机电一体化专业必修课精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇机电一体化专业必修课，期待它们能激发您的灵感。

篇1

摘要：公路交通安全不仅仅是个人问题，更是一个社会性问题。线形设计的合理与否是关系到公路安全性问题的根本问题。本文结合近年来国内外公路的设计新理念和方法，简单介绍了公路线形一致性、与周围环境的协调性、线形设计的灵活性及线形安全性评价。并指出公路线形指标的均衡性、一致性、线形的连续性以及线形和环境景观的协调性才是满足汽车高速及安全行驶的重要保证。

关键词：公路线形 设计理念 灵活性设计

0 引言

道路交通安全是一个世界性的问题，在我国尤显突出。引发交通事故的原因很多，包括人（驾驶员、行人）、车（机动车、非机动车）、路（道路状况、几何条件）、环境（气候条件、道路环境）等。从交通事故的统计和分析来看，虽然造成交通事故的原因是多方面的，但是线形设计是否合理是关系到公路安全性问题的根本问题。

公路交通事故与公路条件，路线线形条件有着密切的关系，优美流畅的线形组合、清晰醒目的行车方向、充分的视距保证和符合驾驶期望的路线是车辆行驶安全的基本保障。公路线形指标的均衡性、一致性、线形的连续性以及线形和环境景观的协调性才是满足汽车高速及安全行驶的重要保证。因此，要在充分学习和理解的基础上，引入国外一些先进的设计理念和方法，用以弥补我国传统公路设计方法的一些缺陷和不足。

1 线形设计的理念

道路线形的连续性是路线设计的基本要求之一，连续的道路设计应确保驾驶员能够沿着路线以他们期望的速度行驶。但我国目前所使用的技术标准和设计规范中虽已提出线形连续性，但对连续性的标准没有明确提出。目前国内外对于线形连续性的研究很多主要分为：基于速度的研究、基于安全的研究、基于驾驶员操作难易的研究。

其中，基于速度的研究比较成熟，因为道路线形连续与否对车辆产生的影响首要表现在车速上。利用运行车速评价路段的连续性好坏的方法主要有两种：一种是设计速度与运行速度的一致性评价方法，一种是运行速度之间的一致性评价方法。

（1）设计速度与运行速度的一致性。设计速度与运行速度的一致性评价是根据在某个单独路段上运行车速V85与设计速度VD之间速度差的绝对值|V85 -VD| 进行评价，这种方法目的在于确保设计速度与驾驶员实际行驶速度保持一致，使得线形几何设计能够较好地满足驾驶员实际的操作，对于单一路段路线几何元素的安全评价，起着重要的作用。

（2）运行速度之间的一致性。对于整个路线来讲，分析其整体的连续性同样是相当重要的。运行速度之间的一致性评价是根据两个连续路段上运行车速 V85之间速度差的绝对值进行评价，这种评价方法提供了整个道路上连续路段的连续性评价，相比较与上面单一路段评价方法，保证了各连续路段之间的连续性和一致性。这种方法是目前使用最普遍的评价方法，在大部分北美地区，这种方法已经成为道路线形连续性评价的基本法则运用于设计之中。

2 线形设计的灵活性

公路设计的灵活性，它是在原有设计标准基础上，通过激发设计师充分发挥想象力、创新性和灵活性，以目前的法律、法规为依据，用前瞻性的交通设施设计新理念，将灵活设计作为一种手段，结合公众参与和多学科设计方法，在满足使用功能与保证安全的前提下，维护公众的重要利益，将公路设计融于公路周边的自然与人文环境之中。因此，在公路设计中要灵活考虑各种因素，如物理特点，安全性，通行能力，造价，环境质量等。

公路线形灵活性设计应遵循以下原则：（1）连续性。公路线形是优美的三维空间结构，要求线条流畅，具有韵律感。（2）融合性。公路路线要与环境融为一体。（3）原始性。公路路线选线时应充分利用风景资源，视野要多样性，尽量保持现有环境，减少施工对环境的破坏，施工痕迹要注意恢复其自然外观。

根据美国的《公路灵活性设计指南》，在进行路线的灵活性设计时应注意以下几个方面：

1、我国地域广阔，地形地质、气候条件差异很大，可以要求不同地区的具体标准的取值范围具有灵活性。

2、当道路建设项目受到环境条件的严格约束时，应进行特殊性设计。

3、即使在设计阶段还可以对规划阶段的决策进行再核查评估。

4、根据实际需要，可以相应的降低设计车速，但必须在附属设计里提前进行标志标记，或在此路段必须有使速度减缓的措施。

5、项目中有现有道路的，可以维持现有道路的平、纵、横断面，仅仅进行重新罩面、修复、和更换标志。

6、认真的考虑可选择的指标，特别是对于景观道路。

7、检查各设计参数和指标在安全和运营中效果。特别对于超标设计必须对这十三项指标进行评估：设计速度、车道的宽度、路肩宽度、桥宽、构造物的通行能力、平曲线、纵断面、纵坡、停车视距、横坡 、超高、竖向净空、横向净距。

8、在勘测设计的各个阶段，特别是方案设计阶段，应有不同专业的专家的参与，同时公众参与也十分重要

3 结语

目前，我国的公路行业技术标准和规范引入了运行速度和安全性检验的概念，并颁布了专门性的指南来指导公路建设的安全性评价，线形设计的合理性显得更加重要。但是，我国对公路线形的连续性、一致性与环境相协调的灵活性设计问题重视和研究不足，没有成熟的规范和管理机制。要积极学习借鉴发达国家的设计理念，将新的设计理念融合到现有的设计程序中去。但同时也要考虑到工程的实际情况，并不是所有的新理念新方法的实施都合理、都具有可操作性，而要给予建设者一定时间逐渐来理解和接受新的理念和方法，另外也要让新的理念和方法得到充分的实践验证，以确保其适用性。

参考文献：

[1]美国联邦公路管理局，公路灵活性设计指南[M].交通部规划研究院，译.北京：人民交通出版社，2006.

[2] JTC/TB05-2004，公路项目安全评价指南[S].

[3]屠书荣.道路线形理论与设计方法[M].重庆：重庆交通大学出版社，2001.

篇2

【关键词】 机电 现状 分析

为了认真完成好湖北省教育科学十二五规划课题《中职机电技术应用专业课程设置与教学内定改革研究》的调研工作，课题组成员对中职机电专业课程设置与教学内容现状进行了调研，调研结果是，中职机电专业培养目标是高素质劳动者和中初级专门人才；业务现状是：机械制造人员能熟练地进行普通机床的操作，熟悉典型数控系统机床的编程技术，能熟练进行数控机床的操作，加工中等复杂的机械零件，掌握二维和三维CAD/CAM软件如AutoCAD、UG、Pro/E等软件的应用；机电一体化设备操作维护人员能较熟练地操作维护机电一体化设备；机电一体化设备营销人员。熟悉机电一体化设备的分类、典型结构及特点，熟悉机电一体化设备的操作和调试。具备机电一体化设备的营销基本知识。职业资格证书要求现状是获得普通或数控车工或铣工中初级职业资格证书：中初级维修电工合格证书；机械制图绘图员中初级合格证书。中职机电技术应用专业课程设置与教学内容偏多偏难，改革迫在眉睫。

现以湖北职业技术学院应用技术分院机电技术应用专业为例对当前的专业课程设置与教学内容现状进行具体分析。

1 培养目标现状分析

当前的培养目标是培养与我国社会主义现代化建设要求相适应，德智体美等方面全面发展，具有综合职业能力，在机电生产、服务、技术和管理第一线机电技术应用岗位工作的高素质劳动者和中初级专门人才[1]。

2 业务范围现状分析

（1）机械制造人员：能熟练地进行普通机床的操作，熟悉典型数控系统机床的编程技术，能熟练进行数控机床的操作，加工中等复杂的机械零件，掌握二维和三维CAD/CAM软件如AutoCAD、UG、Pro/E等软件的应用。（2）机电一体化设备操作维护人员：掌握机电一体化设备的结构及工作原理知识，熟练掌握机械原理、电气控制原理和液压技术。能较熟练地操作维护机电一体化设备。（3）机电一体化设备营销人员。熟悉机电一体化设备的分类、典型结构及特点，熟悉机电一体化设备的操作和调试。具备机电一体化设备的营销基本知识。

3 知识结构、能力结构及要求现状分析

3.1 知识、素质和能力的描述（如图1）

图1 知识、素质和能力描述

3.2 职业资格（技能）等级要求

全国计算机等级考试一级证书；

获得国家劳动和社会保障部相关的普通或数控车工或铣工中初级职业资格证书：

中初级维修电工合格证书；

机械制图绘图员中初级合格证书。

4 主要课程、职业技能实训项目及主要实践性教学环节安排现状分析

4.1 课程设置概况

本专业共有10门公共必修课，6门职业基础课，9门职业技术与职业认证课。安排实践性教学环节11个，以确保本专业培养目标的实现。

4.2 主要课程和主干课程

4.2.1 主要课程

语文、英语、数学、政治、机械制图、公差配合与技术测量、AutoCAD应用、计算机基础及办公自动化、金属工艺学、机械原理与机械零件、电工电子技术。

4.2.2 主干课程

机床电气控制与PLC、机械制造基础、电机修理、数控应用技术、工厂供电、protel。

4.3 主要课程学时分配现状

法律基础知识30学时，职业道德与职业指导32学时，哲学基础知识30学时，经济与政治基础知识28学时，求职与创业28学时，语文88学时，英语52学时，数学104学时，体育52学时，计算机基础及办公自动化88学时，机械制图120学时，金属材料与工艺学70学时，电工电子技术90学时，机械设计84学时，公差配合与测量技术20理论，24学时实验，AutoCAD应用56学时， 机械制造基础（含机床）56学时，数控应用技术84学时，电机修理34理论学时，10学时实验，机床电气控制与PLC （总学时84，其中实验学时10个），工厂供电60学时， Protel 60学时，技能认证训练（含液压基础）180学时，企业管理30学时，市场营销60学时[2]。

