机电一体化课程设计范文

导语：如何才能写好一篇机电一体化课程设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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（1）设计题目、内容不规范，要求不统一。

由于每届或每班的指导教师不同，设计题目、内容、要求、难易程度偏离太大。如有数控机床改造设计、伺服系统控制设计、交通灯控制设计等，要求、工作量也不相同。有的设计任务偏难，有的设计任务又太简单。

（2）设计资料缺乏。

由于机电一体化是一门新兴的技术和专业，这方面的知识内容都在相关的杂志刊物登载，书籍相对少一些。要进行课程设计，收集这方面的资料较困难。没有现成的资料汇编及设计手册，学生要花费较多的时间找资料，往往是教师帮助寻找资料。而且没有像机械零件设计那样的系统完整的课程设计指导书。在设计中盲目性较大。

（3）师资不足。

最早几年机电专业方向只有一个班或两个班，指导教师有2~4人即可。一般由主讲或熟悉机电一体化控制系统课程的教师指导。近几年随着学生的扩招，机电专业扩展到4~5个班，指导教师需要8~10人，明显不够，因此有必要进行培养。

2机电一体化课程设计改进措施

（1）编写合适的机电一体化课程设计指导书，配齐设计资料。

到目前为止未见过公开出版的机电一体化课程设计指导书，所以有必要编写合适的机电一体化课程设计指导书，并收集较全的资料进行汇编，与指导书汇编成册。

（2）规范设计题目，统一要求。

规范设计题目不是整个设计都用同一个题目，而是在一个范围内选择题目，教师根据所选的题目按统一的要求下达任务书。设计题目一般以简易数控机床设计、数控机床改造设计、机器人及控制设计较为合适。在市场上可见的机电产品多得很，不是所有的机电产品都适合做题目，因其难易程度是不同的。机电专业的课程设置是以机床设计、机器人设计控制为典型产品的，在机电一体化课程设计中要反映课程设置的内容。机电专业方向课程有机电一体化系统设计、计算机控制技术、机械制造装备设计、机器人导论等课程。这些课程的内容在电的方面主要介绍了以计算机为核心的控制系统；机械方面介绍了机械运动、机械传动、机械结构及相关的标准部件，如滚动导轨、滚珠丝杠等。在选题及设计中要反映上述的内容。因此规范化的题目主要为数控车床（或铣床、钻床等）设计、车床（或铣床、钻床等）数控化改造设计、或是工业机器人及控制设计。这些都具有一定的机械部分内容，如数控机床进给轴传动部件，机器人的腰身、手臂运动部件及滚珠丝杠、导轨的应用等。电的方面包含数控系统电路设计，计算机控制系统设计及对机械部分的控制；从而实现了机电结合。对规范化的题目、要求及上述设计内容都已编入指导书中。

（3）指导教师的培养。

首先被培训的教师可以跟班听课，熟悉掌握相关的课程内容，然后在机电一体化课程设计进行中跟班辅导，以培养出合格的指导教师。

（4）加强督察。

当指导教师接到指导课程设计任务后，首先拿到机电一体化课程设计指导书，根据要求写出课程设计任务书；并由教研室主任或院教学指导委员会审查，合格才可向学生下达任务。指导中，教师要填写指导日志，随时记录指导中的难点、及出现的问题和解决方法，并进行小结，以便下一次指导时提高设计水平。

3机电一体化课程设计指导书主要内容

3.1设计题目确定及要求

3.2总体方案确定

（1）总体方案设计；

（2）绘制总体方案图。

3.3伺服系统机械传动部件设计

（1）切削力计算；

（2）滚动丝杠螺母副的计算与选型；

（3）伺服系统传动设计；

（4）步进电机当量扭矩计算及选型；

（5）机械传动结构设计（绘制一个轴的机械装配图）。

3.4控制系统硬件电路设计

（1）确定控制系统方案及绘制系统框图；

（2）单片机的选用；

（3）存储器的选用与扩展；

（4）译码电路设计；

（5）接口电路设计；

（6）绘制控制系统硬件电路原理图。

3.5基本的参考图表汇编。

4近一届学生机电一体化课程设计进行情况

4.1教师配备

近一届机电专业学生，每届有四个班进行机电一体化课程设计，共配备6名教师；其中有四名为独立指导教师，两名为辅导教师，为培养新的指导教师储备力量。

4.2指导书的使用及设计过程

设计学生和指导教师每人一份机电一体化课程设计指导书。教师按照要求写出机电一体化课程设计任务书，并经研究所长审查后发给学生。设计题目主要有CA6140普通车床数控化改造设计、C6132普通车床数控化改造设计。在同一个题目的学生中，要求设计进给轴部件时，一部分学生设计X轴进给部件，另一部分学生设计Z轴进给部件。整个过程根据设计任务书的题目、要求和机电一体化课程设计指导书给出的设计步骤、方法，先进行总体方案设计，再进行机械传动部件设计，最后进行CNC硬件电路设计。整个过程经过了机械、电子两方面的训练，实现了机电结合，达到预期效果。

4.3填写指导日志

教师在指导设计的过程中，及时填写指导日志，记录设计中的难点、问题，并进行小结。

5本文总结

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【关键词】高校；机电一体化；课程设置

在我国机电一体化这门学科发展始于1970年以后，一开始它作为一种工程技术应用在机械、自动控制、信息等领域，作为一种多学科融合的专业，体现出了它的强大的影响力，同时它作为一个交叉学科经历了几十年的发展已经取得了不小的进步，在这几十年里通过学科的融合、技术的创新等持续发展机电一体化产品由单一逐步发展到了拥有一大批大型设备甚至大型成套设备或系统。这一系列的发展不仅丰富了机电一体化的产品，其中最大的作用是不断的推动了我国经济的发展，给人类的生活带来了方便。进入21世纪以来，一些高科技迅速发展起来，特别是在机械、电气、微电子、信息技术等领域都保持着迅猛的发展势头，然而这些领域都和机电一体化有着密不可分的关系，因此机电一体化的发展对我国的科技发展有很大的推动作用，目前看来机电一体化的发展方向是小型化、轻型化、高精度、高效率集成化的发展。

1机电一体化技术在我国的应用

我国的机电一体化技术发展相对较早，一开始主要是在数控机床上有所应用，其主要是把一些程序放在一些芯片上，然后通过读片机对程序进行读取，然后再执行，这一系列的过程相对较慢。目前这种应用几乎被淘汰，随着科技的不断进步，机电一体化的发展开始朝着新型化、小型化的发展，使得一些系统的结构、功能和精度上都有很大的提高，也就是一台机床基本上可以完成很多独立的工作，同时还能够检测出各个部件的损伤程度，包括一些刀片的破损情况也能够被识别出来。这一系列的功能都离不开计算机，其中包括计算机集成制造系统、计算机辅助设计系统等等。在我国机电一体化在汽车领域应用的十分广泛，除了应用在汽车的各个零部件以外，还包括一些高科技的系统也应用到了机电一体化，包括车身稳定系统、防抱死系统、安全气囊等等，这些系统使得汽车在使用的过程中变得非常方便，同时也使得汽车的各种性能都显著的提高。机电一体化技术在家用、办公电器力而更是得到迅速的发展，复印机，扫描仪、数码照相机、摄像机、变频冰箱、空调、电子体温计、血压计等等。给人们的生活上作带来极大的方便，机电一体化技术在我国许多煤矿也得到广泛应用国产的以计算机为核心的电牵引采煤机、全数字直流提升机己占领国内市场，我国己能生产用计算机监控的掘进机、胶带运输机、矿井供电设各等另外煤矿安全生产监控系统、胶带机集中控制系统、矿井生产过程自动控制和信息化管理、图像监视井卜关键设各和主要上作地点、调度室的装各实现数字化、计算机网络管理系统在生产调度、则务、人力资源、设各、销售及办公自动化都得到了普遍应用为煤矿生产实现高安全、高可靠高效率和高效益提供了保障。

