摘要:機電系統課程設計是機械專業課程體系中必不可少的實踐環節，其內容是針對執行機構、運動控制、感測檢測和資料處理這四個主要機電一體化知識要素的綜合練習。針對綜合性機電裝置較貴，臺套數較少造成設計題目數量單一，每年設計題目反覆重複的問題，提出了一個課堂實踐教學和科技創新訓練有機結合的方案，豐富了課程設計的題目，減少了題目的重複性，調動了學生主動學習的積極性，大大提高了機械專業教學質量和學生科研實踐能力。
關鍵詞:機電系統課程設計;實踐教學;科技創新;能力培養
《機電系統綜合設計》是本科機械專業繼《機械設計課程設計》之後設定的，培養機電一體化技術複合型技術人才的另一個必修的、非常重要的綜合實踐環節。其內容主要是鍛鍊學生對所學自動控制、機電傳動、感測檢測和計算機控制的綜合應用。
一、《機電系統綜合設計》課程設計存在的問題
《機電系統綜合設計》課程設計即機電一體化課程設計，可以鍛鍊學生的動手能力，讓學生親身體驗設計和實現機械裝置全自動化功能的過程。這類課程設計很少採用模擬方式完成，設計物件多為實際的機電裝置。這種裝置整合度較高，價格昂貴，體積比較龐大，所以可供學生實踐的臺套數少，裝置更新週期較長，這樣給課程設計帶來以下不利的因素:(1)由於裝置種類不多，造成課程設計的題目比較單一，而且由於裝置相同，很難使得每個小組題目的側重點不同。多個小組題目相同的結果，造成部分學生不做設計，只等其他小組除錯成功後將程式複製過來，再根據自己裝置的引數稍加修改，就可完成老師佈置的任務。這種情況使得此實踐環節對於某些學生來說學習效果很差。(2)由於裝置更新週期長，也使得每年的課程設計題目都會重複使用。這樣也給部分學生帶來向已經留校讀研的學生直接索取設計結果的機會，不能獨立完成，使課程設計流於形式。(3)由於課程設計題目大部分都是指定性題目，學生基本上只要按照課程設計指導書按部就班的設計就能完成，學生自己發揮的空間少，缺少激勵學生自主創新的評價機制，導致此實踐環節不能成為對學生創新培養的重要平臺。為此，本文提出了從教學模式與選題原則，以及方案實施兩個方面對機電一體化課程設計的教學改革方案。
二、機電一體化課程設計教學模式的改革
1．改變設計任務佈置的方法讓學生有自主發揮空間課程設計的教學模式通常為首先給學生下達任務書，其次讓學生根據課程設計指導書，查閱設計手冊和資料，按部就班的進行設計，學生很少有發揮的空間，這樣不利於調動學生的主動性和積極性，學生只忙於應付交差。為改變這種狀況，首先在給學生布置任務時只列出某個專案應該完成的基本功能，讓學生在完成基本功能的基礎上自主新增3～4個功能，並根據自主新增功能的複雜程度給予評價。
2．機電一體化課程設計選題原則
(1)重視學生對軟體工具的學習和掌握。對於機電一體化設計來說，常用的工具軟體主要有用於機械結構設計和模擬的軟體，如Solidworks、ABAQUS、ANSYS、和ADAMS等，以及用於機電控制技術開發的工具軟體，如Proteus、Keil、PLC開發平臺、HMI開發平臺、VC++和虛擬儀器開發平臺等。設計題目的選擇要求學生至少能夠用到1～2種這類的軟體工具，才能完成設計任務。
(2)課程設計的內容要與生產實際相聯絡。實際的機電產品常用的運動控制方式:PLC+驅動器、微控制器+驅動器和IPC+驅動器等，構成機電一體化的運動控制部分。傳動部分包括了氣壓與液壓傳動、電氣傳動、機械傳動等。這些都是數控系統和工業機器人的組成要素。結合現有的實驗裝置和這些要素，為學生設計瞭如下的課程設計題目，完成的設計任務。這類任務的裝置由於裝置更新週期長，所以容易存在每年重複使用的`情況。而且多個小組的題目相同，容易出現抄襲現象。為避免這種情況就需要減少題目相同的組數，但是這又帶來學生人數多於題目數量的問題，為解決這個問題，豐富題目的數量，可將學生參加科技創新的作品引入課程設計。Ｒobcon機器人大賽和全國機械創新設計大賽的設計題目，其要求學生提交的作品有很多可以設計成機電一體化裝置。而且這種設計是從產品的設計方案做起，歷經結構設計、加工製造、組裝除錯直至所有功能實現的機電一體化產品製造的全過程。這個過程使得教學更貼近實際，更好地發揮了學生的自主創新能力。以下是這幾年學生申報的機電一體化課程設計的題目:①自動搬運機器人;②越障排爆機器人設計;③自動檢測清障機器人設計;④爬杆機器人的設計與實現;⑤小型3自由度機械手臂的設計。以上作品學生都能在規定的時間裡完成.
(3)課程設計題目的工作量和難度應該以大多數學生能達到的知識能力範圍為準，設計內容應屬於先修機電控制系列課程的知識範圍，不要超綱，既強調實踐性又要兼顧知識性。
三、機電一體化課程設計改革的實施方案
1．抽籤選題分組。由於課程設計所用的裝置不一樣，考查的知識側重點也不盡相同，為避免因選題而出現的不和諧因素，學生首先自願結合小組，然後每小組派出1人抽題，抽到題目後每小組還容許根據自身的優勢與其它組交換題目，以便更好的發揮學生的個人所長。2．認識實驗臺總體構成及功能。學生抽完題目後，教師要給各個小組介紹設計所用到的裝置結構及其工作原理，佈置和解釋設計任務，提供設計手冊及相關設計資料的查閱方向。3．安排設計進度。對於設計進度的安排，發給學生的進度表要明確給出能夠進行核查的，設計任務階段性完成的指標節點，以便督促和監督學生的設計程序，保證課程設計能夠順利的完成。為保證設計質量還應讓每個設計小組進行中期彙報。4．演示答辯與設計報告撰寫。學生要通過現場演示和ppt彙報的形式完成課程設計成果的驗收，並按要求提交設計報告。四、結束語通過幾年的實踐，逐漸規範了機電一體化課程設計的教學，部分地解決了課程設計教學中存在的問題，特別是將學生的科技競賽作品作為課程設計的題目補充，既豐富了課程的題目，又使學生通過課程設計對題目的規範要求，重新認識了機電一體化設計的含義。
參考文獻:
［1］袁冬梅．機電綜合課程設計教學模式的研究與實踐［J］．科教導刊，2012，(04):133－134．
［2］譚為民．機電一體化課程設計教學實踐［J］．西南師範大學學報，2011，06):193－196．
［3］尹志強．機電一體化系統課程設計的研究與實踐［J］．機電一體化，2009，(07):100－103.