4.4 实践性环节的安排项目：

金工实习三周、电机修理一周、电子装配一周、机床电气控制与PLC实训一周、机械制图零部件测绘三周、机电一体化设备联调一周、数控机床操作实训二周[3]。

5 教学环节学时分配分析

经过分析：必修课总共3054学时占97%，其中，公共课522学时占17%，专业必修课1026学时占33%，职业技能项目360学时占12%，其它实训课1020学时占35%。理论与实践课比例为43：57。

6 分析结论

根据以上调研分析，结合相前实际，我们认为，中职机电技术应用专业课程设置与教学内容偏多偏难，改革迫在眉睫。同时提出以下建议与设想。

《中职机电技术应用专业课程设置与教学内容改革研究》课题研究的基本内容是针对目前中职生的实际，如何来重新制定中等职业教育机电技术应用专业的课程设置方案以及每门课程的教学内容，重点是课程设置方案的制定，难点是专业课开设种类以及学时配比。

目前已经有很多专家学者进行了中职学生基本现状的研究，已经形成了比较统一的认识，但是在如何从专业教学的实际进行有效突破上还在探索之中。今后要在中职机电专业教学中寻求到比较实用的一套课程设置与教学内容体系。

因此，在新的时期，我们十分有必要重新研究中职课程设置与教学内容改革问题，让学生学有所获，学有所成。

参考文献：

[1]教育部关于中等职业学校德育课课程设置与教学安排的意见[Z].2008-12.

[2]教育部关于制定中等职业学校教学计划的原则意见教职成[Z].2009-1.

[3]教育部关于进一步深化中等职业教育教学改革的若干意见[Z].2008-12.

篇3

机电一体化技术这门课程是机电一体化专业的必修课程。课程除了正常的实验环节之外，需要进行机电一体化设计。以往的做法是布置课题后，由学生进行机电结合设备的参数设计和CAD绘图设计，并将设计内容熟练掌握。通过答辩验证学生的课程设计结果。在建立仿真实验室后，在课程设计的内容上，增加了利用仿真软件进行电机驱动电路设计，并进行仿真的环节。其做法是，教师布置并讲解电机驱动的相关电路，学生根据驱动原理设计与机电一体化结构设计相配套的驱动电路，然后进行仿真。所设计的驱动电路，采用PROTEUS完成。按下S1、S2、S3键盘，电机分别完成正转、反转和停转控制。学生在设计前，必须复习步进电机的驱动原理。就是步进电机是将单片机的电脉冲转换成步距角进行旋转运动的装置。一个脉冲，步进电机转一个步距角。而脉冲的频率决定步进电机的转动速度。步进电机的驱动脉冲是分时由脉冲分配器供給的。

2机电一体化仿真设计过程

学生设计好教师要求的软件和电路图后，必须使用PROTEUS程序调用KEILC51程序进行联调。KEILC51可以根据PROTEUS程序的调试结果进行修改，直到两软件将PROTEUS所设计的硬件电路和KEILC51程序所代表的软件程序完美地被结合到一起，并符合所要求的设计要求后，整个设计过程结束。学生要能够完整地设计所要求的电路，并根据电路特点进行编程。所谓的电路特点的掌握，就是机电一体化设计中自动控制理论所需达到和掌握的知识。这些知识中，确定为核心与必须学生掌握的部分，包括步进电机转向原理的掌握、步距角与电机脉冲数的关系、步进电机与直流伺服电机和交流伺服电机的控制特点上的区别与联系、步进电机环形脉冲分配的顺序和特点、C程序设计流程图与编程语句中需要解决与注意的几大问题等等。

篇4

装备制造业是我国的支柱产业，随着知识经济的发展，机电一体化技术在装备制造业中得到了广泛的应用，社会对机电一体化技术人才需求持续增加，对高职院校毕业生的能力要求也发生了很大改变：要求高职学生通过系统的学习、训练和实践，在机电一体化领域具有坚实、过硬的技术技能，更要有过硬的创造创新本领。即应具有在扎实的专业技能基础上，有所创造，有所创新，为岗位、为单位甚至为社会创造显著的效益的能力。

1 创新能力培养的内涵

创新是指以现有的思维模式提出有别于常规或常人思路的见解为导向，利用现有的知识和物质，在特定的环境中，本着理想化需要或为满足社会需求，而改进或创造新的事物（包括产品、方法、元素、路径、环境），并能获得一定有益效果的行为。[1]

创新的主体在于人，高职院校创新教育的主体是学生，在创新能力培养过程中，应结合社会需求，以学生为中心，充分地激学生的学习兴趣，最大限度地发挥学生的主观能动性，将传统教育的知识获取的过程转换为学生自主探索知识的过程和创新能力的培养过程。

在创新能力培养过程中，要坚持因材施教的原则。适应学生的个体差异及创新潜能，尽可能地营造有利于学生创新能力发展的环境，采用团队合作机制，根据学生的不同个性、兴趣和才能，进行差异化、个性化的培养，激发学生身上的潜在创新能力，经营学生的长处，将学生的“长板”变得更长，“短板”与别人合作，为学生个性发展提供广阔的空间，让每个同学都有一技之长。

2 高职机电专业学生创新能力培养的措施

2.1 构建创新性的课程体系

构建创新性的课程体系是培养学生创新能力的关键。我们在构建创新性课程体系上的总体思路是：采用工程教育理念，做到学以致用；淡化学科樊篱，拓宽专业口径，课程设置前瞻化，课程内容时代化；丰富选修课程，鼓励学生自主学习。

2.1.1 采用工程教育理念，做到学以致用

工程教育理念是基于工程项目全过程的学习，是“做中?W”原则和“基于项目的教育和学习”的集中体现。工程教育需要选择一个典型的机电一体化产品作为载体，把多数专业素养课程和专业技术课程通过这个典型的机电一体化产品串联起来，完成产品从设计、模拟、加工、调试的工程制造过程，让学生真正认识到每门课程在整个课程体系中的作用和在实际工作当中的应用，从而做到学以致用。

2.1.2 淡化学科樊篱，拓宽专业口径

培养学生创新能力旨在使学生适应时代的进步和快速发展，使学生把学到的知识能够转换为能力和素质，高职院校在培养学生创新能力时，必须打破学科间的樊篱，加强通识教育和基础教育，拓宽专业口径，使学生的知识结构由纵向深入型向横向宽广型转化。在构建创新性课程体系时，我们力求打造更宽阔的机电专业人才培养平台。将课堂教学分为通识教育课程、专业素养课程以及专业技术课程三大类。如图1所示，为机电一体化专业课程体系框图。

通识教育课程是从基础性文化、语言、科学等方面实现对专业课程的补充，旨在更好地促进学生高尚道德品质的形成以及个性元素的充分拓展，[2]活跃学生思维，提高学生的人文素质。机电一体化专业通识教育课程包括：两课、计算机、外语、高等数学、体育等必修课程以及大学生创业指导、投资理财、沟通能力培养等选修课程。

专业素养课程是与专业知识、技能直接联系的基础课程，是学生学习专业技术课的先导和基础，对学生知识、能力、素质的全面培养有着十分重要的作用。机电一体化专业专业素养课程分为专业基础课程和专业拓展课程两大类。专业基础课程包括机械制图、机械基础、电工电子技术等涉及到专业知识基本概念、基本规律、基本技术等内容的课程。专业拓展课程则包括单片机控制技术、计算机辅助造型、先进制造技术等涉及到专业领域前沿的课程，旨在促使学及时接触专业前沿知识，激发他们的兴趣和创新思维。

专业技术课程是培养学生掌握适应企业生产需要的专业知识和岗位技能，贴近企业岗位的需求，体现专业发展方向的核心性课程。机电一体化专业技术课程包括机电设备控制、PLC技术、变频控制、数控加工等课程等专业技术课以及面向创业、竞赛、技术服务等方向的第二课堂。

2.1.3 课程设置前瞻化，课程内容时代化

在创新性的课程体系中，课程的设置和课程的内容不是僵化不变的。要逐年对课程体系进行动态的调整，按照企业需求不断地完善，站在时代的前沿，开设体现新知识、新技术，具有前瞻性的课程。比如：在课程体系中加入了工控组态与触摸屏技术、先进制造技术等课程。另外，课程的内容要贴近实际需要，要及时跟踪专业知识的发展前沿，删除陈旧的内容，增加反映学科发展方向的新技术、新知识，使学生建立起适应时展步伐的知识结构。

