機電一體化技術(shù)課程淺析3篇

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機電一體化技術(shù)課程篇1

摘要：為了適應(yīng)社會對先進制造業(yè)技能人才的需求，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，我院積極探索機電一體化技術(shù)課程的教學(xué)改革，對專業(yè)核心課和專業(yè)拓展課試用一體化教學(xué)，教學(xué)過程中采用“整-分-合”的模式進行，經(jīng)過三年的實踐表明此方法教學(xué)效果良好，學(xué)生的專業(yè)水平得到進一步提高。

關(guān)鍵詞：機電一體化；一體化教學(xué)；項目

現(xiàn)在培養(yǎng)適應(yīng)新時代的先進制造業(yè)專業(yè)人才成為社會的迫切需求，珠三角地區(qū)作為中國的制造業(yè)聚集重地，培養(yǎng)一流的專業(yè)技術(shù)人才顯得尤為重要。機電一體化技術(shù)在培養(yǎng)先進制造業(yè)人才中扮演著非常重要的角色，目前培養(yǎng)的人才質(zhì)量離社會的要求還有一定差距，如何培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的，學(xué)生踏出校門之前就能掌握本專業(yè)技能的人才是教育者應(yīng)該深思的課題，對教學(xué)進行改革勢在必行。

一、突破傳統(tǒng)教學(xué)，推行一體化教學(xué)模式

教學(xué)決定學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，對本專業(yè)進行教學(xué)改革重點要突破傳統(tǒng)教學(xué)，推行一體化教學(xué)，一體化教學(xué)的核心是設(shè)置好課程，規(guī)劃好學(xué)生三年所要學(xué)的知識與技能，以學(xué)生典型職業(yè)工作任務(wù)為主線，促進學(xué)生的全面發(fā)展。為此我院組織了校內(nèi)外骨干教師和行業(yè)企業(yè)專家對機電一體化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案反復(fù)的修改和優(yōu)化，根據(jù)今后就業(yè)的業(yè)領(lǐng)域和職業(yè)崗位群而對課程進行設(shè)計和優(yōu)化，讓學(xué)生的實踐與市場緊密相連。機電一體化技術(shù)專業(yè)課程體系如圖1，一體化教學(xué)的課程主要在專業(yè)核心模塊和專業(yè)拓展模塊中進行，核心模塊包括三個綜合項目，進行教學(xué)時教師根據(jù)這些項目的要求把它分解成若干個任務(wù)，學(xué)生完成任務(wù)的方法可以采用多種形式，如小組合作完成、教師指導(dǎo)完成、成績優(yōu)秀學(xué)生協(xié)助完成等推行一體化教學(xué)。

