机电一体化课程范文
时间：2023-03-17 22:31:08
导语：如何才能写好一篇机电一体化课程，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。
篇1
随着科技的发展，社会对机电一体化技术人员的要求也越来越高。目前，机电一体化实验教学的形式主要有验证、现场参观实习等。这样的教学方法存在明显的不足，学生的参与性不够强，无法深入了解教学内容和应用技巧。传统的演示、验证教学方法已经无法适应社会、经济对人才需求的发展和变化[1,2]。针对这样的实际情况，本文提出了一种新型机电一体化实验教学平台，该平台采用模块化设计，开放性强，可以模拟自动化生产线的简单工艺流程，具有上料、装配、检测和分拣等功能。并基于该平台进行了机电一体化实验课程的设计与研究，通过各种典型的机电一体化实验项目，加深学生对机电一体化基本知识和理论的理解，扩展知识面，培养学生的科学思维、创新精神、实践能力。
1新型机电一体化实验平台的设计与研究
1.1技术方案
本文设计的机电一体化综合实验平台总体结构，主要由电控系统、机械传动系统、自动化工位及各种传感器组成。各子系统有机的配合在一起，模拟自动化生产线的简单工艺流程，实现上料、装配、检测、分拣等多种功能[3]。学生通过相关实验项目的操作，可以加深对机电一体化理论知识的理解，同时提高分析问题和动手实践的能力。
(1)电控系统。是整个实验平台的核心，是各实验项目功能和指标的重要保障。其主要由基于PLC设计的电控箱、操作面板、变频调速控制器及数码管、指示灯等组成。
(2)机械传动系统。实现工件在输送带上流水传输，主要由三相异步电动机、减速器、输送带组成。
(3)自动化工位。由上料、机械手、检测和分拣等多个自动化工位组成，每个工位都是通过气缸活塞伸出或缩回实现自动操作。
(4)传感器系统。主要用于工件定位和质量检测等，采用光电式传感器或接近开关设计。实验台工作原理：按下开始按钮，控制系统通过变频器控制电动机的转速和方向，从而实现输送带的自动运行；延时5秒后，控制系统控制上料工位气缸，实现自动上料；控制器通过接近开关自动感应工件是否来到装配工位，并自动控制机械手装置实现自动装配；检测工位自动检测装配是否合格，并实现分拣与计数、显示。
1.2设计目标
通过上面的分析，实验平台应设计实现如下功能。
(1)实验平台能够直观地体现自动化生产线的工艺流程。
(2)平台输送带的电动机具有启动和停止控制功能，且为了安全起见，设计有急停按钮。
(3)采用变频器实现电动机及输送皮带的速度及转向控制，具有调速和正反转控制功能[4-5]。
(4)上料、装配、检测和分拣等功能采用气压传动系统来实现。
(5)能用机械手实现工件的自动装配。
(6)具有良好的人机接口，自动显示系统状态及工件统计状态。
(7)电控系统采用PLC控制器设计，方便同学从底层理解典型的机电控制原理。系统用变频器控制三相异步电动机启动、停止、正反转及各种转速的改变，经过减速器、三角带带动传输带运输，从而达到输送工件的目的。在传输带边上设置上料工位、机械手工位、检测工位、分拣工位，各个工位的运动都采用气压传动。另外采用指示灯来显示系统工作状态和采用LED数码管显示毛坏数和成品数。
2实验课程总体设计
我们基于新设计的综合实验平台，对原有的实验教学大纲进行了修订，增加了新的实验项目，实验内容的安排更加注重学生知识面的扩展与分析、实践能力的培养，以适应新形势对机电一体化技术人才需求的发展和变化[6]。编写了适合本实验平台的实验指导书、实验报告、相关测试程序等。实验项目的设计遵循“由浅入深、循序渐进”的原则。不同的实验项目，考核的内容和培养的目标各不相同，具有明确的针对性。通过全部实验项目的学习，使学生达到4个层次的目标：一是理解和掌握机电一体化系统的基本理论和概念；二是培养学生对PLC控制系统硬件和软件的设计与调试能力；三是分析和解决系统调试运行过程中出现的各种实际问题；四是掌握机电一体化系统设计的相关技术、设计方法。
3实验项目详细设计
前面已经介绍了，基于本实验平台可以开展4个层次的实验项目。下面以一个与实践结合较紧密的综合实验项目——工件装配实验为例，介绍实验项目的详细设计。
3.1实验目的
理解、掌握工件装配的原理及工艺过程；培养学生对PLC控制系统硬件和软件的设计与调试能力；分析和解决系统调试运行过程中出现的各种实际问题。
3.2实验内容
工件装配由一台气动机械手装置完成。装配前，装置应处于原点位置，即夹爪气缸应伸出，处于松开状态，水平气缸应缩回，垂直气缸应伸出；当定位传感器检测到有工件就位后，控制垂直气缸向下运行，到底后，夹爪气缸夹紧工件；然后垂直气缸向上运行，运行到顶后，水平气缸向前推出，推到行程后，垂直气缸向下运行，到底后松开工件，完成工件的装配；最后垂直气缸向上到顶，水平气缸向后缩回，装置重新回到原点。
3.3实验设备及技术参数
(1)电源：AC220V±10V(带保护地三芯插座)。
(2)空气压缩机：0.6Mpa～0.8Mpa。
(3)气动机械手装置：手动控制功能由操作面板按钮完成，自动控制功能由PLC完成。
(4)KJ223A型综合实验台。
3.4实验电路
3.5PLCIO分配表
3.6实验程序流程
3.7安全注意事项
(1)气动系统使用压力不得超过800KPA。
(2)在气动系统管路接好之前不得接通气源。
(3)接通气源和长时间停机后开始工作，个别汽缸可能会动作过快，所以要特别当心。
(4)机械手在运动过程中不能受到障碍物阻碍，否则会造成损害。
(5)机械手运行过程中不要用手去触摸它，也不要人为地阻止它运动。
(6)一段时间不用机械手或检修气动系统，应放掉压缩空气。
3.8编写实验报告
(1)根据运动控制要求，画出机械手运行梯形图。
(2)试编制机械手程序，实现工件的装配。
(3)思考工件在传送带上是如何实现定位的。
4结束语
针对目前机电一体化课程实践教学环节存在的问题，本文提出了一种新型机电一体化综合实验平台。并基于该平台进行了机电一体化实验课程的设计与研究，通过各种典型的机电一体化实验项目，开拓了学生的视野，提高了学生的理论素养和实践能力。更为重要的是，本实验台采用模块化设计理念，具有极强的开放性，学生可以依据平台提供的软硬件资源自行设计实验项目，大大提高了学生的学习能动性和分析解决问题的能力。
参考文献
[1]张艳花.强化实践教学过程,提高学生综合素质和创新能力[J].高校实验室工作研究,2004(3):54-57.
