機電本科論文

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機電本科論文:應用型本科機電一化系統(tǒng)設計課程改革

摘要：針對機電一化系統(tǒng)設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。

關鍵詞：機電一體化；應用型本科；課程改革

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)設計課程是機械電子工程、機械設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；（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計。雖然，學生掌握了扎實的理論基礎，但面對實際系統(tǒng)設計時，總是感覺無從下手。機電一體化系統(tǒng)設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，機械傳動部件設計一章，主要講解各種機械傳動系統(tǒng)的選擇、設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)設計和無碳小車設計（全國大學生工程訓練大賽題目）。在講解項目設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理論，又明白了產(chǎn)品設計中是如何進行機械系統(tǒng)設計的，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)設計的實踐教學主要包括課程實驗和課程設計兩部分。隨著學校應用型本科的轉(zhuǎn)型，加大了對實驗室建設的經(jīng)費投入，課程所需實驗設備逐漸齊備和完善。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、綜合性和設計性實驗。在課程講授初期（一般在第二周），開設了柔性制造系統(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)設計兩個綜合性、設計性實驗。在實驗中務求學生自己設計、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。對于課程設計，先前教學中課程設計與理論教學是分開進行的，課程設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，就下達課程設計任務書，每組一題，同時，允許學生采用大學生挑戰(zhàn)杯和創(chuàng)新設計大賽所設計題目作為課程設計。課程設計貫穿整個學期，隨著課程的進行，完成課程設計相關內(nèi)容，在課程結(jié)束時，學生也完成了整個課程設計，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。

作者：韓向可 吳耀春 單位：安陽工學院

機電本科論文:本科機電專業(yè)實訓機制的構建

實訓過程管理

嚴格的實訓過程管理對實訓質(zhì)量起著一個監(jiān)督、保障的作用?？筛鶕?jù)實訓內(nèi)容、性質(zhì)對實訓環(huán)節(jié)分散或集中進行。如：機電產(chǎn)品認知實訓中的講座、企業(yè)參觀等就可分散進行，充分利用學生的課余時間舉行。為保證良好的實踐動手效果，其他實訓建議停課在實驗室集中進行。實訓過程包括以下環(huán)節(jié)：實訓開題動員、實訓專題技術講解、學生集中設計和制作、實訓驗收答辯、實訓論文提交等。在實訓動員時具體告訴學生詳細的實訓時間安排、實訓內(nèi)容、實訓檢查、實訓考核方式等，讓學生完全進入實訓狀態(tài)。根據(jù)題目難易程度和學生能力可把實訓專題講解放在實訓初或?qū)嵱栔?。如電子技術實訓是學生接觸的第一個專業(yè)基礎實訓，那么最好在實訓初給學生具體講解一下每個題目的大致思路和實訓報告的撰寫方法。機械設計實訓和檢測與控制實訓可讓學生拿到題目后首先自行設計，在學生設計過程中發(fā)現(xiàn)問題后再針對問題進行講解。實訓過程中相應地安排指導老師在實驗室值班，負責學生考勤、答疑、指導和實驗室管理等工作。在此期間，學生按班次、時間段到實驗室分批設計和制作。一般，實訓最后幾天為實訓驗收或答辯時間。排好時間段，幾位指導老師共同驗收，根據(jù)學生做的實物進行提問。最后，學生提交實訓報告。實訓報告撰寫方法原則上同畢業(yè)設計論文寫法、格式相近。這也是為學生畢業(yè)設計的論文撰寫奠定基礎。

實訓耗材的可持續(xù)利用

對機電類專業(yè)來講，由于學生必須制作實物，因此實驗耗材開支較大。如果每次實訓都購買耗材，這將是極大的浪費。系統(tǒng)性的實訓內(nèi)容安排已為循環(huán)利用實驗耗材做好保障。每一學期的實訓作品都是下一學期實訓的地基，猶如必須一步步做好底層才可以最后建造出金字塔來。如何在保證作品質(zhì)量的前提下，合理、可持續(xù)利用實驗耗材是實訓管理中較難解決的問題。例如，從實訓性質(zhì)來說，電子技術實訓和檢測與控制實訓主要讓學生做電路板來實現(xiàn)一定的功能，這兩個實訓的主要成品都是電路板。可以在這兩門實訓結(jié)束后，由實訓負責老師把電路板收集起來統(tǒng)一放在大紙箱里集中保管。機電產(chǎn)品認知實訓部分內(nèi)容，如電子元件識別、電路板焊接就可以使用這些保存的電路板讓低年級學生練習，大大節(jié)省電子元器件的開支。機電產(chǎn)品認知實訓購買的電氣元件可以繼續(xù)為電氣控制系統(tǒng)實訓服務。當然，實訓中常用的各種電子、電氣元器件可以由實驗室早期統(tǒng)一購買，實訓時到實驗室領取并做好登記。不常用的，或有些特殊的，由學生提出申請，指導老師同意后方可購買。由于大學四年的實訓內(nèi)容是系統(tǒng)性的，如果嚴格做好實訓耗材的進出管理，妥善保管好每一次實訓作品，都可重復、循環(huán)使用實驗耗材，為節(jié)約實訓耗材成本提供保障。四結(jié)論本文提出的機電實訓體系構建是根據(jù)我系對畢業(yè)生就業(yè)情況調(diào)查和理論課程設置總結(jié)出來的。實訓體系的合理構建為工程應用型人才培養(yǎng)奠定基礎，滿足社會對高技術人才的需要。我們將在今后的實踐教學中根據(jù)各方反饋的信息加以調(diào)整和完善此實訓體系。

本文作者：李靜工作單位：桂林電子科技大學信息科技學院

機電本科論文:應用型本科機電工程師創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與研究

摘要創(chuàng)新能力是民族進步的靈魂、經(jīng)濟競爭的核心。應用型本科院校要培養(yǎng)卓越的機電工程師，關鍵就在于提高學生的創(chuàng)新能力。本研究就旨在通過論述創(chuàng)新能力對未來機電工程師培養(yǎng)的意義及原則，并以湖南工程學院的實踐教學為例，來探討與培養(yǎng)應用型人才相適應的機電工程師創(chuàng)新能力的教學新模式。

關鍵詞 機電工程師 創(chuàng)新能力 實踐研究

0 引言

創(chuàng)新能力是運用知識和理論，在科學、藝術、技術和各種實踐活動領域中不斷提供具有經(jīng)濟價值、社會價值、生態(tài)價值的新思想、新理論、新方法和新發(fā)明的能力。創(chuàng)新能力是民族進步的靈魂、經(jīng)濟競爭的核心；當今社會的競爭，與其說是人才的競爭，不如說是專業(yè)人才知識創(chuàng)新能力的競爭。而應用型本科院校要培養(yǎng)卓越的機電工程師，關鍵就在于提高學生的創(chuàng)新能力。

從人類進入20世紀到現(xiàn)在，科技創(chuàng)新已經(jīng)成為人類智力進化的樂章和主旋律，成為整個人類科技文明進化史詩與主題。人類已經(jīng)生活在一個高度運用人自身的智慧來對大自然進行設計和創(chuàng)造的時代，我們生活中所使用的各種各樣的物品都是人的高度智力發(fā)明設計制造的結(jié)果，設計和改造自然的能力已經(jīng)被現(xiàn)代教育培養(yǎng)成了人的本能的同時卻忽略了設計本質(zhì)和設計素質(zhì)的研究和教育。一切的機電系統(tǒng)設計的背后都具有設計師的設計精神、智力及素質(zhì)的高度的隱藏性及加密特性。本研究旨在通過論述創(chuàng)新能力對機電工程師培養(yǎng)的意義及原則，來探討與培養(yǎng)應用型人才相適應的機電工程師創(chuàng)新能力的教學新模式。

1 創(chuàng)新能力對未來機電工程師培養(yǎng)的意義

創(chuàng)新能力越來越成為評判優(yōu)秀機電工程師是否真正優(yōu)秀的最重要決定因素。改革開放以來，創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力是機電工程師必備的基本素質(zhì)。在科學技術飛速發(fā)展的今天，創(chuàng)新能力有了很大提高，少數(shù)科學研究和技術創(chuàng)新在世界上也占有一席之地。但現(xiàn)實是，我國創(chuàng)新能力和國際先進水平的差距依然較大。根據(jù)2001年的有關分析數(shù)據(jù)，中國在49個主要國家中，科技創(chuàng)新綜合能力處于第28位，也就是中等偏下的水平。如果中國2020年要進入創(chuàng)新型國家行列，意味著要從當前的水平再前進10位，進入世界前20位。目前，中國的科技人力資源達到3850萬人，名列世界第一；研發(fā)人員109萬人，名列世界第二。這是中國進入創(chuàng)新型國家行列的、任何國家無法比擬的最可寶貴的資源。然而，有資料分析表明，中國機電專業(yè)畢業(yè)學生應試能力強，但動手能力特別是創(chuàng)新能力較差，與美國等西方發(fā)達國家學生存在明顯的差距。進一步而言，進入21世紀，隨著世界經(jīng)濟一體化趨勢，知識經(jīng)濟與日新月異的科學技術正在極大的影響著當代經(jīng)濟生活和社會生活，同時也對高等機電專業(yè)工程教育提出了更高的目標和要求，這些都離不開對學生創(chuàng)新能力進行精心的培養(yǎng)。

2 我校“機電工程師”創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學實踐

2.1 以實踐為旨趣：加強設計、試驗、實踐教學

實踐是工程的核心，實踐教育也可以說是工程教育的核心。麻省理工學院在20世紀90年代重建工程教育的時候，明確提出“回歸工程實踐”的口號。因此在機電類的專業(yè)中開出了大量的設計課和分散在其他課程中的實驗成分。在國外的一些工科院校中更是注重實踐課的開設。

2.2 “機電工程師” 新教學思路

為了培養(yǎng)具有現(xiàn)代化機電工程實踐能力和創(chuàng)新能力的高層次、高素質(zhì)的工程技術人才，根據(jù)社會對高等工程教育的要求和工程實踐教育在培養(yǎng)人才中的地位與作用 ，以及高等工程教育的國際化要求，結(jié)合國內(nèi)外工程實踐教育現(xiàn)狀以及我院幾年來的改革實踐，提出了以突出培養(yǎng)學生工程實踐能力為核心的教學創(chuàng)新改革思想與改革思路。其框架圖1如下：

圖1機電專業(yè)創(chuàng)新教學改革實踐

其次，教學中連續(xù)以2006級至2009級機電班（含自動化專業(yè)）為試點對象，利用現(xiàn)代教育技術，針對機電專業(yè)基礎課、機電一體化系統(tǒng)設計、機電裝備設計、機電產(chǎn)品創(chuàng)新設計等課程進行優(yōu)化的教學設計，努力實現(xiàn)介于“以教師為中心” 和“以學生為中心”兩者之間的教學模式，既發(fā)揮教師的主導作用，又充分體現(xiàn)學生的認知主體作用，并探索與之相適應的教學組織形式、創(chuàng)新活動形式、學習方式和教學環(huán)境等的建立。

為拓寬學生思路和運用理論解決機電工程師的精神、素質(zhì)以及創(chuàng)新能力等問題，在教學內(nèi)容上，對傳統(tǒng)教學內(nèi)容精選的同時，注重機電設計師的創(chuàng)新精神、專業(yè)素質(zhì)、學習原理與方法的更新，加強對機電學科的歷史發(fā)展、新的設計工具與設計方法、新概念、新理論及創(chuàng)新設計成果的介紹，并注意選編一些與機電工程實際相關的問題，以例題和大學生創(chuàng)新項目指導或挑戰(zhàn)杯的形式反映到教學過程中。

2.3 開展大學生創(chuàng)新活動――提高他們的工程實踐能力

為了強化“機電工程師”工程設計能力，我們開展了大學生機電產(chǎn)品設計競賽等課外科研訓練活動，旨在從“聽課―作業(yè)―考試”的傳統(tǒng)教學方式之外為學生開辟新的第二課堂的內(nèi)容，活動不僅為學生提供了一個能夠運用課堂所學知識，理論聯(lián)系實際，充分發(fā)揮學生創(chuàng)造力和想象力的廣闊空間，而且在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、競爭意識、協(xié)作精神、敬業(yè)精神和嚴謹?shù)目茖W作風等方面得到有效鍛煉與提高。

大學生機電產(chǎn)品設計競賽，旨在倡導發(fā)揚我院求實、創(chuàng)新，敢為人先的學風，培養(yǎng)和鍛煉機電工程師們的專業(yè)實踐能力和探索精神。通過競賽活動，豐富校園學術氛圍，激發(fā)學生專業(yè)學習的積極性，進一步提高學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

2.4 積極引導學生參加教師的科研活動，強化學生科研意識的培養(yǎng)

為了加強對學生綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)，增強學生的科學研究意識，我們在正常的教學之余，將學生組織成不同的課題組，參與教師的課題研究，以培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。我院從2002年起，積極組織高年級學生參加市、省和國家級大學生科技創(chuàng)新競賽，先后獲得市級各種競賽獎項50項，省級各等級獎項30項，全國競賽各等級6項獎項好成績。在該課題的研究中，學生以飽滿的熱情積極參與項目的研究，為課題的順利進行做了大量的工作，同時在進行項目的研究過程中，學生學到了許多課本上所學不到的東西，開闊了學生的視野，加強了學生的科研能力，提高了學生的動手能力與解決實際問題的能力。因此，讓學生參與科研課題有利于培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)能力，有利于提高教學質(zhì)量。是值得開展和提倡的事情。

