课程教学的机电一体化

课程教学的机电一体化（精选12篇）

课程教学的机电一体化 第1篇

机电一体化系统设计是机械制造及其自动化专业的一门重要专业必修课, 它是融合机械技术、检测传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、信息处理技术、系统总体技术等多种技术于一体的新兴综合性学科, 综合性和应用性强, 对培养学生自动化设计能力具有重要作用。但是, 受传统教育观念和当时教学和实验条件的限制, 《机电一体化系统设计》课程过去侧重于理论知识的讲授, 实践环节偏少, 学生普遍反映该课程的学习枯燥无味, 大大削减了课程培养效果, 为了提高学生的学习积极性, 笔者在教学内容和教学方法上进行了一系列改革。

2. 教学内容的改革

2.1 明确教学目标, 优选教材

机电一体化技术作为一门新兴的综合性学科, 发展非常迅速;目前现有的教材虽然版本繁多, 但各有局限。为此按照教学大纲的要求选取一套内容体系相对合理且能反映机电一体化学科水平的教材, 就尤为重要。所选教材要能够从系统的角度出发, 全面阐述机电一体化系统设计, 既要有入门的引导, 又要兼顾提高和深入。此外, 所选教材要与时俱进, 内容新颖, 技术先进, 要能够及时把最新技术和学科前沿知识引入教学内容, 让学生感受到本门技术的迅速发展, 激发学生的浓厚兴趣。

2.2 教学内容的改革

机电一体化系统设计内容多, 涉及面广, 综合性强, 然而理论课时少。因此, 要根据教学大纲要求, 精选教学内容, 制定合理的教学计划, 达到最佳的教学效果。首先, 透彻讲述机电一体化的概念、体系结构等。本部分内容对学生建立机电一体化系统设计框架, 有高屋建瓴的作用, 透彻的理解能对课程学习能起到事半功倍的效果。其次对各单元技术的讲解, 要分明主次。机电一体化技术是机械技术、检测传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、信息处理技术、系统总体技术等多种技术的融合。虽然这些技术在系统设计中都很重要, 但是如果在教学过程中不分主次, 对每项技术的讲解等同视之, 势必会大大加重学生负担, 转移系统设计这一教学重点。因此, 要分清主次, 增删结合。对伺服驱动技术和检测传感技术要重点讲解, 特别是伺服驱动技术, 它是系统设计的核心;检测传感技术要突出检测系统的设计, 减少传感技术的讲解, 可改为学生自学。自动控制技术、信息处理技术内容较多, 且前期相关科目有所讲解, 所以不宜过细, 可以总结性的讲解。第三, 重点引导学生运用所学知识进行系统设计, 可以采用较多课时, 分析实际系统的设计过程。比如工业机器人、数控改造、自动售货机等典型机电一体化产品实例, 可以精讲其中一两个, 使达到举一反三的效果。同时, 可以根据实际情况, 引入最新科技产品, 提高学生学习兴趣。

在教学过程中, 由于学生缺乏实际经验, 普遍感到学习《机电一体化系统设计》的难度较大。因此, 开好实验教学就显得尤为重要。根据课程特点, 在此环节中应该避免或减少验证性实验, 加强综合性、设计性实验的开设。随着我校实验设备的不断完善, 机械创新实验室, 柔性制造系统实验室, 工业机器人实验室等综合性实验室的逐步投入使用, 实验条件大大改善。同时, 在实验教学中, 做到以学生动手为主, 教师辅导为辅的教学模式, 充分调动学生的主观能动性, 由被动学习转变为主动学习。

3. 教学方法的改革

3.1 采用多媒体教学

多媒体是目前广泛使用的教学手段, 其特点是利用多媒体制作文字、图片、声音甚至动画演示。它不仅带给学生很强的视觉、听觉冲击, 吸引其注意力, 加深印象, 而且能在短时间内给学生传输大量的信息。针对《机电一体化系统设计》课程的特点, 采用多媒体教学, 能够生动的展示课程内容, 使课堂教学过程更加符合学生的认知规律, 提高了学生的学习兴趣和理解能力。

3.2 师生互动的教学方法

传统的讲述式教学, 容易使学生疲惫, 可以让学生参与课堂。在课程过半以后, 笔者给学生布置设计性的大作业, 让每个学生根据所需知识, 设计一机电一体化产品, 在每次上课前几分钟, 由学生详细讲解设计过程。这既能督促学生充分利用课余时间, 查阅大量文献资料, 加深课堂知识的理解, 又能活跃课堂, 强化课堂效果。

3.3 理论联系实际的教学方法

本课程理论性强, 难度大, 与实际联系紧, 因此很必要在教学中采用理论联系实际的教学方法。通过对学生熟悉的机电一体化产品 (如:打印机, 全自动洗衣机, 数控机床等) 的分析讲解, 能够帮助学生直观的认识所学知识, 加深理解;有条件的话也可以带领学生到工厂参观实习。

此外, 现在国家每年举办有大学生科技创新活动, 大多高校都有相应的政策支持, 笔者在教学中充分利用这一条件, 带领学生实际动手设计各种机器人、智能电器等创新项目, 使学生学以致用, 活学活用。

4. 结束语

通过对我校《机电一体化系统设计》课程的教学改革, 使课程的教学紧紧围绕着工程应用这个中心, 注重应用和实践。实践证明, 通过该课程的教学改革增强了学生的学习兴趣, 提高了教学效果取得了优良的教学效果。

参考文献

[1].张健民主编.机电一体化系统设计[M].第2版.北京:高等教育出版社.

[2].左月明.浅谈机电一体化课程的教法[J].山西农业大学学报.2000, (3) :307-308.

机电一体化技术与系统课程教学论文 第2篇

一、教学中存在的问题

(一)理论教学方面存在的问题

教材和教学内容与先修课程重复率高，各知识点分散。[2]机电一体化技术与系统是许多高校相关专业为高年级本科生开设的一门课程，旨在让高年级学生厘清前三年的各专业课之间的关系，能够以系统的观点和方法去分析和设计机电一体化系统。由于是原专业基础知识的巩固和加深，因此，教材和教学内容包括了之前学过的多门课程，教材大而全，教学内容多而广;此外，该课程现有教材内容一般按照机电一体化大系统的各组成子系统组织设计，即每一子系统对应一章内容，不同章节知识点之间缺少有机联系。虽然知识点可以独立教授，但容易孤立，学生无法深刻理解机电一体化产品的系统性和技术的综合应用性。

(二)实践教学方面存在的问题

机械电子专业由于为我校后增专业，机电一体化技术与系统课程开设时间相应也不长，加之机电设备的复杂性、高造价、台套数不足、使用维护成本高等原因，在实验教学环节开设的多为演示性、验证性实验，学生动手操作调试的机会少。[3]在课程设计环节，则通常纸上谈兵，模仿设计，学生学习积极性主动性不高，更谈不上创新设计。上述原因使得理论教学与实践教学脱节，在教学中出现“理论教学教懂难、实验教学动手难”的问题。针对传统教学体系中存在的问题，结合我校现场工程师的培养目标，机械电子教学团队探索构建了以学生为主体，以项目驱动为主线，通过项目任务引导理论教学和理论教学指导项目实践的互推互动的教学新模式。在剖析某几个典型机电一体化系统(项目)的结构组成、工作原理、设计过程中，串联讲解知识点并在实验环节进行知识点在项目中的具体应用实现，进而将项目实施和理论讲授有机融合，实现一体化教学。教学改革探索的实践表明，在机电一体化技术与系统这门课程的教学上，采用此方法是可行且有效的。

二、以项目驱动为主线的教学新模式应用

以项目驱动为主线，是指以项目为载体、教师为主导、学生为主体，将某一门课程的核心概念和原理，通过一个或多个项目的形式来体现[4]，将课程中分离的知识点转换为在具体项目中应用的相关联的技术支持点，将学生认为枯燥乏味的理论知识转变为生动的、具体的技术实现，有利于学生更加系统地认识和掌握所学习的知识。

(一)项目选择

教学新模式应用中，项目设计或选取尤为重要，其成功与否直接影响教学效果。首先，项目应具有代表性，以体现机电一体化关键技术的典型应用;其次，项目应具有可操作性，即项目的难易程度应适中;最好配套有足够数量的、具体可操作的装备供学生实践操作;再者[5]，项目应具有可拓展性，以培养学生综合应用和创新能力。基于上述考虑，并在我校实验室二期建设经费大力投入的支撑下，分别以PLC和51单片机两大控制核心为基点，提出了“物料自动分拣”、“自动立体仓库”、“桁架机器人”和“自动寻迹小车”四大项目。以“物料自动分拣”项目为例，此项目涉及的知识模块包括：西门子S7-200PLC控制，异步电动机的变频调速，辨识物料颜色、材质的传感检测，触摸屏监控，自动定位控制，光电编码器及气动元件应用等多项技术，均为机电一体化共性重要技术。与此相对应，MPS实验室增配了多台套可拆装式物料分拣实验装置，学生可通过机械安装、电气硬件接线、软件编程、系统调试等环节进行动手实践操作，既可进行单项实验，也可进行综合性、创新性实验。