[2]梁风.机械设计实验教学与创新能力培养[J].实验室研究与探索,2006(11):1433-1435.
[3]陈功福.机电一体化实验装置设计[J].制造技术与机床,2004(6):31-33.
[4]潘树勋.机电一体化实验装置研究[J].机床与液压,1996(3):42-43.
[5]张培国.机电一体化综合控制实验装置的研制及实验课程设计[J].实验室研究与探索,2008,27(9):34-38.
[6]袁嫣红.机电一体化综合设计性实验方法及装置的研究[J].浙江理工大学学报,2008,25(3):297-300.
[7]王立权.模块化机电一体化实验系统研究与实践[J].实验室研究与探索,2002,21(6):47-50.
篇2
关键词:工程教育；专业认证；机电一体化系统设计；教学改革
1前言
为了促进机械专业的跨越式发展和国际化进程，进一步提升机械设计制造及其自动化专业的教学质量、社会声誉和国际视野，促进本科毕业生的国际交流，为工程师执业资格认证奠定基础[1]，从2013年下半年开始，贵州大学机械工程学院机械制造及其自动化专业开始着手准备进行工程教育认证，于2014年顺利通过该认证。在以“认证”为目标，不断促进教学改革的过程中，全院教师始终坚持以能力为导向，重在加强学生的培养质量和利用学科知识分析解决工程实际问题的能力[2]；同时以学生为中心，以不断优化和改进的培养目标和毕业要求，建立、建设优质的课程体系和师资队伍，配备必要的教研设备。在“迎接认证”、不断改进的过程中发现一些专业课程存在的问题，以培养目标和毕业要求的工程性不强为代表，主要体现有教学内容缺乏实际工程拓展，课程教学方法有待拓宽，特别是工程实践能力的培养还需要进一步加强。机电一体化系统设计作为机械电子工程方向一门重要的专业课，亟待相关教学改革，以适应工程教育认证的要求。
2现状与问题基本现状
机电一体化系统设计是机械制造及其自动化专业机械电子工程方向的一门重要的专业课程，目的是培养学生对机电一体化系统的应用和设计能力，掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法，培养机电结合的专门人才。本课程的基本任务是使学生掌握对机电一体化系统的分析应用和设计基本方法。该课程涉及的机械传动部件、电机、微机接口技术和机电一体化设计思路等，可以说是对本专业前期所学专业课程进行融合、需要实践深入消化和提高认识的一个重要环节。并且贵州大学机械工程学院不仅是机械电子工程方向开设本课程，机械制造和农业机械化专业方向也开设了本课程，学生普遍反映教学枯燥，工程实践性不强，部分知识无法理解。为了使机电一体化系统设计课程与“工程教育认证”要求相适应，更好地帮助学生掌握本门课程知识内容和加强工程实践能力培养，达到学以致用的目的，需要对机电一体化系统设计课程的教学内容和方法进行改革研究。主要存在的问题贵州大学机械工程学院于21世纪初开始在机械电子工程专业方向的本科班开设机电一体化系统设计，随着十多年教学经验的积累，已形成一套较为完善的教学方案和体系。但是随着技术的不断革新，社会和工作岗位对学生要求的不断提升，越发觉得本课程的传统教学中存在一些问题，主要表现在以下几个方面。1）教学内容陈旧，过于侧重机械结构的讲解。通过工程教育认证评估，充分和企业沟通后，发现一些课程所教授的内容和技术已经在当下机电产品中被新技术所取代。另外，由于在教授本课程前有单片机原理、接口技术和机械控制工程等课程，在机电一体化系统设计的教学中都会以典型机电系统的传动结构为主，使“机”和“电”在教学过程中不能充分结合。2）实验教学设施不足，实验内容受到限制。本专业拥有的机电一体化教学设备较少，有的仅仅停留在十字工作台、单片机和传感器方面，对于机电系统的稳定性和优化部分的实验暂时空缺，这不利于学生提高感官认识。3）教学方法单一，缺乏与工程实际的联系。现有教学基本上是以课堂教学为主，辅以少量实验，大多采用讲授法通过多媒体教学平台进行授课，而且大多是纸上谈兵，课程教学与实验教学同工程实践联系甚少，与“工程教育认证”的要求存在差距。4）学生反映学习难度大，应用能力不强。在教学过程中，一些学生反映部分知识点难以理解，不清楚这些知识能“干什么”，能解决什么问题。另外，从考试反馈来看，学生对综合应用机电技术的能力还有待提高，特别是不能将一些来自工程实际的问题和书本知识结合起来分析。
3教学改革教学内容的改革
1）树立“机电结合”的系统教学思路。机电一体化的目的是提高产品或系统的附加价值，实现多功能、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。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[3]。机电一体化系统设计课程的教学也是如此。在课程讲述过程中，如果只是根据教材的章节顺序进行讲解，会在学生脑海中形成一个个的知识孤岛。因此需要将整个课程用几个典型案例把所有章节贯穿起来，做到前后呼应。如在教学“机械结构”中的“机架和支撑稳定性”时，可以和“元部件特性分析”中的“静、动态特性分析”结合起来，在讲机械结构时就引入控制工程中的一些知识点。另外，教材的最后一章有很多案例，可以根据这些案例的特点，将其穿前面的章节讲解，在讲授每一部分内容时都结合案例，并将系统设计方法融于其中，不仅利于学生对知识的掌握，还可以举一反三、加深理解。2）选择性地介绍章节重点。要有选择性地介绍机电一体化各组成部分。对于机械系统部件，要重点讲解传动原理和典型结构，一些特殊的部件可以留给学生自学。对于执行元件和控制器由于在先修课程中有所学习，因此对其基础知识不做详细介绍，重点内容放在典型元件特性及其驱动和接口部分。这样既可以避免使学员因重复学习而失去兴趣，又可以有更多的时间放在牢固树立系统的观点，深入理解组成机电一体化系统的各构成要素之间的关系。3）以“看得见、摸得着”的机电产品为突破口。要更多地从教学团队科研真题和本地企业合作项目寻找典型案例，让更多的案例“看得见，摸得着”。一方面可以带领学生参观企业，另一方面要鼓励一些教师展示机电一体化方面的科研样机，让学生可以直接参与教师科研课题。同时要及时更新案例，给学生展示最新的技术和产品，了解机电一体化产品的前沿；还要充分给予成绩较好者学习空间，特别是对于一些比较复杂或精度要求高的运动定位控制和智能控制,可以让学生结合学过的自动控制理论知识设计运动控制算法，为研究生阶段的学习做准备。