機械電子工程培養方案范文
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第1篇
[中圖分類號] G642.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）06-0110-02
近年來，國務院、教育部等主管部門在政策導向上，引導600余所地方本科高校向 “ 應用技術型高校 ”轉型 ，推動建設“應用技術大學”， 我校也以“建設特色鮮明的現代應用技術大學”作為自己的奮斗目標。機械電子工程作為典型的工科專業，對學生的技術應用能力和實踐能力的培養尤為重要。
一、“機械電子工程專業學生應用和實踐平臺”的提出
我校機械電子工程專業2011年開始招生，作為一個實踐性很強的工科專業，機械電子工程專業教研室在培養學生的應用能力和創新能力方面做了一些探索和嘗試。但是，目前機械電子工程專業還是以傳統教學為主，實踐教學環節主要以參觀、驗證性演示為主，學生動手的機會不多，自主設計實驗則更少，導致動手能力培養不足。圍繞“建設特色鮮明的現代應用技術大學”，培養應用型人才的目標，結合我校工程訓練中心和實驗室建設，機械電子工程專業教研室通過一系列調研，在現有條件的基礎上，提出了“機械電子工程專業學生應用和實踐平臺”建設方案，它為技術技能應用型人才培養提供有力的支撐條件。
該方案與機械電子工程專業建設相結合，通過項目化教學和管理方法，擬解決以下方面問題。
1.通過組裝及創新組合出各種典型機構和結構部件，加深對機械原理課程中所學知識的理解與運用，培養學生機構認知、選型、組合及創新的能力；2.培養學生綜合運用機、電、液（氣）一體化技術進行機械系統創新設計的能力；3.培養學生對各類傳感器、單片機、PLC控制器的綜合運用，加深對機電控制類課程中所學知識的理解與運用；4.培養學生的綜合應用能力、創新思維能力和團隊合作精神，提高學生的創造和動手能力。
二、“機械電子工程專業學生應用和實踐平臺”的實施方法
具體實施方法如下。
1.建立面向課程體系的創新實驗支撐條件及關聯實驗系列。首先打通機械電子工程相關課程的實踐環節，包括機械原理與機械設計、機電傳動、機電控制工程、機電一體化設計等，完善創新實驗條件，以一個機電產品為例開設貫穿課程體系的關聯實踐系列，如機械本體裝配、傳動機構分析、單片機與接口技術、等實驗系列，使學生更主動地學習、更有效地掌握機電一體化技術的系統知識。
2.以“從做中學”為指導思想，圍繞學生的創新設計項目來完成整個課程體系的教學和實驗。從專業基礎知識學習開始，給學生提出一個具體的機電產品設計項目，使學生能夠帶著問題來學習和實踐，并從中初步掌握科學研究的基本過程和基本方法，養成良好的學習自主性和能動性，培養學生動手和自學能力、發現與解決問題能力、交流協作能力等，達到創新能力培養的目標。
3.結合畢業設計與學科賽事，利用此平臺設計制作機電產品實物。利用此平臺中提出的一些新穎且可實現的項目，可以逐步從設計到實物制作，參加高層次學科賽事。另外以這些項目為題材設計畢業設計課題，培養優秀畢業設計。利用CAD軟件完成所有零件圖、部件圖和總裝圖設計，使學生對機電產品的結構和組成等獲得較為豐富的感性認識，對機電產品的設計過程和設計要點有基本概念。在設計過程中，通過產品裝配、控制編程運行，全面了解機電裝備的控制、驅動、傳動、測試等技術，并可以綜合運用機械制造工藝和工裝等知識。
三、“機械電子工程專業學生應用和實踐平臺”教學成果
為了檢驗該教學平臺建設的教學效果，機械電子工程專業的老師們在教學中組織學生進行了小范圍的試驗，取得了比較理想的成果，下面展示其中的一些成果。
1.大學生優秀科技作品――基于STM32單片機的三軸實驗平臺。圖1所示為基于STM32單片機的三軸實驗平臺。根據實踐教學需求，確定了該實驗平臺由機械本體、STM32控制系統和VB上位機操作軟件組成，搭建了該實驗平臺的機械本體結構，完成了實驗平臺控制系統的硬件設計和軟件設計，制作了三軸實驗平臺樣機，并進行了運動功能試驗。通過試驗證明，所設計的三軸試驗平臺能夠在有效工作范圍內實現圓弧和直線插補，實現了設計要求。
