《微機電系統(tǒng)設計技術(shù)》教學大綱

《微機電系統(tǒng)設計技術(shù)》教學大綱課程編號：13220213英文名稱：Micro-electro-mechanicalSystemDesignTechnology學分：2學時：總學時40學時，其中理論24學時，實踐16學時先修課程：制造技術(shù)基礎、機械設計基礎、傳感與測試技術(shù)課程類別：專業(yè)拓展課程授課對象：機械電子工程專業(yè)學生教學單位：機械與電氣學院修讀學期：第6學期一、課程描述和目標微機電系統(tǒng)是工程技術(shù)領(lǐng)域的最重要發(fā)展方向之一，也是高新技術(shù)發(fā)展的前沿技術(shù)。是20世紀末、21世紀初興起的工程科學前沿，是當前一個十分活躍的研究領(lǐng)域。它被廣泛應用于機械制造工程領(lǐng)域、信息工程領(lǐng)域、醫(yī)學工程領(lǐng)域、武器裝備領(lǐng)域和日常生活中高新技術(shù)產(chǎn)品制造領(lǐng)域等，因此，對從事工程技術(shù)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員來說，學習和掌握該知識有著重要的意義。課程目標1：通過該課程的教學使學生了解制造工程領(lǐng)域技術(shù)的新發(fā)展，掌握一定的制造工程領(lǐng)域的最新知識，培養(yǎng)學生的微小機械的設計和制造能力，提高學生的創(chuàng)新思維意識。課程目標2：通過該課程的教學使學生掌握或了解微機電系統(tǒng)的相關(guān)基礎知識，為后續(xù)工作中的技術(shù)水平的提高和發(fā)展奠定一定的基礎。課程目標3：將微機電系統(tǒng)領(lǐng)域的新理論、新方法、新技術(shù)等傳授給學生。并使學生理解并掌握微機電系統(tǒng)領(lǐng)域理論體系及相關(guān)產(chǎn)品在實際中的應用情況。二、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標權(quán)重指標點1-4.具有從事機械電子工程工作所需的專業(yè)知識，能用于解決機械電子工程領(lǐng)域復雜工程問題。課程目標10.5課程目標20.2課程目標30.3指標點2-2.能夠運用數(shù)學、自然科學、工程科學的基本原理和方法，建立機械電子工程領(lǐng)域復雜工程問題的模型，并進行問題的表達。課程目標1 0.2課程目標20.3課程目標3 0.5指標點5-2.能夠針對機械電子工程領(lǐng)域復雜工程問題，選擇與使用恰當?shù)募夹g(shù)手段和現(xiàn)代工程工具進行建模、預測與仿真，并能夠在實踐過程中領(lǐng)會相關(guān)工具的局限性。課程目標10.4課程目標20.4課程目標30.2（注：要求課程目標與畢業(yè)要求指標點應是一一對應支撐）三、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配序號教學內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學時教學方式對應課程目標1第1章微機電系統(tǒng)概述1、微機電系統(tǒng)技術(shù)的基本概念及特點

；2、微機電系統(tǒng)的研究領(lǐng)域；3、實現(xiàn)微機電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)；4、了解影響機械零件疲勞強度的主要因素；5、微機電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展及應用。1、基本要求：掌握微機電系統(tǒng)的概念、技術(shù)范疇；了解微機電系統(tǒng)在國民經(jīng)濟中的地位和作用；2、重點：微機電系統(tǒng)的概念與技術(shù)范疇；3、難點：微機電系統(tǒng)與傳統(tǒng)機械系統(tǒng)的異同。4理論課程目標1課程目標2課程目標32第2章微機電系統(tǒng)的制造技術(shù)1、微機電系統(tǒng)的常用材料；2、半導體微加工技術(shù)；3、硅材料微機電加工技術(shù)；4、LIGA工藝；5、微宏加工技術(shù)。1、基本要求：掌握微機電系統(tǒng)的設計方法與理念；2、重點：體工藝和面工藝的原理和特點、LIGA工藝和典型微宏加工技術(shù)的原理；3、難點：依據(jù)微機電系統(tǒng)對象選擇相應的制造方法。4理論課程目標1課程目標2課程目標33第3章微機電系統(tǒng)的設計方法學1、微機電系統(tǒng)設計概述；2、微機電系統(tǒng)的系統(tǒng)級設計；3、微機電系統(tǒng)的器件級設計；4、微機電系統(tǒng)的工藝設計；5、微機電系統(tǒng)的建模和仿真技術(shù)的應用；6、微機電系統(tǒng)的CAD1、基本要求：掌握典型微機電系統(tǒng)的制造技術(shù)方法的原理及關(guān)鍵問題，針對具體加工對象選擇相應的方法；2、重點：了解機械系統(tǒng)級設計，微機電系統(tǒng)的器件級設計，微機電系統(tǒng)的工藝設計等的基本原理與方法；3、難點：微機電系統(tǒng)與傳統(tǒng)機械系統(tǒng)設計的原理與方法論上異同問題等。4理論課程目標1課程目標24第4章微機電系統(tǒng)檢測技術(shù)1、微機電系統(tǒng)檢測技術(shù)的基本方法；2、微幾何量測量;3、微機電材料特性檢測。1、基本要求：能適當選擇微機電系統(tǒng)的測量技術(shù)方法，了解相應的原理；2、重點：了解典型測量方法的測量原理，典型測量儀器的工作原理等,傳感器選擇方法；3、難點：掃描隧道顯微測量、微機電的圖像測量技術(shù)原理等。4理論課程目標1課程目標25第5章