教学方法的改革教学方法是教学过程的核心，教师的教学方法一定程度上决定了教学质量和学生对知识的吸收情况。传统的教学方法是教师根据课程教学大纲的要求，在课堂上为学生讲解教学大纲上规定的教学内容，按部就班地向学生灌输知识，学生完全处于被动学习状态，教学效果大打折扣。为了有效提高学生积极性和学习主动性，可以将课堂讲授、讨论、开放性实验和实地参观结合起来，激发学生的学习兴趣、学习主动性和培养学生的创新意识和能力。例如：在介绍“滚珠丝杠”和“导轨副”时可以将实物拿到课堂上，先抛出问题并让学生进行拆装，再让学生分组讨论结构特点和问题，最后有针对性地讲解难点和强调重点内容；“单片机与接口技术”的讲授可以开设开放性实验，提供单片机平台，让学生自行设计开发单片机控制系统，并要求演示；在讲解“机电一体化系统的元、部件的特性分析”时可以开展上机实验，结合MATLAB软件仿真模块，让学生产生直观认识。课程实验的开设“工程教育认证”的核心就是要确保毕业生达到全球行业认可的机械工程从业人员基本要求。因此，为了让学生更好地掌握机电一体化系统设计相关基础理论和提高学生的创新意识与工程实践能力，提升毕业生的机械行业从业能力，需加强本课程的课程实验建设。首先，要整合现有校内实验资源。本课程综合性强，很多实验需要和其他课程实验结合起来，如与机械传动、微机原理和控制工程等课程。其次，要积极构建新实验平台。特别是机电一体化典型系统的实验平台方面，亟待购置新设备，开发新实验。最后，可以整合校外合作单位实验资源，开设一些与工程实践紧密结合的课程实验和基于仿真软件的系统稳定性分析实验。考核方式的改革本课程各章节具有一定独立性，涉及机械和电子技术各个方面。针对此特点，考核方法应该重在应用与综合，不应以识记为主，所以考试形式由原来闭卷改为开卷。这样可以减轻学生考试压力，把学习的重点放在知识的应用和解决实际问题的能力训练上。考核可以采用试卷（开卷）、实验、报告或者作品（机电一体化系统）等多种形式，加大实验环节和平时表现的成绩占比，解决了实际问题或提出了创新方法就可以获得高分。
4结束语
随着科技的发展，机电一体化系统设计课程所涉及的知识和技术发展尤为迅猛，而且所涉及的知识面非常广，因此要满足工程教育的认证要求，就必须从教学内容、教学方式、教学方法等方面都进行改革创新。在教学内容上强调以系统设计方法为主线，在教学方式中重视培养学生的学习兴趣，努力拓展课程实验，不拘泥于考核形式。这些变革将会更进一步激发学生的学习兴趣，最大限度地提高学生解决实际问题的能力，达到工程教育认证的要求。
作者:曹阳 杨桃月 张大斌 蔡家斌 杨绿 单位:贵州大学机械工程学院
参考文献
[1]蒲彧.美国工程学士能力培养研究[D].大连:大连理工大学,2010.
篇3
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：
篇4
论文摘要：取得较好的课程教学效果一直是教学过程追求的目标。本文根据多年机电一体化技术课程的教学体会，提出通过多媒体技术的应用、教学与科研实践的结合以及布置内容丰富的课外作业等手段来调动学生学习的主动性能更好地完成教学要求，并取得较好的教学效果。
论文关键词：机电一体化技术；教学改革；教学效果
机电一体化技术是一门新型的边缘技术学科，是农业工程领域的一个新生事物，在我校开设此课程还不足十年的时间。开设此门课程是为了适应当前世界科学技术发展需要，因为机电一体化技术思想己普遍被世人接受和采用，其发展水平在很大程度上反映一个国家的技术经济实力。
《机电一体化技术》是我校农业机械化及其自动化专业的主干课，课程内容丰富，以机械及电子相关领域的多门课程为基础，内容抽象又难于理解，具有涉及面广、实践性强等特点。作为该门课程的主讲教师，本人不断探讨教学方式方法，力争取得更好的教学效果。
一、多媒体技术的应用大大增强了课堂的教学效果
由于多媒体汇集了文字、图形、动画、视频、声音、特殊效果等，它能提供多种感官的综合刺激，包含了无限想象的空间，它不仅改变了学生学习和理解问题的方式，而且逐渐以其直观、生动的特点和强大的交互功能，弥补了采用传统教学手段时某些方面表现单调的缺陷，创造出最理想的学习环境，更有利于知识的获取。
根据《机电一体化技术》课程的特点，制作了多媒体课件，在教学中一改传统的教学方式中图表简单且不精确，视觉效果差的不足，增加了图片、动画及视频等辅助内容，使更生动、形象，活跃了课堂气氛，充分调动了学生学习的兴趣。
例如，在这门课的序言中，介绍机电一体化技术这个比较抽象的概念时，首先让学生了解什么是机电一体化产品，进而得出生产、制造机电一体化产品过程中用到的各种原理和方法即机电一体化技术。当介绍常用的机电一体化产品时，采用了几种多媒体技术，如列举日常生活中的机电一体化产品时，直接在投影屏幕上打出打印机和全自动照相机的图片；列举航天航空领域的机电一体化产品时，列出了中国的“神舟五号”载人航天飞机和美国“勇气”号火星探测车的图片……；如列举儿童玩具中会动的机器狗，最尖端的机电一体化产品——机器人，直接插入了相应的影音文件；最后介绍和本专业直接相关的内容我直接把刚完成的科研成果照片播放出来。这些多媒体效果的应用不但使学生一目了然地理解了本门课程要研究的内容，而且极大地激发了学生学习本门课程的兴趣。
再如，在序言中为了直观、生动地说明本门课程的主要内容时，通过机器人这个真实产品的应用实例来具体分析。首先通过机器人下台阶、机器人回答主持人问题、机器人跳舞的录像分析机器人要完成任一动作都要由构成机器人身体的框架、四肢和机体内的机械系统、完成信息采入的检测系统、完成信息处理的控制系统、提供动力的伺服系统以及类似于人神经系统的接口协调完成，并很容易得出机电一体化产品主要由机械系统、检测系统、控制系统、伺服系统和接口设备等五个主要部分构成，进而得出与这五个系统生产、制造直接相关的技术即机械技术、检测技术、控制技术、伺服技术和接口技术构成了本门课程的主要内容。这样的辅助手段能极大吸引学生的注意力，这样的学习和理解过程水到渠成，学习效果事半功倍。
