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电机课程设计总结实用13篇

电机课程设计总结
电机课程设计总结篇1

本文作者:焦咏梅高艳玲徐红作者单位:石家庄铁道大学四方学院

课程设计内容的改革

首先,探索全系专业课程体系框架,将内容紧密联系,增强内在逻辑性。把同一个培养能力范畴的同一类课程作为一个课程群,形成目标明确的课程群层次,把围绕一个技能培养目标的、含有若干课程的知识点抽象出来,在更高层次上连贯起来,使该技能的培养随课程设计的推进而不断递进、加深和拓展。如自动化专业的课程群层次结构。在课程群的建设基础上,我们的课程设计题目既要考虑前后课程纵向的贯通与衔接,又要充分考虑课程横向间的相互融合,实现整体优化。如把模拟电子、单片机、传感器课程设计内容纵向联系,递进升级,模拟电子课程设计题目应做到熟练掌握器件特性及参数计算,理解电路原理,并仿真出结果,使学生通过课程设计过“三关”,即“器件关”、“分析关”和“动手关”,此阶段培养了学生具备一定的硬件设计能力。在此阶段基础上进入下梯级,即单片机课程设计阶段。让学生在具备一定硬件设计能力的基础上学习系统软件设计,并且为了激发学生的学习兴趣,把电子电路和单片机课程设计进行横向优化组合。单片机题目要求学生应用电子电路的手段,即Protel原理图设计PCB设计并制版,做出实物,完成程序烧录,最终完成系统调试。结束时,学生亲身经历了硬件、软件的每一阶段,锻炼了学生工程应用能力。此阶段学生已具备了软、硬结合的能力,为进入下一个梯级做了充足的准备。课程设计的最高梯级传感器课程设计,即题目应综合模电、电子电路、单片机、传感器四类课程的理论知识,在具备软、硬件结合的能力的基础上,应用各类传感器采集数据,应用单片机、电路模块等手段完成一个应用系统的综合设计并做出实物,例如红外报警系统、温度检测系统设计、光敏元件控制系统等。培养学生结合实际应用的综合设计能力,做到环环相扣,相辅相成,为毕业设计打下良好的基础。

成绩评定体系改革

建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键,在注重结论正确的同时,应强调整个设计方案实施的全过程。1.撰写总结报告。总结报告是学生对课程设计全过程的总结,不能等同于平时的实验报告,因此内容要完善,格式要规范。此环节占总成绩的30%。2.实验动手能力。包括器件选择、仿真设计制版焊接、仪器使用、调试过程中分析和解决问题的能力以及创新精神。此环节占总成绩的30%。3.学生实行全员答辩制。为避免学生互相抄袭或找人代做,我系自2009年开始施行课程设计全员答辩制度,每生5分钟自述,10分钟答辩,通过答辩情况给出答辩成绩。此环节占总成绩的40%。这样一种相对完善的成绩评定体系使学生在课程设计的任何一个环节都能认真对待,提高了学生的积极性和主动性,从而保证了课程设计的质量。

电机课程设计总结篇2

Abstract: The contents and the experiment items of design of precision instruments are introduced, and several problems that appear in the experiment teaching process are analyzed. Teaching reform measure is put forward, in order to improve the teaching effect.

Key words: design of precision instruments; experiment; teaching reform

课内实验作为实践教学的一部分,不但有助于学生加深对课内知识的理解,同时也有助于教师及时发现学生在学习中存在的问题,便于“对症下药”并改进教学。因此,课内实验对提高教学质量起着非常重要的作用。精密仪器设计课程融合了光电、机械、电工电子、计算机多学科知识,涉及的知识点多,难理解的问题也多。因此,其实践教学的意义更为突出,合理设置课内实验尤为重要。

1 精密仪器设计教学内容

精密仪器设计是测控技术与仪器专业的一门专业必修课,是一门综合性、实践性很强的课程。该课程的教学目的是让学生学会综合运用测控技术与仪器专业所学的测控、机械、电工电子和计算机四大系列基础课程的知识。课程重点讲授以下内容:

(1)精密仪器的总体设计。内容包括设计任务分析、工作原理选择、结构参数和技术指标的确定、造型设计以及总体设计中要遵守的设计原则和设计原理。

(2)精密仪器各分系统设计。内容包括光电系统设计、机械系统设计、电路系统设计、软件系统设计四大部分。具体涉及各分系统组成、作用、设计要求、设计准则及设计要点等。

(3)精密仪器精度理论。仪器设计需要达到一定的技术指标要求,精度是其中最关键的技术指标。精度理论主要内容包括仪器误差来源、仪器误差的分析、仪器误差的综合、仪器精度设计等。

(4)精密仪器可靠性设计。可靠性,是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。可靠性设计主要内容包括仪器可靠性建模、可靠性预测、可靠性分配、提高仪器可靠性的技术措施等。

2 精密仪器设计课内实验设置情况及存在的问题分析

2.1 精密仪器设计课内实验设置情况

2.1.1 教学目的

使学生更深刻地理解和掌握精密仪器的基本结构、工作原理、主要技术和设计方法,培养和提高学生分析问题和解决问题的能力。

2.1.2 教学要求

(1)了解精密仪器中机械系统的工作原理及主要结构。

(2)掌握低噪声电路设计方法,完成一种低噪声电路的设计与制作。

(3)掌握仪器电路系统的设计方法,采用单片机系统实现步进电动机的运动控制。

(4)掌握仪器软件系统设计方法,实现步进电动机运动参数采集系统处理算法。

(5)掌握光机电一体化的精密仪器的设计方法,完成精密仪器的总体设计。

2.1.3 教学内容

实验1:精密仪器系统总体设计(必做)

内容提要:完成一种仪器总体设计。题目任选,例如:

(1)便携式近红外光谱仪器总体设计

(2)便携式波形发生器总体设计

(3)体温及心率动态监护仪总体设计

(4)电子秤总体设计

实验类型:设计

学时分配:2

主要仪器设备:计算机、投影仪

实验地点:教室或实验室

备注:课外利用4~6学时完成设计,课上进行总体方案论证答辩

实验2:低噪声电路设计(必做)

内容提要:任选其一

(1)低噪声前置放大电路的设计、制作及评价

(2)低噪声差动放大电路的设计、制作及评价

实验类型:设计

学时分配:2

主要仪器设备:具有噪声测量功能的锁相放大器、晶体管交流毫伏表、示波器、信号源

实验地点:实验室

备注:课外利用2~4学时完成设计,课上焊接电路、调试

实验3:步进电动机控制系统设计(选作)

内容提要:实现步进电动机转角、速度、方向、定位的控制

实验类型:设计

学时分配:2

主要仪器设备:单片机开发系统、步进电动机

实验地点:实验室

备注:课外利用2~4学时完成设计,课上焊接电路、调试系统

实验4:步进电动机运动参数采集系统处理算法设计(必做)

内容提要:实现数据采集系统对步进电动机转角、速度、方向、定位等参数的数据处理算法

实验类型:设计

学时分配:2

主要仪器设备:计算机

实验地点:实验室

备注:课外利用2~4学时完成设计,课上完成软件调试

2.2 存在的问题分析

教学实践证明,以上课内实验设置存在以下几方面的问题:

(1)学时紧张导致教学效果达不到预期

精密仪器设计课内实验要求学生利用课外时间完成设计,而学生进行课内实验时正处在紧张的考研复习阶段,能保证课上认真实验已是不错了,课外准备时间根本无法保证,因此,所设实验均不能按大纲规定保质保量完成,从而很难达到预期的教学效果。

(2)缺乏具体应用背景导致实验特色不突出

由实验内容可以看出,实验2~4均是相对单一的、针对某一知识点设立的,实验未结合具体的仪器进行,总体上感觉与精密仪器设计关系不密切,实验2更像是电子技术相关课程的实验,实验3和4更像是机械工程类课程的实验,没有鲜明的仪器特色。

(3)实验内容要求与课程内涵结合不紧密

除实验1涉及仪器总体设计的知识点外,实验2~4的要求不能明确反映课程内涵要求,精密仪器设计的精华内容,主要是总体设计、精度理论及可靠性设计。精度理论和可靠性设计如何落实,应该在各分系统设计中予以考虑。实验2~4是对仪器电路系统、机械系统及软件系统知识点的落实,但并未从精密仪器的角度予以强调,未突出精密仪器设计中的精度问题及可靠性问题,而仅仅从仪器基本功能实现的角度设立,因此与课程的内涵结合不紧密。

(4)系统性不强,实践验证欠缺

实验1涉及仪器总体设计内容,但仅要求学生完成总体设计,然后在课堂上进行总体方案的论证答辩。学生仅从理论上对总体方案进行了探索,并未进行实践操作与验证,理论脱离实际,该实验的设置违背了课内实验的初衷。

此外,4个实验间关联不强,互相脱节,缺乏系统性,不利于学生对精密仪器设计知识体系的系统学习。

3 实验教学改革的初步思路与拟设实验项目

3.1 实验教学改革的初步思路

课内实验主要针对课程内容中抽象、艰深而适合通过实验解释的部分开设,一般穿插在理论教学期间,对切实提高教学质量起着重要作用,这也是其他实践教学手段难以比拟的。精密仪器设计课程课内实验的开设面临两个主要难点:一是实验点设置较难,如何合理选择实验知识点,对取得最佳的教学效果、突出课程特色、紧扣学科内涵至关重要;二是实验点设置之后,实验的具体实施较难,包括实验设备配置、实验难易程度的把控及实验过程的辅导等。

根据目前所开设实验现状及实验教学实施过程中发现的实际问题,笔者对实验项目设置进行了大幅度改革。利用8学时的课内实验课时,仅开设1个实验项目:从精密仪器总体设计的角度,对某一具体的精密仪器进行分析,重点是其各分系统的组成,各分系统是如何保证仪器精度的,仪器的误差源,仪器的数据处理,仪器的可靠性设计等。这样,用一个实验从不同角度对课程知识点进行检验,不但不用课外附加学时,而且能保证学生理解精密仪器设计所有知识,且能满足课程内涵的要求。

3.2 拟设实验项目(任选其一)

(1)立式光学计结构原理与调试

实验内容如下:

