机电一体化课程设计案例范文1
［关键词］机电一体化系统设计；案例教学；学习兴趣；创新能力
当前我国正在实施《中国制造2025》规划，这对我国工程教育特别是机械工程教育提出了更高的要求，机械装备制造企业迫切需要具备机、电、控制、信息处理等多学科融合的机电装备设计制造复合型人才。机电一体化系统设计是机械设计制造及其自动化专业的一门重要专业课，它涉及机械技术、电工电子技术、自动控制技术、检测技术、计算机信息处理技术等相关技术，是该专业所有专业课中工程性、实践性、综合性最强的一门课程，该课程后续的教学环节为毕业设计。机电一体化系统设计课程的任务是在先修课程的基础上，从系统工程观点出发，综合运用各种专业知识，分析机电一体化产品的各组成要素之间的关系，实现机电系统要求的功能。因此，该课程对于学生全面了解和掌握所修其他课程的联系，建立机电一体化的系统思维体系，培养综合运用专业知识的能力，具有重要的作用。机电一体化系统设计的教学内容包括机械系统设计、传感器测试、电机与驱动、微机原理与接口、微型计算机控制等内容。各部分内容之间相对独立，课程自身的理论体系不突出，缺乏整体感。另外这些教学内容中的有些内容在先修课程机械原理、机械设计、数控技术与数控机床、机械工程测试技术、微机原理与接口、单片机原理与接口、微型控制技术等课程中均有所涉及，极易造成教学内容的重复，给学生一种重复教学的感觉，从而降低学生对本门课程的兴趣。针对上述问题，我校在实施机电一体化系统设计教学中，以实现机械、电子、控制、信息等各异技术融合为目标，以实现闭环运动控制系统的伺服性能为出发点，以系统接口设计为主线，以案例教学为教学手段将以上教学内容有机结合，实施案例教学改革。[1][2][3]
一、绪论教学案例设计
绪论部分是机电一体化系统设计课程的关键部分，该部分对于学生理解本门的课程的特点和体系结构具有重要的作用，该部分主要突出机电一体化系统的特点、组成、设计方法以及接口等。在教学过程中，我们首先对数控车床与非数控车床两个案例在结构、功能、优缺点上进行对比，机电设备与非机电设备的区别在于增加了大脑“控制器”和神经“传感检测单元”，从而提高了设备的自动化程度、精度和效率等。通过数控机床、机器人、AGV小车、数控雕刻机等案例介绍机电一体化系统的组成部分及各组成部分的功能，强调控制器和传感检测单元在机电一体化系统中的作用。另外在讲解这部分内容时，突出机电一体化系统各组成部分之间的接口连接，通过机械接口（联轴器、传动机构等）、电子电气接口（A/D、D/A、放大器、光电耦合器）、通信接口（232串行口、USB、以太网接口等）、软件协议接口（TCP/IP协议、USB协议等）等案例，讲解接口在机电一体化系统中运动、能量、信息传输变换中的作用，强调机电一体化系统通过接口将各异技术集成在一起，形成特定的功能。在机电一体化技术方向方面，主要强调当前“机械功能电子化，电子功能软件化”的发展趋势，通过伺服电机变速代替变速箱，无刷直流电机代替传统电刷直流电机，电子表代替机械表，电子秤代替机械秤，高能束加工代替刀具切削加工等案例讲解机械功能电子化的发展趋势及带来的优势。通过软件PID控制算法代替硬件PID控制器，可编程控制器PLC代替逻辑继电器电路，可编程逻辑阵列FPGA代替专用芯片等案例讲解硬件功能软件化的趋势及优势。通过以上案例，让学生深刻认识机电一体化技术的发展方向及带来的优点。在绪论部分实施案例教学，可以避免相关知识点的填鸭式和说教式教学，使学生对机电一体化系统设计这门课程有一个系统的认识，强化了学生对机电一体化系统组成、功能、设计方法等知识点的认识。
二、机械系统教学案例设计
由于教学对象是机械专业的大四学生，多数学生一看到“机械系统设计”这个标题就感觉这部分没有新的内容，认为该部分内容是机械设计课程内容的重复，甚至认为这部分内容非常简单，没有必要在课堂上讲。恰恰相反，机械系统设计是机电一体系统设计中最为关键的一部分。因此，在开始讲解这部分内容前，应该首先点明机电一体机械系统设计与普通机械设计的区别，提高学生对该部分内容的兴趣。在课堂教学中，该部分首先通过如图1所示的机械一体化系统中典型的闭环控制系统，说明机电一体化产品中的机械系统与非机电一体化产品中的机械系统最大的区别在于：机电一体化产品中的机械系统是微型计算机控制的闭环系统的组成部分，因此在进行机械系统设计时必须要考虑机械系统的结构参数（惯性、刚度、摩擦、阻尼、传动间隙、固有频率）对闭环系统伺服性能（快速性、稳定性、准确性）的影响。基于这一区别，展开讲解机械系统的结构参数对闭环系统伺服性能的影响，以及如何从机械系统设计的角度提高整个闭环系统的性能。机械系统设计部分的另外一个重要内容是传动机构设计，通过齿轮传动案例中的间隙、刚度等对伺服性能的影响，说明在机电一体化系统中应该尽可能缩短传动链，提高闭环伺服系统的性能，并以伺服电机变速代替传动机构变速、直线电机、力矩电机、电主轴等作为缩短传动链的案例；只有当电机与负载不能匹配的时候才考虑使用传动链进行力矩、速度、转动惯量的转换。齿轮传动链设计部分包括最佳传动比的选择、传动级数的选择、传动比的分配等，这三部分内容的讲解都围绕提高伺服性能为根本目标，重点讲解最小转动惯量原则、输出轴转角误差最小原则分配传动比。为了区别机械设计，本部分除重点讲解齿轮传动链设计外，还通过数控机床旋转进给工作台、A/C轴双摆角铣头、机器人关节减速器等案例讲解了双导程蜗杆蜗轮传动结构、谐波减速器、RV减速器的各自原理以及在机电一体化系统中的应用。