(二)具体实施

1.理论教学方面

概述部分仍沿用教材内容，重点讲述机电一体化概念、体系结构、特点及发展趋势。在课程开始即强化机电一体化产品(系统)“机电有机融合”的特点、“系统化”的设计开发理念和“综合性”的技术应用。其余内容则采用项目驱动教学法，并分两大模块，分阶段展开。(1)第一阶段：以教师讲授为主，选用“物料自动分拣”和“自动立体仓库”两大项目，按“任务分析方案总体设计硬件选型、设计软件设计系统调试”的项目一般设计开发流程开展。通过两个项目的介绍，使学生熟悉项目开发的一般流程，总体方案设计的一般要求和原则，掌握系统原理图的设计要求，学习如何结合功能实现和成本控制进行硬件选型，常见硬件的工作原理和使用方法等。在此基础上，使学生掌握变频调速、检测系统设计、伺服驱动与控制、步进电机与控制、软件编程技巧与仿真调试等有关综合应用的理论知识。(2)第二阶段：采用讨论互动课的模式进行，教师主要起引导和指导作用，选用“桁架机器人”和“自动寻迹小车”两大项目。教师按每一项目确定3种任务方向共制订6套项目设计任务书，包括设计题目、功能需求、技术要求及重难点。学生结合自身的兴趣爱好，每3-5名同学自由组合为一组，从6套任务书中任选一套，每套设定限选额度(上限为4组)。选题在讨论互动课正式开始前两周即确定完毕。在两周准备时间内，各小组需要完成的工作内容是：任务分析组员分工资料查阅组内讨论方案拟订方案形成书面报告并制作PPT。在讨论互动课上，按相同任务书抽签选取1-2个小组进行10分钟的上台演讲、报告，5分钟的讨论互动答辩。每组答辩完成后，教师利用2分钟左右的时间总结学生讨论、发言情况，提出改进意见。[6]讨论互动课通过教师创设情境，激发学生思维，强化对知识点的理解学习，促进学生参与合作，有效调动了学生在课堂上的积极性和主动性，变单纯传授知识为培养学生的学习方法和能力。

2.实践教学方面

实践教学主要包括实验教学和课程设计。(1)实验教学：由于实验室新购置了多台实训装置，因此，开出的.实验项目从之前单一的验证性、演示性实验，扩展跃升到集难度递增的单项实验和综合性实验于一体的系统全面的实验体系。同时，实验环节所需要的理论知识、技术应用规范和应用技巧与理论课所讲授内容高度契合，极大增强了学生实验时的自信心、积极性和主动性，学生敢于并愿意动手操作，实验效果突出，学生动手能力显著提高。(2)课程设计：在设计选题上摒弃了之前单一的命题方式，改为可从教师给定的多组题目中任选或学生自由选择的方式。其中，教师给定的题目主要为讨论互动课上项目任务的综合和深化。由于已进行过较为充分的论证，因此，对这部分设计题目详细设计部分要求完成度较高，最好可通过实物验证。

(三)课程考核

与教学模式改革相匹配，对课程考核方式进行了调整，更加强调应用能力的测试，加大实验环节考核比重，增加讨论互动课考核。其中，对于实验环节的考核，除了考察实训时的常规表现(如出勤率、操作规范情况、实验完成情况、实验报告情况)外，在最后一次实训课上以现场发放任务卡的形式，要求各组学生利用现场实训装置，在限定时间内，完成某一小项目的设计、接线、编程和调试工作，最终根据完成情况现场打分，该分值为实验环节最终考核成绩的主要组成部分。

三、总结

课程教学的机电一体化 第3篇

关键词： 机电一体化  实训课   规范化教学

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.08.033

高校是高新技术人才培养的摇篮，高等教育与社会经济的发展不仅有着密切的联系，而且还存在着相互促进的作用。而高等职业教育的根本和目标就是培养、造就技能型人才。在高职教育中，实践是培养技能型人才的重要手段和措施，但是，随着实验实训教学手段的逐渐老套，设备短缺、仪器陈旧，造成学生学习效率低下，最终与培养和造就技能型人才的目标不符。

高等教育不是应试教育，是一种理论与实践密切相关的精英教育，而教学中存在的问题，很容易致使实验实训教学形同虚设，发挥不出应有的作用，教学资源也就无法得到最优配置，从而导致极大的浪费。这不是我们乐于见到的，我们需要更新观念，与时俱进，与社会接轨，强化课程设计，突出实验实训教学的重要性。本文就机电一体化实验实训课程进行深入探讨。

一、機电一体化实验实训课程存在的问题

随着机电一体化专业的不断成熟，该专业已具有了综合性、先进性、应用性的特点。在教学中，我们不难发现机电一体化专业教育存在的问题。

（一）专业学习的偏重性

机电一体化专业应是“机、电、计算机”三部分知识融合的专业，这也是社会需求的体现，但有的院校偏重电类方面、有的院校偏重机械方面，这与社会的实际格局不相适应。

（二）教学过于追求课程的系统性、完整性

高校的专业学习与初等、中等教育不同，在设计培养方案时，我们不应该追求每门课程的系统性、完整性，应该注重学生专业的系统性、综合性、实践能力、创新能力的培养。而现今的课程设置，出现了很多重复内容，过于强调理论性，因此我们需要扭转这一局面。

（三）设施落后，实践训练水平低

通过走访交流，我们发现校内的实训设施普遍落后于企业，教师的训练水平不高，缺乏“机”“电”一体化的综合实训室及相关实训课程，这直接影响了学生综合实践能力的提高，也降低了学生在社会上的综合竞争力。

（四）学生对实训课的抵触与对课程设置认知的缺乏

通过座谈会、抽样调查等形式的调查，发现了学生对实训课程有抵触。学生无法完全适应从纯理论向实践教学的转换，这与入学初期安排的专业介绍、专业认知工作不规范有关。实训课程中，尤其是学生对设备的操作，往往知其然而不知其所以然。

（五）与社会需求不匹配

高等学校培养的是综合性、技能型人才，但由于知识陈旧、设备落后，培养目标不明确，而造成某方面人才过剩，与社会需求不匹配。

二、机电一体化实验实训课程问题的解决——规范化管理

实验实训课程是高职人才培养方案的重要组成部分，也是实践教学体系中的主要模块。而实验实训各课程本身，都有着不同的特点与要求，且学生在实训中暴露出来的问题也不尽相同。如果想根本性地解决上述问题，提高教学效果，就必须充分发挥课程优势。规范教学的各个环节，让教学充满活力，是一个刻不容缓的举措。

（一）规范课程标准，明确教学目标，指定教学文件

课程标准是国家对学生接受一定教育阶段之后的结果所做的具体描述，是国家教育质量在特定阶段应达到的具体指标。它具有法定的性质，是教育管理、教材编写、教师教学生学习的直接依据，也是评估与考试的依据。教学目标是由专业教学计划与课程标准确定的。但教学计划的制定具有宽泛性，若无详细严谨的教学文件进行支撑，那么很容易使教学目标不够清晰，教学要求参差不齐，甚至还会出现教学目标的盲目性。按照这种方式培养出来的学生，将失去更多的就业机会，从而影响整个专业的发展。所以，我们必须规范教学计划、教学目标，让教学更有意义。

（二）教学场所的规范化管理

实验实训教学，最直接的教学场所就是实验实训室，而教学场所的环境、安全和卫生等方面必须全面检查，排除安全隐患，这是保证教学顺利进行的最低要求。对于出入实训场所的人员需有明确的规定和要求，可采用军事化管理模式，减少学生的迟到早退现象，以企业的标准要求学生平时的日常规范，有利于他们强化时间概念，遵守劳动纪律，树立坚实的人格品质。

（三）指定规范化安全操作守则，工具、耗材、设备的规范化管理

实验实训教学中使用的设备、工具、耗材等都属于“消耗品”，在开课前，必须要求学生严格执行实验实训场所的工具、设备使用的相关制度，这能极大地培养学生的安全、文明操作意识，而这本来就是一个优秀职业人员应具备的职业习惯和职业素质。

（四）实训过程评价体系规范化

对于实验实训课程，高校一直在强调过程性评价的重要性。在整个课程中，我们需要正确而全面地评价学生的实际操作能力。但由于训练时间较长，环节较复杂，在不具备规范的多元化过程评价体系的情况下，教师将无法给学生做出公平、公正地评价。所以必须有一个完善的评价体系，才能让实验实训课程得到良性发展;才能让学生在走向社会的时候更具有竞争力。

（五）校企合作常规化、规范化

校企合作，是一种共荣共发展的合作。学校培养的人才，最终都是输送给企业的，如果校企合作常规化、规范化，就能组建“校中厂”——企业认知、“厂中校”——工学交替、“订单班——定向培养”等，而上述内容，可最大限度地扭转设施落后、训练水平低的局面。当然，教师队伍本身的专业素养、教学能力也需要与时俱进，坚持自我提升，这样才能让学生、专业、学校、社会得到最大的发展。

总之，实验实训教学规范化，有利于教学的实施，更有利于学生综合能力的提高。在完善的评价体系下，我们才更容易发现教学中存在的问题，同样也能更好地找到课程改革的突破口。培养出能够较好地适应社会发展需要的应用型人才。

参考文献：

[1]朱涛，吉智.机电一体化技术综合实验实训系统研究与实践[J].中国现代教育装备，2011（2）.