①拆分立式光学计,了解其机械分系统、光学分系统、电路分系统及软件分系统的作用与组成,对立式光学计工作原理进行分析;②根据其光学结构分析其放大倍数;③分析立式光学计原理误差产生的原因,通过调整光学计结构参数,对立式光学计进行原理误差补偿;④用立式光学计测量某物体高度,正确进行测量标定和数据处理;⑤分析如何提高测量精度,保证仪器系统的可靠性。

(2)测量显微镜结构原理与调试

实验内容如下:

①用测量显微镜测量电路板过孔的直径尺寸,并给出测量结果(D±D);②分析测量显微镜的结构和功能,给出该仪器的性能指标,画出系统的结构布局图;③分析测量显微镜的误差来源及其对测量结果的影响;④设计一个针对小孔直径尺寸自动测量的测量显微镜的结构,画出系统框图、结构布局图;⑤分析提高测量精度的措施,保证仪器系统可靠性。

(3)自选实验项目

由学生自己选择某综合性精密仪器进行分析,重点了解其各分系统的组成,各分系统是如何保证仪器精度的,仪器的误差源,仪器的数据处理,仪器的可靠性设计等。

电机课程设计总结篇3

机电一体化专业课程体系构建是基于学生未来职业要求和技术技能型质量要求的,要充分考虑职业资格考试和技能大赛对教学引领作用,在课程体系中集中体现技术、技能属性。考虑现有机电一体化专业教学模式,将机电一体化专业课程体系构建为“阶段+模块”、“理论+实践”的互补体系。机电一体化专业教学课程阶段主要包括职业基础能力培养阶段、职业专门技术能力培养阶段、职业关键能力培养阶段和职业拓展能力培养阶段四个阶段,对学生在未来职业中所需技术技能进行培养,全面提升学生综合专业能力。机电一体化专业教学课程模块主要包括基础课程、技术课程、实训课程和选项课程四大模块,其中基础课程模块就学生在未来职业中的职业素质和基础能力进行开发培养,切实提高学生职业综合素养;技术课程模块就学生在未来职业中的专业技术能力进行开发培养,主要设置职业技术性课程;实训课程模块就学生在职业技术性课程中所学进行实训教学;选项课程模块就学生在未来职业中具体工作岗位所需设置的课程,具有较强的专业性和技术技能导向性。

3课程体系总体设计

高校机电一体化专业课程体系的总体设计框架是基于机械工程行业需求,强化学生技术、技能基础,拓宽机电专业能力,突出未来职业能力,提高综合专业素质,全面职业发展的课程结构,是面向多方向工作岗位需求,设计大类模块化课程的体系。机电一体化专业课程体系的总体设计包括集“自然科学+人文社会科学+专业思想教育”在内的基础课程教育(一个基础),包括集“电工电子基础平台+机械基础平台+计算机控制技术基础平台”在内的平台课程教育(三个平台),包括集“自动生产线方向+机电一体化设备+模具设计和制造+数控技术应用+计算机辅助机械设计”等多模块课程教育(多模块)。

电机课程设计总结篇4

关键词:

职业教育;系统化载体;总载体;课程体系

一、“总载体”的提出

人才培养方案的制定与实施关系到人才培养质量的高低,而课程体系设计建构是人才培养的核心内容。课程体系的设计,课程的开发是一项极其复杂的系统工程,有必要运用系统理论来指导。教学载体是课程体系中的一个系统要素,通过系列化和系统化,成为人才培养系统中的一个子系统,即系统化的教学载体。根据人才培养目标和规格,依据系统理论和思维,以训练学生技术应用能力为目的,采用系统化教学载体进行人才培养是当今职业教育的一个重要方法。

(一)“总载体”的提出

在一些工程技术类专业中,适合于采用系统化教学载体进行人才培养。而用一种设备、装置或技术系统起到系统化载体的教学作用,在学生学业全过程中总领知识学习、技能训练、技术应用,在课程体系中起到主线索的作用,作为学生学习训练主要的关键的载体,因此称之为“总载体”。

(二)“总载体”的含义

“总载体”,就是把专业能力培养所涉及的教学载体进行系统化,通过选型、设计等技术工作和教学准备,开发成一个(或一台)设备、装置或技术系统,以承载知识学习和能力训练。作为涵盖和贯穿学生学业全过程的教学载体平台,在学业递进中,学生参加并亲手完成“总载体”的设计、制作、安装、调试、应用等工程技术工作,实现产品功能;“总载体”逐步递进最终制成产品的“做中学”和“学中做”过程中,学生将完成各项专业技术课程学习、养成职业精神、形成职业能力、成为技术技能型人才。

(三)“总载体”的结构

“总载体”是个载体系统,可以分解成若干具有各自功能的分载体和子载体。其结构模型见图1。分载体和子载体就是总载体设备、装置或技术系统的组成部分,也是一种有独自功能的“总载体”的组件或部件,它们组合装配在一起就形成了“总载体”,具有产品属性和功能。分载体和子载体的划分,对课程体系的设计和课程的开发,并按照生产模式展开课程教学是十分必要的。从课程体系的角度上看,分载体是在总载体框架内,具有各自独立结构和功能,且与其他机构构成互不相属,但彼此间又有信息上的联系,并可进一步分解成若干简单结构构成的载体。分载体承载不同信息、知识,有独立功能,可用于一门或几门联系紧密课程的学习和训练。总载体和分载体可以拆解成单一(简单)结构和功能的子载体。除在信息上联系外,子载体在结构上与总载体或分载体存在被包纳的所属关系,是载体系统的基础单元。子载体主要用于一门课或相对独立情境的训练,以及重要知识点的学习。

二、“总载体”平台上的课程及体系

“总载体”的开发、适用和“总载体”平台上的课程体系设计、建设,是人才培养方案的主要内容。在“总载体”平台上进行课程开发设计,有别于其他课程体系设计方法,需要坚持“总载体”用于人才培养的原则,凸显“总载体”课程体系设计和课程开发特点,充分展现“总载体”在人才培养上的特殊功能。

(一)“总载体”平台上课体系设计和课程开发的原则

利用“总载体”实行人才培养必须坚持的两个核心原则是:“总载体涵盖和贯穿学生学业全过程”、“具有产品功能的总载体由学生动手制作完成”。这也是“总载体”平台上进行课程体系设计的基本原则,是课程开发的出发点和归宿点。

(二)“总载体”平台上课程开发

“总载体”平台上的课程设计采用“以载体为基准对接融合课程”、“以课程为依据指导载体开发设计”这两种方式进行。即将“总载体”由大到小、由难到易、由多到少、由集成到分散等方式逐级分解成分载体和层级不同的子载体,再以各层级载体为基准与传统意义上的“课程”对接融合,融合的结果就演化成了“新”的课程。反之,以传统意义上的“课程”或“整合课程”为依据,“反作用”于“总载体”,指导“总载体”的选型、开发和设计,“总载体”的分解,规定各层级载体的结构构成、技术原理应用、技术性能实现方法、零部件和元器件选择等。

(三)“总载体”平台上的课程体系构建

按照职业教育思想,顺应学生能力成长规律,对“新”课程以及按情境教学法分解成的教学情境进行整合、序化,使各门课程形成合理的逻辑顺序,再纳入和优化其他教学资源,采取先进的教学方法,上下沟通和横向延展构成网络,建成“总载体”平台上的课程体系(见图2)。

三、机电一体化技术专业的“总载体”选择

根据“总载体”的含义和用途,“总载体”的合理选择、开发、设计至关重要,将决定课程体系的设计和教学质量的高低。应当根据“总载体”不同的来源,结合专业的实际教学资源,校企合作的情况,学生就业的方向及潜在岗位等等因素,按照“总载体”平台上课程体系设计原则进行深入细致的工作,合理选择。机电一体化技术专业是一个知识面宽,要求学生动手能力强、技术应用能力高,理论与实践结合紧密,人才培养难度较大的工程技术类专业。因此,“总载体”的选择除了涵盖专业技术外,还应与学生就业相关联。

(一)“总载体”选择

经过广泛深入的社会调查与企业调研,机电一体化技术专业首先明确了学生就业的重点岗位———自动化生产线的安装、调试与维护。基于学生面向区域经济中工业园区汽车城的就业方向,该专业选择与汽车制造相关的“模拟汽车装配生产线”作为人才培养的“系统化教学载体”———一个涵盖机电一体化技术及应用、具有产品功能的成套机电一体化设备———“总载体”。“总载体”———模拟生产线由“生产线”和“车模”两个分载体及其子载体组成(见图3、图4),车模在生产线上最终“自动装配成型”。生产线对照汽车装配流程分解成上线、一次内饰、发动机安装、车身安装、下线等工序,是机电一体化技术集中应用的系统化教学载体,也是一个具有产品功能的设备。生产线每个部件各自独立,具有不同的技术应用,针对专业技能各种要求,满足技术进阶的变化。车模和生产线所构成的“总载体”完全承载和具备了机电一体化专业学生学业阶段的知识学习、技能训练和能力养成的功用。

(二)总载体与课程

车模分载体由普通钢材和常用非金属材料制成,除用于学生学习相关知识并制作进行技能训练外,也是生产线分载体的生产对象———对车模自动装配。车模分载体用于机械制图、工程材料、零件手工制作、机械制造、零部件装配、工程测量及公差配合等课程或情境的学习和训练。反过来,通过这些课程的学习,学生还可以重新设计并制作出新的车模,达到一般训练不能起到的作用。生产线是一整机电一体化设备,是机械技术、控制技术、电工电子技术、自动检测技术、信息通信技术等实际应用的产品,囊括了机电一体化技术专业的绝大部分技术应用。生产线分载体可以进行机械装配工艺、电气控制技术、单片机技术、PLC技术、自动检测技术等课程或情境的学习和训练。另外,可以通过改变装配工艺,在生产线上增加相应的技术应用,采用不同的控制手段和方法完成相同产品功能等方式,拓展学生能力训练。

(三)“总载体”的教学适用

该生产线设备具有产品特征,其功能最终在学生手中实现。除少量零部件及构成用于技术技能训练需要重新加工制作外,绝大多数零部件及构成都可以重复利用,以控制教学成本。在教学和生产同步进行的教学活动中,按结构构成分解的各层级载体均对应机电一体化专业各课程或情境的学习训练任务,教学过程和“总载体”生产制作过程协调且同步进行,贯穿学生学业全过程。学生从零件制作的基本技能训练开始,逐渐完成单元、单元组合技术技能学习训练,综合应用技术技能的训练,最终达成自动化生产线的安装、调试与维护岗位能力。生产线产品的实现,意味着学生专业学习训练的完成。