三、计算机测控系统教学案例设计
计算机测量控制系统是机电一体化系统的核心，它负责采集机械部件的运动信息，并与给定值比较，生成运动控制指令。该部分的教学内容在机械工程测试技术、数控技术与数控机床、单片机原理与接口、微机控制技术等课程中均有涉及，因此，在本课程教学中将传感器、伺服电机、工业控制机结合起来，以工业控制机为中心，以接口为桥梁，将相关内容通过案例整合在一起。首先简单介绍增量式旋转编码器、光栅、感应同步器等位移测量传感器的位移测量和辨向原理，由于上述传感器直接输出相位相差90度的正弦信号，因此随后重点讲解传感器的接口电路如何对正弦信号处理获得相位相差90度方波信号，以及如何完成变相细分等功能。在控制电机部分，重点介绍了步进、直流、交流电机的功率驱动电路，如斩波恒流功放电路、PWM原理、SP－WM原理等，比较了三种电机在扭矩和功率输出特性上的不同点。最后以8051单片机为处理器，使用Proteus软件设计了教学案例[4][5]，涉及位移传感器测量接口电路和D/A转换接口电路，PID数字控制等知识点。
四、机电一体化系统教学案例设计
机电一体化系统是一个机械、电子、控制、信息等各异技术相融合的系统，在机电一体化系统设计课程的最后一章，以电脑刺绣机为设计实例，通过对这一典型机电一体化系统的设计过程，使学生能够根据设计需求综合应用机械系统设计、传感器测试、电机与驱动、微机原理与接口、微型计算机控制等各方面知识来设计一个机电一体化的系统。如图2所示，刺绣工艺的动作包括绣框在x、y两个方向的直线往复运动和绣针在z方向的连续上下往复直线运动，通过这两类运动的配合和刺料机构的作用形成线迹，绣框在x、y两个方向的移动距离决定了线迹的长度和方向，绣品由线迹的集合构成。绣针在织物上方时，绣框沿x、y两个方向移动到指定的位置，当绣针自上而下落到织物表面时，绣框停止移动，在刺料机构的作用下即完成一针线迹的动作。根据机电一体化系统的几个功能要素，电脑刺绣机由微机控制系统（控制与信息处理单元）、移框步进电动机及主轴电动机（驱动与执行单元）、x、y、z三个方向的传动机构及刺料机构（机械传动单元）、针杆位置传感器（传感检测单元）、220V单相交流电源（动力单元）、机架（机械结构单元）以及各部分之间的接口组成。由刺绣打版机输出的刺绣花样数据保存在电脑刺绣机的EPROM或磁盘中，电脑刺绣机的工作过程如下：控制微机启动主轴运转，由刺料机构带动旋梭和针杆运动，微机从刺绣花样数据文件中顺序读取每一针的x、y相对位移坐标，根据坐标数据通过两个电机的协调运转驱动绣框在平面内进行移动，微机通过读取针杆位置检测器的信号使绣框的平面移动与刺料机构的运动相互配合。电脑刺绣机设计参数的计算主要包括x、y、z三个方向运动件的运动参数和动力参数的计算、结构参数计算以及品质参数、环境参数和界面参数的确定。运动参数计算主要包括主轴转速范围的确定、绣框位移计算、绣框位移与主轴转动的运动配合、绣框运动速度计算、主轴转速计算、x、y步进电动机工作频率及传动比计算、移框加速度计算等；动力参数计算主要包括刺料机构驱动功率计算、移框步进电动机驱动力矩计算等；结构参数计算主要指刺绣机工作台面的长、宽、高三个方向尺寸的计算及机头头距的计算；品质参数主要包括系统可靠性、传动精度等；环境参数包括工作电压、环境温度、环境湿度等；界面参数则用于表征机器的人—机对话方式和功能。系统各部分之间通过接口进行连接，主要的接口包括微机系统前向通道与各传感器模块的接口以及微机系统后向通道与各功率驱动模块的接口，各接口通过采用光电隔离技术防止外部模块对微机系统的回馈干扰以及防止强电信号对微机电源的干扰。尽管电脑刺绣机由微机对刺绣工艺实行全面控制，但刺绣过程会出现断线、断针等随机因素。为保证刺绣工艺的准确进行，系统必须对针杆位置、绣线通断状况、绣框极限位置进行实时检测，因此，系统必须包含绣针布上布下位置检测、针杆最高位置检测、断线检测、绣框越界检测等传感检测模块。各传感器模块与微机系统前向通道之间需要进行接口设计，另外，微机系统后向通道与电机驱动模块之间也需要进行接口设计。微机控制系统是电脑刺绣机系统的核心，根据用户要求和工艺分析，控制微机除完成用户的基本要求外，还应具备花样存储与选择功能、记忆功能、工作状态显示功能、各种进退针功能等功能。微机控制系统设计除满足上述设计要求外，还应对控制微机的软硬组成方案进行初步设计。
五、结束语
针对机电一体化系统设计课程工程性、实践性、综合性最强的特点，围绕机械一体化闭环伺服系统的各组成要素，实施案例教学，通过典型案例实现理论教学和实践教学相结合的教学方法，不但加深了学生对机电一体化系统的理解，而且提高了学生学习兴趣、自学能力和创新能力，取得了良好的教学效果。
［参考文献］
［1］杨普国，孙佘一，陈俊.项目式案例教学方法的研究与实践［J］.昆明冶金高等专科学校学报，2011（5）：83-86.
［2］赵丽梅，李焜.机电一体化技术课程中案例化教学改革与实践［J］.大学教育，2016（3）：106-107.
［3］覃金昌，陈志.基于Simulink和GUI的机电一体化课程案例仿真教学研究［J］.机械工程师，2016（5）：22-24.
