新机电综合教学设计方案2天

“机电综合”教学设计一、课程信息教学单元：机电综合课程名称：工程训练所属专业：教学对象：学年学期：单元学时：16课程学分：总学时：16二、教学设计1.学情分析（学生认知特点与起点水平、学习习惯与能力分析）本课程面向本科二年级学生，属于工程训练课程。就学生整体所处年龄阶段特点或学生学习能力的总体倾向而言，本课程所面对的学生群体具有以下特点：（1）学习效率和持续性下降大一新生在进入大学学习过程中,保持了高中学习的惯性,学习效率与持续性也较好，大二学生则会有所下滑，处于大学生学习力的分水岭。（2）处于思维转换关键时期大二年级是个体思维方式由形式思维向辩证思维过渡的时期，其压力应对方式也尚未成熟，面对多元文化和各种价值观之间的冲突、个人角色的转换、生活事件的纷扰、人际互动的纠结，在大一年级还勉强维持的平衡状态容易在大二年级这个节点被打破。教师的适当引导对自身学习力的构建和培养大学生思维的转换产生至关重要的作用。良好的师生关系与课堂氛围、寓教于乐的实训课程设计对大二学生的学习动机和态度都产生着潜移默化的影响。2.教学目标设计教学目标1：了解机电产品的基本组成，能够分析每个模块的具体角色和作用，掌握机电产品中构件、机构、控制器、编程软件、传感器和执行电气件等基本知识。教学目标2：面向简单机电作品设计任务，能够分析功能需求，完成作品的设计、组装和调试任务教学目标3：通过传感器和电气执行件的选型，控制机电产品的经济成本。教学目标4：通过团队合理的分工合作，协同完成简单机电作品的设计、组装和调试任务。教学目标5：通过汇报演示的形式，充分表达设计作品的功能和价值。3.教学重难点及处理（突出内容“两性一度”的分析与处理）教学重点：掌握慧鱼组件实践平台基本构件的用法，掌握ROBOPRO编程软件的使用，能够进行简单机电综合作品的设计、组装和调试，结合一定的工程应用背景，完成对简单工程实例的改装和调试，团队协作完成机电综合项目的设计、制作和调试。教学难点：理解智能制造的发展，结合产业现状，了解机电综合类产品的控制和调试方法，熟悉常用的机械机构，能够对简单工程实例机构进行剖析，能够完成项目设计方案的制定。4.教学方法与手段（突出以学生学习为中心的教学方法与手段创新）（1）课程基础理论部分采用多媒体教学，使用图像、动画，将机械结构等直观生动地呈现在学生面前，突破了课本、粉笔和黑板的局限。（2）采用任务驱动式教学，将组装项目进行任务分解，布置阶段性任务，循序渐进。（3）实践部分采取5-6人小组合作形式，实时讨论，相互沟通，在实践中发现问题探索解决问题的方法。5.教学过程设计（包含但不限于教学内容与设计意图、时间安排、课堂互动设计）5.1课程导入：制造业及机电产品介绍（0.5小时）教师结合PPT讲解，学生通过课堂听课，了解制造业概况、机电产品的组成及各模块的作用；5.2慧鱼组合创意平台认知（1小时）1、慧鱼组合创意平台介绍（20分钟）：介绍慧鱼组合创意平台的功能，讲解慧鱼组合创意平台的零件特点、分类以及连接方法；2、学生作品视频展示（10分钟）：展示学生使用慧鱼平台搭建的作品，加深对机电作品各组成部分及内在联系的认知；3、学生操作练习（30分钟）：学生按要求组装慧鱼模型，教师进行现场指导和问题解答，学生通过操作练习，掌握慧鱼零件的拼装方法。5.3控制系统及编程（1.5小时）1、讲解ROBOTX控制器的使用方法（10分钟）：教师结合PPT讲解，学生通过课堂听课，掌握ROBOTX控制器的使用方法；2、学生操作练习（10分钟）：学生按要求完成上节课组装的慧鱼模型的控制器硬件接线，教师进行现场指导和问题解答，学生通过操作练习，掌握控制器的使用；3、讲解ROBOPRO编程软件（30分钟）：教师结合PPT、案例（小车控制）和软件实操演示讲解，学生通过课堂听课、思考和提问，掌握ROBOPRO软件基本编程模块的功能和编程方法；4、学生操作练习（10分钟）：学生按要求完成简单的编程任务，教师进行现场指导和问题解答，学生通过操作练习，巩固编程软件的使用；5、讲解机电综合类慧鱼模型的调试方法（15分钟）：教师结合PPT和实例操作演示来讲解，学生通过课堂听课，掌握程序调试、下载和机电联调的方法；6、学生操作练习（15分钟）：学生按要求完成模型的调试，教师进行现场指导和问题解答，学生通过操作练习，掌握机电综合类慧鱼模型的调试方法。5.4传感器、执行器、机械机构（0.5小时）1、讲解常用传感器（10分钟)：教师结合PPT和实物展示讲解，学生通过课堂听课了解常用传感器的工作原理、使用方法及适用场合，并在后续设计作品时，能根据设计任务选择性价比合理的传感器应用到作品中，从而有效控制成本。