2023年機電一體化技術課程淺析3篇

機電一體化技術課程淺析3篇機電一體化技術課程篇1

摘要：為了適應社會對先進制造業(yè)技能人才的需求，提高人才培育質量，我院樂觀探究機電一體化技術課程的教學改革，對專業(yè)核心課和專業(yè)拓展課試用一體化教學，教學過程中采納“整-分-合”的模式進行，經(jīng)過三年的實踐表明此方法教學效果良好，同學的專業(yè)水平得到進一步提高。

關鍵詞：機電一體化；一體化教學；項目

現(xiàn)在培育適應新時代的先進制造業(yè)專業(yè)人才成為社會的迫切需求，珠三角地區(qū)作為中國的制造業(yè)聚集重地，培育一流的專業(yè)技術人才顯得尤為重要。機電一體化技術在培育先進制造業(yè)人才中扮演著特別重要的角色，目前培育的人才質量離社會的要求還有肯定差距，如何培育適應社會需求的，同學踏出校門之前就能把握本專業(yè)技能的人才是教育者應當深思的課題，對教學進行改革勢在必行。

一、突破傳統(tǒng)教學，推行一體化教學模式

教學打算同學的培育質量，對本專業(yè)進行教學改革重點要突破傳統(tǒng)教學，推行一體化教學，一體化教學的核心是設置好課程，規(guī)劃好同學三年所要學的學問與技能，以同學典型職業(yè)工作任務為主線，促進同學的全面進展。為此我院組織了校內(nèi)外骨干老師和行業(yè)企業(yè)專家對機電一體化技術專業(yè)人才培育方案反復的修改和優(yōu)化，依據(jù)今后就業(yè)的業(yè)領域和職業(yè)崗位群而對課程進行設計和優(yōu)化，讓同學的實踐與市場緊密相連。機電一體化技術專業(yè)課程體系如圖1，一體化教學的課程主要在專業(yè)核心模塊和專業(yè)拓展模塊中進行，核心模塊包括三個綜合項目，進行教學時老師依據(jù)這些項目的要求把它分解成若干個任務，同學完成任務的方法可以采納多種形式，如小組合作完成、老師指導完成、成果優(yōu)秀同學幫助完成等推行一體化教學。

二、實施一體化教學，突顯教、學、做一體化三維一體

一體化教學是以項目為主線、教學中老師的教、同學的學和做三維一體，在一體化教學過程中，學習過程成為每位同學參加的制造性實踐教學，以實踐教學和培育同學實際操作力量為主，注意的不只是最終結果，更注意完成項目的全過程。同學是整個一體化教學活動的主體，老師對一體化教學起主導作用，師生共同完成學問的學習和技能的培育。一體化教學中實施的是項目整體化，學問零散化。老師對項目的教學有明確的目標和清楚的思路，項目里涉及到的學問點要求同學要有發(fā)覺的力量，必要時老師進行指引，同學在完成各個詳細的任務中獲得學問和技能。教與學的過程中強調支持同學進行探究學習的環(huán)境，這種環(huán)境可以是學校機電一體化技術專業(yè)實訓設備，也可以是虛擬技術支撐的學習環(huán)境，例如借助組態(tài)軟件完成設備的操作、編程的仿真，還可以是虛擬仿真與實訓設備綜合體。機電一體化技術專業(yè)課程的一體化教學以“整--分--合”的模式進行綻開如圖2，詳細過程如下三個步驟。第一階段為整體部分，利用幾天的時間對本項目的教學目標、教學內(nèi)容進行講解，列舉出需要學的學問及需要的參考資料，本項目將要拆解成幾個詳細的任務，這些詳細的任務綜合起就是本項目的內(nèi)容，也即把握這些任務是為了整體項目服務的。例如機電一體化技術專業(yè)的專業(yè)核心模塊中的《機電設備自動化》，目的就是要把握機電設備的自動化學問，學完后同學應當能安裝調試自動化機電設備，包括的學問點有氣壓技術、檢測技術、各種傳動技術、變頻器、伺服電機驅動掌握電機應用、觸摸屏和PLC（三菱）編程技術、機電設備故障排解技術。其次階段為分解部分，對項目拆解成詳細的任務，每次上課以完成一個詳細的任務為目標。在任務實施的過程中，可能會遇到許多不懂的學問，這時老師就補充所需要的學問點，或者老師指導同學自己完成學問點的學習，要求同學在規(guī)定的時間內(nèi)完成某個任務，任務開展的過程同時進行考核，每個任務考核成果記錄下來作為核算總成果的依據(jù)，全部的這些都在一體化課室完成。例如，任務“產(chǎn)品的自動化傳輸”就需要同學把握PLC、傳感器、伺服電機、傳動技術、通訊協(xié)議、以及它們之間的聯(lián)接學問，以實際的任務用PLC編程解決自動化傳輸問題，只有每個同學都能自己安裝并設計相關程序完成產(chǎn)品的自動化傳輸，就算把握了這個任務。又如任務“機電設備氣壓的調試”就需要同學把握電磁閥、空壓機、氣動三聯(lián)件、氣動回路等的學問，既要能夠查找機電一體化掌握電路圖故障并進行調試，同時還要把握氣壓的安裝與調試，這樣才算達到目的。在重視這些詳細任務教學的同時，也要講清晰它們與整個項目的關系，理清晰部分與整體的關系。第三階段是綜合部分，老師關心整理所學過的各個任務涉及到的學問和技能，對這些學問和技能進行系統(tǒng)歸納，然后設定一個綜合的考核內(nèi)容，對某部分機電設備的安裝與調試（依據(jù)系統(tǒng)裝配圖、驅動系統(tǒng)裝配圖進行安裝），同學能夠對相關設備進行檢測安裝，把握了相關操作，這樣就合格了，不同的同學考核的內(nèi)容不完全相同，要求同學對整個項目全面把握，一體化教學采納的過程考核，要求同學全方位地進行學習，避開了期末臨時抱佛腳。同時也把職業(yè)資格證（如電工證）融入到綜合教學階段中去，可以很好地實現(xiàn)了課證融合。

