机电一体化技术课程改革探讨3篇

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机电一体化技术课程改革篇1

《机电一体化技术》作为机械类本科专业一门重要的专业课程，其内容涵盖了机械工程、电子工程、信息工程、控制工程和光学工程等多项领域，是机械工业领域发展的必然过程，是实现智能制造和人工智能的基础，对于机械相关行业发展具有重要意义。《机电一体化技术》并不具体，具有很强的综合性、系统性，课程内容的设置上相对陈旧，理论性知识繁多，缺乏实践，内容涉及到《机械原理》《机床电器与PLC》《单片机》《机械工程控制理论》《机械工程测试技术》等多个课程，传统的教学方式会导致学生重复学习，难以保持积极性，动手能力也得不到锻炼。因此，如何改善机电一体化课程体系，提升学生学习兴趣，培养学生实践能力很有必要。

一、教学体系改革

《机电一体化》是一门综合性、实践性很强的课程，从此特点出发进行教学体系改革。作为机电专业的核心课程被安排在第六学期，而《机械原理》《PLC》《单片机》《机械工程控制理论》等课程都是在第四、五学期完成的。为提高学生学习效率，根据学校电气机电学院的实际情况，建立一个机电一体化课程组，包括《机械原理》《PLC》《单片机》《机械工程控制理论》《机械工程测试技术》《C语言》《机电一体化技术》等课程。在课程设置上，本着由易到难由基础到专业的原则，结合实际、综合考虑后，对课程的学习顺序作更合理的安排，建立科学的多学科交叉的教学体系。在此基础上，对于一些章节的学习结合前期所学知识作出顺序上的调整有助于知识的掌握。积极与地方企业展开沟通与合作，在学院的组织下，多次到机电相关科技企业进行认知见习，鼓励学生多观察多沟通，在见习中产生疑问尽可能并解决疑问，让学生了解当前机电一体化相关产业的发展方向，有助于学生提升学习兴趣，把我学习的重心，了解前沿科技现状。《机电一体化技术课程》的主要特点是理论性内容繁多，系统性强，与前期所学课程有所重复。内容多课时少，理论时间与实践时间比占比较大，根据《机电一体化技术》课程的特点，从实际情况出发，《机电一体化技术》各章节内容和其他所学课程的相关性，为避免内容的重复教学，将理论课的内容分成五大模块，进行模块化教学，提高理论课上课的教学效率和教学效果，同时又可以节省理论课的课时数，把更多的课时应用到实验上。联合机械原理、单片机、PLC、机电一体化等实验室，使学生在做一些基础性的实验后，再做一些综合性及设计性更强的实验，循序渐进，由易到难，这个过程可以充分调动学生学习兴趣，同时使学生的动手能力得到增强。

二、教学方式改革

(一)理论教学改革。注重教师综合素质能力的培养，激发学生自主学习的意识和能力，使学生达到“我要学”的思维转变。具体方法采用“分组—翻转”的教学模式。将学生分3～5人的小组并推选组长，教师把某些章节的内容分配给各小组，小组长组内分配，经过课下准备后，由学生自己讲出，由教师引导和补充。下次上课时去相应的实验室完成一些基础性的设计实验，实现最大程度的理论结合实践。一些教师自己讲述的内容，以某种机电一体化产品示例的形式讲解，更容易自然地和学生产生互动教学，丰富课堂的内容，让学生在问答之中学到知识。这种方法能够尽可能地调动学生主动学习的积极性，培养团队协作的能力，提升学生的心理素质。

(二)实验教学改革。《机电一体化》涉及的内容十分宽泛，主要涉及机械设计和软件编程控制等方面。通过学生在校期间的一些见习让学生了解机电类专业理论知识的学习在实际企业中的应用，实验方式上不再是传统的综合性实验或者验证性实验，而是改为开放式设计性实验，依托于学院实验设备让学生自己先去完成一些基础性的实验后，去思考、调研、分析、调试，然后设计一款机电一体化产品。这样有利于学生独立思考、积攒经验，加深机电一体化的理解。另外，加强课程组课程任课教师之间的讨论和研究，多向经验丰富的教师讨教经验，定期举办教学沙龙并邀请的优秀教师传道授业，充分调动青年教师的积极性，培养综合素养，组建一支有激情、有活力、有教学、有科研的团队。