3 結(jié)束語

以激發(fā)學生大機電系統(tǒng)設計精神、素質(zhì)及創(chuàng)新能力為核心的新教學模式，既發(fā)揮教師的主導作用，又充分體現(xiàn)學生的認知主體作用，互補性很強。根據(jù)教學目標和內(nèi)容的不同要求，在基本保留課堂教學環(huán)境的同時，創(chuàng)設多元化的軟、硬件教學環(huán)境，使學生能夠利用以大機電系統(tǒng)設計為核心的現(xiàn)代教育技術，通過學生、教師和實驗設備三者的交互去主動地發(fā)現(xiàn)、探索和思考，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力和認知能力。它是符合我國國情具有實際意義和可行性的新型教學模式，能夠大大地提高教學效果，對于培養(yǎng)具有高素質(zhì)和創(chuàng)新精神的人才具有重要意義。

機電本科論文:虛擬仿真技術在本科機電專業(yè)教學中的探索改革

【摘 要】作為本科高校機電類專業(yè)，其人才培養(yǎng)的目標是培養(yǎng)出面向設計、生產(chǎn)、管理、服務一線需要的高端技能型人才，面向的工作崗位主要有機電一體化裝備和產(chǎn)品的設計、制造、裝配、操作、調(diào)試、維修和售后技術服務等，機電行業(yè)范圍很大，產(chǎn)品種類很多，而且工種也很多，因此在教學過程中需要學生掌握很多理論及實際操作技能。但是，如何利用有限的理論課堂時間更好的傳授理論知識，以及在實驗實訓設備有限的情況下讓學生更好地將理論知識應用到實踐中，這就需要我們探索新的教學方法。

【關鍵詞】虛擬；仿真

一、改革意義

仿真技術是繼數(shù)學推理與科學試驗之后認識世界自然規(guī)律的第三類基礎方法。虛擬仿真教學是指利用實物和計算機軟件共同模擬出真實的情境，讓學生在模擬的情境下進行探究和學習。這種教學方法生動形象，很接近現(xiàn)實工作場景，有利于提高學生興趣，使學生在短時間內(nèi)進入相應情境，真實的體驗在現(xiàn)實生活中進行操作的感覺，以達到更快掌握操作技能的目的，而且這種教學方法可以利用計算機軟件的優(yōu)勢創(chuàng)造出靈活多樣的工作場景，使學生掌握更多的操作技能。

機電類課程的教學，在傳統(tǒng)的教學模式中，理論課與實驗課是分離的，這就導致技能訓練得不到及時的理論指導，而理論課也沒有結(jié)合生產(chǎn)、生活實際，這樣導致了學生的技能掌握不到位。隨著教學改革的發(fā)展，出現(xiàn)了“項目教學”、“教、學、做”一體化等新型的教學模式，但在這些新的教學模式下采用的技能訓練通常有兩種：第一種是僅限于實驗箱提供的幾個固定實驗，學生只需按圖接好線、按實驗指導書輸入程序就可完成實驗，學生動手機會少，不能真正地參與到學習活動中；第二種是通過制作一些實際的實驗電路板或?qū)嵨?，然后在上面進行安裝、試驗和調(diào)試，大大提高了學生的動手能力，但是實際操作時要受到設備數(shù)量、品種等方面的限制，而且耗時大，占用課時太多，耗材的消耗量也很大，成本高。

虛擬仿真教學則以其高效率、低成本、內(nèi)容豐富、性能有效和安全等優(yōu)勢得到越來越多的應用和推廣。因此應該將“項目教學”、“教、學、做”一體化和虛擬仿真教學的方法結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，得到更好的教學效果。虛擬仿真教學很容易與其他先進的教學方法相結(jié)合，因此在機電類課程的教學中，將虛擬仿真教學與其他教學方法相結(jié)合有助于提高課程教學效果，而且成本低、效率高，使學生可以不受場地與設備的限制，掌握更多的技能，在機電類課程的教學中具有重要的意義。

二、具體改革的方法思路

本研究將在深度分析學生學習特點和企業(yè)真正需求的基礎上，在建構主義學習理論和混合式學習理論的指導下，按照獨立本科教育工學結(jié)合課程改革的基本要求，結(jié)合虛擬仿真教學設計的基本原則，借鑒信息化和項目教學設計方法，探索基于典型項目和工作任務的虛擬仿真教學模式，實現(xiàn)“教、學、做”一體化教學設計。

該模式由“項目導入”、“制定計劃”、“實施計劃”和“成果展示與評價”四個環(huán)節(jié)組成，其中虛擬仿真教學貫穿了該模式的所有環(huán)節(jié)。下面簡單介紹該模式的具體實施方案：

（1）在“項目導入”環(huán)節(jié)，任課教師的活動包括三個內(nèi)容：

① 借助虛擬實驗平臺，導入項目任務及目標、展示項目結(jié)果，讓學生對項目有一個直觀的認識，然后再布置具體的學習任務；

② 利用虛擬實驗環(huán)境，讓學生明確自己應當完成的具體任務和完成任務后可以得到哪些知識以及達到什么樣的水平；

③ 在充分考慮學生的現(xiàn)有知識和能力水平的基礎上，按照適合協(xié)作學習的分組辦法對學生進行分組，安排具體的完成時間和成果的評價方式等。

（2）在“制定計劃”環(huán)節(jié)，學生通過自主學習、小組協(xié)作學習等方式，對該項目的

任務目標進行分析，確定任務所涉及的各種要素，充分應用已掌握的前序知識，基于虛擬仿真實驗平臺進行決策，確定任務的實施步驟，為任務的實施做好充分的準備。

（3）在“實施計劃”環(huán)節(jié)，學生在虛擬仿真實驗平臺上按照已制定好的計劃逐步完

成項目任務。教師借助虛擬仿真實驗平臺對學生進行指導，實現(xiàn)教師和學生以及學生之間的交流。學生通過應用已學習的知識完成工作任務，進行知識的建構，形成職業(yè)崗位能力。

（4）在“展示與評價”環(huán)節(jié)，學生在虛擬仿真實驗平臺上展示自己的項目成果，然

后接受他人的評價和教師的反饋。同時，學生在匯報和聽取同學匯報的過程中，通過對比自己與其他同學的成果，查找不足，反思其成敗。

三、預期效果

將虛擬仿真教學與項目教學更加緊密的結(jié)合起來，更好的實現(xiàn)了“教、學、做”一體化，并且在顯著改善教學條件、提高教學效果的同時減少了設備消耗，尤其是耗材的使用量，節(jié)省了教學經(jīng)費的開支，而且克服了時間與空間上的限制，使學生更好地利用課余時間進行學習與實踐，進一步提高了學風建設。

機電本科論文:機電類專業(yè)本科教學加強創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法探索

摘要：創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是當前高等教育的主要任務之一。除在課堂理論教學環(huán)節(jié)中要注重對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)外，其他課程教學形式對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)同樣起著至關重要的作用。本文結(jié)合機械制造及電氣工程領域發(fā)展的新形勢，針對我校機電類專業(yè)本科生的培養(yǎng)現(xiàn)狀，研究探討了提高機電類本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方法。

關鍵詞：機電專業(yè)；人才培養(yǎng)；課程改革；實踐創(chuàng)新

21世紀是知識經(jīng)濟世紀，綜合國力和人力競爭日趨激烈，社會對應用型人才的需求愈來愈迫切，培養(yǎng)具有豐富知識儲備、嫻熟技能和具備創(chuàng)新能力的全方位人才，已經(jīng)成為當今高教改革和發(fā)展的重要任務。本文針對我校機械類和電氣類專業(yè)本科生的培養(yǎng)現(xiàn)狀，開展機電類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的研究與探討。

一、機電專業(yè)在教學中存在的問題

為地方經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)應用高級人才，在廣大以教學為主導的本科院校中已經(jīng)基本達成共識。但我國高等教育長期以來人才培養(yǎng)模式比較單一，過分強化專業(yè)教育，過多強調(diào)學科體系的完整性和課堂理論教學。其結(jié)果是學生基礎知識不夠?qū)拸V、專業(yè)面過窄，從而限制了學生的思維、想象力和創(chuàng)造力。同時忽視對學生工程意識和實踐能力的培養(yǎng)，造成學生的知識能力結(jié)構與社會需求嚴重脫節(jié)。這樣的教育顯然是不成功的教育。高教課程改革應該使我們的本科專業(yè)基礎教育更加貼近實際，保證知識體系的系統(tǒng)性和完整性，同時把學科之外的知識包括社會、人文、歷史、經(jīng)濟、環(huán)境等方面的因素科學地融入學科教育中。

二、明確培養(yǎng)目標

21世紀，學科交叉是高等教育的發(fā)展趨勢。具備對交叉學科知識的理解和綜合運用的能力是當今社會對合格的復合型人才的要求，在教學中應盡量拓寬學生的知識面，培養(yǎng)機械、電子、檢測、控制等各專業(yè)知識儲備豐富的復合型人才。由此，培養(yǎng)目標應該是培養(yǎng)某個學科領域或某個行業(yè)的通用性人才，其制定原則應以培養(yǎng)符合社會發(fā)展需求的高素質(zhì)全方位并且具備創(chuàng)新精神的復合型人才為宗旨，以“將工程實踐帶入課堂，探索課程教學創(chuàng)新模式”為宗旨，以社會發(fā)展需要為主導。在近年來的本科生培養(yǎng)目標制定過程中，我們已經(jīng)做了下面的幾項工作：

（一）合理規(guī)劃專業(yè)課課程的教學

依照拓寬基礎知識層面，淺化專業(yè)知識意識，增強綜合素質(zhì)教育和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的想法科學設定教學計劃，加強不同學科之間的交叉和融合方式。在課程體系方面：對相關課程及內(nèi)容進行整合提高知識傳授效率，強化實踐教學的過程，設置更多的能夠滿足創(chuàng)新人才培養(yǎng)的選修課和一些理工交叉、文理滲透的跨領域課程，讓學生可以根據(jù)自己的愛好和對未來的判斷進行選擇，同時增加新知識點的傳授。

（二）設置創(chuàng)新實踐課程

設置一系列創(chuàng)新實踐課程，使學生在校期間建立起大工程觀念，加強對學生工程應用能力的培養(yǎng)力度。使學生綜合運用各學科專業(yè)知識在各種創(chuàng)新實踐課程中能夠獲得系統(tǒng)訓練，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，增強學生的動手實踐能力。

（三）培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神

增強實踐，重點培育學生的創(chuàng)新精神和個性發(fā)展，在教育的過程中幫助學生獲得自主學習的能力，培養(yǎng)他們獨立思考的能力，推動學生思維和想象力發(fā)展，更好地發(fā)展學生的思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新型思路，重點培養(yǎng)學生們收集和處理信息的能力。

三、科學規(guī)劃制訂課程教學計劃

當今社會的發(fā)展趨勢要求各高校的學科教育應當加強知識的滲透交叉，為學生們創(chuàng)造一個多種學科、多個方面熏陶的成長環(huán)境。在設定教學計劃和進行課程機構設計、課程設置時，應依據(jù)上述培養(yǎng)原則，培養(yǎng)學生們科學合理的知識結(jié)構和綜合創(chuàng)新能力，以培養(yǎng)學生們的創(chuàng)新能力為核心，將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)理念穿插在整個教學過程中。

大學一年級按工科要求設置通識教育課程，包括思想教育、人文知識、軍事體育、外語和數(shù)理基礎；大學二年級按機電類專業(yè)要求設計大平臺專業(yè)基礎課等通用專業(yè)基礎課，并結(jié)合這些課程的應用性開設相對獨立的實驗課、實訓與課程設計。建議將“模擬電子技術”和“數(shù)字電子技術”進行優(yōu)化整合，減少理論課時，增加實驗課時。并提前到大一開課，使電類學生提前接觸專業(yè)知識，為從大二開始參與電工、電子類創(chuàng)新活動打下基礎；大學三年級按專業(yè)特點可設專業(yè)基礎課和專業(yè)課。專業(yè)課程要根據(jù)科技發(fā)展和市場需求進行梳理，靈活設置多個方向選修課課程，每個學生到三年級下半學期可根據(jù)自己的興趣愛好、學習繼承和就業(yè)意向，在教師的指導下選定一組方向課程進行修學；大學四年級，學生應不再以課堂學習為主，而應以生產(chǎn)實習、課程設計和畢業(yè)設計為主要學習形式，提倡學生開展以參加教師科研項目、擔任實驗室助教、到企事業(yè)單位實習、參加大學生創(chuàng)新活動等多種形式的自主學習，對學生學習優(yōu)劣的評價應重點考核學生自主學習的能力、創(chuàng)新思維的體現(xiàn)和對本專業(yè)知識整體的把握和運用。

同時結(jié)合本校培養(yǎng)方案，在專業(yè)教學計劃中加入《電工技術》、《模具CAD/CAM》、《電力拖動控制系統(tǒng)》、《傳感器應用》、《測試技術》、《印刷電路設計與制作》、《液壓傳動》、《電氣控制與可編程控制器課程設計》等實踐性和創(chuàng)新性很強的課程。同時增加實踐過程的力度，幫助學生創(chuàng)造出更多實踐和創(chuàng)新的機會。例如安排了1周《電氣控制與可編程控制器課程設計》、2周《電氣專業(yè)實習》、3周《機械設計課程設計》等，用來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力。另外又增加了理論、社科、經(jīng)管等各方面的課程教學，例如設置了《情報檢索與利用》、《思想道德與法律基礎》、《就業(yè)指導》、中荷機電開設的《工程素養(yǎng)》等課程，增加了學生的知識面，培養(yǎng)了學生適應當今市場經(jīng)濟的能力。在課程教學過程中，實施新的教學計劃，可有效改變學生的知識結(jié)構，有效提高學生的創(chuàng)新能力，增強學生的競爭能力和適應能力。系統(tǒng)性、開放性課程的設置，增進了各學科之間的交流、結(jié)合，促進了課程之間的結(jié)合，通過學習選修課程，學生可獲得重要的價值分析，完善自己的學習方式，提高自身的綜合能力，促進師生、生生之間的溝通交流。