[2]于庆，谢伟东.机电习题花技术专业实训课程整体改革实验研究[J].职业技术，2013（3）.

作者简介：

陈克勤，目前职称：初级，学历：本科，研究方向：机电一体化、实训教育。

机电一体化课程教学探讨 第4篇

关键词：机电一体化,教学方法,教学改革,Matlab

机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门学科, 在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术交叉学科。对于学生而言, 由于机电一体化课程综合了多门学科, 因此所涉及的概念、专业名词较多, 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, 由于课程涉及知识面广, 容量大, 课前需要做相当充分的准备:一是准备大量的案例;二是要将深奥的道理通俗化, 尤其是一些较新的概念、思想和技术, 因为过于抽象, 学生理解具有一定的困难。

为了帮助学生更好、更快地接受和理解机电一体化本身的内涵, 应将机械、电子、控制等相关知识有机结合起来进行学习和交叉应用, 并了解产品的全寿命周期、可靠性等思想。本文针对该课程的特点和教学中存在的一些问题, 从课程内容的组织形式、教学手段以及教学方法等方面尝试进行改革, 取得了较好的效果。

一、课程特点及教学中存在的问题

机电一体化是在节能减排、绿色制造的大环境下机电结合, 实现机电一体化系统的短、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最根本的技术手段。本课程从机电有机结合、全系统的角度出发, 阐述了机电一体化系统的设计原理与设计方法, 对机电一体化系统中的机械系统元部件和微机控制系统的元部件的工作原理、特点、选用原则与选用方法进行论述。

机电一体化课程各个章节所覆盖的内容来自不同的学科体系, 比如第二章是机械系统部件的选择与设计, 第三章是执行元件的选择与设计, 再下一章又变成了微机控制系统的选择及接口设计, 等等。每个章节的内容都不同, 跳跃性强, 学生在学习的过程中, 很难将各个章节的内容有机联系起来, 从总体上去把握这门课程有着相当大的难度;有的学生对于学习这门课程的真正目的比较模糊, 难以从总体去把握这门课程, 更不知道开展这门课程的真正目的是什么, 往往会感觉每个章节都在复习以往所学的知识点, 同时又感觉自己对每个知识点又掌握得不够牢固。针对每个知识点的实践环节, 学生还可以熟练地掌握每个单独实验内容, 如传感器实验、电机驱动实验等等, 但是又很难搞明白各个实验内容之间内在的联系, 这些都是学生学习这门课程存在的问题。

就目前而言, 大多院校都采用比较成熟的模块化教学方式, 往往不同的院校、甚至不同的授课教师都有自己不同的模块方案, 大多按照基础教学模块、机械基础模块、电气基础模块和控制基础模块等几个方面进行依次讲解, 从理论和大纲要求来看, 这些内容是符合机电一体化专业的需求的, 然而这些知识对学生而言, 学习起来感觉非常零散, 很难弄清各个功能模块之间的彼此联系以及相互的影响。

因此, 针对这些问题, 作者在这门课程的教学过程中对机电一体化这门课程的教学内容、教学方法与手段做了以下的变革。

二、教学内容的完善

虽然教学大纲规定了本门课程的教学内容, 就这门课程而言, 教学大纲中也只是对机电一体化系统中所需要的各个模块内容进行一个简单堆砌, 知识点零散, 缺乏一条清晰的主线, 让学生感觉是对以往课程的一个复习, 感觉什么都学过, 但是又都不清楚该知识点在机电系统中的具体应用。此外, 随着机电系统功能的不断完善, 结构也日益复杂, 对系统整体的性能分析也提出了较高的要求。因此, 作者对该门课程的教学内容进行了重新组织, 并针对学生和教材中知识点的薄弱环节, 进行了补充。

1.教学内容的组织

为了让学生尽早建立并理解机电一体化的系统观, 本门课程在传授的过程中, 应牢牢把握课程的概论部分, 概论是对该门课程的一个高度凝练, 在课程学习之前, 帮助学生建立机电一体化的全系统全寿命周期思想, 让学生从系统的设计阶段开始考虑机电系统全寿命周期中会遇到的问题和关键环节, 应以机电一体化系统的五大功能要素和功能构成为主线, 采用总-分-总式的教学形式, 即在概论的学习过程中, 给学生讲解机电一体化的内涵、整体架构和设计方法、思想、流程、共性关键技术、功能要素、功能构成功能评价、设计准则与设计规律, 以及现代机电一体化系统的设计方法, 让学生对机电一体化系统有个全面的认识与了解;然后针对构成机电一体化系统所需要的机械部件、执行元件、控制系统、接口设计、传感器, 讲解其各自的要求以及选择标准。接下来针对各种类型的元部件展开特性分析以及机电一体化系统的有机结合分析, 包括系统的数学建模、稳态特性分析和动态特性分析, 重点讲解伺服系统动态稳定性的调节方法, 让学生了解并掌握P/PI/PID的调节作用和适用场合;最后, 针对常见的典型机电一体化产品, 进行实例剖析。结合机电系统的功能构成、分析这些产品的优缺点以及可以借鉴的设计思想。结果表明, 采用总-分-总的教学组织形式能让学生从根本上掌握机电一体化的学习思路, 明确学习的目的, 更好地从理论与实践相结合的方式上了解机电一体化系统设计的流程和步骤。

2.保证知识体系的完整性

机电一体化这门课程是建立在机械、电子、自动控制、检测技术和计算机应用技术等多个学科知识基础上, 偏向于综合应用的一门课程。如何让各个不同类别的技术在系统中发挥最大的作用, 在系统设计初期如何规划系统的整体方案、系统的设计目标等是机电一体化导论课程需要给学生讲解的重要内容。然而, 学生往往对于一些技术性的指标比较容易理解和接受, 如传感器的精度、分辨率、稳定性和量程, 等等, 但是对整个系统宏观的一些指标难以接受, 往往会出现自动控制基础知识掌握不牢固, 系统的建模能力不强, 害怕复杂的计算推导过程等现象, 由于这些方面知识的缺乏, 使得应对整个机电一体化系统进行分析和优化所需要的知识体系掌握得不够完善。因此在教学过程中, 需要针对这些知识体系的漏洞和弱点, 对学生进行补缺和加强。

例如, 我们在教学过程中, 发现学生对系统设计的可靠性要求不理解, 概念较为模糊, 对机电一体化系统建模的理解存在困难, 在教学的过程中, 教师就采用学术讲座的形式, 讲解了我们面临的可靠性问题以及改善系统可靠性设计的常用方法和手段;采用专题讲座的形式, 从易到难, 从一般到特例, 给学生讲解了数学建模、机械系统建模的一般方法和步骤, 从作业情况来看, 学生对这方面知识的掌握程度有了较为明显的改善。

三、教学方法与手段的改进

当今社会科学与技术、社会经济发展方兴未艾, 高等教育正越来越承担起重要的人才培养任务, 也面临越来越严峻的挑战, 为灵活适应社会经济发展的需求, 就要求其教学模式和教学方法保持积极的革新态势, 推广先进的教学方法, 有效地培养学生的创新能力和技术应用能力, 鼓励教师采用多媒体教学、现场教学、网络教学、虚拟仿真、真题实做等多种教学手段进行教学, 保证教学效果。作者结合机电一体化课程的特点和教学需求, 在教学过程中采用了以下的教学方法和手段。

1. 基于案例的教学方法

课堂教学重在理论联系实际, 运用生活中的实例或者工程案例, 既有助于学生对理论知识的掌握, 又有益于提高学生的兴趣和对实际问题的思考能力。如在导向支承部件、轴系部件等机械部件选择的教学过程中, 以在公园中常见的游乐设施为案例进行教学讲解, 以步进马达的驱动控制、消抖开关、十字路口的信号灯设计等实例讲解控制系统和微机接口设计, 通过结合现实生活中最常见的这些案例进行剖析, 找到他们的共性, 学生们不但形象地理解了控制时序, 又看到了微机控制的实际应用, 使学生增加了生活知识和学习的趣味性。基于案例的教学能调动学生的学习积极性, 将理论和生活实践紧密结合, 取得了良好的教学效果。

2. 开放式的课堂教学方法

除了在课堂上完成理论教学外, 还要重视教学过程中实践环节的辅助教学, 采取开放式的实践形式, 引导学生充分利用课余时间完成一些生活中常见的机电产品的调研任务, 这样即可以将课堂内容延伸到课堂外, 强化学生观察能力和独立分析问题、解决问题的能力, 同时又可以弥补课时的限制, 保证下一次课堂教学的顺利进行;让学生将问题带进课堂, 大家一起讨论、分析, 带着问题学习;在课堂上, 采取随堂测试, 激励学生独立完成课后任务, 锻炼学生动手动脑的能力。为了检验学生对机电一体化系统的认识程度, 要求学生以常见机电一体化产品为例, 让学生参与讲课, 然后进行分组讨论。学生在讨论课程中, 列举了生活中的常见产品和机电一体化应用实例, 如自动售货机、自动售票机、汽车电子控制系统、电子灶、电梯、洗衣机, 等等。通过讨论, 发现学生对系统设计中的成本、可靠性、安全性等因素均有一定的认识并能提出一些相应的改善建议。

