机电一体化专业课程设计论文

摘要机电一体化课程设计作为机械电子专业的实践教学环节，考察学生综合运用所学专业知识分析问题和解决问题的能力，是培养应用型技术人才和创新型人才的重要手段之一，培养利用多学科知识和新技术分析问题和创造性解决问题的能力。坚持理论教学与实践教学并重，对于提高课程设计的教学质量具有重要意义。下面是小编精心推荐的《机电一体化专业课程设计论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

机电一体化专业课程设计论文 篇1：

机电一体化系统课程设计的研究与实践

摘 要：明确了机电一体化系统课程设计的目的，由此提出了具体的设计内容和工作量要求。对课程设计的方法要点进行了提炼，这可有效地提高教学效果。对于机电一体化系统课程设计中的知识结构和学习重点，提出了自己的看法和建议。

关键词：机电一体化;课程设计;机械系统;电气控制

机电一体化技术不是机械技术和电子技术的简单叠加，而是二者的有机结合。目前，不少院校由于在教学中缺乏机电知识综合运用能力的培养和训练过程，学生在学习了机械设计、机械制造和电子技术、计算机技术等基础课程后.并不能很好地将机、电的知识融会贯通。在机电一体化系统的综合设计方面存在不少困难。为解决此问题，我们进行了机电一体化系统课程设计的研究与实践。

1、机电一体化系统课程设计的内容

课程设计的对象应是典型的机电一体化系统（产品），如微机数控机床、工业机器人、三坐标测量机、自动检测仪、全自动洗衣机、电子秤、自动售货机、家用智能装置等。设计内容由机械系统、控制系统和设计说明书三部分组成。

2、课程设计的一般过程与要点

机电一体化系统设计的内容非常广泛。不同的专业、方向会有不同的侧重点，每个学校也有自己的专业特点。因此，课程设计的一般过程和基本方法也会不同。

机电一体化系统设计中的不同阶段通常都是互相关联的，当某一阶段的设计发生变化时需要及时修改其他阶段。首先要认真研究设计任务书，明确要完成的设计内容和具体要求，备齐设计过程所必需的各种工具书和相关标准。

其次，要大量查阅文献资料、学习研究有关产品的图纸与样本。为了提高工作效率，学生要学会充分利用互联网这一快捷工具，指导教师也要充分使用互联网和多媒体教学。有条件指导教师最好带领学生参观实物或模型，使学生获得感性认识。

总体方案直接影响到机电一体化系统的最终运行结果，是设计工作的基础。一般满足设计要求的总体方案往往有多个，这时要根据具体情况进行分析比较，确定一个最佳方案。

设计总体方案时要求学生必须注意以下几个要点：

（1）在继承的基础上充分发挥个人的创新能力课程设计的选题一般应是已成型的机电产品。在长期的设计和生产实践中已积累了大量可供借鉴的资料和经验。作为学生，首先要学习和继承这些经验成果。这样不但可以加快设计进度，减少原则性错误，而且对设计质量也有可靠的保证;但同时对设计过程中出现的疑问要勤思考、多比较。对现有方案中存在缺陷的地方，应发挥个人创新能力予以改进和提高。如果在结构上有重大的改进设计.应该与指导教师和同学多讨论。

（2）抓住关键零部件的原理分析和设计。无论是机电一体化设备的改造，还是新产品设计都需要抓住关键零部件的分析和设计，这是机电一体化系统设计的重要方法。在设计时，必须清楚了解关键零部件的功能和工作原理。

（3）要重视并正确使用标准遵守并采用标准是降低产品成本的重要因素之一，也是评价设计质量的一项主要指标。熟悉并正确使用标准是机电一体化系统课程设计的重要任务之一。

对于标准件的使用应尽量减少品种和规格，这样既降低成本，又方便使用和维修。非标准件的尺寸一般要求圆整为标准数或优先数，以方便制造和测量。对于常用的标准数和优先数，要求学生记忆并熟练使用：但要注意有些根据几何关系和安装要求确定的尺寸不能圆整，例如齿轮分度圆直径和齿轮中心距等。另外，设计中还应尽量减少零件材料的牌号和种类，能用同一牌号的材料应尽量统一。