2高校机电一体化课程的重要性

机电一体化技术是现代工业的基础，是机械、电子和微电子等技术相互渗透、相互结合形成的现代化高新技术，是其目的是运用机械、电子、液压、气动、信息等方而的知识和技术，来解决生产过程中的技术问题，提高产品性能及自动化程度，是高等学校机械、机械制造及自动化等专业的莘莘学子应该掌握的技术。

3高校机电一体化课程设置的要求

3．1课程设置需满足市场需要，体现优化综合能力

高校在设置机电一体化专业时要综合考虑，其中最重要的就是社会的需求量，社会没有需求开设专业是没有就业方向的，除此之外还要考虑一些行业的需求和各个工作环境的特点等等。只有全面的了解了这些状况，才能根据这些状况来开设具有特色的机电一体化专业。开设课程以后，还要根据机电一体化本身的实践性特点，充分的把理论和实践结合在一起，保证理论课学时的同时又不耽误学生的实践时间，同时在学生学习理论知识时要把一些公司的用人标准以及到工作岗位上以后应该掌握的一些标准进行专门的讲解，这样才能让学生为以后的工作打下基础。由于市场经济下的一些公司的发展非常迅速，在市场不断变化的同时高校也要不断的跟进市场的变化，要办成随市场变化而变化的教育模式，这样才能让学生贴近市场的需求，高校只有围绕着这个理念才能使得学校的机电一体化专业越办越好，才能满足市场的需求。目前人才市场也有了不同的改变，很多用人单位开始慢慢的把学历选择变成能力选择，目前很多用人单位都非常欣赏一些操作能力强的人，同时这个标准也是他们选择人才的标准，因此在设置机电一体化这个专业时要把理论操作严格的、科学的进行分配，分配好各个阶段需要做的任务，并且能够在实习的过程中找出问题、分析问题、解决问题，只有这样才能不断的输出一些动手能力较强的人才，才能使得机电一体化专业越办越辉煌。高校要严抓实践课的开设，利用实践才能够让学生真正的理解理论知识，这是教育部提倡的教学方法，只有这样才能不断的发现理论学习中的问题，然后再解决问题。

3．2加强研究，搞好教材编写工作

纵观现在的机电一体化教材，很多都是一些理论性极强的教材，往往这种教材很难吸引学生的注意，根据调查显示大多数的学生都爱好实践，然后企业中需要的就是动手能力强的人，学生又喜欢动手，那么为什么不为他们准备一本实践教材呢?这是高校在编写教材时的问题，也就是说编写教材要根据学生的喜好去编写，不要盲目的编写，盲目的编写往往适得其反。因此教师在编写教材时要充分的去了解学生的意见，和学生进行交流，这样才能编写出更加实用的教材。同时一些课程设置不科学、教材陈旧的状况也要不断的进行更新。

3．3加大机电一体化课程实践性教学设置

3．3．1课内实践的开设必须有效、实用机电一体化是一门实践性较强的专业，因此在开设的过程中一定要保证它的实践性，保证开设的有效和实用，同时还要保证实训室的可用性，要把理论课与实训课的比例达到1比1，这样才能充分的锻炼学生的动手能力。在教学的初期要对专业课进行详细的分析，然后确定这门课程需要掌握的知识和一些必要的操作项目，然后再进行一些实验室的建设，这样能够保证学生学习的知识都能够在实验室体现出来，这样就可以充分的把理论和实践结合起来，充分的加强的学生的动手能力。还要积极的与企业协调不断的引进企业的一些标准进行现场教学，这样能够让学生了解到一些先进的机电一体化产品的设计，才能加强理论和实际的学习。3．3．2采用多样化的教学途径学生就业是学校办学的唯一的方向，那么要想学生就业好就必须加强校企合作，只有这样才能让学生了解企业的一些情况，学校可以邀请企业的一些机电一体化工程师到学校进行授课，这样他们可以把企业中的一些先进的机电一体化的知识传授给学生，同时也能够让老师认识到目前机电一体化发展的进程。还可以利用一些假期的时间要求学生到企业参观或者是顶岗实习，可以根据实习的项目写一些实习的体会，学校可以根据一些特殊情况给予学生一些学分，这样采取一种鼓励的方式才能让学生真正的去工厂实习，保证学生的社会实践能力。机电一体化是多学科交叉的专业，它所涉及的技术十分广泛，如果想要更加深入的研究机电一体化就必须全面的掌握这些技术。教学过程中还要引导学生综合的运用，把机电一体化的一些学科相互融合，把涉及到的知识都运用到实际的应用中来。

4结语

综上所述，高校的机电一体化的教学必须面向市场，要根据用人单位的需求进行培养，同时还要积极的联系校企合作，这样才能让学生了解需要学什么、怎么去学，还要定期的把学生送到实践岗位上进行综合的训练，这样才能奠定机电一体化课程设置的基础。当然机电一体化的课程设置不是一时的，它是一个长期的过程，这就需要老师、学生、企业三者进行相互的交流，不断的改进才能保证机电一体化专业不断发展。

参考文献:

［1］刘晓书．新形势下机电一体化专业课程设置思考的问题［J］．科学咨询(教育科研)，2014(05):94～95．

［2］张义俊，杨灿．中德机电一体化专业课程设置及教学行为比较［J］．河南农业，2012(06):37～39．

［3］付中元．浅谈机电一体化专业的课程设置［J］．科技信息，2010(13):260～268．

［4］黄文建，郭卫凡．高职机电一体化技术课程设置的探讨［J］．科技信息，2009(27):176．

［5］杨永春．对开办高校大专《机电一体化技术》专业骨干课程的设置与改革思路［J］．消费导刊，2008(07):178．

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关键词：高职；课程体系；职业能力

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0233-02

职业教育课程体系的建设一直以来是高职机电一体化专业教学改革的重点所在，其原因主要是摆脱不了传统的高职教育的基本模式，将整个学习过程分为：基础课、专业基础课、专业课。从本质上没有根本的改变，其目的是希望通过第一阶段基础或称通识教育的学习，为后面的专业理论学习打基础，其后的专业理论课学习为后面的实习做准备。按这种模式建立的课程体系很容易造成理论与实践的脱节，当学生学习理论时，由于缺乏实践的支持，难以深刻认识到理论的实用价值；当学生进人实习阶段时，又因理论掌握不牢固而不能运用理论解决实际问题。因此，传统的课程体系结构已不适于高职教育的培养目标。

一、专业培养目标的定位

机电一体化技术专业人才主要是从事机电一体化技术的应用，实施已完成的设计、规划、决策并转化成产品，在生产第一线上工作。学生毕业后必须具备一定理论水平和较强实践能力的掌握计算机在机械产品设计和制造中的应用，从事机电设备安装、调试、维护、改造及机电一体化产品与技术的开发、应用、管理的一专多能的，具有组织和领导工作群体的能力，而且对理论和智力技能的要求不断变化和提高，并能了解机电一体化最新技术发展动态的高级技术型人才。

二、专业教学内容与课程体系的确立

根据培养目标、职业教育规律和技能人才成长规律，紧密结合生产过程，深入实施产学合作，提出具有前瞻性和启发性的能并行构建职业核心能力和岗位核心能力的课程体系建设思路，从教学内容上进行全面的整合，在整合中力求先进、科学，能及时反映本专业领域的最新科技成果，并紧密结合劳动部门职业技能鉴定要求，重组课程内容。在课程体系设置中，主要从以下几方面着手：①依据培养目标分解成相应的职业能力，确定职业能力所对应的知识和能力，配套以实现这些知识与能力所需的课程的教学内容和实践教学环节。②对教学内容和实践教学环节进行整合优化，加强相互间的联系和衔接。③理论教学与实践教学相互渗透。④课程内容由单一学科的完整性向多学科的综合性转化。在课程体系的设置中，以“学生发展为本”为目标，形成有利于学生个性发展和创造力培养的课程体系把学生的发展与社会的发展需要在根本利益和价值体现上统一，以促进全体学生人格的全面发展、学生个性的发展和学生在原有基础上的可持续的终身发展。以能力培养为主线的专业知识、职业素养、职业能力、职业资格鉴定“四位一体”培养过程涉及的知识与技能课程体系及模块通过有机整合进行优化，同时设置综合素质培养、兴趣和创新能力提升的相关第二课堂的课程，兼顾毕业升学等可持续发展的课程。