2.1.4 丰富选修课程，鼓励学生自主学习

创新教育强调以人为本，因此，在创新性课程体系中，应充分重视学生的个性差异，因材施教，满足学生的兴趣和要求，行之有效的措施之一就是丰富选修课程，使必修课与选修课的数量保持一定的合理比例，给学生较为充分的自主性，让学生根据自己的需要选择课程。

2.2 采用信息化的教学手段

信息化技术的发展为创新教育提供了崭新的空间，e-learning成为现代学生学习方式发展的必然选择。将多媒体技术和互联网技术应用于教学、学习及教学管理，能有效促进以学生为中心的授课方式，充分发挥学生学习的自主性，激发学生的创新潜能。

现代机电设备已由机械部件为主逐步转化为光、机、电三位一体，涉及面广，机电一体化专业知识总量的增多，知识更新速度加快，利用多媒体教学手段，将机械结构、电气控制、仿真运行、新型传动、未来机等内容，通过仿真动画、图片、视频等进行演示，能使课程的教学变得直观、生动，有效增大课堂教学的信息量。

虚拟仿真教学是信息化教学的一个重要方面。随着计算机软硬件技术的不断提高，应用于机电专业的各种仿真软件不断涌现，如数控机床教学的有上海宇龙数控仿真软件、南京的斯沃数控仿真软件；电力电子类教学的有电子仿真软件Electronic Workbench （EWB）和 Multisim等软件；单片机类教学的有Proteus软件；机械制造类的SolidWorks仿真制造软件等。虚拟仿真教学可以有效地提高学生学习效率，活跃课堂气氛，增强学生自主能力，开拓学生的创新思维，培养学生对机电系统的整体认识，另外，还可以提高实训教学的效率，减少实验耗材的损耗，节省实验设备的投入，降低实验中的事故发生率。

2.3 构建实训平台，强化实践环节

高职教育强调的是培养技术技能型人才，实践教学环节是高职教育中极为重要的组成部分。它对于学生职业素养、工程素质、专业技术素质、实践动手能力，尤其是创新能力的培养具有不可替代的作用。

高职机电专业培养学生创新能力以校内网实训基地为平台，以企业中实际的机电一体化产品为载体，以光、机、电、液技术技能训练为主要教学内容，穿插机电产品生产管理、调度管理、质量管理等内容，由学校教师与企业技术管理人员共同给予指导，通过实践教学环节，既能培养学生专业知识的综合应用能力，学生解决实际问题的工作能力和技能，又能充分挖掘学生的创新潜能。

篇5

关键词：高职；机电一体化；有效性；探索

1明确一体化教学的目标

一体化教学的目标是培养高素质、高技能、技术型的新型生产一线人才。对于高职学校来说，一体化教学改革是发展高职学校的动力。开展一体化教学是为了顺应了市场的需求，也为学校今后的教学拓展了空间。全面推进教学一体化改革是学校提高教学质量、适应社会需要、提高社会声誉、加快学校发展的正确选择。

2与时俱进，改进教学方式

在教学内容力面，制定符合现代化建设要求的机电一体化专业教学计划，以综合素质培养为基础，以能力培养为主线，围绕培养目标，对知识、能力、素质等方面进行合理的综合安排，力求整体优化。在课程设计方面，除了安排专业必修课外，还适当设置专业选修课，以便学生根据个人的实际需要制定相应的课程学习计划。

高职应采用项目导向、任务驱动的教学模式，选择具有先进性、适用性、开放性的项目作为教学载体，通过完成虚拟或真实的生产或工作任务，促进专业知识和专业技能的融合。例如：模具设计的案例教学方法，能够将理论知识与实践相结合，让学生系统地学习，同时让学生掌握相应的分析问题、解决问题的能力。

在教学方式方面，运用多媒体教学进行直观教学，可以有效提高教学效率，充分调动学生的学习积极性。教师应与时俱进，了解课程最新的技术动态，并将其传授给学生，从而提高学生的学习兴趣、求知欲和学习动力。

3注重实践，增强动手能力

实践教学内容体系是以过程 （加工、设计）为主线，分阶段制定实践教学内容，内容包括实训大纲、实训教材、实训教学规范、实训考核标准、题库等。以能力培养为核心，以精工艺、善施工、懂数控、会操作为目标。制定各阶段实践性教学总体计划和要求。形成与理论教学相互配合，以基本技能为基础，专业技能为重点，注重技术应用和创新能力的培养，采用开放式管理模式，产、研、培一体化的体系。实践教学计划与大纲要明确各阶段学生做什么、怎样做、达到什么标准等具体量化的内容。

在实践教学改革的同时，建立一套科学完善的实践教学评价体系是提高实践教学质量的重要手段。在实践教学过程中应突出过程考核的重要性，激发学生学习的主动性。高等职业院校应尽快改变传统的教学质量评价模式，应与企业共同制定学生学习的质量评价标准，校企双方应共同承担学生在实践学习中的考核责任。学习结束后，校企双方的专职教师共同提供最终的评价结果。除评价结果外，还应注意在完成实践项目过程中学生体现的主观性、创新性，注意对学生综合素质的评价与考核。

高职教育必须强调课内实践的有效、实用。机电一体化作为操作性很强的应用学科，必须以培养学生的能力为中心来设计课程内容。要增加实训课时，理论教学和实践教学的比例力争达到1∶1。我们应该先对专业课程进行分析讨论，确定该课程必须掌握哪些方面的实际操作能力，再据此安排设置训练。

4加强合作，定期组织专业实训

学校可与当地相关的事业、企业单位建立合作基地，针对相关企业目前急需的人才设定特殊人才培养模式，实现互动教学。定期向合作单位输送学生进行实际工厂训练，加强学校和企业之间的互动培养，有助于学生今后的发展。

校企合作，能充分发挥校企双力的优势。实施工学交替的人才培养模式，能够为学生实习、实践、就业和教师的再教育、科研、社会服务提供更大空间。校企合作，使学生以职业人的角色参与到所学专业的实际生产环境中，是培养生产一线高技能人才的重要途径。探索教学和培训、生产与科学相结合的特色实训基地建设，达到人才培养和经济效益双赢。

总之，教学是不断探索、不断创新的过程。在科技高速发展的今天，我们必须与时俱进，做到与行业、企业转型跨越发展相适应，积极探索教学改革新思路，及时调整人才培养模式，这样才能培养出社会和企业发展所需要的机电一体化专业技能型人才。

参考文献：

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【关键词】Matlab；机电一体化专业；教改实践；应用

1.引言

在政府大力开展教育事业的影响下，很多高校都将教学改革作为完善教学水平的主要手段，逐渐成为高校开展教育事业中的重要组成部分。随着我国工业化进程的飞速发展，机电一体化专业在各个领域中的应用越来越多，社会对于高级的机电一体化人才的需求也有所提升，为了满足社会和企业的需求，高校必须要对传统的机电一体化教学模式进行调整，充分发挥出Matlab软件在机电一体化专业教改实践中的应用效果。

2.机电一体化专业的人才培养目标

要想充分发挥出机电一体化专业教学改革的效果，首先要明确机电一体化专业的人才培养目标，只有这样才能做到“知己知彼百战百胜”的效果。机电一体化专业主要表现出了“机”与“电”的结合，但是这种结合并不是简单的讲“机”、“电”相加在一起，而是通过特殊的教学模式在二者之间建立一种联系，从而更好地发挥出机电一体化的效果。由此可见，机电一体化专业的人才培养目标是为社会培养出一批具有优秀机械加工和机械设计相关理论知识与实践能力的人才，并且还要能够熟练的掌握计算机技术、电气控制的相关技巧，通过各种手段对机电产品进行更好的控制[1]。既包括了传统的机械专业的相关知识，还加入了计算机专业、电气专业、自动控制专业，充分体现出了机电一体化专业的“机”与“电”相结合。

3.机电一体化专业的教学改革现状

随着教学改革计划的逐渐完善，很多高校都进行教学模式的调整，采取更加成熟的教学手段去促进学生发展。然而，通过对现阶段机电一体化教学模式的分析来看，教学计划的设计还是比较传统，无外乎基础教学模块、机械基础模块、电气基础模块、控制基础模块等，从理论上来讲是比较符合现代社会对机电一体化专业人才需求的，但是，从实践操作的角度看，学生的实际能力与理论知识的掌握不一致，很难适应变幻莫测的市场经济形式。而造成这种现象的原因既不是教师的教学水平问题，也不是学生学习态度问题，而是教学计划的制定脱离了现代社会需求，学生虽然能够从课堂中学到丰富的知识，但是并不能将这些知识联系起来，更不用说将这些知识利用起来[2]。机电一体化专业的实践性比较强，因此在进行机电一体化教学的时候，不能只重视理论知识教学，还要充分发挥出实践教学的重要性。目前，我国机电一体化专业对实践教学的关注度并不是非常的高，尽管在理论教学上已经趋于成熟，但是，机电一体化的学生在社会上的发展总是差强人意，对于社会的适应性和理论的操作性都比较差。造成这种现象的主要原因就是由于我国高校在开展机电一体化教学的时候，并没有采取理论教学与实践教学相结合的方式，很多学生都掌握了丰富的机电一体化理论知识，可是却不能将掌握的知识充分的利用起来，很多知识点的使用方式并没有被理解，只是死记硬背下来应对考试。由此可见，要想充分发挥出教学改革的效果，还需要一种能够将教学知识连接起来的模块，而这种方式就是Matlab软件[3]。

