時(shí)間：2023-08-10 09:23:02
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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技校教育；教學(xué)改革
機(jī)械工業(yè)舉足輕重，隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)所起到的促進(jìn)作用越來越明顯。現(xiàn)代化設(shè)備逐漸發(fā)展成為集光、電、機(jī)、氣、聲、像、磁、熱等技術(shù)于一體的智能化系統(tǒng)，機(jī)電一體化產(chǎn)品幾乎貫穿到國民經(jīng)濟(jì)的所有行業(yè)。當(dāng)前，機(jī)電一體化產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展成熟期，高速率、高精確度的智能系統(tǒng)越來越成為機(jī)械制造業(yè)的主流。隨著我國后經(jīng)濟(jì)危機(jī)時(shí)代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級(jí)大潮的來臨，企業(yè)產(chǎn)品、設(shè)備正在經(jīng)歷一個(gè)更新?lián)Q代的頻繁時(shí)期，因此對高技能的機(jī)電一體化人才和高技術(shù)含量的機(jī)電產(chǎn)品需求越來越大。
技校機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)是為生產(chǎn)第一線的高級(jí)技能型崗位培養(yǎng)人才，但是目前我國技術(shù)院校培養(yǎng)的機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生與社會(huì)、市場的需要還有不小的距離，因此，機(jī)電一體化技術(shù)教學(xué)改革勢在必行。
一、當(dāng)前技校機(jī)電一體化教育存在的問題
（一）課程設(shè)置不合理
當(dāng)前技工院校課程設(shè)置不合理主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先，重理論輕實(shí)踐。很多學(xué)校的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容將重點(diǎn)放在追求知識(shí)和理論的體系的完整上，但學(xué)生畢業(yè)后大多被分配在生產(chǎn)一線，所從事的工作是操作設(shè)備、設(shè)定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)等，在學(xué)校學(xué)的理論知識(shí)很多用不上，而實(shí)際工作所必需的實(shí)踐能力又不具備。其次，教學(xué)內(nèi)容落后。由于機(jī)電一體化是多種技術(shù)交叉融合的產(chǎn)物，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展都在推動(dòng)著機(jī)電一體化的發(fā)展。因此，其發(fā)展是日新月異的，這就必然導(dǎo)致課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容與其發(fā)展不相適應(yīng)。例如，當(dāng)前很多技工院校的單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容是仍以MCS-51單片機(jī)為主，而實(shí)際生產(chǎn)中新的單片機(jī)層出不窮，種類繁多。
（二）教材建設(shè)落后
職業(yè)教育的教材建設(shè)仍是當(dāng)前技校教育的薄弱環(huán)節(jié)并嚴(yán)重影響了技校教學(xué)質(zhì)量。現(xiàn)在機(jī)電一體化的一些教材過于偏重理論、脫離實(shí)際、缺乏實(shí)用性、部分教材內(nèi)容陳舊、嚴(yán)重落后于現(xiàn)實(shí)，各科教材之間存在銜接性差、內(nèi)容重復(fù)或內(nèi)容脫節(jié)等現(xiàn)象。這些問題給教學(xué)帶來了很多不便，也在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，制約了教學(xué)質(zhì)量的保證和提高。
（三）教學(xué)、實(shí)習(xí)設(shè)施不夠先進(jìn)
目前很多學(xué)校的教學(xué)、實(shí)習(xí)設(shè)備缺乏且嚴(yán)重落后。只有少數(shù)條件較好的技工院校配備有為數(shù)不多的數(shù)控車床、銑床、線切割機(jī)床、電火花成型機(jī)，很多學(xué)校的學(xué)生一學(xué)期只有三四次操作設(shè)備的機(jī)會(huì)，并且這些設(shè)備又比較落后，學(xué)生難以學(xué)到真正有用的技能。
二、教學(xué)改革的思路
（一）制訂適應(yīng)新形勢的教學(xué)內(nèi)容
制定符合現(xiàn)代化建設(shè)要求的機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)計(jì)劃,遵循國家、省教委的有關(guān)文件精神,以綜合素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ),以能力培養(yǎng)為主線。圍繞培養(yǎng)目標(biāo),對知識(shí)、能力、素質(zhì)等方面進(jìn)行合理的綜合安排,力求整體優(yōu)化,培養(yǎng)實(shí)用的職業(yè)技術(shù)人才。
(1)關(guān)于“機(jī)電一體化”內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)。機(jī)電一體化技術(shù)從學(xué)科角度來看,它是集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電氣技術(shù)、信息技術(shù)的有機(jī)統(tǒng)一體,而不是機(jī)械技術(shù)、電氣技術(shù)的簡單組合體;從機(jī)電一體化技術(shù)的成果或最終體現(xiàn)來看,它則是在計(jì)算機(jī)控制下由機(jī)械本體、電、氣、液壓以及光電器件組成的產(chǎn)品或設(shè)備,是一個(gè)自動(dòng)化的工作系統(tǒng)。
(2)培養(yǎng)目標(biāo)。機(jī)電一體化專業(yè)應(yīng)培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展,熱愛祖國,熱愛本職崗位,具有不斷追求新知識(shí)、實(shí)事求是、獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新、踏實(shí)苦干的精神,掌握基本文化科學(xué)知識(shí)和機(jī)電一體化專業(yè)必需的基本理論、基本技能,對現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整有較強(qiáng)適應(yīng)能力的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人員、技藝型操作維護(hù)人員。
（二）先進(jìn)教學(xué)手段的應(yīng)用
(1)運(yùn)用多媒體進(jìn)行直觀教學(xué)。課程中的原理圖、梯形圖、程序及電路圖較多,利用Authorware、Powerpiont制作成多媒體課件,集文字、圖片、動(dòng)畫和聲音于一體,不僅僅大大減少了老師課堂上畫圖的時(shí)間,而且學(xué)生興趣倍加,容易理解,提高了教學(xué)效率,增大了課堂教學(xué)的信息量。
(2)聯(lián)系生活,啟發(fā)學(xué)生思維。課堂教學(xué)重在理論聯(lián)系實(shí)際,運(yùn)用生活中的實(shí)例,既有助于學(xué)生對理論知識(shí)的掌握,又有益于提高學(xué)生的興趣和對實(shí)際問題的思考能力。如在講解三相異步電機(jī)的變頻調(diào)速時(shí),結(jié)合變頻空調(diào)原理和特點(diǎn),來分析變頻空調(diào)與普通空調(diào)之間的區(qū)別,從而闡述變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn),學(xué)生增加了生活知識(shí)和學(xué)習(xí)的趣味性。(3)與時(shí)俱進(jìn),激發(fā)學(xué)生的求知欲。教師應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn),了解課程最新的技術(shù)動(dòng)態(tài),并把它傳授給學(xué)生,只有這樣才能激發(fā)學(xué)生的求知欲,真正的把課教好。
（三）改革優(yōu)化實(shí)踐環(huán)節(jié)
實(shí)踐教學(xué)是技術(shù)應(yīng)用能力形成的重要環(huán)節(jié),也是技校專業(yè)教育教學(xué)的重點(diǎn)。為了培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技術(shù)能力,改革傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式,將實(shí)踐教學(xué)分為三個(gè)階段進(jìn)行:(1)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練主要包括專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課中的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用,基本數(shù)據(jù)的測量、采集和基本實(shí)驗(yàn)方法的運(yùn)用。(2)單項(xiàng)技能訓(xùn)練。單項(xiàng)技能訓(xùn)練主要包括金工實(shí)習(xí)、數(shù)控實(shí)訓(xùn)等,學(xué)生進(jìn)行基本技能(鉗工、機(jī)加工、電工)、職業(yè)基本素質(zhì)(數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心的編程和操作)的訓(xùn)練。通過訓(xùn)練使學(xué)生掌握相應(yīng)的技能,參加職業(yè)資格考核取得數(shù)控工藝員或數(shù)控車、銑、加工中心操作工等級(jí)職業(yè)資格證書。(3)綜合技能訓(xùn)練。綜合技能訓(xùn)練主要包括生產(chǎn)實(shí)習(xí)、頂崗實(shí)習(xí)等,學(xué)在實(shí)訓(xùn)中,采用邊教、邊學(xué)、邊做的教學(xué)方法,通過典型零件數(shù)控加工案例引導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì),針對實(shí)際零件數(shù)控加工任務(wù)討論工藝解決方案,并在加工現(xiàn)場實(shí)施,形成不同零件加工效果的直觀比較和認(rèn)識(shí),以合作完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程。融“理論、示范、練習(xí)、反饋”于一體,將“教、學(xué)、做”合而為一。
（四）加強(qiáng)對學(xué)生的培養(yǎng)
