时间：2023-06-29 17:09:11
关键词：电工电子学；CDIO；教学改革
一、前言
机械工程是典型的多学科相互渗透、交叉的工程应用类专业，所培养的学生必须具备扎实的机械、电子、计算机、自动控制等方面的知识基础、工程应用能力以及团队协作精神。传统“理论教学+实验实训”的简单教育模式已经不能适应该专业人才培养的要求。因此，近年来国内各高校积极探索引入国际上先进的CDIO工程教育模式，即“构思”“设计”“实施”与“运行”，其以体现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为载体，培养学生的工程能力，并取得了显著的效果。CDIO的教学理念已经渗透到各门具体专业课程之中，例如，作为机械工程专业学生必修的基础课程电工电子学，在教学中就存在诸多亟待解决的问题。
第一，该课程在以机械类课程为主导的教学体系中所占的课时比例非常有限，容易被边缘化。大多数教师认为机械专业的学生不需要学太多的电学课程，而且该课程跟电子类专业的多门基础课程重复，内容简单，教师参与教学改革的热情不高，授课较为随意，教学质量也受影响。
第二，课程学时少，牵涉内容广。该课程对应电子类专业“电路分析”“模拟电子技术”“数字电子技术”“电力电子技术”“电机拖动基础”等课程，而平均学时只有这些电类专业课程的1/4左右，没办法将全部内容详细地向学生传授，学生学习如走马观花，难以留下深刻的印象。
第三，与机械类其他课程的衔接问题没有解决好，而很多学生也没有认识到在该课程基础上继续学好“计算机”“电子控制技术”的重要性，甚至不知道学了跟他们的机械专业有什么关系，学习应付了事。
为破解上述教学难题，笔者及教学团队专门面向机械专业学生，在电工电子学课程内实施CDIO项目制教学改革，通过融合课程教学内容的CDIO三级项目，引导学生积极主动地进行课内外自主性学习，掌握机械工程专业必需的电工电子基础知识，培养工程能力和素质。
二、课程教学改革的理念及思路
面向机械专业，基于CDIO工程教育理念，从实际课堂教学出发，摈弃传统的以理论传授为主的教学模式，将项目式教学细化到电工电子学课程的教学单元中去，在有限的课时里，在浓厚的兴趣中高效率地完成大容量教学内容的学习，夯实电工电子基础，提升学生机电结合的专业知识与工程实践能力。具w改革思路如下：
第一，将机械工程专业的核心基础课程“电工电子学”的难点与重点分析重组，根据知识单元设置CDIO三级项目，衔接理论与实践环节。第二，CDIO三级项目的设置上要注重内容的趣味性、综合性，以激发学生的兴趣；要注重知识点的关联性、可持续性，更要注重与其他课程之间的联系，让学生感受到该课程的内容不是孤立的。第三，CDIO三级项目的实施上，横跨课内、课外。在课外完成查新、方案设计、制作等环节，以团队的形式自主学习，完成任务；在每门课程的课堂上，抽取一部分理论授课学时，作为CDIO三级项目实施的课内理论分析、交流讨论、总结使用。由此减少课堂讲授环节，引导学生自主探索学习。
第四，注重过程评价。建立完善的CDIO三级项目评价体系，课程总成绩中，项目成绩占较大比重，教师应引导学生重视并积极参与项目。
经过上述改革，可将CDIO教学模式与理念向电工电子学课堂教学渗透，以点带面，从而对机械专业的CDIO培养模式起到重要的支撑作用。
三、课程教学改革内容及实施
基于CDIO教学理念与思路，该项课程改革的内容围绕电工电子学课程的CDIO三级项目的建设与实施而展开，具体实施内容如下。
1.CDIO三级项目库建设
选定趣味性项目题材，并根据CDIO三级项目的要求，重新修订电工电子学课程的教学大纲，在大纲中就规定好相应的CDIO三级项目的内容及所占的课内学时。
2.拟定机械专业电工电子学CDIO三级项目实施细则
（1）组织形式。按班级人数分3人/组。另外，为了提高学生的兴趣和积极性，项目一般采用竞赛的形式进行成果检验。
（2）指导教师。CDIO三级项目的指导教师原则上为该课程的任课教师。指导教师应对各组学生的设计（如设计构思、设计图纸或设计作品）进行事前的检查，重点在于查看设计中运用该单元理论知识的合理性和设计的创新性，并防止出现抄袭设计方案的现象，对剽窃他人成果的行为应作严肃处理。
（3）实施流程。任课教师要在项目选题下发时，讲清该单元项目的理论知识要点。学院相关教学部门要积极配合做好辅助工作，包括竞赛规则、时间、地点的通知，竞赛用材和竞赛场地等准备工作。
（4）项目竞赛组织。竞赛的过程须有两位或两位以上的教师进行现场监督。竞赛组织由院学生会科协负责，做到学生管理学生，以人为本确保赛事过程和比赛现场在“公开、公平、有序、安全”的和谐环境中进行。
（5）项目总结。赛后要及时做好项目的总结工作。比如，学生以PPT形式对设计的作品进行汇报，任课教师、指导教师应以讨论的形式对作品做出点评，特别要注重单元理论知识点运用的引导，激发学生的求知欲和学习积极性，与课堂教学形成有力的互补，提高学生对理论知识的学习兴趣，培养学生的工程能力。
3.拟定的机械专业电工电子学CDIO三级项目评价体系
将CDIO三级项目的成绩纳入该课程的课程评价体系中，建议所占分值不少于总分值的20%。CDIO三级项目评价指标体系如表2所示：
四、结论
该项教学改革通过温州大学11级至14级机械工程专业的“电工电子学”课程的实践，学生的学习效果有了明显提升，学生评教分数均在95分以上，有部分优秀学生团队通过项目锻炼，参加各级电子设计竞赛而获奖。该项教学改革的主要特色如下：
1.将CDIO教学理念融入电工电子学课程的课堂教学活动中
直接在机械专业的基础课程“电工电子学”的课堂教学上构建的CDIO三级项目，将CDIO先进的教学理念跟传统的课堂教学直接对接起来，削减讲授课时，引导学生在课外主动学习，课内分组交流总结，使项目教学得以深化。
2.构建具有机械专业特色的电工电子学课程教学模式
在机械专业的培养方案中，电工电子学课程分配的学时非常有限，但是大多数的机械工程项目都无法脱离该课程的知识点，靠简单的削减学时是不能满足专业培养要求的。同时该课程是实践性、应用性非常强的课程，可以找到丰富的设计应用实例，因此，在该课程中构建三级项目的教学模式，可以有效解决上述问题，并体现出机械专业的教学特色。
3.利用项目选题的趣味性，培养学生兴趣，提升学生专业学习的热情
兴趣是学习最有效的动力，可以变被动接受为主动性学习。机械专业的电工电子学CDIO三级项目在选题设计上，体现了趣味性、竞技性，让学生在比赛过程中产生浓厚兴趣，并体验成功的喜悦，在获取知识的过程中享受快乐，要起到事半功倍的教学效果，还有助于学生对其他专业课程产生学习热情。
参考文献：
[1]刘艳，孙科学，张昀，丁可柯.基于CDIO的电工电子实验教学信息化建设研究与实践[J].科技视界，2016（10）.
