機電一體化課程設計范文

導語：如何才能寫好一篇機電一體化課程設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

（1）設計題目、內容不規范，要求不統一。

由于每屆或每班的指導教師不同，設計題目、內容、要求、難易程度偏離太大。如有數控機床改造設計、伺服系統控制設計、交通燈控制設計等，要求、工作量也不相同。有的設計任務偏難，有的設計任務又太簡單。

（2）設計資料缺乏。

由于機電一體化是一門新興的技術和專業，這方面的知識內容都在相關的雜志刊物登載，書籍相對少一些。要進行課程設計，收集這方面的資料較困難。沒有現成的資料匯編及設計手冊，學生要花費較多的時間找資料，往往是教師幫助尋找資料。而且沒有像機械零件設計那樣的系統完整的課程設計指導書。在設計中盲目性較大。

（3）師資不足。

最早幾年機電專業方向只有一個班或兩個班，指導教師有2~4人即可。一般由主講或熟悉機電一體化控制系統課程的教師指導。近幾年隨著學生的擴招，機電專業擴展到4~5個班，指導教師需要8~10人，明顯不夠，因此有必要進行培養。

2機電一體化課程設計改進措施

（1）編寫合適的機電一體化課程設計指導書，配齊設計資料。

到目前為止未見過公開出版的機電一體化課程設計指導書，所以有必要編寫合適的機電一體化課程設計指導書，并收集較全的資料進行匯編，與指導書匯編成冊。

（2）規范設計題目，統一要求。

規范設計題目不是整個設計都用同一個題目，而是在一個范圍內選擇題目，教師根據所選的題目按統一的要求下達任務書。設計題目一般以簡易數控機床設計、數控機床改造設計、機器人及控制設計較為合適。在市場上可見的機電產品多得很，不是所有的機電產品都適合做題目，因其難易程度是不同的。機電專業的課程設置是以機床設計、機器人設計控制為典型產品的，在機電一體化課程設計中要反映課程設置的內容。機電專業方向課程有機電一體化系統設計、計算機控制技術、機械制造裝備設計、機器人導論等課程。這些課程的內容在電的方面主要介紹了以計算機為核心的控制系統；機械方面介紹了機械運動、機械傳動、機械結構及相關的標準部件，如滾動導軌、滾珠絲杠等。在選題及設計中要反映上述的內容。因此規范化的題目主要為數控車床（或銑床、鉆床等）設計、車床（或銑床、鉆床等）數控化改造設計、或是工業機器人及控制設計。這些都具有一定的機械部分內容，如數控機床進給軸傳動部件，機器人的腰身、手臂運動部件及滾珠絲杠、導軌的應用等。電的方面包含數控系統電路設計，計算機控制系統設計及對機械部分的控制；從而實現了機電結合。對規范化的題目、要求及上述設計內容都已編入指導書中。

（3）指導教師的培養。

首先被培訓的教師可以跟班聽課，熟悉掌握相關的課程內容，然后在機電一體化課程設計進行中跟班輔導，以培養出合格的指導教師。

（4）加強督察。

當指導教師接到指導課程設計任務后，首先拿到機電一體化課程設計指導書，根據要求寫出課程設計任務書；并由教研室主任或院教學指導委員會審查，合格才可向學生下達任務。指導中，教師要填寫指導日志，隨時記錄指導中的難點、及出現的問題和解決方法，并進行小結，以便下一次指導時提高設計水平。

3機電一體化課程設計指導書主要內容

3.1設計題目確定及要求

3.2總體方案確定

（1）總體方案設計；

（2）繪制總體方案圖。

3.3伺服系統機械傳動部件設計

（1）切削力計算；

（2）滾動絲杠螺母副的計算與選型；

（3）伺服系統傳動設計；

（4）步進電機當量扭矩計算及選型；

（5）機械傳動結構設計（繪制一個軸的機械裝配圖）。

3.4控制系統硬件電路設計

（1）確定控制系統方案及繪制系統框圖；

（2）單片機的選用；

（3）存儲器的選用與擴展；

（4）譯碼電路設計；

（5）接口電路設計；

（6）繪制控制系統硬件電路原理圖。

3.5基本的參考圖表匯編。

4近一屆學生機電一體化課程設計進行情況

4.1教師配備

近一屆機電專業學生，每屆有四個班進行機電一體化課程設計，共配備6名教師；其中有四名為獨立指導教師，兩名為輔導教師，為培養新的指導教師儲備力量。

4.2指導書的使用及設計過程

設計學生和指導教師每人一份機電一體化課程設計指導書。教師按照要求寫出機電一體化課程設計任務書，并經研究所長審查后發給學生。設計題目主要有CA6140普通車床數控化改造設計、C6132普通車床數控化改造設計。在同一個題目的學生中，要求設計進給軸部件時，一部分學生設計X軸進給部件，另一部分學生設計Z軸進給部件。整個過程根據設計任務書的題目、要求和機電一體化課程設計指導書給出的設計步驟、方法，先進行總體方案設計，再進行機械傳動部件設計，最后進行CNC硬件電路設計。整個過程經過了機械、電子兩方面的訓練，實現了機電結合，達到預期效果。

4.3填寫指導日志

教師在指導設計的過程中，及時填寫指導日志，記錄設計中的難點、問題，并進行小結。

5本文總結

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【關鍵詞】高校；機電一體化；課程設置

在我國機電一體化這門學科發展始于1970年以后，一開始它作為一種工程技術應用在機械、自動控制、信息等領域，作為一種多學科融合的專業，體現出了它的強大的影響力，同時它作為一個交叉學科經歷了幾十年的發展已經取得了不小的進步，在這幾十年里通過學科的融合、技術的創新等持續發展機電一體化產品由單一逐步發展到了擁有一大批大型設備甚至大型成套設備或系統。這一系列的發展不僅豐富了機電一體化的產品，其中最大的作用是不斷的推動了我國經濟的發展，給人類的生活帶來了方便。進入21世紀以來，一些高科技迅速發展起來，特別是在機械、電氣、微電子、信息技術等領域都保持著迅猛的發展勢頭，然而這些領域都和機電一體化有著密不可分的關系，因此機電一體化的發展對我國的科技發展有很大的推動作用，目前看來機電一體化的發展方向是小型化、輕型化、高精度、高效率集成化的發展。

1機電一體化技術在我國的應用

我國的機電一體化技術發展相對較早，一開始主要是在數控機床上有所應用，其主要是把一些程序放在一些芯片上，然后通過讀片機對程序進行讀取，然后再執行，這一系列的過程相對較慢。目前這種應用幾乎被淘汰，隨著科技的不斷進步，機電一體化的發展開始朝著新型化、小型化的發展，使得一些系統的結構、功能和精度上都有很大的提高，也就是一臺機床基本上可以完成很多獨立的工作，同時還能夠檢測出各個部件的損傷程度，包括一些刀片的破損情況也能夠被識別出來。這一系列的功能都離不開計算機，其中包括計算機集成制造系統、計算機輔助設計系統等等。在我國機電一體化在汽車領域應用的十分廣泛，除了應用在汽車的各個零部件以外，還包括一些高科技的系統也應用到了機電一體化，包括車身穩定系統、防抱死系統、安全氣囊等等，這些系統使得汽車在使用的過程中變得非常方便，同時也使得汽車的各種性能都顯著的提高。機電一體化技術在家用、辦公電器力而更是得到迅速的發展，復印機，掃描儀、數碼照相機、攝像機、變頻冰箱、空調、電子體溫計、血壓計等等。給人們的生活上作帶來極大的方便，機電一體化技術在我國許多煤礦也得到廣泛應用國產的以計算機為核心的電牽引采煤機、全數字直流提升機己占領國內市場，我國己能生產用計算機監控的掘進機、膠帶運輸機、礦井供電設各等另外煤礦安全生產監控系統、膠帶機集中控制系統、礦井生產過程自動控制和信息化管理、圖像監視井卜關鍵設各和主要上作地點、調度室的裝各實現數字化、計算機網絡管理系統在生產調度、則務、人力資源、設各、銷售及辦公自動化都得到了普遍應用為煤礦生產實現高安全、高可靠高效率和高效益提供了保障。

2高校機電一體化課程的重要性

機電一體化技術是現代工業的基礎，是機械、電子和微電子等技術相互滲透、相互結合形成的現代化高新技術，是其目的是運用機械、電子、液壓、氣動、信息等方而的知識和技術，來解決生產過程中的技術問題，提高產品性能及自動化程度，是高等學校機械、機械制造及自動化等專業的莘莘學子應該掌握的技術。