四、在“总载体”平台上机电一体化技术专业课程体系设计

为满足社会和企业对机电一体化技术专业人才所具备的能力、素质的特殊需求,提高学生就业能力,采用“总载体”平台上的课程体系进行人才培养是十分适合的。可以通过车模、汽车模拟装配生产线所组成的“总载体”,将对应的课程进行融合,按照职业教育规律整合排序,构建起课程体系。

(一)课程体系设计的要点

从人才职业能力成长规律上分析,可以将基于“总载体”设计的课程体系层次分为:专业认知阶段、基本技能阶段、技术技能阶段、综合应用阶段等四个层次(见表1)。这种将能力和素质在层次上的区分,有利于从专项能力出发,进行课程的划分、排序和课程体系的架构、组合,符合在“总载体”平台上课程体系设计、构建及实施的基本原则。对于机电一体化技术专业的人才培养,应当加强学生对专业的认知,使其从进校就直接进入到相应专业技能理解之中。在专业技术认知阶段,引入“总载体”进行相应教学,直观、清晰,容易调动起学生的积极性这往往是十分重要的。

(二)基于“总载体”的机电一体化技术专业课程体系设计

根据所选择的模拟装配生产线“总载体”的车模分载体、生产线分载体的结构、功用,经过生产线、车模与课程的对接、融合形成“新课程”,由此建立起“基于汽车装配生产线的机电一体化技术专业课程体系”(见表2)。在表中的课程深入开发时,课程设计或情境任务规划已经使传统意义上的课程产生了变化,因为这是根据专业人才培养目标而提出的,并经过“总载体”与课程融合和课程目标要求反作用于“总载体”的结果。该课程系列基本涵盖了以生产线安装、调试和应用岗位的知识、技能学习训练的需要,并适合于机电一体化技术专业学生在行业领域里的就业需要。

(三)“总载体”平台上课程实施关键措施

设置专周。考虑到在“总载体”产品功能的特殊性,应当安排“特别训练学习专周”。该专周不同于一般意义上的课程实训或毕业设计,是以子载体、分载体、总载体为教学对象的综合能力训练,也是学生完成载体工程制作任务的必要环节。在表2中的每学期适当的时间,设置相应的专周,并作为主要的课程,纳入整体课程体系之中。专业化教材编制。实施“总载体”平台上的课程体系需要编纂全面的易于指导实际操作的教材,应汇集教学资料、积累大量的教学资源,编制具有高度专业性教材———《总载体技术手册》和《总载体教与学指导书》等。教学资源配置。“总载体”平台上的课程体系设计、建设及实施是人才培养方案的主要组成部分,为能够顺利高效施行,还应该优化配置教学设施、实验实训条件等教学资源,组建合适的师资团队,建立起围绕“总载体”生产制作的质量检测评价体系等,这才能综合有效地实行人才培养。

五、结束语

基于“总载体”的课程体系设计是适合于工程技术类专业人才培养的一种新型课程体系设计和课程开发手段,是深化职业教育改革,创新人才培养方案的措施。通过“总载体”课程体系的实施,可以强化学生技能训练,巩固所学理论知识,切实提升学生技术应用能力、操作动手能力、应变能力、处理具体工程技术问题能力,使之成为合格的技术技能型人才。

参考文献:

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[2]教育部.关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见[Z].教职成〔2011〕12号.

[3]戴士弘,毕蓉.高职教改课程教学设计案例集[C].北京:清华大学出版社,2007.

[4]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[Z].北京:清华大学出版社,2009.

[5]申爱民.试析高职学历教育人才培养的“岗位导向型”模式[J].成都航空职业技术学院学报,2013(3):4-6.

电机课程设计总结篇5

一、非电类专业的单片机原理教学现状

单片机原理课程是机械设计制造及其自动化、车辆工程等非电类理工科本科专业的一门重要专业课,是在学生掌握了基础的模拟电子、数字电子技术课程和计算机应用类课程之后,为加强对学生应用能力的培养和结合应用实践场合而开设的体现电子技术、计算机技术等综合应用的一门课程[1-4]。学生在学习本课程的时候,一方面巩固掌握了前续基础课程;另一方面,学会了单片机系统设计的思路和方法,为今后从事相关工作打下了基础;此外,以MCS-51为基础的单片机课程也为今后的单片机、ARM等学习夯实基础,为今后从事机电一体化或嵌入式控制系统的研究及开发打下良好的基础[1,3]。但是,单片机技术日新月异,从早期的8051到现在的8/16/32位单片机、ARM、DSP等,CPU的处理速度越来越快,存储容量越来越大,功能接口越来越丰富,编程语言越来越多样化,等等。但是很多高校的非电类专业的单片机课程的教学方式却一直延续至今,没有针对技术发展及应用性需求而做出相应调整。结合我校机械设计制造及其自动化等非电类本科专业的单片机原理教学实际,目前存在的问题及不足主要有以下几点。

1.课程定位上重视不足,课程设置上存在一定问题。机械设计制造及其自动化专业的核心课程是机械原理、机械设计、机械制造等专业基础课,围绕这些课程展开的课堂教学和实践活动较多,而对于单片机等电类课程则远没有受到如此的重视。首先,课程定位上,单片机原理是任选课,学生有选课与不选课的权利。还有就是本课程一般开设在大三下学期,此时大部分同学的学分已修满,选课人数较少。其次,课程设置上存在一定的问题,单片机原理的前导课程主要为电子技术及C语言程序设计,这些课程均在大二开设,而单片机原理一般在大三下学期开设,这期间并没有开设其他电类课程,而学生对电子技术及编程设计等遗忘较大,导致学习很吃力。再次,单片机原理课程与微机原理课程有一定重叠。开课时间上有重叠,两门课程同属电类及计算机应用类课程,但都在学三下学期开设。课程内容上有重叠,两门课程在内容上有很多重叠。从上述可以看出,课程定位上重视不足,设置上也存在一定问题,导致学生对于本课程的选课积极性不高,重视程度不足。

2.教学方法已不能满足发展需求,教学内容较为陈旧。课程实验基本上是教师的示范性操作,学生通过简单连线操作就能达到实验效果。这样的教学方法已不适应教学需求,学生基本上都是被动接受,教学效果很有限。其次,教材内容陈旧,没有结合单片机技术发展和应用的现状[1-4]。在编程语言方面,现在大部分高校仍然采用汇编语句为程序设计语言,存在着语句抽象、难理解、编程效率低,学习难度大等缺点,没有适应技术发展趋势采用C语言作为单片机的程序设计语言。在存储系统方面,大部分高校和单片机教材仍然以存储器扩展为重点内容,但实际上现在的单片机种类繁多,极少需要对存储系统进行扩展。在与相关课程的相关性与衔接性方面,现在大部分高校的单片机教学内容和教材缺少与相关课程如微机原理等的联系。

3.缺少实践教学环节。目前一些高校的非电类工科专业配备了和课程相关的单片机实验箱,学生可以通过实验加深对理论知识的理解。但是,该实验设备一般只综合了十几项实验内容,无法提供高质量的动手环境,学生动脑和动手的机会太少,只是简单接线以实现实验功能。此外,单片机的硬件电路固定在实验板上,学生只能通过改变实验程序而起到灵活变通的效果,具有一定的局限性。

二、虚拟课堂教学改革研究

整个教学过程以工程专业认证的要求为目标,围绕着教学准备、教学过程、教学总结及课程考核展开,整个研究内容都强调学生的参与性及参与程度,学生是教学准备、教学过程、教学总结及教学考核的主体。从以下几个方面开展非电类专业的单片机原理教学改革研究[1-5]。

1.以视频微课为主体的教学准备过程研究。传统的教学准备一般是教材预习,但是机制等非电类专业由于电类课程学习较少,课程衔接性不够,导致自学困难,课程准备不充分。课题研究提出以视频微课为主体,结合教材预习和知识点自学等环节进行教学准备。在课堂教学开展前,将本课讲课内容制作成视频,并连同课程PPT通过网络发送给学生,在每段视频开始及结束,针对性地提出几个问题,引导学生带着问题来自学相关课程内容。此外,教师针对性地提出几个性扩展问题,引导学生进行单片机知识的自学。

2.以虚拟实验室、研讨教学为核心的教学过程研究。传统的教学过程一般是以课堂授课为主体,但该教学过程对于单片机不太适合。由于单片机的实践性强,教学的过程中必须软硬件结合。提出以虚拟实验室和研讨式教学为核心的教学过程。在教学准备过程中,学生通过视频及自学已经掌握了课堂相关知识,但缺乏一定的实践知识。在教学过程中,结合Proteus+Keil的虚拟实验室,并开发相关单片机控制案例,学生通过案例及虚拟实验室来加深课程学习印象及效果。虚拟实验室的建立,使得学生的设计不局限于有限的单片机实验箱功能,进行开放性设计,锻炼实际应用和开发能力。在此过程中,针对教学准备过程中预留的问题,学生与教师之间展开研讨。采用实验板实物与软件相结合的教学方式,在课堂实验时间里学生进入实验室进行实验板实物的操作,同时利用Proteus软件进行课堂电路原理展示与分析,电路线路清晰,分析方便;有条件的同学可以自己制作或购买实验板学习,其他同学通过Proteus软件也可以进行学习,同样可以达到实验效果。通过本学期的实践教学发现,学生的动手能力和课堂内容消化效果比以往有了很大的改善。

3.以硬件在环实验和研讨总结为载体的教学总结过程研究。传统的教学总结仅针对单片机的知识点开展,没有硬件实验对所学知识点进行巩固。课题研究拟从非电类专业的实际特点出发,编制实验教学教案,围绕单片机的主要内容:I/O操作、中断定时、键盘显示、串口通信、综合实验等开发硬件实验箱,进行硬件在环实验。在实验的基础上,结合课程准备和课堂虚拟实验室所存在的问题,加深学生对硬件的认识,通过实验加强学习效果[1]。在单片机实验的教学方法上,除采用示范教学等方法外,以工程项目为导向,2~3名学生为一组,完成一个具体的单片机应用实例,并进行答辩。采取这样分组考核的方式,实验教学效果有望得到大幅提升。单片机项目教学法是围绕工程项目展开,以项目的开发步骤作为教学顺序,将单片机的知识点穿插到开发项目的过程中,引导学生边做边学。

