2023年机电一体化课程教学研究3篇

机电一体化课程教学研究3篇机电一体化课程教学篇1

摘要：产教融合、校企合作是新形势下国家对于高校工科人才培育的要求，讨论提出以“立足区域经济进展需求、服务地方经济进展”为理念，以“提高同学专业技能、增加同学就业竞争力”为目标，以“推动校企合作，加强实践、实训和试验环节，改进传统教学方法”为手段，探讨适合高校机电一体化系统设计课程改革的新模式。

关键词：机电一体化；校企合作；教学改革

机电一体化系统设计是由多种技术学科相互交叉、渗透而形成的一门综合性课程，所涉及的技术领域较为广泛，对培育同学机电产品设计力量、创新力量和动手力量具有重要作用[1,2]。传统教学多以课堂理论教学为主，实践环节偏少，由于本课程涉及学问点多、各章节连贯性差、学问跳动性大、内容抽象难理解，大部分同学对本课程不感爱好，导致本课程教学效果并不抱负。经问卷调查和同学反馈发觉，同学对机电一体化系统设计课程学习过程中存在的主要问题大致如下：

(1)同学对本课程爱好较低，不能将生活中消失的机电一体系统和本课程联系起来，因此感觉本课程学问点枯燥乏味。

(2)本课程对同学的学问面要求较广，由于同学对已学课程遗忘，因此学习过程中感到本课程较难。

(3)本课程亲密联系实践，但同学在本课程学习过程中反映出理论联系实际、动手力量较差。

(4)本课程所涉及的技术领域较为广泛，传统的考核方式无法体现同学对课程的学习状况，流于形式。

(5)本课程各章节内容相对独立，有些内容同学在相关的课程中已学习，如单片机、传感器等，主讲老师在教学过程中往往不加留意，使本课程变成“炒剩饭”，影响同学的学习爱好和教学效果。

(6)本课程教学过程中多以课堂理论教学为主，学问点很零散，同学难以把握，如此的培育造成同学学问“全而不专”，无法在当前严峻的就业人群中脱颖而出。传统机电一体化系统设计课程组成如图1所示。鉴于此，转变传统的教学内容、教学方式和考核方式，提高同学对机电一体化系统设计课程的爱好和学习乐观性，培育同学的动手力量、创新意识和实践力量，使工科同学能够真正实现学以致用的任务迫在眉睫。

1国内外机电一体化系统设计课程改革现状

为了提高同学的学习乐观性，改善教学效果，国内外很多高校都对该课程的教学方式进行了各种探究和讨论。麻省理工学院Trumper等学者，介绍了麻省理工学院机电一体化系统设计课程设置和相关试验室设施的进展，认为该课程以试验室试验为中心，因此在麻省理工学院试验室引进利用模块图形来编程的DSP板，使同学能够专注于每个试验，同学的成果主要是通过专业老师答辩和试验室报告相结合给出[3-7]。国内如北京理工高校郝娟等学者，认为应当从教学内容和教学方式两个方面进行教学改革，其中，在教学内容上强调以系统设计方法为主线，以理论联系实际为导向，在教学方式中重视培育同学的学习爱好和基础学问，对授课的内容不是“一刀切”，而是避轻就重[8-10]。

2以项目为主导和以提高同学专业技能为目标的教改措施

秉承高校服务地方的宗旨，在国家提倡“产教融合、校企合作”的大背景下，本文提出以“立足区域经济进展需求、服务地方经济进展”为理念，以“提高同学专业技能、增加同学就业竞争力”为目标，以“推动校企合作，加强实践、实训和试验环节，改进传统教学方法”为手段，培育具有较强动手力量、创新意识和实践力量，拥有过硬的专业技能，能够解决工业生产中实际问题的工科人才，适合高校机电一体化系统设计课程教学改革的新措施，详细包括以下内容。