機(jī)電專業(yè)教學(xué)中必須堅(jiān)持從實(shí)際出發(fā),確定教學(xué)改革思路、培養(yǎng)目標(biāo),深入改革課程體系、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容,使專業(yè)人才培養(yǎng)與未來社會(huì)發(fā)展需要相適應(yīng)。在對學(xué)生的培養(yǎng)方面要做到:1.培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、實(shí)際動(dòng)手能力、工程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力,學(xué)生能根據(jù)一般的設(shè)計(jì)要求和動(dòng)作流程完成整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2.提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3.在實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)中增強(qiáng)了他們的團(tuán)隊(duì)合作精神。從一個(gè)目的、兩個(gè)原則的教改思想出發(fā),抓好課程理論、實(shí)踐、考核的每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),不僅充分發(fā)揮了學(xué)生的開拓創(chuàng)新精神,而且充分調(diào)動(dòng)教師教學(xué)和教改的積極性,在教與學(xué)兩個(gè)積極性的推動(dòng)下,教學(xué)質(zhì)量得以大幅度提高,使高校為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才。
三、結(jié)語
為提高機(jī)電一體化的教學(xué)教學(xué)質(zhì)量，廣大相關(guān)教育工作者必須緊跟行業(yè)發(fā)展的步伐，既保證學(xué)生的基本素養(yǎng)和知識(shí)結(jié)構(gòu)，又要突出技工教育的特點(diǎn)，在教學(xué)過程中積極推進(jìn)教學(xué)改革，不斷調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強(qiáng)對學(xué)生動(dòng)手能力和綜合能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)社會(huì)實(shí)踐能力，不斷為社會(huì)提供適合時(shí)代需要的高技術(shù)機(jī)電一體化人才。（泰安市高級(jí)技工學(xué)校；山東；泰安；271000）
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞:中國制造2025；機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；展望；863計(jì)劃
1當(dāng)前機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國機(jī)電一體化的研究主要伴隨著“863項(xiàng)目計(jì)劃”而開展，我國的智能機(jī)器人等項(xiàng)目也在該計(jì)劃的支持下取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前我國的工業(yè)化整體處于“工業(yè)3.0”左右的階段。（1）數(shù)控技術(shù)方面：截止2016年，我國數(shù)控技術(shù)經(jīng)歷58年，目前國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床可供品種達(dá)2000左右多種，船舶制造、航空航天等行業(yè)的發(fā)展拉動(dòng)高端數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)機(jī)電一體化進(jìn)程。（2）工業(yè)機(jī)器人方面:目前，國內(nèi)機(jī)器人銷量以百分之四十五以上速度增長，并且我國計(jì)劃有系統(tǒng)地攻關(guān)，在原有的良好基礎(chǔ)上更上一層，后期能立于世界先進(jìn)行列之中。（3）激光術(shù)方面：近年來，激光技術(shù)發(fā)展很快，我國自1985年以來，更以每年25%以上速度增長，最近又?jǐn)U大了緊湊型的高功率激光器的應(yīng)用的范圍，例如，用于激光制造、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展或用于空間探索的推進(jìn)器系統(tǒng)改造。（4）互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面：推行互聯(lián)網(wǎng)思維下的智能制造，蘇州紐威閥門有限公司和三一集團(tuán)有限公司分別運(yùn)用CAX系統(tǒng)和SPC工具進(jìn)行智能制造，提高了效率，建立了一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。通過這幾方面可以看出機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)有著很大發(fā)展，但是離德國、美國等歐美國家還有一定的差距。
1.2國外研究現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的相關(guān)研究在國外最早在上個(gè)世紀(jì)60年代開始，在九十年代后期機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展階段，并出現(xiàn)了“機(jī)電液”和“機(jī)電光”等一些新的分支，現(xiàn)階段以德國和美國為代表的發(fā)達(dá)國家工業(yè)化發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了“工業(yè)4.0”，并在國際上處于領(lǐng)先地位。
2未來建立機(jī)電一體化的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論與方法的意義
未來建立機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論與方法意義深遠(yuǎn)，在新的技術(shù)不斷沖擊下，機(jī)電一體化會(huì)不斷提高，能提高我國的機(jī)械工業(yè)化水平，也是社會(huì)生產(chǎn)力的必然要求，能在追求特定價(jià)值功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，能很好地代表當(dāng)今機(jī)械工業(yè)主要趨勢。
3未來機(jī)電一體化的發(fā)展展望
未來，隨著微電子技術(shù)和機(jī)械電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化必將注入更多新的內(nèi)容，各個(gè)學(xué)科將繼續(xù)相互交叉、相互支持和互相發(fā)展，并且機(jī)電一體將朝著更加智能化、微型化、系統(tǒng)化和環(huán)保化方向發(fā)展，總理在政府工作報(bào)告中指出，實(shí)施“中國制造2025”計(jì)劃，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，智能轉(zhuǎn)型，強(qiáng)化基礎(chǔ)，綠色發(fā)展，加快從制造大國轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國，并且我國今年推出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“互聯(lián)網(wǎng)+”概念，并且在一些高等院校舉辦“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新比賽，并取得不錯(cuò)的效果，讓機(jī)電一體概念設(shè)計(jì)理論與方法化不斷升級(jí)，加強(qiáng)了工業(yè)化與信息化的緊密結(jié)合，下一階段我們將運(yùn)用信息—物理融合系統(tǒng)（CPS）,實(shí)現(xiàn)大型大型工程系統(tǒng)實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)，更好利用機(jī)電一體化解決實(shí)際問題，不斷促進(jìn)中國工業(yè)化發(fā)展。
4結(jié)語
在“中國制造2025”計(jì)劃的推動(dòng)下，機(jī)電一體化的研究和相關(guān)領(lǐng)域必將出現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，當(dāng)然，與機(jī)電一體化相結(jié)合的技術(shù)（機(jī)電液和機(jī)電光）很多，相信未來在機(jī)電一體化的促使下中國工業(yè)將邁向“工業(yè)4.0”。
作者:于志業(yè) 單位:太原科技大學(xué)
參考文獻(xiàn)：
[1]孫彥廣。工業(yè)智能控制技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社，2007.
[2]李建勇。機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社，2004.
關(guān)鍵詞：機(jī)電專業(yè)課；理實(shí)一體；課程改革
“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位”，是中職學(xué)校機(jī)電專業(yè)人才培養(yǎng)的出發(fā)點(diǎn)也是它的歸宿點(diǎn)。機(jī)電專業(yè)課程改革必須遵循機(jī)電專業(yè)自身的特點(diǎn)，進(jìn)一步深化機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)技能型人才的培養(yǎng)模式的改革，以滿足社會(huì)和企業(yè)對高素質(zhì)技能型人才需求。具體而言就是要打破傳統(tǒng)學(xué)科課程的教學(xué)模式，將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)、教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境、理論教師與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師等有機(jī)地融為一體，全面實(shí)施“一體化”的模式。
一、理論教學(xué)與實(shí)踐操作一體化
理論教學(xué)與實(shí)踐操作一體化，顧名思義，就是將專業(yè)理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)操作組合起來，一體教學(xué)。這樣做既可以實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的融會(huì)貫通，還可以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力和興趣。 “理實(shí)一體化”的教學(xué)模式不只是理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)在某種形式上的簡單組合，而是遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展的規(guī)律與技能技巧形成教學(xué)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)專業(yè)理論與實(shí)踐二者有機(jī)合成。