［4］李琦，王基，刘永葆.《机电一体化系统设计》课程教学改革与实践［J］.高等教育研究学报，2010（1）：100-101.
机电一体化课程设计案例范文2
会计电算化的实践型教学环节应该包括一下几个方面：上机模拟实训；案例；深入实际进行社会调查；学生岗前实习；操作技能考核等。在目前的高职会计电算化教学中，实践型教学环节总体所占比例不到50％，大部分学校几乎就没有案例分析课和社会调查。在课程中，学生从事的主要是学习和简单的上机实验，课程考察也主要以理论知识为主。其结果虽然学生通过了专业课程学习甚至拿到了毕业证，但缺乏实际操作技能，到工作单位后适应不了工作需求。一个用人单位招聘了一个会计电算化专业的大专生，这位学生拥有包括毕业证书、机二级证书、电算化初级证书等在内的五个证书，但工作半个月后，主管领导惊讶地说：“在电脑上连个下料单都作不出来”。可以说，类似这样的现象绝非个别和偶然，一个重要原因就是在会计电算化的教学、学习和考核中，忽视了实践技能的培养。
一、加强会计电算化专业教师的实际操作技能和电算化系统管理技能。
教师要培养学生的实践能力，自身一定要有实践能力，这样才能更好地组织、指导学生实践。会计电算化是一门应用型学科，实践性极强。这就要求专业教师不仅要具备系统丰富的理论知识，而且要具有扎实熟练的实际操作技能和会计电算化的系统管理技能。具体包括三个方面：第一、熟练掌握常用电算化软件系统各个模块的操作，并能够解答使用过程中出现的操作；第二、熟练掌握会计电算化系统安装、调试和维护；第三、具有管理信息系统（MIS）的管理技能。象区域网的管理、数据库的管理。
以上这些实践技能是作为会计电算化专业教师必须具备的技能。那么，如何获得这些技能呢？我认为，主要从一下几个方面：第一、教师要认真备好实验、实训课。长期以来，教师普遍重视理论课的备课，但对于实验课，几乎普遍缺乏充分认真的备课过程。造成自己对软件操作不够熟练；对操作过程中学生存在的一些问题不能做出确切的答复；最终造成实验、实训课程效率不高。教师要备好实践课，首先自身不能脱离实践，首先针对实践内容，上机反复实践，实践过程中随时记录有关问题，然后，在备课本上安排上机内容、流程、目标等内容。第二、会计电算化的专业教师要定期接受软件公司的培训，或是专业进修。我们知道，随着计算机技术、技术、会计核算技术等的不断，会计电算化商品软件的发展也可以说是日新月异。以用友公司为例，从UCDOS下的帐务处理系统、报表处理系统到WINDOWS下的相应系统、从单机版，到网络版，从单一的核算系统到集核算、管理于一体的软件系统，到系统化的ERP系统、到独立性极强的小型管理系统，象CRM客户关系管理系统、WFW员工管理系统，网络电话系统等。与会计软件开发业的迅速发展相比，电算化的教学却存在明显的滞后现象，其原因除了课程设置和教材选择不当等原因外，专业教师的知识结构老化、知识更新太慢、实践技能不强也是一个重要原因。专业教师只有深入软件生产或营销公司，接受前沿专业知识的培训学习，才能更好地进行教材的选择和编写、教案的组织和准备以及实践课程的操作和指导。第三、专业教师应该深入企业实际，考察了解会计电算化软件在企业中的实际应用情况。象操作人员在实际应用中容易出现那些问题？企业在实施会计电算化过程中存在那些障碍？只有这样，才能有的放矢地组织实践教学，更好地指导学生。
二、强化案例教学和社会调查活动，将教学活动的理论和实践有机结合起来。
案例教学和社会调查活动是实践教学的重要方面，长期以来，在会计教学过程中，人们对于案例教学没有给予足够的重视，这对于激发学生思维、增强其实际分析、解决问题的综合判断能力、促进学习的主动性都有一定的束缚。
案例教学法是一种具有启发、诱导、决策等功能的新型教学法。所谓会计电算化案例教学法即是在学生学习和掌握了一定的会计电算化理论知识的基础上，通过剖析案例，让学生把所学的理论知识运用到会计电算化中去的“实践活动”。它可以分为三个步骤：首先，由教师根据会计电算化的教学内容、重点、难点、目的编制一定案例；其次，案例在课堂上由学生讨论，教师引导、提示、；最后由学生撰写报告，对案例的认识和所学到的知识等进行总结。案例教学也可以采用小组学习、模拟实验、辩论、公开演示课等形式，对案例进行分析，培养学生的学习和积极的学习态度，扩大和提高学生表达技能、知识运用技能、人际交往技能以及信息技术运用技能等综合技能。
会计电算化案例可以大量地应用在会计模拟实验中。首先，将教师所提供的会计案例，在手工会计模拟实验室中利用其所提供的凭证、帐本、报表等实验工具进行实验，从而使理论与实际有机的结合在一起，不断发现问题和解决问题，达到举一反三的目的；并且提出最优的解决方案。其次，把手工会计中所用到的会计案例，再在电算化模拟实验室中，利用财务软件再次得以重演，从而使学生进一步了解会计实行电算化的必要性以及电算化给会计领域带来的变革会计案例的选择，应依据会计电算化专业的培养目标、课程内容和教学目的，以及会计案例教学法的特点进行选定。在选择会计案例时应遵循实用性、典型性、综合性原则。在案例的来源上，主要通过一下几个方面：第一、教师通过参加社会实践活动，深入企业，收集实际工作中的案例。也可动员学生参加社会实践，例如，在企业实行会计电算化初期帮助进行软件的初始设置，从而收集会计资料作为教学案例。第二、教师根据教学内容，有关资料结合社会的实际状况，设计教学案例。第三、从有关资料中收集教学案例。象网上下载。第四、建立校际之间的合作，相互交流教学案例。
