制造系统自动化技术的教学设计探讨
信息技术背景下机械设计制造及其自动化探讨
信息技术背景下机械设计制造及其自动化探讨目录1. 内容简述 (2)1.1 研究背景及意义 (2)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 文献综述 (4)2. 信息技术在机械设计制造中的应用 (6)2.1 计算机辅助设计技术 (7)2.1.1 CAD软件概况 (8)2.1.2 CAD在机械设计中的应用 (8)2.2 计算机辅助工程技术 (10)2.2.1 CAE软件概况 (11)2.2.2 CAE在机械设计中的应用 (12)2.3 计算机辅助制造技术 (14)2.3.1 CAM软件概况 (15)2.3.2 CAM在机械制造中的应用 (16)2.4 二维/三维打印技术 (17)2.4.1 二维/三维打印技术原理 (19)2.4.2 逆向工程及快速原型制作 (20)3. 机械制造自动化的发展趋势 (21)3.1 工业自动化发展现状 (22)3.2 智能制造技术概述 (23)3.3 柔性制造系统 (25)3.4 先进机器人技术 (26)3.5 云计算和物联网在制造业中的应用 (28)4. 信息技术与机械加工的结合 (29)4.1 数控车床及数控加工技术的应用 (30)4.2 先进传感器及数据采集技术 (32)4.3 人工智能(AI)在加工控制中的应用 (34)4.4 虚拟现实(VR)及增强现实(AR)在加工过程中的应用 (35)5. 案例分析与展望 (37)5.1 信息技术应用于某一典型机械制造案例的分析 (38)5.2 未来机械设计制造行业发展趋势 (40)1. 内容简述本章节将对信息技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用进行探讨。
首先，将概述信息技术的发展背景和现状，强调其在工业时代的核心地位。
随后，详细介绍信息技术与机械设计制造的融合，包括数字建模与仿真技术、计算机辅助设计等，这些技术如何提高设计效率和质量。
接着，将讨论信息技木在自动化生产中的应用，如机器人技术和自动化生产线，它们是如何通过智能化操作减少人为误差，提高生产效率和精度。
机械制造及其自动化的探讨
确的评价 ， 而伴 随着技 术水平的提 高， 自动化似 乎成为 了一个必然的趋 势， 不仅仅是机械制造业 ， 越来越 多的领域开始走 自 动化的方向 ， 因此机 械制造及其 自动化成为 自动化领域 中的代表 。本 文就机械制造及其 自动化进行 了简单的分析。 【 关键词】 机械 制造 ； 自动化 ； 应 用发展 在经济水平飞速发展的当今社会 ， 人们对 于生活品质 的要求也不 再简单的停留在吃饱 喝足上面 ， 而是 开始更 多地关 注除去物质生活之 外的精神享受 ， 而我们在享受 生活的 同时 ， 也 越来越需要 更充裕 的时 间来享受生活 ， 这 就需要将人们从 大量 的人 工劳动 中解 救出来 ， 因此 随着技术水平 与科 技的进步 ， 机械的 自动化 成为 了一个 大趋势 ， 其不 仅仅可 以提供 更加规范 的流程 和更加精 密的操作更加 可以大大减少 人们的劳动时间。 及其 自动化 更好的为社会 为人民服 务。所 以提高科技创 新水 平 ， 增强 机械制造及其 自动化发展水平仍 然是摆在我 们面前艰 巨而 长远 的历 史任务。
１ 对 机械 制 造及 其 自动 化 的认 识
