机电课程设计总结范文1
《机电一体化产品设计》课程学时一般为32～40学时（不同学校安排也许存在一定差异），该课程涵盖其他课程教学内容较广，学科知识较杂，因此要教好这门课程存在较大的讲授难度，对教师的教学方法和教学水平提出了较高的要求。本文根据该课程的特点以及讲授该课程多年的教学经验，典型机电一体化的产品开发流程如图2所示，在教学内容上，针对典型机电一体化产品的开发过程，提炼出机电一体化产品中的共性特点，以某型号的典型机电一体化产品作为经典设计案例来进行讲解。比如以某型号的数控机床为例，先在课堂上组织学生们进行研讨，共同提出该机床的设计总体目标，由设计目标和设计功能出发来构建针对该型机床的功能分解组建功能树，根据功能分解的结果来构建该型号机床的形态学矩阵，并由形态学矩阵来遴选出该产品的原理方案设计，由原理方案设计然后组织同学进行分组的结构方案设计，而具体的结构方案设计内容可以作为课外作业或者讨论课内容组织学生在任课老师的指导下来完成，其中通过对该型机床的机械部分的设计和选型、控制系统的设计和选型、驱动部分的设计和选型以及传感器部分的设计和选型用近乎实战的要求来完成课程各个部分内容上的讲解和分析，教学内容的这种改革能够激起学生较大的参与热情，同时也有具体任务的安排能够让大部分同学获得较大的参与度加入团队协作。该课程的教学方法可以总结为“以典型产品为主线、由点及面的教学方法”，通过这几年的教学方法改革和实践，在该课程的教学上以及教学内容的安排上深受学生好评，同时也取得了相当不错的教学效果。
2．课堂教学手段改革
课堂的教学手段上，和传统的课堂授课方式有较大的区别，基本采用多媒体讲授、课堂讨论、分组协作设计、课外实践等几个部分，多媒体讲授主要针对典型机电一体化产品的结构特点，分数控机床、机器人、汽车自动电子系统、家电等产品进行设计过程和设计方法的讲解。课堂讨论主要是针对不同类型的机电一体化产品的功能树的建立和形态学矩阵的构建等内容上，充分发挥和调动学生的参与热情，来完成对某类型的机电一体化产品的原理方案的设计。分组协作设计是在既定机电一体化产品的原理方案完成的基础上，按照学生的设计兴趣和专业特长进行分组结构方案设计，在结构方案设计中，因为各个设计小组的相关模块的结构方案设计会互相存在有交叉，因此各个设计小组的设计结果和设计过程要经常进行交流和探讨。课外实践环节是根据课程的知识要点和设计过程提供给学生的一个实际动手操作的一个环节，该环节一般以单片机或者PLC作为控制器的小型机电一体化产品，比如各种类型的小型机器人的设计等等。通过项目实践让学生更好地对课程知识有一个巩固和消化的过程。学生的最终成绩考核在这几个环节中由指导老师来进行评比和打分，而不仅仅依靠一张试卷和课堂表现来评分，更好的考核了学生的总体素质和综合能力。
3．课外实践项目改革
为了更好的课程内容教学，结合江苏科技大学每年一届的大学生科技创新计划项目申报，组织学生参与和开展各种单片机和PLC控制的机电一体化产品设计。这些作品都是本科生结合课程内容以项目分组形式分工协作制作出来的，这些作品在江苏省大学生机械创新大赛中荣获多次二等奖和三等奖的奖励。
4．总结
机电课程设计总结范文2
关键词：工作过程；汽车电器设备检修；课程设计
中国分类法：G423
1 引言
根据我国的国情，高职高专的课程改革势在必行，这样才能比较有效的提高高职高专学生的动手能力，这也是改革的最终目的。对汽车类的高职学生来说，对其动手能力的要求更高，这就要求课程改革一定要到位，能够达到提高学生动手能力的最佳效果。下面就以汽车类高职高专的一门核心课程――汽车电器设备检修的一个任务单元――汽车交流发电机的检修为例介绍基于工作过程的课程改革的设计方法。
2 学习情境与任务单元的设计
将汽车电器设备检修这门课程设计八个学习情境，分别为：蓄电池的检修；交流发电机的检修；起动机的检修；点火系的检修；照明与信号系统的检修；仪表与报警系统的检修；安全与舒适系统的检修；空调系统的检修。每个学习情境又下分几个任务单元，比如交流发电机的检修这个学习情境，分为如下的5个任务单元：转子总成的检修、定子总成的检修；整流器的检修；电刷组件的检修；带轮与风扇的检修。
3 课程的实施过程
3.1 案例导入
实际的案例的导入，充电指示灯常亮的原因是什么？经过分析，最可能的原因是交流发电机出现了故障，就需要对交流发电机进行相应的故障诊断。因此我们要进入第二步教学的实施过程――相关知识的学习。
3.2 相关知识的学习
交流发电机的总体结构，由下列部件组成：转子总成、定子总成、整流器、电刷组件、带轮与风扇，各个部件的作用如何。
交流发电机的工作过程：磁场的产生、整流过程、励磁过程。
这部分的学习主要是通过教师的讲解来完成，教师可以借助现代化的教具，比如多媒体来完成这部分的教学工作。
3.3 示范教学
教师通过实物示范描述交流发电机的工作过程并拆装各组成部件，之后示范交流发电机的故障诊断的方法。下面简单介绍一下交流发电机的故障诊断方法。