“电工技术”和“电子技术”是非电类专业的重要的技术基础课程，该课程训练学生基本的分析问题和解决问题的能力，为学习后续课程、从事有关的工程技术工作打下理论与实践基础[1]。目前本课程面向本校材料、机械、冶金与生态、土环4个学院开设，每学期约有近50个班，学生的覆盖面非常广。电子信息技术的复杂多样化，电工技术和电子技术课程传统的教学模式已经不能提高学生兴趣，吸引学生自主学习。
一、电工技术和电子技术课程教学模式的现有问题
1.学生积极性不高。在现有的教学模式下，部分学生对电工技术和电子技术课程的重要性认识不足，学习积极性不高[2，3]，认为这门课程是“副课”，是和本专业无关的知识，或者课程“用处”不大。现在的学生思想活跃，兴趣爱好广泛，有些学生认为学习电工电子技术不如去花时间考计算机等级，考驾照，去广泛社交等等。为此，他们上课时精力不集中，睡觉或者看其他书籍，甚至干脆不来上课。
2.课程内容和专业结合不密切。尽管科学技术的快速发展，使得非电类专业与电子技术出现了越来越多的交叉、渗透和融合，但是目前的电子课程内容并没有充分反映出电工电子技术在非电类专业中的应用，现有课程只重视内容的系统化完整化忽视课程中实际应用的问题比较突出。
3.网络资源没有得到有效利用。虽然从网络公开课到慕课都在致力于改革传统课堂教学理念和教学方法，但是网络公开课或慕课也存在一些问题：相类似电工电子技术的课程很多，学生不知道想学习哪个学校的课程，老师不知道学生在干什么，不能起到以学生为中心，正确引导学生学习，提高学习电学知识的兴趣和积极性。学生在上网的过程中，找不到合适的资源，转做其他的事情，浪费大量时间。
4.教学方法和手段不丰富。教师只是使用PPT和板书教学，学生提早打印课件内容，其中的讲解习题的分析和解题过程都一览无余，既对学生没有足够的吸引力，又不能增强学生主动学习主动思考的能力。按照传统的方法上课，无法引起学生学习的热情，获得好的教学效果。
如何调动学生的兴趣和积极性，以学生为中心、以教师为主导，如何采用兴趣驱动法培养学生自主学习能力是电工电子技术教学中面临的重要问题[4]。以机械类专业学生为对象，在电工电子技术教学过程中以教师为中心的知识灌输为主的教学模式，转变为以学生为中心、教师引导为主的兴趣驱动的教学模式。
二、兴趣驱动的电工电子教学模式改革措施
1.提炼教学内容中的兴趣点。（1）从“绪论”入手，引起学生的兴趣。在绪论中介绍电工电子技术的历史发展与现状，完成电子技术课程整个知识体系的综述。在这个过程中加入电工电子技术的发展对机械专业带来的革命性的转变，促进了机械行业的不断发展的内容。介绍起到关键作用的历史人物，使学生感到学习电工电子技术非常有用。介绍机械类专业中与电工电子技术相关的后续课程，后续课程中用到这门课程的哪些知识，引起学生对这门基础课程的兴趣和重视。例如后续“电子技术实习”2周，培养学生电工电子方面的工程意识和工程实践技能，这就是建立在电子技术课程的基础上的。计算机原理、自动控制等课程的学习，也是建立在电工电子技术的课程的基础上。（2）机械相关电路实例，激发学生的兴趣。在学习过程中，将功能背景和在机械中的应用相结合，从系统高度介绍电路，激发学生的兴趣。从实用电路的系统介绍电路各部分功能分解电路内部结构分析各个器件的功能，增强对学生从系统到个体，从应用到理论的思考方式的培养。例如介绍电动机正反转电路的控制电路，就可以从工厂的实际机械设备引入，如机床作台的往返、刀升降的控制等都是由电动机的正反转买现的，那么通过实用系统的介绍就可以引入电动机的正反转控制，电路的结构就可以分解成主电路和控制电路，然后主电路由刀闸开关，熔断器，交流接触器的主触点等等到电动机，控制电路由停止，启动，自锁触点和交流接触器的线圈等等组成，然后根据每个器件的位置引入器件的功能，再到每个器件的结构的介绍，这样从实际出发到抽象的过程充分调动学生的兴趣和好奇心，使教学的质量大大地提高。
2.细化机械类专业，找准与电工电子的结合点。机械类专业包括机械工程及自动化、车辆工程、物流工程、工业工程四个专业，对机械类专业的再细化有利于找准各个专业和电子技术课程的结合点，在课件中加入详细背景下的应用实例，更容易把学生的兴趣激发出来。例如机械工程及自动化专业，需要掌握机电系统的设计、制造、检测与控制等方面的专门知识，在介绍组合逻辑电路的设计时，以工厂车间的电动机控制为应用场景，学生的兴趣就会倍增。例如车辆工程可以介绍分析汽车点火系统的工作原理；模拟电路部分的实例；数字电路部分的实例汽车电子遥控锁的电路设计[5]。
3.多种教学手段激发学生兴趣。（1）视频资源的有效利用，引起学生兴趣。对应课程中的知识点，对网络精品课程和MOOCs视频进行精心筛选和剪辑，精选讲解电路工作原理和内部结构的FLASH或视频动画，采用录屏软件制作仿真小实验等等，使这些视频资源得到有效利用，进行微课程的课件制作，合理地利用到课上课下的教学中。结合微课课件采用启发式和讨论式教学，引入翻转课堂的思想，激发学生的求知欲，调动学生的发散思维，加深对理论知识的了解和掌握。例如继电器控制系统中，采用微课课件，由学生自主学习组合开关的工作原理，首先介绍组合开关在实际中的应用，然后组合开关的内部结构的演示，再到组合开关的工作原理的分析，利用课下时间，学生对器件从感性认识上升到理性认识，不由自主地被吸引到相应的内容上。如在讲授三相异步电动机的工作原理时，通过多媒体课件可将三相绕组中的电流变化，旋转磁场的产生过程形象地展示出来，可通过模拟方法完成整个电动机的工作过程，这样，不仅将抽象的东西形象化了，还能有效地提高学生学习的主动性、积极性。（2）教学和实际结合，提高学生兴趣。通过器件实物和教学教具的使用，提高学生对这些器件的内部结构、参数性能产生感性认识。增加课前市场调研、课后思考题、与机械相关扩展知识阅读部分，部分内容拟以课堂讨论形式开展。在学习电子技术的时候，可以让学生通过网络和市场上亲自购买面包板和芯片，学习实践中器件的分类和挑选。有助于学生对这些器件的内部结构、参数性能产生感性认识，学习时就不会对抽象的参数感到枯燥。例如在书本学习电容时，学生只知道电容值是多少法拉，但是实际中购买使用电容时不单单要考虑电容的电容值，还要考虑有极性还是无极性，哪种材质构成，耐压值等实际的参数。不但引起学生的好奇心，还会从实践中体会到器件各个参数真正的含义。（3）在教学中引入仿真软件，激发学生兴趣。由于大部分学生对电路的接触较少，为增加学生的感性认识，在教学过程中有目标地引入各种电路的仿真，使学生能够直观地看到电子线路的构成，各种测量仪表的使用，学习从电子仿真电路图转化成原理图，总结相关方法和原理等内容，激发学生的兴趣的同时?强学生自主总结问题分析问题的能力。（4）利用网络资源，激发学生兴趣。网络的无处不在和移动网络设备（智能手机/平板/便携本）等的出现和普及，学生们基本离不开这些设备。为了把学生从这些设备上做其他事情吸引到课程上，充分利用现有网络资源，把课程的相关内容先后放置到网络上。内容包括课程简介、与机械类相关的各种资料、精选视频、课件与教案、自学指导书、授课大纲及考核大纲、习题、讨论题、往届考题等。例如，有些学生在上课时使用iPad或者手机直接看动画版的教学课件，这样就把学生从移动网络设备上做其他事情直接拉回到课程上，极大地提高了学生的学习兴趣和教学质量。
4.利用实验激发学生兴趣。（1）自主式实验，提高学生兴趣。在验证性实验的基础上增加综合性实验和设计性实验的个数和类型，允许学生自主选择实验，充分调动学生学习的积极性和参与性，允许学生自由选组，2～4人一组，集体完成一个项目并撰写出总结报告。学生自主分组进行查找感兴趣的选题，设计仿真实验，进行硬件连接调试，写实验报告的过程。这个过程让他们积极主动地参与和了解一个实用的工程应用问题、思考解决方案并总结的过程。学生的动手能力和自我学习能力以及分析解决问题的能力在这个教学中得到了锻炼。通过完全开放和自主实验等手段，提高学生发现问题、提出问题、独立分析、解决问题以及动手实践能力，以激发学生的学习兴趣，培养创新意识和科学精神。（2）利用myDAQ，提高学生兴趣。myDAQ数据采集套件体积仅有巴掌大小，含有电源及各种测量仪表，通过与计算机连接即可实现对实际电路的测试，使用方便，是学生在课外进行电路设计自主实践的得力工具，为学生自主探索学习提供一个良好的实践平台。由于myDAQ套件便于学生自主操作，激发学生的学习兴趣――自己动手设计，实现理论到实践的过渡，可大大拓展学生的学习和实验空间，对学生的兴趣和积极性都起到了促进作用。