3高校機電一體化課程設置的要求

3．1課程設置需滿足市場需要，體現優化綜合能力

高校在設置機電一體化專業時要綜合考慮，其中最重要的就是社會的需求量，社會沒有需求開設專業是沒有就業方向的，除此之外還要考慮一些行業的需求和各個工作環境的特點等等。只有全面的了解了這些狀況，才能根據這些狀況來開設具有特色的機電一體化專業。開設課程以后，還要根據機電一體化本身的實踐性特點，充分的把理論和實踐結合在一起，保證理論課學時的同時又不耽誤學生的實踐時間，同時在學生學習理論知識時要把一些公司的用人標準以及到工作崗位上以后應該掌握的一些標準進行專門的講解，這樣才能讓學生為以后的工作打下基礎。由于市場經濟下的一些公司的發展非常迅速，在市場不斷變化的同時高校也要不斷的跟進市場的變化，要辦成隨市場變化而變化的教育模式，這樣才能讓學生貼近市場的需求，高校只有圍繞著這個理念才能使得學校的機電一體化專業越辦越好，才能滿足市場的需求。目前人才市場也有了不同的改變，很多用人單位開始慢慢的把學歷選擇變成能力選擇，目前很多用人單位都非常欣賞一些操作能力強的人，同時這個標準也是他們選擇人才的標準，因此在設置機電一體化這個專業時要把理論操作嚴格的、科學的進行分配，分配好各個階段需要做的任務，并且能夠在實習的過程中找出問題、分析問題、解決問題，只有這樣才能不斷的輸出一些動手能力較強的人才，才能使得機電一體化專業越辦越輝煌。高校要嚴抓實踐課的開設，利用實踐才能夠讓學生真正的理解理論知識，這是教育部提倡的教學方法，只有這樣才能不斷的發現理論學習中的問題，然后再解決問題。

3．2加強研究，搞好教材編寫工作

縱觀現在的機電一體化教材，很多都是一些理論性極強的教材，往往這種教材很難吸引學生的注意，根據調查顯示大多數的學生都愛好實踐，然后企業中需要的就是動手能力強的人，學生又喜歡動手，那么為什么不為他們準備一本實踐教材呢?這是高校在編寫教材時的問題，也就是說編寫教材要根據學生的喜好去編寫，不要盲目的編寫，盲目的編寫往往適得其反。因此教師在編寫教材時要充分的去了解學生的意見，和學生進行交流，這樣才能編寫出更加實用的教材。同時一些課程設置不科學、教材陳舊的狀況也要不斷的進行更新。

3．3加大機電一體化課程實踐性教學設置

3．3．1課內實踐的開設必須有效、實用機電一體化是一門實踐性較強的專業，因此在開設的過程中一定要保證它的實踐性，保證開設的有效和實用，同時還要保證實訓室的可用性，要把理論課與實訓課的比例達到1比1，這樣才能充分的鍛煉學生的動手能力。在教學的初期要對專業課進行詳細的分析，然后確定這門課程需要掌握的知識和一些必要的操作項目，然后再進行一些實驗室的建設，這樣能夠保證學生學習的知識都能夠在實驗室體現出來，這樣就可以充分的把理論和實踐結合起來，充分的加強的學生的動手能力。還要積極的與企業協調不斷的引進企業的一些標準進行現場教學，這樣能夠讓學生了解到一些先進的機電一體化產品的設計，才能加強理論和實際的學習。3．3．2采用多樣化的教學途徑學生就業是學校辦學的唯一的方向，那么要想學生就業好就必須加強校企合作，只有這樣才能讓學生了解企業的一些情況，學校可以邀請企業的一些機電一體化工程師到學校進行授課，這樣他們可以把企業中的一些先進的機電一體化的知識傳授給學生，同時也能夠讓老師認識到目前機電一體化發展的進程。還可以利用一些假期的時間要求學生到企業參觀或者是頂崗實習，可以根據實習的項目寫一些實習的體會，學校可以根據一些特殊情況給予學生一些學分，這樣采取一種鼓勵的方式才能讓學生真正的去工廠實習，保證學生的社會實踐能力。機電一體化是多學科交叉的專業，它所涉及的技術十分廣泛，如果想要更加深入的研究機電一體化就必須全面的掌握這些技術。教學過程中還要引導學生綜合的運用，把機電一體化的一些學科相互融合，把涉及到的知識都運用到實際的應用中來。

4結語

綜上所述，高校的機電一體化的教學必須面向市場，要根據用人單位的需求進行培養，同時還要積極的聯系校企合作，這樣才能讓學生了解需要學什么、怎么去學，還要定期的把學生送到實踐崗位上進行綜合的訓練，這樣才能奠定機電一體化課程設置的基礎。當然機電一體化的課程設置不是一時的，它是一個長期的過程，這就需要老師、學生、企業三者進行相互的交流，不斷的改進才能保證機電一體化專業不斷發展。

參考文獻:

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關鍵詞：高職；課程體系；職業能力

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）52-0233-02

職業教育課程體系的建設一直以來是高職機電一體化專業教學改革的重點所在，其原因主要是擺脫不了傳統的高職教育的基本模式，將整個學習過程分為：基礎課、專業基礎課、專業課。從本質上沒有根本的改變，其目的是希望通過第一階段基礎或稱通識教育的學習，為后面的專業理論學習打基礎，其后的專業理論課學習為后面的實習做準備。按這種模式建立的課程體系很容易造成理論與實踐的脫節，當學生學習理論時，由于缺乏實踐的支持，難以深刻認識到理論的實用價值；當學生進人實習階段時，又因理論掌握不牢固而不能運用理論解決實際問題。因此，傳統的課程體系結構已不適于高職教育的培養目標。

一、專業培養目標的定位

機電一體化技術專業人才主要是從事機電一體化技術的應用，實施已完成的設計、規劃、決策并轉化成產品，在生產第一線上工作。學生畢業后必須具備一定理論水平和較強實踐能力的掌握計算機在機械產品設計和制造中的應用，從事機電設備安裝、調試、維護、改造及機電一體化產品與技術的開發、應用、管理的一專多能的，具有組織和領導工作群體的能力，而且對理論和智力技能的要求不斷變化和提高，并能了解機電一體化最新技術發展動態的高級技術型人才。

二、專業教學內容與課程體系的確立

根據培養目標、職業教育規律和技能人才成長規律，緊密結合生產過程，深入實施產學合作，提出具有前瞻性和啟發性的能并行構建職業核心能力和崗位核心能力的課程體系建設思路，從教學內容上進行全面的整合，在整合中力求先進、科學，能及時反映本專業領域的最新科技成果，并緊密結合勞動部門職業技能鑒定要求，重組課程內容。在課程體系設置中，主要從以下幾方面著手：①依據培養目標分解成相應的職業能力，確定職業能力所對應的知識和能力，配套以實現這些知識與能力所需的課程的教學內容和實踐教學環節。②對教學內容和實踐教學環節進行整合優化，加強相互間的聯系和銜接。③理論教學與實踐教學相互滲透。④課程內容由單一學科的完整性向多學科的綜合性轉化。在課程體系的設置中，以“學生發展為本”為目標，形成有利于學生個性發展和創造力培養的課程體系把學生的發展與社會的發展需要在根本利益和價值體現上統一，以促進全體學生人格的全面發展、學生個性的發展和學生在原有基礎上的可持續的終身發展。以能力培養為主線的專業知識、職業素養、職業能力、職業資格鑒定“四位一體”培養過程涉及的知識與技能課程體系及模塊通過有機整合進行優化，同時設置綜合素質培養、興趣和創新能力提升的相關第二課堂的課程，兼顧畢業升學等可持續發展的課程。

三、課程體系的推行實施

職業核心能力課程體系的構建，基于學生的心理特點、基礎學力及思維能力、實踐能力等方面的情況，將培養目標分為三個層次，這些層次之間呈逐級銜接提升的聯體結構。第一層次是職業基礎培養階段。主要目的是通過學習和訓練，使學生掌握一定的專業基礎知識和專業基礎技能。第二層次是職業素質培養階段。此階段安排在第3、4、5、6、7學期。通過專項工作項目和培養學生的職業專項技能和延伸技能，按照企業工作崗位要求制定工作項目，通過對學生進行專業知識與專業技能培養，以專業技能培養為載體，有機融合職業意識教育和職業道德教育，強化職業價值觀和職業責任的訓練，重點養成良好的職業習慣，進行職業生涯規劃與實施。第三層次是突出專業技能培養。本階段安排在第8學期，學生在企業的工作崗位中，綜合運用所學的專業知識和專業技能完成工作崗位任務，不斷積累機電設備的維護、維修經驗。

