机电一体化课程设计十篇

机电一体化课程设计篇1

根据机电一体化人才培养方案和本专业的课程设置，研究改革课程设计大纲基本要求。根据应用型和创新型人才培养要求，课题的方向主要分为两大方向进行选择：一类题目主要针对应用能力培养，把本专业的知识进行有机的综合，提高学生的综合实践能力；另一类题目主要针对创新能力培养，结合创新设计大赛相关题目，把本专业的知识进行创新性应用，提高学生的创新设计能力。普通型课程设计题目1）向学生征集。在课程中学生拥有与课程设计相关的好想法，可以展开讨论，要求对其方案进行分析，符合课程设计要求的，教师根据其内容下达课程设计的任务。实践证明，对自己提供方向的题目，学生的积极性会很强。2）选择典型机电一体化产品让学生进行设计，结合学生的实力进行选取，同时与本专业的专业方向尽可能的相关，开发学生的潜能。比如数控方向的学生，可以选择数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计、数控铣床工作台三维运动伺服进给系统设计等，为未来职业发展打下好的基础。3）学习借鉴其他学校机电一体化设计的内容，在现有设计内容的基础上，根据本校本专业课程设置的特点，对设计的内容做以适当增减，以适合本专业的学生。创新型课程设计题目可以借鉴全国机械创新设计大赛的课题[3]，其中每届成功参与全国总决赛的作品都收录在决赛作品选集中，由高等教育出版社出版。这里面有比较好的案例，同时作品中也存在可以改进的地方，有兴趣的学生可以从中选择与机电一体化相关的课题，提升自己的能力。在条件允许的情况下，可以做出产品的模型，提高学生的机电一体化能力，同时也可以为学生参加今后的机械创新设计大赛做准备，做到“以学促赛，以赛促学”。在专业教学中，学生经常会困惑本专业毕业后到底有什么前途？能做什么？机电一体化课程设计教学贴近实际，能把多门专业课有机地结合起来，把枯燥的课本知识灵活地运用，极大地鼓舞了学生的兴趣，激发学生对实际问题的思考，对工程实践产生浓厚的兴趣。坚持理论教学与实践教学并重，可大幅提高教学效率和教学质量，同时为选拔优秀学生参加机械类学科竞赛提供条件。

2课程设计的实施方式

课程设计实施方案：设计报告书是对整个设计过程的总结和提升，也是进行工程交流的重要文献资料，通过指导学生撰写课程设计报告书，培养学生撰写工程技术文档的能力。对设计说明书的撰写，提出如下要求：1）严禁课程设计报告抄袭，基本工作独立完成；2）根据任务书能提出合理的设计方案和机构的工作原理；3）设计要符合国家标准，学会使用设计手册、专业术语、专业名词规范；4）设计图图纸规范，符合设计说明书的要求，不照抄手册和案例，设计参数与图纸相一致；5）学会使用专业相关软件，对设计的机械机构和控制部分进行分析和仿真，是验证设计正确的有效手段之一；6）课程设计配备了一些实际的零部件可供学生设计使用，以及基本的控制电路，学生要具备一定的实践操作能力，掌握器件的选择与焊接，会进行程序的编写，掌握系统故障的检测与维修能力。课程设计采用分组式进行，每个小组3～5人，视工作量而定。课题难度较大可以分五人，原则上一般三人为一组。每个小组在规定的时间完成基本要求，每个学生都要参与该组课程设计答辩，通过问题了解学生在课程设计中所做的主要工作，检查有无抄袭情况、有无坐享其成的学生，结合设计报告书的撰写质量和实际所做的产品质量进行综合评定。

3实施效果

通过在重庆大学机械电子工程专业的实践，在机械电子工程专业中开设机电一体化课程设计，已基本摸索出培养机电复合型技术人才的规律。普通型题目实现机电融合、知识整合理论教学与工程实践并重。由于在教学中缺乏机电知识综合运用能力的培养和训练，学生在学习了机械设计、机械制造和电子技术、计算机技术和传感器技术等基础课程后，不能很好地将机、电的知识融会贯通，大多数学生也只是了解基本的机电设备的基本功能，在系统运用中存在问题，在机电一体化系统的综合设计方面存在不少困难。通过开设机电一体化课程设计实践教学环节，通过理论设计与实际操作，比如数控工作台进给系统的设计，从电机、联轴器、丝杠、导轨的设计到型号的选择、控制单片机的设计与仿真，最终实现数控工作台进给系统的装配与调试。机电一体化课程设计对学生的理论知识与实践紧密地连接起来，提高了学生的综合应用能力。创新型题目为学生参加机械创新竞赛做了铺垫通过课程设计，为机械学科学生参加如全国大学生机械创新设计大赛做了铺垫。在第六届全国大学生机械创新设计大赛（重庆赛区）中，学生荣获重庆赛区一等奖一项、二等奖一项。其中，“幻显黑板”作品获得国家专利。该作品包括了框架的设计、传动系统布置，控制系统采用单片机控制，执行元件有步进电机、直流电机、电磁离合器、电磁制动器、光电编码器等器件。本次参赛作品充分运用机电一体化技术，机电一体化课程设计改革效果显著。

4结语

机电一体化课程设计篇2

关键词： 教实一体化 《电机拖动》课程教学 教学设计

1.引言

中职院校专业课程的教学目标服从于中职院校人才培养目标的需求。中等职业教育以培养技能型应用人才为目标，具有很强的职业定向性，即明显地体现直接为产品生产和社会服务的职业特性，着眼于培养企业第一线操作型和应用型人才，主要是通过专业课的教学实现的。传统的“填鸭式”教学模式削弱了对技能的培养，单纯的“实践教学”模式虽然突出了对技能的训练，但以模仿为主，缺少了设计的灵活性和创新性，该课程教学模式的改革势在必行。

2.确定电机拖动课程能力培养目标

根据中职高专的教育发展趋势，突出“理论够用，重在实践”的原则，理论以应用为目的，以必需、够用为度，以掌握概念、强化应用为重点；实践强调针对性和实用性，以培养学生关键能力为主线。结合电类、机电类专业人才培养目标、中职学生的认知能力及维修电工职业资格中级、高级标准进行课程设计，确定电机拖动课程的主要教学内容和体系结构，从而制定本课程关键能力的培养目标。关键能力是一种普通的、可迁移的，对劳动者的未来发展起关键性作用的能力，它区别于与工作岗位相关的知识与技能，是跨专业的知识技能。由于其普遍适用性，不易因科学技术进步而过时或被淘汰，因此，一个人如果具备了这些关键能力，就能够实现职业的变动和岗位的转换，适应千变万化的劳动力市场需求。

3.开发和利用教学资源，编写教学方案

传统教学模式在教学的实施上，理论课与实践课的教学是分开的，理论课程在先实践课在后，理论教学场地与实训场地相分离，理论教学时实训设备闲置，而实训时间又是有限的，因此造成学校仅有的教学资源不能有效发挥作用，在进行理论与实践一体化教学实验时，强调要充分开发和利用教学资源，理论教学与实践教学融为一体就能提高设备的利用率，强调其他资源的开发。我们认为，专业教学内容不是固定不变的，也不是现成的，是以现实社会职业岗位所需要的能力标准为依据，由教师到生产单位调查、了解，到图书馆等处查阅、搜集，最后整理而得的。除课堂练习以外，课余时间学生可以自愿到专业教室自学和动手操作，不仅提高了设备的利用率，培养了学习的主动性和自学能力，更体现了“学习是常数，时间是变量”这一教学理念。