5.改变考核体系，提高学生兴趣。充分考虑学习过程。综合考虑学生平时表现以及学习态度，在期末考试的成绩中予以反映，极大地提高了学生平时学习的兴趣和积极性。平时学习可以结合报告、答辩以及综合设计仿真等在多方面考核使学生充分发挥平时学习的积极性，而不是仅仅靠最终突击最终考试和照抄固定答案而得到高成绩，打击平时学习的学生的积极性。例如，课程报告可以是各种类型的，包括应用仿真软件设计性或验证性电路仿真，课程相关哲学内涵的探讨，课程知识点归类总结，综述电工学在机械方面的最新应用等。充分调动学生的学习热情和积极性，充分发挥自己的各方面能力，而不是仅仅靠最终试卷和平时固定答案的作业来定分数。
1.专业初识
飞行器设计与工程，顾名思义，就是设计先进的飞行器，主要面向航空飞行器设计。本专业方向具有较强的行业特色，航空航天工程是基本的服务方向；同时，在民用工程领域有广阔的市场。轰动世界的“阿波罗登月计划”“神舟”飞船等，都是本专业的杰作。
2.学业导航
本专业学生主要学习飞行器设计方面的基本理论和基本知识，受到航空航天飞行器工程方面的基本训练后，具有参与飞行器总体和部件设计方面的基本能力。
主干学科：航空宇航科学与技术、力学、机械学。
主要课程：材料力学、机械设计、弹性力学、结构力学、流体力学与空气动力学基础、飞行器动力学、飞行力学、力学性能与结构强度、试验技术、自动控制理论、飞行器总体设计、结构设计、复合材料设计与分析、空间制导控制、传热学与热防护等。
3.发展前景
在轰炸机、运输机、民航飞机等其他机型上面，中国与世界先进水平存在着不小的差距。各航空公司使用的大型民航飞机都是进口的，目前国内没有能力生产。本专业极具发展空间。
二、人才塑造
1.考生潜质
对数学、物理等有比较浓厚的兴趣。常查询航天飞机的资料，对航天飞机感兴趣，对飞机导航系统感兴趣。喜欢飞机模型，常看人造地球卫星发射的实况转播。渴望当一名宇航员。注意了解宇宙飞船的材料，常收集宇宙飞船的模型等等。
2.学成之后
本专业培养的工程技术人员和研究人员，具备较好的数学、力学基础知识和飞行器工程基本理论，同时有较强的飞行器总体结构设计与强度分析、试验的能力。
3.职场纵横
本专业毕业生能从事飞行器(包括航天器与运载器)总体设计、结构设计与研究、结构强度分析与试验，通用机械设计及制造等多方面的工作。
一、专业简介
1.专业初识
飞行器动力工程专业主要以航空发动机为研究对象，其目的就是生产出高效、实用、先进的航空发动机。由于航空发动机为载人飞行器提供动力，其在高速飞行、高性能和高可靠性等方面要求都极为严格，因此飞行器动力装置在动力工程领域一直处于技术领先地位并带动了相关学科的发展。
2.学业导航
本专业学生主要学习有关飞行器动力装置的基础理论和基本知识，受到机械工程设计、实验测试和计算机应用等方面的基本训练，具有飞行器动力装置及控制系统的设计、实验和运行维护等方面的基本能力。
主干学科：机械工程、力学、动力工程与工程热物理。
主要课程：机械原理及机械设计、电工与电子技术、工程力学、自动控制原理、工程热力学、传热学、流体(含气体)力学、动力装置原理及结构、动力装置制造工艺学、动力装置测试技术等。
3.发展前景
我国航天、航空事业的迅速发展，展示了本专业良好的发展前景。
二、人才塑造
1.考生潜质
具备扎实的数学、物理等方面的理论知识，掌握外语、计算机等必备工具。对飞行器的燃料装置感兴趣，了解飞行原理。常研究宇宙飞船的燃料，关注飞机的新燃料。常搜集飞行器动力资料，对飞机动力系统感兴趣，了解导弹动力装置等等。
2.学成之后
本专业培养具备飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面知识的专门人才。
3.职场纵横
本专业毕业生可以在航空、航天、交通、能源、环境等部门从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面的工作。
一、专业简介
1.专业初识
飞行器制造工程专业是国防科工委重点建设专业，主要研究探索更方便、更快捷、更可靠的飞行器制造工艺、方法。本专业属于机械制造范畴，需要有很强的实践能力，不仅要学习机械制造的各种工艺、整套方法和流程，而且要对飞行器的设计有一定了解。
2.学业导航
本专业学生主要学习自然科学基础知识、制造工程基本理论和飞行器制造的基本理论和知识。通过各种实践性教学环节，培养运用所学的基本知识和技能，分析和解决飞行器制造工程中的实际问题的能力。
主干学科：机械工程、电子科学与技术、材料科学与工程。
主要课程：理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、航空工程材料、电工与电子技术、计算机技术、金属塑性成形原理、模具设计与制造、飞机零件加工与成形工艺、飞机装配工艺、飞机构造、计算机辅助飞机制造等。
3.发展前景
国内不仅在飞行器设计上与国外差距很大，在制造方面也有很大的差距。加强航空建设、国防建设，需要大批专门人才的不断努力，这预示着本专业前景十分广阔。
二、人才塑造
1.考生潜质
关注新型飞机，对飞机机械原理感兴趣，了解宇宙飞船的构造，收集过飞机图片资料，常观察各种飞机模型，希望做一名飞机设计师等等。
2.学成之后
本专业培养从事飞行器制造领域内的设计、制造、研究、开发与管理的专门人才。
3.职场纵横
本专业毕业生适应性强，社会需求量大，就业范围广，在广大科研院所、高科技产业和航空、机械、电子、计算机公司等单位都有用武之地。
一、专业简介
1.专业初识
飞行器环境与生命保障工程是以空间环境、生物技术、环境化工等学科为基础，研究飞行器救生系统为主，将人、机器、环境有机结合的复合型专业。目前，国内有三所高校开设了飞行器环境与生命保障工程专业：北京航空航天大学、哈尔滨工业大学和南京航空航天大学。
2.学业导航
本专业学生主要学习航空航天生理、空间环境工程、热控系统理论、控制理论、人机系统工程等基础理论，掌握从事航空航天环境模拟、控制与生命保障系统设计与研究所必需的基本知识和技能。
主干学科：动力工程与工程热物理、控制科学与工程。
主要课程：工程热力学、传热学、空间环境工程、航空航天生理学、控制理论、人机工效学、理论力学、材料力学、空调制冷技术、航空航天环境控制系统、航空航天安全工程、空间环境试验技术等。
3.发展前景
科学技术飞速发展，预示着航空航天技术广阔的发展前景。
二、人才塑造
1.考生潜质
喜欢关注宇航新闻，关注空间站的建设，对宇宙探索节目或介绍宇宙的文章感兴趣。对宇航员训练条件感兴趣，对宇航生物实验感兴趣。了解空间生理学，渴望了解外层空间等等。
2.学成之后
本专业培养的人才，具备航空、航天环境模拟控制、生命保障系统设计与研究能力，能在航空航天领域从事环境控制与生命保障系统设计，在民用领域从事热能利用、空调、供暖等系统设计。
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。
关键词：高等职业教育；机电一体化；专业建设；课程体系
