机械电子工程综合课程设计教学模式论文

以下是小编帮大家整理的机械电子工程综合课程设计教学模式论文，本文共4篇，仅供参考，大家一起来看看吧。

针对综合课程设计教学过程中出现的上述问题，笔者认为，综合课程设计教学中应充分体现“以学生为中心”的教学模式，在具体实施过程中采用任务型教学法和讨论法相结合的教学方法，探索实践环节过程管理与考核结果并重的综合成绩评定方法，充分调动学生的积极性、能动性和团队合作精神，重视学生工程实践能力和团队合作能力的培养。

2.1“以学生为中心”的教学模式探索

传统教学模式是从教师如何去教这个角度来进行阐述，强调了教师的主体地位，忽视了学生如何学这个问题。杜威提出“以学生为中心”的教学模式强调了教学活动中学生的主体性作用，重视学生对教学的参与度，教师需要采用适当的教学方式，合理设计“教”与“学”的活动[2]。其中任务型教学法的核心理念是教师分配任务，学生根据分配的任务来学习，完成任务，达到课程要求，强调的是“在做中学”和“以学生为中心”，与本课程的初衷一致，但教学实施过程中，教师应注意引领学生，并对教学过程进行有效的控制[3]。根据专业教学计划，本课程有两周的课程设计。我们在教学安排上，采取了集中授课、分组协作、自主学习、集中汇报与讨论等多个环节相配合的方式。以南昌工程学院14级机械电子工程专业为改革实施对象，学生共计60名，对学生进行分组指导，每组学生3人，安排3名指导老师，每一组同学根据设计任务要求，独立完成设计任务。课程设计第一天指导老师介绍课程设计安排、任务要求和考核方式，布置2-3个选题、让学生根据感兴趣的题目进行分组选题，学生自主推选组长，教师对课程设计题目进行讲解，对任务进行分解，让学生了解所设计的系统应完成的主要任务、工作环境和条件，设计的具体要求以及应达到的技术水平、生产效率、经济指标。鼓励学生查阅指导书、工具书和期刊等相关资料。第2-3天，各小组成员在充分调研的基础上提出可能实现的设计方案，然后在组长主持下讨论得出一致方案，如组员间的方案难以统一，则将各自方案交于指导老师共同讨论出最佳方案，组长和组员的任务分配由组长协调，要体现各展所长、协作互补，对于系统硬件系统的整体设计和软件编程，要求所有成员全体参与、共同完成，以保证每位同学的工作量。对于部分硬件设计和局部参数计算可分工进行，在这个过程中组员间良好的沟通与协作是项目顺利进行的基础。接下来的6天，设计小组要在指导老师的引导下进行自主学习和集中设计，在设计过程中有疑问可随时向请教指导老师请教，进行互动答疑，中期向指导老师汇报设计进展，进展汇报是以学生展示为主的讨论式教学法，同时也是考核的一项内容。每位同学向各自的指导老师通过口头或书面展示的方式，对任务完成情况进行汇报，汇报后老师提问和点评，鼓励各小组进行互动讨论。通过这个环节，有利于提高学生的参与度和表达能力，各小组成员在听取其他小组的汇报时，能够了解到不同的设计内容和设计思路，学生在参与过程中也能体会到学习的乐趣。最后一天集中考核，各小组进行现场设计效果测试和答辩，指导老师对每组的设计效果进行评价和登记，组织学生对实验室进行整理，使学生养成良好的工作习惯，课后提交设计报告。

2.2课程评价考核体系的优化

以往的综合课程设计考核评价仅重视平时纪律和设计报告，未重视实践过程中学生的参与度、工作量和沟通表达能力等项的'评估。因此，有必要构建实践过程管理和结果并重的综合考核与评价体系，以真正检验学生的综合能力，提高学生参加实践活动的积极性[4]。本课程的最终考核与评价要求提交规范的设计报告，并考虑设计过程中任务参与度和工作量，设计演示效果以及沟通表达能力。考核按平时表现占50%和设计报告占50%给出最终成绩。其中平时表现中：设计演示效果占20%，态度和纪律占10%，小组分工中的角色与工作量占10%，进展汇报与答辩过程中的问题回答的正确性及展示的沟通与表达能力占10%，设计报告中项目完成情况与设计方案的指标评价占40%，报告的规范性与完整性占10%。鼓励学生独立完成报告，即使同一小组设计报告也不允许雷同，要体现自己的设计过程和心得体会等区别。改革实施后发现学生参与设计的热情高、进度快，设计报告整体上更加规范、完整，由于参与度高学生们基本都写出了较为深刻的心得体会，杜绝了雷同报告，由于细化了平时成绩的考核，组员间的成绩区分度好，体现了评价指标中的差异性。教学实践表明：这种“以学生为中心”的教学模式，结合任务型教学和讨论法相结合的教学方式，以及关注过程管理的综合成绩评定方法提高了学生的学习积极性和参与度，形成了良好的互助互学的学习氛围，在学生巩固专业知识的基础上，提高了学生的工程实践能力。