機(jī)電專業(yè)傳統(tǒng)的教學(xué)模式雖然也強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，但理論和實(shí)踐兩個(gè)環(huán)節(jié)在時(shí)空上有所脫節(jié)，基本上體現(xiàn)為兩個(gè)互為獨(dú)立的體系。而一體化教學(xué)模式從根本上打破了傳統(tǒng)的理論與實(shí)踐教學(xué)的時(shí)空界限，將專業(yè)理論和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地融為一體。教學(xué)時(shí)從感性而不是從理性認(rèn)識(shí)入手，強(qiáng)調(diào)直觀教學(xué)的力度，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知力的提高，不失為一種培養(yǎng)技能型實(shí)用型人才有效的教學(xué)模式，是一種適合當(dāng)前中職學(xué)生實(shí)際情況的有效教學(xué)模式。
理實(shí)一體化模式突破了中職教育傳統(tǒng)的“文化課專業(yè)基礎(chǔ)課專業(yè)課技能訓(xùn)練”教學(xué)程式，理論的學(xué)習(xí)以“必需、夠用”為原則，以技能實(shí)訓(xùn)為中心，與相關(guān)的理論知識(shí)組合為教學(xué)模塊，理論教學(xué)和實(shí)習(xí)指導(dǎo)由同一位教師擔(dān)任，一以貫之，確保理實(shí)同步，二者協(xié)調(diào)。以專業(yè)理論指導(dǎo)實(shí)踐操作，反過來又以實(shí)踐操作加深對專業(yè)理論知識(shí)的理解，理實(shí)相長，促進(jìn)專業(yè)知識(shí)與技能雙飛躍。
二、教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境一體化
“一體化”教學(xué)模式不只是理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的一體化，還包含教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境一體化。為了更好地體現(xiàn)專業(yè)理論對課程實(shí)踐的指導(dǎo)作用，讓專業(yè)理論教學(xué)與專業(yè)技能實(shí)踐真正融合一體，可以把專業(yè)課相對集中起來，搬到實(shí)驗(yàn)室，搬到實(shí)訓(xùn)中心，搬到企業(yè)的車間里去。采取理論教學(xué)與實(shí)踐作業(yè)齊頭并進(jìn)，穿行。教師在講完一個(gè)理論知識(shí)或原理構(gòu)造之后，就指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作；也可以和學(xué)生對著實(shí)物，一邊講一邊做，使理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐訓(xùn)練有機(jī)地融為一體。例如鉗工工藝的教學(xué)，可以完全在實(shí)訓(xùn)室內(nèi)進(jìn)行。教師邊講邊示范，示范結(jié)束，學(xué)生便可動(dòng)手實(shí)踐。這樣學(xué)生記得牢，做得好。學(xué)生遇到問題及時(shí)反饋，當(dāng)堂解決，效果明顯。這樣的專業(yè)實(shí)訓(xùn)室既是理論教學(xué)的課堂，又是工作實(shí)踐場所。
教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境一體化的具體實(shí)踐，有如下特點(diǎn)。①把實(shí)訓(xùn)中心包裝為教學(xué)工廠，建立理實(shí)一體化教學(xué)專業(yè)教室，融教室、實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)、考工、技術(shù)服務(wù)與生產(chǎn)為一體，使專業(yè)教室具有多媒體教學(xué)、實(shí)物展示、演練實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)、考工強(qiáng)化訓(xùn)練和考工等多種功能，營造出真實(shí)(仿真)的企業(yè)氛圍和環(huán)境。②把學(xué)校的實(shí)訓(xùn)室包裝成企業(yè)的“車間”，按照企業(yè)生產(chǎn)要求張貼安全生產(chǎn)標(biāo)語、規(guī)范操作流程、安全操作規(guī)程。③把學(xué)生包裝成企業(yè)的“工人”，統(tǒng)一穿上實(shí)訓(xùn)服（廠服)、帶上工具包、憑胸卡進(jìn)“車間”上崗，同時(shí)加強(qiáng)對“員工”組織紀(jì)律性教育，嚴(yán)明時(shí)間觀念，不得遲到早退，嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程和操作流程上崗生產(chǎn)。
三、理論教師與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師一體化
中職學(xué)校傳統(tǒng)教學(xué)模式將專業(yè)課的教學(xué)分為理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)兩大塊。理論部分由理論教師在課堂內(nèi)完成，實(shí)踐部分由實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師在實(shí)訓(xùn)中心（車間）進(jìn)行。理論教學(xué)由學(xué)校教務(wù)處安排，實(shí)訓(xùn)教學(xué)由學(xué)校實(shí)訓(xùn)處管理。兩大部分自成體系，互不相干。這樣安排的結(jié)果容易造成理論與實(shí)踐的脫節(jié)，對教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。理論學(xué)習(xí)時(shí)不能顧及實(shí)際的應(yīng)用，實(shí)訓(xùn)時(shí)不能與理論結(jié)合起來相互印證。以專業(yè)課《彩色電視機(jī)原理與維修》為例，該課程分為《彩色電視機(jī)原理》與《彩色電視機(jī)維修實(shí)習(xí)》兩部分，分別由兩位教師擔(dān)任，有的甚至分別在兩個(gè)學(xué)期開設(shè)。這樣不但學(xué)生難以學(xué)以致用，兩位教師的教學(xué)也互不聯(lián)系，增加了難度，不能有效提高學(xué)生技能。
因此，“一體化”還應(yīng)包含教師在知識(shí)、技能與教學(xué)能力上的一體化。機(jī)電專業(yè)教師必須是“雙師型教師”，能將專業(yè)課程的專業(yè)技術(shù)理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)課教學(xué)一肩挑起來。既是理論教學(xué)能手，更是技能實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)的高手。一門專業(yè)課，僅由一位教師來承擔(dān)全部教學(xué)任務(wù)（理論教學(xué)與實(shí)踐指導(dǎo)）。在教學(xué)過程中，可以先講理論知識(shí)，再進(jìn)行實(shí)踐操作；也可以邊講理論邊操作，甚至可以先操作，當(dāng)學(xué)生遇到問題時(shí)再從理論上加以闡述解決。這樣做，能做到理論與實(shí)踐的無縫結(jié)合——用專業(yè)理論指導(dǎo)實(shí)踐，用實(shí)踐操作去驗(yàn)證理論。例如前面論及的《彩色電視機(jī)原理與維修》，就可以把原理與維修放到一起來教。在講清掃描電路的原理后，就講一些掃描電路的常見故障，并設(shè)置一些故障讓學(xué)生動(dòng)手排除。在排除的過程中遇到問題，又用理論去解釋，去解決。這樣理論與實(shí)踐相輔相成，相得益彰。
理論教師與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師一體化的最關(guān)鍵問題是師資。中職學(xué)校要努力改變當(dāng)前師資結(jié)構(gòu)單一化，教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，教學(xué)質(zhì)量不高的現(xiàn)狀，就必須大力培養(yǎng)“雙師型”教師。通過下企業(yè)實(shí)踐、頂崗進(jìn)修等措施彌補(bǔ)專業(yè)科任教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，并獲得相關(guān)行業(yè)的職業(yè)資格。只有通過不斷培訓(xùn)和進(jìn)修，不斷汲取行業(yè)的新工藝、新技術(shù)、新理念，專業(yè)教師才能使自己的專業(yè)知識(shí)與技能始終保持著新鮮狀態(tài)，使理論和實(shí)踐始終保持最佳結(jié)合狀態(tài)。理實(shí)雙佳的教師才能在教學(xué)中，顯得如魚得水，游刃有余。例如，在講解《機(jī)械制圖》的圓錐時(shí)，教師可以把自己在車床上制作圓錐的過程拍成視頻，在教室里播放，讓學(xué)生看到在車床上制作圓錐的全過程。這樣避免了理論教學(xué)的“紙上談兵”，讓學(xué)生對機(jī)械制作有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。然后通過課堂教學(xué)的講解與分析，促使學(xué)生的認(rèn)識(shí)從“感性”向“理性”轉(zhuǎn)變。
對機(jī)電專業(yè)課程改革的探討，除了以上三個(gè)方面的一體化之外，還可以從“教學(xué)”與“科研”一體化、傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)方式的一體化、專業(yè)文化與企業(yè)文化的一體化以及“教法”與“學(xué)法”的一體化等方面去探索、去研究。囿于文章的篇幅，在此不能一一展開論述。綜上所述 ，“一體化”教學(xué)的核心在于現(xiàn)場教學(xué)，強(qiáng)調(diào)的是工作本位，能力本位。若將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)融為一體，把教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境融為一體，理論教師與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師融為一體，讓學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方式有更大的自主選擇權(quán)，就可以有效地提高機(jī)電專業(yè)課的教學(xué)效果，最大限度地提高中職生在就業(yè)中的競爭力、
參考文獻(xiàn)：
[1]包旺華.理實(shí)一體化教學(xué)在機(jī)械專業(yè)課教學(xué)中的運(yùn)用[J].中國教育技術(shù)裝備,2012(17).