１ ． １ 机械制造及其 自动化的学术 含义 近年来 ， 越来越多的大学 中出现 了各种各 样有关于机械制造及其 自动化的专业 ， 并且越来 越收到人们 的追捧 ， 成 为学校的热 门专业 ， 而 究竟什么事机械制 造及其 自 动化， 并不是横 陂大家 了解 ， 从 学术监督 来讲机械制造及其 自动化是一 门研究机械制造 理论 、 制造技 术 、 自 动 化制造系统和先进制造模式 的学科 。 该 学科融合 了各相关学科 的最新 发展 ， 使制造技 术 、 制造系统和制造模式呈现 出全新 的面貌 。 机械制造 及其 自动化 目标很 明确 ， 就是将 机械设备 与 自动化 通过计算机 的方式 结合起来 ， 形成一系列先进的制 造技术 ， 包括计算 机辅 助设计 、 算机辅 助制造 、 柔性制造系统等等 ， 最终形成大规模计算 机集成制造系统 ， 使 传统的机械加工得到质的飞跃 。具体在工业 中的应用包括数控机床 、 加工中心等。目 前也开始应用在越来越多的领域与工程 中。 是 当今社 会建设不可缺少的重要技 术支持 。 １ ． ２ 机械制造及 其 自动化的主要 学习内容 任何的专业之间都不会 是完 全独立 的 ， 势 必要 与其他众多 的知识 相互补充相互融合 ， 机械制造及 其 自 动 化也是这样 ， 在课 程开设上 ， 其 主要进行学习的课 程有工程图学 、 工程力学 、 材料 力学 、 机械原理及设 计、 电工 电子学 、 工 程材料及其成 型基础 、 机械制 造技术基础 、 微机原 理与应用 、 机 电传 动控 制 、 液压 与气压传动 、 机械 控制工程基 础 、 机械 工程测试技术 、 市场营销 、 数控技术 、 机械系统设计 、 机 械制造 自动化 、 ４ 机 械 制 造 及 其 自动 化 与 一 般 机 械 制 造 的 区别 质量管理 控制 、 计算机辅助设计 、 数字化制 造技术等等 于机械制造 机 械制造及其 自动化 与以往 的机械制造有着很大 的区别 ， 从 本质 紧密相关的战战业业性较强的知识 ， 同时又要对力 学 ， 美学 ， 材料学等 上来说 有着智 能上 的本质 区别 ， 机械制造及其 自动化是通过 多种 技术 相关专业做到一定的了解 ， 在应 用中要相互联 系才有可能将其完全用 来进行综合英 纳格 的， 但是这并不等于机械制造及其 自 动化 就是 通过 到机械的制造中。 各种不 同的技术来进行叠加后所产生 的， 并且还要在其基础 之上来 作 为整体的统一 ， 机械制 造中的 自动化 能够满足机 械的内在要求 ， 但 是 ２ 机械制造及 其 自动化现状 任何一种技术都不能够独立存在 。 而是要相互统一 ， 相互联系 ， 增 强机 目前 ， 机械 制造及其 自动 化的分支 比较 广泛 ， 只要是 与机械 自动 械制造及其 自动化 的智能程度 ， 时期得到更好 的发展 。 化有关的行业都可以包括在内 ， 机械制造及其 自动化与国 民经济密切 相关 ， 属于周期性行业 。同时 ， 行业 属于 资本 、 技术 及劳动力密集型产 ５ 结语
中职机械制造及自动化专业CAD课程的教学设计
中职机械制造及自动化专业CAD课程的教学设计近几年，随着我国教育业的迅猛发展，中职院校逐渐成为了培养实用型人才的一个重要基地。
CAD课程是机械制造与自动化专业的一项基础课程，有助于学生掌握画图知识与技能，对今后的学习和工作而言十分重要。
教师在教学过程中应当根据教学内容以及教学对象的特点，科学开展教学设计，并且建立考核制度，有效提升学生的制图水平，为其专业课的学习奠定基础。
一、中职机械制造及自动化专业CAD课程教学对象分析中职院校学生的特点主要包括以下三点：首先，观察能力不强，自我约束力差，缺乏学习主动性，在教学中比较被动；其次，对于已经学完的知识记忆不深刻，认知程度浅，缺乏独立思考能力；最后，基础不牢固，缺乏逻辑思维能力、抽象思维能力，以及综合思维能力。
面对这种情况，教师需要树立学生在教学中的主体地位，使其以主动学习取代被动学习。
对机械制造及自动化专业的学生开展CAD 教学时，除了要向其传授基础理论，调动学生的学习兴趣，为其创造独立思考和探索的空间，促使其充分发挥自主学习能力。
