对机械电子工程的认识篇1
关键词：机械电子工程；专业知识集成；创新能力
作者简介：李孝禄（1968-），男，湖北大悟人，中国计量学院机电工程学院，副教授。（浙江杭州310017）
基金项目：本文系浙江省教科规划2013年度（高校）研究课题（课题编号：SCG054）的研究成果。
中图分类号：G642文献标识码：a文章编号：1007-0079（2013）20-0044-02
摆在工科高等院校面前的紧迫任务之一是如何培养适应建设新型国家的创新人才。教育部开展的工程教育专业认证标准对毕业生知识、能力与素质的基本要求中就有“具有创新意识和对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力”；教育部的“卓越工程师教育培养计划”旨在培养造就一大批适应经济社会发展需要、创新能力强的高质量的各种类型工程技术人才，为建设创新型国家和人才强国战略服务。该计划的三个特点之一就是强化培养学生的工程能力和创新能力。可以说，工程教育的本质就是培养大学生的创新能力。受传统文化、社会环境、思维方式和个体差异等的影响，我国工科大学生的创新思维和能力低于人们的期望值。这就需要探索培养和提高创新能力的方法。
高等工程教育中创新能力培养是一个系统的工程，强调实践和社会需要，需要从创新环境、创新认识、创新方法、创新活动流程等多方面介入。其中，必须改变对传统的高等教育专业培养中教师和学生的认识，对学生管理、教学计划、教学方式、师生互动等进行改革。同时，还可以借鉴其他学科，如系统科学、管理科学、工程技术等的方法和理论，嫁接到高等工程教育中，形成新的高等工程教育方法和理论。
笔者所在的专业为机械电子工程专业，通过借鉴管理科学中的知识集成思想，将专业培养中的教师和学生看成学习型组织中的成员，提出专业知识集成的设想。经过多年的实践，发现专业知识集成对学生创新能力培养有明显的促进作用。
一、专业知识集成的含义
进入21世纪以来，人们认识到一些先进技术及系统集成方法的使用和发展的关键都是以知识集成为核心。知识集成的目标是实现有效的知识利用，提高创新能力。知识集成是Grant在1996年正式提出的，随后国内外学者对于知识集成进行了大量的研究。目前关于知识集成的研究内容和成果没有形成系统的学说，还没有统一的定义。从其概念的演变过程看，其内涵越来越深刻。
综合国内外的研究，一般认为知识集成的内涵是：知识集成的对象包括各种显性和隐性知识，这些知识存在于组织内部各类人员、各协作单位以及不同组织之间；知识集成是显性知识与隐性知识间的集成，也是个人知识、群体知识、组织知识和组织间知识的集成；知识集成活动包括识别、获取、共享、综合组织内外部知识，在此基础上形成新的知识体系。
知识集成的本质是知识创新的动态过程，必须利用知识的集成成果进行自主创新，是螺旋上升的知识集成过程；知识集成是一个复杂的组织、技术、人力资源管理过程，集成主体必须发挥主动性和创造性；知识集成的目标就是打破知识壁垒，提高组织创新能力。知识集成的最终目的是构建组织核心竞争力。
机械电子工程是机械学、电子学、信息技术、计算机技术、控制技术等有机融合而形成的一门综合性学科，核心是机电一体化，本质是机械自动化和智能化，在国民经济各领域各行业应用广泛。因此机械电子工程的学科特点是该学科随科技的发展而发展，并且学科知识面广，交叉性强。这就对机械电子工程专业培养的学生的基础知识、素质和能力有较高的要求，特别是创新能力有要求。目前，机械电子工程专业同其他工程专业一样，一般通过专业基础课和专业课程的学习提高专业知识和素质，这些专业基础课程包括机械类、电子技术类、控制类和信息类课程；通过课内实验、课外科技活动、集中实践环节（如课程设计、金工和电子实习、生产实习和毕业设计）等提高实践能力和专业技能；通过选修人文社科类课程、参加文体活动和竞赛等提高学生的文化素质和社会交往能力；通过少数几门课（如笔者所在专业开设了“机电产品创新设计”等课程）、课外科技活动、学科竞赛、和申报专利等提高创新能力。
这种培养模式对学生创新能力的提高作用有限。由于学习环境、传统文化、教学管理、学生个性等因素的影响，导致学生基础知识、素质和能力不尽如人意，最终影响学生的创新思维、创新能力及其转化。[1]特别是学生对知识的学习，这是影响学生创新能力最重要的影响因素。笔者所在的机械电子工程专业培养中就曾经存在一些问题，如：机械电子工程专业知识源异质性强，学生对异质性强的知识理解和转换不畅；机械电子工程专业的知识源是相对封闭的，如机械学、电子学和控制技术的知识相对封闭，学生对知识源的沟通不畅；对学生学习而言，知识源存在时间差等问题；机械电子工程专业的知识源对教师而言也存在很多问题，如缺失、割裂和不畅等问题。
为提高专业学生的创新能力，笔者所在的专业借鉴知识集成的方法和原理，将专业建设中的专业教师和学生看成学习型组织中的成员，提出专业知识集成的概念，重新审视机械电子工程专业的知识源，改变师生的知识源时空观，最终提高学生的创新能力。
二、专业知识集成的实践
1.机械电子工程专业学习型组织的建立
将机械电子工程专业的教师和学生视为学习型组织中的成员，通过分析组织的师生共同的愿景、个体差别、实现不断学习的方式，如全员学习、全过程学习和团体学习等，构建扁平式组织结构的方法，保证师生沟通快捷和通畅，实现师生自主管理的途径。专业教师对学习型组织这些特性统一了认识，认为在专业建设中教师和学生都是主体，教师和学生是学习型组织中的成员等。这些为机械电子工程专业知识集成的实现提供了基础。
2.机械电子工程专业知识源的构成
专业组织教师对机械电子工程专业的显性知识、隐性知识进行了分类和挖掘，总结了它们的特点，确定了知识源在组织中教师、学生间的流动和吸收的方式、途径，评估了它们对学生创新思维和创新能力的影响。
知识集成理论认为知识可分为显性知识（编码型知识）和隐性知识（意会性知识）。由计算机处理的、可以度量的知识一般是显性知识，如“知道是什么”和“知道为什么”的知识。隐性知识是头脑中属于经验、诀窍和灵感的那部分知识（隐含经验类知识），是难以编码和度量的，并且是在不断演变的。它可能以数据、信息的形式无序地存放在某些地方。在专业这个组织中，这些知识源异质性强，相对封闭，存在时间和空间的分离等问题。
从学生层面看，机械电子工程专业的显性知识和隐性知识的来源主要有：
（1）课程。包括学科基础课和专业教育课等，如机械类、电子技术类、控制类、信息类和专业类课程，如工程图学、工程力学、机械设计基础、电子技术、电路分析基础、微机原理及其应用、自动控制理论、机电传动控制、机电一体化系统设计等课程。
（2）实践环节。包括课内实验、课程设计、金工和电子实习、生产实习和毕业设计等。
（3）课外教育教学活动。包括科研实践、文体活动、社会实践和专业调研等。
（4）其他。如同学之间、同学和老师、同学和外界交流与意会的知识等。
从教师层面看，显性知识和隐性知识除上述外还包括科研转化的知识等。
3.机械电子工程专业知识集成的实现