四、改革實驗教學提高學生的創(chuàng)新能力

一直以來，在本科教學過程中，大多數(shù)教師采取的都是傳統(tǒng)的教學方式，以教師為主體，教師通過對知識的講解向?qū)W生傳授基本的概念和專業(yè)知識。教師的教學水平直接影響著學生對知識的接受程度和掌握程度。然而，在教學過程中教師往往忽視對學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，學生很難徹底理解所學到的專業(yè)知識。所以，在實踐教學過程中要考慮學生的實際需求，改變傳統(tǒng)的教學模式，以技能的培養(yǎng)為主體，通過由淺入深的教學方式，使學生加深對知識的理解。同時以技能為主體的教學模式是建立適應社會需求的實踐教學模式的理論依據(jù)，同時具有重要的指導意義。

實驗室是高校對學生的實踐能力和創(chuàng)新精神進行培養(yǎng)的有利平臺，充分發(fā)揮實驗室的硬件設備，對實驗室進行開放，可提高實驗儀器的利用率。同時，學生可通過開放的實驗室滿足自己的需求，提高實效性，有利于培養(yǎng)學生的實踐操作能力和創(chuàng)新精神[3]。

結(jié)合我校機電類專業(yè)實驗教學的改革進行了一些有益的探索。改進后的電氣專業(yè)實驗教學主要有：電氣專業(yè)實習、金工實習、模擬電子技術實驗、電路實驗、數(shù)字電子技術實驗、電力拖動控制系統(tǒng)實驗、電氣控制與可編程控制器課程設計、微機原理系列實驗、自動控制原理系列實驗、控制系統(tǒng)仿真與CAD課程設計、控制系統(tǒng)仿真與CAD、印刷電路設計與制作、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計等。機械專業(yè)包括：金工實習、機械專業(yè)實習、機械設計課程設計、液壓控制工程設計、機械工藝課程設計、模具CAD/CAM課程設計、電工，電子實習、機械先進設計微機應用課程設計、計算機實習（工程應用軟件、模具CAD/CAM、計算機繪圖）等。其中：

第一階段：主要對象是新入學的大一理科的所有學生。主要教學內(nèi)容是電子工藝的實訓、實習。包含：萬用表使用、焊接技能訓練、電子元件識別、測量，示波器等設備檢查、測量簡單電路故障，常用工具、測量儀器的使用等[4]。本階段，重點培養(yǎng)學生的實踐操作興趣和感知認識，為以后的工程實踐打下扎實的基礎。

第二階段：通過學習基礎專業(yè)知識和基本的技能，學生已基本掌握了認識問題、分析問題的能力。所以，本階段的實驗教學內(nèi)容主要是以專業(yè)基礎課為主。電氣專業(yè)的基礎課程包括：金工實習、電路實驗、電氣專業(yè)實習印刷電路設計與制作、數(shù)字電子技術實驗、模擬電子技術實驗、電力拖動控制系統(tǒng)實驗、電氣控制與可編程控制器課程設計、自動控制原理系列實驗；機械專業(yè)包括：金工實習、機械專業(yè)實習、機械設計課程設計、液壓控制工程設計、機械工藝課程設計、模具CAD/CAM課程設計、電工，電子實習等。本階段的主要教學目的是使學生熟練掌握實驗課的相關訓練內(nèi)容，鞏固和加深對理論知識的理解，掌握相關的分析方法，培養(yǎng)學生完成單元電路實驗的能力。

第三階段：依據(jù)扎實基礎、擴大范圍、突出特色、注重能力培養(yǎng)的原則，提出了課程教學實驗體系的構建思路。電類專業(yè)：開設微機原理，單片機接口技術、電力拖動控制系統(tǒng)實驗、電氣控制與可編程控制器課程設計、自動控制原理系列實驗、控制系統(tǒng)仿真與CAD課程設計、控制系統(tǒng)仿真與CAD、EDA技術、傳感器技術及應用、電子系統(tǒng)綜合設施等試驗，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，利用電子設計自動化仿真軟件，設計組裝的系統(tǒng)電路板等工具，建立“軟、硬、虛、實”相結(jié)合的框架結(jié)構，對現(xiàn)代電子技術進行設計。機械專業(yè)：開設機械設計課程設計、電工電子實習、液壓控制工程設計、模具CAD/CAM課程設計、機械工藝課程設計、機械先進設計微機應用課程設計、計算機實習（工程應用軟件、模具CAD/CAM、計算機繪圖）等。在這一過程，需要學生能單獨完成實驗的設計和制作，在虛擬和現(xiàn)實的電路中得到鍛煉和時間，使學生在初期所獲得的感性認識加深，達到理論知識的掌握和綜合技能的訓練，提高學生的實踐操作能力和創(chuàng)新能力。

五、加強實踐突出創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和學生個性的發(fā)展

實踐教學在本科教學過程中占有十分重要的地位，高校應當不斷提高實踐學習中的軟件硬件水平，在“機械”、“電氣”等專業(yè)的人才培養(yǎng)中構建新的實用性和專業(yè)性強的創(chuàng)新教學體系，增強學生的思維能力，拓展學生的想象能力，培育學生的創(chuàng)新精神。建立科學合理的培養(yǎng)模式，培育出基本理論扎實、綜合素質(zhì)強、具備創(chuàng)新精神的實踐型高級技術人才。

在調(diào)研中，企業(yè)對高校畢業(yè)生普遍的反映是，畢業(yè)生面對實際工作中的問題解決能力較差。符合當今時展的人才應當是具備創(chuàng)新精神、實踐操作能力和人文精神的綜合性復合型人才。實踐教育過程是教學過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，它對學生理解基本理論知識、提高綜合運用能力有著極其重要的作用，同時也是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神的重要環(huán)節(jié)之一，是實踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，完成創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標的有力措施。我們針對本專業(yè)的學生安排了較多的創(chuàng)新實踐課程，形成連貫性的實踐教學過程，可以讓學生在各項實踐方面獲得系統(tǒng)訓練。并且結(jié)合本專業(yè)要求增大設計性實驗所占比例，增設更多的專業(yè)實驗課程。學生在老師指導下在新添置的過程裝備與控制實驗臺上可以通過不同組合，完成多項控制與結(jié)構性能的測試實驗，熟悉各種先進儀器設備，使學生掌握機電工程的基礎知識。開展“教學與科研相結(jié)合”的教學改革實踐，讓學生們自己設計實驗過程，培養(yǎng)學生們的創(chuàng)新實踐能力。隨著課程改革和實驗教學改革的步伐，積極倡導學生們參加數(shù)學建模競賽、挑戰(zhàn)杯、電子設計競賽等相關競賽活動。實踐教學把學生的探索性學習作為基礎，運用類似于科研及實踐的方式，增加學生學習主動性的教學方法。在教學過程中，教師要將需要解決的問題或者目標任務交待給學生，在老師的引導下，學生們分成小組，各個小組的學生依照實際工作程序，一起制訂計劃、共同或者分工完成整個項目所需要的各項工作。因此整個學習過程變成每個學生都可以參與的創(chuàng)造活動、實踐活動，每個人看重的不是最終結(jié)果，而是達成項目目標的過程。在課程過程中，為了保證學生既參與了全程實踐工作，又有自己獨自承擔的任務，應將任務分解，由學生在小組內(nèi)自行討論任務的分配方案，既要發(fā)揮每個小組組長的作用，又要積極調(diào)動每個小組成員學習的主動性。

實踐教學過程跟傳統(tǒng)教學模式是不一樣的，它是學生自主學習的過程，教學任務的實施其實是一個探索過程，借鑒基礎上的創(chuàng)新過程、對課程中學到知識的應用、對新知識的學習過程以及實踐現(xiàn)場會很“混亂”，與傳統(tǒng)教室教學的氛圍是有很大區(qū)別的。對于老師的知識基礎、隨機應變能力、臨場解決問題的能力、授課過程的操控能力、對學生的點評能力等，都有很高要求。因此，教師的備課過程就十分重要，要準備項目，又要對項目進行深刻研究，對項目操作實施的過程了如指掌，對實踐過程中要用到的知識點充分準備，同時對有可能在授課過程中出現(xiàn)的問題準備預案等。

實踐教學充分注意到學生的個性發(fā)展，充分發(fā)揮學生的學習主體作用，是在全面考慮學生如何學的基礎上組織學習的一種教學方式，在培養(yǎng)目標上關注的是學生如何掌握與從業(yè)相關的職業(yè)技能，重點培養(yǎng)學生的學習能力和學習習慣。這些能力和素養(yǎng)是學生職業(yè)持續(xù)發(fā)展和終身學習的堅實基礎。實踐教學對教師的教學能力提出了更高的要求，教師能夠在實際產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中指導學生，全面的教學能力特別是實踐能力得到了明顯的提升，對于實現(xiàn)學校的“以就業(yè)為導向，服務區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展”的辦學理念提供了必要的保障。

六、結(jié)束語

創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是一個十分復雜的系統(tǒng)工程，綜合素質(zhì)的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是創(chuàng)新型國家對高等院校人才培養(yǎng)提出的新要求。只有通過深化改革，包括培養(yǎng)計劃、課程體系、教學內(nèi)容、教學環(huán)境、評價體系等全方位的改革和實踐，才能滿足現(xiàn)代社會科技技術迅速發(fā)展對人才的需求。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是一個教師和學生互動的過程，在本科教學中高校教師不但起到傳授知識和技能的職責，還應該起到樹立學生自主思考、自主學習和自主解決問題能力的提高，真正實現(xiàn)科研教學互促進。因此，高等工程教學創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革是推進研究型大學教學改革的重要方向。

機電本科論文:機電產(chǎn)品創(chuàng)新在機電類專業(yè)本科創(chuàng)新教育中的探索

摘要：培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是目前本科教育的重要問題之一。本文以3D打印機開發(fā)為例，從創(chuàng)新項目涉及的機械設計、材料加工、程序開發(fā)、電子與控制等專業(yè)知識方面，闡述了機電產(chǎn)品創(chuàng)新在機電類專業(yè)本科生創(chuàng)新教育中的作用。并提出了建立機電類創(chuàng)新實驗平臺的構想，為學生創(chuàng)造更大的實踐創(chuàng)新空間。

關鍵詞：創(chuàng)新教育；機電產(chǎn)品創(chuàng)新；3D打印技術

一、前言

作為本科生教育的緊迫課題，提高本科生的教育質(zhì)量已成為時代的強音，其中創(chuàng)新體系的構建一直是國家高等教育發(fā)展的一個重要內(nèi)容，培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力，已經(jīng)成為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重大舉措[1，2]。由于傳統(tǒng)高等教育在本科人才培養(yǎng)中存在實踐能力和創(chuàng)新精神不足的問題，尤其在制造業(yè)，由于創(chuàng)新人才的缺乏，一些關鍵技術嚴重落后于西方國家，這嚴重阻礙了我國經(jīng)濟的進步發(fā)展。因此，進一步加強本科生的創(chuàng)新教育，突出學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，積極探索培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)造性人才的途徑和方法，在高校教育教學改革中必須引起足夠的重視。

眾所周知，實踐是創(chuàng)新的源泉。目前，機電類專業(yè)本科畢業(yè)生普遍存在學習過程中實踐機會少的問題，只能通過課堂授課、少量的實驗以及實習單位的參觀實習去掌握專業(yè)內(nèi)容，知識的運用能力、設計能力與創(chuàng)新思維能力得不到提高。而機電產(chǎn)品創(chuàng)新融合了機械、控制、加工等方面的專業(yè)知識，為本科學習階段知識的運用提供了很好的平臺。本文就以FDM（熔融擠出）型3D打印機開發(fā)為例，闡述機電產(chǎn)品創(chuàng)新在山東科技大學機制系材料成型專業(yè)本科生創(chuàng)新教育方面的作用。

早在20世紀80年代中期，美國科學家就發(fā)明了3D打印機。隨著科學技術的發(fā)展和社會的進步，3D打印機的發(fā)展速度前景更加廣闊，更加獨特，而且技術越加多樣化和獨特。基于FDM（熔融沉積）的3D打印[3]是一門集圖形圖像學、機械、材料成型、電子控制、軟件與網(wǎng)絡信息等于一身的綜合性技術，在成功掌握了高分子材料擠出理論知識的同時，必須再配合機械與傳動機構、上位機控制和下位機控制軟硬件開發(fā)工作，而這些工作正是機械設計理論、材料成型、電子控制、計算機技術的綜合應用。以材料成型及控制工程專業(yè)學生為例，雖然其主要專業(yè)課程內(nèi)容為高分子材料與金屬的成型加工，但機械設計、電子控制與計算機技術仍然是與其今后工作密切相關的知識，因此學生在產(chǎn)品創(chuàng)新中不但能把本專業(yè)的知識運用到產(chǎn)品設計中，并且還可以把相關知識在實踐中進一步學習，為今后從事產(chǎn)品研發(fā)工作打下扎實的基礎。

