導語：系統(tǒng)設(shè)計的機電一體化論文2篇一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

第一篇

1基于CDIO的改革方案探索

1.1課程組織方式的改革CDIO是美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學2000年組建的跨國研究組織，經(jīng)過四年的探索研究后創(chuàng)立了CDIO工程教育理念[3-4]。CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)、運作(0perate)，它以產(chǎn)品從研發(fā)到運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、與課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。按CDIO教育模式，以項目設(shè)計和實現(xiàn)為驅(qū)動力的方式組織課程的教學，根據(jù)項目設(shè)計的步驟進行安排課程?！皺C電一體化系統(tǒng)設(shè)計”課程是機電專業(yè)的專業(yè)課程，集理論和實踐為一體，涉及機械和電子控制的綜合應用技術(shù)，知識容量大，實踐性很強，需要強化實踐環(huán)節(jié)才能使學生真正達到課程的要求。我們在組織課程大綱時，從已知成熟的機電項目出發(fā)，機電工程項目設(shè)計與實現(xiàn)為目標，建立起培養(yǎng)學生整體的機電一體化產(chǎn)品設(shè)計能力的知識結(jié)構(gòu)。首先,讓學生建立起對機電一體化系統(tǒng)和機電一體化產(chǎn)品的整體性理解。在概述部分，主要講述機電一體化的概念、體系結(jié)構(gòu)、特點和國內(nèi)外的發(fā)展趨勢,并強調(diào)機械學和電子學的有機結(jié)合和相互協(xié)作,詳細分析機電一體化產(chǎn)品的功能評價、設(shè)計方法和設(shè)計步驟等內(nèi)容。其次,讓學生掌握如何運用所學知識對機電一體化產(chǎn)品進行分析設(shè)計和選型，從而實現(xiàn)系統(tǒng)或產(chǎn)品整體性能最優(yōu)。介紹機電一體化各組成部分。為了避免使學員因?qū)W習內(nèi)容重復而失去興趣,又能深入理解組成機電一體化系統(tǒng)的各構(gòu)成要素之間的關(guān)系，我們對基礎(chǔ)知識只是做簡單的復習回顧，突出強調(diào)各組成部分的特性分析、設(shè)計選型及應用上,并重點介紹其接口部分。最后，讓學生能夠?qū)W以致用，融會貫通，縮短畢業(yè)后勝任工作崗位的時間。介紹典型的機電一體化產(chǎn)品。除數(shù)控機床、工業(yè)機器人等典型機電一體化產(chǎn)品外,引入本學校機械專業(yè)老師的在研項目中實際裝備的案例，學生有機會接觸到實際的設(shè)計和開發(fā)過程。

1.2課程體系的改革根據(jù)CDIO的基本原理，對課程體系設(shè)置進行改革探索[5]，按照“項目構(gòu)思，資料查閱，系統(tǒng)分析，方案設(shè)計，實現(xiàn)運作”的思路，進行課程設(shè)置。整個培養(yǎng)方案和課程體系，圍繞機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品設(shè)計展開，在上述的理論教學改革的基礎(chǔ)上，組織學生參觀或者參與數(shù)個特定機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品的設(shè)計項目（本學校機械專業(yè)老師的在研項目中實際裝備的案例[6]，如物流機器人系統(tǒng)設(shè)計、紡織品自動生產(chǎn)線設(shè)計、汽車自動裝配生產(chǎn)線、醫(yī)療手術(shù)機器人設(shè)計等）進行課程安排。