三、以技能競賽為爪手，促進一體化教學

每年舉辦的全國職業(yè)院校的技能大賽中的“自動化產(chǎn)生線安裝與調試”項目，它是機械與電類結合最好的例子，突顯了機電一體化，重點考查選手的自動線系統(tǒng)的設計、安裝、接線、編程、調試、運行和維護的工程實踐力量。在推行一體化教學中，以討論國家技能競賽為爪手，重點從“機械安裝及其裝配工藝、電路連接及氣動連接工藝、單機測試、人機界面部分、聯(lián)機測試部分、電路設計部分”六個任務進行理論與實踐的一體化教學，對每個任務的理論吃透，訓練好同學的操作技能。比如，“單機測試”部分是這個整個競賽中最核心的內(nèi)容，要求同學把握PLC編程設計與調試，驅動器參數(shù)含義，同學能夠對各工作站編程以及單機調試，能夠對變頻器、步進電機、伺服電機參數(shù)設置調試運行。由于競賽是以小組的形式進行，在平常學習的時候就注意團隊的精神培育，做到任務分工明確、各施其職、齊心協(xié)力。通過這種技能競賽的形式，很好地促進了一體化的教學，既學到學問和技能，也為參與技能競賽做好預備。

四、以一體化教學為突破口，著力提升同學培育的質量

以課程一體化教學為突破口，從單一的走向綜合性課程，以項目為載體實現(xiàn)了各學問點之間的完善結合，它能夠在學校為同學學習微縮的工業(yè)生產(chǎn)活動，讓生產(chǎn)實踐與教學中的理論學問相結合，實現(xiàn)了學以致用的目的，實現(xiàn)課程與崗位的無縫對接，提升了同學的專業(yè)技術力量，也讓同學前提接觸到現(xiàn)代制造業(yè)的生產(chǎn)過程，進一步開拓了同學的眼界。以此相匹配的是老師的專業(yè)力量與教學水平要進一步提升，老師要對整個項目精通，對一個項目涉及到多門課的學問要嫻熟并融會貫穿，能夠嫻熟地培育同學的專業(yè)技能，同時老師的學問也要準時更新，要了解本專業(yè)的最前沿的學問，要了解目前此行業(yè)最缺的是怎樣類型的人才，這樣才能更好地服務機電一體化技術教學。通過近幾年對本專業(yè)的一體化教學探究與實踐，對同學的每個任務學習效果檢測，對同學學習中存在的問題準時了解并做出相應的改進措施，對每個項目的教學效果做到了全程監(jiān)控，同學的樂觀性大大提高，同學的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技術得到了明顯的提高，這種教學模式效果良好。