2.江蘇省大學生創新創業訓練優秀項目――基于MCGS的PLC仿真實訓系統。圖2所示為基于MCGS的PLC仿真實訓系統。該系統為提升 PLC課程實踐教學效果，提出并實現了基于組態軟件 MCGS的PLC仿真實訓系統設計。仿真系統內嵌三個PLC經典控制子系統，各子系統均采用 MCGS 監控系統與西門子 200PLC 控制相結合的控制方案，由 PLC 實現子系統控制功能，由組態軟件 MCGS 實現子系統工作過程的動態實時監控。
3.江蘇省機器人大賽一等獎――可原地轉向橫向進出車位的新型機構。圖3所示為可原地轉向橫向進出車位的新型機構。該新型機構針對目前私家車保有量大，道路狹窄，新手駕駛水平不高，機動車掉頭和進出車位難度大等問題，設計了一種可原地轉向、橫向進出車位的傳動機構，可以更加高效的利用有限的停車場資源，緩解停車位緊缺和駕駛人員技術不足的問題。通過實驗，證明該機構可以實現原地掉頭、橫向進出車位，具有較高的創新性和實用價值。
4.南京理工大學泰州科技學院優秀畢業設計――剪式升降臺液壓系統智能測試平臺。圖4所示為剪式升降臺液壓系統智能測試平臺。該課題針對剪式液壓升降臺，對升降成了機械分析，設計了實驗油路并完成了仿真，設計出了基于PLC觸摸屏一體機的控制系統，針對升降臺油路中的液壓缸建立了基于LabVIEW的檢測平臺，最后經過半實物實驗系統仿真，能夠實時反映出油路中的問題所在，降低了出錯的幾率。
四、結束語
通過對“機械電子工程專業學生應用和實踐平臺”建設方法的探索實踐，證明該方法在培養機電專業學生的應用和實踐能力方面較傳統教學方法更具有優勢。通過該方案的實施，能有效的培養和鍛煉學生的應用和實踐能力，學生能夠更好的理解機械電子工程專業的課程體系，對專業知識的掌握和應用也有了質的提升，提高了機械電子工程專業學生的培養質量。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 李永祥，雷輝.構建機械創新設計開放平臺培養學生創新能力[J]. 中國大學教育，2009（8）：33-35.
第2篇
關鍵詞： 高職機械電子工程專業 實驗教學 教學改革
引言
機械電子工程專業的綜合性較強，主要內容涉及機械的設計與制作及電子技術的開發。機械電子工程專業知識豐富，所包含的內容多種多樣。近些年來，科學技術的快速發展，使得機械電子工程專業的發展前景越來越好。機電系統的智能化發展與自動化發展，讓高職機械電子工程專業的教育工作者不斷思考實驗教學的改革問題。筆者選擇機械電子工程實驗教學改革作為研究對象具有一定的教育意義。
1.高職機械電子工程專業實驗教學現狀分析
1.1機械電子工程專業內容精度不足
機械電子工程專業所涉及多方面內容，所以，為了使機械電子工程專業的內容得以豐富，課程設置需要包含機械專業知識及電子專業知識兩個方面。一般來講，理論力學內容、材料力學內容及電路分析等內容都要在課堂中得到呈現。在機械電子工程專業實驗教學中，涉及二十多科的專業知識。學生認為學習的科目過多，內容多但又學不到東西。學生無法對如此多的學科進行深入學習，專業能力久久得不到提高。
1.2實驗條件不足
對于許多高職院校來講，進行機械電子工程專業實驗教學的難點在于實驗教學的條件不足。受到教育經費的影響，許多學生沒有進行機械電子工程專業相關實驗設備的采購。或者現有的專業實驗器材數量不能滿足學生實驗學習的需求。實驗條件不足造成學生的實驗學習興趣不高，無法積極融入到機械電子工程專業的實驗學習中，影響學生學習能力的提高。
1.3實驗設置的綜合性不足
相較于機械電子工程專業理論知識教學，實驗教學的課時較少。雖然一部分學校的實驗器可以進行綜合性實驗的設計與設置，就高職院校的機械電子工程專業實驗教學內容來講，許多課程的實驗大多為演示性實驗或者是驗證性實驗。在實驗學習中，學生只要按照老師的要求完成實驗，體會實驗的過程即可，沒有必要就實驗內容進行自主探究。這樣的教學內容會影響到學生實驗的自主性與積極性，綜合性較強的實驗是高職機械電子工程專業學生進行自我提高的必要基礎。
