《微机电系统设计技术》教学大纲

《微机电系统设计技术》教学大纲课程编号：13220213英文名称：Micro-electro-mechanicalSystemDesignTechnology学分：2学时：总学时40学时，其中理论24学时，实践16学时先修课程：制造技术基础、机械设计基础、传感与测试技术课程类别：专业拓展课程授课对象：机械电子工程专业学生教学单位：机械与电气学院修读学期：第6学期一、课程描述和目标微机电系统是工程技术领域的最重要发展方向之一，也是高新技术发展的前沿技术。是20世纪末、21世纪初兴起的工程科学前沿，是当前一个十分活跃的研究领域。它被广泛应用于机械制造工程领域、信息工程领域、医学工程领域、武器装备领域和日常生活中高新技术产品制造领域等，因此，对从事工程技术领域的工程技术人员来说，学习和掌握该知识有着重要的意义。课程目标1：通过该课程的教学使学生了解制造工程领域技术的新发展，掌握一定的制造工程领域的最新知识，培养学生的微小机械的设计和制造能力，提高学生的创新思维意识。课程目标2：通过该课程的教学使学生掌握或了解微机电系统的相关基础知识，为后续工作中的技术水平的提高和发展奠定一定的基础。课程目标3：将微机电系统领域的新理论、新方法、新技术等传授给学生。并使学生理解并掌握微机电系统领域理论体系及相关产品在实际中的应用情况。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重指标点1-4.具有从事机械电子工程工作所需的专业知识，能用于解决机械电子工程领域复杂工程问题。课程目标10.5课程目标20.2课程目标30.3指标点2-2.能够运用数学、自然科学、工程科学的基本原理和方法，建立机械电子工程领域复杂工程问题的模型，并进行问题的表达。课程目标1 0.2课程目标20.3课程目标3 0.5指标点5-2.能够针对机械电子工程领域复杂工程问题，选择与使用恰当的技术手段和现代工程工具进行建模、预测与仿真，并能够在实践过程中领会相关工具的局限性。课程目标10.4课程目标20.4课程目标30.2（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1第1章微机电系统概述1、微机电系统技术的基本概念及特点

；2、微机电系统的研究领域；3、实现微机电系统的关键技术；4、了解影响机械零件疲劳强度的主要因素；5、微机电系统技术的发展及应用。1、基本要求：掌握微机电系统的概念、技术范畴；了解微机电系统在国民经济中的地位和作用；2、重点：微机电系统的概念与技术范畴；3、难点：微机电系统与传统机械系统的异同。4理论课程目标1课程目标2课程目标32第2章微机电系统的制造技术1、微机电系统的常用材料；2、半导体微加工技术；3、硅材料微机电加工技术；4、LIGA工艺；5、微宏加工技术。1、基本要求：掌握微机电系统的设计方法与理念；2、重点：体工艺和面工艺的原理和特点、LIGA工艺和典型微宏加工技术的原理；3、难点：依据微机电系统对象选择相应的制造方法。4理论课程目标1课程目标2课程目标33第3章微机电系统的设计方法学1、微机电系统设计概述；2、微机电系统的系统级设计；3、微机电系统的器件级设计；4、微机电系统的工艺设计；5、微机电系统的建模和仿真技术的应用；6、微机电系统的CAD1、基本要求：掌握典型微机电系统的制造技术方法的原理及关键问题，针对具体加工对象选择相应的方法；2、重点：了解机械系统级设计，微机电系统的器件级设计，微机电系统的工艺设计等的基本原理与方法；3、难点：微机电系统与传统机械系统设计的原理与方法论上异同问题等。4理论课程目标1课程目标24第4章微机电系统检测技术1、微机电系统检测技术的基本方法；2、微几何量测量;3、微机电材料特性检测。1、基本要求：能适当选择微机电系统的测量技术方法，了解相应的原理；2、重点：了解典型测量方法的测量原理，典型测量仪器的工作原理等,传感器选择方法；3、难点：扫描隧道显微测量、微机电的图像测量技术原理等。4理论课程目标1课程目标25第5章