:萬三國單位:江門市技師學院

機電一體化技術課程篇2

機電一體化技術與系統(tǒng)課程是南京理工高校泰州科技學院機械電子專業(yè)的專業(yè)主干課，是一門綜合性、應用性很強，具有系統(tǒng)工程應用意義的課程。[1]課程涉及專業(yè)內(nèi)容多，學問廣泛，理論性和實踐性較強。為關心同學實現(xiàn)從理論學習到實踐應用的過渡，提高同學對所學學問的綜合運用力量以及工程實踐力量，更好地培育應用型、創(chuàng)新型人才，我校機械電子專業(yè)教學團隊對該課程不斷進行教學改革，更新教學內(nèi)容，樂觀探究理論與實踐相結合的教學方法。

一、教學中存在的問題

（一）理論教學方面存在的問題

教材和教學內(nèi)容與先修課程重復率高，各學問點分散。[2]機電一體化技術與系統(tǒng)是很多高校相關專業(yè)為高班級本科生開設的一門課程，旨在讓高班級同學厘清前三年的各專業(yè)課之間的關系，能夠以系統(tǒng)的觀點和方法去分析和設計機電一體化系統(tǒng)。由于是原專業(yè)基礎學問的鞏固和加深，因此，教材和教學內(nèi)容包括了之前學過的多門課程，教材大而全，教學內(nèi)容多而廣；此外，該課程現(xiàn)有教材內(nèi)容一般根據(jù)機電一體化大系統(tǒng)的各組成子系統(tǒng)組織設計，即每一子系統(tǒng)對應一章內(nèi)容，不同章節(jié)學問點之間缺少有機聯(lián)系。雖然學問點可以獨立教授，但簡單孤立，同學無法深刻理解機電一體化產(chǎn)品的系統(tǒng)性和技術的綜合應用性。

（二）實踐教學方面存在的問題

機械電子專業(yè)由于為我校后增專業(yè)，機電一體化技術與系統(tǒng)課程開設時間相應也不長，加之機電設備的簡單性、高造價、臺套數(shù)不足、使用維護成本高等緣由，在試驗教學環(huán)節(jié)開設的多為演示性、驗證性試驗，同學動手操作調試的機會少。[3]在課程設計環(huán)節(jié)，則通常紙上談兵，仿照設計，同學學習樂觀性主動性不高，更談不上創(chuàng)新設計。上述緣由使得理論教學與實踐教學脫節(jié)，在教學中消失“理論教學教懂難、試驗教學動手難”的問題。針對傳統(tǒng)教學體系中存在的問題，結合我校現(xiàn)場工程師的培育目標，機械電子教學團隊探究構建了以同學為主體，以項目驅動為主線，通過項目任務引導理論教學和理論教學指導項目實踐的互推互動的教學新模式。在剖析某幾個典型機電一體化系統(tǒng)（項目）的結構組成、工作原理、設計過程中，串聯(lián)講解學問點并在試驗環(huán)節(jié)進行學問點在項目中的詳細應用實現(xiàn)，進而將項目實施和理論講授有機融合，實現(xiàn)一體化教學。教學改革探究的實踐表明，在機電一體化技術與系統(tǒng)這門課程的教學上，采納此方法是可行且有效的。

二、以項目驅動為主線的教學新模式應用

以項目驅動為主線，是指以項目為載體、老師為主導、同學為主體，將某一門課程的核心概念和原理，通過一個或多個項目的形式來體現(xiàn)[4]，將課程中分別的學問點轉換為在詳細項目中應用的相關聯(lián)的技術支持點，將同學認為枯燥乏味的理論學問轉變?yōu)樯鷦拥?、詳細的技術實現(xiàn)，有利于同學更加系統(tǒng)地熟悉和把握所學習的學問。

（一）項目選擇

教學新模式應用中，項目設計或選取尤為重要，其勝利與否直接影響教學效果。首先，項目應具有代表性，以體現(xiàn)機電一體化關鍵技術的典型應用；其次，項目應具有可操作性，即項目的難易程度應適中；最好配套有足夠數(shù)量的、詳細可操作的裝備供同學實踐操作；再者[5]，項目應具有可拓展性，以培育同學綜合應用和創(chuàng)新力量?；谏鲜隹紤]，并在我校試驗室二期建設經(jīng)費大力投入的支撐下，分別以PLC和51單片機兩大掌握核心為基點，提出了“物料自動分揀”、“自動立體倉庫”、“桁架機器人”和“自動尋跡小車”四大項目。以“物料自動分揀”項目為例，此項目涉及的學問模塊包括：西門子S7－200PLC掌握，異步電動機的變頻調速，辨識物料顏色、材質的傳感檢測，觸摸屏監(jiān)控，自動定位掌握，光電編碼器及氣動元件應用等多項技術，均為機電一體化共性重要技術。與此相對應，MPS試驗室增配了多臺套可拆裝式物料分揀試驗裝置，同學可通過機械安裝、電氣硬件接線、軟件編程、系統(tǒng)調試等環(huán)節(jié)進行動手實踐操作，既可進行單項試驗，也可進行綜合性、創(chuàng)新性試驗。