4.以考试和综合实践为基础的课程考核模式研究。传统的教学考核方式为考试,通过卷面成绩对学生的学习效果进行评估,该考核方法没有考虑到单片机课程的强实践性。由于单片机课程的教学方式基本以案例和实践为主,也须对原有的考核主要以考试为主进行改革。课题研究提出综合实践、考试及研讨考核相结合的复合考核方式。综合实践中,以2~3名同学组成一组的形式,自定一个综合实践题目,就题目展开分析和讨论,并展开单片机硬件系统设计和程序设计,然后确定并绘制单片机综合实践系统的硬件图(在Proteus中完成),并编写单片机综合实践系统的软件(用C或汇编语言写都可以)。最后每个项目组指派一位同学,在课堂上通过PPT的方式阐述设计理念及具体的设计流程,并接受老师及台下同学的提问。本次综合实践占单片机原理课程总成绩的20%。平时教学过程及教学总结过程的研讨等占期末总成绩的10%,相应地考试成绩只占总成绩的70%。考核方式的转变,让学生更注重平时的学习过程及研讨,并培养和锻炼工程项目的实际开发经验,提升学生的团队协作能力。

三、教学改革研究的实施效果

通过教学改革研究,提出非电类专业的单片机课程虚拟课堂教学改革方案,开发出适合非电类专业的视频微课及引导式问题,建立Proteus+Keil的虚拟实验室,试制出适合非电类专业学生特点及实际需求的单片机实验平台,采用综合考核方式进行课程的考核方式改革。上述具体方案,经过近一年的教学实践及效果反馈,效果较好,可以在非电类专业的单片机原理教学中加以推广应用,教学改革研究的思路和方法也可应用在其他专业课程上面。

参考文献:

[1]许明,倪敬,陈国金.机械类本科单片机实验教学案例研究[J].教育教学论坛,2013,(43):246-247.

[2]张毅刚,胡瑞强.基于Proteus的单片机课程的教学改革与实践能力培养[J].教育教学论坛,2012,(5):149-150.

电机课程设计总结篇6

基金项目:本文系江西省教改基金资助项目(项目编号:JXJG-10-6-22、JXJG-11-6-8)、江西省卓越人才培养计划和江西理工大学校级教改基金资助项目(项目编号:LGJG-10-6-67)的阶段性研究成果。

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)09-0063-02

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,也是目前我国高校工程教育领域的研究热点。CDIO中各个字母分别代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)。它是以从产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以积极主动的、综合实践的、课程之间有机联系的方式学习,培养学生的工程实践能力、职业道德和诚信,从而使培养出的大学毕业生具备卓越工程师的职业道德、正直和富有责任感。这是使工程师在越来越依赖于复杂技术系统的环境中保持高效、创新和卓越所必需的。江西理工大学作为教育部“卓越工程师培养计划”第二批试点高校,并获江西省教育厅立项资助,在“电子系统课程设计”实践教学改革中,我们从学校实际情况出发,以CDIO工程教育模式为导向,以培养卓越工程师为目标,对该课程设计的实践教学方法进行了改革。

一、“电子系统课程设计”传统实践教学方法的不足

以往的“电子系统课程设计”实践教学都是以MCS-51系列单片机主导的软件编程为设计题目。MCS-51系列单片机是国内应用最广泛的8位微处理器,也是国内单片机教科书中的主体内容。以MCS-51系列单片机为主体的电子系统作为课程设计的主体内容是有一定道理,并且在以前确实取得过较好的教学效果。但是,随着科学技术和工程技术的不断发展,电子技术发展日新月异,特别是各种基于不同架构的微处理器不断发展及其芯片的推出,使得先前的设计方法和设计思路无法满足现代企业对工程技术人员更高的需求,这迫使高等教育的课程体系也要不断改革以适应社会的发展。

首先,在内容安排上,传统的课程设计指导书详细讲解了MCS-51单片机系统硬件设计和软件设计的思路及其设计步骤,而且设计内容单一,过于程式化,学生只要依葫芦画瓢、按部就班即可,这种教学方法很容易使学生的学习形成思维定势,不利于发挥学生的特长和创新能力,从而无法体现学生的个性和激发学生的积极性,从根本上制约了学生创造力的发挥。随着技术的发展,各种功能强大的单片机不断涌现,特别是32位基于ARM Cortex-M0/M3的微处理器功能强大,并且有取代传统8位单片机的趋势。从这种意义上讲,以MCS-51系列单片机为主体的系统设计不仅谈不上创新,也不能算是真正意义上的设计,充其量是重复一个过时的大作业罢了。因此,以MCS-51单片机为课程设计的主体内容,限制甚至扼杀了学生接受新技术的机会,不能适应当前素质教育的大形势。

其次,传统课程设计布置题目是安排在理论教学完成之后,要求学生在学期末两周内完成。期间可能有些课程期末考试将会与课程设计的时间相冲突。这使学生没有充足的时间用于课程设计,很多问题都来不及思考就在匆忙中完成课程设计。在设计方法上采用Protel软件设计和绘制原理图,再在实验平台上进行连线,通过Keil C51环境进行编程和编译,最后下载到实验平台上的单片机进行调试,这种方法让学生难以全面地想象出电子产品设计的整个流程,导致学生看不到自己设计出的实物样品而缺乏乐趣。

再次,长期以来大多数院校都是在“电子工艺实习”实践教学完成一年后才开始设置“电子系统课程设计”实践教学的。在“电子工艺实习”电子产品制作(实际上大多数都是买来现成的收音机电路板,然后让学生焊接元件和调试)中,学生对模拟电路、电路基础都得到了较好的训练;在“电子系统课程设计”实践教学中的单片机系统设计中,学生对数字电路和软件编程得到了训练。但是两门课程开课时间间隔过长,而且它们之间没有建立必要的对接点以形成一个有机的整体。其最大弊端是在开完模拟电路、数字电路、电路基础、单片机原理、C语言等系列课程之后,学生缺乏对现代电子产品从设计到制作这一完整过程的掌握。

二、基于CDIO模式的课程设计实践教学改革措施

1.以面向工程为导向、以项目驱动为手段,激发学生的学习兴趣

以前课程设计的题目设计内容单一、过于程式化,大多是几个实现单一功能的实验叠加起来,与实际的工程项目相差甚远。以面向工程为导向、以项目驱动为手段就是将学生的学习活动与实际的工程项目研发相结合,每个项目组织几个学生以团队合作的方式实施一个完整的“项目”而逐步深入、全面展开教学活动,以此探究问题和解决问题,从而提高学生的学习积极性,进而树立他们的信心和培养他们的创新能力。

在“电子系统课程设计”实践教学模式中,关键是题目内容的设计合理与否,它将直接影响到实践教学效果。因此,指导该课程设计的教师最好具有实际工程实践经历,而且在设计题目内容时应紧扣实践教学内容,以创新能力培养为出发点,结合实际的电子产品研发过程,结合大学生电子竞赛题目的考核要求拟订合适的题目。一般遵循以下原则设计题目:一是实用性。所涉及的理论知识具有较强应用价值,并能与实际技能训练紧密结合,让学生学以致用。二是可行性。选择学生易理解、感兴趣的题目,尽量贴近企业工程项目,其实施过程与实际科研项目有众多相似之处,从而激发学生的学习积极性。三是难度适中。题目难度过大会导致部分学生对课程设计望而生畏,无法取得预期的教学效果;难度过小则会影响部分学生的学习热情和积极性,达不到课程设计的要求。四是综合性。注重理论联系实际,注意与其他机电、电气、信息类课程的专业知识融合,进一步提高学生的综合能力。

2.课程设计题目工程项目化,树立统筹工程概念

从模拟电路设计到数字电路设计、硬件设计到软件设计,对学生进行系统的训练,使学生具有整体设计思想;从产品设计的全过程出发,以工程项目为主线,编排课程设计的内容具有完整性、系统性和综合性。课程设计的选题应具有工程项目化、内容多样化,设计要求具有挑战性,而且均具备从模拟电路到数字电路的硬件设计和软件设计,以满足不同学生的兴趣,将传统的设计由单纯模仿型变为思考与实践综合型。可以通过多种途径有效搜集课程设计题目。例如:以指导教师的科研项目拟订合适的题目,或通过学校与周立功单片机有限责任公司、南昌瑞林工程技术有限公司建立的校企合作关系去了解企业的需求,并将他们急需解决的科研项目引入到课程设计中。允许并鼓励学生根据经验和特长自己拟题。此外,也可以寻找一些与历年全国和各省市的大学生电子竞赛主题合适的题目作为课程设计题目。依据上述要求设计的题目具有了明确的设计要求,使学生积极投入课程设计,课程设计实践教学效果显著。

3.以先分散再集中的模式布置设计任务,培养学生独立思考与综合实践的能力

以往的课程设计是集中在两周内完成的,导致存在突出的矛盾:设计内容多与设计时间紧张。先分散再集中的课程设计方式可以有效解决这一矛盾。将传统的集中式课程设计变为分散模式就是将课程设计内容与理论教学并行实施,设计原理、设计方案和软硬件设计方法与理论教学同步实施,最后集中时间制作、调试各个模块并组合形成完整的样机加以调试。在理论教学的同时,以课外作业形式完成信号放大电路、滤波电路、单片机最小系统、传感器信号采集电路等各个模块的设计原理、软硬件设计方案,从而让学生积极、主动地学习并有充分的时间进行创新性设计,指导老师对各个环节进行监督和指导。这种教学方式给学生充分的时间进行思考和设计,也给指导老师充足的时间进行指导。理论教学与课程设计实践教学融合进行的教学方式使实践教学与理论教学环环相扣、互相呼应,从而真正实现课程教学的有机统一。

