時間：2022-06-02 16:09:52
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體化課程，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞： 教學做一體化 《機電一體化》 中職教育
《機電一體化》課程是一門以機械設計與制造為基礎，融入計算機技術、信息技術、自動控制技術的交叉學科。課程主要內容是運用先進的設計制造技術理論與方法，解決現代工業領域中的復雜技術問題，以實現產品智能化設計與制造；并以培養具備機械設計、制造及自動化基礎知識和專業知識，能在工業生產第一線從事機械工程及自動化領域技術、經營和管理且具創新精神的應用型高級專業技術人才為主要目標。
課程內容和理念雖緊跟市場步伐并極具前沿，但傳統課堂教學模式無法與之相匹配。以理論知識傳授為主的課堂教學方法培養出來的學生，談起理論知識或許頭頭是道，但真正操作起來，往往面面相覷、毫無思路甚至錯誤連連、廢品成推，造成用人單位對中職生的專業能力產生質疑。因此，要培養出企業需要的動手能力強且具有一定操作經驗的應用型專業技術人才，就必須改變傳統課堂教學方法，在《機電一體化》課程教學過程中，把教、學、做融為一體，從根本上解決課程理論與實際操作相脫節的問題，培養出市場和企業需要的人才。
一、“教學做一體化”教學模式的內涵
“教、學、做”理論很早在中國就有了明確的闡述。在《陶行知教育名篇》這本書中，陶先生認為“先生須一面教一面學”、“教學做合一”、“先生的責任不在教，而在教學，而在教學生學”、“教的法子必須根據學的法子”。一體化即“Integration”，強調事物之間的相互聯系，相互聯系后會產生新的結構和系統，由此產生新的功能。
“教、學、做”一體化的教學理念是事情需要怎樣做就怎樣學，怎樣學就怎樣教，知行統一。“教、學、做”一體化的教學模式就是將教學場所直接設在工作現場或實訓室，師生雙方通過邊教、邊學、邊做掌握知識，進而通過再學、再做、再教提高操作技能，最后完成預定任務的教學方法。教學過程中，學生是演員，教師是導演，理論和實踐交替進行，由易到難，逐漸深入，突出對學生動手能力和專業技能的培養，充分激發學生的學習興趣，充分體現“以學生為主體，以教師為主導，以培養學生技能為目標”的教學理念。師生雙方共同參與教學全過程，在教中學、學中做、做中學，融教、學、做為一體。
《機電一體化》是一門操作性強和實用性高的課程，加之中職學生活潑、好動的特點，在課堂教學過程中實施“教、學、做一體化”教學模式，無疑會達到事半功倍的教學效果。
二、在《機電一體化》中如何實施“教學做一體化”
1.深入鉆研教材，實現教學內容的一體化。
“教學做”一體化的教學模式將理論教學和實際工作有機結合起來，把課程內容分成若干個項目，用任務驅動方法實現教學目標，這就要求教師打破原有教材的系統性，按照真實工作情景重組教學內容。因此，中職學校教師應深入企業調研，全面研究企業與專業相關的工作崗位，并結合學校的實際情況，深入鉆研教材，確立教學任務，以實踐操作為主線，以能力培養為核心進行教學活動，最終實現學生綜合能力和綜合素質的提高。
2.整合教學方法，實現教學方法的一體化。
根據一體化教學的特點，有針對性地靈活選擇教學方法，使教學效果最佳化。教師應該打破傳統教學慣例，努力讓傳統課堂教學活動從教與學的單行道改變為教、學、做互動的多行道，變學生被動學習為主動參與學習。所以，教師在選擇教學方法時，必須基于學生的學習特點，綜合應用任務驅動教學法、情境教學法、角色扮演法、案例教學法、項目教學法等創設工作情境，或把教學場地安排在工作現場，讓學生身臨其境，實現從學生到“工人”身份的轉換，不僅使學生真實地感受到作為一名員工應具備的基本素質，而且能夠激發學生的學習興趣，調動學生學習的積極性、主動性。
3.設計教學過程，實現理論實踐的一體化。
在一體化教學中，整個教學設計和組織都以實踐操作為主線，突出技能訓練，圍繞實踐操作進行理論知識的教學，實現理論教學和實踐教學的一體化。在教學設計時，教師可以考慮從教和學兩方面、兩條主線入手。一條線是教師講授，重點是加工工藝和加工方法，循序漸進地開展教學活動。另一條線由學生以組、團隊的形式尋找和確定實際項目，根據教師的指導，在做中理解理論知識、掌握技能，在操作中驗證理論。同時，用理論指導操作，實現理論與實踐的有機結合，在操作過程中，教師巡回指導，及時發現問題、解決問題，共性問題集中講解、個別問題個別指導，促進理論教學過程與實踐教學過程的融合。
三、“教學做一體化”在《機電一體化》中的實施效果
在教學中運用“教學做一體化”，對學生和老師都帶來了積極的影響。主要表現在以下三個方面。
1.提高了學生的學習興趣。
實施“教學做一體化”后，學生在聽中學、學中做、做中學，在做的過程中會遇到或多或少的問題，在求知欲和興趣的驅使下，會不斷思考和探索，則學生學習積極性和主動性大大提高。
2.提高了學生的學習效率。
“教學做一體化”以實際項目驅動進行學習，老師在指導學生做項目的過程中，可以精準地把握學生的學習狀況，有效解決學生學習的盲點和難點，進而提高學生的學習效率。同時，通過實際項目的演練，學生已經深入掌握了操作流程和要領，再做項目時就不會茫然，更不會無從下手，變得更加自信，學習效率大大提高。
3.提高了教師的教學能力。
“教學做一體化”提高了教師的業務能力和教學水平，教師在與學生的互動過程中，更加了解學生的需求；通過指導實際項目的運作，教師對機電一體化這門課程有更深層次的理解，從而提高教師的教學水平和教學能力。
參考文獻：
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關鍵詞： 機電一體化系統設計 考核方式 思路 改革
《機電一體化系統設計》是一門面向機械設計制造類專業所開設的專業綜合特色課程，是集機械、電子等基礎課程知識為一體的綜合性專業課程，課程在學生所學專業課的基礎上，從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域，并結合機電一體化典型設備，講述相關系統產品的組成原理及工作過程，闡明機電一體化技術原理。課程具有較強的實踐性特征，因此，要求學生在學習過程中既重視和掌握基本概念、基本原理和基本方法，又重視相關理論的應用，加強實踐環節的學習和運用[1-2]。針對該課程以上特點，如何開展課程的考核成為課程教學改革的關鍵，本文在綜合分析課程特點的基礎上，論述了現有考核方式的特點，分析探討了不同考核方式優缺點，提出課程考核方式改革的思路，為高校機械設計制造類專業《機電一體化系統設計》課程教學改革提供一定參考。
1.《機電一體化系統設計》課程特點
《機電一體化系統設計》課程作為機械技術與微電子技術的新興交叉學科，在機制專業課程體系中占據重要地位，融合了機械技術、電子技術、信息技術等多種學科，將機械技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服驅動技術、信息處理技術、系統總體技術等多種技術融于一體，體現了“以機為主、以電為用、機電有機結合”的原則，具有綜合性和應用性強的突出特點，課程對培養學生機電一體化設計能力具有重要作用。
課程在學生所學專業課的基礎上，從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域，結合機電一體化典型設備，講述相關系統產品的組成原理及工作過程，使學生了解機電一體化的組成及發展方向，掌握典型機電一體化系統及產品的基本工作原理，了解有關機電一體化儀器、設備的應用。通過該課程的學習，以期達到課程教學目標，即通過相關學科知識的學習和掌握，促進學生系統了解機電技術學科知識，掌握機電一體化產品系統設計方法，提高學生“機電有機結合”的實際應用能力[3-4]。
2.當前主要的考核方式及其特點
2.1試卷考試。
試卷考試主要通過期末考試評估學生對專業知識的掌握情況，主要有開卷考試、閉卷考試及半開卷考試等形式。試卷考試一定程度上反映了學生對于機電一體化系統設計課程知識點的學習水平，但是，學生突擊背復習題應付考試現象較為普遍，而且結合《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點，單純采用試卷考試很難實現課程“提升學生機電有機結合的實際應用能力”的教學目標，而且課程考試一般在結課后一次性完成，無法完全反映學生對于課程的整體學習效果，缺乏對于課程的過程管理。
2.2平時成績與試卷考試相結合。
針對試卷考試存在的過程監控不足等弊端，許多院校在考核過程中引入平時成績考核環節，平時成績主要由期中考試測驗、出勤、平時作業等組成，一般權重在20―40%。課程總評成績最終由平時成績和期末成績兩部分組成，期末成績為試卷成績。該種方式對課程的過程管理進行了監控，提高了學生平時學習的積極性，有助于學生在課堂上認真學習、積極思考，課下認真完成作業，但是該種考核方式對于課程考核權重及平時考核項目的設置要求較高，教師需對平時作業的布置、創新類實踐項目設置等平時考核環節進行較好的把握。
2.3結課論文。
結課論文通過學生在課程結束后提交結課論文的方式完成課程考核，結課論文考核方式有助于培養學生的創新和初步的科研能力，有助于培養學生查閱文獻的能力，對于課程論文，一般要求選題結合機電一體化系統設計方面的內容，原則上一人一題。
結課論文考核方式一定程度上調動了學生的學習主動性，但是在實施過程中，針對《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點，要求學生在結課后期較短時間內完成質量較高的課程結課論文難度較大，易出現論文分析膚淺、運用課程理論知識點不足等問題。
2.4基于CDIO的“機電一體化系統設計”考核方式[5]。
基于傳統考核方式存在的問題，相關人員提出CDIO考核方式，該方式以項目設計為導向，強調學習評估方法和學習成果相結合。考核模式采取“4+3+1+2”考核方式。具體做法是：在考核前一個月左右給學生布置一批應用性比較強的機電一體化系統設計方面的課題，學生在這段時間內有針對性地查閱有關資料，編制程序框架，調試程序并進行仿真，在考前一周，進一步強化學生的上機調試能力，適當縮小命題范圍，減小難易程度，突出重點，命題采用分類隨機抽簽的方法，學生在上機考核過程中，規定時間，一人一機，分組進行，教師重點考核其對課程內容的掌握及實踐技能，并進行答辯。答辯時，教師針對考題進行提問，考核成績最終由平時、上機技能、答辯情況及調試結果綜合評定，從而考核學生對課題的準備情況、理解程度及實踐技能。對于動手能力較強的學生，鼓勵成立興趣小組，開展科技創新活動，明確職責，利用實驗室的開放，對自己的課題設計一個機電一體化系統實物模型，通過當場演示，講解分析，教師注重過程考核，根據學生的分工、設計、演示情況和答辯情況綜合打分，得出本門課程成績。這種考核方式的優點是引導學生平時注重學習，有的放矢，積極主動地配合教師的日常教學活動，上課互動性好，能有效地激發學生上課學習的積極性，提高學習效率。
2.5采用職業技術資格考試來代替傳統考試[6]。
職業資格證書是反映勞動者具備某種職業所需要的專門知識和技能的證明，與學歷文憑不同，職業資格證書更多地反映了特定職業的實際工作標準和規范，以及勞動者從事這種職業所達到的實際能力水平。它是勞動者求職、任職、開業的資格憑證，是用人單位招聘、錄用勞動者的主要依據，也是境外就業、對外勞務合作人員辦理技能水平公證的有效證件。
職業技術資格證書涉及知識、技能、能力和素質等多個角度，并側重于技能、能力和素質的提高。因此，在利用其取代傳統考試的同時，需對照人才培養目標和課程教學目標的要求，從認知、操作技能與能力和職業素質等方面，全面系統地考察其可行性，并將其作為選擇和確定結業考試內容的依據。目前，可參照“數控中級工”、“維修電工”等工種中的一類或多類項目進行考慮，學生通過取得相應職業資格證書后申請課程免考的方式進行。
3.課程考核方式改革思路
基于《機電一體化系統設計》課程實踐性、應用性強的課程特點，結合機械類專業人才培養目標，考核過程中，可在充分論證的基礎上，將簡單的一次性考試考核向多種形式并重的方式轉變，將理論考核向理論與實踐相結合方向轉變，將組織方式由學校組織向社會認可的職業資格考試方式轉變，具體思路如下：
3.1豐富考試考核形式，強化其合理性。
為了提高考試考核的公平性與合理性，考試考核的形式不能僅僅局限于傳統方式[7]。考核過程中，合理引入平時成績考核，將現有的一次性考試考核轉變為多次考核，通過綜合課堂表現成績、隨堂測驗成績、平時作業成績、實習成績等多方面的指標決定最終的綜合考核成績，在此基礎上，確立合理的評價指標體系，優化評價標準，合理分配考核指標權重，以期合理、公正地反映學生對于課程的學習效果。
3.2完善考核內容，強化考核過程管理。
