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時間:2023-03-23 15:17:44
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇機械手畢業(yè)設(shè)計論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
關(guān)鍵詞:機械工程;本科;畢業(yè)設(shè)計
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2008)05-0262-01
1 引言
畢業(yè)設(shè)計是高等學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生在畢業(yè)前接受課題任務(wù),在教師指導(dǎo)下獨立進行科學(xué)研究或工程實踐,獲得基本訓(xùn)練并取得成果的過程,它是評估學(xué)業(yè)成績的一個重要方式,也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵一環(huán)。作者結(jié)合廣東工業(yè)大學(xué)的實際,從科學(xué)選題、落實開題環(huán)節(jié)、保證畢業(yè)設(shè)計論文質(zhì)量等關(guān)鍵環(huán)節(jié)提出了改進畢業(yè)設(shè)計
工作的措施。
2 科學(xué)選題
選題是畢業(yè)設(shè)計工作的龍頭,選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的重要因素,精心挑選畢業(yè)設(shè)計題目,是搞好畢業(yè)設(shè)計的第一步。但是選題目前存在著一些問題:有的選題缺乏綜合性、新穎性,深廣度不夠;有的選題對學(xué)生顯得難度較高,工作量過大;有的選題雖然有較高的研究價值,但學(xué)生由于怕難或者因就業(yè)等原因而不愿選;另外,系與系之間和各系內(nèi)部之間的設(shè)計題目在難度和分量上也存在一定差異。
針對以上問題,可以從三個方面綜合考慮選題。
(1)畢業(yè)設(shè)計選題要盡可能聯(lián)系工程應(yīng)用、生產(chǎn)實際和科學(xué)研究。這樣有利于調(diào)動學(xué)生的積極性,由于是真做實干,他們就會主動去了解、熟悉有關(guān)科研情況,分析解決問題的方法和途徑,使能力得到提高。因此,我們在為2003 級機械制造及自動化專業(yè)的學(xué)生選題時,選擇了“旋轉(zhuǎn)超聲主軸振動系統(tǒng)研制”,“三座標工業(yè)機械手的設(shè)計”,“防偽礦泉水瓶蓋的設(shè)計”,“自動門PLC控制系統(tǒng)設(shè)計”,“適合于電感的微點焊系統(tǒng)研制”等新穎又結(jié)合科研實際的課題,盡量反映當代科技發(fā)展水平,讓學(xué)生能了解、把握國內(nèi)外在該研究領(lǐng)域的最新成果和發(fā)展動態(tài),結(jié)果學(xué)生更加樂于參與到科研課題的研究中。
(2) 要考慮完成課題的客觀條件。學(xué)校畢業(yè)設(shè)計經(jīng)費、教學(xué)試驗條件都有限,不是任何來自科研實際的課題都可用做畢業(yè)設(shè)計,必須根據(jù)客觀條件來選擇設(shè)計題目,這些條件主要包括:可查資料庫源,試驗設(shè)施和足夠的經(jīng)費等,因此我們在選題時,一般選用能為學(xué)生提供可用的儀器設(shè)備,試驗場地等條件的科研課題,例如“微細特種加工中心”試驗樣機在我們教研室已經(jīng)搭建好,“線切割機床、電火花機床、超聲拋光裝置”等設(shè)備可以為學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計時提供可以直接操作,鍛煉自己的動手能力的機會。
