【中图分类号】TH-39 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0040-02

中国教育部在2014年3月在教育改革方向中明确提出，为满足中国经济的社会发展，应加快、加大对应用型人才的培养力度。国内的诸多高校最近今年也逐渐注重实践环节的建设，增大实践教学比例，重点培养学生的实践动手能力和创新能力。本文以长江大学工程技术学院机械设计制造及自动化为例，对机电液一体化课程教学内容和教学方法进行研究与探讨。

1.机电液一体化课程改革的必要性

机电液课程主要以机械类，电气类、控制类等课程组成，是机械自动化专业必修的专业课程。该类课程具有课程内容多，灵活性强，实践动手要求高等特点，单靠传统的理论和实验的教学形式是无法提升学生对该知识掌握的程度，学生的动手能力和创新能力将无法完全施展。为培养适应国家经济发展需求的应用型人才，对实践教学内容和教学方法的改革势在必行。

2.机电液一体化课程教学内容的改革

改革课程教学内容，要注重内容的合理布置和搭配，积极进行广泛的社会调查，借鉴各院校在此方面的成功案例，在培养学生实践动手能力为主的基础上，适当提升学生的创新能力。课程设置过程中充分考虑学生所具备的知识储备和能力大小，在人才培养方案制定过程中，重点突出如下几点：

①采用“模块化”课程体系。在人才培养方案设置中，将课程体系分为：专业基础课、专业核心课、专业技能课三大模块，在专业基础课中主要开设机械原理、机械设计、电工电子技术，专业核心课里开设可编程控制器（PLC），液压与气压传动，传感器与检测技术，机电传动控制等，专业技能课开设金工实习，机械设计课程设计，柔性加工系统综合实训，机械创新实践，数控技术课程设计，生产实习，各类软件操作培训等。

②加强实践教学内容。在教学过程中，加大上机课，实验，实习实训、课程设计和毕业设计等实践教学学时，各个环节和理论教学相辅相成，通过实践环节服务理论教学，在理论教学中提出实践内容和实践要求。让学生在实践中能与理论相结合，在实践中培养自己的实践动手能力和创新能力，为今后走上工作岗位打下基础。

③强化课程设计和毕业设计。目前，各类课程设计和毕业设计是实践教学中的重要组成部分，它主要培养学生综合应用能力，是判别学生是否能理论与实践相结合的重要环节。为保证课程设计的质量，在课程设计之前，指导老师先要制定好课程设计计划，学生课程设计要完成的任务，基本做到每人一题，或者几个学生组成一个小团体，分工协作共同完成。 而在毕业设计方面，我们实施双向选择，重点以学生选择为主，让学生尽量选择自己适合的课题进行毕业设计。毕业设计的题目要求老师题目要多样化，题目尽量来源于生产实际或者科研项目，且报题数量按1.2：1来执行，最终教研室通过研究选取最适合学生，又最接近生产实际的题目，以1：1的比例让学生进行选取。

3.机电液一体化课程教学方法的改革

在机电液一体化课程教学过程中，力求避免枯燥乏味的理论阐述，尽量在教学过程中采用多种教学方法相结合，激发学生兴趣，提高教学效果。目前常用的教学方法主要有几下几点：

①讨论式互动教学方法。针对一个实例，首先让每个学生先自行研究分析，提出解决方案，然后老师和学生，学生和学生先充分讨论各种方案，再进行方案的对比，最后找出最优方案。例如，PLC教学过程中，在对各种梯形图设计方法过程中，可以以十字路口交通灯控制系统为例，让学生先通过路口交通灯的控制要求，提出梯形图设计方案。有学生会采用经验设计法，有学生则会根据控制要求，先行绘制出顺序功能图，然后采用置位复位编程方法、起保停编程方法、STL编程方法，在这几种方法中，让学生先进行方法比较，看哪种方法设计时最简单，最直接，通过比较最终选取STL编程方法，该方法程序简单，程序步数最短，PLC在执行时扫描时间最短，扫描速度最快，大大提高了控制系统的性能。

②项目教学法。这个项目可以是老师的课题，也可以是生产实际中常见的课题。通过对项目要完成的内容，让学生自己动手来进行模拟或者设计。例如，在讲解液压与气动的综合应用时，可以液压压力机这个项目为例，老师提出压力机要完成的动作，学生根据所需动作和相关参数，自行选择液压元件，组成液压控制系统。这样将大大提高学生的学习兴趣，对锻炼学生解决实际问题的能力也起到重要作用。

③一体化教学方法。一体化教学方法指的是在教学过程中做，在做中教。适当的时候可以把课题搬到实验室中，让学生在现场通过实验，通过拆装来更深地去理解理论知识。让内容不再抽象，不再乏味，并且也激发学生的动手能力。

4.机电液一体化课程教学手段的改革

为了更好地实施上述的教学方法，提高学生动手能力和学习兴趣，教学手段可以从下述几个环节来实施：

①建立多媒体教室。通过多媒体课件，可以在课件中引入大量的动画、图片或者视频，让学生更好地开阔眼界，增强学习的自觉性。

②建立机电液一体化实验室。目前本校已经购置两套柔性制造系统，该系统集成了机械、电气、PLC、液压与气动、电机传动等机电液主干课程的内容。学生在实验室进行相应的实践学习时，可以更好地对前面所学知识进行综合应用，学生动手能力和创新能力能得以充分体现。

5.总结

通过对机电液一体化课程教学内容、教学方法、教学手段的改革和实践，学生的学习目的性更加明确，积极性和学习兴趣明显提高，毕业生的就业率和用人单位的好评率也大大提升。

参考文献：

[1]万卉.机电液一体化技术课程体系教学改革实践[J].中国现代教育装备.2014

[2]金冬.浅议高职机电一体化教学改革[J].考试周刊.2013

机电一体化课程设计 篇7

关键词：机电一体化,数学建模,项目教学

在高等教育进入普及化的今天,应用型人才越来越受到社会的重视。所谓应用型人才,是指面对实际问题,具有解决实际问题能力的人。工程问题错综复杂,如何在教学中培养这种能力呢?关键就在于让学生搞清“模型”的意义。因为“模型”反映的是事物的本质,是对客观事物的近似描述。我们要引导学生提出“模型”,通过抓“模型”,教给学生提出问题、分析问题、解决问题的方法。