為了使課程考核能夠真實反映學生學校效果，課程組需在進一步分析課程教學目標的基礎上，完善課程考核內容，形成理論考核與實踐考核試題庫，并結合機電一體化技術發展方向，及時更新完善考核內容，根據實際及時修正考試內容，提高考核內容更新效率。在平時考核環節，需進一步加強過程管理，完善平時考核方式方法，提高其可操作性。
3.3拓展考核組織方式，多渠道實現課程考核。
在考核組織方式上，突出國家職業資格鑒定考試，引入職業資格證書制度[8]，通過課程學習，在合理分析人才培養目標及課程教學目標的基礎上，確立適于課程考核要求的職業資格類別，建立與國家職業資格鑒定考試考核接軌的以職業綜合能力（職業技能）和職業素質考核為主線、知識能力素質全面全程考核的考試考核體系，實現課程的多方式考核，使學生在實現課程教學目標的同時，達到國家職業資格考核要求，從而提高學生創新能力與應用能力。
4.結語
本文在綜合分析《機電一體化系統設計》課程特點的基礎上，論述了現有考核方式的特點，提出了課程考核方式改革的思路，然而課程考核改革是一個長期過程，要改變先前的考核模式，必須引導學生注重平時學習和技能訓練，同時要求教師加強課程教學改革的研究，這對教師、對學生都將是一種挑戰。因此，要想切實做好《機電一體化系統設計》課程考核方式改革，務必制定好長期策略，注重積累，保障落實，只有這樣，才能建立科學、規范、合理的考核機制。
參考文獻：
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關鍵詞： 中高職 機電一體化技術專業 課程銜接
我國中高職銜接起步于20世紀80年代，伴隨著國家不同時期出臺的政策和文件的實施，對中高職銜接的認識和研究不斷深化和發展，通過對國內外中高職銜接模式和成效的對比分析，發現發達國家不論采用何種模式，都是以課程銜接作為中高職銜接的核心和落腳點，而我國雖然探索了多種中高職銜接模式，但課程銜接只是被當做中高職銜接的一部分內容進行變革，并沒有從整個職教體系協調發展的角度進行一體化設計，導致中高職銜接出現眾多問題，無法實現有效銜接，嚴重影響了中高等職業教育的持續協調發展。
本文以機電一體化技術專業為例，對中高職課程銜接的重要性、存在的主要問題、課程銜接的對策等方面進行了深入研究與分析，力求反映目前我國機電一體化技術專業中高職課程銜接的總體狀況，促進現代職業教育體系逐步完善發展。
1.中高職課程銜接的重要性
1.1構建現代職業教育體系是社會發展的必然要求。
中高職銜接是經濟社會發展、職業教育發展、勞動者素質的提高所提出的必然要求。第一，從經濟發展角度看，經濟科技的發展，使生產方式由勞動密集型轉向技術密集型，進而轉向知識密集型，對勞動者素質的要求越來越高。第二，從教育發展角度看，現代職業教育體系建設是職業教育發展的必然要求。職業教育體系的構建一直是職業教育的軟肋和傷痛，不僅低端的中高職銜接不暢，而且更缺乏向本科及以上高端延伸的對接，形成了“斷頭”教育，對職業教育的健康、可持續發展非常不利。所以，構建現代職業教育體系，培養高端技能型人才，是社會發展的必然要求。
1.2課程銜接是教育銜接的重要內容和支撐。
中高職教育銜接與中高職課程銜接是兩個完全不同的概念。前者是上位概念，后者是下位概念；前者是講整體銜接、全面銜接，后者是局部銜接、重點銜接。教育的銜接是一種全方位的整體銜接，是外延較寬、邊界較廣的泛在銜接，涉及中高職教育的方方面面；課程銜接則是一種局部的、子項的銜接，是外延較窄、邊界明晰的具在銜接。從二者的關系看，教育銜接為課程銜接提供大的環境，課程銜接是教育銜接的重要內容和支撐。
1.3課程是職業教育的基礎與核心。
第一，課程是教育改革與發展的出發點和落腳點。任何一種教育體系中，課程始終處于核心地位。職業教育的發展與改革，特別是教學改革，最終必然要歸結到課程的發展與改革。第二，課程是學生能力建構的基礎和依托。職業教育課程是連接職業工作崗位和職業院校培養目標之間的橋梁，其任務就是使學生獲得勝任職業崗位工作的能力，為就業創造條件。
2.機電一體化技術專業中高職課程銜接的主要問題
2.1中高職兩階段人才培養目標模糊。
中職和高職屬于同一類型教育的兩個不同層次，都是堅持以“服務為宗旨、就業為導向”為辦學方針，在辦學模式上和教學模式上具有非常高的相似性。根據教育部教職成[2009]2號文件，中職教育是培養具有綜合職業能力，在生產、服務一線工作的高素質勞動者和技能型人才；根據教育部教高[2006]16號文件，高職教育是培養第一線需要的高素質技能型專門人才。可見，二者在人才培養目標定位上具有相似性，缺乏清晰的差異定位，都是將學生掌握某項職業技能作為重點，同一類型的職業教育中職與高職專業培養目標之間沒有依存性，中等和高等職業教育層次性不清晰，高職教育沒能建立在中職教育基礎上，實現所培養的專業人才層次的銜接。人才培養目標定位模糊，在一定程度上導致中高職機電一體化技術專業課程設置、教學內容、教學方法等無差異，課程出現重疊和重復現象，造成課程的有效值降低。
2.2中高職兩階段文化基礎課程脫節。
一些中職學校特別注重學生各種專業技能的培養，對學生文化素質的要求偏低，忽視文化基礎課程的教學，文化基礎課的學時和教學內容普遍偏少，導致中職學生文化基礎課薄弱，進入高職后適應不了高職的教學要求。而高職院校人才培養方案的設計大多基于普通高中畢業生考慮，對數學、英語等文化基礎課程的要求較高，致使中職畢業生進入高職后，在高等數學、外語等文化基礎課程上的學習普遍較為吃力；很多高職院校在中職學生入學后不得不組織一次文化基礎課考試，根據學生的不同水平，分班補習文化基礎課，這在一定程度上打亂了高職的培養計劃，影響了高職人才培養質量。
2.3中高職兩階段課程內容重復嚴重。
在中高職院校專業名稱相同的課程進行對比，發現三方面的問題。第一，課程科目相同的多。中高職課程名稱相同率達80%以上，個別的達到100%，只不過高職開設的課程要比中職多一些。第二，課程內容重復多。對中高職相同課程名稱的教學內容進行對比，發現知識點和技能點重復較多，一般重復率達30%～60%之間，個別的能達到80%以上。第三，教學目的和要求基本一致。中高職課程的教學目的和教學要求大體相同，根本不能體現培養的是不同層次的人才。
對機電一體化技術專業中高兩所院校教學計劃進行比較，中職機電技術應用專業主干專業課程有：機械制圖與CAD、機械基礎、鉗工基本技術、車工基本技術、電工基本技術、車削加工技能、液壓與氣動、數控車（銑）床操作與編程、CAD/CAM軟件應用、電氣控制技術、焊接技術、PLC及其應用等。高職機電一體化技術專業主干專業課程有：機械制圖與CAD、機械基礎、電工電子基礎、數電與模電技術、液壓與氣壓傳動技術、傳感器與檢測技術、電機與電氣控制技術、PLC應用技術、數控機床及應用、機電設備綜合調試與診斷等。可以看出，兩所院校專業課程開設大體相同，重復率在80%以上，這既造成了學生學習時間的浪費，又造成了學校教學資源和人力資源的浪費。
2.4中高職兩階段專業技能有“倒掛”現象。
在實習實訓與專業技能培養方面，高職與中職理應體現出層次內涵上的差異，高職應該是中職知識結構的擴展、職業能力的提高和專業技能的提高，但實際情況并非如此。調查發現，一些中職學校辦學歷史悠長，在實習實訓與專業技能培養方面，無論師資、設備，還是訓練方法都有較強的實力；相反，一些高職院校不夠重視學生的實習實訓與專業技能的培養，實習實訓課程開設的數量和質量普遍達不到高職教育的要求，不能明顯體現高職高端技能的特征，甚至有不少高職院校在專業技能方面還不如中職，造成中高職專業技能出現“倒掛”現象。
3.促進機電一體化技術專業中高職課程銜接的對策
3.1深入調研，明確中高職兩階段人才培養目標。
培養目標銜接是構建課程體系銜接的起點。職業教育是一種技能人才的教育，要遵循技能發展的層次遞進規律，培養掌握“經驗技能”的是中等職業教育，培養掌握“策略技能”的是高等職業教育，高職是建立在中職基礎之上的，是同一類型中不同層次的教育。中高職銜接不是簡單地把中職和高職疊加，而是在合理定位二者層次和結構的基礎上，實施中高職貫通的一體化人才培養方案。因此，對中高職培養目標的正確定位是中高職銜接的立足點，也是實現課程內容銜接的起點。
中高職培養目標定位。一是要注重差異性。中職教育和高職教育都屬職業教育，均為技術教育，因而培養目標有一致性也有差別性，認真分析差異所在，是中高職培養目標能否銜接的關鍵所在。二是要體現層次性。中職的培養目標主要是行業初級、中級操作工，而高職培養目標應為行業的高級操作工作準備，并希望有一部分人將來能成為技師。
我院機電一體化技術專業，經過深入調研企業和中高職院校進行調研，校企專家共同研討論證，確定兩階段培養目標為：
中職階段培養目標：主要培養面向制造業，能夠從事機電設備的操作、維護、編程等生產一線工作，具有一定職業生涯發展基礎的中等職業技能型人才。
高職階段培養目標：主要培養面向制造業，能夠從事機電設備安裝調試、故障診斷與檢修、技術改造等生產一線工作，具有較強的實踐能力、創新能力、創業能力、學習能力的高端技術技能型人才。
3.2中高職院校統籌制訂專業教學計劃，銜接貫通課程體系。
中高職院校統籌制訂專業教學計劃，中高職教師深入一線實地調研，和企業專家一起針對本專業對應的職業崗位工作過程逐一進行細劃和分解，確定專業的核心能力，統籌制訂專業教學計劃，形成中高職相互銜接的課程體系。第一，要準確定位中職和高職課程內容。從兩個層次教育人才規格入手，研究課程內容與人才培養目標的對應性，確定一般技能人才和高端技能人才的界限，然后根據能力目標、知識目標、素質目標、崗位目標的要求，配置相應的課程內容，使課程內容的確定更加科學、合理。第二，要按層級和梯度原則甄選和細分課程內容。中職和高職兩個不同的學歷層級，所學的課程內容在難度、深度、廣度和能力級差上都是有區別的。應該有明確的學段界域和邏輯梯度，根據層級和梯度邏輯關系，認真分揀、細化、定位各自應該學習和掌握的知識內容和能力層級。第三，在課程內容安排上，既注意避免中高職課程內容的重復，又注意不斷將新工藝、新技術及時充實到課程中，真正實現課程內容銜接的連續性、順序性和整合性，并按照人才成長規律確定合理科學的一體化課程體系。
3.3材編寫標準，實現教學內容銜接。
中高職課程銜接的實施在一定程度上依賴于教材的銜接，因而編寫分類明確的中高職課程教材，是實現中高職課程銜接的重要環節。主要從以下幾方面入手：第一，中高職的教材編寫應依據國家統籌協調制定的統一分類的、具有對接屬性的課程標準編寫。這樣從源頭上把握各自的編寫尺度，厘定內容要求，編出的教材就會定位明確，區分度高，避免內容上的交叉、重復、混亂。第二，中高職教材編寫要打破學科化的編寫體例，按照項目化或模塊化的體例編寫。項目化或模塊化教材是中高職教材改革的趨勢，其特點是根據項目或模塊重構教材體系，它以項目或模塊的難易程度來編排其先后順序，以項目或模塊為邏輯紐帶，重組或鏈接完成項目所需要的“必需、夠用”的理論點、知識點，當前一個項目介紹過的知識在后一項目出現時，就可以不必再次編寫。這樣就可以有效地避免內容重復，使教材更加凝練、緊湊、精粹。在銜接上，要區分項目或模塊的難易、大小、高低、簡繁等，將相對容易的、簡單的、低端的、量小的項目編入中職教材，而將難度大的、綜合性強的、復雜程度高的項目編入高職教材，這樣既有區分，又相互銜接，是較理想的對接狀態。第三，要重視教材運用的整合創新。剔除艱深的，摒棄無用的，歸并重復的，刪減多余的，更新過時的，整合相近的，增補先進的，壓縮煩瑣的，提煉關鍵的，保留核心的，盡量將課程學習重復虛耗的“無用功”降到最低。第四，要高度重視并啟動示范教材遴選工作。市場機制下的整合創編教材是開放的、競爭的、百花齊放的，編創的教材也必然有高下、優劣的差異，這就需要由政府主導，啟動示范教材遴選工作。將真正銜接配套的、優質上乘的教材遴選出來，推薦使用，這樣才能避免教材使用魚龍混雜、泥沙俱下的混亂狀況，真正起到促進中高職課程銜接和提高教學質量的作用。
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Abstract "The Design of Mechatronics System" is a practical and comprehensive curriculum， but there are disadvantages like outdated content， insufficient practicality monotonous teaching methods in the present teaching.In order to improve the the effect and quality of teaching，and to strengthen the students' practical ability， a series of reform measures on the teaching goal， teaching content， teaching methods， teaching practice and exam method are proposed.