3.4 小组实施
学生分组讨论、分析、总结，教师跟踪释疑。学生首先对交流发电机进行拆装操作，在拆装过程中，使学生掌握各个组成部件之间的位置关系，同时进一步掌握各个组成部件的作用。然后再进行故障的诊断，要求学生能够正确使用故障诊断的工具，也能够根据所测得的结果判断出交流发电机具体出现什么样的故障或者是正常的。同时学生在实施过程中要相应完成任务工单。
3.5 师生点评
学生完成任务工单，小组自评、互评，教师进行总评。提出本次任务完成的总体效果，学生之间进行自我评价与互相评价，优势都有哪些，以后继续保持，不足有哪些，加以改进。这样更加有助于学生对所学内容的掌握，而且可以为提高学生实际操作动手的能力提供一个学生自己反思的过程。教师进行的总体评价可以让学生更进一步的知道自己以后应该如何去做，动手能力会得到更进一步的提高。
机电课程设计总结范文3
（重庆三峡学院 重庆 404000）
摘要：针对单片机实训体系存在的理论与实践脱节、缺乏工程应用能力培养等问题，本文介绍了相关的改革情况。采用项目化模式组织理论教学和工程开发模式组织实践教学，将理论教学与实践教学紧密结合起来；改革单片机课程设计模式，增加课题宣讲、系统验收答辩等环节，促进学生动手能力及自主学习能力的培养；组建单片机兴趣小组及与大学生创新性实验的结合，促进课内外单片机学习的良性互动。实践证明，单片机实训体系的多层次多模块改革，提高了学生的应用能力及综合素质，改革经验具有一定的推广价值。
关键词 ：单片机实训课程；教学改革；应用型人才
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2015）02-0060-04
作者简介：谢辉（1969—），女，硕士，重庆三峡学院教授，研究方向为工业测控系统的教学和研究。
基金项目：重庆市教委教改项目“单片机课程‘项目导向型’教学模式的研究与实践”（项目编号：113013）；重庆三峡学院教改项目“应用本科单片机课程实训体系的教学改革”（项目编号：JG120668）
一、现代工程对应用型人才的要求及现行教学模式的不足
现代工程对应用型人才的工程素质与实践能力的要求不断提高。工程素质是一个技术人员创新意识、团队意识及知识技能等的内化表现，实践能力则体现为一个技术人员分析问题、解决问题的外在执行力，二者相辅相成，是应用型人才培养的重要指标。高等院校工程教育是培养造就合格工程师的主渠道，需要每门专业课程理论与实践的有机联动，特别是实训课程的系统化培养。
单片机是现代测控的核心。“单片机原理及应用”是电子、机电等专业的一门重要的专业基础课，同时也是一门软硬件技术结合紧密、理论性与实践性强的课程。特别是单片机实训课程，是对学生进行专业的技能训练，巩固和加强所学理论知识，培养学生动手能力和工程素质的重要环节，与单片机理论课程具有同样重要的地位。
“单片机原理及应用”课程在我院开设多年，虽实践教学经验较丰富，但单片机实训课程体系还存在着很多问题，主要体现在以下几个方面：
第一，单片机实训课程与理论教学结合不够紧密。目前的单片机课程教学仍主要注重理论知识的传授，课堂教学以单元章节划分知识体系，课内实训以验证性实验为主，学生无法将理论知识与实训有机地结合起来。到了课程设计阶段，学生很难对实训课题有一个整体性的认识，不知道软硬件如何分工，如何开展模块化程序的编写。许多时候课程设计变成了教师做课题，学生只能做简单的电路焊接、程序录入等工作，没有达到培养学生应用能力的效果。
第二，实训课题与生产实际结合不够紧密。课程设计是学习单片机系统设计与开发的综合过程的重要环节，实训项目应该与生产实际紧密联系。但目前绝大多数的实训项目都主要停留在理论分析、绘制原理图、编写程序及电路板焊接等方面，对单片机系统在生产实际中可能遇到的重要问题如故障排查、系统优化、抗干扰、性价比等很少涉及。
第三，对学生实践能力与创新精神的培养不足。工科的学生最重要的专业素质就是实践能力与创新精神。单片机课程实训涉及电子、传感、程序设计及系统集成等多方面的知识，是培养学生专业素质优质的载体。但由于现行课程体系的条块分割，课程实训没有与课外实践及相关课程知识进行有机衔接。为保证课程设计在规定的学时内完成，实训项目往往省略了文献资料查阅、设计方案论证、任务分解及答辩等诸多步骤，直接给出一个可以完成的任务。这样，学生的实践能力很难有实质性的提高。
总体来说，现行单片机实训课程任务较单一、考核不够全面，对学生应用能力的培养还停留在较低的层面上。为促进学生实践动手能力的培养及工程素质的提高，单片机实训课程改革十分必要。
二、单片机实训课程体系的改革
单片机课程实训体系的改革，最重要的是通过理论课程学习及实践项目训练，使学生能站在工程应用的角度，更深入地理解单片机的理论知识，掌握单片机系统的开发流程，提高分析问题解决问题的能力，最根本的目的是培养良好的职业应用能力。为此，实训课程的改革主要做了如下几个方面的工作。