（4）学习掌握工程设计的方法在课程设计过程中，要重点培养学生在工程设计方面的能力。在机械系统设计时，零部件的尺寸不可能完全由理论计算确定，很多情况下经常没有公式可供参考。此時就要运用类比和初估的工程设计方法。

设计时应结合具体结构、加工和装配工艺，并综合经济性和使用条件全面考虑。最常见的如机体和箱体的壁厚、齿轮轮缘、带轮轮毂、螺栓直径等尺寸设计时都可根据具体情况进行类比确定，没有特殊要求时，一般不需进行计算。

3、机械系统中的重点知识结构

在机电一体化系统设计中机械设计是基础。我们在课程设计中重点检查提高学生以下几个方面的知识结构：

（1）机械制图是一切基础机械系统设计要求设计者具有扎实的机械制图基本知识。良好的机械制图基础，不仅使设计者正确表达自己的设计思想，而且也便于与他人讨论交流。要求学生在设计过程中正确运用机械制图的各种表达方式，不清楚的地方要及时复习教科书。机电一体化系统课程设计的目的之一就是使学生在机械结构设计和机械制图上得到进一步的锻炼和提高，将欠缺的知识补上。

（2）牢固掌握机械设计有关知识具备良好的机械设计和机械零件知识是课程设计的基础。任何一台机电设备都是由各种各样的机械零部件组合而成的.其中标准零部件尤其重要;因此在设计过程中要及时复习标准零部件的计算、选择方法及其视图表达方式，其中齿轮、带与带轮、蜗杆蜗轮、滚动轴承等是重点要求同学熟练掌握。

（3）注意新型的传动与导向元件进给伺服机构对机械传动精度和工作平稳性都有较高要求.所以应尽量采用低摩擦的传动和导向元件，如滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等。进给传动机构中应尽量消除间隙，采用双片齿轮错齿消隙是非常有效的方法。另外，近年来同步带传动在机电设备中的应用也越来越多，由于这些内容学生在前期课程中接触较少，所以在本次课程设计时要求具体应用。

（4）细致考虑零部件的工艺性问题图纸上绘制的零部件应充分考虑加工的工艺性和装配的工艺性。既要加工方便，又要装卸方便。主要尺寸参数应尽量完整，符合国家有关标准，尤其在应用CAD绘图标注尺寸时更应注意。特别需要指出的是：结构设计中各个零部件应能方便地安装和拆卸，要留有足够的装配空间;同时，轴、齿轮、轴承都应有合理的轴向和径向定位，而且要避免出现超静定现象。

4、控制系统设计中的有关问题

控制系统设计时学生要完成一个完整的MCS一5l单片机系统，在软硬件方面得到系统的培养锻炼。在教学过程中，我们在下述几个问题上要求学生要充分注意：

（1）及时复习前期课程控制系统的设计，将涉及到微机原理与接口、单片机原理、检测与传感器、控制工程基础等多门课程。设计中遇到问题时，应及时复习相关的课程。对于微机控制系统中一些重要的基本概念应该非常清楚。设计时如果发现自己在基本概念上存在问题，应下大力气立刻予以弥补，决不能草率了事。

（2）重视电子技术基础知识在进行电气原理图设计时，学生会深切感受到电子技术基础知识的重要性。各种大规模数字集成芯片是计算机系统的基础，而每一个芯片则是由各种基本数字逻辑单元组成的。没有良好的数字电路知识，在设计时将无从下手。相比较而言.虽然模拟电路在设计时应用较少，但它却是数字电路的基础.而且在学习难度上要大于数字电路，所以也应予以足够的重视。这次课程设计使学生充分意识到具备良好的电子技术基础知识是顺利进行机电一体化系统设计的基本保障。

（3）尽量选用模块化电路，目前控制系统的硬件电路普遍采用模块化设计方法。对常用器件和芯片建议学生记住其型号和功用，这在今后的工作中非常有用。对于参考图纸中出现的电阻、电容等器件，其参数的选择也很重要。要求同学经常考虑一下这个器件为什么取这个数值。下次再遇到类似问题便可迎刃而解。

