時間：2023-08-10 09:23:02
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關鍵詞：機電一體化；技校教育；教學改革
機械工業舉足輕重，隨著社會的發展和科學技術的進步，機電一體化技術的應用與發展對我國經濟建設所起到的促進作用越來越明顯。現代化設備逐漸發展成為集光、電、機、氣、聲、像、磁、熱等技術于一體的智能化系統，機電一體化產品幾乎貫穿到國民經濟的所有行業。當前，機電一體化產品已經進入發展成熟期，高速率、高精確度的智能系統越來越成為機械制造業的主流。隨著我國后經濟危機時代產業結構調整與升級大潮的來臨，企業產品、設備正在經歷一個更新換代的頻繁時期，因此對高技能的機電一體化人才和高技術含量的機電產品需求越來越大。
技校機電一體化技術專業是為生產第一線的高級技能型崗位培養人才，但是目前我國技術院校培養的機電一體化專業的學生與社會、市場的需要還有不小的距離，因此，機電一體化技術教學改革勢在必行。
一、當前技校機電一體化教育存在的問題
（一）課程設置不合理
當前技工院校課程設置不合理主要表現在兩個方面：首先，重理論輕實踐。很多學校的課程設置和教學內容將重點放在追求知識和理論的體系的完整上，但學生畢業后大多被分配在生產一線，所從事的工作是操作設備、設定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開發、設計等，在學校學的理論知識很多用不上，而實際工作所必需的實踐能力又不具備。其次，教學內容落后。由于機電一體化是多種技術交叉融合的產物，相關技術的發展都在推動著機電一體化的發展。因此，其發展是日新月異的，這就必然導致課程設置與教學內容與其發展不相適應。例如，當前很多技工院校的單片機課程的教學內容是仍以MCS-51單片機為主，而實際生產中新的單片機層出不窮，種類繁多。
（二）教材建設落后
職業教育的教材建設仍是當前技校教育的薄弱環節并嚴重影響了技校教學質量。現在機電一體化的一些教材過于偏重理論、脫離實際、缺乏實用性、部分教材內容陳舊、嚴重落后于現實，各科教材之間存在銜接性差、內容重復或內容脫節等現象。這些問題給教學帶來了很多不便，也在一定程度上影響了學生的學習積極性，制約了教學質量的保證和提高。
（三）教學、實習設施不夠先進
目前很多學校的教學、實習設備缺乏且嚴重落后。只有少數條件較好的技工院校配備有為數不多的數控車床、銑床、線切割機床、電火花成型機，很多學校的學生一學期只有三四次操作設備的機會，并且這些設備又比較落后，學生難以學到真正有用的技能。
二、教學改革的思路
（一）制訂適應新形勢的教學內容
制定符合現代化建設要求的機電一體化專業教學計劃,遵循國家、省教委的有關文件精神,以綜合素質培養為基礎,以能力培養為主線。圍繞培養目標,對知識、能力、素質等方面進行合理的綜合安排,力求整體優化,培養實用的職業技術人才。
(1)關于“機電一體化”內涵的認識。機電一體化技術從學科角度來看,它是集機械技術、微電子技術、計算機技術、電氣技術、信息技術的有機統一體,而不是機械技術、電氣技術的簡單組合體;從機電一體化技術的成果或最終體現來看,它則是在計算機控制下由機械本體、電、氣、液壓以及光電器件組成的產品或設備,是一個自動化的工作系統。
(2)培養目標。機電一體化專業應培養德、智、體、美、勞全面發展,熱愛祖國,熱愛本職崗位,具有不斷追求新知識、實事求是、獨立思考、勇于創新、踏實苦干的精神,掌握基本文化科學知識和機電一體化專業必需的基本理論、基本技能,對現代機電一體化產品結構調整有較強適應能力的應用型高級技術人員、技藝型操作維護人員。
（二）先進教學手段的應用
(1)運用多媒體進行直觀教學。課程中的原理圖、梯形圖、程序及電路圖較多,利用Authorware、Powerpiont制作成多媒體課件,集文字、圖片、動畫和聲音于一體,不僅僅大大減少了老師課堂上畫圖的時間,而且學生興趣倍加,容易理解,提高了教學效率,增大了課堂教學的信息量。
(2)聯系生活,啟發學生思維。課堂教學重在理論聯系實際,運用生活中的實例,既有助于學生對理論知識的掌握,又有益于提高學生的興趣和對實際問題的思考能力。如在講解三相異步電機的變頻調速時,結合變頻空調原理和特點,來分析變頻空調與普通空調之間的區別,從而闡述變頻調速的優點,學生增加了生活知識和學習的趣味性。(3)與時俱進,激發學生的求知欲。教師應該與時俱進,了解課程最新的技術動態,并把它傳授給學生,只有這樣才能激發學生的求知欲,真正的把課教好。
（三）改革優化實踐環節
實踐教學是技術應用能力形成的重要環節,也是技校專業教育教學的重點。為了培養學生專業技術能力,改革傳統的實踐教學模式,將實踐教學分為三個階段進行:(1)實驗技能訓練。實驗技能訓練主要包括專業基礎課和專業課中的實驗,使學生掌握基本實驗儀器的使用,基本數據的測量、采集和基本實驗方法的運用。(2)單項技能訓練。單項技能訓練主要包括金工實習、數控實訓等,學生進行基本技能(鉗工、機加工、電工)、職業基本素質(數控車、數控銑、加工中心的編程和操作)的訓練。通過訓練使學生掌握相應的技能,參加職業資格考核取得數控工藝員或數控車、銑、加工中心操作工等級職業資格證書。(3)綜合技能訓練。綜合技能訓練主要包括生產實習、頂崗實習等,學在實訓中,采用邊教、邊學、邊做的教學方法,通過典型零件數控加工案例引導教學設計,針對實際零件數控加工任務討論工藝解決方案,并在加工現場實施,形成不同零件加工效果的直觀比較和認識,以合作完成實訓教學過程。融“理論、示范、練習、反饋”于一體,將“教、學、做”合而為一。
（四）加強對學生的培養
機電專業教學中必須堅持從實際出發,確定教學改革思路、培養目標,深入改革課程體系、教學方法和教學內容,使專業人才培養與未來社會發展需要相適應。在對學生的培養方面要做到:1.培養學生的綜合應用能力、實際動手能力、工程設計和創新能力,學生能根據一般的設計要求和動作流程完成整個控制系統的設計。2.提高教學質量,培養了學生的學習興趣。3.在實驗和設計中增強了他們的團隊合作精神。從一個目的、兩個原則的教改思想出發,抓好課程理論、實踐、考核的每一個教學環節,不僅充分發揮了學生的開拓創新精神,而且充分調動教師教學和教改的積極性,在教與學兩個積極性的推動下,教學質量得以大幅度提高,使高校為社會主義現代化建設培養出更多優秀的人才。
三、結語