为了编制案例，有条件的教师可深入企、事业单位和会计事务所等实际部门锻炼或实现社会兼职，在实际工作中收集整理有关资料，编成会计电算化教学案例，充实教学内容，使学生能够更好地使理论与实践相结合。
在会计电算化教学中，社会调查不是可有可无的，而是应该将其作为教学活动的重要环节。调查报告可作为学生课程考察的一个方面。调查内容由代课教师根据课程所学内容进行宏观上的安排，学生根据自身的实际情况做具体选择。不管是会计电算化的系统管理方面，还是具体操作方面，只要做了深入细致的调查工作，都能收到非常好的效果。一方面有利于学生的实践能力的提高，同时可以提供一些好的教学案例，充实教学资源。在时间安排上，社会调查可放在节假日进行。由于目前会计电算化软件或相关软件在企、事业单位和行政管理中使用得已经比较普遍，所以学生做这样的社会调查是完全可行的。
三、合理设置实验、实训课程，加大实验、实训力度。
会计电算化作为一门实用性、针对性很强的应用学科，必须以培养学生的能力为中心来设计其课程内容。特别是高职电算化专业的教学，要加强会计电算化实践设施的建设；强化实验性的模拟教学，适当增加实训课时，选择或自编实用的电算化模拟教材，重视岗前培训，真正提高学生的综合职业能力。
（一）合理安排电算化的实训课程、课时和。
在高职会计电算化专业的课程安排上，存在的是：
第一、电算化课程所占比例太低。
在专业课程中，手工会计占到50％，机课程占到35－40，会计电算化课程所占比例不到15％。大多数学校仅设一门会计电算化课程，课时70－80学时。在有限的教学时间内，学生只能学到一些基本原理和简单操作。根本谈不上系统掌握和熟练操作。
第二、缺乏系统、实用的电算化模拟教材。
针对存在问题，应做到以下两点：
第一、增加电算化课程比例。会计电算化是一门新兴的性学科，它涉及到的会计电算化原理、常用商品化软件的应用、会计电算化系统管理和开发，这些内容绝非一门课程所能包含。电算化课程至少应达到3门，比例在30％以上。
第二、扩充会计电算化实训科目。象基础会计、成本管理、财务管理、财务报表等以前都是手工模拟实训，作为会计电算化专业，必须实行电算化模拟实训。实训教材成为目前这方面的一个障碍。
第三、完善电算化实践教学内容。系统合理的电算化实践教学内容应该包括一下几个发方面：
第一、会计软件的使用（电算化专业学生应掌握至少两种软件的使用）。
第二、数据库语言的基础应用，学生应具备用Foxpro数据库语言编写简单程序的能力。
第三、EXCEL操作和使用，学生应掌握使用EXCEL动态图表的操作。
第四、会计电算化系统的管理。
第五、会计电算化模拟实践。
（二）选择或自编合适的会计电算化实践教材。
实践课教材是决定实践教学质量的关健因素之一，当前市场上电算化会计实践教学教材很少，高质量的更少，而适用于高职学生使用的则是少之又少。为了保证教学质量，应立足于“自编为主，购买为辅”。教材建设可分两阶段进行。首先选择一种较好的手工会计模拟资料，在此基础上进行手工向电算化的转换，使之应用于电算化实践教学；在积累了一定的经验后，组织一线教师编写实训教材，最好是系列化教材。
（三）强会计电算化模拟实验室的建设，保证学生具有良好的实践基地。
大部分类高职院校都有会计电算化专业，而且几乎都具有电算化实验室，但实验能力、实验效果却差异很大。应该说，真正能够完全满足教学需求的并不多。软、硬件滞后于目前实际中的应用，没有完整的会计电算化模拟数据系统，实践过程缺乏系统性等问题并不少见。从教学设施上就无法保证实训需求。
在会计电算化实训室的建设上，应突出仿真性。对学生进行课程实训的主要目的是为了提高其操作技能，提高职业能力。如果实训室能够做到全方位地模拟日后的工作流程，工作环境，职能岗位，会非常有利于实践教学。例如，目前，我校投资约五十万元，正在筹建会计电算化模拟实验室，从软、硬件系统、数据系统、运作过程，都全真模拟。建设报告被有关企业的专家鉴定后，非常赞成这一举措。同时，要考虑功能的全面性和前瞻性、运行的稳定性、结构的开放性、性能价格比等因素。
四、加强校企合作，拓宽高职的办学思路。
学校与企业合作，能够全方位地拓宽高等职业教育办学之路，同时有利于企业的。正如江泽民同志所说：“从学校方面来说，校企合作可以及时反馈需求，增强专业的适用性，从企业方面来说，校企合作可以借用学校的教学力量，提高教育层次，促进成果向现实生产力转变。”
具体到会计电算化的实践教学中，体现为：
第一、校企结合有利于学校了解企业对电算化人才的需求状况。
进一步有目的地培养人才。从教育产业的角度来看，学生就是学校的“产品”，而企业是这些“产品”最终的消费市场。学校必须时时明确来自“市场”的需求。在这次我校拟建会计电算化模拟实训室的过程中，我们几个专业教师先后走访了八家大中型企业，了解到目前企业对于会计电算化人才的需求状况；企业目前会计电算化的发展状况；企业对我们拟建会计电算化实验报告的宝贵意见。这些对我们加快会计电算化实训室的建设，实施会计电算化的教学改革提供了宝贵的信息资源。