(3) 要有適當?shù)碾y度和深度。舉例說我們選擇“旋轉(zhuǎn)超聲主軸振動系統(tǒng)研制”課題時,考慮到該課題涉及了聲學(xué),機械振動學(xué),電力電子學(xué),數(shù)電,模電等多個領(lǐng)域,涉及的知識面較廣,設(shè)計工作量較大,有一定的深度,學(xué)生可以通過綜合應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,在規(guī)定的時間內(nèi)得到充分的鍛煉,但是考慮到本課題有一定的難度,為了保證學(xué)生在有限的畢業(yè)設(shè)計工作時間內(nèi),經(jīng)過努力能完成任務(wù)或做出階段性結(jié)果,我們安排了兩個同學(xué)參加,在掌握總體設(shè)計思路的基礎(chǔ)上,分別進行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計、驅(qū)動電路等不同部分的,有側(cè)重點地進行研究,經(jīng)過分工合作,完成了整個課題的設(shè)計任務(wù),效果良好。
3 落實開題環(huán)節(jié)
為提高畢業(yè)論文設(shè)計教學(xué)質(zhì)量和探索出適用于畢業(yè)論文設(shè)計全環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的方法,可借鑒研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法,在本科畢業(yè)論文設(shè)計教學(xué)中新增開題環(huán)節(jié),以強化學(xué)生包括查閱文獻資料廣泛獲取信息,提出問題、擬定實驗研究方案和設(shè)計方案,科學(xué)實驗與測試,數(shù)據(jù)整理與分析,撰寫實驗論文,書面表達和口頭表述等能力在內(nèi)的基本創(chuàng)新能力。
(1)開題環(huán)節(jié)的必要性。開題的意義在于完善論文設(shè)計方案,使論文設(shè)計方案更加系統(tǒng)化,收集信息,聽取各方意見,明確思路以堅定論文設(shè)計者的信心。一般說來,將思考的東西正式地講出來和寫出來,會比原來所思考的更有升華的意味,因為從“思”到“說”和“寫”,其間加入了邏輯的創(chuàng)造過程。通過撰寫開題報告,要求學(xué)生講清題目的來龍去脈,從而使學(xué)生明確畢業(yè)設(shè)計課題的目的和要求,對題目有更深刻理解與認識,會使原來的論文設(shè)計思路更加完善和系統(tǒng),對自己的工作做到“胸有成竹”,減少盲目性,避免出現(xiàn)不知從何處入手的尷尬局面。
(2)開題環(huán)節(jié)的組織。在開題會之前,每個學(xué)生按規(guī)范
書寫了開題報告。學(xué)生持經(jīng)指導(dǎo)老師簽字同意的選題報告書、任務(wù)書及其它相關(guān)資料上臺匯報選題的目標和意義、擬采取的技術(shù)路線和方法、工作基礎(chǔ)、預(yù)期成果和工作計劃等內(nèi)容10分鐘。評審小組根據(jù)學(xué)生自述和選題報告書及其它文本內(nèi)容,對學(xué)生論文設(shè)計是否達到專業(yè)培養(yǎng)目標要求和完成論文設(shè)計的可行性進行考核,并對論文設(shè)計廣度、深度、貼切度、重點和難點等提出具體的修改意見。
4 保證畢業(yè)設(shè)計答辯的質(zhì)量
答辯是畢業(yè)設(shè)計(論文)工作的最后一個環(huán)節(jié),是全面檢查和評估畢業(yè)設(shè)計(論文)質(zhì)量的重要手段。嚴格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng),促進學(xué)生認真做好畢業(yè)設(shè)計(論文)。學(xué)院可根據(jù)本院及所屬各系的具體情況成立若干答辯分委會,分委會下轄若干個答辯小組。分委會主任和答辯小組組長均由副高職稱以上教師擔(dān)任。答辯前應(yīng)認真審查學(xué)生的答辯資格,畢業(yè)設(shè)計(論文)應(yīng)由除指導(dǎo)教師外的答辯小組1名以上教師認真評閱,寫出評閱意見與評分,評分不及格者不得參加答辯。