關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)，理論實(shí)踐一體化，項(xiàng)目導(dǎo)引
作者簡介：郭玉華（1977-），女，河南南陽人，信息工程大學(xué)理學(xué)院電子信息工程系電子工程教研室副主任，講師；龐學(xué)民（1963-），男，河南長垣人，信息工程大學(xué)理學(xué)院，副教授。（河南鄭州450001）
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2012）14-0069-02
主席強(qiáng)調(diào)指出，全面實(shí)施“素質(zhì)教育”，應(yīng)成為教育工作的主題。當(dāng)前，我國高等教育進(jìn)入內(nèi)涵發(fā)展、提高質(zhì)量的新階段，確立了全面發(fā)展、人人成才、多元選擇、終身學(xué)習(xí)、系統(tǒng)培養(yǎng)的新教育理念，更加注重學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一、因材施教，更加注重各類人才的社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。[1-4]
“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”是一門強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)踐的課程，重在培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和科學(xué)思維能力。為此各高校都根據(jù)自身情況進(jìn)行了形式多樣的教學(xué)改革，在教材內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法、教學(xué)模式、考核方式上進(jìn)行了創(chuàng)新實(shí)踐，[5]在教學(xué)模式上引入了多元化、信息化、啟發(fā)式、立體式、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式的方法和手段，[6-10]全面推動(dòng)了該課程的建設(shè)和發(fā)展。
“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”是信息工程大學(xué)（以下簡稱“我校”）的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，具有開課面廣、專業(yè)平臺(tái)種類多、涉及學(xué)科面大等特點(diǎn)，要求教師不僅具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，還要有廣泛而深入的專業(yè)知識(shí)。根據(jù)我校新的培養(yǎng)理念和不斷深化改革的客觀形式，教學(xué)組對該課程進(jìn)行了“基于項(xiàng)目導(dǎo)引的理論與實(shí)踐一體化”的教學(xué)改革實(shí)踐，并將改革試點(diǎn)的成果進(jìn)行了全面推廣。“基于項(xiàng)目導(dǎo)引的理論與實(shí)踐一體化”教學(xué)模式重在調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)跟進(jìn)、超前思維的本能，培養(yǎng)學(xué)生建立工程思維和創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生工程實(shí)踐和科技創(chuàng)新能力。
一、基本情況和主要特色
“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程“基于項(xiàng)目導(dǎo)引的理論與實(shí)踐一體化”教學(xué)的基本組織模式是：在小班授課的基礎(chǔ)上，采取“課堂理論教學(xué)+階段研討+習(xí)題課+基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)+創(chuàng)新實(shí)踐”相結(jié)合的組織模式，小班規(guī)模一般為40人以下。以電類專業(yè)為例，各環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)安排如下：總計(jì)劃學(xué)時(shí)80，其中理論講授48學(xué)時(shí)，階段研討6學(xué)時(shí)，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)16學(xué)時(shí)，創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)10學(xué)時(shí)，習(xí)題課放在課下輔導(dǎo)答疑時(shí)間。該教學(xué)改革方案主要有以下幾個(gè)特色：
1.模塊化教學(xué)
模塊化教學(xué)就是貫徹精講原則，按照教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)性，將課程劃分為幾個(gè)系統(tǒng)模塊，將多個(gè)章節(jié)揉合在一起，突出講解教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)難點(diǎn)。在課程學(xué)時(shí)日益壓縮的情況下，模塊化教學(xué)可以提高課堂效率，讓學(xué)生學(xué)到盡量多的內(nèi)容，并且對知識(shí)點(diǎn)之間關(guān)聯(lián)性理解得更加清楚。
2.教學(xué)研討
運(yùn)用啟發(fā)式和討論式教學(xué)模式，在原來習(xí)題課的基礎(chǔ)上，增加自主學(xué)習(xí)和階段性研討環(huán)節(jié)。自主學(xué)習(xí)和階段性研討可有效地增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.EDA虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境
要求學(xué)生熟練掌握計(jì)算機(jī)仿真虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，利用課下時(shí)間熟悉常用器件和儀器的使用規(guī)則，掌握常規(guī)電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。在節(jié)約實(shí)驗(yàn)室資源的情況下，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、科學(xué)觀察、分析和解決實(shí)際問題的能力。
4.創(chuàng)新型實(shí)踐
創(chuàng)新型實(shí)踐屬于較為復(fù)雜的綜合性實(shí)驗(yàn)，基于工程項(xiàng)目引導(dǎo)，多數(shù)內(nèi)容是最新的電子技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的簡化模型。該實(shí)踐活動(dòng)安排在理論教學(xué)結(jié)束后集中兩周的時(shí)間，由教師提出功能和指標(biāo)要求，學(xué)生自己設(shè)計(jì)、仿真、搭建、測試、調(diào)試完成。這種實(shí)踐活動(dòng)可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)電路系統(tǒng)的能力。
5.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)和導(dǎo)引
在整個(gè)教學(xué)過程中都貫穿工程導(dǎo)引的思想。理論授課時(shí)運(yùn)用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式，在引入每一單元模塊知識(shí)前給學(xué)生布置一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)，在教學(xué)過程中圍繞如何實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的介紹；在研討課上布置一些工程實(shí)踐項(xiàng)目讓學(xué)生設(shè)計(jì)并討論，教師對其指導(dǎo)；創(chuàng)新型實(shí)踐活動(dòng)更是讓學(xué)生直接接觸工程實(shí)踐的一次切身經(jīng)歷。
6.理論與實(shí)踐一體化
理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)統(tǒng)一安排學(xué)時(shí)，理論課學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)不強(qiáng)制區(qū)分。教學(xué)內(nèi)容每一模塊結(jié)束后即進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠及時(shí)地“學(xué)一學(xué)、練一練”，有效提高學(xué)生的實(shí)踐能力，也加深了學(xué)生對理論知識(shí)的理解。
改變理論任課教師不參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，理論課教師組織并輔導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課程由理論課教師與電子實(shí)驗(yàn)中心的教師共同承擔(dān)，由此解決了長期以來教學(xué)和實(shí)踐易脫節(jié)的問題，同時(shí)也提高了教師的綜合能力。
二、改革實(shí)施方案要點(diǎn)
1.理論教學(xué)的改革措施
（1）模塊化的教學(xué)方法。由于改革方案中將課堂講授學(xué)時(shí)由原來的60減少為48學(xué)時(shí)，節(jié)省的12學(xué)時(shí)分別調(diào)整到學(xué)生研討和創(chuàng)新實(shí)踐中，因此課堂講授采用模塊化的教學(xué)方法，將教學(xué)內(nèi)容整合為4個(gè)單元模塊。第一單元是邏輯代數(shù)基礎(chǔ)和組合邏輯電路，包含教材中第一、二、四章，共14學(xué)時(shí)；第二單元是時(shí)序邏輯電路，包含教材中第五和六章，共14學(xué)時(shí)；第三單元是門電路和基本數(shù)字電路，包含教材中第三、十、十一章，共14學(xué)時(shí)；第四單元是半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和大規(guī)模集成電路，包含教材中的第七、八章節(jié)，共6學(xué)時(shí)。利用模塊化教學(xué)可以提高課堂效率，讓學(xué)生在較少的時(shí)間內(nèi)學(xué)到盡量多的內(nèi)容，并且對知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性理解得更加清楚。
（2）增加階段性研討。在課程教學(xué)組織中，增加自主學(xué)習(xí)和階段性研討環(huán)節(jié)。為了使理論授課與教學(xué)研討有效結(jié)合，教師分別在第一、第二、第三單元結(jié)束后組織討論，每次研討2個(gè)小時(shí)。教師需要在教學(xué)研討中把握好研討的內(nèi)容和方式。一是需要根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的基本要求及學(xué)生在學(xué)習(xí)和作業(yè)中存在的疑難問題，精心選擇討論題并設(shè)計(jì)教學(xué)過程；二是需要安排一些適當(dāng)?shù)闹R(shí)點(diǎn)讓學(xué)生自學(xué)并在討論課上檢查自學(xué)效果，比如組合電路中的加法器和數(shù)值比較器、時(shí)序電路設(shè)計(jì)中自啟動(dòng)修正問題等；三是需要布置一些工程實(shí)踐項(xiàng)目讓學(xué)生設(shè)計(jì)并在討論課上對其指導(dǎo)，比如自適應(yīng)單行道交通燈控制器、超市自動(dòng)計(jì)費(fèi)器、復(fù)雜密鑰的密碼鎖電路等。
托爾斯泰指出：“成功的教學(xué)所需要的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)興趣。”通過自主學(xué)習(xí)和階段性研討，在教師和學(xué)生之間形成了積極互動(dòng)的局面，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
（3）引入工程應(yīng)用實(shí)例。運(yùn)用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式，在引入每一單元知識(shí)前給學(xué)生布置一個(gè)項(xiàng)目，在教學(xué)過程中圍繞如何實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目進(jìn)行相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的介紹。比如在介紹組合邏輯電路前引入病房呼叫系統(tǒng)、在講解觸發(fā)器前引入搶答器電路，在講時(shí)序電路的計(jì)數(shù)器前引入數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)、講解D/A轉(zhuǎn)換器前引入任意波形發(fā)生器電路等。在每個(gè)單元結(jié)束后，給學(xué)生舉案例分析，通過該單元知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，可以獲得怎樣的能力，可以設(shè)計(jì)出怎樣的電路，這些電路在具體的工程實(shí)例中是如何應(yīng)用的。在教學(xué)過程中引入工程應(yīng)用實(shí)例，一方面使學(xué)生對基本概念和分析方法有更深入透徹地理解，另一方面使他們解決問題的工程實(shí)踐能力有所提高。
2.實(shí)踐教學(xué)的改革措施
為了培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用實(shí)踐能力，將實(shí)踐教學(xué)分成三個(gè)層次：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、仿真型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)踐。多層次的實(shí)踐教學(xué)模式可以使那些有興趣、有能力的學(xué)生被篩選出來，為學(xué)校科技創(chuàng)新基地挑選人才。