二、實施一體化教學(xué)，突顯教、學(xué)、做一體化三維一體

一體化教學(xué)是以項目為主線、教學(xué)中教師的教、學(xué)生的學(xué)和做三維一體，在一體化教學(xué)過程中，學(xué)習(xí)過程成為每位同學(xué)參與的創(chuàng)造性實踐教學(xué)，以實踐教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生實際操作能力為主，注重的不只是最終結(jié)果，更注重完成項目的全過程。學(xué)生是整個一體化教學(xué)活動的主體，教師對一體化教學(xué)起主導(dǎo)作用，師生共同完成知識的學(xué)習(xí)和技能的培養(yǎng)。一體化教學(xué)中實施的是項目整體化，知識零散化。教師對項目的教學(xué)有明確的目標和清晰的思路，項目里涉及到的知識點要求學(xué)生要有發(fā)現(xiàn)的能力，必要時教師進行指引，學(xué)生在完成各個具體的任務(wù)中獲得知識和技能。教與學(xué)的過程中強調(diào)支持學(xué)生進行探究學(xué)習(xí)的環(huán)境，這種環(huán)境可以是學(xué)校機電一體化技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)設(shè)備，也可以是虛擬技術(shù)支撐的學(xué)習(xí)環(huán)境，例如借助組態(tài)軟件完成設(shè)備的操作、編程的仿真，還可以是虛擬仿真與實訓(xùn)設(shè)備綜合體。機電一體化技術(shù)專業(yè)課程的一體化教學(xué)以“整--分--合”的模式進行展開如圖2，具體過程如下三個步驟。第一階段為整體部分，利用幾天的時間對本項目的教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容進行講解，列舉出需要學(xué)的知識及需要的參考資料，本項目將要拆解成幾個具體的任務(wù)，這些具體的任務(wù)綜合起就是本項目的內(nèi)容，也即掌握這些任務(wù)是為了整體項目服務(wù)的。例如機電一體化技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心模塊中的《機電設(shè)備自動化》，目的就是要掌握機電設(shè)備的自動化知識，學(xué)完后學(xué)生應(yīng)該能安裝調(diào)試自動化機電設(shè)備，包括的知識點有氣壓技術(shù)、檢測技術(shù)、各種傳動技術(shù)、變頻器、伺服電機驅(qū)動控制電機應(yīng)用、觸摸屏和PLC（三菱）編程技術(shù)、機電設(shè)備故障排除技術(shù)。第二階段為分解部分，對項目拆解成具體的任務(wù)，每次上課以完成一個具體的任務(wù)為目標。在任務(wù)實施的過程中，可能會碰到很多不懂的知識，這時教師就補充所需要的知識點，或者教師指導(dǎo)學(xué)生自己完成知識點的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成某個任務(wù)，任務(wù)開展的過程同時進行考核，每個任務(wù)考核成績記錄下來作為核算總成績的依據(jù)，所有的這些都在一體化課室完成。例如，任務(wù)“產(chǎn)品的自動化傳輸”就需要學(xué)生掌握PLC、傳感器、伺服電機、傳動技術(shù)、通訊協(xié)議、以及它們之間的聯(lián)接知識，以實際的任務(wù)用PLC編程解決自動化傳輸問題，只有每個學(xué)生都能自己安裝并設(shè)計相關(guān)程序完成產(chǎn)品的自動化傳輸，就算掌握了這個任務(wù)。又如任務(wù)“機電設(shè)備氣壓的調(diào)試”就需要學(xué)生掌握電磁閥、空壓機、氣動三聯(lián)件、氣動回路等的知識，既要能夠查找機電一體化控制電路圖故障并進行調(diào)試，同時還要掌握氣壓的安裝與調(diào)試，這樣才算達到目的。在重視這些具體任務(wù)教學(xué)的同時，也要講清楚它們與整個項目的關(guān)系，理清楚部分與整體的關(guān)系。第三階段是綜合部分，教師幫助整理所學(xué)過的各個任務(wù)涉及到的知識和技能，對這些知識和技能進行系統(tǒng)歸納，然后設(shè)定一個綜合的考核內(nèi)容，對某部分機電設(shè)備的安裝與調(diào)試（根據(jù)系統(tǒng)裝配圖、驅(qū)動系統(tǒng)裝配圖進行安裝），學(xué)生能夠?qū)ο嚓P(guān)設(shè)備進行檢測安裝，掌握了相關(guān)操作，這樣就合格了，不同的學(xué)生考核的內(nèi)容不完全相同，要求學(xué)生對整個項目全面掌握，一體化教學(xué)采用的過程考核，要求學(xué)生全方位地進行學(xué)習(xí)，避免了期末臨時抱佛腳。同時也把職業(yè)資格證（如電工證）融入到綜合教學(xué)階段中去，可以很好地實現(xiàn)了課證融合。

三、以技能競賽為爪手，促進一體化教學(xué)