课程是教育的心脏，是体现教育目的的蓝图，不同的教育目的要求有与之相适应的课程，课程是依据一定的教育目的设计的，对于形成学生的知识结构、能力结构乃至整个身心素质结构，从而实现培养目标至关重要。具体课程是指教学计划、教学大纲和教科书，所规定和表述的那些教学内容，其特点是侧重通过正规的课堂教学向学生传授书本知识，进行知识和技能方面的训练，也强调理论与实践、间接经验和直接经验的紧密联系。

4.电机拖动“教实一体化”模块构建

《电机拖动》课程为PLC原理及应用、电力电子技术、变频技术等后续课程的学习奠定必需的理论基础和基本技能功底。根据以就业为导向、以能力为本位，以岗位技术为导入的原则，对传统的电机拖动的教学内容进行改革，构建“教实一体化”的知识模块。针对电类和机电类专业的相关岗位设置将电机拖动分为7个模块，其中电机4大模块，分别以4大类电机应用案例为任务，引导相关理论知识和实践技能的学习；控制技术分为3大模块，以任务驱动、岗位技能引导该模块内容的学习。

5.项目教学法

在机床控制设备和线路部分采用项目式教学，从钻床、卧式、万能铣床电气控制线路等不同的机床设备项目，引出“相应控制器件―基本控制线路―控制实验―技能实训―综合实训―现场机床实训”产学研一体化教学。学生完成项目的过程也是学习知识和培养技能的过程，且学习以项目的形式提出，先将学生的学习目的建立在“我要学”的基础上。在自己设计电路、拆装器件、安装调试及故障排除的过程中，学生训练了操作技能，培养了沟通能力、学习能力、创新能力和协作能力等。

6.案例教学法

电机部分4大模块从现场案例入手“案例应用特点―电机、变压器应用―器件结构原理―电机、变压器拆装―控制线路分析―电机及线路分析实验―系统技能实训”系统分析―综合实训―现场实训―产学研一体化教学，将理论与实践高度融合，完全形成“以现场案例为导向，岗位技术为导入”的课程体系。增强学生的学习兴趣，从“要我学”变为“我要学”，从而加大对学生理论和相关技能的培养力度。

7.结语

通过整合学术性课程与实践性课程，理论教学与实践教学在课程结构上融为一体；通过整合理论教学与实践教学，理论教学与实践教学在时间上融为一体；通过整合教学组织结构，理论教学与实践教学在空间上融为一体；通过整合课堂教学目标，必须掌握的理论知识与应达到的能力水平融为一体；通过整合教师队伍，课程必须集理论教学与实践教学任务于一身。

参考文献：

［1］袁连余.电机拖动课程的项目一体化教学初探［J］.科技资讯，2011，（03）.

机电一体化课程设计篇3

Abstract The students' innovation consciousness and innovation ability in mechatronics system design were improved by introducing the case teaching method into the course of "mechatronics system design" for solving the question in cultivating students' innovation consciousness and innovation ability in the traditional teaching mode. It is proved that case teaching method was introduced into the curriculum was effective to stimulate students' learning interest and improve students' in the design of mechatronic system innovation consciousness and innovation ability by the result of teaching practice case of the development of branch pipe welding system.

Key words Case teaching method； mechatronics； system design； innovation consciousness

0 前言

“?C电一体化系统设计”是机械制造专业的一门主要专业课程，其任务是通过机械本体结构、控制原理、伺服系统和检测系统等诸方面基本知识的学习，使学生掌握机电一体化系统设计的主要步骤、过程和方法，它是机械专业中总结性较强的课程，对提高机电专业类毕业生的综合专业素养及专业创新能力十分重要。在教学过程中，传统教学存在难以对学生机电系统设计创新能力进行有针对性的培养的问题。

1 将案例式教学法引入“机电一体化系统设计”课程教学的可行性

高等学校应面向国家经济发展要求，培养具有创新意识、创新能力的工程技术人才。在机电一体化设备地位愈来愈重要的今天，培养具有设计创新意识和创新能力高校毕业生是高等学校教育任务的必然要求。

案例教学，是一种开放性、互动性较强的教学方式。在课堂教学前要进行周密的策划和准备，选择特定的案例并指导学生提前阅读；课堂上要组织学生开展讨论或争论，形成反复的互动、交流、辩论，通过各种信息、知识、经验、观点的碰撞来达到启示理论和启迪思维的目的。案例教学法的主要优势在于给予学生较大程度的自主发挥、自由创造的空间，能够有效实现学生由注重知识向注重能力方向的转变，适用于有一定的专业基础背景知识学生。案例教学的不足主要是相关课程知识不易有效地、系统地进行传授，如何保证学生学习效果考核的客观性存在一定程度的困难等。

而传统教学模式中注重知识系统传授、考核明确客观是其突出的优点，但在培养学生的当前所必备的创新能力方面有一定程度的欠缺。两种教学模式存在一定程度的互补性。如何在有限的课时内既实现知识的系统传授，又实现案例教学的各个过程，有着相当的困难。但在机电一体系统设计课程中，将此两种方式进行有机融合有一定的有利条件：机电一体化系统设计课程通常是安排在机械、机电专业类学生在大学生四年级上半期进行，学生的基础课、专业基础课均已修完，具有一定的专业基础知识。当然，有些学生课程欠帐较多，基础知识较弱，需要教师运用相当的方法去鼓励、激励他们补上欠账并完成新任务，在大四学生心思相对较散的情况下，这是有较大难度的。

2 案例式教学法在“机电一体化系统设计”课程教学的具体实施

2.1 教学案例的选取

机电一体化系统设计强调的是机电专业知识在系统设计中的综合运用，强调设计者站在机电一体化的全局角度去设计和优化机电一体化的系统。同时，也要考虑教学主体学生的理解和接受能力。因而所选择的案例要兼顾知识的综合性、实用性、创新性与系统的复杂程度适中相结合。经考虑，选用便携式插管焊接设备开发作为案例教学的基本案例。

确定此案例作为机电一体化系统设计课程的主讲案例是基于以下几点考虑：插接管道焊接系统的便携化、工作现场化、价格低廉化、操作便利化是插管焊接相关各行业的迫切要求，因而此案例为较强的工程实践背景；此案例在机械结构设计方面，包括控制电机选择、传动机构选择与设计等内容；在电气方面包括基本电路设计、电气元器件选择与搭配，传感器的选择等；在系统设计方面，包括硬件平台的搭建，也包括软件系统的设计，其内容涵盖了机电一体化系统设计的绝大部分内容；难度适中且有一定的基础，先期已通过大学生创业项目“便携式插接管道焊接系统开发”对此案例内容进行研究，从项目完成过程看，学生通过努力可以较好地完成此案例的全部工作。

2.2 教学案例与传统教学具体内容融合步骤

在课堂教学前，要进行如下准备工作：由于机电产品设计方案的提出有其自身的特点，它总是在一定的基础上提出然后不断改进形成的，所以针对每个子案例，教师都要准备一至两套简要技术方案路线来为学生作为参考，使得学生能够按时提出较为合理的技术方案；根据五个子案例内容做好学生的分组工作，共十组，每两组负责一个子案例，对每个子案例给出几种技术可能实现方案，由各组学生在课下完成相关方案选择与细化，并完成相应的辩论预案。

在课堂进行中，一次课堂教学完成一个子案例的教学任务。教师只是负责情景导入及必要的启发工作，由负责此子案例的两组学生自主完成案例完成方案设计、讨论与辩论任务。经试验，课堂上比较合适的安排如下：

（1）设计方案讲述：每次由负责同一个子案例两个小组根据各自预先完成的PPT阐述各自的设计方案，每个小组讲5-10分钟，共需要10-20分钟。

（2）两小组成员相互辩论环节，先就A组方案进行讨论， 由B组同学主要指出其方案的不足，A组同学就本组方案进行辩论，此过程安排15～20分钟。然后按同样方法就B组方案进行讨论，两种方案的讨论共需30～40分钟。