针对机械电子工程专业组织特点和知识源构成，从以下几个方面探索了专业知识的集成：改变师生对知识源的时空观；通过制度规范、约束激励、沟通交流、资源分配等方面实现知识的集成。这里所说的知识源的时空是指按传统安排的知识源学习进程和地点，如课程学习的不同学期，理论学习和实践在不同地方进行。通过有效方法集成知识源并进行实施，可以利用创新思维方法，如逻辑思维和非逻辑思维，激发师生的创新思维。例如，借鉴tRiZ理论将机械电子工程专业的主要知识点汇编成册，按“自顶而下”的设计方法对复杂机电系统所涉知识源解构，改变师生对知识源的时空观。[2，3]
三、专业知识集成的效果和反思
1.专业知识集成的效果
机械电子工程专业知识集成自实现以来效果明显。
首先，改变了师生对机械电子工程专业知识的认识。教师拓展了自己的知识面，明确了所教课程的教学地位和所教课程内容与其他课程内容的相互渗透。大一上学期的“专业导论”课程就介绍了机械电子工程专业知识集成的内容，学生了解到专业所涉及的不同知识源，在毕业设计阶段就可以对毕业题目所涉及的知识点进行归纳和总结。
其次，促进了学生创新能力的提高。学生入学时就对机械电子工程专业知识集成形成系统概念，对知识的掌握更快、更全面、理解更深。在进行课外科技活动的过程中思维更开阔。如本专业已毕业的07机电2班37位同学中，获得省级以上课外科技活动奖项8项，获得实用新型专利32项、发明专利4项。09机电2班35位同学，有11位同学考取了研究生。10机电1班共有38位同学，截至第6学期为止共获得12项省级以上课外科技活动奖，申请实用新型专利23项、发明专利2项。
2.专业知识集成的反思
当然，在机械电子工程专业知识集成实现的过程中也存在一些问题。如组织结构和文化氛围等需要进一步加强。特别是建立合适的组织结构，建立更有柔性、灵活性以及敏捷性的专业集成组织形式，如虚拟学习团队和网络学习团队等，使师生有效地沟通、协调和共享知识。从管理层面要研究专业知识集成的有效措施，使组织形成良好的创新文化氛围，促进师生共享和交流知识。
参考文献：
[1]李孝禄.大学新生学风调查及学风建设对策[J].广西大学学报（哲学社会科学版），2008，30（S2）：9-10.
对机械电子工程的认识篇2
自动化认识实习心得范文【一】
经过了一年的学习，我们，特指我，对我所学的专业即机械工程及自动化还是认识不是很够，可能老师考虑到我们这些学生的潜在问题，就给我们安排了一个专业认识的实习周。我们要通过这几天的实习对机械工程有一个直观上的认识(通过之前的理论课专业概论课，我们已经对机械工程有了一个大体的认识)。在进入工厂之前，老师给我们上了两节基础知识课，让我们了解什么是机械工程及自动化，机械工程及自动化应该学些什么。
由于微电子高新技术的迅速发展，使工业自动化的程度大幅度提高。新的机电设备和产品将机械、电子、计算机和自动控制技术有机地结合在一起，形成了所谓的机电一体化技术，大幅度地提高产品的性能、质量和可靠性;提高制造技术水平，实现生产方式向柔性方向发展;增强企业的应变能力;节约能源和材料消耗，降低成本，提高劳动生产率。机电一体化已是当今世界及未来机械工业技术和产品发展的主要趋向，也是我国机械工业发展的必由之路。然而，我国现有的机械专业人员的知识结构与当今机械工业的发展极不相称。学机械专业的，对电子、自动控制技术懂得较少;学电子专业的，对机械专业知识掌握的也不多，不能将机械与电子进行有机的结合。此外，由于近二十年科学技术的迅猛发展，多数机械专业人员知识老化，对新知识、新技术了解甚少，难以从事机电一体化产品的设计与开发。因此，除现有机械专业人员需知识更新，解决机电一体化人才短缺的部分问题外，急需大批量培养这类人才,老师还说，目前工程机械的发展已经达到了顶峰，设备可以完成人们所想到的任何工件，大型设备的专业化也在逐步加强，国内外的工程机械设备的差距也在逐渐减小，工程机械有小型化、家用化的趋势
所谓机电一体化，就是机械与电工合二为一。日本企业界在1970年左右最早提出机电一体化技术这一概念，当时他们取名为mechatronics，即结合应用机械技术和电子技术于一体。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，目前正向光机电一体化技术(opto-mechatronics)(opto-mechatronics)(opto-mechatronics)方向发展，应用范围愈来愈广。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。我们需要学的基础科目有：英语、计算机、高等数学、线性代数、大学物理、物理实验、工程力学、机械原理、画法几何及机械制图课程等。
上完了这两节的基础课以后，在一男一女两位老师的带领下，我们机械工程及自动化的三个班分别参观了北京建筑工程机械厂与北京现代汽车厂两个地方。
周三那天早上下起了瓢泼大雨，可到了北京现代以后，天就放晴了。在向导的带领下，我们观看了有关宣传片，听了关于展车的相关介绍，又参观了总装车间。给我留下深刻印象的就是总装车间。一千多米长的生产线，经过工人师傅准确而迅速的操作后，在oKLine最后出来的就是成品车。
自动化认识实习心得范文【二】
一、实习目的
1.通过亲身接触自动化设备和实验器材，并且通过老师及工厂人员的讲解，对自动化专业进行初步的认识，在实践中验证、巩固和深化已学的专业理论基础知识。
2.加强对企业技术操作的理解，将学到的知识与实际相结合，运用已学的专业基础课程理论知识，对实习单位的各项技术操作进行初步分析观察和分析对比，找到其合理和不足之处，灵活运用所学的专业知识，在实践中发现并提出问题，找到解决问题的思路和方法，提高分析问题和解决问题的能力。
3.见识电子控制类产品的设计、开发及维护等过程，理解自动化专业的发展动态与专业前景。
4.通过一定的实践认知实习，为以后的毕业设计及论文撰写做好铺垫。
5.让我们了解到知识与现实之间的差距，提升自己实际的工作能力，领悟到现实工作中我们需要什么，我们应该朝哪一方面发展，对我们以后的发展指明了道路，为今后真正走上工作岗位打下良好基础。
二、实习地点及时间安排
1.实习地点：
中冶连铸技术工程股份有限公司
2.时间安排：
8：30由武汉科技大学黄家湖校区出发
9：20到达中冶连铸技术工程股份有限公司，开始参观
11:00返回学校
三、实习单位介绍
中冶连铸技术工程股份有限公司(简称中冶连铸，CCteC)，是由中国冶金科工集团(mCC)发起设立的科技型股份制企业。xxxx年，中冶集团在美国《财富》杂志评选的世界企业500强中，排名第280位。中冶连铸总部设在武汉，是国内最大的以连铸、板带冷轧与表面处理为特色的冶金专业化技术工程公司;xxxx年7月，中冶集团宣布，中冶南方合并中冶连铸，自此，中冶连铸成为中冶南方的全资子公司。