典型微機電系統(tǒng)的組成微型傳感器；微執(zhí)行器。1、基本要求：了解微傳感器的基本原理、特點及分類；微傳感器的材料和封裝技術(shù)；位移、速度和加速度傳感器，壓力傳感器的傳感原理及實現(xiàn)；視覺傳感器、觸覺傳感器技術(shù)；多傳感器信息處理技術(shù)、智能化傳感器技術(shù)。微執(zhí)行器的基本概念、分類及組成；靜電微執(zhí)行器工作原理及技術(shù)；2、重點：了解典型微機電的基本原理，明確使用領(lǐng)域與場合，合理選擇加工方法和擬定工藝路線；3、難點：各種典型微機電的原理和依據(jù)的理論基礎，特別是制造工藝和封裝技術(shù)等。4理論課程目標1課程目標36第6章微機電系統(tǒng)的應用1、微機電系統(tǒng)在汽車中的應用；2、微機電系統(tǒng)在信息技術(shù)中的應用；3、微機電系統(tǒng)在醫(yī)學中的應用；4、微機電系統(tǒng)在軍事領(lǐng)域中的應用。1、基本要求：了解微機電系統(tǒng)的發(fā)展動態(tài)，以及在高新技術(shù)領(lǐng)域與國防領(lǐng)域的應用；2、重點：了解微機電系統(tǒng)在軍事領(lǐng)域中的應用，如微機電引信、微陀螺等的應用。3、難點：實例與行業(yè)的關(guān)系性問題。4理論課程目標1課程目標2課程目標3合計24序號實驗項目實驗內(nèi)容與要求學時類型對應課程目標1半導體微加工技術(shù)；硅材料微機電加工技術(shù)；依據(jù)微機電系統(tǒng)對象選擇相應的制造方法2綜合課程目標1課程目標2課程目標32LIGA工藝；微宏加工技術(shù)。LIGA工藝和典型微宏加工技術(shù)的原理的實現(xiàn)2綜合課程目標1課程目標23微機電系統(tǒng)的系統(tǒng)級設計；微機電系統(tǒng)的器件級設計；微機電系統(tǒng)的工藝設計法的實現(xiàn)3綜合課程目標1課程目標2課程目標34微機電系統(tǒng)的CAD微機電系統(tǒng)的建模和仿真技術(shù)的應用3綜合課程目標1課程目標25微機電材料特性檢測掃描隧道顯微測量、微機電的圖像測量技術(shù)原理實現(xiàn)3綜合課程目標1課程目標36微機電引信、微陀螺等的應用微機電系統(tǒng)在汽車、信息技術(shù)中的應用的實現(xiàn)3綜合課程目標1課程目標2課程目標3合計16注：實驗要求包括必修、選修；實驗類型包括演示、驗證、綜合、設計等。四、課程教學方法采用集中講授、小組討論等教學方式。五、學業(yè)評價和課程考核推行多元評價，對本課程所采用的評價和考核方式作具體說明，若采用多種考核方法請分別列出考核評價的方法、內(nèi)容、考核標準、成績占比等，考核方法、內(nèi)容應突出“學生中心、產(chǎn)出導向”。（以下以工科某課程為例，僅供參考。各課程要按課程實際情況設計填寫）（一）考核方式及具體要求序號考核方式課程目標1（分值）課程目標2（分值）課程目標3（分值）合計1平時作業(yè)101010302章節(jié)測試055103課程論文055104期末考試10202050課程目標對應分值204040100（二）考核與評價標準1.平時成績考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握到位。能夠利用理論知識識別、分析紡紗領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。按時完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識識別、分析紡紗領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。延時完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握基本到位。利用理論知識對紡紗領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題有一定的識別、分析。不交和補交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握有偏差。不能利用理論知識對紡紗領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題進行識別、分析。2.章節(jié)測試與評價標準章節(jié)測試根據(jù)測試題目及評分標注進行打分（百分制）。3.課程論文考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分課程論文格式規(guī)范，符合課程論文寫作要求；內(nèi)容主題明確，符合課程教學內(nèi)容，有明確的綜合分析論點。參考文獻充分、正文引用恰當，文獻引文格式符合文獻標準；無摘錄摘抄痕跡，能恰當運用自己的語言組織素材，論點正確。格式符合課程論文寫作要求；主題明確，符合課程教學內(nèi)容，具較好的綜合分析論點。參考文獻充分、正文能夠較好對文獻進行引用，文獻引文格式基本符合科技期刊論文文獻標準；正文主題大部分運用自己的語言組織素材，論點正確。格式符合課程論文寫作要求；主題基本明確，較符合課程教學內(nèi)容，具較好的綜合分析論點。參考文獻有，文獻引文格式基本符合科技期刊論文文獻標準；正文有部分摘抄，論點分析較清晰。論文格式不符合課程論文要求，能反映部分主題內(nèi)容，論文結(jié)構(gòu)不完整，論點分析不清晰，參考文獻少，正文沒有引用，格式不完全符合科技論文文獻標準。4.期末試卷考核與評價標準根據(jù)課程目標及教學內(nèi)容，設計期末考核試題，綜合檢驗學生對課程相關(guān)知識的掌握、綜合應用及解決復雜問題的能力，根據(jù)考