三、课程体系的推行实施

职业核心能力课程体系的构建，基于学生的心理特点、基础学力及思维能力、实践能力等方面的情况，将培养目标分为三个层次，这些层次之间呈逐级衔接提升的联体结构。第一层次是职业基础培养阶段。主要目的是通过学习和训练，使学生掌握一定的专业基础知识和专业基础技能。第二层次是职业素质培养阶段。此阶段安排在第3、4、5、6、7学期。通过专项工作项目和培养学生的职业专项技能和延伸技能，按照企业工作岗位要求制定工作项目，通过对学生进行专业知识与专业技能培养，以专业技能培养为载体，有机融合职业意识教育和职业道德教育，强化职业价值观和职业责任的训练，重点养成良好的职业习惯，进行职业生涯规划与实施。第三层次是突出专业技能培养。本阶段安排在第8学期，学生在企业的工作岗位中，综合运用所学的专业知识和专业技能完成工作岗位任务，不断积累机电设备的维护、维修经验。

四、结合职业资格鉴定开发的课程内容

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关键词：机电一体化；数学建模；项目教学

Exploring of teaching reform for the course of design of mechatronics system

Ding Wenzheng1, Wang Juan2, Wang Mulan1

1. Nanjing institute of technology, Nanjing, 211167, China

2. Jiangsu institute of economic & trade technology, Nanjing, 211168, China

Abstract: A new teaching mode was suggested according to the characteristic of the course of design of mechatronics system. Mathematical modeling method and project-teaching method were implemented in this mode. The teaching reform scheme was presented which included the project task, refinable teaching and teaching by oneselves, and a new assessing approach was established which was focus on the ability of the students. By this teaching mode, we hope that the students could improve the ability of solving the practical engineering problems through abstracting the model.

Key words: mechatronics; mathematical modeling; project-teaching

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.

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关键词 机电一体化系统设计 工程应用 创新能力 实践能力

中图分类号：G420 文献标识码：A

Curriculum Reform of "Mechatronics System Design" in Universities

ZENG Yudan, DU Liuqing, ZHANG Mingde, YANG Xiangyu, WANG Yali

(Chongqing Automobile Institute, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054)

Abstract "Mechatronics System Design" as a core curriculum in group of mechanical engineering curriculum, has strong comprehensive and practical features. In this paper, our undergraduate institutions in the curriculum development and teaching reform emerged as the major issue, the demand for the industry, for engineering applications, emphasizing awareness and sense of innovation and engineering training, a typical mechatronic systems - NC special main design feature for teaching, student-centered, self-study students for the purpose of awareness and self-learning ability, the students involved in the actual design process was focused on teaching content, teaching reform, to build and improve enhance undergraduate project quality, to develop students' practical ability and creative ability of the curriculum and teaching model are discussed.

Key words Mechatronics System Design; engineering applications; innovation ability; practical ability

0 引言

机电一体化系统设计涉及机械、电子、计算机、自动控制及信息处理技术、系统工程、检测传感技术、伺服传动技术等多学科领域，是机械工程专业学科课程群中的核心课程。本课程技术含量高，内容更新快，要求学生能综合运用机械、电子、控制与信息处理等多学科的知识，完成对系统的分析、设计、优化等一系列过程，具有很强的综合性和工程实践性，相比其它专业课程而言，课程建设和教学改革面临更多问题，具有更大难度。

目前课程建设中存在的主要问题有：①教学内容过分侧重于工程科学理论知识的灌输，缺少工程分析设计的实践过程，远远不能满足工程应用要求；②教学模式基本还是传统的以教师传授知识为主，学生被动学习的模式，“以教师为中心，以课堂为中心，以书本为中心” 的单向灌输式教学模式方法仍然占据主导地位，学生动手解决实际工程问题的机会很少。以上问题使得学生理论知识与工程实践相脱离，实践能力和创新能力薄弱，不能适应现代化经济建设和工程技术发展的要求。

1 课程教学改革研究

我校自1999年开设机电一体化专业方向以来，一直对《机电一体化系统设计》课程建设和教学改革进行了不断的探索，现将教学内容和教学模式改革的过程小结如下：

1.1 教学内容改革

高档数控机床和基础制造装备是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》16个重大专项之一，也是国家振兴计划的重要组成部分，因此在教学内容设置上，紧跟这一重大决策，响应国家战略需求，将典型的机电一体化系统――数控专机系统设计专题作为主要内容，在前续课程所讲授的理论知识和工程应用实例基础上，教师指导学生结合工程实例，对机电一体化系统，特别是数控专机系统的设计过程进行较系统完整的学习，并循序渐进地进入实际设计过程，并最终完成数控专机的方案设计和优化、各元部件选型、软件流程图、电气原理图等所有理论设计和功能模块细部设计过程。教学所用的工程设计案例大部分来自学校教师所承担的实际科研项目，如数控电焊专机设计、锥齿轮传动质量智能检测分析系统设计、数控弯管机控制系统设计等，避免了空泛地照搬教材进行照本宣科，而是由教师指导学生在设计过程中自主查阅、了解相关知识，进一步掌握相关技能，并将所学所得结合实际设计过程进行巩固，在此过程中，教师将自己的设计思路、方法和经验毫无保留地对学生进行传授和讨论，从而实现对学生自学能力、创新能力、实践动手能力等机电复合型工程技术能力的培养。这对于在校学生来说是非常难得的学习和实践的机会，也真正体现出课程面向社会需求、面向工程应用的实质。

1.2 教学模式和教学方法改革

本课程是一门面向工程应用，分析解决实际工程问题，对“系统”进行“设计”和“整合优化”的专业核心课程。因此在教学中指导学生始终要以系统工程的角度出发，以整体全局性的高度，对所设计的数控专机进行化整为零、化繁为简的分析，将一个大系统的设计任务分解为各个子系统乃至各个单独的功能模块和功能部件的设计和选型，再经过接口设计，将各功能模块有机地融合在一起，组成一个整体性能高于各部件之和的完整系统。

在教学过程中，始终坚持面向工程应用，以学生为主体的模式，课堂时间主要用于重要理论和技能、关键问题和练习作业的学习和讨论，其余所需知识技能交由学生课后通过图书馆、网络等查阅设计案例、论文、产品技术手册等相关资料和自学完成，同时学习运用一些常用设计工具，并通过作业和小组讨论等方式进行巩固，有疑难问题可提出并在全班进行讨论，最后在教师指点下得出正确结论。这种以具体工程设计任务为教学主线的方式让学生明确意识到课内外所学知识技能在实践生产中大有用武之地，认识到教师布置的作业均是完成设计任务必需环节，从而大大提高了学生的学习积极性，使其在课堂上的注意力非常集中，课后能根据任务所需而主动自发地进行学习和讨论以完成任务，而不再像以往那样由于不明白所学知识具体有何用处而造成理论和实际脱节，甚至产生忽视和厌学心理。在此过程中学生逐渐认识到自己理论知识上的薄弱点和缺少的实践经验，有针对性地学习参考相关理论知识和前人的方法经验，弥补以往知识技能系统的缺失环节，并能及时将所遇到的问题及心得体会在课内课外与教师和同组同学进行交流讨论，最终较系统完整地完成对各相关知识和技能进行总结，并在工程项目中综合应用的过程。

本课程是涉及到机械、电子、控制、信息等多学科知识和技术的一门交叉课程，在课堂教学环节，普遍出现的情况是将本课程作为前续课程中“机”、“电” 、“控制”等学科知识的简单组合和回顾，导致本课程应具有的系统性、综合性、实践性不能体现，与其余专业课程间也无法形成科学合理的承接脉络。改革教学模式和方法后，以整个工程设计过程为主线，将所涉及到的各学科关键理论知识，进行系统性逻辑性的梳理，形成清晰的脉络和层次，并指导学生在完成设计任务的过程中，有意识地综合运用所学知识、工具和技能，达到学以致用的目的。