实践表明, 让学生参与台上讲课, 分组进行讨论这种体验型互动教学方式, 提高了学生的综合能力, 达到较好的教学效果, 具体如下: (1) 通过这种互动教学方式, 让学生参与教学, 激发了学生的学习兴趣, 学生的学习主动性增强, 不少同学课件制作非常生动, 内容也很充实, 课后学习的主动性大幅提高; (2) 通过课后相关知识的搜索, 学生的查阅文献、技术资料和调研能力得到了锻炼; (3) 采用分组讨论, 提高了学生之间的沟通能力和团队合作精神; (4) 在进行机电产品介绍的时候, 部分学生能够清晰地讲解产品的构成、工作原理、关键技术以及设计缺陷和改进策略, 通过实践, 也锻炼了学生的口头表达能力, 该种教学形式深受学生的欢迎。

3. 基于Matlab的虚拟实验辅助教学

在整个教学环节中, 需要涉及机械传动系统、执行元件以及控制系统等多个用于实现机电有机结合的功能模块, 如何将这些不同系统、模块的共性表达出来, 是帮助学生理解、消化并建立学习主线, 实现各个章节知识串联的一个重要环节, 而Matlab工具正好可以完成这一功能, 我们采用该软件对不同类型的系统进行仿真和特性分析, 一则让学生对系统的特性有直观的认识;二则帮助学生掌握一门有用的学习工具, 对于以后的工作和科研都可以奠定一个良好的基础。

针对控制部分的学习, 学生对系统的动态特性的理解往往还停留在公式的形式上面, 也正好可以充分利用前面所学的Matlab/Simulink的知识来实现控制系统仿真功能。例如, 我们可以通过Simulink作为学生学习直流电动机和控制系统的教学工作, 仿真一些PID速度控制的简单闭环系统, 通过调节模型参数, 研究延迟力矩和积分控制器的效果, 让学生对控制以及一些典型的调节手段有了更为直观的认识。还可以利用提供的大量机械模块的仿真工具包, 通过这些工具, 可以便捷地对一些常见的机械元、部件进行特性分析, 如液压元件、齿轮传动系统等, 并能随时改变约束条件和连接方式, 及时观察所设机构在变参数下运行时的工作特性。

总体来说, 为了提高学生对控制系统的理解, 学生们必须进入实验室, 并参与解决到相关实际问题中来, 但这又受制于实验条件的缺乏, 因此, 借助于Matlab构建一个虚拟实验室, 能够模拟一些实际系统的问题, 加深学生对控制系统的认识, 有利于学生掌握系统建模以及系统的稳态特性、动态特性的基本分析方法。结合MATLAB软件进行辅助教学, 采用互动式模式使学生能更好地把握好本门课程。

四、考核方式的变革

考试是对学生进行该门课程考核的手段。一直以来, 这门课程的考试都采取定时的闭卷或开卷考试的形式进行。但由于该课程涉及的概念、理论方法以及相关的计算分析较多, 进行系统设计往往需要查阅大量的资料, 如采用常规的考试方式, 一则受时间限制, 学生在短时间内难以对系统的设计给出完善的解答, 因为系统的设计本身是一个不断改进的过程;二则难以体现出学生真正掌握知识的程度。针对机电一体化导论课程的特点, 作者认为采取闭卷考试和开卷考试的形式都不是很合适, 因此, 本课程的考核依据平时课后作业和最后的综合大作业完成情况对学生进行考核。

采用综合作业的形式有以下几方面的好处: (1) 保证学生有相对足够的时间, 考虑完善方案, 从而尽可能多地将所学的知识应用到方案设计中去; (2) 锻炼学生的书面表达能力, 尤其是专业论文的书面表达能力; (3) 提高学生独立动脑能力, 锻炼实际动手能力; (4) 激发学生的创新动力, 加深学生对机械、电子和控制系统有机结合设计过程的全面了解; (5) 提高学生针对实际工程问题的分析能力、解决工程问题的能力, 帮助学生树立工程观念, 在学习的过程中, 让学生能明确地感觉到学有所用, 也是为理论学习和实践教育有机结合进行的一个探索。

五、结 语

机电一体化是一门不断发展、高技术密集的新型交叉学科, 在此基础上形成了一系列新型交叉学科, 如光机电、生机电, 等等。学生学习这门课程的难度也逐渐加大, 如何使学生尽快、更容易地掌握该门课程的内涵和学习方法, 是该课程教学中需要不断探索和研究的问题。本文基于作者的教学实践经历, 对在该门课程教学过程中教学内容的组织形式、所采用的教学手段和方法以及课程考核方式进行了初步的改革尝试, 通过这些方法和手段的改革, 取得了较为满意的教学质量和效果, 学生对课程的学习兴趣和成绩都有很大的提高。

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]吴晓苏, 范超毅.机电一体化技术与系统[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[3]王蕊, 李燕临.运用多媒体技术突破物理教学难点[J].中国教育信息化, 2007, (5) :22-24.

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[5]刘白雁, 陈新元, 傅连东.机电系统动态仿真:基于MATLAB/Simulink[M].北京:机械工业出版社, 2005.

机电一体化专业课程介绍 第5篇

2.电工与电子技术：电路的基本定律；电路的分析方法；正弦交流电路；三相电路；半导体器件、基本放大电路、集成运算放大器、反馈放大电路、波形发生电路、功率放大电路、直流稳压电源、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、波形产生和整形电路、A/D与D/A转换。通过学习，学生应当能够：了解电工安全常识，掌握电工电子技术的基本知识，熟练使用常用的电工电子仪器仪表，具备分析、解决基本电子线路问题的能力，掌握必备的电子线路设计与调试技术。

3.机械设计基础：常用机构和传动装置的结构、工作原理、应用特点；通用机械零件及相关的构件受力分析、构件强度校核及通用零件的选择。通过学习，学生应当能够：掌握常用机构的结构、工作原理、应用特点，初步具有分析和选用常用机构的能力；具备机械通用零件、机械传动装置和简单机械设计的基本计算能力和标准选用能力；能查阅图表、标准、规范、手册、图册等有关技术资料；初步具备分析和解决生产实际中有关机械设备故障的能力。

4.机械制造工艺：金属切削加工的基本知识；“六点定位原则”及定位误差的计算方法；常用机床夹具的基本知识；刀具的结构与选择、常用夹具的设计方法、典型零件加工工艺的编制及常用工艺装备的设计。通过学习，学生应当能够：掌握机床夹具的基本知识和一般的设计方法；掌握常用刀具基本知识，能根据加工条件正确选择刀具；掌握工艺路线拟订的基本知识、原则及零件加工工艺规程编制的一般方法；具备查阅切削加工过程中的各种工艺参数和图册的基本能力，具备选择正确方法进行装配的能力。

5.金属工艺学：金属工艺学是机械类、材料类及其他近机类各专业学生必修的一门综合性的专业基础课，是研究工程材料加工方法的一门学科。1.主要内容包括：铸造、塑性成型、焊接和金属切削加工四大部分的基础知识，涉及工程材料加工工艺的各个方面。通过本课程的学习，可以后为续课程的学习及毕业后从事相关工作打下坚实的基础。

6.电动与拖动：它既是研究电机及电力拖动系统基础理论的学科，又可以作为一门独立的技术应用课，直接为工农业生产服务。本课程的理论性与实践性都很强，通过本课程学习，使学生掌握各种电机的基本结构与工作原理，独立分析电力拖动系统各种运行状态，掌握有

关计算方法，合理地选择和使用电动机，为后续电力拖动自动控制系统等专业课打下坚实基础，为从事专业技术工作做好基本培养和锻炼。

7.液压与气压传动：液压和气压传动是一门技术基础课，主要内容包括：液压和气压传动的基本概念和基础知识； 常用液压与气动元件的工作原理、工作特性、适用场合。阅读液压和气压传动系统原理图；改进或设计液压与气压传动系统。

8.机电商品学：主要研究机电商品使用价值及其实现规律的一门技术经济学科，涉及商品的生产、流通、消费领域，一方面与物理、化学、材料学、生产工艺学有内在的联系，另一方面与企业管理学、市场营销学、采购管理、经济学等社会科学密切相关。主要研究内容包括：机电商品分类、用途、型号、质量指标、结构与工作原理、流通技术、经营管理要点以及国内外机电商品市场动态及发展趋势。通过本课程习，将使读者全面掌握机电商品基本知识和技术管理知识，为培养技能型商品经营管理人才，提供必备的机电商品的有关理论和知识。

课程教学的机电一体化 第6篇

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）。

课程教学的机电一体化 第7篇

课程内容和理念虽紧跟市场步伐并极具前沿, 但传统课堂教学模式无法与之相匹配。以理论知识传授为主的课堂教学方法培养出来的学生, 谈起理论知识或许头头是道, 但真正操作起来, 往往面面相觑、毫无思路甚至错误连连、废品成推, 造成用人单位对中职生的专业能力产生质疑。因此, 要培养出企业需要的动手能力强且具有一定操作经验的应用型专业技术人才, 就必须改变传统课堂教学方法, 在《机电一体化》课程教学过程中, 把教、学、做融为一体, 从根本上解决课程理论与实际操作相脱节的问题, 培养出市场和企业需要的人才。