机电一体化系统设计作为机械制造及自动化本科专业的专业课程,是对基础课、专业基础课等知识内容的综合应用,是理论与工程结合的前沿课程。目前按照知识体系划分的教学模式,往往造成学生虽然学习了各个模块的知识,但因缺乏对工程对象的总体认识和把握,使得在系统层面上的设计和应用能力较弱。为此,笔者围绕应用型人才的培养目标,结合南京工程学院在应用型人才培养方面的教学改革实践,探讨在机电一体化系统设计课程教学中,融入数学建模和项目教学两种方法,在项目任务中加强数学建模和数字仿真分析的内容,培养学生提炼模型,通过模型分析、解决实际工程问题的能力。

1 机电一体化系统设计课程分析

机电一体化是机械工业的发展方向,但机电一体化系统设计是机械技术和电子技术的有机融合,以此实现系统构成的最佳化。如果按照知识体系划分进行教学,每个知识模块的内容都不能深入探讨,教与学都是蜻蜓点水,而且知识模块之间的衔接脱节现象比较严重,在最后的应用案例讲解时,学生基本只能被动接受,至于为什么这样设计或这样的方案是否最佳普遍比较模糊。如何引导学生从总体上进行系统分析和设计是这门课教学探索的第一个基本点。

另外课程的教学内容在很大程度上受到了教材的限制,而且技术性的课程如果没有实际的操作,教学很容易陷入教师主导的“空对空”局面,教师对着多媒体讲,学生对着多媒体听,一起纸上谈兵。所以如何改革教学内容、教学方式,发挥学生学习的主动性是教学探索的第二个基本点。

针对以上分析,笔者提出综合数学建模和项目教学两者特点的教学改革措施,增加项目教学内容,重点引入“系统”的概念,引导学生运用系统的观点对项目任务进行数学建模,进而分析解决问题。

2 教学方案设置

我们根据机电一体化系统设计课程特点,设置了以项目任务为主,以知识精讲和自学自研为辅的教学方案。

(1)知识精讲。以知识体系为主线,精讲内容少而精,引导学生多角度、深层次地理解课程内容。精讲以教师为主,重点是课程内容中知识模块之间的衔接融合部分。这部分交叉内容往往是学生学习的难点,通过点的精讲,以点带面,达到知识的融会贯通。例如在讲授执行装置和机械系统两部分内容时,略去执行装置和机械系统本身的结构和特性分析,突出讲解执行元件与机械系统结合中的问题,像机电系统的惯量匹配就是一个难点。为了讲清这个问题,可以从学生已知的牛顿定律入手,进行对比分析,了解惯量匹配的目的是为了更好地实现系统的稳定性和快速性。此外考虑到理论理解的难度,可以利用多媒体播放惯量匹配对加工精度影响的实验,将抽象问题形象化、具体化。

(2)项目任务。项目任务以学生完成为主,但任务的设计要求教师精心准备。项目都来自工程实际,需经过提炼整理才能达到教学目的,要求设计出项目任务知识覆盖面广,能贯穿课程的大部分内容,更重要的是要体现“系统”的概念,引导学生用系统的观点分析问题,建立数学模型。模型不能太简单,要体现数学建模的反复过程:即“项目分析—模型提炼—系统建模—软件求解—结果分析—模型修正—应用”。基于上述目标,我们设置了“数控机床半闭环伺服进给系统设计”的项目任务,要求各个小组首先设计搭建一个单滑台的半闭环伺服进给系统,然后按照物理系统建立运动控制性能的数学模型,以模型计算结果和实际系统测量结果的偏差为考核依据。项目开始就提醒学生要注意从系统的层面上分析影响运动控制性能的因素,既包括控制系统,也包括伺服系统,还包括机械系统。尤其是机械系统不能简单地只考虑无阻尼自然频率和阻尼比对滑台动态特性的影响,还要考虑到滚珠丝杠的间隙、滑台的摩擦等非线性因素的影响。指导学生在系统模型建立之后通过与实测结果的对比,反复修正数学模型,调整物理系统,搞清模型的意义,更深刻地认识物理系统的本质。

这样综合性的项目任务,学生初次碰到肯定觉得有难度,会占用大量的教学时间,因此项目教学要充分利用课余时间进行集中辅导。另外在课堂教学中适当增加部分简单案例介绍供学生自学研究和模仿参照,提高学生的主动性和项目教学的效果。

(3)自学自研。机电一体化作为一门交叉学科,课堂讲授内容总是有限,安排自学自研,可以开拓学生的专业视野,提高自学能力。首先在教材上打破“学一门课只读一本书”的现象,引导学生围绕项目任务研读几本推荐教材,然后根据实际需要自主选取所需的教材内容,进行知识构建,教师可以综合不同学生的知识需要,作为精讲内容的补充。另外,根据项目任务的需要,要求学生学会数学建模和相关建模软件的编程方法,提高工具知识的应用能力。

3 考核方案设置

教学方案的改革要求考核方式也要多样化。针对基本概念、理论和计算仍采取闭卷考核。但项目任务的完成是团队协作和综合能力的体现,这主要通过探索性表现、创新性表现、任务结果以及小组报告等综合评定。自学自研则以专题报告的方式检查,安排学生之间的互评。这样的组合考核方法,既能让学生以主动探索、积极动手的轻松心态完成知识的学习,又能培养和锻炼学生的综合能力。

在机电一体化系统设计教学中,通过项目任务加强学生系统分析和数学建模的训练,有助于提升学生分析解决实际工程问题的能力。同时教学方式的变革也提高了对教师的要求,因为项目任务源自工程实践,要求教师不断地参与科研项目,追踪学科前沿,随时更新教学素材。培养应用型人才,教学改革势在必行,希望通过笔者的探索,推进机电一体化系统设计课程的教学改革,培养出具有解决实际工程问题能力的人才。

参考文献

[1]陈冬,张立新,贾文敬.数学素质与应用型人才[J].大学数学,2006,22(4):11-13.

[2]方荣.如何培养有创新精神的人—钱伟长教授谈教育创新[J].群言,2001,1:4-7.