為提高機電一體化的教學教學質量，廣大相關教育工作者必須緊跟行業發展的步伐，既保證學生的基本素養和知識結構，又要突出技工教育的特點，在教學過程中積極推進教學改革，不斷調動學生的學習積極性，加強對學生動手能力和綜合能力的培養，加強社會實踐能力，不斷為社會提供適合時代需要的高技術機電一體化人才。（泰安市高級技工學校；山東；泰安；271000）
參考文獻：
關鍵詞:中國制造2025；機電一體化；現狀；展望；863計劃
1當前機電一體化產品概念設計國內外研究現狀
1.1國內研究現狀
我國機電一體化的研究主要伴隨著“863項目計劃”而開展，我國的智能機器人等項目也在該計劃的支持下取得突飛猛進的發展，目前我國的工業化整體處于“工業3.0”左右的階段。（1）數控技術方面：截止2016年，我國數控技術經歷58年，目前國產數控機床可供品種達2000左右多種，船舶制造、航空航天等行業的發展拉動高端數控機床的發展，進而推動機電一體化進程。（2）工業機器人方面:目前，國內機器人銷量以百分之四十五以上速度增長，并且我國計劃有系統地攻關，在原有的良好基礎上更上一層，后期能立于世界先進行列之中。（3）激光術方面：近年來，激光技術發展很快，我國自1985年以來，更以每年25%以上速度增長，最近又擴大了緊湊型的高功率激光器的應用的范圍，例如，用于激光制造、汽車發動機的發展或用于空間探索的推進器系統改造。（4）互聯網應用方面：推行互聯網思維下的智能制造，蘇州紐威閥門有限公司和三一集團有限公司分別運用CAX系統和SPC工具進行智能制造，提高了效率，建立了一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。通過這幾方面可以看出機電一體化產品概念設計有著很大發展，但是離德國、美國等歐美國家還有一定的差距。
1.2國外研究現狀
機電一體化的相關研究在國外最早在上個世紀60年代開始，在九十年代后期機電一體化進入深入發展階段，并出現了“機電液”和“機電光”等一些新的分支，現階段以德國和美國為代表的發達國家工業化發展已經達到了“工業4.0”，并在國際上處于領先地位。
2未來建立機電一體化的產品概念設計理論與方法的意義
未來建立機電一體化產品概念設計理論與方法意義深遠，在新的技術不斷沖擊下，機電一體化會不斷提高，能提高我國的機械工業化水平，也是社會生產力的必然要求，能在追求特定價值功能的基礎上，實現系統的最優化，能很好地代表當今機械工業主要趨勢。
3未來機電一體化的發展展望
未來，隨著微電子技術和機械電子技術的迅猛發展，機電一體化必將注入更多新的內容，各個學科將繼續相互交叉、相互支持和互相發展，并且機電一體將朝著更加智能化、微型化、系統化和環保化方向發展，總理在政府工作報告中指出，實施“中國制造2025”計劃，堅持創新驅動，智能轉型，強化基礎，綠色發展，加快從制造大國轉向制造強國，并且我國今年推出了“工業互聯網”和“互聯網+”概念，并且在一些高等院校舉辦“互聯網+”創新比賽，并取得不錯的效果，讓機電一體概念設計理論與方法化不斷升級，加強了工業化與信息化的緊密結合，下一階段我們將運用信息—物理融合系統（CPS）,實現大型大型工程系統實時感知、動態控制和信息服務，更好利用機電一體化解決實際問題，不斷促進中國工業化發展。
4結語
在“中國制造2025”計劃的推動下，機電一體化的研究和相關領域必將出現突飛猛進的發展，當然，與機電一體化相結合的技術（機電液和機電光）很多，相信未來在機電一體化的促使下中國工業將邁向“工業4.0”。
作者:于志業 單位:太原科技大學
參考文獻：
[1]孫彥廣。工業智能控制技術與應用[M].北京:科學出版社，2007.
[2]李建勇。機電一體化技術[M].北京:科學出版社，2004.
關鍵詞：機電專業課；理實一體；課程改革
“以服務為宗旨，以就業為導向，以能力為本位”，是中職學校機電專業人才培養的出發點也是它的歸宿點。機電專業課程改革必須遵循機電專業自身的特點，進一步深化機電技術應用專業技能型人才的培養模式的改革，以滿足社會和企業對高素質技能型人才需求。具體而言就是要打破傳統學科課程的教學模式，將理論教學和實踐教學、教學環境與工作環境、理論教師與實訓指導教師等有機地融為一體，全面實施“一體化”的模式。
一、理論教學與實踐操作一體化
理論教學與實踐操作一體化，顧名思義，就是將專業理論教學與實訓操作組合起來，一體教學。這樣做既可以實現理論與實踐的融會貫通，還可以激發學生自主學習的動力和興趣。 “理實一體化”的教學模式不只是理論教學和實踐教學在某種形式上的簡單組合，而是遵循學生的認知發展的規律與技能技巧形成教學規律，實現專業理論與實踐二者有機合成。
機電專業傳統的教學模式雖然也強調學生的實訓教學，但理論和實踐兩個環節在時空上有所脫節，基本上體現為兩個互為獨立的體系。而一體化教學模式從根本上打破了傳統的理論與實踐教學的時空界限，將專業理論和實踐教學有機地融為一體。教學時從感性而不是從理性認識入手，強調直觀教學的力度，促進學生認知力的提高，不失為一種培養技能型實用型人才有效的教學模式，是一種適合當前中職學生實際情況的有效教學模式。
理實一體化模式突破了中職教育傳統的“文化課專業基礎課專業課技能訓練”教學程式，理論的學習以“必需、夠用”為原則，以技能實訓為中心，與相關的理論知識組合為教學模塊，理論教學和實習指導由同一位教師擔任，一以貫之，確保理實同步，二者協調。以專業理論指導實踐操作，反過來又以實踐操作加深對專業理論知識的理解，理實相長，促進專業知識與技能雙飛躍。
二、教學環境與工作環境一體化
“一體化”教學模式不只是理論教學與實踐教學內容的一體化，還包含教學環境與工作環境一體化。為了更好地體現專業理論對課程實踐的指導作用，讓專業理論教學與專業技能實踐真正融合一體，可以把專業課相對集中起來，搬到實驗室，搬到實訓中心，搬到企業的車間里去。采取理論教學與實踐作業齊頭并進，穿行。教師在講完一個理論知識或原理構造之后，就指導學生動手操作；也可以和學生對著實物，一邊講一邊做，使理論學習與實踐訓練有機地融為一體。例如鉗工工藝的教學，可以完全在實訓室內進行。教師邊講邊示范，示范結束，學生便可動手實踐。這樣學生記得牢，做得好。學生遇到問題及時反饋，當堂解決，效果明顯。這樣的專業實訓室既是理論教學的課堂，又是工作實踐場所。