四、結合職業資格鑒定開發的課程內容

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關鍵詞：機電一體化；數學建模；項目教學

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

在高等教育進入普及化的今天，應用型人才越來越受到社會的重視。所謂應用型人才，是指面對實際問題，具有解決實際問題能力的人。工程問題錯綜復雜，如何在教學中培養這種能力呢？關鍵就在于讓學生搞清“模型”的意義。因為“模型”反映的是事物的本質，是對客觀事物的近似描述。我們要引導學生提出“模型”，通過抓“模型”，教給學生提出問題、分析問題、解決問題的方法。

機電一體化系統設計作為機械制造及自動化本科專業的專業課程，是對基礎課、專業基礎課等知識內容的綜合應用，是理論與工程結合的前沿課程。目前按照知識體系劃分的教學模式，往往造成學生雖然學習了各個模塊的知識，但因缺乏對工程對象的總體認識和把握，使得在系統層面上的設計和應用能力較弱。為此，筆者圍繞應用型人才的培養目標，結合南京工程學院在應用型人才培養方面的教學改革實踐，探討在機電一體化系統設計課程教學中，融入數學建模和項目教學兩種方法，在項目任務中加強數學建模和數字仿真分析的內容，培養學生提煉模型，通過模型分析、解決實際工程問題的能力。

1 機電一體化系統設計課程分析

機電一體化是機械工業的發展方向，但機電一體化系統設計是機械技術和電子技術的有機融合，以此實現系統構成的最佳化。如果按照知識體系劃分進行教學，每個知識模塊的內容都不能深入探討，教與學都是蜻蜓點水，而且知識模塊之間的銜接脫節現象比較嚴重，在最后的應用案例講解時，學生基本只能被動接受，至于為什么這樣設計或這樣的方案是否最佳普遍比較模糊。如何引導學生從總體上進行系統分析和設計是這門課教學探索的第一個基本點。

另外課程的教學內容在很大程度上受到了教材的限制，而且技術性的課程如果沒有實際的操作，教學很容易陷入教師主導的“空對空”局面，教師對著多媒體講，學生對著多媒體聽，一起紙上談兵。所以如何改革教學內容、教學方式，發揮學生學習的主動性是教學探索的第二個基本點。

針對以上分析，筆者提出綜合數學建模和項目教學兩者特點的教學改革措施，增加項目教學內容，重點引入“系統”的概念，引導學生運用系統的觀點對項目任務進行數學建模，進而分析解決問題。

2 教學方案設置

我們根據機電一體化系統設計課程特點，設置了以項目任務為主，以知識精講和自學自研為輔的教學方案。

(1)知識精講。以知識體系為主線，精講內容少而精，引導學生多角度、深層次地理解課程內容。精講以教師為主，重點是課程內容中知識模塊之間的銜接融合部分。這部分交叉內容往往是學生學習的難點，通過點的精講，以點帶面，達到知識的融會貫通。例如在講授執行裝置和機械系統兩部分內容時，略去執行裝置和機械系統本身的結構和特性分析，突出講解執行元件與機械系統結合中的問題，像機電系統的慣量匹配就是一個難點。為了講清這個問題，可以從學生已知的牛頓定律入手，進行對比分析，了解慣量匹配的目的是為了更好地實現系統的穩定性和快速性。此外考慮到理論理解的難度，可以利用多媒體播放慣量匹配對加工精度影響的實驗，將抽象問題形象化、具體化。

(2)項目任務。項目任務以學生完成為主，但任務的設計要求教師精心準備。項目都來自工程實際，需經過提煉整理才能達到教學目的，要求設計出項目任務知識覆蓋面廣，能貫穿課程的大部分內容，更重要的是要體現“系統”的概念，引導學生用系統的觀點分析問題，建立數學模型。模型不能太簡單，要體現數學建模的反復過程：即“項目分析―模型提煉―系統建模―軟件求解―結果分析―模型修正―應用”。基于上述目標，我們設置了“數控機床半閉環伺服進給系統設計”的項目任務，要求各個小組首先設計搭建一個單滑臺的半閉環伺服進給系統，然后按照物理系統建立運動控制性能的數學模型，以模型計算結果和實際系統測量結果的偏差為考核依據。項目開始就提醒學生要注意從系統的層面上分析影響運動控制性能的因素，既包括控制系統，也包括伺服系統，還包括機械系統。尤其是機械系統不能簡單地只考慮無阻尼自然頻率和阻尼比對滑臺動態特性的影響，還要考慮到滾珠絲杠的間隙、滑臺的摩擦等非線性因素的影響。指導學生在系統模型建立之后通過與實測結果的對比，反復修正數學模型，調整物理系統，搞清模型的意義，更深刻地認識物理系統的本質。

這樣綜合性的項目任務，學生初次碰到肯定覺得有難度，會占用大量的教學時間，因此項目教學要充分利用課余時間進行集中輔導。另外在課堂教學中適當增加部分簡單案例介紹供學生自學研究和模仿參照，提高學生的主動性和項目教學的效果。

(3)自學自研。機電一體化作為一門交叉學科，課堂講授內容總是有限，安排自學自研，可以開拓學生的專業視野，提高自學能力。首先在教材上打破“學一門課只讀一本書”的現象，引導學生圍繞項目任務研讀幾本推薦教材，然后根據實際需要自主選取所需的教材內容，進行知識構建，教師可以綜合不同學生的知識需要，作為精講內容的補充。另外，根據項目任務的需要，要求學生學會數學建模和相關建模軟件的編程方法，提高工具知識的應用能力。

3 考核方案設置

教學方案的改革要求考核方式也要多樣化。針對基本概念、理論和計算仍采取閉卷考核。但項目任務的完成是團隊協作和綜合能力的體現，這主要通過探索性表現、創新性表現、任務結果以及小組報告等綜合評定。自學自研則以專題報告的方式檢查，安排學生之間的互評。這樣的組合考核方法，既能讓學生以主動探索、積極動手的輕松心態完成知識的學習，又能培養和鍛煉學生的綜合能力。

在機電一體化系統設計教學中，通過項目任務加強學生系統分析和數學建模的訓練，有助于提升學生分析解決實際工程問題的能力。同時教學方式的變革也提高了對教師的要求，因為項目任務源自工程實踐，要求教師不斷地參與科研項目，追蹤學科前沿，隨時更新教學素材。培養應用型人才，教學改革勢在必行，希望通過筆者的探索，推進機電一體化系統設計課程的教學改革，培養出具有解決實際工程問題能力的人才。

參考文獻

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關鍵詞 機電一體化系統設計 工程應用 創新能力 實踐能力

中圖分類號：G420 文獻標識碼：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

機電一體化系統設計涉及機械、電子、計算機、自動控制及信息處理技術、系統工程、檢測傳感技術、伺服傳動技術等多學科領域，是機械工程專業學科課程群中的核心課程。本課程技術含量高，內容更新快，要求學生能綜合運用機械、電子、控制與信息處理等多學科的知識，完成對系統的分析、設計、優化等一系列過程，具有很強的綜合性和工程實踐性，相比其它專業課程而言，課程建設和教學改革面臨更多問題，具有更大難度。

目前課程建設中存在的主要問題有：①教學內容過分側重于工程科學理論知識的灌輸，缺少工程分析設計的實踐過程，遠遠不能滿足工程應用要求；②教學模式基本還是傳統的以教師傳授知識為主，學生被動學習的模式，“以教師為中心，以課堂為中心，以書本為中心” 的單向灌輸式教學模式方法仍然占據主導地位，學生動手解決實際工程問題的機會很少。以上問題使得學生理論知識與工程實踐相脫離，實踐能力和創新能力薄弱，不能適應現代化經濟建設和工程技術發展的要求。

1 課程教學改革研究

我校自1999年開設機電一體化專業方向以來，一直對《機電一體化系統設計》課程建設和教學改革進行了不斷的探索，現將教學內容和教學模式改革的過程小結如下：

1.1 教學內容改革

高檔數控機床和基礎制造裝備是《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》16個重大專項之一，也是國家振興計劃的重要組成部分，因此在教學內容設置上，緊跟這一重大決策，響應國家戰略需求，將典型的機電一體化系統――數控專機系統設計專題作為主要內容，在前續課程所講授的理論知識和工程應用實例基礎上，教師指導學生結合工程實例，對機電一體化系統，特別是數控專機系統的設計過程進行較系統完整的學習，并循序漸進地進入實際設計過程，并最終完成數控專機的方案設計和優化、各元部件選型、軟件流程圖、電氣原理圖等所有理論設計和功能模塊細部設計過程。教學所用的工程設計案例大部分來自學校教師所承擔的實際科研項目，如數控電焊專機設計、錐齒輪傳動質量智能檢測分析系統設計、數控彎管機控制系統設計等，避免了空泛地照搬教材進行照本宣科，而是由教師指導學生在設計過程中自主查閱、了解相關知識，進一步掌握相關技能，并將所學所得結合實際設計過程進行鞏固，在此過程中，教師將自己的設計思路、方法和經驗毫無保留地對學生進行傳授和討論，從而實現對學生自學能力、創新能力、實踐動手能力等機電復合型工程技術能力的培養。這對于在校學生來說是非常難得的學習和實踐的機會，也真正體現出課程面向社會需求、面向工程應用的實質。