还如，在介绍机械系统中各种机构的工作原理时，如果不采用多媒体形式，许许多多的机构简图必须在黑板上手工画出，由于这些结构图都比较复杂，手工绘制一方面占用大量的课堂有效时间，另一方面绘制不准确，影响学生对其工作原理的理解，如果通过扫描仪把这些结构图的图片直接插入PowerPoint文件中，则可以直接投射在大屏幕上，这样不但节省了时间，而且与原图片一致，易于学生理解与掌握。另外，为了形象地说明某些机构的工作原理，如滚珠丝杠副，又插入了相关的动画资料，动画模拟不但能彻底改变传统教学中的凭空想象且难以理解之苦，同时还能充分激发学生学习的主观能动性，化被动为主动，产生特有教学效果，使学生很快掌握了所学的内容。
总之，采用多媒体教学，使机电一体化技术这样一门枯燥单调的课程变得生动有趣，易于掌握，取得了很好的教学效果。
二、课堂教学与科研实践相结合，教学效果明显
根据该课程的多轮教学体会，很多学生开始兴趣很大，但随着课程的进行，逐渐丧失了兴趣，课程学习变成了包袱，最终导致教学效果不理想。究其原因，一方面，由于课程教学内容较多，所以进度较快，学生又缺乏实践基础，对内容的理解和掌握存在较大的困难，随着问题的堆积，丧失了信心；另一方面，传统的教学方法没有照顾到课程系统实践性强的特点，教学实践大多只针对个别知识点，而教学对象又是没有任何工程经验的在校学生，使得本来富于魅力的知识变成了空洞的说教和内容的堆积，学生感到难以致用，丧失了兴趣。面对这样的情况，如何解决学生实践基础差的问题，帮助学生深入理解知识、掌握知识，如何让学生学以致用，始终保持较高的兴趣，是课程的难点所在。
高等学校在教学之外还应具备科研和服务社会的功能，科研是高校教学的底蕴，将科研成果和科研项目转化为教学资源是顺理成章的事情。在机电一体化课程教学中引入科研项目和科研成果具有重要的作用和意义。
笔者在机电一体化课程教学中引入真实的科研项目，通常以自己的科研实践为案例，变抽象为直观，通过实物样机来理解复杂的结构及原理。在整个机电一体化技术的教学过程中，无论讲述课程的哪一部分内容，都以自己的科研课题“穴盘苗自动移栽机”和“嫁接机器人”为例讲解，使抽象的内容变为现实中触手可及的真实产品，令学生信服，也取得了非常好的教学效果。
比如，讲述同步带的工作原理时，直接把在科研项目中应用的同步带及带轮拿到课堂上，通过实物讲解，易于理解和掌握。再如，讲授步进电机的控制及工作原理时，把可编程逻辑控制器及步进电机拿到实验教学的课堂上，直接讲述它的工作原理及控制过程并现场编制梯形图。学生见到实物并观察编程过程后通过亲自动手实践很轻松地掌握了这部分的教学内容。
课堂教学重在理论联系实际，运用生活中的实例或者科研项目案例，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。总之，课堂教学并非是一个独立的过程，与科研实践紧密结合会取得事半功倍的教学效果。
三、充分调动学生学习的主动性，布置丰富的课外作业
学生是具有很强可塑性的，适当给学生布置一些自主选题的课外作业，给他们一些学习的“压力”，他们就会变得主动起来，就会花更多的时间在学习上。根据《机电一体化技术》课程的特点，布置了灵活的课外作业，极大地激发了学生学习的兴趣。具体做法如下：
首先，讲述“检测系统”的传感器时，由于教材永远赶不上新技术的发展，为调动学生的学习主动性和积极性，笔者布置了“到互联网和图书馆上查到最近传感器”的作业，要求不停留在教材提及的内容，越新越好，弄懂其基本原理。最后，每名同学都查到了很多应用在高科技产品上的新型传感器，使学生掌握了课程基本内容的同时又拓宽了视野。
其次，为使学生更广泛地了解与专业相关的机电一体化产品，在第一次课就布置了“研究一种农业机器人，掌握其结构和基本工作原理”。这一作业最后是以幻灯片形式展示的，学生找到了几乎所有的农业机器人，如移栽机器人、嫁接机器人、挤奶机器人、西红柿采摘机器人、黄瓜收获机器人等，学生们在分析其结构组成及工作原理的过程中进一步掌握和巩固了机电一体化技术的主要内容。
篇5
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
篇6
关键词 Capstone-CDIO；机电一体化；课程体系；实践；评价
中图分类号：G642.4 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）30-0076-02
机电一体化专业学生主要从事机电一体化设备的维护、管理、生产及调试工作。在这些岗位上，他们所用的知识不是单一的机械或电子方面的，而是集机械、电子、计算机为一体的综合知识[1]。机械电子学科是基于机械、电子、计算机技术发展起来的新学科[1]，同时也是具备宽度、深度、跨度三维并行的机电一体化课程体系特点的综合学科[2]。
目前机电一体化专业的课程设置还偏于传统，教学效果不太理想，主要体现在：
1）重理论轻实践；
2）理论教学与实践教学脱节；
3）专业特色不明显[3]。
为此，进行面向应用型、创新型人才培养的三维并行机电一体化课程体系构建与实践研究，具有重要的理论指导和实践意义。
1 概念解读
1.1 课程体系
所谓课程体系，是指高等学校为了实现专业培养目标而设计的学习内容和活动及其实施的总和。它包括课程在内并以培养方案所设内容为主体部分的学校教育教学系统[4]。
1.2 CDIO
CDIO理念代表构思、设计、实现和运作，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动、实践、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养要求工程毕业生能在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面达到预定目标[5]。
1.3 Capstone
现在美国绝大多数工程学院都开设顶点设计课程（Cap-stone）[6-7]。罗伯特·杜雷尔将顶点设计课程[8]定义为：“本科阶段最后开设的课程，具有顶点性或体验性特点，目标是把大学阶段学到的零碎的知识整合为统一的整体。作为学业结束前的最后课程，目的是为学生提供成功的体验和值得憧憬的未来。”
顶点设计课程的特点之一是整合性[9]，即能将过去所学的相对零碎的专业知识整合成统一的整体；特点之二是开放性，将知识点有机地串联起来，帮助学生以综合视野整体构建知识，形成跨学科的观点；特点之三是超越性，面向实践，将“如何做”改进为“如何做得更好”[10]。因此，Capstone的模式更有利于卓越工程师的培养。
2 基于Capstone-CDIO的三维并行机电一体化课程体系实践
2.1 课程知识项目化