公司主营业务为：方坯、板坯和薄板坯连铸连轧工程，板带冷轧与处理工程和工业电气自动化控制系统。自动化专业认识实习心得。中冶连铸现依托集团各项优势在北京设立了分支机构，从事国内外海水淡化项目的投资、建设和运营。连铸核心业务有：epC工程总承包，事业部具有专业化连铸技术研发、工程设计、设备制造能力的优势，可以为客户提供各类连铸机(大小方坯、圆坯、矩形坯、异型坯、扁坯、板坯、薄板坯等)的设计、制造、安装、调试一条龙工程总承包及单项服务;技术服务，事业部依靠专业化连铸技术研发实力，为客户提供连铸生产工艺、品种开发、生产工艺诀窍、铸坯质量问题诊断等相关技术服务;设备维护服务外包，事业部具有专业化连铸设备制造、供应链管理能力，能够提供连铸设备维护服务外包，为客户带来良好的经济效益。
公司人力资源实力：xxxx年初，公司已有职工854人，其中技术管理人员496人，拥有博士学位11人、硕士学位101人、高级工程师以上职称83人。公司在北京设有自己独立的研究院，拥有多项自主知识产权的核心技术，每年研发费用占营业额的5%，研发实力强大。中冶连铸拥有专业的设备制造基地中冶易新科技，设备制造能力强大。主要机械、电气设备在公司内部制造完成，产品质量和交货期有保证。
事业部/子公司：连铸事业部、海外事业部、北京科贸、斯瑞普科技、中冶易新科技、中冶重工。
四、实习内容
1月5日我们到了中冶易新科技股份有限公司，在实习开始，由公司员工李华刚师傅带领全班同学对公司各个车间进行专业性的参观，在车间里李师傅对同学们参观中的疑问进行了专业、技术性的讲解。在参观过程中，李师傅针对我们专业对他们车间采用及开发的新技术、新设备进行了详细的介绍，这对我专业知识的认识更深了一层。各个车间各司其职，但又紧密联系，比如做一台轧钢机，它需要各个车间的配合，从最初的图纸设计到最后的零件组装要求毫无差错，精密准确。
对于李师傅介绍的一些简短又新鲜的名词如铜排总、分控制机piD等，同学们疑惑百出，纷纷提出自己的疑问。而李师傅耐心的为我们在专业技术与知识方面进行了解惑，电子产品本来就更新速度快，在技术研发方面需要什么，大学生需要具备什么，专业的发展前景怎样等问题他都做了非常详细的介绍。因为他做该公司工作了挺长一段时间，所以对大学生他很了解，对我们在大学中应掌握的技能都做了一些要求，对专业知识的掌握以及在他们产品中占据的地位进行了解惑，让我受益匪浅。
五、实习心得与体会
通过此次实习，让我学到了很多课堂上更本学不到的东西，仿佛自己一下子成熟了，懂得了做人做事的道理，也懂得了学习的意义。我看清了自己的人生方向，也让我认识到了从事电子工作应支持仔细认真的工作态度，要有一种平和的心态，创新的精神，应该拥有一颗随时接受考验的心，迎接未知的世界。
实习期间，我谦虚谨慎，认真听取相关技术人员的指导讲解，并能够仔细观察、切身体验、独立思考、综合分析，也培养了我的耐心和素质，能够做到服从指挥。感受到了提出疑惑和疑惑解决后的快感。对自己的专业也更喜爱，不再迷茫。
对机械电子工程的认识篇3
关键词：机械电子工程电子技术电子信息
一、机械电子工程的发展史
20世纪是科学发展最辉煌的时期，各类学科相互渗透、相辅相成，机械电子工程学科也在这一时期应运而生，它是由机械工程与电子工程、信息工程、智能技术、管理技术相结合而成的新的理论体系和发展领域。随着科学技术的不断发展，机械电子工程也变的日益复杂。
机械电子工程的发展可以分为3个阶段：第一阶段是以手工加工为主要生产力的萌芽阶段，这一时期生产力低下，人力资源的匮乏严重制约了生产力的发展，科学家们不得不穷极思变，引导了机械工业的发展。第二阶段则是以流水线生产为标志的标准件生产阶段，这种生产模式极大程度上提高了生产力，大批量的生产开始涌现，但是由于对标准件的要求较高，导致生产缺乏灵活性，不能适应不断变化的社会需求。第三阶段就是现在我们常见的现代机械电子产业阶段，现代社会生活节奏快，亟需灵活性强、适应性强、转产周期短、产品质量高的高科技生产方式，而以机械电子工程为核心的柔性制造系统正是这一阶段的产物。柔性制造系统由加工、物流、信息流三大系统组合而成，可以在加工自动化的基础之上实现物料流和信息流的自动化。
二、机械电子工程的特点
机械电子工程是机械工程与电子技术的有效结合，两者之间不仅有物理上的动力连结，还有功能上的信息连结，并且还包含了能够智能化的处理所有机械电子信息的计算机系统。机械电子工程与传统的机械工程相比具有其独特的特点：
（1）设计上的不同。机械电子工程并非是一门独立学科，而是一种包含有各类学科精华的综合性学科。在设计时，以机械工程、电子工程和计算机技术为核心的机械电子工程会依据系统配置和目标的不同结合其他技术，如：管理技术、生产加工技术、制造技术等。工程师在设计时将利用自顶向下的策略使得各模块紧密结合，以完成设计；
（2）产品特征不同。机械电子产品的结构相对简单，没有过多的运动部件或元件。它的内部结构极为复杂，但却缩小了物理体积，抛弃了传统的笨重型机械面貌，但却提高了产品性能。
机械电子工程的未来属于那些懂得运用各种先进的科学技术优化机械工程与电子技术之间联系的人，在实际应用当中，优化两者之间的联系代表了生产力的革新，人工智能的发展使得这一想法变成可能。
三、人工智能
人工智能是一门综合了控制论、信息论、计算机科学、神经生理学、心理学、语言学、哲学等多门学科的交叉学科，是21世纪最伟大的三大学科之一。尼尔逊教授将人工智能定义为：人工智能是关于怎样表示知识和怎样获得知识并使用知识的科学。温斯顿教授则认为：人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。至今为止，人工智能仍没有一个统一的定义，笔者认为，人工智能是研究通过计算机延伸、扩展、模拟人的智能的一门科学技术。
四、人工智能的发展史
1萌芽阶段
17世纪的法国科学家B.pascal发明了世界上第一部能进行机械加法的计算器轰动世界，从此之后，世界各国的科学家们开始热衷于完善这一计算器，直到冯诺依曼发明第一台计算机。人工智能在这一时期发展缓慢，但是却积累了丰富的实践经验，为下一阶段的发展奠定了坚实的基础。
2第一个发展阶段
在1956年举办的“侃谈会”上，美国人第一次使用了“人工智能”这一术语，从而引领了人工智能第一个兴旺发展时期。这一阶段的人工智能主要以翻译、证明、博弈等为主要研究任务，取得了一系列的科技成就，LiSp语言就是这一阶段的佼整理佼者。人工智能在这一阶段的飞速发展使人们相信只要通过科学研究就可以总结人类的逻辑思维方式并创造一个万能的机器进行模仿。
3挫折阶段
60年代中至70年代初期，当人们深入研究人工智能的工作机理后却发现，用机器模仿人类的思维是一件非常困难的事，许多科学发现并未逃离出简单映射的方法，更无逻辑思维可言。但是，仍有许多科学家前赴后继的进行着科学创新，在自然语言理解、计算机视觉、机器人、专家系统等方面取得了卓尔有效的成就。1972年，法国科学家发现了prolog语言，成为继LiSp语言之后的最主要的人工智能语言。
4第二个发展阶段