（一）项目化教学模式的构建
打破传统的理论教学与实践教学相分离的教学模式，将单片机课程规划为基础知识、单元技能及综合能力三个层次，采用项目化教学模式组织理论与实践教学。
根据电子信息应用本科的人才培养定位将课程内容进行优化重组，精心编选了6个非常贴近实际的工程项目，编写出版了相应的单片机项目化教材。每个项目就是一个相对独立的单片机应用系统，包含单片机的一个或若干个知识模块，从实现实用性、能力化的教学目标；每个模块又由一个或多个任务组成，将单片机应用技术的知识点、能力点加以整合和重组，贯穿在以职业能力培养为核心的工程项目中。
课程教学按照工程项目开发的模式，即“项目提出模块分解任务完成项目总结”的流程进行。如“单片机最小系统”项目是让学生理解单片机内部结构和最小系统的的简单应用，又将其划分为“51单片机初步认识”、“最小系统构成”、“流水灯控制器“、“简单程序设计”等几个主要任务，每一个任务就是一个或几个项目知能体系指标的具体体现。通过实物演示、多媒体授课及实验室任务程序的调试运行，将单片机理论教学与实验教学紧密结合。在每个任务的完成过程中，还有意识地通过实验思考题的形式引导学生进一步探索。如“彩灯控制器”，除常见的流水、追逐、跳跃等基本控制效果外，还引导学生思考多重跳跃、旋转及不规则闪亮效果，进一步思考更多LED组成点阵的控制方法，更深一层地思考I/O口不够用时的接口扩展问题及延时时间的控制问题；鼓励学生通过钻研教材及课余查阅资料提出想法，并将想法变成可行的系统设计框图；对一些技术难点留到课程设计阶段进行论证与解决。
（二）工程实践型课程设计的开展
课程设计是工科专业培养应用型人才的重要手段，也是单片机实训体系改革的重要环节，其主旨就是加强实训课题与工程实践的紧密联系，真正培养学生具备单片机系统设计开发的基础能力。课程设计改革主要做了课题论证宣讲、过程指导改革、规范设计报告及答辩验收等几个方面的工作。
1.实训课题论证与方案宣讲
课题论证是工程项目开发的一个重要环节，方案的优劣直接关系到后续开发难度、售后维护及产品性价比。在前期项目化教学的同时就有意识地引导学生开展横向与纵向的知识扩展，为课程设计做准备。如“数字电压表设计”横向的知识扩展包括不同种类A/D转换器的选择、显示器及键盘设计方案的比较，纵向的知识扩展包扩电压表量程的切换、电压表到万用表的转换，其他非电量，如温度、流量、湿度、压力的检测，从单机仪表到组网仪表的扩展等。在学生具备一定理论知识水平与实践能力的基础上，教师提出课程设计的要求，并给出相应的实训指导书，鼓励学生开始项目化小组筹备，寻找感兴趣的课题。教师指导学生到专业网站查阅资料、下载模块。必要的时候，还可以思考题的形式让学生写一份相应的文献综述。
课程设计阶段的第一个任务就是实训课题方案论证，要求以小组为单位充分讨论，进行一次公开的课题论证宣讲。宣讲内容主要包括设计方案选择、设计框图、系统原理说明、拟达到的技术指标及及拟解决的关键问题等。教师会在此过程中检查学生的前期准备工作，包括相应芯片数据手册、设计参考范例等，指出设计方案的优点及不足，对可能遇到的设计问题给出参考意见，要求针对方案宣讲中发现的问题再修改整理。如常做的“温度控制系统设计”，要求每个课题组明确控制背景、控制精度，进而选择合适的温度传感器与A/D转换器，鼓励学生选择性价比高的芯片，如内置A/D转换器的单片机，串行总线传输的小尺寸贴片封装的芯片，或一体化的数字温度传感器等，提示学生注意温度是大惯性控制量，需要一定的算法处理以提高控制精度。通过课题论证宣讲过程的训练，可让学生切实感受到工程项目开发的严肃性及系统性，意识到前期准备及系统规划的重要性，从而更全面深入地思考与解决问题。
2.项目化小组的开发过程训练
课程设计以贴近实际的项目化小组的方式开展。根据课题工作量的大小及各自的兴趣爱好，3~4人组成一个项目小组进行系统设计，包括硬件原理图设计、控制程序编写及调试、系统仿真验证及实物制作等。项目小组的形式既能发挥不同学生的能力优势，又有利于锻炼学生的团结协作及产品竞争意识。课程设计强调系统的整合及实践能力的培养，如管理程序编写、系统调试、故障排查、性能优化等，使其更贴近工程实践的开发过程。整个课程设计过程给予学生充分的自主学习与实践探索的机会，从而最大限度地调动学生的学习积极性，教师主要起到启发、把关和解决一些棘手问题的作用。对学生解决不了的难题，教师提出自己的观点和看法，必要时指导学生进行软硬件调试，观察实验现象，从而引导学生向正确的方向发展。如所做的“16×64点阵控制屏”，最先驱动方式是采用串行移位寄存器控制。当做16×16点阵实验时，一切正常，但扩展到16×64点阵，进行字幕左右移动时，会出现重影，通过教师指导及实验验证，确定是串行驱动方式带来的问题，改为并行驱动方式后，很好地解决了该问题。
3.规范设计报告及验收答辩