1.2 教學模式和教學方法改革

本課程是一門面向工程應用，分析解決實際工程問題，對“系統”進行“設計”和“整合優化”的專業核心課程。因此在教學中指導學生始終要以系統工程的角度出發，以整體全局性的高度，對所設計的數控專機進行化整為零、化繁為簡的分析，將一個大系統的設計任務分解為各個子系統乃至各個單獨的功能模塊和功能部件的設計和選型，再經過接口設計，將各功能模塊有機地融合在一起，組成一個整體性能高于各部件之和的完整系統。

在教學過程中，始終堅持面向工程應用，以學生為主體的模式，課堂時間主要用于重要理論和技能、關鍵問題和練習作業的學習和討論，其余所需知識技能交由學生課后通過圖書館、網絡等查閱設計案例、論文、產品技術手冊等相關資料和自學完成，同時學習運用一些常用設計工具，并通過作業和小組討論等方式進行鞏固，有疑難問題可提出并在全班進行討論，最后在教師指點下得出正確結論。這種以具體工程設計任務為教學主線的方式讓學生明確意識到課內外所學知識技能在實踐生產中大有用武之地，認識到教師布置的作業均是完成設計任務必需環節，從而大大提高了學生的學習積極性，使其在課堂上的注意力非常集中，課后能根據任務所需而主動自發地進行學習和討論以完成任務，而不再像以往那樣由于不明白所學知識具體有何用處而造成理論和實際脫節，甚至產生忽視和厭學心理。在此過程中學生逐漸認識到自己理論知識上的薄弱點和缺少的實踐經驗，有針對性地學習參考相關理論知識和前人的方法經驗，彌補以往知識技能系統的缺失環節，并能及時將所遇到的問題及心得體會在課內課外與教師和同組同學進行交流討論，最終較系統完整地完成對各相關知識和技能進行總結，并在工程項目中綜合應用的過程。

本課程是涉及到機械、電子、控制、信息等多學科知識和技術的一門交叉課程，在課堂教學環節，普遍出現的情況是將本課程作為前續課程中“機”、“電” 、“控制”等學科知識的簡單組合和回顧，導致本課程應具有的系統性、綜合性、實踐性不能體現，與其余專業課程間也無法形成科學合理的承接脈絡。改革教學模式和方法后，以整個工程設計過程為主線，將所涉及到的各學科關鍵理論知識，進行系統性邏輯性的梳理，形成清晰的脈絡和層次，并指導學生在完成設計任務的過程中，有意識地綜合運用所學知識、工具和技能，達到學以致用的目的。

例如，在講授“機械子系統設計”章節時，把握住“各子系統有機融合”這一本質，讓學生不僅掌握書本上陳述的對機械系統的性能要求等知識點，更要明白這些要求的提出不是孤立地從機械系統本身穩定性、快速性、準確性等性能指標出發，而更要從控制系統、伺服驅動系統與機械系統有機結合的角度來看待。通過運用經典控制理論中的時域分析和頻率分析兩種方法，了解機械系統參數中系統阻尼比和無阻尼固有頻率這兩個最基本的參數，對機械系統參數變化引起的控制性能變化的過程、原理進行分析推導，同時通過課堂上采用MATLAB對系統進行設計與仿真的實例演示，使學生了解這一控制設計領域的經典工具，經過教師指導和課后自學，掌握該軟件的基本使用方法并在設計中加以運用，從而將控制工程領域的相關知識、技能與機電一體化系統設計任務緊密聯系起來。

又如，在進行“伺服驅動系統設計”章節的教學時，通過課堂討論和課后作業，讓學生將伺服驅動器、變頻器等驅動系統，以及交直流伺服電機、步進電機、力矩電機等常用伺服電機的性能、特點、應用場合、性價比等主要指標逐一進行分析和比較，針對數控專機任務要求設計合適的驅動方案，并查閱技術資料，完成電機選型計算以及電機與驅動器的接口設計，從而將前續課程所學的機電控制知識通過設計任務進行系統完整地運用。

再如，在“控制系統設計”環節，教師通過簡要講解和演示PLC梯形圖編制、單片機編程和仿真、VB/VC++或LABVIEW等高級語言編程驅動運動控制卡等控制實例，使學生了解各控制系統的軟、硬件組成及其設計過程和設計方法，課后自行查閱資料，對各種控制系統的優缺點、最新應用現狀和發展趨勢進行分析總結，設計出合適的控制方案，并在課堂演示實例基礎上，學習運用相關工具，進行初步的控制系統軟、硬件設計。

運用以上教學模式和方法，使學生在系統性地了解基礎理論和技術的基礎上，迅速地掌握關鍵理論知識和必要技能，并有效地在工程設計項目中加以應用，在培養學生自學能力、創新能力和理論聯系實踐的能力方面頗有成效，為其今后的工程應用和技術研究工作打下了良好的基礎。

2 結論

我國政府在2006年初已將建設創新型國家確立為一項重要的戰略目標，高質量的工程科技人才正是建設創新型國家的重要力量。我國高校機電一體化專業必須積極面向社會的迫切需求，以培養能滿足產業需求、具有較強創新能力和綜合能力的機電一體化科研技術人才作為最重要的工作目標。本文對機電一體化專業的核心課程――機電一體化系統設計的課程內容建設和教學模式方法改革進行了探討，提出了面向產業需求、面向工程應用、以典型機電一體化系統――數控專機設計過程為教學主線，以學生為主體，以學生參與實際設計的過程為教學重點等改革措施，以期逐步構建科學合理的課程內容體系和教學模式，實現培養學生的工程素質、提高學生實踐能力和創新能力的目標。

基金資助：重慶市重大教改項目“以培養學生工程設計能力為目標的機械工程系列核心課程教學改革研究與實踐（09-1-005）”

重慶理工大學高等教育研究立項項目 “《機電一體化系統設計》課程教學改革研究（2010009）”

參考文獻

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教育部[2011]12號文件明確要求高職教育以培養高端技能型專門人才為主要任務，強調進一步深化工學結合等人才培養模式改革，鼓勵探索建立“校中廠”、“廠中校”等形式的實踐教學基地。該文既反映了我國目前高職教育與企業的結合程度不高，尤其是直接面向企業崗位群的實踐教學基地嚴重欠缺的現狀，也為高職實踐課程的開發及實訓室的建設指明了方向。

一、本課題的背景及現狀分析

機電一體化是一個寬口徑專業，隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得了前所未有的發展，成為一門綜合系統技術、計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術的交叉學科，應用范圍也愈來愈廣。機電一體化技術的性質決定了其在高職院校面臨兩個主要問題：一是該技術的綜合性及復雜性帶來的理論與實踐如何有效結合的問題；二是該技術應用領域廣泛，就業崗位群大，由此帶來的技能培養如何兼顧廣度與深度的問題。目前，高職院校機電一體化專業的很多課程和實驗還是從相應的本科專業遷移下來的，注重理論的系統性但缺乏直接面對崗位需求的針對性實踐課程及相關實訓室，加上專業方向眾多，導致前述兩個主要問題一直沒有得到很好的解決。因此，如何探索工學結合培養模式方面的豐富經驗，面向崗位需求，開展機電一體化實踐課程開發及實訓室建設研究有著深厚的現實意義和推廣價值。

二、促進教學工作，提高教學質量的作用和意義

開展針對機電一體化專業崗位需求的全方位、多層次的調研活動，對進一步明確專業培養方向，優化專業課程體系可以起到直接的促進作用；針對校企合作企業的具體崗位需求，開展實踐課程開發及實訓室建設研究，有效提高教師理論與實踐相結合的能力；通過實訓項目的開發及情境項目式教學的實施，極大提高學生的專業學習興趣和動手操作能力，滿足企業對學生操作技能的要求；通過面向崗位需求的實踐教育活動，完成部分學生直接進入校企合作企業工作的零距離過渡；通過上述工作的開展與實施，探索面向崗位群進行實踐課程開發及實訓室建設的一般模式并加以推廣。