2.1教学方式

针对机电一体化系统设计教学中存在的问题，本文提出教学方式改进措施如下：(1)针对课程章节内容跳动性大的特点，主讲老师在理论课堂上，应当以典型机电一体系统实例为指引，将不同章节有跨越性的内容很好地结合起来，通过实例升华到本课程的相关学问和原理，增加同学对本课程的爱好，做到深化浅出。(2)主讲老师在课后布置任务，让同学复习下节课要用的以前学过的学问点，这样通过本课程的学习，可以让同学系统复习与本课程相关的旧学问，温故而知新，将高校所学的不同课程的学问串起来，做到学以致用。

2.2教学内容

国家每年举办各种高校生科技创新活动，大多高校都有相应的政策支持，在教学中充分利用这一条件，带领同学搭建各种机械模块，如机器人、智能家电、智能车等，完成其电机、传感器的选择、安装，完成其掌握电路板的设计、制作、调试和软件编程的调试，培育同学的动手力量和创新意识，使同学学以致用，同时开发的机电产品也可作为课堂教具或试验装置，丰富实践教学内容。

2.3教学环节

教学环节加入大量试验内容，增加同学的动手力量，通过试验也可以提高同学对课程的爱好和成就感，通过同学在不同试验中的表现和爱好，实行老师指导、自由组团的方式，将同学分为机械结构设计组、测试系统设计组、机器人创意组、数控加工组等，不同小组之间合作实施项目，设计机电一体化产品。

2.4考核环节

对机电类专业实践性较强的核心课程(如单片机、PLC、测试技术等)，实行更加科学和全面的考核方法，即采纳项目主导制，让同学利用所学学问设计工程实物，如测试系统设计、步进电机掌握、焊接电路等，真正让同学学以致用，将专业课学问应用到实际生产中。同学以PowerPoint形式在项目完成后进行答辩。同学成果由同学在项目实施过程中的表现(占50%)，同学最终答辩过程中的表现(占30%)，同学撰写项目心得(占20%)的方式考核(如图2所示)。

3机电一体化系统设计课程教改实施思路

机电一体化系统设计课程教改实施的主要思路如图3所示，在传统的机电一体化系统设计课程大纲和培育方案的基础上，充分利用学院现有试验设备和资源，增加单片机硬件系统试验、传感器与测试技术试验、工业自动化实训试验、3D打印试验等与课程相关的试验环节，考虑到机械专业同学对电方面内容较为薄弱，因此试验内容侧重于电方面，通过课程教学过程中的试验，增加同学对课程的爱好、提高同学的动手力量和实践力量。如图4所示，依据同学在试验过程中的爱好，实行自由组合的方式，将同学分为“机械结构设计组、单片机硬件电路组、掌握系统和机电融合设计组、测试系统设计组、机器人创意组”等若干团队，区分团队方向差异，带同学去相关企业参观，由企业老师指导企业专业方面的学问，之后在企业和校内老师的指导下，将项目任务下达同学团队，并由同学做出项目实施的方案，项目方案通过答辩后，由同学实施项目讨论和设计，中期项目团队以PowerPoint形式定期向指导老师汇报项目实施状况。考虑到机电一体化系统较为简单，因此团队之间采纳“并行”的方式，对于简单系统，可以将系统分解给多个团队，团队之间在项目实施过程中定期沟通、协商，完成各自负责的部分，之后再将不同团队的设计内容整合为机电一体化系统。项目如此进行的目的，主要是为了让同学把握机电一体系统学问的同时，具有自己擅长的方向，最大限度地保证同学就业过程中具有与众不同的亮点，能够脱颖而出。由于项目团队成员在完成项目的整个过程中，把握了相关专业方面扎实的学问，因此，可以推举优秀项目团队成员到相关企业工作，优秀项目团队成员上班后，可以通过群、邮件、微信群等网络方式连续参加学校团队，指导学弟、学妹的项目讨论，并为项目供应创意和最新的行业进展、就业聘请信息。此外，优秀项目团队成员可以依据企业需求，对学院人才培育方案和人才培育模式进行反馈，学院论证后依据企业需求改进学校的人才培育模式。整个人才培育过程中搭建了“企业-高校-同学”三位一体人才培育模式，高校人才培育过程中将“满意企业对人才的需求”作为高校人才培育的目标，培育过程注意提高工科同学的专业技能、动手力量、团队合作力量和创新力量，确保同学拥有一技之长，可以找到满足的工作。而且企业和毕业同学可以对高校的人才培育进行反馈，这些良性循环的措施确保培育的人才水平越来越高。