一、“教学做一体化”教学模式的内涵

“教、学、做”理论很早在中国就有了明确的阐述 。在《陶行知教育名篇》这本书中, 陶先生认为“先生须一面教一面学”、“教学做合一”、“先生的责任不在教 , 而在教学 , 而在教学生学”、“教的法子必须根据学的法子”。一体化即“Integration”强调事物之间的相互联系, 相互联系后会产生新的结构和系统, 由此产生新的功能。

“教、学、做”一体化的教学理念是事情需要怎样做就怎样学, 怎样学就怎样教, 知行统一。“教、学、做”一体化的教学模式就是将教学场所直接设在工作现场或实训室, 师生双方通过边教、边学、边做掌握知识, 进而通过再学、再做、再教提高操作技能, 最后完成预定任务的教学方法。教学过程中, 学生是演员, 教师是导演, 理论和实践交替进行, 由易到难, 逐渐深入, 突出对学生动手能力和专业技能的培养, 充分激发学生的学习兴趣, 充分体现“以学生为主体, 以教师为主导, 以培养学生技能为目标”的教学理念。师生双方共同参与教学全过程, 在教中学、学中做、做中学, 融教、学、做为一体。

《机电一体化》是一门操作性强和实用性高的课程 , 加之中职学生活泼、好动的特点, 在课堂教学过程中实施“教、学、做一体化”教学模式, 无疑会达到事半功倍的教学效果。

二、在《机电一体化》中如何实施“教学做一体化”

1.深入钻研 教材 , 实现教学 内容的一体 化。

“教学做”一体化的教学模式将理论教学和实际工作有机结合起来, 把课程内容分成若干个项目, 用任务驱动方法实现教学目标, 这就要求教师打破原有教材的系统性, 按照真实工作情景重组教学内容。因此, 中职学校教师应深入企业调研, 全面研究企业与专业相关的工作岗位, 并结合学校的实际情况, 深入钻研教材, 确立教学任务, 以实践操作为主线, 以能力培养为核心进行教学活动, 最终实现学生综合能力和综合素质的提高。

2.整 合 教 学 方 法 , 实 现 教 学方 法 的 一 体 化 。

根据一体化教学的特点, 有针对性地灵活选择教学方法, 使教学效果最佳化。教师应该打破传统教学惯例, 努力让传统课堂教学活动从教与学的单行道改变为教、学、做互动的多行道, 变学生被动学习为主动参与学习。所以, 教师在选择教学方法时, 必须基于学生的学习特点, 综合应用任务驱动教学法、情境教学法、角色扮演法、案例教学法、项目教学法等创设工作情境, 或把教学场地安排在工作现场, 让学生身临其境, 实现从学生到“工人”身份的转换, 不仅使学生真实地感受到作为一名员工应具备的基本素质, 而且能够激发学生的学习兴趣, 调动学生学习的积极性、主动性。

3.设 计 教 学过程 , 实 现 理 论 实 践 的 一 体 化 。

在一体化教学中, 整个教学设计和组织都以实践操作为主线, 突出技能训练, 围绕实践操作进行理论知识的教学, 实现理论教学和实践教学的一体化。在教学设计时, 教师可以考虑从教和学两方面、两条主线入手。一条线是教师讲授, 重点是加工工艺和加工方法, 循序渐进地开展教学活动。另一条线由学生以组、团队的形式寻找和确定实际项目, 根据教师的指导, 在做中理解理论知识、掌握技能, 在操作中验证理论。同时, 用理论指导操作, 实现理论与实践的有机结合, 在操作过程中, 教师巡回指导, 及时发现问题、解决问题, 共性问题集中讲解、个别问题个别指导, 促进理论教学过程与实践教学过程的融合。

三、“教学做一体化”在《机电一体化》中的实施效果

在教学中运用“教学做一体化”, 对学生和老师都带来了积极的影响。主要表现在以下三个方面。

1.提 高 了 学 生 的学 习兴 趣 。

实施“教学 做一体化 ”后 , 学生在听 中学、学中 做、做中学, 在做的过程中会遇到或多或少的问题, 在求知欲和兴趣的驱使下, 会不断思考和探索, 则学生学习积极性和主动性大大提高。

2.提 高 了 学 生 的学 习效 率 。

“教学做一体化”以实际项目驱动进行学习 , 老师在指导学生做项目的过程中, 可以精准地把握学生的学习状况, 有效解决学生学习的盲点和难点, 进而提高学生的学习效率。同时, 通过实际项目的演练, 学生已经深入掌握了操作流程和要领, 再做项目时就不会茫然, 更不会无从下手, 变得更加自信, 学习效率大大提高。

3.提高 了 教师 的 教 学能力 。

“教学做一体化”提高了教师的业务能力和教学水平 , 教师在与学生的互动过程中, 更加了解学生的需求;通过指导实际项目的运作, 教师对机电一体化这门课程有更深层次的理解, 从而提高教师的教学水平和教学能力。

摘要：本文从“教学做一体化”教学模式的内涵、“教学做一体化”在中职机电一体化专业中的实施及效果等方面分析恰当应用“教学做一体化”教学法可以给教学效果带来的质的飞跃。

关键词：教学做一体化,《机电一体化》,中职教育

参考文献

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[2]闫玉梅, 杨晓华.商科类课程“教学做”一体化教学法教学模式探索.山东商业职业技术学院学报, 第12卷, 第6期.

[3]杨少光主编.机电一体化设备的装置与调试.广西教育出版社, 2009.4.

课程教学的机电一体化 第8篇

机电一体化系统设计这门课是一门关于农业工程学科研究生教育的研究农业工程领域里许多基本问题的核心专业基础课程。研究生经过对本门课的学习能学会如步进电机原理,运动控制方法,上位机软件设计、机械系统设计等重要技术知识。本课程的开设不仅可以提高研究生的科研素质,为后续科学研究的进行提供必要的专业技术基础。而且以往的教学过分强调理论教学,仅有的实验环节也大多是做的演示性实验,本门课程教学实践环节却非常多,可以大幅度提高研究生学习的兴趣和主动性、参与度,使教学目标不再难以实现。

一、教学现状分析

对于现在的研究生教育,要求研究生不但要在专业技术知识方面有扎实的基本功,还必须具备团队协作精神、动手操作能力、系统分析问题并解决问题的能力。为了更好地适应当前国内迅猛发展的研究生教育水平,分析教学现状,目前机电一体化系统设计教学主要存在以下问题:

1.授课方法简单,以教师传授研究生被动接受式教学模式为主,这种教学形式简单死板,不能激发研究生的研究潜能、更不利于提高研究生学习兴趣和调动其学习的积极性。

2.授课实践环节较少,以理论知识讲授为主,缺乏综合性实验,不能帮助提高研究生的动手能力。这种教学方式对研究生教育要求来说远远不足。

3.现有的教学模式达不到教学目的,不能提高研究生应有的团队协作能力、动手操作能力以及科研技能。因此,机电一体化系统设计这门课程急需改革,以便研究生能学以致用,提高自身综合能力。

二、基于 CDIO 的教学改革方案设计

1.CDIO的基本思 想。CDIO1(Conceive,Design,Implement,Operate) 是美国麻省理工学院(MIT)和瑞典皇家工学院等4所大学联合探索创立的工程教育理念,以构思(Conceive) —设计(Design)—实现(Implement) —运作(Operate)理念开展基于工程项目全过程的学习,着重培养学生全面的工程实践能力。其指导思想是:以诚信、职业道德培养为基础,以工程设计任务为导向,以培养个人能力(实践能力和终生学习能力)、团队能力和系统的适应与调控能力为主要目标,让学生以主动的、实践的、课程之间有联系的方式学习工程2 3。

《机电一体化系统设计》是一门农业工程学科课程群中最具专业特色的专业基础课程,教学改革中,完全可以在相应的教学中应用CDIO的理念。

2.基于项目教学法的教学改革方案。在教学过程中打破原有的教师讲授,研究生被动接受知识的模式,采用以项目为驱动的教学方法,增添师生通过共同实施一个完整的项目工作而有目标进行的教学活动。这种方式可以提高研究生的学习兴趣,让其有目标地自主学习,进而很好地融入到有意义的任务完成的过程中,使学习变成一个生动有趣的事情。同时,研究生可以通过自己的实践进行知识构建和技能训练4,不再需要枯燥无味的重复就能理解并牢牢记忆理论知识。项目法教学流程图如图1所示。

(1)研究项目的确定。如图1所示,在教学活动实施之初根据机电一体化系统设计课程的需要及参与本门课程学习的研究生人数,由教师确定项目个数并进行分配任务。

(2)研究生分组。由教师主导根据研究生的不同兴趣、个人擅长的特点及团队合作需求,对研究生进行分组作业并选举各组组长。

(3)讨论项目目标和任务。由教师布置相关教学任务,组长协助并组织组员进行项目内容讨论并确定具体任务目标,进而分配各成员任务分工。

(4)制定项目实施时间表。教师根据本课程的学时数和项目内所包含的任务量,制定具体的项目实施时间表。

(5)讲授项目实施规范与考核标准。项目实施前,教师专题讲授项目实施规范与具体的相关考核标准,及研究报告的书写规范。

考核制度采用百分制标准,其中项目研究占80%的分数,其余20%教师根据组员的团队合作情况酌情给分。

(6)项目实施阶段。教师跟踪各组研究的进展状态,项目实施过程中根据所遇到困难及问题的普遍性,组织专题讨论或者进行个别组具体指导,解决所出现的问题。本课程涉及的主要问题在于硬件系统搭建和上位机软件设计部分。通过举办讲座进行具体讲解示范及解惑。