第二、与企业开展合作，有利于开辟多种办学途径。
使高职学校教育和职业社会培训相辅相成地同时蓬勃发展。通过社会培训可以及时反馈社会需求，以便及时调整学历教育的教学内容和，促进特色课程和教材的完善，并推进专业结构的优化和新专业的设置。学历教育的系统性和规范性，可以不断提高社会培训的职业教育层次，使学生不仅掌握熟练的职业技能，而且具备适应职业变化的能力。
合作途径主要包括一下几个方面：
第一、和软件生产或经销公司合作，利用学校的教育资源和实习基地，进行会计电算化初、中、高级培训。生源除本校学生外，还可以面向社会招生。
第二、和企业合作。学校可以派专业教师深入企业实际，进行学科调研。及时了解电算化软件在实际应用中存在的热点问题，以便更好地组织教学；同时，教师可以将收集到的资料编写成案例，进行案例教学；或者，以一个企业的电算化业务为实例，编写系统的实验教材。
机电一体化课程设计案例范文3
关键词 电气控制 PLC 工程案例式
中图分类号：G424 文献标识码：A
0 引言
目前，企业对高层次电气自动化技术人才的需求量也急剧增大。电气工程及其自动化专业主要培养在电气工程系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理等领域从事研发、运行操作与管理工作的高级专门人才。
随着生产自动化程度日益提高，可编程控制器（programble logical control，简称PLC）在工业自动化控制的各个领域得到了极为广泛的应用，因此在专业课程体系中设置了“电气控制及PLC技术”课程，是一门理论与实践结合、应用性和工程性很强的课程。
本文针对“电气控制及PLC技术”的特点及培养目标，总结以往的教学经验，选择了“工程案例式”教学法，以部分学生进行个别工程案例的试验教学，产生了明显不同的教学效果，因此，此种教学方法很有继续研究实施的必要性。
1 “工程案例式”教学法简介
案例教学法（case methods of teaching）作为一种教学方法的形成和运用，我国于20世纪80年代开始引入管理案例教学法，列入了各高校的教学改革计划，但工科类课程工程案例教学还不太多。广西工学院的李冰研究了工程案例教学在“机械工程测试技术”中的应用；郑州轻工业学院的张勇等人研究了工程案例在电类专业实践教学体系中的应用，他们的研究为工程案例教学法在工科推行奠定了基础。但工程案例教学在“PLC技术”教学中应用的研究很少见，仅在类似关联课程提到，例如蔡志兴的部级精品课程《智能控制》中提到“采用案例式教学方法对提高学生工业控制的工程应用能力有很好的效果”，但在课程内容安排上仍然偏重于先前的项目式教学法，并没有体现具体的工程性质的教学方案。
2 “工程案例式”教学法设计
传统的PLC技术及应用课堂教学以讲授各章节的理论知识为中心，学生以学习理论为主，对工业电气工程中的实际应用能力缺乏训练，学生难以建立“工业工程控制系统”的概念，缺乏工程应用能力。
针对学生入职后存在的“工作岗位适应性差，缺乏工程实践能力”等问题，围绕着提高学生工程应用能力的目标，拟通过工程案例呈现工程现场所遇见的真实实际问题，带动基础知识学习的同时，激发学生的学习兴趣，锻炼学生的工程应用能力，最终培养出能够进行专业的PLC自动化工程项目设计、编程、调试、维修技术的高技能人才，能直接为企业所用的“成品”人才。
通过行业、企业调研，PLC目前广泛应用在自动机床控制、机电产品生产工艺过程控制、采矿和冶金工业控制、化工生产过程控制、轻纺生产控制、锅炉和水塔控制中、木材加工控制、交通运输以及市容市貌装饰等方面，综合以上企业需求，本项目拟制定8个相对应的工程案例（图1所示），通过这些工程案例的学习，使学生具备三个课程面向的岗位所需的三个核心能力为：（1）PLC系统运行、维护、调试和系统设计能力；（2）PLC系统设备安装调试、运行、维护和设计的能力；（3）PLC相关设备销售及售后服务的能力。
PLC技术在工业控制领域应用得越来越广泛，主要根据浙江经济类型选择了以下应用领域作为案例对象，其中8个案例涵盖了学生的就业范围，也可以满足课程三个核心能力要求的学习。
在以后的项目研究中再对此8个案例进行细化，使其进一步符合工程案例的4个要求：（1）目的性——案例教学的目的是为了让学生理论联系实际，通过案例让学生掌握基本的原理和概念，提高发现问题，解决实际问题的能力。（2）真实性——案例中一定要包含相应行业的现场要求及行业控制特点，与实际工程设计要求吻合，有助于学生工程应用能力的真正提高。（3）启发性——一个好的案例需要蕴涵一定的问题，能启发学生思考，发现多种解决的途径。问题越诱人深入，越能够给学生留下较多的思维空间，教学效果越好。（4）生动性——案例必须生动活泼，引人入胜，这样才能引起学生的兴趣，以便展开深入的思考。
3 结束语
根据课程现状，采用工程案例式教学方法，培养企业需求的人才，提高学生的企业工程应用能力，与企业要求实现无缝对接，培养出能够进行专业的PLC自动化工程项目设计、编程、调试、维修技术的高技能人才，能直接为企业所用的“成品”人才。
参考文献
[1] 张永华.应用案例教学法提高大学生工科素质的探讨[J].云南农业大学学报，2012.6（1）.