Key words The design of mechatronic system； teaching system； higher vocational education； reform measures
高等職業教育近幾年來在中國得到了飛速發展，高等職業教育的培養目標是具備某一特定職業或職業群所需綜合職業能力的，為生產和管理第一線服務的應用型、技術型人才。而傳統的課程教學體系已遠遠不能適應技術技能型人才培養的目標，改革課程的教學體系，加強學生動手和應用能力培養是實現高等職業教育辦學特色的根本途徑。
高等職業教育機電類畢業生主要面向現代制造業等高新技術企業從事機電一體化產品、現代制造設備、IT產品、生物醫藥產品等智能化生產線的設計、安裝調試、運行維護、生產管理和經營銷售等技術工作。“機電一體化系統設計”是高職機電類專業的一門重要的專業核心課程，對培養學生機電產品設計、控制及調試能力具有重要作用。這門課程涉及了PLC、單片機、傳感與檢測、機電傳動控制等多門課程的知識，綜合性、系統性和應用性強，僅僅通過課堂教學是遠遠無法達到這門課程的教學目標的。本文結合“機電一體化系統設計”課程教學中存在的問題，為高等職業教育教學體系的改革做一些有益的探討。
1 存在的問題
（1）內容多。對機械類專業本科生而言，“機電一體化系統設計”的教學內容包括機電一體化相關概念、機械系統、機電接口技術、氣動執行機構、伺服系統、微機控制與編程、檢測傳感裝置、典型機電一體化系統實例等諸多內容。許多學生反映知識點多而繁雜，難以記住。
（2）難度高。“機電一體化系統設計”的教學內容中的步進電機和交流伺服電機的控制，涉及復雜的參數設置和接線，接口技術中涉及不同I/O模塊的校準、轉換與編程，這些知識抽象，理解起來比較困難，很多同學在學習時都是一臉茫然，叫苦不迭。
（3）不會用。“機電一體化系統設計”課程中涉及許多機電一體化元器件，上課時老師很賣力地講，學生凝神地聽，但是實際中使用這些元器件時，往往不會選擇型號，選擇了型號又不知道如何接線。
（4）教學方法單一。這是高職“機電一體化系統設計”課程的主要問題。受傳統教育觀念的影響，課堂形成了“講臺上老師滔滔不絕，講臺下學生昏昏欲睡”的狀況，結果是“老師怒其不爭，學生卻哀其不幸”。這種教學局面形成造成了學生根本無法真正理解機電一體化課程的基礎知識，很多學生學了一學期卻還不知道如如何控制機電一體化設備，這樣的教學無法達到課程的教學目標。
（5）教材內容不適應高職教育的新要求。目前可以將學校中使用的“機電一體化系統設計”教材歸為兩類，一類是常規類，另一類是項目驅動類。常規類教材按照機電一體化的概念、機械系統、伺服系統、接口技術、控制系統等內容劃分各個獨立章節。這類教材具有完整的體系、模塊化的結構、層次分明的內容，但其重理論輕實踐，實理脫節，對職業院校學生的工程應用能力培養不足。如果任課教師按照教材的順序進行教學，學生就難以搞清楚如何設計并控制某一種機電一體化產品，不利于培養學生的機電設計能力和編程控制思維。項目驅動式類教材能從職業崗位需求出發，以項目和任務引出知識點。該類教材編寫形式直觀生動，增強了可操作性和可讀性。但是，該類教材的系統在面向職業崗位的系統性方面稍顯不足。當學生很努力地學會了書本知識，信心滿滿地去設計一個新項目時，卻仍然感覺無從下手。
2 改革措施
2.1 教學目標
教學的目標不僅要使學生必須掌握典型機電一體化元器件與典型機電一體化設備的基本原理，形成機電一體化技術的思維理念，更重要的是根據實際情況會合理選用機電一體化元器件型號，能夠根據元器件說明書接線，將若干元器件組合成機電一體化系統完成一定的控制功能。
2.2 教學內容
機電一體化技術是發展非常迅速的一種技術，市場上新技術、新產品不斷出現，但現有的“機電一體化系統設計”教材內容比較陳舊，與實際生產脫節；偏重理論講解，應用實例少，實用性差；實物插圖少，內容抽象；機電一體化實例不夠典型，不能與前面章節形成有效融合。
根據目前教材中存在的問題，筆者結合多年教學經驗，認為“機電一體化系統設計”教材編寫應遵循以下要求：理論要本著“夠用”和“實用”的原則，依托本地區目前及今后機電領域發展情況，在全面調研的基礎上合理選擇機電類企業的典型產品所用到的知識和技術作為教材內容。特別是考慮到近十幾年非標準自動化設備產業的飛速發展，教材各章節中應包含以下內容：機械技術章節中應包含滾珠絲桿與直線導軌；微機控制章節應包含PLC的常用控制功能及變頻器控制；接口技術章節應包含PLC的各種控制模塊，尤其是I/O轉換模塊與溫度模塊，還應該包含觸摸屏技術；檢測與傳感裝置章節中應包含各種接近開關、色標傳感器、光電編碼器和光纖傳感器；伺服系統章節應包含PLC如何控制步進電機和交流伺服電機；氣動技術中應包含帶磁環的直線氣缸與旋轉氣缸選型與控制；機電一體化產品實例可以選擇數控機床、工業自動化生產流水線、電梯、工業機械手等幾種典型產品。
教材內容的選擇除了要考慮與生產密切結合的實用性外，還應具有理論聯系實踐可操作性。教材中應增加所講元器件的實物圖片和生產該元器件的知名企業信息，并增加該元器件的典型說明書一份，這樣既使學生對該元器件有了全方位認識，又能夠學會實際使用時應該如何選擇型號。這部分內容可與企業工程師聯合共同完成。
2.3 教學方法
“機電一體化系統設計”課程具有知識點繁多、內容不易理解、應用性強等特點。因此，采用形式多樣的教學方法，有助于激發學生的學習興趣，提升課堂教學質量。在授課過程中，每個章節的內容用典型自動化設備引入，先觀看視頻，再提出問題，通過學習最后解決問題。講基本元器件的原理時，課前充分發揮學生自主學習能力，讓學生廣泛查找搜集相關資料，課堂上由學生進行講解，老師提出一些問題，大家一起討論。老師做詳細講解時應配合元器件實物，增強學生感性認識。講基本元器件在實際生產中如何選擇時，可以通過企業產品實例，提出使用條件，結合元器件型號和使用場合，選擇出適合該產品實例的元器件型號。拿出該課程部分課時，聘請企業的一線工程師結合經驗來講，使學生能夠獲得來自生產一線的信息，更加深刻地理解所學內容的重要性與實用性。
此外，建立課程的學習網站，將課程的相關內容與資料放入網絡中，實現開放性教學，引導學生自主學習和拓寬知識廣度，以解決授課學時不足的問題。
2.4 實踐環節
實踐教學內容應密切與理論結合，每完成一章的內容，應及時安排實驗。機電一體化綜合實訓臺可以幫助學生學會使用元器件，完成一定的控制功能，但是由于實訓臺各部分結構已模塊化，這樣不利于學生掌握元器件接線方法。為此，綜合實踐環節的任務安排不應該局限于在綜合實訓臺上完成，而應配備足夠的散件，提出控制要求，讓學生自己選擇器件，完成接線與參數設置，并根據要求編程實現控制功能。對于能力較強的同學，可以安排到自動化企業去完成綜合實踐，配合企業的實際產品完成某部分控制功能，在實踐中積累經驗。
2.5 構建機電教學企業
“教學企業”是它集生產功能和教學實訓功能于一體，并按市場機制運營，兼顧經濟效益、社會效益和教學效益的校企合作實體。它是職業院校謀求自身發展、實現與市場接軌、大力提高育人質量、有針對性地為企業培養一線實用型技術人才的重要舉措。我院教學企業的具體的做法是由學院提供場地，與某自動化企業合作，將企業生產設備、技術人員等資源引入學校實訓基地與學校設備，按企業化要求組織生產和科研，結合企業自動化生產線訂單并結合課程需要開展理論和實踐教學。企業的工程技術人員參與“機電一體化系統設計”課程培養方案的制訂，教學標準的制定、教學組織的實施、教材內容的編寫、一起學生成績的考核等工作，而且企業技術人員作為兼職教師在“教學企業”中承擔的教學工作量不少于30%。在“教學企業”中，通過規范化的運作，將教學實訓活動融合在企業的生產過程之中，實現經濟利益和教學效益的雙贏。由于課程依托教學企業，能夠以自動化生產線的設計、制造、調試、檢測等真實任務作為教學載體，學生直接參與企業生產經營過程，實現“教、學、做”的一體化，有效提高學生的專業技能和綜合素質。
2.6 考核方式
教學方案的改革要求考核方式也要多樣化。針對基本概念、理論和計算仍采取閉卷考核。但是試卷內容應更加綜合化與實用化。筆者在實踐教學中，已將傳統試卷的填空、選擇、判斷、問答、分析等題型綜合在一起，安排7～8個大題，所有大題都根據實際產品來編寫，每個題目里包含選擇、填空、連線、問答等題目，這樣的考試內容既能夠避免學生為應付考試死記硬背，培養和鍛煉學生的綜合分析能力，在一定程度上也考查了學生解決實際問題的能力。
1.1課程知識未能得到及時的更新
現代社會是一個高速發展的社會，機械、電子等新技術也一直處在日新月異的發展狀態中。而機電一體化專業技術的學習的目的就是應用在日常的生活生產中，新技術不斷出現，但未能及時加入到機電一體化專業課程的教學內容中，這就使學生在機電一體化專業課程上學習的內容與企業應用的機電一體化專業技術有著較大的出入。而真正具備機電方面專業知識技能的人才，卻極少會參與到專業課程內容的編寫中。多方面的原因就導致了機電一體化的專業課程內容不能及時得到更新，技術知識落后，不適用于當前的社會。
1.2部分教學內容與生產實際脫離
一方面，在機電一體化的專業課程的教學過程中，選用的大部分都是高學歷低經驗的專職教育教學工作者，這部分機電一體化的專業課程教師自身就沒有實踐另一方面，雖選用的有具備實踐經驗的來自企業的專業課程教師，但學校中又沒有與之所具備的實用機能相對接的課程，能讓教師對實用性技能進行講解，最終課堂教學內容還是以理論知識作為重點。理論與實際脫離，學生的學習動力受挫的同時也不能為社會培養出高水準的應用型人才。
1.3傳統的教學結構已經不能適應
社會的發展機電一體化的專業技術在不斷的革新中，而傳統的學科結構大都不是圍繞學生的就業方向和社會需求來設置的，這就導致了學生在學習了主要以知識結構來設置的機電一體化專業課程后，只掌握了一些理論知識，卻不具備獨自實際操作的能力。傳統的機電一體化課程還存在著新技術沒被納入到教學結構中，而已有的教學結構中出現諸多的知識內容重復的問題。從上述描述的我國機電一體化的專業課程中存在的一些問題，可以看出，當下，必須將培養專業人才的目標放在首位，突破傳統教學模式和教學內容的束縛，果斷摒棄那些華而不實的理論知識，對機電一體化的專業課程進行改革，以期為社會培養出一批有用的技術實用型人才。
2機電一體化專業課程的教學改革
2.1從教學內容上對課程進行改革
針對機電一體化的專業課程存在的問題，首先是對教學內容的改革完善。專業課程自然要以專業知識技能的獲取為中心，緊抓機電專業所具備的特點，以理論知識夠用為標準，少講多練，將知識和技能的學力融入到實踐教學環節中。同時加大實踐教學的教學力度，將提升學生的獨自分析問題和解決問題的能力作為教學的重點，并規范學生的實踐操作，使之更接近企業對機電產品的生產標準。對于有內容交叉重復較多的課程，可以通過對幾個課程內容脈絡的梳理和整合，將之融入成一門條理性和綜合性更強的課程。對常用到的理論知識進行精講，以實踐操作為主，讓學生在機電一體化的專業實踐課程中通過自己的親手操作融會貫通所學的理論知識，提升自己對知識技能的應用能力。而對于另外一些內容復雜且內容脈絡繁雜的課程可進行科學的拆分，一方面幫助學生更容易掌握理解這部分知識，另一方面也是為了加大實際操作課的課時。使理論和實際在這種高效的理論知識的學習和實踐操作中更加緊密有機的結合起來。