每年舉辦的全國職業(yè)院校的技能大賽中的“自動化產(chǎn)生線安裝與調(diào)試”項目，它是機械與電類結(jié)合最好的例子，突顯了機電一體化，重點考查選手的自動線系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、接線、編程、調(diào)試、運行和維護的工程實踐能力。在推行一體化教學(xué)中，以研究國家技能比賽為爪手，重點從“機械安裝及其裝配工藝、電路連接及氣動連接工藝、單機測試、人機界面部分、聯(lián)機測試部分、電路設(shè)計部分”六個任務(wù)進行理論與實踐的一體化教學(xué)，對每個任務(wù)的理論吃透，訓(xùn)練好學(xué)生的操作技能。比如，“單機測試”部分是這個整個比賽中最核心的內(nèi)容，要求學(xué)生掌握PLC編程設(shè)計與調(diào)試，驅(qū)動器參數(shù)含義，學(xué)生能夠?qū)Ω鞴ぷ髡揪幊桃约皢螜C調(diào)試，能夠?qū)ψ冾l器、步進電機、伺服電機參數(shù)設(shè)置調(diào)試運行。由于比賽是以小組的形式進行，在平時學(xué)習(xí)的時候就注重團隊的精神培養(yǎng)，做到任務(wù)分工明確、各施其職、齊心協(xié)力。通過這種技能競賽的形式，很好地促進了一體化的教學(xué)，既學(xué)到知識和技能，也為參加技能競賽做好準備。

四、以一體化教學(xué)為突破口，著力提升學(xué)生培養(yǎng)的質(zhì)量

以課程一體化教學(xué)為突破口，從單一的走向綜合性課程，以項目為載體實現(xiàn)了各知識點之間的完美結(jié)合，它能夠在學(xué)校為學(xué)生學(xué)習(xí)微縮的工業(yè)生產(chǎn)活動，讓生產(chǎn)實踐與教學(xué)中的理論知識相結(jié)合，實現(xiàn)了學(xué)以致用的目的，實現(xiàn)課程與崗位的無縫對接，提升了學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力，也讓學(xué)生前提接觸到現(xiàn)代制造業(yè)的生產(chǎn)過程，進一步開拓了學(xué)生的眼界。以此相匹配的是教師的專業(yè)能力與教學(xué)水平要進一步提升，教師要對整個項目精通，對一個項目涉及到多門課的知識要熟練并融會貫通，能夠熟練地培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能，同時老師的知識也要及時更新，要了解本專業(yè)的最前沿的知識，要了解目前此行業(yè)最缺的是怎樣類型的人才，這樣才能更好地服務(wù)機電一體化技術(shù)教學(xué)。通過近幾年對本專業(yè)的一體化教學(xué)探索與實踐，對學(xué)生的每個任務(wù)學(xué)習(xí)效果檢測，對學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題及時了解并做出相應(yīng)的改進措施，對每個項目的教學(xué)效果做到了全程監(jiān)控，學(xué)生的積極性大大提高，學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技術(shù)得到了明顯的提高，這種教學(xué)模式效果良好。

作者:萬三國 單位:江門市技師學(xué)院

機電一體化技術(shù)課程篇2

機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)課程是南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院機械電子專業(yè)的專業(yè)主干課，是一門綜合性、應(yīng)用性很強，具有系統(tǒng)工程應(yīng)用意義的課程。[1]課程涉及專業(yè)內(nèi)容多，知識廣泛，理論性和實踐性較強。為幫助學(xué)生實現(xiàn)從理論學(xué)習(xí)到實踐應(yīng)用的過渡，提高學(xué)生對所學(xué)知識的綜合運用能力以及工程實踐能力，更好地培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才，我校機械電子專業(yè)教學(xué)團隊對該課程不斷進行教學(xué)改革，更新教學(xué)內(nèi)容，積極探索理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法。

一、教學(xué)中存在的問題

（一）理論教學(xué)方面存在的問題

教材和教學(xué)內(nèi)容與先修課程重復(fù)率高，各知識點分散。[2]機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)是許多高校相關(guān)專業(yè)為高年級本科生開設(shè)的一門課程，旨在讓高年級學(xué)生厘清前三年的各專業(yè)課之間的關(guān)系，能夠以系統(tǒng)的觀點和方法去分析和設(shè)計機電一體化系統(tǒng)。由于是原專業(yè)基礎(chǔ)知識的鞏固和加深，因此，教材和教學(xué)內(nèi)容包括了之前學(xué)過的多門課程，教材大而全，教學(xué)內(nèi)容多而廣；此外，該課程現(xiàn)有教材內(nèi)容一般按照機電一體化大系統(tǒng)的各組成子系統(tǒng)組織設(shè)計，即每一子系統(tǒng)對應(yīng)一章內(nèi)容，不同章節(jié)知識點之間缺少有機聯(lián)系。雖然知識點可以獨立教授，但容易孤立，學(xué)生無法深刻理解機電一體化產(chǎn)品的系統(tǒng)性和技術(shù)的綜合應(yīng)用性。