基于Capstone-CDIO的理念，在课程体系的基础上开发构建机电工程的项目，以工程师职业训练为导向，将“基本单元、功能模块、应用系统”贯穿于课程体系的结构和内容的优化设计中。在项目化过程中，根据工程难度可将项目层次化，即一个大的工程项目可由N个小项目组成，几个小项目构成单元项目，由单元项目再组成系统项目[3]。每一单元系统可单独成为一个实训项目，规定任务完成的时间，一方面需确保单元系统基本要求，另一方面需要一个与专业结合的综合性的一级项目。一级项目需要的子系统可分解作为二级项目预先实现[11]。学生制定项目任务书，明确项目技术要求，这样学生在完成工程项目过程中实现对机电知识的理解和掌握。
2.2 学科交叉化
随着科学的发展，仅凭某一学科领域的研究已很难解决复杂的现实问题。“学科交叉点往往就是科学新的生长点、新的前沿，最有可能产生重大突破。”[12]机电一体化项目设计表现为机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术等多学科交叉与多系统集成等特点。
2.3 项目平台化
交叉学科重要，但做起来很难。破解这个难题的方法是项目平台化。文献[12]指出：“要适应学科交叉融合趋势，完善科技创新活动组织模式，形成有利于跨学科研究的体制机制。”只有将项目归类于各种平台（如机电一体化设计平台、机电一体化制造平台、机电一体化控制平台），才可以使得学生不再费力于一些基础平台的搭建，而可以致力于平台基础上的创新实践。
3 基于Capstone-CDIO 的三维并行机电一体化课程体系实践评价
按照Capstone的模式设计平台项目，每个项目由6～8人组成，让专业能力强的学生担任组长，每组的项目由具有项目知识经验的教师进行指导。在进行实践教学时，可以按照调研技能、知识构建、问题解决、团队技能这四个方面制定学生评价规则，如表1所示。
由此可见，顶点课程评价的主体是多元且动态的[9]，通过调研技能、知识构建、问题解决、团队技能等多方面来评价学生，打破了以往通过考试评价学生的一元模式，从而保证了评价活动的客观性。
4 结束语
将Capstone-CDIO工程教育模式引入机电一体化课程实践，使学生在工程项目中的实施过程中不断探求专业知识，为学生提供综合、拓展、批判和应用所学的专业知识和技能的机会。在接近工程环境的项目平台上，对机电一体化设备进行构思、设计、实现以及运行调试，从而增强了学生对专业知识的理解，提高了学生实际操作的能力，使得学生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力四个层面得到锻炼，为学生可持续的职业发展奠定良好的基础。
参考文献
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篇7
Abstract: By introducing virtual prototype technology into practice of mechatronics CDIO teaching, the paper investigates its idea, structure, and evaluating method, which is meaningful for modern engineering teaching methodology of mechatronics course.
关键词： 机电一体化；虚拟样机；CDIO
Key words: mechatronics；virtual prototype；CDIO
中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）02-0216-02
0引言
2001年，由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、瑞典皇家技术学院等4所大学合作开发了一个新的工程教育模式，称为CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）模式。CDIO大纲以构思、设计、实现、运作为主线，综合地考虑了专业基础知识、个人和职业的技能及团队协作与沟通的人际技能，及在整个企业、社会环境下进行CDIO的过程。近年来，东北石油大学机电工程系将CDIO模式引入到实践与工程应用性较强的“机电一体化”课程建设中，以提高课程教学质量和教学效果，本文就其实践教学过程中的一些认识作以探讨。
1现状分析
“机电一体化”是机械设计制造及其自动化专业的一门专业课程，它在培养学生的机电系统设计能力和创新能力所需的知识、能力和素质结构中，占有十分重要的地位。课程的任务是使学生以系统的角度理解和掌握机电一体化技术，包括机械、检测、控制、计算机软硬件等方面的基本理论、基本知识和基本技能，学会典型机电一体化系统的分析和综合方法，具备进行现代机电系统设计的初步能力。随着机械和电子工业发展到新的阶段，现代机械必然是由计算机控制的系统，理论性与实践性联系密切、工程实用性强是该课程最大的特点。近年来的教学实践表明：原有的课程结构、教学内容、教学方法、教学手段、教学实践等，已不能适应“宽口径、重实践、应用型”的现代工程教育发展潮流。究其原因，主要有以下几个方面。
1.1 课程内容繁杂。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。以系统的角度理解和掌握机电一体化系统的工作原理及其应用是教学的中心内容，这对教师和学生都提出了非常高的要求。但是针对具体系统进行分析和研究时，常会出现“一叶障目”，以偏概全之感，并无总体把握的能力和认识。
1.2 概念抽象，理论繁琐，并且插图多、公式多、叙述内容多，教师不易抓住教学重点，学生学起来也常感到力不从心，对某些理论问题似是而非、模糊不清、严重时会导致学不下去。
1.3 教材存在局限性。目前现有的教材虽然版本繁多，但各有局限，在多达几十种版本的有关教材中，内容的编排大致相似，框架相同。在选材上为了照顾到内容的完整性，主次不分明，重点不突出，尤其是典型机电一体化系统章节，往往虎头蛇尾，没有受到足够的重视，不能起到综合和系统总结的作用。
1.4 理论与实践环节脱节情况严重，实验内容少且针对性不强，学生不能感受到实践的趣味性、知识性和实验成功后的成就感，更不要说培养学生的创新意识。