2.高職機械電子工程專業實驗教學改革對策
2.1加強機械電子工程專業教育方案的改革
機械電子工程專業的教育目標是讓學生具有與專業相關的理論知識，并且可以將這些理論知識應用于實踐中，解決實踐問題。所以，高職院校要加強對機械電子工程專業實驗教學活動的重視，對人才的培養方案進行改革，促進學生實驗能力的提高。機械電子工程專業的內容較多，需要通過人才培養方案的改變平衡學生專業能力的提高。更要從當前人才市場的需求切入，滿足學生未來的就業需求。
比如在講解工廠的電氣控制技術時，老師需要讓學生了解一些必要的理論知識，更要引導學生利用這一主題進行實驗，提高實踐工作能力。應用型人才的培養是機械電子工程專業實驗教學的重要目標，教師組織學生進行實驗，就是在組織學生開展實踐活動，促進學生能力的提高。另外，對于那些聯系較為密切的課程，教師可以利用實驗課的單獨設立讓學生意識到實驗學習的重要性。像電路分析這樣的內容與數字電子技術相關內容有密切聯系，教師可以針對這些內容進行獨立實驗課的組建，引導學生形成正確的實驗意識，了解與掌握正確的實驗方法，促進學生專業技能的快速提高。
2.2加強實驗條件的改革
高職機械電子工程專業實驗教學改革，需要實驗條件的支持。首先，教育部門及高職院校要加大資金投入，為高職院校建立機電一體化實驗室，使學生成為實驗學習的主人，找到切入點進行實驗學習。另外，學校要組織老師進行綜合性設計實驗的研發，從高職機械電子工程專業的教學內容出發，組織教師開發新的實驗，以科研促教學，使學生的頭腦得以激活，獲得新的學習興趣點。學校還要加強創新性實驗室的建立，提高實驗室的開放程度，給予學生更多動手的機會，調動學生的學習積極性與主動性。更要利用不同的創新活動，如機械電子設計大賽等活動，使學生的思維得以開發。
結語
高職院校中的機械電子工程專業實驗教學，對于機械電子工程相關的專業人才的培養有重要作用。筆者從高職機械電子工程專業實驗教學的現狀出發，進行了高職機械電子工程專業實驗教學方法的分析。希望相關教育工作人員正視當前機械電子工程專業教學中存在的問題，利用有效的方法提高教學效率，促進學生專業能力的提高。
參考文獻：
第3篇
關鍵詞：機械電子工程；實驗教學；教學改革
作者簡介：羅亞輝（1981-），女，湖南華容人，湖南農業大學工學院，講師；康江（1969-），男，湖南長沙人，湖南農業大學工學院，副教授。（湖南 長沙 410128）
基金項目：本文系湖南農業大學教學改革項目“機械電子工程專業實驗教學體系的研究與實踐”的研究成果。
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0145-02
機械電子工程是一門綜合性學科，集機械設計制造技術與電子技術為一體，其學科具有知識點豐富、涵蓋內容廣與適用范圍寬等特點。近年來，隨著電子信息與自動控制技術的快速發展，機電系統正逐步向智能化與自動化方向轉化。目前在各行業中沒有滲透電子與自動控制技術的純機械領域越來越少，因此，社會急需全面掌握機、電和控制的復合型人才。[1-3]
湖南農業大學機械電子工程專業是根據當前國內外機電產品生產及發展趨勢而設置的，以培養具有實踐能力和創新精神，能應用機械、液壓傳動、電子、控制和傳感技術，從事國民經濟各部門所必須的機電設備及其自動化的設計制造、應用研究與科技開發等工作的復合型高級專門人才為目標。因此，要求所培養的學生既要有扎實的基礎理論知識，又必須有較強的動手能力和創新思維。實驗室是培養學生理論聯系實際、建立創新意識、提高工程實驗能力的重要實踐基地，在教學計劃中占有相當大的比重，但湖南農業大學機械電子工程專業是在多年探索機械設計制造及其自動化專業改造并取得經驗的基礎上創辦的，其實驗課程的設置與實踐能力的培養均側重于機械部分，因此有必要開展湖南農業大學機械電子工程專業的實驗教學改革研究。