(7)项目结题阶段。项目完成后组织答辩,各组需要准备好项目技术报告及幻灯片材料,由各组组长汇报项目流程,其他研究生成员分别负责答辩涉及具体问题的解答。答辩结束并完成后,教师会对课程进行综合总结并给所有研究生打分作为最终成绩。

三、教改方案实践

基于本文的教学改革在佳木斯大学农业工程学科2011级、2012级研究生及2013级留学生教学中实行了教改方案实践,并取得了良好效果。

1.项目任务的确定。本课程主要讲授步进电机、伺服电机的驱动原理、运动控制系统的设计与调试。以我校农业工程学科2011级研究生课程为例,选修机电一体化系统设计这门课共有12名研究生,共计确定分为2组研究项目,每组人数为6人,研究项目表如表1所示。

期间开展的基础知识讲座内容如表2所示。

2.项目实施时间表的确定。培养计划中规定本门课程共计38个学时,其中理论学时占20学时,实验占18学时。本次课程改革将全部学时用于项目开发,教学过程中根据各组项目进展和需要,开展定向基础知识讲座,同时要求各组成员每两周进行一次项目进展报告,每组每周开两次组会,时间地点由各组自行商议选定,组长负责考核各成员绩效并作详细记录。学生边做边学,理论和实践结合,教学效果非常好。

3.项目实施过程。在教学改革实践过程中,全体参与教学改革的研究生体现出极大热情投入到项目开发过程中,在学习中不但掌握了实践技能,培养了科研素养,还对自己即将从事的科研项目有了明确思路与方法。对研究生完成后续的硕士学位论文具有重要意义。

四、结论

本文打破原有的机电一体化系统设计课程教授式教学方法,在CDIO教学理念的指导下,进行了基于项目教学法的教学改革实践活动并取得了良好的效果。具体总结如下:

1.CDIO理念在实践性较强的机电一体化系统设计课程中的应用符合教学规律,研究生学习方式由被动接受转为主动探索,达到课堂与课间一致均能开展研究,教学效果良好。

2.研究生通过参与项目的讨论研究,使其增强了团队协作感,能够各司其职,具有强烈的责任感,看到自己的项目科研成果也有巨大的成就感,这种教学方式有利于研究生科研素养、实践技能、自信心的提高。研究生随着项目研究的需要主动探索其他课程,学以致用,知识掌握牢靠。

3. 项目教学法需对带队教师的水平有一定要求,教师额外的工作量核定、研制资金、必要的设备的支持,在教学方法改革的同时相应的保障机制要随之改革,才能达到良好教学效果。

课程教学的机电一体化 第9篇

《机电一体化系统设计》课程的内容比较广泛且有一定的深度, 涉及传感器技术、机械传动、电机、电子、控制工程等多门学科, 包含大量的基本概念, 方法和原理, 是综合性较强的应用型课程, 对学生专业基础功底有一定的要求。同时该课程自身的理论体系不突出, 各部分内容之间相对独立, 缺少一个可以贯穿整个教学过程, 将各知识点串联起来的线索。在逐章节授课时容易造成内容割裂, 缺乏有机整体感;学生学习时也会感到难以把握重点, 觉得茫然, 索然无味。

实际设计机电一体化系统时, 基本的思路是根据系统性能和精度的实际要求, 合理设计和整合各组成部分, 保证系统能够可靠、有效地工作, 其中系统稳定性和精度是需要着重考虑的内容之一。故考虑在教学过程中, 使用案例教学法作为主要教学手段, 以系统设计的思路作为主线, 结合难度适中, 较为典型的案例, 如工作台、分选机械手、恒温水箱等, 阐释有关的基本概念、原理和方法, 将各个知识点有机统一起来。教学过程在一定程度上与自顶向下的设计思路是一致的, 也就是一个从总体到局部的逐步细化的过程。为激发学生的学习兴趣, 培养动手能力, 优化教学效果, 鼓励学生尽量参与这一过程, 通过亲身的体会加深对基础知识的理解, 了解和熟悉对系统总体的性能要求是如何转化为对各组成部分的选型和设计要求的。

《机电一体化系统设计》绪论部分的内容在本课程教学中起着相当重要的作用, 机电一体化设计的系统思想主要在本章得到体现, 之后各章的内容就是这一思想的展开。为加强学生的感性认识, 教学时充分利用实际案例向学生展示典型机电一体化系统的基本构成。让学生明确机电产品控制系统的结构可以分为开环、闭环、半闭环三种类型。需要强调的是虽然开环系统控制精度较差, 但是具有结构简单, 工作稳定的特点, 而闭环、半闭环系统虽然控制精度较高, 但是需要考虑稳定性的问题。课程中有关章节控制论的基本知识就是为了分析和保证系统的稳定性。鉴于学生对这部分内容的知识接触较少, 可以通过视频和仿真实例增强其理解, 了解相关的基本概念和原理。在清楚前述的内容之后, 可以使用较经典的机电系统如工作台作为案例, 启发学生, 参与到“设计过程”中。在“设计过程”开始时, 给出工作台基本的性能参数和要求, 在教师的指导下, 完成系统结构和功能模块的划分。随着课程的继续, 教学的深入, 逐步完成该工作台各部分的“详细设计”。

在完成机械传动部分的详细设计时, 着重突出主线, 即根据系统的精度要求决定应选择何种传动方式, 以及怎样在多级传动链中合理分配传动比, 而传动链的精度最终决定系统总体能够实现的精度。教学时, 可以根据需要暂时更改工作台的应用场合和精度要求, 引入不同的传动比分配原则, 让学生参与讨论, 加深理解, 巩固所学知识。在传动部分的细化过程中不断引入其它知识点, 如滚珠丝杠的性能参数和选用原则, 齿侧间隙的消除方法等。根据引入的案例, 引导学生思考、选择合理的方案。

传感器在机电一体化系统中扮演着重要的角色, 然而对于机械专业的学生来说, 这方面的知识却较为缺乏。为完成机电系统检测部分的设计, 重要的是学会依据系统的精度和性能要求选择适当的传感器。为达到这一要求, 应理解模拟量和数字量的区别, 传感器的主要性能指标, A/D转换精度, 采样频率等重要概念。结合案例时, 可以要求使用多种传感器, 如采用光电编码器检测工作台的位移, 而使采用测速电机检测工作台的速度, 让学生根据要求选择合适的传感器类型, 参与其中, 加深对不同类型信号和传感器类型的理解。

在其它章节的教学中同样采用类似的思路, 突出依据对系统总体性能的要求选择适当的驱动电机类型, 选择适当的机械结构等。在课程的最后可以采用较为大型的实际的机电一体化系统将整个过程重新复习一遍, 加深学生对机电一体化系统设计思路的熟悉, 培养从事机电一体化系统设计的兴趣和热情。

《机电一体化系统设计》是机械专业机电一体化方向高年级的一门专业课。通过该课程的学习可以使学生熟悉机电一体化产品的设计思路和过程, 对今后可能从事的工作有一些感性的认识。在课堂中结合具体案例教学, 突出系统设计的思路, 可以在一定程度上改善该课程教学原有的一些不足, 加深学生对所学知识的理解, 具有一定的积极意义。

摘要：《机电一体化系统设计》涉及的内容较丰富, 教学时易造成各部分内容的割裂, 重点不突出。为改善此问题, 优化教学效果, 采用了案例教学法, 各部分内容围绕系统设计的主线展开, 鼓励学生参与其中, 培养动手能力, 加深对知识的理解, 该教学思路取得了一定的效果, 具有一定的积极意义。

关键词：案例教学法,机电一体化,教学改革

参考文献

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[2]杨健.评议机械专业的工程教育改革[J].成都理工大学学报 (社会科学版) , 2006.9.

