应用型本科机电一化系统设计课程改革

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摘要：针对机电一化系统设计课程本科教学的现状，在研究高等学校该课程教学改革的思路的基础上，提出理论教学与实践教学并重，并调整与优化了教学内容。同时，在教学方式上采用项目驱动式教学方法，并对实践教学内容进行了改革。实践证明收到了良好的教学效果。

关键词：机电一体化；应用型本科；课程改革

根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》，国家教育部提出，对我国部分高校，特别是2000年以后升本的高校应向应用型本科高校转型，以适应高等职业教育的发展。然而，在长期传统高等教育发展模式下，转型需要从结构到形态、从形式到内涵、从宏观到微观的整体性位移与变革。需要各专业的相关课程，特别是专业类课程进行调整和变革来充实本专业应用型转型的内涵。笔者所在高校即为一所应用型本科转型高校，对所教授的《机电一体化系统设计》课程进行了一些改革和调整，努力提高学生解决工业现场实际问题的能力，满足企业工程师岗位要求。具体改革内容主要包括以下几个方面。

1当前教学中存在的问题

机电一化系统设计课程是机械电子工程、机械设计制造及自动化专业的一门重要专业课、综合课，通过本课程的学习将学生所学理论知识转化为实际应用，构建起一座理论和实际间联系的桥梁。然而，在当前的教学过程中却存在着一些明显不足和缺陷，不适合应用型本科培养目标。（1）课程教学内容滞后当前应用技术；（2）课程章节相对独立、内在联系不足；（3）课程教学方式和手段不适合应用型人才培养需求；（4）理论教学和实践教学独立进行。

2改革措施和方法

2.1课程教学内容的优化

机电一体化系统设计作为一门新兴的课程，具有明显的时代特征。随着计算机技术的快速发展，新型机电一体化产品研发成功后，很快就得到普及应用。而目前机电一体化教材中的案例依然是十几年前的数控机床和传统的机器人等，学生在学习的时候往往感觉知识陈旧，与当前实际应用脱节。因此，笔者在讲授过程中部分地淘汰掉这些陈旧案例，引入当前企业中产品型号。例如，采用多轴联动机床代替传统机床；在讲授机床导轨时加入倾斜导轨与平导轨之间的比较；引入目前热门的四轴飞行器和3D打印机等案例。通过新型案例的引入，调动了学生学习积极性，拉近了课程与企业之间的联系。

3改进教学方法

针对机电一体系统设计课程，如何使学生通过这门课程的学习逐步到达企业对机电工程师的岗位要求呢？最直接、有效的办法就是将企业中的典型应用项目搬到教学中来。项目式教学，又叫任务驱动式教学，是实施探究式教学模式的一种教学方式。在传统教学方式中，往往以课堂理论教学为主，课后作业也是理论计算或理论设计。虽然，学生掌握了扎实的理论基础，但面对实际系统设计时，总是感觉无从下手。机电一体化系统设计是一门实践应用和理论知识同等重要的课程，传统的教学方式就显得有失偏颇。因此，在教学过程中，采用了项目式教学方法，蕴理论知识于项目实例中。例如，机械传动部件设计一章，主要讲解各种机械传动系统的选择、设计及其对机电一体化产品的影响等。在本章中采用了两个项目实例：数控机床传动系统设计和无碳小车设计（全国大学生工程训练大赛题目）。在讲解项目设计过程中介绍各种传动系统的特点、效率，齿轮、丝杠等结构的间隙调整及其对数控系统动态特性和无碳小车运行轨迹的影响等。学生在学习过程中既掌握了基础理论，又明白了产品设计中是如何进行机械系统设计的，同时去除了枯燥的理论课学习，提高了学习兴趣。

4实践教学内容的改革

机电一体化系统设计的实践教学主要包括课程实验和课程设计两部分。随着学校应用型本科的转型，加大了对实验室建设的经费投入，课程所需实验设备逐渐齐备和完善。课程实验项目也进行了相应调整，增加了综合性、设计性实验，由原来的单一性、验证性实验，调整为认知性实验、验证性、综合性和设计性实验。在课程讲授初期（一般在第二周），开设了柔性制造系统和数控加工中心方面的认知性实验，对机电一体化系统有一个总体了解；增加了液压系统的PLC控制和伺服电机控制系统设计两个综合性、设计性实验。在实验中务求学生自己设计、自己搭接系统、自己分析数据，以达到最好的教学效果。对于课程设计，先前教学中课程设计与理论教学是分开进行的，课程设计集中在学期的最后一周进行。对此，笔者进行了一些探索，在学期初，就下达课程设计任务书，每组一题，同时，允许学生采用大学生挑战杯和创新设计大赛所设计题目作为课程设计。课程设计贯穿整个学期，随着课程的进行，完成课程设计相关内容，在课程结束时，学生也完成了整个课程设计，并在学期最后一周进行总结，撰写说明书。同时，分组向全班汇报设计过程，接受其他同学和老师的提问与质疑。

5结束语

为了满足提高应用型本科专业学生的综合素质和能力的要求。根据教学过程中出现的问题和不足，近年来对机电一体化系统设计课程的理论与实践教学的改革和实践，取得了较好的教学效果。在今后的教学过程中还将不断探索新的思路、新的方法，以培养出更多更好的创新型和应用型人才。

参考文献：

[1]张健民．机电一体化系统设计[M].第2版.北京：高等教育出版社，2012.

[2]赵永生，郑魁敬.主动体验型互动教学模式探讨—《机电一体化系统设计》讨论课改革[J].教学研究，2010，33（4）.

[3]闫华，汪木兰，朱思洪.《机电一体化系统设计》课程教学改革的实践[J].科技教育创新，2008，（15）.

作者：韩向可 吴耀春 单位：安阳工学院