CAD作图具有简便、快速、高效、容易上手等特点，与学生之前所学的手工绘图有较大的差别，极大缩短了作图时间，而且对于学生而言计算机本身就具有很大的吸引力，所以可以很快激起学生的兴趣。
但是在教学过程中，教师必须认识到学生的学习兴趣、学习态度、知识基础等之间的区别，尊重学生的差异性，以学习对象的特点为依据，科学选择教学方式，实现分层教学，促进学生共同发展和进步。
二、中职机械制造及自动化专业CAD课程的教学设计教学设计是否合理是影响课堂教学质量的一个重要因素，因此教师需要充分结合教学内容与中职院校机械制造及自动化专业学生的特点，精心设计教学内容和方法，向学生提供丰富的教学资源，并建立科学的评价制度，向学生传授CAD知识与技能，改善教学质量。
1.精心设计教学内容。
在中职机械制造及自动化专业CAD课程的教学设计中，需要对教学的内容进行详细的设计。
制造系统自动化技术课教案
制造系统自动化技术课教案一、课程简介制造系统自动化技术课是针对制造系统自动化领域的基本理论和技术而设计的课程。
本课程主要包括制造系统自动化技术的概念、原理、应用和发展趋势等内容。
通过学习本课程，学生能够全面掌握制造系统自动化技术的基本知识，提高自身的实际应用能力。
二、课程目标1.了解制造系统自动化技术的基本概念和基本原理；2.掌握制造系统自动化技术的常用方法和技术；3.能够运用制造系统自动化技术解决实际生产中的问题；4.对制造系统自动化技术的最新发展趋势有所了解。
三、课程大纲1. 制造系统自动化技术概述•制造系统自动化技术的定义和发展历程•制造系统自动化技术的基本原理和特点•制造系统自动化技术在各行业中的应用2. 制造系统自动化技术基础知识•控制系统理论基础•传感器和执行器技术•自动控制原理3. 制造系统自动化技术方法与技术•PLC编程与应用•SCADA系统设计与应用•工业机器人技术•自动化生产线设计与实现4. 制造系统自动化技术案例分析•工业生产中的自动化案例•制造系统自动化技术在汽车工业中的应用•制造系统自动化技术在航空航天工业中的应用四、教学方法1.理论讲解：通过教师讲解和案例分析，帮助学生建立制造系统自动化技术的理论框架；2.实践操作：组织学生进行实际的PLC编程、SCADA系统设计等操作实践，提升学生的实际操作技能；3.课程设计：要求学生进行制造系统自动化技术相关课程设计，培养学生的综合能力。
五、教学考核1.平时表现：包括课堂参与、作业完成情况等；2.课程设计报告：根据要求完成制造系统自动化技术课程设计，并撰写报告；3.期末考试：对学生进行综合考核，考察学生对制造系统自动化技术的掌握程度。
六、教学资源•教材：《制造系统自动化技术导论》•参考书籍：《工业自动化技术》、《PLC技术手册》等•软件资源：PLC编程软件、SCADA系统软件等七、学习建议1.认真听课，及时复习，做好笔记；2.多进行实践操作，提高实际操作能力；3.主动参与讨论，加强理论学习和实践结合。
智能制造信息化课程设计
智能制造信息化课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解智能制造信息化的概念、特点和应用，掌握智能制造信息化相关技术的基本原理和应用方法，提高学生在智能制造领域的信息化素养。
1.了解智能制造信息化的基本概念、特点和应用领域。
2.掌握智能制造信息化技术的基本原理和应用方法。
3.了解智能制造信息化发展的趋势和挑战。
4.能够运用智能制造信息化技术解决实际问题。
5.能够进行智能制造信息化系统的分析和设计。
6.能够进行智能制造信息化技术的应用和推广。
情感态度价值观目标：1.培养学生对智能制造信息化技术的兴趣和好奇心。
2.培养学生具备创新精神和团队合作意识。