三、学科竞赛

经过《机电一体化技术》课程的学习，学生积攒了一些系统(产品)设计经验，分析调试等综合能力。学校每年都会举办校级“创客公开赛”等校级比赛，同时也参加一些省级国家级的科技大赛。要求学生至少参加一项校级科技竞赛，将所学知识在竞赛的过程中进一步巩固和升华，提升其检索、动手、创新、科研等能力，和同学一起参加的过程中，提升团队协作能力，为以后的学习打下坚实的基础。

四、评价体系的改革

教学评价是对学生学习成果的体现，常用的评价体现是平时占总评的30%，考试占总评的70%。为了尽可能地减少学生临进考试“抱佛脚”现象，对学生的评价体系做出修改。将总评成绩分为前期课程综合成绩、平时成绩、实验成绩、竞赛成绩、考试成绩五大模块，降低考试成绩所占比重，加强学生既重结果更重平时的理念，成绩的评定时间也由考试学期的期末更改为第七学期末的时候给出。课程组的其他课程学习的好坏间接影响机电一体化课程的学习，为此将其他课程的总评成绩综合作为一个基础性参考，反映到总评成绩之中。平时成绩的评价方面，分为教师评价和学生互评两个版块。互评环节，学生进行组内不记名评价，排出平时表现的先后名次，平时成绩由教师根据排名结合小组整体表现及个人考勤、作业等表现给出。为使学生重视实验课程，总评成绩也受到实验课成绩的影响，实验同样需要分组进行，实验成绩与平时成绩评价类似，但需要突出实验作品的创新性。竞赛是对学生综合素质能力的一个考量，竞赛成绩是《机电一体化》课程学习成果的一个直接体现，竞赛所占成绩按照获奖等级及名次给出。期末试题的设定上本着“结构合理、内容科学、难易适中”的原则，即考查学生的基本知识掌握，也考查学生举一反三的能力。

五、结语

传统的教学方法不适合机电一体化课程的教学，通过《机电一体化技术》的课程改革，对学生而言，提升了他们的综合能力，具体表现以下四点:一是增强了学生主动学习的意识;二是提升了学生的实践能力;三是使学生了解工程及社会可持续发展;四是培养了学生具备团队协作、终身学习的能力。对于教师而言，提升了教师教学及科研的综合能力，具体表现以下几点:一是增加了教师教学的手段;二是增加了教师之间的沟通与协作;三是多与企业互动沟通提升教师获得更多更新的前沿科技知识;四是提升了教师的教学及科研热情。但是该改革还有很多不足，还有需要完善的地方，比如实验教学改革等等。

作者:赵乐斌 袁培佩 胡万强

机电一体化技术课程改革篇2

近年来，随着社会信息化程度的提高及国家对于新工科概念的提出，使人工智能、智能制造和机器人等方向备受关注[1]．机电一体化技术集机械和电子技术于一体，是一门综合计算机与信息处理技术、传感检测技术和自动控制技术等综合性的交叉学科，新工科的发展对应用型工程技术人才培养尤为重要[2-3]．目前，国内大多机械类院校皆开设了机电一体化技术课程，但由于该课程具有较强的理论性，难以满足市场对具有较强的应用实践能力的机电一体化专业型人才需求．在对机电一体化技术课程现有教学方法进行剖析的基础上，进行了教学方法和考核方式改革，以期调动学生的学习兴趣，提高其工程实践能力．