教學環境與工作環境一體化的具體實踐，有如下特點。①把實訓中心包裝為教學工廠，建立理實一體化教學專業教室，融教室、實訓、實驗、考工、技術服務與生產為一體，使專業教室具有多媒體教學、實物展示、演練實訓、實驗、考工強化訓練和考工等多種功能，營造出真實(仿真)的企業氛圍和環境。②把學校的實訓室包裝成企業的“車間”，按照企業生產要求張貼安全生產標語、規范操作流程、安全操作規程。③把學生包裝成企業的“工人”，統一穿上實訓服（廠服)、帶上工具包、憑胸卡進“車間”上崗，同時加強對“員工”組織紀律性教育，嚴明時間觀念，不得遲到早退，嚴格按照安全操作規程和操作流程上崗生產。
三、理論教師與實訓指導教師一體化
中職學校傳統教學模式將專業課的教學分為理論教學與實踐教學兩大塊。理論部分由理論教師在課堂內完成，實踐部分由實訓指導教師在實訓中心（車間）進行。理論教學由學校教務處安排，實訓教學由學校實訓處管理。兩大部分自成體系，互不相干。這樣安排的結果容易造成理論與實踐的脫節，對教學質量產生不利的影響。理論學習時不能顧及實際的應用，實訓時不能與理論結合起來相互印證。以專業課《彩色電視機原理與維修》為例，該課程分為《彩色電視機原理》與《彩色電視機維修實習》兩部分，分別由兩位教師擔任，有的甚至分別在兩個學期開設。這樣不但學生難以學以致用，兩位教師的教學也互不聯系，增加了難度，不能有效提高學生技能。
因此，“一體化”還應包含教師在知識、技能與教學能力上的一體化。機電專業教師必須是“雙師型教師”，能將專業課程的專業技術理論教學與實訓課教學一肩挑起來。既是理論教學能手，更是技能實訓指導的高手。一門專業課，僅由一位教師來承擔全部教學任務（理論教學與實踐指導）。在教學過程中，可以先講理論知識，再進行實踐操作；也可以邊講理論邊操作，甚至可以先操作，當學生遇到問題時再從理論上加以闡述解決。這樣做，能做到理論與實踐的無縫結合——用專業理論指導實踐，用實踐操作去驗證理論。例如前面論及的《彩色電視機原理與維修》，就可以把原理與維修放到一起來教。在講清掃描電路的原理后，就講一些掃描電路的常見故障，并設置一些故障讓學生動手排除。在排除的過程中遇到問題，又用理論去解釋，去解決。這樣理論與實踐相輔相成，相得益彰。
理論教師與實訓指導教師一體化的最關鍵問題是師資。中職學校要努力改變當前師資結構單一化，教師實踐經驗不足，教學質量不高的現狀，就必須大力培養“雙師型”教師。通過下企業實踐、頂崗進修等措施彌補專業科任教師實踐經驗的不足，并獲得相關行業的職業資格。只有通過不斷培訓和進修，不斷汲取行業的新工藝、新技術、新理念，專業教師才能使自己的專業知識與技能始終保持著新鮮狀態，使理論和實踐始終保持最佳結合狀態。理實雙佳的教師才能在教學中，顯得如魚得水，游刃有余。例如，在講解《機械制圖》的圓錐時，教師可以把自己在車床上制作圓錐的過程拍成視頻，在教室里播放，讓學生看到在車床上制作圓錐的全過程。這樣避免了理論教學的“紙上談兵”，讓學生對機械制作有一個感性的認識。然后通過課堂教學的講解與分析，促使學生的認識從“感性”向“理性”轉變。
對機電專業課程改革的探討，除了以上三個方面的一體化之外，還可以從“教學”與“科研”一體化、傳統與現代教學方式的一體化、專業文化與企業文化的一體化以及“教法”與“學法”的一體化等方面去探索、去研究。囿于文章的篇幅，在此不能一一展開論述。綜上所述 ，“一體化”教學的核心在于現場教學，強調的是工作本位，能力本位。若將理論教學與實驗、實訓、實習融為一體，把教學環境與工作環境融為一體，理論教師與實訓指導教師融為一體，讓學生對自己的學習內容與學習方式有更大的自主選擇權，就可以有效地提高機電專業課的教學效果，最大限度地提高中職生在就業中的競爭力、
參考文獻：
[1]包旺華.理實一體化教學在機械專業課教學中的運用[J].中國教育技術裝備,2012(17).
關鍵詞：數字電子技術基礎，理論實踐一體化，項目導引
作者簡介：郭玉華（1977-），女，河南南陽人，信息工程大學理學院電子信息工程系電子工程教研室副主任，講師；龐學民（1963-），男，河南長垣人，信息工程大學理學院，副教授。（河南鄭州450001）
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）14-0069-02
主席強調指出，全面實施“素質教育”，應成為教育工作的主題。當前，我國高等教育進入內涵發展、提高質量的新階段，確立了全面發展、人人成才、多元選擇、終身學習、系統培養的新教育理念，更加注重學思結合、知行統一、因材施教，更加注重各類人才的社會責任感、創新精神和實踐能力的培養。[1-4]
“數字電子技術基礎”是一門強調理論聯系實踐的課程，重在培養學生的工程意識和科學思維能力。為此各高校都根據自身情況進行了形式多樣的教學改革，在教材內容、教學手段、教學方法、教學模式、考核方式上進行了創新實踐，[5]在教學模式上引入了多元化、信息化、啟發式、立體式、項目驅動式的方法和手段，[6-10]全面推動了該課程的建設和發展。
“數字電子技術基礎”是信息工程大學（以下簡稱“我校”）的一門重要的專業基礎必修課程，具有開課面廣、專業平臺種類多、涉及學科面大等特點，要求教師不僅具有扎實的基礎知識，還要有廣泛而深入的專業知識。根據我校新的培養理念和不斷深化改革的客觀形式，教學組對該課程進行了“基于項目導引的理論與實踐一體化”的教學改革實踐，并將改革試點的成果進行了全面推廣。“基于項目導引的理論與實踐一體化”教學模式重在調動學生主動跟進、超前思維的本能，培養學生建立工程思維和創新意識，提高學生工程實踐和科技創新能力。
一、基本情況和主要特色
“數字電子技術基礎”課程“基于項目導引的理論與實踐一體化”教學的基本組織模式是：在小班授課的基礎上，采取“課堂理論教學+階段研討+習題課+基礎實驗+創新實踐”相結合的組織模式，小班規模一般為40人以下。以電類專業為例，各環節學時安排如下：總計劃學時80，其中理論講授48學時，階段研討6學時，基礎實驗教學16學時，創新型實踐教學10學時，習題課放在課下輔導答疑時間。該教學改革方案主要有以下幾個特色：
1.模塊化教學
模塊化教學就是貫徹精講原則，按照教學內容知識點的相關性，將課程劃分為幾個系統模塊，將多個章節揉合在一起，突出講解教學內容的重點難點。在課程學時日益壓縮的情況下，模塊化教學可以提高課堂效率，讓學生學到盡量多的內容，并且對知識點之間關聯性理解得更加清楚。
2.教學研討