（3）班内其他同学对两种方案评论环节：由班内同学自由发言对两种方案进行评论，最后选择出最优方案或提出其他设计思路，对于各小组方案的不足可提出补救或改进意见。此过程安排20分钟左右。

（4）教师评论启发环节：教师应从以下几个方面对本节案例课程进行总结，首先对两组学生准备方案的态度、由所设计方案和答辩过程中所体现的专业素质进行评价；然后对学生所提出方案的本身优、缺点进行评价，并根据情况对已经提出设计方案改进或补救意见进行?结；最后根据具体情况对学生设计思路进行启发，如可以提出其他设计思路等。

3 两种教学模式下学生的教学效果对比

在两届学生中进行实验，通过学生问卷和试卷成绩测评来比较不同教学模式下的教学效果。分别对两届学生进行调查，统计结果对比如见表1，其中2015届是按传统教学法讲授课程，2016届学生引入案例教学法讲授本课程，同时将课程成绩统计结果也列入表1中。

在表1中：

F1：机械结构优化理论掌握程度（%）

F2：机械结构选择掌握程度（%）

F3：电气元件选择掌握程度（%）

F4：硬件平台选择掌握程度（%）

F5：对软件编程的掌握程度（%）

F6：对于案例与传统教学相结合的满意度（%）

机电一体化课程设计篇4

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.

机电一体化课程设计篇5

机电一体化技术是集机、电、液、计算机、通讯和自动控制为一体的新兴复合技术，是工业产品和生产过程整体最优化的一种高新技术。它代表着现代制造技术的前沿方向，体现着制造产业的发展水平。当前机械制造过程已向自动化、智能化方向发展。为提高国际经济竞争力、实现可持续发展，培养国家急需的面向二十一世纪具有创新能力的从事机电产品开发、设计、制造等高级应用开发型人才是高等工科院校机械电子工程专业目前最紧迫的任务之一。要实现这样的人才培养目标，实践创新是关键。近年来，由于现代控制技术的迅猛发展，原有的课程体系、实践教学环节等已难以适应新型人才培养的需求，深化教学改革和实践创新已势在必行。

二，改革思路

机电专业的课程主要包括机、电、计算机等主干课程，其技术“核心”是控制，现已形成“机、电、计算机”三分天下的实际格局：但目前该专业的办学理念、课程体系、教育观念等，不是以学生为中心、以教师为主导、以市场为生命线，而仍习惯于传统的机械专业办学模式，知识明显偏重于机械方面，限制了电控：另外课程设置陈旧，机电比例失衡，机与电缺少结合点，机类学时多而覆盖面小，学生的知识面窄，动手能力不足，不仅严重制约了“机电一体化”高新技术的可持续发展：也影响了在新形势下高校对机电专门人才特别是拔尖创新人才的培养。在实践方面，由于各门课程的独立建设，使得实验教学基本上是围绕各课程知识的验证性实验，缺少设计性和综合实验，客观上限制了学生实践创造力的发挥。

针对上述问题，我们提出了相应的教学改革与实践创新措施。其指导思想是：以机械制造过程机电一体化为方向，以“数控技术”和“现代电气控制及PLC应用技术”为突破口，以机械工程、电子工程和控制工程三个主干学科为主导，改革课程设置与内容，增加电控比重，突出机电结合特色，引入创造性设计课程，培养学生的创新思维建立新的实践教学体系，加强实验环节，创建综合性实验，全面提升学生的实践创新能力。

三、改革措施

1、构建学科专业的课程群

为适应数字化制造时代的要求，学生在学习机械类课程的同时必须加强计算机、电控知识的学习。处理好机与电的关系，采用“以机为主，以电为用。机电结合”的机电一体化培养原则，对原有课程精简、优化、机电合理渗透整合与重构教学体系和内容，以知识结构为主线即：主干技术基础课——专业方向限选课——专业方向任选课，采用系统化、模块化模式，并提出了基于机械课程群‘、电气课程群、计算机课程群和创造学系列课程四个模块课程群，使它们的比重分别为4：3：2：1。

2、更新教学内容

结合本专业的特点，从实际工程应用出发，精炼传统内容不断融人前沿技术，较好地体现基础性、先进性和前沿性突出机电一体化应用技术如现代电气与PLC控制技术课程去掉延边三角形降压法、定子串电压降压法等陈旧过时的知识，加入软启动技术、变频技术等先进电气技术，突出传统继电接触电气控制的设计思想，强调PLC控制技术内容，以先进的西门子S7—200PLC机型为主机进行授课，不断追踪前沿动态，以适应社会经济发展的需要。“数控技术”课程应减少机械结构的篇幅，增加伺服控制内容，将原来作为一节的检测装置增加内容，另立成章。另外还增加了数控机床的故障诊断。

3、改革实验教学体系，创建开放式综合实验平台

按照机械电子工程学科对学生知识能力结构的要求创建了开放式创新实验平台，该平台由数控加工模拟实验平台、机构创新组合组件、慧鱼机器人拆装组件、德国博士力士气动实验室、HJD一4机电一体化教学实验系统、PXPLC一3可编程控制实验模拟装置、智能机器人等先进设备组成。这些实验设备集各种先进制造技术为一体，极大促进了学生创新思维和实践能力的提高开放式创新实验平台分三个阶段向学生开放：第一，在学生三、四年级服务于专业方向限选课、专业方向任选课等。第二，向大学生科技创新小组开放，接纳各个小组利用实验室的设备和条件进行课题研究，第三，向学生的专业方向课程设计和毕业设计开放，接纳学生开展课题研究，完成设计任务。

4、创建三维训练体系

三维训练体系的构建，主要是以开放式创新实验平台为基础，以专业方向分支的知识结构为主线，研究课程体系与教学内容的衔接、课程实验与创新实践环节的配合、公选课与学生课外科技活动的结合，分析各种影响元素在整个体系中的功能及作用。三维训练体系的知识结构见图2其主线为：主干技术基础课一专业方向必修课～专业方向选修课。注重课程的合理安排、教学内容的有机衔接以数控技术分支为例：除主干技术基础课外，在专业方向必修课中安排机电一体化系统设计和可编程控制技术，在专业方向选修课中，安排伺服控制技术和检测与传感技术，在跨专业方向选修课中，安排创造性设计和机械产品创新设计。在对相关课程的教学基本要求进行整合后，就形成了紧扣知识结构主线的课程群。

机电一体化课程设计篇6

关键词： EDA技术 高职电类专业硬件课程体系教学改革 应用 作用

当今社会已进入了信息化的社会，硬件技术是信息技术发展的基石，硬件技术的发展推进了整个信息技术的飞速发展。在高职电类专业教学中，硬件类课程一直是整个教学的核心主干课程，随着大规模集成电路技术的飞速发展，新器件、新组件、新概念及新的分析方法不断涌现，硬件类课程的教学面临着新的挑战。本文根据EDA技术课程教学的实际经验，论述了EDA技术在高职电类专业硬件课程体系教学改革中的应用，主要探索EDA技术在课程体系设置、实践性教学和学生创新能力培养等方面的作用。

1.EDA概述

EDA（Electronic Design Automation）技术是以计算机为平台、以EDA软件工具为开发环境、以硬件描述语言为设计语言，以ASIC（Application Specific Integrated Circuits）为实现载体的电子产品自动化设计过程。它可以实现逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化，逻辑布局布线、逻辑仿真。完成对于特定目标芯片的适配编译、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。EDA 技术的应用可以大大降低电子系统设计的工作量和难度，降低成本，同时可编程逻辑器件的使用能够大大减少系统芯片的数量，缩小系统体积，提高系统的可靠性，EDA 技术已经成为电子系统设计的先进手段。