课程设计后期主要完成设计报告写作及实物验收和答辩。通过这些手段促进学生更全面深入地掌握项目开发各方面的技能。
（1）设计报告写作。进行设计报告写作培训，指导学生从课题任务、设计方案论证、设计内容、硬件及软件工作原理、系统调试、仿真及实物展示等几个方面进行阐述，并要求做实训总结，最后的附录按照规范格式附上完整的硬件原理图、元器件清单表、程序清单及实物照片，成为一份有价值的技术文档。通过培训，学生课程设计报告整体质量较好，报告言之有物、条理清晰、结构合理、描述完整，杜绝了原来抄袭芯片手册，缺乏实质内容的假大空形式。
（2）验收和答辩。原来的课程设计没有验收答辩这个环节，不利于学生总结反思项目经验。程设计引入验收答辩机制，检查学生是否认真完成课程设计及对专业知识的掌握和运用能力，也是确保考核评价真实公平的重要依据。验收主要从系统设计、功能演示、硬件质量及软件功能等几个方面进行考核，并进行作品之间难度的对比与竞争。答辩以小组为单位进行，要求以PPT形式展示课题所做主要工作，每个组员都要回答指导教师的1至2个问题。验收答辩促进学生对系统设计相关原理进行更深入地理解并总结反思项目经验，从而从考核层面督促学生更好地学习。课程设计的改革实现了从以前重结论重报告到重过程重能力的转变。
（三）实训过程的考核改革
考核方式改革是实训体系改革的重要方面。以往的实训课程考核形式相对单一，主要以实训产品及设计报告为考核对象，没有细致地考核实训过程及团队成员知识水平的真实情况。改革的重要理念是重视创新思维与实践能力的培养，采用形成性考核与终结性考核相结合，以能力考核为主的方式进行实训成绩的评定。考核内容主要由“综合能力考核”（30%）、“实训过程考核”（40%）及“总结与答辩”（30%）三部分组成。“综合能力考核”主要包括文献查阅、设计方案论证及课程设计报告等部分，重点考核学生对单片机理论知识及应用能力。“实训过程考核”主要考察学生实训过程的软硬件设计、编程及仿真、实验仪器设备的使用熟练程度、系统的查错与纠正等多方面的实践能力。“总结与答辩”也是实训考核的重要环节。通过课题总结，让学生明白系统设计性价比的重要性，实验室方案与工程实用方案的区别，课题存在的不足与可能的改进措施；验收答辩可以让学生对课题做全面的总结反思，端正学习态度、重视实践过程，重视知识点的细节学习。单片机课程考核方式的改革可以从根本上杜绝“高分低能”现象的发生，是促进学生创新思维和应用能力提高的重要手段。
（四）课外科技实践活动的有机结合
一些综合性的项目开发仅靠课内实验实训环节的训练是远远不够的，将课内实训与大学生课外科技实践活动及电子竞赛等环节有机结合，是培养专业技能、提高综合素质的一个重要途径。
组织成立单片机兴趣小组，建立QQ交流群，将一些优秀的单片机教程、设计范例、芯片手册及常用的单片机开发网址等资料上传到群里共享。每个同学的电脑上都安装了Keil和Proteus软件，相当于建立了一个虚拟实验室。学生可以选择感兴趣的课题进行开发验证，对课程实训过程中的一些技术问题在群里相互讨论并进行进一步的完善，教师也会针对一些难点问题在线答疑。对一些基础较好、能力较强的学生，推荐他们进入创新实验室进行更进一步的学习。
创新实验室是学生进行课余科技实践活动的平台，配备了完善的电子仪器、单片机开发装置及刻版机等设备。学生可以选择实训过程中一些难点课题或综合性较强的课题再进行研究，也可以结合大学生创新实验课题及大学生电子竞赛课题进行研究，甚至可以承担教师主持的研究课题中的一部分内容开展工作。学生在教师指导和高年级学长带领下，独立进行系统设计、编程调试、仿真验证、电路刻版直至实物完成，最后写出课题报告。实验室还要经常召开讲座，介绍一些新型单片机及先进设计方法，并进行设计作品的讲评。通过这些多模块、多层次的课外科研训练与实践训练，学生能够将单片机及其他相关学科知识融会贯通，具有一定的单片机系统综合开发经验，为今后从事相关工作打下了良好基础。
参考文献：
[1]谢辉，陈立万，陈强.以“工程素质”与“创新能力”为导向的电子信息应用本科人才培养模式的构建[J].教育与职业，2012（273）：109-110.
[2]嵇萍，徐香梅.面向创新能力培养的单片机课程教学改革探索[J].苏州市职业大学学报，2014（1）：88-89.
[3]谢辉，陈立万，王悦善.“理实一体化”单片机课程项目导向型教学法的探索与实践——以重庆三峡学院为例[J].职教通讯，2011（16）：46-47.
[4]谢辉，李洪兵，李焱.单片机应用技术[M].北京：清华大学出版社，2013.
[5]葛浩，林其斌.单片机课程设计教学改革与实践[J].实验技术与管理，2011，28（10）：138-140.
[6]郑梁，胡冀，徐平原，高惠芳，秦会斌.单片机课程设计的创新教育模式研究与实践[J].电子电气教学学报，2009，31（9）：99-101.
[7]王敏杰.以职业能力为本位的实训教学考评模式探讨[J].中国职业技术教育，2009（11）：33-34.