4教学改革成效

采纳本文所述方案实施教学改革之后，大大提高了同学的学习热忱和主观能动性，授课班级同学先后参与陕西省“互联网+”创新创业大赛、第四届全球创客嘉年华(GlobalInnovatorFesta，GIF)和中国机器人大赛等创新创业竞赛，取得肯定收获和成果。此外，采纳本文所述方案改革之后，极大增加了同学对机电一体化系统设计课程的学习爱好。以下抽取我院机械电子工程(简称“机电”)和机械设计制造及自动化(简称“机制”)两个专业共同开设的课程机电一体化系统设计课程进行调查分析，其中，样本1为采纳教改方案的2022级机电1班学号前30号的同学，样本2为未采纳教改方案的2022级机制3班学号前30号的同学，结果见表1。统计结果显示，本文所述教改方案对提高同学学习爱好、增加同学实践动手力量和创新力量，均有肯定的效果。

5结语

(1)本文对传统课程考核方式的不足进行改革，提出通过让同学团队合作，设计产品和撰写课程学习体会的方式，对课程进行考核，这种考核方式，提高了同学实践动手力量和创新力量，增加同学对专业学问的爱好。

(2)本文采纳反馈式闭环结构，让优秀毕业团队成员参加整个项目环节，可以对学院培育方案和教学大纲等进行反馈，参加整个培育环节，有助于课程改革模式提升。

(3)依据同学爱好，让同学形成专业方向团队，参加项目解决实际问题，因此经过本项目后，转变了目前高校生学问“全而不专”导致就业难的现状，提高了同学专业技能和工程力量，增加了同学的就业机会。

(4)本文所述培育过程中，要求同学到校企合作的企业实际考察，真正实现了“企业-高校-同学”三位一体的培育模式。

:张卫亮刘明君单位:宝鸡文理学院机械工程学院

机电一体化课程教学篇2

《机电一体化系统设计》是机械本科专业机电一体化方向的一门核心专业课程，本课程掩盖的学问面广，综合性、工程实践应用性极强，学好该课程可以全面把握机电一体化方向的理论及应用实践力量，对培育机电一体化方向应用型人才意义及其重大。国家近期发布的《2022年工业转型升级资金项目指南的通知》指明白包括机器人智能工厂、物联网、智能家电等和机电一体化系统设计领域紧密联系的中国制造2025重点支持方向，新技术的进展需要新的人才支撑，但由于《机电一体化系统设计》课程内容很难被同学把握及应用，所以课程教学改革已迫在眉睫。因此，综合中国制造2025新形势下机电一体化方向的培育目标及同学的实际状况，对该课程教学过程中所遇到的难点进行改革求新，不断提高教学水平。

1课程教学面临的问题

（1）同学基础及专业水平较差，课程内容多，难度大。近年来，扩招导致同学基础及专业水平较差，部分同学弄不清机械结构图、电气接线图原理，对掌握基础及掌握线路更是摸不清头脑，如静态/动态分析、单片机掌握、PID掌握、PLC掌握等。然而，学习《机电一体化系统设计》课程需要同学全面把握《机械制图》、《机械设计》、《机电传动掌握》、《液压与气动》、《单片机》、《微机原理》、《PLC掌握》、《工程测试技术》、《机械工程掌握基础》等专业课程的内容。由于需要把握的学问点太多，造成该门课程理论性强，尤其是掌握部分理论分析环节较多，加大了课程难度。长此以往，同学对该课程产生了惧怕心理。

（2）教学方式、方法落后。目前，随着多媒体教学方法的开展，该课程的教学效果有了明显地提高，但上课缺乏互动环节，教学方式不能因内容而异。《机电一体化系统设计》课程是一门系统专业课程，怎么提高同学的接受力量，从而快速理解汲取学问点，是一个重要的课题。因内容而异的采纳上课提问、争论、辩论及PBL（基于问题的学习）等互动环节可以提高同学的学习爱好，引导同学快速进入课程学习状态，并在互动环节中学会机电一体化系统的分析、设计力量与技巧；通过阅历总结分析设计中消失的问题，快速提升同学的综合设计力量。然而，由于这些教学方式在课堂上开展仍有肯定难度。