2.2從教學方法上對課程進行改革
將教、學、做有機結合來進行機電一體化專業課程的教學。依照目前的機電一體化的專業課程的教學來看，其教學方式依舊沿用的是傳統的灌輸式教學方式。教師是課堂教學的中心，學生只是被動的坐在原位聽教師所教授的知識，沒有進行自主探究和合作學習的意識和機會。大量的時間都被沒有進入實用階段的理論知識所占據，這樣實際操作的時間就少了，學生的實際操作能力差。針對這種情況，在確定了新時期的新的教學目標后，對機電一體化專業課程的教學手段和教學方法進行進一步的改革，將教師教和同學緊密聯系起來并進一步融入到由教師指導的實踐操作中，以保證一個高效的學習效率和較好的教學質量。這種方法對于學生鞏固所學知識、提升自主操作能力也大有裨益。與普通的專業學科相比，機電一體化專業課程的學習對于學習的過程更為注重。原因在于學生有關機電一體化專業的知識和技能都是在機電一體化專業課程的學習過程中獲取的。因此，在機電一體化的專業課程的教學方法改革中，可以將合作學習的方法作為一種新的教學方式融入到機電一體化的專業課程的教學中。合作學習為學生之間的專業知識和技能的學習創造了一個平等交流的平臺。總的來說，合作學習在機電一體化專業課程的教學上的應用，能夠使學生在一個平等交流的環境中，進行自主的、積極的思考，學會與人協作共同去解決問題。同時對于學生的信息整合能力也有一定程度的提高作用。
2.3轉變傳統教學觀念，積極提升教師實際操作技能
與一般的學科不同，機電一體化專業課程的最終目的是在于培養出一批能夠進入到實際工作中的技能型人才。很顯然，在我國一直沿用至今的傳統教學觀念并不符合機電一體化的專業教學。故而，教師應及時轉變自己的教學觀念，把學生作為機電一體化專業課程學習的主體，做好教學過程中的講解、引導和輔導工作。同時摒棄以往以專業理論為重的觀念，積極投身到機電一體化的實際操作技能的學習中，加深自己對機電一體化專業課程了解的同時，可以更多的為學生傳授真正的機電一體化操作經驗，帶來更好的教學效果。教師還要關注機電一體化最前沿的技術的發展，及時根據現實情況對教學內容和教學方法進行調整，幫助學生獲得更多的機電一體化專業知識和技能。
3結束語
關鍵詞 機電一體化技術；教學模式改革；實驗
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2014）08-0089-04
Teaching Mode Reform of Mechatronics in Colleges //ZHANG Lixiu，ZHANG Ke，WU Yuhou，WANG Liyan
Abstract The curriculum of mechatronics is a comprehensive and strong practicability. It plays an important role for cultivation of Applied Talents and innovation ability. Starting from the teaching content， teaching method， experiment contents and evaluation methods， this paper forms the teaching mode to meet its own characteristics. The application of the teaching mode reform measures has certain reference function to improve the practice ability and innovation ability of students.
Key words electromechanical integration technology； teaching mode reform； experiment
1 引言
“機電一體化技術”是機械類專業的一門綜合性、應用性很強的課程，是多種學科相互交叉、滲透而形成的一門綜合性技術學科，是機械行業創新設計、科學研究的重要工具，對于培養具有一定創新能力的現代化機械類應用型人才具有重要的作用。“機電一體化技術”課程傳統的教學方法只是對先修課程的簡單重復，缺乏對學生進行實踐性及綜合性訓練，學生感到難以致用，導致學習興趣逐漸喪失。因此，在“機電一體化技術”課程教學活動中，改革現行的教學模式，尋求體現“機電一體化技術”課程教學特點的教學方法及手段成為當務之急。
隨著機械工業的蓬勃發展，世界各國對機械類專業的高等教育越來越注重實踐性、應用性及前沿性。德國機電一體化專業課程體系建設是通過校企合作和工學結合的形式，以學習者專業能力、方法應用能力和適應社會能力等綜合職業能力培養為本位，以市場需求為目標，以就業為導向，將學習和工作要素相結合，并通過分析與綜合，把工作過程的各個部分按一定的順序，導入課程體系中以構成一個有機的整體。美國賓夕法尼亞大學機械工程與應用力學系提出“機電一體化”課程改革思路，在學期項目中預定實驗方案，根據實驗方案決定課程內容[1]。馬來西亞莫納什大學工程學院在機電一體化課程教學過程中從工程項目出發，將傳統教學和項目講座相結合，有效為學生提供實際工程經驗[2]。
南京航空航天大學在機電一體化課程教學改革中，將科研成果引入課程的理論和實驗教學中，自主研發教學實驗系統平臺，簡化項目研究內容，研究一體化的系統教學法，培養學生創新意識，提高學生綜合素質[3]。鄭州航空工業管理學院采用開放式的課堂教學，基于MATLAB的虛擬實驗輔助教學及基于案例的多種教學方法進行機電一體化技術課程的教學方法改革，提高了學生對課程的學習興趣 [4]。石家莊鐵道學院將“發現體驗學習”理論應用于實踐教學中，通過機電一體化實驗內容的設計，在實驗室建設及實驗教學組織多方面采取措施，提高機電一體化技術的課程教學質量[5]。
此外，昆明理工大學為了切實培養學生的電機及控制技術的綜合應用能力，進一步促進機電結合，取得良好的教學效果，從課程的教學內容、教學方法和實驗設計等方面并結合步進電動機的教學實例，對“機電傳動控制”研究型教學進行了一些有益的探討[6]。揚州大學基于Capstone-CDIO教學理念，從知識項目化、學科交叉化、項目平臺化三方面進行課程體系實踐優化，通過調研技能、知識構建、問題解決、團隊技能四方面進行評價研究，為應用型、創新型機電一體化人才培養打下良好基礎[7]。南華大學針對機械大類開設的檢測與控制系列課程現狀，提出面向機電一體化方向整合優化課程體系和教學內容的教改目標，改變傳統教學中電、機分離的教學方式，有效引導學生形成良好的機電合一的認識，提高教學質量[8]。
國內高校關于機電一體化專業人才的教育改革各有特色，但與國外教學水平相比，仍處于初級階段，還沒有形成系統的改革方案。建立適應“機電一體化技術”課程本身特點的教學模式任重而道遠。
2 “機電一體化技術”課程教學改革思路
從“機電一體化技術”課程實踐性、綜合性特點出發，對其進行教學改革，是高校培養應用型機械類人才的關鍵。“機電一體化技術”課程教學改革主要包括教學內容改革、教學方法改革、實驗內容改革及考核方式改革四個方面，總體改革思路如圖1所示。
1）教學內容的改革，針對機電一體化課程的自身特點，在教學內容上避免簡單重復先修課的已有知識，從機電融合的角度出發，以等效性和互補性為出發點，采用系統工程觀點和方法，改革機電一體化課程的教學內容。
2）教學方法的改革，注重引進本學科的科研成果，利用科研過程中設備創新的經驗，自主研發教學實驗系統平臺，并根據學生的實際能力水平合理細化、簡化項目研究內容，構建理論學習、實驗操作、項目研究一體化的系統教學法，以實驗操作促進理論學習，以項目研究提升綜合應用能力。
3）實驗內容的改革，機電一體化作為一個學科領域，所涵蓋的內容是十分寬泛的，涉及機械設計、電路設計、控制及軟件編程等綜合性知識和技術，考慮接受創新教育學生的理解、編程、器材加工能力以及教育的連續性，使學生能夠設計出從簡單到復雜各種層次和各種不同水平的機電一體化創新產品，遵循深入淺出的原則，改革機電一體化技術課程實驗內容，使其涵蓋基本技能訓練、綜合實踐能力訓練及創新能力培養等幾個不同層次的實驗內容。
4）考核方式的改革，改變以理論考核為主、實踐技能考核為輔的做法，加大實踐技能考核的比例，探尋能夠鍛煉學生的書面表達能力，提高學生獨立動腦能力及實際動手能力，激發學生創新動力，提高學生針對實際工程問題的分析能力、解決工程問題的能力的考核方案。
3 “機電一體化技術”課程教學改革實施方案
教學內容改革實施方案 教學內容的改革將從機電一體化技術的五大要素出發，以電能作為主要動力源，確定機械系統、執行機構、傳感檢測系統及計算機控制系統的具體教學內容。其中，機械系統注重與傳統機械學的區別，重點介紹機電一體化系統設計中，精密機械零件的設計與選擇過程；執行機構中，除介紹開環系統中常用的步進電機選擇與計算外，還要介紹常用伺服電機的選擇以及無級調速用變頻器應用；在傳感檢測系統中，以常用光柵尺及編碼器為對象，介紹光柵尺及編碼器的特點、選擇及使用方法；在計算機控制系統中，以PLC為主，介紹PLC在機電一體化系統中的應用實例。
教學方法改革實施方案 在整合優化課程教學內容的基礎上，以學科現有的科研項目為基礎，通過對科研任務的簡化，確定適合機電一體化技術的教學方案，并建立相應的實驗平臺，在教學過程中通過對項目的分析、討論、實施、實驗、總結等環節，實現“做中學”與“學中做”的有機結合。如以學科科研項目“異型石材車銑加工中心”為對象，將加工中心機械部分分為橫梁、回轉工作臺、主軸頭、進給機構等模塊，為學生講解系統中齒輪、滾珠絲杠等傳動系統及支撐部件的設計方法。
由于加工中心控制系統相對復雜，不適合教學，因此在“機電一體化技術”課程其他要素的講解中，可以自制實驗平臺，即通過對傳統機床的改造，使改造后的實驗平臺包含簡單的機械結構、PLC控制系統、檢測工作臺位移的光柵尺、檢測電機位移及轉速的編碼器。將自制實驗平臺的設計改造過程作為工程實例穿插于理論教學中。此外，在理論教學中充分利用現代綜合教育技術，抓好多媒體技術、網絡技術在課堂教學中的普及應用，利用影像、動畫等豐富的多媒體信息，提高課堂教學的生動性。
實驗內容改革實施方案 加強實驗環節建設，積極開發面向知識群應用的模塊化實驗，訓練學生的基本技能，設計面向解決問題的綜合性實驗，提高學生的工程實踐能力，提供面向創新能力培養的開放性創意實驗，培養學生的創新能力和工程意識，是機電一體化技術課程實驗內容改革的宗旨。具體實驗內容如表1所示。
考核方式改革實施方案 采用理論考試、實驗考核、創新設計及作品闡述等多種方式對學生進行考核，綜合考核學生對機電一體化概念的理解能力，知識運用能力、實驗動手能力、寫作能力及創新能力。其中理論考試分為階段考試與期末考試，包括基礎性試題、綜合性試題。創新設計及作品闡述分組進行，產品設計題目自擬，在課程之初即開始實施，期末上交設計作品。實驗考核采取自擬題目和規定題目相結合的方式，即以表1中的PLC運動控制實驗作為考核項目，通過自行設計如圖2所示的工作臺運動路線及運動參數，完成工作臺的運動控制。具體考核實施路線如圖3所示。