3.培养学生具备社会责任感，关注智能制造信息化技术在可持续发展方面的作用。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括智能制造信息化的基本概念、特点和应用，智能制造信息化技术的基本原理和应用方法，以及智能制造信息化发展的趋势和挑战。
1.智能制造信息化的基本概念、特点和应用：介绍智能制造信息化的定义、特点和应用领域，分析智能制造信息化在制造业发展中的重要作用。
2.智能制造信息化技术的基本原理和应用方法：讲解智能制造信息化技术的基本原理，如物联网、大数据、云计算等，以及如何在实际应用中加以运用。
3.智能制造信息化发展的趋势和挑战：分析智能制造信息化技术的发展趋势，如、物联网等，以及面临的技术挑战和解决方案。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
主要包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
1.讲授法：通过讲解智能制造信息化的基本概念、原理和应用，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生就智能制造信息化技术在实际应用中的问题和挑战进行讨论，培养学生的创新思维和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析智能制造信息化技术的成功案例，使学生了解其在实际应用中的优势和局限。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作，实际体验智能制造信息化技术的应用过程。
关于自动化技术在机械设计制造中的运用探讨
关于自动化技术在机械设计制造中的运用探讨摘要：自动化技术在机械设计制造领域有着广阔的应用空间，机械设计制造产业虽然属于传统产业，但是在新技术的研发和应用过程中，要注重对机械设计制造效率、质量以及成本等方面的控制和优化。
自动化技术可以显著提高机械设计制造综合水平，让机械生产加工企业获得更强的核心竞争力。
关键词：自动化技术；机械设计制造；运用探讨1自动化技术在机械设计制造中的应用优势1.1 机械设计制造效率更高自动化技术在机械领域的应用，可以发挥其效率优势。
自动化技术可以将传统机械设计制造产业中需要人工完成的工作，通过自动化系统控制来完成。
由于自动化系统可以始终保持一个高效运转状态，不会出现人工操作疲劳和工作效率降低的问题，从而显著提高了制造效率。
机械设计制造中，能够进行 24 h 不间断的机械生产和加工，并且每个机械制造过程也可以无缝衔接，规避了制造过程中断造成的时间浪费问题。
自动化技术在机械生产领域的运用，使得规模化和批量化生产成为可能。
1.2 机械设计制造节约成本机械设计制造中，成本控制效果关系到经济效益情况，自动化技术的应用能够很好地节约成本，推动机械设计制造行业的稳步发展。
自动化技术让相关企业可以在完成既定设计制造目标的前提下，雇佣更少的人力，消耗更少的物力和财力。
机械设计环节中，可以通过设置参数来完成各种机械设计要求，这个过程通过自动化技术，能够同步完成多项设计内容，在最短时间内确定最佳的机械设计方案。
在制造环节中，通过自动化技术将所有生产制造环节进行优化，将那些非必要的环节删除，不仅可以提高制造效率，也大大降低了时间成本和资源成本。
1.3 机械设计制造质量提升质量是机械设计制造产业发展的核心，在精密机械成为行业主流时，自动化技术就显示出更强大的优势[3]。
通过将机械设计参数输入到制造生产系统中，可以完全按照既定的参数要求来完成生产任务，这个过程消除了传统制造中的人为因素干扰，只需要操作生产线上的设备，就能够规范精确地完成相关质量要求。
自动化制造系统
自动化制造系统自动化制造系统是一种基于计算机技术和自动控制技术的生产方式，它通过将生产过程中的各个环节自动化，实现生产过程的高效、精确和可控。