運用啟發式和討論式教學模式，在原來習題課的基礎上，增加自主學習和階段性研討環節。自主學習和階段性研討可有效地增強學生的學習主動性，激發學生的學習興趣。
3.EDA虛擬實驗環境
要求學生熟練掌握計算機仿真虛擬實驗環境，利用課下時間熟悉常用器件和儀器的使用規則，掌握常規電路的設計和調試方法。在節約實驗室資源的情況下，可以培養學生綜合運用知識、科學觀察、分析和解決實際問題的能力。
4.創新型實踐
創新型實踐屬于較為復雜的綜合性實驗，基于工程項目引導，多數內容是最新的電子技術實際應用的簡化模型。該實踐活動安排在理論教學結束后集中兩周的時間，由教師提出功能和指標要求，學生自己設計、仿真、搭建、測試、調試完成。這種實踐活動可以培養學生獨立設計和實現電路系統的能力。
5.項目驅動和導引
在整個教學過程中都貫穿工程導引的思想。理論授課時運用項目驅動式教學模式，在引入每一單元模塊知識前給學生布置一個設計任務，在教學過程中圍繞如何實現該設計任務進行相關知識點的介紹；在研討課上布置一些工程實踐項目讓學生設計并討論，教師對其指導；創新型實踐活動更是讓學生直接接觸工程實踐的一次切身經歷。
6.理論與實踐一體化
理論教學與實驗教學統一安排學時，理論課學時和實驗課學時不強制區分。教學內容每一模塊結束后即進行實驗，讓學生能夠及時地“學一學、練一練”，有效提高學生的實踐能力，也加深了學生對理論知識的理解。
改變理論任課教師不參與實驗教學的現狀，理論課教師組織并輔導學生實驗，實驗課程由理論課教師與電子實驗中心的教師共同承擔，由此解決了長期以來教學和實踐易脫節的問題，同時也提高了教師的綜合能力。
二、改革實施方案要點
1.理論教學的改革措施
（1）模塊化的教學方法。由于改革方案中將課堂講授學時由原來的60減少為48學時，節省的12學時分別調整到學生研討和創新實踐中，因此課堂講授采用模塊化的教學方法，將教學內容整合為4個單元模塊。第一單元是邏輯代數基礎和組合邏輯電路，包含教材中第一、二、四章，共14學時；第二單元是時序邏輯電路，包含教材中第五和六章，共14學時；第三單元是門電路和基本數字電路，包含教材中第三、十、十一章，共14學時；第四單元是半導體存儲器和大規模集成電路，包含教材中的第七、八章節，共6學時。利用模塊化教學可以提高課堂效率，讓學生在較少的時間內學到盡量多的內容，并且對知識點之間的關聯性理解得更加清楚。
（2）增加階段性研討。在課程教學組織中，增加自主學習和階段性研討環節。為了使理論授課與教學研討有效結合，教師分別在第一、第二、第三單元結束后組織討論，每次研討2個小時。教師需要在教學研討中把握好研討的內容和方式。一是需要根據課程標準的基本要求及學生在學習和作業中存在的疑難問題，精心選擇討論題并設計教學過程；二是需要安排一些適當的知識點讓學生自學并在討論課上檢查自學效果，比如組合電路中的加法器和數值比較器、時序電路設計中自啟動修正問題等；三是需要布置一些工程實踐項目讓學生設計并在討論課上對其指導，比如自適應單行道交通燈控制器、超市自動計費器、復雜密鑰的密碼鎖電路等。
托爾斯泰指出：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發興趣。”通過自主學習和階段性研討，在教師和學生之間形成了積極互動的局面，增強了學生的學習主動性，激發了學生的學習興趣。
（3）引入工程應用實例。運用項目驅動式教學模式，在引入每一單元知識前給學生布置一個項目，在教學過程中圍繞如何實現該項目進行相關知識點的介紹。比如在介紹組合邏輯電路前引入病房呼叫系統、在講解觸發器前引入搶答器電路，在講時序電路的計數器前引入數字時鐘系統、講解D/A轉換器前引入任意波形發生器電路等。在每個單元結束后，給學生舉案例分析，通過該單元知識點的學習，可以獲得怎樣的能力，可以設計出怎樣的電路，這些電路在具體的工程實例中是如何應用的。在教學過程中引入工程應用實例，一方面使學生對基本概念和分析方法有更深入透徹地理解，另一方面使他們解決問題的工程實踐能力有所提高。
2.實踐教學的改革措施
為了培養學生的工程應用實踐能力，將實踐教學分成三個層次：基礎實驗、仿真型實驗和創新型實踐。多層次的實踐教學模式可以使那些有興趣、有能力的學生被篩選出來，為學校科技創新基地挑選人才。
（1）基礎實驗。基礎實驗以單元電路訓練和基本操作為主，學生在教師具體的指導下完成實驗，主要是鞏固、加深所學數字電路的基本理論，學習儀器設備的使用，提高學生的基本實驗技能和操作水平。基礎實驗包含設計型與驗證型兩種，共安排16學時，主要由實驗中心的教師承擔。
（2）仿真實驗。仿真實驗是基于Multisim10.0計算機虛擬仿真實驗平臺，讓學生在課下進行電路設計的一種實驗手段。內容包括兩個方面：一方面是基礎實驗中需要通過仿真預習的內容；另一方面是為了對理論知識加深理解而進行的拓展的簡單綜合性實驗。教師利用輔導答疑時間給予原理和方法指導，要求學生自己獨立設計并且完成仿真結果，最后上交文檔和設計報告。
教學改革方案中所選擇的仿真實驗內容主要包括：數碼鎖電路、占空比可調的振蕩器、模擬聲響發生器、汽車防盜報警電路、多通道順序選擇電路、時鐘變換電路、智力競賽搶答器、數字鐘晶振時基電路、數控放大器、可編程任意波形發生器等。
仿真實驗的目的是使學生有效掌握利用計算機軟件設計電路的能力，提高學生工程設計和獨立工作能力，也使得學生從理論知識到實際電路之間有一個過渡認識，對學生進一步實現硬件電路和系統調試打下基礎。
（3）創新型實踐。創新型實踐屬于較為復雜的綜合性實驗，基于工程項目引導，多數內容是最新的電子技術實際應用的簡化模型。實驗內容涉及多門課程的知識，還有書本上沒有學到的內容，要求學生自學實驗指導書，自己查閱資料和手冊并獨立完成。
教學改革方案中所選擇的創新型實驗內容主要包括：汽車尾燈控制電路、病房呼叫系統、多路數顯報警器、多功能智力競賽搶答器、數字時鐘、數字頻率計、出租汽車里程計價表、數字電子秤、數字溫度計、紅外線轉速表。創新實踐的時間集中在理論課程結束后的兩周，共安排10學時，主要由理論課教師承擔，要求學生兩人一組，自由選題，在完成仿真的基礎上交實物作品。
創新型實踐的目的是使學生從深度和廣度上擴充知識，熟悉工業前沿的電工電子新設備、新技術，開拓知識面，進行系統和工程方面的訓練，培養學生的創新精神和技術創新能力。
3.課程考核方式的改革
課程考核分為理論考核、平時成績、創新實踐成績三部分。
