机电一体化技术概述模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇机电一体化技术概述，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

1.煤矿机电一体化技术的发展状况

我国煤矿机电一体化技术始于建国初期，电子科技的初步发展使得把电子技术和原有的机械水平结合成为了可能，一定程度上提高了机械水平，但是由于计算机技术的限制，机电一体化并没有蓬勃发展起来。20世纪70年代初，在“九五”期间发生了跳跃式变化，由于计算机技术的普遍应用，机电一体化程度加深；我国不仅引进了很多当时国际先进的机电一体化产品，并且研制成功了许多具有自主知识产权的产品并得到广泛应用[2]。近年来随着煤矿行业的不断发展，煤矿生产水平也在不断的提高，机电工程的控制水平也要随着行业的发展而得以提高，从而也加快了机电一体化技术的发展。现代科学技术的发展，机电一体化更加具有先进性，尤其是21世纪以来，智能技术的开发与利用对机电一体化起到了极大的作用，并且应用到煤矿系统中。

在煤矿的井下，智能设备已被应用，例如井下智能机器人、智能化作业设备等，这些都是机电技术所提供的机械设备，但我国井下机电设备的能力不高，可靠性和检测智能控制水平也不能达到高标准，这样会影响到工作的安全生产。就我国目前的情况来说，煤矿机电一体化取得了很大的突破，这在很多方面都得到了提现，以MGD150NW采煤机的应用为例，它不仅大大提高了产量，还增加了安全性；综合液压支架的使用不仅仅大量减轻了重力的压力，也提高了人身设备的安全性；钢丝绳损耗定量检测系统，充分利用了计算机的作用，精确的计算了钢丝绳的损耗程度，使安全隐患消失于无形；此外还有很多其他技术的应用也充分体现了我国煤矿机电一体化的进程，例如提升机交流电控系统、LC煤矿提升机综合后备保护装置、ZDC/30煤矿用斜巷防跑车挡车装置等。虽然现在我国煤矿一体化已经有了明显的成就，但是和西方发达国家相比还存在着明显的差距，整体技术水平和具体的机械设备都明显落后，以SL500系列采煤机为例，这种智能的自动化技术在我国还没有广泛的流行。

2.电牵引采煤机

电牵引采煤机是机电一体化技术在煤矿生产中的一个典型应用。和液压牵引对比，它具有以下特性：

其具备较好的牵引特性，能在采煤机向前工作时提供牵引力，让它克服阴力进行移动，也能够在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反馈电能；能用于大倾角煤屋。此外牵引电动机轴端还安有制动器，从而不必借助别的防滑设备；运行可靠，使用寿命长。电牵引不同于液压牵引，其除电动机的电刷和整流子有磨损外，别的元件都没有磨损，故其工作可靠，矿障少，寿命长，维修工作量小；反应屡敏，动态性好，电控系统能实时调整各种系数，结构简单、效率高。电牵引采煤机机械传动结构简单、规格小，份量轻，传动效率能达99%，比液压采煤机的传动效率高出将近30个百分点。1991年煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作，研发出我国首台交流变频调速MG3442PWD型薄煤屋强力爬底板电牵引采煤机。后国内有关研究单位与企业在吸纳国外采煤机技术进步。如：上海天地公司、太原矿山机械厂、西安煤机厂、鸡西煤机厂等都对电牵引采煤机进行了大量的研究开发，同时在煤矿生产中起到了广泛的作用。

3.矿井安全生产监测监控系统

最能体现煤矿机电一体化技术之一的是矿井安全生产监控系统。我国监测监控技术应用较晚，上世纪80年代初，原国家煤炭部组织了大规模地对国外煤矿监控技术的考察和引进工作，不仅推动了国内监控技术的发展。而且还从法国、波兰、德国、英国和美国等先后引进了一批安全监控系统（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion2200），经过消化，响应收同进又结合我国的实阮情况，研发出KJ2，KJ4等安全生产监控系统并通过了鉴定。

上世纪90年代以来，我国紧跟世界监测监控系统的发展趋势，自行研发出了一批具有世界先进水平的监控系统，如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等。它们的主要特点有：测控分站的智能化水平进一步提高：可与网络边接，系统软件采用了Windows操作系统。而且，在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字文针和煤矿安全章程等有关条款的指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。此后，更多的监测监控系统生产厂家如雨后春笋般不断涌现，这不但为各煤矿提供了更多的选择，也促进了各厂家产品质理和服务意识的提高。通过长时间的实践，安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。

4.液压支架电液控制系统

我国研制液压支架电液控制系统的起步较蟓。虽有诸多型号的电液控制系统液压支架研发成功，但我国自主生产的电液控制系统的液压支架却还未在煤矿中广泛的推广使用，在高产高效工作方面依然是从国外引进电液控制系统液压支架。以我国目前研制的支架电液控制系统来年，仍处于成组程序和单架控制的起步阶段。液压支架研制的趋势是向电液控制的方向发展，将计算机技术与液压控制相结合，达到定硬度双向邻架或自动移架，避免对顶板和支架产生冲击。而且，电液控制设备还可查测支架的工作状态。美国、德国液压支架电液控制系统的研发走在世界前列，它们的液压支架技术配备有矿障预警功能，能实现液压支架与采煤机、刮板机的远程控制。

5.矿井运输提升设备

带式输送机不仅能满足长距离的连续输送、而且具有输送量大、运行可靠、效率高和自动化等特点，已成为我国当今机电一体化技术的研究重点。

5.1 带式输送机

我国已自行生产制造了多个品种类型的带式输送机。“八五”时期，由于“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水准得到了极大地提升，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的主要技术研究和新产品的研发也获得了较大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效顺槽可伸缩带式输送机等；均真补了国内此项技术的空白，并对带式输送机的关键技术及主要部件进行了理论探讨和产品开发，成功的研制出多种软起动和制动装置。有以PLC为核心的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星步齿轮减速器。

5.2 矿井提升机

矿井提升机实现全数字化的提升，特别是内装式提升机，从结构上将驱动和滚筒合为一个整体，简化了机械结构，是典型的机电一体化设备。全数字提升机不仅能够进行可重复性矿障寻址、诊断和自诊断，而且还可以进行简单而迅速地通信。采用选择总线的方式，大大简化了电气的安装。其硬件配置简单，相互兼容，零备件少，能够轻松地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。在我国“九五”计划时期，国产全数字化直流提升机是各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产龙的全数字化直流提升机的核心部分ASCS的计算机系统由双CPU构成。除此之外，我国还研制成功了第一台交2交变频器供电的交流提升机。2000年11月，该系统在焦作古汉山矿投入运行，情况良好。提升机由于采用了计算机技术，其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是：使用两台计算机装置，每台都有自已独立的测量、传感装置和数据处理系统。两台计算机同步工作，互相检测，互为备用，对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式，一定程度上实现了行程的自动控制。因为采用了计算机，对安全回路、制动回路、电源和驱动回路能够进行实时检测，极大地提高了提升机安全性能。