（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以單元電路訓(xùn)練和基本操作為主，學(xué)生在教師具體的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)，主要是鞏固、加深所學(xué)數(shù)字電路的基本理論，學(xué)習(xí)儀器設(shè)備的使用，提高學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和操作水平。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包含設(shè)計(jì)型與驗(yàn)證型兩種，共安排16學(xué)時(shí)，主要由實(shí)驗(yàn)中心的教師承擔(dān)。
（2）仿真實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)是基于Multisim10.0計(jì)算機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生在課下進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的一種實(shí)驗(yàn)手段。內(nèi)容包括兩個(gè)方面：一方面是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中需要通過仿真預(yù)習(xí)的內(nèi)容；另一方面是為了對理論知識(shí)加深理解而進(jìn)行的拓展的簡單綜合性實(shí)驗(yàn)。教師利用輔導(dǎo)答疑時(shí)間給予原理和方法指導(dǎo)，要求學(xué)生自己獨(dú)立設(shè)計(jì)并且完成仿真結(jié)果，最后上交文檔和設(shè)計(jì)報(bào)告。
教學(xué)改革方案中所選擇的仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括：數(shù)碼鎖電路、占空比可調(diào)的振蕩器、模擬聲響發(fā)生器、汽車防盜報(bào)警電路、多通道順序選擇電路、時(shí)鐘變換電路、智力競賽搶答器、數(shù)字鐘晶振時(shí)基電路、數(shù)控放大器、可編程任意波形發(fā)生器等。
仿真實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生有效掌握利用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)電路的能力，提高學(xué)生工程設(shè)計(jì)和獨(dú)立工作能力，也使得學(xué)生從理論知識(shí)到實(shí)際電路之間有一個(gè)過渡認(rèn)識(shí)，對學(xué)生進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)硬件電路和系統(tǒng)調(diào)試打下基礎(chǔ)。
（3）創(chuàng)新型實(shí)踐。創(chuàng)新型實(shí)踐屬于較為復(fù)雜的綜合性實(shí)驗(yàn)，基于工程項(xiàng)目引導(dǎo)，多數(shù)內(nèi)容是最新的電子技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的簡化模型。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及多門課程的知識(shí)，還有書本上沒有學(xué)到的內(nèi)容，要求學(xué)生自學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，自己查閱資料和手冊并獨(dú)立完成。
教學(xué)改革方案中所選擇的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括：汽車尾燈控制電路、病房呼叫系統(tǒng)、多路數(shù)顯報(bào)警器、多功能智力競賽搶答器、數(shù)字時(shí)鐘、數(shù)字頻率計(jì)、出租汽車?yán)锍逃?jì)價(jià)表、數(shù)字電子秤、數(shù)字溫度計(jì)、紅外線轉(zhuǎn)速表。創(chuàng)新實(shí)踐的時(shí)間集中在理論課程結(jié)束后的兩周，共安排10學(xué)時(shí)，主要由理論課教師承擔(dān)，要求學(xué)生兩人一組，自由選題，在完成仿真的基礎(chǔ)上交實(shí)物作品。
創(chuàng)新型實(shí)踐的目的是使學(xué)生從深度和廣度上擴(kuò)充知識(shí)，熟悉工業(yè)前沿的電工電子新設(shè)備、新技術(shù)，開拓知識(shí)面，進(jìn)行系統(tǒng)和工程方面的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和技術(shù)創(chuàng)新能力。
3.課程考核方式的改革
課程考核分為理論考核、平時(shí)成績、創(chuàng)新實(shí)踐成績?nèi)糠帧?/p>
理論考核：試點(diǎn)班課程考核仍采取教考分離方式，與非試點(diǎn)班同卷、同時(shí)進(jìn)行考試，考試得分按70%計(jì)入總成績。平時(shí)成績：包括平時(shí)作業(yè)、研討課和仿真實(shí)驗(yàn)三部分。平時(shí)作業(yè)的書寫態(tài)度和正確率占總成績10%，研討課準(zhǔn)備的充分性、發(fā)言的積極性和結(jié)論的科學(xué)性占總成績5%，仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性占總成績5%。創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)成績按10%計(jì)入總成績，根據(jù)學(xué)生題目選擇難易程度、設(shè)計(jì)方案、焊接、調(diào)試及參數(shù)測試和實(shí)踐總結(jié)等方面計(jì)分。
三、思考和體會(huì)
組織教學(xué)組對“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程進(jìn)行“基于項(xiàng)目導(dǎo)引的理論與實(shí)踐一體化”教學(xué)改革，使筆者對教學(xué)規(guī)律有了更深刻的理解、教學(xué)方式有了更全面的改善、對教育工作者的責(zé)任和義務(wù)有了更深刻的體會(huì)。主要總結(jié)為以下三點(diǎn)：
1.對學(xué)生要有信心，要敢于放手
在我校進(jìn)行教學(xué)改革必需面臨這樣的實(shí)際情況：一方面由于學(xué)生沒有就業(yè)壓力而產(chǎn)生學(xué)習(xí)惰性并且缺乏學(xué)習(xí)熱情；另一方面，一直以來僵硬的管理模式和課程標(biāo)準(zhǔn)的約束使教師不敢放開手腳。
教師選擇自學(xué)內(nèi)容時(shí)非常謹(jǐn)慎，擔(dān)心影響考試成績。而改革實(shí)踐結(jié)果表明學(xué)生的自學(xué)能力很強(qiáng)，理解問題、解決問題的能力也很強(qiáng)，只要教師給予足夠的信任和引導(dǎo)，學(xué)生可以做得很好。雖然由于時(shí)間不足沒在考前例行復(fù)習(xí)串講和做模擬試卷，但是學(xué)生比平行班考得更理想，這證明了“素質(zhì)教育”才是最重要的，絕對不能采取“應(yīng)試教育”。
通過各方面的改革措施，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情調(diào)動(dòng)了起來，研討課上積極發(fā)言，并且愿意嘗試各種實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)雖然放手在課下進(jìn)行，但是通過創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)反映出，他們在課下獨(dú)立完成了實(shí)驗(yàn)，并且較好地具備了創(chuàng)新能力。
2.研討交流，教師可向?qū)W生學(xué)習(xí)
教師要想很好地掌控研討課的局面，需要有豐富的教學(xué)經(jīng)歷、扎實(shí)的理論知識(shí)、廣泛的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、實(shí)事求是的治學(xué)態(tài)度，對自己的教學(xué)能力充滿自信，又能夠包容學(xué)生不同的學(xué)術(shù)見解。
教師需要全面提高注意力應(yīng)對學(xué)生不斷涌現(xiàn)的思維火花，自己習(xí)慣用常規(guī)解法，而學(xué)生不按常規(guī)思考，而且能提出多種不同的解決方法；自己思維定式，而學(xué)生敢于提問，甚至對工程業(yè)界的行規(guī)標(biāo)準(zhǔn)敢于，提出自己的想法。只有通過研討課，教師才能明白學(xué)生的思維方式以及與自己的不同處，這樣的課程形式大大提高了趣味性，而且對教師自己也是一個(gè)挑戰(zhàn)。
研討可以促進(jìn)教學(xué)，教學(xué)雙方的交流使得教師了解了學(xué)生的思維，學(xué)生得到了教師的引導(dǎo)，相得益彰。
3.要讓學(xué)生真正接觸工程實(shí)踐
根據(jù)我校的培養(yǎng)目標(biāo)，只有懂工程技術(shù)、能獨(dú)立創(chuàng)新的學(xué)生才能夠適應(yīng)業(yè)務(wù)單位的需求；只有讓學(xué)生真正接觸工程實(shí)踐，真正熟悉硬件設(shè)備，才能夠到業(yè)務(wù)單位熟練地操作和維護(hù)先進(jìn)的裝備。
而實(shí)際的情況是，學(xué)生在校期間學(xué)習(xí)理論知識(shí)的時(shí)間很多，但是參與實(shí)踐的機(jī)會(huì)較少。軟件的設(shè)計(jì)僅依賴電腦即可完成，但硬件設(shè)計(jì)需要構(gòu)建環(huán)境，這需要學(xué)校投入大量的人力、物力和財(cái)力支持，還需要各部門協(xié)調(diào)管理，參加校科技創(chuàng)新活動(dòng)或電子設(shè)計(jì)大賽的是較好的解決方式。但是在課程中貫穿工程思維、增加創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)則是教師組織和引導(dǎo)學(xué)生跨出實(shí)踐的第一步。
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關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)；課程改革；理論教學(xué)；實(shí)踐教學(xué)
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.257
0 引言
近年來隨著教學(xué)改革的不斷深入，對“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)方法、教學(xué)模式的研究各高校都非常重視，有許多好的成果。啟發(fā)式教學(xué)模式、多元化教學(xué)模式、信息化教學(xué)模式、設(shè)計(jì)立體教學(xué)體系、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式等；運(yùn)用多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿真技術(shù)等構(gòu)建各種現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái)也具有實(shí)際意義。提高學(xué)生的理論知識(shí)應(yīng)用能力及工程實(shí)踐能力，是高等工程教育的發(fā)展方向，也是“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革的難點(diǎn)與重點(diǎn)[1][2][3]。
1 教學(xué)改革的方法探索
（1）整合優(yōu)化課程的教學(xué)內(nèi)容。針對目前微電子技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)狀，我們將集成芯片的實(shí)現(xiàn)工藝這些以前略講或自學(xué)內(nèi)容引入課堂正式講解，進(jìn)行優(yōu)劣工藝對比，加深學(xué)生對器件選擇的理解；針對EDA技術(shù)在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的迅速流行，我們以HDL語言示例和maxplus教學(xué)軟件等方式將EDA技術(shù)講解引入課堂演示，加深和引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)字電路設(shè)計(jì)的感性認(rèn)識(shí)。（2）精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，積極探索教學(xué)改革。經(jīng)過多年的摸索和經(jīng)驗(yàn)積累，目前“精講多練”教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)方式已基本形成。取得了很好的教學(xué)效果。我們一般采用“講”2/3學(xué)時(shí)，“練”（包括課堂練習(xí)、課堂研討、課后作業(yè)、配套練習(xí)等方式）1/3學(xué)時(shí)的方式，將講練結(jié)合，同時(shí)利用課外時(shí)間，多角度開設(shè)課程講座，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，開展“啟發(fā)性”、“探究性”教學(xué)。通過多種教學(xué)方法的運(yùn)用，使學(xué)生由被動(dòng)的繼承式學(xué)習(xí)為主動(dòng)的創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)，教學(xué)效果得到明顯提高。在教學(xué)過程中，大量應(yīng)用了電子教案，我們還利用很多EDA軟件以及自己設(shè)計(jì)的演示程序，通過生動(dòng)形象的演示加強(qiáng)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解。