3结束语

综合课程设计作为机械电子工程专业学生学完所有理论课程后进行的综合性课程设计，设计效果能够很好地检验学生对专业知识的掌握程度和理论联系工程实际的能力。进行以综合课程设计为代表的实践教学改革，探索“以学生为中心”的教学模式，优化实践课程考核评价体系对于培养未来高级工程师和管理人才具有非常重要的作用。

【参考文献】

［1］常军然,唐宏.江西理工大学机械专业综合课程设计改革和实践[J].,(14):154-155.

［2］陈东菊.浅析以学生为中心的教学模式的优势与践行策略[J].教育教学论坛.,14(4):213-214.

［3］刘鹤.浅谈任务型教学法[J].文存阅刊.,(1):95.

［4］杨丽曼,沈东凯.机械电子专业课程设计的教学改革[J].实验室研究与探索.,31(8):117-120.

机械电子工程专业旨在培养适应国家社会经济发展需要，具有扎实的自然科学、人文科学基础，受到现代机电工程师的基本训练，能够在机械、电子、机器人、水利、能源等行业从事工程及项目的规划、设计、施工、管理和研究等方面的高级工程技术人才和管理人才。综合课程设计作为独立的教学环节，是机械电子工程专业集中实践性环节，是学习完本专业所有理论课程后进行的一次全面的综合练习。课程设计的素材来源于工程实例，设计过程中学生需要综合应用本专业基础知识，这有助于学生夯实专业基础，提高工程素养[1]。在指导机械电子工程专业的综合课程设计实践环节中，笔者发现大部分学生的专业知识能基本满足要求，但普遍存在工程实践能力较弱的情况。针对这一问题，从综合课程设计改革入手，努力探索综合课程设计的教学方法、内容和考核方式，搭建起理论知识联系工程实际的桥梁，从而使学生的工程实践能力得到锻炼。

1综合课程设计教学现状分析

综合课程设计旨在综合运用机械电子工程专业基本理论对典型机电系统进行设计，如皮带传送的物料运输系统、多层电梯控制系统和智能交通灯监控系统设计等，系统硬件一般包括电动机、传感器、PLC、传动机构和执行机构等，专业知识涉及机电系统设计、机电传动技术、传感与检测技术和PLC控制技术等。就南昌工程学院机械电子工程专业“综合课程设计”这门实践课程来讲，笔者发现以下问题：（1）设计题目更新较慢，与市场需求联系不紧密，尽管机电产品众多，限于实验室的条件，题目往往局限于设计一些较为传统的机电控制系统设计，与时下新技术脱节，难以引起学生学习的热情和积极性；（2）教学模式上是以教师为主导，教师对设计步骤进行详细讲解，学生仅依据设计步骤进行设计，对一些重要的知识点未进行深入研究和思考；（3）学生缺乏工程设计规范的指导，学生设计的系统学生更多地关注功能的实现，而不重视性能指标和成本控制，造成理论与工程实际脱节；（4）教学过程管理和考核方法不尽合理，课程平时考核标准未细化，笼统的以平时成绩和设计报告成绩作为评价指标，同学们往往为了完成最终的设计报告而进行设计，平时参与度不高。

基于CDIO模式的机械电子工程专业教学体系改革论文

针对中国工程教育专业认证的标准要求，结合本校现有机械电子工程专业课程体系的设置特点，借鉴国内外相关高校机械电子工程专业工程教育教学经验，依据CDIO工程教育理念，优化并完善适合本校机械电子工程专业的课程教学体系，有效地推动本专业的工程教育发展。