机电一体化课程设计案例范文4
一、前言
随着“中国制造2025”的推进和宁波市成为首个试点示范城市，智能装备人才需求旺盛，机电系统综合设计能力要求日益突出。社会对掌握机电一体化综合系统设计能力人才的需求日益扩大，要求也越来越高。PLC机电控制系统设计课程是培养该项能力的主要载体课程，强调实践动手能力的培养，主要以案例教学为主。高双喜提出在PLC教学中采用一体化案例教学，并取得了良好效果；朱媛在《机电电气控制与PLC》中从教材内容、教学方法与教学手段、师资队伍等方面进行探索并提出一些有针对性的解决方法；王宏伟在PLC教学中采取了“案例教学和启发式”教学方法，并强调在实验中培养学生的??造性和动手能力，并取得了较好的效果。但是他们采取的案例也是离散化的简单案例，与实际应用的PLC机电控制系统项目比较远，学生无法获取整体项目开发的设计能力。因此，本文结合我校的实践教学课程改革，在PLC机电控制系统设计课程中引入了基于项目的课程教学模式，从教材编写、教学过程和考核方式这三个方面进行改革，研究实践性创新人才的培养方式。
二、教材编写
原有的教材主要以PLC基本原理、程序指令说明、范例等内容组成，由于学生在之前已经经过了《机电控制与PLC》课程的学习，掌握了PLC相关的基础知识，因此在本课程的教学中主要让学生掌握应用指令和实际项目开发能力。现有的教材采取自编，全部由案例组成，包括两个部分：第一部分是应用指令部分，从实际的工程应用项目出发，选取应用指令的典型范例，在实例中让学生掌握应用指令；第二部分是PLC机电系统项目部分，从课题组教师近几年的实际开发项目中选取了4个典型的PLC机电控制系统工程实践，包括自动卷簧机的设计与分析、自动磨削机的设计与分析、阀门气密性检测流水线控制与设计、整流器自动装配线设计与分析，每个项目包括工艺分析、方案设计、元件选型、IO分配、PLC流程图、编程调试等模块。为了防止学生对相关基础知识认知不够，把对象PLC、触摸屏的datesheet作为参考教材，让学生在学习中学会自我查找答案。
三、教学过程组织
整个教学过程组织包括典型项目、工程实践项目分析、项目开发和项目答辩：在课程初期，从教材中选取包括典型指令应用的项目进行教学，让学生掌握相关的指令及如何应用的地方；在课程中期，提出典型案例的工况，让学生分组学习，进行工艺分析、项目方案制订等；在课程后期，学生进行程序编写、调试，完成大作业，包括设计文本、源程序等，并最终进行答辩。对于实践性课程来说，最好的教学方式就是1对1的教学，但是由于现实情况的限制，无法做到1对1的教学，因此在教学方式上采用“学为主，教为辅”的方法。对于应用指令部分的课程，在授课时先提出目的和过程，然后让学生自学相关资料，在这个过程中如果有问题，学生可以随时举手，进行单独的授课指导，从而达到部分1对1的教学目的，并且在这个过程中收集学生提问的各种问题，在课程快结束时进行总结。对于PLC机电系统项目部分的课程，如图1所示。在教师分配完项目以后，学生进行随机分组，按照教师布置任务学生课外查资料学生课内讨论学生确定内容教师再布置任务的循环方式，在讨论环节教师对单个小组进行提问和指导，把握整体的课程进度。
四、考核方式
实践性的课程用大作业的方式能体现学生的知识掌握能力，但是在布置大作业的时候，为了避免部分学生浑水摸鱼，靠抄了事，本课程实施了如下的复合考核方式，实施过程如图2所示：（1）平时成绩35%，包括学生出勤率、回答问题的情况；（2）大作业报告35%，包括文字排版、分析的过程、电气图纸、程序等；（3）答辩30%，从每组学生中让他们自我推荐一个，然后教师再从平时小组表现好的人中临时指定一个，两个人的答辩成绩的平均分作为小组的答辩成绩。这种的安排，目的有两个：（1）好的学生会督促学困生进行学习、复习；（2）学困生也有压力担心自己答辩程序会影响整体成绩，因此会努力学习。
机电一体化课程设计案例范文5
0引言
电子商务课程的教学目的是让学生掌握电子商务活动的整体框架，可以用所学知识去分析和解读各类型电子商务活动的运作规律，具备进行电子商务业务活动的能力。这要求电子商务课程的设置不仅需要理论知识的传授，更需要实践案例的启示。自案例教学在哈佛大学法学教育中取得良好成效后，这种教学方法已经逐渐被各个学科广泛采用。而传统的案例教学大多是由教师进行案例的选取、设计和讲解，缺乏学生在各个环节的参与，不能充分调动学生的积极性。尤其是在案例的设计阶段，往往是教师提供既定案例，不利用学生自主学习能力的培养。实现案例教学从传统授课模式到互动模式的转变，成为亟待解决的重要问题。
互动案例教学可以理解为互动教学与案例教学的结合方式，需要学生积极参与到案例教学的各个环节，注重教师与学生以及学生之间的有效互动，从而实现教学相长和理想的教学效果。这种教学模式一方面可以通过创建利于合作的学习情境，提高学生的思考和实践能力。案例教学中各个环节的互动需要学生之间形成学习共同体，深入思考电子商务企业的实际运营状况。另一方面可以通过深入了解学生的认知结构，提升教师的教学水平。教师与学生之间的有效互动能使教师全面掌握学生的学习情况，并对教师知识结构、工作态度和教学水平有更高层次的要求。可见，在电子商务课程教学中实施互动策略，可以弥补传统教学方式的缺陷，具有明显优势。在此背景下，明确电子商务课程互动案例教学现存的障碍，设计贯穿于案例教学各个阶段的多主体互动模式，?S富完善案例教学系统具有非常重要的研究意义。
1传授式案例教学到互动案例教学的障碍