针对上述这些情况，如何帮助学生以系统的观点深入理解知识、掌握知识，如何培养与增强学生动手操作能力，如何让学生学以致用，始终保持较高的学习兴趣和创新意识，是课程教学的难点所在。
2基于虚拟样机技术的CDIO教学理念
目前全国有近百所高校开展了CDIO项目的实践和探索工作，汕头大学、成都信息工程学院等院校已经取得了显著的成绩。调研发现，实施CDIO战略是一项庞大的系统工程，需要很大资金投入和人员投入。根据自身实际情况，我们确立首先以虚拟样机技术为载体，按照CDIO战略对“机电一体化”课程的教学进行了探索和实践。
虚拟样机技术是近年来普遍应用的一种全新的机械设计方法,它作为一项计算机辅助工程技术于上个世纪80年代随着计算机技术的发展而出现，在90年代特别是进入21世纪以后得到了迅速发展和广泛应用。CDIO标准明确指出采用产品和系统生命周期的开发及使用这一工程教育方法论，它强调它作为知识和能力培养的载体及环境，即知识和能力之间的关联，而不是具体内容。从这一角度出发，虚拟样机技术可以为开展CDIO战略提供适合的载体及环境。具体表现在如下几个方面：
2.1 面向产品全生命周期的设计、仿真、分析是虚拟样机技术的核心，这在某种程度上与CDIO战略产品和系统生命周期的开发及使用标准不谋而合。
2.2 CDIO强调“做中学”教学模式，“做”具有广泛的含义，既可以是在实验室亲自制作模型、样机，也可以通过数字化工具在设计和仿真层面全面展开。
2.3 在市场竞争日益激烈的今天,为了达到时间、质量、成本、服务、环境等多方面要求,必须以最短的时间、最好的质量和最低的价格推出产品。采用虚拟样机技术既可以减少模型样机的试制,降低投入成本，又可以帮助学生在短时间内掌握产品开发的全部过程。
2.4 虚拟样机技术支持并行设计,便于设计团队之间的沟通和交流，这也正是CDIO战略重点强调的一种基本能力。
3机电一体化课程的CDIO架构
CDIO强调学生的工程能力不是单纯的理论知识或直观的技能，而是两者的有机融合，这对学生的创新能力、学习能力、对新技术的敏感能力都提出了更高要求。机电一体化技术的先修课程除了力学、模电数电等基础课程外，还包括机械设计、微机与接口技术、控制工程等专业基础课程，同期学习课程有单片机、可编程控制、机电传动系统等。该课程有着鲜明的技术基础和工程背景，因学时有限，包含的内容较多，所以在教学中把握一个基本原则：了解机电一体化技术的发展动态，掌握其核心思想和技术，运用现代工程设计方法中的虚拟样机技术，完成机电一体系统的创新设计与仿真分析。基于CDIO的思想，我们对“机电一体化技术”课程教学分成三个部分：课堂讲授、小组项目、自选实验。
课堂讲授。以教师主讲形式进行，以传授基础知识。授课时采用模块化方式对教学内容进行了重新编排，侧重于通过实例分析加深对重要知识点的理解。主要内容包括：①概论模块：主要讲解机电一体化技术的内涵、体系结构、特点、发展趋势、典型系统（本田机器人、大狗、数控加工中心）分析，学时数为4学时。②系统部件模块：主要讲解执行装置的工作原理、驱动方法、对比分析与选用原则；机械传动部件的种类、特点、对比分析与选用原则；检测装置工作原理、特点、对比分析与选用原则，学时数为6学时。③系统集成模块：主要讲解单片机、PLC、接口电路结构及特点，通过典型实例分析理解系统集成的内涵与相关技术，学时数为4学时。④系统控制模块：主要讲解机电一体化系统的设计方法与步骤、系统数学模型、现代控制方法简介、典型反馈控制和状态控制系统分析与设计，学时数为4学时。⑤虚拟样机技术概论模块：主要讲解虚拟样机的概念、原理、方法。通过典型实例领会基于虚拟样机技术的机电一体化系统的设计思想和方法，学时数为4学时。小组项目以3-5人为单位自发形成设计小组。该阶段需要完成下述内容。①项目调研：查阅资料，拟定项目范畴和设计内容。②项目申报：功能、原理、创新性、可行性论证。③项目开展：制定研究计划，分配设计任务，选择设计工具和仿真工具，开展项目设计。④项目汇报：提交项目日志、设计报告。在此期间，教师采取跟踪方式对学生进行辅导，每个阶段项目小组都要作公开汇报，并且需要回答指导老师和其它项目小组提出的问题，及时改进，完善设计。小组项目部分不占用教学学时，教师和学生利用课余时间开展该项内容。自选实验阶段，项目小组根据设计需要，可以提出自选实验项目，用以加强对机电一体化系统典型部件和单元的理解与认识。该部分工作由实验教师配合完成，学时数为10学时。
4课程考核与评价
学生的工程能力等素质很难通过传统的教学测试方法进行考核与评价。在CDIO模式下，课程的考核与评价不再是一个孤立的行为。在“机电一体化技术”课程中，我们根据课程教学的三个部分―课堂讲授、小组项目、自选实验分别进行测试，然后与学生讨论考核与评价体系，综合学生的意见，再适当修正，尽可能做到灵活多样。课程教授的理论部分采用传统的试卷测试形式，小组项目部分根据学生的自我评价、公开汇报、虚拟样机完成的质量等情况进行综合评价，自选实验部分根据学生完成实验过程中体现出的创新性、实验内容的连续性和执行完成情况等做出判断。
按照上述规划，近几年在我校机自专业进行了CDIO实践教学活动。学生表现出极高的热情,围绕机器人、数控机床等设计主题共提交了众多项目报告和虚拟样机产品，许多项目小组还额外提供了自己开发的仿真控制程序。在参与同学中展开了问卷调查发现，多数同学认为课程项目对于帮助理解机电一体化系统非常有用。在问到课程项目是否有必要继续在下一年级开展时,绝大多数同学认为应该继续开展。总体来看学生对该项活动抱有足够的信心，提出了很多具体意见，如提前在低年级开展设计工具类项目，这样可以在后续项目中有更多时间完成系统的仿真、分析、实验验证等深层次的设计内容，提高设计质量。
5结束语
机电一体化技术课程博大精深，具有内容多、原理深奥的特点。根据国际工程教育CDIO理念进行教学实践，既能使学生巩固所学基本知识，抓住主次，又能锻炼学生的观察能力、设计能力、分析问题的能力、书面表达能力和交流能力，使学生的积极主动性得到最大程度的发挥。本文将CDIO模式引入到“机电一体化”的课程建设中，从教学理念、课程架构、课程考核与评价等方面展开探讨，为“机电一体化”课程的教学提供了新的思路，这些对于提高教学质量和效果，培养学生的实践与创新能力具有积极意义。
参考文献：
[1]查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J].中国大学教学，2008，5.