自动化制造系统能够提高生产效率、降低生产成本，并且能够适应不同规模和复杂度的生产需求。
一、自动化制造系统的概述自动化制造系统是由一系列自动化设备、计算机控制系统和信息管理系统组成的集成化生产系统。
它通过自动化设备对生产过程进行控制和监控，实现生产过程的自动化和智能化。
自动化制造系统可以分为离散型和连续型两种类型，离散型适用于生产离散产品，连续型适用于生产连续流程产品。
二、自动化制造系统的关键技术1. 传感器技术：传感器是自动化制造系统获取生产过程中各种信息的重要手段，它能够将物理量转化为电信号，并将信号传输给计算机控制系统。
传感器技术的发展使得自动化制造系统能够实时获取生产过程中的各种参数，如温度、压力、速度等。
2. 控制系统技术：控制系统是自动化制造系统的核心部分，它通过对生产过程中各个环节进行控制，实现生产过程的自动化。
控制系统技术包括硬件和软件两个方面，硬件包括控制器、执行器等设备，软件包括控制算法、逻辑程序等。
3. 机器视觉技术：机器视觉技术是自动化制造系统中的重要应用技术，它通过摄像机和图像处理系统对产品进行检测和识别。
机器视觉技术能够实现对产品质量的自动检测和分类，提高生产过程的可靠性和稳定性。
4. 网络通信技术：网络通信技术是自动化制造系统中实现设备之间互联互通的重要手段，它能够实现设备之间的数据共享和信息传递。
网络通信技术的应用使得自动化制造系统能够实现分布式控制和远程监控。
三、自动化制造系统的优势和应用1. 提高生产效率：自动化制造系统能够实现生产过程的高速、高精度和高效率，大大提高了生产效率。
通过自动化设备的运行和计算机控制系统的优化，生产过程中的各个环节能够实现无人值守和连续运行，从而提高了生产效率。
2. 降低生产成本：自动化制造系统能够减少人工操作和能源消耗，降低生产成本。
《自动化制造》课程思政方案及实施案例
《自动化制造》课程思政方案及实施案例1. 背景随着科技的飞速发展，自动化制造领域在我国的生产和科研中的应用日益广泛。
作为一门融合了多学科知识的前沿课程，《自动化制造》不仅要求学生掌握专业的理论知识和实践技能，还要求培养学生具备良好的思想政治素质，为我国自动化制造领域的发展贡献力量。
为了充分挖掘《自动化制造》课程的思政教育资源，将思想政治教育贯穿于课程教学的全过程，我们制定了一套针对该课程的思政方案，并通过实际案例加以实施。
2. 思政方案2.1 教学目标1. 培养学生对自动化制造领域的热爱和敬业精神。
2. 强化学生的国家意识、民族意识和文化自信。
3. 培养学生具备良好的道德品质和团队合作精神。
4. 提高学生对社会主义核心价值观的认同和践行能力。
2.2 教学内容1. 引入我国自动化制造领域的发展历程和取得的成就，激发学生的自豪感和使命感。
2. 结合自动化制造技术在国家战略需求中的应用，培养学生的大局观念和责任担当。
3. 通过分析自动化制造领域的典型案例，引导学生关注社会问题，培养他们的社会责任感和创新精神。
4. 融入职业道德和法律法规教育，培养学生具备良好的职业素养。
2.3 教学方法1. 结合课程内容，穿插讲述自动化制造领域的故事、案例和经验教训，实现思政教育与专业知识教学的有机结合。
2. 开展分组讨论、课堂辩论等形式，激发学生的思考和兴趣，提高他们的表达和沟通能力。
3. 组织实地考察、实实训等实践活动，使学生在实际操作中感受思政教育的内涵，培养他们的实践能力。
4. 利用网络平台、社交媒体等新媒体工具，拓宽思政教育的渠道，增强学生的互动和参与度。
3. 实施案例以我国某知名汽车制造企业为例，我们将思政方案应用于《自动化制造》课程的教学实践。
3.1 教学过程1. 在讲述自动化制造技术的基本原理时，教师引入我国汽车制造业的发展历程，使学生了解国家在这个领域取得的重大成就，激发他们的自豪感和使命感。