通過將講解式、對比式、討論式、啟發(fā)式、習(xí)題課等多種教學(xué)方法有機(jī)融合在一起的多種教學(xué)方式。同時(shí)，我們將科研成果引入到教學(xué)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。（3）大力加強(qiáng)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，理論與實(shí)踐的結(jié)合。在課程教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中引入EDA軟硬件進(jìn)行教學(xué)示例演示，積極開展“數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)的“項(xiàng)目式管理”工作，理論聯(lián)系實(shí)際，建立學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們進(jìn)行實(shí)踐階段學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。本著“強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、突出創(chuàng)新”的原則，充分發(fā)揮開放性實(shí)驗(yàn)室和電子創(chuàng)新基地的實(shí)踐作用，對原有以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了改革，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)為主，以原理理解為目的；增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，專門開設(shè)了“數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”、和“綜合電路實(shí)驗(yàn)”課程，使學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練難度逐漸加大，由專題設(shè)計(jì)到綜合設(shè)計(jì)，逐步提高創(chuàng)新水平。（4）多方面綜合評(píng)分的考核方式。在課程的考核方式上，采用了多方面綜合評(píng)分的方法，淘汰了“一考定乾坤”的考核方式，強(qiáng)調(diào)平時(shí)作業(yè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，期終卷面考試成績僅占總成績50%；期中測試占總成績20%；實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)（實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等）則采取單人單組“現(xiàn)場驗(yàn)收制”考核方式（考核成績占總成績30%），提高了學(xué)生動(dòng)手能力及分析和解決問題的能力，對實(shí)踐中有創(chuàng)新的學(xué)生，在考查考核等方面予以獎(jiǎng)勵(lì)。
2 教學(xué)改革取得的教學(xué)成果
（1）提出新的教學(xué)體系，適應(yīng)發(fā)展趨勢。組織教師探討“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的改革，提出了“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程新的體系結(jié)構(gòu)。新的教學(xué)體系結(jié)構(gòu)將現(xiàn)代PLD發(fā)展和EDA技術(shù)和經(jīng)典的數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合；將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合；將課程設(shè)計(jì)與本科畢業(yè)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生更好地掌握數(shù)字電子技術(shù)理論的本質(zhì)，同時(shí)減少了學(xué)時(shí)。（2）采用先進(jìn)教育手段，提高學(xué)習(xí)積極性。廣泛使用先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，積極探索現(xiàn)代教育技術(shù)手段在教學(xué)中的應(yīng)用。[4]根據(jù)本課程理論與實(shí)際緊密結(jié)合的特點(diǎn)，綜合使用板書和多媒體教學(xué)手段，不斷改進(jìn)和優(yōu)化電子講稿，將理論講解和計(jì)算機(jī)輔助分析（EDA軟件）有機(jī)結(jié)合，相得益彰，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。（3）全面進(jìn)行教學(xué)改革，提高教學(xué)效果。從課堂講課、討論、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、考核等教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革，全面提高了教學(xué)效果。（4）結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，參加各類競賽。結(jié)合“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容，組織學(xué)生進(jìn)行課外科技活動(dòng)，深化了教學(xué)內(nèi)容，取得了突出成果。依托上述開放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和學(xué)生電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，組織了全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、湖北省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、挑戰(zhàn)杯電子制作競賽等課外科技活動(dòng)。
3 結(jié)束語
“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程具有自身的體系和特點(diǎn)，既具有很強(qiáng)的理論性、系統(tǒng)性和完整性，又具有很強(qiáng)的工程性、實(shí)踐性，我們在教學(xué)進(jìn)程中將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)相結(jié)合，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容與特色，引入EDA軟硬件進(jìn)行教學(xué)示例演示以及“項(xiàng)目式管理”工作過程等“啟發(fā)性”、“探究性”教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。實(shí)踐證明這種教學(xué)改革能提高學(xué)生的理論知識(shí)應(yīng)用能力及工程實(shí)踐能力，改善教學(xué)效果。
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[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化 概念設(shè)計(jì) 理論研究
中圖分類號(hào)：T9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）10-0047-01
機(jī)電一體化技術(shù)是以其產(chǎn)品為載體而體現(xiàn)出來，是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展至今的技術(shù)水平體現(xiàn)。機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員，要使產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合機(jī)電一體化技術(shù)要求，并富于時(shí)代感，就要對于產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)以掌握，并具備多種技術(shù)融合的技術(shù)能力。面對機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性和復(fù)雜性，就要將符合當(dāng)代機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論建立起來。
一、機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論構(gòu)建的意義
在機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)對于產(chǎn)品質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的重要階段，對于產(chǎn)品質(zhì)量的決定程度可以達(dá)到70%以上。要獲得性能優(yōu)異的機(jī)電一體化產(chǎn)品，就要將機(jī)電一體化產(chǎn)品概念確定下來，制定出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)技術(shù)方法。概念設(shè)計(jì)理論首先是基于概念設(shè)計(jì)思想而建立起來的，在其基礎(chǔ)上還先后出現(xiàn)了多種階段性設(shè)計(jì)理論，如TRIZ設(shè)計(jì)、公理化設(shè)計(jì)QFD設(shè)計(jì)理論等等，對于機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中所獲得的創(chuàng)新設(shè)計(jì)成果發(fā)揮了重要的推動(dòng)作用。
在機(jī)械工程研究領(lǐng)域中，這些理論被運(yùn)用于其中，進(jìn)行組合設(shè)計(jì)而形成了技術(shù)綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，由此而促進(jìn)了機(jī)電一體化系統(tǒng)的多種學(xué)科交叉。系統(tǒng)的繼承性決定了其設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，多門科學(xué)技術(shù)的融合，使得原有的單一化設(shè)計(jì)理論不再適應(yīng)目前的科技發(fā)展需求。那么，在機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論研究中，就要從機(jī)電一體化系統(tǒng)自身的性能出發(fā)，結(jié)合設(shè)計(jì)目標(biāo)而建立起完整的概念設(shè)計(jì)理論，以對創(chuàng)新設(shè)計(jì)的機(jī)電一體化產(chǎn)品以指導(dǎo)。與此同時(shí)，還要在機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念理論建立起來之后，結(jié)合相關(guān)學(xué)科，以使理論研究逐漸擴(kuò)展。
二、機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論研究現(xiàn)狀
按照現(xiàn)代機(jī)構(gòu)角度對機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行分類，可以劃分為三個(gè)子系統(tǒng)，即廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信息處理及控制系統(tǒng)和傳感檢測系統(tǒng)。將三個(gè)子系統(tǒng)相銜接，建立起框架體系，不僅有效實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化運(yùn)動(dòng)功能，而且還促進(jìn)了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。在機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)是核心部分，其概念設(shè)計(jì)理論研究關(guān)乎到機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的總功能。特別是在基本工藝動(dòng)作設(shè)計(jì)過程中，要基于廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)理論對基本的工藝動(dòng)作進(jìn)行構(gòu)思，以使其具有動(dòng)作的獨(dú)立執(zhí)行能力。當(dāng)執(zhí)行動(dòng)作的創(chuàng)新技術(shù)確定下來之后，就可以結(jié)合機(jī)構(gòu)系統(tǒng)建立框架模型，以使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更具有可操作性，而且采用這種方式更能夠結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行產(chǎn)概念設(shè)計(jì)。
對于機(jī)電一體化產(chǎn)品的框架模型而言，仿真問題是最為重要的。作為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性能的同時(shí)，更要注重系統(tǒng)仿真性嫩的驗(yàn)證。那么，在機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段，就要確立功能實(shí)現(xiàn)的約束條件，將各種相關(guān)的仿真軟件技術(shù)納入到框架模型當(dāng)中，運(yùn)用各種通用建模技術(shù)，使用仿真軟件將諸如原理圖、鍵合圖、信號(hào)流圖以及方框圖等等參數(shù)化。運(yùn)用Simulink仿真軟件將系統(tǒng)仿真平臺(tái)建立起來，以為機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。
