《微机械电子系统》课程教学设计
（一）基本描述
课程名称：微机械电子系统
英文译名：Micro Electrom Mechanical System 总学时：16 讲课学时：16
实验学时：0
上机学时：0 适用专业：机电工程学院机械设计制造及其动化专业、其它相关专业 开课教研室：机电工程学院机械制造及自动化系 课程要求：选修 开课时间：第七学期
先修课程：大学数学、大学物理、大学化学、机械制造技术基础、电工电子学
教材与主要参考书：
刘广玉，樊尚春，周浩敏.《微机械电子系其应用》.北京航空航天大学出版社 2003年2月
徐泰然（著），王小浩等（译），周兆英等（较）.《MEMS和微系统-设计与制造》.机械工业出版社 2004年1月
李德胜，王东红，孙金玮，金鹏.《MEMS技术及其应用》.哈尔滨工业大学出版社 2002年3月
（二）课程的性质、研究对象及任务
《微机械电子系统》是一门关于微机械电子系统的概述课程。本课程的主要内容包括：MEMS的组成与应用、MEMS功能材料、微机械制造技术、微机械执行器及微机械传感器等五部分。通过对本课程的学习，学生将了解MEMS的基本概念、基本原理、主要加工工艺及基本的系统设计理念，拓展对机电系统设计制造的认识，并为将来从事MEMS的相关领域的研究打下基础。
（三）教材的选择与分析
针对机械制造及其自动化专业对本科生培养计划的要求，本课程将以现有教材为主，结合当今MEMS领域的最新技术资料，力争使学生在了解MEMS设计和制造方面的基本知识的同时，能了解MEMS技术的最前沿的发展状况及发展趋势。现在关于微机械电子系统的书籍主要有刘广玉等编写的《微机械电子系统及其应用》（北京航空航天大学出版社），（机械工业出版社），（哈尔滨工业大学出版社）等。这三本书分别面向不同的对象，在涵盖了本课程所要求的主要研究内容的基础上，又各有不同的侧重点。其中，
1) 刘广玉等编写的《微机械电子系统及其应用》一书，介绍了当今微机电系统的核心内容及其发展，重点放在微机电系统和器件的工作原理、结构形式、设计参数、制造技术、输入到输出的微弱信号检测、使用特性及应用场合等方面。这本教材是面向检测与控制等电类专业的，教材用了相当篇幅来讲述各种接口和信号处理电路，不适合作为面向机械制造及其自动化专业本科生课程的主要教材。
2) 徐泰然著的《MEMS与微系统 – 设计及制造》一书，在介绍了MEMS的基本概念、组成及工作原理、功能材料、制造方法等内容的基础上，更加侧重于MEMS相关的科学理论的介绍，如物质的分子理论、量子物理、电化学、工程力学、流体力学、尺寸效应等。同时，本书提供了大量的MEMS元器件的设计实例。这是一本理论性和实践性均非常强的优秀的MEMS领域的教材，可以作为本课程首选的参考书籍，但是由于其大部分内容超出了本选修课的教学要求，故不选其作为主要教材。 3) 李德胜等编著的《MEMS技术及应用》一书，在概述微机电技术(MEMS)的发展背景、现状及应用前景的基础上，介绍了MEMS基本理论，对MEMS相关工艺做了详尽的讲述,作为MEMS应用,分别介绍了数种典型的物理量传感器和化学量传感器的工作原理及制造工艺，对各类微操作器(执行器)、微机械零件及微机电系统也做了比较详细的论述。本教材很好地兼顾了所涵盖内容的深度和广度，适合机械制造及其自动化专业的本科生教学要求。
因此，选用李德胜等编著的《MEMS技术及应用》作为本课程的主要教材。
（四）本课程各章的主要内容与基本要求、重点与难点、学时分配 第一章
微机械电子系统的基本概念及应用（讲课2学时） 了解MEMS的概念、发展现状。熟悉几种典型的MEMS产品及其应用
第二章
微机电系统功能材料（讲课2学时）
了解常用的微机械电子系统功能材料的基本物理、化学性质，掌握针对特定功能的微型元器件设计时的功能材料选择方法。 第三章 微机械制造技术（讲课4学时）
了解微机械制造技术，包括硅微机械加工技术（化学腐蚀、离子刻蚀、薄膜生成技术等）、LIGA技术（LIGA技术、SLIGA技术）、特种精密加工技术、固相键合技术等。 第四章
微机械执行器（讲课3学时）
了解微电机、微泵和微阀以及微驱动器的特点、作用原理、设计制造以及应用前景。
第五章
微传感器（讲课3学时）
了解微传感器的基本物理效应，掌握压力微传感器、加速度微传感器、角速度微传感器（微陀螺）及热式温度微传感器等的基本工作原理及应用。
第六章
微机电系统设计实例（讲课2学时）
了解微系统的设计依据：设计约束、材料选择、制造工艺选择、信号变幻和转换、机电设计及封装。
以微压力传感器硅芯片的设计为例，对微机电系统的设计有初步的认识。
（五）教学环节
教学主要是课堂讲授。
1) 根据教学大纲，认真备课，做好教案，熟练掌握课程的基本内容。
2) 课堂讲授表达要准确，板书要整齐，书写要符合规范，并注意运用直观形象教学。教学手段要完备，根据教学内容的要求，恰当运用图片、挂图、CAI课件和多媒体等，采用多种形式的教学手段和方法，调动学习积极性。注重提高学生的自学能力。 3) 教书育人，为人师表，上课精神饱满，以人格的魅力和精神气质激发学生的求知欲和思维活动。
4) 讲课思路要清晰，包括：问题的提出、解决问题的条件、建立模型、分析解决问题的思路、解题和总结等；概念要准确，重点要突出。
5) 采用启发式教学，引导学生在完成本课程学习的同时，通过互联网等相关渠道，了解MEMS技术的最新进展和发展趋势。注意理论联系实际，教学内容尽量与实际应用背景相结合，使教与学均有更明确的针对性，提高学生的学习兴趣。
（六）信息交流，教学相长 学内容要做到与学生沟通，授课中及时了解到学生的兴趣，并根据学生的掌握情况，把握教学的重点。鼓励并要求学生积极查阅有关文献，及时了解最新技术进展，积极参与课堂教学活动,配合完成教学任务。
（七）考核方法 1．考试方法：
考试成绩评定采用累加式，总成绩由二部分构成：平时测验：开卷，不限时，成绩占30%； 期末考试：开卷，命题，限时，成绩占70%； 2．考核成绩只记“合格”或“不合格”。