三、具體研究內容及對象

對用人單位和相關市場需求進行調研和考察，研究用人單位在機電一體化專業領域的管理模式、技術現狀、對人才的需求層次及規格等相關信息并對校企合作企業的崗位需求（如工作流程、技術要求等）進行重點研究，以此作為實踐課程開發及實訓室建設的重要依據。著重加強實踐課程的開發建設（包括課程標準的編制、教學資料開發準備等），實訓設備調研及采購申請；相應教學方法及教學手段的研究，以面向崗位需求的情境項目式教學為主要研究方向。課題實施效果反饋研究，并在此基礎上探索具備普遍意義的面向企業相關崗位群的實踐課程開發及實訓室建設模式。

四、達到的目標

（一）進一步明確經濟社會發展對本專業畢業生的在目標企業的崗位需求及職責任務；

（二）優化要達成專業培養目標所必須具備的實踐教學體系及實施模式；

（三）完成能夠面向企業崗位需求的實踐課程開發及實訓室建設研究；

（四）進一步解決本專業目前普遍存在的理論和實踐結合不夠緊密及技能培養廣度

和深度難以兼顧這兩個主要問題；

（五）探索一種具備借鑒意義的面向企業相關崗位群的實踐課程開發及實訓室建設模式。

五、解決的關鍵問題

機電一體化專業適應范圍廣泛，專業方向眾多，不同的崗位需求既有專業共性，同時又是千差萬別，因此，相關崗位群的調研及需求分析是首先要解決的關鍵問題。機電一體化專業實踐課程的開發及實訓室建設既要滿足技能培養廣度的需要，同時還要解決所面向的崗位群特定的深度需求。情境項目式實踐課程的開發必須更好地解決復雜的專業理論與學生相對薄弱的學習基礎之間的矛盾，解決在有限的教學課時中完成大量的技能訓練項目的矛盾并且通過課題的研究與實施，進一步提高本專業的理論課程與實踐課程的結合程度，實踐課程與社會需求的結合程度，使得“雙結合”更上一個新臺階。

六、本課題的特色、創新及推廣應用價值

（一）特色

充分體現了以崗位需求為目標，以就業為導向的人才培養理念，將實踐課程的開發和實訓室建設與企業的具體崗位需求緊密結合，通過實踐課程體系的優化與實施實現學生從學院到就業崗位的無縫對接。

（二）創新點

立足工學結合培養模式，面向崗位需求，以企業相應崗位的工作內容定制實訓項目，并以此為依據指導實踐課程的開發及實訓室建設。

七、結論

隨著各項科學技術的的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得了前所未有的發展，成為一門綜合性的交叉學科，應用范圍也愈來愈廣。那就意味著高職機電一體化專業的學生要成為合格的“高端技能型專門人才”的難度也更高，為了實現這一目標，最有效的解決辦法我認為就是要加強實踐課程開發及實訓室建設，讓學生們目標明確地并且能有更多的動手機會，在學校實訓室里就能學到外面的先進技術，只有這樣才能從容面對日益嚴峻的就業壓力，今后才能有更廣闊的發展前景。

參考文獻

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[4]李建.高職院校實訓基地建設若干問題研究，.

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【關鍵詞】電子商務規劃與應用課程　“虛實結合、三位一體”　立體式　項目化　教學設計

【中圖分類號】G　【文獻標識碼】A

【文章編號】0450－9889(2012)03c－0129－02

電子商務規劃與應用課程是高職電子商務專業的一門核心課程。傳統教學設計的弊端主要表現為以下幾個方面：實踐教學以模擬和驗證為主，針對性和時效性不強，學生很難真正產生企業工作的職業技能、真實感受和應變能力；以知識為本位，注重傳授科學知識和理論，教學內容的設計不能較好地體現職業性和實用性；教學方法上以教師、教材為中心，學生多數處于被動學習狀態，學習積極性不高。這些問題影響了電子商務規劃與應用課程的教學質量，無法滿足高職電子商務專業高端技能型人才培養的要求，必須進行改革。

一、課程教學設計的理念

針對上述教學設計弊端，廣西水利電力職業技術學院對電子商務規劃與應用課程進行改革，課程設計以培養學生“網絡貿易活動能力、網上創業策劃能力和中小企業電子商務應用方案的規劃設計能力”為核心，以校企合作、工學結合的模式進行工作項目和工作任務設計，基于完整的職業行動和崗位工作任務設計、序化教學內容，突出以學生為中心的教學理念，以“虛實結合、三位一體”的立體式項目化教學設計實現課程的教、學、做一體化。

二、“虛實結合、三位一體”立體式項目化教學設計方案

(一)校企合作，設計雙線并行的課程項目。課程團隊與行業企業深入研討、密切合作，在教學設計上確立以培養學生職業能力為主體的課程教學目標，通過課內“中小企業電子商務應用策劃”和課外“網上創業策劃”兩個全真項目雙線并行的課程項目，把項目運作所需知識和技能與教學內容有機結合，把課堂教學與崗位操作有機結合，項目實施貫穿整個課程教學活動過程，實現對學生中小企業電子商務應用方案的規劃設計能力、網絡貿易活動能力和網上創業策劃能力三項職業能力的培養。其中，中小企業電子商務應用策劃項目為課內項目，以真實企業――廣西南寧正海商貿公司的電子商務應用為背景，要求學生為該公司設計電子商務應用的策劃方案。課內項目由教師指導學生在課內一起完成，項目的實施涵蓋課程所有的教學內容，滿足課程教學的培養目標。網上創業策劃項目為課外項目，要求學生選擇校企合作企業產品或自行選擇產品，在校園電子商務平臺“天天來店”網站上進行網上創業策劃。課外項目由學生在課外獨立完成，項目的實施是課程能力目標――中小企業電子商務應用方案的規劃設計能力的遷移，培養和提升學生的網上交易和網絡營銷能力。

(二)根據課程職業能力培養目標，基于崗位工作任務設計和序化教學內容。按照基于工作過程系統化的課程開發體系，基于企業電子商務應用的真實工作流程，創設真實企業背景下的教學情境，序化教學任務模塊，使課程設計更加貼近企業應用。

中小企業電子商務應用策劃項目要求學生能夠針對中小企業經營特點和目前的網絡營銷環境，以團隊為單位，為中小企業電子商務應用進行方案策劃(包括行業調研分析；企業電子商務交易模式及建站方案選擇；電子商務安全方案、資金流方案、物流方案設計；網站注冊備案等)，撰寫可操作性強的中小企業電子商務應用策劃書。具體如表1所示。充分體現電子商務領域的前沿技術和發展思路，為學生的專業學習打下堅實的基礎。同時注重學生對電子商務項目規劃等方面知識的學習，分階段分層次地將電子商務領域的最新理論、方法、技術融入其中，保證課程體系的完整性和前瞻性。

(三)依據課程設計理念，創新“虛實結合、三位一體”的立體式項目化教學模式。在課程教學中，使用“三位一體”教學系統開展立體式項目化教學，虛實結合，仿真全真并用，使學生全方位多角度地開展電子商務應用實踐。

“三位一體”是指以使用國家助理電子商務師實驗平臺、互聯網電子商務平臺(如阿里巴巴網站、淘寶網站等)和校園電子商務平臺“天天來店”網站三種教學系統有機結合的模式開展項目化教學。“虛實結合”是指虛擬仿真和真實全真實訓平臺結合應用。具體來講，電子商務規劃與應用課程融人工作過程導向的教學理念，采用仿真電子商務教學軟件(即國家助理電子商務師實驗平臺)，模擬電子商務企業業務流程，建立具有虛擬現實效果和仿真實訓效果的教學環境。利用該平臺，學生可進行認知性電子商務應用操作訓練，通過仿真環境下電子商務企業的實際過程進行業務操作，切實感受現代電子商務企業的具體工作流程和業務走向，真正認識電子商務企業中的各個工作環節和職能，為從事真實的電子商務應用工作奠定良好的基礎。

利用互聯網電子商務平臺，充分應用互聯網絡資源，學生可以根據真實企業項目背景完成課內項目的實踐操作訓練；與阿里巴巴(中國)教育科技有限公司、廣西南寧正海商貿公司、廣西南寧梭爾網絡科技有限公司等企業合作，構建“天天來店”工作室，結合校園電子商務平臺“天天來店”網站，在校內營造真實的電子商務工作環境和完整的電子商務體驗環境，通過公司化的運作機制吸引和引導學生參與真實電子商務項目的策劃、運營和管理工作，完成課外項目的實戰操作訓練，實現學習與工作情景一體化。具體如圖1所示。