二、機械設計的理論實踐

FDM型打印機就好比一臺小型的加工中心，只是把刀具換做打印噴頭，以增材制造的方式加工零件。以delta型打印機為例，其機械機構采用并聯(lián)臂機器人的運動方式，打印過程中將圓柱坐標轉(zhuǎn)換為笛卡爾坐標數(shù)據(jù)，其本身的結(jié)構與運動形式就是一個典型的機械設計理論應用。在打印機的傳動系統(tǒng)中，包括了皮帶傳動與螺紋傳動，這些知識在材料成型及控制工程等專業(yè)的本科教學中均會學習到，而在整套打印機的設計、采購與裝配過程中，學生可以將所學過的機械設計的理論知識加以練習、驗證，極大地提高了學生的學習興趣和積極性，同時創(chuàng)新思維的能力得到了提升，一些新的運動結(jié)構與連接方式不斷地被參與產(chǎn)品設計的同學提出并最終實現(xiàn)。

三、材料成型理論實踐

3D打印機有多種不同的技術，可用許多不同的常用材料。如：尼龍、不銹鋼以及許多金屬材料。而FDM型3D打印耗材以熱塑性工程塑料為主，目前已經(jīng)開發(fā)出多種可用的耗材，其中包括ABS、PLA、PEEK、HIPS、PA、PC等，而且各種新材料、新性能的材料在源源不斷地開發(fā)出來。而打印材料的流動能力、力學性能是決定其打印質(zhì)量和工件性能的主要因素，這些內(nèi)容與材料成型及控制工程專業(yè)知識息息相關。3D打印機中熔融擠出頭同樣是3D打印機的關鍵部件，擠出頭的結(jié)構與加熱方案直接決定著材料的擠出流動性，從而根本上影響著打印工件的質(zhì)量，因此這就需要應用高分子擠出理論對打印頭結(jié)構進行優(yōu)化設計，開發(fā)新型的打印頭，以滿足不斷更新耗材的需求。在擠出頭的設計中，需要應用高分擠出模具的設計理論，同時可以借助有限元分析軟件，模擬不同結(jié)構擠出頭對材料流動性的影響，以此來指導擠出頭的結(jié)構設計。

四、電子控制部分的創(chuàng)新拓寬了專業(yè)知識

3D打印機的電子控制部分一般由主控電路、步進電機與驅(qū)動電路、加熱管、熱電偶、熱床組成。主控電路將處理后的3D模型文件（G代碼）轉(zhuǎn)換成X、Y、Z軸和噴頭供料的步進電脈沖數(shù)據(jù)，交給4個步進電機控制電路進行控制，然后讓步進電機控制電路控制工件輸出基板的X-Y平面移動、噴頭的垂直移動和噴頭供料的速度，比較精確地讓高溫噴頭將原料融化后一層一層地噴在工件輸出基板上，形成最終的實體模型。

目前的開源3D打印機都使用Arduino作為主控平臺，Arduino是一款便捷靈活、方便學習的開源電子原型平臺。其開發(fā)語言和開發(fā)環(huán)境都很簡單，對于高校大學生來講更加容易理解掌握。在控制部分，應用了大量的控制理論與電子知識，并且隨著3D打印機的功能與結(jié)構形式越來越多，傳統(tǒng)的開源電路板已經(jīng)遠遠不能滿足需要，因此在開源控制板的基礎上進行擴展接口以及固件程序的開發(fā)顯得尤為重要，學生在產(chǎn)品創(chuàng)新設計中不但學習了一些開源電路板的應用，而且往往能根據(jù)需求開發(fā)出新的控制板與固件程序。

五、控制程序開發(fā)加強了計算機技術的學習

3D打印技術的發(fā)展離不開配套控制軟件（上位機軟件）的開發(fā)。上位機完成打印數(shù)據(jù)處理和總體控制任務，包括從CAD模型生成符合快速打印成型工藝特點的數(shù)據(jù)信息；設置打印參數(shù)信息；對打印成型情況進行監(jiān)控并接收運動參數(shù)的反饋，必要時通過上位機對成型設備的運動狀態(tài)進行干涉的功能；實現(xiàn)人機交互，提供打印成型進度的實時顯示；提供可選加工參數(shù)詢問，滿足不同材料和加工工藝的要求。幾個著名的開源打印控制軟件如Repetier-Host、cura、pronterface等極大地促進了桌面型熔融擠出3D打印機技術的研究與推廣，但隨著一些軟件停止開放源代碼，自主開發(fā)新功能成為不可避免的問題。上位機軟件可由C語言、C#以及其他的編程軟件編寫，學生以利用C語言程序設計課程中的相關知識，在源代碼的基礎上充分創(chuàng)新進行開發(fā)，從枯燥的書本學習到實際的功能性程序開發(fā)，極大地提高了學習興趣和效率。

六、總結(jié)

總之，機電產(chǎn)品創(chuàng)新項目涉及了材料成型及控制工程、機械設計制造及其自動化、機械電子工程、過程裝備與控制工程專業(yè)、測控技術與儀器專業(yè)等相關專業(yè)。參與機電產(chǎn)品創(chuàng)新活動，提高了學生對專業(yè)知識的應用能力，使學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力得到了明顯提高。同時，參與創(chuàng)新活動，使學生認識到了在進行研究工作時，自己在某些基礎理論知識方面的欠缺和不足，認識到了基礎理論知識的重要性，從而有力地激發(fā)了對理論課的學習興趣，提高課堂效率和學生的學習積極性。另外，通過參與指導學生創(chuàng)新工作，促進了教師與學生之間的互動，學生在課堂知識、專業(yè)技術等方面，更積極地與教師交流，課堂出勤率與學習成績得到了明顯提高。目前，山東科技大學材料成型及控制工程專業(yè)有很多學生加入到了與3D打印相關的機電產(chǎn)品創(chuàng)新項目中，并且在山東省高校機電產(chǎn)品創(chuàng)新大賽中嶄露頭角。

以先進產(chǎn)品技術為導向的實驗教學平臺成為創(chuàng)新型教學的一種趨勢[4，5]，并且通過與高新技術企業(yè)進行合作，例如：讓學生參與到企業(yè)的實際操作環(huán)節(jié)，或者聘請企業(yè)的有經(jīng)驗的高級工程師到學校對學生進行指導。這樣，使學生在高校學習期間就獲得了企業(yè)的實戰(zhàn)型教學與培訓的機會，學生可以迅速地進入工程師角色，為即將面臨的就業(yè)打好堅實的基礎。為了讓更多的機電類專業(yè)學生參與到創(chuàng)新項目中，山東科技大學機械電子工程學院基于3D打印技術機電產(chǎn)品創(chuàng)新實驗室也在積極籌備中。

機電行業(yè)作為國民經(jīng)濟發(fā)展中的基礎性行業(yè)之一，需要更多的創(chuàng)新人才加入到國家建設的大軍中。這就需要社會企業(yè)和高校共同努力，建立機電產(chǎn)品創(chuàng)新實驗平臺，是一條把學生塑造成為一名優(yōu)秀創(chuàng)新人才的有效途徑，為學生在今后的工作中有所作為，走向事業(yè)的巔峰奠定了堅實的基礎。

機電本科論文:一般本科院校機械類專業(yè)機電控制課程體系改革實踐

摘要：根據(jù)機械類專業(yè)人才培養(yǎng)目標，結(jié)合我校機械類專業(yè)的特色，對機電控制課程體系中的涵蓋課程、教學內(nèi)容的整合與優(yōu)化、實踐教學的改革與深化、突出工程機械特色、教學手段與教學方法的改革等問題進行了研究與探討。建立了完備的課程群建設框架，為一般本科院校機械類專業(yè)進行機電控制課程體系改革進行了有益的探索。

關鍵詞：一般本科院校 機械類專業(yè) 機電控制課程體系

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，尤其是計算機技術、信息技術在傳統(tǒng)機械行業(yè)中的廣泛應用，機械工程學科已發(fā)展成為一個集機械、電子、控制為一體的交叉學科。因此，在機械類專業(yè)的課程設置中，機電控制課程群是重要組成部分。本文結(jié)合我校機械類專業(yè)的特色，優(yōu)化機電控制課程群的教學內(nèi)容和教學方法，建立了完備的課程群建設框架，為一般本科院校機械類專業(yè)進行機電控制課程體系改革進行了有益的探索。

1 改革背景

長沙理工大學“機械設計制造及其自動化”專業(yè)源于原長沙交通學院1979年創(chuàng)辦的“筑路工程機械”專業(yè)和1996年創(chuàng)辦的“機械電子工程”專業(yè)，2000年歸并為“機械設計制造及其自動化”專業(yè)，設工程機械和機電一體化兩個方向。幾十年來，已培養(yǎng)了近三千名本科生，畢業(yè)生主要在交通領域相關行業(yè)就業(yè)，具有鮮明的交通行業(yè)特色。本專業(yè)依托行業(yè)優(yōu)勢，以創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)為重點，不斷優(yōu)化專業(yè)結(jié)構，形成了自身的專業(yè)特色。

然而，在近幾年培養(yǎng)計劃的執(zhí)行過程中，我們發(fā)現(xiàn)機電控制課程體系存在以下幾個問題：課程體系不嚴謹，部分課程的內(nèi)容設置有重復；理論與實踐脫鉤，實踐環(huán)節(jié)偏少，導致學生的實踐能力較差，解決不了實際問題；課程體系和內(nèi)容與我校機械類專業(yè)的特色――“工程機械”背景結(jié)合不緊密。因此，優(yōu)化機電控制課程體系結(jié)構，體現(xiàn)我校機械類的專業(yè)特色具有重要意義。

2 改革措施

結(jié)合機電一體技術的發(fā)展趨勢，明確我校對機械類專業(yè)的要求，學生的基礎知識、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)等方面都需要相對提升。對機電控制課程體系與教學內(nèi)容、教學方法與教學手段、實踐教學以及突出特色等四個方面進行改革與建設。

2.1 課程體系與教學內(nèi)容的整合與優(yōu)化

對于原有的課程體系存在的多種問題，比如課程門數(shù)多、課程體系不嚴謹、課程內(nèi)容相互之間重復交叉等。在重新修訂教學計劃和教學大綱時，把機電控制類課程體所存在的這些問題做了整合與優(yōu)化。將“電工電子技術”中的電機部分、“機床電氣控制技術”、“電力電子學”等機電控制技術中的強電控制知識整合為“機電傳動與控制”；“機械控制工程基礎”課程的教學中，通過更新教材，增加了Matlab軟件和Simulink仿真工具包的教學內(nèi)容；增加了“測控電路”、“工程機械電液控制技術”等課程，修訂和編寫了新的教學計劃和教學大綱。

2.2 增設實踐環(huán)節(jié)，注重學生工程實踐能力的培養(yǎng)

針對原有課程體系實踐環(huán)節(jié)不足的問題，對于這些存在的問題，我們既在課程中設置實驗環(huán)節(jié)，還改革了原有的課程實驗內(nèi)容，同時增加綜合性與設計性實驗的比例。增加了“機電控制技術實習”環(huán)節(jié)，該實習以PLC為控制載體，使學生獲取機電控制的實踐能力，加深對機電控制的基本理論的認識，培養(yǎng)―定的操作技能。

2.3 與交通和工程機械行業(yè)緊密結(jié)合，突出我校機械類專業(yè)的特色

針對原有課程體系實踐工程機械特色體現(xiàn)不足的問題，加強了機電控制課程體系與工程機械知識的有機融合。在多門課程的教學中，將工程機械作為機電控制的對象；增開了“工程機械電液控制技術”課程。

2.4 改革教學方法與教學手段

“機械控制工程基礎”理論性比較強，用多媒體教學方法和傳統(tǒng)的教學方式相結(jié)合，能夠應對教學過程對學生邏輯思維的開發(fā)和理論分析能力的要求，同時將Matlab軟件引入教學，可以減輕不必要的課時浪費；通過對平時大量課題和試題的收集，加上多年的教學經(jīng)驗積累，可以組織開發(fā)相關課程試題庫，以此來滿足教學要求；另外學校為提供教師教學和學生學習方便的條件，可以開發(fā)教學網(wǎng)站，以此實現(xiàn)互動式教學。

3 改革效果

通過整合優(yōu)化后的機電控制課程體系內(nèi)容更加的完善清楚，有利于課堂的教學實施，而且把理論和實踐教學結(jié)合得更加緊密；教學內(nèi)容的進一步改革，減少了平時課堂教學出現(xiàn)的重復現(xiàn)象，充實了一些新的科學理論和教學研究。為了突出教學的綜合性和設計實踐性，我們對原有的課程實踐體系進行整合規(guī)劃，以此加大了綜合性和設計性實驗的比例。實習實現(xiàn)了“電子技術實習――單片機控制技術實習――機電控制技術實習”的不斷線。將機電控制課程體系與工程機械知識進行了有機融合，更明確地突出了本專業(yè)的工程機械特色。

4 結(jié)語

自2010年專業(yè)機電控制課程體系立項以來，我?！皺C械設計制造及其自動化”專業(yè)，就緊緊圍繞人才培養(yǎng)目標及專業(yè)特色，在課程體系與教學內(nèi)容、實踐教學改革、突出交通及工程機械行業(yè)背景、教學方法與教學手段改革等方面進行了深入的改革與實踐，取得了一些成果，為一般本科院校機械類專業(yè)進行機電控制課程體系改革提供了借鑒。