4.利用电子EDA技术,提高学生的创新能力

随着计算机技术和电子技术的迅速发展,电子产品从设计到制造已进入数字化时代,各种计算机辅助设计层出不穷。在“电子系统课程设计”中,将电子EDA工具中的Proteus软件代替传统的采用Protel软件设计绘制电路与PCB以及用Multisim软件仿真电路是课程设计改革的一个重点,将电路仿真分析和设计、PCB设计在Proteus软件+Keil C51环境下进行设计与实现。现阶段许多学生选用传统Protel软件绘制电路原理图和设计PCB,用Multisim软件仿真电路,用Keil C51对单片机进行编程。对于学生来说,设计一个电子产品需要跨越的软件平台有点多了,降低了学生的学习和设计效率,不利于学生设计能力和创新意识的培养。Proteus软件具备数模混合仿真、单片机仿真、ARM7仿真功能以及PCB设计功能。采用Proteus软件工具可拓宽学生创造设计能力的培养,也是软件发展多样化的需要。学生应用该软件和Keil C51进行电子产品设计所花的时间只有以前的一半,显著提高了设计效率。在今年江西省Proteus + Keil C51电子设计大赛中,有的学校派不出参赛学生,而江西理工大学派出了阵容强大的参赛队伍并获得了优异的成绩。

5.重视课程设计的答辩和总结,培养学生团队合作意识

要肯定学生的设计成果就务必要重视课程设计的答辩。实施课程设计答辩是学生间、师生间最有效的交流方式,是指导老师检查课程设计效果好与差的有效手段。通过答辩可以发现课程设计过程中一些共性问题并对这些问题进行集中答疑,以使学生加深印象。同时,通过对学生进行答辩,也可以锻炼学生的口头表达与即时分析能力,让学生掌握设计中的各个细节问题。

课程设计总结报告同样可以反映出学生的设计思想、技术方案和设计步骤。要求学生的毕业设计论文写出完整的课程设计报告,认真总结和剖析设计过程中存在的问题,并写出设计心得或体会。指导老师也要对整个课程设计教学过程进行分析和总结,不仅要肯定好的一面,也要指出不足之处,并尽可能给出一些相应的改进措施。通过对课程设计的答辩和总结,可使学生发现设计过程中未曾考虑到的问题,使指导老师对整个课程设计过程有总体的了解,使得老师和学生都获得更大的收获,从而圆满地达到课程设计的要求与目的。

三、结束语

本文提出的基于CDIO教育模式的“电子系统课程设计”实践教学与传统的课程设计有较大的不同:题目具有一定的开放性,多样化,注重实践过程,并加强对实践结果的总结与合理性分析。课程设计题目较好地融合了“构思―设计―实现―运作”的指导思想,提高了学生通过自己分析、研究、解决实际问题的能力,体现了团队合作精神。要顺利完成基于CDIO的课程设计,不仅要有厚实的基础知识,而且要有良好的沟通能力并具有开拓创新的精神。CDIO是一个新的教育模式,尽管它的历史还很短,但已经显示出了强大的生命力。通过CDIO高等工程教育模式的改革,将会极大增强学生的综合创造能力,提高学生的国际竞争力。

参考文献:

[1]Crawley,E.F.,Malmqvist,J.,Ostlund,S.,et al. Rethinking Engineering Education:The CDIO Approach[M].New York:Gardners Books,2007.

[2]Edward F. Crawley,The CDIO Syllabus―A Statement of Goals for Undergraduate Engineering Education,2001[Z].

[3]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,(3):1-6,9.

[4]朱玉.CDIO工程教育模式下“机械设计课程设计”教改的探讨[J].中国电力教育,2010,(19):98-99.

[5]吕宝占.应用型本科“机械设计”课程设计的改革与实践[J].中国电力教育,2009,(141):148-150.

[6]钟金明,李苑玲.基于CDIO理念的工程教育实践教学改革初探[J].实验科学与技术,2009,7(6):67-69.

电机课程设计总结篇7

1 机电专业课程设计的重要性

机电一体化技术不是机械技术与电子技术的简单叠加,而是二者的有机结合。一直以来由于在基础课与专业课教学中缺乏机电知识综合运用能力的培养和训练,学生在学习了机械设计、机械制造和电子技术、微机原理与应用等基础课程以及数控技术、机电一体化技术等专业课之后,仍然不能很好地将机、电的知识融会贯通,不能很好地将所学知识运用于实际生活生产中的机电一体化系统的综合设计,遇到这类问题常常无从下手,存在不少困难。

机电专业课程设计是一个重要的实践性教学环节,一般安排在控制原理、数控技术、机电一体化技术等专业课学习之后。要求学生能够综合运用所学过的机械、电子、计算机和自动控制等方面的知识,独立进行一次机电结合的设计训练,主要目的是:①②

(1) 承上启下。在学习完相关专业课和即将进行毕业设计之前,初步建立“系统设计”的思想,以及相关能力的培养,为毕业设计奠定基础。

(2) 结合生产生活中的机电产品,学习机电系统总体设计方案的拟定、分析与比较的方法,进一步提高学生对本专业重要性的认识。

(3) 通过对机械系统的设计,掌握几种典型传动机构、导向机构及执行机构的工作原理、设计计算方法与选用原则。如齿轮/同步齿型带减速装置、蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等以及相应机构的消间隙方法及装置。

(4) 通过对进给伺服系统的设计,掌握常用伺服电动机的工作原理、设计选择方法与控制驱动方式。如步进电机、交流伺服电机、直流伺服电机等。

(5) 通过对控制系统的设计,掌握一些典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路。如控制系统选用原则、CPU选择、存储器扩展、I/O接口扩展、A/D与D/A转换配置、键盘与显示电路设计等,以及控制系统的管理软件、伺服电动机的控制软件设计思路等。

(6) 通过对机床夹具的设计,充分了解夹具在保证加工精度和提高生产率方面的重要性,掌握典型夹具的工作原理、设计计算和定位分析与选用原则。如数控钻床工作台设计、数控铣床工作台设计、箱体端盖钻锪孔钻模设计及动态仿真、车床拨叉两个25孔钻模设计及动态仿真等。

(7) 通过对机电产品零件生产工艺设计,掌握一些典型零件的加工工艺规程设计的内容及步骤,工艺路线拟定的方法和步骤。如CA6140型车床主轴箱箱体工艺路线设计、轴类零件数控仿形加工、型腔零件数控仿形加工等。

(8) 培养学生独立分析问题和解决问题的能力。

(9) 锻炼提高学生阅读应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。

2 提高机电专业课程设计质量的方法

2.1 选题

选题是决定专业课程设计质量的关键。题目的内容应该围绕机电一体化技术,难度和工作量要适中,既不要太难太大,拿到题目后使学生无从下手;又不要太易,照葫芦画瓢即可以完成。而应该使同学们能够在3~4周的时间中综合应用所学过的课程知识,同时查阅相关工具书及文献资料,通过总体方案论证、设计计算、选型、三维绘图及装配,论文撰写,最终完成题目的内容。近几年我院对机电专业课程设计的题目逐步进行规范,机电专业课程设计的对象主要结合生产生活中的机电产品(系统),分为机电产品生产工艺设计、机电产品制造夹具设计、机电系统进给伺服系统设计等三个主要方向。通过课程设计完成可以使学生有一定的成就感,进一步提高对本专业的学习兴趣。设计的机电产品主要有(下转第190页)(上接第169页)CNC机床、工业机器人、三坐标测量机、自动雕刻机、全自动洗衣机、果蔬自动烘干机等。

2.2 质量控制

2.2.1 规范课程设计过程

整个课程设计包括:确定题目及任务书、学生选题及进行课程设计、成绩评价。其中任务书包括:题目,主要完成内容及具体工作量(说明书字数及设计图纸大小、数量)。课程设计的时间一般为3~4周,指导教师根据具体题目进一步安排学生详细的进度安排,并督促学生按期完成进度任务。具体执行时为保证质量主要采取以下措施:

* 一人一题;同一题目不同参数可以扩展至两题;

* 必须有设计图纸(装配图和(或)零件图,或工艺流程图、工序卡);

* 提高、规范机械制图能力,图纸严格按机械制图标准、规范执行。其中,装配图要求:结构、投影关系、剖面、标题栏格式、配合、总尺寸、技术要求、线条、字体、字号、标准件标注及国标等;零件图要求:结构、投影关系、剖面、标题栏格式、尺寸、公差、粗糙度、材料、热处理等以及技术要求、线条、字体、字号等;

* 认真撰写设计说明书。设计说明书要求清楚地叙述整个设计过程和详细的设计内容。内容一般不少于10000字符,要求条理清晰、图文并茂、符合国标。

2.2.2 规范成绩评价赋分标准

成绩评价应能充分反映课程设计的全过程,目前我们制定的专业课程设计赋分标准如表1所示。

从表1可以看出,成绩评定既包括学生的主观态度,又包括其完成的具体内容情况。

课程设计结束后,教研室根据指导人数,每名教师抽取所指导学生的20%比例,由全体指导教师组成小组,对设计内容、结果、教师给分等进行集体评议,以使课程设计成绩评定更加合理。

通过规范课程设计选题、规范课程设计过程、规范课程设计成绩评定,使我院的专业课程设计质量明显提高,为同学们后续的毕业设计奠定了良好的基础。

电机课程设计总结篇8

Key words: studies co-exist with using;cross fusion;object-oriented

中图分类号:G71 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0245-01

0引言

随着工业现代化的进展,微机控制技术在自动控制中使用越来越多,其中基于PC总线的工控机系统占了相当大的部分。这些系统多数采用Windows操作系统,采用建立在Windows操作系统上的组态软件作为控制软件,因此,微机控制技术的发展对专科电类专业的程序设计语言的教学提出了更高的要求。传统的转科电类专业讲授Basic语言和C语言,这些语言已经不能满足对控制用的组态软件等的设计和维护的任务。C++语言是从C语言发展来的,它继承了C语言程序设计作为一门高级实用的程序设计语言,因此我校在2000年将C++程序设计语言引入电类专业的教学中,经过多年的学习实践,探索出了一部分经验,现总结如下:

1提高专科电类专业C++课程的定位准确性

专科电类专业主要培养获得电气工程师基本的训练,具有较高素质的综合性应用型高级工程技术人才,毕业生主要在生产一线工作,这就要求学生具有对较先进的计算机控制系统的设计和维护能力。专科电类专业C++课程的教学目标首先应是满足学生对VC++或VB总结学习,从而能够满足其对控制软件进行设计使用维护的要求。作为VC++或VB的基础,学生需全面掌握C++语言的基本概念和面向对象的程序设计的思想,因此,C++课程首先应是一门语言基础课,其次,电类专业的学生多数都学习计算机控制技术和单片机,而单片机的程序设计现在多采用C语言设计,因此学习C++需同时照顾到学生学习单片机程序的要求,所以C++课程同时也是一门专业实践课。