2. 在讲解自动化制造系统的组成和功能时，教师强调国家战略需求对自动化制造技术的影响，引导学生关注国家大局，培养他们的责任担当。
自动化制造课程设计
自动化制造课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解自动化制造的基本概念，掌握其发展历程及在我国的应用现状；2. 掌握自动化制造系统中常见的设备、传感器及其工作原理；3. 学会分析自动化制造过程中的控制策略，理解其优化方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的自动化制造流程；2. 能够对自动化制造设备进行简单的操作与调试；3. 能够分析并解决自动化制造过程中的实际问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化制造技术的兴趣，激发其探索精神；2. 增强学生的团队合作意识，培养其在团队中发挥个人优势的能力；3. 提高学生对我国制造业的认识，培养其产业兴国、技能强国的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实践操作，使学生能够在实际操作中掌握自动化制造的相关知识。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，对新技术充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，以学生为中心，引导学生主动参与课堂，培养其创新思维和动手能力。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为我国制造业的发展贡献自己的力量。
二、教学内容1. 自动化制造基本概念：介绍自动化制造的定义、分类及其在我国的发展历程。
教材章节：第一章 自动化制造概述2. 自动化制造设备与传感器：讲解常见的自动化制造设备、传感器及其工作原理。
教材章节：第二章 自动化制造设备与传感器3. 自动化制造控制策略：分析自动化制造过程中的控制策略，包括程序控制、传感器控制和智能控制等。
教材章节：第三章 自动化制造控制策略4. 自动化制造优化方法：探讨自动化制造过程中的优化方法，如生产调度、设备维护和质量管理等。
教材章节：第四章 自动化制造优化方法5. 自动化制造案例分析：分析典型的自动化制造案例，使学生了解实际生产过程中的自动化技术应用。
教材章节：第五章 自动化制造案例分析6. 实践操作：安排学生进行自动化制造设备的操作与调试，巩固所学知识。
自动化制造系统综合实践
摘要：随着科技的不断发展，自动化制造系统在制造业中的应用越来越广泛。
本文通过对自动化制造系统的概述，分析了其在我国制造业中的应用现状，并探讨了自动化制造系统的综合实践方法，旨在为我国制造业的转型升级提供参考。
一、引言自动化制造系统是利用计算机、通信、控制等技术，实现生产过程自动化的一种新型制造系统。
随着我国经济的快速发展，制造业在国民经济中的地位日益重要。
然而，传统制造业面临着生产效率低下、资源浪费、环境污染等问题。
为了解决这些问题，我国政府提出了“中国制造2025”战略，旨在通过自动化、智能化、绿色化等手段推动制造业转型升级。
本文将对自动化制造系统的综合实践进行探讨。
二、自动化制造系统概述1. 定义自动化制造系统是指利用计算机、通信、控制等技术，对生产过程进行自动化管理、监控和控制的系统。
它主要包括以下几部分：（1）自动化设备：如数控机床、机器人、自动化物流设备等。
（2）自动化控制系统：如PLC、DCS、SCADA等。
（3）计算机集成制造系统（CIMS）：实现生产过程的集成管理。
2. 类型根据自动化程度的不同，自动化制造系统可分为以下几种类型：（1）单机自动化：指单个设备实现自动化。