（二）詳細實施

1.理論教學方面

概述部分仍沿用教材內(nèi)容，重點敘述機電一體化概念、體系結構、特點及進展趨勢。在課程開頭即強化機電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)）“機電有機融合”的特點、“系統(tǒng)化”的設計開發(fā)理念和“綜合性”的技術應用。其余內(nèi)容則采納項目驅動教學法，并分兩大模塊，分階段綻開。（1）第一階段：以老師講授為主，選用“物料自動分揀”和“自動立體倉庫”兩大項目，按“任務分析→方案總體設計→硬件選型、設計→軟件設計→系統(tǒng)調試”的項目一般設計開發(fā)流程開展。通過兩個項目的介紹，使同學熟識項目開發(fā)的一般流程，總體方案設計的一般要求和原則，把握系統(tǒng)原理圖的設計要求，學習如何結合功能實現(xiàn)和成本掌握進行硬件選型，常見硬件的工作原理和使用方法等。在此基礎上，使同學把握變頻調速、檢測系統(tǒng)設計、伺服驅動與掌握、步進電機與掌握、軟件編程技巧與仿真調試等有關綜合應用的理論學問。（2）其次階段：采納爭論互動課的模式進行，老師主要起引導和指導作用，選用“桁架機器人”和“自動尋跡小車”兩大項目。老師按每一項目確定3種任務方向共制訂6套項目設計任務書，包括設計題目、功能需求、技術要求及重難點。同學結合自身的愛好愛好，每3－5名同學自由組合為一組，從6套任務書中任選一套，每套設定限選額度（上限為4組）。選題在爭論互動課正式開頭前兩周即確定完畢。在兩周預備時間內(nèi)，各小組需要完成的工作內(nèi)容是：任務分析→組員分工→資料查閱→組內(nèi)爭論→方案擬訂→方案形成書面報告并制作PPT。在爭論互動課上，按相同任務書抽簽選取1－2個小組進行10分鐘的上臺演講、報告，5分鐘的爭論互動答辯。每組答辯完成后，老師利用2分鐘左右的時間總結同學爭論、發(fā)言狀況，提出改進看法。[6]爭論互動課通過老師創(chuàng)設情境，激發(fā)同學思維，強化對學問點的理解學習，促進同學參加合作，有效調動了同學在課堂上的樂觀性和主動性，變單純傳授學問為培育同學的學習方法和力量。

2.實踐教學方面

實踐教學主要包括試驗教學和課程設計。（1）試驗教學：由于試驗室新購置了多臺實訓裝置，因此，開出的試驗項目從之前單一的驗證性、演示性試驗，擴展躍升到集難度遞增的單項試驗和綜合性試驗于一體的系統(tǒng)全面的試驗體系。同時，試驗環(huán)節(jié)所需要的理論學問、技術應用規(guī)范和應用技巧與理論課所講授內(nèi)容高度契合，極大增加了同學試驗時的自信念、樂觀性和主動性，同學敢于并情愿動手操作，試驗效果突出，同學動手力量顯著提高。（2）課程設計：在設計選題上摒棄了之前單一的命題方式，改為可從老師給定的多組題目中任選或同學自由選擇的方式。其中，老師給定的題目主要為爭論互動課上項目任務的綜合和深化。由于已進行過較為充分的論證，因此，對這部分設計題目具體設計部分要求完成度較高，最好可通過實物驗證。

（三）課程考核

與教學模式改革相匹配，對課程考核方式進行了調整，更加強調應用力量的測試，加大試驗環(huán)節(jié)考核比重，增加爭論互動課考核。其中，對于試驗環(huán)節(jié)的考核，除了考察實訓時的常規(guī)表現(xiàn)（如出勤率、操作規(guī)范狀況、試驗完成狀況、試驗報告狀況）外，在最終一次實訓課上以現(xiàn)場發(fā)放任務卡的形式，要求各組同學利用現(xiàn)場實訓裝置，在限定時間內(nèi)，完成某一小項目的設計、接線、編程和調試工作，最終依據(jù)完成狀況現(xiàn)場打分，該分值為試驗環(huán)節(jié)最終考核成果的主要組成部分。