6.其他煤矿机电一体化装置

其他的机电设备主要为煤矿供电设备。煤矿供电的特点不仅要求可靠，质量高，而且还要能满足大功率设备的要求，因此节能型产品应为首迁。高压开关柜采用了维护量小，使用寿命长的真空开关。用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数，减少供电系统的无功电流，降低了无功功率损耗。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”，具备网络功能，可以实现远程遥控、遥测和遥调。

7.结束语

总而言之，先进煤矿机电一体化设备的高智能化、程序化、信息化特点，以及体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点，使得这些机电设备在煤炭生产中得到广泛应用，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且还为煤矿工人提供了安全保障，极大地提高了煤矿的生产能力，创造了巨大的经济效益和社会效益。

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中图分类号：G424 文献标识码：A

1 师生角色定位

教学的最终目的在于使学生获得知识与技能，必须充分发挥主体（学生）的积极性、主动性。在一体化教学过程中，教师的作用在于创设各种教学情境，当好“编剧”与“导演”，为“演员”提供舞台并给予示范、指导、评价。例如：在学习了电阻概念、学会了万用表的使用后，教师可列写如下表格（表1）并要求学生完成，从而引导学生学会归纳、学会搜寻相关资料，进而养成自主学习、终身学习的良好习惯。

表1

2 理实内容的合理取舍

职业教育的一个特点是：对技术理论的要求是“实用、够用”，而非强调其知识的系统性，因而，必须对知识点进行取舍。同样，实践环节安排哪些内容，也必须做出合理选择。

作为传统的技术基础课而言，在安排知识点时，必须考虑后续课程的需求；在确立实践环节时，既要考虑与知识点间的相互对应关系，也要考虑与后续课程间的通用性。

以“电工技术基础”为例：在知识点的安排上，尽管“叠加定理”与实践环节联系不紧密，但其概念与后续课程的关联度较高（如电子技术的放大电路中直流与交流通道的理解），故仍需安排；铁心线圈与后续课程（如电机、电器等）关联度高，但其理论分析较为复杂，可采取浅入浅出的方式，重在讲清线圈电流和电磁吸力这两个主要物理量与气隙的关系。从实践环节来说，重在学会电路基本物理量的测量方法、常用仪表的正确使用并懂得电气设备的安全操作规程，如电压表、电流表、万用表（指针式、数字式）、电桥、功率表、电度表、钳形表、摇表（兆欧表）、接地电阻测量仪等。

3 教-学-做时间与空间的合理安排

在理实一体化的教学过程中，从时间顺序来说，可以是先讲技术理论并以此指导实践操作；也可以先从实践环节（如电路的制作、设备的安装、现象的演示等）入手，然后从理论上加以分析、解释、概括、总结。从空间（场所）上来说，可根据实践环节的内容、设备等不同采取相对分开或交替进行的方式。

例如：在学习伏安法测量电阻的内容时，可先安排学生“做”在先，即各小组先行测量标称值相同的电阻。一般来说，会采取电流表在前或电压表在前的不同接法，从而各组的测量值不同。然后，老师“教”大家分析误差产生的原因；最终，使学生“学”会能根据不同的阻值大小，选择合适的测量方法以及如何减小测量误差的途径。

4 软件与硬件的有机结合

这里说的软件和硬件均指教学条件。

学生能力的获得，是通过其自身“练”出来的，而不是教师“讲”出来的。因此，必要的教学设施，是开展一体化教学的前提条件。但因种种原因（如场所、资金、学生人数、设备更新等），往往硬件设施不能最大限度地满足教学需求，必须借助软件予以补充、完善。另一方面，在一些涉及人身和设备安全、教学消耗大的实践环节中，还必须在学生“真刀真枪”地操作设备前，使他有一个“仿真”的历练，以进一步熟悉操作步骤、掌握技术要领。当然，不管仿真软件仿得如何“真”，也不能替代现实环境中的“实”。

教材是教学实施过程中的“媒介”，是特殊的硬件，是教学指导思想、教学内容的具体体现。开展理实一体化教学模式，必须有与之配套的教材；其教材体例，必须便于教学活动的组织与实施，既要便于教师“教”，更应便于学生“学”；其教材风格，必须体现职业教育教学特点，既要通俗易懂，还需图文并茂；在内容安排上，要理实融合，便于“学中做”、“做中学”。

现代职业教育，还必须借助信息化手段，化深奥、抽象、枯燥、乏味为通俗、具体、生动、有趣；必须利用网络资源，为师生互动、自主学习提供平台。一般来说，应包括的多媒体教学设备有投影仪（最好短焦或超短焦）、交互式电子白板、实物展台、音响等。

5 评价模式的改革

一个好的评价模式，能引导、激发评价对象的积极性。教学效果的评价，其最终落脚点不在于“教得如何”，而在于“学得如何”。当然，“教”的过程，影响着“学”的结果。

对教师方面的评价包括课前准备、教学实施和课后工作等方面。教师在开展教学过程中，既要把握好节奏和进程，更要注重知识与技能的传授技巧。

对学生的评价与考核，既要注重结果，也要考察过程；既要考查知识的理解与应用，更要考核技能的掌握与熟练程度。“过程”考察在平时进行，一般包括出勤记录、课堂表现、作业质量、学习的主观能动性等方面；“结果”性评价与考核，一般在学期或课程结束时进行，比较规范、综合，以理论试卷和操作项目相结合的形式考查学生的学习效果。这其中，“结果”与“过程”、“理论”与“操作”的权重因课程的不同可有所差异。

在“电工技术基础”第一学期结束时技能考核的方法是：选定本学期练习过的几个工作任务（电桥电路、日光灯电路、星形连接电路、三角形连接电路等），学生现场从其中任意抽取一个，从电路连接的正确性、熟练程度、数据测量、安全文明生产等方面进行考核评分，权重为50%。

6 结语

不论采取何种教学模式，其根本目的在于使学生掌握知识、提高技能。目标一致，但途径多样，形式各异。模式是否合适，方法是否对路，最有发言权的还在于教学过程中的主体——学生。

参考文献

篇3

关键词：

中职院校；电类专业；一体化教学；改革

引言：

随着中职院校教学改革的深入发展，中职院校一体化的教学改革势在必行，中职院校领导开始重视起一体化教学在中职院校教育中的重要性。对于中职院校《电工技术基础与技能》课程而言，其教学内容较为枯燥乏味，传统的刻板教学方法更是无法为学生营造良好的学习氛围，理论性强、课程内容抽象让电类专业的教学质量止步不前，在很大程度上影响了电类专业教学水平的提升。然而将理论与实践操作有机结合的一体化教学却能很好地解决这一矛盾，中职院校教师通过“实践-理论-再实践”的一体化教学模式，大大的提升了学生学习兴趣，激发了学生学习电类技术的积极性。

1一体化教学改革在中职院校开展的重要意义

1.1一体化教学适应了中职院校教学改革的大纲要求

近年来，我国各大中职院校开始开展对《电工技术基础与技能》教学改革，新的教学改革大纲要求“以就业为导向和学生能力可持续发展”和“教学与生产相结合，理论与实践相结合”的原则；改变了“学科中心，知识本位”的课程思想，建立了“以能力本位，以应用为主线”的课程体系，一体化教学改革正是符合了中职院校教学改革的大纲要求，在中职院校教学改革过程中起到了重大的促进作用。