4.Matlab软件的相关介绍

Matlab软件是一套商业数学软件，在数学领域中的应用非常广泛，像是算法开发、数据可视化、数据分析等都可以使用Matlab软件进行计算，并且还结合了先进的计算机科学技术，在计算结果的准确性与计算速度上都有所提升。Matlab软件是三大数学软件之一，在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指，不管是矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法，还是创建用户界面、连接其他编程语言的程序[4]，只要与数学相关，就都可以使用Matlab软件进行分析。将Matlab软件应用在机电一体化专业中，为机电一体化专业的教学改革带来了新的曙光。

5.Matlab在机电一体化专业教改实践中的应用

5.1在基础教学模块中加入Matlab的基础入门高等数学是工科生的必修课，传统的高等数学教学过程是通过教师讲、学生听的方式，这种方式不仅无法提升学生对机电一体化专业的兴趣，还会影响学生的操作能力与应变能力，不利于学生综合素质的培养。将Matlab引入到基础教学中就能够妥善的解决这一问题，利用Matlab软件强大的计算功能，将复杂的数值简单化，不仅减轻了学生的负担，还能够让学生在学习的过程中感受到快乐，改善对机电一体化专业的看法。5.2使用Matlab软件进行实际操作在学生充分了解机电一体化的理论知识以后，就应该培养学生将理论知识应用到实践中的能力，在学习控制理论的时候，要结合Matlab软件共同学习，利用Matlab软件来进行运算、建模、分析等环节的控制系统仿真，将教学过程中比较繁琐的数据变换、复杂领域交给计算机进行分析，通过Matlab将所学到的机电一体化理论知识整合起来，使学生能够更好的理解机电一体化的实际应用效果[5]。

6.结论

综上分析可知，Matlab能够将机电一体化专业的教学模块连接在一起，是原本分散的模块有机的结合起来，帮助学生进行理论知识的整合，是学生能够更加完整的理解理论知识的含义，对于学生的理论知识和实践能力都是一种提升。另外，Matlab不仅在机电一体化专业中有着广泛的应用，在各个行业中都受到了一定的关注，也就是说，学生在步入社会之后，依然可以使用Matlab软件去解决实际问题。

【参考文献】

[1]冯巧红,韩江.Matlab在机电一体化专业教改实践中的应用探讨[J].滁州职业技术学院学报,2010,03:19-21.

[2]叶慧群.项目教学法在高职机电一体化专业实践教学中的应用[J].科技创新导报,2013,34:145+147.

[3]郑永锋.高职机电一体化专业项目驱动课程体系研究[D].浙江师范大学,2014.

[4]陆志全.《电气控制技术》教学的研究与实践——机电一体化技术专业AHK教改班为例[J].内江科技,2016,08:145-146.

篇7

高职院校中广泛运用的技术人才培养模式就是学徒制，这主要是借鉴外国的一种比较先进、新颖的教学培养方法。关于学徒制是否能真正有效地适用于我国高职机电一体化技术专业中，是一个值得探索研究的问题。所有的教学模式不能生搬硬套国外的，要根据实际国情进行不断改革和创新[1]。

一、学徒制的主要含义和内容

（一）含义

学徒制指的是在相关专业人员的带领下，在实际中展开真实的拓展实践活动，并且在这个过程中不断观察和学习，自己将所学知识结合实情运用到工作中去，达到掌握课本内容和工作技巧的目的。学生在实践中加深了对课本内容的掌握和理解，同时又具有了实际工作经验，在毕业以后便可直接进企业上线工作。因为高职机电一体化技术专业学术性不高，实际应用性高，就业中讲求的就是操作经验，因此这种学徒制是高职技术专业人才教学培养的有效管理模式。

（二）内容

高职院校的教育重点是实现学生的“学”与“术”双向发展和综合运用，学生同时也具有了双重身份。现代学徒制是一种文化、技术和知识同步传承手段。在这种学徒制中，学徒将在学校里学到的知识运用到企业实际运作中，相当于是将学习场所搬到了公司，将学习内容进行了深化和拓展。从学习层面来说，学生能够做到学以致用，并且能够从实际中发现问题、思考问题和解决问题，最后总结出自己的经验和技巧，形成自我认知和成长，完善了学习过程、升华了学习结果；从就业层面来说，一般机电一体化技术专业在进行高校招生时，企业会直接参加面试，对于考察合格的学生会直接签订就业协议，作为企业预备人才，学徒同时享有佣工待遇，这为学生就业提供了机会和保障[2]。

二、机电一体化专业学徒制的实施

（一）实施过程

学徒制的核心内容是学习与工作有机结合，相互交替、相互联系，实现人才培养中工学交替并且以企业为主。学徒制第一学年，还是以学校教学为主，学生主要在学校学习基本的理论知识，巩固专业基础。学期末，学生需要完成一个短期的实习培训，一般是在企业内部进行，有相关技术人员和专家到场指导，训练学生的基本技术技能，让学生能够更好地了解企业主要岗位和日常工作，为今后学生就业快速适应公司环境打下一个基础。第二学年，学生基本上已经完成学校全部的理论课程，可以根据企业的岗位空缺和岗位需求，自主选择岗位进行为期约两个月的技能培训。接下来第三学年，是学生正式进入企业实习，学生和企业需要进行双向选择，确定好要进入的岗位。此时学生正式转变为学徒身份，在技术师傅和专业教师的带领下完成岗位实训。

（二）实施原则

现代学徒制是一种新型人才培养方案，主要是为了适应经济发展的需要，是基于现代创新教育基础，根据企业实际的岗位需求和学生自身的发展特点而制定、实施的。在实施学徒制的过程中，要构建合理的课程体系，规范引导、讲求实用，在专业教育中需要注重学生创新能力的培养。对机电一体化技术专业进行系统性的课程改革，培养活动要以企业岗位需求、工作任务和人才定位为主要参考方向，从专业的社会化发展前景和学生的可持续发展要求考虑。专业课程教育的开发要时刻以学生为核心，重点培养学生的专业能力和专业技术。机电一体化技术专业的课程设计要从实际岗位需求出发，做好产业和岗位的连接，根据行业标准和职业规范，学和实践[3]。

实施学徒制主要包括两大领域的学习安排，学校学习和企业学习，要将学科专业知识融入到企业技能培训中去，构建实用型、创新型课程教学体系。关于课程设置上要符合专业要求，处理好必修课、选修课、公共教育课和实践设计课之间的关系，合理分配，综合要求。实施学徒制，无论是在理论教学还是实践操作过程中，都要保证教学资源的充足和均等。现代学徒制将学校教育和企业培训进行有机结合，是一种跨界教育模式，学校安排的授课教师和企业提供的专业师傅就成了“双导师”。企业专业人员在操作技术上熟练，在工作经验上丰富，带徒效率高、质量优。

三、学徒制实施的特点和难点

（一）特点

现代企业经济发展迅速的主要原因是新设备和新技术的不断产生和进步，企业大多采用流水化生产和自动化设备，机电设备不断数字化、现代化，对于专业安装、操控、维护和管理设备的人才需要量也不断增加。针对这一市场需求，高职院校对于机电一体化技术专业人才的培?B力度加大，培养模式也不断创新发展。应运而生的现代学徒制教育模式在应用其中，效果明显。

学徒制的主要教育特点是将企业学习作为课程教学的一部分，这是一种系统化的组织性学习，学徒制强调学生的动手能力，注重在实际操作中巩固学生课堂所学，实现理论结合实际，“习”“训”交替。学生在课堂上的学习始终结合实际工作特点，可以不断丰富理论知识，完善教学内容；在企业实习中，学生又可以接触最真实的工作模式，能够根据所学发挥个人的聪明才智，解决实际中出现的问题。

（二）难点

机电一体化专业技术实行学徒制的时间不长，尚且存在一些问题和难点。一方面，国家对于这种校、企合作教学模式支持力度不够，学校考虑到学生安全、意愿和家长反应等因素，不敢加大这种教学实践力度，而企业在没有得到国家相关政策鼓励的情况下对于这种学徒制的参与积极性不高。本身学徒的实践经验不足，专业技术水平不高，即便是定岗上线也无法给企业创造收益，而企业还要排出专业师傅带领、指导，还要在保证学生安全的情况下支付给学生工资，大大增加了企业的运营成本。从这些方面来说，国家对于学徒制的激励体制不完善直接影响了企业对高职专业教育的支持力度。

教师专业实践经验缺乏。高职学校的教师长期待在课堂上，一线操作经验不足，难以深入课本给学生讲解专业知识。机电一体化技术专业属于工科，注重实际操作能力的培养和提升，教师只有不断强化自身的专业技能，才能使学生更透彻地掌握基本理论知识。教师整体水平要和行业服务要求对等，才能使学生的校外实习与课堂教学相辅相成，才能为学生的上岗操作提供基础。

企业环境对学徒的影响。学徒进入企业实习，环境和身份的转变都比较大，学徒不了解工作内容、操作生疏，企业工作节奏快、环境嘈杂，这期间的学习操作和安全比较难以保障。加上初入社会，企业对于学徒的认同感普遍不高，学生容易产生消极情绪。针对这些，学校和企业要对学徒有足够的耐心和包容，教师和带工师傅也要做好沟通，为学生实地实训提供良好的环境条件。