(四)采用項目教學五步法組織課程教學。在每一項目教學中，課程采用五步法進行組織設計，實現“教、學、做”一體化深度融合，即提出任務－討論學習－應用訓練－成果展示－評價提煉。具體如圖2所示。

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關鍵詞 機電一體化技術；課程定位；教學改革；實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2013）21-0139-03

機電一體化課程是一門以精密機械技術為基礎，綜合電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術為一體并應用到實際中去的高技術學科，是機械工業發展的必然方向。為了適應科學技術的高層次發展，緊跟國際化科技的潮流，河南機電高等專科學校機電專業在初創時期，特別強調“機電一體化技術”課程模塊的設置與教學，并且對于這種側重于實踐應用和變化較快的課程內容，為了能夠及時跟蹤學科的前沿發展，使得學生的學習更具有時效性，還把它設置為機電一體化創新設計課程，并且選擇北京理工大學長期從事機電技術學科教學和研究的張建民教授撰寫，高等教育出版社出版的《機電一體化系統設計》一書作為教材，借以促進機電一體化技術課程教學中學生學習興趣的激勵和教學教法的出新。

1 “機電一體化技術”教學課程的定位

把“機電一體化技術”課程設置為模塊化教學課程，不僅因為它是“機械制造及自動化”專業課程體系中的主干專業課程，而且對于這種機電一體化屬性的課程內容，學生有興趣和渴望掌握相關領域前沿應用的攝取能力，使其有助于今后的學習并及時為就業和機電產品開發應用服務。在前期的相關課程教學中，學生對“機電技術類”課程踴躍選修，“全國大學生機械電子設計競賽”連年參與人數在百人左右，足以表明學生的這種興趣和渴望。

“機電一體化技術”課程作為機械技術與微電子技術的新興交叉學科，融合了機械技術、電子技術、信息技術等多種學科的技術基礎，體現了“以機為主、以電為用、機電有機結合”的原則。因而，“機電一體化技術”課程的教學內容，也要涵蓋機電技術領域的全部技術基礎分支，使學生全面了解相關學科知識內容，綜觀機電一體化技術發展的必然趨勢。《機電一體化系統設計》一書被認為是國內機電技術學科領域具有代表性的經典論著之一，并在國內許多本科類及高職高專類學校被用作教材或教學參考書。其具有較強的先進性、實用性和權威性，具備了如上各個技術分支的理論基礎，內容豐富、深入淺出、層次清晰、理論與應用并重，能夠將現代機電技術的原理、技術與應用有機結合，良好地引導學生對新知識的渴求。

《機電一體化系統設計》一書除了書本的課程內容之外，還包括相關文獻參考資料電子版以及網絡鏈接學習材料的CD-ROM光盤，為學生提供了一個廣泛的學習空間。作為“機電一體化技術”課程教學的教材，它在提供了知識點齊全、難易度適中的課程內容的同時，還為教學和學習提供了機電產品的設計實例，利于在教與學互動過程中進行實踐應用的檢驗和對機電產品設計的理解，獲得有益的教學效果。

為此，確定“機電一體化技術”課程教學的基本目標定位：通過相關學科知識的學習和掌握，營造師生交流互動的實踐應用設計環境，促使學生系統了解機電技術學科知識，掌握機電一體化產品系統設計方法，鍛煉提高學生“機電有機結合”的實際應用能力。

2 實踐討論教學模式的采用

實施機電一體化技術專業課程的實踐互動模塊討論式教學，不僅能夠使學生在整體把握專業知識的同時獲得理論與實踐的互動理解，鍛煉和提高機電一體化產品設計的系統化思維及應用能力，還將反過來促進學生對先進學科知識的興趣和追求。

機電一體化技術教學就是要營造一種實踐學習及系統應用專業知識的環境和氛圍，但是它應該完全不同于全實驗的專業課程授課。當前，一些教師的實踐互動模塊討論式教學并未起到實際效果，不僅有教師教學方式的缺陷，還有學生自主探究學習方式應用的不足。因而，在這種實踐綜合應用專業知識課程的教學中采用“侵入式”授課，勢必造成學生對專業知識的思維理解滯后以及對知識點整體鏈接思維的障礙，從而影響師生課堂上的交流互動，無法達到促進學生積極學習的目的。為此，必須采用“實踐互動模塊討論化”的方法，充分利用校內機電實驗設備，有序地為學生設置實踐互動模塊討論式的教學環境，針對機電一體化產品功能模塊授課，達到學生對專業課程的逐步接受適應和學習主導性的穩步完成。

“實踐互動模塊討論化”的機電一體化技術教學就是教育者努力創設互動性、參與性的教學氛圍，讓學生“浸泡”于機電一體化技術應用的環境里，潛移默化地提高學生理論應用于實踐的系統思維整合能力。為此，在“機電一體化技術”課程教學中，首先堅持采用教材中的系統知識點，在機電一體化產品為背景的環境中以教材中機電一體化系統設計實例方法及結合科研成果構建學生的學習環境，從而否定了采用課堂講義灌輸式授課的原始方法。在教學過程中，不僅利用教材內容模塊式編輯課程教學課件，采用理論知識與實物對照的講解并設定互動討論式交流，還發揮多媒體教學手段的作用，配備了動畫及音頻的實例演示教學內容，隨時提問和討論知識難點。為了達到與課堂教學的統一，延續課堂教學內容效果，每次課后的習題作業要求學生針對機電一體化實例分組設計完成；并且實驗課程內容采用案例式介紹，實驗報告要求結合科研成果討論解決方案有所創新。最后采用理論閉卷考試（占總成績的60%）、課程設計（占總成績的30%）和平時討論的參與程度（占總成績的10%）三者結合考核，作為最終成績。同時，鼓勵學生參加機電產品創新設計大賽各種活動，獲獎人員的課程設計設定為優秀（90分以上），使得學生對整個課程內容的學習都處于積極主動之中。

通過這種教學方式，試圖培養學生在學習和應用機電一體化技術中了解和掌握如何“用機電一體化系統的設計原理與方法去設計改造機電一體化產品”，并進一步過渡到利用“以機為主、以電為用、機電有機結合的系統思維解決實際問題”。學生通過對專業技術知識的豐富和機電產品設計應用和改造能力的提高，將獲得機電結合型高素質的綜合發展，成為具備走向國際、放眼全球的科技人才。

3 機電一體化教學資源的廣泛挖掘

“機電一體化技術”課程涉及機電技術各個分支學科的原理、技術與應用，每個分支學科都是世界現代高科技領域的一個縮影。根據“機電一體化技術”課程的這一高科技現代化特點，廣泛挖掘利用其教學資源，促進學生技術知識的獵取和實踐能力的鍛煉。

首先，“案例教學”的網絡資源利用。把具有重要學習意義的一些機電技術的原理、設計方法等進行課程模塊劃分，如劃分為機械系統部件模塊、機電執行元件模塊、機電微機控制模塊、機電元部件特性模塊、機電結合設計及改造模塊等，作為課程內容的講述內容，要求學生利用網絡搜索工具，充分進行相關預備知識內容的檢索和復習，并通過機電一體化技術應用案例的檢索，獲取、對比并介紹、討論相關設計案例，深入理解機電一體化系統各要素的聯系。通過這種學習過程的熏陶，學生不僅深入地理解和復習相關的課程知識，還將對課程內容產生濃厚興趣，激發后續繼續學習的潛力。

其次，實踐實驗教學利用。目前，“機電一體化技術”的一些課程內容，已經廣泛應用于各類機電產品中，并且，一些課程內容還是機電技術知識在實際機電類產品中的擴展應用。如數控機床、工業機器人、照相機、蘋果手機、自動打卡機等，更是反映了機電技術的跨學科延伸。因而，充分利用校內實驗教學課程資源的數控加工中心及各類機電一體化實驗設備，結合機電一體化技術在實際生活中的應用實例，為學生提供豐富的機電一體化技術學習參考，將能使學生獲得更為廣泛的學習空間和開闊的知識視野。

再者，結合企業實際進行機電產品的設計改造應用。現代機電技術的發展，導致機電產品革新換代很快。為此，積極聯系當地機電企業，實地考察企業需求，為學生營造企業環境條件，參與企業機電產品的創新設計過程。學生以畢業設計方式進行機電一體化產品的系統設計，教師進行難點指導，以此達到機電一體化系統設計整合思維的訓練和機電一體化技術的實際應用。

4 問題與建議

通過“機電一體化技術”課程實踐互動模塊討論式教學的初步實踐、學生學習的測試以及實踐設計考核，證明學生機電一體化專業知識的運用能力的提高。但是，要達到“用機電一體化系統的設計原理與方法去設計改造機電一體化產品”，還需要教師的悉心輔導；利用“以機為主、以電為用、機電有機結合的系統思維設計機電類產品”則需要更長久的鍛煉。并且，機電一體化技術的實踐互動模塊討論式教學也顯示了一些需要解決的問題。