2.硬件类课程融合EDA 技术的必要性

2.1硬件类课程融合EDA 技术是课程本身发展的需要。

21世纪的电子系统将是以计算机技术为核心的片上复杂系统，系统设计人员将成为集成电路的主要设计者。但长期以来，我国大多数高职电类专业有关计算机硬件课程仍沿用传统课程模式，课程教学内容上仍比较注重各门课程教学内容的理论性和系统性，没有考虑硬件课程之间彼此存在的内在联系。在设计方法上仍习惯使用电路图来描述系统的连接关系，停留在传统的设计方法上，不适合复杂的、规模大的数字系统的实现。随着可编程逻辑器件和EDA 技术的出现，数字系统功能实现及系统的设计方法发生了革命性的变化，因此改革和整合传统的教学内容，将EDA 技术引入到硬件类课程的教学中，建立硬件课程之间的内在联系，设计阶段性的模块化、系统化的教学内容，建立新的硬件课程教学体系，对于培养学生的硬件系统设计能力就十分重要和必要。

2.2硬件类课程中融合EDA 技术是培养学生自主创新能力的需要。

目前随着可编程逻辑器件性价比的不断提高和开发软件功能的不断完善，在涉及通信、国防、航天、医学、工业自动化、仪器仪表和计算机应用等领域的电子系统设计工作中，EDA 技术的含量正急剧上升，各行业对自己的专用集成电路的开发研制需求日益迫切，因此非常有必要把EDA 技术引入到硬件类课程中，培养学生适应现代数字系统设计的能力，开阔学生的视野，培养学生的创新意识和创新能力，为其今后就业或创业奠定一个良好的基础。

3.EDA 技术融合到硬件类课程的方法

3.1重构科学的课程体系。

将EDA融合到硬件类课程的目的是让学生在校期间学习到当今先进的电子电路设计技术，开拓视野，提高工程应用能力。另外，用EDA软件平台进行硬件电路设计，冲破了孤立地理解、学习软件和硬件的思维模式，提高了他们综合运用所学知识的能力。高职电类专业硬件类课程对应用EDA技术的全过程要统筹考虑，整合成为科学的课程体系。为此，我们以专用集成电路芯片应用为最终目标，以能力培养为宗旨，重新构建了高职电类专业硬件系列课程体系。在该系列课程体系中，以“硬件技术基础”和“EDA技术”为基础主干部分，以其它几门课程为应用和提高部分，形成了一套系列化的硬件教学体系。该系列课程从体系结构上划分为三个层次：基础层、系统层和应用层。在该三层体系结构中，基础层为“电路、模拟电子技术和数字电子技术”课程，它们是硬件系列课程的技术基础，是必修的前续课；在系统层中，以硬件技术基础和EDA技术课程为主，辅之以配套的实践性课程，是硬件课程体系中最重要的课程；应用层中，主要以EDA技术和嵌入式技术为核心，设置了“数字系统设计”、“单片机技术”等课程，且每门课程都配有相应的实践性环节。

3.2改革教学内容和教学体系。

传统的课程体系是电路原理―器件―硬件搭试―制作样机。引入EDA技术后的新的体系应是电路原理―仿真―实验制作。对分立器件的阐述越来越少，要求越来越低，部分教学内容在课程之间应进行重新划分或缩减，如数字电路中脉冲电路可划归模拟电子。对于高职电类专业的整个EDA教学过程来说，还应分层次确定目标。专业基础课作为第一层次，通过EDA教学达到的目标是分析为主，设计为辅。相关课程设计和部分专业要上升到第二层次，即以设计为主。毕业设计作为第三层次，要求全面地掌握EDA工具，最终要达到“留板（PCB板）”或“流片（专用集成电路芯片）”的水平。

EDA技术使每门硬件类课程的教学内容、教学重点都应作一定的改变。如电路原理课程，电路分析中技巧性的解题方法可不作要求，令师生头痛的复杂性难题可由仿真软件去解决，教学的重点完全放到电路的一般原理、定理、定律和基本分析方法上。教学内容变化最大的是数字电路课程，PLD技术的引入彻底改变了传统的课程内容，使得该课程的重点由分析转为设计，不仅涉及硬件，而且涉及软件编程，使软硬件设计高度渗透，紧密结合。

硬件技术基础课程大体相当于过去的“微机原理”、接口技术等课程，但有许多不同之处，其中最重要的区别是，不以某一个计算机为背景，而是集中阐述各计算机共同的基本原理，特别注重系统的概念和接口的设计，并不断增添关于新技术的内容，使教学体系具有先进性和实用性。“单片机技术”是一门实用性和应用性很强的课程，该课程在原来介绍的单片机的原理及其应用的基础上，增加了嵌入式系统的内容，课程内容包括单片机原理、单片机测控系统应用、嵌入式系统技术三大模块组成，使学生对当前嵌入式系统的发展及应用有所了解。“数字系统设计”课程主要从拓宽学生的知识面，提高学生的应用能力和工程应用能力出发，课程内容主要包括数字系统设计的基本方法和数字系统设计的工程应用实例。在这些课程中，都涉及到硬件系统的设计，在设计我们应充分应用EDA设计方法，把EDA技术融合到相应的硬件系统设计中去。

3.3加强EDA教学实验环境建设，改革教学和实验手段。

3.3.1硬件类课程的重要特点之一是工程性、实际性很强，因此实验教学是课程教学的一个很重要的环节。近年来，高职电类专业硬件课程实验教学改革取得了一些进展，但进展缓慢，主要体现在以下两个方面。

3.3.1.1从实验教学内容看，电子信息类专业在实验的开设上，只考虑了增加实验学时，增大综合性、设计型实验比例，但这无法从根本上满足培养创新型人才的需要。

3.3.1.2从实验平台建设来看，一方面是产业发展所带来的对高职电类专业人才的巨大需求，使得这类专业教育资源的严重匮乏，其中尤以投入相对较大的实验教学条件的匮乏更为突出。另一方面是以某门课程为对象建设的实验环境无法最大化利用；平台的局限，严重制约了该类专业的发展，成为人才培养的瓶颈。

因此，利用EDA技术，改革高职电类专业的实验模式，研究硬件类课程之间的关系，设计系统的实验教学体系，对培养具有创新能力的高素质应用型人才将起决定性作用。

3.3.1.3EDA技术可以将那些分散的硬件类课程有机地连接起来，构建涵盖硬件课程的阶段性、层次化的、系统的实验体系。具体可构建如下层次的实验教学体系。第一层次为基础层实验，涉及常用电路的分析和设计，包括功能验证型实验、一些常规的设计性实验等。第二层次为系统层次实验，能够实现硬件系统的各种组成部件或整机系统，追求硬件系统结构的优化和性能的提高，培养学生进行性能分析和测试的能力。第三层次为应用层次实验，主要完成嵌入式系统的硬件、软件的设计和软硬件综合设计，使学生能熟练进行嵌入式系统应用程序开发和运用嵌入式操作系统进行任务调度和管理，最终设计出一个完整的嵌入式系统。

3.3.3在不同的学习阶段，学生学习了相应的硬件类课程后，就可以采用EDA技术，自行设计与本课程相关的电路，通过此过程，学生的自主设计能力和创新意识将得到极大提高。将EDA技术的应用贯穿于硬件课程的实验教学中，主要有以下作用。

3.3.3.1EDA技术的应用是高职电类专业硬件体系实验教学的一个重要补充，通过设计的描述、软件仿真和时序分析，学生可以深化所学的硬件知识，更透彻地了解这些硬件的功能和结构，起到硬件体系实验教学的一个重要补充作用。