典型微机电系统的组成微型传感器；微执行器。1、基本要求：了解微传感器的基本原理、特点及分类；微传感器的材料和封装技术；位移、速度和加速度传感器，压力传感器的传感原理及实现；视觉传感器、触觉传感器技术；多传感器信息处理技术、智能化传感器技术。微执行器的基本概念、分类及组成；静电微执行器工作原理及技术；2、重点：了解典型微机电的基本原理，明确使用领域与场合，合理选择加工方法和拟定工艺路线；3、难点：各种典型微机电的原理和依据的理论基础，特别是制造工艺和封装技术等。4理论课程目标1课程目标36第6章微机电系统的应用1、微机电系统在汽车中的应用；2、微机电系统在信息技术中的应用；3、微机电系统在医学中的应用；4、微机电系统在军事领域中的应用。1、基本要求：了解微机电系统的发展动态，以及在高新技术领域与国防领域的应用；2、重点：了解微机电系统在军事领域中的应用，如微机电引信、微陀螺等的应用。3、难点：实例与行业的关系性问题。4理论课程目标1课程目标2课程目标3合计24序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1半导体微加工技术；硅材料微机电加工技术；依据微机电系统对象选择相应的制造方法2综合课程目标1课程目标2课程目标32LIGA工艺；微宏加工技术。LIGA工艺和典型微宏加工技术的原理的实现2综合课程目标1课程目标23微机电系统的系统级设计；微机电系统的器件级设计；微机电系统的工艺设计法的实现3综合课程目标1课程目标2课程目标34微机电系统的CAD微机电系统的建模和仿真技术的应用3综合课程目标1课程目标25微机电材料特性检测扫描隧道显微测量、微机电的图像测量技术原理实现3综合课程目标1课程目标36微机电引信、微陀螺等的应用微机电系统在汽车、信息技术中的应用的实现3综合课程目标1课程目标2课程目标3合计16注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法采用集中讲授、小组讨论等教学方式。五、学业评价和课程考核推行多元评价，对本课程所采用的评价和考核方式作具体说明，若采用多种考核方法请分别列出考核评价的方法、内容、考核标准、成绩占比等，考核方法、内容应突出“学生中心、产出导向”。（以下以工科某课程为例，仅供参考。各课程要按课程实际情况设计填写）（一）考核方式及具体要求序号考核方式课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业101010302章节测试055103课程论文055104期末考试10202050课程目标对应分值204040100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析纺纱领域相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析纺纱领域相关专业问题。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。利用理论知识对纺纱领域相关专业问题有一定的识别、分析。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对纺纱领域相关专业问题进行识别、分析。2.章节测试与评价标准章节测试根据测试题目及评分标注进行打分（百分制）。3.课程论文考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分课程论文格式规范，符合课程论文写作要求；内容主题明确，符合课程教学内容，有明确的综合分析论点。参考文献充分、正文引用恰当，文献引文格式符合文献标准；无摘录摘抄痕迹，能恰当运用自己的语言组织素材，论点正确。格式符合课程论文写作要求；主题明确，符合课程教学内容，具较好的综合分析论点。参考文献充分、正文能够较好对文献进行引用，文献引文格式基本符合科技期刊论文文献标准；正文主题大部分运用自己的语言组织素材，论点正确。格式符合课程论文写作要求；主题基本明确，较符合课程教学内容，具较好的综合分析论点。参考文献有，文献引文格式基本符合科技期刊论文文献标准；正文有部分摘抄，论点分析较清晰。论文格式不符合课程论文要求，能反映部分主题内容，论文结构不完整，论点分析不清晰，参考文献少，正文没有引用，格式不完全符合科技论文文献标准。4.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考