[3]张立勋,黄筱调.机电一体化系统设计[M].北京:高等教育出版社,2007.

机电一体化课程设计 篇8

关键词：机电一体化系统设计,教学改革,教学效果

“机电一体化”是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的, 涉及机械学、电子学和信息科学的新兴交叉学科[1]。作为机械类专业的一门重要课程, 《机电一体化系统设计》对培养学生的创新能力和机电产品设计能力具有重要作用[2]。由于综合了多门学科, 该课程所涉及的知识点量多面广, 而且有些内容学生在相关的课程中接触过, 如果在教学过程中不加注意, 容易使本门课程变成“炒剩饭”, 影响学生的学习兴趣和教学效果。本文针对课程学习中存在的问题, 结合作者多年的教学经验, 从教学内容、教学方式两个方面提出了改革措施。

一、课程存在问题

《机电一体化系统设计》的教学内容各部分内容差别很大, 连续性差, 教师在讲授过程中, 必须将各个章节的内容有机联系起来;此外, 各部分内容又相对独立, 若讲授时一视同仁, 不分主次, 往往给学生造成是在重温旧知识的感觉, 甚至搞不懂学习这门课程的真正目的是什么[3]。《机电一体化系统设计》的主要任务是使学生树立正确的系统设计思想, 培养理论联系实际、调查研究、刻意创新的能力, 使学生掌握机电有机结合的理论、机电一体化系统设计的基本规律及基本方法, 具备机电一体化产品的设计能力。仅靠传统的课堂授课是无法实现这个任务目标的, 必须从教学内容和教学方式上作出改革。

二、教学内容改革

1. 以系统设计思想为主线。

机电一体化的目的是提高产品或系统的附加价值, 即多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源, 并使产品结构向轻、薄、短、小化方向发展, 从而不断满足人们生活的多样化和生产的省力化、自动化需求。因此, 机电一体化的研究方法不能只是简单拼凑, 应该从系统设计方案开始到各元部件选择到系统最终成形的全过程都要贯彻系统设计的思想。首先是从整体角度及可行性方面对系统进行多种整体方案设计;然后对其机械机构、执行元件、微机控制系统、检测传感装置等组成部分及相关接口进行细节设计;最后对系统性价比进行衡量, 得出优化设计方案, 选择原则是在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。以上三个环节相互影响, 一般在绪论里讲第一个环节, 在此环节让学生了解一个典型的机电一体化系统或产品整体上的五大功能构成和五大功能要素, 在进行系统整体方案设计时可能有多种选择, 需要结合系统的功能要求、技术指标和成本控制多方面因素进行综合评价, 优化出最佳的方案。以设计精密数控机床为例, 从总体上对其五大功能和功能要素进行分解, 分解的结果可以用功能矩阵来表示[4], 最终设计方案的选择取决于能否提高产品或系统的附加价值。第二个环节分别讲述构成机电一体化的功能要素, 尽管每一功能要素在内容上相对独立, 但它们作为机电一体化系统或产品组成部分, 通过广义接口联系在一起, 彼此相互影响, 学生只有认识了这一点, 才能从总体上把握机电一体化的系统设计思想。还以设计精密数控机床为例, 为了达到高精度, 可以选用精密机械, 但这势必造成系统成本的增加, 而且, 成本有可能随着精度要求的提高成几何倍数增加。另一个可行的方法是采用软件补偿来提高精度, 但这会对微机控制系统和传感检测系统提出新的要求。第三个环节是对系统性能的综合评价, 评价的结果不符合要求时还有可能需要对整体方案或各个功能要素重新选择, 直至满足要求为止。在课程讲述过程中, 仅仅介绍系统设计思想, 既抽象又枯燥, 若能结合实际案例, 学生就会在潜移默化中逐渐领略机电一体化系统设计方法的精髓。一般教材在后面的章节中都会给出很多的案例, 建议这些案例不要都放在最后讲, 找出一个或几个典型案例, 在讲授每一部分内容时都结合该案例, 并将系统设计方法融于其中, 既利于学生对知识的掌握, 又能起到举一反三的作用, 便于学生分析和设计其他的机电一体化产品。

2. 以理论联系实际为导向。

高等学校培养的是具有创新能力的高级应用型人才, 即具有较高的综合素质, 宽厚扎实的专业理论, 并能将理论应用于解决实际问题, 且有创新实践能力的高级专门人才。机电一体化系统设计综合性较高, 知识点量多面广, 并且内容抽象, 学生很难在有限的课时内完全掌握;而对于从事该门课程教学的教师来讲, 不能只注重理论知识的讲解, 要以理论联系实际为导向。为此, 课前要做大量的准备, 广泛积累素材以丰富课堂教学效果, 将抽象的道理通俗化、形象化, 加深学生的印象。如有时教材上只介绍某些元部件的工作原理, 学生即使明白其工作原理了, 但对其长什么样却知之甚少, 更谈不上怎么用了。可以利用网络平台下载很多产品样本, 产品样本主要是推销产品用, 一般会详细介绍产品的外形和应用, 将教材和样本二者结合在一起讲述, 无形中就将理论和实际联系在一起了。此外, 还可以在授课过程中加强演示验证内容, 俗话说百闻不如一见, 有的知识应用性较强, 理论比较抽象, 很难通过讲的方式让学生掌握, 但通过实验或者观看视频等, 立刻就拨开云雾见晴天了。如在讲光电编码器时提到, 光电编码器的输出信号可以经过2倍频或4倍频以提高检测分辨率, 用语言描述时学生不容易理解, 把光电编码器信号引出来, 用示波器一看, 一目了然。当然也可以通过《机电一体化系统设计》课程设计, 让学生利用所学亲自参与机电一体化产品设计, 在设计过程中通过查阅资料、技术调研、设计加工、组装调试等可进一步加强学生理论联系实际的能力。