以1977年第五届国际人工智能联合会议为转折点，人工智能进入到以知识为基础的发展阶段，知识工程很快渗透于人工智能的各个领域，并促使人工智能走向实际应用。不久之后，人工智能在商业化道路上取得了卓越的成就，展示出了顽强的生命力与广阔的应用前景，在不确定推理、分布式人工智能、常识性知识表示方式等关键性技术问题和专家系统、计算机视觉、自然语言理解、智能机器人等实际应用问题上取得了长足的发展。
5平稳发展阶段
由于国际互联网技术的普及，人工智能逐渐由单个主体向分布式主体方向发展，直到今天，人工智能已经演变的复杂而实用，可以面向多个智能主体的多个目标进行求解。
五、人工智能在机械电子工程中的应用
物质和信息是人类社会发展的最根源的两大因素，在人类社会初期，由于生产力水平低，人类社会以物质为首要基础，仅靠“结绳记事”的方法传递信息，但随着社会生产力的不断发展，信息的重要性不断被人们发现，文字成为传递信息最理想的途径，最近五十年间，网络的普及给信息传递带来了新的生命，人类进入到了信息社会，而信息社会的发展离不开人工智能技术的发展。不论是模型的建立与控制，还是故障诊断，人工智能在机械电子工程当中都起着处理信息的作用。
对机械电子工程的认识篇4
传统的机械工程包括机械设备动力与制造工艺的研究，通过运用机械运动原理实现机械设备的正常运行。而机械电子工程重视实现传统机械系统能量的连接，信息连接是信息连接的重点。随着机械工程与电子工程的融合度越来越高，机械电子工程的智能化会成为未来的发展趋势。
1机械电子工程概述
1.1机械电子工程的定义
机械电子工程与其他相关学科之间有着紧密的联系，结合了各学科的优点，是一门比较复杂的综合性学科。机械电子工程以电子、机械、计算机技术为核心，通过科学合理的设计将各个模块优点发挥到最大。虽然机械电子技术需要运用各方面知识，但是机械电子产品的内部结构并不复杂，只需要将一些简单的机械电子元件按照规划进行科学的组合，就可以最大限度的提高产品的性能，减少成本的投入，在提高产品质量的同时提高企业的经济效益。
1.2机械电子工程的发展
在机械电子工程发展的初期，人们并没有认识到机械电子工程的广阔的发展前景，由于缺乏必要的资源支持，机械电子工程的技术水平也极低，机械电子产品主要以手工制作为主，其工业化水平十分低下，机械电子工程的发展受到了极大的限制。随着机械电子工程的重要性日益凸显和其市场需求的扩大，人们开始重视对机械电子工程技术的开发，为了进一步提高其生产效率，机械电子工程逐渐实现在机械工业中的应用，并获得了飞速的发展。随着机械电子工程与机械工业的结合，实现了机械电子产品的流水线的生产，促进了生产水平的提高，提高了生产效率，可以实现机械电子产品可以在短时间内投入市场。但是目前我国主要引进国外的标准生产线，产品的生产模式与我国实际的生产需求差距很多，生产线本身的灵活性极弱，生产出的产品并不能够满足国内市场的需求。为了促进机械电子工程的进一步发展，需要结合我国国内市场的实际需求，将机械电子工程与人工智能相结合，充分发挥机械电子工程的优点，逐步实现其产业化与智能化。
2人工智能概述
2.1人工智能的学科定义
人工智能通过计算机的使用极大的延伸了自身的智能，主要通过对计算机功能的深入研究得到的一门学科，这门学科具有极大的发展前景，是21世纪的最重要的学科之一。计算机技术的发展是人工智能学科得以发展的关键，因此计算机技术是人工智能学科的基础。但是人工智能学科并不是单一涉及到一门学科，此外还与信息论、心理学、控制论等多个学科存在着交叉关系，因此，人工智能学科吸收了其他各个学科的优点，具有极强的发展潜力。
2.2人工智能的发展阶段
2.2.1萌芽阶段
随着世界第一台计算器的诞生标志着人工智能研究之路的开始，但是这个阶段的发展十分缓慢，但是这个阶段为人工智能的研究积累了大量的经验。直到世界第一台计算机诞生之后，加快了人工智能研究的角度，依旧没有取得实质性进展。所以这个阶段属于经验积累阶段，为之后发展奠定基础。
2.2.2第一个发展阶段
1956年“人工智能”命题的提出标志着人工智能的发展进入了第一个高峰期。这个阶段主要是博弈、和基本原理的证明，这个阶段最大的贡献大大解放了人们的思想，为之后的发展提供了理论支持。
2.2.3第二个发展阶段
人工智能第二个发展阶段的标志是1977年全球第五届人工智能会议的召开，经过这个会议逐渐促使了人工智能与实际生产的结合，使人工智能获得了一个巨大的飞跃，使其进入了知识层面的发展。
3机械电子工程与人工智能的关系
随着社会信息化的进一步推进，为机械电子工程技术的发展带来了契机，人工智能的加入为了机械电子工程的发展开拓了巨大的发展空间。传统的机械电子系统，缺乏必要的稳定性，面对逐渐增多的信息量，单纯通过人工的方式进行处理显得力不从心，急需要一种可以处理多种不同类别信息的技术。在这种情况下人工智能的加入为机械电子工程的发展提供了巨大支持。人工智能通过建立相关模型、控制模型，实现对信息的处理，最终根据处理的信息能够很好的完成故障的诊断。除此之外人工智能使用模糊推力系统和神经网络系统这两种方法实现了对系统的数据信息进行全面的描述，最终实现对机械电子系统的科学合理的控制。
在人工智能漫长的发展过程中，每个阶段的发展都十分缓慢，并没有实现人工智能的实质性的变革。但是随着人工智能与机械电子工程逐渐结合之后，形成了由量变到质变的巨大飞跃，使世界进入了机械电子工程时代。随着人工智能在机械电子工程领域的广泛应用，人工智能逐渐形成了神经网络系统和模糊逻辑系统，通过这两个系统对人类的思维模式进行模拟来解决多变的工程应用问题。人工智能在机械电子工程中的广泛应用过程中逐步完善了自身的缺陷，为自身的发展提供了一个新的发展路径。
从以上可以看出发展过程机械电子工程与人工智能二者具有密不可分的联系。一方面在机械电子工程的发展过程中正是由于人工智能的加入是机械电子工程的发展带来新的契机。另一方面，人工智能通过在机械工程领域的应用，为自身的发展提供了一个新的路径。
对机械电子工程的认识篇5
我国高等工科教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的中国工程师，然而我国工科的教育实践中还存在不少问题，如重理论轻实践、强调个人学术能力而忽视团队协作精神、重视知识学习而轻视开拓创新的培养等问题。mc.kinseyglobalinstitute在2005年10月发表的一份报告称，2005年我国毕业的约60万工程技术人才中适合在国际化公司工作的不到10%，其中的原因，他认为“中国教育系统偏于理论，中国学生几乎没有受到project和团队工作的实际训练，相比之下欧洲和北美学生以团队方式解决实际问题”。国内外的经验都表明cdio的理念和方法是先进可行的，适合工科教育教学过程各个环节的改革。
1cdio工程教育介绍：
cdio工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得knutandalicewallenberg基金会近2000万美元巨额资助，经过四年的探索研究，创立了cdio工程教育理念，并成立了以cdio命名的国际合作组织。