（二）實踐教學(xué)方面存在的問題

機械電子專業(yè)由于為我校后增專業(yè)，機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)課程開設(shè)時間相應(yīng)也不長，加之機電設(shè)備的復(fù)雜性、高造價、臺套數(shù)不足、使用維護成本高等原因，在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)開設(shè)的多為演示性、驗證性實驗，學(xué)生動手操作調(diào)試的機會少。[3]在課程設(shè)計環(huán)節(jié)，則通常紙上談兵，模仿設(shè)計，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性主動性不高，更談不上創(chuàng)新設(shè)計。上述原因使得理論教學(xué)與實踐教學(xué)脫節(jié)，在教學(xué)中出現(xiàn)“理論教學(xué)教懂難、實驗教學(xué)動手難”的問題。針對傳統(tǒng)教學(xué)體系中存在的問題，結(jié)合我?，F(xiàn)場工程師的培養(yǎng)目標，機械電子教學(xué)團隊探索構(gòu)建了以學(xué)生為主體，以項目驅(qū)動為主線，通過項目任務(wù)引導(dǎo)理論教學(xué)和理論教學(xué)指導(dǎo)項目實踐的互推互動的教學(xué)新模式。在剖析某幾個典型機電一體化系統(tǒng)（項目）的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、設(shè)計過程中，串聯(lián)講解知識點并在實驗環(huán)節(jié)進行知識點在項目中的具體應(yīng)用實現(xiàn)，進而將項目實施和理論講授有機融合，實現(xiàn)一體化教學(xué)。教學(xué)改革探索的實踐表明，在機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)這門課程的教學(xué)上，采用此方法是可行且有效的。

二、以項目驅(qū)動為主線的教學(xué)新模式應(yīng)用

以項目驅(qū)動為主線，是指以項目為載體、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，將某一門課程的核心概念和原理，通過一個或多個項目的形式來體現(xiàn)[4]，將課程中分離的知識點轉(zhuǎn)換為在具體項目中應(yīng)用的相關(guān)聯(lián)的技術(shù)支持點，將學(xué)生認為枯燥乏味的理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦拥?、具體的技術(shù)實現(xiàn)，有利于學(xué)生更加系統(tǒng)地認識和掌握所學(xué)習(xí)的知識。

（一）項目選擇

教學(xué)新模式應(yīng)用中，項目設(shè)計或選取尤為重要，其成功與否直接影響教學(xué)效果。首先，項目應(yīng)具有代表性，以體現(xiàn)機電一體化關(guān)鍵技術(shù)的典型應(yīng)用；其次，項目應(yīng)具有可操作性，即項目的難易程度應(yīng)適中；最好配套有足夠數(shù)量的、具體可操作的裝備供學(xué)生實踐操作；再者[5]，項目應(yīng)具有可拓展性，以培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用和創(chuàng)新能力?；谏鲜隹紤]，并在我校實驗室二期建設(shè)經(jīng)費大力投入的支撐下，分別以PLC和51單片機兩大控制核心為基點，提出了“物料自動分揀”、“自動立體倉庫”、“桁架機器人”和“自動尋跡小車”四大項目。以“物料自動分揀”項目為例，此項目涉及的知識模塊包括：西門子S7－200PLC控制，異步電動機的變頻調(diào)速，辨識物料顏色、材質(zhì)的傳感檢測，觸摸屏監(jiān)控，自動定位控制，光電編碼器及氣動元件應(yīng)用等多項技術(shù)，均為機電一體化共性重要技術(shù)。與此相對應(yīng)，MPS實驗室增配了多臺套可拆裝式物料分揀實驗裝置，學(xué)生可通過機械安裝、電氣硬件接線、軟件編程、系統(tǒng)調(diào)試等環(huán)節(jié)進行動手實踐操作，既可進行單項實驗，也可進行綜合性、創(chuàng)新性實驗。