自20世纪80年代初，世界制造业进入一个发展停滞、缺乏活力的萧条期，几乎被人们视作夕阳产业。90年代以后，计算机等电子技术在该领域的广泛应用，为制造业注入了生机。如今，机电一体化产业以其特有的技术带动性、融合性和广泛适用性，逐渐成为高新技术产业中的主导产业，成为新世纪经济发展的重要支柱之一。在此背景下，各高职院校纷纷开设机电一体化专业，以满足社会对该专业人才的需求。据笔者初步调查，浙江省办有工科类专业的高职院校几乎都开设了机电一体化专业。与此同时，“高薪急聘数控操作人才”之类的招聘广告屡见不鲜，从人才市场和企业反馈的信息也表明，社会对高质量机电一体化专业人才的需求量很大。从近些年机电一体化专业毕业生数量上看，应基本能缓解当地企业对该专业人才的急需，不至于供需严重失衡，问题出在供非所求。高职院校内部在该专业培养目标与定位、专业建设与课程设置、实习实训内容及条件等方面存在问题。因此，机电一体化专业建设与课程体系的再构建，是当前亟待解决的问题。
一、机电一体化技术的界定
(一)内涵
传统意义上的机电一体化，主要指机械与电工电子及电气控制这两方面的一体化，并且明显偏重于机械方面。当前科技发展的态势特别注重学科间的交叉、融合以及电子计算机的应用，机电一体化技术就是利用电子技术、信息技术(主要包括传感器技术、控制技术、计算机技术等)使机械实现柔性化和智能化的技术。机械技术可以承受较大载荷，但不易实现微小和复杂运动的控制，而电子技术则相反，不能承受较大载荷，却容易实现微小运动和复杂运动的控制， 使机械实现柔性化和智能化。机电一体化的目标是将机械技术与电子技术实现完美结合，充分发挥各自长处，实现互补。与其相关的学科应包括机械工程学科、检测与控制学科、电子信息学科三大块内容。
(二)本质
机电一体技术的本质是将电子技术引入机械控制中，也就是利用传感器检测机械运动，将检测信息输入计算机，计算得到能够实现预期运动的控制信号．由此来控制执行装置。开发计算机软件的任务，就是通过输入计算机的检测信息，计算得到能够实现预期运动的控制信号。另外，若是一件真正意义上的机电一体化产品，则其应具备两个明显特征：一是产品中要有运动机械；二是采用了电子技术，使运动机械实现柔性化和智能化。
(三)作用与系统
采用机电一体化技术的最大作用是扩展新功
能，增强柔性。首先，它是众多自动化技术中最重要的一种，如实现过程自动化(PA，即连续体自动化)、机械自动化(FA，即固体自动化)、办公自动化(OA，即信息自动化)等。其次，机电一体化技术又是按照用户个人的特殊需求来制造、提供产品这一当今最高级供贷方式的关键技术。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这五个要素构成，如机器人就是一个十分典型的机电一体化系统。
二、机电一体化专业建设与课程体系现状分析
(一)专业定位模糊，需准确定位
由教学计划可看出，目前高职院校机电一体化专业基本上按“既懂机又会电”来定位，但实际上机械与电子本身各自为两大学科，内容十分丰富，涉及面非常广，让一名高职高专生在短短的三年时间里系统地掌握两大学科的理论知识和技能，是不现实的，也没有这个必要。前述的理想化定位，往往造成“机不太懂、电也不太通”的尴尬局面，失去了该专业应有的特色，达不到培养目标。从理论上来说，其定位应以机为主、电为辅，或者电为主、机为辅均可。由于许多机械类专业如机械制造及自动化等一般也强化了电子和计算机等方面的应用，使它们没多大差异，体现不出自己的特色，实际上行不通。因此，机电一体化专业应定位在“以电为主、机为辅，机、电、计算机三足鼎立”为宜。
(二)“双师型”教师队伍力量薄弱
由于种种原因，目前高职机电一体化专业“双师型”教师比例仍很低，专业理论教师不能指导实训教学，实训教师基础理论薄弱，不能讲授专业理论课的现象还较普遍，必须采取加强培训或从企业聘任兼职教师等途径加以解决。
(三)教学实验、实训条件落后，实践训练水平有待提高
总体看来，各高职院校虽具备一些专业基础课、专业课的实验条件，但基本上都是以验证性、演示性为主，很少具有本专业的综合性、设计性实验，缺乏融合机与电为一体的大型综合性实验或综合性课程，影响了专业技能和工程实践能力的提高。教学实训设施也大大落后于当今企业，实践训练水平不高，应采用与企业合作等方式尽快提升层次。
(四)适应新技术发展的课程体系有待构建
现行的机电一体化专业课程体系，明显偏重于机械方面，这与当前该专业所处于的“机、电、计算机”三大块内容三足鼎立的实际格局很不适应。因此，在课程体系构建时应突出电气控制、计算机应用的地位。
(五)体现当代工业发展水平的专业教材有待突破
目前高职院校所采用的机电一体化专业教材大多没有充分体现出现代机电行业的发展水平，内容陈旧、落后，且各门课程之间相互独立，相关知识未能有机地渗透和融合在一起，也未能充分考虑与中职教材的很好衔接。
三、专业改革与课程体系构建
(一)设立若干个专门化方向
高职教育要保持其自身的特色，必须强化专业方向，充分考虑与地方经济的紧密结合。与此同时，为妥善解决学生择业范围广与针对性强这对矛盾，可设以下几个专门化方向：机械制造及自动化专门化；机电一体化产品开发专门化；数控加工技术专门化：工业机器人专门化。通过设立专门化方向，可完成有针对性的就业前培训。当然，也可根据各校实际情况并结合企业对本专业的人才需求，另行设置其他专门化方向。
(二)重新构建专业课程体系
高职高专课程体系设置应从职业教育的特点着手，按职业岗位群应掌握的知识和能力来进行。要以知识应用为主线，以能力培养为核心，打破原有的学科课程体系和“三段式”课程设置体系，对课程进行优化和整合，充分考虑与中职的衔接，坚决避免重复。文化基础知识以“必需、够用”为度，专业知识则根据职业岗位群有针对性地设置专门化教学模块，建立一个宽广、针对性和实用性都很强的知识平台。在课程体系设置中，主体框架思路如下：
第一，将培养目标分解到每一教学模块单元，确定每一教学模块单元所承担的功能，应培养的知识和能力，相应的配套实践教学环节，每一教学模块单元主干课程的内容组成，每一课程要传授的知识、能力以及考核学生的方法。
第二，对各个教学模块之间相互重复与交叉的知识，应进行优化组合，加以综合化改造，强调知识间的相互联系和衔接，坚决取消重复的教学内容。综合化课程要突出综合应用知识能力的培养。
第三，理论教学与实践教学相互渗透，理论知识与实践技能考核相互结合，可采用“讲练式”现场教学和“启发式”等主动型教学方法。
第四，整个课程设置不讲求理论知识的系统性和完整性，而强调针对性和应用性。
根据上述框架思路，专业课程体系由综合化系列课程和专门化模块课程两部分构成：
1．综合化系列课程
机械制图：包含原机械制图内容，增加计算机辅助绘图(AutoCAD)内容，融入公差与配合部分，使学生将制图、尺寸标注和公差标注融为一体。
机械设计基础：包含工程力学、机械原理和机械零件、金属材料与热处理等内容。本课程主要是为了培养机械工程方面的初步知识和能力。
控制工程基础：包含电工与电子技术、电器控制PLC、液压传动与气压传动等内容，使机械中常用的电、液、气控制有机地组合在一起。本课程完成机械控制方面初步知识和能力的培养。
机械制造基础：包含金属切削机床、切削原理与刀具、机械制造工艺和机床夹具等内容，将加工工艺和工艺装备知识有机地组合在一起。本课程完成机械制造工艺与设备初步知识和基本能力培养。
传感器技术：主要包含检测各种物理量的传感器的种类、原理和应用。
计算机应用技术：主要包含计算机原理、信息处理、编程三大部分内容，以完成计算机应用方面的初步知识和能力培养。
机电一体化系统设计：主要包含机电一体化产品设计的基本方法、控制方法和策略、机电一体化系统设计实例等。本课程要做到综合性、实用性、实践性强，完成综合运用知识能力、综合实践能力培养。
2，专门化模块课程
该模块主要根据设立的几个专门化方向，同时结合本专业的发展状况、趋势以及当地对人才的需求情况，一般在毕业实习时完成。该模块的主要任务是有针对性地完成就业上岗前的培训，为就业上岗做好充分准备，必须突出实践性与综合性。