6月2日，中国正式成为《华盛顿协议》成员国，这将对中国工程教育质量的提高发挥极大的督促作用，促进中国按照国际标准培养工程师，提高工程技术人才的培养质量[1]。国际上广泛应用的CDIO工程教育模式是在由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学联合研究提出的[2]。它主要由构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)四部分组成，目的是通过产品研发到产品运行整个过程的锻炼培养学生理论联系实际的能力[3]。按照CDIO的培养模式，工程毕业生的能力被分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层次，并通过12条标准来衡量学生的培养质量，这与中国工程教育专业认证的12条标准有异曲同工之处。

我校机械电子工程专业目前虽然已经制定了较合理的专业培养目标和培养方案，培养了结构合理的师资队伍，形成了较好的理论和实践教学模式，但是与CDIO工程教育标准的要求相比，在培养方案、教学体系、教师队伍建设及教学效果评价机制等方面，仍然存在一定的差距。现有机电专业课程体系存在专业特色不明显、不同课程之间存在重复或相互冲突的地方等缺点，因此要依据CDIO工程教育理念，借助校企合作平台，全面地进行机电专业人才培养模式的探讨，建立符合CDIO工程教育标准的机械电子工程专业实践教学体系。

1.我校机械电子工程专业课程体系情况

目前的专业培养方案里包括的核心课程为：机械制图、理论力学、材料力学、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、单片机原理及应用、自动控制原理、机电传动控制、传感技术、机械原理、机械设计、机械工程测试技术、机电一体化系统设计、互换性、工程材料等;主要实践环节为：社会实践调查、金工实习、电子电路实训、工程制图实践、创新实践、生产实习、毕业实习、毕业设计(论文)、PLC与组态技术综合实验、测试技术与传感器综合实验、单片机综合实验、自动化生产线认知实践、机械设计基础课程设计和机电专业综合课程设计等。

2.CDIO模式下的机电专业教学体系

根据CDIO工程教育标准的要求和我校办学特色，为适应煤炭行业和地方经济对机电专业高级技术人才的需求，结合重实践、重创新的培养目标设计新的课程体系。广泛吸取企业专家建议，深入探讨和修订机电专业课程体系，强化实践环节，构建国际化的课程体系和教学模式，从而保证面向工程的课程体系能够培养学生的实践能力与创新思维。依据CDIO工程教育理念，选择典型的工程实践项目，采取“做中学”的方式，通过在项目中反复训练锻炼学生自主学习的能力，这样不仅可以促进学生对基础知识的掌握，还可以提高学生解决工程实践问题的能力，从而使学生综合素质和能力能达到CDIO标准的要求，增强人才培养对企业的适应性[4]。近年来，主要通过以下措施进行教学体系的改革：

(1)基于CDIO的工程教育理念，构建了“一个核心、两个方向、四个阶段”的工程教学体系。

“一个核心”是以矿业领域的机电一体化系统设计、研发为主，覆盖了多学科交叉领域，主要涉及机械设计、机械传动、机械制造、机电传动控制、PLC、单片机、控制工程、机电一体化系统设计等多种技术;“两个方向”是指机械设计与制造、电气控制系统，选修课中增添“煤矿机电设备”、“工业控制网络与现场总线技术”等课程;“四个阶段”是指根据CDIO理念的构思、设计、实现、运行四阶段指导，学生要经历认知实习、基础课程实验、专业课程设计与综合实验及毕业设计、创新大赛等综合实训，才能更好地掌握本专业的工程应用技术。从第三学期开始，每学期均安排工程实践环节，按照核心知识点和要求来设定每个工程实践项目，在课程设计与毕业设计过程中企业参与。

(2)依托产学研合作背景，通过专业综合实训和企业顶岗实习等环节提高学生工程实践能力。

我校机械工程学院已经建立了电子创新设计实验室、慧鱼模型创新设计实验室、机电控制技术实验室、虚拟仪器综合实验室、动态测试技术实验室等实践创新平台，与淮南矿业集团、皖北煤电集团、淮南万泰电子股份有限公司、淮南润成科技股份有限公司、平安开诚智能安全装备有限责任公司、凯盛重工有限公司、淮南阶梯电子科技有限公司等开展了长期的产学研合作，从而可以保证给学生提供校内、外实践实习基地。通过单片机和PLC综合实验、课程设计、毕业设计、实训检验学生电工电路、单片机、PLC综合开发的'能力，往往借助典型机电案例(如斜井跑车防护装置、皮带机集控系统、立井提升系统过卷过放保护系统等)，让学生经历“构思—设计—实现—运行”四阶段的完整实训。与此同时，让学生积极深入到到校企合作的实习基地中，在相关机电系统中顶岗锻炼，进一步提高学生的理论联系实践的能力，缩短学生个人能力与企业要求的差距。

