應(yīng)用型本科機(jī)電一化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程改革

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摘要：針對(duì)機(jī)電一化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程本科教學(xué)的現(xiàn)狀，在研究高等學(xué)校該課程教學(xué)改革的思路的基礎(chǔ)上，提出理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重，并調(diào)整與優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，在教學(xué)方式上采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，并對(duì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革。實(shí)踐證明收到了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；應(yīng)用型本科；課程改革

根據(jù)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010－2020年）》，國(guó)家教育部提出，對(duì)我國(guó)部分高校，特別是2000年以后升本的高校應(yīng)向應(yīng)用型本科高校轉(zhuǎn)型，以適應(yīng)高等職業(yè)教育的發(fā)展。然而，在長(zhǎng)期傳統(tǒng)高等教育發(fā)展模式下，轉(zhuǎn)型需要從結(jié)構(gòu)到形態(tài)、從形式到內(nèi)涵、從宏觀到微觀的整體性位移與變革。需要各專業(yè)的相關(guān)課程，特別是專業(yè)類課程進(jìn)行調(diào)整和變革來充實(shí)本專業(yè)應(yīng)用型轉(zhuǎn)型的內(nèi)涵。筆者所在高校即為一所應(yīng)用型本科轉(zhuǎn)型高校，對(duì)所教授的《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行了一些改革和調(diào)整，努力提高學(xué)生解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問題的能力，滿足企業(yè)工程師崗位要求。具體改革內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面。

1當(dāng)前教學(xué)中存在的問題

機(jī)電一化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程是機(jī)械電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)的一門重要專業(yè)課、綜合課，通過本課程的學(xué)習(xí)將學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，構(gòu)建起一座理論和實(shí)際間聯(lián)系的橋梁。然而，在當(dāng)前的教學(xué)過程中卻存在著一些明顯不足和缺陷，不適合應(yīng)用型本科培養(yǎng)目標(biāo)。（1）課程教學(xué)內(nèi)容滯后當(dāng)前應(yīng)用技術(shù)；（2）課程章節(jié)相對(duì)獨(dú)立、內(nèi)在聯(lián)系不足；（3）課程教學(xué)方式和手段不適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求；（4）理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)獨(dú)立進(jìn)行。

2改革措施和方法

2.1課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為一門新興的課程，具有明顯的時(shí)代特征。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，新型機(jī)電一體化產(chǎn)品研發(fā)成功后，很快就得到普及應(yīng)用。而目前機(jī)電一體化教材中的案例依然是十幾年前的數(shù)控機(jī)床和傳統(tǒng)的機(jī)器人等，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候往往感覺知識(shí)陳舊，與當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。因此，筆者在講授過程中部分地淘汰掉這些陳舊案例，引入當(dāng)前企業(yè)中產(chǎn)品型號(hào)。例如，采用多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)床；在講授機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)加入傾斜導(dǎo)軌與平導(dǎo)軌之間的比較；引入目前熱門的四軸飛行器和3D打印機(jī)等案例。通過新型案例的引入，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，拉近了課程與企業(yè)之間的聯(lián)系。

3改進(jìn)教學(xué)方法

針對(duì)機(jī)電一體系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程，如何使學(xué)生通過這門課程的學(xué)習(xí)逐步到達(dá)企業(yè)對(duì)機(jī)電工程師的崗位要求呢？最直接、有效的辦法就是將企業(yè)中的典型應(yīng)用項(xiàng)目搬到教學(xué)中來。項(xiàng)目式教學(xué)，又叫任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，是實(shí)施探究式教學(xué)模式的一種教學(xué)方式。在傳統(tǒng)教學(xué)方式中，往往以課堂理論教學(xué)為主，課后作業(yè)也是理論計(jì)算或理論設(shè)計(jì)。雖然，學(xué)生掌握了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，但面對(duì)實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，總是感覺無從下手。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐應(yīng)用和理論知識(shí)同等重要的課程，傳統(tǒng)的教學(xué)方式就顯得有失偏頗。因此，在教學(xué)過程中，采用了項(xiàng)目式教學(xué)方法，蘊(yùn)理論知識(shí)于項(xiàng)目實(shí)例中。例如，機(jī)械傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)一章，主要講解各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇、設(shè)計(jì)及其對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的影響等。在本章中采用了兩個(gè)項(xiàng)目實(shí)例：數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和無碳小車設(shè)計(jì)（全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練大賽題目）。在講解項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中介紹各種傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)、效率，齒輪、絲杠等結(jié)構(gòu)的間隙調(diào)整及其對(duì)數(shù)控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性和無碳小車運(yùn)行軌跡的影響等。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中既掌握了基礎(chǔ)理論，又明白了產(chǎn)品設(shè)計(jì)中是如何進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，同時(shí)去除了枯燥的理論課學(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)興趣。

4實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)主要包括課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)兩部分。隨著學(xué)校應(yīng)用型本科的轉(zhuǎn)型，加大了對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的經(jīng)費(fèi)投入，課程所需實(shí)驗(yàn)設(shè)備逐漸齊備和完善。課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整，增加了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，由原來的單一性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，調(diào)整為認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在課程講授初期（一般在第二周），開設(shè)了柔性制造系統(tǒng)和數(shù)控加工中心方面的認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)有一個(gè)總體了解；增加了液壓系統(tǒng)的PLC控制和伺服電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中務(wù)求學(xué)生自己設(shè)計(jì)、自己搭接系統(tǒng)、自己分析數(shù)據(jù)，以達(dá)到最好的教學(xué)效果。對(duì)于課程設(shè)計(jì)，先前教學(xué)中課程設(shè)計(jì)與理論教學(xué)是分開進(jìn)行的，課程設(shè)計(jì)集中在學(xué)期的最后一周進(jìn)行。對(duì)此，筆者進(jìn)行了一些探索，在學(xué)期初，就下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，每組一題，同時(shí)，允許學(xué)生采用大學(xué)生挑戰(zhàn)杯和創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽所設(shè)計(jì)題目作為課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)學(xué)期，隨著課程的進(jìn)行，完成課程設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容，在課程結(jié)束時(shí)，學(xué)生也完成了整個(gè)課程設(shè)計(jì)，并在學(xué)期最后一周進(jìn)行總結(jié)，撰寫說明書。同時(shí)，分組向全班匯報(bào)設(shè)計(jì)過程，接受其他同學(xué)和老師的提問與質(zhì)疑。

5結(jié)束語

為了滿足提高應(yīng)用型本科專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力的要求。根據(jù)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題和不足，近年來對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的理論與實(shí)踐教學(xué)的改革和實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果。在今后的教學(xué)過程中還將不斷探索新的思路、新的方法，以培養(yǎng)出更多更好的創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才。

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作者：韓向可 吳耀春 單位：安陽工學(xué)院