理論考核：試點班課程考核仍采取教考分離方式，與非試點班同卷、同時進行考試，考試得分按70%計入總成績。平時成績：包括平時作業、研討課和仿真實驗三部分。平時作業的書寫態度和正確率占總成績10%，研討課準備的充分性、發言的積極性和結論的科學性占總成績5%，仿真實驗設計的合理性占總成績5%。創新實踐環節成績按10%計入總成績，根據學生題目選擇難易程度、設計方案、焊接、調試及參數測試和實踐總結等方面計分。
三、思考和體會
組織教學組對“數字電子技術基礎”課程進行“基于項目導引的理論與實踐一體化”教學改革，使筆者對教學規律有了更深刻的理解、教學方式有了更全面的改善、對教育工作者的責任和義務有了更深刻的體會。主要總結為以下三點：
1.對學生要有信心，要敢于放手
在我校進行教學改革必需面臨這樣的實際情況：一方面由于學生沒有就業壓力而產生學習惰性并且缺乏學習熱情；另一方面，一直以來僵硬的管理模式和課程標準的約束使教師不敢放開手腳。
教師選擇自學內容時非常謹慎，擔心影響考試成績。而改革實踐結果表明學生的自學能力很強，理解問題、解決問題的能力也很強，只要教師給予足夠的信任和引導，學生可以做得很好。雖然由于時間不足沒在考前例行復習串講和做模擬試卷，但是學生比平行班考得更理想，這證明了“素質教育”才是最重要的，絕對不能采取“應試教育”。
通過各方面的改革措施，學生的學習熱情調動了起來，研討課上積極發言，并且愿意嘗試各種實驗。仿真實驗雖然放手在課下進行，但是通過創新實踐活動反映出，他們在課下獨立完成了實驗，并且較好地具備了創新能力。
2.研討交流，教師可向學生學習
教師要想很好地掌控研討課的局面，需要有豐富的教學經歷、扎實的理論知識、廣泛的實踐經驗、實事求是的治學態度，對自己的教學能力充滿自信，又能夠包容學生不同的學術見解。
教師需要全面提高注意力應對學生不斷涌現的思維火花，自己習慣用常規解法，而學生不按常規思考，而且能提出多種不同的解決方法；自己思維定式，而學生敢于提問，甚至對工程業界的行規標準敢于，提出自己的想法。只有通過研討課，教師才能明白學生的思維方式以及與自己的不同處，這樣的課程形式大大提高了趣味性，而且對教師自己也是一個挑戰。
研討可以促進教學，教學雙方的交流使得教師了解了學生的思維，學生得到了教師的引導，相得益彰。
3.要讓學生真正接觸工程實踐
根據我校的培養目標，只有懂工程技術、能獨立創新的學生才能夠適應業務單位的需求；只有讓學生真正接觸工程實踐，真正熟悉硬件設備，才能夠到業務單位熟練地操作和維護先進的裝備。
而實際的情況是，學生在校期間學習理論知識的時間很多，但是參與實踐的機會較少。軟件的設計僅依賴電腦即可完成，但硬件設計需要構建環境，這需要學校投入大量的人力、物力和財力支持，還需要各部門協調管理，參加校科技創新活動或電子設計大賽的是較好的解決方式。但是在課程中貫穿工程思維、增加創新實踐環節則是教師組織和引導學生跨出實踐的第一步。
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關鍵詞：數字電子技術；課程改革；理論教學；實踐教學
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.257
0 引言
近年來隨著教學改革的不斷深入，對“數字電子技術基礎”課程的教學方法、教學模式的研究各高校都非常重視，有許多好的成果。啟發式教學模式、多元化教學模式、信息化教學模式、設計立體教學體系、項目驅動教學模式等；運用多媒體技術、網絡技術、仿真技術等構建各種現代化教學平臺也具有實際意義。提高學生的理論知識應用能力及工程實踐能力，是高等工程教育的發展方向，也是“數字電子技術基礎”課程教學改革的難點與重點[1][2][3]。
1 教學改革的方法探索
（1）整合優化課程的教學內容。針對目前微電子技術飛速發展的現狀，我們將集成芯片的實現工藝這些以前略講或自學內容引入課堂正式講解，進行優劣工藝對比，加深學生對器件選擇的理解；針對EDA技術在硬件系統設計方面的迅速流行，我們以HDL語言示例和maxplus教學軟件等方式將EDA技術講解引入課堂演示，加深和引導學生對數字電路設計的感性認識。（2）精心設計教學內容，積極探索教學改革。經過多年的摸索和經驗積累，目前“精講多練”教學實踐，教學方式已基本形成。取得了很好的教學效果。我們一般采用“講”2/3學時，“練”（包括課堂練習、課堂研討、課后作業、配套練習等方式）1/3學時的方式，將講練結合，同時利用課外時間，多角度開設課程講座，拓寬學生的學習視野，開展“啟發性”、“探究性”教學。通過多種教學方法的運用，使學生由被動的繼承式學習為主動的創造性的學習，教學效果得到明顯提高。在教學過程中，大量應用了電子教案，我們還利用很多EDA軟件以及自己設計的演示程序，通過生動形象的演示加強學生對教學內容的理解。通過將講解式、對比式、討論式、啟發式、習題課等多種教學方法有機融合在一起的多種教學方式。同時，我們將科研成果引入到教學環節，加強了學生理論聯系實際能力和創新能力的培養。（3）大力加強教學與實驗的結合，理論與實踐的結合。在課程教學及實驗教學工作中引入EDA軟硬件進行教學示例演示，積極開展“數字電子技術”課程設計的“項目式管理”工作，理論聯系實際，建立學生的感性認識，激發和培養學員的學習興趣，引導他們進行實踐階段學習，鼓勵學生實驗創新。本著“強調基礎、拓寬專業、突出創新”的原則，充分發揮開放性實驗室和電子創新基地的實踐作用，對原有以驗證實驗為主的實驗內容進行了改革，將驗證性實驗改為以虛擬仿真實驗為主，以原理理解為目的；增加綜合性、設計性實驗，專門開設了“數字電子技術課程設計”、和“綜合電路實驗”課程，使學生的實踐創新訓練難度逐漸加大，由專題設計到綜合設計，逐步提高創新水平。（4）多方面綜合評分的考核方式。在課程的考核方式上，采用了多方面綜合評分的方法，淘汰了“一考定乾坤”的考核方式，強調平時作業和實驗教學，期終卷面考試成績僅占總成績50%；期中測試占總成績20%；實踐性教學環節（實驗、課程設計等）則采取單人單組“現場驗收制”考核方式（考核成績占總成績30%），提高了學生動手能力及分析和解決問題的能力，對實踐中有創新的學生，在考查考核等方面予以獎勵。
2 教學改革取得的教學成果