（二）具體實施

1.理論教學(xué)方面

概述部分仍沿用教材內(nèi)容，重點講述機電一體化概念、體系結(jié)構(gòu)、特點及發(fā)展趨勢。在課程開始即強化機電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)）“機電有機融合”的特點、“系統(tǒng)化”的設(shè)計開發(fā)理念和“綜合性”的技術(shù)應(yīng)用。其余內(nèi)容則采用項目驅(qū)動教學(xué)法，并分兩大模塊，分階段展開。（1）第一階段：以教師講授為主，選用“物料自動分揀”和“自動立體倉庫”兩大項目，按“任務(wù)分析→方案總體設(shè)計→硬件選型、設(shè)計→軟件設(shè)計→系統(tǒng)調(diào)試”的項目一般設(shè)計開發(fā)流程開展。通過兩個項目的介紹，使學(xué)生熟悉項目開發(fā)的一般流程，總體方案設(shè)計的一般要求和原則，掌握系統(tǒng)原理圖的設(shè)計要求，學(xué)習(xí)如何結(jié)合功能實現(xiàn)和成本控制進行硬件選型，常見硬件的工作原理和使用方法等。在此基礎(chǔ)上，使學(xué)生掌握變頻調(diào)速、檢測系統(tǒng)設(shè)計、伺服驅(qū)動與控制、步進電機與控制、軟件編程技巧與仿真調(diào)試等有關(guān)綜合應(yīng)用的理論知識。（2）第二階段：采用討論互動課的模式進行，教師主要起引導(dǎo)和指導(dǎo)作用，選用“桁架機器人”和“自動尋跡小車”兩大項目。教師按每一項目確定3種任務(wù)方向共制訂6套項目設(shè)計任務(wù)書，包括設(shè)計題目、功能需求、技術(shù)要求及重難點。學(xué)生結(jié)合自身的興趣愛好，每3－5名同學(xué)自由組合為一組，從6套任務(wù)書中任選一套，每套設(shè)定限選額度（上限為4組）。選題在討論互動課正式開始前兩周即確定完畢。在兩周準備時間內(nèi)，各小組需要完成的工作內(nèi)容是：任務(wù)分析→組員分工→資料查閱→組內(nèi)討論→方案擬訂→方案形成書面報告并制作PPT。在討論互動課上，按相同任務(wù)書抽簽選取1－2個小組進行10分鐘的上臺演講、報告，5分鐘的討論互動答辯。每組答辯完成后，教師利用2分鐘左右的時間總結(jié)學(xué)生討論、發(fā)言情況，提出改進意見。[6]討論互動課通過教師創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生思維，強化對知識點的理解學(xué)習(xí)，促進學(xué)生參與合作，有效調(diào)動了學(xué)生在課堂上的積極性和主動性，變單純傳授知識為培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和能力。

2.實踐教學(xué)方面

實踐教學(xué)主要包括實驗教學(xué)和課程設(shè)計。（1）實驗教學(xué)：由于實驗室新購置了多臺實訓(xùn)裝置，因此，開出的實驗項目從之前單一的驗證性、演示性實驗，擴展躍升到集難度遞增的單項實驗和綜合性實驗于一體的系統(tǒng)全面的實驗體系。同時，實驗環(huán)節(jié)所需要的理論知識、技術(shù)應(yīng)用規(guī)范和應(yīng)用技巧與理論課所講授內(nèi)容高度契合，極大增強了學(xué)生實驗時的自信心、積極性和主動性，學(xué)生敢于并愿意動手操作，實驗效果突出，學(xué)生動手能力顯著提高。（2）課程設(shè)計：在設(shè)計選題上摒棄了之前單一的命題方式，改為可從教師給定的多組題目中任選或?qū)W生自由選擇的方式。其中，教師給定的題目主要為討論互動課上項目任務(wù)的綜合和深化。由于已進行過較為充分的論證，因此，對這部分設(shè)計題目詳細設(shè)計部分要求完成度較高，最好可通過實物驗證。