1.3教學模式的改革在對學生進行基礎(chǔ)課程內(nèi)容教學的同時，就開始有意識地引導學生自主的探究學習，激發(fā)學生創(chuàng)新思維，為后續(xù)的創(chuàng)新項目（項目組）研究性和開發(fā)性的教學打下基礎(chǔ)。在實踐課部分，學生可以組成3～6人的項目團隊，選出組長1名。在授課老師的指導下，每個學生項目團隊必須選擇或者自主制定一個具體產(chǎn)品或課題。從消費需求、功能分析開始，先做產(chǎn)品的概念設(shè)計與總體設(shè)計，在此基礎(chǔ)上做系統(tǒng)設(shè)計、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳動與控制設(shè)計等，體驗機電一體化產(chǎn)品開發(fā)的整個實踐過程。在整個項目設(shè)計和完成的過程中，學生以創(chuàng)新思維的理念、創(chuàng)新方法為導向，進行團隊合作，在老師的指導下，對查閱資料進行綜合與理解，結(jié)合前期已修的理論知識，不斷完善產(chǎn)品的構(gòu)思與設(shè)計，為未來專業(yè)化的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、操作打好堅實的基礎(chǔ)。在團隊項目設(shè)計和實踐的過程中，可以培養(yǎng)學生的設(shè)計、創(chuàng)新、溝通和協(xié)調(diào)能力。整個項目開放型教學實踐，使學生有機會把所有的知識有機地聯(lián)系起來，學以致用，在實踐的同時運用舊知識獲取新知識的能力。

1.4實踐基地的設(shè)計為了使學生組織的團隊能夠有場所進行實踐活動和完成所有項目步驟，我們構(gòu)思建立工程項目實踐基地。學生在這里構(gòu)思項目整體規(guī)劃、功能原理，也可以提出新的產(chǎn)品概念，理解用戶需求和發(fā)展概念，學生還可以通過立項、討論、傾聽、反思及重新立項的過程相互交流，促使概念的形成和優(yōu)化。我們構(gòu)思的工程實踐基地應包含基本的機械工程設(shè)計和裝配設(shè)備，如金屬加工工具、測量工具、電路板制造工具、軟件集成設(shè)備、計算機輔助設(shè)計軟件等等；也應該包含現(xiàn)代機電設(shè)計的平臺，如Android手機、人機交互、人臉識別等開發(fā)環(huán)境。使學生能夠進行設(shè)計、模擬設(shè)計、分享設(shè)計和相互交流。還有視頻會議和共享數(shù)據(jù)庫，能夠支持世界各地學生團隊相互協(xié)作。學校內(nèi)的實驗室定期有開放日，讓學生可以隨自己的喜歡去參觀和接觸到實際的各種實驗設(shè)備，為日后的專業(yè)發(fā)展奠定堅實的實踐基礎(chǔ)。

1.5考核方式的改革CDIO工程教育模式第11條標準表明，學生的基本個人能力和人際能力，產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)構(gòu)建能力以及學科知識應融入專業(yè)考核之中，它以項目設(shè)計為導向，強調(diào)學習評估方法和學習成果相結(jié)合。“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”是專業(yè)性比較強的課程，它的考核方式也應該進行改革，應將考核重點改為對學生實際應用的強化訓練上?？己诉€應該貫穿實驗和項目實踐過程的始終，學生可以隨時提出項目內(nèi)容的不合理和不完善處，教師要根據(jù)實際情況對實踐內(nèi)容和項目環(huán)節(jié)做出調(diào)整，通過學生實際操作能力和探究問題能力的培養(yǎng)，以在項目團隊中的出勤率、完成效果等為標準，按一定的權(quán)重和比例加以量化，最后得出考核成績。擬定考核方式為研究項目占總成績的50％，課程實驗占20％，理論考試占30％。

2結(jié)語

上海理工大學機械工程學院機電專業(yè)根據(jù)應用型創(chuàng)新性人才培養(yǎng)需要，初步進行了基于CDIO的機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的課程改革的探索，從培養(yǎng)模式、課程組織方式與課程體系方面，進行了教學模式探索和實踐場所設(shè)計，讓學生在“實踐中學習”，激發(fā)學生的興趣，從而發(fā)揮出學生的主動意識，實現(xiàn)師生互動，團隊合作，教學相長，提高學生的綜合能力。從機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程開始改革探索，也為CDIO的推進和其他工程應用型課程提供參考。