（1）提出新的教學體系，適應發展趨勢。組織教師探討“數字電子技術基礎”課程的改革，提出了“數字電子技術基礎”課程新的體系結構。新的教學體系結構將現代PLD發展和EDA技術和經典的數字電子技術的基礎理論教學有機結合；將理論教學與實驗教學有機結合；將課程設計與本科畢業設計有機結合，使學生更好地掌握數字電子技術理論的本質，同時減少了學時。（2）采用先進教育手段，提高學習積極性。廣泛使用先進的教學方法和手段，積極探索現代教育技術手段在教學中的應用。[4]根據本課程理論與實際緊密結合的特點，綜合使用板書和多媒體教學手段，不斷改進和優化電子講稿，將理論講解和計算機輔助分析（EDA軟件）有機結合，相得益彰，大大提高了學生學習的積極性。（3）全面進行教學改革，提高教學效果。從課堂講課、討論、實驗、實習、考核等教學環節進行“數字電子技術基礎”課程教學改革，全面提高了教學效果。（4）結合教學內容，參加各類競賽。結合“數字電子技術基礎”教學內容，組織學生進行課外科技活動，深化了教學內容，取得了突出成果。依托上述開放式實驗平臺和學生電子創新實驗室，組織了全國大學生電子設計競賽、湖北省大學生電子設計競賽、挑戰杯電子制作競賽等課外科技活動。
3 結束語
“數字電子技術基礎”課程具有自身的體系和特點，既具有很強的理論性、系統性和完整性，又具有很強的工程性、實踐性，我們在教學進程中將理論教學與實踐教學平臺相結合，根據教學內容與特色，引入EDA軟硬件進行教學示例演示以及“項目式管理”工作過程等“啟發性”、“探究性”教學，激發學生的學習熱情。實踐證明這種教學改革能提高學生的理論知識應用能力及工程實踐能力，改善教學效果。
參考文獻：
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[關鍵詞]機電一體化 概念設計 理論研究
中圖分類號：T9 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）10-0047-01
機電一體化技術是以其產品為載體而體現出來，是機電一體化技術發展至今的技術水平體現。機電一體化產品設計人員，要使產品設計符合機電一體化技術要求，并富于時代感，就要對于產品設計技術以掌握，并具備多種技術融合的技術能力。面對機電一體化產品的技術先進性和復雜性，就要將符合當代機電一體化技術發展的產品設計理論建立起來。
一、機電一體化產品概念設計理論構建的意義
在機電一體化產品設計中，概念設計對于產品質量起到至關重要的作用。作為產品設計中的重要階段，對于產品質量的決定程度可以達到70%以上。要獲得性能優異的機電一體化產品，就要將機電一體化產品概念確定下來，制定出相應的設計方案和設計技術方法。概念設計理論首先是基于概念設計思想而建立起來的，在其基礎上還先后出現了多種階段性設計理論，如TRIZ設計、公理化設計QFD設計理論等等，對于機電一體化技術發展進程中所獲得的創新設計成果發揮了重要的推動作用。
在機械工程研究領域中，這些理論被運用于其中，進行組合設計而形成了技術綜合性較強的設計產品，由此而促進了機電一體化系統的多種學科交叉。系統的繼承性決定了其設計的復雜性，多門科學技術的融合，使得原有的單一化設計理論不再適應目前的科技發展需求。那么，在機電一體化產品概念設計理論研究中，就要從機電一體化系統自身的性能出發，結合設計目標而建立起完整的概念設計理論，以對創新設計的機電一體化產品以指導。與此同時，還要在機電一體化產品設計概念理論建立起來之后，結合相關學科，以使理論研究逐漸擴展。
二、機電一體化產品概念設計理論研究現狀
按照現代機構角度對機電一體化系統進行分類，可以劃分為三個子系統，即廣義執行機構、信息處理及控制系統和傳感檢測系統。將三個子系統相銜接，建立起框架體系，不僅有效實現機電一體化運動功能，而且還促進了產品創新設計。在機電一體化產品設計系統中，廣義執行機構子系統是核心部分，其概念設計理論研究關乎到機構運動的總功能。特別是在基本工藝動作設計過程中，要基于廣義執行機構的概念設計理論對基本的工藝動作進行構思，以使其具有動作的獨立執行能力。當執行動作的創新技術確定下來之后，就可以結合機構系統建立框架模型，以使系統設計更具有可操作性，而且采用這種方式更能夠結合計算機輔助進行產概念設計。
對于機電一體化產品的框架模型而言，仿真問題是最為重要的。作為設計結構復雜的動態系統，機電一體化產品實現動態性能的同時，更要注重系統仿真性嫩的驗證。那么，在機電一體化產品概念設計階段，就要確立功能實現的約束條件，將各種相關的仿真軟件技術納入到框架模型當中，運用各種通用建模技術，使用仿真軟件將諸如原理圖、鍵合圖、信號流圖以及方框圖等等參數化。運用Simulink仿真軟件將系統仿真平臺建立起來，以為機電一體化產品概念設計的實現奠定基礎。
三、機電一體化產品概念設計理論的發展展望
對于機電一體化產品設計人員而言，產品概念設計理論具有重要的指導作用。國外研究機電一體化產品概念設計理論所獲得的成果，是建立在研究電子控制理論的基礎上的。國內的研究學者則著重于機電一體化產品的運動結構研究。機電一體化系統是基于多種學科而建立起來的，這就需要產品設計者對于產品從多種學科角度進行研究，并趨向于產品概念理論的使用操作性。雖然國內外對于機電一體化產品設計理論的研究方向有所不同，但研究目標是相同的，且對于新技術、新產品的開發具有重要的指導意義。
關于機電一體化產品概念設計理論，從研究趨勢上來看，還要面臨諸多問題有待解決。比如，在進行機電一體化產品概念設計理論時，還要將推理方法建立起來；對于機電一體化產品的運動機構進行分類，為了對驅動元件以及傳動機構等等進行選擇，還要將驅動元件庫以及機構執行庫建立起來；對于傳感器的選擇，有賴于測物理量的參數定量化，以確定傳感器類型。此外，還要將信息處理、控制方法庫建立起來，以提高系統軟件和硬件的可控性。機電一體化產品在不同的設計階段，都會產生不同的概念設計理論，將產品概念設計評價體系建立起來，以利于產品不同階段設計有效銜接。
總結
綜上所述，對于機電一體化產品設計人員而言，概念理論設計所發揮的指導作用是不容忽視的。中國目前對于機電一體化產品設計的研究主要是基于運動功能為主產品結構設計。作為多種學科集合的機電一體化技術，其復雜性決定了機電一體化產品概念設計理論的重要性。
參考文獻
經過了一年的學習，我們，特指我，對我所學的專業即機械工程及自動化還是認識不是很夠，可能老師考慮到我們這些學生的潛在問題，就給我們安排了一個專業認識的實習周。我們要通過這幾天的實習對機械工程有一個直觀上的認識（通過之前的理論課專業概論課，我們已經對機械工程有了一個大體的認識）。在進入工廠之前，老師給我們上了兩節基礎知識課，讓我們了解什么是機械工程及自動化，機械工程及自動化應該學些什么。