四、机电一体化技术专业实施学徒制的有效措施

（一）建立、完善学校管理制度

在高职院校机电一体化技术专业中实施学徒制，需要不断跟进学生的学分管理，促进课程考核。在安排学生进入企业实习时，要合理安排学生作息时间，加强日常管理，实习持续周期要与课堂学习时间相适应。同时，在学习时要注意增进学生对企业文化、企业制度的了解，随时把握学生的思想动态。专业教师要做好学生的思想工作，注重安全教育和纪律教育，帮助学生更好地适应企业环境，同时要积极引导学生对日常工作进行经验总结，做好学习笔记、分享心得。

学徒制是培养专业技术人才的主要教育途径，需要不断在实践中发现问题、改革创新，要用严谨、专注的态度建立健全学校的教学管理制度。让更多的企业参与学生，通力合作，培养专业的机电一体化人才。

（二）实现教学、实践一体化教学

高职教育中，关于机电一体化技术专业实施学徒制，学生在入学初并没有太多深入的了解，为了让学生在后期的实习中更好地践行企业实习标准，在校期间就要有意识地将具体的实践任务搬上课堂。机电一体化技术专业需要学生具有大量的实际经验，对于高职院校的学生来说，学徒制为他们提供了更多安全可靠的实习机会。例如，在课堂教学中，专业教师要积极引入企业案例进行知识剖析，或者模拟一些列企业生产工序，加深学生对企业工作的认识和了解。学生只有形成一个具体的实践意识，才能在后期的学习中更好地投入到工作中，才能对专业实战经验保有积极性。

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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．

[2]丁继斌．《机电一体化系统设计》课程教学改革的实践[J].机械职业教育,2005,(12):32-33．

[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．

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0引言

“以就业为导向”已经成为公认的高等职业教育人才培养的出发点和落脚点。以就业为导向就要充分考虑地区产业结构调整和经济建设发展的要求，从行业企业的具体用人需求出发开展人才培养[1]。青岛滨海学院机电一体化技术专业是伴随着地方经济社会发展而设立的专业。学校始终围绕“服务青岛市产业发展需求，服务行业企业人才需求”这一中心，以需求为导向，明确目标，合理定位，产学结合，开展人才培养工作。在具体改革过程中，结合本校的学科专业优势，合理设置该专业的人才培养方向，深化企校合作，将企业纳入人才培养的主体，使其参与到人才培养的全过程，逐渐形成了独具地方特色和滨海特色的CPPT应用型工科人才培养模式，并且取得了很好的培养效果。

1从企业需求出发确定人才培养定位

《青岛市蓝色经济区建设发展总体规划框架（2009-2015）》中明确提出发展壮大第二产业，培育特色产业聚集区。其中现代装备制造业聚集区集中在青岛滨海学院所在地的西海岸新经济区以及邻近的胶州湾北部高新区。青岛经济技术开发区“十二五”规划纲要也提出，未来五年内要大力推动经济结构转型[2]，实行先进制造业与现代服务业并重的发展策略，其中要重点发展的家电电子、船舶制造和汽车制造三大产业集群。可以预见未来五年青岛地区对机电类专业人才的需求巨大。根据对青岛地区企业的调查发现，用人单位除了对高职人才的专业知识和实践能力提出要求之外，普遍关注高职毕业生的诚信敬业、吃苦耐劳等思想品质，以及职业迁移和发展潜力，熟悉一线生产流程和工业要求，同时又能够胜任基层生产管理，并且具有创新能力的人才极其匮乏。

从上述企业对高职人才的需求出发，机电一体化技术专业人才培养的目标定位为：培养德、智、体、美、劳全面发展，具有良好的社会责任感和职业素养，有一定的科学基础知识和专业知识，能在生产现场从事机电设备的运行维护或产品的生产、营销和服务等工作，具有创新意识、管理意识的实践能力较强的应用型高级技术人才。

2整合学科专业优势资源组建机电类专业集群

机电一体化技术专业是青岛滨海学院2003年开设的工科专业，2007年被评为“院级品牌专业”，2009年被山东省教育厅评为“省级特色专业”。机电一体化技术专业是一个集机械、电子，以及信息技术为一体的综合性新兴专业。在该专业的建设过程中，青岛滨海学院整合工科教学资源，以机电一体化专业为中心，衍生高职专业，培植本科专业，基本形成了学科基础牢固，专业发展平台开阔的“机、电结合，本、专互补，资源共享”的机电类专业集群。

2.1以机电一体化技术专业为中心的高职专业集群

高职专业集群包括：机电一体化技术、应用电子技术、电气自动化技术、数控设备应用与维护、模具设计与制造和汽车技术服务与营销6个专业。专业之间资源共享，如图1。

2.2以机电类高职专业集群为基础建设的本科专业集群

本科专业集群包括机械设计及其自动化、金属材料工程、电子科学与技术、电气工程及其自动化、交通运输等专业，如图2所示。

3行业企业需求与学校学科优势相结合确定专业方向

青岛滨海学院机电一体化专业积极与当地大中型企业合作，共同培养机电一体化专业人才。根据青岛地区的产业结构调整和行业企业发展的需求，通过对大量用人单位的调研，结合本校本科资源优势，青岛滨海学院将机电一体化技术专业方向分为：机械加工方向、机电设备维修方向、材料加工方向、电气控制与检测方向、汽车及工程机械维修方向，以及机电产品营销方向。各专业方向的需求行业、合作企业以及支撑该方向的本科专业情况，如表1。机电一体化技术专业学生在修完学科基础课程和专业必修课程之后，根据个人的兴趣志向选择专业方向，并根据所选择的方向确定顶岗实习单位和需要继续修习的模块化专业方向课程。

3.1CPPT应用型工科人才培养模式

在多年的办学过程中，机电一体化技术专业不断创新人才培养模式。先后实践“订单式”人才培养模式、“工学结合”人才培养模式、“1+N”技能型人才培养模式等，在总结经验的基础上，根据现代产业发展对高素质、技能型、创新型人才的要求，创新“CPPT应用型工科人才培养模式”。

3.2CPPT应用型工科人才培养模式的核心

CPPT应用型工科人才培养模式以“服务地区产业发展需求，服务行业企业人才需求”为出发点，以企校联合培养为主要形式，以教学改革为主要推动力，以培养思想品质好、实践能力强、具有创新意识和发展潜力的应用型高技能人才为目标。CPPT应用型工科人才培养模式主要包含4个方面的核心内容：C代表Character，指贯穿大学全过程的品格养成教育；P代表Practice，指渗透课内外的实践训练；P代表Production，指面向生产一线的工学结合培养形式；T代表Technology，指技术综合应用能力和创新意识培养。

4CPPT应用型工科人才培养模式的培养目标和主要培养方式

4.1贯穿大学全过程的品格养成教育

培养目标包括：良好的社会责任感、职业道德、人文科学素养；良好的质量意识、职业健康意识、安全意识、服务意识；良好的交流沟通能力、团队合作能力[3]。

主要培养方式：通过学校全员、全过程、全方位的“三全”育人体系，开展非智力因素方面的养成教育；《思想品德》和《职业道德》课程纳入大学三年的教学计划；开设《专业导论》、《职场心理辅导》、《质量及安全管理》等职业系列课程；坚持开展体育测试、读书活动、演讲训练、收看新闻联播等教育活动。

4.2渗透课内外的实践训练

培养目标包括：增加理论和实践的结合、巩固工程基础、提高动手能力；提高综合运用科学理论、分析方法、技术手段分析解决问题的能力。主要培养方式：机电一体化技术专业教学计划中实践课时比例达到47.4%。开展以“培养学生实践能力”为核心的考试改革和课程改革；增加双师型任课教师比例；加强机电专业相关实训室、实验室的建设；开展丰富的校内外实习实训活动，如：暑期社会调查、金工实习、认识实习、生产实习、企业顶岗实习、毕业实习等。

4.3面向生产一线的工学结合培养形式

培养目标：了解企业文化、增强工程意识；了解生产工艺、设备和制造系统；增强对工程实际问题深入、系统、本质的认识和理解；掌握技术标准和政策法规。主要培养方式包括：校内生产型实验室、生产型实训基地建设。采取企校合作人才培养的机制，进行双主体人才培养，为学生提供丰富的生产实践机会，深化各类合作模式，如工学交替式、工学渗透式、订单培养式、顶岗实习式等等[4]。

4.4技术综合应用能力和创新意识培养

培养目标：较好的学习能力和创新意识；产品开发设计能力、技术改造创新能力；工艺革新潜力、设备革新潜力。主要培养方式采用“1+N”制，将职业资格鉴定证书纳入毕业资格审核。组织学生参加各级各类学生科技创新竞赛活动，并将科技竞赛成绩纳入毕业资格审核。课余时间开办数控应用技术、电工电子技术、家电维修、机械综合加工技术、PLC技术等第二课堂。学生参与的企校之间的横向课题研究和开展基于实际工程项目的毕业设计[5]。