3.3.3.2解决了硬件设备台套数紧张与学生规模日益扩大之间的矛盾，由于EDA技术的特点，学生最初完全可以在计算机上借助EDA工具完成设计输入、编译、仿真和综合，最后再到实验台上进行编程下载和验证。在实验平台上，学生能够完成涉及多门硬件类课程的实验。采用这种模式，不需要很大的实验室，也无须与学生规模相配套的实验设备，实现了硬件资源的集约化利用。

3.3.3.3有利于随时更新硬件实验内容，开设自主性、综合性、创新性实验，硬件技术的发展日新月异，传统的实验装置无法紧跟其发展，而借助于EDA技术，教师可以跟踪先进技术的发展，把EDA技术融合到其他硬件课程中，多开设一些自主性、综合性、创新性实验。不仅如此，EDA软件还可以充分发挥学生的想象力和创造力设计出他们感兴趣的电路来，而不会受客观条件的约束，使学生能够应用EDA技术完成硬件的原型设计，也可进行设计工具方面创新课题的研究，这无疑对培养创新性人才起着重要的作用。

4.结语

EDA技术以其鲜明的时代特征、不可阻挡的科技诱惑走入我们的教学，并为开放性实验室建设提供了一种强有力的辅助手段，EDA技术必将给学生以极大的创造空间，强化学生在教学活动中的主体地位，有利于学生创新思维和创新能力的培养，有利于学生个性和才能的全面发展。通过EDA技术和硬件系列课程体系融合的实践，我校培养的学生也受到人才市场的欢迎。EDA技术是一种精神，更是一种理念，特别对以培养“应用型”人才为主导的高职院校，必须抓住当前大好时机，采用新技术、新方法来培养学生、锻炼学生，为创新人才的脱颖而出创造条件。

参考文献：

［1］朱正伟等.EDA技术及其应用.清华大学出版社，2006.

［2］夏益民. 电子设计自动化技术发展对电子类专业教学的影响. 广东工业大学学报（社会科学版），2005，（9）：242-246.

［3］谢云等. 现代电子技术实践课程指导. 北京:机械工业出版社，2003：193-220.

［4］田建艳，夏路易. EDA 支持下的电子技术教学实践. 教育理论与实践，2005，（6）：54-55.

机电一体化课程设计篇7

1引言

《机电一体化系统设计》课程是中原工学院机电学院机械电子工程专业的必修课之一，是一门涉及机械学、电子学和信息科学的综合性和实践性都很强的新兴交叉学科[1]。该课涉及知识点量多面广，其内容融合了机电一体化相关概念、机械机构、执行元件、计算机技术、单片机和PLC控制技术、检测传感装置、可靠性设计、典型案例分析等诸多内容，是对基础课、专业基础课等的综合应用，其在培养学生的机电产品设计能力方面起着不可替代的作用。机电一体化技术在许多行业已得到广泛应用，目前社会对机电一体化复合型技术人才的需求也越来越大，然而受多种因素的影响，机电一体化技术人才的培养还存在一些问题，故作为高校还需在培养机电一体化复合型技术人才方面进行不断改革和探索。

2课程存在问题

受陈旧教育观念的影响，《机电一体化系统设计》以前多以课堂理论教学为主，导致学生很少有机会接触到机电一体化系统设计的现场，实践环节偏少；该课知识点多、信息量大、内容抽象苦涩难理解，大部分学生对该课程不感兴趣，导致该课程教学效果并不理想。该门课程的主要任务就是让学生养成正确的系统设计思想，培养学生在调查研究、创新和理论联系实际方面的能力，最终让学生掌握机电一体化系统设计的相关理论、方法和规律，具备机电一体化产品设计的能力。该教学任务单靠理论教学是无法实现的，必须从教学方法和教学内容上进行改革。由于该课知识点量多面广、各章节连贯性差、知识跳跃性大，所以老师在理论课堂上，最好以有代表性的实际案例系统为指引，将不同章节有跨越的内容很好的结合起来，否则学生会感觉到知识点很零散难以掌握。此外，该课程各章节内容又相对独立，有些内容学生在相关的课程中已学习，比如单片机、传感器等。如果在教学过程中不加注意，讲课时仍不分轻重主次，所有内容一视同仁，这将给学生造成吃剩饭的感觉，甚至弄不明白学习这门课的目的是什么，进而影响学生的学习兴趣和教学效果，让学生获得机电一体化产品设计的基本训练才是这门课的教学目的。在不断压缩理论课时、提倡素质教育和能力培养的体制下，短时间内要求学生获得机电一体化产品设计的基本训练是不现实的，因此如何通过改革提高该课程的教学效果也是一个急需解决的问题[2，3]。针对如何提高学生的学习积极性，改善教学效果，结合多年教学经验和当前教学中存在的问题，本文从教学内容、教学方法、考核方式等方面的改革进行了探讨。

3教学内容的改革

3.1理论教学内容的改革

以“必须、够用”为原则，选取优质教材。教材是学生学习的理论依据，一方面所选教材必须具有系统性，全面讲述机电一体化系统设计，不仅要有由易到难的入门引导，而且要兼顾总体内容的提升；另一方面，所选教材要紧跟时代步伐，能及时把最新技术和学科前沿知识引入教材，要有新内容、新技术，这样学生自己会感受到机电一体化技术的快速发展，进而激发学生的学习兴趣。以能力为根本，制定面向实践的课程教学大纲；精选教学内容，制定合理的教学计划。针对《机电一体化系统设计》的内容量多面广而理论课时少的情况，故要依据教学大纲，制定合理的教学计划，进而实现授课有据可依。在制定教学计划时，要注意首先必须对机电一体化的概念、体系结构等内容进行透彻讲解，因为这部分内容对学生建立机电一体化系统设计框架起着非常重要的作用。各章节知识点主次要明确。量多面广是《机电一体化系统设计》课程最明显的特点，在如今压缩的短课时内若所有内容都依次展开介绍，必将导致所有内容如蜻蜓点水一晃而过，学生对内容的了解也只是走马观花。由于我校机械电子工程专业学生已学过可编程控制器、微型机与单片机技术、接口技术和机械测试技术等机电方面的课，而机械方面相关知识则相对较弱，故在授课时重点要放在机械及机电结合的知识点以及典型先进的技术和产品的应用上，而机电系统电相关部分可简单介绍，以免重复介绍。另外，授课时要注意引入新技术、新发展、新应用等相关内容，把数控加工中心、智能机器人等新产品应用要尽量穿插到课堂中，通过引入新技术新产品从而激发学生的学习欲望。