条件具备的院校在校内完成该模块。具体操作时可把学生分成若干个专门化合作组，由学生自愿选择参与哪个合作组。每个合作组完成一个子课题，各子课题可以是同一大课题下的子课题，也可以是独立设置的子课题，合作组之间可以是互相协作的关系，也可以相对独立。子课题按性质不同分以下三类：开发设计型、制造加工型和设计制造综合型。如开发设计型可结合学生的能力安排某个总成的设计，或者某个控制系统的电路制作，或者某个控制系统的程序编制等；制造加工型主要是根据已有的设计，完成零件的机加工、装配和调整工作；设计制造综合型则完成一个简单机电一体化产品或其中一部分设计与制作的全过程。为使学生较全面地掌握知识和技能，应以设计制造综合型为主。
新生入学进行专业教育时即可介绍专门化模块课程的大致情况，以便增强学生日后学习的目的性、主动性和针对性。该模块要求指导教师具有较高的专业水平和综合能力。课程开发充分结合合作组的内容，以实例、设计制作指导书的方式进行。如浙江师范大学高等技术学院设立的精雕技术专门化方向，要求学生独立编程并在数控精雕机上自行操作，最终完成一件精美的雕刻产品。由于强化了专门化方向，学生拥有社会急需的其他学校毕业生所没有的一技之长，深受企业欢迎。
师资、设备等条件尚不具备的院校可与企业合作，把专门化模块放到企业中实施，教师与企业技术人员根据企业情况一起完成模块课程开发与教学工作，这样可同时解决部分学生的就业问题。
(三)实践教学课时设置原则
实践教学课时安排要把握以下两个原则：一是“保量”原则。在课时数量上应占整个教学计划总课时的40％及以上，以充分体现职业教育特色。二是“适时”原则。根据各个教学模块单元的知识和能力要求，及时跟上教学实践环节，强调知识与能力的结合，增强实践教学的时效性和教学效果。 [参考文献]
【关键词】农业机械使用与维护；课程标准；教学实践
【中图分类号】G714 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2016）34-0038-03
【作者简介】1.朱方新，江苏盐城生物工程高等职业技术学校（江苏盐城，224051）汽车工程系主任，副教授，主要研究方向为农业机械的应用、农业机械的构造与维修、农业机械技能培训等；2.武德庆，江苏盐城生物工程高等职业技术学校（江苏盐城，224051）汽车电子系副主任，副教授，主要研究方向为电工电子；3.王国贵，江苏盐城生物工程高等职业技术学校（江苏盐城，224051）汽车电子系教学科长，副教授，主要研究方向为汽车检测与维修；4.乐伟伟，江苏盐城生物工程高等职业技术学校（江苏盐城，224051）汽车电子系教师，助理讲师，主要研究方向为机械电子工程。
现代农业的发展方向是农业机械化、设施化、信息化、智能化，农业机械化是我国农业现代化的重要组成部分。农业机械化的发展不仅能够在较大程度上提高农业生产力，同时也能有效地提高农作物产量、改善农民生活质量。农业机械化的快速发展使我国农机保有量大幅增加，农机种类繁多，各种机型的性能及参数都有较大差异。但农机经营者及农民缺乏有效获得农机信息的渠道，对农机具了解甚少，在机器使用中也没有进行科学、规范的管理，造成了现有资源与资金的严重浪费。由此可见，要充分发挥农业机械化的重要作用，就必须加强农业机械使用与维护知识、技能的普及。
一、专业目标与课程设置[1]
（一）专业目标
农业机械使用与维护专业培养的学生主要面向农业机械行业企业，从事农业机械使用、维护、营销、技术服务、装配、检测、管理和推广等工作，是具有基本公民素养和职业生涯发展基础的高素质劳动者和技能型人才。该专业主要对应拖拉机驾驶员、联合收割机驾驶员、农机修理工、装配钳工、营销员等岗位。在进行教学安排时，各职业学校相关专业可依据自身原有优势，建设自己的特色专业方向。如一些地区收割机械保有量大，跨区作业成熟，就可以围绕农机社会化服务实际，充实农机经营管理课程内容，开设一些有针对性的选修课程，满足本地农业机械发展对人才的需求。
（二）课程设置
该专业的课程设置分为公共基础课和专业技能课两类，专业技能课包括专业核心课、专业（技能）方向课和专业综合实训等。建议开设的公共基础必修课程为：职业生涯规划、职业道德与法律、经济政治与社会、哲学与人生、心理健康、语文、数学、英语、计算机应用基础、体育与健康、公共艺术等。建议开设的专业核心课程为：机械识图与公差、机械基础、电工电子技术与技能、金属加工与实训、种植基础、农业机械构造与维修、拖拉机汽车电气设备与维修、拖拉机汽车底盘构造与维修、拖拉机汽车发动机构造与维修等。综合实训可集中或分散到各学期进行，也可将课程教学与实训整合在一起，采用“理实一体”教学，积极探索理论和实践相结合的教学模式。建议开设的综合训练课程为：金属加工实训、农业机械驾驶实训、拖拉机汽车发动机实训、拖拉机汽车底盘实训、拖拉机汽车电器实训、农机修理工技能实训、中级工训练与考级等。专业（技能）方向课至少确定3～4门突出体现技术应用能力、岗位工作技能以及职业资格考核所需要的课程。选修部分允许学校自主开发和选择，以满足学生职业生涯发展的多种需要。
专业核心课程对学生掌握专业核心知识和提高专业核心竞争力起决定性作用，它的设置在很大程度上决定了学生的知识技能结构和综合素质水平。专业核心课程在课程体系中居于核心位置，对实现该专业培养目标有重大影响。本专业核心课程为电工电子技术与技能、机械基础、拖拉机汽车电气设备与维修、拖拉机汽车底盘构造与维修、拖拉机汽车发动机构造与维修，本文着重对这五门课程标准进行详细解读。
二、课程标准解读
（一）课程共性
1.课程设计
这五门课程都是江苏省中等职业教育农业机械使用与维护专业必修的专业基础平台课程，是理论与实践相结合的专业核心课程。
2.课程目标
让学生掌握基础专业知识，为后续其他专业课程学习打下基础；培养学生实际分析问题、解决问题的能力；培养学生实际动手并规范操作设备的能力；培养学生自我学习、团队合作、严谨求实的职业习惯。
3.课程设计思路
五门课程体现以服务发展为宗旨、以促进就业为导向，按照立德树人的要求，突出核心素养、必备品格和关键能力，充分考虑学生的职业生涯发展，且兼顾中高职课程衔接。设计思路为：
（1）依据“江苏省中等职业教育农业机械使用与维护专业指导性人才培养方案”中确定的培养目标、综合素质、职业能力要求，按照“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三个维度，围绕农业机械的运用、农业机械的操作与维护、农业机械管理、农业机械销售服务等工作岗位要求，结合学生职业生涯发展、中高职分段培养等需要，确定课程目标。
（2）根据“江苏省中等职业教育农业机械使用与维护专业岗位职业能力分析表”，依据课程目标、岗位需求，对接职业标准，体现行业发展的新知识、新技术，结合学生职业生涯发展和终身教育需求，确定课程教学内容。
（二）课程特点（以“拖拉机汽车底盘构造与维修”“拖拉机汽车发动机构造与维修”为例）
1.拖拉机汽车底盘构造与维修[2-4]
（1）课程内容
本课程内容进行项目化教学，采用任务驱动的编写模式，先理论后实践，对拖拉机及汽车底盘进行了详细介绍，主要内容如下：底盘总体构造认知、传动系构造认知和检修、行驶系构造认知和检修、转向系构造认知和检修、制动系构造认知和检修、拖拉机工作装置构造认知和检修。该课程适合高职高专院校农机类专业及汽修与农机专业从业人员学习参考。
底盘为汽车与拖拉机的核心零部件，内容围绕底盘的四大组成部分“传动系、转向系、行驶系、制动系”而组织，基本涵盖了该系统的主要知识点；在内容的编排顺序上，结合学生实际情况，由浅入深进行指导性教学，同时遵循先理论后实践的原则，做到“理论联系实际，实践验证理论”。
（2）课程目标
掌握拖拉机汽车底盘各系统的功用、组成、基本结构和工作过程，主要总成部件的检修方法；具备查阅拖拉机汽车的说明书、技术手册等相关技术资料的能力和对底盘主要总成部件进行拆装、检测、鉴定的能力；能合理地使用拖拉机汽车维修中常用的工具、量具、仪器、仪表和机械设备；能完成拖拉机汽车底盘常规维护和修理工作；具有自我学习、团队合作、获取资源、分析问题、解决问题的能力；具有规范操作、安全环保、严谨求实的职业习惯，具有良好的职业素养和职业意识。