三、教学方式改革

明确了教学内容, 还要通过适当的方式将知识传授给学生。首先要培养学生的学习兴趣, 学生对某一学科有兴趣, 才会不知疲倦, 才会有灵感, 才会乐在其中, 既能提高学习效果, 又能成为创新的动力和源泉。如在讲述第一章绪论时, 在引出机电一体化的概念和内涵后, 不是把重点放在对概念的进一步解释上, 而是以图片或录像的方式列举了大量机电一体化产品实例。这些实例中大部分来自生活或生产实践, 学生在观看这些实例的过程中, 对这些产品的神奇功能产生了浓厚的兴趣, 自然就会产生探个究竟甚至亲自进行设计的愿望。其次, 要重视学生的基础知识, 如果说兴趣是前进的动力, 那么基础知识就是成功的基石, 学生要想真正掌握这门技术, 必须拥有牢固的基础知识。在讲数控部分内容时, 很多同学说参加过数控编程的实习活动, 会用G代码编程, 当问到编程的几个坐标系时, 却没有几个人真正明白, 但数控机床的坐标系是编程的基础, 是数控加工的参照, 如果连参照都不知道在哪儿, 怎么能真正掌握数控技术呢?最后, 对授课内容要“避轻就重”, 机电一体化作为综合学科, 包含的内容较多, 不同专业培养目标不同, 讲课的重点也不应一样, 在讲述时要结合专业“避轻就重”。“避轻”就是对学生有一定基础的内容少讲, “就重”就是对学生难以理解、接触较少的内容重点讲。机械类专业的学生机械基础较好, 对机构的力传递、运动传递容易掌握, 对执行元件的学习基础较弱, 但这部分内容在机电一体化系统中有重要的地位, 因此要重点讲述。

机电一体化是一门不断发展、高技术密集的新型交叉学科, 所涉及的知识量多面广, 本文针对课程存在的问题, 基于作者的教学实践经历, 从教学内容、教学方式提出了改革措施, 在教学内容上强调以系统设计方法为主线, 以理论联系实际为导向, 在教学方式中重视培养学生的学习兴趣和基础知识, 对授课的内容不是一刀切, 而是避轻就重。通过这些改革措施, 取得了较为满意的教学质量和效果。

参考文献

[1]张建民.机电一体化系统设计[M].北京:高等教育出版社, 2007.

[2]赵江铭, 杨杰伟, 白国长.《机电一体化系统设计》教学改革探讨[J].科技信息, 2011, (25) :168.

[3]文振华, 尹欣, 孙新.机电一体化课程教学探讨[J].管理工程师, 2011, (5) .

机电一体化课程设计 篇9

1. 采用项目化教学, 突出教学目标

对于高职校机电一体化专业《机械设计基础》课程, 教师应重视应用性教学, 强调知识的运用, 降低理论的深度, 特别要在教学中贯穿项目的制作, 这对于学生理论知识的理解和掌握, 特别是学生的综合应用能力的培养具有重要的意义。在教学中, 对于公式、公理等推导、证明的理解、认知不重要, 教师可在不影响知识理解连贯性的前提下减略或删除, 以便学生集中精力掌握实用的结论, 以解决实际设计问题。对教学内容有效的整合, 设计相应的教学项目, 在项目内容的设计过程中, 教师可以任务为载体, 将具体内容分解为若干个 (相互关联的) 单元, 确定每个单元课程的目标, 准确叙述课程的能力目标, 确定相应的知识目标。课程内容编排的依据是项目工作任务的逻辑关系, 由于项目不同, 具体内容是不会重复的。随着项目的推进, 教师可让学生由项目引起兴趣、在项目制作中增加感性认知, 学习探索知识的方法, 让枯燥的知识变成有趣的体验, 让抽象的理论得到实践的验证, 使学生高效快速地掌握机械设计方面的应用技能。

2. 合理使用三维设计软件进行辅助教学增强学生学习兴趣

在机械零件的设计教学中, 如何让学生清楚地了解机械零件装配体的内部结构及其装配关系, 如何清楚地了解零件的几何形状及视图理解, 一直是机械零件设计教学中的重点与难点。在以往的教学中, 教师一般采用实物和二维平面图展示的方式对学生进行讲解与演示, 而实物实体的透视性不够、操作不便及二维平面的有限性极大, 阻碍了教学内容的直观性。针对这种情况, 任课教师可将课本上的二维视图用三维设计软件制作成直观的三维模型, 再利用三维设计软件中的制图模块把三维模型转换成二维工程图, 这样可有效地降低学生学习难度, 也使师生之间的沟通可以很快地反映到二维视图当中, 师生交流变得更加顺畅。教师也可以根据学生的想法, 通过三维设计软件制作出他们想要的形状。这样容易调动学生强烈的求知欲, 也可增强学生学习三维设计软件的兴趣, 提高学生的学习效果。如果教师采用“黑板上开机器”的教学方法, 使得学生感觉机械设计课程是一门枯燥的“天书”, 上课时疲于记笔记, 复习时只能死记硬背, 长此以往, 就会使学生失去对该课程的学习兴趣。

3. 采用启发式和互动式教学, 充分体现学生的主体作用

在启发式教学过程中, 教师应通过创设环境, 让学生有机会和有时间对所授内容作判断、比较、分析、综合, 使学生处于积极动脑、动口的状态, 充分发挥学生的主体作用。例如:在讲解“弹性滑动”这一现象, 按照教材平铺直叙的讲解, 学生往往很难理解, 究其原因弹性滑动是一个很抽象但是很重要的概念, 是用直观观察不到的现象。笔者设计了几个小实验, 让学生动手做实验, 在实验中发现弹性滑动的现象, 在此基础上笔者再将弹性滑动的各个概念讲解清楚。又如:在学习铰链四杆机构的基本性质中的一个重要性质死点时, 教师可以利用曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构的教学模型, 结合板书进行分析, 讲解之后让学生带着疑问自己动手摇一摇, 转一转, 然后组织学生去讨论, 形成互动, 让学生更直接和更深刻地理解知识, 亲身体会到死点位置的存在, 然后进一步讲解死点存在的条件和突破死点位置的方法。采用启发式和互动式教学有利于教师与学生的交流和互动, 能提高学生分析问题和解决问题的能力, 能取得良好的课堂教学质量和效果。