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《机电一体化技术》是我校机械设计制造及其自动化专业的必修课程，它强调知识结构系统性和教学体系完整性的统一，使学生对机电一体化技术有较全面的认识，系统地掌握机电一体化系统各元部件的选择、计算的基本理论和方法，初步具备机电一体化系统的设计能力。主要任务是使学生在机电一体化技术方面具有较广泛的知识，了解机电一体化系统（产品）涉及的相关技术，重点掌握典型机电一体化系统构建、设计，使学生在今后的工作中具有综合应用多学科知识的能力。所用教材是梁景凯主编的《机电一体化技术与系统》（机械工业出版社，2009年）[9]。先修课程主要包括电工学、机械原理、自动控制原理、微机原理、工业机器人等。电梯控制是《机电一体化技术》的重要内容，通过学习，使学生从应用角度出发熟悉常用控制电器的结构原理、用途、型号及选用方法，了解和掌握基本电气控制系统的分析与设计方法。在此基础上，学习可编程控制器(PLC)的基本原理，达到以下目的：具备对一般电气控制线路独立分析的能力；掌握PLC的基本原理；掌握某一系列PLC的逻辑指令、步进梯形指令、功能指令；了解编程器与编程软件及其使用方法；掌握PLC的系统设计与调试。最终能综合运用所学知识解决一定实际问题，为毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定基础。针对我校机械设计制造及其自动化专业的2012级本科生，把项目教学法应用到《机电一体化技术》的教学中，为该方法的推广应用作铺垫。

1）项目的确立和设计项目教学法的开展，依赖于学生现有的专业理论掌握情况，是在学生掌握一定专业理论前提下的教学活动。项目教学法成败的关键是设计一项合适的工作任务，即提出目标。项目目标不仅指向某种专业知识内容的掌握和应用，而且指向专业知识的综合探究过程，指向学生的探究意识，学生可以通过各种不同的探究途径，有不同的选择，项目的确定要从现实条件和可行性两方面加以选择，项目设定难度和可操作性，要直接与学生现有知识层次关联。项目不能设得太大，太大使学生难以完成，提不起兴趣，项目的难易应循序渐进，教师的条件和学校可提供的硬件环境也是项目设定中必须考虑的因素。因此，在此环节应充分考虑以下几个方面：（a）项目活动能否调用学生已有的知识?（b）项目活动如何帮助学生完成新知识的自主学习？（c）此项目能否让学生感兴趣？（d）如何让学生之间加强沟通与合作学习？（e）如何让学生把所学的知识与现实联系起来？（f）项目完成后是否有助于增强学生的自信心？在学习“第5章电梯信号控制系统”的第3节“电梯的PLC控制”时，我们设计了这样的任务：要求学生自己选用某一种类型的PLC，完成4层载客电梯的控制，主要任务包括：设计电气控制原理图；进行PLC选型及I/O分配；PLC控制程序的编写；系统安装、调试；绘制设计图样等，最终实现电梯开、关门控制电梯轿厢快、慢速升降点动控制；电梯楼层连续显示；电梯内选、外呼信号操作指示的记忆与解除控制等具体功能。众所周知，目前电梯控制系统主要有三种方式：继电路控制系统、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂。而PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言，编程方法的多样性使编程简单、应用面广，操作灵活方便，监视和控制变量十分容易。现在PLC的功能越来越强大，品牌很多，特点各异，世界上著名的品牌有西门子、三菱、欧姆龙、施耐德等，这四大品牌各有所长，三菱FX2N系列执行速度快、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块；欧姆龙PLC功能完善，结构灵活不受环境的限制，传输质量高、速度快、带宽稳定，成本低，适用面广；西门子PLC在我国广泛应用于冶金、化工、印刷生产线等领域，其中型机可对设备进行直接控制，具有较强的控制功能和较强的运算能力；法国施耐德PLC主要有Quantum、Compact、Mo－mentum等系列，其编程软件是施耐德电气自动化的核心产品，处理器的灵活性可以实现更高的性能。采用项目教学法，让学生了解、熟悉PLC在电梯控制中的具体应用，这是在《机电一体化技术》课程中的一次全新尝试，同学们既有浓厚的兴趣，跃跃欲试，又感不知所措。

2）分组制订计划及自主学习项目确定后，接下来便是分组实施，以小组为单位，既体现合作性，又体现独立性，分组时要注意学生的搭配。将基础好、能力强的学生与基础相对较差的学生组合在一起，这样能保证任务及时地完成，利于优生对基础较差的学生进行帮助。全班30人，被分成4个组，每个组选出1名组长负责本组的实施，各组争先恐后地开始查资料、自学，甚至向其他老师咨询，不亦乐乎。

3）实施计划第1组选用日本三菱FX2N系列PLC，第2组选用日本欧姆龙CPM1A-V1系列，第3组选用德国西门子S7-200系列，第4组选用法国施耐德Momentum系列。明确任务后，各小组在组长的领导下，有条不紊地校电工电子实训中心进行，先从电梯的控制原理入手，查资料、讨论、试验、再讨论、再试验。具体实施步骤如下：①元件选择。在明确项目任务的情况下，根据控制要求，确定PLC的输入输出点数，画出I/O分配图。②程序设计。在程序设计思路上，采用顺序控制设计法，即根据系统的工作过程绘出顺序功能图，再根据顺序功能图设计出梯形图的方法。这是整个项目的难点，同时也是培养学生独立思考、分析问题、解决问题、进行创造性思维的过程。③运行调试。在程序调试过程中，学生遇到了许多问题，在我们的启发下，让学生自己去分析发现错误原因，使他们在解决问题的过程中学习分析问题的方法和技巧，最终4个小组都完成了规定任务。

4）检查、评估项目教学中，学习过程是人人主动参与的创造性实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。在这个过程中，学生理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的能力及沟通合作等关键能力。它改变了传统教学老师介绍知识声嘶力竭，学生觉得枯燥无味，效率低下，死记硬背，难以将知识运用于实际的弊端。经过1周的团队合作，4个组都完成了任务，都感到很欣慰。接下来让学生进行自我评估，并讲解、展示各自的成果。最后我们对各组进行点评，首先充分肯定了同学们的成绩，点赞各组在实施过程中的靓点，指出这四种PLC各有自己的优势，并将主要优势列于表1中。总之，经过这样一次尝试，让学生获得了一定知识，而且激发了他们继续探索的兴趣，好象打开了一扇窗口。不仅各组完成了规定的任务，在老师的启发下，学生自己又将这几种PLC进行了比较。比如：三菱PLC与西门子PLC的编程理念不同，三菱PLC编程直观易懂，学习起来会比较轻松，而西门子PLC指令比较抽象，学习难度较大，但指令较少，而三菱的指令较多，所以学习三菱和学习西门子的周期是一样的；三菱的优势还在于离散控制和运动控制，三菱的指令丰富，有专用的定位指令，控制伺服和步进容易实现，要实现某些复杂的动作控制也是三菱的强项，而西门子在这块就较弱，没有专用的指令，做伺服或步进定位控制也可以实现，但程序复杂，控制精度不高；过程控制与通信控制是西门子的强项，西门子的模拟量模块价格便宜，程序简单，而三菱的模拟量模块价格昂贵，程序复杂，西门子做通信也容易，程序简单，三菱在这块功能较弱；假如某设备只要求控制动作，如机械手，可选择三菱的PLC，某设备有伺服或步进要进行定位控制，也可选三菱的PLC；像中央空调，污水处理，温度控制等这类有很多模拟量要处理的就要选西门子的PLC比较合适；若某设备在现场有很多仪表的数据要用通信进行采集，则选西门子的就比较明智，……。虽然所学的书本知识这一节已经结束了，但同学们的兴趣和讨论却远远没有停止。

2结语

篇11

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.

篇12

关键词：机电一体化 教学 仿真 PROTEUS

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）08（a）-0135-02

“机电一体化技术”课程是机械制造及其自动化和机械电子工程等专业的一门专业必修课，因此，学好该课程能为学生毕业后择业打下良好基础。而该课程的微机控制部分和检测部分是以单片微机（MCU）接口技术为核心的实践性很强的学习环节，因此，本课程需重点强化人机、机电、计测等环节的实践教学内容，结合仿真软件能够使学生充分掌握单片微机接口系统的电路设计和仿真方法，是提高机电专业教学质量和培养机电工程开发型人才的一个重要内容。

1 课程教学环节中存在的问题

目前，涉及“机电一体化技术”课程中微机接口控制方面的核心教学环节是接口电路设计与程序设计，微机控制系统设计内容贯穿于课堂教学、课程实验、课程设计及毕业设计等教学环节中。而在这几个方面都不同程度存在一些问题。

1.1 课堂理论教学

在课堂教学中，主要介绍微机系统中的片内资源及典型接口电路。传统教学中，机电专业学生一开始接触这些知识点时，知识体系抽象，学习起来不好理解、费力，而且单片微机内部资源的应用、接口和程序运行过程等没有有效直观的展示和表现，仍然停留在云里雾里的阶段，甚至有些学生在学习完该内容后，还不知道各类中断服务程序是如何被执行，其主要原因是缺乏有效的演示方法。