cdio代表构思（conceive）、设计（design）、实现（implement）和运作（operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。cdio培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。
2cdio工程教育模式在机械电子工程专业人才培养中的应用：
机械电子工程专业培养目标是培养具有机械工程、电气工程、控制科学与工程、计算机科学与技术等学科基础理论和基本知识，具备现代科技理念、综合人文素质、较强的创新精神和工程实践能力，能够从事机械和机电装备与系统的设计制造、研究开发、设备维护和运行管理的复合型高级工程专门人才。
山东理工大学是一所以理工为主的多科性省属重点大学，于2009年初加入cdio。机械电子工程专业2010年被教育部批准为新上专业，机械电子工程专业作为cdio培养模式的试点专业。我们的改革目标是通过注重培养学生系统工程技术能力，尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力，以及较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力，吸收世界先进的工程教育理念，建立符合国际工程师认证的课程体系。为此，我们选定国际上公认的cdio工程教育理念。将cdio项目按规模和范围划分为三个模块，第i模块为包含本专业主要基础核心课程和能力要求的项目；第ii模块为包含一组相关核心课程、能力要求的项目；第iii模块为增强课程能力与理解而设的项目。
基于cdio工程教育理念而设计的人才培养模式中最重要的组成部分，是机电系统设计与制造i、机电系统设计与制造ii、机电系统设计与制造iii三个综合项目的设计和实现。分别设置在不同的教学学期，每个综合项目都是对学生某一方面知识和能力的锻炼和考核，往往涉及到多门核心课程。选定移动机器人作为项目对象，贯穿于三个一级项目。具体内容包括如下几个方面：
2.1完成机械结构设计的概念设计。
机械电子工程专业学生培养过程中的机电系统设计与制造i项目训练，开设在第四学期，时间安排2周。学生在教师指导下通过对移动机器人这一典型机电一体化产品的解剖，了解其各个关键部件（包括机械系统组件和控制系统组件）的具体结构和连接方式，从而提前了解本专业核心内容与实际产品的关系，以工程师的角度去面对即将开始的专业课程学习。通过早期项目的构思和设计，激发学生兴趣，进行初步的创新思维与产品构思训练，并在一定程度上建立起与专业相关的整体概念。
根据这一总体要求，需要综合考虑在机械电子方向所必须的专业课程和基础课程的相关要求，重点考察学生将所学知识点运用到实际工程项目的能力并同时达到对其进行锻炼的目的。
2.2完成机械构件运动原理综合考察的规划设计。
机械电子工程专业学生培养过程中的机电系统设计与制造ii项目训练，开设在第六学期，时间安排2周。在第四学期一级项目的基础上，本次二级项目进一步要求学生通过团队合作的方法完成机器人整体结构的设计。通过具体给定不同的设计参数和机器人操作任务，由学生自由组成团队，合作完成机器人各关本文由收集整理键部件的详细设计，要求每个学生独立完成给定的局部设计任务，并保证团队内部学生设计的各个部件之间的良好连接。
在设计的工程设计中，满足给定的输出运动关系，并进行必要的运动分析是工程设计的最基本要求。结合学生在测绘环节对机器人总体结构和关键部件的认知，此环节需要给出机器人的运动关系，并在此基础上进一步根据指导教师的设计要求进行修正，实现新的运动关系输出，达到运动学设计的基本要求。
具体的机器人产品，要求整体上各关节运动灵活，能够满足一定的运动范围和运动速度要求。因此必然在结构上具有特定的参数要求，对于关键的技术参数，需要进行整体规划和论证，并提出具体的设计方法。
2.3完成机器人控制系统设计。
机械电子工程专业学生培养过程中的机电系统设计与制造iii项目训练，开设在第七学期，时间安排3周。在第四学期和第六学期两个一级项目的基础上，本次三级项目进一步要求学生通过团队合作的方法完成机器人控制系统设计。通过单片机、工控机、plc等方案对第i、ii模块确定的项目进行控制系统设计。培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电产品设计工作，掌握机电产品中控制系统设计的一般程序和方法，并结合设计进一步巩固和扩大知识领域。
三个综合项目的完成，标志着学生基本掌握了机器人的总体方案设计、机械结构设计、控制算法设计、控制系统硬件和软件设计等关键技术，同时这些技术可以触类旁通的用于其它相关产品的设计与制造。在每一届学生中选择设计较为出色的部分产品，进行实际加工制作，一方面是对学生的激励，同时也可以作为以后学生的研究对象。由于三个综合项目依次承接，最终的产品完全是学生自己设计，因此，更利于学生掌握机电产品的整个设计、制造、控制和维护的流程，更能激发学生的学习兴趣。
3实施效果：
对机械电子工程的认识篇6
高等工程教育在机械电子工程专业实施的可行性
山东理工大学机械电子工程专业人才培养模式的改革是在深入探索CDio教育理念的基础上提出的，同时也充分考虑了机电系现有的师资力量、设备条件等客观因素。从本质看，CDio考虑了现代工业产品从构思研发到运行改良乃至终结废弃的生命全过程，其工程教育理念就是要以此全过程为载体培养学生的工程能力，此能力不仅包括个人的学术知识，而且包括学生的终生学习能力、团队交流能力和大系统掌握能力。依据CDio培养模式的这一核心思想，首要解决的问题就是选定机械电子工程专业进行CDio试点的项目对象。由于目前现有的机电一体化产品多数面向工程应用，因此一般不能长期反复拆装，内部结构也不便于学生观察、测绘，因此很难直接应用于现场教学。而多数教学产品则更多地侧重于产品原理的教学，因此在产品的真实感、形象性方面也存在欠缺。CDio培养模式要求学生在掌握基本专业知识的基础上，更侧重于工程设计能力的培训，因此，在教学中要求尽量保持产品原有的外形、功能特点，如何选择与设计研究对象成为首要解决的问题，针对机电系的实际情况主要考虑了如下几个因素：（1）机械电子工程专业已初步选定机器人技术作为重点发展方向之一。机器人技术是一门迅速发展的综合性前沿学科，是现代科学技术高度集成和交融的产物，它涉及机械、控制、电子、传感器、计算机、人工智能、知识库系统以及认识科学等众多学科领域，是当代最具代表性的机电一体化技术之一。经过几十年的发展，现代机器人技术在工业、农业、国防、航空航天、商业、旅游、医药卫生、办公自动化及生活服务等诸多领域获得了越来越普遍的应用。掌握机器人技术基础知识和工程应用方法，能够触类旁通地应用于现代机械、机电工程、现代制造业等各大领域。（2）机器人能够激发学生的学习兴趣和创造力。机器人从产生开始，就承载了人类的诸多梦想，对于充满活力的大学生而言更是如此。目前多数高校都拥有机器人爱好者协会等类似的组织，而各种机器人创作、竞赛等活动更是如火如荼的开展，足以反映了学生对机器人技术的关切和向往。兴趣是学习最大的原动力，将机器人设为项目对象，让学生了解机器人的具体结构和控制方法，必将取得事半功倍的教学效果。（3）机电系具有较强的机器人技术研发实力和实践教学经验。在创新实践方面充分发挥机电学科机电一体化的优势，培养学生创新意识和实践精神，积极参与到科技创新活动中，多次参与全国性和省级机器人竞赛并获奖。