上述课程目标编制依据两方面原则：根据学生实际需要掌握的课程内容制定；针对学生日后工作所要掌握的技能及职业素养制定。
（3）课程设计思路
本课程设计以项目为载体组织教学内容，以拖拉机汽车底盘各系统维修的典型工作活动设计教学任务，让学生在完成任务过程中学习相关的专业知识与技能。课程紧扣学生需要掌握的几项基本技能，以任务驱动的形式组织课堂教学，让学生以团队形式完成任务。课程任务的设计遵循先易后难的原则，最后以故障综合类问题检验学生整门课的学习情况。
2.拖拉机汽车发动机构造与维修[5-8]
（1）课程内容
本课程是在“机械基础”等课程基础上开设的一门理论和实践相结合的核心课程，其任务是培养学生具备拖拉机汽车发动机维护、修理的基础知识、基本技能和职业素养，为后续“拖拉机汽车故障诊断与排除”等课程学习奠定基础。该课程内容分为8个项目：发动机总体构造的认知；曲柄连杆机构的构造认知和检修；配气机构的构造认知和检修；汽油机燃料供给系构造认知和检修；柴油机燃油供给系构造认知和检修；系统构造认知和检修；冷却系构造认知和检修；发动机的使用及常见故障诊断排除。
本课程在内容安排上注重实际能力的培养，把学习内容分为7个较为实用的检修项目，这些项目基本涵盖了发动机可能涉及的实际问题。因此，学生只要认真完成这些项目课题，就能对发动机使用过程中出现的问题进行诊断排除。
（2）课程目标
学生通过学习本课程，掌握拖拉机汽车发动机的基础知识和基础技能，具备对拖拉机汽车发动机进行常规维护和修理的能力。学生掌握的核心素养和关键能力如下：掌握拖拉机汽车发动机各机构系统的功用、组成、基本结构和工作过程，主要总成部件的检修方法；具备查阅拖拉机汽车的说明书、技术手册等相关技术资料的能力和对发动机进行拆装、检测、鉴定的能力；能合理地使用拖拉机汽车维修中常用的工具、量具、仪器、仪表和机械设备；能完成拖拉机汽车发动机常规维护和修理；具有自主学习、获取资源、独立思考、分析问题、解决问题的能力；具有规范操作、安全环保、严谨求实的职业习惯，具有良好的职业意识。
课程目标的设置遵循如下原则：注重学生实际能力的培养，与生产实践相结合；让学生养成良好的职业道德；学生个人能力的培养，重点突出实际问题的处理能力。
（3）课程设计思路
本课程以项目为载体组织教学内容，以拖拉机汽车发动机各系统维修的典型工作活动设计教学任务，让学生在完成学习任务的同时，学习相关的专业知识与技能。本课程的知识点融入7个较为实用的项目课题中，让学生学习目标更加明确；学生在各个模块的学习中可以有针对性地找出自身不足，及时弥补。教师发现学生学习存在的问题并进行纠正。课程的模块化处理可以有效激发学生的学习兴趣。
3.课程标准在实践中的注意事项
（1）理论讲解尽量图文并茂，尤其是专业实物的介绍，须结合现场实物图进行理论教学。如“拖拉机汽车发动机构造与维修”中的配气相位概念、小型化油器的工作原理等内容，如果没有图示乃至动画来配合文字和实物，单纯依靠文字叙述，老师很难讲清，学生更是无法理解。课程教学环节应多与学生沟通，及时调整课程难度，应尽量做到贴近学生实际。
（2）在有条件的情况下，尽量多用辅助设计软件或仿真教学软件指导课堂教学。例如制图中的CAD、电工电子中的PRO/E、汽车仿真软件等，可以通过这些软件的三维成像技术有效辅助课堂教学，激发学生学习兴趣，这些软件也是学生今后走上职业岗位必须熟悉的软件。
（3）教学过程中须合理安排实训课程。如诊断和排除电控汽油喷射系统的故障、诊断排除柴油机燃油供给系常见故障等内容，无论是纯理论讲述还是纯实践都很难达到学习效果，必须坚持做到“理论结合实际、理论指导实践、实践中复习理论”。实践教学环节应尽量把时间交给学生，多让实践能力强的学生进行示范，再让这部分学生帮助动手能力较弱的学生。指导老师多观察走动，及时纠正学生操作问题，最好能用手机进行拍照记录（在保证学生安全情况下），并相机进行展示总结。
【参考文献】
[1]段红.安徽省中职学校专业教学指导方案建设探析[J].教学新探，2016（2）.
[2]高峰.汽车底盘构造与维修[M].北京：机械工业出版社，2010.
[3]李晓庆.拖拉机构造[M].北京：机械工业出版社，2001.
[4]高连兴，吴明.拖拉机汽车学[M].北京：中国农业出版社，2009.
[5]关文达.汽车构造[M].北京：机械工业出版社，2011.
[6]鲁植雄，李文哲.汽车拖拉机学[M].北京：中国农业出版社，2013.
今年已经是我在交大的第七个年头了。在三九严寒中，我又一次迎来了毕业这个人生的十字路口。身边的同学大多已经找到了心仪的工作，许多原本一起努力打算申请出国深造的同学也都放弃了出国的计划，而我，依旧坚持着我最初的梦想，申请出国读博，继续我的科研之路。这份坚持源于我对机械工程的热爱，也源于我对科研的执着。申请出国的过程，是对我科研之路的一次很好的总结和展望。在交大七年的生活中，我获得了许多的荣誉，从最初的院长奖，直到近日的研究生国家奖学金。在这许多荣誉的背后，是科研带给我快乐的享受。
热爱是最好的老师
7年前，作为电子信息与电气工程学院的新生，我踏入了交大的校园。入学的第一周，我通过面试转入密西根学院，成为了密西根学院的第一届本科生。密西根学院在大二的时候进行了专业的选择，在电气信息工程和机械工程两个选项中，我选择了后者。我的选择在当时有很多人难以理解，一个从电子信息与电气工程学院转过来的学生为什么没有选择本专业？为什么选择机械工程？其实答案很简单。大一时候，我们有一门课，名叫《工程导论课》，授课老师是一名外教，名叫Jason Daida，老师说，医生一次辛勤的努力只能挽救一个生命，而工程师的辛勤工作却能拯救千万人，使我们生活得更加美好。有了工程师的辛劳，才有了高耸入云的大楼，才有了跨越大江大河的坚固大桥，才有了通达世界各地的信息网……工程师所创造的产品已成为我们每日必备的生活用品，深入我们生活的每一个角落，彻底地改变了世界。这番话让我受到了强烈的震撼。而现在，谈及我最喜欢的电视节目，莫过于美国国家地理频道的《空中浩劫》。这个节目记录了全球重大的空难事故以及工程师们对这些空难的调查，从中人们吸取教训，不断改善和发展航空工程。正是有了这许许多多工程师不懈地努力和调查，才有了我们今天最为安全可靠的交通工具，缩短了人们之间的距离。这是工程师的伟大之处，也正是我选择机械工程的重要原因之一。
出于对机械工程的热爱，我的学习生活变得轻松快乐。平时，我总是学院里最早完成课程作业的，因为我把课程学习当成一种快乐的生活方式，课程学习给我的生活增添了无尽的乐趣。也正因如此，我在平时便掌握了课程知识，考试之时，我无需突击，便可轻松地取得优异的成绩。这也使得我本科的课程成绩排名学院机械工程专业第一。同时，我也获得了许多殊荣，从学院颁发的院长奖和杰出学术成就奖，到学校颁发的交大优秀奖学金，再到上海市颁发的上海高校优秀毕业生和国家颁发的国家奖学金等。在轻松快乐的本科学习生活之余，我积极投身科研活动中。我本科时设计的供血管内微型手术机器人使用的微型电动机获得了密西根学院设计展示金奖。正由于我本科优异的学习和科研表现，我顺利地直升本学院硕士研究生，继续着我轻松快乐的学习生活。
一支笔和一张纸的科研
谈到科研，人们总是首先想到硕大无比的实验台架和实验室里忙忙碌碌的实验人员。然而，科研并不仅仅局限于此。实验固然重要，然而，人们对科研问题的思考和探索却更为关键。我的导师Robert G.Parker教授曾经说过，我们科研所需的其实并不太多，一支笔和一张纸足矣。机械工程虽然是工科学科，但是进入了更专业的硕博学习阶段，同样需要大量的理论研究，我所从事的就是机械工程专业理论研究。每当有人问起我的科研方向，我总会回答他，我的科研就是数学加上物理。Parker教授所做的科研项目大量地应用了数学和物理知识对机械系统的动力学和振动问题进行推导研究，这正是我所喜爱的科研方向，也正因如此，我在三年前选择了留在学院读硕，在Parker教授的指导下进行我的科研工作。