(3)通过创新团队建设、学科竞赛和大学生科研项目培养学生工程实践创新能力。

为进一步拓展学生科技创新能力，借助学院设置的创新团队、学科竞赛活动、大学生科研项目的平台，在日常的教学管理中，融入紧密联系工程实际的大学生课外科技创新能力培养模式，鼓励学生积极参加“全国大学生机械创新大赛”、“全国大学生机器人大赛”、“全国大学生电子设计竞赛”、“全国大学生节能减排大赛”等各种赛事，鼓励学生撰写学术语言文言化的复古倾向--一个值得关注的语言科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式浅析“教学学术”视角下大学教师教学责任意识剖析传播学术中的“欧洲中心主义”——亚洲中从Ontology的译名之争看哲学术语的翻译原则试论新闻学学术规范研究的依据与路径论析大学教师教学与科研的学术责任中学的学术:一个亟待关注的话题试论学术嬗变中的教育创新环境法学的学术特色与贡献和申请专利。

3.结语

CDIO工程教育模式与中国工程教育专业认证的标准是高度统一的，只有坚持以CDIO工程教育模式为指导，依据校企合作背景，不断创新改革机电专业的课程教学模式，才能进一步提高学生的工程实践应用能力，为国家和企业培养出能在机电行业及相关领域从事机电一体化产品和系统的设计制造、研究开发、工程应用和运行管理工作的复合型工程技术人才，达到国际标准的要求。

对电子工程教学革新模式分析论文

自主式课题教学法

针对目前课堂教学的现状,提出自主式课题教学法。其基本理念就是改革课堂教学,即在课堂上系统地讲授电路设计方法,而不是仅仅教会学生解题。此外,将学生分成若干个学习小组,给每个小组布置不同的电路模块设计课题,通过完成自己的课题达到初步实践电路设计方法的目的。同时,由于学生都是带着设计课题听课的,这样也会提高学生自主学习理论知识的积极性。具体实施步骤如下:

在课程教学初期,指导学生自由组成学习小组,提供若干模块设计课题供各小组挑选。选定的模块设计任务伴随该小组整个课程学习过程。这个阶段的教学要点如下:①尽量保证学生按照自己的意愿组合形成学习小组,这样小组成员在课题设计过程中才能有较好的默契,相互配合,依靠团队的力量完成设计任务。②该阶段是课程教学初期,学生对各个模块设计课题还不了解,教师应占用一定的课堂时间对课题进行解释和指点,充分激发学生自主学习的积极性,使学生自发地利用课余时间收集资料,选定设计方案。③当学习小组初步完成课题资料的收集和整理后,则安排一次课堂报告,由各个小组制作幻灯片向全班同学汇报其对课题的理解以及初步选定的设计方案,并由任课教师进行点评,指出其下一步工作重点。④模块设计课题应涵盖所讲授课程的各个章节,这样利于在讲课过程中通过讲解各个模块设计方法串联课程各章节的知识点。同时,讲课内容与学生正在进行的设计任务相关联,容易调动学生自主学习的`积极性。

在课程教学中期,将模块设计课题融入到各个章节的课堂教学中,教会学生具体的电路设计方法,同时在实验课上指导学生进行电路调试以及指标测试。这个阶段的教学要点如下:①要求各小组通过课堂学习不断改进自己初期拟定的电路设计方案以及元器件参数计算方法。充分体现了自主式课堂教学法的教学理念,即激发学生的学习主动性,从而自主采用课堂讲授方法改进自己的电路设计,使其感受到如何将课堂所学理论知识运用到实际的电路设计中。②向学生灌输团队设计的理念,针对电路设计和调试过程中团队成员间的沟通和讨论,使学生认识到如何进行团队协作,同时在教师和团队间建立畅通的交流渠道,使学生的问题能得到解答,从而有信心完成课题设计任务。③安排课堂报告,各小组制作幻灯片向全班同学汇报课题设计进展,由任课教师对学生的设计进行中期考核并指出下一步工作重点。