（3）考核形式单一。目前，《机电一体化系统设计》课程的考核方式仍旧采纳传统的卷面考试加平常表现（如作业、课堂问题等）的方法评判同学对学问点的把握理解程度。然而，这种考核方法会使同学错误的认为：考试目的是及格，而不是学到多少学问。同学靠考前突击死记复习题，考后又全忘掉。因此，这种考核形式本身存在很大的问题，不能体现同学的实际理论、实践应用及创新力量。

2课程教学改革措施

（1）提高同学基础及专业水平，优化教学内容。针对部分同学机械专业基础课及专业课不能很好把握的困难，通过老师依据课程内容有针对性布置课前预习题、课后复习题的方式，并把预习题及复习题完成程度作为考核计入总成果，督促同学利用课后时间理解汲取本课程的学问点，并不断提高同学的基础及专业水平。此外，针对本课程内容多、难度大等问题，在本专业培育目标指导下，对该课程的内容进行针对性的分解，优化了教学内容：删减掌握基础、测试基础、单片机原理等部分讲解内容，把这些内容放到课后要求同学复习巩固；增加系统总体设计、动态特性、机电有机结合分析与设计等部分内容的讲授比重；并从系统性大角度给同学展现设计过程，让同学的基础及专业水平得到提高。

（2）改革教学方式、方法，努力提高教学效果。在新工科背景下，以理论与实践工程应用教学为根本点，依据该课程内容的特点，大力开展因内容而异的多媒体、课堂分析争论、案列教学、现场工程教学等多种方法结合的教学活动，通过老师的学习竞赛把这些方法引入课堂。并大力推举使用新型PBL教学方式，老师以每章的主要学问点为核心，通过提出几个大问题串联起来，对同学不设置过程要求，只进行适当引导，由同学自由发挥。在课后由同学自己分组，细化问题，并各自完成自己的任务，然后分组集中争论分析。老师对各组的计算分析过程及结论集中讲解，并分析总结问题，最终完成问题的解决方法。实践表明PBL教学方式极大地提高了同学的学习热忱，增加了学习效果。

（3）改革考核方式。教学的目的就是让同学把握课程的主要学问点，达到该课程的培育目标，而考核是评估同学把握课程学问点程度的重要手段和方法。依据目前考核方式的不足及课程特点，改革其考核方式，实行以实践动手力量及创新思维力量培育为核心，结合理论分析及应用的考核方法。《机电一体化系统设计》课程考核方式采纳理论成果、创新力量成果、实践应用成果及平常评价成果相结合的方式综合评价，这四者的比例为3：3：3：1。

3结语

经过对两届同学的教学改革实践，发觉通过提高同学基础及专业水平、优化教学内容、改革教学方法方式、优化考核方式等方面对《机电一体化系统设计》课程进行教学改革，激发了同学学习的主动性和制造性，同学的综合素养得到明显提升。

:苏再军黄艳香单位:邵阳学院机械与能源工程学院经济与管理学院

机电一体化课程教学篇3

1背景及教学现状

1.1背景

2022年9月10日，习近平总书记在全国教育大会上强调：“要在增加综合素养上下功夫，教育引导同学培育综合力量，培育创新思维。”这种综合力量包括同学的实践力量、创新思维、解决简单工程问题的力量、学习力量及人文素养。在教育部推出的新工科建设中，在工程教育专业认证及安徽省专业评估的指标体系中，都强调对同学综合素养的培育。机电一体化系统设计是机械电子工程专业的专业核心课程，该课程涉及机械、电子、计算机、自动掌握及信息处理、系统工程、检测传感器技术、伺服传动技术等多学科领域，是一门多学科交叉融合的课程[1]。该课程要求同学能够综合应用机械、电子、自动掌握与信息处理等多学科学问，完成对系统的分析、设计、优化等一系列过程，具有很强的理论性、综合性和实践性[2-3]。该课程对于培育同学系统设计力量、工程应用力量、创新力量及熟识行业规范等非技术要素力量具有至关重要的作用。该课程的教学质量将直接影响机械电子工程专业同学综合力量的培育。