一、機械電子工程專業實驗教學現狀分析
湖南農業大學機械電子工程專業于2010年開始招生，專業課程設置參考了國內多所高校的經驗，在現有師資力量與教學硬件條件下，力爭做到最好，但就實驗教學環節而言存在以下問題。
1.專業內容廣而不精
由于機械電子工程專業涵蓋機械與電子，因此在課程設置時力爭兼顧到機械與電子兩方面的內容，包括“理論力學”、“材料力學”、“機械制造基礎”、“機械制圖及計算機繪圖”、“機械設計基礎”、“電路分析”、“模擬電子技術基礎”、“數字電子技術基礎”、“控制工程基礎”、“液壓及氣動”、“傳感器與檢測技術”、“電機及電力拖動基礎”、“單片機原理及接口技術”、“工廠電氣控制技術”、“可編程控制技術”、“信號與系統”、“機電一體化系統”、“數控技術及其應用”等近20門專業課，學生普遍反映課程科目太多，對應課程所開設實驗學時偏少，難以深入學習，故每門課掌握得都不夠精通。
2.電類實驗設備不足
湖南農業大學機械電子工程是在多年的機械設計制造及其自動化專業基礎上創辦的，相比而言，機械類實驗設備較完善，而電類實驗的開設，雖可以在湖南農業大學部省共建電氣技術實驗室進行，但當時所建的電氣技術實驗室主要為滿足機械設計制造及其自動化專業及其他工科專業的電類基礎實驗開設，因此如“電路分析”、“模擬電子技術”、“數字電子技術”等基礎課程的實驗，均能滿足要求，而專業課程如“信號與系統”、“機電一體化系統”等卻缺少對應的實驗設備。
3.綜合設計性實驗設置不夠
在實驗教學方法上，由于課時少而時間緊等問題的存在，盡管實驗室的多數儀器均能滿足設計性與綜合性實驗要求，但目前各門課程所開設的實驗多以驗證性或演示性實驗為主，以保證學生能在課堂上按時完成實驗內容。如“電路分析”、“模擬電子技術”、“傳感器與檢測技術”等課程均采用模塊化實驗儀器，學生實驗時只需簡單的連接電源線與信號線進行觀察或數據記錄即可，嚴重局限了學生的思維，部分課程的實驗甚至達不到教學大綱要求。因此，在教學過程中，難以調動學生的積極性與學習興趣，發揮其主觀能動性與創造性，教學效果有所欠缺，對應用型與創新型人才培養目標的體現不夠深入。
二、深化實驗教學改革，培養學生實踐能力與創新思維
1.修改培養方案，面向市場培養應用型人才
機械電子工程專業的培養目標是要求本專業的學生不僅具有扎實的理論知識，還必須通過實驗真正掌握所學理論知識，從而具備較強的動手實踐能力，因此，重視實驗和實踐教學是培養方案修改所必須思考的問題。機械電子工程專業涵蓋機械與電子，要在寬口徑的同時有所精通，培養方案修改時便不能盲目的減少理論課程或平均分配實驗學時，而是應該按照市場人才培養需求進行。
（1）合并相關性較強的課程實驗，單獨設立實驗課。機械電子工程專業的課程內容較多，應用性強，如“電路分析”、“模擬電子技術基礎”、“數字電子技術基礎”等課程均開設有一定學時的實驗課，從10學時到14學時不等，以幫助學生理論聯系實際，更好地掌握理論知識，提升動手能力。分別開設實驗課能方便各任課教師自主實施課程教學，但容易出現各課程實驗內容過于基礎，綜合性不夠的問題。由于這三門課程都是電類專業基礎課，聯系緊密，相關性強，因此可以考慮將三門課程的實驗合并為一門“電工電子技術實驗”，學時設為34學時，課程開設時可以從電類基礎實驗開始，后期完成應用性、設計性較強的兩個綜合性實驗，使學生能更好地掌握相關內容，增強動手實踐能力。
（2）按教學計劃要求和培養目標對某些課程的理論與實驗課時進行增減調整。如“單片機原理及接口技術”課程，10個學時的實驗課遠遠不能滿足學生的學習要求，可適當考慮減少部分理論學時，增加實驗學時至16學時或更多，使學生通過實驗對單片機的基礎理論有較深的理解，能初步設計基本的單片機控制軟硬件；同時增設單片機課程設計，用1～2周的時間進行自主設計，使學生利用所學理論知識解決實際問題的能力得到加強，從而深入培養學生的應用動手能力。
2.多方位改進實驗條件