三、機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論的發(fā)展展望
對于機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員而言，產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論具有重要的指導(dǎo)作用。國外研究機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論所獲得的成果，是建立在研究電子控制理論的基礎(chǔ)上的。國內(nèi)的研究學(xué)者則著重于機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)研究。機(jī)電一體化系統(tǒng)是基于多種學(xué)科而建立起來的，這就需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)者對于產(chǎn)品從多種學(xué)科角度進(jìn)行研究，并趨向于產(chǎn)品概念理論的使用操作性。雖然國內(nèi)外對于機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論的研究方向有所不同，但研究目標(biāo)是相同的，且對于新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。
關(guān)于機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論，從研究趨勢上來看，還要面臨諸多問題有待解決。比如，在進(jìn)行機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論時(shí)，還要將推理方法建立起來；對于機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類，為了對驅(qū)動(dòng)元件以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等等進(jìn)行選擇，還要將驅(qū)動(dòng)元件庫以及機(jī)構(gòu)執(zhí)行庫建立起來；對于傳感器的選擇，有賴于測物理量的參數(shù)定量化，以確定傳感器類型。此外，還要將信息處理、控制方法庫建立起來，以提高系統(tǒng)軟件和硬件的可控性。機(jī)電一體化產(chǎn)品在不同的設(shè)計(jì)階段，都會(huì)產(chǎn)生不同的概念設(shè)計(jì)理論，將產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系建立起來，以利于產(chǎn)品不同階段設(shè)計(jì)有效銜接。
總結(jié)
綜上所述，對于機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員而言，概念理論設(shè)計(jì)所發(fā)揮的指導(dǎo)作用是不容忽視的。中國目前對于機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的研究主要是基于運(yùn)動(dòng)功能為主產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。作為多種學(xué)科集合的機(jī)電一體化技術(shù)，其復(fù)雜性決定了機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論的重要性。
參考文獻(xiàn)
經(jīng)過了一年的學(xué)習(xí)，我們，特指我，對我所學(xué)的專業(yè)即機(jī)械工程及自動(dòng)化還是認(rèn)識(shí)不是很夠，可能老師考慮到我們這些學(xué)生的潛在問題，就給我們安排了一個(gè)專業(yè)認(rèn)識(shí)的實(shí)習(xí)周。我們要通過這幾天的實(shí)習(xí)對機(jī)械工程有一個(gè)直觀上的認(rèn)識(shí)（通過之前的理論課專業(yè)概論課，我們已經(jīng)對機(jī)械工程有了一個(gè)大體的認(rèn)識(shí)）。在進(jìn)入工廠之前，老師給我們上了兩節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)課，讓我們了解什么是機(jī)械工程及自動(dòng)化，機(jī)械工程及自動(dòng)化應(yīng)該學(xué)些什么。
由于微電子高新技術(shù)的迅速發(fā)展，使工業(yè)自動(dòng)化的程度大幅度提高。新的機(jī)電設(shè)備和產(chǎn)品將機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，形成了所謂的機(jī)電一體化技術(shù)，大幅度地提高產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性;提高制造技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方式向柔性方向發(fā)展;增強(qiáng)企業(yè)的應(yīng)變能力;節(jié)約能源和材料消耗，降低成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。機(jī)電一體化已是當(dāng)今世界及未來機(jī)械工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨向，也是我國機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必由之路。然而，我國現(xiàn)有的機(jī)械專業(yè)人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)與當(dāng)今機(jī)械工業(yè)的發(fā)展極不相稱。學(xué)機(jī)械專業(yè)的，對電子、自動(dòng)控制技術(shù)懂得較少;學(xué)電子專業(yè)的，對機(jī)械專業(yè)知識(shí)掌握的也不多，不能將機(jī)械與電子進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。此外，由于近二十年科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，多數(shù)機(jī)械專業(yè)人員知識(shí)老化，對新知識(shí)、新技術(shù)了解甚少，難以從事機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)。因此，除現(xiàn)有機(jī)械專業(yè)人員需知識(shí)更新，解決機(jī)電一體化人才短缺的部分問題外，急需大批量培養(yǎng)這類人才,老師還說，目前工程機(jī)械的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了頂峰，設(shè)備可以完成人們所想到的任何工件，大型設(shè)備的專業(yè)化也在逐步加強(qiáng)，國內(nèi)外的工程機(jī)械設(shè)備的差距也在逐漸減小，工程機(jī)械有小型化、家用化的趨勢
所謂機(jī)電一體化，就是機(jī)械與電工合二為一。日本企業(yè)界在1970年左右最早提出“機(jī)電一體化技術(shù)”這一概念，當(dāng)時(shí)他們?nèi)∶麨椤癕echatronics”，即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機(jī)電一體化技術(shù)（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來愈廣。現(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)，是機(jī)械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)，他的發(fā)展使冷冰冰的機(jī)器有了人性化，智能化。我們需要學(xué)的基礎(chǔ)科目有：英語、計(jì)算機(jī)、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)、工程力學(xué)、機(jī)械原理、畫法幾何及機(jī)械制圖課程等。
上完了這兩節(jié)的基礎(chǔ)課以后，在一男一女兩位老師的帶領(lǐng)下，我們機(jī)械工程及自動(dòng)化的三個(gè)班分別參觀了北京建筑工程機(jī)械廠與北京現(xiàn)代汽車廠兩個(gè)地方。
周三那天早上下起了瓢潑大雨，可到了北京現(xiàn)代以后，天就放晴了。在向?qū)У膸ьI(lǐng)下，我們觀看了有關(guān)宣傳片，聽了關(guān)于展車的相關(guān)介紹，又參觀了總裝車間。給我留下深刻印象的就是總裝車間。一千多米長的生產(chǎn)線，經(jīng)過工人師傅準(zhǔn)確而迅速的操作后，在OKLINE最后出來的就是成品車。
Abstract: By introducing virtual prototype technology into practice of mechatronics CDIO teaching, the paper investigates its idea, structure, and evaluating method, which is meaningful for modern engineering teaching methodology of mechatronics course.
關(guān)鍵詞： 機(jī)電一體化；虛擬樣機(jī)；CDIO
Key words: mechatronics；virtual prototype；CDIO
中圖分類號(hào)：G42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2011）02-0216-02
0引言
2001年，由美國麻省理工學(xué)院、瑞典查爾姆斯技術(shù)學(xué)院、瑞典林克平大學(xué)、瑞典皇家技術(shù)學(xué)院等4所大學(xué)合作開發(fā)了一個(gè)新的工程教育模式，稱為CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）模式。CDIO大綱以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作為主線，綜合地考慮了專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人和職業(yè)的技能及團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通的人際技能，及在整個(gè)企業(yè)、社會(huì)環(huán)境下進(jìn)行CDIO的過程。近年來，東北石油大學(xué)機(jī)電工程系將CDIO模式引入到實(shí)踐與工程應(yīng)用性較強(qiáng)的“機(jī)電一體化”課程建設(shè)中，以提高課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，本文就其實(shí)踐教學(xué)過程中的一些認(rèn)識(shí)作以探討。
1現(xiàn)狀分析
“機(jī)電一體化”是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)課程，它在培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力所需的知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)中，占有十分重要的地位。課程的任務(wù)是使學(xué)生以系統(tǒng)的角度理解和掌握機(jī)電一體化技術(shù)，包括機(jī)械、檢測、控制、計(jì)算機(jī)軟硬件等方面的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，學(xué)會(huì)典型機(jī)電一體化系統(tǒng)的分析和綜合方法，具備進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力。隨著機(jī)械和電子工業(yè)發(fā)展到新的階段，現(xiàn)代機(jī)械必然是由計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)，理論性與實(shí)踐性聯(lián)系密切、工程實(shí)用性強(qiáng)是該課程最大的特點(diǎn)。近年來的教學(xué)實(shí)踐表明：原有的課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)實(shí)踐等，已不能適應(yīng)“寬口徑、重實(shí)踐、應(yīng)用型”的現(xiàn)代工程教育發(fā)展潮流。究其原因，主要有以下幾個(gè)方面。
1.1 課程內(nèi)容繁雜。機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、信息處理技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等多種技術(shù)的融合。以系統(tǒng)的角度理解和掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的工作原理及其應(yīng)用是教學(xué)的中心內(nèi)容，這對教師和學(xué)生都提出了非常高的要求。但是針對具體系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)“一葉障目”，以偏概全之感，并無總體把握的能力和認(rèn)識(shí)。
1.2 概念抽象，理論繁瑣，并且插圖多、公式多、敘述內(nèi)容多，教師不易抓住教學(xué)重點(diǎn)，學(xué)生學(xué)起來也常感到力不從心，對某些理論問題似是而非、模糊不清、嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致學(xué)不下去。
1.3 教材存在局限性。目前現(xiàn)有的教材雖然版本繁多，但各有局限，在多達(dá)幾十種版本的有關(guān)教材中，內(nèi)容的編排大致相似，框架相同。在選材上為了照顧到內(nèi)容的完整性，主次不分明，重點(diǎn)不突出，尤其是典型機(jī)電一體化系統(tǒng)章節(jié)，往往虎頭蛇尾，沒有受到足夠的重視，不能起到綜合和系統(tǒng)總結(jié)的作用。