4 結語
高等教育機械類專業注重培養學生的實踐能力及創新能力，這些能力的培養可以借助專業課的訓練獲得。“機電一體化技術”課程具有綜合性及實踐性，是培養學生上述能力的重要平臺。在“機電一體化技術”課程的教學改革中，通過教學內容、教學方法、實驗內容及考核方式的綜合改革，并在機械設計制造及其自動化專業2010、2011級學生中進行實驗，取得了較好的教學成果，提高了學生的實踐能力及創新能力。
參考文獻
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［關鍵詞］高職機電一體化課程建設
［作者簡介］劉美榮（1962-），女，湖北黃岡人，黃岡職業技術學院，副教授，碩士，研究方向為機電專業教育教學。（湖北黃岡438002）聶建文（1957-），男，湖北黃岡人，鄂東職業技術學院，教授，研究方向為高職教育。（湖北黃岡438000）
［中圖分類號］G712［文獻標識碼］A［文章編號］1004-3985（2012）20-0129-02
20世紀80年代以來，將“機械、電子、信息、控制”有機結合，以實現工業產品和生產過程整體最優化與智能化的“機電一體化”高新技術在全球興起。當前，世界制造業不斷向中國東移，促進了我國制造業的發展，其崗位性需求量日益膨脹，同時國際性的高新技術特別是制造業的信息化過程對高級技能應用型人才在質的需求方面越發凸顯。動態的市場經濟要求職業教育動態地適應、積極地調整、主動地服務，運用市場機制來調整專業設置、課程結構及教學內容，開發適合社會需求的機電一體化課程。社會需求是首要依據，技術進步是關鍵和基礎。科學地選擇支撐專業的技術，構建合理有效的課程體系，才能滿足教學規律的要求，達到培養目標。技術的進步也會產生新的社會需求，這需要相應的專業來滿足。因而，尋求社會需求與專業支撐技術的最佳結合是準確定位培養目標與人才規格、建設專業的首要任務。
一、機電一體化的學科領域
機電一體化專業是為經濟社會發展培養裝備制造類應用型人才而設置的。制造技術的發展趨勢表明產品的設計和制造向數字化、模具化發展。機電一體化技術已形成“機、電、計算機”三分天下的實際格局，是一門跨學科的綜合性學科，是近年來蓬勃發展的微電子技術、計算機科學、機械工程和電力電子技術互相滲透而成的一門新興學科，是在信息論、控制論和系統論基礎上建立起來的應用技術。支撐機電一體化學科的有機械學，包括機械設計、動態系統分析；控制論，包括經典控制、數字控制、現代控制；電子學，包括微處理機及常規儀器儀表和電機、電器、電力、電子學；計算機科學，包括軟件工程、微處理機系統設計。
二、機電一體化專業課程設置存在的不足
機電一體化技術是多種技術交叉融合的產物，技術的發展推動著機電一體化技術的發展，也導致了教學內容與其發展不相適應。具體表現在以下幾個方面：控制技術方面。企業對控制技術方面的教學要求是能選用成熟的控制器，組成完整的控制系統，對設備進行自動控制。現有的教學內容與實際應用存在較大的差距，教學內容側重于系統講授原理，而產品的應用和選用則較少涉及，課程的設置之間缺乏有機聯系，教學內容整合度不高。
在機械傳動與制造技術方面。目前教學內容大都停留在傳統機械上。現代精密機械的新機構、新零件已廣泛應用，但教學內容不夠，傳統的機械傳動技術占主導地位。先進制造技術介紹也不夠。在計算機數控CNC、柔性制造系統FMS、計算機輔助設計、計算機集成制造系統CIMS、準時生產JIT、精益生產LP和敏捷制造AM等方面也應讓學生有所了解。在單片機和PLC技術方面。單片機和PLC技術是信息技術在工業界的具體運用。目前單片機的教學內容仍以MCS-51單片機為主，而現在實用的單片機種類繁多；PLC目前仍以介紹小型PLC的原理、編程為主，而現在不僅小型PLC被廣泛使用，中型、大型PLC及DCS系統也被廣泛使用。在檢測技術與傳感器方面。各種高精度、智能化、組合化的傳感器層出不窮，但教學內容反映不夠。在機械與電氣技術綜合方面。企業的設備和所生產的產品綜合了各種技術，為保證生產順利進行或能勝任技術服務的要求，要求機電一體化專業畢業生能處理設備的基本故障。但目前機電設備維修方面的教學內容，仍把機械與電氣維修截然分開，缺少綜合訓練，這顯然不利于培養機電復合型人才。
三、機電一體化專業建設的總體目標
機電類專業培養掌握必備專業基礎理論和技術業務知識，經過業務、技術實際訓練，能夠勝任生產設備的安裝、調試、維護、管理，運用計算機輔助設計與制造技術，進行機械零件和模具設計、編制制造工藝；同時具有數控加工編程能力、掌握典型數控機床的結構和工作原理等基本知識,能夠熟練操作數控機床等現代機械制造設備的高技能型人才。專業課程有機械制圖、機械技術、液壓與氣壓傳動、電工基礎、電子技術、計算機類等。
機電類專業就業一直不錯，企業對人才需求量大，主要從事工業企業機電設備安裝調試檢修、機電設備技術改造、供電系統運行管理、機電設備技術管理等方面的工作。學生畢業對應的證書有特種作業操作證、低壓電工本、中級制圖員職業資格證、電工操作證書、數控工藝員職業資格證書等。專業重點考慮服務地區制造類企業，根據專業發展的實際情況，將建設目標逐步落實到培養計劃制訂、課程設置、課程教學和實訓等各個工作環節。
四、機電一體化專業的課程設置
根據必備能力、必需知識及必要訓練要求，機電一體化教學要更具系統性、完整性和科學性。構建理論與實踐相統一的課程體系，增加與生產崗位相近的操作性實訓，使學生逐步掌握綜合實踐能力、專業技術應用及操作能力。機電一體化技術要涉及多學科，要相互苛刻要求、取長補短，不斷向理想化技術發展。高職機電一體化專業的課程設置，要考慮專業綜合性、多學科的特點，開設不同的課程。培養學生對應的專業技能，如下表：
學生培養對應專業技能表
為凸顯高職教育特色，對教學設計、課程體系作進一步改革，充分利用專業指導委員會論證人才培養模式，努力推進產學結合，以職業技能證為導向，提高學生的應用能力和崗位適應能力。在專業剖析的基礎上，優化專業課程體系與教學內容。專業能力模塊的設置主要分為數控加工、模具設計與制造、計算機輔助設計與制造和電工操作能力模塊，并以能力模塊需要的知識和技能設置相應的課程；修訂主要課程的課程標準。
機電產品制造工藝及工裝設計專業方向以機電為主，壓縮整合控制類課程，強化“數控機床及應用”“金屬切削機床與刀具”“機床夾具設計”“機械制造工藝學”等課程。機電系統控制專業方向側重于控制類課程，壓縮整合機電類課程，強化“機床電控與PLC應用”“數控原理與系統”“液壓與氣動技術”“單片機原理與應用”等課程。機電設備維修專業方向可開設“數控機床檢修”“電梯的結構與維修”“空調的構造、原理及檢修”“物業管理系統的維護”“智能化家電的原理”等課程；根據新工藝、新技術的發展設置“機械創新設計”“機器人技術”等其他選修課。走理論教學與實踐教學一體化道路，要借鑒德國職業教育“雙元制”的經驗，注重學生實踐技能的培養，努力推進“工學結合”，再現生產情景；完成所有課程的實踐教學指導書的編寫，建構具備優質教學資源的共享平臺。
實驗室建設要重質，建設具有先進水平的、規模適中的實驗實訓基地，在保證專業教學的同時，逐步開展面向企業的科研服務。充分發揮實驗實訓設備的作用，開展與相關企業的深層次合作，在產品開發、技術革新等方面實現突破。建立先進制造技術實驗室，配備三坐標測量儀、快速原型等先進設備，為企業提供技術服務。同時，加大校外實訓基地建設，建立具備一定規模的校外實訓基地，為實施多種模式的高職人才培養形式奠定基礎。
五、高職機電一體化教學需各方支持
1.國家和政府的職責。高職機電專業實踐教學要培養機電領域應用型人才，需要大量的硬件支撐。我國政府應該根據現行高職教育的現狀，制定《高等職業教育法》，從法律上明確高等職業院校實踐教學的地位，加強高等職業院校機電專業實踐教學的經費保障等。要建立完善分級管理、政府統籌、社會參與的職業教育管理體制，政府要完善教育執法與監督機制，規范高職教育，鼓勵高職推進實踐教學，嚴格執行高職學生就業準入制度，規定學生必須考取相關職業資格證書才能畢業。教育部還應推出相關規章制度，制定高職院校的實習實訓標準；改革現有課程，編寫實用的實踐課程教材。
2.企業的職責。企業的目標是追求利潤最大化，與高職機電專業實踐教學追求人才培養目標存在矛盾。目前我國實踐教學主要是靠高職院校自身，沒有形成以學校和企業為主體的“雙主體”模式。為確保校企合作，要建立“雙贏和多贏”的激勵機制，調動校企雙方的積極性，并建立相關制度，落實有關措施，實施長效管理。形成高職實踐教學的“雙主體”，需要建立專門機構，協調企業、高職院校之間的關系，搭建校企對話和對接平臺。同時，建立中小企業科技項目需求和高職院校科研項目開發的信息網絡系統。一方面將企業發展中遇到的問題、需要解決的產品開發難點，編成專題信息予以公布；另一方面將高職院校研究的課題或項目，按專題信息予以公布。經過校企聯動，將市場前景好的項目及時投入企業，利用企業的市場運作能力和資源，將其轉化成經濟效益，并形成企業新的經濟增長點。
建議企業在高職機電專業實踐教學過程中提供以下支持：首先是資金支持。企業是高等職業教育的受益者之一，因此要為高職機電專業實踐教育出一份力。我國的高職機電專業實踐教學需要花費大量的資金進行實訓基地建設和對學生實施技能培訓，足夠的資金保障對高職機電專業實踐教學非常重要。我國經濟基礎薄弱，單靠國家的支持是不夠的，企業應該起到資金支持的作用。其次要提供高職機電專業學生實習的機會。高職機電專業學生到企業實習，融入企業氣氛中，將使學生畢業后盡快適應職業崗位。但由于實習生與用人單位雙方存在責權不明晰、工傷保險制度不完善等問題，中小企業一般不愿承擔接收實習生的風險。如今越來越多的大學生主動走出校園，尋找實習機會，原因在于當下企業在招聘員工時更青睞“熟手”，而就業形勢趨緊的大背景也成為大學生尋找實習機會的助推器。企業不但要提供高職機電專業實踐教學實習基地，而且要參與到學校的人才培養計劃和過程中。對企業來說，在實習的學生中發現人才讓學生畢業后留用，能夠減少員工培養的時間和費用，還可以讓頂崗學習的學生幫助加工產品，提高企業效益。最后要為“雙師”型教師培養提供條件。企業要選派具有豐富經驗的優秀技術人員到高職院校擔任兼職教師。校企合作辦學是培養“雙師型”教師的突破口，能使高職機電專業實踐教學專業課教師更好地掌握專業技能。要鼓勵企業與高職院校緊密合作，并使之成為一項應盡的義務列入日常議事日程。企業要以成為高職院校的合作基地為榮，同時規定所有企業在銷售額中必須有一定的比例承擔高職院校教師和學生的職業技能培訓、實習、橫向科研項目開發；鼓勵企業吸收經過培訓的學生為企業員工。改善和調整現有教師隊伍結構，實現高職院校師資隊伍整體功能優化。可以從聯系緊密的實習基地聘請具有豐富實踐經驗并能指導實踐教學的工程技術人員做兼職教師，通過結構互補，形成師資隊伍整體的“雙師型”素質。當然，企業對高職實踐教學的支持也應該得到承認和回報，政府可以給企業相應政策支持。教育部應該與財政部、國家稅務總局、工商等部門制定企業參與高等職業教育辦學的稅收優惠政策。同時，高職院校要積極把科研成果投入到愿意提供支持的企業，把優秀學生介紹給企業，使企業認識到支持高職實踐教學是值得的。