4. 教师应当参加工程实践和技能训练并应用于教学中

高等职业教育需要双师型的教师, 一名专业课教师也应是技师, 既会理论又会实践。若一名专业课教师没有丰富的专业知识和过硬的实践能力是不会受到学生青睐的, 更不用说使学生对其所教的课程产生兴趣。教师应经常参加工程锻炼和技能训练, 真正参与工厂的产品开发、工装设计、一线操作才能提高水平。也只有通过工程锻练和技能训练, 教师才会知道任教学科知识中哪些是实用或企业需要的, 哪些是课程的重点。

5. 改革课程考方式

由于《机械设计》课程本身的特点, 为全面反映学生的综合素质、能力和知识水平, 教师可以采用口试与笔试相结合、开卷与闭卷相结合、笔试与现场考核相结合等灵活多样的考核方法, 建立知识与能力并得的考核体系。这种成绩评定方法有利于学生养成良好的学习习惯, 培养学生科学合理的学习方法, 加强学生实践和创新能力;也有利于教师总结、改进教学方法, 提高教学质量。

具体来讲, 教师可以将《机械设计》课程考核分理论考核和实践考核及学习自觉性考核三大部分。其中理论考核是通过试卷考试, 占成绩的40%, 考核学生对计算、分析、设计等方面能力掌握, 采用开卷或闭卷考核方式;实践考核是通过现场考核和报告整理来考核学生的实验操作、数据采集与分析能力, 占总成绩的45%;学习自觉性考核主要考核随堂作业、课外作业、校规校纪等方面, 占总成绩的15%。

6. 结论

高职校机电一体化专业《机械设计》课程有着其他课程不能替代的作用, 这是由课程的性质、任务、地位和内容决定的。在教学中, 教师应重视教学方法的研究, 充分调动学生的学习热情, 开阔学生的视野, 让学生的分析能力和应用能力得以提高。教师应不断学习先进的技术, 积极参加工程实践和课程建设的科研活动, 不断提高自我素质, 不断提高教学水平。

摘要：本文作者结合《机械设计》课程的实际情况, 针对高等职业院校《机械设计》课程教学, 采用多种教学手段和方法激发学生积极思维, 提高学习兴趣, 提高教学质量和效果。

关键词：高职教育,机电一体化专业,《机械设计》

参考文献

[1]苏慧, 张德田, 王帆.高职《机械设计基础》教改探讨[J].保定职业技术学院学报, 2007, (1) :39.

机电一体化课程设计 篇10

1“机电一体化系统设计”课程研究性学习意义

“机电一体化系统设计”课程是机械类专业方向重要的专业课程, 涉及机械、控制、信息等多学科交叉知识。课程从工程应用角度出发, 将机与电有机结合, 强调培养学生综合运用知识的能力和设计方法。课程并不是对原有知识的简单重复, 而是对所学知识的进一步综合和提升。学生如果只停留在课程内容本身的学习, 就会和实际应用产生差距。因而, 如何让学生学好、教师教好, 是这门课程最为关注的问题。为了有效解决这一问题, 需要研究该课程的教学理念和教学模式, 在研究课程本身内涵中学习, 在学习中拓展和研究课程外延发展规律, 使学生真正掌握机电一体化系统设计的方法, 提高学生实践应用能力。因此, 研究性学习对“机电一体化系统设计”课程有着重要意义和实用价值。

2“机电一体化系统设计”课程研究性学习现状

工科高校大多开设“机电一体化系统设计”课程, 对于学生综合知识的能力训练有着非常重要的作用。虽然各高校都在强调理论和实践结合, 也提出了一些新的教学模式和理念, 但实施的效果还有很多不足。研究性学习的模式还没有真正贯彻到课堂教学中, 学生只学习了课本知识, 对知识的综合应用能力还有待进一步提高, 学生的创新性活动热情还没有被激发出来。这都需要在“机电一体化系统设计”课程教学中大胆探索研究性教学的新思路、新办法。

3“机电一体化系统设计”课程研究性学习实践总体思路

“机电一体化系统设计”课程涉及内容多, 学科交叉明显, 靠讲授式的教学方式组织教学, 缺乏互相交流的时间和空间, 学生被动接受知识, 教学效果明显变差。因而, 本文提出采用研究性学习的方法进行“机电一体化系统设计”课程教学, 旨在提高学生对课堂的参与度, 激发学生创新活动的热情, 为培养合格的人才创造有利条件。图1是“机电一体化系统设计”课程研究性学习的总体思路。从教学理念、教学方式和教学策略三个方面, 层次化、递进化推进课程的学习和创新性活动。突出以学生为主体, 通过学生对知识的自由探索和自主学习, 从适用角度出发, 开展小组或合作讨论。同时, 在多种教学策略下开展创新性活动。多年教学实践表明, 此研究性学习过程效果良好, 很多学生学到了实用的知识, 提高了解决问题的能力。

3.1 研究性学习教学理念是先导

教学理念的不断更新是教好课程的先决条件。正如卡内基教学促进基金会高级学者玛丽.胡博所讲, 每个教师都在关注课程本身和学生的学习状况, 要教好学生, 教学理念需要不断改进和适应学生的需求。一个好的教育者, 必将是一个好的心理研究者。在研究学生对知识需求的基础上, 充分考虑学生个人的情感、心理等因素, 把学生从被动者变为主动者, 解除束缚在学生身上的包袱, 让他们自己去探索知识, 去自主学习知识, 这样才能增加学生对知识的渴望程度和兴趣。教师所做的工作只是在学生迷茫时指引学习的方向, 只有学生主体性强了, 他们自觉就会去做一些创新性活动, 提高解决问题的能力和对事物的思考能力。“机电一体化系统设计”课程是一门综合课程, 在课堂、生活中都能够找到机电一体化产品的影子。学生建立了自由探索意识, 就会在生活的各个方面学到机电产品的知识, 进而设计和开发一些产品, 成为一个复合型人才。