1.4 理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)脫節(jié)情況嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容少且針對性不強(qiáng)，學(xué)生不能感受到實(shí)踐的趣味性、知識(shí)性和實(shí)驗(yàn)成功后的成就感，更不要說培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
針對上述這些情況，如何幫助學(xué)生以系統(tǒng)的觀點(diǎn)深入理解知識(shí)、掌握知識(shí)，如何培養(yǎng)與增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手操作能力，如何讓學(xué)生學(xué)以致用，始終保持較高的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)，是課程教學(xué)的難點(diǎn)所在。
2基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的CDIO教學(xué)理念
目前全國有近百所高校開展了CDIO項(xiàng)目的實(shí)踐和探索工作，汕頭大學(xué)、成都信息工程學(xué)院等院校已經(jīng)取得了顯著的成績。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，實(shí)施CDIO戰(zhàn)略是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，需要很大資金投入和人員投入。根據(jù)自身實(shí)際情況，我們確立首先以虛擬樣機(jī)技術(shù)為載體，按照CDIO戰(zhàn)略對“機(jī)電一體化”課程的教學(xué)進(jìn)行了探索和實(shí)踐。
虛擬樣機(jī)技術(shù)是近年來普遍應(yīng)用的一種全新的機(jī)械設(shè)計(jì)方法,它作為一項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)于上個(gè)世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)，在90年代特別是進(jìn)入21世紀(jì)以后得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。CDIO標(biāo)準(zhǔn)明確指出采用產(chǎn)品和系統(tǒng)生命周期的開發(fā)及使用這一工程教育方法論，它強(qiáng)調(diào)它作為知識(shí)和能力培養(yǎng)的載體及環(huán)境，即知識(shí)和能力之間的關(guān)聯(lián)，而不是具體內(nèi)容。從這一角度出發(fā)，虛擬樣機(jī)技術(shù)可以為開展CDIO戰(zhàn)略提供適合的載體及環(huán)境。具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
2.1 面向產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計(jì)、仿真、分析是虛擬樣機(jī)技術(shù)的核心，這在某種程度上與CDIO戰(zhàn)略產(chǎn)品和系統(tǒng)生命周期的開發(fā)及使用標(biāo)準(zhǔn)不謀而合。
2.2 CDIO強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”教學(xué)模式，“做”具有廣泛的含義，既可以是在實(shí)驗(yàn)室親自制作模型、樣機(jī)，也可以通過數(shù)字化工具在設(shè)計(jì)和仿真層面全面展開。
2.3 在市場競爭日益激烈的今天,為了達(dá)到時(shí)間、質(zhì)量、成本、服務(wù)、環(huán)境等多方面要求,必須以最短的時(shí)間、最好的質(zhì)量和最低的價(jià)格推出產(chǎn)品。采用虛擬樣機(jī)技術(shù)既可以減少模型樣機(jī)的試制,降低投入成本，又可以幫助學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)掌握產(chǎn)品開發(fā)的全部過程。
2.4 虛擬樣機(jī)技術(shù)支持并行設(shè)計(jì),便于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間的溝通和交流，這也正是CDIO戰(zhàn)略重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的一種基本能力。
3機(jī)電一體化課程的CDIO架構(gòu)
CDIO強(qiáng)調(diào)學(xué)生的工程能力不是單純的理論知識(shí)或直觀的技能，而是兩者的有機(jī)融合，這對學(xué)生的創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)能力、對新技術(shù)的敏感能力都提出了更高要求。機(jī)電一體化技術(shù)的先修課程除了力學(xué)、模電數(shù)電等基礎(chǔ)課程外，還包括機(jī)械設(shè)計(jì)、微機(jī)與接口技術(shù)、控制工程等專業(yè)基礎(chǔ)課程，同期學(xué)習(xí)課程有單片機(jī)、可編程控制、機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)等。該課程有著鮮明的技術(shù)基礎(chǔ)和工程背景，因?qū)W時(shí)有限，包含的內(nèi)容較多，所以在教學(xué)中把握一個(gè)基本原則：了解機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，掌握其核心思想和技術(shù)，運(yùn)用現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)方法中的虛擬樣機(jī)技術(shù)，完成機(jī)電一體系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與仿真分析。基于CDIO的思想，我們對“機(jī)電一體化技術(shù)”課程教學(xué)分成三個(gè)部分：課堂講授、小組項(xiàng)目、自選實(shí)驗(yàn)。
課堂講授。以教師主講形式進(jìn)行，以傳授基礎(chǔ)知識(shí)。授課時(shí)采用模塊化方式對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重新編排，側(cè)重于通過實(shí)例分析加深對重要知識(shí)點(diǎn)的理解。主要內(nèi)容包括：①概論模塊：主要講解機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵、體系結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、發(fā)展趨勢、典型系統(tǒng)（本田機(jī)器人、大狗、數(shù)控加工中心）分析，學(xué)時(shí)數(shù)為4學(xué)時(shí)。②系統(tǒng)部件模塊：主要講解執(zhí)行裝置的工作原理、驅(qū)動(dòng)方法、對比分析與選用原則；機(jī)械傳動(dòng)部件的種類、特點(diǎn)、對比分析與選用原則；檢測裝置工作原理、特點(diǎn)、對比分析與選用原則，學(xué)時(shí)數(shù)為6學(xué)時(shí)。③系統(tǒng)集成模塊：主要講解單片機(jī)、PLC、接口電路結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，通過典型實(shí)例分析理解系統(tǒng)集成的內(nèi)涵與相關(guān)技術(shù)，學(xué)時(shí)數(shù)為4學(xué)時(shí)。④系統(tǒng)控制模塊：主要講解機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與步驟、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、現(xiàn)代控制方法簡介、典型反饋控制和狀態(tài)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)，學(xué)時(shí)數(shù)為4學(xué)時(shí)。⑤虛擬樣機(jī)技術(shù)概論模塊：主要講解虛擬樣機(jī)的概念、原理、方法。通過典型實(shí)例領(lǐng)會(huì)基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和方法，學(xué)時(shí)數(shù)為4學(xué)時(shí)。小組項(xiàng)目以3-5人為單位自發(fā)形成設(shè)計(jì)小組。該階段需要完成下述內(nèi)容。①項(xiàng)目調(diào)研：查閱資料，擬定項(xiàng)目范疇和設(shè)計(jì)內(nèi)容。②項(xiàng)目申報(bào)：功能、原理、創(chuàng)新性、可行性論證。③項(xiàng)目開展：制定研究計(jì)劃，分配設(shè)計(jì)任務(wù)，選擇設(shè)計(jì)工具和仿真工具，開展項(xiàng)目設(shè)計(jì)。④項(xiàng)目匯報(bào)：提交項(xiàng)目日志、設(shè)計(jì)報(bào)告。在此期間，教師采取跟蹤方式對學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)，每個(gè)階段項(xiàng)目小組都要作公開匯報(bào)，并且需要回答指導(dǎo)老師和其它項(xiàng)目小組提出的問題，及時(shí)改進(jìn)，完善設(shè)計(jì)。小組項(xiàng)目部分不占用教學(xué)學(xué)時(shí)，教師和學(xué)生利用課余時(shí)間開展該項(xiàng)內(nèi)容。自選實(shí)驗(yàn)階段，項(xiàng)目小組根據(jù)設(shè)計(jì)需要，可以提出自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，用以加強(qiáng)對機(jī)電一體化系統(tǒng)典型部件和單元的理解與認(rèn)識(shí)。該部分工作由實(shí)驗(yàn)教師配合完成，學(xué)時(shí)數(shù)為10學(xué)時(shí)。
4課程考核與評(píng)價(jià)
學(xué)生的工程能力等素質(zhì)很難通過傳統(tǒng)的教學(xué)測試方法進(jìn)行考核與評(píng)價(jià)。在CDIO模式下，課程的考核與評(píng)價(jià)不再是一個(gè)孤立的行為。在“機(jī)電一體化技術(shù)”課程中，我們根據(jù)課程教學(xué)的三個(gè)部分―課堂講授、小組項(xiàng)目、自選實(shí)驗(yàn)分別進(jìn)行測試，然后與學(xué)生討論考核與評(píng)價(jià)體系，綜合學(xué)生的意見，再適當(dāng)修正，盡可能做到靈活多樣。課程教授的理論部分采用傳統(tǒng)的試卷測試形式，小組項(xiàng)目部分根據(jù)學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、公開匯報(bào)、虛擬樣機(jī)完成的質(zhì)量等情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，自選實(shí)驗(yàn)部分根據(jù)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)過程中體現(xiàn)出的創(chuàng)新性、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的連續(xù)性和執(zhí)行完成情況等做出判斷。
按照上述規(guī)劃，近幾年在我校機(jī)自專業(yè)進(jìn)行了CDIO實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生表現(xiàn)出極高的熱情,圍繞機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等設(shè)計(jì)主題共提交了眾多項(xiàng)目報(bào)告和虛擬樣機(jī)產(chǎn)品，許多項(xiàng)目小組還額外提供了自己開發(fā)的仿真控制程序。在參與同學(xué)中展開了問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多數(shù)同學(xué)認(rèn)為課程項(xiàng)目對于幫助理解機(jī)電一體化系統(tǒng)非常有用。在問到課程項(xiàng)目是否有必要繼續(xù)在下一年級(jí)開展時(shí),絕大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)開展。總體來看學(xué)生對該項(xiàng)活動(dòng)抱有足夠的信心，提出了很多具體意見，如提前在低年級(jí)開展設(shè)計(jì)工具類項(xiàng)目，這樣可以在后續(xù)項(xiàng)目中有更多時(shí)間完成系統(tǒng)的仿真、分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等深層次的設(shè)計(jì)內(nèi)容，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。
5結(jié)束語
機(jī)電一體化技術(shù)課程博大精深，具有內(nèi)容多、原理深?yuàn)W的特點(diǎn)。根據(jù)國際工程教育CDIO理念進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，既能使學(xué)生鞏固所學(xué)基本知識(shí)，抓住主次，又能鍛煉學(xué)生的觀察能力、設(shè)計(jì)能力、分析問題的能力、書面表達(dá)能力和交流能力，使學(xué)生的積極主動(dòng)性得到最大程度的發(fā)揮。本文將CDIO模式引入到“機(jī)電一體化”的課程建設(shè)中，從教學(xué)理念、課程架構(gòu)、課程考核與評(píng)價(jià)等方面展開探討，為“機(jī)電一體化”課程的教學(xué)提供了新的思路，這些對于提高教學(xué)質(zhì)量和效果，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力具有積極意義。
參考文獻(xiàn)：
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