1课程特点及存在的问题

机电一体化技术系统是由各个学科的知识交织而成的，各学科技术彼此交互，取长补短，不断地协同发展．学科的融合性和交互性决定了机电一体化技术是一门综合性很强的高水平技术，是一门对机械系统开发的普遍应用性技术，以机械作为母体进行研究，目标是实现机电一体化产品开发和机电一体化过程控制[4-6]．以齐齐哈尔大学为例，机电一体化技术课程是机械电子工程专业开设于大学本科第７学期的专业课程，该课程具有理论性强、数学内容抽象和专业术语难理解等特点．通过调研熟知，国内大部分高校采用模块化教学方式，并且不同的高校针对自身学生素质而对本校的教学现状制定相应的教学方案．该教学系统由基础模块、电气基础模块、控制模块和机械基础模块等组成，教学主要围绕这几个模块开展课程的讲解[7]．但在实际教学中，学生反应模块化学习难度很大，且各模块间的衔接相对较弱，导致学习起来难度较大，难以弄清各模块之间的联系以及机电一体化系统的构建．虽然在教学大纲中已经指出了明确的教学路线，但是对于这门课程而言，教学大纲中仅对各个模块需要学习的内容进行划分．学习过程中还发现，部分知识点较为零散且理论性较强，学生难以在工程实践中寻找其原型并灵活运用这些理论．同时，如何让各相关学科的知识体系在机电一体化技术中得到合理应用和更好地在课程开始时让学生明确本课程学习的问题重要性，激发学生的学习兴趣同样重要．鉴于此，对该课程的教学计划与内容进行重新组织和规划，并针对学生学习过程中的薄弱环节，制定具有针对性的教学方案与内容．

2教学方法的改进

随着信息科技的发展，可以通过多媒体和电子设备对学生进行授课．现代化教学手段与传统教学手段是相对而言的，传统的教学手段是教师将书本上的知识转化成为学生能够接受的知识，通过黑板展现给学生；现代化教学手段是指通过先进的技术将枯燥乏味的知识转化为生动形象的图片或者视频，使其深深地印在学生的脑海里，让学生充分体会到知识的奥秘，增加学生的学习兴趣，还可以将这些设备应用到其它教学领域．当今社会越来越注重高等人才的培养，教育事业也在蓬勃发展，与此同时在教育方面也面临着重大的挑战．为了适应社会发展的需求，运用现代教学手段是培养人才的关键．把培养学生的动手能力、自学能力和综合运用能力作为目标，保证教学效果．在教学过程中发现，学生往往会对机械控制基础知识掌握不够牢固，系统建模的能力较弱，由于这些基础理论问题导致对机电一体化系统进行分析时无法进行正确的分析[8]．因此，在教学过程中教师要采用更贴近实际的案例与讲解方法，针对基础知识的缺乏进行讲解，选取的典型案例要从简单到复杂，由浅入深．同时，也可以结合教师的科研项目进行实际的分析，让学生对这方面知识的理解与掌握程度得到很好的提高．

2.1基于科研项目的教学方法

为了让学生建立机电一体化技术的基本概念和整体框架，在讲课的过程中，应该强化学生的理论基础，循序渐进地进行理论知识的讲解，逐渐帮助学生建立机电一体化的系统概念与认知．同时，为增强学生的自主学习性和加强学生对课程的理解，让学生在开始就考虑机电系统中可能会遇到的问题和关键环节并尝试解决．讲授过程中以机电一体化系统的五大功能要素和功为主线，采用理论与实践相结合的教学方式，即课内的教学与课外的教学相结合给学生在课堂中重点讲述理论知识，了解机电一体化技术及相关产品的设计方法和步骤，让学生对这门综合课程拥有整体的认识与了解．最后，针对实际工程应用，进行实例的讲解，结合机电系统的各部分功能模块进行讲解加深学生对于系统的理解．结果表明，理论与实践相结合的教学方法能让学生对机电一体化课程学习的思路更为清晰，更加明确学习机电一体化技术的目的，更好地学习机电一体化技术的流程和相关步骤．如果单一进行纯理论授课的话，学生容易感觉枯燥乏味且不易于对于课程的理解，采用理论与科研项目实际相结合的方法，不仅提升了学生的学习兴趣，同时也训练了学生对实际工程问题的思考能力．如在轴承齿轮等部件进行选择的过程中，以常见的生活实例进行教学分析讲解，以步进电机的驱动控制、机床控制、汽车发动机传动控制等实例讲解控制系统的特点与分类，通过对典型案例的分析，提炼出其内部包含的理论知识与相关的数学模型．这不仅让学生更容易理解机械系统的建模理论，也让学生学习了控制理论在实际系统中的具体应用．基于科研项目的教学方法能够提高学生的学习主动性，将理论知识和科研项目紧密结合，不仅很好地完成项目设计，更能很好地掌握理论知识．