机械电子工程专业的工程教育教学实践案例
作为人才培养模式最重要的组成部分，引入机电系统设计与制造i、机电系统设计与制造ii、机电系统设计与制造iii三个一级项目。分别设置在不同的教学时期，每个一级项目都是对学生某一方面知识和能力的锻炼和考核，往往涉及到多门核心课程，下面是详细描述。
机械电子工程专业学生培养过程中的首次一级项目训练，开设在第四学期，时间安排2周。学生在教师指导下通过对机器人这一典型机电一体化产品的解剖，了解其各个关键部件（包括机械系统组件和控制系统组件）的具体结构和连接方式，从而提前了解本专业核心内容与实际产品的关系，以工程师的角度去面对即将开始的专业课程学习。通过早期项目的构思和设计，激发学生兴趣，进行初步的创新思维与产品构思训练，并在一定程度上建立起与专业相关的整体概念。要求学生在工程制图、3D工程设计等相关课程理论学习的基础上，进一步将理论应用于具体的机电类产品。要求学生针对特定的机器人对象，实际测绘整个机器人关键部件的尺寸，并通过3D软件重新造型设计，完成机械图纸的绘制。传统的机械制图测绘环节以减速箱作为测绘对象，研究对象脱离了具体产品，没有专业针对性，也不利于提高学生兴趣。该一级项目以机器人为载体，将机械制图的理论知识融合到项目实施中，在加深学生对基础理论掌握的同时，能够加深学生对机器人及相关机电产品整体认识，为第六学期的设计制造奠定必要的基础。
对机械电子工程的认识篇7
摘要：本文简要阐述了mooC的优势与缺点，对基于mooC的教学模式进行了分析。针对机电专业，提出了混合教学模式的具体实施方法，对机电专业的相关课程进行了一系列改革和实践，从学习内容、教学实施和教学效果三个方面对混合教学案例进行分析，为混合教学在机电专业课程教学的广泛应用进行了有益的探索。
关键词：mooC网络课程教学模式混合教学
机械电子专业不同于机械学科其它专业，它不仅需要学习机械类课程，还要学习电子类课程，两个门类课程的学习方法差异较大，普通的教学计划难以满足学生与老师的需求。许多学生借助于网络，通过学科交叉学习的方式，将网络中的教师、课程和视频资源有机的结合，拓宽机械、电子课程的知识面。随着mooC（massiveopenonlineCourse，即大规模公开线上课程）的迅速发展，更多的机械电子专业学生选择在线学习，而忽略传统的课堂学习。网络课程面向网络所有学习者，可以进行“单对多”教学与“多对单”的学习，适用于远程教育和专业培训，没有时间限制，可以在任何有网络的条件下进行学习[1]。但是，随着课程和学生注册数的不断增长，教学效果适得其反。缺乏预修门槛和规模限制逐渐成为网络课程的短板[2，3]。由于机械与电子课程学习方法和所学基础知识差异较大，如学习者不具备授课所需的基础知识，将影响授课质量与进程。这不仅会影响学生的学习效果，也会影响教师的积极性。对于传统的课堂教学授课老师需要同时兼顾机械与电子两个门类的教学内容，应付繁重的教学任务、多媒体制作，这对每位老师来说都是不小的负担。因此对于机械电子专业，需要寻找一种更为有效的教学模式。因此本文尝试探索一种针对交叉学科的混合教学模式。
1面向机电专业混合教学模式
混合教学模式是指将网络课程本地化，由任课教筛选和整理，供在校学生学习，并通过在线方式讨论答疑的课程模式。混合教学模式对学生设置入学门槛，规定预修课程，达到前期课程考核要求的学生才被允许学习课程。具体实施方法如下：
1.1教师不再是课程的讲授者，而是课程的指挥者机械电子专业科目繁多，涉及交叉学科知识的选择与贯通，教师需要成为两个课程之间的指挥者和整合者。混合式教学将授课教师从传统的课堂教学和网络教学中解脱出来，让教师有更多时间专注于更重要的教学融合与互动环节，组织学生分组研讨，为他们提供专门指导，共同解决遇到的难题。
1.2设置交叉课程预修门槛在传统的教学计划中，机械电子专业以机械类课程为主，电子类课程为辅，机械、电子学科的理论与实验课程比例严重不协调[4]。通常机电学院的电子类课程知识滞后，学生进入专业基础课和专业课阶段，由于理论基础薄弱，无法理解课堂教学内容，进而影响教学效果。因此，在进入重点专业课程前，教师提前将专业课程需要补充的知识和视频材料在大二学期就布置给学生。通过集中答疑的方式，在实体课堂教学中回答学生们预习中遇到的问题，了解学生已经掌握了哪些知识，哪些还没有被吸收，与学生一起完成预习作业与实验，做好专业课的前期工作。
1.3指导学生建立学习小组mooC的学生基础不同，但却使用标准化的学习资料，完成同样的学习任务，无法得到主讲教师的单独指导和答疑。因此，引入学生讨论组学习方式，建立不同的兴趣小组与讨论组，根据兴趣组织具有针对性的学习活动，每个小组由1名组长负责。例如，郑州轻工业学院机电学院机械电子系就要求参加“机械控制工程基础”课程的学生成立兴趣小组，如kalman滤波小组、piD小组与simulink小组等，小组成员必须定期提交自学总结的文字材料，组长根据学习进度分配组员的学习任务。
1.4将项目开发引入课堂按照每个小组的兴趣方
向，选择学生力所能及完成同时具有一定挑战性的开发项目。根据厂矿、企业实际需求选择开发项目，使学生提前了解和熟悉毕业后的工作，以实现学校与企业工作的“无缝连接”。由于机电专业需要兼顾机械与电子两个学科，因此项目中涉及的机械设计、控制系统设计、仿真等工作均由学生自己承担，保证每个学生具有充足的工作量，意在通过动手操作加深学生对知识的理解，提高解决实际问题的能力。
2机械电子专业部分课程混合教学案例分析
2.1“单片机应用技术”课程的混合教学实验将传统的“单片机应用技术”课程分为两个阶段。第一个阶段采用在线视频教程补充电路基础知识，完成教师设计的在线课前作业。通过作业调查，确定学生已经掌握的知识和存在的困难，确认学习难点与重点。第二阶段开展课堂教学，并将学生每3人分为1组，选用开源硬件arduino作为调试板，在规定时间内合作解决课堂中遇到的难题。小组调试通过后，学生就难点和重点内容独立接受测验，当场搭建电路并调试程序。与传统教学相比，采用混合模式学习的学生在结业考试中整体成绩提高了14％。实验班中98%的学生通过了单片机课程，教学取得了显著的成效。