囿于传统教学模式的局限，案例教学要实现传授式向互动式的演进存在着多方面的障碍，主要体现于以下几个方面。（1）案例选取方式的局限。教学案例是案例式教学方法中的重要载体，也是实现课程目标的重要保障。现有电子商务课程案例的选取大多是教师指定，缺少学生在案例设计环节的参与。案例大多来自于电子商务相关教材和共享案例库，往往是基于授课式案例教学编写的，很难满足互动式案例教学的需求。（2）忽视对学习过程的成绩评定。对学生成绩的考核已经呈现出关注平时成绩的趋势，但仍然缺乏对于学生参与教学互动的评价和重视。高等院校对学生成绩的评定大多是期末成绩与平时成绩相结合的方式，这种成绩评价模式使学生将更多的精力投入到期末考试中，对平时课程学习和课堂互动参与的积极性不高。（3）缺少有效的互动机制。互动案例教学在电子商务课程中的顺利开展不仅需要从理念上摒弃仅重视课程讲授的授课式教学范式，更需要在实践中构建有效的互动机制。目前多数案例教学中还未构建涵盖互动主体、互动渠道、互动情境等要素的互动机制，是阻碍互动案例教学实施的重要原因所在。（4）学生学习的自主性欠缺。以期末考试成绩为主的成绩评定方式下，学生学习的重点是课堂听讲、记笔记、备考，仍停留在被动学习状态。在这种学习下，学生很少主动检索和梳理学习资料，进行课堂外讨论和延伸学习的积极性欠缺，不利于其互动角色的确立和互动案例教学的开展。而案例教学不是单纯的教授法，它是以学生行为转变为条件的，如果学生仅以旁观者角度置身教学过程之外，案例教学也就失去了意义。
2互动案例教学在电子商务课程中的实施环节
2.1案例设计环节的互动策略
案例教学效果如何，很大程度上取决于案例的选取与设计。学生在案例设计环境的充分参与是互动案例教学的关键，也是其与传授式案例教学的最显著差异。传统的授课案例教学大多仅关注学生在案例讨论环节的互动，忽视了案例的选取和构建也需要学生互动作用的发挥。案例设计环节的互动参与可以解决现有适用案例匮乏的有效方式，丰富电子商务课程的案例库。
学生在案例设计环节的互动参与，可以通过以下几个方面来实施。（1）不局限具体案例题目，而是提供选题范围。既定的案例题目不利于学生充分发挥自主性，不能有效激发学生兴趣。可以根据电子商务的教学大纲，仅给出一定的选题范围供学生参考，预留出思考和选择空间，让学生从大量的电子商务企业实践中充分挖掘自身兴趣点。比如根据电子商务活动的类型，让各个小组从B2B、B2C、C2C等电子商务企业中自主选取某个具有代表性的企业进行研究；再如可以让学生从网络营销、电子商务物流、社会化电子商务等电子商务研究中的不同方面，选取成功或失败的企业案例进行研究。（2）采取集体探讨的方式，使每个学生都充分参与案例设计过程。将学生分为若干团队，以小组学习、研讨的方式完成案例的选取和讨论。小组作业的方式可以加强学生直接的交流与沟通，避免了个人作业缺乏互动的弊端。要求学生在小组作业中，注重分工与整合两个方面，一方面将案例企业的研究划分为若干内容来进行分工，另一方面更要进行分工后的整合，提升学生在整合中的互动交流。（3）通过团队负责人与教师的多频次沟通，进而确定案例具体题目。对于具体题目的选定，由团队负责人在小组集体研讨的基础上，与教师沟通后确定。教师在指导学生进行案例分析时，应始终以学生为中心，在以人为本的教育理念下落实学生的主体地位，激发学生内在潜力。并在团队讨论选题遇到困难时，及时予以指导，使案例选题与设计顺利进行。
2.2案例讨论环节的互动策略
案例讨论环节是互动案例教学中互动程度最高、参与主体最多的环节。目前教学课堂互动中，大多只有少数学生大胆发言，多数学生缺乏发言积极性，需要教师点名后才发言。针对这种现象，在电子商务课程的教学实践中可以采用以下几个方面的互动策略来保证课堂讨论的顺利开展。（1）以小组作业汇报的方式，促进团队讨论成果的分享。引导学生基于小组讨论的成果，进行课件展示和讲解，实现不同团队之间的互动。在小组作业的汇报中，既要有典型的实践案例，又要结合电子商务方面的相关理论，使学生的理论学习与实践探索相结合。鼓励学生在案例设计和解析中适当增加故事情节，以激发学习兴趣。（2）通过预定点评与即兴点评相结合，扩大学生的讨论范围。对小组汇报的情况，由事先安排的点评人和课堂临时指定的点评人分别进行评价，提出案例解析中可以借鉴的优点和有待改善的空间。从而使学生不仅关注所在团队的案例，又能多了解和学习其他团队的案例，促进相关知识的关联，形成对电子商务活动的系统性认知。（3）引导学生进行延伸讨论，使案例思考更加深入。在小组汇报结束后，教师根据案例解析内容引导学生进行更加深入的思考，安排延伸讨论和课堂辩论时间。在自由辩论时，学生的发言有可能比较零散，教师应发挥督导作用，引导讨论问题的适度延伸。
2.3案例反馈环节的互动策略
传统的授课式案例教学往往在课堂讨论和点评后结束，而互动案例教学需要将教学互动延伸至案例修正阶段。实时反馈与评价互动可以激发学生的参与积极性和强化教学效果。首先，学生根据课堂上教师与同学的点评，通过小组讨论进行案例的初步修订。然后，提交修订稿，教师根据学生案例修订的情况做出进一步反馈和合理化建议。通过多次师生间沟通和小组成员互动，最终完成案例的修正。对于其中的不同意见，由教师与学生共同讨论商定。案例完善的程度记入课程考核，作为评定学生成绩的依据之一。基于以上分析，本文构建了电子商务课程互动案例教学的基本模式（如图1所示）。其中，对于双导向互动情境、跨层次互动主体和多元化互动渠道方面的条件，在下文进行分析。
3电子商务课程互动案例教学的条件创造
3.1营造合作导向、学习导向的互动情境