作者：周媛麥云飛單位：上海理工大學機械工程學院

第二篇

1課程內(nèi)容的設(shè)計特色

1）教學內(nèi)容具有較強的針對性與適用性。在設(shè)計本課程的教學內(nèi)容時，應針對機電設(shè)備中的行業(yè)崗位來設(shè)計，常見的自動化生產(chǎn)線安裝、調(diào)試、控制、機電設(shè)備的維修與保養(yǎng)、機電產(chǎn)品的電氣原理設(shè)計和氣路設(shè)計、機電一體化系統(tǒng)中的變頻器、PLC、步進電機、伺服電機、傳感器的控制和調(diào)試，及機電設(shè)備中的人機界面設(shè)計等。這些內(nèi)容是學生在將來的工作崗位上經(jīng)常遇到的，與學生的工作內(nèi)容充分銜接。2）教學內(nèi)容組織與安排對接企業(yè)崗位。結(jié)合當前的機電一體化實際工作崗位，“機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計和建立”課程可分解為以下模塊：第一，分析現(xiàn)實中從事機電一體化技術(shù)業(yè)務的單位、工作崗位以及崗位職責要求，讓同學們了解即將迎接的工作挑戰(zhàn)，包括對自動化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試、怎樣控制變頻器制調(diào)節(jié)異步電機、怎樣通過PLC控制步進電機、怎樣安裝傳感器、怎樣維修和保養(yǎng)機電設(shè)備等等，讓學生明白工作崗位的職責。第二，以實際工作任務為載體講授機電一體化技術(shù)的實踐內(nèi)容、分析問題、解決問題的原則。本課程主要以模塊化自動生產(chǎn)線為例，包括上料檢測單元、搬運單元、加工檢測單元、安裝單元、安裝搬運單元、分揀單元，這部分是本課程的重點。自動生產(chǎn)線每個工作單元均由一臺PLC控制，可自成一個獨立的機電一體化系統(tǒng)，連接起來可組成自動化模擬生產(chǎn)線。生產(chǎn)線設(shè)備提供了一個半開放的學習環(huán)境，其各工作單元組成結(jié)構(gòu)和電氣線路可以被拆卸和安裝，設(shè)備各工作單元按照各自的工藝流程進行工作，各工作單元之間配合，最終使生產(chǎn)線設(shè)備實現(xiàn)一個完整的生產(chǎn)加工過程。自動化生產(chǎn)線設(shè)備按怎樣的操作模式運行，可根據(jù)學生自己的理解，運用所學專業(yè)知識，編制PLC控制程序，連接氣動回路，調(diào)整生產(chǎn)線設(shè)備相關(guān)機械部件、傳感器的位置，使自動化生產(chǎn)線設(shè)備實現(xiàn)一個最符合生產(chǎn)實際的工作流程。第三，帶領(lǐng)學生到機電企業(yè)進行參觀和學習，學習包括機械工程師的日常工作內(nèi)容，企業(yè)的文化以及企業(yè)對員工的日常管理要求，了解機電一體化相關(guān)企業(yè)的日常管理工作。

2課程教學方法選擇

1）教學模式的設(shè)計與創(chuàng)新。課程的教學過程是以實際工作任務為載體，即通過企業(yè)的實際機電一體化項目等真實案例，開展項目化教學：結(jié)合機電一體化企業(yè)崗位的工作運作和管理模式等，讓學生與將來的工作崗位零距離對接，畢業(yè)后學生能夠勝任一般性的工作崗位，會做一般性的機電設(shè)備安裝與調(diào)試，讓學生有一個良好的職業(yè)生涯。2）多種教學方法的運用。由于本課程是項目化的授課方式，采用比較多的是課程講授與討論相結(jié)合。在課程教學的實施過程中，充分發(fā)揮了學生的主體地位，充分調(diào)動學生的學習興趣，強調(diào)師生的互動交流，注重學生綜合能力的培養(yǎng)，實施行動導向的教學方法。具體體現(xiàn)為案例教學法、分組訓練法、討論輔導法、六步教學法等。案例教學法：即以具體的工業(yè)案例為載體，讓學生按照案例的工作過程進行學習與訓練，使理論知識、實踐技能和職業(yè)素質(zhì)得以提高。分組訓練法：在教學活動中均以完成項目任務為目標，學生以小組方式進行學習、交流、討論、總結(jié)和匯報，在自己“動手”的實踐中，掌握職業(yè)技能、習得專業(yè)知識、學會合作交流，構(gòu)建其經(jīng)驗和知識體系，提高學生的綜合素質(zhì)。討論輔導法：在項目實施過程中，教師和學生采用問答形式進行互動交流，及時分享經(jīng)驗和心得，提高教學質(zhì)量。六步教學法：即采用“資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價”六個行動過程，注重知識與能力的關(guān)聯(lián)，提高教與學的效果，提高學生獲取知識、運用知識、團隊合作與溝通等職業(yè)能力。將本課程學習與企業(yè)實踐緊密結(jié)合，安排學生到學院周邊企業(yè)參觀實習，通過實踐讓學生真正掌握本課程的理論體系和實踐環(huán)節(jié)的難點，培養(yǎng)學生的實踐動手操作能力。3）現(xiàn)代教學技術(shù)手段的應用。教學中運用多媒體技術(shù)，教師可以增加教學內(nèi)容信息量，同時可以在很大程度上壓縮基礎(chǔ)理論的教學學時，提高教學效率。運用網(wǎng)絡技術(shù)手段，可以引導學生搜集大量有關(guān)資料，從而拓展學生的知識面，增加學生學習專業(yè)理論知識的興趣。建立課程教學網(wǎng)站，將上課用的授課教案、課程標準等資料上傳到網(wǎng)上，供學生下載。