1.2一体化教学满足了社会岗位的人才需求

中职院校是培养技术型人才的重要摇篮，技术专业对学生的要求非常高，对此中职院校的教学目标在于培养具有高素质、高技能的生产一线的实用性人才，提出一体化教学改革是非常必要的，因为一体化教学能够通过理论与实践相结合的方式教导学生，能够让学生更快的掌握到岗位工作的专门知识和技能，熟悉生产工艺流程，为步入社会打下良好的技能基础。

1.3一体化教学是提高中职院校教学质量的重要保障

随着诸多中职院校电类专业的一体化教学改革的顺利推进，教师紧抓课堂教学的质量，缩短理论教学的时间，通过理论与实践相结合的方式，制定了一套符合电类专业学生特点的教学环节重视加强对课堂教学的检查与评估，及时反馈课堂教学质量的信息，对中职院校教学质量有极大的提升。

2电类专业学生教育存在的问题

2.1教学内容抽象乏味，不易理解

《电工技术基础与技能》是电类专业的重要基础课程，它具有理论性强、课程内容抽象的特点，导致教师教学难度大，学生学习不易学。同时《电工技术基础与技能》主要涵盖的内容是安全用电、室内照明电路、电动机及其控制电路、低压配电装置、架空线和电缆、直流稳压电源等操作技能和电路基本物理量、简单直流电路、复杂直流电路、电与磁、交流电路、电容器、变压器等基础知识，知识的专业性极强，对于初学者的学生而言，过于抽象，难以理解。

2.2理论知识与实践操作分离

在大部分中职院校在对电类专业教学时，教学方法较单一，仍沿用传统的教学模式，《电工技术基础与技能》课教学过分注重基础知识的讲解，把理论和实践人为分离，导致理论知识与实践操作相互脱节，同时理论知识学习课时要多于实践操作的教学课时，枯燥乏味、冗长的理论知识根本无法调动起学生对电类专业学生学习的积极性和主观能动性。

2.3欠缺一支“双师型”的教师队伍

教师在一体化教学改革中是主要得执行者，但是目前很多中职院校在对《电工技术基础与技能》课程进行一体化教学时，往往忽略了对教师的一体化教学指导和培训，很多教师只擅长理论知识的教学，实践操作能力并不过硬，大大影响了这类教师对电类专业的学生教学的质量，更是不利于中职院校一体化教学的全面推广。

3电类专业一体化教学改革的举措

中职院校《电工技术基础与技能》是应用性和实践性均很强的一门专业课程，针对以上对电类专业教学活动中存在的问题，传统的教学模式已不适应形势要求，不利于充分发挥理论指导实践的作用，这将困扰和制约着职业教育的发展，如何摆脱困扰，促进教育健康发展已迫在眉睫，可以看出中职院校推行一体化教学改革势在必行，笔者经过多年的教学经验，摸索出一条符合中职院校电类专业学生特点的一体化教学，具体如下：

3.1整编符合一体化教学改革的教材内容

传统的教学内容和教学大纲通常都是分段式的教学模式，然而中职院校采用的一体化教学模式主要采用的是模块化的教学方式，对于《电工技术基础与技能》课程是一门实践很强的专业基础课，其中许多知识来源于实践，知识的理解、难点的突破都有赖于大量丰富的感性材料。因此，我们在教学中不断充实演示实验、实物展示、技能训练等内容，使理论教学内容与实践教学内容接近1:1。如在教《电工技术基础与技能》课程的电工器材，不能光讲白炽灯原理，而是要增加对节能灯、LED照明等现代化的新光源应用进行深入介绍，使学生在学习中更贴近生活实际。同时《电工技术基础与技能》课程所涉及到的知识、技能、方式方法都要进行分类和整合，教学计划中可以设置教学项目，每个项目设置若干的任务，然后把所学知识内容综合起来，如在学习电动机，主要以电动机为教学主体，通过知识链接，可以让学生了解磁与电、单相交流电、三相交流电、电动机的工作原理，通过“方法技能”介绍了识读电动机铭牌、安装（折装）小型电动机、电动机的维护和检修等技能方法。同时，教师根据学生的知识结构，对学生的培养目标，编写适合中职学生教学的教材，教学知识内容要与时俱进。

3.2创新多样性的一体化教学改革方式

中职院校《电工技术基础与技能》的一体化教学改革必须要坚持以学生是教学活动的主体，要将电类专业的理论知识与实践操作融合起来，通过多样性的一体化教学，使学生能够掌握更高的技术能力，更加适合社会对技术人才的需求。如电工技术基础与技能实训室建设的实践应用中我们体会到，只有让学生能充分接触实物实验、实训，才能达到通过实验、实训帮助学生理解电工理论知识，掌握电工操作的基本技能，也只有这样，才能让学生在实操的成功体验过程中逐步激发学生学习的兴趣，达到一体化教学的目的；部分实训室的管理宜由统一的上课管理结合对学生开放的课余管理结合，使学生能在其感兴趣的时候及时动手体验。电工基础技能实训室的建设，必须打破一间实训室就能满足所有技能实训的设计思路，必须从学生学习的角度思考，达到充分满足学生实训需求为目的，当然要结合各校的实际，做出最为实用的方案，才能使《电工技术基础与技能》真正通过一体化教学实现教学目标。

3.3培养一支符合一体化教学的“双师型”教师队伍

中职院校《电工技术基础与技能》一体化教学改革离不开教师的教学执行力，往往一体化教学对教师的职业技能要求要更高一些，一体化教学背景下的“双师型”教师不仅仅能够教学理论知识，还要有较强的技术操作能力，能够将电类专业的理论知识更好的转变为电工技能，知识与实践的相互渗透、融合和转化，从而成功塑造更加符合电类专业的一体化教学。对此，对于培养这种一体化的“双师型”教师队伍，需要中职院校领导的高度重视和大力投入。首先，要引进双师型教师，要到各大高校区聘请专业化教师，要不拘一格降人才，壮大学校教师队伍。其次，要加大对现有教师的培训力度，鼓励电类专业的教师在寒暑假到电类专业相关企业进修参观和学习，大量的专家讲座、各类的在职培训为培养“双师型”教师队伍提供更为便利的条件，再次，要加大理论教师和实训教师的沟通力度，实现二者的互融式教学。从而加快中职院校《电工技术基础与技能》一体化教学改革的进程。

4结语

一体化教学改革是目前中职院校教学改革的重要方式之一，中职院校领导应该坚持学生在教学活动中的主体地位，根据中职院校的教学模式、培养目标和中职生的特点，摒弃传统的课堂教学模式，加强理论知识与实践操作统一结合的教学举措，通过理论知识指导实践操作，然后再通过实践操作检验理论知识的学习漏洞，从而让理论和实践有机结合，提高电类专业学生的职业技能，为中职生毕业后更快的从学生转变为职工打下良好的基础。