1.2 课程实验与课程设计

在课程实验和课程设计中实践环节，大多数学校都会采用单片机实验箱（台）来完成实验内容，并且主要完成一些验证性实验，实验过程单一，主要的硬件连接以及主程序都是现成的，学生要完成的任务就是：上电后做一些简单连线，下载固件程序，记录实现结果。学生完成若干实验后，对电路实验中所使用的硬件电路，芯片间的关系以及程序流程内容并不怎么了解，并没深入掌握其本质内容，所以当学生初次接触实验箱（台）时，一旦接错线或电路出现问题时，非常容易造成实验设备的损坏。另外，在使用单片机实验箱（台）时，一旦出现不能远行的实验问题，原因查找更为困难。由于实验箱（台）系统比较复杂，维护也很困难，难以对损坏的部件维修，只能更换设备，会带来费用上的增加。

1.3 毕业设计

常规的毕业设计流程是：对机电系统进行总体规划和设计，并按照自己的设计方向（如机械结构部分、电控系统部分、系统控制软件部分）细化设计内容。对于电控系统设计方向题目，一般根据机电系统的各个功能模块，首先设计出整体理论电路原理图，并以该电路为参考，购买元器件；其次，按照电路原理图在面包板上进行电路搭建，最后，把写好的程序用编程器下载到单片微机实验板上运行调试。在实际操作过程中，由于学生电路设计和实践经验很少，会出现各种各样的问题，如电路设计的缺陷、电路搭建过程中出现的漏焊、错焊以及元器件的故障问题，都会给设计过程带来很大的麻烦，因此，有必要寻找一种简单有效的工具来解决这些问题，PROTEUS仿真软件的出现能够为毕业设计过程带来有效的帮助。

2 PROTEUS仿真软件

伴随着计算机软、硬件技术的发展，各种仿真系统为实际应用系统的设计与开发提供了有力的保证，极大的节约了人力和物力。在以往的MCS51系列、PIC系列、ARM系列单片微机学习、单片微机系统的设计开发中，常用的软件主要有Keil C51、Wave 等相应的专用开发软件。对于Keil C51软件来说，主要是进行MCS51单片微机控制软件的编译调试，Wave可以进行软件仿真，也可以在系统板上调试，并需要有相应的仿真器而且需要先设计出系统目标板才行。而能仿真微处理器的软件PROTEUS，是目前能够很好的进行单片微机及器件仿真的工具。

PROTEUS仿真软件的功能特点如下：

（1）符合单片微机软件仿真系统的标准，可以仿真的单片微机包括目前常见的MCS51系列、MicroChip PIC系列、AVR系列和ARM7等。并支持微机系统开发过程中所使用的大量存储器件和和接口芯片。

（2）仿真基于PROTEUS，能进行模拟电路分析、数字电路仿真、混合信号分析及频率信号分析等电路分析。

（3）提供虚拟示波器、逻辑分析仪、信号发生器、计数器、电表及虚拟终端等虚拟仪器仪表供选用，方便对仿真电路的虚拟测试分析。

（4）利用该软件还可以方便的进行电路原理图（SCH）的绘制和印刷电路板（PCB）的设计。

（5）PROTEUS能和Keil C51无缝集成，实现直接联调，在程序设计的过程中将程序虚拟下载到仿真电路中进行运行状态的测试和结果分析。

3 PROTEUS在单片微机教学中的应用[2]

3.1 仿真工具在机电一体化课程微机控制教学环节的意义

针对以往教学环节中的各类问题，仿真工具为实践教学提供了一个有效的辅助手段。借助PROTEUS可以对MCU和其电路进行有效的功能及过程仿真，并带有丰富的资源库，学生可以实现更多的实验项目，改变传统实验项目的局限性。并且PROTEUS能够替代硬件实验板和仿真器实现“软硬件联机”调试，到仿真结果与预期设计结果一致时，便可以购置硬件，进行硬件电路搭建调试。采用这种设计和开发方式效率高，控制电路调整便捷，不需要购置额外大量的实验材料，就能够完成前期大量的预实验过程和测试过程，可以极大的拓展学生的设计创新能力。

3.2 PROTEUS虚拟实验室引入机电课程的课堂教学

在机电一体化技术课程的接口设计环节中：

第一，应先采用PROTEUS进行实例演示，增强教学生动性和直观性。教师可以提前制作好一些典型的应用系统，如流水灯电路（对应户外建筑物的霓虹灯控制电路）、交通信号灯控制电路及户外LED显示屏控制电路、LCD显示电路（对应各类智能仪器仪表中的显示控制电路）、步进电机控制电路等，并进行现场实验演示。让学生对微机及接口系统有一个直观认识，明白局部系统和完整的控制系统的含义，清楚微机在机电系统中的作用和应用情况。

第二，利用PROTEUS快速明确微机系统中的基本概念，并掌握微机系统控制体系的难点，例如：MCS51系列单片微机中的P3口作为准双向口的概念，如何应用是较难掌握的一个问题；中断如何产生并进行终端响应的概念；八段LED显示器的位选和线选如何区别；串行通信如何实现等接口设计过程中的重点和难点，均可借助PROTEUS进行演示，并且在演示过程中，可以用不同（红蓝）颜色显示芯片引脚状态变化的功能，可以通过单步调试的方法观察微机接口各引脚电平变化情况，通过改变程序内容或指令，观察运行效果，从而掌握各程序语句含义，最终实现学生的有效快速掌握。

第三，实验过程中也可借助信号发生器、波形发生器、虚拟示波器、虚拟分析仪、发光管、电压电流表、LCD与LED显示器、虚拟串口、虚拟计数器对实验进行控制信号的输入、运行过程中的实时检测和状态显示，很直观判断和了解不同电路的作用。

第四，在机电一体化课程接口设计的实验环节，借助PROTEUS仿真软件提供的丰富仿真器件资源，打破学生每次实验时只能用到实验箱（台）的固定模块、实验项目简单、实验过程单调且实验内容少的局面，使学生深入了解接口电路的硬件原理及设计步骤，创造了更多的分析问题、解决问题的机会，提高了学生做实验的兴趣，并且学生的机电一体化系统控制系统设计能力得到很好的锻炼。

3.3 机电专业学生的课程设计和毕业设计环节综合能力提升

学生的课程设计环节，学生应根据实验室现有硬件实验条件，利用PROTEUS进行电路原理图的设计与仿真，并在相应的硬件电路上进行进一步实验，仿真程序在现有实验环境下运行，验证实物效果；借助此环节，系统和熟练掌握PROTEUS各个功能。在进行毕业设计时，导师可以让学生根据毕业设计题目，规划和设计机电系统或微机控制的总体结构，在师生之间共同讨论方案可行性之后，由学生进行后期的详细设计，这将最大限度的培养学生的自主创新意识。在详细设计环节，学生采用PROTEUS进行电路原理图设计，编制测试程序、系统控制程序并调试，等各项仿真目标实现后再购置器件进行电路焊接和系统调试。采用这种形式可以降低因方案不正确或电路搭接错误而造成硬件投入，提高学生实验能力和开发能力。

4 结语

将PROTEUS软件引入机电一体化技术课程的各个实践教学环节中，提高了学生的实验兴趣和创新能力，提高了教学效率，对学生实践能力的培养具有现实意义。而且由于其仿真过程直观，操作灵活，必将收到良好的教学效果，为机电一体化技术接口设计教学环节提供了良好的实验平台。

参考文献

[1] 代启化.基于PROTEUS的电路设计与仿真[J].现代电子技术，2006，234（19）：82-84.

篇13

一、教学内容的选取

（一）教学内容的整合

工程力学所牵涉的内容繁多，包括力的基本知识、物体的受力分析，力系的合成与平衡，杆件的内力分析以及强度、刚度、稳定性的分析。如果不对这些内容进行概括和归纳，就会给学生一盘散沙的感觉，不利于学习和掌握。所以，要对内容进行归纳，加以整合。整合后的教学内容，分为静力学、材料力学两个模块。力的基本知识、物体的受力分析、力系的合成与平衡归入静力学模块；杆件的内力分析以及强度、刚度、稳定性的分析则归入材料力学模块。

（二）教学的侧重点

教学内容的选取以必需、够用为度[2]，突出专业特点。工程力学这门课涉及多个工程领域，如土建、能源、机械等，对于不同的专业，工程力学这门课程内容的侧重点应有所不同。对于机电一体化技术专业的学生，毕业后的工作主要是机电设备生产现场操作以及机电设备的维修管理。鉴于岗位的需求，教学的侧重点和其他专业有所不同，比如：它不必像建筑专业那样要掌握超静定结构的内力分析，但要掌握好静力学中力的基本知识，物体的受力分析，力系的合成与平衡，材料力学中杆件的内力分析以及强度、刚度、稳定性的分析等知识，尤其应把重点放在连接件及扭转件的强度校核。

二、教学方法的改革

“教学有法，但无定法”。教学方法无所谓优劣，只有合适与否，能否让教学目标得以实现是评判教学方法合适与否的唯一标准。由于教学对象为高职高专类机电一体化技术专业的学生，因而首先应激发其学习兴趣，并在教学内容的选取上突出专业特点，还要注重对学生思维的启发，使学生掌握一定的学习方法。

（一）讲授过程结合生活，激发学生学习兴趣

工程力学和大多数理科课程一样，有大量的公理、定理以及定义需要记忆，所以往往在讲授过程中学生就容易感觉枯燥无味。在力学教学中要多用生活中实际的例子，使得本来枯燥的定理、公式变得容易理解。比如：讲到力矩的时候，可以举扳手拧螺帽的例子来说明，力矩的大小与力的大小以及力臂的长短有关，进而提出问题“怎样用扳手才更省力”，讨论力的方向与作用点对力矩的影响。通过举例，使得学生感觉力学知识并不是离人们的生活很远，而是与生活密切相关，这样让学生明白了学习的重要性，也提高了学习的兴趣。