機電本科論文:應用型本科高校機電實驗室建設探索與實踐

摘要：本文對應用型本科高校機電實驗室實驗教學管理存在問

題進行分析，并針對實驗室建設和管理存在的問題提出了一些解決措施。

關鍵詞：機電 建設 管理

1 概述

機電專業(yè)屬于應用技術學科，因而對于實踐能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。機電人才要具有更高、更全面的實踐動手能力，這就對實驗實踐教學提出更高的要求。當今的各個行業(yè)對既懂機又懂電的機電一體化人才的需求日漸增長。如何才能培養(yǎng)出滿足市場需要的機電一體化人才， 創(chuàng)造一個理論結(jié)合實踐的實驗環(huán)境？培養(yǎng)機電一體化的應用型創(chuàng)新人才是眾多工科院校一直探索研究的問題。

2 高校機電專業(yè)實驗室建設中存在的問題

2.1 實驗教學管理欠規(guī)范。雖然近年一直提倡加強實驗教學，但是大多數(shù)教師、學生仍然輕視實驗實踐教學。主要表現(xiàn)在：實驗課表不規(guī)范，隨意更改上課時間；不按規(guī)定分組，學生成績考評體系不完整，學生上課不認真，得過且過已成風氣，最終造成了實驗室資源的浪費。

2.2 綜合性、設計性實驗質(zhì)量和開出率問題。首先，綜合性、設計性實驗的質(zhì)量不高，大多數(shù)達不到設計和綜合知識點的作用；其次，因為課時少、實驗復雜，造成了實驗項目數(shù)量不夠；最后，因為有的學校因?qū)嶒瀳龅?、條件和人員問題，實驗項目打折扣，再因?qū)嶒烅椖繀^(qū)分不嚴，設計實驗變演示實驗，綜合性實驗變理論講解實驗，使綜合性、設計性實驗的開出率降低。

2.3 實驗室實現(xiàn)全開放困難重重。第一實驗室少，一般情況下一個實驗室承擔幾門課程的實驗教學任務；第二實驗教師少，設備維護和管理難；第三教師待遇以及思想上不重視，很多實驗室不給學生開放，即使開放也缺少教師現(xiàn)場指導。

2.4 大型數(shù)控加工等設備使用效率低，管理欠規(guī)范。為了滿足學校學科建設、科學研究工作，大型儀器的購買逐年增多。但是，很多大型儀器只有個別教師能夠使用，利用率不高，使用時間嚴重不足，有的甚至出現(xiàn)被閑置的現(xiàn)象。在設備的管理上，缺少專人管理和專人使用執(zhí)行不到位，同時缺少教師使用記錄，不能及時反饋設備情況。

3 機電專業(yè)實驗室建設方案探究

3.1 建立機電實驗室管理信息系統(tǒng)。建立網(wǎng)絡化的實驗教學和實驗室管理信息平臺。通過信息平臺實現(xiàn)實驗項目信息的管理、排課、選課、實驗成績及實驗室利用率統(tǒng)計分析等，同時也實現(xiàn)了實驗教學管理工作的系統(tǒng)化、信息化和規(guī)范化。通過平臺學生可以網(wǎng)上申做實驗、預習實驗、觀摩實驗、查詢實驗室的實驗教學情況、實驗教師上課情況等綜合信息。實驗室的信息化管理大大提高了實驗室的利用率，實現(xiàn)了資料共享，為加大實驗室的開放力度，奠定了基礎。

3.2 產(chǎn)學研結(jié)合加強實驗室工作隊伍的建設。實驗教師隊伍是實驗教學和實驗室建設的直接參與者，機電專業(yè)是應用型專業(yè)，要求學生有較強的動手能力和緊跟時代的先進技術，這就要求具有一支結(jié)構合理、素質(zhì)優(yōu)良的實驗教師隊伍。讓實驗教師到企業(yè)、研究單位進行學習深造，獲取實際經(jīng)驗，將當前先進的生產(chǎn)經(jīng)驗帶回課堂，解決學校教育與社會需求脫節(jié)的問題，縮小學校和社會對人才培養(yǎng)與需求之間的差距，增強學生的社會競爭力。

3.3 以競賽為契機推進機電專業(yè)創(chuàng)新實驗室建設，激發(fā)學生學習興趣。積極組織機電專業(yè)的大學生參加競賽。學生通過機電實驗室提供的平臺，進行創(chuàng)新實踐。制作的機電作品，將材料應用技術、傳感器與檢測技術、單片機技術、控制算法及軟件設計等內(nèi)容有機結(jié)合起來，這又為實驗室開設機電綜合設計實驗提供了更多途徑，而創(chuàng)新實驗室建設又為以后的大學生競賽活動提供了良好的創(chuàng)新實踐基地，充分發(fā)揮了學生的想象能力和綜合運用機電知識的能力，實現(xiàn)了競賽與實驗室建設的互補。

3.4 成立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，形成以舊帶新梯隊管理模式，充分利用大型加工設備。因機電專業(yè)特點，實驗室具有數(shù)控加工中心，線切割激光內(nèi)雕機等大型設備較多，而這些設備除了正常教學外，很少他用，因此成立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，團體成員主要由學生構成，主要以機電專業(yè)學生為主，其他專業(yè)為輔，知識傳授主要是高年級的學長帶低年級的學弟進行自主學習，實驗室教師從旁指導。團隊成員可以使用和管理實驗室的大型設備，設計新產(chǎn)品投入市場，以此來培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，提高設備的利用率。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊實行梯隊管理模式，減少實驗教師的工作量，通過以舊帶新實現(xiàn)了知識的合理過渡，同時也完善了對大型設備的規(guī)范管理。

3.5 應用現(xiàn)有條件自主開發(fā)綜合性、設計性實驗項目，使學生有更多的選擇性。驗證性實驗多，綜合性設計性實驗少，大多數(shù)高校按課程設置實驗室，實驗內(nèi)容單一，學生在實驗室里學到的實驗操作技能缺乏實際價值。實驗操作學時數(shù)得不到有效保證，學生只能在教師規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的內(nèi)容，不能按自己的愛好和興趣做一些設計性、綜合性實驗，這種狀況造成學生被動學習，動手能力得不到提高，潛能得不到挖掘。因此根據(jù)現(xiàn)有條件，自主設計開發(fā)綜合性設計性實驗是非常必要的。

4 總結(jié)

通過本文的介紹我們知道，機電專業(yè)實驗室建設的任務艱巨，我們要做好長期奮斗的準備，同時要轉(zhuǎn)變觀念，強調(diào)以理論教學、實驗教學并重的制度及以信息化管理為主要手段建設實驗室。

機電本科論文:卓越工程師培養(yǎng)背景下機電本科畢業(yè)設計改革

[摘 要] 畢業(yè)設計是本科階段一個重要的教學環(huán)節(jié)，為適應新形式下卓越工程師的培養(yǎng)目標，有必要對這一環(huán)節(jié)進行改革。通過分析機電方向本科畢業(yè)設計現(xiàn)狀，提出畢業(yè)設計題目要多樣化；畢業(yè)設計內(nèi)容上要緊跟題目的變化，與現(xiàn)場工程師解決實際問題的方式接軌；管理上要到位，不同題目要用不同的管理方法。通過這些舉措，形成強學生、強教師、強學校三贏的畢業(yè)設計教學模式，真正實現(xiàn)了卓越工程師的培養(yǎng)。

[關鍵詞] 卓越工程師；機電；畢業(yè)設計

0 引言

隨著高新技術的廣泛應用，世界各國越來越重視人才質(zhì)量的培養(yǎng)。把動手能力、工程意識、創(chuàng)新能力、團結(jié)協(xié)作的能力作為考察學生實踐能力的重要內(nèi)容[1]。在教育部實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的大背景下，作為以培養(yǎng)卓越工程師為目標的地方高等院校已走過一段艱難的歷程，雖然沒有成形的經(jīng)驗可以借鑒，但卻都達成一個共識，那就是必須對每一個教學環(huán)節(jié)都認真考慮，進行必要的改革，以適應新形勢下的人才培養(yǎng)模式。

1 機電方向畢業(yè)設計現(xiàn)狀分析

目前各高校畢業(yè)設計一般安排在第八個學期，就業(yè)形勢日益嚴峻的背景下，學生們紛紛把找一個理想的工作和考研究生做為頭等大事，從而忽略了畢業(yè)設計環(huán)節(jié)對專業(yè)學習的重要性。機械電子類畢業(yè)設計多停留在任務書-開題報告-中期答辯-圖紙-說明書-畢業(yè)答辯的形式，學生們從開題到答辯，整個設計要發(fā)揮想象力，雖有畢業(yè)實習環(huán)節(jié)，但可參照的實物結(jié)構不是很多。所有的設計都是在理想的狀態(tài)下，合理即可，因為這種“完美”的設計不用實際制作去檢驗。只設計不做實物的設計被學生認為與企業(yè)技術不對接，是找工作、考研的障礙，在這樣的情況下，畢業(yè)設計這一環(huán)節(jié)質(zhì)量毫無保障，所以必須對畢業(yè)設計進行改革，為企業(yè)、為學生服好務。

2 畢業(yè)設計改革具體內(nèi)容

2.1 畢業(yè)設計題目的改革

做好畢業(yè)設計要從題目入手，把好入口關?，F(xiàn)有的畢業(yè)設計題目一般是由教師給定，或者指導教師與學生共同擬定，在保留現(xiàn)有給定題目的基礎上，還應從以下幾方面加強題目的來源。

1）企業(yè)實際工程應用題目直接走進畢業(yè)設計。卓越工程師的培養(yǎng)需要學校與企業(yè)深度合作，那么畢業(yè)設計的題目就可以以解決企業(yè)實際問題為切入點，制定切實可行的題目[2，3]。另外，在近幾年學生擇業(yè)時，企業(yè)會要求學生畢業(yè)前至少在企業(yè)工作半年以上，利用好這段時間，學生可以從工作出發(fā)，制定解決單位工程實際問題的題目，這樣學生會很樂意付出時間和精力，使畢業(yè)設計內(nèi)容具有一定的研究水平，還能從真正意義上讓學生更快地接觸工作崗位中的實際技術問題。

2011年開始，機電專業(yè)對進入煤礦工作的學生百分百地安排了煤礦機械方面的畢業(yè)設計題目，涉及到采煤機、掘進機、裝載機、刮板輸送機、皮帶輸送機等大型機械的部分結(jié)構設計。2012年在此基礎上又新增加控制裝置的電氣和機械的設計題目，如刮板運輸機遠程控制裝置設計等。2013年已有部分題目要求制作出模型，一步步逼近工程實際應用，使學生畢業(yè)后能以最快的速度走上工作崗位。解決實際工程問題的題目擬定需要企業(yè)的大力配合，更需要學校改進考核標準，二者缺一不可。機電專業(yè)于2013年開始小范圍實施這類題目，其中一項與某煤機廠共同完成了采煤機截割部輸出扭矩軸的改進設計，保護了扭矩軸的同時，還解決了更換扭矩軸帶來的麻煩。

2）結(jié)合大學生創(chuàng)新科技實踐活動，擬定畢業(yè)設計題目。高校中形式多樣的學科競賽、創(chuàng)新科技活動作品不應只停留在制作完成階段，完全可以在畢業(yè)設計中得以充分體現(xiàn)。這類實踐活動是在緊密結(jié)合課堂教學的基礎上，以競賽、實際制作的方法，激發(fā)學生參與的熱情，從而使學生在理論聯(lián)系實際能力、創(chuàng)新思維、團隊協(xié)作精神及實際動手能力等方面得到鍛煉。這樣的作品適合學生在畢業(yè)設計階段對其實用價值進行思考，改進后完善技術文件及圖紙繪制，從而延伸了前期實踐成果，保證了教學的完整性。參加大學生創(chuàng)新科技活動的學生都受益匪淺，極大地提高了學生的動手能力、創(chuàng)新意識。

為大賽準備的各種創(chuàng)新科技活動作品，大多是為了完成特定的功能而作，有時會應用一些現(xiàn)成的機械結(jié)構或電控模塊，比賽過后，學生們不會細研究這些機構或模塊的設計思路、加工過程等，但延伸到畢業(yè)設計就可以完成作品的整個設計、選材以及加工等環(huán)節(jié)，對于學生而言也更容易完成。2011年開始把競賽的優(yōu)秀作品納入到畢業(yè)設計中去，如六足機械人、智能防盜系統(tǒng)的設計、水位控制系統(tǒng)的設計、旋轉(zhuǎn)LED燈的設計等，在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)完成控制系統(tǒng)的參數(shù)設計、機械結(jié)構的零部件設計等，收到良好效果。

3）跨學科跨專業(yè)的題目、大型題目可建立畢業(yè)設計團隊共同完成。機械電子專業(yè)的畢業(yè)設計目標是要完成機電設備的機械裝配結(jié)構圖的繪制、設計原理的闡述、電氣控制部分及設計過程的說明（說明書），一個學生做這樣的題目不能兼顧零件的加工工藝、產(chǎn)品的外觀設計、材料的合理選擇等方方面面，但可以根據(jù)題目的特點跨學科合作完成一個題目，例如與工業(yè)設計專業(yè)合作完成產(chǎn)品外觀設計、與機械制造專業(yè)合作完成機械制造過程中的工藝設計、與材料專業(yè)合作完成選材問題、與電氣專業(yè)合作完成電氣控制部分等，真正把一個題目完全按照工程實際設計、制造流程，由多個學生共同完成。這種跨學科合作題目非常有利于培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神，加深學生對實際工程設計項目所涉及領域的了解，為培養(yǎng)后備現(xiàn)場工程師奠定基礎。