参考文献

[1]尹志强.机电一体化系统设计课程设计指导书[M].北京：机械工业出版社.2007

作者：孟强

机电一体化专业课程设计论文 篇2：

机电一体化课程设计教学实践研究

摘 要 机电一体化课程设计作为机械电子专业的实践教学环节，考察学生综合运用所学专业知识分析问题和解决问题的能力，是培养应用型技术人才和创新型人才的重要手段之一，培养利用多学科知识和新技术分析问题和创造性解决问题的能力。坚持理论教学与实践教学并重，对于提高课程设计的教学质量具有重要意义。

关键词 机电一体化；实践教学；应用型技术人才；创新型人才

Research Teaching Practice of Electromechanical Integration Design//LI Lichen， XU Manlin， KE Changfu

Key words mechanical-electrical integration； practice teaching； applied technological talents； innovative talents

机电一体化课程设计作为机械电子专业的实践教学环节，要求学生综合运用所学过的机械、电子、计算机和自动控制等方面的知识，实现独立多学科的知识的有机综合。随着现代社会的高速发展，机电一体化技术在大型机械和微机上有着很重要的应用。因此，目前如何在大学教育实践中落实创新能力培养是一个亟待解决的问题[1]。特别需要指出的是，如何在传统机械工程教学中进行创新能力培养，既是新问题，又是大难题。

1 设计实践课的基本目标

机电一体化设计实践课程是基于机电一体化技术，整合机械精密传动、计算机信息处理技术、传感器检测技术、自动控制技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等，“以机为主，以电为用”。本课程设计在机械设计实践进行之后，安排在本科第三学年下学期，从机械设计实践的能力提升到机电系统设计、制作、调试等课程实践活动，配备课程实践器材供学生进行实践操作，激励学习的积极性，提高学生的机械设计能力、机械优化设计能力，综合运用多学科知识解决实际问题。

理论设计能力与实践能力 在机电一体化设计实践过程中，学生的能力客观上存在差距，因此，课程设计的理论设计要求与实践操作要求要存在难度梯度，在课程实践中注重学生新思想和新理论的提出[2]，并善于发现问题、提出问题，碰到难题，善于发挥团队的智慧和团队力量，以弥补个人的能力不足。课程实践使学生把所学过的机械、电气、自动控制等理论知识综合应用到设计实践中。

创新能力培养 在实践中推动学生创新能力的培养，机械设计专业学生可以拥有自己的想法，对机械部分进行优化设计，鼓励学生使用当前新技术、新方法，做到“不唯书，而唯实”。要降低成本，提高设计精度和稳定性。在课程实践中不固定方案，比如系统中的转向机构，学生可以选择曲柄摇杆机构、齿轮齿条等，进行创新性探究。课程设计中只提供实践的指导性目标和必要工具及器材，只针对设计路线进行必要的提示，不对方案进行统一讲解，由学生自己查阅资料，自己独立设计，遇到问题由指导教师进行分析和讲解，对其方案和想法的可行性做出判断，方向不对时应及时引导正确的方向，既能保证学生创新性想法的实现，又能有效防止学生走错方向。

2 课程设计内容及选题原则

根据机电一体化人才培养方案和本专业的课程设置，研究改革课程设计大纲基本要求。根据应用型和创新型人才培养要求，课题的方向主要分为两大方向进行选择：一类题目主要针对应用能力培养，把本专业的知识进行有机的综合，提高学生的综合实践能力；另一类题目主要针对创新能力培养，结合创新设计大赛相关题目，把本专业的知识进行创新性应用，提高学生的创新设计能力。

普通型课程设计题目

1）向学生征集。在课程中学生拥有与课程设计相关的好想法，可以展开讨论，要求对其方案进行分析，符合课程设计要求的，教师根据其内容下达课程设计的任务。实践证明，对自己提供方向的题目，学生的积极性会很强。

2）选择典型机电一体化产品让学生进行设计，结合学生的实力进行选取，同时与本专业的专业方向尽可能的相关，开发学生的潜能。比如数控方向的学生，可以选择数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计、数控铣床工作台三维运动伺服进给系统设计等，为未来职业发展打下好的基础。