3.2 研究性学习教学方式是转变

教学方式形式是多种多样的。灌输式的教学方式已经越来越不适应时代的发展。考虑到“机电一体化系统设计”课程本身的特点, 通过在课堂上完整讲解一个具体案例, 从机械结构设计、执行驱动、传感检测、信息处理等环节, 让学生掌握机电产品一体化设计的要点和具体思路。同时, 组织学生对每个环节出现的关键问题进行小组讨论, 并让每个学生发表自己的建议与看法, 形成人人参与、人人思考的学习氛围。学生互动、老师引导, 这样的教学提高了学生学习的积极性和兴趣;分小组布置不同机电产品设计要求, 让小组成员人人动手, 通过查资料提出自己的设计思路, 在课堂上一起分享。此外, 小组间也可开展赶、比、拼活动, 哪一组做的好, 讨论热烈, 就要多提出表扬;哪一组做的不好也要进行鼓励, 并将每次的小组活动记录相应的成绩, 总体纳入最后课程的考核成绩, 以拓宽学生的学习内容, 激发学习兴趣。

3.3 研究性学习教学策略是实施

教学是一个相互过程, 离开任何一方, 教学将没有意义。自古就提倡教学相长, 近代很多学者提出了教学活动与研究紧密结合的核心主张。例如, 洪堡提出教学本身是引导学生去认识和探索世界的过程。从此, 教学与研究成为高校教学的热点问题。“机电一体化系统设计”课程理论和实际生活息息相关, 教学策略是实施该课程的重要手段。笔者曾尝试每堂课给学生布置5~10个相关机电产品最新概况或一些新技术的题目, 要求学生课后借助手机、网络、图书等手段查阅并记录, 下次课进行提问。结果显示, 95%以上的学生课后都做了这项工作, 效果非常不错。学生喜欢带着问题来听课, 在问题中思考, 不断提高自身的逻辑思维能力。随着国家、省和学校对大学生项目的重视, 在“机电一体化系统设计”课程教学中引入许多生活中常见的一些机电产品, 将其串成项目学习的形式, 通过项目方案制定、方案设计到具体实施过程的互动学习, 让学生了解和掌握机电产品设计流程, 巩固学生综合知识基础, 提高学生的设计能力, 如全自动洗衣机结构怎么设计、控制怎么进行等。为了使学生更加深入理解和消化“机电一体化系统设计”课程实质内涵, 开展机电产品专题和综合学习。专题主要涉及机电一体化产品设计背景、机电产品一体化设计流程、机电一体化产品设计的关键技术、机电一体化产品设计中各学科有机结合等方面。通过专题讲座或学生自主讲座等多样形式, 使学生在专题学习中去探索和研究机电一体化系统设计的各方面知识。近年来, 很多学生在学习完该课程后参加了大学生创新项目, 内容大多涉及机电产品, 收效明显, 如研制的笔记本电脑升降台获得江苏省机械创新大赛奖, 主被动柔性康复训练机设计成为国家级大学生训练项目等。

4“机电一体化系统设计”课程研究性学习总结

“机电一体化系统设计”课程是一门综合的专业课, 涉及内容全面、学科交叉明显, 学生能否学好这门课, 用好这门课, 是教学中最为关心的问题。通过近年来大量的一线教学摸索和实践, 提出研究性学习的系统性思路。以学生为主体, 通过学生自由探索研究, 开展形式多样的研究性学习手段, 让学生在自主中学到基本知识, 在问题和项目综合学习实践中得到锻炼, 提升学生解决问题和思考问题的能力, 激发学生进行创造性活动的热情。实践表明, 研究性学习值得推荐和参考。

参考文献

[1]王睿.研究性学习教学模式与策略探析[J].中国教育学刊, 2015, (11) :194-195.

[2]杨丽.研究性学习与学生创造性思维的培养之探讨[J].商界论坛, 2015, (11) :254.

[3]周光礼, 朱家德.重建教学:我国“研究性学习”三十年述评[J].高等工程教育研究, 2009, (2) :39-49.

机电一体化课程设计 篇11

一、课程特点分析

1.综合性强

学习该课程，需要具备机械、强电、弱电等方面基础知识。机电一体化技术主要包含六项关键技术：精密机械技术、传感器与检测技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术。因此，该课程与前修课程联系密切，是前修课程的集成与应用，内容多，综合性强。

2.实践性强

该课程的教学目标是使学生能够对典型机电一体化系统进行正确的运行、维护、维修，能够从硬件、软件两方面进行初步的机电一体化系统设计。因此，实践环节的合理规划，对课程的教学具有重要意义。

3.通用性强

从广义上讲，各行业企业的生产设备都可视为机电一体化系统。学生通过该课程的学习与训练，还应该能够将“典型机电一体化系统”所要求具备的能力，举一反三，触类旁通，迁移到其他机电一体化系统中去。这就要求该课程的教学自始至终注重通用性。

二、“项目驱动”教学模式

《机电一体化技术与系统》课程一般安排在学生在校学习的最后一个学期。这个时候，学生已经学完《机械设计与制造基础》《电工电子技术》《传感器应用技术》《电机检修与控制技术》《单片机应用技术》等专业基础课程。针对课程特点，笔者采用了“项目驱动”的教学模式，精心组织教学内容。

典型机电一体化系统有很多，如数控机床、工业机器人、三坐标测量机、全自动洗衣机等。结合具体实际情况，笔者设计并采用“CA6140普通机床数控化改造”大型综合项目，并将此项目分为以下几个子项目：CA6140进给机械传动系统的改造、XY工作台驱动系统的设计、XY工作台控制系统的设计、光编与光栅的安装与调试、闭环进给系统的机电联调。这些子项目都是为掌握综合项目而设立的，基本上涉及“机电一体化技术”的六大关键技术。以这些子项目为主线，可以把该课程中需掌握的知识点、技能点串起来。例如，子项目“XY工作台控制系统的设计”涉及的内容，包括基于数控装置的硬件连接与软件设置、基于PLC控制系统的硬件连接与梯形图编程、基于单片机控制系统的硬件连接与C语言编程、执行单元的功率驱动接口选型等。掌握该子项目，不仅可综合掌握PLC与单片机的相关基础知识点，还可巩固、加强这些基础知识的具体应用。

因此，采用项目驱动式教学，可将机电一体化技术融入到典型的、具体的机电一体化设备或生产线中，使学生能够从应用的层次上，通过技术改造这种可操作化教学方式，全面而深入地理解机电一体化技术，从而为后续教学环节和以后的实际工作打下基础。

