摘 要:通过对机电一体化系统设计课程设计的现状进行分析,根据存在的问题,提出了建立导师制,使学生在正式开始课程设计时就已经完成题目选择、设计任务的了解、资料的查阅及方案的确定等工作,为后面更好地完成设计内容节省了时间;提出了建立合理的考核制度,使学生充分利用时间在教师的指导下高质量地完成设计内容;提出鼓励学生制作实物,参加机械设计大赛,提高学生的实际动手能力和科研能力;提出了重新制定成绩评定标准,调动学生的学习积极性,培养学生的创新能力及综合分析问题和解决问题的能力。通过几方面的改革与实践取得了显著的效果。
关键词:课程设计;导师制;考核制度;制作实物;成绩评定标准;
1 引言
随着微电子技术、传感器技术、精密机械技术、自动控制技术、微型计算机技术及人工智能技术的发展,以机械为主体的传统产业正向自动化和智能化方向发展,形成了将机械技术、微电子技术、信息技术等多种技术融为一体的机电一体化技术。它所涉及的技术领域非常广泛,是一门理论性和实践性都很强的学科。目前机电一体化技术和产品已渗透到国民经济的各个领域,具有广阔的发展前景。
机电一体化系统设计是我院机械电子工程专业的专业成组课,这门课在该专业的教学计划中占有非常重要的地位。机电一体化系统是由机械系统(机构)、电子信息处理系统(计算机)、动力系统(动力源)、传感检测系统(传感器)、执行元件系统等五个系统组成,它将前面所学的机械原理、机械设计、工程材料、互换性、材料力学、理论力学、电工电子技术、传感器与检测技术、机械控制工程、微机原理与技术接口、可编程控制器原理及应用等课程的知识点有机地结合起来,使各个学科之间不再是独立的模块,使学生真正理解各学科之间的联系,并将其应用到工程实际中,解决工程实际问题。另外,这门课的学习为最后一个学期的毕业设计打下坚实的基础,课程内容掌握的好坏直接影响毕业设计的质量。因此,学好机电一体化系统设计这门课是至关重要的。
机电一体化系统设计课程设计是机电一体化系统设计这门课的实践环节,对提高学生的创新能力和工程实践能力的培养具有理论教学不可替代的重要作用,是大学人才培养的重要环节,因此,课程设计显得尤为重要。
2 针对卓越工程师培养计划提出机电一体
化系统设计课程设计的基本要求
卓越工程师培养计划的目标是培养造就一大批创新能力和工程实践能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才。根据卓越工程师培养计划的目标要求,结合卓越工程师培养计划通用标准、卓越工程师培养计划机械行业标准和卓越工
程师培养计划学校培养标准,针对课程设计提出了相应的基本要求。主要是选择具有代表性的机电一体化产品作为设计题目、确定合理的设计方案、正确绘制机构运动简图、掌握系统中所涉及的各个元
部件的工作原理、特点、设计及选用原则、掌握各零部件之间的连接关系及安装方法,能够正确绘制机构装配图、程序流程图及硬件电路图、正确编写设计说明书。通过课程设计环节的训练使学生能够综合运用多学科知识进行机电一体化产品的分析、设计和开发,增强学生的实践能力、创新能力,使其有一定的工程背景知识和较宽广的专业视野,适应社会和企业对机电一体化工程师的综合素质要求。
3 机电一体化系统设计课程设计现状及问题提出
机电一体化系统设计课程设计是即机电一体化系统设计这门课理论教学之后的一个非常重要的实践环节。主要目的是将所学的理论知识进行综合运用,培养学生的创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力。但是由于目前的课程设计环节存在问题,使课程设计的质量不高。具体问题如下:
(1)课程设计时间短。课程设计的时间只有三周,在这短暂的三周内,要求学生完成的设计内容有绘制一张A1机械装配图、程序流程图、硬件电路图和编写设计说明书。而学生在完成这些内容之前要查阅大量资料、进行现场调研、确定合理的设计方案等工作,因此从时间上不能保证设计质量,导致机械装配图中各个零部件之间的连接关系表达不够详细,尺寸标注不全、明细表中标出的零件个数不够等问题;程序流程图绘制不够详细。由于时间关系不要求学生编写程序,但程序流程图必须详细,因为程序流程图是用来指导编程的,如果程序流程图不正确,编写的程序也是错误的;说明书中内容也不够细致,很多应该进行详细计算的内容也都省略了。如何解决在短时间内完成高质量的课程设计是一个需要考虑的非常重要的问题。
(2)设计题目由指导教师指定。由于设计时间不够,没办法只好由指导教师选择设计题目,下发设计任务书,学生根据设计任务完成所有设计内容。这种做法的弊端是限制了学生的创新能力,有的学生自己有好的设计题目或设计思想,但由于题目已经确定,无法施展自己的才能,还可能导致部分学生因为对指导教师确定的题目不感兴趣,就不认真完成设计任务。如何调动学生的积极性,培养学生的创新意识,提高学生的创新能力是面向卓越工程师培养必须解决的有一个关键问题。
(3)考核制度不够健全。成绩评定中平时表现占总成绩的20%,成绩的高低主要体现在是否按时到设计教室,是否按照任务书中的进度完成相应的设计内容。由于学生数量较多,计算机中心的计算机数量有限,为了在规定的时间内完成设计任务,要求学生自己准备计算机,有学校统一安排教室,指导教师到指定教室指导整个设计过程。但是由于学校安排的教室内没有网线,给学生查阅资料带来不便,这样就会导致部分学生以查阅资料为由,不到设计教室进行设计,给指导教师的指导和平时考核造成影响。
(4)成绩评定标准考虑不全面。目前的成绩评定方法为平时占20%,图纸占40%,说明书占20%,答辩占20%。这种成绩评定的方法有其不合理的地方。例如,随着社会的不断发展,对学历的要求也越来越高,很多学生为了提高自己的学历,选择考取研究生,而机电一体化系统设计课程设计时间正好是研究生考试前的最后复习阶段,如果考研同学也全天都要到设计教室进行设计课程设计,就会影响其考研成绩,不到设计教室平时成绩又很低,影响其课程设计成绩。再如有的同学选择的题目相对简单、没有太多创新的内容,图纸上暴露出的问题较少,成绩也会比较高,而那些具有创新性、结构复杂且制作出实物的同学成绩不一定高。这些都是成绩评定时暴露出的问题。
4 改革方法
(1)建立导师制,即提前确定指导教师的指导对象。根据机械电子工程教研室教师的人数,将本学期学习这门课的学生在学期初就分配给各个指导教师,使指导教师和学生之间提前建立起联系,较早的让学生了解机电一体化系统设计这门课的课程设计要设计哪方面的内容,整个设计要达到什么样的难易程度。学生可以根据教师的介绍选择自己感兴趣的题目作为课程设计的研究内容,每个学生可以先选择一个或多个题目,经过与指导教师共同商讨后确定最终的设计题目,题目确定后由指导教师为其下设计任务书,学生根据教师给定的设计任务进行分析,分析任务涉及的内容、知识点、难点及可行性。这种做法使学生在进行这门课的理论学习过程中能够带着问题去学习,更好的掌握这门课的理论知识。并通过广泛的查阅资料,解决要完成设计题目所需要的解决办法,通过对各种方法进行分析和比较,最终确定出合理的设计方案。