3）学习借鉴其他学校机电一体化设计的内容，在现有设计内容的基础上，根据本校本专业课程设置的特点，对设计的内容做以适当增减，以适合本专业的学生。

创新型课程设计题目 可以借鉴全国机械创新设计大赛的课题[3]，其中每届成功参与全国总决赛的作品都收录在决赛作品选集中，由高等教育出版社出版。这里面有比较好的案例，同时作品中也存在可以改进的地方，有兴趣的学生可以从中选择与机电一体化相关的课题，提升自己的能力。在条件允许的情况下，可以做出产品的模型，提高学生的机电一体化能力，同时也可以为学生参加今后的机械创新设计大赛做准备，做到“以学促赛，以赛促学”。

在专业教学中，学生经常会困惑本专业毕业后到底有什么前途？能做什么？机电一体化课程设计教学贴近实际，能把多门专业课有机地结合起来，把枯燥的课本知识灵活地运用，极大地鼓舞了学生的兴趣，激发学生对实际问题的思考，对工程实践产生浓厚的兴趣。坚持理论教学与实践教学并重，可大幅提高教学效率和教学质量，同时为选拔优秀学生参加机械类学科竞赛提供条件。

3 课程设计的实施方式

课程设计实施方案：设计报告书是对整个设计过程的总结和提升，也是进行工程交流的重要文献资料，通过指导学生撰写课程设计报告书，培养学生撰写工程技术文档的能力。对设计说明书的撰写，提出如下要求：

1）严禁课程设计报告抄袭，基本工作独立完成；

2）根据任务书能提出合理的设计方案和机构的工作原理；

3）设计要符合国家标准，学会使用设计手册、专业术语、专业名词规范；

4）设计图图纸规范，符合设计说明书的要求，不照抄手册和案例，设计参数与图纸相一致；

5）学会使用专业相关软件，对设计的机械机构和控制部分进行分析和仿真，是验证设计正确的有效手段之一；

6）课程设计配备了一些实际的零部件可供学生设计使用，以及基本的控制电路，学生要具备一定的实践操作能力，掌握器件的选择与焊接，会进行程序的编写，掌握系统故障的检测与维修能力。

课程设计采用分组式进行，每个小组3～5人，视工作量而定。课题难度较大可以分五人，原则上一般三人为一组。每个小组在规定的时间完成基本要求，每个学生都要参与该组课程设计答辩，通过问题了解学生在课程设计中所做的主要工作，检查有无抄袭情况、有无坐享其成的学生，结合设计报告书的撰写质量和实际所做的产品质量进行综合评定。

4 实施效果

通过在重庆大学机械电子工程专业的实践，在机械电子工程专业中开设机电一体化课程设计，已基本摸索出培养机电复合型技术人才的规律。

普通型题目实现机电融合、知识整合 理论教学与工程实践并重。由于在教学中缺乏机电知识综合运用能力的培养和训练，学生在学习了机械设计、机械制造和电子技术、计算机技术和传感器技术等基础课程后，不能很好地将机、电的知识融会贯通，大多数学生也只是了解基本的机电设备的基本功能，在系统运用中存在问题，在机电一体化系统的综合设计方面存在不少困难。通过开设机电一体化课程设计实践教学环节，通过理论设计与实际操作，比如数控工作台进给系统的设计，从电机、联轴器、丝杠、导轨的设计到型号的选择、控制单片机的设计与仿真，最终实现数控工作台进给系统的装配与调试。机电一体化课程设计对学生的理论知识与实践紧密地连接起来，提高了学生的综合应用能力。

创新型题目为学生参加机械创新竞赛做了铺垫 通过课程设计，为机械学科学生参加如全国大学生机械创新设计大赛做了铺垫。在第六届全国大学生机械创新设计大赛（重庆赛区）中，学生荣获重庆赛区一等奖一项、二等奖一项。其中，“幻显黑板”作品获得国家专利。该作品包括了框架的设计、传动系统布置，控制系统采用单片机控制，执行元件有步进电机、直流电机、电磁离合器、电磁制动器、光电编码器等器件。本次参赛作品充分运用机电一体化技术，机电一体化课程设计改革效果显著。

5 结语

机电一体化课程设计改革突破传统的课程设计方式[3]，里面加入了创新专题，可以借鉴机械创新设计大赛的题目，既能满足应用型人才培养的需求，又能兼顾创新能力的提高，实现因材施教。实践证明，所采用的机电一体化课程设计改革效果显著。

参考文献

[1]赵志超，范文利，金薇.机电一体化综合实验周的探索与实践[J].电气电子教学报，2004，26（1）：75-77.