現代社會高新技術的飛速發展，對機電一體化技術與產品產生著深遠影響，這些影響有的現在已經被認識到，有的現在還無法預見，但未來技術的發展必然會導致機電一體化進一步向信息化、智能化方向邁進。職業技術教育一定要緊跟現代技術發展的步伐，不斷調整知識結構和課程設置，這樣才能產生顯著的社會效益。
［參考文獻］
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[關鍵詞]任職教育；機電一體化；教學設計
[中圖分類號] G41 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）03-0040-02
課程是軍隊任職院校構建人才培養體系的基本單元，也是人才培養過程的基本載體。課程教學設計是對教學實施的系統構思，通過教學設計將教育理念、教學方法與任職教育實踐結合起來，對于保證教學活動的順利進行，提高教學質量有著至關重要的作用。只有優化教學設計，才能形成人才培養優勢。[1]因此，任職教育的課程教學設計必須突出任職教育特點，達到改善認知結構、培養任職能力、提高綜合素質的目的。
一、課程的性質與地位
機電一體化技術課程是依據光學引導專業士官人才培養目標的需求而設置的一門課程，是士官大專光學引導專業的一門任職基礎課程，屬于理論性和實踐性都較強的主干課程，計劃60學時。本課程在整個課程體系中處于承上啟下的地位。一方面，它是對前面所學通用基礎課程的一個歸納提煉；另一方面，它又為后續的任職崗位課程奠定基礎。本課程的主要任務在于為學員操控、保養、修理光學引導設備奠定電氣與自動控制方面的理論基礎，樹立理論聯系實裝的觀點，提高學員運用理論知識分析、排查設備故障的能力。學習好本課程，對促進學員自身專業技能的提高，履行好崗位職責有重要作用。
二、教學對象分析
本課程的教學對象為士官大專學員。通過近幾期的教學情況分析，教學對象有如下幾個共同的特點。
（一）學員人數少
由于專業所限，每期學員目前只有6-10人，課堂秩序比較好管理，實驗分組比較容易，利于開展實施小班化教學，教學針對性更強。
（二）專業基礎弱
所有學員都來自基層部隊，文化程度大都是高中和中專。由于光學引導專業是一個新興的專業，學員入學前在部隊所從事的崗位和工作與現在所學專業基本都不相符，甚至有不少學員來自警衛連、炊事班，總體來說，學員的專業理論基礎差。這就需要在授課過程中根據學員的實際情況來補充相應的基礎知識。
（三）學習熱情高
由于學員對以后所從事的崗位比較感興趣，希望在校期間盡可能多地了解與以后任職崗位有關的理論知識，并且掌握以后執掌裝備的操作技能，思想也比較活躍，求知欲望強，學習積極性好。在實踐教學條件允許的情況下，可以適當地多安排實踐學時，提高學員的實際動手能力。
三、課程教學設計
根據課程的性質地位以及教學對象的特點，我們制定了本課程的教學設計改革方案，主要從內容選取、手段設計和考核方式三個方面進行了探索。
（一）內容選取
機電一體化技術是很多普通高校開設的一門專業基礎課程，市面上也有很多配套的成熟教材。雖然不同的教材側重點有所區別，適用的專業也各不相同，但教材內容大多是根據機電一體化技術系統的幾個組成部分，分為機械零部件、傳感檢測技術、伺服驅動技術和計算機控制技術這幾個主要模塊。[2]
任職教育與學歷教育相比，其最大的特點就是崗位指向性明確。光學引導專業的任職崗位課程主要就是幾型光學引導設備。根據設備機電結合和學員基礎薄弱的特點，基于“必需、夠用”的原則，我們對教學內容進行了優化重組，自編的教材主要包括以下章節。
1.概論。主要從機電一體化技術概念出發，分別介紹機電一體化技術的發展概況，機電一體化技術系統的分類、基本組成、關鍵技術等，最終落腳于機電一體化技術在光學引導設備中的典型應用，旨在幫助學員盡快建立起機電一體化技術的基本概念。
2.機械基礎。主要介紹機械聯接、機械傳動的基本知識，并介紹軸、軸承、聯軸器、彈簧等常用的機械零件。由于學員在此前的基礎課程中并沒有涉及機械部分，而光學引導設備中又涉及一些典型的機械結構，所以本章只介紹一些最基本的機械概念，而不涉及機械設計相關的內容。零機械基礎的學員通過本章學習可以在短時間內建立一定的機械基礎，從而能夠在后續的學習中理解相關設備的結構組成與聯接關系。
3.低壓電器。本章是根據學員沒有低壓電器基礎，而后續電氣控制又需要了解低壓電器的實際情況而設計的。內容主要從低壓電器的分類和組成入手，分別介紹主令電器、熔斷器、接觸器、開關電器、繼電器等常用低壓電器的結構組成、工作原理、特點及其應用，力求使學員能比較全面地認識和了解低壓電器，為正確選擇和合理使用這些低壓電器打下基礎。
4.電氣識圖。這是普通機電一體化技術教材中所沒有的部分，這也是針對學員沒有電氣控制基礎而專門設置的章節。章節內容主要介紹電氣圖的組成、常用符號、繪制原則等基本知識，以及一些典型的控制電路，以使學員掌握電氣圖識讀的基本方法。
5.電機原理。按照直流電機、變壓器、三相異步電機、伺服電機、步進電機和力矩電機的順序，介紹其結構組成和工作原理，以使學員對電機有一個簡單的認識，并了解不同電機的控制原理。本章只注重知識點的廣度，而不側重知識點的深度，主要進行一些定性分析，而不過多地進行公式推導。
6.檢測元件。主要介紹在光學引導設備中應用較為廣泛的角度檢測元件、溫度檢測元件和速度檢測元件。
7.PLC控制器。重點闡述目前在光學引導設備中應用最為廣泛的PLC控制器，主要介紹PLC的基本知識、硬件結構和軟件編程。
關鍵詞：CDIO 研究生 項目教學法 實踐 科研素養
中圖分類號：G642
文獻標識碼：A
文章編號：1004-4914（2015）08-242-02
前言
機電一體化系統設計這門課是一門關于農業工程學科研究生教育的研究農業工程領域里許多基本問題的核心專業基礎課程。研究生經過對本門課的學習能學會如步進電機原理，運動控制方法，上位機軟件設計、機械系統設計等重要技術知識。本課程的開設不僅可以提高研究生的科研素質，為后續科學研究的進行提供必要的專業技術基礎。而且以往的教學過分強調理論教學，僅有的實驗環節也大多是做的演示性實驗，本門課程教學實踐環節卻非常多，可以大幅度提高研究生學習的興趣和主動性、參與度，使教學目標不再難以實現。
一、教學現狀分析
對于現在的研究生教育，要求研究生不但要在專業技術知識方面有扎實的基本功，還必須具備團隊協作精神、動手操作能力、系統分析問題并解決問題的能力。為了更好地適應當前國內迅猛發展的研究生教育水平，分析教學現狀，目前機電一體化系統設計教學主要存在以下問題：
1.授課方法簡單，以教師傳授研究生被動接受式教學模式為主，這種教學形式簡單死板，不能激發研究生的研究潛能、更不利于提高研究生學習興趣和調動其學習的積極性。
2.授課實踐環節較少，以理論知識講授為主，缺乏綜合性實驗，不能幫助提高研究生的動手能力。這種教學方式對研究生教育要求來說遠遠不足。
3.現有的教學模式達不到教學目的，不能提高研究生應有的團隊協作能力、動手操作能力以及科研技能。因此，機電一體化系統設計這門課程急需改革，以便研究生能學以致用，提高自身綜合能力。
二、基于CDIO的教學改革方案設計
1.CDIO的基本思想。CDIO①（Conceive，Design，Implement，Operate）是美國麻省理工學院（MIT）和瑞典皇家工學院等4所大學聯合探索創立的工程教育理念，以構思（Conceive）―設計（Design）―實現（Implement）―運作（Operate）理念開展基于工程項目全過程的學習，著重培養學生全面的工程實踐能力。其指導思想是：以誠信、職業道德培養為基礎，以工程設計任務為導向，以培養個人能力（實踐能力和終生學習能力）、團隊能力和系統的適應與調控能力為主要目標，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有聯系的方式學習工程②③。
《機電一體化系統設計》是一門農業工程學科課程群中最具專業特色的專業基礎課程，教學改革中，完全可以在相應的教學中應用CDIO的理念。
2.基于項目教學法的教學改革方案。在教學過程中打破原有的教師講授，研究生被動接受知識的模式，采用以項目為驅動的教學方法，增添師生通過共同實施一個完整的項目工作而有目標進行的教學活動。這種方式可以提高研究生的學習興趣，讓其有目標地自主學習，進而很好地融入到有意義的任務完成的過程中，使學習變成一個生動有趣的事情。同時，研究生可以通過自己的實踐進行知識構建和技能訓練④，不再需要枯燥無味的重復就能理解并牢牢記憶理論知識。項目法教學流程圖如圖1所示。
（1）研究項目的確定。如圖1所示，在教學活動實施之初根據機電一體化系統設計課程的需要及參與本門課程學習的研究生人數，由教師確定項目個數并進行分配任務。
（2）研究生分組。由教師主導根據研究生的不同興趣、個人擅長的特點及團隊合作需求，對研究生進行分組作業并選舉各組組長。
（3）討論項目目標和任務。由教師布置相關教學任務，組長協助并組織組員進行項目內容討論并確定具體任務目標，進而分配各成員任務分工。
（4）制定項目實施時間表。教師根據本課程的學時數和項目內所包含的任務量，制定具體的項目實施時間表。
（5）講授項目實施規范與考核標準。項目實施前，教師專題講授項目實施規范與具體的相關考核標準，及研究報告的書寫規范。
考核制度采用百分制標準，其中項目研究占80%的分數，其余20%教師根據組員的團隊合作情況酌情給分。
（6）項目實施階段。教師跟蹤各組研究的進展狀態，項目實施過程中根據所遇到困難及問題的普遍性，組織專題討論或者進行個別組具體指導，解決所出現的問題。本課程涉及的主要問題在于硬件系統搭建和上位機軟件設計部分。通過舉辦講座進行具體講解示范及解惑。
（7）項目結題階段。項目完成后組織答辯，各組需要準備好項目技術報告及幻燈片材料，由各組組長匯報項目流程，其他研究生成員分別負責答辯涉及具體問題的解答。答辯結束并完成后，教師會對課程進行綜合總結并給所有研究生打分作為最終成績。
三、教改方案實踐
基于本文的教學改革在佳木斯大學農業工程學科2011級、2012級研究生及2013級留學生教學中實行了教改方案實踐，并取得了良好效果。
1.項目任務的確定。本課程主要講授步進電機、伺服電機的驅動原理、運動控制系統的設計與調試。以我校農業工程學科2011級研究生課程為例，選修機電一體化系統設計這門課共有12名研究生，共計確定分為2組研究項目，每組人數為6人，研究項目表如表1所示。
期間開展的基礎知識講座內容如表2所示。
2.項目實施時間表的確定。培養計劃中規定本門課程共計38個學時，其中理論學時占20學時，實驗占18學時。本次課程改革將全部學時用于項目開發，教學過程中根據各組項目進展和需要，開展定向基礎知識講座，同時要求各組成員每兩周進行一次項目進展報告，每組每周開兩次組會，時間地點由各組自行商議選定，組長負責考核各成員績效并作詳細記錄。學生邊做邊學，理論和實踐結合，教學效果非常好。