大型題目拆解后由多名學生共同承擔，符合工程大項目的實際設計流程，學生可以對自已承擔的部分進行更深入的研究，樹立全局、合作的思想。表1中列出了歷年來畢業(yè)設計題目分配情況。

2.2 畢業(yè)設計內(nèi)容方面的改革

畢業(yè)設計環(huán)節(jié)要跟上卓越工程師所達到的工程能力培養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標，在內(nèi)容上就要有所突破，在保留原有內(nèi)容的基礎上，還要有所創(chuàng)新。內(nèi)容的改革見圖1。

原有的畢業(yè)設計是要完成任務書、實結(jié)、開題報告、圖紙、說明書等工作，也就是說大部分工作停留在書面材料上。經(jīng)過上述題目的更新，畢業(yè)設計的任務目標可以規(guī)范到模型的制作、實物的制作、實物+軟件仿真等。而在文件整理上可完成制作過程的可行性分析報告、原理說明書、使用注意事項等，仿真部分可完成仿真全過程的分段解讀、仿真結(jié)果的演示。這使得學生可以在有限的畢業(yè)設計時間內(nèi)，較好的完成畢業(yè)設計，內(nèi)容上突破原有文件考核較多的方式，從重實際應用出發(fā)，減少文件考核數(shù)量，增加實物考核項，其核心是要增加考核學生的動手能力、解決實際問題的能力。

企業(yè)題目源于學生在企業(yè)鍛煉實習模式下，或?qū)W生已分配到企業(yè)工作前提下，在企業(yè)由企業(yè)技術人員輔導完成的畢業(yè)設計，該類題目突出解決企業(yè)實際問題，可以以解決哪類工程實際問題及解決方法等作為設計內(nèi)容來完成，更能體現(xiàn)出現(xiàn)場工程師應具備的能力。

2.3 畢業(yè)設計的管理

題目的準確性是出色完成畢業(yè)設計的關鍵，所以立題要慎重，要經(jīng)過專家委員會的研究通過，對不合適的題目，委員會及時反饋給指導教師，經(jīng)修改后再審核，從而構建一個分類較細的畢業(yè)設計課題庫。題庫的建立要在大二或大三時就完成。

對于與企業(yè)深度合作的題目，原則上題目由企業(yè)技術人員與校內(nèi)指導教師、學生共同擬定，但主要以企業(yè)為主。以這種形式作畢業(yè)設計的主要任務是解決工程實際問題，文件要完成，但要和校內(nèi)題目有所區(qū)別，題目答辯時要重視企業(yè)技術人員的意見，管理上見圖2。

3 結(jié)束語

“卓越工程師培養(yǎng)計劃”是一個系統(tǒng)的工程，需要多個教學環(huán)節(jié)的參與和保證。畢業(yè)設計這一環(huán)節(jié)要想達到卓越工程師的培養(yǎng)目標，就必須進行必要的改革。綜上所述的這些革新，一是學生能很好地利用這一環(huán)節(jié)，檢驗自已所學過的知識在工程實際中的運用情況，從而為真正成為一名卓越工程師樹立信心――強學生；二是培養(yǎng)了一大批實踐能力強的教師，使教師能真正實現(xiàn)與企業(yè)技術的對接，共同研發(fā)更具實用價值的課題，這些課題的完成，既產(chǎn)生了良好的影響，又將對教學各個環(huán)節(jié)起到促進作用――強教師；三是通過畢業(yè)設計內(nèi)容的改革，能培養(yǎng)出一大批卓越的現(xiàn)場工程師，這些工程師的表現(xiàn)將擴大學校的影響，從而做到強校。如此形成良性循環(huán)三贏的畢業(yè)設計模式必將為卓越工程師的培養(yǎng)奠定堅實的基礎。

機電本科論文:機電類本科生機電液一體化系統(tǒng)創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)與實踐

摘要：本文分析了培養(yǎng)機電類本科生機電液一體化系統(tǒng)創(chuàng)新設計能力的重要性，從優(yōu)化學生創(chuàng)新環(huán)境、提高學生創(chuàng)新意識、提高學生創(chuàng)新思維能力、夯實學生創(chuàng)新知識基礎、提高學生創(chuàng)新水平等方面介紹了學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的構建思路、主要措施和實踐成果。

關鍵詞：機電液一體化；創(chuàng)新設計；能力培養(yǎng)

自主創(chuàng)新是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的靈魂，是提高綜合國力和國際競爭力的核心。隨著社會不斷向前發(fā)展，社會更加需要復合應用型的人才，機械制造設計及其自動化、工業(yè)電氣自動化和車輛工程等個機電類專業(yè)人才不只是孤立掌握某一方面的專業(yè)知識，而必須系統(tǒng)地掌握機械、電氣、液壓和自動控制等方面的專業(yè)的知識，并將這些知識有機融合于一體，靈活應用于實踐。因此，必須優(yōu)化相關專業(yè)的課程體系、教學內(nèi)容、教學模式，使教學內(nèi)容學時數(shù)、安排、銜接等更為合理，加強實踐教學環(huán)節(jié)，加強學生機電液一體化系統(tǒng)創(chuàng)新設計能力的培養(yǎng)。通過推廣實施，營造良好的育人環(huán)境，將大學生培養(yǎng)成具有較強的統(tǒng)籌全局能力、創(chuàng)新能力、實踐能力、就業(yè)能力和可持續(xù)發(fā)展能力的復合應用型人才。所以大力培養(yǎng)機電類專業(yè)本科學生機電液一體化系統(tǒng)創(chuàng)新設計能力具有非常重要的意義。

一、提高教師和學生的創(chuàng)新意識

創(chuàng)新意識是一種不安于現(xiàn)狀、精益求精的意識。提高教師和學生的創(chuàng)新意識是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的前提，學生只有在強烈的創(chuàng)新意識引導下才能產(chǎn)生強烈的創(chuàng)新動機、充分發(fā)揮其創(chuàng)造的潛能。首先教師必須有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神，要有一種超前的活躍的心境，對新事物要有高度的洞察力和敏銳性，潛移默化地提高學生的創(chuàng)新意識。結(jié)合機電類專業(yè)特征，引導學生敢于懷疑、敢于探索，允許學生說錯、做錯，努力發(fā)現(xiàn)并保護學生的好奇心，鼓勵學生勤動腦、多動手，積極參加創(chuàng)新實踐活動，從生活、學習中積極培養(yǎng)自己的創(chuàng)新意識，激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望[1-4]。

二、構建以核心能力和創(chuàng)新能力為主線的人才培養(yǎng)方案

按照人才綜合素質(zhì)培養(yǎng)要求，構建以核心能力和創(chuàng)新能力為主線的人才培養(yǎng)方案，以培養(yǎng)學生的核心能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力為重點，構建科學合理的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構，將學生培養(yǎng)成創(chuàng)造性活動的人才。根據(jù)機電類專業(yè)本科學生機電液一體系統(tǒng)創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)目標，學生不僅需要掌握機械設計、機械制造工藝制定能力，還要掌握電氣控制系統(tǒng)設計、液壓控制系統(tǒng)設計能力，最終要掌握機電液一體化綜合設計和應用能力，因此課程體系中必須涵蓋機械設計制造、電氣控制、液壓傳動以及機電液一體化綜合設計和應用三大能力培養(yǎng)模塊，即課程中必須有：《機械原理》、《機械設計》、《機械創(chuàng)新設計》，《電工基礎》、《機電傳動控制》、《計算機控制》、《數(shù)控技術》、《機械工程控制基礎》，《液壓與氣壓傳動技術》，以及機電液一體化系統(tǒng)實習與設計等核心課程。教材中涉及的原理和定理要介紹其發(fā)展過程，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。教材中要有綜合創(chuàng)新設計類教學內(nèi)容[5]。

三、建立科學的實踐教學體系

加強實踐教學，建立科學的實踐教學體系，形成教、學、實踐三個方面并重的局面。通過實踐活動積極發(fā)揮學生的主觀能動性，在創(chuàng)新實踐活動中激發(fā)創(chuàng)造火花，提高學生的創(chuàng)新興趣和創(chuàng)造能力；加深理論知識理解，提高工程實踐意識，縮短從書本知識到實際專業(yè)技能之間的距離。在進入專業(yè)基礎課學習前，增設《認識實習》等課程，讓學生早日接觸實踐、認識實踐，有利于課程學習。課程設計和畢業(yè)設計內(nèi)容應與生產(chǎn)實際緊密相關，讓學生直接參與和介入科學實驗和課題研究，加強對專業(yè)前沿動態(tài)的了解，激發(fā)其求知欲、創(chuàng)新欲。將科研項目引入專業(yè)技能訓練，大力支持和鼓勵學生積極參與科技創(chuàng)新活動，充分利用各種渠道為學生的科技創(chuàng)新活動提供方便，在大賽中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力[6]。

四、加強學生的創(chuàng)新思維培養(yǎng)

教學過程中要從創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力這三個層次培養(yǎng)學生能力。教學中要突出重點、關鍵點，注重應用，遵循先因后果、循循善誘的教學程序。教學采用以啟發(fā)式為主，變單一課堂講授為理論講授與實踐、指導與討論、交流與研究相結(jié)合，增強學生的學習主動性和積極性，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維與聚合思維能力。貫徹實施“啟發(fā)式”教學原則，采用潛科學教學法、內(nèi)容不完全教學法、社會探究法、角度教學法、問題教學法、局部探求法、智力激勵法、發(fā)展問題教學法等教學方法，千方百計激發(fā)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新興趣，培養(yǎng)獨立思考問題、獨立解決問題、獨立創(chuàng)新能力，做到“不唯書，不唯上，而唯實”[7]。改革課程考核方式，充分調(diào)動學生的創(chuàng)新潛能，避免學生死記硬背、循規(guī)蹈矩而缺乏創(chuàng)新能力[5]。

五、提高教師創(chuàng)新素質(zhì)

提高教師創(chuàng)新素質(zhì)是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的關鍵。引導教師不斷學習、參加各類培訓，更新原有的知識結(jié)構，進一步提高教師創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質(zhì)，進一步提高的學術水平、豐富的專業(yè)實踐經(jīng)驗、掌握專業(yè)的最新發(fā)展動態(tài)，成為教學、科研、服務的多能型人才。加強教師教學經(jīng)驗交流，提高教師創(chuàng)新能力和水平[8-9]。

通過對我院機械設計制造及其自動化專業(yè)學生的實踐，初步建立了創(chuàng)新能力培養(yǎng)的質(zhì)量保障體系，建立了一支培養(yǎng)學生機電液一體化系統(tǒng)創(chuàng)新設計能力的教師團隊，為學生提高創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力創(chuàng)造了良好的條件和氛圍，學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新設計能力有所提高，思維的敏感性、敏捷性、靈活性，洞察力、獨立性和創(chuàng)造性得到培養(yǎng)。學生能較好完成具有技術創(chuàng)新型的課程設計和畢業(yè)設計，敢于突破設計圖冊上的傳統(tǒng)結(jié)構實施創(chuàng)新設計[10]。在歷年國內(nèi)的機械設計創(chuàng)新競賽中，都取得了優(yōu)異成績，2011年由廣東省教育廳主辦的第二屆全國大學生機械創(chuàng)新設計競賽廣東賽區(qū)選拔賽，我院參賽的12支隊伍獲得了3項一等獎、1項二等獎、8項三等獎的優(yōu)異成績；2012年獲得國家級大學生機械創(chuàng)新設計大賽二等獎1項；2012年由廣東省教育廳主辦工程訓練綜合能力競賽廣東賽區(qū)選拔賽，我院參賽的7支隊伍獲得了1項一等獎、3項二等獎、4項三等獎的優(yōu)異成績。

作者簡介：黃長征（1970-），男，湖南耒陽人，副教授，博士，從事現(xiàn)代機電液集成控制理論與技術應用研究與教學。

機電本科論文:“機電一體化原理”本科教學的若干思考

摘要：“機電一體化原理”是機械設計制造及其自動化本科生的一門專業(yè)必修課。針對該課程教學過程中存在的問題，對課程的重要性、實驗室建設、激發(fā)學生開拓就業(yè)思路、項目教學法和增設課程設計環(huán)節(jié)等五個方面進行了認真思考和研究，希望能夠進一步提升該課程的教學效果。

關鍵詞：機電一體化；本科教學；人才培養(yǎng)；項目教學法

為了滿足電力行業(yè)對機械類專門人才的需求，各電力高校均開設了機械設計制造及其自動化本科專業(yè)。該專業(yè)的主要特色是培養(yǎng)能夠適應電力行業(yè)的機械類相關崗位的人才。前幾年，該專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)形勢喜人，但是，由于制造類相關行業(yè)廣受金融危機的影響，導致近年來畢業(yè)生的就業(yè)情況不太理想。面對無法預知的金融危機以及制造業(yè)界不太樂觀的就業(yè)形勢，作為專業(yè)教師，應該思考怎樣才能使學生更從容地面對求職擇業(yè)問題。

機電一體化作為機械、電子和信息等多科內(nèi)容融合的學科，在拓寬機械類學生知識面和就業(yè)面等方面將起到重要作用。加強該課程的學習，能明顯提高學生素質(zhì)，從而增加學生在機電一體化行業(yè)內(nèi)的就業(yè)機會。本文認真思考了機電一體化原理在本科教學中的若干問題，以“機電一體化原理”教學為基礎，論述該課程對學生的重要性并指出目前存在的問題，提出以拓寬學生的就業(yè)面為目的嶄新的教學思路，并輔以項目教學法的教學改革方案，以及增設“機電一體化原理”課程設計的設想。