作者：韦国期 单位：广西经贸高级技工学校

参考文献：

[1]毕银彦;电子技术“理实一体化”教学模式研究[J];出国与就业(就业版);2011年22期＊

[2]马俊芳;浅谈一体化教学模式在PLC课程教学中的应用[J];科技风;2010年20期

[3]翁雪平;职高电工专业电力拖动“一体化”教学的研究[J];中国科教创新导刊;2010年05期＊

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1课程改革思路

将岗位的真实工作过程转化为课程内容，称为现阶段职业教育教学改革的一种有效手段［1］。因此，《机电一体化技术》教学改革思路为:调研分析机电专业学生从事的职业岗位和职业能力，由真实的工作过程导出典型项目，生成工作任务单。针对典型工作任务，在整合教学资源的基础上，以适用为原则，序化教学内容，规划学习情境，创设极具代表性的学习情境，实现教学内容重构，教学方法也随着课程内容、学生能力做出相应调整。

2课程改革目标

本课程的课程目标是通过CA6140车床、YL－335B自动生产线设备、挖掘机等项目典型的机电设备，使学生在实践动手中，识别不同的电气元件，看懂简单的液压回路、气动回路、电气控制原理图、PLC的I/O接线图，能够正确使用拆装工具对机械设备进行安装和调试，能够根据国家标准进行电气接线与布线，能够根据控制要求设计简单的电气控制图或PLC控制程序，能够检测和排除设备运行过程中的简单故障，管理和维护整个设备。同时在项目训练中培养学生规范操作、文明工作、团队合作意识，为定岗实习和职业发展奠定基础。

3课程教学改革路线

3．1设计课程项目

《机电一体化技术》课程覆盖机、电、液、气、控制技术等各方面的内容，因此需要选择、设计一个或几个贯穿整个课程的大型综合项目，作为训练学生职业岗位综合能力的主要载体。本文利用CA6140车床项目将齿轮、带、导轨等机械结构与电气控制相结合。而挖掘机操作臂项目除了承接之前机械结构、电气控制，又融合了液压控制、S7－200PLC控制。最后YL335B自动生产线项目既承接之前机械结构、电气控制和S7－200PLC控制，又添加了气动控制和传感器检测技术，将机、电、气、检测技术和控制技术相互融合。因此，本文设计的课程项目既完成了单项项目的设计，又体现了单向项目之间的联系，从而保证了知识、能力的连贯性和联系性，符合学生学习知识由浅至难的学习规律。

3．2设计项目情境

所谓项目的“情境”，就是这件事情的由来、它的工作环境与约束条件［2］。根据不同的项目要求首先将学生带到实训室、工厂或观看项目背景视频，让学生看得见、听得见具体的实际工作，然后从项目再引出相应的工作任务，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，表1是项目实施场地，表2是YL335B加工单元的PLC控制与调试的项目情境。

3．3设计情境工作任务单

教师按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”六步法开发工作任务单，即将学习情景转化为如同机电维修服务中心使用的维修任务单，模拟实际的工作过程。其中，资讯相当于产品原理说明，计划和决策相当于维修人员、维修工具和维修计划，实施相当于维修过程，检查和评估相当于维修结果。表3是工作任务单结构。

3．4设计课程考核

课程考核方案摒弃了传统的卷面终结考试的考核方式，注重实践与理论考核相结合、结果与过程考核相结合，专业成绩与能力评估相结合、课程考核与职业资格鉴定相结合［3］。因此本课程考核由工作任务单评价(15%)、技能实操考核(30%)、职业素养考核(10%)、形成性考核(10%)、试卷考核(10%)四部分组成。其中工作任务单注重考核学生对理论基础的掌握情况，技能实操注重考核学生对知识的应用能力，职业素养注重考核学生在操作过程的规范性、正确性、团队协作和安全意识等，试卷考核注重考核学生对本课程知识的综合掌握能力，形成性考核形成性考核方法重点考核学生自主学习能力、表述能力评价和阶段学习效果。

4结论

在本次项目教学改革中，以实际工作过程生成教学项目，以项目驱动情境，以情境引出任务，采用多种教学方法，引导学生按照工作任务单积极思考、乐于实践，完成工作任务，最终达到“夯实基础、熟练技能、服务专业”的金字塔式教学目的。

参考文献:

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竞争能力。此外，世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资。我