三、教学方法实施

在教学方法的具体实施中，需要注意以下几个方面：

1.由浅到深，循序渐近

首先，安排“进给机械传动系统的改造”子项目。该子项目包括传统进给机械传动系统的特点，滚珠丝杠螺母副传动的结构、原理、选型与计算，联轴器的种类与选用，导轨的类型与选用，改造后系统的调试与分析等。该子项目只涉及到“滚珠丝杠螺母副”这一个新知识点。其他内容在《机械设计与制造基础》都学过，学生学习起来比较容易接受。然后，安排“XY工作台驱动系统的设计”子项目。该子项目包括步进驱动、直流驱动、交流驱动三个模块。“电机的具体知识与技能”在前修课程中已涉及，在巩固复习的基础上，笔者着重讲解、训练驱动系统的性能调试、故障诊断等方面。这样，课程安排每节添加新的学习领域，实现了从易到难，循序渐近的教学过程。

2.“系统—学习领域—系统”的教学过程

教学中先给出综合项目的总体框图、子项目的硬件装置和软件实现过程，使学生对整个机电一体化系统有所了解。然后，分别介绍子项目中的各个学习领域，主要从硬件组成、功率接口、工作程序等几方面展开。最后，分析子项目完整的软硬件调试、维修、设计，使学生从整体的、系统的角度理解机电一体化技术。

2.注重相关基础知识的取舍

合理取舍前修基础课程的教学内容，将前修课程中一些知识点比较复杂或动作技能比较集中的学习领域，放在该课程中重点讲解。例如，“闭环系统的稳定性、动态性、准确性分析”是自动控制技术的学习领域，一直是高职教学的难点。笔者将其安排在《机电一体化技术与系统》课程中，结合改造后数控机床调试工作，介绍这一学习领域，使学生不仅可以在具体学习情境中建立清晰、正确的概念，还可以掌握基本的调试技能。

3.“以点带面”教学思路

例如，子项目“光编与光栅的安装与调试”主要涉及数控系统的位置检测装置：光电编码盘、光栅尺。通过这两种典型传感器在典型机电一体化系统中的安装与调试，可以“以点带面”地将传感器的信号采样／保持、干扰抑制与数字滤波、与工控机的接口等共性问题进行分析。在项目学习与训练中，学生对传感器与自动检测技术有了更深入的理解。

四、教学过程实施

1.以课堂教学为主，老师引导，学生参与

高职课堂一般有理论课堂、实验课堂、理实一体化课堂、实训课堂等几种。每一堂课往往与具体的学习情境联系在一起，有明确的项目或任务。教师尽量应用各种教学方法，将学习任务分析透彻。在教学过程中，老师作为引导者，从总体到细节都注重启发学生。每堂课，老师讲解后提出问题，留下时间让学生讨论，并要求学生能给出分析过程，尽量使学生在老师讲解完每堂课后，消化当堂课所学的知识点、技能点。

2.加强实践环节教学

机电类高职院校的实习工厂大都有普通车床、经济型数控机床，实验实训室大都有数控机床综合实验台、数控机床仿真软件。笔者认为，应充分利用现有的教学资源，加强实践环节教学，主要形式有工厂现场参观、工厂现场操作、验证性实验、仿真性实验、设计性实验等，以实验教学为主。通过实验，学生看到了各种结果，但这只是完成实验的一部分。实验教学更应注重结果的分析，使学生“知其然，知其所以然”。

３.注重过程考核

考核方式对学生的学习有一定影响。注重过程考核，可采取分阶段考核、多种考核手段相结合的综合方式。笔者认为，具体可以这样安排：

总成绩＝阶段总成绩×50％＋实践环节成绩×20％＋期末理论成绩×30％

其中，阶段总成绩是阶段综合分数加权平均后的值。学生每学完一个子项目（包括实验）后，教师根据学生的掌握程度，打出阶段综合分数，加权平均系数按子项目的难易程度，得出成绩。这样，更能考核学生的实际水平。教师应及时将阶段综合分数告知学生，让学生认真对待每个学习任务，这对学生的主动性有一定的激励作用。

高职人才培养质量的提高和办学特色的打造，落实到微观层面上，课程教学质量的提高是关键。《机电一体化技术与系统》是高职机电类专业的核心课程，也是一门特色课程。探索该课程的教学改革，是专业建设的必然要求。笔者在实践中做了以上尝试，教学质量有了明显提高，说明重构教学内容、改进教学模式、加强学生应用能力培养是高职教育改革发展的必然要求。

基金项目：湖南机电职业技术学院教育科研项目（KY11B17）。

机电一体化课程设计 篇12

1 针对卓越工程师培养计划提出机电一体化设计基础教学的基本要求

我校是一所以工科为主,石油化工特色鲜明、优势突出,以应用型高级专业人才为培养目标的本科教学院校。学校自2008年开展大工程观教育理念讨论以来,积极探索应用型人才培养模式的创新与实践,部分专业2009年加入了CDIO工程教育模式试点专业,2011年又被教育部批准为第二批卓越工程师教育培养计划高校。我校机电工程学院机械制造及其自动化专业开设有机电一体化设计基础课程,根据卓越工程师培养计划的目的要求,结合卓越工程师培养计划通用标准、卓越工程师培养计划机械行业标准和“卓越工程师”培养计划学校培养标准,针对课程提出了相应的教学基本要求。主要是掌握机电一体化系统各个元部件的工作原理、特点、选用原则与选用方法,能综合运用多学科知识进行机电一体化产品的分析、设计和开发,增强学生的实践能力、创新能力,使其有一定的工程背景知识和较宽广的专业视野,适应社会和企业对机电一体化工程师的综合素质要求。

2 课程现状及问题的提出

机电一体化是在传统技术的基础上由多种技术学科相互交叉、渗透形成的一门综合性边缘技术学科,所涉及的技术领域非常广泛。该课程是一门理论性和实践性均较强的课程,既强调知识的综合性、实用性,又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力,这也是卓越工程师培养计划所要求的,但现在的教学并没有达到这一目的,存在的主要问题包括:

(1)受传统教育观念和教学实验条件的限制,该课程主要教学内容偏重于理论知识的讲授,主要讲授机电一体化技术的基本概念,又因为机电一体化是一门交叉学科,课程内容与相关前期课程有较大的重复或重叠(如图1所示),会让学生有“炒冷饭”的感觉,学习兴趣不高。在课时较少的情况下,如何不断进行教学内容更新,保证取得较好的教学效果是一个必须考虑的重要问题。

(2)现有课程内容体系是建立在知识的系统性和完整性之上,在知识点的选择和安排上没有脱离传统的教学理念,新概念、新技术方面知识点增加缓慢,所用教材的知识内容体系创新性不够,没有体现卓越工程师培养计划中所要求的能力主线,与生产实际要求的课程内容或知识点的编排存在一定差距。课程教学内容见表1[2]。

(3)现有课程实验教学内容中以验证性实验和演示性实验内容居多,缺少学生自主的研究性学习内容和训练环节,单个实验项目所涉及的知识点比较单一,实验中学生对知识点的掌握只限于几个相对孤立的知识点,缺乏对各知识点之间的相互贯通,无法通过实验悟出系统各组成部分的性能与系统实际综合性能和应用之间的内在联系,更无法将所学习的知识点与分析、解决生产实际问题相联系,限制了学生的创新思维和动手能力的培养[3]。

3 课程建设与教学改革

以卓越工程师培养为目标,切实加强课程建设中的能力培养,突出与生产实践的紧密融合。主要建设思路与改革思路如下:

3.1 教学内容更新

我院与茂名石化公司、广州石化公司、湛江东兴石化公司、广西柳工机械股份有限公司等大型企业建立了紧密的产学研合作关系,课程组成员对这些单位进行了广泛调研,收集意见和建议,了解其对本课程教学内容的需要,并查阅了国内外同类院校本课程的相关教学资料,组织课程组全体成员参加课程建设研讨会,形成了新的教学内容体系(见表2)。

新的教学内容体系削减了与先修课程相重复的理论知识,增加了与工程应用密切相关的知识点,增加了实践环节课时,有利于加强培养企业对学生所要求的创新能力和实践能力。如在介绍第1章机电一体化系统概述及发展趋势的时候,引入了国内教材上一般没有提及的微机电系统(MEMS)的概念。微机电系统是在机电一体化系统基础上发展起来的,采用现代半导体微细加工技术制造出来的微小型机电一体化系统,其尺寸在几厘米乃至更小。这个知识点引起了学生的广泛兴趣,开拓了学生的专业视野。这对于学生把握专业学习方向以及今后职业生涯的发展方向都有良好的参考意义。

新的教学内容将第5章的内容改为重点讲解新型传感器、新型执行元件的性能特点和选择,补充介绍了图像传感器和电容电阻触摸屏的知识,并与第1章介绍的微机电系统以及它们在手机上的应用等联系起来,构成一个完整的知识系统。学生了解到当前身边广泛使用的传感器相关知识,理论联系实际,使学生的创新思维能力与动手能力得到锻炼,对学生以后走上工作岗位、成为一名卓越工程师是有益的。

3.2 教学方法和教学手段改革

机电一体化设计基础课程涉及的学科知识广、概念多、跨度大、难理解,为了在规定的教学时数内提高教学质量和教学效果,必须对教学方法和教学手段进行改革。

(1)教学过程注意理论联系实际,活跃课堂气氛,培养学习兴趣。浓厚的学习兴趣是掌握科学文化知识的重要条件。例如讲述图像传感器的时候,联系日常接触到的电脑摄像头、手机摄像头和数码相机,通过相互交流加深学生对知识点的理解,激发学生学习的主动性和积极性。

(2)教学过程应以学生为中心,因材施教。作为未来卓越工程师的培养改革,至少要把相当部分的活动从“以教师为中心”转化成“以学生为中心”。以实践教学为例,应该倡导以学生为中心的“主动实践”,学生实践中的一些环节未必需要教师过多的帮助。如果教师把学生实践的目的、对象、方法、程序等都设计好了,就限制了学生的主动性和创造性思维,这样培养出来的是工匠,不是工程师,更不是卓越工程师[4]。

(3)采取创新型小团队的教学方式,以培养学生独立思考能力、想象能力以及自学能力为目的,并同时锻炼学生发现问题、解决问题以及团队协作的能力。把一个班分成由几个人或者十个人组成的创新型小团队,这样让每个学生成为这个团队的一分子,其将为团队目标实现担负一定的责任。学生在课前需预习本堂课所涉及的内容,上课时,教师首先对理论知识及检测技术进行概括性陈述及要点、重点的解释,之后进入小团队讨论阶段。学生将对讨论过程提出的问题进行阐述总结,叙述其解决过程。

3.3 考核方式改革

本课程考核采取形成性考核方式进行:课程考核成绩=理论考试成绩(50%)+实操训练与考试(20%)+在创新型小团队中的表现(20%)+课堂考勤和平时作业(10%)。实操训练与考试是在现有的模块化生产培训系统和机电一体化教学实验设备上进行设备操作、编程、调试等,主要考查学生的动手操作能力。

该考核方法能够客观真实地评价出学生对该门课程的学习情况和知识掌握情况,全面地反映学生应用该课程知识解决实际问题的能力,克服了单纯理论考试反映学生成绩的片面性,避免了出现高分低能的情况,让更多的学生发挥出个人的潜能,鼓励有能力的学生参加机电产品创新设计大赛和机器人大赛等各种活动[5]。

通过机电一体化设计基础课程教学内容创新,教学方式和课程考核方式改革,有效地活跃了课堂的教学气氛,调动了学生的学习积极性和主动性,开拓了学生专业视野,学生综合分析和解决实际问题的能力得到了进一步加强,收到了良好的教学效果,为把学生培养成为一名卓越工程师创造了良好条件和基础。

参考文献

[1]张建民.机电一体化系统设计(第3版)[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2]祁志生,朱春梅,李启光.机电一体化系统技术课程教学的若干探讨[J].中国电力教育,2008,6(116):110-111.

[3]高为国,董丽君,吴安如.基于卓越工程师培养的机械工程材料课程建设[J].湖南工程学院学报,2010,20(3):75-77.

[4]李培根.工程师教育培养该何以卓越[J].中国高等教育,2011,6:13-14.