一、引導學生認識“機電一體化原理”的重要性

學生在學習“機電一體化原理”的時候，由于缺乏實際經(jīng)驗，加上該課程牽涉面很廣，學習難度較大，因而學習熱情不足。因此，在教學過程中，教師要想方設法、千方百計地引導和吸引學生充分認識“機電一體化原理”這門課程的重要性，從而激發(fā)學生的學習熱情。

首先，應使學生明確，機電一體化是多學科交叉，相互滲透的綜合性課程，廣泛涉及機械技術、信息處理技術、自動控制技術、伺服驅(qū)動技術、檢測傳感技術和系統(tǒng)總體技術等方面的內(nèi)容。機電一體化技術是給傳統(tǒng)機械加上“大腦”（計算機信息處理與控制），極大限度地延伸了機械的概念，使機電一體化產(chǎn)品幾乎無處不在。例如，“機器人”作為最重要的機電一體化產(chǎn)品之一，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。[1]

其次，針對現(xiàn)在機械專業(yè)學生機械基礎扎實、電子基礎薄弱的特點，認真學習“機電一體化原理”這門課程，將顯著提高學生在電子方面的素養(yǎng)。通過課程講解、實驗教學、項目教學、課程設計等教學手段，學生深刻體會機電一體化的基本原理和設計方法。

最后，機電一體化的重要性還體現(xiàn)在很多產(chǎn)品，特別是高科技產(chǎn)品，難以將機械和電子部件完全分開。例如，機電設備設計及維護人員既要精通機械方面的知識，又要精通電子方面的知識。因此，掌握機電一體化原理，并將其應用到解決實際工程問題當中，已經(jīng)成為機械專業(yè)的畢業(yè)生必須掌握的一項重要技能。

二、增加實驗課時、加強實驗室建設與整合

“機電一體化原理”理論學習固然重要，實驗教學也同樣重要。不少學?，F(xiàn)有的“機電一體化原理”的教學大綱中，實驗教學所占學時明顯偏少，而且學生真正能動手完成的實驗更是少之又少。因此，現(xiàn)有實驗安排起不到鍛煉學生的動手和實際操作能力的目的。

此外，很多學校實驗室中的設備和科研條件并沒有充分發(fā)揮出來。應該在現(xiàn)有的設備的基礎上，廣泛開拓思路，整合、組合、創(chuàng)造出新的機電一體化實驗，以實現(xiàn)鍛煉學生動手能力的目的。而且，實驗室的工作條件和實驗場所還需要進一步改善。實驗設備也需要對機電一體化實驗教學或輔助教學等方面，進行廣泛市場調(diào)研，根據(jù)需要進行采購和擴充。

因此，必須在加強實驗室建設的基礎上，適當增加機電一體化的實驗課時，才能真正使學生通過實驗加深對機電一體化理論知識的掌握，體會機電一體化應用的目的。

三、激發(fā)學生在機電一體化行業(yè)內(nèi)的就業(yè)思路

激發(fā)學生產(chǎn)生在機電一體化行業(yè)內(nèi)就業(yè)的想法，是教學的重中之重。只有學生真正產(chǎn)生這種想法，才會產(chǎn)生學好“機電一體化原理”的動力。

目前，機械專業(yè)畢業(yè)生大多將自己的就業(yè)方向主觀定位在純機械領域。盡管機械制造業(yè)是非常龐大的產(chǎn)業(yè)，但就業(yè)機會終歸有限。由于能力的欠缺，擇業(yè)的時候，面對機電一體化行業(yè)廣泛的就業(yè)機會，學生更多的是無奈。鑒于此，任課教師必須努力激發(fā)學生在機電一體化行業(yè)內(nèi)的就業(yè)興趣。

引導學生領悟，若是自己具備很強的機電一體化技術方面的素養(yǎng)，將會拓寬自己的就業(yè)面，從而為自己創(chuàng)造更多的就業(yè)契機。就算是學生畢業(yè)后選擇在機械行業(yè)就業(yè)，若是在機電一體化方面有比較扎實的基礎，也會開拓自己的視野，何況是現(xiàn)在科學技術、工程技術已經(jīng)發(fā)展到機、電完美結(jié)合的階段，完全分開的機械和電子幾乎沒有。

因此，在教學過程中，應該結(jié)合機電一體化行業(yè)激發(fā)學生的學習動力。具體來說，可以結(jié)合機械專業(yè)學生在機電一體化行業(yè)就業(yè)的實例，引導和激發(fā)學生的學習熱情。另外，在教學過程中，也可以充分結(jié)合機電一體化產(chǎn)品的具體設計思路，引導學生如何跨越機械專業(yè)的局限，盡可能多地接觸機電一體化領域。通過這些方式，學生們將會自然提升對機電一體化領域的興趣，從而增加在機電一體化行業(yè)就業(yè)的主觀積極性。

四、開展項目教學法、培養(yǎng)學生綜合能力

為了使學生加強對機電一體化領域的認識，啟發(fā)他們在機電一體化行業(yè)內(nèi)就業(yè)的熱情，“項目教學法”引入到機電一體化的本科教學工作中去。項目教學法在國外的職業(yè)教育中應用較多，目前在本科教學中還很少使用。為了讓機械專業(yè)的學生通過項目直接深入到機電一體化領域，教師提出使用項目教學法。

項目教學法是一種在“做中學”的理論基礎上發(fā)展起來的一種教和學的模式，這種教學法通過組織學生真實地參加項目設計，履行和管理項目的全過程，在項目實施的過程中完成教學任務，培養(yǎng)學生的實踐能力、分析能力及其他關鍵能力。這種模式突破了傳統(tǒng)的“以課堂為中心，以教師為中心，以教材為中心”的教學模式，強調(diào)使用的技能和知識創(chuàng)新，有效地交流課堂與社會生活的聯(lián)系，充分展示現(xiàn)代教育“素質(zhì)教育”的本色。[2，3]

項目教學法主要特點是與現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系，加強理論聯(lián)系實際，有助于培養(yǎng)學生的多方面能力，更重要的是展示學生的創(chuàng)造性，培養(yǎng)了學生解決實際問題的能力。項目教學法的整個教學過程可以分為以下幾個階段：

1.擬定題目

學生自主分組或教師分組，查閱資料、主動思考，充分發(fā)揮主觀能動性，擬定本小組的題目。教師在這個過程必須要干預，要求學生選定的題目具有創(chuàng)新性或?qū)嵱眯?，特別是要適合該小組的特長和興趣。要求項目既要體現(xiàn)學生的創(chuàng)新性、具備挑戰(zhàn)性，又要切實可行、經(jīng)過學生的努力可以完成。

2.可行性分析及方案設計

通過項目可行性分析及方案設計、確定項目進程計劃，要求該進程安排基本與課堂教學進度并行，即：按照課堂教學的進度安排項目的實施進度，即首先是機械機構、執(zhí)行機構，然后是計算機、控制系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)等。教師必須認真檢查各小組的可行性分析及方案設計。

3.項目實施要求學生按照工作進度實施并做階段總結(jié)

這一階段，對于學生在項目研究所用到的內(nèi)容，有可能在課程學習中沒有學到，要求教師指導學生進行再學習，以進一步挖掘?qū)W生的創(chuàng)造性思維。項目的實施過程中，學生將有大部分工作需要在實驗室中完成，因此，在第三部分對實驗室進行整合和擴建的過程中就必須要考慮這些問題。

4.項目考評

以小組為單位，認真考核學生完成項目的情況。針對機電一體化項目的各系統(tǒng)的設計、實現(xiàn)方式、功能和項目報告等進行考評?？荚u中要特別注意學生在完成項目的過程中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

5.項目拓展

建議學生以研究報告、學術論文的形式呈現(xiàn)本小組的研究成果。對于考評成績優(yōu)秀的小組可以組織學生以申報專利、參加競賽的形式進一步拓展項目。

項目教學法可以極大提高學生的興趣，激發(fā)學生的學習熱情，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造性思維，同時使學生以真正項目的方式接觸到機電一體化的產(chǎn)品設計和項目管理。這種項目管理的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和總結(jié)問題的能力和經(jīng)驗對學生而言非常寶貴。項目考評優(yōu)秀的學生的科研論文和專利申請都將在學生畢業(yè)求職時增加不可或缺的砝碼，將成為機電一體化行業(yè)的敲門磚。

五、增設“機電一體化原理”課程設計環(huán)節(jié)

現(xiàn)有的教學手段，還不足以提升學生在機電一體化行業(yè)的競爭力。作為項目教學法的補充，還可以通過增加機電一體化原理設計環(huán)節(jié)，從而更大程度上提高學生的機電一體化產(chǎn)品的設計能力。

課程設計時，要求學生認真回顧教師在課堂上所授要點，分析各要點對產(chǎn)品功能的實現(xiàn)及其特性的影響。希望學生在課程設計過程中，進一步理解、吸收和消化課程理論知識以及在項目教學法中所存在的尚未解決的問題。

課程設計課題要盡可能選擇具有產(chǎn)業(yè)背景的實際課題，學生通過原理方案的設計、結(jié)構設計、傳動系統(tǒng)的設計、執(zhí)行機構的設計、控制系統(tǒng)的設計以及總體設計等過程，加深對機電一體化系統(tǒng)的總體認識。在指導過程中，注意培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新潛能。此外，還要注意課程設計必須與項目教學法互補，對于項目教學法中沒有涉及的部分，要適當加強。[4]

課程設計應著重培養(yǎng)學生熟悉機電一體化行業(yè)標準，全面掌握機電一體化產(chǎn)品設計規(guī)范和過程，并培養(yǎng)學生扎扎實實的工作作風。

六、結(jié)論

本文以拓寬機械類學生的就業(yè)面為主要目標，針對“機電一體化原理”本科教學的若干問題，進行了深入探討和思考。以“機電一體化原理”教學為基礎，論述該課程對學生的重要性，以及如何引導學生對該課程的重要性進行再認識。通過加強實驗室建設，增加學生動手實踐的機會，以拓寬學生的就業(yè)面為目的，激發(fā)學生的學習動力。提出項目教學法的教學改革方案，著重培養(yǎng)學生在機電一體化產(chǎn)品設計中的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力；該項目教學法與“機電一體化原理”課程設計相輔相成。期待機電一體化課程在提高綜合素質(zhì)、拓寬畢業(yè)生就業(yè)面等方面有所建樹。

機電本科論文:淺談應用型本科機電專業(yè)實訓體系的構建

【摘 要】應用型本科教育不僅要加強實訓環(huán)節(jié)，而且還必須對實訓體系進行科學合理的構建，才能達到應用型本科教育的培養(yǎng)目標。本論文以我系機電專業(yè)為例，提出了以項目為導向，以課本理論知識為基礎的系統(tǒng)性實訓體系，詳細介紹了實訓內(nèi)容安排、實訓過程的管理以及實訓耗材的可持續(xù)利用。

【關鍵詞】機電 實訓內(nèi)容 實訓過程 實訓耗材管理

應用型本科教育與研究型本科教育相比，最大的特點是培養(yǎng)實踐動手能力強的應用工程型人才。而應用工程型人才的培養(yǎng)，必須以就業(yè)崗位所需能力為基礎構建一套科學合理的實訓體系。通過對我系以往畢業(yè)生工作情況的調(diào)查，大部分同學認為我系機電專業(yè)實訓環(huán)節(jié)基本足夠，但是實訓內(nèi)容較為分散，僅僅注重了與課本理論知識結(jié)合，卻缺乏系統(tǒng)性、整體性，學生就業(yè)后很難適應工作崗位對技術的全面整體性要求。為培養(yǎng)企業(yè)所需人才，達到應用型本科教育的培養(yǎng)目標，必須對實訓進行改革。改革原則是以理論課程為基礎，以項目為導向，建立系統(tǒng)的實訓體系。

一 實訓內(nèi)容安排

機電專業(yè)從大一到大四總共八個學期，其中，最后一學期為畢業(yè)設計，前七個學期每學期都安排1～3周的實訓環(huán)節(jié)。整個大學四年的實訓內(nèi)容安排應以某個項目為主線，上下銜接，形成一個系統(tǒng)，如功能型機器人的設計和制作。同時要符合本學期專業(yè)基礎課和專業(yè)課的理論要求。具體的每學期實訓名稱、實訓周數(shù)安排詳見下表所示。

第一學期，新生剛剛?cè)胄?，主要學習工程制圖這一門基礎課。對機電專業(yè)學生來說，對機械制圖的學習要求不亞于機械專業(yè)的學生。開展為期1周的機械制圖實訓，通過徒手