国在这方面发展相对落后，迫切需要加强数控专业人才培养。

关键词：装备制造业，数控铣床，机电一体化

数控铣床是一种自动加工设备，在普通铣床的基础上，集成了数字控制系统，可

以在系统程序的控制下精确地进行铣削加工的机床。数控铣床通常由以下几个部分组

成：主传动系统、数控系统、进给伺服系统、冷却系统等。

机电一体化是技术密集型系统工程，通过将机械技术、信息技术、电工电子技术、微电

子技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并将这种技术

应用到实际设计中。当今的机电一体化技术正向着智能化、高性能、系统化以及轻量、微型

化方向发展。

一、数控铣床机电一体化工程

随着数控技术的应用，机械制造设备数控化趋势越来越明显，给传统制造业带来了革命

性的变化，如今制造业已经成为工业化的象征。

数控铣床机电一体化设计要突出以下特点。在数控铣床设计时，不能只依赖一种技术，

要通过电子技术与机械技术有机的结合开展设计，还要对技术方案开展评估，使设计产品符

合了机电一体化要求，并且在机械设备和电子元件匹配的情况下，选择最优的技术方案。

要实现数控铣床产品的性能，必须通过机械技术和电子技术的配合才能实现，这其中如

何实现两种技术相互补充、相互联系是关键。如果只依靠电子元件或者机械装置简单的结合

是无法完成的，必须考虑电子元件与机械装置的控制，通过软件和硬件相互结合，才能将多

种技术统一并发挥协同效应。当然，在进行数控铣床产品设计时，还需要考虑产品成本、稳

定性、加工精度、市场需求情况等要求。

通常数控铣床机电一体化的设计要经过两个阶段，即开发设计阶段和适应性设计阶段。

其中开发设计具有一定的难度，因为开发设计需要在没有任何参照的情况下开发设计产品，

同时产品要满足性能要求，这就对设计人员的想象力、理论基础及市场经验提出了考验。适

应性设计，则是对已经设计出来的产品进行修改、加工，完善产品的功能和对进行局部改进，

此外，还可以改变产品的外型尺寸、精度、速度等参数来增加产品性能比，使数控铣床产品

的性能、功能符合设计要求。如今，计算机技术已经广泛应用在各行各业，在进行数控铣床

机电一体化设计也要充分利用计算机技术，借助计算机设计、分析、模拟、优化设计方案，

来提高产品设计的效率及精度，同时降低产品研发费用。还有在设计产品时要充分考虑产品

的用途、成本、性能等因素，使设计出的产品经济实用、稳定性高、消耗少，以增强产品在

市场的竞争力。

二、数控铣床机电一体化设计探讨

从机械技术和电子技术两门专业的差异来看，两者在设计方法上有很大的不同。由于没

有计算机辅助设计。以往传统的机械设计通常是借鉴前人的经验，并着重于形象思维的运用，

所以很多工作都是在图纸上完成的，并力求在图纸设计阶段不断论证完善。电路的设计一般

是建立在实验的基础上，从设计过程来看，因为连接线路的部件都规格化、标准化，而且在

电路板上更换几个部件比较容易，不象机械设计，对于改变其中的零部件不但时间长，而且

浪费大。所以机械设计缺乏灵活性，而电路设计更注重的是逻辑思维。

从以上机电之间设计上的差别来看，在科学技术日新月异的今天，数控铣床机电一体化

产品的研制，传统的方法研发周期长，消耗大，已经是很难适应。所以在此探讨数控铣床机

电一体化设计方法具有有一定的意义。

1、物理模型方法

追根溯源，机械学、电子学都是建立在物理学的基础上，而纵观自然科学的发展的历史，

两者之间的联系更加紧密。电路理论研究是由早期的力学研究推动的，现在电子学的许多概

念和理念都有模仿机械学的痕迹。如非常相似的MKB 机械振动系统和电子学方面的LCR 电路

系统。另外热传导系统、旋转运动系统、液压系统等也都基本上能摸拟成LCR 电路系统，并

且其状态方程是一样的。所以在进行机电一体化模型设计时，设计者可以据这个相似原理将

电子系统和机械系统都抽象成物理系统进行处理，这将使得对实体系统的分析变得简单易

行。然后结合状态变量法抽象出数学模型，即状态变量方程。并借助于计算机分析、计算、

处理或直接控制。

2、系统寻优原则

数控铣床机电一体化设计的核心思想是如何将各种技术有机的融为一体。所以产品设计

应从整体上研究把握。因为产品越复杂，稳定性越差，所以产品的结构和功能要力求以最简

单可行的手法实现复杂的功能。这就意味着要从系统角度优化，使机械与电子技术有机结合

得恰到好处。因为机电系统是一门综合学科,单一技术可能是很平常的，但多种这样的技术

的融合，可能得到协同效应。出现一加一大于二的结果。因此在系统总体设计开始的时候，

系统总的功能指标实现途径、保证方法的寻优是机电一体化设计的关键。

三、结语

数控铣床机电一体化技术和产品将是今后技术装备中非常重要的一部分，对关系国计

民生的一些行业的发展起着越来越重要的作用，但是从目前来看，我国在数控装备领域系统

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一、引言

数字电子技术这门课程适应当今科学技术发展，当今的信息时代并且以数字化为基础运用到社会各界行业，如通信、计算机、航天、医学、工业自动化、仪器仪表、消费类电子产品等领域，为了拓展中职学生的就业门路，为了使他们在就业后能更加适应新型的社会变化改革，为了在以后就业中能有良好的理论和实践基础，人们必须针对于这门课程进行一体化教学进行研究。

二、从理论教学内容进行优化

现在这门课程内容大概包括数字电子技术基础、组合逻辑电路和时序逻辑电路、数字电路的应用等，数字电路的应用也是传统的555时基电路等。但是随着电子技术飞速发展，一方面数字集成电路在电子信息技术领域应用起来越来越广，另一方面各种不同规模数字集成电路及其在数字系统逻辑设计中的应用,学生要掌握逻辑设计基本理论和方法的基础上,了解数字电路更新换代,使数字系统设计方法产生的重大变化,进而了解新的动向,掌握新的技术,以适应数字技术快速发展的需要。这些都必须使人们从内容上进行更新。针对如此现状,依据以下两点进行优化第一，引进新的器件、新的技术、新的工艺和新的方法等，尽量采用在现实实际引用中的新的芯片等,加强当今应用广泛的实例，理论知识要做到比较广，学生接触的信息要多，这样做到了知识新、理论广、基础实等特点。第二，人们在学分立元件后要转换思想，思考为什么人们的手机、电视等电器越来越薄等特点，这就要求大家能换位到由分立元件组成集成电路、由小集成大中大规模集成、最终实现可编程逻辑集成电路功能。

三、如何实现一体化教学

第一，教学场地的要求。一体化教学的改革打破传统的教学模式，这样教学场地的设备设施的要求就更高了，而在学中做，在做中学的模式中实验是课程教学中不可或缺的重要环节,那对于现代教室来讲在以前专门的实训教师中，人们必须配备好多媒体教具，能够边讲理论的同时、学生能同时进行操作练习。第二，教学方式的改变。采用多样化教学方法，在教学中人们主要是学生为主体，教师为主导的教学模式，强调学生的自主学习的教学模式，由教师为学生提供优良的学习环境,如资料、仪器、工具、器材和问题,然后抛出问题，然学生设法解决有关问题,在解决问题的过程中,有哪些涉及新的知识，教师穿插讲新的知识点。在这样的教学课堂上,把教、学、做三者完全结合起来,不能再去区分传统的“理论课”、“实验课”、“习题课”和“讨论课”等，这样把三者有机结合起来，教学效果会更加明显。整个教学中人们可以运用多种教学方法，譬如:讨论法、多媒体教学法、讲授法、教具展示法、分组法等，采用不同的教学模式运用到一体化的教学过程,这样就打破传统的单一教学程式,讲授课就不在是单纯的从基础开始，以具体事例为导向，在完成事例的时候会遇见各种问题，解决好每个问题最终完成任务。这样以问题的形式贯穿整个教学中，学生的兴趣高了，学生的团队配合、自主能力完全能得到充分体现。这样多元化的教学方法使学生充分发挥自己的想象和他们的个性，同时也充分调动他们的学习积极性。在学生愿意学习的前提下，教师只要穿针引线的作用，把新知识灵活地灌输到学生的头脑中，这样的教学更适合人们中职的学生。例如：在讲解制作家用调光台灯电路时，电路包括整流、稳压等，还包含测量电阻大小、二极管、三极管等，示波器的使用。在最终能使的调光台灯电路实现成功，在整个教学过程中，学生组成自主探究，同时他们根据自己之前的学习状态产生不同的问题，教师根据学生问题采用不同的教学方式，新知识问题可以统一进行解答，个人之前不同问题可以单独解答，这也适应了因材施教的原则，在一体化教学中，人们打破传统理论和实践脱离的教学模式。第三，学生课程学习考核办法。教师之所以要进行课程考核，一方面可以监督学生了解自己知识到底学习怎么样，根据自己的学习情况进行下一步的预习及复是方便教师通过考核可以了解学生学习状况，好好调整下次的教学方法和策略，所以教学进行考核是非常有必要，传统的做法就是最后安排学生书写实训报告的形式，这种形式只注重结果而忽视过程，不能充分展示学生在过程当中的准确性，更加无法调动学生的积极性，不能使学生重视数字电子技术实验，严重影响了高技能专门人才的培养。因此,要改变这种以实验报告成绩定优劣的只注重结果而忽视过程的考核方式,人们可以采用三种方法进行考核：一方面实验考核成绩是理论教学考核的前提,一票否决制加强了实验教学内容的权重,即若实验考核不通过,不能参加理论教学考试,从制度上更完善了实验教学和理论课程。二是采用多种评价体系,实行过程性考核和终结性考核并重,这样有利于培养学生自主、自控的学习能力。三是学生自评整个教师教学过程和自己的学习过程，这样有利于教学过程信息反馈,并促进教学活动的改进和完善。