[2]潘海鸿，陈琳，黄炳琼，等.机电一体化方向课程设计教学改革[J].广西大学学报：哲学社会科学版，2008，30（l）：

24-25.

[3]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.

作者：李立成 徐漫琳 柯昌辅

机电一体化专业课程设计论文 篇3：

基于复杂工程问题解决能力培养的焊接实践教学

摘要：复杂工程问题的解决能力是焊接专业本科毕业生应具备的核心能力。以《焊接机电一体化课程设计》为例，阐述如何通过焊接实践教学达到培养学生解决复杂工程问题的能力。分析了《焊接机电一体化课程设计》非常适合于复杂工程问题解决能力培养的原因，重点从《焊接机电一体化课程设计》的课程教学内容设计、课程组织实施以及课程达成评价等几方面进行阐述，并介绍课程实施效果，以期为我国高校焊接专业在复杂工程问题解决能力的培养方面提供参考与借鉴。

关键词：复杂工程问题;工程认证;焊接机电一体化;课程设计

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.02.22

0 前言

2016年6月2日，中国成为“华盛顿协议”的第18个正式成员，这对我国工程教育工作提出了更高的要求，尤其是在解决复杂工程问题的核心要求上，更要按照与国际标准实质等效的原则来培养学生[1-2]。

对于复杂工程问题的涵义，华盛顿协议明确了作为复杂工程问题必须具备下述特征中的（1），且同时具备特征（2）～（7）的部分或全部：（1）必须运用深入的工程原理经过分析才能解决;（2）需求涉及多方面的技术、工程和其他因素，并可能相互冲突;（3）需要建立合适的抽象模型才能解决，在建模过程中需要体现出创造性;（4）不是仅靠常用方法即可解决;（5）问题中涉及的因素可能未完全包含在专业标准和规范中;（6）问题相关的各方利益不完全一致;（7）具有较高的综合性，包含多个相互关联的子问题[3]。

复杂工程问题的解决只有在一个相对真实完整的工程场景中实践，才能将多方面因素相互作用而产生的矛盾冲突真实地呈现在学生面前，从而锻炼学生解决复杂工程问题的能力。实践教学相对理论教学更能直接培养学生对于复杂工程问题的解决能力。研究表明，实践教学对提高学生的专业知识与基础理论的应用能力、动手能力、创新能力和团队合作能力是非常有成效[4-6]，而这些能力正是解决复杂工程问题的关键因素。要想通过一门实践课程较为完整地培养学生解决复杂工程问题的能力，首先需要选择合适的实践课程，其次要对选定的实践课程按照复杂工程问题解决能力的培养要求进行针对性的课程教学内容设计，并制定科学的课程组织实施方案和合理的课程达成评价方法。本文以《焊接机电一体化课程设计》为例，探讨如何通过一门实践教学课程来培养学生解决复杂工程问题的能力。

1 课程性质

《焊接机电一体化课程设计》是焊接技术与工程专业重要的专业实践课程，它综合了机械制图、机械设计、传感器与检测技术、电动机控制技术、PLC控制技术、焊接方法与工艺、弧焊电源等多门课程的基本理论与知识，是一门综合性较强的实践课程。该课程有利于培养学生对抽象学科理论知识的理解和掌握以及对多学科知识的综合运用与整合;还有利于培养学生的综合实践能力和跨界整合能力。《焊接机电一体化课程设计》选题针对来自生产实际中焊件的自动化专机设计，方便与企业实际项目完全一致。完成《焊接机电一体化课程设计》中一台自动化专机的设计至少需要3个同学的通力协作才能在2周内完成，可以有效培养学生的交流沟通能力及团队协作能力。基于上述特征，再通过精心设计课程教学内容，即可为较完整地培养焊接技术与工程专业本科生解决复杂工程问题的能力打下坚实的基础。