（2）生产线自动化：指多条生产线实现自动化。
（3）企业自动化：指整个企业实现自动化。
三、自动化制造系统在我国制造业中的应用现状1. 应用领域不断拓展目前，自动化制造系统在我国制造业中的应用领域已从传统的机械、汽车、电子等行业扩展到航空航天、生物医药、新材料等高技术领域。
2. 应用水平不断提高随着我国自动化技术的不断发展，自动化制造系统的应用水平不断提高。
例如，机器人、数控机床等设备的精度和效率显著提高，CIMS系统的应用范围不断扩大。
3. 应用效果显著自动化制造系统的应用为我国制造业带来了显著的经济效益。
据统计，自动化制造系统可以使生产效率提高30%以上，资源利用率提高20%以上。
四、自动化制造系统的综合实践方法1. 制定合理的自动化规划（1）明确企业发展战略：根据企业发展战略，确定自动化制造系统的应用目标。
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制造系统自动化技术的教学设计探讨
作者：周亮
来源：《中国校外教育·理论》2009年第13期
[摘要]:针对制造系统自动化技术课程综合性强、理论与实践结合紧密的特点,探讨了此课程的教学设计,选择了教学方法与手段,描述了教学实践过程,以实现本课程的教学目标。
[关键词]:制造系统自动化技术教学设计教学实践
一、引言
制造系统自动化技术是我校机械设计制造及其自动化专业的专业主干课程,综合了多学科知识,是一门用以培养学生综合运用制造系统自动化原理、设计、检测、控制和管理等方面知识的专业基础课。
近几年为更好地适应高等教育培养模式的需要,本着对学生就业负责、为社会服务的原则,根据毕业生和企业的大量反馈信息,及时调整教学内容和教学方法。
教学设计是运用系统方法对各种课程资源进行有机整合,对教学过程中相互联系的各部分做出整体安排的一种构想,是在实施教学之前对目标、过程的构想与设计安排。
教学目标是教学设计的根本指向和核心任务,是教学设计的关键。
二、教学内容与教学目标的确定
制造系统自动化技术课程所要讲解的内容如图1所示,主要包括制造系统自动化技术的理论与方法,探讨制造过程自动化的新技术、新方法及其发展趋势;制造自动化系统的系统分析、系统设计;制造系统自动化控制;制造系统物料的自动化传输;制造系统的自动化检测与监控;制造系统的自动化装配;制造系统的自动化管理等方面的内容。
在本课程的学习中学生需要用到相关技术如图2所示。
从中可以看出,学生需要已掌握的知识很多,在讲课过程中,为避免与其它课程内容重复,将尽量使理论与实践结合,重点突出各种技术在制造自动化系统中的应用。
从本课程的教学内容和应用的相关技术可知,本课程的教学目标是让学生将所学的基础理论和相关技术灵活应用于制造自动化系统中去,让学生知道在实际制造自动化系统建立和实现过程中应用什么知识及如何应用,培养其创新思维、动手能力、团队合作精神。
三、教学方案设计
在确定了教学内容和教学目标后,为了实现教学目标,需要精心设计教学方案。
针对制造自动化技术综合性强,理论与实践结合紧密的特点,从以下几个方面进行教学方案的设计。
1.理论与实践相结合,引入实际科研内容
在教学过程中,将实际科研内容引入教学中,告诉学生如何将所学的知识应用于科研中去,并解决实际问题,这是本科学生所欠缺的,也是学生所感兴趣的内容,从而可以调动学生学习的主动性和积极性。
比如,在讲到建立制造自动化系统模型过程中,在讲解了几种建模方法后,将与吉林微型客车厂合作的对车身性能进行分析的科研项目引入教学中,并配合以检验客车性能的实际碰撞录像,取得不错效果,学生非常感兴趣,觉得所学的知识能解决实际问题,并知道如何解决。
又如,在讲解自动化控制中,将与四川某军工企业合作的自行火炮调姿项目引入教学中,让学生知道如何控制,不光告诉他们要采用哪种技术,还要让他们知道为什么要选用这种技术,达到“授之以渔”的目的。