四、结束语

综上所述,随着教育信息数字化、现代化的发展,一体化教学模式将在以后《数字电子技术》中灵活运用,这不仅为学生自主学习提供了更加便利的条件,同时对教师、学生也提出了新的挑战,教师的许多教学方法和手段能够可以实现，但人们也应该看到,任何事物都不是万能的,都有自身无法克服的弱点,因此,人们教师也要努力跟上时代的信息步伐，在课程教学中,要以现今时代的实例来指导教学，力求达到最好的教学效果。

参考文献：

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随着社会的发展和科学技术的进步，机电一体化技术的应用与发展对我国经济建设所起到的促进作用越来越明显。现代化设备逐渐发展成为集光、电、机、气、声、像、磁、热等技术于一体的智能化系统，机电一体化产品几乎贯穿到国民经济的所有行业。当前，机电一体化产品已经进入发展成熟期，高速率、高精确度的智能系统越来越成为机械制造业的主流。随着我国后经济危机时代产业结构调整与升级大潮的来临，企业产品、设备正在经历一个更新换代的频繁时期，因此对高技能的机电一体化人才和高技术含量的机电产品需求越来越大。中职机电一体化技术专业是为生产第一线的高级技能型岗位培养人才，但是目前我国中职学校培养的机电一体化专业的学生与社会、市场的需要还有不小的距离，因此，机电一体化技术教学改革势在必行。

一、当前中职机电一体化教育存在的问题

1.课程设置不合理

当前中职学校课程设置不合理主要表现在两个方面：首先，重理论轻实践。很多学校的课程设置和教学内容将重点放在追求知识和理论的体系的完整上，这对学生系统地掌握理论知识，开发设计产品是有利的。但是，也存在严重不足，学生毕业后大多被分配在生产一线，所从事的工作是操作设备、设定工艺、查找并排除故障，而不是研究、开发、设计等，在学校学的理论知识很多用不上，而实际工作所必需的实践能力又不具备。其次，教学内容落后。由于机电一体化是多种技术交叉融合的产物，相关技术的发展都在推动着机电一体化的发展。因此，其发展是日新月异的，这就必然导致课程设置与教学内容与其发展不相适应。例如，当前很多中职学校的单片机课程的教学内容是仍以MCS-51单片机为主，而实际生产中新的单片机层出不穷，种类繁多。

2.教学模式单一，实践教学比例较低

传统的教学模式，往往只注重理论教学和课堂说教，轻视了实践能力和职业素养的培养。很多学校的课程设置和教学内容将重点放在追求知识和理论的体系的完整上，这对学生系统地掌握理论知识，开发设计产品是有利的。但是，这种教学模式也存在严重不足之处，学生毕业后大多被分配在生产一线，所从事的工作是操作设备、设定工艺、查找并排除故障，而不是研究、开发、设计等，在学校学的理论知识很多用不上，而实际工作所必需的实践能力又不具备。

3.教材建设落后

教材建设仍是当前中职教育的薄弱环节并严重影响了中职教学质量。现在机电一体化的一些教材过于偏重理论、脱离实际、缺乏实用性、部分教材内容陈旧、严重落后于现实，各科教材之间存在衔接性差、内容重复或内容脱节等现象。这些问题给教学带来了很多不便，也在一定程度上影响了学生的学习积极性，制约了教学质量的保证和提高。

4.教学、实习设施不够先进

目前很多学校的教学、实习设备缺乏且严重落后。只有少数条件较好的中职学校配备有为数不多的数控车床、铣床、线切割机床、电火花成型机，很多学校的学生一学期只有三四次操作设备的机会，并且这些设备又比较落后，学生难以学到真正有用的技能。

5.优秀教师队伍缺乏

教师是教学质量的关键和第一保证，但是当前的机电一体化教学的教师队伍并不能达到教学的需要。一些老教师知识结构陈旧且更新缓慢，还有一些年轻教师也是刚从学校毕业，缺乏足够的实践经验，都不能很好的教授学生以适应社会工作需要的知识和实践技能。

二、推进机电一体化教学改革的一些思路

1.中职课程需突出工学结合，强调实践性、职业化、一体化；课程设置要抓基础和抓应用，淡化中间。根据学生就业岗位群的任职要求，参照相关的职业资格标准，通过与企业有关人员共同论证，进行课程设置。

2.中职学校应推动教学模式改革。职业教育强调理论联系实际。教师应注意调动学生的学习积极性，在课堂上可采用多种教学方法，如案例教学法、学生互动讨论方法等，还可以多采用多媒体教学手段，使用多媒体技术演示，使学生更多的参与到教学过程中，最大限度的发挥学习的主观能动性。除此之外，还应增加实习教学的比重，增加教学的实践性，使学生能够获取更加直观的知识。

3.教材编写结构应根据不同的培养目标和培养方向，开发切合实际需要的教材。新的机电一体化教材应加强设备操作、调试维修等技能的比重，并根据专业技术的发展及时更新知识内容；同时，中职学校在选择教学教材时应考虑各科教材之间配合性，保证既不重复又能全面覆盖学生应掌握的知识；还应强调综合能力的培养，对知识结构联系紧密的课程进行跨学科的综合化处理。

4.增加对教学、实习设施的投入力度。一方面政府应增大财政支持，另一方面应鼓励学校与企业加强联合，协调发展。应大力推进产学结合、校企合作的模式，弥补设备落后和不足，实习设施、设备是实习教学的物质基础和前提条件。要提高机电一体化专业毕业生的职业技能水平,必须切实建设好校内外实习基地。引导中职学校与相关企业建立互利互惠机制共同建设实习实训基地，培养实用人才。同时，学校在与企业的交往过程中,还可以了解现代企业对员工综合素质的要求并征求企业对学校办学的建议,以便对教育教学的方方面面进行改革与调整。

5.加强中职教师队伍建设，增大“双师型”师资比例。培养和引进一些既精通机械设计，又能充分使用计算机的专门人才。鼓励在职教师进修或到相关企业锻炼，促进中职双师型教师队伍发展；积极引进一些在生产第一线工作多年、具有丰富实践能力的中青年高级技术人，通过几年的教学培养，提高他们的教学水平，使他们成为名符其实的“双师型”教师。还可以积极从企事业单位聘请兼职教师，实行专兼结合，改善学校的师资结构。

总之，为提高机电一体化的教学教学质量，广大相关教育工作者必须紧跟行业发展的步伐，既保证学生的基本素养和知识结构，又要突出职业教育的特点，在教学过程中积极推进教学改革，不断调动学生的学习积极性，加强对学生动手能力和综合能力的培养，加强社会实践能力，不断为社会提供适合时代需要的高技术机电一体化人才。

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一、重视学生职业能力的培养

技师学院电气技术专业要培养的学生的目标到底是什么呢？是达到初级维修电工水平，还是高级维修电工水平，甚至更高的技师的维修电工水平？这些笔者认为都不实际。我们太注重证书的取得了，实际工作中，一本证书又能说明什么问题呢？有很多这样的例子：电气专业毕业的学生，毕业后灯泡都不会装，但他很可能还取得了中级工的证书。这对我们从事职业教育的人来说，是个莫大的讽刺。电气技术专业所培养的学生应掌握各种生产设备的专业基础理论、专业知识、专业技能，也要熟悉常用电气设备的工作原理，并具有从事生产设备的运行、维护维修、电气设备管理等能力。这些能力的培养，统归于职业能力的培养，当然职业能力也包含了学生的自主学习的能力。