2.2开放、互动的课堂教学方式

为了提高课堂上的理论教学效果，增强学生独立思考问题与解决实际问题的能力，采用网络与新媒体等相关途径，让学生做一些社会调查作为课堂中的辅助教学，对下一次的教学进行很好的引导．教师让学生充分地融入到课堂中来，带着实际案例和大家一起讨论，提炼出案例中涉及到的具体理论知识及相关技术．为了检验学生对社会调查的了解程度，要求学生以某一类机电产品为例在课堂上进行讨论．如汽车发动机、数控机床和自动检测装置等．学生通过讨论对案例中涉及到的机械结构、模型建立、输出相应、电机传动等问题均有一定的认识，提出学生对于机电一体化系统的整体想法．实践表明，让学生参与课堂互相讨论的互动教学形式，不仅提升了学生的自主学习能力和创新思维能力，并且还提高了课堂的教学效果，具体实施：（1）采取互动式教学方式，让学生成为课堂的主体，这不仅激发了学生们对某一机电产品领域的兴趣，还能很好地调动学生的自主学习能力，从学生课程设计的表现来看，该方法有很好的效果；（2）让学生通过课余时间主动去查找相关的案例，查阅一些参考文献、技术资料等，这样可以充分锻炼学生的调研能力；（3）采取分组讨论锻炼学生们的团队合作能力，对相关机电一体化产品进行介绍时，大部分学生能够较为清晰地讲解产品的构成以及工作原理等．这种实践的方式锻炼了学生的表达能力和实践能力．

2.3考核方式的改革

考试是对学生学习效果的总结和评价．以往，该课程采取开卷或者闭卷的考核方式，但是单凭最终的期末考试成绩，对学生的评价过于单一．结合机电一体化技术课程的特点进行考虑，单一的开卷和闭卷的考核形式都不是最佳的方式．因此，在期末总成绩考核中适当增加平时成绩的考核、实践形式和课程实践设计，使考核更为综合，平时成绩考核中增加学生对项目和案例的思考能力考核．另外，考核中反馈机制显得尤为重要，把期末成绩分割成多个部分对学生成绩进行综合考量．通过实施该方法，学生期末考试通过率得到大幅度提高，而且学生对于学习细节的重视也一定程度上助推其自学能力．

3结语

机电一体化技术是一门综合性很强的学科，其多学科交叉的复杂性使该课程学习具有一定难度，如何让学生更好地掌握机电一体化技术的基础理论和系统论是该课程教学中值得探索和研究的问题．在对传统教学方法进行分析的基础上，提出以学生为中心，对教学方式和考核方式进行相应改革．实践表明，所提出的教学内容的组织形式、教学方法以及课程考核方式学生反应良好．通过改革，学生的学习热情和学习主动性都有了很大的提高．

作者:郭建华 曹忠亮 胡清明 单位:齐齐哈尔大学 机电工程学院

机电一体化技术课程改革篇3

伴随着《中国制造2025》国家战略规划的实施，高端制造业必将迎来新的发展机遇，与此同时我国的机电制造产业也将快速同步发展。机电一体化是当今世界及未来机械工业技术和产品发展的主要趋向，也是我国机械工业发展的必由之路，国内机电一体化行业的迅速发展，使机电一体化人才成为社会亟须的紧缺人才之一。在此背景下，很多高等院校纷纷强化提升机电一体化相关专业的培养质量以满足社会对其人才的需求[1]。机电一体化技术课程是机电一体化专业、机械工程及自动化专业、机械电子工程专业、材料成型与控制工程专业和工业工程等专业的必修课程，属技术基础课，在教学计划中占有重要的地位，是对所学的基础课及一些技术基础课的综合与运用[2]。它具有很强的实践性和综合性，其内容涵盖机械本体的设计与分析、传感器技术、伺服系统、接口技术、控制系统等基础知识；通过学习该课程，学生能够掌握机电一体化系统设计的基本概念、基本方法、基本技能，具有初步的设计、分析和应用机电一体化产品的能力[3]。但是在现实教学过程中出现的一些问题，已经影响到了该课程教育目标的实现和专业人才的培养质量，影响到了企业对高校机电一体化人才培养的印象，让我们必须思考并改变传统的培养方式来提高实际的教学效果。