课程教学的机电一体化 第10篇

1传统的机电一体化课程的教学模式

为了适应我国制造业发展的需求, 一些学校开设了机电一体化技术这门课程。在课程的安排上, 大多会将与机械相关的课程作为主要课程, 将电工电子技术作为辅助课程进行讲授。针对电工电子技术的相关课程, 往往只对基本的理论与相关的概念进行授课, 忽略了对学生对其实际应用的理解与学习。在课程的安排上, 课时量明显不足, 不能满足所培养的学生水平达到社会要求的范围, 与社会所需要的机电一体化技术人才不相适应。

传统的教学模式, 主要存在如下问题:

首先对于一些高职院校, 对于本专业的定位不明确, 没有针对用人单位的实际需求对学生进行培养。在教学的模式上往往沿用普通高校的传统的教学方式, 在课程的安排上没有对学生做到针对性培养, 导致学生缺乏足够的学习动力, 不能实现有效的学习。

其次, 在传统的教学模式下, 所培养学生的职业能力不能与社会实际需求相结合。针对高等职业技术学院的学生, 需要具备机电产品的安装、调试、运行与维护等相关的综合能力, 可是在课程的教学上, 过于注重理论的学科性, 从而忽视了职业能力的培养, 造成毕业学生与社会用人需求衔接的困难。

再次, 针对该课程的教学体系不完善, 课程的安排, 不能适应技术发展的需求与当今工业化进程的发展。在教学的过程中未能做到学生理论与实践的结合, 对于学生在机、电相关技术方面的综合能力不能得到及时有效的强化。

最后, 一些高校的教学条件落后, 实验仪器、设备等相关的硬件不能满足教学的需求, 不能紧跟科技的前沿, 从而导致所培养的学生不适应现代企业的需求。

2针对高校机电一体化技术课程教学模式改革的思考与建议

2.1传统课程的改革

做好对传统的机械类课程的改革方案, 实现对所学课程的优化组合, 通过强化基础知识, 弱化计算强度, 在教学的过程中加强机电一体化新技术的引入, 打破理论教学与实践教学的界限, 做好理论与实践的结合, 定期组织学生进行现场生产教学, 提高学生的实践能力。开展实验教学, 通过让学生亲自参加实验的方式, 来实现学生能力的提高。针对数电、模电等相关课程, 要采用实验、实习、课程设计相结合的方式。利用课程设计、电子实习、工程素质相融合的模式, 从而提高学生的工程实践与应用能力。采用模块式的教学模式, 提高实验教学设备的利用率, 给学生的实践、创新能力提供良好的条件。

2.2教学内容的改革

在针对课程的教学内容上, 要做出合理的改革与创新。改革要做到从机电一体化技术的五个要素出发, 根据实际的需求, 确定教学内容。做好对机械系统与传统的机械学科的区别, 注重机电一体化技术的系统设计。要掌握好对于执行机构系统、检测系统、计算机控制系统中的所涉及的重要概念, 做好促进学生应用实践能力的提高。

2.3教学方式的改革

在改进教学内容的基础之上, 针对现有的学科任务, 要逐渐实现对其的简化, 确定科学合理的机电一体化技术的课程教学方案。在教学的过程中采用增加对实际项目的分析、讨论、实验、总结等环节, 有效实现教与学的有机结合。通过在实际的工程项目中, 让学生能够亲眼所见, 增加学生的动手实践能力。

对于一些不适合传统教学的课程, 可以将自制实验平台用于教学的环节。在理论的教学过程中增加对实验平台的设计与改造的工程实践环节。在传统的理论教学中, 应用好现代的多媒体、网络教学方式, 采用丰富多彩的动画、影像技术, 提升教学的趣味性, 激发学生的学习热情, 提高教学水平。

2.4实验方式的改革

在机电一体化技术课程的实验主要可以分为验证性实验、综合性实验、设计性实验、创新性实验。在实验环节, 要加强模块化实验的建设, 提高实验的效率, 保证学生实验能力的提高。在实验的安排上, 要设置一些用于实践的综合性实验, 提高学生的综合实践能力与创新能力, 提升学生的工程意识。

2.5考核方式的改革

对于学生的考核方式, 不能只采用单一的模式, 要采用多重的考核方式, 实现对学生综合测评。在实际的考核过程中, 可以采用理论考试与实验考核相结合的模式, 不仅要考察学生对于机电一体化课程的相关概念的理解, 同时要突出考查学生对于所学理论知识转化为实践的能力, 考查学生的实践动手能力以及创新能力。

在理论考试中, 要分阶段进行测试, 测试内容的题目要结合实际, 不仅要设计基础性试题, 还有涉及到综合试题以及创新设计题目。在实验考核过程中, 可以采用学生自拟题目与规定题目相结合的方式, 要充分发挥学生的主观能动性与创造性。

3结语

机电一体化技术课程教学模式的改革关系到学生的切身利益, 对于为企业培养机电工程的高技术型人才具有重要的意义。本文通过对指出了传统高职院校中在机电一体化技术的教学过程中存在的一些不足之处, 从而提出了针对当前社会发展需要的机电一体化课程的教学改革策略, 对于提高学生综合运用能力与创新能力, 培养学生实际操作的技能具有重要的意义。

参考文献

[1]刘晓艳.机电一体化技术课程教学改革与探索[J].科技信息, 2011, 15 (08) :19-21.

[2]杨富超.机电一体化技术课程的教学改革[J].河南机电高等专科学校学报, 2011, 6 (9) :25-28.

对中职机电一体化专业课程的探讨 第11篇

关键词：机电技术应用专业;过程导向;实训模式

现有的中职机电专业课程体系对学生实践能力的培养不足，原因在于它没有很好地分析和研究生产实践中出现的问题，同企业提出的课题对接不上。由于针对性较差，造成了理论与实践的脱节。这主要表现在所开设的各门课程独立纵向成线，缺乏彼此之间应有的沟通，没有达到教学为了生产实践服务的目的。同时，由于我们实训条件有限，实践环节严重不足，使得学生无法在实践方面达到生产实际的要求。

如何缩小课程体系与生产实际的差距，体现出就业导向的指导思想？笔者认为中职机电专业教育在教学内容上应该注重职业的生产过程和实际的要求，强调专业教学内容与职业岗位需求之间的针对性，以职业岗位的需求来确定教学内容。为此，需要构建起中职机电专业过程导向的实训教学模式。

一、中职机电一体化专业课程体系

中职机电一体化专业课程体系的建设就是要求我们培养出具有机电一体化全方位的技术应用能力为目标，设计有关基础知识教育、实践能力训练、思想品德的培养等方案。这就要求我们所要传授的知识内容是不变的，但是我们所讲解的步骤发生了变化。我们在安排所学习课程的顺序时，不是按照其基本性质和内容来划分的，而是根据每个学生性格特点的不同来区分的，根据学生应该学到的专业知识、应该具备的基本实践能力来准备好课程。我们的课程以职业能力的培养为主线，设置了基础能力的教育、思想素质的培养两大方向，并以此来安排学生上课的体系。

其中有关思想素质课程可包括思想方面的，然后是基础文化知识的传输，还有身心素质教育等，使得我们的学生能够得到全方位的各个方面的教育。这种全方位的教育与我们所需要掌握的专业知识有一定的关联性。我们单单学习课本上的知识，就可以提升学生的基本素质，开阔学生的视野，同时使得学生的思维变得活跃，这些对于学生们以后的积极向上，适应社会有一定的帮助。我们有关思想方面的教育是对学生人格素质的培养，可以为学生将来的发展打下良好的基础，是一种积累的过程。思想品德教育课程的设立虽然不会立刻见到效果，但是有可能对学生未来的发展提供帮助，是学生的进步的强大推动力。

培养全能职业型人才主要就是以尽可能小的代价来获取尽可能多的效益，我们主要就是要培养学生在遇到问题的时候能够知晓怎么做以及知道怎样才能够把事情办得更好。因此，我们对于相关技术方面培养的教育课程就可以根据学生的不同基础分为不同难度的、不同层次的职业基础能力教育课程、职业技术应用能力教育课程以及职业技术综合应用能力教育课程等。在学生的职业技术能力得以提升、经验得以培养的同时，培养策略决策能力就成为其中的关键部分了。

职业基础能力课程所包括的多数是某一专业最基础的知识和能力，这是需要我们学生来掌握的、技能能力的训练就需要严格要求规范，在不知不觉中培养良好的职业道德习惯。

职业技术有关能力应用课程就泛指必须在某些实际专业岗位落实能力应用方面的课程。中职院校需要培养应用型人才，使学生能够熟练应用职业岗位（群）所必需的技巧，同时必须根据岗位与岗位群必需的能力为主线来设置课程。这类课程大多数是技术相对独立的课程，在教学实际讲解过程中需要重点从控制系统观念的角度把握这些课程之间各种错综复杂的联系，把我们所讲的知识的重点和学生的实践能力统一到一个系统的层面上来，可以由若干的能力训练组合来组成，实用型人才主要就是靠这一方向课程的讲解与实际训练来加以合成的。这一大类课程的实际应用，各方面的全力配合，能够培养出具有较强实际动手能力的全能型人才。

职业技术综合应用方面能力教育课程就是在实际操作过程以及系统掌握的基础上，将那些不在系统以内的相对独立的某些职业技术加以系统的应用，控制系统的观念在这些教学过程中会得以充分的展现，我们可以规划出多个各个方面的典型的系统来作为学生们的教学对象。比如，典型的某些机电设备的安装调试、其所产生的故障的诊断与维护、柔性加工生产线的安装调试、机电故障的诊断与维护等等，通过我们所学到的理论知识与实践能力的相互配合来大大提高学生的整体掌控能力。从而培养学生从控制系统的角度来发现问题并且解决问题的能力。

二、机电一体化技术专业在工作过程方面的课程开发

机电一体化相关技术专业应用能力课程的体系是在我们工作的过程中，对于各种课程加以筛选，取长补短，在考虑到学生自身、社会、家庭等方面因素的影响的情况下，能够满足社会的需求，满足市场经济对于我们全能型经济人才的需求，其主要表现在：