（三）課程考核

與教學(xué)模式改革相匹配，對課程考核方式進行了調(diào)整，更加強調(diào)應(yīng)用能力的測試，加大實驗環(huán)節(jié)考核比重，增加討論互動課考核。其中，對于實驗環(huán)節(jié)的考核，除了考察實訓(xùn)時的常規(guī)表現(xiàn)（如出勤率、操作規(guī)范情況、實驗完成情況、實驗報告情況）外，在最后一次實訓(xùn)課上以現(xiàn)場發(fā)放任務(wù)卡的形式，要求各組學(xué)生利用現(xiàn)場實訓(xùn)裝置，在限定時間內(nèi)，完成某一小項目的設(shè)計、接線、編程和調(diào)試工作，最終根據(jù)完成情況現(xiàn)場打分，該分值為實驗環(huán)節(jié)最終考核成績的主要組成部分。

三、總結(jié)

教學(xué)改革實踐表明，以項目驅(qū)動為主線的理論實踐一體化的教學(xué)新模式，實現(xiàn)了理論教學(xué)與實踐教學(xué)的深度結(jié)合，將教學(xué)內(nèi)容與工程實踐緊密聯(lián)系，提高了學(xué)生對相關(guān)技術(shù)的工程綜合應(yīng)用能力，以‘用’促‘學(xué)’，學(xué)以致用；體驗型的討論互動教學(xué)方式，讓學(xué)生主動參與教學(xué)過程，發(fā)揮其主體作用，增強了學(xué)生的團隊協(xié)作能力、溝通能力，提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

作者:孫松麗 王榮林 瞿志俊單位:南京理工大學(xué) 泰州科技學(xué)院

機電一體化技術(shù)課程篇3

機電一體化技術(shù)課程是農(nóng)業(yè)機械化及其自動化方向重要的專業(yè)課程，主要講授機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成、機電系統(tǒng)檢測技術(shù)、機電系統(tǒng)驅(qū)動技術(shù)與執(zhí)行裝置、機電系統(tǒng)控制技術(shù)等內(nèi)容。課程具有知識面廣、難度大、綜合性高、實踐性強的特點，學(xué)生經(jīng)常感覺內(nèi)容抽象、枯燥乏味，因而如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，改善教學(xué)效果成為任課教師急需探索的重要課題。針對機電一體化技術(shù)課程的特點，我們深入開展了教學(xué)改革，重點采用基于工程案例的教學(xué)方法應(yīng)用于教學(xué)實踐中，有效地改善了教學(xué)效果。

一、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

優(yōu)化教學(xué)體系和內(nèi)容，把握重點知識，補充前沿知識。“機電一體化技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容相當(dāng)繁雜，針對本課程知識面廣、難度大的特點，首先必須精心選擇教學(xué)內(nèi)容，注意與相關(guān)課程的知識點劃分與銜接，同時突出本課程的知識重點。比如對于講授電機驅(qū)動系統(tǒng)部分，注意與電工技術(shù)課程在知識點上的銜接，避免重復(fù)和缺漏，對于電工學(xué)中已經(jīng)講過的伺服電機不再做基本結(jié)構(gòu)及控制原理的介紹，但對于之前沒有介紹過的步進電機則從基礎(chǔ)知識入手，再通過對伺服電機、步進電機的廣泛應(yīng)用實例的介紹，重點突出控制電機在機電一體化系統(tǒng)中的作用。對于機電系統(tǒng)中的計算機系統(tǒng)部分，由于已經(jīng)開設(shè)了微機原理及接口技術(shù)課程，在教學(xué)中精簡單片機相關(guān)基礎(chǔ)知識的介紹，著重講解目前應(yīng)用比較廣泛的PLC的原理和應(yīng)用，并結(jié)合具體工程案例使學(xué)生能夠充分理解掌握。另外，還可要求學(xué)生查找資料，針對機電一體化系統(tǒng)在工業(yè)企業(yè)、航空航天等領(lǐng)域的運用撰寫科技小論文，補充學(xué)科前沿知識。

二、教學(xué)手段的完善

借助現(xiàn)代多媒體技術(shù)提高教學(xué)效果，將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的板書教學(xué)結(jié)合起來，既充分利用多媒體技術(shù)圖文并茂的特點，又充分發(fā)揮板書教學(xué)條理清晰、重點突出的優(yōu)點。完善多媒體教學(xué)系統(tǒng)，制作集文字、圖片、視頻、動畫等于一體的課程PPT課件，引導(dǎo)學(xué)生通過對圖形、圖像的分析，系統(tǒng)地歸納和提取有用的知識，使學(xué)生建立良好的感性認識，有益于知識的理解和消化，同時也極大地豐富了課堂的知識量，使學(xué)生的興奮點始終保持在較高的水平。

