應用型本科機電一化系統(tǒng)設(shè)計課程改革
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摘要：針對機電一化系統(tǒng)設(shè)計課程本科教學的現(xiàn)狀，在研究高等學校該課程教學改革的思路的基礎(chǔ)上，提出理論教學與實踐教學并重，并調(diào)整與優(yōu)化了教學內(nèi)容。同時，在教學方式上采用項目驅(qū)動式教學方法，并對實踐教學內(nèi)容進行了改革。實踐證明收到了良好的教學效果。
根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010－2020年）》，國家教育部提出，對我國部分高校，特別是2000年以后升本的高校應向應用型本科高校轉(zhuǎn)型，以適應高等職業(yè)教育的發(fā)展。然而，在長期傳統(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)類課程進行調(diào)整和變革來充實本專業(yè)應用型轉(zhuǎn)型的內(nèi)涵。筆者所在高校即為一所應用型本科轉(zhuǎn)型高校，對所教授的《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程進行了一些改革和調(diào)整，努力提高學生解決工業(yè)現(xiàn)場實際問題的能力，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方面。
1當前教學中存在的問題
機電一化系統(tǒng)設(shè)計課程是機械電子工程、機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)的一門重要專業(yè)課、綜合課，通過本課程的學習將學生所學理論知識轉(zhuǎn)化為實際應用，構(gòu)建起一座理論和實際間聯(lián)系的橋梁。然而，在當前的教學過程中卻存在著一些明顯不足和缺陷，不適合應用型本科培養(yǎng)目標。（1）課程教學內(nèi)容滯后當前應用技術(shù)；（2）課程章節(jié)相對獨立、內(nèi)在聯(lián)系不足；（3）課程教學方式和手段不適合應用型人才培養(yǎng)需求；（4）理論教學和實踐教學獨立進行。
2改革措施和方法
2.1課程教學內(nèi)容的優(yōu)化
機電一體化系統(tǒng)設(shè)計作為一門新興的課程，具有明顯的時代特征。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，新型機電一體化產(chǎn)品研發(fā)成功后，很快就得到普及應用。而目前機電一體化教材中的案例依然是十幾年前的數(shù)控機床和傳統(tǒng)的機器人等，學生在學習的時候往往感覺知識陳舊，與當前實際應用脫節(jié)。因此，筆者在講授過程中部分地淘汰掉這些陳舊案例，引入當前企業(yè)中產(chǎn)品型號。例如，采用多軸聯(lián)動機床代替?zhèn)鹘y(tǒng)機床；在講授機床導軌時加入傾斜導軌與平導軌之間的比較；引入目前熱門的四軸飛行器和3D打印機等案例。通過新型案例的引入，調(diào)動了學生學習積極性，拉近了課程與企業(yè)之間的聯(lián)系。
3改進教學方法
針對機電一體系統(tǒng)設(shè)計課程，如何使學生通過這門課程的學習逐步到達企業(yè)對機電工程師的崗位要求呢？最直接、有效的辦法就是將企業(yè)中的典型應用項目搬到教學中來。項目式教學，又叫任務(wù)驅(qū)動式教學，是實施探究式教學模式的一種教學方式。在傳統(tǒng)教學方式中，往往以課堂理論教學為主，課后作業(yè)也是理論計算或理論設(shè)計。雖然，學生掌握了扎實的理論基礎(chǔ)，但面對實際系統(tǒng)設(shè)計時，總是感覺無從下手。機電一體化系統(tǒng)設(shè)計是一門實踐應用和理論知識同等重要的課程，傳統(tǒng)的教學方式就顯得有失偏頗。因此，在教學過程中，采用了項目式教學方法，蘊理論知識于項目實例中。例如，機械傳動部件設(shè)計一章，主要講解各種機械傳動系統(tǒng)的選擇、設(shè)計及其對機電一體化產(chǎn)品的影響等。在本章中采用了兩個項目實例：數(shù)控機床傳動系統(tǒng)設(shè)計和無碳小車設(shè)計（全國大學生工程訓練大賽題目）。在講解項目設(shè)計過程中介紹各種傳動系統(tǒng)的特點、效率，齒輪、絲杠等結(jié)構(gòu)的間隙調(diào)整及其對數(shù)控系統(tǒng)動態(tài)特性和無碳小車運行軌跡的影響等。學生在學習過程中既掌握了基礎(chǔ)理論，又明白了產(chǎn)品設(shè)計中是如何進行機械系統(tǒng)設(shè)計的，同時去除了枯燥的理論課學習，提高了學習興趣。
4實踐教學內(nèi)容的改革
機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的實踐教學主要包括課程實驗和課程設(shè)計兩部分。隨著學校應用型本科的轉(zhuǎn)型，加大了對實驗室建設(shè)的經(jīng)費投入，課程所需實驗設(shè)備逐漸齊備和完善。課程實驗項目也進行了相應調(diào)整，增加了綜合性、設(shè)計性實驗，由原來的單一性、驗證性實驗，調(diào)整為認知性實驗、驗證性、綜合性和設(shè)計性實驗。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知性實驗，對機電一體化系統(tǒng)有一個總體了解；增加了液壓系統(tǒng)的PLC控制和伺服電機控制系統(tǒng)設(shè)計兩個綜合性、設(shè)計性實驗。在實驗中務(wù)求學生自己設(shè)計、自己搭接系統(tǒng)、自己分析數(shù)據(jù)，以達到最好的教學效果。對于課程設(shè)計，先前教學中課程設(shè)計與理論教學是分開進行的，課程設(shè)計集中在學期的最后一周進行。對此，筆者進行了一些探索，在學期初，就下達課程設(shè)計任務(wù)書，每組一題，同時，允許學生采用大學生挑戰(zhàn)杯和創(chuàng)新設(shè)計大賽所設(shè)計題目作為課程設(shè)計。課程設(shè)計貫穿整個學期，隨著課程的進行，完成課程設(shè)計相關(guān)內(nèi)容，在課程結(jié)束時，學生也完成了整個課程設(shè)計，并在學期最后一周進行總結(jié)，撰寫說明書。同時，分組向全班匯報設(shè)計過程，接受其他同學和老師的提問與質(zhì)疑。
5結(jié)束語
為了滿足提高應用型本科專業(yè)學生的綜合素質(zhì)和能力的要求。根據(jù)教學過程中出現(xiàn)的問題和不足，近年來對機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程的理論與實踐教學的改革和實踐，取得了較好的教學效果。在今后的教學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)新型和應用型人才。
參考文獻：
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[3]閆華，汪木蘭，朱思洪.《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程教學改革的實踐[J].科技教育創(chuàng)新，2008，（15）.
作者：韓向可 吳耀春 單位：安陽工學院