3.2实践教学内容的改革

教学与工程实践相结合。为了培养学生的工程实践能力，根据《机电一体化系统设计》课程内容抽象、综合性强这一大特点，我院新建立了FMS柔性加工制造系统实验室。该柔性自动化生产线教学设备由自动化立体仓库码垛机单元、工件检测及自动喷涂单元、自动化输送线系统单元、CCD形状颜色检测单元、上下料搬运机器人单元、数控车床加工单元、六轴并联加工单元、六自由度串联机器人分拣及装配单元及系统总控共9个单元。该系统涉及到工业现场的实践应用，几乎包含了机电和工控领域所有方面的基础知识，如伺服驱动、PLC控制、传感检测等多种技术，给学生提供了一个典型的机电产品学习环境。通过完成系统故障检测、站点间联网程序控制等，使学生以前学过的许多专业知识在这里得到全面认识、综合训练和相互提升，这对培养学生的动手能力具有重要意义。教学与科技创新活动相结合。现在国家每年都举办各种大学生科技创新活动比如全国大学生机械创新设计大赛，在教学中可充分利用这一条件，带领学生参加各种竞赛，学以致用。通过搭建如机械人、智能硬币分拣器、智能车等机械模块，完成其电机驱动、传感器的选择和安装以及电路板的设计、制作、编程和调试。这不仅可以激发学生的学习兴趣和创新意识，而且这将使学生对机电一体化系统设计的理论认识得到进一步提升，与此同时学生的实践能力和创新能力也得到培养。教学与科研活动相结合。工科院校培养的人才不仅要有胜任当前就业需要的素质，更要有发挥潜力所需的能力。高校教学改革实践表明，科研训练是提高本科教育质量的重要经验，是培养具有创新意识和创造能力研究型人才的有效途径[3]。我院各专业自2010年开始实施专业导师制，每个学生均配备有专业导师，因此日常学习中，导师不仅要指导学生掌握书本内容，更要注重在实践教学中培养学生的科研意识，鼓励学生参与到导师的科研项目中，坚持教学内容与培养科研素质相结合，在潜移默化中培养科研理念，使蕴藏在学生身上的学术科研潜能得到充分发挥。

4教学方法的改革

针对《机电一体化系统设计》课程内容繁多、枯燥、抽象等特点[4]，可采用多种形式的教学方法来激发学生的学习兴趣，针对不同教学内容采用不同的教学方法，避免教学方式单一。比如在授课过程中，为了增强学生的感性认识、强化学生对相关知识点的理解，可采用实物展示、动画演示等形式。为了引导学生思考并发现系统设计时要注意的问题，可用环环相扣的实例为诱饵，采用案例教学法，从系统观点出发，加入学生讨论环节，充分调动学生积极性，老师并及时给予点评和讲解，以增强学生的实际应用能力，为学生毕业后从事机电专业工作打下坚实的基础。为激发学生的创新欲望，可结合科研成果采用启发式教学方法，着重从方法和思路方面加以讲解，注重理论教学与机电工程应用相结合，并用视频教学的方式向学生展示那些工程领域和已得到广泛应用的机电新产品。另外，随着互联网的普及，可建立课程学习网站提供基于互联网资源的开放教学环境如慕课的引入，引导学生自主学习和拓宽知识，方便灵活不受时间限制，同时还可解决授课学时不足的问题。

5考核方式的改革

考试是检验学生掌握所学内容的一种重要方式，但单纯的理论考试并不能全面反映学生的知识水平和解决实际问题的能力[5]。该课程经改革，采用如下考核方式：考核成绩=理论考试成绩（70%）+资格审核（20%）+平时作业（10%），理论考试采取闭卷考试，时间120分钟。资格审核类似于课程设计，三人一组，一组一个题目，满分100分，资格审核成绩低于60分不能参加理论考试，资格审核的目的是给学生一定的压力和动力，最终目的是锻炼学生的动手实践能力。资格审核通过答辩的形式进行，采用本教学组两、三名教师组成评审组对学生设计的作品进行评审，资格审核的最终成绩由指导老师结合评审组意见和各小组上交的书面报告最后给出。这种考核方法不仅能客观真实地评价学生对该门课程的学习情况，全面地反映学生应用该课程知识解决实际问题的能力，而且避免出现高分低能的情况，并且使学生学习的主动性和创新性得到提高。

6结束语

根据《机电一体化系统设计》课程实际教学中存在的问题，本文对教学内容、教学方法和考核方式进行了改革探讨，在理论教学上采取制定面向实践的课程教学大纲，选取优质教材、精选教学内容，制定合理的教学计划。在实践教学中，采取教学与工程实践、科技创新活动和科研活动等相结合，多方位激发、培养学生的创新能力和动手实践能力。实践证明，通过从教学改革，学生学习的积极主动性得到提高，课程的教学效果也得到很好的改善。

参考文献

[1]贾茜,汪木兰,刘树青.机电一体化系统设计教学方法的改革与实践[J].中国现代教育装备,2013,(21):61-62．

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[3]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．

[4]姜培刚,盖玉先.机电一体化系统设计[M].北京:机械工业出版社,2011．

机电一体化课程设计篇8

一、目前机电一体化专业教学存在的问题

（一）对专业内涵的理解不够机电一体化的本质是将电子技术引入机械控制中，也就是利用传感器检测机械运动，将检测信息输入计算机中，计算机得到能够实现预期机械运动的控制信号，由此来控制执行装置。若是真正意义上的机电一体化产品，它有两个明显的特征，一是要有运动机械，二是采用了电子技术，通过计算机指令和反馈来实现柔性化和智能控制。而不少专业教师却单一地认为，机电一体化专业就是学一点机械类课程，学一些电子类课程，如果加上一些控制类课程，简单拼凑就是机电一体化了。因为理解不够，所以对最后的综合实践课程，没有引起足够的重视，课时量及训练强度不够，大量精力花在了使学生获取装配钳工或维修电工高级工证书上。但社会现实却是机电一体化技术发展到了新的高度，随着光学、通信技术等的进入，机电一体化出现了光机电一体化；而人工智能技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，开启了机器人的新时代。这迫切需要我们五年制高职机电一体化专业融入新技术、新技能。

（二）对关键核心课程的融合不够目前，机电一体化技术专业主要开设机械类、电子类和控制类专业课程。技能实践课程也大致这样划分，在最后阶段，再开设综合专业课程和实践课程。如果按专业方向划分，则制造技术方向开设CAD/CAM软件应用技术、机电设备机械安装与调试技术、机电设备装调工（装配钳工）训练与考级；控制技术方向开设电气制图及CAD技术、机电设备电气系统安装与调试技术、机电设备装调工（维修电工）训练与考级。以上所有课程基本上都是分机械和电子课程两条线展开的，对PLC和单片机的理解运用不到位，到最后真正能融合机电技术、体现机电一体化专业特点的机电设备安装与调试技术实践课只开3周，而装配钳工和维修电工课程分别开了11周。很明显，对前者这门综合性的核心实训课程重视不够，其带来的后果是学生虽然分别掌握了机械类、电子类、控制类课程的知识和技能，但没有融合三类课程和技能，没有达到真正的机电一体化人才培养要求。

（三）对技术技能应用能力的强化不够对于五年制高职的学生来说，最重要的专业能力是专业技术技能应用能力，而不是开发和设计能力。具体地说，就是操作机电一体化设备的能力，具体分析、制定机械加工工艺文件的能力，能处理生产车间现场工艺技术问题，具有维护、维修机电一体化设备的能力。而现在大部分学校对学生的技能要求就是制造技术和控制技术两个方向，就是取得装配钳工高级工或维修电工高级工证书。这些技术技能肯定不能让学生完全了解和掌握机电一体化专业的核心技能。学校应当通过校内机电设备装配调试相关课程设计、专项实训，使学生获得初步的技术技能应用能力，最后通过综合实训课程，使学生获得真正的机电一体化专业技能，并努力培养学生分析和解决实际问题的能力。

二、对培养学生专业技术技能应用能力的探索

（一）多元整合优化专业课程体系目前，职业学校普遍开设三类课程：综合化课程（技术基础模块）、一体化课程（技术模块）、项目化课程（技术训练模块）。综合化课程模块是机电专业领域岗位群相关职业通用性的必备技术理论和基础技能；一体化课程是机电专业相关技术领域中某种技术知识和技术应用方法有机整合的课程，如PLC编程及应用技术、单片机应用技术、传感检测技术等；项目化课程是培养学生专项技能和综合职业能力的课程，该类课程与职业技能或职业资格要求融通，突出熟练技术运用能力的培养，如机电一体化专业中的钳工技术训练、机加工技术训练、机电设备装配调试技术训练等。而对上述三类课程进行整合优化，就形成了真正的机电一体化课程，包括机电一体化技术理论课程、机电设备装调技术课程设计、机电一体化设备装配调试实训课程等，这是最能体现专业特点和要求的课程，是机电技术的真正融合。