2提高C++课程教学内容的实用性

C++语言所涉及的概念很多,要全部学习需要很多的课时,对于专科电类专业的学生来说,课时往往都很少,因此,C++课程的教学内容应有所侧重,针对学生学习单片机课程的需要,理论联系实际,从实际应用出发,将C++语言中过程化语言的部分安排1/2以上的课时,其中函数的概念、数组的概念、指针的概念、结构的概念、三种程序的基本结构及流程控制语句应详细讲透。而针对继续学习VC或VB等程序语言的要求,引用、继承与函数的概念应是重点讲授的内容。

3C++课程教学方法研究

C++课程内容很多,专科学校所安排的课时较少,因此学生学习起来有一定的难度,教师需采取一定的方法来引导学生尽快掌握C++的精髓,实际教学中,我采取了以下方法:

3.1 联系实际,提高兴趣,学用并存单纯的语言学习往往比较单调、枯燥,因此学生往往厌学,在课程学习开始阶段,我们给学生放一些先进的计算机控制的现场画面,演示一下组态软件在计算机控制中的作用,并告诉学生这些软件是用建立在C++语言基础上的VC++等语言做成的,使学生看到C++语言的应用前景,从而树立起明确的学习目标,这样可以有效的激发学生学习C++语言的学习兴趣。

由于C++语言的前半部分是过程性语言部分,本质上是高版本的C,因此在学习的过程中,可以结合单片机的程序设计编一些短小实用的控制程序,并用单片机给学生作一些演示,让学生体会一下用C语言来设计程序相对于汇编语言的优点,同时用一些实际小问题,让学生自己编写程序,解决问题,学用并行,提高学生的兴趣和实际动手能力。

3.2 针对电类专业的特点,突出C++语言的控制特点电类专业的学生学习C++语言主要是以控制为目的,因此,在讲授C++时应突出其控制特色,C++语言程序的基本结构及流程控制语句、函数、指针、数组、结构的概念作为与单片机的控制有关的概念是C++的重要概念,结合单片机的C语言程序设计,让学生明白C++程序是函数驱动的,在讲述它的概念时,要突出它是面向对象程序设计的基础,具有在它的基础上控制用的组态软件才能够进行模块化设计,具有突出控制的特色。

3.3 突出对象,重点培养学生面向对象程序设计的思想现代计算机控制系统所有的组态软件种类很多,比如国外的IFLX,国内的组态王等,这些软件各有特色,但其共有的特色是可以自由组态,设计快捷方便,维护简单。而要实现这些功能,没有面向对象的程序设计语言的支持是不可能的,而C++语言正是由于引入了面向对象程序设计的思想后,才变得功能强大而使用灵活方便,因此在讲授C++程序设计语言时需重点培养学生面向对象程序设计的思想,让学生在面向对象程序设计的思想指导下来理解和掌握对象的概念,从而能够更好的理解组态软件的设计基础,有利于自己对组态软件的应用和维护。

电机课程设计总结篇9

关于电子商务专科的课程设置的探讨,我们可以从电子商务的概念出发。事实上,我们可以把电子商务理解成四个字“电子”和“商务”,电子商务便是企业商务活动的电子化,即通过电子手段进行的商务活动。所以电子商务专业的课程设置我们也可以从两个角度去考虑:商务与电子。即我们可以把电子商务的课程设置分为两类,一类是商务类课程,另一类是电子技术类课程。

3.商务类课程

所谓商务类课程,便是和企业商务活动与管理活动相关的课程,为了总结出一个有逻辑性的课程体系,我们从企业的角度去思考,理解企业我们可以从现实中的经济体系去理解,在物品与劳务市场,企业是物品与服务的提供者,同时,在生产要素市场企业是生产要素的需求者。这样企业的主要活动我们可以认为是采购,生产与销售。同时企业为了组织它的活动,就必须要有人力资源,资金和生产资料的支持,所以企业的组成便是人、财、物。总结以上叙述,从静态的看企业是人财物的组合;从动态的看企业从事进销产的活动。所在,以此推论,我们又可以把商务类的课程,分成几类,一、人、财、物的管理类商务活动;二、采购类商务活动;三、生产类企业活动;四、销售类商务活动。同时由于企业的商务活动会产生两个市场间物品与劳务以及货币与信息的流动,这个时候又产生了三类商务活动,即,五、物流管理活动;六、资金流管理活动;七、信息流管理活动。而广义的电子商务便是对以上七类商务活动的电子化,所以作为电子商务专业的学生首先要懂得以上七类商务活动的管理,然后再研究通过现代电子手段来实现。这样,我们就可以把电子商务的商务类课程,细分为如下七类课程:(1)人、财、物的管理及其电子化类课程:《管理学》《人力资源管理》《会计学》《财务管理学》等;(2)采购管理及其电子化类课程:《供应链管理》《商务谈判》等;(3)生产管理及其电子化类课程:《生产运作管理》等;(4)销售管理及其电子化类课程:《市场营销》《网络营销》等;(5)物流管理及其电子化相关课程:《电子商务物流管理》等;(6)资金流管及其电子化理相关课程:《网上支付与电子银行》等;(7)信息流管理及其电子化相关课程:《电子数据交换实务》等。

4.电子类课程

所谓电子类课程,便是现代通信,计算机技术相关的课程。我们可以这类技术分为四类,即一、信息存储技术;二、信息处理技术;三、信息交换技术;四、信息表现技术。其中:(1)信息存储技术相关课程:《数据库技术》等;(2)信息处理技术相关课程:《C语言程序设计》《软件技术基础》《网页与网站设计》等;(3)信息交换技术相关课程:《计算机网络》等;(4)信息表现技术相关课程:《网页与网站设计》等。

5.课程体系结构图

电机课程设计总结篇10

应用型人才的特点与培养应用型人才的特点是学科基础知识扎实,实践能力与创新意识强,除了具有较好的科学素养外,还具有良好的工程素养,具备解决工程实际问题的能力,毕业以后主要在生产第一线从事运行与管理等工作。应用型人才首先是一种创新人才,具有把理论知识和技术转化为实践生产力的创新能力;其次也是一种复合型人才,因为应用型人才的工作是以解决实际问题为根本,而要解决一个实际问题往往不能仅靠一种专业知识,实践的创新多出现在学科边缘或者各学科的交叉处,因此应用型人才也是一种复合型创新人才。[4]对应用型人才的培养,不是简单地增减几门课就能做到的,构建科学的课程体系是培养合格应用型人才的基础。如何建立以强电课程为主,渗透电子技术、信息技术与计算机技术的电气工程及其自动化专业的课程体系,是一项系统性的工程,需要透彻理解相关的课程及经受实践的检验。

课程体系的建设

在电气专业新课程体系的设置上着重突出“以强电为主,弱电为辅,强弱电、软硬件、电气控制与信息技术相结合”的专业特色,主要依据四个基本原则:一是突出强电特色,并且结合电力发展前景与现有师资力量,设置了电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个专业方向的课程模块;二是紧密结合自动化技术在电气工程领域的应用,保持电子与计算机技术相关课程教学四年不断线;三是强化本专业应用型人才培养的特色,保持实践教学环节四年不断线;四是激励学生的个性化发展,结合学生就业需要,注重课程安排的科学性与系统性。新课程体系的主要特点是适应郑州航空工业管理学院原电气工程及其自动化专业细分为电气工程及其自动化专业与自动化专业的发展需要,突出了电气工程及其自动化专业的强电特色,根据“厚基础、宽口径、重实践、强应用”的应用型人才培养模式而设置。

1.课程体系的改革郑州航空工业管理学院原电气专业结合了电气工程及其自动化与自动化两个专业的内容,专业的特点为“强弱结合、适当偏弱”;新电气专业的特点转变为“强弱结合、强电为主”,专业课程的口径相对变窄。新电气专业的课程设置不再是电气专业与自动化专业的区分,而是电气专业内电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个方向的设立。由此考虑把原来的学科基础课—专业基础课—专业选修课—跨专业选修课—实践环节的课程体系改为更符合新电气专业特点的一级学科基础课—二级学科选修课—跨二级学科选修课—跨专业选修课—实践环节的课程体系,如表1所示。新的课程体系保证了学生的理论教学在满足基本学分的前提下,能够小于2500学时,同时优化了课程内容,扩大了选修课程范围,扩展了学生的知识面,激励了学生的个性化发展。

2.课程内容的优化新的课程体系在强电专业“宽口径”的前提下,突出“厚基础”的要求,公共基础课与学科基础课的学时比例达到总学时的74%。在实现了同一专业的通识教育课、专业基础课完全打通,专业主干课程也基本相同,而专业方向的不同只体现在专业课程中的非主干课程及实践环节的要求的基础上,[1]新课程体系既实现了对学生人文社会科学与自然科学知识的培养,又强化了对学生对本专业基础知识的要求,同时还突出了不同的专业方向特色。新课程体系在课程内容上更加突出强电特色,突出计算机技术与弱电控制技术在本专业领域内的运用。按照电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个专业方向,设置了两个特色显著的课程模块作为任选的必修环节。另外,按照“拓宽”与“加深”的原则,开设总数达到19门的二级学科选修课,学生可以选修其中的5~7门。按照提高学生综合素质的要求,设置了跨专业选修课与全校公共选修课,要求学生在人文社科、经济管理等方面修习约6门课程。

3.授课时序的调整按照先基础后专业、由浅入深、循序渐进的原则,保持计算机教学、英语教学不断线,科学分配各门课程的授课时间与学时。(1)保持计算机教学不断线。计算机课程按照教学次序包括:“计算机应用基础”、“C++语言”、“机械制图CAD技术”、“软件技术基础”、“微机原理与接口技术”、“工业组态技术”、“电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用”、“单片机原理”、“交直流调速系统与MATLAB仿真”、“EDA技术”、“可视化程序”、“计算机网络”、“毕业设计”。(2)保持英语教学不断线。建议取消“专业英语”课程,增开双语课程教学。用英语(或双语)教学的相关课程包括:“大学英语”、“电路”、“软件技术基础”、“自动控制原理”、“EDA技术”、“计算机网络”、“毕业设计”。(3)科学分配各学期的课时量。如第一、第二学年学生的学习效果较好,可以适当增加基础课与专业课的课时量;第四学年学生因社会实践、找工作、考研等,学习效果下降,此时可以突出计算机与实践教学环节,利用课程的强实用性平抑学生的浮躁心态,最大限度保证学习效果。

