结合轻工特色，对《机电》课程的实践教学改革探索
本着天津科技大学（原天津轻工业学院）“特色战略求发展、滨海新区做尖兵”的理念，机电专业着力突出轻工特色，培养从事轻工产品设计制造、控制开发等的复合型人才。在课程体系设置中，《机电》与《自动机械设计》《工业机器人》形成了轻工机械课程群，为解决教学实践和实际应用之间的脱节问题，《机电》与其他两门课程一起，在借鉴其他院校《机电》实践改革经验的基础上，结合轻工机械传统优势，将食品、包装机械作为实践教学的一部分，从课程教学内容、课程教学模式、课程考核方式等方面探索实践教学改革。
（一）课程教学内容改革
为了充分调动学生自主学习的能力，在课下作业的布置中，先后设置了滚珠丝杠的选型计算、滚动导轨的选型计算、锥齿轮消除间隙的方法、常用的间歇机构、电主轴结构及应用、直线电机的结构原理及应用等题目。这些题目中，无论在选型计算还是在先进技术应用方面，都需要学生在课下自主查阅资料，综合整理。在每次提交作业后，教师都会选出优秀的作业以PPT的形式进行讲解。
同时以课堂教学内容为载体，拿出4个学时，采用主动体验型互动教学模式，以“典型机电一体化产品分析与设计”为主题，确定若干组工程中的机电产品应用专题，采用学生自主讲演和小组讨论互动结合的形式，深入探讨每个专题所涉及的知识要点。以分析背景理论、列出工程问题、提出解决方案为讨论内容，引导并培养学生自主学习的兴趣，提高其专业知识的应用能力以及分析、解决问题的能力。设置的主题如包装机械、工业机器人、食品机械、3D打印机、汽车ABS系统、CNC机床等均属典型的机电一体化系统。按2个班56人计，每4人为一组，分为14个小组，设置了20个题目供学生分组准备，最多2个小组共同承担1个题目。讨论课上随机抽取小组，由小组代表做研究内容陈述（10分钟）、明确组员的责任与分工，并在陈述结束后由指导教师总结和点评，最终成绩由组员的贡献及研究内容难度决定。通过对两届学生的实践，已制定了详细的教学实施方案、团队分组方案、演讲汇报形式及考核指标，极大提升了学生参与的积极性。相比于单一的课堂实例讲授，学生更能从这种自己学习的实践中获益。
通过课下作业及课堂自主讲演的方式，鼓励学生选取感兴趣的课程内容进行创新设计和深入探索，引导学生从机械-电子结合的角度了解当今机电一体化系统领域的主要研究内容和方向，查询了解国内外机电一体化产品的最新研究成果，分析典型机电一体化产品的设计特点。在锻炼学生查阅、整理资料及提高自学能力的同时，增强团队合作能力。
（二）实验内容改革
建立集演示认知、单项操作、综合实验三位一体的机电课程实验体系。
首先，通过演示认知实验，让学生了解机电一体化系统在实际中的应用。如基于机电专业综合实验室的自动包装机生产线，使学生了解产品与生产机械的关系，加工过程的机械电子实现方式，增强对机电系统及自动化设备的兴趣，同时认识系统的要素组成，为后面课程的进行打基础。
其次，针对课程进程中机电系统的5大要素——机械系统、控制系统、执行元件系统、传感检测系统、动力系统分别开设针对性单项操作实验。如以MPS综合实验平台为载体，分别设置子系统的相关实验：机械安装与位置调整实验；气动元件的管路连接、气动线性驱动实验；电气元件、传感器、执行机构的选择及布线实验；液位、流量、压力、温度测量方法与控制实验；PLC编程、组态软件应用实验；步进电机、交流伺服电机的运动控制实验；变频器调试实验等，使学生在系统每一环节的学习中都能得到针对性实践训练。
在机械结构及工作原理实验中，基于实验室自动机械设备，学生利用掌握的CAD/CAE知识，进行机械系统的建模及仿真实验，通过小组成员绘制三维模型、撰写报告、答辩的方式进行成绩的评定。在此过程中，学生不但掌握了机电系统机械结构和工作原理，而且熟悉了三维建模操作。在传感器的选择实验中，学生根据单作用气缸的生产组装要求，在机械系统上进行传感器选用方案的制定，进行接口的选择及硬件连接，并编写PLC程序，使自动机械执行逻辑顺序动作。
在单项操作实验结束后，设置综合性、设计型或开放型创意实验，充分利用大四学生的课余时间，锻炼学生应用机电一体化相关理论的能力，培养学生独立工作和团队合作解决实际工程问题的综合实践能力，如传送带控制、分拣和分配线、机械手搬运机构实验等。
（三）课程设计内容及评价改革
在选题方式上，将原来的给定一组题目的单一命题方式改为以传统题目为主，创新型题目为辅的方式，充分调动有求知实践欲的学生的积极性，鼓励创造力的发挥；鼓励学生组成课程设计小组，在明确分工及任务的前提下，开展基于项目的课程设计，培养团队合作意识，激发创新力。
利用创意之星模块化机器人教学套件开展如三足、四足机器人、机械手、智能小车等的设计，采用竞赛型课程设计的方法，在题目的设置上注重功能目标的实现而不局限于具体方案，以竞赛激发学生的创新精神与主观能动性，提高学习与科学研究的兴趣。利用德国慧鱼创意组合模型进行智能机器人、弹球机、自动包装分拣机等创新设计，充分利用零件的结构特点搭接设计，并结合气动、电控模块，编程实现动作的自动执行。此外，选用一些毕业设计及大创项目中易于掌握、多人操作的题目，用于课程设计，采用多人分工共同完成项目的形式，设置如“DELTA并联机器人运动学和机构仿真”“无刷直流电机控制”“5自由度机器人模型分析”“基于Arduino控制的微型激光雕刻机”“杂乱纸币整理机”等题目。成绩评定从自我评分、出勤情况、系统设计、安装调试、成本核算、研究报告6个方面展开，综合评定每个项目。