例如，在讲授“机械子系统设计”章节时，把握住“各子系统有机融合”这一本质，让学生不仅掌握书本上陈述的对机械系统的性能要求等知识点，更要明白这些要求的提出不是孤立地从机械系统本身稳定性、快速性、准确性等性能指标出发，而更要从控制系统、伺服驱动系统与机械系统有机结合的角度来看待。通过运用经典控制理论中的时域分析和频率分析两种方法，了解机械系统参数中系统阻尼比和无阻尼固有频率这两个最基本的参数，对机械系统参数变化引起的控制性能变化的过程、原理进行分析推导，同时通过课堂上采用MATLAB对系统进行设计与仿真的实例演示，使学生了解这一控制设计领域的经典工具，经过教师指导和课后自学，掌握该软件的基本使用方法并在设计中加以运用，从而将控制工程领域的相关知识、技能与机电一体化系统设计任务紧密联系起来。

又如，在进行“伺服驱动系统设计”章节的教学时，通过课堂讨论和课后作业，让学生将伺服驱动器、变频器等驱动系统，以及交直流伺服电机、步进电机、力矩电机等常用伺服电机的性能、特点、应用场合、性价比等主要指标逐一进行分析和比较，针对数控专机任务要求设计合适的驱动方案，并查阅技术资料，完成电机选型计算以及电机与驱动器的接口设计，从而将前续课程所学的机电控制知识通过设计任务进行系统完整地运用。

再如，在“控制系统设计”环节，教师通过简要讲解和演示PLC梯形图编制、单片机编程和仿真、VB/VC++或LABVIEW等高级语言编程驱动运动控制卡等控制实例，使学生了解各控制系统的软、硬件组成及其设计过程和设计方法，课后自行查阅资料，对各种控制系统的优缺点、最新应用现状和发展趋势进行分析总结，设计出合适的控制方案，并在课堂演示实例基础上，学习运用相关工具，进行初步的控制系统软、硬件设计。

运用以上教学模式和方法，使学生在系统性地了解基础理论和技术的基础上，迅速地掌握关键理论知识和必要技能，并有效地在工程设计项目中加以应用，在培养学生自学能力、创新能力和理论联系实践的能力方面颇有成效，为其今后的工程应用和技术研究工作打下了良好的基础。

2 结论

我国政府在2006年初已将建设创新型国家确立为一项重要的战略目标，高质量的工程科技人才正是建设创新型国家的重要力量。我国高校机电一体化专业必须积极面向社会的迫切需求，以培养能满足产业需求、具有较强创新能力和综合能力的机电一体化科研技术人才作为最重要的工作目标。本文对机电一体化专业的核心课程――机电一体化系统设计的课程内容建设和教学模式方法改革进行了探讨，提出了面向产业需求、面向工程应用、以典型机电一体化系统――数控专机设计过程为教学主线，以学生为主体，以学生参与实际设计的过程为教学重点等改革措施，以期逐步构建科学合理的课程内容体系和教学模式，实现培养学生的工程素质、提高学生实践能力和创新能力的目标。

基金资助：重庆市重大教改项目“以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革研究与实践（09-1-005）”

重庆理工大学高等教育研究立项项目 “《机电一体化系统设计》课程教学改革研究（2010009）”

参考文献

[1] 崔军,汪霞.反思目标 回归本质――本科工程教育问题分析与改革对策[J].江苏高教,2009(4).

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教育部[2011]12号文件明确要求高职教育以培养高端技能型专门人才为主要任务，强调进一步深化工学结合等人才培养模式改革，鼓励探索建立“校中厂”、“厂中校”等形式的实践教学基地。该文既反映了我国目前高职教育与企业的结合程度不高，尤其是直接面向企业岗位群的实践教学基地严重欠缺的现状，也为高职实践课程的开发及实训室的建设指明了方向。

一、本课题的背景及现状分析

机电一体化是一个宽口径专业，随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得了前所未有的发展，成为一门综合系统技术、计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术的交叉学科，应用范围也愈来愈广。机电一体化技术的性质决定了其在高职院校面临两个主要问题：一是该技术的综合性及复杂性带来的理论与实践如何有效结合的问题；二是该技术应用领域广泛，就业岗位群大，由此带来的技能培养如何兼顾广度与深度的问题。目前，高职院校机电一体化专业的很多课程和实验还是从相应的本科专业迁移下来的，注重理论的系统性但缺乏直接面对岗位需求的针对性实践课程及相关实训室，加上专业方向众多，导致前述两个主要问题一直没有得到很好的解决。因此，如何探索工学结合培养模式方面的丰富经验，面向岗位需求，开展机电一体化实践课程开发及实训室建设研究有着深厚的现实意义和推广价值。

二、促进教学工作，提高教学质量的作用和意义

开展针对机电一体化专业岗位需求的全方位、多层次的调研活动，对进一步明确专业培养方向，优化专业课程体系可以起到直接的促进作用；针对校企合作企业的具体岗位需求，开展实践课程开发及实训室建设研究，有效提高教师理论与实践相结合的能力；通过实训项目的开发及情境项目式教学的实施，极大提高学生的专业学习兴趣和动手操作能力，满足企业对学生操作技能的要求；通过面向岗位需求的实践教育活动，完成部分学生直接进入校企合作企业工作的零距离过渡；通过上述工作的开展与实施，探索面向岗位群进行实践课程开发及实训室建设的一般模式并加以推广。

三、具体研究内容及对象

对用人单位和相关市场需求进行调研和考察，研究用人单位在机电一体化专业领域的管理模式、技术现状、对人才的需求层次及规格等相关信息并对校企合作企业的岗位需求（如工作流程、技术要求等）进行重点研究，以此作为实践课程开发及实训室建设的重要依据。着重加强实践课程的开发建设（包括课程标准的编制、教学资料开发准备等），实训设备调研及采购申请；相应教学方法及教学手段的研究，以面向岗位需求的情境项目式教学为主要研究方向。课题实施效果反馈研究，并在此基础上探索具备普遍意义的面向企业相关岗位群的实践课程开发及实训室建设模式。

四、达到的目标

（一）进一步明确经济社会发展对本专业毕业生的在目标企业的岗位需求及职责任务；

（二）优化要达成专业培养目标所必须具备的实践教学体系及实施模式；

（三）完成能够面向企业岗位需求的实践课程开发及实训室建设研究；

（四）进一步解决本专业目前普遍存在的理论和实践结合不够紧密及技能培养广度

和深度难以兼顾这两个主要问题；

（五）探索一种具备借鉴意义的面向企业相关岗位群的实践课程开发及实训室建设模式。

五、解决的关键问题

机电一体化专业适应范围广泛，专业方向众多，不同的岗位需求既有专业共性，同时又是千差万别，因此，相关岗位群的调研及需求分析是首先要解决的关键问题。机电一体化专业实践课程的开发及实训室建设既要满足技能培养广度的需要，同时还要解决所面向的岗位群特定的深度需求。情境项目式实践课程的开发必须更好地解决复杂的专业理论与学生相对薄弱的学习基础之间的矛盾，解决在有限的教学课时中完成大量的技能训练项目的矛盾并且通过课题的研究与实施，进一步提高本专业的理论课程与实践课程的结合程度，实践课程与社会需求的结合程度，使得“双结合”更上一个新台阶。

六、本课题的特色、创新及推广应用价值

（一）特色

充分体现了以岗位需求为目标，以就业为导向的人才培养理念，将实践课程的开发和实训室建设与企业的具体岗位需求紧密结合，通过实践课程体系的优化与实施实现学生从学院到就业岗位的无缝对接。

（二）创新点

立足工学结合培养模式，面向岗位需求，以企业相应岗位的工作内容定制实训项目，并以此为依据指导实践课程的开发及实训室建设。

七、结论

随着各项科学技术的的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得了前所未有的发展，成为一门综合性的交叉学科，应用范围也愈来愈广。那就意味着高职机电一体化专业的学生要成为合格的“高端技能型专门人才”的难度也更高，为了实现这一目标，最有效的解决办法我认为就是要加强实践课程开发及实训室建设，让学生们目标明确地并且能有更多的动手机会，在学校实训室里就能学到外面的先进技术，只有这样才能从容面对日益严峻的就业压力，今后才能有更广阔的发展前景。

参考文献

[1]郝超 .高职教育项目课程开发原则与开发方法.中国职业技术教育，2008.