投入時間多、花費精力大，是學生機電一體化專業課程學習中普遍反映的問題。在教師完成大量的機電一體化技術教學備課任務之后，學生就將面臨對大量機電一體化教學材料的學習過程，預習、復習以及運用機電一體化技術對問題和實驗報告的撰寫，都將耗用學生大量的學習時間。同時，其他課程學習的時間分配又將影響本課程的時間投入，似乎成為一個難以解決的矛盾。因此，實施機電一體化課程教學，必須要求學生加強基礎專業知識的學習，鋪墊好前期知識儲備這一關；同時，考慮到學生的差異，還要采用循序漸進的方法，在課程的初期階段加大相關基礎知識間聯系的介紹比率，隨著課程的進行逐漸加大機電一體化技術應用和學生主導的比例，不斷實施、改進和提高。無論如何，依據教材是必須的。

有必要進行機電一體化教學課程的系列化建設，為其教學提供更為廣泛的實踐培養環境。要使學生具備高素質的知識能力，獲得勇于競爭的意識和潛能，適應未來走向世界的發展需求，必須有充分廣泛的實踐應用氛圍的熏陶。“機械制造及其自動化”專業課程體系中有著許多高科技信息化的課程內容，為了達到培養高素質多技能的科技人才的目的，不但要改進和完善“機電一體化系統設計”課程的教學內容、方法和手段，還要進行系列化的機電一體化技術教學課程建設，為學生提供更為長期廣泛的機電一體化教學條件和學習環境。只有使學生處于良好持久的機電一體化技術環境氛圍中，才能浸染成長為機電有機結合的科技后備力量。

我國高等院校的機電一體化技術教學實踐獲得許多教育工作者的肯定，但是一些理性的分析也指出了需改進的地方。無論如何，只有認識到機電一體化技術教學的長期性，堅持不懈地探索和實踐，才能創造該教學的良好環境和條件，克服和改進其缺陷與不足，實現培養機電一體化科技人才的目的。

參考文獻

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篇9

關鍵詞 江海學院 機電一體化 專業 建設

江海職業技術學院是經江蘇省人民政府批準設立，以培養高素質技能型專門人才為辦學方向，具有獨立頒發國家專科文憑資格的民辦全日制高職院校。學院位于名城揚州古運河畔， 校園占地面積1040畝，教學區、實訓區、運動區、生活區規劃科學，布局合理，建筑面積22.15萬平米。

江海學院于2002年申請并報請江蘇省教育廳批準，設置了機電一體化技術專業。

現有在校生540人，生師比:14.7。 已有兩屆畢業生共89人，就業率分別為95%和100%。 教學設施配套齊全，建有校內實驗實訓室及校內實訓工廠，并建有9家校外實訓基地和3家產學研合作教育點 。

一、準確把握本專業的培養目標及就業面向

（一）明確專業教育教學改革和建設的指導思想。在深入貫徹學習了《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》后，進一步明確了專業教育教學改革和建設的指導思想，即以社會需求為導向，以專業技術應用能力和專業素質培養為主線，以優化專業教學內容、課程體系為重點，加強專業課程體系建設、教師隊伍建設和實踐教學基地建設，逐步形成特色鮮明的高職辦學模式。

（二）培養目標。通過產學研合作，教學做一體化教學模式，把學生培養成德、智、體、美全面發展的，具有職業理想、職業技能、職業規范、職業道德，身心健康，具備本專業必需、夠用的基礎理論和專門知識，具有實踐能力和創業、創新精神，能夠從事機電一體化設備的使用、技術管理和維護等工作，能適應生產、建設、管理、服務第一線需要的高素質技能型專門人才。

培養目標定位： 機電行業生產第一線的生產技術與管理人才.

就業崗位：機電產品的制造加工; 機電產品的組裝、調試; 機電設備的操作、維護; 機電產品的銷售、技術服務、檢驗與管理;自動化生產線的調試維護等

二、構建與專業培養目標相適應的課程體系

本專業課程體系的構建是以企業崗位對學生必備能力的要求為起點，構建為達到必備能力所必須的知識和必要的訓練。根據技能要求構建支撐核心課程和支撐實訓環節。

課程體系

技能模塊

技能要求

支撐核心課程

支撐實踐環節

傳統的機械基礎技能

能對常見的普通機床會操作、維修和調試，能就簡單的機械零件進行測繪設計，能進行工藝規程制訂和夾具的設計，能進行車間生產的組織和管理工作。

機械制圖與計算機繪圖、機械設計基礎A、機械制造技術B、金工實習及其它實踐環節

金工實習、機械設計綜合實訓A、機械制造技術綜合實訓B、機床拆裝實訓

現代機電設備的控制調試、管理和維護技能

能對現代機電設備廣泛使用的液壓氣動等機械執行元件和傳感器、單片機、PLC等控制元器件進行控制調試、管理和維護

電工與電子技術A、液壓與氣壓傳動A、單片機原理與應用A、機床電控與PLC應用、機電一體化技術基礎

電工電子實訓、液壓與氣壓傳動課程設計、單片機原理與應用課程設計、機床電控與PLC應用課程設計、機電一體化綜合實驗

先進制造技術的運用技能

能操作使用數控機床、加工中心、線切割等設備，能手動和自動編程及三維造型設計

數控技術、機械CAD/CAM

數控技術綜合實訓、機械CAD/CAM課程設計

學時分配表

教學類型

學時數

總學時2930

百分比

課堂教學

講課

1580

1580

54%

實踐教學

實驗

180

1350

46%

集中實踐環節

45周=1170

三、教學基本條件建設

（一）師資隊伍建設。目前已初步建成一支素質優良、結構合理的專業師資隊伍。

1、本專業有專任教師17人，有在校生540人，生師比14.7，專任教師中具有高級職稱10人，占58.8%，具有雙師素質教師13人，占76.5%，40歲以下青年教師6人，具有碩士學位3人，占50%，有2名專業帶頭人。

2、本專業有一支來源和數量穩定、生產實踐經驗豐富、素質較高的兼職教師隊伍。目前本專業有兼職教師13人， 具有高級職稱7人，占54%.

具體舉措:

（1）通過引進、招聘，吸引企業上有工程實踐經驗的技術人員充實教師隊伍；

（2）通過選送中青年骨干教師在職攻讀碩士學位等在職培訓，提高他們的理論水平，研究開發能力和學歷層次；

（3）通過新老結對幫帶，組織教改、教研及科研課題小組，促進青年教師提高；已有兩項教學改革研究課題被學院批準立項，并開始研究。

（4）利用校外實踐教學基地，有計劃地安排教師深入企業參與工程實踐以及工程項目的研究與開發，以“產學研”結合的模式培養“雙師型”教師。

2、實踐教學基地建設

實踐教學是專業教育教學的重要環節，是知識的獲取、能力培養的重要步驟。實踐教學基地是教學與科研過程中不可或缺的重要場所，近年來學校在加強實驗室建設、強化實踐教學管理等方面做了大量工作。

（1）校內實訓條件。本專業的校內實驗實訓環境由實驗室及校內實訓基地組成，主要承擔學生課程實驗和各類技能實訓。能夠滿足本專業學生培養的需要。

本專業擁有11個院內實驗實訓室，儀器設備1014臺套，總面積1720㎡。可完成工程材料及熱加工、工程力學、機械設計基礎、機械制造技術等課程的實驗實訓。

校內機械實訓基地具有真實生產環境，訓練手段齊備，是國家勞動和社會保障部授權的職業技能鑒定站，建筑面積5042㎡，擁有數控加工中心2臺，數控銑2臺，數控車8臺，普通車20臺，線切割2臺，電火花，平面磨床，外圓磨床，萬能搖臂鉆各一臺。