三、總結

教學改革實踐表明，以項目驅動為主線的理論實踐一體化的教學新模式，實現(xiàn)了理論教學與實踐教學的深度結合，將教學內(nèi)容與工程實踐緊密聯(lián)系，提高了同學對相關技術的工程綜合應用力量，以‘用’促‘學’，學以致用；體驗型的爭論互動教學方式，讓同學主動參加教學過程，發(fā)揮其主體作用，增加了同學的團隊協(xié)作力量、溝通力量，提升了同學的綜合素養(yǎng)。

:孫松麗王榮林瞿志俊單位:南京理工高校泰州科技學院

機電一體化技術課程篇3

機電一體化技術課程是農(nóng)業(yè)機械化及其自動化方向重要的專業(yè)課程，主要講授機電一體化系統(tǒng)的構成、機電系統(tǒng)檢測技術、機電系統(tǒng)驅動技術與執(zhí)行裝置、機電系統(tǒng)掌握技術等內(nèi)容。課程具有學問面廣、難度大、綜合性高、實踐性強的特點，同學常常感覺內(nèi)容抽象、枯燥乏味，因而如何提高同學的學習樂觀性，改善教學效果成為任課老師急需探究的重要課題。針對機電一體化技術課程的特點，我們深化開展了教學改革，重點采納基于工程案例的教學方法應用于教學實踐中，有效地改善了教學效果。

一、教學內(nèi)容優(yōu)化

優(yōu)化教學體系和內(nèi)容，把握重點學問，補充前沿學問?！皺C電一體化技術”課程教學內(nèi)容相當繁雜，針對本課程學問面廣、難度大的特點，首先必需細心選擇教學內(nèi)容，留意與相關課程的學問點劃分與連接，同時突出本課程的學問重點。比如對于講授電機驅動系統(tǒng)部分，留意與電工技術課程在學問點上的連接，避開重復和缺漏，對于電工學中已經(jīng)講過的伺服電機不再做基本結構及掌握原理的介紹，但對于之前沒有介紹過的步進電機則從基礎學問入手，再通過對伺服電機、步進電機的廣泛應用實例的介紹，重點突出掌握電機在機電一體化系統(tǒng)中的作用。對于機電系統(tǒng)中的計算機系統(tǒng)部分，由于已經(jīng)開設了微機原理及接口技術課程，在教學中精簡潔片機相關基礎學問的介紹，著重講解目前應用比較廣泛的PLC的原理和應用，并結合詳細工程案例使同學能夠充分理解把握。另外，還可要求同學查找資料，針對機電一體化系統(tǒng)在工業(yè)企業(yè)、航空航天等領域的運用撰寫科技小論文，補充學科前沿學問。

二、教學手段的完善

借助現(xiàn)代多媒體技術提高教學效果，將多媒體教學與傳統(tǒng)的板書教學結合起來，既充分利用多媒體技術圖文并茂的特點，又充分發(fā)揮板書教學條理清楚、重點突出的優(yōu)點。完善多媒體教學系統(tǒng)，制作集文字、圖片、視頻、動畫等于一體的課程PPT課件，引導同學通過對圖形、圖像的分析，系統(tǒng)地歸納和提取有用的學問，使同學建立良好的感性熟悉，有益于學問的理解和消化，同時也極大地豐富了課堂的學問量，使同學的興奮點始終保持在較高的水平。

三、案例化教學方法

由于多數(shù)同學對機電一體化系統(tǒng)沒有直接的感性熟悉，可通過科研聯(lián)系單位、網(wǎng)絡等多種渠道，收集大量的機電一體化系統(tǒng)應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、醫(yī)療、軍事、航天航空等行業(yè)的圖片和視頻資料，使同學在學習課程之初即了解機電一體化系統(tǒng)的實際應用場合，極大地提高了同學對學習課程學問的主觀意愿和學習愛好。針對教學中的重點和難點，利用一些小型的工程案例來說明學問點，使同學加強對學問的理解和把握。比如，在講解動力電機和掌握電機的區(qū)分時，設計包含溝通電動機和步進電機的繞線裝置來講解電動機動力的供應和步進電機對給線輪轉動的掌握。以布置作業(yè)的形式供應可操作的工程項