良好的互动氛围是实现互动案例教学顺利开展的重要条件，也是学生在案例教学各个环节积极参与的互动情境。互动情境的创设应使教学双方融入其中，主动参与到各阶段的沟通和交流中。创设时应注意两个导向：一是合作导向，通过创造民主、开放、平等的课堂环境，建立良好的师生关系来促进学生在学习过程中的合作。这种合作意识体现于学生之间的合作，在案例讨论时建立团队合作精神，协力完成案例设计、展示和修正；还体现于与教师的合作，积极与教师沟通互动，在教师建议下进行深入思考。二是学习导向，通过巧设问题来激发学生的学习兴趣。例如，在电子商务物流的学习中，提出让学生设想自己成立一家电子商务企业时会采取什么形式物流方式的问题，从而使学生进入探索问题的情境中，进而在具体企业实践中挖掘典型案例。
3.2明确跨层次的互动主体
电子商务课程互动案例教学的主体存在于多个方面，既包括教与学的不同层面，也包括学生、团队和教师的不同层次。跨层次主体间的互动存在于学生之间、学生与教师之间、不同团队之间等多个复杂交错的互?庸?程中。明确跨层次的互动主体，并在各个环节对不同主体间的互动有所侧重，是案例教学有效互动的保障。在案例设计环节，应侧重教师与学生的互动，通过双向互动保证案例选取的典型性和合理性；在案例讨论环节，应侧重不同团队之间的互动，通过解析与点评相结合，使学生对课程的学习不会被小组选题所局限；在案例修订环节，应侧重小组成员之间的互动，通过整个团队对课堂点评的反思，对案例进行完善和修改。
3.3创建多元化互动渠道
机电一体化课程设计案例范文6
摘 要：基于培养创新型人才的目的，本文以机械设计基础为例，从课程设置、课程内容、课堂设计以及考核方式等方面介绍了如何设计说课，这对提高教师的素质以及教学团队建设具有极大的帮助，并能提高机械设计基础课程教学质量。
关键词 ：机电一体化专业 机械设计基础 技工院校
说课有利于老师之间进行交流学习，有利于提高老师的教学质量，有利于促进教学改革等。为此，本文以机电一体化专业为基础，基于培养创新型人才的目的，从三个方面介绍如何进行机械设计基础说课设计。
一、课程设置
1.课程性质
本门课程是基础课程，学生在对本门课程学习后，能够掌握机械基础知识，比如让学生了解一些常见机械的构成特征、常见机械设备的工作原理等，为学生学习机电一体化其他课程奠定了基础。
2.课程地位
本门课程的前置课程有工程力学与机械制图等，学生通过学习这些前置课程，能够识别基本的机械零件图样，了解机械零件材料特性，会进行简单绘图等。这些都为学好本门课程奠定了基础。此后，本课程为机电一体化专业学生进行机械设计实训、电动机实训等实训课程提供了理论基础。总而言之，机械设计是一门承前启后的课程，在机电一体化专业中具有重要的地位。
3.课程目标
学习本门课程，要求学生实现三大目标：
（1）知识目标领域，要求学生了解机械设计的基本要求，熟悉一些常见机械设备的工作原理。
（2）能力知识领域，使学生掌握机械零件的结构以及制动原因，使学生掌握简单的机械传动装置的设计。
（3）素质目标领域，培养学生爱岗敬业、勤劳苦练的优良品质。
4.教材选择
对于技工院校一体化专业，笔者推荐选择国家规划教材，课外一些资料多登录国家精品课程资源网上下载资料进行学习。
二、课程内容
基于培养创新型人才，机械基础设计课程应该根据机电一体化专业对培养学生职业能力的要求，突出提高学生技术应用能力以及创新能力。
1.理论知识的安排
机械设计基础课程中计算公式比较多，但是实际案例比较少，而且实际案例还比较陈旧。因此，在实际教学中，可以选择机械行业零部件设计为主线，来优化本门课程的理论知识内容，教学过程中多举例，多安排机械设计习题，让学生在实际设计中提高机械创新能力。
2.课程设计内容
现在技工院校机械设计基础课程中的课程设计内容大多选择减速器为对象，并且在课程设计内容中设定好了设计数据与方案，学生在进行减速器设计时，只需要按照设计思路进行，这种课程设计说到底还只是对以前学过的知识进行再一次巩固罢了，很难提高学生的创新能力。为了真正提高学生的创新能力，在毕业前半学期，笔者安排给学生一个课程设计内容，要求学生利用剩下的半学期完成一个创新发明型任务，为了减轻学生的压力，课程设计任务可以只要求学生提出设计思路，发明创新点或者发明价值。
三、课堂设计
1.教学内容的重点与难点
本门课程的教学重点是常用机械设备的工作原理、结构特征，常用零部件的设计原则与方式等。教学难点是常用机械设备的工作原理、齿轮与轴等不标准零件的设计方法。
2.教学方法
本门课程教学可以采用多媒体教学法、案例导入教学法、模型演示教学法、同类比较教学法、启发教学法、现场教学法、分组讨论教学法等。比如在讲授牛头刨床以及轮系变速动画等知识时可以利用多媒体教学法；讲解连杆机构时可以应用案例导入教学法；在剖析机械零部件时，可以利用模型演示教学法；在讲解不同传动时，可以利用同类比较教学法；对于一些相关联知识可以利用启发式教学法，由旧知识引入新知识；可以视条件应用现场教学法让学生直接到实训现场观摩机械的实际运行过程；分组讨论法则是组织学生共同分析问题与解决问题。
3.考核方式
当前大多技工院校机械设计基础课程的考核方式采用理论笔试形式，这并不能真实反映学生的创新能力。因此，需要对课程考核方式进行改革：笔试考核环节，可以多增加设计类知识；讲授完一个主要零件的时候，可以留下一个大作业，即要求学生上交一个设计性作业，提高学生的设计创造性。特别地可以安排一个课外机械创新训练，采用考核的方式要求所有学生都参与这个课外机械创新训练。
4.教学质量监控
老师可以要求学生课前进行预习，对于课前预习，老师可以不定期进行抽查，比如随机抽查学生，让学生面对全体同学讲解课前预习。老师可以对学生在课堂上听讲情况进行监控以及对课后作业进行质量监控等。
参考文献：