校內實訓基地一方面可供機電一體化技術專業學生進行冷、熱加工操作實習、數控技能實習實訓。

同時本基地具備車、鉗、銑、數控車操作的初、中、高級職業技能的鑒定能力，保證了“雙證制”教育的實施。

本專業院內實驗實訓一覽表

序號

實驗、實訓基地名稱

儀器設備臺套數

啟用時間

1

機械設計基礎實驗實訓室

53

2006年12月

2

機械制造技術實驗實訓室

8

2007年6月

3

液壓與氣壓傳動

實驗實訓室

5

2007年8月

4

工程材料實驗實訓室

54

2007年5月

5

材料力學實驗實訓室

3

2006年10月

6

電測實驗實訓室

58

2006年10月

7

電子技術實驗實訓室

469

2006年4月

8

電工技術實驗實訓室

48

2006年4月

9

單片機及微機原理

實驗實訓室

216

2006年9月

10

PLC技術實驗實訓室

40

2007年6月

11

CAD/CAM實驗實訓室

60

2007年6月

12

校內機械實訓基地

篇10

論文摘要 針對傳統的機電一體化類課程在教學過程中重理論輕實踐的現狀，本論文對高等院校機電一體化類課程實踐教學進行了探討與研究，分析了我國高等院校當前機電一體化類課程教學現狀，并指出了其原因，在此基礎上重點探討了高等院校機電一體化類課程實踐教學的改革策略與教學方法，從充實實踐教學內容和教學手段、改革實踐教學考核方式及加強實踐設備及基地建設三個方面詳細論述了機電一體化類課程的專業實踐教學方法的改革，對于進一步提高我國高等院校機電一體化類課程的專業實踐教學水平和教學效果具有較好的指導和借鑒意義。

0 引言

“機電一體化”一詞的英文名詞是“Mechatronics”，它是取Mechanics（機械學）的前半部分和Electronics（電子學）的后半部分拼合而成的。由于機電一體化技術是其他高新技術發展的基礎，其發展依賴于其他相關技術的發展，因此很多高校都開展了機電一體化這門課程的課堂教學。機電一體化是一門綜合性實踐性很強的課程，涉及知識面廣、容量大，這門課的教與學都不容易。

傳統的教學方法都是按照機電一體化系統的功能結構構成，將機電一體化系統分為若干個功能結構模塊，逐一進行講解，例如分別講解機械本體功能模塊，傳感檢測功能模塊，中央控制功能模塊等等，這樣的教學方法易于學生理解，但是在無形中割裂了機電一體化系統各個功能模塊之間的有機聯系，為此必須結合機電一體化這門學科本身的特點，對其教學方法和教學策略進行改革與嘗試，以期從中能夠找到有效的復合機電一體化課程特點的教學方法與教學策略。

1 我國當前機電一體化類課程教學現狀及其原因分析

結合我國目前高等教育的現狀，造成當前機電一體化類課程理論講不透、實驗做不好、學得不扎實的原因主要有以下幾個方面：

1.1 師生思想上都不夠重視

從目前的高等院校的教學現狀來看，重視理論教學輕視實踐教學一直是我國高等院校理工科教學的傳統方法，在這樣的教學模式下，尤其是像機電一體化這樣的課程，理論課本來就比較晦澀難懂，加之實踐實訓比較少，學生學到最后完全沒有系統的概念和知識體系，對于機電一體化的理解只是停留在表面層次，因此必須要逐步加強實踐實訓。從體制上來說，師生自身對該課程的重視程度不夠也是十分重要的原因，教師認為對于機電一體化課程教學任務重，往往疲于應付授課；而學生對于機電一體化課程知識的理解比較吃力，往往興趣不大，加之實踐實驗時間較少，最后將實踐實訓流于形式，因此，師生在思想上不夠重視是目前高等院校機電一體化課程教學的一個基本現狀。

1.2 機電專業實踐教學課程的設計不合理

機電類專業實踐教學的課程內容包括很多技術內容，目前，絕大多數高等院校的機電專業課程體系受傳統教育思想的影響，課程的內容過多過深奧，理論課時數太大，實踐技能教學課時不足，而且內容陳舊。還有些學校脫離實際情況過高地制定了課程標準，導致教學與實踐相背離。現在學校里學習的知識和社會上用到的知識相差很遠，很多學生學習了很多知識，可到了社會上去無從下手。相關機電行業和企業很少參與機電類專業實踐課程的制定，這也是導致高等院校機電專業的實踐課程體系設置不合理的原因。

1.3 實踐教學條件不完善

由于機電一體化類課程所開設的實驗，往往實驗設備體積比較龐大，集成度較高，價格昂貴，因此很多院校對于機電一體化課程實驗所配置的實驗設備都是很簡單的，目前很多高等院校也在進行教學改革，增大實驗實踐課程量，但是相應的實踐教學課程內容仍然或多或少的存留著傳統教學模式的影子，主要表現在以下幾個方面：

（1）實驗實踐條件差，硬件實驗設備陳舊，很多實驗臺或者實驗設備都是演示性實驗，整個實驗過程都是老師在做實驗，學生只負責看，即使動手也是按照老師調試好的實驗按照老師實驗的順序重復一遍，實驗教學效果比較差，這使得整個實驗就流于形式化。

（2）缺乏綜合性的創新性的實驗臺供學生動手實踐，目前機電一體化類的課程實驗都只是簡單的重復性的實驗，缺乏激勵學生創新動手能力的綜合性實驗，這使得機電一體化類的實驗無法激發學生創新能力，無法提高學生動手實踐能力。

（3）實驗實踐評價機制不夠健全，很多實驗實踐流于形式，這導致學生對實驗重視程度不夠，多數學生的實驗報告依靠抄襲完成，老師對學生沒有印象，學生的實驗成績僅僅憑實驗報告打分，實驗實踐評價機制的缺失使得機電一體化類的實驗實踐失去了價值。

2 機電一體化類課程的教學改革策略探討

2.1 充實機電一體化類課程的專業實踐教學內容和完善教學手段

在對機電一體化課程專業實踐課程進行教學改革的時候，我們提倡應當根據各個院校各個專業自身的專業特色進行相應的教學改革，添加符合專業特色的實踐教學內容，不斷完善實踐教學條件和教學手段，盡量弱化傳統實踐模式中的演示性的或驗證性實驗，加大動手實踐實驗及綜合性實驗內容，并和理論課程對應起來，使得學生在掌握理論知識的基礎上進行相關實踐實驗，這樣更容易掌握機電專業知識和技能。

2.2 重視機電一體化類課程的專業實踐教學環節的考核

任何課程都需設置考核環節，同樣的，機電一體化課程實踐教學也需要考核，考核環節也是學生最為敏感的環節之一。傳統的機電專業實踐課程考核的方式是出勤考查、實驗報考考查以及最后實驗考查成績相結合的方式，這種考查考核方式不能夠考查出學生的完全實踐能力，只能夠從實驗報告的完成情況給學生考核打分，因此傳統的考核方式并不合理，就需要對傳統的考核方式進行改革。

結合機電一體化課程實踐教學的特點，對于機電一體化實踐課程的考核不應該有一個統一的模式和標準，而是應該結合實踐教學的方式和手段靈活的設定考核方式，采取定量結合定性的方法進行實踐教學考核。簡單的演示性或者驗證性實驗，應當減小考核的比重，而對于綜合實驗及動手考查較為全面的實驗，考核比重就應當加大；另一方面，還可以靈活的采取口試筆試、現場提問、課程設計、綜合課程實驗等多種形式進行考核，重點不是考查學生的知識理解程度，而是應當重點考核學生對于實踐技能的掌握和應用能力。

2.3 加大機電專業校內外實習實訓基地建設的力度

對于機電一體化這樣的實踐要求較高的課程，實踐實訓基地的建設就顯得十分有必要了。實踐實訓基地的建設力度直接關系到機電一體化課程實踐教學的效果與成果，而學生實踐能力的掌握也取決于實踐實訓基地的建設，以及實踐實訓基地實踐教學內容的設置和安排。各院校要想真正提高機電一體化專業實踐課程教學的效果，就必須加大對實踐實訓基地的建設力度。另一方面，機電專業校內外實習實踐項目的開設依賴于實習實訓基地，而目前多數機電專業課程依賴于金工實習的相關設備，因此對于機電一體化類課程的專業實習實踐，必須要加強具有機電一體化特色的專業實習實踐基地及其相關設備的投資建設力度，為機電一體化類課程及其專業的學生提供足夠豐富的實習實踐動手機會，以真正提高機電一體化類課程的專業實習實踐能力水平。

3 結語

隨著科學技術的飛速發展，教育的方法和手段應適應這一發展的需要，傳統的純理論教學已不能適應新的教育目標，加強實踐能力和創新能力的教育已勢在必行。本論文所探討的機電一體化類課程實驗教學方法及其教學改革策略的應用研究，是結合當前國內高等院校機電一體化類課程教學內容設置及其實驗實踐教學現狀而提出來的，能夠有效地提高機電一體化類課程的教學效果，對于這一類的理論知識多且深、動手實踐能力要求高的課程而言，必須要不斷加強實驗實踐教學的份量，而本論文也是重點探討如何開展實踐動手能力的訓練，對于進一步提高機電一體化類課程的實驗實踐教學效果無論是在理論方面還是在實踐方面都具有較好的借鑒和指導意義。

參考文獻

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