1课程教学中存在的问题

1.1课程教育目标相似性大特色不突出

对于机电一体化技术这门课，它是机电类相关专业很重要的一门技术基础课，是关键课程之一，因此现在很多工科院校的机电类专业都会开设这门课，也就是说机电一体化技术这门课的课程涉及面非常广，这是一个大趋势。但是我们在分析现在机电一体化技术人才培养的现状和研究各高校的机电一体化技术课程教育目标时就会发现一个问题，那就是很多高校的该课程教育目标几乎是一样的，相似性很大，没有自己的特色，或者说课程教育目标的设置中仅有共性部分，而缺乏根据各校、各专业制定的特色部分。如果课程教育目标设置完全一样，从理论上讲就会导致所有的学生所接受的知识内容、形式、深浅等都是一样的，即培养出来学生的专业素养是基本完全一样的，可现实是各个学校的专业特色不同、学生层次结构不同、地域环境不同、学生就业方向不同等等，怎么能够用一个几乎完全统一的标准来实施呢？如此培养出来的学生又怎能较好的适应实际工业生产中各行各业的现实需求呢？

1.2教材选用不合理与特色专业结合不紧密

由于机电一体化技术课程的理论内容综合性较强，但各个知识点之间又具有相对独立性，导致学生学到的知识比较零散，不能准确地掌握所学的各个模块知识，因此学生的学习难度、压力比较大，整体学习兴趣和积极性不高。据了解，这种情况在不少高校中都存在，尤其是在学生基础素质比较弱的一些高校更甚。出现这种现象的原因是多方面的，但是比较重要的一方面就是现在的教师选教材的余地比较大，教材选用不合理，多数教师总喜欢选一些名校名师编写的教材或者权威部门规划的教材，此类教材都是质量较高的好教材，这是毋庸置疑的，但是每一个高校都有各自的人才培养目标和专业特色，因此并不适合每一个高校和专业；尤其是对于比较一般的地方院校，部分名校教师编写的高质量教材适合教师备课用，但是不适合学生学习用。一方面原因是这类教材通常内容较多、讲解较深，理论性较强，而应用性内容较少，学生自学相对较难懂；另一方面即使选择的教材中有较多应用性内容的讲解，但是其所采用的案例也通常也多为比较典型的机电一体化产品，如数控机床，或者采用专业性很强的案例产品，如航空雷达。如我校是以农林、水利类专业为特色的高校，如果我校的机电专业选择这样的教材，上课时教师的备课、讲课，学生听课效果和实际授课效果都会打折扣的，而对学生来讲最重要的是不能很好地利用教材进行自学，学习效果是就要受到很大的影响，更容易打击学生的学习积极性和课程兴趣，这些都反映了一个问题那就是教材的选用不合理，没有结合本校特色、本专业特色，从而不利于教师的教和学生的学，进一步影响学生对该课程的兴趣。

1.3实践性环节中工程应用部分缺失与生产实践衔接不到位

机电一体化技术课程教学环节设置的基本现状是“理论教学+实验教学+课程设计教学”三位一体的教学模式，理论教学主要讲授各个模块的理论内容，重在讲解传授知识；实验教学则对每一个模块的内容进行相应的实验验证，重在验证所学知识；课程设计则是通过一个设计题目锻炼学生对所学知识的基本应用能力，重在应用输出知识。这个教学环节设置从传统教学的角度是完善的，是一个内部闭环，但是从不断提高学生的实践操作能力、创新能力的现代教学角度来讲是有缺失环节的，对于一门课程、一门技术学生学完之后就没有见过是如何在工程实践中具体应用的，谈何输出设计、谈何创新呢？所以现行的教学环节设置中实践性环节中工程应用部分是缺失的，与生产实践衔接不到位的。