由于微電子高新技術的迅速發展，使工業自動化的程度大幅度提高。新的機電設備和產品將機械、電子、計算機和自動控制技術有機地結合在一起，形成了所謂的機電一體化技術，大幅度地提高產品的性能、質量和可靠性;提高制造技術水平，實現生產方式向柔性方向發展;增強企業的應變能力;節約能源和材料消耗，降低成本，提高勞動生產率。機電一體化已是當今世界及未來機械工業技術和產品發展的主要趨向，也是我國機械工業發展的必由之路。然而，我國現有的機械專業人員的知識結構與當今機械工業的發展極不相稱。學機械專業的，對電子、自動控制技術懂得較少;學電子專業的，對機械專業知識掌握的也不多，不能將機械與電子進行有機的結合。此外，由于近二十年科學技術的迅猛發展，多數機械專業人員知識老化，對新知識、新技術了解甚少，難以從事機電一體化產品的設計與開發。因此，除現有機械專業人員需知識更新，解決機電一體化人才短缺的部分問題外，急需大批量培養這類人才,老師還說，目前工程機械的發展已經達到了頂峰，設備可以完成人們所想到的任何工件，大型設備的專業化也在逐步加強，國內外的工程機械設備的差距也在逐漸減小，工程機械有小型化、家用化的趨勢
所謂機電一體化，就是機械與電工合二為一。日本企業界在1970年左右最早提出“機電一體化技術”這一概念，當時他們取名為“Mechatronics”，即結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術，目前正向光機電一體化技術（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向發展，應用范圍愈來愈廣。現在的機電一體化技術，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，他的發展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。我們需要學的基礎科目有：英語、計算機、高等數學、線性代數、大學物理、物理實驗、工程力學、機械原理、畫法幾何及機械制圖課程等。
上完了這兩節的基礎課以后，在一男一女兩位老師的帶領下，我們機械工程及自動化的三個班分別參觀了北京建筑工程機械廠與北京現代汽車廠兩個地方。
周三那天早上下起了瓢潑大雨，可到了北京現代以后，天就放晴了。在向導的帶領下，我們觀看了有關宣傳片，聽了關于展車的相關介紹，又參觀了總裝車間。給我留下深刻印象的就是總裝車間。一千多米長的生產線，經過工人師傅準確而迅速的操作后，在OKLINE最后出來的就是成品車。
Abstract: By introducing virtual prototype technology into practice of mechatronics CDIO teaching, the paper investigates its idea, structure, and evaluating method, which is meaningful for modern engineering teaching methodology of mechatronics course.
關鍵詞： 機電一體化；虛擬樣機；CDIO
Key words: mechatronics；virtual prototype；CDIO
中圖分類號：G42文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）02-0216-02
0引言
2001年，由美國麻省理工學院、瑞典查爾姆斯技術學院、瑞典林克平大學、瑞典皇家技術學院等4所大學合作開發了一個新的工程教育模式，稱為CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）模式。CDIO大綱以構思、設計、實現、運作為主線，綜合地考慮了專業基礎知識、個人和職業的技能及團隊協作與溝通的人際技能，及在整個企業、社會環境下進行CDIO的過程。近年來，東北石油大學機電工程系將CDIO模式引入到實踐與工程應用性較強的“機電一體化”課程建設中，以提高課程教學質量和教學效果，本文就其實踐教學過程中的一些認識作以探討。
1現狀分析
“機電一體化”是機械設計制造及其自動化專業的一門專業課程，它在培養學生的機電系統設計能力和創新能力所需的知識、能力和素質結構中，占有十分重要的地位。課程的任務是使學生以系統的角度理解和掌握機電一體化技術，包括機械、檢測、控制、計算機軟硬件等方面的基本理論、基本知識和基本技能，學會典型機電一體化系統的分析和綜合方法，具備進行現代機電系統設計的初步能力。隨著機械和電子工業發展到新的階段，現代機械必然是由計算機控制的系統，理論性與實踐性聯系密切、工程實用性強是該課程最大的特點。近年來的教學實踐表明：原有的課程結構、教學內容、教學方法、教學手段、教學實踐等，已不能適應“寬口徑、重實踐、應用型”的現代工程教育發展潮流。究其原因，主要有以下幾個方面。
1.1 課程內容繁雜。機電一體化技術是機械技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服驅動技術、信息處理技術、系統總體技術等多種技術的融合。以系統的角度理解和掌握機電一體化系統的工作原理及其應用是教學的中心內容，這對教師和學生都提出了非常高的要求。但是針對具體系統進行分析和研究時，常會出現“一葉障目”，以偏概全之感，并無總體把握的能力和認識。
1.2 概念抽象，理論繁瑣，并且插圖多、公式多、敘述內容多，教師不易抓住教學重點，學生學起來也常感到力不從心，對某些理論問題似是而非、模糊不清、嚴重時會導致學不下去。
1.3 教材存在局限性。目前現有的教材雖然版本繁多，但各有局限，在多達幾十種版本的有關教材中，內容的編排大致相似，框架相同。在選材上為了照顧到內容的完整性，主次不分明，重點不突出，尤其是典型機電一體化系統章節，往往虎頭蛇尾，沒有受到足夠的重視，不能起到綜合和系統總結的作用。
1.4 理論與實踐環節脫節情況嚴重，實驗內容少且針對性不強，學生不能感受到實踐的趣味性、知識性和實驗成功后的成就感，更不要說培養學生的創新意識。