机电课程设计总结范文4
关键词：计算机专业 课程进度 数字电路与设计
中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.132
“数字电路与逻辑设计”是电气信息类专业一门重要的专业基础课。该课程是后续专业基础课和专业课的先修课程和基础，是学生开展课外科技创新活动的必备知识，是解决工程实际问题的重要理论和方法，结合目前的实际情况，对数字电路与逻辑设计教学进行改革。
1 数字电路与逻辑设计的本质
数字电路与逻辑设计是计算机科学与技术必修的一门重要课程。该课程中介绍了与数字系统相关的知识，体系等。设置这门课程的重要性在于让学生能够更好地了解数字计算机和其他系统的基本逻辑电路，能够熟练运用课程中所学到的知识并在实际操作中对案例进行分析，客观地提出要求。
通过这门课程的系统学习，可以加强同学的逻辑思维能力，落实到具体工作中，可以解决具体问题，可以对系统硬件进行检测，并有一定的创新能力。数字电路课程教学之所以进行改革是为了提高学生对计算机硬件设施的了解，为日后的学习做铺垫。我们从计算机科学的角度划分，可以把其课程分为：分析电路，数字电路与逻辑设计，微机原理等。从这些课程不难看出，数字电路与逻辑设计起的是承上启下的作用。
2 电子技术的广泛应用加快了数字电路的发展
现阶段，是科技的时代，电子技术已经应用广泛，电子元素是计算机和电路不可缺少的构成元素。国民经济和国防各领域的逐渐渗透，使得数字电子技术在相关专业的地位越来越重要。通过探讨，认为要对以前的教程进行革新，减少理论性过强的内容，着重掌握数字集成电路器的特性与实际运用，将重点放在学生的实际操作上面。
此外要加强创新能力的培养，引导学生们多进行课外实践活动，让学生们把课堂上所学的知识用于实践，这样让学生们在实践中总结理论知识，有利于学生们知识的全面掌握。多媒体技术可以形象并明了地展示复杂的图表，便于老师课堂上的教学，还方便了学生们观看和理解。更重要的一点是，它节约了课堂信息量，增加了课堂上的教学内容。以培养学生创新精神和实践能力为主线，坚持“三个结合”，实现“二个转变”，达到“一个提高”。坚持实践内容与理论知识相结合，创新实验与科学研究相结合，课堂教学与课外实验相结合；实现由基础验证性实验向综合设计性实验转变，由传统型实验向创新型实验转变；达到学生实践能力和创新精神的提高。提高教学的工作环境，利于开展实践教学，从而有利于人才的培养和教学质量的提高。围绕实践这个中心，增加新的教学内容，根据电子信息技术的专业特点，制定科学的实验课程，在内容中多以实验为主，增加教学模板，提高教学方法，总结出一套科学性、系统性的教学体系。
3 数字电路教学的改革方向
由于数字电路与逻辑设计的实践性很强，所以，在实际的教学改革中要做到周全考虑，针对各项内容都要做出调整。还需要注意的是，做到书本上所学的知识配套进行实践。理论结合实际，多结合实际情况进行训练。其内容包括：工具运用能力，绘制电路，电路分析能力，项目综合能力等。
3.1 课程体系的调整
为了更好地适应电子科学技术的发展，要优化课程结构的总体要求出发，进行模块化的设计，使数字电路与逻辑课程内容体系具有系统性，科学性，先进性等。
数字电路与逻辑设计基础从课程内容上被分为两大块。数字电路介绍了数字系统的组成，数字信号的特点等；在内容上先逻辑电路，逻辑部件，先单元电路后系统电路等等。数字电路多以理论为重点，在讲解中多涉及外部逻辑功能。数字电路部分多以运用为主。这样的课程组合可以让学生对数字电路更加了解。
3.2 教学内容的调整
数字电路与逻辑设计的课程很多，为了让学生在有限的实践内把课程学好，要求教师掌握基本理论的同时有效地组织课程教学。在介绍运用时，要根据其不同的侧重点进行分析。实验教学从随堂实验到改革教学后进行独立实验，这其中包括验证性实验等。
通过有效的组织，可以增加学生们的实践操作，调动学生们的积极性，从而有助于知识能力的提高。
3.3 加大实践的内容与次数
数字电路与逻辑设计在教学中需要增加实践内容，这有利于课程的安排，更提高了学生们的动手能力。在实践中发挥良好的教学效果，要合理地拆分实践内容：①基本实验；②设计实验。我们来了解一下这两种实验的概念：基本实验室使用电子仪器的能力；而设计实验则是为了实现逻辑功能，而采用的是数字系统。在设计实验中鼓励学生自拟实验的项目，并将课外活动结合进来，使学生的思维更加广阔。
目前的电子大赛就是为高校的改革服务，它是结合了电子信息的专业内容，这种比赛在教学改革中起到了引导的作用。这十多年来，在全国开展了很多电子计算机的竞赛，这些竞赛对高校体系改革帮助十分明显，它有助于有才能的年轻人展示自己的能力与专业水平。在电子竟赛出题中增大数字电路EDA的内容可以引导高校建设EDA的实验室，例如：SOPC（系统集成芯片）是我国“十一五”制定的重大专项，目前全国已在12个高校中成立了集成电路人才培养基地。
4 结语
现阶段是电子化的时代，科学的进步带动了电子技术的广泛应用。大量的可编程器件被采用，这使得传统的数字逻辑方法明显变化。计算机的应用范围越来越高，使得人们对计算机的认识逐渐深刻，计算机的设计理念开始突破原有的范围。数字电路与逻辑设计在各种现代技术的合力推动之下，得到了明显的提升，可以做到使学生紧跟在市场的前沿。所以，数字电路和逻辑设计的改革加快了这门科学的发展，提高了学生们解决实际问题的能力，给学生们的就业和发展打下了坚实的基础。
参考文献：
[1]李晓辉.数字电路与逻辑设计[J].
[2]曹魏，徐东风.计算机教育[J].