（二）开设综合化的核心实践课程目前，综合实训课程开设的情况是：制造技术方向开设装配钳工，控制技术方向开设维修电工。如果培养机电综合能力，就要把PLC编程及应用技术、单片机应用技术、传感检测技术加以强化，增加机电设备安装与调试技术课程的学习和实践，开设光机电技术和机器人技术实训课程，让学生了解并掌握较为前沿的机电一体化技术技能。

（三）重点培养学生专业技术的应用能力目前，不少学校机电一体化专业主要进行电工、车工、钳工三项实践技能训练和职业技能鉴定，学生初步掌握了机电技能。但这些技能是独立的、分散的，没有与机电岗位的综合技能匹配。随着技能大赛的推进，各校购置了机电一体化设备，培养了一批能胜任机电一体化专业综合实践技能教学的师资队伍，也有了较为成熟的实训项目，完全有条件、有能力开展综合实训。目前，省内职业学校机电综合实训课程主要使用光机电一体化设备，该设备的组成包括电子控制模块和机械机构。电子控制模块主要有主令电器模块、传感器模块、控制模块、变频器模块、驱动电磁阀等。机械机构包括运料机构、传送带机构、推料机构、机械手机构等。工作原理是利用先进的控制设备，控制生产机械自动完成生产的自动化过程。这套设备虽小，但它涉及了机电一体化专业各个方面的知识和技术，体现了机电一体化专业的核心技能。教学实践的具体做法是，以学会技术技能、完成任务为中心，以项目形式来安排训练内容，让学生用学过的指令实现各种电气控制线路图，模拟实现工业生产控制中的小项目，如工业洗衣机、自动轧钢线、邮件分拣系统等，然后在机电气一体化实训台进行分块练习，熟练掌握每一个单元的自动控制功能，最终目标是将各单元组合为能够实现不同生产要求的控制系统。这些技能训练都来自生活和生产，学生对项目课题感兴趣，教师引导学生主动思维，引导学生分析问题、动手解决问题，真正培养学生专业技术的应用能力。

机电一体化课程设计篇9

关键词：机械专业；实践教学环节；机电液复合人才培养；教学改革；探究式教学法

中图分类号：TH 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）36-0194-03

成人高等教育是我国教育体系中的重要组成部分，是对我国高等教育制度的发展和完善，也是发展终身教育制度的重要组成部分。目前，我国成人高等教育的主要形式有：函授教育、夜大学、自学考试、学历文凭考试等学历教育，以及大学后继续教育[1]。当今社会，尊重知识、尊重人才的观念已经被社会认可，但是现行教育体制重学历教育、轻技能培训，造成技术工人严重短缺[2]。而我国机械行业的高级技术工正面临着严重的人才缺口。随着我国工程技术的发展，自动化程度不断提高，在大型工程机械方面，更需要很多机电液的复合型人才，需要机械类学生具有一定的综合应用机电液一体化相关技术的能力。

为了顺应社会发展、市场经济发展对人才需求的变化，《成人高等教育机械专业机电液复合人才培养教学研究与实践》课题，针对机械专业机电液综合能力培养，对课程内容进行了研究和整合，在机电液课程设计中采用探究式教学方法进行探索和实践。

一、现有成人高等教育模式存在的问题

当前，我国成人高等教育主要存在的弊端是传统的成人教育，教学内容及教学方法等长期摹仿普通高等教育用的一种设计，甚至把成人高等教育变成“它缩型”的普通高等教育。目前，机械类成人高等教育存在的主要问题是轻视实践、脱离实际，知识结构体系不够完善、实践训练不足，实践教育过窄、功利导向过重、共性制约过强，从而导致成教毕业生的就业市场不乐观。成人高等教育的出路在于明确定位、加强改革、提高水平[3]。

课题教改的思路是成人高等教育应有别于普通高等教育，设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案时，以市场需求为导向，以适应社会需要为培养目标，以培养高等技术应用型专门人才为根本任务，以技术应用能力（机、电、液综合能力）为培养主线。

二、教学内容修订、机电液课程群整合

机械类专业的学生，工作的对象是机械设备，现代机械设备已不是一个单纯的机械产品，而是机电液一体化的集成产品，机电液一体化技术的发展对机械制造模式及机械产品产生了深刻的影响[4，5]。因此，在机械类专业教学改革中，专业建设的核心内容，是制定与优化人才培养方案，探索培养满足机械需求的高等机械工程类人才。

人才培养方案包括为实现教育目标所必须的课程体系、教学内容、教学方法、实践环节等基本内容。第一步，广泛调研，了解社会对机械工程人才综合素质与知识结构能力的需求；第二步，确定机械类专业人才在机电液综合能力方面的培养目标和培养模式，架构机械类专业学生机电液综合能力培养的理论教学体系。

（一）教学改革方法及创新点

专业建设包括课程整合、实验、实习、机电液综合课程设计等内容。教学改革解决问题的方法如图1所示。

（二）课程教学内容改革

我校机械专业成人高等教育，课程设置模式沿用传统的学科课程的组织模式，其特点是：分学科设置课程，根据社会发展需要，一般五年一次修订人才培养计划和培养目标，重点是整合并建设课程群，使课程体系具有科学性、特色性、系统性和可操作性。①夯实基础，机械类专业基础课程包括机械制图、机械零件、计算机绘图、金属材料与热处理、公差配合、工程力学、机械制造工艺等；②反映专业特色，专业必修课程主要有机械设计基础、电工电子技术、机械制造工艺基础、液压与气动、微机原理、数控技术、计算机辅助设计、机电传动控制、机电一体化系统设计。③宽口径，如机制方向选修课包括计算机辅助制造、数控编程与MasterCAM、精密制造和特种加工；机电方向、数控方向选修课有单片机原理及应用、特种加工、数控编程与MasterCAM。这可以拓宽学生的专业知识面，增强学生的适应性和创造性。④实践性环节，基本实验、基本操作技能训练课程有机械制图测绘、C语言课程设计、机械设计课程设计、机电液综合课程设计、电工电子认识实习、金工实习、生产实习。⑤专业综合能力培养有毕业设计、创新大赛、科技小组、社会实践等。这充分考虑了课程的实用性。

三、探究式教学法

采用科学合理的教学方法成为教学改革的必由之路。探究式教学法（Inquiry Teaching），又称发现法、研究法，是指学生在学习时，教师只是给他们一些事例和问题，让学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径去独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法[6]。教师根据实际的教学内容和学生特点，组织不同程度的探究活动。

目前，我校成人教育机械专业有本科及专升本。为了加强实践应用能力的培养，适应大工程背景的工学结合的要求，学校在课程设计等实践环节，采用探究式教学方法。

四、机电液课程设计中探究式教学法的实施

我们把机械类专业的课程设计，即机电一体化课程设计（两周）、液压传动课程设计（一周）整合成机电液综合课程设计（三周）。整合成机电液综合课程设计的特点是它是机电液课程的综合复习，三者有机结合、融会贯通。在具体设计探究活动的过程时，由于课程设计时间的限制，教师一定要把握好探究内容与探究难度，要站在整体和全局的高度进行设计，逐级推进，系统安排，选择合适的内容让学生能完整地经历科学探究的全过程，以提高学生动手能力、解决实际问题能力和机电液的综合应用能力。