[2]刘哲.基于工作过程的课程开发方法.青岛职业技术学院学报，2008年.

[3]李学锋.具有中国特色高职课程开发的探索—努力构建工学结合.能力本位的课程体系.成都航空职业技术学院学报，2007年.

[4]李建.高职院校实训基地建设若干问题研究，.

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【关键词】电子商务规划与应用课程　“虚实结合、三位一体”　立体式　项目化　教学设计

【中图分类号】G　【文献标识码】A

【文章编号】0450－9889(2012)03c－0129－02

电子商务规划与应用课程是高职电子商务专业的一门核心课程。传统教学设计的弊端主要表现为以下几个方面：实践教学以模拟和验证为主，针对性和时效性不强，学生很难真正产生企业工作的职业技能、真实感受和应变能力；以知识为本位，注重传授科学知识和理论，教学内容的设计不能较好地体现职业性和实用性；教学方法上以教师、教材为中心，学生多数处于被动学习状态，学习积极性不高。这些问题影响了电子商务规划与应用课程的教学质量，无法满足高职电子商务专业高端技能型人才培养的要求，必须进行改革。

一、课程教学设计的理念

针对上述教学设计弊端，广西水利电力职业技术学院对电子商务规划与应用课程进行改革，课程设计以培养学生“网络贸易活动能力、网上创业策划能力和中小企业电子商务应用方案的规划设计能力”为核心，以校企合作、工学结合的模式进行工作项目和工作任务设计，基于完整的职业行动和岗位工作任务设计、序化教学内容，突出以学生为中心的教学理念，以“虚实结合、三位一体”的立体式项目化教学设计实现课程的教、学、做一体化。

二、“虚实结合、三位一体”立体式项目化教学设计方案

(一)校企合作，设计双线并行的课程项目。课程团队与行业企业深入研讨、密切合作，在教学设计上确立以培养学生职业能力为主体的课程教学目标，通过课内“中小企业电子商务应用策划”和课外“网上创业策划”两个全真项目双线并行的课程项目，把项目运作所需知识和技能与教学内容有机结合，把课堂教学与岗位操作有机结合，项目实施贯穿整个课程教学活动过程，实现对学生中小企业电子商务应用方案的规划设计能力、网络贸易活动能力和网上创业策划能力三项职业能力的培养。其中，中小企业电子商务应用策划项目为课内项目，以真实企业――广西南宁正海商贸公司的电子商务应用为背景，要求学生为该公司设计电子商务应用的策划方案。课内项目由教师指导学生在课内一起完成，项目的实施涵盖课程所有的教学内容，满足课程教学的培养目标。网上创业策划项目为课外项目，要求学生选择校企合作企业产品或自行选择产品，在校园电子商务平台“天天来店”网站上进行网上创业策划。课外项目由学生在课外独立完成，项目的实施是课程能力目标――中小企业电子商务应用方案的规划设计能力的迁移，培养和提升学生的网上交易和网络营销能力。

(二)根据课程职业能力培养目标，基于岗位工作任务设计和序化教学内容。按照基于工作过程系统化的课程开发体系，基于企业电子商务应用的真实工作流程，创设真实企业背景下的教学情境，序化教学任务模块，使课程设计更加贴近企业应用。

中小企业电子商务应用策划项目要求学生能够针对中小企业经营特点和目前的网络营销环境，以团队为单位，为中小企业电子商务应用进行方案策划(包括行业调研分析；企业电子商务交易模式及建站方案选择；电子商务安全方案、资金流方案、物流方案设计；网站注册备案等)，撰写可操作性强的中小企业电子商务应用策划书。具体如表1所示。充分体现电子商务领域的前沿技术和发展思路，为学生的专业学习打下坚实的基础。同时注重学生对电子商务项目规划等方面知识的学习，分阶段分层次地将电子商务领域的最新理论、方法、技术融入其中，保证课程体系的完整性和前瞻性。

(三)依据课程设计理念，创新“虚实结合、三位一体”的立体式项目化教学模式。在课程教学中，使用“三位一体”教学系统开展立体式项目化教学，虚实结合，仿真全真并用，使学生全方位多角度地开展电子商务应用实践。

“三位一体”是指以使用国家助理电子商务师实验平台、互联网电子商务平台(如阿里巴巴网站、淘宝网站等)和校园电子商务平台“天天来店”网站三种教学系统有机结合的模式开展项目化教学。“虚实结合”是指虚拟仿真和真实全真实训平台结合应用。具体来讲，电子商务规划与应用课程融人工作过程导向的教学理念，采用仿真电子商务教学软件(即国家助理电子商务师实验平台)，模拟电子商务企业业务流程，建立具有虚拟现实效果和仿真实训效果的教学环境。利用该平台，学生可进行认知性电子商务应用操作训练，通过仿真环境下电子商务企业的实际过程进行业务操作，切实感受现代电子商务企业的具体工作流程和业务走向，真正认识电子商务企业中的各个工作环节和职能，为从事真实的电子商务应用工作奠定良好的基础。

利用互联网电子商务平台，充分应用互联网络资源，学生可以根据真实企业项目背景完成课内项目的实践操作训练；与阿里巴巴(中国)教育科技有限公司、广西南宁正海商贸公司、广西南宁梭尔网络科技有限公司等企业合作，构建“天天来店”工作室，结合校园电子商务平台“天天来店”网站，在校内营造真实的电子商务工作环境和完整的电子商务体验环境，通过公司化的运作机制吸引和引导学生参与真实电子商务项目的策划、运营和管理工作，完成课外项目的实战操作训练，实现学习与工作情景一体化。具体如图1所示。

(四)采用项目教学五步法组织课程教学。在每一项目教学中，课程采用五步法进行组织设计，实现“教、学、做”一体化深度融合，即提出任务－讨论学习－应用训练－成果展示－评价提炼。具体如图2所示。

篇8

关键词 机电一体化技术；课程定位；教学改革；实践教学

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2013）21-0139-03

机电一体化课程是一门以精密机械技术为基础，综合电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术为一体并应用到实际中去的高技术学科，是机械工业发展的必然方向。为了适应科学技术的高层次发展，紧跟国际化科技的潮流，河南机电高等专科学校机电专业在初创时期，特别强调“机电一体化技术”课程模块的设置与教学，并且对于这种侧重于实践应用和变化较快的课程内容，为了能够及时跟踪学科的前沿发展，使得学生的学习更具有时效性，还把它设置为机电一体化创新设计课程，并且选择北京理工大学长期从事机电技术学科教学和研究的张建民教授撰写，高等教育出版社出版的《机电一体化系统设计》一书作为教材，借以促进机电一体化技术课程教学中学生学习兴趣的激励和教学教法的出新。

1 “机电一体化技术”教学课程的定位

把“机电一体化技术”课程设置为模块化教学课程，不仅因为它是“机械制造及自动化”专业课程体系中的主干专业课程，而且对于这种机电一体化属性的课程内容，学生有兴趣和渴望掌握相关领域前沿应用的摄取能力，使其有助于今后的学习并及时为就业和机电产品开发应用服务。在前期的相关课程教学中，学生对“机电技术类”课程踊跃选修，“全国大学生机械电子设计竞赛”连年参与人数在百人左右，足以表明学生的这种兴趣和渴望。