3課程改革手段

1）積極嘗試新的教學模式，引進德國雙元制職業(yè)教育模式，根據(jù)德國“雙元制”教學模式的要求，結(jié)合近年來機電行業(yè)中的新技術(shù)、新工藝、新知識、新方法，重點突出實踐教學，以學生技術(shù)能力培養(yǎng)為主線，以企業(yè)需求、學生可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)為依據(jù)，確定培訓目標，充分體現(xiàn)了德國“雙元制”教學模式的特點，更加貼近了企業(yè)對人才的需求實際。2）采用“訂單式”人才培養(yǎng)模式：學院與德國工商行會上海代表處簽約，成立“AHK-上海、健雄職業(yè)技術(shù)學院德國企業(yè)專業(yè)工人培訓中心”。這一模式中，學院負責招生，學生畢業(yè)后由培訓中心推薦到各個不同的德資企業(yè)工作，企業(yè)和學院是辦學的共同主體，企業(yè)也參與了學生培養(yǎng)的全過程。為德國舍弗勒公司、博世公司、慕貝爾公司等合作培養(yǎng)三年制高職機電專業(yè)技術(shù)工人。3）加強與周邊企業(yè)的橫向聯(lián)系，建立長久的實習實訓基地，讓企業(yè)實踐專家參與課程的項目開發(fā)與課程內(nèi)容的探討，邀請實踐專家走進課堂，講授企業(yè)的實踐經(jīng)驗與方法。4）對學生進行就業(yè)指導和職業(yè)規(guī)劃，幫助學生規(guī)劃自己的職業(yè)生涯，從企業(yè)的生產(chǎn)一線普通工人做起，發(fā)展成為一名合格的高素質(zhì)、高技能人才。5）督促學生學習課外資料，通過學生學習搜集資料，了解機電工程師應具備的專業(yè)理論知識和相關(guān)技能應用。6）除了學院提供的實訓條件外，鼓勵學生進企業(yè)兼職實習，讓學生了解實際企業(yè)的工作崗位內(nèi)容與理論知識之間的距離，從而鍛煉學生的職業(yè)素質(zhì)與業(yè)務能力。

4課程改革的保障

1）硬件環(huán)境。蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學院領(lǐng)導非常重視機電一體化特色專業(yè)的建設(shè)，已成功申報機電一體化省級特色專業(yè)，并獲得中央財政支持建設(shè)。我院機電一體化技術(shù)專業(yè)師資力量雄厚，校圖書館、實驗室提供了良好的硬件環(huán)境，教學可利用多媒體教室。同時，學院擁有工業(yè)自動化實訓室、西門子控制中心實訓室等資源。2）社會資源。與學院周邊企業(yè)建立長期合作關(guān)系，培養(yǎng)高技能、高素質(zhì)的機電一體化技術(shù)工人?！皺C電一體化系統(tǒng)的設(shè)計和建立”是一門實踐性強、知識面廣的專業(yè)核心課程。本文提出了在教學內(nèi)容、教學方法及教學思路等方面進行改革。在教學實踐中，提高了學生的獨立思考和解決問題的能力，增強了學生學習的興趣和積極性。

作者：崔玲玲李紅斌單位：蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學院