我并不像许多刻苦工作的人那样起早贪黑，相反的，我总是工作日才来到实验室，而且每天总是“朝九晚五”。在同学们眼中，我的学习和科研生活是轻松的。这样轻松的科研生活得益于我一根笔和一张纸的科研。正因为我的科研无需笨重的实验器材，我可以随时随地进行着我的科研，即使我不在实验室中。
据说英国牛津大学的洗手间里放置着许多的纸张。这些纸张不仅是为了人们使用卫生间所用，同时也让大家在想到一些新的想法时能够写下来，据说有不少科研问题就是在这样的纸上解决的。研一的时候，也曾听其他学院的一位学姐说过，她曾经被+错误的推导结果困扰了很久，却在一次梦中推导出了正确的结果。梦中推导结果虽然有些夸张，但我却真曾躺在床上想通了一个困扰了我一周的科研问题。思考是科研最为关键的步骤，而思考随时随地皆可，正因有了思考，我们的生活才充满了乐趣，科研也因而融入我们的生活中，使我们得以享受科研的快乐。只要我们身边有一支笔和一张纸，我们可以随时随地拿起笔，写下我们思考的问题，推导出我们思考的结论，解决我们所遇到的科研问题。
正是在我一支笔和一张纸的科研中，我取得了丰硕的成果。作为第一作者，我在SCI级别的期刊Journal of Sound and Vibration发表了针对对称离心摆减振器系统的模态特性和稳定性研究的论文。另有两篇作为第一作者的针对离心摆减振器系统的研究论文也已分别提交到Journal of Sound and Vibration和另一SCI级别期刊Mechanism and Machine Theo-ry。这些论文成果都获得了导师的高度评价。与此同时，我也曾在ASME（美国机械工程师协会）的国际会议上作为第一作者发表在该会议的论文进行了口头报告并获得国际同行的好评，而我的另外两篇会议论文也已提交另两个重要的国际会议。目前，我仍对离心摆减振器系统进行研究，另有两篇论文正在写作中并将提交到其他SCI级别的期刊。
类似的推荐驾驶室内舒适微气候参数在前苏联和欧洲也有，而在这些方面国内一直都比较落后。因此，工程机械驾驶室人机工程学研究具有以下的意义：a.可以提高与促进国内人机工程的应用研究与扩展使用领域，改进工程机械设计方法并提高其开发水平；b.可以将汽车目前成熟的设计方法应用于工程机械，并相应研究工程机械对人机工程学的特别要求，发展相应理论研究；c.如果应用得当，将会从技术上使国内工程机械的操作舒适度、工作效率和安全性得到提高，并对实际设计给予正确的指导；d.改进目前国内现有的工程机械设计标准，推动行业的发展水平；e.进一步提高设计的工作效率，设计适合中国人体形的工程机械设备，改良常规的落后设计手段。总之，对于国内学术而言，许多工程机械设计缺乏人机工程的相关理论，在人机工程学方面的研究也不多（有的相关研究还停留在经验人机工程学的基础上），所以研究人员必须了解我们的不足，学习先进的研究方法，改善国内工程机械驾驶室人机研究的落后状态。
工程机械驾驶室的发展趋势
工程机械驾驶室轿车化、人性化、信息化是体现当今工程机械发展的必然趋势。驾驶室作为工程机械的一个重要组成部分，人体操作和机械的交互载体，其设计的合理性，舒适性直接影响的操作人员的安全与工作效率。改善操作人员的舒适度，降低疲劳感，是现在工程机械设计的重要课题。人机工程学的原理在国际工程机械驶室设计中得到了广泛的应用，更舒适、更安全、更可靠且外形更美观、操作更方便、更灵活、结构更加合理早已成为工程机械的趋势发展。在国际上已涌现了一批高水平专业化的为国际工程机械主机配套生产各种驾驶室的生产厂商，例如为Caterpiller、LiebHerr等世界著名工程机械企业提供工程机械驾驶室的配套厂。这些工厂为国际先进的工程机械驾驶，国际化标准化生产配套的工程机械驾驶室总成已经形成了，包括：电器仪表系统、操纵系统总成、驾驶室的结构件、座椅、仪表盘支架总成及舒适软化的驾驶室内部装饰等。高端工程机械驾驶室形成了一个符合人机工程学的有机整体。国外先进厂家已经对工程机械的驾驶室提出了一些细致的要求：
a.驾驶室的内部布置充分考虑人机工程学，例如仪表的摆放位置，操作方式等，最大限度地降低驾驶员的疲劳程度，从而使驾驶员的工作效率和安全性得到最大程度的提高；
b.内部装备安全舒适豪华，全封闭内室，配置空气悬浮座椅、半自动或全自动空调、电控门锁车窗、安全气囊、环绕式仪表板、碰撞吸能转向柱、电动天窗、高级音响娱乐系统等；
c.驾驶室悬置系统采用空气弹簧，可以有效地隔绝振动和噪声，提高整车的舒适性和平顺性。这些技术要求也为国内工程机械驾驶室设计发展提供了方向。还有很多先进的技术也被大量引用到工程机械驾驶室设计上来，例如：计算机辅助设计、虚拟现实技术、空气动力学模拟、电子样车技术、三维人体模型、模块化设计等，这些先进的技术将有效的提高工程机械驾驶室设计的水平。
人机工程学实验的应用，也将是为了工程机械驾驶室设计发展的必然趋势，目前国内的研究绝大部分停留在经验人机工程学、人体尺度和操作范围上，很少进行有效的人机工程学实验。先进的人机工程学研究应该基于准确的实验，利用数据说明问题。国际上很多实验室，在研究人机工程学时都使用生理多导仪，通过采集人体的生理信号，将其数字化并加以分析得出有效结论。生理多导仪可以采集人体心电、脑电、肌电、眼电、血压、肌张力、呼吸波、神经电位、皮肤电阻等，这些人体参数，对工程机械驾驶人机工程学研究有着重要作用，利用这些人体参数，研究人员可以有效的检验设计是否满足人机工程学要求。
总而言之，以人为本的开发设计理念、充分考虑人机工程学在工程机械驾驶室的应用，提高操作人员的舒适度、安全性和工作效率是工程机械驾驶室发展的不断追求。充分利用计算机辅助设计，人机工程学实验设备等先进技术，将安全使用、舒适操作、提高工作效率等作为我国工程机械驾驶室发展的目标，我国工程机械驾驶室人机工程学设计水平一定会得到显著的提高。
作者：金信琴王大印单位：哈尔滨理工大学
关键词：复杂机械系统；多学科；复杂机电
一、前言
随着科学技术水平的不断发展，现代机械系统已发展成为由机、电、液、光等多物理过程耦合于载体的复杂物理系统，同时也是将多种单元技术集成于几点载体，形成整体功能的复杂装备。在完成高度复杂的多物理过程中，系统及其内部的各子系统与环境间进行着能量、物质与信息流的多种传递、转换和演变。
二、现代机电系统及其特征
现代各种高效的生产设备、航空航天运载工具、高速列车、盾构是掘进机等无一不是高度耦合、功能复杂、运动控制能力强大的复杂机械系统。与传统机械相比，可以认为，现代机电系统是将机械工程、材料工程、电气工程、控制工程、信息技术等通过信息流融合与信息驱动，按照复杂规律运行的机械系统，其共有特征主要体现在：（1）系统由多个相同和不相同层次的子系统组成，各个系统之间通过耦合关系构成结构复杂的有机整体。复杂机电系统耦合关系见图1.1所示。（2）系统具有动态性与开放性。系统内部及系统与外部环境之间，通过耦合与协同进行能量、物质及信息流的传递、交互及转换，实现多个复杂的物理过程并形成系统的基本功能。
三、关于复杂机械系统的研究
复杂机械系统具有复杂系统的特征，设计属于复杂机械产品的设计范畴，其设计过程是包括数十门学科交叉的系统工程问题，虽然已经在每门学科以及领域积累的丰富的理论及相关技术，比如精密轨道、减速箱。连杆机构的运动学、动力学、摩擦学等等。而复杂机电系统的整体行为不能通过独立分析其各部分的行为来确定，需要建立基于物理耦合与多异域技术协同的系统研究方法，以寻求复杂机械产品的整体最优。