針對上述這些情況，如何幫助學生以系統的觀點深入理解知識、掌握知識，如何培養與增強學生動手操作能力，如何讓學生學以致用，始終保持較高的學習興趣和創新意識，是課程教學的難點所在。
2基于虛擬樣機技術的CDIO教學理念
目前全國有近百所高校開展了CDIO項目的實踐和探索工作，汕頭大學、成都信息工程學院等院校已經取得了顯著的成績。調研發現，實施CDIO戰略是一項龐大的系統工程，需要很大資金投入和人員投入。根據自身實際情況，我們確立首先以虛擬樣機技術為載體，按照CDIO戰略對“機電一體化”課程的教學進行了探索和實踐。
虛擬樣機技術是近年來普遍應用的一種全新的機械設計方法,它作為一項計算機輔助工程技術于上個世紀80年代隨著計算機技術的發展而出現，在90年代特別是進入21世紀以后得到了迅速發展和廣泛應用。CDIO標準明確指出采用產品和系統生命周期的開發及使用這一工程教育方法論，它強調它作為知識和能力培養的載體及環境，即知識和能力之間的關聯，而不是具體內容。從這一角度出發，虛擬樣機技術可以為開展CDIO戰略提供適合的載體及環境。具體表現在如下幾個方面：
2.1 面向產品全生命周期的設計、仿真、分析是虛擬樣機技術的核心，這在某種程度上與CDIO戰略產品和系統生命周期的開發及使用標準不謀而合。
2.2 CDIO強調“做中學”教學模式，“做”具有廣泛的含義，既可以是在實驗室親自制作模型、樣機，也可以通過數字化工具在設計和仿真層面全面展開。
2.3 在市場競爭日益激烈的今天,為了達到時間、質量、成本、服務、環境等多方面要求,必須以最短的時間、最好的質量和最低的價格推出產品。采用虛擬樣機技術既可以減少模型樣機的試制,降低投入成本，又可以幫助學生在短時間內掌握產品開發的全部過程。
2.4 虛擬樣機技術支持并行設計,便于設計團隊之間的溝通和交流，這也正是CDIO戰略重點強調的一種基本能力。
3機電一體化課程的CDIO架構
CDIO強調學生的工程能力不是單純的理論知識或直觀的技能，而是兩者的有機融合，這對學生的創新能力、學習能力、對新技術的敏感能力都提出了更高要求。機電一體化技術的先修課程除了力學、模電數電等基礎課程外，還包括機械設計、微機與接口技術、控制工程等專業基礎課程，同期學習課程有單片機、可編程控制、機電傳動系統等。該課程有著鮮明的技術基礎和工程背景，因學時有限，包含的內容較多，所以在教學中把握一個基本原則：了解機電一體化技術的發展動態，掌握其核心思想和技術，運用現代工程設計方法中的虛擬樣機技術，完成機電一體系統的創新設計與仿真分析。基于CDIO的思想，我們對“機電一體化技術”課程教學分成三個部分：課堂講授、小組項目、自選實驗。
課堂講授。以教師主講形式進行，以傳授基礎知識。授課時采用模塊化方式對教學內容進行了重新編排，側重于通過實例分析加深對重要知識點的理解。主要內容包括：①概論模塊：主要講解機電一體化技術的內涵、體系結構、特點、發展趨勢、典型系統（本田機器人、大狗、數控加工中心）分析，學時數為4學時。②系統部件模塊：主要講解執行裝置的工作原理、驅動方法、對比分析與選用原則；機械傳動部件的種類、特點、對比分析與選用原則；檢測裝置工作原理、特點、對比分析與選用原則，學時數為6學時。③系統集成模塊：主要講解單片機、PLC、接口電路結構及特點，通過典型實例分析理解系統集成的內涵與相關技術，學時數為4學時。④系統控制模塊：主要講解機電一體化系統的設計方法與步驟、系統數學模型、現代控制方法簡介、典型反饋控制和狀態控制系統分析與設計，學時數為4學時。⑤虛擬樣機技術概論模塊：主要講解虛擬樣機的概念、原理、方法。通過典型實例領會基于虛擬樣機技術的機電一體化系統的設計思想和方法，學時數為4學時。小組項目以3-5人為單位自發形成設計小組。該階段需要完成下述內容。①項目調研：查閱資料，擬定項目范疇和設計內容。②項目申報：功能、原理、創新性、可行性論證。③項目開展：制定研究計劃，分配設計任務，選擇設計工具和仿真工具，開展項目設計。④項目匯報：提交項目日志、設計報告。在此期間，教師采取跟蹤方式對學生進行輔導，每個階段項目小組都要作公開匯報，并且需要回答指導老師和其它項目小組提出的問題，及時改進，完善設計。小組項目部分不占用教學學時，教師和學生利用課余時間開展該項內容。自選實驗階段，項目小組根據設計需要，可以提出自選實驗項目，用以加強對機電一體化系統典型部件和單元的理解與認識。該部分工作由實驗教師配合完成，學時數為10學時。
4課程考核與評價
學生的工程能力等素質很難通過傳統的教學測試方法進行考核與評價。在CDIO模式下，課程的考核與評價不再是一個孤立的行為。在“機電一體化技術”課程中，我們根據課程教學的三個部分―課堂講授、小組項目、自選實驗分別進行測試，然后與學生討論考核與評價體系，綜合學生的意見，再適當修正，盡可能做到靈活多樣。課程教授的理論部分采用傳統的試卷測試形式，小組項目部分根據學生的自我評價、公開匯報、虛擬樣機完成的質量等情況進行綜合評價，自選實驗部分根據學生完成實驗過程中體現出的創新性、實驗內容的連續性和執行完成情況等做出判斷。
按照上述規劃，近幾年在我校機自專業進行了CDIO實踐教學活動。學生表現出極高的熱情,圍繞機器人、數控機床等設計主題共提交了眾多項目報告和虛擬樣機產品，許多項目小組還額外提供了自己開發的仿真控制程序。在參與同學中展開了問卷調查發現，多數同學認為課程項目對于幫助理解機電一體化系統非常有用。在問到課程項目是否有必要繼續在下一年級開展時,絕大多數同學認為應該繼續開展。總體來看學生對該項活動抱有足夠的信心，提出了很多具體意見，如提前在低年級開展設計工具類項目，這樣可以在后續項目中有更多時間完成系統的仿真、分析、實驗驗證等深層次的設計內容，提高設計質量。
5結束語
機電一體化技術課程博大精深，具有內容多、原理深奧的特點。根據國際工程教育CDIO理念進行教學實踐，既能使學生鞏固所學基本知識，抓住主次，又能鍛煉學生的觀察能力、設計能力、分析問題的能力、書面表達能力和交流能力，使學生的積極主動性得到最大程度的發揮。本文將CDIO模式引入到“機電一體化”的課程建設中，從教學理念、課程架構、課程考核與評價等方面展開探討，為“機電一體化”課程的教學提供了新的思路，這些對于提高教學質量和效果，培養學生的實踐與創新能力具有積極意義。
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