案例庫教學在機電一體化系統中的應用研究

摘 要：機電一體化系統是一門綜合性課程，它將機械設計、機電傳動、傳感器技術、微機原理與接口技術、電氣控制及PLC等多門課程的多種技術有機結合，并應用到各種機電產品的設計中。本文在運用案例庫教學方法分析的基礎上，對案例庫在機電一體化系統教學中的應用進行了探討，從而為提升機電一體化系統的教學效果提供有益的參考。

關鍵詞：機電一體化;案例;教學質量

培養學生的獨立思考能力、動手能力與創新能力是我國教育重要的研究課題;培養學生的科研素質和科研能力，是現代教學非常重要的內容。綜合性很強的機電一體化系統是將機電專業的多門專業課程進行綜合，并應用到實際的機電產品設計中。國內外開設了機械電子工程專業的高校都非常重視機電一體化系統的教學，采用多種教學模式，例如電子科技大學、武漢理工大學和合肥工業大學等高校采用了以項目任務驅動的教學模式，南京理工大學、南昌大學等高校采用了以實習實訓驅動的教學模式。對近年的國內外文獻檢索，我們發現本門課程采用案例庫教學模式的較少，而該教學模式能有效激發學生的求知欲，有利于培養學生的動手能力和解決實際問題的能力。

一、案例庫的應用研究

1.研究對象

機電一體化系統案例庫主要用在本課程機械系統設計、傳感器系統、伺服系統、計算機控制系統、可編程控制器等方面，主要適用于機械電子工程本科、機械設計制造及其自動化本科、機電一體化專科以及液壓與氣動技術專科的學生。本次機電一體化系統案例庫教學研究主要在重慶科技學院機械與動力工程學院機械電子工程2010級、機械電子工程2011級和機械電子工程2012級學生中進行。由于開設機電一體化系統課程之前，已經有多學時的專門課程講授其主要內容，如傳感器章節前已開設傳感器與測試技術，伺服技術章節前已開設機電傳動系統，工控機章節前已開設微機原理與接口技術，可編程控制器章節前已開設電氣控制及PLC等，因此學生普遍對該課程的求知欲不強。

為了提高課堂教學質量，機電一體化系統課程采用案例教學是一個較好的方法，教師的教與學生的學都是圍繞案例完成，可以更好地培養學生的自學能力和獨立分析問題、解決問題能力，符合該校應用型人才的培養目標。

2.案例庫建設思路

機電一體化系統課程案例庫的建設以人才培養方案和課程教學大綱為依據，認真確定案例庫，本門課的教學以三個主要的案例為主，其余十幾個案例為輔，其中三個主要案例可以串接本門課程的每一個章節。以汽車點火系統設計案例為例，既有機械部分的設計，又有傳感器設計、伺服系統設計以及計算機控制系統設計，最后還有機電一體化產品開發。當課程運行到相應章節時，都要求學生對這一案例進行分析和設計。

在案例教學法中，學生是課堂的主體，教師的作用是組織課堂，引導討論。案例要難易適中，太容易難以提起學生的學習興趣，太難則超出學生的知識水平和理解力，學生無從入手分析，會打擊學習積極性。讓學生在案例分析中主動參與，在閱讀、分析案例、課堂討論等環節中發揮主動性，教師在案例教學中則是引導學生進行分析。

3.案例庫的實施

機電一體化系統案例庫主要用在本課程機械系統設計、傳感器系統、伺服系統、計算機控制系統、可編程控制器等方面，主要適用于機械電子工程本科、機械設計制造及其自動化本科、機電一體化專科以及液壓與氣動技術專科的學生。 建設的案例庫包括：案例1微機電系統，案例2汽車點火系統，案例3數控機床，案例4石油機械—鉆機，案例5石油裝備-儲油罐，案例6冶金機械-軋機，案例7冶金裝備-煤氣回收系統，案例8冶金機械—高爐噴煤系統，案例9光纖氫敏傳感器，案例10汽車傳動系統，案例11步進電機，案例12基于單片機的電阻爐溫度控制系統等，共二十個案例庫。

二、結果與討論

機電一體化系統案例庫在重慶科技學院機械學院教學活動中的應用得到了學生的認可。在案例教學法中，學生是課堂的主體，教師的作用是組織課堂、引導討論。案例教學加強了師生交流，活躍了課堂氣氛。整個教學重點是討論過程，讓學生充分發揮特長，鍛煉思維能力，通過討論提高他們分析問題、解決問題的能力及獨立思考的能力，同時提高他們的語言表達能力，鍛煉他們的膽量。案例庫教學方法使學生對知識的接受由被動轉為主動，從各個方面提升了學生的能力。

機電一體化系統這門課程的內容已經在其它學科中有所體現，所以學生對該門課程興趣不是太大。傳統的教學方法已經不利于培養學生的動手能力，難以提升學生分析問題和解決問題的能力。案例庫教學法的引入，符合“以學生為本”的現代教育理念，利于學生綜合能力的培養，可明顯改善機電一體化系統的教學效果。重慶科技學院案例庫教學實踐結果表明，機電一體化教學中，案例庫教學法比傳統教學法更有優勢，該法能提高學生的學習興趣，提高學生的操作能力，有利于培養學生分析和解決實際問題的能力。

參考文獻：

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