加强实践教学环节

实践教学是高等院校培养工程应用型人才的必备环节,是提高人才核心竞争力的决定性要素。各高校电气工程及其自动化专业培养的人才水平的高低,取决于实践教学水平的高低,包括实验条件的完善、实验内容的设计及实验教师的素质。郑州航空工业管理学院电气专业的实践环节主要由课程实验、课程设计、生产实习与毕业设计等组成,组成了一个比较系统、由线到面、由基础到综合,分层次、全方位的内容体系。[5]

1.课程实验与课程设计课程实验包括电工电路、电子技术、电力系统继电保护、电力系统自动化、电力电子技术、电机与拖动、C++语言、单片机原理、电气PLC原理等。课程设计是工科专业实践教育的重要一环,是培养大学生独立思考、信息检索、相互合作,初步从事科学研究能力的重要途径。课程设计实践环节主要由核心专业课程与部分实用性强的专业课程如“电机设计”、“电力系统分析”、“单片机原理”、发电厂电气部分等的课程设计构成。

2.实习基地实习基地由校内与校外两部分组成。校内实习基地主要由校办工厂组成,完成金工实习、电工电子技术、计算机辅助设计等基础性专业训练;校外实习基地主要包括陕西航空电气有限责任公司、成都飞机制造厂、贵州飞机制造厂等,学生在校外实习基地主要接受现代化企业的生产教育,培养工程实践能力。

3.毕业设计电气工程及其自动化专业毕业设计的课题多来自于工程实践。题目通常由导师自行拟定,或者来自于导师科研项目的某一模块,或者来自于导师熟悉的专业领域,与工程实际结合紧密。针对毕业设计中存在的问题,如题目陈旧、知识面过窄、实验条件较差、学生支差应付、成果可操作性不强等问题,现阶段可积极采取以下措施:一是加强对教师和学生的管理。对教师尤其是青年教师中期抽查考核,组织讨论,询问学生等;对学生加强考勤,不定期考查,组织中期检查与预答辩等。二是鼓励和引导学生在学科知识范围内自由选题,激励他们选择来自于生活实践、能够解决实际问题的课题。三是创造条件允许学生到实习或工作单位做设计,聘请企业中有高级职称的人员参与毕业设计的指导工作。除了以上基本的专业实践环节之外,还可以积极组织学生参加“挑战杯”、“电子设计”等全国大赛,鼓励学生进行科技创新制作,建设专业的开放型实验室,积极探索有助于提高学生创新能力、工程实践能力的教育教学模式。

电机课程设计总结篇11

将教学内容中的知识与实际案例进行结合。每个案例都结合着教材的理论知识,将理论知识应用到解决案例中的实际问题。比如,在讲解CPU的编程结构时,先介绍一个简单的时序电路,由此引出时钟电路、寄存器、总线等概念。在讲解可编程定时器/计数器8253时,以如何检测自行车速度为例。为了检测自行车速度,需要产生标准时钟,检测自行车轮辐信号,计数检测到了多少根轮辐。然后采用单位时间计算法,检测单位时间内有多少根轮辐经过,或是检测总的轮辐数目,计算每根轮辐经历的时间,由此来计算车速。为了达到上述目的,需要分析如何配置控制字寄存器、如何初始化每个计数器等。

2.案例环环相扣,形成系统

案例的设计需要周密考虑。案例在设计之初要考虑的问题是,如何在每次案例教学中即能讲解当前知识,又能复习上次课程的内容并引出下次课程的教学内容,这样便使学生在接受新课之前可以完成对上次课程的回顾,又对下面的内容充满好奇。此外,工程应用所采用的知识面涉及内容非常多,掌握每个案例需要大量的课时,理论课时有限,让案例环环相扣,形成系统,可以减少理解案例的时间,又能够很好掌握课程内容。以感应同步器检测案例为例,该系统包括8086的总线和时序,存储器,输入/输出,中断技术,可编程接口芯片8255、8253、8279等微机原理接口技术所有内容。在课堂教学中,我们可以不断反复应用该案例。在总线和时序一章中,围绕CPU,学生可以掌握晶体振荡器、复位电路和电源电路;在存储器一章中,学生能很好地掌握RAM、ROM等存储器,并复习了总线和时序一章,也能够直观地看到其它章节的内容;在可编程接口芯片一章中,学生能掌握如何利用定时器/计数器8253进行计数,利用并行接口芯片8255设计输入输出,利用8279设计键盘显示电路,实现参数设置,并采用七段码显示参数或者感应同步器距离,通过这样环环相扣,一个完整的系统就可组成。一个系统案例涵盖整个理论课程章节内容,学生通过一个系统案例,能直观地掌握课程理论知识,并举一反三,应用于工程实践中。学生在课堂上学习的积极性来源于课堂知识所带来的求知欲和兴趣。选择学生喜欢的内容作为教学内容,是提高教学质量的一种好方法。每个学生都有自行设计自行车速度检测方法和控制装置想法,作为老师引导学生一步步实现,包括:设计晶振、复位、电源电路;设计存储器接口电路,设计时钟芯片电路、设计键盘显示电路等。

二、在自制开发板上动手实践

由于缺乏实际的练习与应用,有相当多的机械类专业学生快到毕业时,仍然不知道如何在工程实例中使用微机原理的理论知识。为了增加理论与实际的结合机会,在教学实践中,作者设计了一块简单、成本很低的CPU开发板。CPU开发板具有在线下载功能,能够实现与计算机通信、键盘显示操作、模拟量输入等各种功能。利用开发板进行编程,能够很好理解掌握微机编程结构、汇编语言、存储器功能、输入输出接口、A/D转换,定时器、计数器功能等。这种自制开发板发给每个学生,布置各种不同的任务,让学生在电路板上实现,这样学生在课余时间能够很好地掌握微机原理的基本知识。通过这些训练,学生不仅掌握了课堂内容,培养了动手能力,而且启发他们的创造能力,学生根据这块电路板完成了各种不同的功能,如霓虹灯显示、恒温箱控制模拟、网络功能等。人手一块CPU开发板,进行实际电路的设计,让课堂理论知识紧密联系实践操作。

三、灵活考试机制

机械专业微机原理与接口技术是一门专业选修课程,教师在成绩评定上有比较大的自,不能简单拘泥于书面考试的形式。所以,这个环节要与前两要素有机结合,灵活应用,以取得良好的教学效果。一般会有100个左右的学生选修这门课。在这些学生中间,每年都会有部分学生参加教师所承担的课题研究。对于这些学生,由学生本人申请或者班导师推荐,他们的期末考试成绩一般都在90分左右。还有部分有学习积极性的同学会参加各种科技兴趣小组,利用微机原理知识,制作各种小发明、小创造。这部分同学通常能交出一份很好的设计方案和演示实例,期末成绩将根据考试成绩和小发明、小创造综合评定。另外,还有部分同学在自制的开发板上设计出比较好的演示程序,期末成绩则由演示程序与考试成绩结合评定。其余的同学根据考试成绩和平时作业综合评定成绩。通过采用这种灵活的考试机制,不仅调动了学生的学习积极性,又提高了部分学生学习的自主性、动手能力和创造性。这种灵活的考试机制还取得了良好的辐射效应,取得了一定的经济和社会效益。在参与课题研究的同学中,有些申请了上海市大学生创新基金项目;有些学生毕业后根据参与的课题研究,分别成立了自己的公司。这种灵活的考试机制,能很好地推动教学双方沟通的经常性,提高了教学效果。参与课题研究的同学能够提出他们的想法,为将来的教学改进提供很好的思路。这种教学效果已经产生多元化的效果,不仅增强了理论知识,而且增强了动手能力、创新能力和自学能力。

电机课程设计总结篇12

1“C语言”课程和“单片机”课程结合

传统的“单片机”课程教学模式是将MCS-51单片机的汇编语言作为贯穿该课程教学以及实践教学的始终,汇编语言本身拥有它自身的优点,比如编译速度快、暂用存储空间小,但它的缺点也是致命的,语句抽象,可读性差,难理解、编程效率低、学习难度大、代码结构复杂、难以维护更新,最致命的在单片机完成复杂的控制系统中,总伴有比较复杂的控制算法,汇编语言难以编制比较复杂的控制算法程序,如多字节的乘方和开方运算等。随着单片机的存储器容量和运行速度大幅度不断的提高,如今在工程实践中C语言的应用越来越广泛,C语言具有丰富的库函数,可以直接实现对系统硬件的控制,可以实现复杂的控制算法,编译效率高,最为突出的它是一种结构化程序设计语言,设计的程序可以方便地在不同类型的单片机上实现移植。目前我们把这两门课结合在一起,就让“C语言”课程为“单片机”课程服务,重点学习单片机C语言的编程技巧,掌握一些常用的基本语句,降低学习难度,而从电子设计竞赛中所分解出来的各个小项目,正好是学习练兵的好素材,让学生保持较高的学习兴趣。

2“传感器”课程和“单片机”课程结合

传感器技术作为高端的现代技术,已成为电子设计中不可缺少的器件。长期以来,我们往往在教学内容上偏重于讲解各种传感器原理以及典型的接口电路,这种枯燥无味的教学方式使学生对传感器缺乏感性认识,应用传感器也就更加无从谈起。众所周知,传感器的种类虽然繁多,但各种传感器的原理都是基于各种物理效应和物理现象的,都体现了实践性和应用性。在教学中,应侧重于应用。以电子设计竞赛平台为切入点,让“传感器”课程和“单片机”课程两者结合在一起,直接让学生在单片机的控制下实现传感器的应用。具体做法是将“传感器”课程内容分“光电传感器”、“热释电红外传感器”、“声传感器”、“温度传感器”、“位移与角度传感器”、“磁学量传感器”、“气敏传感器”、“光纤传感器”、“力传感器”教学单位,每一个教学单位选择一款有典型代表的传感器,提供与单片机的硬件接口电路、数据传输特性参数以及参考例程,让学生按照教师所提出的要求,自行完成电路的设计与制作。通过这种实践式的学习,可以确立学生的学习动机,从而激发学生的学习兴趣。