（二）突出专业特点

工程力学学科几乎涉及所有工程领域，大多数工科专业都将其作为专业基础课，机电一体化技术专业的工程力学要突出其专业特点，这就要求教师在教学过程中多举相关例子。比如：机电一体化的学生大多数要考取车工中（高）级操作工证书，那么在讲“圆轴扭转强度和刚度计算”时，可取工程中常见的车床主轴为例。这样，一方面为后续证书的考取打下基础，另一方面让学生感觉到学习工程力学并不是纸上谈兵，而是对其专业有很大帮助。

（三）注重对学生思维的启发，使学生掌握一定的学习方法

在思维活动中，思维方法具有十分重要的作用。它构成了思维主体和思维对象发生联系的中介和桥梁。没有科学的思维方法，人们的思维活动就不能顺利进行并取得成效。对于工程力学这门课的学习，如果掌握了正确的思维方法，就会达到事半功倍的效果。例如：利用比较思维法，讲解力的三要素和力偶的三要素。将力的三要素“大小、方向、作用点”和力偶的三要素“力偶矩的大小、力偶的转向、力偶的作用面”进行对比，这样更利于学生掌握这些知识。另外，掌握一定的学习方法也是很重要的，工程力学是一门理论性很强的课程，学生在学习的时候如果一味地套用公式、定理，往往就会走向一个极端，因而需要把学习与实际结合起来，这时就需要教师正确的引导和启发。比如画弯矩图的时候，有些学生的弯矩图总画在受拉的一侧，必须让学生把弯矩图与结构的挠曲线结合起来考虑，这样想着结构的变形情况画内力图，出错的可能性就大大降低了。

三、采用丰富的教学手段

工程力学课程的教学工作量大，任务重。如单纯采用传统教学手段，即教师用粉笔在黑板上板书，并讲述相关知识。教师书写板书会占用宝贵的课堂时间，教学内容枯燥呆板，学生接受知识的效率会大打折扣，这和创建“有效课堂”的理念相违背。所以，单纯采用传统的教学模式已不再适应课程的教学。若单纯采用多媒体教学，对于工程力学这门逻辑推理性很强的课程，也不完全合适。这是因为，多媒体教学虽然具有信息量大，表现力强的优点，但对逻辑推理过程的演绎则显得力不从心。而传统教学方式擅长逻辑推理过程，更加适合学生的思维过程。[3][4]因此，应该针对不同的教学内容选取合适的教学手段。例如，在讲“物体的受力分析与受力图”时，就适合用传统教学手段，因为物体的受力分析是一个逻辑思维过程，需要教师指导学生对物体的受力情况进行观察、思考和分析，从而得到结论。若用多媒体教学，观察、思考和分析这一过程就很难完全展现。又如：在讲解“空间力系的合成与平衡”时，在黑板这个平面上很难形象地描绘三维空间，这时就可以通过多媒体课件形象地展示出立体空间，使立体空间变得直观，更容易使学生建立起立体空间的概念，有助于学生对空间力系等方面内容的掌握。可见，利用多媒体教学可以将抽象的问题形象地演示出来，这一点是传统教学手段无法达到的。对于教学手段的应用不能一概而论，而要灵活选取，从而达到提高教学质量的目的。

四、进行适当的考试改革

篇14

[关键词] 专升本；教学计划；课程设计

[作者简介] 宋长发，桂林电子科技大学机电学院副教授，研究方向：机械电子技术应用，广西 桂林，541004

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723（2013）06-0091-0002

专升本是中国教育体制中专科学历层次学生毕业后升入本科学校继续学习的一种制度。这种制度一方面解决了拥有专科学历层次人员晋升本科学历问题；另一方面，适应社会对机械设计制造及自动化专业高层次应用型人才不断增长的需要。鉴于此，国家允许对专科毕业生中的部分优秀学生按程序选拔招入本科院校学习。根据国家对本科学生的基本要求，针对机制专业特点，提出的基本要求是：培养具备机械制造及自动化基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械加工过程自动化、机械控制工程的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面的高等工程技术应用与研究人才。

桂林电子科技大学从广西十八所专科学校相关专业中招收优秀毕业生升入本科学习，来自各个学校的学生所学专业不尽相同，即使专业名称相同，由于各个学校的具体情况不同，所开设的课程也有较大的差异，即使所开的课程名称相同其教学内容和重点也有区别，从而导致入校新生文化基础各不相同、差异较大，这种现实状况将给本科阶段的教学工作带来了很大困难。为此，在设计机制专业（两年制专升本）教学培养计划时，需要进行深入的调查研究，充分了解各个专科学校的教学计划和课程教学大纲，综合方方面面的情况予以考虑，设计出符合国家本科层次要求、立足广西经济建设需要、学生能够适应的教学计划。基于这个思路，考虑应当开设哪些课程，讲授哪些内容，对于机械设计制造及自动化专业来讲，为了保证后续专业课程能够顺利开展，必要的基础理论课程需要补充。考虑到有部分学生将来需进一步深造学习，一些支持研究生入学考试的课程也要适当地予以考虑。因此，开设的课程分为必修与选修两大部分，选修部分照顾将来需进一步深造学习学生。必修部分又分为基础课和专业课两大部分，基础课程体系要能够支持专业课程的需要。由于本专业专升本的培养目标定位在培养应用型人才，因此培养计划中要充分体现应用能力培养内容。上面所考虑的仅仅是问题的一个方面，另一个方面还要考虑专升本学生的特点，这些在专科学校里的优秀学生勤奋、好学、上进、刻苦，但理论基础弱、学习能力与本科的学生比较有差距。面对这样的客观情况，设计出满足各项要求的教学培养计划实际上是有困难的。为了设计出理想的教学培养计划，我们对学生基本情况进行了摸底调查，发现有部分学生没有学过《工程制图》，有部分学生没有学过《C语言程序设计》，有部分学生没学过《工程材料》，还有部分学生没有学过《电工学》、《电子技术》等本专业最基础的课程。为了将这些来自不同学校、不同专业、不同基础的学生统一提高到一个能继续进行本科专业课程学习的平台上，将需要补充的课程在教学计划中弹性地体现出来。即要考虑有部分学生是学过这些课程的，为了避免重复学习浪费时间，这些课程对这部分学生是选修课，学生可以选修也可以不修；对没有学过的学生，这些课程就是必修课程。通过制定这种具有弹性的教学计划加强基础课的补充，将不同基础的学生调整到同一基础水平上，为日后专业课学习打下基础。除此之外，还在国家规定的教学内容和开设课程的基础上，添加了一些适应制造业现实需要的一些先进技术，如模具CAE分析、逆向工程与RPM、机械精度设计与质量控制、项目管理技术等作为支撑。

为了使设计的教学计划符合现代工业发展的需要和更好地为地方经济建设服务，我们了解到广西机械工业的基本情况主要以五个行业为主：（1）汽车工业。如柳州五菱汽车有限责任公司，主要生产汽车零部件、发动机和专用汽车；（2）工程机械。如中国工程机械行业的领军企业柳工集团，其主要产品包括装载机、挖掘机和压路机等；（3）石化通用机械。如桂林橡胶机械厂生产的硫化机。（4）农业机械。如南宁五菱桂花车辆有限公司生产的手扶拖拉机、甘蔗机械、中重型专用车、低速载货汽车等；钦州力顺机械有限公司生产的农用运输机械、农副产品加工机械、耕耘机械等；（5）机床工具。桂林机床股份有限公司生产的机电一体化数控机床系列产品，如数控仿形滑枕升降台系列铣床、数控电火花成型机床及数控压力机等。在设计教学计划时，我们围绕着上述五个行业生产和发展的需要来进行，为此将机械设计制造及自动化专业分为两个方向：一个是模具设计方向，另一个是机电一体化方向。同在机械设计制造及自动化专业这个大的专业目录下，第一年两个专业方向开设的基础课程相同，这样做一方面可以节约教学资源，又可以降低教学成本。但针对不同方向，入学后的第一学期，补充后续专业课程必需的专业基础知识课程，第一学年完成基础课程的教育教学工作。第二年将根据不同专业方向，开设与相应专业挂钩的专业课程。根据广西机械工业的特点，如车辆制造业中需要大量的模具来成型各种零件，模具方向能与汽车工业很好地挂钩，无论是塑料成型工艺与模具设计还是冲压工艺与模具设计，这个领域都大量需要这方面的人才。因此，在教学计划的设计过程中，要充分考虑这方面人才所必需的知识和技能，在设计的课程体系中，必须有支撑这些知识和技能的课程。另一方面，现代的机器通常都是光、机、电、计算机一体化的集合体，所以要开设一个机电一体化方向来满足经济社会建设和发展的需要。这个专业方向的课程体系中必须有相关的课程来保证学生通过两年的学习，掌握机电设备的的操作使用、维护管理、研制开发等技能。除此之外，还考虑到现在市场经济对人才的需求不仅仅是技术方面，所以还应开设企业管理等方面的课程以满足企业对人才的需求。