现在我们所提倡的一体化教学模式，就非常注重学生职业能力的培养与职业素养的提高。它将学会学习、学会做人、学会共处等社会能力融入到一体化课程体系统中。在推进电气技术专业一体化教学的过程中，我们要围绕学生职业能力的培养与职业素养的提高这两方面来进行。要改变以往的教学模式与教学方法，首先要从老师方面进行转变：教学不再是老师教、学生学，老师教什么学生学什么，而应该是发挥教师的引导作用，引导学生自主学习，通过对具体工作任务的，让学生在工作中学习，而这个工作任务就是我们学生以后工作岗位上的具体任务。因此，老师必须熟悉这个工作任务，下企业去找相关的典型的工作任务。教师在设计工作任务的时候，既要让学生感到自己好像置身在企业工作，又要将原先的理论体系贯穿于整个工作任务中去。

职业能力同时又包含人际交往能力与团队协作能力。这些能力的培养在以往的教学过程中往往是被忽视的。电气技术专业在推进一体化教学改革中，要特别注重在分组讨论、分组汇报环节方面加大培养力度。以往我们遇到的情况是，学生毕业后，除了拥有一定的专业技能外，根本不善于推销自己，更别说团队精神了。而一体化教学模式中的分组讨论、分组汇报环节就很好地解决了这一问题。

二、加强学生职业素养的培养

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中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）08-0089-04

Teaching Mode Reform of Mechatronics in Colleges //ZHANG Lixiu，ZHANG Ke，WU Yuhou，WANG Liyan

Abstract The curriculum of mechatronics is a comprehensive and strong practicability. It plays an important role for cultivation of Applied Talents and innovation ability. Starting from the teaching content， teaching method， experiment contents and evaluation methods， this paper forms the teaching mode to meet its own characteristics. The application of the teaching mode reform measures has certain reference function to improve the practice ability and innovation ability of students.

Key words electromechanical integration technology； teaching mode reform； experiment

1 引言

“机电一体化技术”是机械类专业的一门综合性、应用性很强的课程，是多种学科相互交叉、渗透而形成的一门综合性技术学科，是机械行业创新设计、科学研究的重要工具，对于培养具有一定创新能力的现代化机械类应用型人才具有重要的作用。“机电一体化技术”课程传统的教学方法只是对先修课程的简单重复，缺乏对学生进行实践性及综合性训练，学生感到难以致用，导致学习兴趣逐渐丧失。因此，在“机电一体化技术”课程教学活动中，改革现行的教学模式，寻求体现“机电一体化技术”课程教学特点的教学方法及手段成为当务之急。

随着机械工业的蓬勃发展，世界各国对机械类专业的高等教育越来越注重实践性、应用性及前沿性。德国机电一体化专业课程体系建设是通过校企合作和工学结合的形式，以学习者专业能力、方法应用能力和适应社会能力等综合职业能力培养为本位，以市场需求为目标，以就业为导向，将学习和工作要素相结合，并通过分析与综合，把工作过程的各个部分按一定的顺序，导入课程体系中以构成一个有机的整体。美国宾夕法尼亚大学机械工程与应用力学系提出“机电一体化”课程改革思路，在学期项目中预定实验方案，根据实验方案决定课程内容[1]。马来西亚莫纳什大学工程学院在机电一体化课程教学过程中从工程项目出发，将传统教学和项目讲座相结合，有效为学生提供实际工程经验[2]。

南京航空航天大学在机电一体化课程教学改革中，将科研成果引入课程的理论和实验教学中，自主研发教学实验系统平台，简化项目研究内容，研究一体化的系统教学法，培养学生创新意识，提高学生综合素质[3]。郑州航空工业管理学院采用开放式的课堂教学，基于MATLAB的虚拟实验辅助教学及基于案例的多种教学方法进行机电一体化技术课程的教学方法改革，提高了学生对课程的学习兴趣 [4]。石家庄铁道学院将“发现体验学习”理论应用于实践教学中，通过机电一体化实验内容的设计，在实验室建设及实验教学组织多方面采取措施，提高机电一体化技术的课程教学质量[5]。

此外，昆明理工大学为了切实培养学生的电机及控制技术的综合应用能力，进一步促进机电结合，取得良好的教学效果，从课程的教学内容、教学方法和实验设计等方面并结合步进电动机的教学实例，对“机电传动控制”研究型教学进行了一些有益的探讨[6]。扬州大学基于Capstone-CDIO教学理念，从知识项目化、学科交叉化、项目平台化三方面进行课程体系实践优化，通过调研技能、知识构建、问题解决、团队技能四方面进行评价研究，为应用型、创新型机电一体化人才培养打下良好基础[7]。南华大学针对机械大类开设的检测与控制系列课程现状，提出面向机电一体化方向整合优化课程体系和教学内容的教改目标，改变传统教学中电、机分离的教学方式，有效引导学生形成良好的机电合一的认识，提高教学质量[8]。

国内高校关于机电一体化专业人才的教育改革各有特色，但与国外教学水平相比，仍处于初级阶段，还没有形成系统的改革方案。建立适应“机电一体化技术”课程本身特点的教学模式任重而道远。

2 “机电一体化技术”课程教学改革思路

从“机电一体化技术”课程实践性、综合性特点出发，对其进行教学改革，是高校培养应用型机械类人才的关键。“机电一体化技术”课程教学改革主要包括教学内容改革、教学方法改革、实验内容改革及考核方式改革四个方面，总体改革思路如图1所示。

1）教学内容的改革，针对机电一体化课程的自身特点，在教学内容上避免简单重复先修课的已有知识，从机电融合的角度出发，以等效性和互补性为出发点，采用系统工程观点和方法，改革机电一体化课程的教学内容。

2）教学方法的改革，注重引进本学科的科研成果，利用科研过程中设备创新的经验，自主研发教学实验系统平台，并根据学生的实际能力水平合理细化、简化项目研究内容，构建理论学习、实验操作、项目研究一体化的系统教学法，以实验操作促进理论学习，以项目研究提升综合应用能力。

3）实验内容的改革，机电一体化作为一个学科领域，所涵盖的内容是十分宽泛的，涉及机械设计、电路设计、控制及软件编程等综合性知识和技术，考虑接受创新教育学生的理解、编程、器材加工能力以及教育的连续性，使学生能够设计出从简单到复杂各种层次和各种不同水平的机电一体化创新产品，遵循深入浅出的原则，改革机电一体化技术课程实验内容，使其涵盖基本技能训练、综合实践能力训练及创新能力培养等几个不同层次的实验内容。

4）考核方式的改革，改变以理论考核为主、实践技能考核为辅的做法，加大实践技能考核的比例，探寻能够锻炼学生的书面表达能力，提高学生独立动脑能力及实际动手能力，激发学生创新动力，提高学生针对实际工程问题的分析能力、解决工程问题的能力的考核方案。