3.項目實施過程。在教學改革實踐過程中，全體參與教學改革的研究生體現出極大熱情投入到項目開發過程中，在學習中不但掌握了實踐技能，培養了科研素養，還對自己即將從事的科研項目有了明確思路與方法。對研究生完成后續的碩士學位論文具有重要意義。
四、結論
本文打破原有的機電一體化系統設計課程教授式教學方法，在CDIO教學理念的指導下，進行了基于項目教學法的教學改革實踐活動并取得了良好的效果。具體總結如下：
1.CDIO理念在實踐性較強的機電一體化系統設計課程中的應用符合教學規律，研究生學習方式由被動接受轉為主動探索，達到課堂與課間一致均能開展研究，教學效果良好。
2.研究生通過參與項目的討論研究，使其增強了團隊協作感，能夠各司其職，具有強烈的責任感，看到自己的項目科研成果也有巨大的成就感，這種教學方式有利于研究生科研素養、實踐技能、自信心的提高。研究生隨著項目研究的需要主動探索其他課程，學以致用，知識掌握牢靠。
3.項目教學法需對帶隊教師的水平有一定要求，教師額外的工作量核定、研制資金、必要的設備的支持，在教學方法改革的同時相應的保障機制要隨之改革，才能達到良好教學效果。
4.本次教學改革產生的科研成果不但對我校研究生培養起到巨大提高作用，還對其他兄弟院校的研究生培養起到一定的借鑒意義，具有一定的推廣價值。
[基金項目：黑龍江省新世紀教育教學改革工程項目“地方高校課堂教學有效性的‘分析―策略―實施―評價’過程集成系統研究”（JG2014011044）;黑龍江省教育科研“十二五”規劃2014年度課題“基于CDIO模式的卓越工程師培養中機械設計類主干課程改革”（14G134）;黑龍江省高教學會重點項目“大類招生模式下機械類高素質應用型創新人才培養模式的研究與實踐”（14Z023）。]
參考文獻：
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（作者單位：佳木斯大學機械工程學院 黑龍江佳木斯 154007）
關鍵詞： 機電一體化技術專業 工業機器人 課程模式
隨著社會發展、科技進步，勞動力的成本不斷增加，企業對工業機器人技術及柔性生產線技術的需求越來越強烈，其標準化、模塊化、網絡化和智能化的程度也越來越高，并向著成套技術和裝備的方向發展，機器人技術是綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術。機器人作為一種高技術含量的設備，在使用過程中，其設計、制造、安裝、調試、操作、維護等工作需要大量專業技術人員，隨著機器人應用的日益廣泛和裝機容量的直線上升，對這類技術人員的需求變得越來越迫切。
機器人作為高科技的產物，涉及工業設計、機械、電子、傳感器、計算機軟件、硬件、人機交互、人工智能等多門學科。為此根據遼寧地域特點并結合本院的實際資源情況，確立機電一體化技術專業以常用機電設備為基礎，以工業機器人及柔性生產線涉及的機械技術、自動化技術為主線的課程體系。
一、專業建設思路
作為高職院校，我院機電一體化技術專業實行“七三四”的辦學模式。七即“七對接”，即機電專業與裝配制造業對接，專業設置與職業崗位對接、課程標準與職業標準對接、專業課程體系載體與工業整體設備對接、具體課程載體與設備部件對接、課程內容與崗位任務對接、教學過程和生產過程對接；三即“三圍繞”，即學校圍繞市場轉、專業圍繞產業轉、人才培養圍繞企業轉；四即“四崗定位”，設置“崗位基礎知識+崗前技能訓練+選崗實習+頂崗實習”的“四崗定位”職業崗位導向課程培訓包。
二、課程模式
（一）將工業機器人技術與機電一體化技術專業有機結合，首先確立以機器人和柔性生產為載體的課程體系。
1.以機器人技術涉及的操作機和柔性生產線中的機械本體為載體，將各部分分解，確立機械技術學習鏈。
2.以機器人技術及涉及的控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝置為載體，以柔性生產線技術中涉及的可編程技術、變頻器、傳感器及觸摸屏為載體，將各部分分解，確立自動化技術學習鏈。
3.以機器人及柔性生產線為載體，對機械技術及自動化技術涉及的知識、能力、技術應用進行綜合的訓練和強化。
4.以機器人及柔性生產線為載體，完成整個機電一體化技術崗位所需職業能力的培訓，實現對機電設備的維護、維修、設備改造、升級、開發等各個崗位的技術應用能力的掌握。
（二）依據上述四崗定位原則配備課程訓練包。
技能訓練包1：崗位基礎知識訓練課程。
該培訓包課程主要進行機電一體化技術崗位基礎知識訓練；加強英語能力訓練及工業機器人應用技術所需的數學知識的積累及普及計算機操作的訓練。
技能訓練包2：崗前基礎型技能訓練。
該培訓包課程主要進行機電一體化技術崗前基本能力訓練；包括機械、電子、電氣基礎技能的學習和訓練。
技能訓練包3：定崗加強技能型訓練。
該培訓包課程主要針對機電一體化技術固定崗位的典型工作任務進行技能加強訓練。
技能訓練包4：校企合作課程――選崗實習及頂崗實習。
選崗實習課程安排：依托本地企業，圍繞市場，追蹤技術的更新發展，不斷調整、構建選崗實習課程體系，確立了以下四個選崗實習方向：工業機器人+機床維修技術綜合應用方向；氣動技術+機床維修技術綜合應用方向；可編程技術+機床維修技術綜合應用方向；單片機技術+機床維修技術綜合應用。
具體安排：每個工廠設置一名教學工程師，學院每個方向配備一名指導教師，在企業內部的廠中校內完成訓練任務；每周四天上午在企業學習工作，每周五布置任務在校內自主學習，指導教師每周五匯報總結。
參考文獻：
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關鍵詞：高職；機電一體化專業；一體化課程體系；技術路徑
近年來，隨著國外先進職業教育課程建設理念與技術的逐步引進與推廣，工學結合作為職業教育的重要特征也逐漸得到認同。廣州市工貿技師學院順應國內外市場對技能型人才的需求，即技能人才需具備綜合職業能力和奠定持久的職業生涯發展，在機電一體化專業建設中，提出構建工學結合的一體化課程體系的工作目標，并在具體的教學中實施。
機電一體化專業課程體系改革的必要性
長期以來，我國職業教育所采用的課程體系多為學科課程體系，其基本特征是以學科內容為中心設計課程，依據不同學科之間的相關性，按照先后順序開設教學科目。雖然學科課程體系具有邏輯性和系統性較強的優點，但是，隨著科學技術和產業組織結構的發展，其缺點也日益凸顯，如學科課程忽略世界的整體性，將原本內在統一的科學、藝術、道德割裂開來；學科課程強化“精英文化”，強化少數人利益，與“大眾文化”割裂開來；學科課程以灌輸學科知識為宗旨，過多倚重接受學習，忽視發現學習、探究學習、行動學習在人的發展中的價值，忽視社會經驗的獲得和實踐能力的形成；學科課程的系統性不能等同于職業活動的系統性，學科課程所強調的抽象概念和理論與職業教育的應用性、實踐性要求不相符。
進入新時期，現代企業和社會管理步入了以過程為導向的綜合化運作時代，強調勞動者專業能力、社會能力及方法能力的綜合運用，孤立的學科課程體系與此需求相去甚遠。因此，改革長期徘徊在職業教育領域的學科課程體系，構建適應社會經濟發展和企業用人需求的新課程體系勢在必行。
在機電一體化專業的學科課程體系中，課程主要分為專業基礎課程和專業實訓課程，專業基礎課程強調《工廠電氣控制技術》、《電工電子技術》、《機械制造技術》、《單片機與接口技術》、《液壓與氣動技術》、《自動檢測技術》、《機電一體化技術與系統》等專業理論知識的學習，專業實訓課程強調《金工基本技能實訓》、《機電設備拆裝》、《電子電工專項技能實訓》、《機電一體化技術實訓》基本操作技能的訓練，不管是理論知識的學習，還是單項技能的訓練，學科課程體系均從片面的片段的角度看待本專業的整體性職業活動，沒有與完整的工作過程建立一種直接的聯系，對專業人才完成一項綜合性工作任務所需的綜合職業能力培養非常有限。因此，改革機電一體化專業的學科課程體系，構建工作過程導向的課程體系勢在必行。
機電一體化專業課程體系改革的技術路徑
職業教育是為人們勝任職業活動和通過職業活動實現人的發展而提供的教育，具有完整的工作過程是職業教育的基本要求，因此，職業教育過程中的媒介和手段都應是工作化的，必須將具體的工作情境置于教學過程之中，并以工作性思維來構建教學過程，根據職業教育的特征和規律，課程設計開發要體現“在工作中學習，在學習中工作”的理念。
基于工學結合的一體化課程體系改革理念，在機電一體化專業課程體系構建中，課程的設計和開發必須以工作為基礎，并保證以工作為基礎的教學過程必須產生勝任現實工作的能力。校企合作的核心是認識企業的工作形態和工作內容，并將其充分而有效地呈現于教學過程之中，聘請企業專家參與課程建設、簽訂校企合作合同、組織師生企業實習，其目的都是為了保證“工作呈現”的有效性。
因此，在機電一體化專業課程體系構建中，本專業一體化課程體系的開發設計技術路徑如下：行業、企業情況分析和崗位工作分析召開實踐專家訪談會提取典型工作任務一體化課程轉化確定學習任務設計教學計劃編制學習材料（工作頁等）開發投入實施。
行業、企業情況分析和崗位工作分析通過企業調研，與企業實踐專家訪談，與企業工程技術人員探討，觀摩企業實際生產運作等途徑，分析行業、企業實際工作情況和對技能人才的用人要求，確定本專業技能人才的就業領域有：電氣設備和機電一體化設備的運行、安裝、調試與維修；電氣、機電產品生產現場的工藝實施；儀器儀表的配置、檢測、調試與維修；機電一體化工程項目的施工、維護及技術服務；機電類產品的營銷與售后服務；機電設備的技術改造、技術管理、產品輔助開發等。
召開實踐專家訪談會，提取典型工作任務向若干機電一體化行業的企業一線人員發放“實踐專家工作職責調查表”，分析企業一線技能型人才的個人工作經歷和現從事崗位工作職責、工作內容，從而遴選符合參加實踐專家訪談會條件的企業實踐專家。學校確定課程開發主持人、專業骨干教師及聘請的實踐專家之后，召開實踐專家訪談會。會上，在課程開發主持人主持，專業骨干教師配合下，引導企業實踐專家填寫個人“實踐專家職業發展階段分析表”，“實踐專家職業發展階段分析表”要求每位企業實踐專家列舉從進入機電一體化行業開始到成為實踐專家的發展過程的若干階段及其每一階段所從事過的、有挑戰性的、完成工作的過程能夠提高工作能力的有代表性的工作任務實例。待所有實踐專家填寫個人“實踐專家職業發展階段分析表”后，課程開發主持人引導實踐專家配合，從所有填寫后的“實踐專家職業發展階段分析表”中提取代表性工作任務，最后根據人才培養目標要求分析確定典型工作任務并按從入行到實踐專家的職業發展階段進行排序。機電一體化專業提取的典型工作任務，按照初級——中級——高級——技師的職業發展排序，通過企業實踐專家分析，共提取了“機電設備裝配、調試與維護”、“電氣控制柜的安裝調試”、“機電一體化系統疑難故障診斷與檢修”等16個典型工作任務。