实验课程改革

电机课程设计总结篇13

基金项目:本文系2011年上海市教委重点课程机电一体化原理项目(项目编号:20115301)的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0075-02

为了满足电力行业对机械类专门人才的需求,各电力高校均开设了机械设计制造及其自动化本科专业。该专业的主要特色是培养能够适应电力行业的机械类相关岗位的人才。前几年,该专业毕业生的就业形势喜人,但是,由于制造类相关行业广受金融危机的影响,导致近年来毕业生的就业情况不太理想。面对无法预知的金融危机以及制造业界不太乐观的就业形势,作为专业教师,应该思考怎样才能使学生更从容地面对求职择业问题。

机电一体化作为机械、电子和信息等多科内容融合的学科,在拓宽机械类学生知识面和就业面等方面将起到重要作用。加强该课程的学习,能明显提高学生素质,从而增加学生在机电一体化行业内的就业机会。本文认真思考了机电一体化原理在本科教学中的若干问题,以“机电一体化原理”教学为基础,论述该课程对学生的重要性并指出目前存在的问题,提出以拓宽学生的就业面为目的崭新的教学思路,并辅以项目教学法的教学改革方案,以及增设“机电一体化原理”课程设计的设想。

一、引导学生认识“机电一体化原理”的重要性

学生在学习“机电一体化原理”的时候,由于缺乏实际经验,加上该课程牵涉面很广,学习难度较大,因而学习热情不足。因此,在教学过程中,教师要想方设法、千方百计地引导和吸引学生充分认识“机电一体化原理”这门课程的重要性,从而激发学生的学习热情。

首先,应使学生明确,机电一体化是多学科交叉,相互渗透的综合性课程,广泛涉及机械技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、检测传感技术和系统总体技术等方面的内容。机电一体化技术是给传统机械加上“大脑”(计算机信息处理与控制),极大限度地延伸了机械的概念,使机电一体化产品几乎无处不在。例如,“机器人”作为最重要的机电一体化产品之一,已经成为现代工业控制的三大支柱之一。[1]

其次,针对现在机械专业学生机械基础扎实、电子基础薄弱的特点,认真学习“机电一体化原理”这门课程,将显著提高学生在电子方面的素养。通过课程讲解、实验教学、项目教学、课程设计等教学手段,学生深刻体会机电一体化的基本原理和设计方法。

最后,机电一体化的重要性还体现在很多产品,特别是高科技产品,难以将机械和电子部件完全分开。例如,机电设备设计及维护人员既要精通机械方面的知识,又要精通电子方面的知识。因此,掌握机电一体化原理,并将其应用到解决实际工程问题当中,已经成为机械专业的毕业生必须掌握的一项重要技能。

二、增加实验课时、加强实验室建设与整合

“机电一体化原理”理论学习固然重要,实验教学也同样重要。不少学校现有的“机电一体化原理”的教学大纲中,实验教学所占学时明显偏少,而且学生真正能动手完成的实验更是少之又少。因此,现有实验安排起不到锻炼学生的动手和实际操作能力的目的。

此外,很多学校实验室中的设备和科研条件并没有充分发挥出来。应该在现有的设备的基础上,广泛开拓思路,整合、组合、创造出新的机电一体化实验,以实现锻炼学生动手能力的目的。而且,实验室的工作条件和实验场所还需要进一步改善。实验设备也需要对机电一体化实验教学或辅助教学等方面,进行广泛市场调研,根据需要进行采购和扩充。

因此,必须在加强实验室建设的基础上,适当增加机电一体化的实验课时,才能真正使学生通过实验加深对机电一体化理论知识的掌握,体会机电一体化应用的目的。

三、激发学生在机电一体化行业内的就业思路

激发学生产生在机电一体化行业内就业的想法,是教学的重中之重。只有学生真正产生这种想法,才会产生学好“机电一体化原理”的动力。

目前,机械专业毕业生大多将自己的就业方向主观定位在纯机械领域。尽管机械制造业是非常庞大的产业,但就业机会终归有限。由于能力的欠缺,择业的时候,面对机电一体化行业广泛的就业机会,学生更多的是无奈。鉴于此,任课教师必须努力激发学生在机电一体化行业内的就业兴趣。

引导学生领悟,若是自己具备很强的机电一体化技术方面的素养,将会拓宽自己的就业面,从而为自己创造更多的就业契机。就算是学生毕业后选择在机械行业就业,若是在机电一体化方面有比较扎实的基础,也会开拓自己的视野,何况是现在科学技术、工程技术已经发展到机、电完美结合的阶段,完全分开的机械和电子几乎没有。

因此,在教学过程中,应该结合机电一体化行业激发学生的学习动力。具体来说,可以结合机械专业学生在机电一体化行业就业的实例,引导和激发学生的学习热情。另外,在教学过程中,也可以充分结合机电一体化产品的具体设计思路,引导学生如何跨越机械专业的局限,尽可能多地接触机电一体化领域。通过这些方式,学生们将会自然提升对机电一体化领域的兴趣,从而增加在机电一体化行业就业的主观积极性。

四、开展项目教学法、培养学生综合能力

为了使学生加强对机电一体化领域的认识,启发他们在机电一体化行业内就业的热情,“项目教学法”引入到机电一体化的本科教学工作中去。项目教学法在国外的职业教育中应用较多,目前在本科教学中还很少使用。为了让机械专业的学生通过项目直接深入到机电一体化领域,教师提出使用项目教学法。

项目教学法是一种在“做中学”的理论基础上发展起来的一种教和学的模式,这种教学法通过组织学生真实地参加项目设计,履行和管理项目的全过程,在项目实施的过程中完成教学任务,培养学生的实践能力、分析能力及其他关键能力。这种模式突破了传统的“以课堂为中心,以教师为中心,以教材为中心”的教学模式,强调使用的技能和知识创新,有效地交流课堂与社会生活的联系,充分展示现代教育“素质教育”的本色。[2,3]

项目教学法主要特点是与现实生活紧密联系,加强理论联系实际,有助于培养学生的多方面能力,更重要的是展示学生的创造性,培养了学生解决实际问题的能力。项目教学法的整个教学过程可以分为以下几个阶段:

1.拟定题目

学生自主分组或教师分组,查阅资料、主动思考,充分发挥主观能动性,拟定本小组的题目。教师在这个过程必须要干预,要求学生选定的题目具有创新性或实用性,特别是要适合该小组的特长和兴趣。要求项目既要体现学生的创新性、具备挑战性,又要切实可行、经过学生的努力可以完成。

2.可行性分析及方案设计

通过项目可行性分析及方案设计、确定项目进程计划,要求该进程安排基本与课堂教学进度并行,即:按照课堂教学的进度安排项目的实施进度,即首先是机械机构、执行机构,然后是计算机、控制系统和传感器系统等。教师必须认真检查各小组的可行性分析及方案设计。

3.项目实施要求学生按照工作进度实施并做阶段总结

这一阶段,对于学生在项目研究所用到的内容,有可能在课程学习中没有学到,要求教师指导学生进行再学习,以进一步挖掘学生的创造性思维。项目的实施过程中,学生将有大部分工作需要在实验室中完成,因此,在第三部分对实验室进行整合和扩建的过程中就必须要考虑这些问题。

4.项目考评

以小组为单位,认真考核学生完成项目的情况。针对机电一体化项目的各系统的设计、实现方式、功能和项目报告等进行考评。考评中要特别注意学生在完成项目的过程中发现问题和解决问题的能力。

5.项目拓展

建议学生以研究报告、学术论文的形式呈现本小组的研究成果。对于考评成绩优秀的小组可以组织学生以申报专利、参加竞赛的形式进一步拓展项目。

项目教学法可以极大提高学生的兴趣,激发学生的学习热情,挖掘学生的创造性思维,同时使学生以真正项目的方式接触到机电一体化的产品设计和项目管理。这种项目管理的经验,发现问题、解决问题和总结问题的能力和经验对学生而言非常宝贵。项目考评优秀的学生的科研论文和专利申请都将在学生毕业求职时增加不可或缺的砝码,将成为机电一体化行业的敲门砖。

五、增设“机电一体化原理”课程设计环节

现有的教学手段,还不足以提升学生在机电一体化行业的竞争力。作为项目教学法的补充,还可以通过增加机电一体化原理设计环节,从而更大程度上提高学生的机电一体化产品的设计能力。

课程设计时,要求学生认真回顾教师在课堂上所授要点,分析各要点对产品功能的实现及其特性的影响。希望学生在课程设计过程中,进一步理解、吸收和消化课程理论知识以及在项目教学法中所存在的尚未解决的问题。

课程设计课题要尽可能选择具有产业背景的实际课题,学生通过原理方案的设计、结构设计、传动系统的设计、执行机构的设计、控制系统的设计以及总体设计等过程,加深对机电一体化系统的总体认识。在指导过程中,注意培养学生的创新设计能力,充分发挥学生的创新潜能。此外,还要注意课程设计必须与项目教学法互补,对于项目教学法中没有涉及的部分,要适当加强。[4]

课程设计应着重培养学生熟悉机电一体化行业标准,全面掌握机电一体化产品设计规范和过程,并培养学生扎扎实实的工作作风。

六、结论

本文以拓宽机械类学生的就业面为主要目标,针对“机电一体化原理”本科教学的若干问题,进行了深入探讨和思考。以“机电一体化原理”教学为基础,论述该课程对学生的重要性,以及如何引导学生对该课程的重要性进行再认识。通过加强实验室建设,增加学生动手实践的机会,以拓宽学生的就业面为目的,激发学生的学习动力。提出项目教学法的教学改革方案,着重培养学生在机电一体化产品设计中的发现问题和解决问题的能力;该项目教学法与“机电一体化原理”课程设计相辅相成。期待机电一体化课程在提高综合素质、拓宽毕业生就业面等方面有所建树。

参考文献:

[1]张建民.机电一体化系统设计[M].北京:北京理工大学出版社,2006.

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