3 “机电一体化技术”课程教学改革实施方案

教学内容改革实施方案 教学内容的改革将从机电一体化技术的五大要素出发，以电能作为主要动力源，确定机械系统、执行机构、传感检测系统及计算机控制系统的具体教学内容。其中，机械系统注重与传统机械学的区别，重点介绍机电一体化系统设计中，精密机械零件的设计与选择过程；执行机构中，除介绍开环系统中常用的步进电机选择与计算外，还要介绍常用伺服电机的选择以及无级调速用变频器应用；在传感检测系统中，以常用光栅尺及编码器为对象，介绍光栅尺及编码器的特点、选择及使用方法；在计算机控制系统中，以PLC为主，介绍PLC在机电一体化系统中的应用实例。

教学方法改革实施方案 在整合优化课程教学内容的基础上，以学科现有的科研项目为基础，通过对科研任务的简化，确定适合机电一体化技术的教学方案，并建立相应的实验平台，在教学过程中通过对项目的分析、讨论、实施、实验、总结等环节，实现“做中学”与“学中做”的有机结合。如以学科科研项目“异型石材车铣加工中心”为对象，将加工中心机械部分分为横梁、回转工作台、主轴头、进给机构等模块，为学生讲解系统中齿轮、滚珠丝杠等传动系统及支撑部件的设计方法。

由于加工中心控制系统相对复杂，不适合教学，因此在“机电一体化技术”课程其他要素的讲解中，可以自制实验平台，即通过对传统机床的改造，使改造后的实验平台包含简单的机械结构、PLC控制系统、检测工作台位移的光栅尺、检测电机位移及转速的编码器。将自制实验平台的设计改造过程作为工程实例穿插于理论教学中。此外，在理论教学中充分利用现代综合教育技术，抓好多媒体技术、网络技术在课堂教学中的普及应用，利用影像、动画等丰富的多媒体信息，提高课堂教学的生动性。

实验内容改革实施方案 加强实验环节建设，积极开发面向知识群应用的模块化实验，训练学生的基本技能，设计面向解决问题的综合性实验，提高学生的工程实践能力，提供面向创新能力培养的开放性创意实验，培养学生的创新能力和工程意识，是机电一体化技术课程实验内容改革的宗旨。具体实验内容如表1所示。

考核方式改革实施方案 采用理论考试、实验考核、创新设计及作品阐述等多种方式对学生进行考核，综合考核学生对机电一体化概念的理解能力，知识运用能力、实验动手能力、写作能力及创新能力。其中理论考试分为阶段考试与期末考试，包括基础性试题、综合性试题。创新设计及作品阐述分组进行，产品设计题目自拟，在课程之初即开始实施，期末上交设计作品。实验考核采取自拟题目和规定题目相结合的方式，即以表1中的PLC运动控制实验作为考核项目，通过自行设计如图2所示的工作台运动路线及运动参数，完成工作台的运动控制。具体考核实施路线如图3所示。

4 结语

高等教育机械类专业注重培养学生的实践能力及创新能力，这些能力的培养可以借助专业课的训练获得。“机电一体化技术”课程具有综合性及实践性，是培养学生上述能力的重要平台。在“机电一体化技术”课程的教学改革中，通过教学内容、教学方法、实验内容及考核方式的综合改革，并在机械设计制造及其自动化专业2010、2011级学生中进行实验，取得了较好的教学成果，提高了学生的实践能力及创新能力。

参考文献

[1]Fiene J P， Yim M. Project first： A case study in mechatronics course design[J].2008 Proceedings of the ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference，2009：525-534.

[2]See A. Challenging computer-based projects for a mechatronics course： Teaching and learning through projects employing virtual instrumentation[J].Computer Applications in Engineering Education，2006，14（3）：222-242.

[3]韩向可，李菲.《机电一体化系统设计》课程的教学改革[J].中国科技信息，2010（9）：262-263.

[4]李琦，王基，刘永葆.《机电一体化系统设计》课程教学改革与实践[J].高等教育研究学报，2010（3）：100-101.

[5]王翠艳，吴文江，高占凤，等.机电一体化创新教育探索与实践[J].中国电力教育，2010（4）：154-155.

[6]吴涛，尹志宏.机电传动控制课程的研究型教学模式[J].实验室研究与探索，2013，32（1）：105-107，187.

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一、引言

随着现代化工业生产的发展，由气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等学科的强烈相互渗透而形成的机电一体化技术，已成为当今工业科技的重要组成部分。但是也存在不足之处，学生毕业后大部分被分配在生产第一线，所从事的工作不是研究、设计、开发、决策等，而是操作设备、制定工艺、筹划工装卡具、调整试车、查找故障和排除故障，在学校学的知识相当一部分用不上，而现场工作所必需的工作能力又不具备。

二、改革的必要性

随着国民经济的增长，社会对人才的需求也开始增长，社会对人才特别是机电一体化专业人才的知识结构提出了新的要求。旧的办学模式在人才培养的方法和途径上受到很大的制约，使毕业生在理论研究的领域里“缺乏理论”，在技术应用领域内“缺乏应用”。有的专业由于课时设置不合理、教学方法陈旧等诸多原因，学生理论知识学习不扎实，又缺乏必要的社会实践与动手能力，以至于课程结束后，了解的只是一些课本上的理论知识。

三、改革的思路

1　制定适应新形势的教学内容。制定符合现代化建设要求的机电一体化专业教学计划，遵循国家、省教委的有关文件精神，以综合素质培养为基础，以能力培养为主线。围绕培养目标，对知识、能力、素质等方面进行合理的综合安排，力求整体优化，培养实用的职业技术人才。

2　先进教学手段的应用。(1)运用多媒体进行直观教学。(2)联系生活，启发学生思维，理论与实践相结合。(3)与时俱进，激发学生的求知欲。

3　改革优化实践环节。为了培养学生专业技术能力，改革传统的实践教学模式，将实践教学分为三个阶段进行：(1)实验技能训练。实验技能训练主要包括专业基础课和专业课中的实验，使学生掌握基本实验仪器的使用，基本数据的测量、采集和基本实验方法的运用。(2)单项技能训练。单项技能训练主要包括金工实习、数控实训等，学生进行基本技能(钳工、机加工、电工)、职业基本素质(数控车、数控铣、加工中心的编程和操作)的训练。通过训练使学生掌握相应的技能，参加职业资格考核取得数控工艺员或数控车、铣、加工中心操作工等级职业资格证书。(3)综合技能训练。综合技能训练主要包括生产实习、顶岗实习等，学在实训中，采用边教、边学、边做的教学方法，通过典型零件数控加工案例引导教学设计，针对实际零件数控加工任务讨论工艺解决方案，并在加工现场实施，形成不同零件加工效果的直观比较和认识，有效培养学生的技术应用能力，毕业后实现“零距离上岗”。

四、机电一体化的智能化发展

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。未来机电一体化的主要发展方向有：

1　智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。

2　模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。

3　网络化。20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

4　微型化。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS)，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。