2教学改革措施

2.1根据地域特色和学生就业方向等要素制订课程特色教育目标

对于机电一体化技术课程教育目标在现实教学过程中存在无特色的问题，笔者根据自己多年的教学经验和思考，建议制订课程教育目标时既要体现课程的共性内容，又要切实根据各自自身实际情况(考虑专业特色、地域特色和学生就业方向等)体现特色教育目标，从而满足培养特色专业学生的需求。例如，我校的机电一体化技术课程教育目标的制订关于共性部分就不赘述，而对于专业特色部分就是必须要考虑我校的机械专业中农机方向是比较有特色的，可以把一些典型的机电一体化农机技术应用融合到课程教育目标中；地域特色就是要考虑我校是新疆兵团高校，培养出来的学生多数是留在新疆、服务新疆的建设，而新疆特色的机电一体化产品技术要求尤其是规模化农机应用与内地其他地方是不一样的；关注学生就业方向则要知道我校的机电类学生毕业后从事机电产品安装、调试、操作、维护、维修、管理等方面工作所占的比重较大，而从事机电一体化技术或产品研发的工作比重较小，这些都是我们在制定课程教育目标时必须考虑的问题，否则就体现不了课程教育目标的特色性了，培养出来的学生也就没有特色了，也不能更好地适应地方特色经济的发展需求了。

2.2结合本校人才培养的特色选用教材或自编校内教材

关于机电一体化技术课程教材的选用，笔者的建议是要在明确课程教育目标的基础上结合自身专业特色进行选择。前文已经阐述了课程教育目标的制定原则，如此就会有比较明确的教学大纲，那么教师在选教材时就可以依据教学大纲尽量选择与本专业教育目标一致的教材，如果能够选定名校名师编写的教材或者权威部门规划的教材最好，如我校原来就是以农林专业为特色的院校，那我校的机电类专业在选择机电一体化技术课程教材时就应尽量采用同类农林院校、相近专业的教师编著的教材，这样教材对学生的适应性会更好一些。但是不同的学校又有自己的自身特色和实际情况，即使同类院校、相近专业教师编著的教材也可能不满足实际需要。此时就需要教师自己动脑动手解决自己的实际需求了，也就是相关专业教师自己在一起编著校内特色教材，这样就可以集百家之长同时又可以把自身特色内容融合到校内教材中了，满足对特色教材的需求。

2.3增设学生自主工厂实习以弥补工程实践应用环节的缺失

关于机电一体化技术课程教学实践性环节中工程应用部分缺失，与生产实践衔接不到位的问题，解决的办法也很简单：就是在该课程的教学环节中增设课程自主工厂实习环节，即将现有的课程教学环节调整为“理论教学+实验教学+课程自主实习+课程设计教学”。课程自主工厂实习安排周期以一周左右为妥，时间在寒、暑假为宜，要求学生提前提交实习的主题、计划等，从而预先敲定主题保证实习质量。安排此实习好处有如下两方面，其一是确实督促了学生到工厂的生产现场关注某些机电产品或机电设备的结构、原理、运行、维修、保养等情况，获得第一手的实践知识，提高了对机电一体化技术的认知和理解，达到预期的教学目的；其二也客观上督促学生增加了与企业、工厂生产实践的接触机会，弥补了现行教学体制中与生产实践接触较少、脱离生产实践的缺失，从而使学生提高了对生产实践的认知，调动学生的积极性，让学生体会到学有所用、学即可用的成就感。

3改革实践效果

经过近两年的理论教学和实践教学探索，改革措施实施后，一方面教师和学生对机电一体技术这门课的课程教育目标认同性提高了，对教材的意见也基本没有了，学习积极性和教学效果都改善了很多；另一方面，在实践教学过程中增设自主实习环节后，学生在进行机电一体技术课程设计时的目标性和方向性都较原来清楚了很多，课程设计的质量得到了明显提高，获得了良好的教学效果。

4结束语

通过对教学过程中遇到的实际教学问题的思考，并结合自身的教学经历，提出了根据地域特色和学生就业方向等要素制定特色课程教育目标的建议；对于教材的选用则希望结合本校人才培养的特色选用教材或自编校内教材；同时在实践教学环节中建议增设学生自主工厂实习以弥补工程实践应用环节的缺失，在实际教学过程中以上改革措施已经明显提高了学生的学习兴趣，获得良好的教学效果。

参考文献

[1]洪小丽,孙涛.高职机电一体化专业课程现状及改革思考[J].长沙航空职业技术学院学报,2009(3):14-16.

[2]熊淑平.机电一体化系统设计课程建设[J].河南科技,2013(15):260.

[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].中国科技信息,2008(15):241-242.

作者:杨丙辉 闫树军 郭文松 单位:塔里木大学 机械电气化工程学院