这样的例子很多,在课堂教学中效果显著,提高了学生的学习主动性和积极性。
2.紧跟技术发展趋势,不断更新教学内容
为了让学生在走向社会,进入工作岗位的时候能站在一个较高的起点,不至于所学知识很快被淘汰,在每年的教学中都将其中的一些内容进行删减和增加,将最新的一些制造系统自动化技术引入到教学内容中。
比如在教学中引入最新的绿色制造技术、网络制造技术、智能制造技术等,让学生站在时代的前沿。
3.重视实验环节,开发合理实验项目
为了配合课堂教学内容,让学生能将理论与实践相结合,开发了12个实验,每个实验都包括自动化结构设计、自动化检测、自动化控制等内容,与课堂教学内容紧密结合。
比如用于制造自动化传输中的自动寻迹小车实验、链板履带式传输带控制检测实验、用于制造生产线中的三自由度机械手实验、气动加工中心组装调试实验等。
并开发了18学时的大实验,让学生进行探索性、创新性的制造自动化生产线模型设计、组装、检测与控制,以12~15人为一组,老师只给出具体数据指标,让学生自己配合进行方案设计与实现,从而培养了学生的创新意识、动手能力和团队合作精神,学生也从中获得从理论到实践的知识,此类实验受到了学生的普遍欢迎。
4.注重教学效果,布置综合性作业
在教学设计中,为了让学生能有自由发挥和灵活应用所学知识的空间,在每章课堂讲解之后,都布置一个大作业,它不同于一般的习题式作业,也不同于课程设计,而是让学生进行制造系统自动化技术中某一关键技术进行深入的研究和探讨,检验学生将所学知识应用于解决实际问题的能力。
比如在制造自动化控制技术讲解之后,布置一个机械手搬运工件的设计控制大作业;在制造自动化装配技术讲解后,布置一个由两个零件六个工位的自动化装配大作业;在制造自动化检测技术讲解后,布置一个零件各种加工质量的自动化检测大作业等。
从学生的大作业结果来看,有些学生的工作非常仔细和认真,对教学效果起到了巩固和提高的效果
5.充分利用现代教学手段辅助教学
在教学活动中,采用模块教学与整体教学相结合的教学方式,让学生有总体的制造自动化系统设计、建立与分析的思想,同时又分模块将制造自动化系统中的控制系统、物料传输系统、
检测监控系统、车间管理系统分别进行系统的讲解。
灵活运用多种教学方法,充分利用现代信息技术,多媒体课件、实际科研例子为主要教学手段,展现现代教育技术的教学的特点,用影像、声音、文字、动画演示等手段,有声有影的将本课程内容展现在学生面前。
有效激发了学生学习的兴趣,调动了学生参与学习的积极性,提高了教学效果。
6.培养学生全面素质,多方面考核学生能力
在对学生的考核中,考虑到学生的全面素质,从多方面进行考核,平时课堂表现占10%、大作业占10%、实验占20%,卷面考试占60%。
另外,为突出基本概念、基本理论及基本技能方面的训练,出训练题100余道,这些题具有典型性,可供学生课后自行学习使用,也可配合课堂教学作为例子使用。
四、结论
在制造系统自动化技术课程的教学设计中,改变了由传统教学即以教师为中心的教学向以学生为中心的教学转变,由单纯的知识灌输向提高学生学习兴趣、调动学生学习的主动性和积极性转变。
根据学生的知识结构,引入实际科研项目和最新制造系统自动化技术,将理论知识与实践相结合,让学生知道遇到问题时该用什么技术解决,并知道如何解决,调动学生的学习热情和学习动机,充分发挥学生的主观能动性,使课堂教学成为学生探索知识的场所。
通过一些创新性、综合性实验及大作业,让学生将所学知识能及时使用和训练,提高学生的创新思维、动手能力和团队合作精神。
采用多种教学辅助手段和合理的考核方式,生动地展现教学内容,让学生能主动地有兴趣地学习,从而达到教学目的。
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