1.2教学现状

目前，该课程的教学不能适应社会需求，其存在的主要问题有两个：一是讲授内容重理论、轻实践。授课过程主要是以“填鸭式”的学问点讲授为主，授课方式单一。而且，由于机电一体化系统设计是一门综合性很强的课程，该课程中所涉及的学问点都已在相关的专业课程中讲授，假如还采纳原有的教学模式，同学就有一种“热剩饭”的感觉，学习爱好不高，学习的乐观性不够[4]。二是课程考核还是以理论考试为主、试验考核为辅，考核成果不能够全面反映同学对该课程的把握状况。课程评价与课程大纲的修订、教学的实施没有形成闭环系统。从培育机电人才的角度来看，对标专业认证和专业评估的标准，该课程的教学内容、教学模式及考核方式都与实际相脱节，同学的专业技能、动手力量、解决机电类简单工程问题的力量、创新思维等都不能满意用人单位的需求。因此，如何在工程教育专业认证和安徽省专业评估的引导下，基于OBE的教育理念，以社会需求为导向、以工程应用为背景，深化机电一体化系统设计课程教学改革，提高机电一体化系统设计教学质量，培育适应社会需求的高素养机电人才，是一个亟待解决的问题。笔者依据多年的教学阅历，针对该课程的教学进行了一些改革，并取得了肯定的成果。

2教学改革

2.1教学模式的改革

2.1.1项目驱动

由于机电一体化系统设计课程所涉及的学问涵盖面很广，其综合性和实践性很强。假如采纳常规的教学方法，重理论、轻实践，就达不到课程大纲所要求的培育同学解决简单机电工程问题力量的教学目标。为了更好地完成课程大纲教学目标，培育同学具备熟识行业规范等非技术要素的力量、解决简单机电工程问题的力量，培育同学的创新意识及团队协作精神，笔者基于“一制七化”的原则，采纳项目驱动的方式进行教学。所谓的“一制”就是课程教学老师负责制，“七化”就是教学时间前置化、教学过程项目化、教学方式多样化、设计过程规范化、设计结果实物化、设计成果多样化、考核方式全面化。该项目的详细实施过程分为授课前、授课中、授课后三个阶段。这三个阶段详细实施思路和实施过程见图1所示。利用现有的实践教学场所，采纳项目驱动的方式进行教学，提高同学的参加度。在项目驱动的教学过程中，强调实际工程应用性，强调边教学、边操作、边实践。授课过程中以贯穿工程实例为线索，目标明确，把教、学、做紧密结合，为教学方式的探究供应了基础保障。

2.1.2教学方式的改革

该课程采纳项目驱动的方式进行教学，在该课程讲授之前就提出了该课程项目设计的要求，以项目驱动为抓手，采纳以理论讲授为辅，以PPT汇报、争论、答疑及辅导为主等多种方式相互交叉、相互协作的教学方式。通过这种项目驱动的教学模式的实施，引导同学自学，培育同学的思维力量；引导同学了解行业规范及相关的法律法规，培育同学的非技术要素力量；引导同学设计项目，培育同学解决简单工程问题的力量和团队协作的力量。依据课程进度，要求同学分阶段提交调研报告、设计方案、实物及项目报告。这些阶段性成果为结果实物化及成果多样化供应了有力的保障，为同学的全面考核供应了评价依据。以项目驱动为抓手，采纳多种教学方式相互融合、交叉的“工学交替”和“工学结合”的教学模式，充分调动了同学的学习乐观性，让同学的学习爱好高起来；提高了同学的参加度，让枯燥的课堂教学活起来；供应了同学参加项目的机会，让同学自主学习的动力强起来。这为同学的全过程考核奠定扎实的基础。

2.2考核与评价的改革

考核是检验同学学习效果的重要手段。科学的考核方法，是激发同学的学习乐观性的催化剂，也是老师检测教