1.必须保证足够的经验，能够掌握牢固的理论知识。不能有知识大于一切的思想负担。

2.我们所设课程以培养学生的职业操控能力为主，再配合实践能力的训练，整体迎合我们课程的安排。

3.按照我们要达到的职业技术能力、实践操作能力以及综合能力的测评的整体要求来设计课程的安排。

我们有关职业技能培养新课程的安排完全摆脱了旧式系统的束缚，以全新的理念，全新的标准来要求，其具有以下特点：（1）能够直接接触到专业知识，提高了学生对新知识的学习兴趣;（2）重视实践能力的培养，突出专业能力的训练;（3）对于新知识、新课程更加重视;（4）在我们新标准、新理念安排课程的学习下，我们的全能型专业人才更加优秀。

三、课程考核的原则

关于中职机电课程考核是对于我们学生所学知识、实践能力的一项指标，适时适量的考核可以检测学生们的学习成果，还可以从考核中找出学生所存在的问题，对于我们教学方面的改进有很大帮助。

（1）需要从基础知识入手，充分理解、掌握及合理的运用。

（2）我们要尽量全面地考核，考核的宽度、深度、范围可以无限地拓展，尽量挖掘出学生的潜能。

（3）我们的答案是不一定的，鼓励学生充分发挥。

（4）我们的考核制度可以分批、分时，这样对于学生的进步我们就可以很好地记录，实施全程化的跟踪考核。

（5）我们的基本技能考核要求要严格，同时鼓励创新，在熟练掌握基本技巧后加以进步。

每一个学习领域中的项目课程，都是被细化和固化成这样一种环节：课程的属性;参考课时、总的学分、课程目标、设计思路;项目的训练内容;技能考核时的要求;实施建议;教学条件;学习评价等等。由于各个地区的经济发展水平不一致，而且职业教育的教学成本、教学资源的投入相对比较高，因此，在一些经济欠发达的地区，实施这些项目教学时，项目产品不可能和实际产品或者服务完全的一致。为了便于项目课程教学的开展，完成机电技术应用专业的学习领域目标要求，还要把教室设计成理想现实一体化所要求达到的实际或者是模拟的机电企业环境，突出机电专业的教室综合能力的专业功能，充分体现出项目教学法的双重

需要。

参考文献：

[1]刘彦国.构建中职机电技术专业工作过程导向的实训教学模式[J].河北师范大学，2013（14）.

[2]董鸿安.构建职业导向的“工学结合、校企共育”人才培养模式探索与实践[J].高教探索，2011（3）.

课程教学的机电一体化 第12篇

机电一体化是一门综合性的学科,涉及到机械、电子、信息、自动控制等多学科领域,应用范围极其广泛。学习机电一体化系统的设计理论、方法和应用,是适应技术新潮流的需要,是自主创新的需要,对培养学生的设计能力、新产品的开发能力具有十分重要的作用。

1 教学思路

建构一种高职机电一体化系统设计教学的新模式和教材新框架的可能性作一点探索和尝试。具体方案是突破现行高职机电一体化系统设计教学以建立知识体系或价值体系为出发点的主导模式,着眼于帮助学生在新的高度上形成设计意识,深化学生对机电一体化系统设计基本要素及其内在联系的自觉把握,增强应用性,增进时代感,把机电一体化系统设计的思想性与工具性融为一体,将知识传授与提高能力的训练有机结合起来,引导学生切实增强设计能力。基本思路是 :按培养形象感知、思想洞察、逻辑思辨意识和相应能力的架构组织教学单元,使学生了解本单元的教学宗旨,认识能力在机电一体化系统设计学习与应用中的意义,以及培养训练的方法。然后选择相应的作品加以解剖,按照选定的角度,重点分析其主要的方法,最后引导学生在课内外进行实践训练。这样,就可以把学生积累的知识和经验,从其他课程习得的知识与理论,以及在课外阅读和业余生活中获得体验全部调动起来,共同促进其机电一体化系统设计意识和能力的增长。

2 课程的研究对象

“机电一体化系统设计”课程研究的对象是机械工程领域常见的一些机电产品(系统),如数控机床、加工中心、机器人等。在机电一体化系统或产品设计中,怎样利用机电一体化设计的基本原理和方法,通过对机电一体化系统建模、利用机械传动与驱动、传感器与检测、PLC和计算机控制等技术,进行机电一体化系统或产品的综合设计。

3 课程的性质

“机电一体化系统设计”课程是我校机械工程及自动化专业、机械电子工程专业、材料成型与控制工程专业和工业工程专业的必修课程,属技术基础课,在本科教学计划中占有重要的地位。它是对所学的基础课及一些技术基础课的综合与运用。例如,在一个机电一体化系统中,传动系统就是机械原理及机械设计中常见的机构,如齿轮机构、丝杠螺母传动机构等 ;动力系统主要为电力拖动课程中的步进电机、交流伺服电机和直流伺服电机 ;测试技术中的各种传感器、信号调理电路作为机电一体化系统中的传感与检测装置 ;伺服控制系统与自动控制理论、模拟数字电路、微机原理等课程的内容密切相关 ;用PLC可以实现系统的顺序控制 ;为了进行系统的动态特性分析,系统数学模型的建立又是以数学和自动控制理论等课程的内容为理论基础。所以,机电一体化课程诠释了基础课及一些技术基础课和专业课的应用。

4 教学方法

4.1 探索有效的教学形式

积极探讨符合高职机电一体化系统设计课程教学规律和特点的方法,主要运用了“课堂讨论教育法”、“情境教育法”、“电化教学法”、“激励教育法”等,逐渐形成了多样性、个性化的教学方法。在教学内容改革方面,紧扣时代脉搏,密切联系学生实际,在加强教育的针对性和引导性上下工夫,坚持与时俱进,勇于改革,突破传统的课堂教学模式,探索多种灵活有效的教学形式,如教师讲授与高职生讨论相结合,布置专题,由高职生讲说,教师点评总结等,加强师生间的互动,激发高职生的学习兴趣,以便于高职生理解。定期举办相关学术讲座,开展学术交流,开拓了高职生的视野,培养高职生的创新意识 ;就本课程中某些重点难点问题,聘请专家举办学术报告,帮助高职生掌握机电一体化系统设计基本理论与基本知识。理论学习与实践相结合,鼓励高职生走出课堂,自觉参加活动、练习,使高职生在实践中加深对高职机电一体化系统设计课程的理解,进一步提高能力。基于这样一条明确主线,学生的学习更具方向性和目的性,学习效果明显提高。而且,整个教案的内容组织注重引导学生探讨各种知识的内在联系,技术的引入背景,注重知识的理解,而非简单记忆。

4.2 考核方式

1)改变以往单一地以期末考试分数评价高职生能力的考核方法,注重高职生的平时表现。高职生课堂发言、参加小组讨论、作业完成情况、到课率、参加活动等因素都考虑在内,综合全面地考察高职生的能力和素质。

2)对教师的授课情况进行不定期考核,关注高职生对于授课教师的反馈意见及建议,不断改进教学方法和教学手段,增强教学效果。

5 课程教学要求

有调查显示,企业招聘员工不仅看重技能,更看重综合职业能力。而机电一体化系统设计,对于学生学习专业知识,形成综合职业能力和可持续发展能力具有重要的作用。本课程并不详细介绍其中涉及的某一专门技术,而是从机械与电子等融合的角度,介绍机电一体化系统的组成、设计思想及方法、典型产品的分析等内容。使学生在了解机电一体化系统基本组成的基础上,掌握常用机械受控模块、测量模块、伺服闭环系统、顺序控制系统、控制电机及其驱动电路的工作原理、性能、特点及应用,从而能综合运用这些技术,提高对现有机电一体化系统的综合分析、设计能力,也为新产品的开发奠定理论基础。

课程的基本要求是 :以机电一体化系统的基本组成为线索,要求学生掌握机电一体化系统(产品)的基本组成、各部分的主要功能、特点 ;机电一体化系统(产品)设计的设计准则、评价标准、数学建模 ;机电一体化系统(产品)各组成部分的功能原理、设计方法等 ;最后通过实例对常用的机电一体化系统进行综合分析。具体要求如下。

(1)在绪论部分

掌握机电一体化系统的基本概念、了解一些典型的机电一体化系统。

(2)机电一体化系统设计的基本原理和方法部分

掌握进机电一体化系统(产品)的设计思想、设计步骤 ;各阶段的设计目标、设计内容、设计依据和评价标准。

(3)在数学模型部分

掌握,机械系统数学的数学模型、电气系统数学模型建立的方法 ;机电模型相似的原理方法。

(4)在机械传动系统部分

掌握常用的机械传动系统,即齿轮系传动系统、滚珠丝杠螺母传动系统、同步带传动系统和间歇传动机构的工作原理、特点、设计与选择方法。

(5)传感器与检测系统部分

掌握机械量传感器的分类、性能指标 ;掌握常用的位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力压力和扭矩传感器、位置传感器的工作原理、特点及应用。

(6)在动力系统部分

掌握常用控制电机的种类和特点 ;掌握直流伺服电机、交流伺服电机和步进电机的工作原理、特性。

(7)在控制系统部分

在掌握可编程控制器控制方式、单片机控制器控制方式的原理、方法、控制系统设计的步骤及应用。

摘要：高职机电一体化系统设计成为学校重点扶持和建设的课程。呈现出研究方向多样化的鲜明特色。注重对高职生训练,全面提升高职生的整体素养,拓宽思维、开阔眼界、提高审美情趣。