2.2“机电传动控制”课程的混合教学实验本科“机电传动控制”课程在大三下学期开设，部分内容在其它相关课程已进行了学习，因此将教学过程分为三个部分。第一部分，简单介绍已学过的知识，通过测试的方式对学过的基础知识做快速复习，确定已学过知识中的薄弱部分，结合实例加深知识的理解。未学习的知识，教师选择相应的mooC公开课章节及教学视频，与教师课堂讲解结合，作为课堂教学主要内容。第二部分，申请实验课程，利用晚上和周末去实验室做实验，每3人为1小组，保证每名学生都独立承担实验并完成实验报告。第三部分，安排学生参加各种科技创新活动与机电类学科竞赛，扩展校外企业合作，培养学生的团队精神、实践能力和创新能力。通过调查获悉95%的学生认为教学内容可以激发自己的学习兴趣；82%的学生认为可以容易地理解和消化课堂知识。
机电专业教学模式的启示
由上述案例可知，混合教学模式不同于传统的课堂教学模式和网络课程模式，不再是统一化、标准化的教育模式。新的教学模式强化教师的引导作用，主要对教学方式和学生的学习方式进行调整，将网络教学、课堂教学和实践教学融入到教学实施的整个过程中。针对机电工程专业，混合式教学模式有两点启示：
3.1通过教师引导强化薄弱课程的学习机械电子专
业教师多以教材作为核心内容，忽视了机械与电子学科之间的联系。学生对“机电一体化”的理解基本属于空白，实践更无从谈起。而在混合教学模式中教师不再是课堂上知识传播者和视频课程中的主角，而是教学过程的设计者。教师通过设置预修课程，利用网络资源或课堂讨论的方式弥补欠缺的知识，重点保持机械与电子学科知识的平衡，机械知识与电子知识学习并重。教师是“建筑师”，重点搭建机械与电子之间的桥梁，并利用实践活动强化学生对于知识的理解与应用。
3.2积极拓展横向项目，实践与教学结合机械电子专业为交叉学科专业，重点在于机械装备与电子设备之间的集成与交互。只有通过实际操作与开发才能真正掌握机电一体化技术。目前各大院校设置有多种大学生创新活动项目，如机械创新设计大赛、挑战杯大赛等。教师可以鼓励学生积极参与大学生创新项目与校外企业的横向项目，将项目开发机制引入课后教学实践。通过在线指导、课堂讨论和操作演示，将理论学习与实际操作有机融合，强化对知识的理解，增强学生择业的硬实力。
4结束语
机械电子专业为交叉学科专业，科目繁多，如何提高授课质量，有效地增强学生实际应用能力一直是个难题。交叉学科不仅要学习理论知识，更重要的是搭建不同学科之间的桥梁，知识融合与实践指导必不可少。与网络课程相比，混合教学带来一种新的教学方式，通过教师引导将线上教育资源与线下指导结合，将项目开发引入到实践教学中。通过在机电专业中实施混合教学方法，使学生在理论知识学习、实践能力锻炼等方面得到了全面提高，取得了良好教学效果。
参考文献：
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[2]约翰·巴格利，陈丽，年智英.反思mooC热潮[J].开放教育研究，2014(01):9-17.
[3]康叶钦.在线教育的“后mooC时代”———SpoC解析[J].清华大学教育研究，2014(01):85-93.
[4]王才东，杨文建，王辉“.机电传动控制”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2013(10):73-74.
对机械电子工程的认识篇8
论文摘要本文主要对中职的数控技术应用专业的基础课程综合化改革进行探讨,根据数控技术应用技术专业原基础课程体系存在的问题，论述了进行综合化改革的必要性，并对综合化改革的具体做法和注意事项进行了探讨。
1原课程体系分析
1.1采用分科课程的组织模式，学科门类划分细、数量多
原先数控技术应用专业基础课程的内容基本与机械加工专业的一致，沿用传统的单一的分科课程的组织模式，强调不同学科门类之间的相对独立性，强调一门学科的逻辑体系的完整性。专业基础课程包括：电工基础、电子技术、工程力学、机械制图、机械设计基础、机械制造基础、金属工艺学、计算机绘图、制图测绘、微机原理应用、机械加工工艺等11门课程。①
1.2理论与实践分开教学，学生动手操作时间少
原专业基础课程体系中的理论与实践分别开设课程，一般是在理论教学结束后，再进行相应的实践教学。由于实践教学周数有限，实践学时通常都少于理论学时。
1.3课程衔接处理不够，在时间安排上过于集中
这11门专业基础课程各自成一体系，独立性较强，相互间呈平行关系。故在教学安排时，各门课程衔接性体现不出。且在时间安排上，专业基础课程主要集中在第二、三学期开出，没有与骨干课程进行配套实施。
2进行综合化改革的必要性
2.1综合化改革是为更好地适应中职学生的学习特点
中职大部分学生的认知特点是形象思维长于逻辑思维，实践学习长于理论学习，动手能力长于动脑能力。少部分学生的人生目标不明确、自信心不足、学习兴趣不高、学习习惯较差。如果在专业课教学上继续沿用分科课程的组织模式，采用传统的理论和实习教学各自独立进行的方法，理论知识点过多、过深、过杂，就很难产生好的教学效果，很难实现“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的职业教育教学的目标。
2.2综合化改革是为更好地服务于专业骨干课程
专业基础课程应做到“必需、够用”就行，教学的目的是为使学生更好地学习专业骨干课程来服务的。如果专业基础课程开设过多，占用学时过多，势必影响骨干课程的门数和总课时，不利于深入学习专业知识和熟练掌握专业操作技能，无法真正突出专业技能训练。
2.3综合化改革是为更好地因材施教
原专业基础课程一般采用理论考试的方式进行考核，考核方式单一，容易形成应试教育，而没有充分考虑到课程的实用性。中职教育应面向全体学生，一方面必须使每个学生在原有基础上都能得到应有的发展，另一方面对不同的学生应尽量给予不同的发展空间。这就需要在教学上能够因材施教，并采用灵活多样的考核方式，使不同层次的学生都能有所收获。
综上所述，原数控技术应用专业基础课程存在着诸多的不足，决定了对其进行综合化改革的必要性。
3具体做法
3.1精选教学内容，整合基础课程
首先对各门基础课程的内容知识点进行整理归类，剔除与数控专业无关的知识点，简化理论较深的知识点，然后再进行重新划分课程科目，整合相关知识点，突出服务主干课程和实践训练的针对性。如综合化改革中将原《电工基础》和《电子技术》两门课程整合为一门《电工电子》，以电工初级工的鉴定标准来设计课程内容，去除电子技术的部分理论较深、专业性较强的内容；原《工程力学》中理论计算的内容过多，对大部分中职学生来说太难，并且在后面的学习中应用不多，因此将这门课程中的有关基本概念的知识点并入《机械设计基础》中，使《机械设计基础》主要包括工程力学、机械原理和机械零件等内容，不作复杂计算要求。通过课程整合，基础课程数目减少了，内容更加精练和具有针对性，同时压缩了基础课程的课时，为增加实践课时和开设更多的主干课程提供了条件。
3.2注意课程衔接，优化教学计划
在课程整合的基础上，明确各课程间的相互关系，在教学安排上加强课程间的衔接。如《机械制图》、《计算机绘图》、《制图测绘实训》三门课程间的安排上注意衔接关系，将《计算机绘图》分成两部分：第一部分为计算机绘图软件的基本绘图命令的操作学习，与《机械制图》并行安排教学；第二部分为计算机绘制零件图和装配图的操作学习，安排在《制图测绘实训》后进行为期一周的实训。