机电课程设计总结范文5
关键词：电工电子技术；Multisim；软件仿真教学；多媒体教学
作者简介：邬宝寅（1985-），男，河南信阳人，郑州科技学院机械系，助教；张莉（1982-），女，河南开封人，郑州科技学院机械系，助教。（河南郑州450064）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）06-0068-02
一、软件应用简介
Multisim是美国国家仪器（NI）公司推出的基于Windows操作系统的仿真工具。其中Multisim 10.0版本的软件具备原理图设计、硬件描述语言设计，模拟、数字电路仿真，可编程器件仿真、PCB设计与输出等功能。该软件原是为电气工程师设计的，可以帮助电气工程师设计电路软硬件，分析电路的运行情况，并指导对电路设计的修改，减少电路设计出错的可能性。Multisim 10.0同样可用于电学教学，通过Multisim可以在其界面上搭建目标电路，调用虚拟仪表测量电路中各处的状态、参数，分析电路的运行情况，并与理论计算的结果相印证，验证理论计算正确与否。
就仿真功能而论，Multisim的元件库里含有丰富的电子、电气元件，包括基本元件、通用集成电路和不少常见的专用集成电路、可编程器件等。界面里含有多种虚拟仪表。通过调用电子元件，可以在Multisim的界面上搭建绘制所研究电路的电路图，调用各种虚拟仪表连接到电路当中需要测量的位置上，运行电路便可观察出虚拟仪表上的读数，了解电路的参数，这个过程等同于在实验室中搭建了一个真实的电路。
二、应用思路
机械类专业的“电工电子技术”是一门理论性与实践性兼备的课程，传统教学采用板书讲授法，现在又多采用多媒体课件的教学方法，更多的教师在讲授电工电子技术时，以多媒体课件为主，对其中理论推导的过程结合以板书讲授。这两种都是理论教学的方法，一个逻辑缜密，但过程抽象，另一个比较直观。“电工电子技术”的另一个教学环节是实验课，多是在实验室中进行，由学生自己动手操作。这两个教学环节不管是在时间上还是在空间上都是独立的，无法进一步紧密地结合。
在课堂教学中引入Multisim软件仿真技术，便是要将理论教学和实验教学结合起来，将实验室搬到课堂，搬到教室的大屏幕上，使学生在学习理论知识的同时，能够直接观察到实验现象――尽管只是从屏幕上观察到的。这将加深学生对理论知识的印象，从而降低教师对理论知识讲解的难度。这个过程实质上是将电学分析的成果，以一种比多媒体课件更加直观的形式表达出来，因为在仿真软件的窗口上，电路的运行是动态的。
以教师为主导的理论教学和以学生为主导的实验教学都是不可替代的，Multisim软件仿真教学是联系理论教学和实验教学的桥梁，可以寓实验教学于理论教学之中，使两者之间没有时间空间上的界限，不再是两个相互独立的教学环节。
三、教法和学法设计
将板书讲授教学、多媒体课件讲授教学和Multisim软件仿真教学三者结合在一起，可以实现比较好的教学效果。
1.教法设计
如图1所示，在课堂教学中，多媒体课件是课堂素材的主体，中间穿插板书推演和Multisim软件仿真，其中Multisim软件仿真素材的电路可以以超链接的形式加在多媒体课件中。首先提出所要讲解的目标电路，分析电路中所使用电子元件的类型，元件的特性以及电路的组成、结构特点等信息，然后对电路进行简化，建立电路的电学模型。这个过程可以结合多媒体课件中的图像文字进行讲解。然后是根据电路电学模型中的已知条件，解算出电路的未知条件，得出电路的输入输出关系，并可以代入电路的具体参数数值得出结论性数据。这个过程比较抽象，可以采用传统的板书推演方式。随后进行的就是Multisim软件仿真，打开课前准备好的Multisim原理图文件，在软件窗口上观察记录元件参数，运行仿真，记录虚拟仪表所测得的数据，然后将之代入理论推导出的电路的输入输出关系中，加以验证。最后是对该电路实例的综合和总结。
2.学法设计
电路仿真软件NI Multisim 10.0使用十分方便，学生完全可以通过自学了解该软件的使用方法，并加以应用。教师可以在学生中推广该软件，让学生在有条件的情况下自行下载安装，利用业余时间自主学习该软件的用法，甚至可以用来解决一些实际的电路分析、设计问题，将之作为解决电路问题工具之一。其在课程设计、毕业设计中都有可用之处。
四、应用举例
下面以RLC串联电路为例，来举例说明一下NI Multisim 10.0在课堂教学中的应用。
首先运行软件，如图2所示，在软件的窗口中调用交流电压源、电阻、电感和电容，将电压源电压改为220V，频率改为50Hz，将电阻、电感和电容的参数分别修改为100Ω、100mH和100μF。然后调用虚拟电压表，分别测量电阻、电感、电容两端的电压，调用电流表测量回路中的电流，调用示波器观测电阻、电感和电容相对于零电位点的波形。点击运行键使电路处于运行状态，观察电压表电流表的读数，得出如表1所示读数。
1.阻抗关系验算
通过表1可以计算出电感感抗、电容容抗。
由此可以得到复阻抗和总电流：
通过计算可知，电流计算结果与测试结果相同，可以验证感抗、容抗计算公式和复阻抗计算公式。
2.电压关系验算
通过表1和阻抗关系验算结论得出电阻、电感和电容的分压：
由此可以得到复总电压：
通过计算可知，总电压计算结果与测试结果相同，可以验证RLC串联分压计算公式。
3.谐振关系与波形
通过以上计算可知，电感分压与电容分压十分接近，电路接近串联谐振状态，电阻分压等于电源电压，电流达到最大值，由此可以验证串联谐振关系。
双击窗口中的虚拟示波器，打开示波器波形图（如图3所示）可以观察到RLC串联电路中各点的波形图。电路中所调用的是四踪示波器，其中A通道测量的是总电压，B通道测量的是LC串联的电压，C通道测量的是电容两端的电压。观察可知总电压有效值将近220V，电容两端的电压有效值大约70V，而LC串联后的电压非常小，趋近于谐振状态。
五、结论
现代多媒体教学方式为灵活多样使用教学方法提供了环境，而丰富的软件技术又为教学提供了多种便利的工具。电路仿真软件NI Multisim 10.0是一种计算机辅助电路设计软件，借助现代多媒体教学环境，灵活使用该软件的仿真功能，使之成为多媒体教学要素的一部分，可以为提高电学课堂教学效果提供一定的帮助。
参考文献：
[1]荣军,丁跃浇.计算机仿真软件在“电力电子技术”教学中的应用[J].中国电力教育,2011,(12).
[2]张开碧,冯辉宗.控制系统仿真教学系统开发[J].实验技术与管理,2010,(4).