轉化確定學習領域課程根據職業教育規律和目標，按照一個典型工作任務轉化為一門學習領域課程的原則，在企業實踐專業和學校專業骨干教師的共同討論分析下，將職業行動領域中的典型工作任務轉化為職業教育領域中的學習領域課程。機電一體化專業最終確定的學習領域課程有：“電氣安裝”、“機電設備疑難故障檢修”、“機電一體化系統設計”等16門課程，每門課程均體現一項完整的工作任務。
設計學習任務，編制教學計劃根據地區區域經濟發展水平和學校教育教學基本條件，對應每一門課程，開發設計若干學習任務。學習任務可以直接來源于企業，也可以由學校根據工作任務要求設計開發，但它原則上是一個完整的工作任務，能體現完整的工作過程。機電一體化專業開發設計的學習任務有：“工具和儀表檢修”、“齒輪傳動機構拆裝與測繪”、“常見機床動力電路安裝與檢測”、“自動生產線總裝與調試”等58個。在學習任務的排序上遵循由易到難的排列原則，低年級設計數量較多的引導性較強的學習任務，高年級設計數量較少的綜合性和開放性較強的學習任務，完成所有學習任務的，其目標實現之和應該大于或等于所屬一體化課程的目標。學習任務設計完成后，根據學校實際師資情況和設施設備情況，以及教育教學秩序要求，確定每個學習任務的學習與工作時間，編排可執行的教學計劃。
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學習材料（工作頁等）開發，投入實施根據學習任務的目標要求，學校專業骨干教師到相關企業收集企業實際生產任務的工作素材、行業標準、企業標準、工作規范要求等，運用編寫學習材料的規范要求和技術方法，聘請企業專家與專業骨干教師共同編制教學材料，例如工作頁。學習材料開發完畢后，學校組織行業企業專家和課程開發專家評審課程體系成果材料，評審通過后投入實驗。
機電一體化課程體系的實施
目前，廣州市工貿技師學院機電一體化專業的四年制預備技師班、三年制高級技工班均采用工學結合的一體化課程體系實施教學，其教學效果得到廣大師生的一致認可。主要體現在以下四點：（1）新課程不僅讓學生掌握知識和技能，而且注重培養學生的信息處理能力、與人合作能力等關鍵能力，有利于學生持久的職業生涯發展；（2）新教學模式基本扭轉了學生被動聽課的習慣，使學生轉變成為探究知識的主體，可以提高學習主動性，增加學習興趣；（3）學生的創造能力、工作能力、應變能力都能通過課堂學習得到鍛煉，對培養學生的成就感、承受挫折能力等有較大幫助；（4）學校的學習工作站比較類似企業的實際工作環境，能夠滿足學習需求。
通過一個周期的實施，總結出課程實施要重點從教學組織模式、師資團隊建設及學習工作環境建設三方面考慮，才能保證課程構建和實施均能取得成功。
教學組織模式課程實施應該以學生為中心，即學習的主體是學生，學生學習的目的就是勝任工作、適應社會和職業發展，因此必須將學習作為工作過程（即教學過程）的中心，以學生自主理解和完成工作任務作為教學的基本手段，并指導學生將理解和完成具體工作任務的能力轉化成為適應變化的策略。學校的一切資源，包括教師資源都是學生實現這一完整過程的基礎，都應服務于學生的學習過程（即工作過程）。按照完成一項工作的基本思路，課程實施應具有完整的工作過程：獲取信息——制定計劃——做出決策——實施計劃——檢查控制——評價反饋。
師資團隊建設由于工學結合的一體化課程強調學生自主完成若干完整的學習任務，學習任務由工作任務轉化而來，在課程實施過程中，教師僅僅起到引導和服務的作用，因此，對教師的工作實踐經驗，對工作的認識和理解均提出了較高要求。目前，職業教育界的教師多來自大專院校，缺乏企業實際工作經驗的占大多數，勢必對工學結合的一體化課程實施帶來影響，所以，學校在考慮推一體化課程實施的同時，要在學校與企業之間建立一個長期合作的師資培養通道，讓教師適應并逐漸勝任新課程的實施。
學習工作環境建設一體化課程實施需要與學習任務相匹配的教學媒體和設施設備，創設盡量真實的學習工作環境，讓學生有機會完成與典型工作任務內容相一致的學習任務，因此，學習工作環境的建設并不僅僅是為了技能的重復操作訓練而購置大量的設備，要從完成一項工作任務所需的綜合性資源建設的角度出發，從促進學生自主學習的學習資源建設的角度出發，規劃設計學習工作環境，也叫學習工作站。機電一體化專業的學習工作環境建設中，每一學習工作站均劃分信息檢索區、學習區、實訓區、工具區、學業成果展示區等五大區域，方便學生自主檢索學習工作過程所需的資源，養成遵循企業工作規范和作業流程的習慣，并能夠在這個環境中實現學生之間的互動交流，互相學習。
總之，構建實施機電一體化專業的工學結合一體化課程體系是一項系統工程，不僅僅是一種課程組織方式的改革，而是一種更深刻的課程價值觀的變革。課程是為學生提供教育服務的直接載體，建設符合企業用人要求、能夠保證學生持久職業生涯發展的課程是我們義不容辭的責任和義務。
參考文獻
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一、機電一體化專業教學現狀
目前很多學校機電一體化專業課程的教學存在以下幾個問題:
1.課程的設置不科學
雖然經過幾十年來的發展,機電一體化課程有了很大的改革,但仍然面臨很多問題。課程的體系仍然沒有跳出原來體系的束縛。造成了五年制高職機電一體化專業的畢業生不適應社會的需求,到了企業不能很好地完成企業的工作。機電一體化專業涉及眾多的高技術,知識的涵蓋面很廣,包括機械和電子兩個領域的專業知識,在很短的時間里去讓學生把這兩門的專業知識融會貫通很好地運用十分不現實。高職學生的文化基礎都比較差,學起來比較困難。五年制高職,有兩年多的時間去學習高中的文化課,剩下的時間才會去學習專業知識,時間顯得有些緊張。而且很多學校在授課時過分強調知識的系統傳授,往往造成學生對機械知識掌握的一般,對電子知識也是一知半解。有的學生甚至出現嚴重的偏科現象,即只對機械或電子掌握的比較好,而其他的掌握的比較差,偏離了機電一體化專業培養的本來目標。
2.課程知識跟不上形勢
隨著當今科技日新月異的發展,機電一體化的兩個重要組成部分機械和電子產業也得到了高速發展。機電產業正發展為以高科技為依托的產業,機電設備正逐步呈現自動化、微型化、精密化、復雜化發展趨勢。機電一體化領域里的很多技術如傳感測算技術、傳動技術(液壓技術、電機技術、氣動技術)、信息處理技術、設備自動控制技術(PLC技術、小型控制器技術)都取得了迅速發展,技術不斷革新。在授課時這些最近的技術成果應該及時地體現,但很多學校的機電一體化課程的授課內容跟不上時代的發展,不能及時地更新教學設施和教學理論,同當今技術的發展相比十分落后。一些學校甚至仍然主要講授傳統的機械技術,忽視電子技術的教學。嚴重地脫離了當今機電一體化這一學科的發展趨勢,教學十分不科學。
3.教學內容缺乏生產實踐
五年制高職機電一體化專業人才培養目標是面向制造類企業、具有與本專業領域相適應的文化水平和良好職業道德,了解相關企業生產過程和組織管理、掌握本專業領域的基本知識和相關技能、具備良好的綜合職業能力,能進行機電設備、自動化設備和生產線的制造及裝配調試、運行操作、維護管理的高素質技能型專門人才。其課程教學必須理論學習和動手能力相結合。美國心理學家加德納教授提出的多元智能理論認為,職業教育過程中學生會具有形象思維特征的智力類型。要適應這一智力特征,在教學中顯然必須加強生產實踐課程。但這些恰恰是很多高職院校所不具備的,很多職業院校缺乏相應的實習場地和設施,平時很少安排學生實習。在操作課上只是讓學生平時簡單地練習學校陳舊的設備。在學生畢業前安排學生到企業進行簡單的實踐學習,不但時間短而且安排的企業一般也都是小企業,學生在實踐中根本不能進行系統的實踐學習,起不到應有的效果。學生的動手能力得不到鍛煉,求職時不能滿足企業的需求。
二、精品課程策略實施思路
進行機電一體化專業精品課程的建設,是五年制高職院校教學改革的核心。只有在學生培養的過程中,堅持培養學生的應用能力為重點,把機電一體化專業改造成適應機電專業對高級技術應用型人才的需求的課程。這樣才能使機電一體化專業在五年制高職教育中得到長足的發展。
1.構建科學的專業課程體系
在課程安排時,把教學目標進行分解,貫穿到每一個教學單元模塊。明確每個教學單模塊的任務,針對學生應該掌握的知識和操作的能力,在教學環節中進行合理的安排與實踐教學相配套。每一個教學模塊的主干課程必須能夠起到應有的作用。教學模塊之間重復和相交叉的知識要進行科學的處理,如采用“講練式”教學法,讓學生對已經學過的知識進行練習。也可采用“啟發式”教學法,通過教師的引導,讓學生進行思考,對相互交叉的知識相互融合。把專業課程分為綜合系統知識課程和專門模塊化課程兩個部分。其中綜合系統知識課程包括:機械設計基礎、電腦繪圖、機械制圖、基礎機械制造學、控制工程學、遙感控制技術等主干基礎知識。讓學生通過這些課程的學習,掌握基礎知識具備基本操作能力。專業模塊化教學要依據設立的專門化方向,安排專項學生小組去進行具體操作,讓學生以小組為單位合作進行子課題的開發。子課題的設置應該按照其性質分為三類,設計開發型、加工制造型、設計制造綜合型。加工制造型的子課題可以讓學生根據已掌握的設計,進行零件加工和組裝以及最后的調試工作。對于開發設計型的課題可以根據學生的實際情況布置適當的設計任務,或者制作一個控制系統的電路,也可以編制一個控制系統的程序。設計制造綜合型子課題安排學生對一個簡單的機電產品完成設計與制造的全過程。在模塊化教學中應該重視設計制造性子課題的設置,這樣能夠全面地鍛煉學生的知識的掌握和技能的運用。
2.創新教學方法與教學手段
對傳統的方法利用新技術進行改造,在教學過程中廣泛地運用現代教學手段,可以利用多媒體技術,使用生動形象的圖像、圖形以及視頻把各種以前只能依靠單純的畫圖講授的內容展現在學生面前。也可以利用互聯網絡把各種最新的技術成果帶給學生,讓他們把握機電一體化專業最新的發展動向。在利用現代教學手段進行教學時不能完全代替傳統的教學手段,不能過度地使用多媒體。傳統的教學手段符合學生的認知規律,所以多媒體教學只是輔助手段。運用“理實一體”和“任務型”教學方法,鍛煉學生的綜合能力。在教學的過程中注重學生的參與,發揮其主動性,改變以往單純那種灌輸型的是知識傳授方式,側重培養學生的能力。根據教學的實際情況,提出問題,讓學生自己進行思考解決問題,得出結論,加固學生的專業知識和鍛煉綜合實踐能力。
3.加強校外實習環節教學
面對五年制高職的課程設置中校外實踐環節缺失的情況,進行精品課程建設時必須十分重視這個環節。除了讓學生進行傳統的電機實踐操作,同時還要組織學生到不同的生產廠家(如電機和變壓器廠)進行實踐。讓學生提高對設備構造和生產流程的認識。學校還應該組織學生深入企業到校外進行實習,開展定期的入廠參觀和實踐操作。讓學生在實際的生產過程中檢驗已有的知識,提高自己的操作能力。不僅提高了自己的動手能力,同時拓寬了自己的知識面。
五年制高職的機電一體化專業精品課程建設是一項十分復雜和長期的系統工作,在進行學科建設過程中必須要以科學的理論為指導,借鑒國內和國外教育的先進經驗,緊隨機電一體化專業的發展趨勢,適應社會和企業的實際需要。只有這樣,才能把機電一體化專業精品課程建設好。
參考文獻:
[1]李文鵬.機電一體化技術進展及發展趨勢研究[J].現代商貿工業.2009(4).