3.3突出技能要求，创新考核方式
进行教学方式、手段的改革也是综合化改革的重点之一，通过引入一体化教学、模块任务教学等方式，鼓励学生参加鉴定考证，突出实际操作技能的训练。如《计算机绘图》采用模块式项目教学法进行训练，以上机操作为主，理论讲解为辅，让学生在各个项目中进行合作和讨论来自己完成任务，避免以往《计算机绘图》中学生依葫芦画瓢，学后就忘的情况出现。在《电工电子》、《计算机绘图》等多门课程组织学生参加技能鉴定，并作为考核方式之一，使学生每学期有一次参加技能鉴定的机会，能较好地适应今后岗位的需求。
3.4改革后的基础课程体系
（1）《电工电子技术》：以初级电工的鉴定标准要求，简化电子技术的部分内容。（2）《机械制图》：与《计算机绘图》相结合，以学生能够识图为基础，适当降低难度。（3）《计算机绘图》：自编教材，采用模块式一体化教学，与《机械制图》和《制图测绘》实习综合安排教学进度，学生参加绘图员考证。（4）《机械设计基础》：包括工程力学中的一些基本概念、机械运动的基本规律及常用机构和机械零件等内容，对有关理论计算不作要求。（5）《工程材料及机械制造基础》：自编教材，包括常用材料和金属材料热处理的基本知识，及金属切削的基础知识、常用加工方法综述与零件的结构工艺性等内容。（6）《设备控制基础》：将液压传动和气压传动技术相互贯通，压缩了传统内容，利用本校有较好的plc实训设施，适当拓展了可编程控制器部分的知识与内容。
4小结
数控技术应用专业基础课程的综合化改革，对学生来说，专业基础课程理论与实作相结合，在学习上更易激发起兴趣。同时，由于能够更快地接触专业主干课程，学生较早地对本专业要学什么、今后干什么有了更深的了解，从而使学习的目标性更强。但在综合化改革的实际操作中，我们也需着重注意以下两方面工作：一是要注意做好配套教材的完善。由于多门课程需进行知识点的综合整理，有些课程难以找到相应配套的教材。对此，我们主要是通过自编教材来满足教学需求。这些自编教材质量的高低将很大地影响到综合化改革的效果。二是要提升教师对专业基础课程综合化改革的认识。要使每一位教师认识到综合化改革不仅仅是简单地对课程内容的整合，更是对整个教学理念、教学方式和手段的综合，从而要求教师去更加全面的掌握各专业基础知识，甚至要组织进行编写教材，尽量采用灵活多样的教学方式和手段，提升自身的教学水平。
对机械电子工程的认识篇9
【关键词】建筑机械；施工管理
机械工程是建筑工程项目施工的重要组成部分，随着建筑智能化的迅速发展，机械工程的地位和作用越来越重要，并直接关系到整个工程的质量、工期、投资和预期效果。建筑机械工程施工是整个建筑项目施工的重要组成部分，贯穿于整个工程当中，而且专业性很强，对技术和质量的要求非常高。
一、加强对施工的技术人员的管理。
对机械工程施工人员的管理，要重点做好三个方面的工作：一是技术人员的合理搭配。对施工人员，必须取得相应的资格证书；对于管理人员，必须具备质量资质。对质量、检测、监督等人员应进行职业资格考核，按照学历、专业、职称、工作年限、工作业绩、能力、培训成绩等要素，安排其合适的岗位，从而形成激励，促进人员不断学习，不断创新技术，积累新经验的团队。二是加强对团队人员的培训教育。首先，一定要加强对人员的质量意识教育，从思想上真正认识到质量管理工作的重要性，培养积极预防性意识。同时，要对电气机械施工人员及管理人员进行现场培训，讲授适合工程需求的新技术和新管理理念，让大家规范化、流程化、标准化施工。三是注重团队班组建设。施工班组人员通常在一线施工，按照每个班组内员工各自的技术水平和操作能力，为其分配相应的任务，并责任到人，做到既分工明确，又能互相帮助，将员工工作效能发挥到最优。
二、做好电气施工的材料、机械设备的现场管理。
（1）施工前的材料、设备管理。首先，物资采购部门要认真负责，采购时要根据要求选择符合条件的厂商和产品，切不可出现“关系式”采购，采购之后应对产品进行详细核算；其次，质量人员要对拟进场的材料和设备填写报验单，并将厂商提供的检验报告仔细阅读核对，确保无误后才能使用。对于国家强制管理的产品，必须要符合我国电工、机械产品认证委员会的要求，相应的设备上必须要有安全认证的标志，而且附有证书，坚决不用“三无”产品。同时，建筑机械、电气所使用的各种高低压箱柜等设备，一定要采购定点厂家提供的设备，对于关键的材料和设备，要对生产厂家的生产流程、检验标准和工艺进行充分了解，有的还要到厂家进行实地考察，以选最优设备。还要通过考试，对电气设计人员、施工及检验人员都应掌握一定的测试方法，能够对材料和设备进行入场前检测，准确判断产品优劣，能够及时发现问题解决问题。（2）施工过程中的材料、设备管理。在施工过程中，如果发现有不合格的产品，必须马上停止施工，并依据实际情况采取相应的处理措施。有些电气材料或设备在安装的时候要进行系统试验，以判断该产品在系统中能否正常工作，有时还要和设计、质量、检验等人员协同进行解决。（3）进场使用的材料、设备管理。在建筑机械工程系统交付使用后，材料、设备的管理工作仍要继续进行。要密切跟踪回访，了解使用的效果，积极与用户沟通，排查质量问题隐患。
三、加强施工机械使用的过程管理。
（1）机械在施工使用过程中。施工管理人员应重点检查。首先，要检查接地情况，包括底板钢筋是否贯通，榷子与主筋的焊接质量，接地电阻的阻值是否符合设计要求。其次，引下线的检查，如果工程使用柱子主筋作为引下线，要注意在主筋上从上到下都做好标记，如果使用的是专用引下线，则要引下线上下连贯，并且焊接质量要符合标准，还要进行防腐。（2）电气安装阶段是施工的关键。施工中要对容易出问题的地方进行重点巡查。首先，要检查在吊顶的线管焊接情况，以及其他室内线管的种类是否符合要求。其次，管内穿线是否按标准对零线、地线和相线进行区分开。第三，用电设备的安装检查，其位置是否合理，接地是否可靠，接线是否正确。第四，建筑避雷网和引下线的焊接质量是否牢固。（3）工程验收阶段。在系统调试阶段，施工管理人员应在现场积极参与，并与相关人员一起检查各项调试结果是否正确，性能是否稳定，所以现场操作应由专人负责指挥，严格按照操作规范进行，对于发现的问题，应迅速组织讨论、分析，及时予以解决。在整个施工过程中，每个阶段都应产生相应的报告、记录、数据等文件，在验收阶段，应认真整理全部文件，纳入档案管理，检查整个数据包和施工图纸的前后一致性，并进行仔细、严格的评审，作为验收和后续使用、维护的依据。
总之，当前，随着建筑物的智能化逐步提高，建筑机械系统的施工更加复杂，这就要求在施工过程当中必须重视机械现场管理。只有做好建筑电气机械施工的人员管理，机械设备、材料管理，并且在施工的各个阶段，加强对关键环节的重点管理，才能确保整个建筑工程、电气机械系统工程的质量，为社会提供优质工程。
参考文献
对机械电子工程的认识篇10
［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.