机电课程设计总结范文6
关键词 顶岗实习 “DL”教学模式 PLC课程标准化、模块化
中图分类号：G642 文献标识码：A
Research and Implementation of PLC Courses to Meet the Needs of Internships
WANG Miao
（Changchun Automobile Industry Institute， Changchun， Jilin 130013）
Abstract This paper is the study of vocational students at the insistence of internships， how to complete the "PLC and motor control technology" lesson plans and curriculum standards， professional training programs re-enacted by school-enterprise cooperation projects. The course covers the principles of programmable controllers， communications applications and WinCC configuration software and profibus fieldbus. Innovative proposed "DL （Doing by Learning）" is the "work-based learning" mode. Teaching design and production of integrated automobile production training table make the curriculum standardization， modularity. Achieve professional and industrial docking， docking curriculum and professional standards， the teaching process and the production process of education and teaching methods butt. Achieve the service for working running school-enterprise cooperation mechanisms.
Key words internship； "DL" teaching mode； PLC curriculum standardization， modularity
1 高职高专院校办学特色的分析
企业急需培养掌握PLC电气控制技术理论和知识和技能的电气自动化专业的人才，为了使学生尽早接触到实际工作岗位的设备，更快地进步，高职高专学校始终坚持“校企融合，工学结合”的办学体制，以“不能满足企业人才培养的需要，就没有我们存在的必要”的办学理念为核心指导思想，以“应用型”人才培养目标为基础，不断深化课程体系改革，优化教学内容，强化内涵建设，实现对人才的“知识、能力、素质”全方面培养。学校利用学校与企业多年合作的契机，现在安排学生学习理论和实习的比例为1：1。使他们每天工作的同时回到学校学习自动化专业课程PLC与电机控制技术，再到实际生产线上不断应用，再不断学习、不断提高。
目前90%的学生在第三第四学期与企业签订了就业协议并且深入生产一线顶岗实习，要完成企业安排的正常八小时工作，还有的学生在外地实习。PLC与电机控制技术课程就是在第三、第四学期上课，让学生实习好、学习好，就是本文研究的重点，高职高专办学特色促成了课题组成员通过从理论和实践两方面对PLC与电机控制技术课程的教学研究，使顶岗实习的学生无论在理论上还是实践上都取得了优异的成绩，全面提升学生的就业竞争力。
2 校企合作，研发PLC校内实训台
2.1 PLC课程教学现状分析
以往PLC与电机控制技术课程分为理论教学和实践教学两部分，两者在教学上自成体系互不干涉。专业技术理论教学和实习教学分段实施，理论教师和实训指导教师各负其责在教学内容和教学方法等方面难以形成有机结合。教学过程中往往出现“各自为政” 和“相互推诿” 的现象。往往是重理论轻实践，理论教师往往是“一支粉笔一本书。”内容的讲解常常是“空” 而“虚”，给学生留大量作业，学生用大量的时间背程序，应付考试。实训内容更多的是简单验证理论结果，如一台PLC可编程控制器带一台三相交流异步电动机。或几个指示灯学生可以通过PC机进行编程，控制电动机正反转，或指示灯循环亮灭。所做的实训项目较少，学生印象不深。但现在学生下厂顶岗实习了，他接触到的是能生产出世界一流汽车的生产线，我们的教学方式和实训室的设备都远远满足不了顶岗实习学生对知识的渴望。
2.2 研发PLC校内实训台
任课教师走访学生实习单位，如一汽大众公司，针对汽车行业进行了调研，教师根据在生产第一线设备的研究，如焊装车间、总装车间的汽车输送线。调研结果是汽车制造行业每个工位之间是流水线生产，在生产线上各个环节都采用了PLC作为主控单元，同时用上位机WinCC监控和Profibus现场总线技术进行通讯。
通过对各个环节的电气设备硬件结构和软件编程进行了研究。结合在不同工厂、不同车间顶岗实习学生共同接触的自动化设备，就是汽车生产输送线。结合学生知识的循序渐进规律及全面性、课题组教师研制了来源于企业，又适合学校教学的PLC与电机控制技术实训台――汽车自动生产线实训工作台，本实训装置贴近工业现场要求，是典型的汽车自动生产线，设备从选材、工艺、流程、结构、控制等各方面都从实际工业现场出发，考虑工学结合要求，有机融合了机械、电气、气动知识，整个实训台就是学生工作、控制的生产设备。