篇8
[关键词]机电一体化五年制高职课程设置
引言
机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。
机电一体化专业是我校的主要专业之一，伴随着经济全球化，我国的制造业成为国民经济的核心，而机电一体化成为制造业发展的“发动机”，机电一体化人才的需求大幅度提高，机电一体化专业人才被国家列为二十一世纪社会发展最急需的十大专业人才之一，是就业领域最宽的专业。我校的机电一体化专业的课程，应不断适应对人才需求的这种变化，在课程的时间安排上有必要进行一些调整，而且对于我校机电一体化专业应涵盖哪些学科领域,课程设置方面更应该进行大胆的改革。
一、在教学中增加介绍微电子技术相关知识的课程
在我校五年制机电一体化专业的教学过程中，我对此专业第二学年第二学期的学生做过一个调查统计，调查学生人数为79名，发现两个09级机电一体化班级中，见过晶体管的同学在一个班中只有一名，而另一个班因有选修课的原因，有一部分同学对晶体管稍微有一点了解。这个调查结果说明，我校机电一体化专业的学生，在前两年的学习过程中，基本上没有接触到微电子技术的知识，而机电一体化实际上是微电子技术、计算机技术等向机电技术不断渗透的产物，在我校的五年制高职机电一体化专业教学计划中，没有微电子技术相关知识的课程设置。
从五年制高职学生的学习基础看，学生的起点是比较低的，学生本身在初中阶段的物理基础也比较薄弱，到五年制高职的前三年，除了学习物理基础知识，很有必要让学生了解元器件知识以及微电子技术的基础知识，比如什么是集成电路？什么是敏感元器件、光电管和继电器？这些知识能为学生后续的学习打下基础，是大有裨益的。可以尝试在五年制教学的第二学年中增加一门微电子技术理论学习与实训相结合的课程，如果学生不具备一点热敏电阻、温敏二极管、温敏三极管的知识，对于温度传感器的理解也就无从谈起。当学生具备了一些元器件的知识，那么学生在三年级学习“传感器应用技术”课程就会轻松许多。
从机电技术发展的情况看，不论是生产制造系统还是试验和研究装置及各类终端产品，电子技术取代了许多机械本身的主要功能，电子元件代替了许多机械式的信息处理机构和控制机构，同时采用微电子技术增加了许多控制功能，如采用可编程序控制器代替原来的继电器――接触器控制电路等。所以我们在教学过程中，应该适应时展的需要，增加介绍微电子技术知识的课程，如果还停留在原有的单一的学科领域内，必然会导致知识结构的狭窄，从而不能满足技术进步带来的对人才的需求。
在南校区学生的座谈会上，有些学生也提出了他们对电子元器件知识的需求，他们认为自己连一些基本的元器件知识都没有，根本就不知道元器件的作用和各种功能，这使对一些现有课程的学习感到困难。有些学生表示他们学习非常努力，但是还是听不懂老师所讲的内容，实际上就是基础知识的薄弱造成的，所以我们应不断研究：究竟学生哪方面是薄弱环节？最主要的需求是什么？只有这样才能更好地改革现有的课程设置。
二、对学生的基础能力进行分析，对课程的时间安排进行必要调整
对于五年制高职学生来说课程的设置应反映人才培养目标和培养规格需要，还要反映教育对象状况，在确保基本教育水准的提前下，体现因材施教。与三年制高职所不同的是，五年制高职学生的主体是初中毕业生，大部分学生进入五年制高职院校学习并非本人意愿，而是教育制度强制性分流的结果，所以很多学生学习基础很薄弱、学习动力也不足，因此在进行课程设置时，要加强对学生的研究，充分考虑学生的学习水平和学习能力。
近年来，一些发达国家在分析职业能力时，特别注意分析职业的“基础能力”，对于学生所学的课程来说，同样应注意分析他们的现有知识是否有能力达到。对于我校机电一体化专业来说，从现有的教学计划中可以看出“电气控制技术”课安排在第五学期，而在整个教学计划的前四个学期没有一门电类的相关课程，我们知道电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置与系统为对象，以实现生产过程自动化的控制技术。现代电气控制技术综合应用了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。而根据学生此前学习的相关课程，连最基本的电路基础的知识还没有具备，更不用说这样一门综合知识很强的一门学科的学习了，显然学生的基础能力没有达到此门课的学习要求，因此，有必要将“工业控制电路分析与制作”课提前到第四、五学期学习，而可以将“机械工程应用技术”课程错后一学期学习，这样使学生能够具备相应的基础能力，以利于他们对知识的掌握，不至于感到课程难度太大，亦能提高学生自信心。
三、加强学生的电工电子技能实训，提高学生的实践操作能力
高职的人才培养目标是“高技能人才”，高职毕业生比本科生应具备更强的技能，比中职生具备更多的理论知识。那么，如何加强技能型人才的培养呢？根据我校的办学条件，我们有能力为学生创设一个更好的实习实训条件，以学生的职业素质和应用能力培养为主线，更合理的进行课程的设置。
“工业控制电路分析与制作”课程为我院高职机电一体化技术专业核心课程，这门课在必要的理论知识基础上，侧重于电子控制技术在机电设备中的应用分析等内容，并且有一些实际操作技能训练。但是仅仅通过此门课程的学习，对学生的实际操作能力的训练我认为还是远远不够的，可以单独开设一学期的“电工电子技能实训”课程，安排学生多样化的电工电子实习训练。教学内容可以有很多，既可以增加一些理论教学内容，又主要侧重学生操作技能的训练，其形式比如可以从万用表的正确使用、元器件识别与检测、元器件安装技术、焊接技术、调试技术、维修技术、基本电路分析和故障分析等中选择一部分内容进行重点训练，并在教学中同时加强学生的素质教育等。
在五年制高职的学生中，大部分对于电子小制作也非常感兴趣，他们热爱动手，当制作出自己亲手制作的电子产品时，他们的自信心得到了极大的满足，这能促进他们对知识的渴望和对实践的探索。而在实际的教学计划的安排中，学生接受技能训练的机会很少，那么，如何扩大学生的知识面，如何通过五年的学习使我们培养的学生成为社会需要的通用型人才是我们面临的主要课题。我们应努力给学生创造条件使他们有更多的实践机会，提高学生的实践操作能力，从而使他们的头脑更加灵活，手脚更加麻利，成为企业真正需求的实用型人才。
结论：
五年制高职学习起点较低，我们在安排课程时应多考虑学生学习基础和接受能力，有必要在学习一些核心课程之前增加一定的铺垫，让学生能一步一个脚印的往前走，让他们感到前面的台阶通过努力能够顺利的迈过去，而不是遥不可及，我们应综合考虑学生的学习基础和现代技术的发展，不断改革课程设置，使课程的安排真正适合学生的学习和发展。
参考文献
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篇9
关键词： 机电一体化系统设计 考核 改革 创新
1.课程考核改革的总体思想