三、案例化教學(xué)方法

由于多數(shù)學(xué)生對機電一體化系統(tǒng)沒有直接的感性認識，可通過科研聯(lián)系單位、網(wǎng)絡(luò)等多種渠道，收集大量的機電一體化系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、醫(yī)療、軍事、航天航空等行業(yè)的圖片和視頻資料，使學(xué)生在學(xué)習(xí)課程之初即了解機電一體化系統(tǒng)的實際應(yīng)用場合，極大地提高了學(xué)生對學(xué)習(xí)課程知識的主觀意愿和學(xué)習(xí)興趣。針對教學(xué)中的重點和難點，利用一些小型的工程案例來說明知識點，使學(xué)生加強對知識的理解和掌握。比如，在講解動力電機和控制電機的區(qū)別時，設(shè)計包含交流電動機和步進電機的繞線裝置來講解電動機動力的提供和步進電機對給線輪轉(zhuǎn)動的控制。以布置作業(yè)的形式提供可操作的工程項目，使學(xué)生對所學(xué)知識進行鞏固和拓展，將理論知識應(yīng)用于具體的工程實例，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)學(xué)生的獨立工作能力和創(chuàng)新能力。

四、案例化教學(xué)設(shè)計與實踐

本文以PLC控制的自動搬運機械手設(shè)計為例闡述案例化教學(xué)的實施。這是一個綜合性的工程案例，在課程進行過程中分階段布置給學(xué)生。整個設(shè)計過程分三個階段進行。第一階段，要求學(xué)生畫出整體的設(shè)計方案，包括畫出機械系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)的布置草圖。對學(xué)生的設(shè)計方案進行指導(dǎo)，提出改進意見并將參考的設(shè)計方案展示給學(xué)生，機械手結(jié)構(gòu)草圖如圖1所示。方案采用步進電機驅(qū)動，以獲得機械手的各種運動。機械手的上下、左右直線運動由步進電機驅(qū)動滾珠絲杠，再由滾珠絲杠螺母傳動實現(xiàn)。機械手的旋轉(zhuǎn)運動由步進電機驅(qū)動直齒輪，再由直齒輪嚙合傳動實現(xiàn)。手爪的夾緊和放松采用電磁鐵控制。第二階段，要求學(xué)生設(shè)計自動搬運機械手的檢測系統(tǒng)，包括工件的到位檢測，機械手沿水平和豎直方向的伸縮到位檢測和搖臂的轉(zhuǎn)動到位檢測，正確選用傳感器類型，并說明傳感器布置的位置。第三階段，給出機械手的操作流程，如圖2所示，要求學(xué)生根據(jù)流程分析控制要求，選取某一型號的PLC，畫出PLC外圍接線圖并用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程。當(dāng)搬運機械手在自動運行狀態(tài)下，復(fù)位后，按下啟動按鈕，機械手開始進入自動循環(huán)運行狀態(tài)，程序流程圖如圖3所示，搬運機械按照以上動作過程進行循環(huán)。通過該工程案例的設(shè)計可以使學(xué)生進一步了解機電一體化系統(tǒng)的組成及各部分作用，理解設(shè)計流程，進一步掌握傳感器、步進電機的驅(qū)動與控制以及PLC的選型、外圍接線和控制程序的編寫等相關(guān)知識。五、小結(jié)在機電一體化技術(shù)課程的教學(xué)中，針對課程的特點，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式和教學(xué)方法進行了改革，重點通過實例化教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生對機電一體化技術(shù)相關(guān)知識的求知欲，爭取最大限度地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)生分析和解決實際問題的能力與創(chuàng)新能力，達到了良好的教學(xué)效果。

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作者:趙麗梅 李焜 單位:貴州大學(xué)機械工程學(xué)院 貴陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院軌道交通分院