由于電類教學設備老化、部分專業課程實驗設備不足等問題的存在，導致學生在實驗課上動手操作機會減少，甚至某些課程未曾開設對應的實驗。針對此類情況，機械電子工程專業應考慮從以下幾方面改善實驗條件：
（1）加大資金投入，建立“機電一體化技術”、“信號與系統”等課程對應的專業實驗室。
（2）將部分設計性實驗與教師科研結合，如教師研究的信號放大電路、濾波電路等可以用于“模擬電子技術基礎”實驗教學，而涉及到的信號檢測部分或控制單元則可以用于“傳感器與檢測技術”、“單片機原理及接口技術”課程的設計性實驗教學，以科研促教學，提高學生的動手能力與參與科學研究的能力。
（3）建立開放式的創新實驗室，一方面實驗室的開放不局限于課堂教學，由此提供給學生更多的動手操作機會，提升學生學習的主觀能動性與自主學習能力；另一方面依托開放式的創新實驗室，組織學生更多的參加各類創新活動，如機械創新大賽、電子設計競賽及機器人大賽等，通過學生的自主開發設計，培養學生的實踐能力與創新思維。
3.優化實驗教學內容
針對目前各課程實驗多以驗證性或演示性實驗為主，缺乏綜合設計性實驗的問題，除了改進實驗條件外，還可以從各任課教師優化實驗教學內容方面著手。如“單片機原理及接口技術”課程，實踐性強，內容綜合難度大，為便于組織，多是在實驗箱上進行相關驗證性實驗，此類教學方式難以提高學生的學習主動性與積極性，教學效果不佳。因此，教師可從教學方式和教學手段方面進行優化，采用“任務驅動”教學法，[4]精心設計實驗教學內容，使學生不僅對單片機硬件電路設計具備直觀認識，也可自主嘗試設計基于匯編語言或C語言的單片機軟件，以提升學生自主學習的積極性，更好地掌握該門課程的內容。再如“傳感器與檢測技術”課程，是一門應用性極強的課程，不僅包括傳感器獲取信號部分，[5，6]還包括信號的變換、處理、顯示等電路分析，目前所采用的實驗儀器為“傳感器系統實驗儀”，集成了應變片、電容傳感器、電感傳感器、壓電傳感器、熱電偶、霍爾傳感器、光電傳感器等十多種傳感器及對應的處理電路，具備集成度高、應用簡便等特點，能方便學生在課時范圍內完成實驗，其缺點是模塊化的設計限制了學生的創造性思維，只能驗證性完成各傳感器的標定，學生興趣不夠。因此，教師可對實驗教學內容進行設計，由易到難進行實驗教學，基礎實驗在實驗儀上完成后，結合電子技術、傳感器技術、單片機技術的內容，引導學生自主開發，進行紅外發射接收或光敏電阻應用等設計性實驗，使其對傳感器及應用方面的內容有更深的理解，培養其創新思維與開發設計能力，更好地將課本知識用于實踐。
三、結語
湖南農業大學機械電子工程專業開設時間不長，不管是專業培養方案還是教學方式、教學手段都需要通過長期不斷的探索研究并完善，筆者結合專業實際情況與學生反饋信息，對專業的實驗現狀進行了分析，并根據多年從教經驗探討了實驗教學改革方法與思路，其中“傳感器與檢測技術”、“單片機原理與接口技術”等課程的實驗教學內容優化研究，已應用于課堂教學。結果表明，學生學習興趣得到提高，實踐動手能力明顯增強。2013年湖南農業大學組隊參加了“第十二屆亞太大學生機器人大賽國內選拔賽”，成功進入前八強，榮獲一等獎，相較于往屆有了重大突破，長達一年的研制過程中，濃厚的興趣、堅實的基礎與較強的動手能力缺一不可，體現了一系列的教學改革探索已初具成效。但是教學改革是一個長期的、不斷循環往復的動態過程，在以后的教學過程中，還需要不斷的探索，為更好地培養具有實踐能力和創新思維的復合型人才而努力。
參考文獻：
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[2]洪華杰，柯冠巖.關于高校機械電子工程專業創新教育的思考[J].高等教育研究學報，2009，32（4）：64-66.
[3]黃民，朱春梅，祁志生，等.機械電子工程專業方向系列課程建設與教學改革[J].中國電力教育，2011，（3）：182-184.
[4]李旭，蔡培中，康江.“任務驅動”教學法在單片機課程教學中的研究與實踐[J].農業工程，2012，2（12）：57-60.