《机电一体化系统设计》课程是山东理工大学机械设计制造及其自动化本科专业一门重要的专业课，具有应用性、综合实践性强，密切结合生产实际的特点。考试作为检验学生掌握科学知识、培养能力、获取实际技能的一种手段，对实施素质教育，培养基础扎实、创新和实践能力强的应用型人才，具有特别重要的作用。仅凭卷面成绩不能全面客观地反映学生知识水平和解决实际问题的能力，应采用新的考核办法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，让更多的学生发挥出个人的潜能，成为适应国际竞争和社会需求的创新型、应用型人才。
2.考核方式
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%）+解决实际应用课题情况（20%）+课堂考勤、平时作业（10%）。
理论考试是按照考试大纲要求，闭卷考试，100分钟。
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，考查学生的动手操作能力。
解决实际应用课题情况主要是结合生产实际给出小的设计题目，要求学生利用所学知识给出解决方案，编写控制程序，借助现有设备进行模拟调试，考查学生分析问题、解决实际问题的能力。
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，克服了单纯的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。
3.考核改革实施过程
为保证改革的顺利进行和圆满完成，课程组调研有关院校后，经过小组充分讨论，制定了详细的研究计划，并予以实施。
（1）调查研究，收集资料。
课题组成员首先调研东南大学、哈尔滨工业大学、山东科技大学等，广泛听取他们的意见，根据本校情况，经多次修改，制定了考核大纲。
（2）制定考核评定办法和评判标准。
在充分调查研究、收集资料的基础上，课程组经过认真讨论论证，确定了各部分的考核评定办法和评判标准。
（3）向学生宣传和实施该考核办法。
对机械设计制造及其自动化04-1、2班学生宣传并进行试点，让学生了解和接受该考核办法和考核评分标准，并在该课程讲授结束时实施该考核办法。
（4）进行成绩分析及问卷调查。
考核结束后，对考核成绩进行了分析，成绩总体是服从正态分布的，学生考核成绩的分布基本合理，考核各部分覆盖面广，难易适当，也说明考核办法科学合理。并对04-1、2班的学生进行了问卷调查，发放问卷30份，收回问卷28份。问卷调查显示：96%的学生对机电一体化系统设计课程的考试改革的评价为“很成功”和“比较成功”，96%的学生觉得现在的形成性考核对促进学习有效。学生普遍认为该考核方法做到知识和技能的并重，理论和实践相结合。
（5）进一步修改、完善。
该考核办法实施后，听取学生意见，并经课程组成员的充分讨论，找出问题，进一步修改、完善。
4.考核改革的效果
该考核方法做到知识和技能并重，理论和实践相结合。通过实操训练与考试考查学生动手操作能力，通过理论考试反映学生对基础知识掌握情况，通过课题解决情况考查学生分析问题、解决实际问题的能力，同时也考查了学生创新思维和创新能力，全面地反映学生应用该课程知识解决实际问题的能力，有利于培养基础扎实、创新和实践能力强的应用型人才。
对机械设计制造及其自动化04-1、2学生实施考核办法后，后续实践性环节――课程设计及实训、毕业设计学生得心应手，后续环节进行得非常顺利。有5位学生报名参加了机电产品创新设计大赛和机器人大赛等活动，并获得不同的奖励。
篇10
关键词： 机电一体化技术专业 工业机器人 课程模式
随着社会发展、科技进步，劳动力的成本不断增加，企业对工业机器人技术及柔性生产线技术的需求越来越强烈，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高，并向着成套技术和装备的方向发展，机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。机器人作为一种高技术含量的设备，在使用过程中，其设计、制造、安装、调试、操作、维护等工作需要大量专业技术人员，随着机器人应用的日益广泛和装机容量的直线上升，对这类技术人员的需求变得越来越迫切。
机器人作为高科技的产物，涉及工业设计、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件、人机交互、人工智能等多门学科。为此根据辽宁地域特点并结合本院的实际资源情况，确立机电一体化技术专业以常用机电设备为基础，以工业机器人及柔性生产线涉及的机械技术、自动化技术为主线的课程体系。
一、专业建设思路
作为高职院校，我院机电一体化技术专业实行“七三四”的办学模式。七即“七对接”，即机电专业与装配制造业对接，专业设置与职业岗位对接、课程标准与职业标准对接、专业课程体系载体与工业整体设备对接、具体课程载体与设备部件对接、课程内容与岗位任务对接、教学过程和生产过程对接；三即“三围绕”，即学校围绕市场转、专业围绕产业转、人才培养围绕企业转；四即“四岗定位”，设置“岗位基础知识+岗前技能训练+选岗实习+顶岗实习”的“四岗定位”职业岗位导向课程培训包。
二、课程模式
（一）将工业机器人技术与机电一体化技术专业有机结合，首先确立以机器人和柔性生产为载体的课程体系。
1.以机器人技术涉及的操作机和柔性生产线中的机械本体为载体，将各部分分解，确立机械技术学习链。
2.以机器人技术及涉及的控制器、伺服驱动系统和检测传感装置为载体，以柔性生产线技术中涉及的可编程技术、变频器、传感器及触摸屏为载体，将各部分分解，确立自动化技术学习链。
3.以机器人及柔性生产线为载体，对机械技术及自动化技术涉及的知识、能力、技术应用进行综合的训练和强化。
4.以机器人及柔性生产线为载体，完成整个机电一体化技术岗位所需职业能力的培训，实现对机电设备的维护、维修、设备改造、升级、开发等各个岗位的技术应用能力的掌握。
（二）依据上述四岗定位原则配备课程训练包。
技能训练包1：岗位基础知识训练课程。
该培训包课程主要进行机电一体化技术岗位基础知识训练；加强英语能力训练及工业机器人应用技术所需的数学知识的积累及普及计算机操作的训练。
技能训练包2：岗前基础型技能训练。
该培训包课程主要进行机电一体化技术岗前基本能力训练；包括机械、电子、电气基础技能的学习和训练。
技能训练包3：定岗加强技能型训练。
该培训包课程主要针对机电一体化技术固定岗位的典型工作任务进行技能加强训练。
技能训练包4：校企合作课程――选岗实习及顶岗实习。
选岗实习课程安排：依托本地企业，围绕市场，追踪技术的更新发展，不断调整、构建选岗实习课程体系，确立了以下四个选岗实习方向：工业机器人+机床维修技术综合应用方向；气动技术+机床维修技术综合应用方向；可编程技术+机床维修技术综合应用方向；单片机技术+机床维修技术综合应用。
具体安排：每个工厂设置一名教学工程师，学院每个方向配备一名指导教师，在企业内部的厂中校内完成训练任务；每周四天上午在企业学习工作，每周五布置任务在校内自主学习，指导教师每周五汇报总结。
参考文献：
[1]张洪涛.机电一体化专业与课程体系的构建 [J].黑龙江科技信息，2011（25）.
[2]周宇，陈一峰，张晶.高职院校《工业机器人技术》课程教学改革的探索[J].武汉船舶职业技术学院学报，2012（1）.