2、讲解常用执行器（10分钟）：教师结合PPT和实物展示讲解，学生通过课堂听课了解常用执行器的工作原理及使用方法；3、讲解常用机械机构（10分钟）：教师结合PPT讲解，学生通过课堂听课，了解常用机械机构的应用及搭建方法；5.5工程实例及改装（8小时）1、布置项目改装任务要求（10分钟）:教师结合PPT讲解，学生通过课堂听课，了解项目改装任务要求；2、讲解工程实例的工作原理及相关机构（10分钟）:教师结合PPT和实物展示讲解，学生通过课堂听课，了解工程实例的工作原理及相关机构；3、讲解常用气动元器件工作原理及使用方法（10分钟）：教师结合PPT和实物展示讲解，学生通过课堂听课了解常用气动元器件工作原理及使用方法；4、学生操作练习（3小时）：学生分组完成工程实例的组装、调试任务，教师进行现场指导和问题解答，学生通过操作练习，掌握工程实例的机械机构和气动元器件工作原理；5、学生操作练习（3.5小时）：学生分组按照要求完成作品改装设计、组装和调试任务，教师进行现场指导和问题解答，学生通过操作练习，熟悉零件设计和3D打印制作过程；掌握机械机构、控制器、各种气动元器件、动力装置的综合应用；掌握工程实例的改装、编程和调试；6、学生汇报演示（30分钟）:学生通过汇报演示，能清楚地阐述和展示设计作品功能；7、学生按要求整理零件，教师根据学生作品、汇报情况，给出合理评分（30分钟）5.6机电作品设计任务及汇报演示（4.5小时）1、提出机电作品设计要求（10分钟）：教师结合PPT讲解，学生通过课堂听课，了解作品的设计要求；2、学生操作练习（3.5小时）：学生分组按照设计要求完成作品设计、组装和调试任务，教师进行现场指导和问题解答，学生通过操作练习，掌握简单机电综合作品的设计、组装和调试；3、学生汇报演示（20分钟）：学生通过汇报演示，能清楚地阐述和展示设计作品功能；4、学生按要求整理零件，教师根据学生作品、汇报情况，给出合理评分（30分钟）。6.考核与评价（突出对学生知识、能力与思维发展的考核与评价创新）6.1考核点教学内容考核点实现的教学目标制造业及机电产品介绍机电产品组成及功能教学目标1慧鱼组合创意平台认知实践平台零件的使用方法教学目标1控制系统及编程实践平台控制系统的使用教学目标1传感器、执行电气件传感器和执行电气件的选择的使用教学目标1、3常用机械机构机械机构的运动分析教学目标1工程实例改装改装作品功能、团队合作教学目标2、4机电作品设计任务设计作品功能、团队合作教学目标2、4汇报演示展示和表达能力教学目标56.2考核方式考核点考核形式考核内容机电产品组成及功能实物作品在设计作品中，合理设计各功能模块实践平台零件的使用方法实物作品选择合适的零件按照正确的方法进行组装实践平台控制系统的使用实物作品控制器和编程软件的使用传感器和执行电气件的选择和使用实物作品通过传感器和执行电气件的选型分析，选择性价比合适的传感器正确应用到设计作品中，从而有效控制作品的成本机械机构的运动分析实物作品在设计作品中，运动机构设计的合理性和创新性改装作品功能实物作品改装作品功能的实现及技术指标的完成度设计作品功能、团队合作实物作品团队合作完成综合机电作品展示和表达能力汇报演示对本组设计的机电作品进行汇报展示6.3评价方法机电综合的考核与评价标准基本要求评价标准优秀（100-90）良好（89-80）中等（79-70）及格（69-60）不及格（59分及以下）通过团队分工合作能在规定时间内完成实物作品设计任务并演示，设计作品功能达到任务指标要求，并合理的控制设计作品成本机械方案和控制方案设计合理；作品能够实现全部预期功能，且具备一定的创意；设计作品成本控制好；团队协作能力强；表达能力强。机械方案和控制方案设计较为合理；搭建的实物作品能够实现全部预期功能；设计作品成本控制较好；团队协作能力良好；表达能力良好。机械方案和控制方案设计基本合理；搭建的实物作品能够实现大部分预期功能；设计作品成本控制较好；团队协作能力一般；表达能力一般。机械方案和控制方案设计不够合理；搭建的实物作品能够实现一至两项预期功能；设计作品成本控制不太好；团队协作能力不太好；表达能差。机械方案和控制方案设计不合理；搭建的实物作品不能实现预期功能；团队协作能力差；表达能力差。7.教学媒体与资源选择（1）慧鱼创意组合模型平台慧鱼创意组合模型（fischertechnik）诞生于德国，是展示科学原理和技术过程的工程技术类智趣拼装模型，为实训教学提供了载体。慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。（2）ROBOPRO图形化编程软件采用ROBOPRO图形化编程软件进行程序设计以及作品的调试，与智能接口配套使用，简单易学，语言简洁直观，帮助学生快速理解编程和控制。（3）多媒体教学视频采用多媒体教学手段，给学生展示经典机械机构动画、优秀作品视频等，利用精心制作的课件指导学生进行慧鱼机器人各种作品的组装与调试。三、教学创新点1、开放式实训教学模式学生通过反复拆装慧鱼组件，动脑筋，想办法，利用一切可行方法不断地试错和思考探索。由操作指令的执行者和记录结果的旁观者转变为多次尝试的试错者和自主探究的思考者，极大提高学生的自主创新能力。2、任务驱动的项目化教学通过四轮小车拼装、捡球机器人设计、典型工程案例改装等实践项目，由简到繁，由易到难，使学生在学中做，做中学，不断进行新的挑战，激发学生的学习兴趣。3、实物成果展示设计作品展示和评价单元，学生分组协作完成作品，并陈述自己的制作过程和应用意义，学生有明确而具体的成果展示，增强收获感和成就感。四、课程思政元素体现及切入点知识点中的“工业4.0智能制造发展方向”作为本课程的思政重点，与制造强国、中国制造相契合，从而引出两个思政案例：1、《中国制造2025》从国家层面确定了中国建设制造强国的总体战略，明确提出要以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，实现制造业由大变强的历史跨越。我国已初步建成208个数字化车间和智能工厂，覆盖10大领域和80个行业，初步建立起与国际同步的智能制造标准体