通过该实训系统的工作任务训练，能较好地锻炼操作者程序编写设计能力、自动线设计开发能力、自动线连接与调试能力、工程实施能力和安全意识。突出强调技术的综合运用。实验室设备水平上了一个新的台阶，避免了过去教学与实际操作相脱节的教学局面。现在实验室是一周4天，8小时开放。满足了顶岗实习学生三班倒的工作、学习的需要。对在外地的同学以网络为载体，及时发送教学课件、实训台影像。教师制作、发送和批改和项目相对应的学习页，使外地学生也能同步学习。
3 课题研究的主要内容
PLC课程的项目与任务的设计即是教学内容的设计，它是课程设计思路和教学目标的具体体现。它即要符合企业和岗位技能需求，具有针对性，又要保持PLC知识的系统性与完整性。任课老师精选设计的每个实例项目要有一定的科学性、连贯性。由简到繁、由易到难。单元内的实例都能有效地为该单元核心内容的教学服务，并且这些实例课题既能方便学生的学习，提高学习效率又要包含工作现场，本课程预计设置10项目。
项目一，硬件系统安装及软件系统的使用。该项目来源于工厂的主控单元PLC，要求学生了解它的硬件结构，硬件组态、硬件调试。同时工厂大量使用STEP7软件，要求学生可以熟练使用该软件的位指令。
项目二，输送滚床转台控制系统，通过PLC控制继电器实现电动机的正反转控制、定时器控制，使滚床输送线实现直线运输，旋转运输。
项目三，PLC软件程序控制伺服电机和步进电机驱动行车运行。
项目四，指示灯控制系统。工厂中还有很多指示灯，它们可显示不同的工作状态，因此对它们的控制也是学生必须掌握的。该项目来源于激光焊指示灯系统，有红黄绿三种指示灯，亮和灭各有不同的意义，闪烁的频率代表不同的工作状态。
项目五，PLC软件程序控制变频器、编码器使升降台变速运行。学生学会用PLC控制交流电机就掌握了工厂的大多数设备的控制原理。
前五个项目完成基本可以设计了一个完整PLC和电机的控制系统。以上项目为第一学期的学习内容。在此基础之上进行第二学期的学习内容。
项目六，机械手的设计，运用气动控制技术由PLC控制电磁阀使机械手按要求进行快速移动夹紧、松开动作。
项目七，堆垛解垛控制系统，用PLC的结构化程序处理复杂的控制任务，使学生学会在主循环组织块中多次调用功能块和功能。
项目八，PROFIBUS现场总线的应用。
学会应用通信模块选择调试好的任意两个系统模块，实现两个CPU315-2DP之间主从通信。
项目九，自动线加工系统模块上位机程序编写、调试。
熟练应用WinCC组态软件图形编辑器；掌握画面切换、显示画面窗口、动态设计等方法和步骤。
项目十，WinCC组态软件与Profibus现场总线的通信。
利用图形编辑器组态加工模块的画面，显示加工工位的计划值、实际值时间信息；完成加工模块的组态功能。能够进行上位机的控制及显示。
4 情景教学案例
现以输送滚床转台控制系统为例进行情景教学的案例进行说明：
4.1 转台站控制要求
输送滚床转台控制系统，通过PLC控制继电器实现电动机的正反转控制、定时器控制，使滚床输送线实现直线运输，旋转运输。
4.2 教学方法比较
没有建造汽车自动生产线实训台之前输送辊床转台控制系统项目我们只能通过PC机用应用位逻辑指令编写一台电动机正反转程序。因为没有传感器的输入信号，转台站工作情景根本无从谈起。只能用仿真软件验证程序编写的正确与否。学生学习过程变成背诵程序过程。理论与实践严重脱节。现在课题组老师研制了与工作岗位控制系统一致的汽车自动生产输送线实训台，顶岗实习学生他们在工厂只是使用，但自己没有编过能直接控制减速交流电动机的程序，现在他们可以自己拆装转台站，这样对机械设备结构了解更深刻。可以对控制系统的硬件和软件按控制要求进行设计编程调试。同样是应用位逻辑指令可以编写多台电动机的顺序控制程序，所以学习兴趣大增。
4.3 本项目的知识点和技能点
（1） 掌握单相交流电动机的工作原理及继电器控制电动机原理。（2） 掌握S7-300PLC位逻辑指令。能够利用位逻辑指令构建转台站控制系统。（3） 具有转台站控制系统的构建、接线、编程、下载、调试的技能。（4） 学会操作汽车自动线设备的转台站。
4.4 转台站组成及功能
转台站由转速1300r/min、减速比1：50交流减速电机、电压DC24V、四路的继电器、额定电压DC10～30V、额定电流200mA、检测距离10mm的电感传感器1及检测距离4mm的电感传感器2、滚轮导轨、输送辊床、钣金结构件、机械零部件组成。主要部件功能如下：（1）交流减速电机1：用来通过同步带/轮传动机构驱动滚筒转动。（2）交流减速电机2：用来通过驱动滚轮在导轨运行，达到转台旋转的功能。（3）继电器：用来控制辊床交流减速电机、转台旋转交流减速电机的启动/停止、正转/反转，当PLC输出信号给继电器线圈时电机运行。（4）电感传感器1：用来检测输送滚床出入口滑撬的位置，实现传输定位，当检测到滑撬物料时给PLC提供输入信号。（5）电感传感器2：用来转台旋转到位检测，当检测到转台旋转到位时给PLC提供输入信号。
4.5 软件设计（图1）
4.6 项目实施
4.7 评价过程
为了全面客观地评价每个同学项目完成的质量和总结成果，我们制作的自评、互评和师评表。每完成一个项目，就需要填写自评表、互评表。其中包括知识考评、软件编程、实际操作、项目验收、联系实际工作的创新点五大方面的考核。
5 总结
通过针对满足顶岗实习需求的PLC课程的研究与实施，使PLC与电机控制技术的课程设计、教学实施、教学管理贴近工厂实际上了一个新的台阶。使高职高专学生在坚持顶岗实习的情况下，理论联系实际，在很短的时间里很好地掌握PLC技术、WinCC监控软件、Profibus现场总线技术的知识。使学生具备了PLC常用指令的分析应用能力、PLC控制系统设计、安装、接线、调试及故障排除能力。分析问题和解决问题的能力及沟通协作的能力。也充分满足了企业对顶岗实习学生实力的要求。在实践中使高职高专学生实践能力强的优势突显。目前学业完成的学生已在一汽大众、大连发动机、大连变速器、一汽解放公司、一汽技术中心、米其林轮胎、一汽丰越等多家国内外知名企业工作，成为企业电气设计维修的技术骨干。教学内容科学优化，进而为实习的岗位更好地服务。
吉林省高等教育教学研究课题：吉教高字【2012】45号
参考文献
[1] 胡健.西门子S7-300/400PLC工程应用（第2版）.北京航空航天大学出版社，2011.9.