教师布置任务：设计一小型混泥土输送泵车或混泥土搅拌机；具体要求：根据功率大小，设计机电液传动系统；同学们确定设计方案。

课题小组一般4～5人为一组。教师提出问题，学生讨论后决定学习的重点内容，老师起指导作用，直到完成课题，解决问题。重点是强化实践环节，发挥学生学习的主观能动性。第一步，学生接受任务后进行讨论，查资料，确定设计方案，涉及的内容有机电传动、液压传动、传感器的应用、电路设计、数据采集与处理、计算机智能系统设计、机械结构设计等。第二步，学生分析项目任务后，开始查阅资料并复印部分论文，涉及的内容有机电传动、液压传动原理、传感器、产品样本等。引用别人的成果、学习别人所做的选择，这个过程能使学生开阔眼界，启发学生的创造思维。第三步，确定方案。方案确定需要教师和全课题组同学的参与、讨论、定夺。同学们先根据自己的设计任务谈谈对该任务的理解、已做的准备工作和将要实施的设计方案，如采用机电传动系统或液压传动系统，通过查阅相关资料后，确定设计方案并说明采用方案的理由，并将此方案展现给大家进行评判。这是同学们广泛听取和采纳别人意见的过程，这个过程确实使学生感到收获很大。

五、结论

1.机械专业成人高等教育，课程设计是实践性环节的主干课程；课程设计中，始终以学生为主体，以工作过程为导向，按典型工作任务进行课程设计，使学生在校内外的学习和实习过程中都与工作知识紧密结合，提高了学生的创新思维和动手能力。

2.教师通过探究式教学与其他教学方式的结合，使教学具有时效性。探究式教学的过程中，学生能够全程主动参与到教学活动中，充分发挥了学生的主体作用，学生的主体地位、自主能力都得到了加强，也使教师与学生成为实施工学结合课程的共同体。

参考文献：

[1]袁森.成人高等函授教学改革探索――我校电力工程专业教学改革实践的探讨[J].湖北函授大学学报，2001，（4）.

[2]蔡卡宁.拓展大学生创新能力的培养途径[J].中国成人教育，2006，（4）.

[3]韩建海，尚振东，赵书尚，胡东方.成人高等教育机电一体化专业人才培养模式的改革与实践[J].中国现代教育装备，2010，（13）.

[4]万卉，胡国明，巫世晶.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，2009，（13）.

[5]王会斌.成人教育的定位和使命[J].中国成人教育，2006，（9）：13-14.

机电一体化课程设计篇10

1培养规格和目标

电子设计自动化技术（简称EDA技术）是现代电子设计领域的一门新技术，它以计算机软件为工作平台，融合微电子、计算机、现代电子理论等学科和技术，培养学生的电子设计自动化应用能力和现代电子技术的设计方法，提升电子、电信类专业从业人员的专业素质和职业技能。苏州经贸职业技术学院自2004年开始，把“计算机辅助电子设计和分析、仿真（PROTEL、EWB、EDA）等软件的熟练使用”纳入学生培养的核心技能之一，为本地区电子设计行业的生产、服务和管理一线培养了一批从事电路绘图与PCB（PrintedCircuitBoard，印制电路板）制版技术人员、电子设计自动化工程师助理和小型电子企业技术应用与设计人员等高技能人才。电子设计自动化高技能人才培养是面向电子设计自动化应用能力和现代电子技术的设计方法，提升电子、电信类专业从业人员的专业素质和职业技能，为电子设计行业的生产、服务和管理一线培养电子电路绘图与PCB设计及制版技术人员、电子设计自动化工程师助理和小型电子企业技术应用、技术革新与设计人员等。

2培养的内容

以“工作过程系统化”理论为指导，以促进学生职业生涯发展为目标，以“工作过程导向”理念来开发构建培养电子设计自动化高技能人才的课程体系。即以职业分析为基础，到相关企业的工作岗位调研岗位职责，分析职业岗位的工作过程，归纳汇总技能培养的典型工作任务；把行动领域的典型工作任务引领到学习领域的课程，构建实施典型工作任务的课程体系；遵循学生认知学习、职业成长两方面规律，对学习情境进行设计，形成特色课程。依据培养的目标，走访苏州市工业园区、高新区内飞利浦、诺基亚、华硕、三星等著名企业，基本明确电子设计自动化工作岗位的职责。在此基础上，重构电子设计自动化高素质技能型人才的工作结构和知识结构，归纳汇总出十大典型工作任务：电子电路原理图设计绘制，电子电路PCB设计绘制，电子电路PCB制作，CPLD开发工具的使用，CPLD的组合逻辑电路设计，CPLD的时序逻辑电路设计，CPLD的图形输入法设计，CPLD设计的VHDL语言实现，CPLD设计的仿真、下载和调试，综合CPLD应用的设计实现。根据归纳汇总出的典型工作任务，以基本电路、元件为基础，到电子CAD技术（Protel电子电路原理图与PCB设计）起步，再到电子电路的仿真设计、PLD（ProgrammableLogicDevice，可编程逻辑器件）的设计与应用，最后是EDA综合应用及开发技术的由简单到复杂、由易到难、由硬件到软件、从实物验证到数字仿真的课程内容体系，形成电子设计自动化高素质技能型人才培养计划和方案。

3培养实践

3.1以课程建设为载体，实现教学过程特色化，教学建设精品化课程的教学实施以学生为中心，把教学内容以真实工作任务或社会产品为载体，综合采取讨论式、开放式、探究式、实践式等教学方法，融“教、学、做”为一体。充分利用电子设计软件平台和多媒体现代化教学手段，构建基于网络的电子设计、仿真、验证等教学环境，增强教学效果。通过4年的建设，课程链中的课程已建成1门省级精品课程（含实训），1门院级精品课程，1门课程的教材分别获省级、院级精品教材建设立项，并于2009年12月正式出版使用。

3.2课程教学案例化，实训内容产品化，实战内容项目化电子综合设计技能的培养主要通过课程教学、综合实训和项目实战3个由浅入深、由简单到复杂的途径实现。学习内容以产品、工作任务或项目为载体，课程链中的模拟电路是以生活中的典型产品如整流器、助听器、楼道感应灯、手机充电器等作为内容载体；电子CAD课程、电子装配与工艺、EDA技术课程分别以电子元（部）件、单元（功能）电路或较小应用系统案例为内容载体；电子综合实训、EDA实训以出租车计费器、多功能数字钟、交通灯控制器和频率计等产品为载体。实战内容主要通过参与各类具体的科研项目实现，包括学生主持申报的江苏省高等学校大学生实践创新训练计划立项项目3项和教师主持、学生参加的项目1项。

3.3技能培养过程标准化、职业化课程链中的课程都有与职业资格高级工种相容的课程标准（大纲），课证融通，教学基本要求是电子高级工，设置以任务引领型为基本取向，以工作本位学习和岗位职责范围为主要形式，内容教学采用任务驱动、项目导向等有利于增强学生能力的教学模式；重视学生校内学习与实际工作的一致性，探索课堂与实习地点的一体化；力求做到理论融于实践，动脑融于动手，力争实现所学与所用零距离。

4实践成果

通过在应用电子技术、电子信息技术、微电子技术、计算机应用技术等电子信息类专业的3届10多个班级的教学实践，学生的电子设计自动化技术专业综合设计技能取得显著的成效。首先表现在学生毕业设计的选题和设计方案的选择上。良好的学习效果使学生对自己具有的专业综合技能自信心提高。在近年的毕业设计中，每年有近半数的学生采用EDA技术设计方案完成毕业设计，使用较为先进的电子设计手段，使毕业设计的质量逐步提高，先后有4篇毕业设计获评院级以上优秀，其中尹宏波同学完成的《基于网络的EDA仿真设备的下载和配置系统设计》获得2009江苏省优秀毕业设计二等奖。