“机电一体化技术”课程作为机械技术与微电子技术的新兴交叉学科，融合了机械技术、电子技术、信息技术等多种学科的技术基础，体现了“以机为主、以电为用、机电有机结合”的原则。因而，“机电一体化技术”课程的教学内容，也要涵盖机电技术领域的全部技术基础分支，使学生全面了解相关学科知识内容，综观机电一体化技术发展的必然趋势。《机电一体化系统设计》一书被认为是国内机电技术学科领域具有代表性的经典论著之一，并在国内许多本科类及高职高专类学校被用作教材或教学参考书。其具有较强的先进性、实用性和权威性，具备了如上各个技术分支的理论基础，内容丰富、深入浅出、层次清晰、理论与应用并重，能够将现代机电技术的原理、技术与应用有机结合，良好地引导学生对新知识的渴求。

《机电一体化系统设计》一书除了书本的课程内容之外，还包括相关文献参考资料电子版以及网络链接学习材料的CD-ROM光盘，为学生提供了一个广泛的学习空间。作为“机电一体化技术”课程教学的教材，它在提供了知识点齐全、难易度适中的课程内容的同时，还为教学和学习提供了机电产品的设计实例，利于在教与学互动过程中进行实践应用的检验和对机电产品设计的理解，获得有益的教学效果。

为此，确定“机电一体化技术”课程教学的基本目标定位：通过相关学科知识的学习和掌握，营造师生交流互动的实践应用设计环境，促使学生系统了解机电技术学科知识，掌握机电一体化产品系统设计方法，锻炼提高学生“机电有机结合”的实际应用能力。

2 实践讨论教学模式的采用

实施机电一体化技术专业课程的实践互动模块讨论式教学，不仅能够使学生在整体把握专业知识的同时获得理论与实践的互动理解，锻炼和提高机电一体化产品设计的系统化思维及应用能力，还将反过来促进学生对先进学科知识的兴趣和追求。

机电一体化技术教学就是要营造一种实践学习及系统应用专业知识的环境和氛围，但是它应该完全不同于全实验的专业课程授课。当前，一些教师的实践互动模块讨论式教学并未起到实际效果，不仅有教师教学方式的缺陷，还有学生自主探究学习方式应用的不足。因而，在这种实践综合应用专业知识课程的教学中采用“侵入式”授课，势必造成学生对专业知识的思维理解滞后以及对知识点整体链接思维的障碍，从而影响师生课堂上的交流互动，无法达到促进学生积极学习的目的。为此，必须采用“实践互动模块讨论化”的方法，充分利用校内机电实验设备，有序地为学生设置实践互动模块讨论式的教学环境，针对机电一体化产品功能模块授课，达到学生对专业课程的逐步接受适应和学习主导性的稳步完成。

“实践互动模块讨论化”的机电一体化技术教学就是教育者努力创设互动性、参与性的教学氛围，让学生“浸泡”于机电一体化技术应用的环境里，潜移默化地提高学生理论应用于实践的系统思维整合能力。为此，在“机电一体化技术”课程教学中，首先坚持采用教材中的系统知识点，在机电一体化产品为背景的环境中以教材中机电一体化系统设计实例方法及结合科研成果构建学生的学习环境，从而否定了采用课堂讲义灌输式授课的原始方法。在教学过程中，不仅利用教材内容模块式编辑课程教学课件，采用理论知识与实物对照的讲解并设定互动讨论式交流，还发挥多媒体教学手段的作用，配备了动画及音频的实例演示教学内容，随时提问和讨论知识难点。为了达到与课堂教学的统一，延续课堂教学内容效果，每次课后的习题作业要求学生针对机电一体化实例分组设计完成；并且实验课程内容采用案例式介绍，实验报告要求结合科研成果讨论解决方案有所创新。最后采用理论闭卷考试（占总成绩的60%）、课程设计（占总成绩的30%）和平时讨论的参与程度（占总成绩的10%）三者结合考核，作为最终成绩。同时，鼓励学生参加机电产品创新设计大赛各种活动，获奖人员的课程设计设定为优秀（90分以上），使得学生对整个课程内容的学习都处于积极主动之中。

通过这种教学方式，试图培养学生在学习和应用机电一体化技术中了解和掌握如何“用机电一体化系统的设计原理与方法去设计改造机电一体化产品”，并进一步过渡到利用“以机为主、以电为用、机电有机结合的系统思维解决实际问题”。学生通过对专业技术知识的丰富和机电产品设计应用和改造能力的提高，将获得机电结合型高素质的综合发展，成为具备走向国际、放眼全球的科技人才。

3 机电一体化教学资源的广泛挖掘

“机电一体化技术”课程涉及机电技术各个分支学科的原理、技术与应用，每个分支学科都是世界现代高科技领域的一个缩影。根据“机电一体化技术”课程的这一高科技现代化特点，广泛挖掘利用其教学资源，促进学生技术知识的猎取和实践能力的锻炼。

首先，“案例教学”的网络资源利用。把具有重要学习意义的一些机电技术的原理、设计方法等进行课程模块划分，如划分为机械系统部件模块、机电执行元件模块、机电微机控制模块、机电元部件特性模块、机电结合设计及改造模块等，作为课程内容的讲述内容，要求学生利用网络搜索工具，充分进行相关预备知识内容的检索和复习，并通过机电一体化技术应用案例的检索，获取、对比并介绍、讨论相关设计案例，深入理解机电一体化系统各要素的联系。通过这种学习过程的熏陶，学生不仅深入地理解和复习相关的课程知识，还将对课程内容产生浓厚兴趣，激发后续继续学习的潜力。

其次，实践实验教学利用。目前，“机电一体化技术”的一些课程内容，已经广泛应用于各类机电产品中，并且，一些课程内容还是机电技术知识在实际机电类产品中的扩展应用。如数控机床、工业机器人、照相机、苹果手机、自动打卡机等，更是反映了机电技术的跨学科延伸。因而，充分利用校内实验教学课程资源的数控加工中心及各类机电一体化实验设备，结合机电一体化技术在实际生活中的应用实例，为学生提供丰富的机电一体化技术学习参考，将能使学生获得更为广泛的学习空间和开阔的知识视野。

再者，结合企业实际进行机电产品的设计改造应用。现代机电技术的发展，导致机电产品革新换代很快。为此，积极联系当地机电企业，实地考察企业需求，为学生营造企业环境条件，参与企业机电产品的创新设计过程。学生以毕业设计方式进行机电一体化产品的系统设计，教师进行难点指导，以此达到机电一体化系统设计整合思维的训练和机电一体化技术的实际应用。

4 问题与建议

通过“机电一体化技术”课程实践互动模块讨论式教学的初步实践、学生学习的测试以及实践设计考核，证明学生机电一体化专业知识的运用能力的提高。但是，要达到“用机电一体化系统的设计原理与方法去设计改造机电一体化产品”，还需要教师的悉心辅导；利用“以机为主、以电为用、机电有机结合的系统思维设计机电类产品”则需要更长久的锻炼。并且，机电一体化技术的实践互动模块讨论式教学也显示了一些需要解决的问题。

投入时间多、花费精力大，是学生机电一体化专业课程学习中普遍反映的问题。在教师完成大量的机电一体化技术教学备课任务之后，学生就将面临对大量机电一体化教学材料的学习过程，预习、复习以及运用机电一体化技术对问题和实验报告的撰写，都将耗用学生大量的学习时间。同时，其他课程学习的时间分配又将影响本课程的时间投入，似乎成为一个难以解决的矛盾。因此，实施机电一体化课程教学，必须要求学生加强基础专业知识的学习，铺垫好前期知识储备这一关；同时，考虑到学生的差异，还要采用循序渐进的方法，在课程的初期阶段加大相关基础知识间联系的介绍比率，随着课程的进行逐渐加大机电一体化技术应用和学生主导的比例，不断实施、改进和提高。无论如何，依据教材是必须的。

有必要进行机电一体化教学课程的系列化建设，为其教学提供更为广泛的实践培养环境。要使学生具备高素质的知识能力，获得勇于竞争的意识和潜能，适应未来走向世界的发展需求，必须有充分广泛的实践应用氛围的熏陶。“机械制造及其自动化”专业课程体系中有着许多高科技信息化的课程内容，为了达到培养高素质多技能的科技人才的目的，不但要改进和完善“机电一体化系统设计”课程的教学内容、方法和手段，还要进行系列化的机电一体化技术教学课程建设，为学生提供更为长期广泛的机电一体化教学条件和学习环境。只有使学生处于良好持久的机电一体化技术环境氛围中，才能浸染成长为机电有机结合的科技后备力量。

我国高等院校的机电一体化技术教学实践获得许多教育工作者的肯定，但是一些理性的分析也指出了需改进的地方。无论如何，只有认识到机电一体化技术教学的长期性，坚持不懈地探索和实践，才能创造该教学的良好环境和条件，克服和改进其缺陷与不足，实现培养机电一体化科技人才的目的。

参考文献

[1]，郑永军.以高新技术学科内容构筑科技人才培养体系[J].科技进步与对策，2002（12）：87-89.