繪制機器人平臺和各基礎部件，讓學生掌握工程制圖的繪制方法和標準等。大一第二學期，學生已經(jīng)學習了AutoCAD、電子線路CAD等機械、電路繪圖課程，因此在本學期開設機電產(chǎn)品認知實訓，為期3周。此實訓的主要內(nèi)容有：計算機繪制機器人模型、參觀工廠企業(yè)，邀請企業(yè)工程師開展講座，識別電子、電氣元件，學習焊接、綁線，制作簡易小電路板等。本實訓的主要目的是讓學生真正開始進入機電實踐環(huán)節(jié)中，從最基本的基本功學起、練起，給學生建立一個機電專業(yè)的感性認識。第三學期，學生已經(jīng)學習了電工技術、電子技術等電路基礎課程。此學期實訓稱為電子技術實訓，實訓內(nèi)容主要圍繞機器人的基本電路展開，如機器人尋線電路、避障電路、電機驅(qū)動電路、電源電路、音頻電路等。這些電路板的設計和制作是機器人最基本的電路。同時本學期還有一個金工實習，打破傳統(tǒng)的錘頭、鋼球等的實訓內(nèi)容，根據(jù)功能型機器人改為機器人底盤、手臂、車輪、手、軸承等的加工。第四學期學生學習了機械原理、液壓與氣壓傳動、三維繪圖等課程，由此開設機械設計實訓，讓學生自主設計機器人模型，機器人可以采用不同的驅(qū)動方式，完成機器人二維圖紙繪制和三維動畫演示，該實訓為期2周。第五學期開設檢測與控制實訓，把本學期所學的單片機原理與接口技術、傳感器檢測技術、機電傳動與控制三門理論課綜合起來。學生可以根據(jù)能力大小自行完成機器人核心電路板的設計和制作，并為機器人增加功能模塊，如機器人尋跡、機器人顏色識別、機器人語音等。第六學期的電氣控制系統(tǒng)實訓主要針對本學期的PLC電氣控制技術展開，讓學生在機器人上增加氣動驅(qū)動方式、用PLC控制完成機器人夾持物品、機器人物料運輸?shù)裙δ?。第七學期安排機電一體化系統(tǒng)綜合實訓，需要把三年來學的專業(yè)知識綜合起來。學生把以前做的功能型機器人進一步完善和強大，然后根據(jù)老師擬定的機器人比賽規(guī)則組織機電專業(yè)學生舉行一場機器人對抗賽。總之，把大學四年來學的所有知識綜合應用起來，為第八學期的畢業(yè)設計做好鋪墊。

二 實訓過程管理

嚴格的實訓過程管理對實訓質(zhì)量起著一個監(jiān)督、保障的作用?？筛鶕?jù)實訓內(nèi)容、性質(zhì)對實訓環(huán)節(jié)分散或集中進行。如：機電產(chǎn)品認知實訓中的講座、企業(yè)參觀等就可分散進行，充分利用學生的課余時間舉行。為保證良好的實踐動手效果，其他實訓建議停課在實驗室集中進行。實訓過程包括以下環(huán)節(jié)：實訓開題動員、實訓專題技術講解、學生集中設計和制作、實訓驗收答辯、實訓論文提交等。在實訓動員時具體告訴學生詳細的實訓時間安排、實訓內(nèi)容、實訓檢查、實訓考核方式等，讓學生完全進入實訓狀態(tài)。根據(jù)題目難易程度和學生能力可把實訓專題講解放在實訓初或?qū)嵱栔?。如電子技術實訓是學生接觸的第一個專業(yè)基礎實訓，那么最好在實訓初給學生具體講解一下每個題目的大致思路和實訓報告的撰寫方法。機械設計實訓和檢測與控制實訓可讓學生拿到題目后首先自行設計，在學生設計過程中發(fā)現(xiàn)問題后再針對問題進行講解。實訓過程中相應地安排指導老師在實驗室值班，負責學生考勤、答疑、指導和實驗室管理等工作。在此期間，學生按班次、時間段到實驗室分批設計和制作。一般，實訓最后幾天為實訓驗收或答辯時間。排好時間段，幾位指導老師共同驗收，根據(jù)學生做的實物進行提問。最后，學生提交實訓報告。實訓報告撰寫方法原則上同畢業(yè)設計論文寫法、格式相近。這也是為學生畢業(yè)設計的論文撰寫奠定基礎。

三 實訓耗材的可持續(xù)利用

對機電類專業(yè)來講，由于學生必須制作實物，因此實驗耗材開支較大。如果每次實訓都購買耗材，這將是極大的浪費。系統(tǒng)性的實訓內(nèi)容安排已為循環(huán)利用實驗耗材做好保障。每一學期的實訓作品都是下一學期實訓的地基，猶如必須一步步做好底層才可以最后建造出金字塔來。如何在保證作品質(zhì)量的前提下，合理、可持續(xù)利用實驗耗材是實訓管理中較難解決的問題。例如，從實訓性質(zhì)來說，電子技術實訓和檢測與控制實訓主要讓學生做電路板來實現(xiàn)一定的功能，這兩個實訓的主要成品都是電路板?？梢栽谶@兩門實訓結(jié)束后，由實訓負責老師把電路板收集起來統(tǒng)一放在大紙箱里集中保管。機電產(chǎn)品認知實訓部分內(nèi)容，如電子元件識別、電路板焊接就可以使用這些保存的電路板讓低年級學生練習，大大節(jié)省電子元器件的開支。機電產(chǎn)品認知實訓購買的電氣元件可以繼續(xù)為電氣控制系統(tǒng)實訓服務。當然，實訓中常用的各種電子、電氣元器件可以由實驗室早期統(tǒng)一購買，實訓時到實驗室領取并做好登記。不常用的，或有些特殊的，由學生提出申請，指導老師同意后方可購買。由于大學四年的實訓內(nèi)容是系統(tǒng)性的，如果嚴格做好實訓耗材的進出管理，妥善保管好每一次實訓作品，都可重復、循環(huán)使用實驗耗材，為節(jié)約實訓耗材成本提供保障。

四 結(jié)論

本文提出的機電實訓體系構建是根據(jù)我系對畢業(yè)生就業(yè)情況調(diào)查和理論課程設置總結(jié)出來的。實訓體系的合理構建為工程應用型人才培養(yǎng)奠定基礎，滿足社會對高技術人才的需要。我們將在今后的實踐教學中根據(jù)各方反饋的信息加以調(diào)整和完善此實訓體系。

機電本科論文:應用型本科機電專業(yè)實踐性教學環(huán)節(jié)研究

摘要：對機電一體化特色專業(yè)實踐性教學環(huán)節(jié)的建設與改革存在的問題，本文進行了深刻的分析與總結(jié)，尤其是對實驗室建設、課程建設、教材建設、師資隊伍建設等方面作了重點探討。

關鍵詞：應用型本科；機電專業(yè)；實踐性教學環(huán)節(jié)；能力培養(yǎng)

高等教育要適應市場經(jīng)濟的需要，就必須加強學生的實際運用能力的培養(yǎng)。特別是機電專業(yè)，隨著柔性制造系統(tǒng)、先進制造技術以及有關邊緣科學知識技術的普及與應用，如何在現(xiàn)代教育環(huán)境下構建新型教學模式是擺在每個高等教育工作者面前的一個難題。隨著社會的發(fā)展，高科技的應用能力將是社會主義現(xiàn)代化建設的基礎，而大學是培養(yǎng)知識與應用型人才的重要基地。如何培養(yǎng)德智體全面發(fā)展、有知識、有能力的應用型人才，以適應行業(yè)、企業(yè)及地方經(jīng)濟發(fā)展對應用型人才的要求，是制定應用型本科人才培養(yǎng)計劃的首要問題，而實踐性教學環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學生能力的關鍵環(huán)節(jié)。

培養(yǎng)目標與專業(yè)定位

隨著科學技術發(fā)展及人才市場需求的變化，社會對應用型本科機電專業(yè)所培養(yǎng)人才的知識結(jié)構以及能力要求發(fā)生了很大的變化。為此，應對應用型本科機電專業(yè)的培養(yǎng)目標進行科學、規(guī)范的制定。機電類應用型本科專業(yè)的培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)德智體全面發(fā)展，掌握專業(yè)基礎知識、應用方法和基本技能，具有較強動手能力及實際操作能力，從事機電及相關領域內(nèi)的設計制造、開發(fā)、技術應用與改革、運行管理及營銷等方面工作的高級應用型人才。同時，機電類應用型本科專業(yè)人才應面向行業(yè)、企業(yè)，按企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)及技術工程師崗位群的要求，懂設計、會操作，能承擔設計向制造的轉(zhuǎn)化、技術應用與改革、運行管理及營銷等方面的工作。

機電專業(yè)實踐性教學

環(huán)節(jié)存在的問題及對策

在應用型人才培養(yǎng)過程中，應以專業(yè)技術知識為主線，以實踐性課題為核心，對實踐型教學環(huán)節(jié)中所遇到的問題從理論方面來分析，使實踐性教學過程在整個教學環(huán)節(jié)中起主導作用。學生只有在實踐活動中發(fā)現(xiàn)了問題，遇到了自己沒有辦法克服的困難，才會從理論上去尋找答案，去積極探索，并試圖按照理論提供的思想方法去解決實際問題。一旦在解決問題過程中發(fā)現(xiàn)理論失去效力時，就會促使其創(chuàng)新，進而激發(fā)其強烈的探索精神和創(chuàng)造性。

（一）實踐性教學環(huán)節(jié)存在的問題

目前，不少高等院校在實踐教學方面普遍存在硬件建設不到位、軟件跟不上等問題，與國家提出的高等教育的培養(yǎng)目標相去甚遠。

實訓基地的硬件不足 我國一些高等院校多數(shù)為20世紀90年代后新建或改建的院校。其中，大部分是由專科學校、職工大學、教育學院、中等專業(yè)學校通過升格而來的。這些學校原有的辦學條件是按中?；虺扇私逃繕说囊笈渲玫模@然與高等教育的培養(yǎng)目標有一定差距。又恰逢高等教育迅猛擴招的時期，高等院校實踐教學建設跟不上學校發(fā)展的速度，以至于實驗室設備老化、陳舊，數(shù)量少，實驗實訓開設率較低，由此導致學生動手能力差，畢業(yè)后還要花大量時間接受崗位培訓。

軟件建設跟不上 這里的軟件是指高等教育中的課時、目的、內(nèi)容、教學組織、要求與考核等實際環(huán)節(jié)。學校存在軟件跟不上的原因主要有制度不健全、管理不到位、專業(yè)設計不盡合理、對用人機制和市場機制了解不夠等。對綜合運用所學專業(yè)的各門課程知識考慮不夠，從而影響實踐教學功能和作用的發(fā)揮。有些高等院校的實踐教學管理較為松散，沒有建立一整套關于實踐教學的管理制度和相應的質(zhì)量管理與評價體系，實踐教學的管理全憑指導教師的責任心。

實踐教學的考核辦法存在問題 一些學校沒有建立規(guī)范的實踐教學考核辦法，或沒能真正落實；對實踐教學的要求與培養(yǎng)目標存在偏差；學生本身對實踐教學的重要性缺乏認識，沒有應有的壓力和自學能力，因而實踐效果就會大打折扣。實踐教學考核辦法存在問題的主要原因是理論教學與實踐教學脫節(jié)以及課程整合方面存在問題。

（二）加強實踐教學采取的相應對策

加強硬件建設 硬件是基礎，必須充實。學校應根據(jù)開設專業(yè)的實際需要加大投資力度，并且進行全面規(guī)劃，分步實施。要突破只限于感性認識的舊模式，建立有利于培養(yǎng)技術應用能力和綜合應用所學理論知識解決實際問題能力的新模式。優(yōu)化配置硬件資源，從而最大限度地發(fā)揮已有設備的使用效率。爭取政府相關資金扶持的同時，與企業(yè)走產(chǎn)學合作之路，利用企業(yè)的設備和真實的現(xiàn)場實施現(xiàn)場實踐教學和技能訓練。另外，學校之間可進行合作，共建共享，避免重復建設，充分發(fā)揮硬件設施的作用。

加強實踐教學環(huán)節(jié)的組織管理 硬件設施配備加強了，就必須讓硬件充分發(fā)揮作用，對實踐教學進行嚴格、科學管理，可以從以下幾點做好實踐教學的組織管理。（1）建立以實訓中心為核心的基地，可以成立實訓中心，采用集中管理模式。學院各類實驗室、實訓中心（室）、車間等可按專業(yè)大類組建校內(nèi)實訓基地并歸屬實訓中心，實訓中心統(tǒng)籌安排實踐教學計劃，使教學資源得以充分利用。實訓中心實行全天開放式運作模式，除了向?qū)W生提供實踐機會之外，也可面向社會開辦有償服務項目。這樣，可使實訓中心從單一的實訓，向技術開發(fā)和推廣方面拓展，實現(xiàn)教學、生產(chǎn)與社會培訓有機結(jié)合。（2）加強“雙師型”教師隊伍建設，采取從企業(yè)或社會上的其他部門中選聘優(yōu)秀工程師、技師、管理人員到學校擔任指導教師或?qū)?、兼職教師的辦法。鼓勵教師參加職業(yè)技能培訓并取得相關技能考核等級證書。同時，組織“雙師型”教師編寫具有較強針對性、實用性的實訓教材及實訓指導書，把國內(nèi)外最新知識、最新技術和最新工藝，充分融入教材和新的課程體系中，提高學生的社會適應能力。（3）將職業(yè)精神教育融入實踐教育過程，以便讓學生在就業(yè)時贏得主動，畢業(yè)后能夠習慣企業(yè)的工作。具體來說，要實現(xiàn)校內(nèi)實踐基地企業(yè)化，實行嚴格的8小時工作制和上下班制度，有意識地引導學生從一開始就樹立正確的職業(yè)意識，讓學生在實踐中受到現(xiàn)代工業(yè)精神熏陶和嚴格的職業(yè)素質(zhì)教育。

改進實踐教學的考核辦法 實踐教學的考核是確保實踐教學質(zhì)量的重要手段。要制定實踐教學考核辦法及實踐成績評定辦法等實踐教學制度，確保實踐教學環(huán)節(jié)的教學質(zhì)量。把實踐教學的考核與考取從業(yè)資格證書相結(jié)合，推行職業(yè)資格證書制度，開發(fā)人力資源、開拓人才市場，以利于學生更好更快地就業(yè)。