2 课程教学内容设计

以培养焊接专业本科生解决复杂工程问题的能力为核心目标，对《焊接机电一体化课程设计》的课程教学内容进行设计。《焊接机电一体化课程设计》课程教学内容设计图如图1所示。基本思路是将为期2周的《焊接机电一体化课程设计》的设计内容项目化，要求学生2周内完成一个完整的焊接自动化专机设计项目。通过特别设计，项目各阶段的设计内容与复杂工程问题特征点相对应，使项目成为一个典型的复杂工程问题，学生在亲自完成项目的过程中，能力得以培养。图1中还清晰表明了课程设计内容与工程认证中12个毕业要求的对应关系。

由图1可知，《焊接机电一体化课程设计》课程设计内容（项目）分为三个阶段：选题、方案设计及技术设计。

在选题阶段，确定焊件上某具体焊缝是否合适采用专机自动焊及采用何种自动焊接方法时，需要学生考虑多方面因素，包括技术可行性方面因素和经济性方面因素。而焊接工艺则需要学生运用深入的焊接基本理论，经过多方面分析才能合理制定。该设计阶段具备复杂工程问题的特征（1）和（2）。

在方案设计阶段，专机整体方案设计要考虑专机整体结构、焊接自动化程度、是否需要采用焊接机器人等多方面因素，反映了复杂工程问题的特征（2）。执行机构方案设计时，需要深入运用机械原理并经过分析才能解决，分析执行机构运动时，则需要创造性地运用高等数学建立合适的抽象模型才能解决，焊缝越复杂，模型也越复杂，越不能靠常用方法解决，这很好地反映了复杂工程问题的特征（1）、（3）和（4）。

在技术设计阶段，無论是焊接工装夹具设计、电动机调速系统设计，还是专机运行程序设计，均要深入运用机械、控制基本理论并经过分析才能解决问题，并且专机各系统之间相互关联，具有很高的综合性，体现了复杂工程问题的特征（1）和（7）。焊接夹具要求实现焊件快速便捷定位与夹紧的同时，还要具备控制焊件焊接变形的能力，且为了适应不同的焊件形状及自动化焊接方案，大部分焊接夹具只能是非标结构，设计时所遇到的问题很多未完全包含在专业标准和规范中，需要进行创造性设计，体现了复杂工程问题的特征（4）和（5）。

综上，经过特别设计的《焊接机电一体化课程设计》的课程内容具备了复杂工程问题所对应7个特征中的6个，且以项目形式呈现，学生完成《焊接机电一体化课程设计》的过程即是自己动手解决复杂工程问题的过程。当然，为了切实提升学生解决复杂工程的能力，还需要科学的课程组织实施方案及合理的课程达成评价方法。

3 课程组织实施

3.1 选题

课程设计中采用学生自主选题的模式。班级学生首先分组，每3～4个学生一组。每组学生自主上网查找文献资料和视频资料，然后分析汇总资料，集体讨论，并结合资料和设计任务进行综合考量，最终确定选题。自主选题培养了学生文献检索能力、分析综合能力，让学生们了解很多工程实际中焊接机电一体化技术的应用情况和应用实例。

自主选题包含两方面的工作：一是选定被焊工件及被焊工件上具体的拟自动焊焊缝;二是制定选定焊缝的焊接工艺。不同的焊接工艺所对应的焊接专机可能存在很大不同，鼓励学生敢于突破传统焊接方法与工艺，积极采用合理的新型焊接方法与工艺。