[2]张建明.机电一体化系统设计[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]陈遇良.机电一体化教学研究[M].北京：中国电力出版社，2002.

[4]江庆.机电一体化技术课程教学的一些探讨[J].现代企业教育，2009（1）：15-16.

篇9

关键词 江海学院 机电一体化 专业 建设

江海职业技术学院是经江苏省人民政府批准设立，以培养高素质技能型专门人才为办学方向，具有独立颁发国家专科文凭资格的民办全日制高职院校。学院位于名城扬州古运河畔， 校园占地面积1040亩，教学区、实训区、运动区、生活区规划科学，布局合理，建筑面积22.15万平米。

江海学院于2002年申请并报请江苏省教育厅批准，设置了机电一体化技术专业。

现有在校生540人，生师比:14.7。 已有两届毕业生共89人，就业率分别为95%和100%。 教学设施配套齐全，建有校内实验实训室及校内实训工厂，并建有9家校外实训基地和3家产学研合作教育点 。

一、准确把握本专业的培养目标及就业面向

（一）明确专业教育教学改革和建设的指导思想。在深入贯彻学习了《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》后，进一步明确了专业教育教学改革和建设的指导思想，即以社会需求为导向，以专业技术应用能力和专业素质培养为主线，以优化专业教学内容、课程体系为重点，加强专业课程体系建设、教师队伍建设和实践教学基地建设，逐步形成特色鲜明的高职办学模式。

（二）培养目标。通过产学研合作，教学做一体化教学模式，把学生培养成德、智、体、美全面发展的，具有职业理想、职业技能、职业规范、职业道德，身心健康，具备本专业必需、够用的基础理论和专门知识，具有实践能力和创业、创新精神，能够从事机电一体化设备的使用、技术管理和维护等工作，能适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高素质技能型专门人才。

培养目标定位： 机电行业生产第一线的生产技术与管理人才.

就业岗位：机电产品的制造加工; 机电产品的组装、调试; 机电设备的操作、维护; 机电产品的销售、技术服务、检验与管理;自动化生产线的调试维护等

二、构建与专业培养目标相适应的课程体系

本专业课程体系的构建是以企业岗位对学生必备能力的要求为起点，构建为达到必备能力所必须的知识和必要的训练。根据技能要求构建支撑核心课程和支撑实训环节。

课程体系

技能模块

技能要求

支撑核心课程

支撑实践环节

传统的机械基础技能

能对常见的普通机床会操作、维修和调试，能就简单的机械零件进行测绘设计，能进行工艺规程制订和夹具的设计，能进行车间生产的组织和管理工作。

机械制图与计算机绘图、机械设计基础A、机械制造技术B、金工实习及其它实践环节

金工实习、机械设计综合实训A、机械制造技术综合实训B、机床拆装实训

现代机电设备的控制调试、管理和维护技能

能对现代机电设备广泛使用的液压气动等机械执行元件和传感器、单片机、PLC等控制元器件进行控制调试、管理和维护

电工与电子技术A、液压与气压传动A、单片机原理与应用A、机床电控与PLC应用、机电一体化技术基础

电工电子实训、液压与气压传动课程设计、单片机原理与应用课程设计、机床电控与PLC应用课程设计、机电一体化综合实验

先进制造技术的运用技能

能操作使用数控机床、加工中心、线切割等设备，能手动和自动编程及三维造型设计

数控技术、机械CAD/CAM

数控技术综合实训、机械CAD/CAM课程设计

学时分配表

教学类型

学时数

总学时2930

百分比

课堂教学

讲课

1580

1580

54%

实践教学

实验

180

1350

46%

集中实践环节

45周=1170

三、教学基本条件建设

（一）师资队伍建设。目前已初步建成一支素质优良、结构合理的专业师资队伍。

1、本专业有专任教师17人，有在校生540人，生师比14.7，专任教师中具有高级职称10人，占58.8%，具有双师素质教师13人，占76.5%，40岁以下青年教师6人，具有硕士学位3人，占50%，有2名专业带头人。

2、本专业有一支来源和数量稳定、生产实践经验丰富、素质较高的兼职教师队伍。目前本专业有兼职教师13人， 具有高级职称7人，占54%.

具体举措:

（1）通过引进、招聘，吸引企业上有工程实践经验的技术人员充实教师队伍；

（2）通过选送中青年骨干教师在职攻读硕士学位等在职培训，提高他们的理论水平，研究开发能力和学历层次；

（3）通过新老结对帮带，组织教改、教研及科研课题小组，促进青年教师提高；已有两项教学改革研究课题被学院批准立项，并开始研究。

（4）利用校外实践教学基地，有计划地安排教师深入企业参与工程实践以及工程项目的研究与开发，以“产学研”结合的模式培养“双师型”教师。

2、实践教学基地建设

实践教学是专业教育教学的重要环节，是知识的获取、能力培养的重要步骤。实践教学基地是教学与科研过程中不可或缺的重要场所，近年来学校在加强实验室建设、强化实践教学管理等方面做了大量工作。

（1）校内实训条件。本专业的校内实验实训环境由实验室及校内实训基地组成，主要承担学生课程实验和各类技能实训。能够满足本专业学生培养的需要。

本专业拥有11个院内实验实训室，仪器设备1014台套，总面积1720㎡。可完成工程材料及热加工、工程力学、机械设计基础、机械制造技术等课程的实验实训。

校内机械实训基地具有真实生产环境，训练手段齐备，是国家劳动和社会保障部授权的职业技能鉴定站，建筑面积5042㎡，拥有数控加工中心2台，数控铣2台，数控车8台，普通车20台，线切割2台，电火花，平面磨床，外圆磨床，万能摇臂钻各一台。

校内实训基地一方面可供机电一体化技术专业学生进行冷、热加工操作实习、数控技能实习实训。

同时本基地具备车、钳、铣、数控车操作的初、中、高级职业技能的鉴定能力，保证了“双证制”教育的实施。

本专业院内实验实训一览表

序号

实验、实训基地名称

仪器设备台套数

启用时间

1

机械设计基础实验实训室

53

2006年12月

2

机械制造技术实验实训室

8

2007年6月

3

液压与气压传动

实验实训室

5

2007年8月

4

工程材料实验实训室

54

2007年5月

5

材料力学实验实训室

3

2006年10月

6

电测实验实训室

58

2006年10月

7

电子技术实验实训室

469

2006年4月

8

电工技术实验实训室

48

2006年4月

9

单片机及微机原理

实验实训室

216

2006年9月

10

PLC技术实验实训室

40

2007年6月

11

CAD/CAM实验实训室

60

2007年6月

12

校内机械实训基地

篇10

论文摘要 针对传统的机电一体化类课程在教学过程中重理论轻实践的现状，本论文对高等院校机电一体化类课程实践教学进行了探讨与研究，分析了我国高等院校当前机电一体化类课程教学现状，并指出了其原因，在此基础上重点探讨了高等院校机电一体化类课程实践教学的改革策略与教学方法，从充实实践教学内容和教学手段、改革实践教学考核方式及加强实践设备及基地建设三个方面详细论述了机电一体化类课程的专业实践教学方法的改革，对于进一步提高我国高等院校机电一体化类课程的专业实践教学水平和教学效果具有较好的指导和借鉴意义。