传统复杂机械产品设计一般流程为：方案设计――详细设计――生产设计。其中方案设计所占比重较小，处于产品全生命周期的初始阶段，统计数据表明，产品方案设计的费用只占产品开发总成本的5%，但产品总成本的70%～80%由方案设计阶段决定。方案设计是为了获取满足产品设计要求，详细表达方案的功能原理、原理结构的相互关系以及功能载体的关键参数，其设计质量依赖于设计师的经验，对其进行优化设计非常有用。一旦方案确定下来，就限制了后续设计的优化空间，详细设计与生产设计相对于方案设计的自由度小，所以方案设计是产品设计的关键所在，其设计结果将直接影响后续详细设计、制造等环节，而且这一阶段所造成的设计失误很难为详细设计阶段弥补，正是基于以上原因，设计人员逐渐意识到应该大力提高方案设计阶段的质量，其中，一个很重要的手段就是采用各种优化技术。
基于计算机辅助的方案设计方法符合当今产品数字化设计的需求，在设计方法上融合了各种现代设计方法，如有限元设计原理、可靠性设计理论、优化设计理论、系统建模理论、评价决策等，使得设计过程更具创新性，寻求新的方案。
现有的设计方法――传统的串行设计模式，在不同的设计阶段，选择不同的重点学科进行产品设计和优化，实质上忽视了学科之间的联系，人为割裂了学科间的相互耦合可能产生的协同效应，结果极有可能失去系统的整体最优解，降低了产品的总体性能，并且设计周期长。这就导致得到产品整体最优解的困难不仅仅在于优化算法本身，而是需要新的优化理论与方法。多学科设计优化（MDO）就是一种通过充分探索和利用工程系统中相互作用的协同机制来设计复杂产品及其子系统的方法论，其思想顺应了复杂机械产品设计的需求，其宗旨与并行工程的思想不谋而合，用优化原理为产品的全生命周期设计提供了理论基础与实施方法，所以已经提出，就被认为是“能够帮助设计师解决困惑的重要途径”，目前已广泛应用于航天、汽车、交通运输、机械等行业。可以认为各个学科设计理论、设计经验是研究复杂机电系统（由学科组成）的基石，而直接研究复杂机电系统整体规律已是社会发展的急切需求。而MDO为此提供了可行理论和方法。
参考文献：
[1] 白晓涛，李为吉.利用协同优化方法实现复杂机械系统的设计优化[J].机械设计，2006，（19）：211-213.
关键词：机械电子工程；控制工程；应用
0.引言
计算机控制工程技术的应用，引导着机械电子工程在向着智能化方向迈进，控制工程的应用作用也愈来愈重要。人们当前对控制工程的研究也愈来愈深化，加强对机械电子工程中应用控制工程，可有效促进机械电子工程的良好发展。通过从理论层面对机械电子工程的控制工程应用，就能从理论上为其发展有着积极促进作用。
1.机械电子工程和其发展情况分析
1.1机械电子工程分析
机械电子工程主要就是机械和电子技术的结合，也就是机电一体化的发展，主要是用于创造优质产品而应用的技术。机械电子工程涵盖的内容比较多，其中有电气控制工程以及机械工程和系统总体技术等技术内容，在具体的产品生产设计当中会进行综合性的应用。机械电子工程的核心技术中，信息处理技术以及电子技术和自动控制技术等等，都能发挥其自身的作用。机械基础作为电子工程的重要支撑，也是机械电子工程的重要载体，在这一形式下才对多种技术的综合提供了有利条件。
1.2机械电子工程发展情况分析
机械电子工程在实际发展过程中，经过了长期历程，上世纪八十年代开始日本有着无人示化工程，在当前日本的机械电子技术已经比较成熟，成为世界领先技术应用国家。我国在机械电子工程领域的发展时间相对比较短，在各个层面和发达国家相比较还存在着很大差距。所以在机械电子产品大多是依靠着进口，其中数控机床的占比就比较少。我国的机械电子技术还不能有效满足实际工程的需要，加上机械电子的工程在高级智能以及自动化控制的要求都相对比较高，所以这就会多控制工程的需求比较关键，强调多种技术进行综合性应用，对工程领域的深度发展也有着促进作用目。在未来的发展过程中，我国的机械电子工程将会随着技术进一步升级，在应用的领域也会进一步扩大化，技术理论也会进一步深化。
2.机械电子工程中控制工程应用内容和具体应用
2.1机械电子工程中控制工程应用内容分析
从当前我国机械电子工程当中控制工程的用情况来看，在内容上比较多样化，其中的计算机智能技术的控制内容方面比较重要。计算机智能控制是在计算机网络技术的应用下进行控制的，对机械电子工程的各环节在线模拟目标能有效实现，然后结合实际结果进行有效控制，在远程控制系统的操作下实现自动化。通过计算机智能控制技术的应用，就能从整体上提高操作效率和质量，在相应的数据统计工作方面也提供了很大便利，对资源也得到了很大程度节约。
机械电子工程中的控制工程内容中，模糊控制工程也是重要内容，这一概念是对传统工艺困难解决而应用的，在实体模型的应用型效率比较显著。控制工程技术在计算机网络技术支持下，通过三维立体模拟程序就能有效实现机械在线模拟。并能在立体模型分析性能以及合理性的分析下进行模拟操作。这一模糊工程的应用，就能大大对程序进行简化，在控制质量上也能得到有效保证。这一简便性方式的应用，就比较有助于机械电子工程的进一步发展。
机械电子工程中控制工程内容中，核心扩展网络神经控制也是其重要内容。这是讲生物学科作为重要依据建立的控制程序，是通过多单线网络进行编制的综合网络，然后在一个核心下进行控制，这一方法的应用是在模糊控制基础上实现的，对信息数据的处理能力比较强，能有效提高工作效率水平。
2.2机械电子工程中控制工程具体应用
机械电子工程中控制工程的应用涉及到诸多内容，其中在机械磨削精密度的控制当中的应用比较重要。在对专业控制精度系统应用中，对动态化的控制目标能有效实现。具体的应用过程中，主要是在机械磨削中对可能发生的差错进行充分考虑，然后在系统中进行设定控制目标以及规则，这样就能从控制效率上有效提高。
机械电子工程中集成自动控制的应用方面，这是对信息技术的基础上实现的控制。集成化自动控制系统的应用，能有效将原信息技术和生产相关信息加以糅合，这就能从整体上对机械工程生产发展起到了促进作用。在这一系统应用中，计算机技术是比较基础性的应用技术，在不断的发展下，集成自动控制的应用领域也在不断的扩大化，集成自动控制系统在计算机技术的更新完善提高方面也起到了积极促进作用。
机械电子工程中控制工程应用，在预测控制应用在高速液压机当中就发挥着积极作用。机械电子工程当中，高压和高速化是液压机技术的重要发展趋势。对预测控制技术科学化应用，就能构建完善的系统输出预测模型，在这一模型的基础上能有效得到预测输出值和对系统误差的变化率。高速液压机当中对预测控制的应用，对控制器输出和控制模式的实现也有着促进作用。
通过模糊控制在机械电子工程中进行应用，也能发挥模糊控制的积极作用。在对模糊控制的应用下，最为主要的优势就能将问题直观化的呈现，构造算法以及控制编程也相对简单，在诸多的机械加工中都发挥着重要作用。在简单测量值输入以及偏差和变化率的设置下，就能有效控制输出值，在控制的效率上比较突出。
关键词：机械电子工程；人工智能；电子技术；关系
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.130
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。
4 总结
综合来看机械电子工程与人工智能二者是相辅相成密不可分的关系，正是由于二者的密切融合形成了一个具有广阔发展空间的新兴产业。因此在接下来的发展过程中要充分认识到进行二者有效融合的重要性，通过进一步研究实现技术上的突破，最终达到提高企业经济效益的目的。
参考文献：
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 （Massive Open OnlineCourse，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：
[1]李征宇，化美艳.MOOC 的特点及其对传统高等教育的影响[J].软件导刊(教育技术)，2014(01):17-18.
[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.