在课堂教学后期,对各学习小组制作的模块电路进行验收和总结。这个阶段的教学要点如下:①督促各学习小组做好指标测试工作,验证自己设计的电路是否达到设计要求,同时总结整个设计过程的经验教训。②安排课堂报告,各小组制作幻灯片向全班同学汇报课题制作成果,由任课教师对设计成果进行总结。③各小组提交课题设计报告,详细介绍整个电路设计原理、参数计算过程,并记录系统的性能指标,总结电路调试过程中发现问题、解决问题的经验教训。

自主式课题教学法的应用实例

我们在通信电子线路课上使用了这种教学法。首先,根据整个课程内容设计8个模块的设计课题,将该课程的主要知识点都融合在这几个课题中,课题名称。

第一阶段:由学生自由组合形成学习小组并从这8个课题中选择一个,作为该小组在课程学习期间的设计任务。由小组成员相互配合进行资料收集以及设计方案的论证。在课程开始后的第二个教学周,组织各小组制作幻灯片报告该小组拟定的设计方案以及设计时间安排。需要说明的是,各小组进行方案设计的时候,相应的知识点还没有在课堂上进行系统地讲授,完全由学生先自学各自课题相关基础知识,然后进行资料收集整理,通过内部讨论,最终确定课题的初步设计方案。这个阶段需要学生充分发挥自己的主观能动性去熟悉课题、讨论方案以及确定初步方案。从实际情况来看,学生在这个阶段常常表现出很大的学习积极性,进行方案汇报时的现场气氛也很热烈。此外,由于设计课题涵盖了这门课程的主要知识点,相应课题方案的初步确定过程也是学生对课程知识的预习阶段。这样可以充分激发他们的求知欲,当教师在课堂上讲到相应的知识点时,能抓住学生的注意力,获得较好的教学效果。

第二阶段:主要完成各个章节知识点的讲授,这一阶段应该注意在课上重点讲解如何充分运用教材中的知识完成模块设计课题,让学生意识到,这些书本知识并不是抽象的理论知识,只要稍加变通就可以有效地指导生产实际。例如在讲到求解高频功率放大器的题目时,计算电路输出功率用到公式(1):200cmVPR=(1)其中P0为电路输出功率,Vcm为电路输出电压幅值,R0为电路负载电阻。而在真正设计功放电路时,电路的输出功率及输出电压幅值常常是已知条件(见表1),而具体的电路以及电路中所采用元器件的参数如电阻阻值是需要进行计算的。因此只需要将公式(1)转化为公式(2):200cmVRP=(2)转化后即可用于电路中所采用负载电阻的计算。整个课程讲授过程都要将知识点具体化,让学生意识到,只要将这些公式进行简单的变化(常常是翻转)就可以用于电路设计过程中元器件的参数计算,从而使学生可以一边学习课堂知识,一边将所学知识应用起来,真正做到活学活用。此外,在实验课中要指导各小组的电路焊接以及调试工作,并监督其设计进度,从而掌握学生对所学内容的理解程度。在这个阶段,真正实现了本教学法所强调的理论联系实际,即学生可以做到边学习,边使用,边检验,整个课程的教学效果良好。最后一个阶段是课程的结束阶段,主要做好各小组课题的验收工作,并对各小组所设计:请记住我站域名的模块进行点评,最后安排一次期终汇报作为整个课堂教学的结束。本教学法已经实践了两年,学生对这种教学法的满意度较高。此外,学生的平时成绩与模块设计课题制作情况挂钩,因此各学习小组都投入了较多精力用于电路模块制作,成功率也较高。并且学生通过电路模块的制作过程也了解到了如何运用课堂所学知识进行电路设计。

改进和展望

本教学法还存在一些不足,如各学习小组都有自己的设计课题,在学习课堂知识的过程中偏向于学习与自己课题相关的内容,而对其他知识点不够重视。针对这个问题,我们计划在各小组课堂报告时鼓励学生对其他小组的报告内容进行提问,通过建立一个良好的讨论氛围,提高学生对各设计课题的兴趣。通过两年多自主式学习教学改革实践,学生具备了自主学习意识,增强了对课堂所授知识的兴趣,同时提高了运用知识的能力。

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