0 引言

“机电一体化”一词的英文名词是“Mechatronics”，它是取Mechanics（机械学）的前半部分和Electronics（电子学）的后半部分拼合而成的。由于机电一体化技术是其他高新技术发展的基础，其发展依赖于其他相关技术的发展，因此很多高校都开展了机电一体化这门课程的课堂教学。机电一体化是一门综合性实践性很强的课程，涉及知识面广、容量大，这门课的教与学都不容易。

传统的教学方法都是按照机电一体化系统的功能结构构成，将机电一体化系统分为若干个功能结构模块，逐一进行讲解，例如分别讲解机械本体功能模块，传感检测功能模块，中央控制功能模块等等，这样的教学方法易于学生理解，但是在无形中割裂了机电一体化系统各个功能模块之间的有机联系，为此必须结合机电一体化这门学科本身的特点，对其教学方法和教学策略进行改革与尝试，以期从中能够找到有效的复合机电一体化课程特点的教学方法与教学策略。

1 我国当前机电一体化类课程教学现状及其原因分析

结合我国目前高等教育的现状，造成当前机电一体化类课程理论讲不透、实验做不好、学得不扎实的原因主要有以下几个方面：

1.1 师生思想上都不够重视

从目前的高等院校的教学现状来看，重视理论教学轻视实践教学一直是我国高等院校理工科教学的传统方法，在这样的教学模式下，尤其是像机电一体化这样的课程，理论课本来就比较晦涩难懂，加之实践实训比较少，学生学到最后完全没有系统的概念和知识体系，对于机电一体化的理解只是停留在表面层次，因此必须要逐步加强实践实训。从体制上来说，师生自身对该课程的重视程度不够也是十分重要的原因，教师认为对于机电一体化课程教学任务重，往往疲于应付授课；而学生对于机电一体化课程知识的理解比较吃力，往往兴趣不大，加之实践实验时间较少，最后将实践实训流于形式，因此，师生在思想上不够重视是目前高等院校机电一体化课程教学的一个基本现状。

1.2 机电专业实践教学课程的设计不合理

机电类专业实践教学的课程内容包括很多技术内容，目前，绝大多数高等院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响，课程的内容过多过深奥，理论课时数太大，实践技能教学课时不足，而且内容陈旧。还有些学校脱离实际情况过高地制定了课程标准，导致教学与实践相背离。现在学校里学习的知识和社会上用到的知识相差很远，很多学生学习了很多知识，可到了社会上去无从下手。相关机电行业和企业很少参与机电类专业实践课程的制定，这也是导致高等院校机电专业的实践课程体系设置不合理的原因。

1.3 实践教学条件不完善

由于机电一体化类课程所开设的实验，往往实验设备体积比较庞大，集成度较高，价格昂贵，因此很多院校对于机电一体化课程实验所配置的实验设备都是很简单的，目前很多高等院校也在进行教学改革，增大实验实践课程量，但是相应的实践教学课程内容仍然或多或少的存留着传统教学模式的影子，主要表现在以下几个方面：

（1）实验实践条件差，硬件实验设备陈旧，很多实验台或者实验设备都是演示性实验，整个实验过程都是老师在做实验，学生只负责看，即使动手也是按照老师调试好的实验按照老师实验的顺序重复一遍，实验教学效果比较差，这使得整个实验就流于形式化。

（2）缺乏综合性的创新性的实验台供学生动手实践，目前机电一体化类的课程实验都只是简单的重复性的实验，缺乏激励学生创新动手能力的综合性实验，这使得机电一体化类的实验无法激发学生创新能力，无法提高学生动手实践能力。

（3）实验实践评价机制不够健全，很多实验实践流于形式，这导致学生对实验重视程度不够，多数学生的实验报告依靠抄袭完成，老师对学生没有印象，学生的实验成绩仅仅凭实验报告打分，实验实践评价机制的缺失使得机电一体化类的实验实践失去了价值。

2 机电一体化类课程的教学改革策略探讨

2.1 充实机电一体化类课程的专业实践教学内容和完善教学手段

在对机电一体化课程专业实践课程进行教学改革的时候，我们提倡应当根据各个院校各个专业自身的专业特色进行相应的教学改革，添加符合专业特色的实践教学内容，不断完善实践教学条件和教学手段，尽量弱化传统实践模式中的演示性的或验证性实验，加大动手实践实验及综合性实验内容，并和理论课程对应起来，使得学生在掌握理论知识的基础上进行相关实践实验，这样更容易掌握机电专业知识和技能。

2.2 重视机电一体化类课程的专业实践教学环节的考核

任何课程都需设置考核环节，同样的，机电一体化课程实践教学也需要考核，考核环节也是学生最为敏感的环节之一。传统的机电专业实践课程考核的方式是出勤考查、实验报考考查以及最后实验考查成绩相结合的方式，这种考查考核方式不能够考查出学生的完全实践能力，只能够从实验报告的完成情况给学生考核打分，因此传统的考核方式并不合理，就需要对传统的考核方式进行改革。

结合机电一体化课程实践教学的特点，对于机电一体化实践课程的考核不应该有一个统一的模式和标准，而是应该结合实践教学的方式和手段灵活的设定考核方式，采取定量结合定性的方法进行实践教学考核。简单的演示性或者验证性实验，应当减小考核的比重，而对于综合实验及动手考查较为全面的实验，考核比重就应当加大；另一方面，还可以灵活的采取口试笔试、现场提问、课程设计、综合课程实验等多种形式进行考核，重点不是考查学生的知识理解程度，而是应当重点考核学生对于实践技能的掌握和应用能力。

2.3 加大机电专业校内外实习实训基地建设的力度

对于机电一体化这样的实践要求较高的课程，实践实训基地的建设就显得十分有必要了。实践实训基地的建设力度直接关系到机电一体化课程实践教学的效果与成果，而学生实践能力的掌握也取决于实践实训基地的建设，以及实践实训基地实践教学内容的设置和安排。各院校要想真正提高机电一体化专业实践课程教学的效果，就必须加大对实践实训基地的建设力度。另一方面，机电专业校内外实习实践项目的开设依赖于实习实训基地，而目前多数机电专业课程依赖于金工实习的相关设备，因此对于机电一体化类课程的专业实习实践，必须要加强具有机电一体化特色的专业实习实践基地及其相关设备的投资建设力度，为机电一体化类课程及其专业的学生提供足够丰富的实习实践动手机会，以真正提高机电一体化类课程的专业实习实践能力水平。

3 结语

随着科学技术的飞速发展，教育的方法和手段应适应这一发展的需要，传统的纯理论教学已不能适应新的教育目标，加强实践能力和创新能力的教育已势在必行。本论文所探讨的机电一体化类课程实验教学方法及其教学改革策略的应用研究，是结合当前国内高等院校机电一体化类课程教学内容设置及其实验实践教学现状而提出来的，能够有效地提高机电一体化类课程的教学效果，对于这一类的理论知识多且深、动手实践能力要求高的课程而言，必须要不断加强实验实践教学的份量，而本论文也是重点探讨如何开展实践动手能力的训练，对于进一步提高机电一体化类课程的实验实践教学效果无论是在理论方面还是在实践方面都具有较好的借鉴和指导意义。

参考文献

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[2]钟波，陈容，冯云.高职机电一体化专业实践教学模式的改革与探索[J].职教论坛，2006(6):79-80.

[3]韩培庆.高职教育实践教学模式改革的思考[J].职教论坛，2006(6):23-24.

[4]何龙，祁传琦.项目教学法在机电一体化专业综合实训中的应用[J].成都航空职业技术学院学报，2005(4):40-41.