3.2 系统方案设计

指导老师首先集中讲授焊接自动化专机的设计方法与流程，每组学生再查找相关文献并团队协作确定初步方案，最后每组学生和指导老师讨论确定最终专机系统方案。专机方案要求学生以实现项目的功能要求为目标，以机械总体设计为出发點，特别考虑焊件的准确快速定位与夹紧，采用系统分析的方法，拟定专机的自动焊接流程及机械系统传动方案，完成各执行机构的创新设计。要求每组学生提出2～3种焊件装夹方案，从功能、技术、经济、安全等方面进行综合分析和比较，决策出最优方案，绘制出专机整体结构图，并对主执行机构进行尺度综合和运动分析。

3.3 技术设计

系统的技术设计阶段采用了个人与团队相结合的模式，学生们根据所选课题的设计任务和各自关注点与长处进行合理分工，分别负责机械系统设计、电动机及调速系统设计、传感器设计、PLC 控制系统设计等，技术设计期间同学间要不断进行讨论，避免专机各子系统之间相互冲突。要求设计焊件夹具的结构，进行关键零部件的结构设计和工作能力计算，并考虑零件的结构工艺性和安装的合理性及安全性，确定电动机功率、型号、调速系统，确定电焊机的型号、给出主要性能指标，确定传感器具体型号、尺寸、数量、安装位置等，确定PLC 的选型、PLC 硬件接线图、I/O 表、PLC 程序以及控制说明等。

4 课程达成评价

考核方式由平时考核、课程设计答辩考核和设计说明书质量评价三部分组成。

每个学生的成绩由个人得分与团队表现综合评定，计算方法为：个人课程设计评分=（个人得分/2）× 团队完成情况系数。个人得分由平时成绩（20%）、答辩成绩（40%）和设计说明书（40%）三部分组成。平时成绩包括考勤成绩（40%）和设计主动性成绩（60%）两部分;答辩成绩包含讲述成绩（50%）和回答问题成绩（50%），设计说明书成绩依据设计说明书的完成质量评定。

团队完成情况系数由各组学生的个人得分平均情况及适当的调节常数确定。

5 课程实施情况

南京工程学院焊接技术与工程专业已有两届学生完成了《焊接机电一体化课程设计》，学生反响很好，课程设计质量良好，以小组为单位上交的设计说明书达到35～50页，答辩时大部分学生均能流利清晰地讲述设计过程与设计要点。为期2周的《焊接机电一体化课程设计》达到了培养学生解决复杂工程问题能力的教学目的。

同时，通过《焊接机电一体化课程设计》的完整设计过程，学生进一步加深了对《焊接机电一体化》《焊接方法与设备》《焊接工艺评定》《机械制图》《机械设计》等重要专业课程的理解与掌握，也学会或进一步熟练了UG、Visio、AUTOCAD、PPT等软件的使用。更为重要的是，学生在自主设计过程中，结合工程实际培养了创新意识和创新方法。特别是对于焊件夹具的设计，学生中涌现出很多创新想法，有些创新的焊件夹具设计几乎达到可以申请实用新型专利的水平。

致谢：《焊接机电一体化课程设计》实施过程中参考了天津大学材料学院《材料加工自动化》课程设计的相关教学资料，并得到天津大学胡绳荪教授的指导，在此特别致以诚挚的谢意！

参考文献：

[1] 杨毅刚，孟斌，王伟楠. 如何破解工程教育中有关复杂工程问题的难点—基于企业技术创新视角[J]. 高等工程教育研究，2017（2）：72-78.

[2] 林健. 如何理解和解决复杂工程问题—基于《华盛顿协议》的界定和要求[J]. 高等工程教育研究，2016（5）：17-26.

[3] 陈永琴，朱敏波，段清娟，等. 机械专业复杂工程问题教学案例剖析—《机械综合实践项目》的开展[J]. 教育教学论坛，2017（18）：151-153.

[4] 李嘉宁，刘鹏，袁兴栋. 应用创新型焊接专业教学改革与实践[J]. 电焊机，2016，46（8）：119-121.

[5] 王要利，任静，马宁，等. 焊接专业实践教学的创新发展与探索[J]. 电焊机，2016，46（6）：125-127.

[6] 郑春雷，杨永强，闫志刚，等. 基于工程教育模式的焊接实验教学改革[J]. 电焊机，2018，48（2）：130-134.

作者：杨宗辉　王红星　甄睿　张炎　李晓泉