凡畢業(yè)設(shè)計(論文)擬評“優(yōu)秀”的學(xué)生,都必須參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業(yè)設(shè)計平時不認真、小組答辯成績較差的學(xué)生,由相關(guān)分委會組織復(fù)答辯后視情況決定是否給予通過。答辯時間應(yīng)控制在學(xué)生匯報15-20分鐘,教師提問20分鐘為宜。畢業(yè)設(shè)計成績評定必須堅持標準,嚴格要求?!皟?yōu)秀”的比例應(yīng)嚴格控制在本專業(yè)參加答辯總?cè)藬?shù)的20%以內(nèi),優(yōu)良比例應(yīng)嚴格控制在60%以內(nèi)。對畢業(yè)設(shè)計(論文)的質(zhì)量,除了本身的學(xué)術(shù)水平、應(yīng)用價值
外,還應(yīng)考察學(xué)生解決實際問題的能力、對知識的綜合應(yīng)用能力、在工作中查閱處理信息和應(yīng)用各種工具的能力、撰定科研報告和表達交流的能力以及在工作中的團隊協(xié)作能力等。答辯委員會要辦事公正,治學(xué)嚴謹,嚴把質(zhì)量關(guān),對畢業(yè)設(shè)計(論文)達不到教學(xué)要求的,決不姑息。
5 結(jié)論
搞好畢業(yè)設(shè)計(論文)工作,重要的是要做到“五個到位”,即認識到位、經(jīng)費投入到位、指導(dǎo)教師到位、學(xué)生到位和管理工作到位。另外,科學(xué)選題,嚴把選題關(guān)是做好畢業(yè)設(shè)計(論文)的前提;認真做好畢業(yè)設(shè)計開題工作是畢業(yè)設(shè)計工作順利進行的保證,消除學(xué)生畢業(yè)前的各種干擾,專心做好畢業(yè)設(shè)計,是本階段學(xué)生思想政治工作的重點;嚴格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng),促進學(xué)生認真做好畢業(yè)設(shè)計(論文)。
關(guān)鍵詞:應(yīng)用型本科;實踐課程;開發(fā)思路
以應(yīng)用型辦學(xué)定位的本科院校稱為應(yīng)用型本科,是高層次的技術(shù)能力培養(yǎng)的院校,它既不是普通的本科教育,也不是專科層次的高職高專的教育。應(yīng)用型本科教育的課程體系有別于普通本科的課程體系,尤其是它的實踐教學(xué)體系,因此要開發(fā)出合理的適用于應(yīng)用型本科實踐課程體系。
1機械制造及其自動化專業(yè)實踐課程現(xiàn)狀
目前,機械制造及其自動化專業(yè)實踐課程按照實驗、課程設(shè)計、校外實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計模塊進行設(shè)置,各個實踐環(huán)節(jié)互相獨立,缺乏系統(tǒng)協(xié)調(diào)的管理。實驗課過多依賴于理論課,有些課程過于強調(diào)理論知識的重要性,實驗項目大都是一些驗證性實驗。課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和校外實習(xí)等實踐教學(xué)活動沒有達到其真正實踐的目的,使實踐課流于形式。
2應(yīng)用型本科課程體系的開發(fā)思路
機械制造及其自動化的專業(yè)人才培養(yǎng)目標是主要面向機械制造行業(yè),服務(wù)發(fā)達地區(qū)和沿海地區(qū),培養(yǎng)具備機械產(chǎn)品造型、設(shè)計與開發(fā)、完成機械制造工藝編制、機床系統(tǒng)調(diào)試與改造、機械設(shè)備操作與維修等工作任務(wù)的能力,主要從事機械產(chǎn)品造型、設(shè)計與開發(fā)、機械加工工藝編制等工作的高端應(yīng)用型人才。其課程體系的開發(fā)要從專業(yè)人才培養(yǎng)目標出發(fā),以就業(yè)為導(dǎo)向,通過專業(yè)人才需求與預(yù)測的專業(yè)調(diào)研,按照“循崗設(shè)課”的原則,構(gòu)建出應(yīng)用型本科專業(yè)課程體系,突出實踐課的作用,開發(fā)出一套適用于應(yīng)用型本科的實踐教學(xué)課程體系。從專業(yè)才培養(yǎng)目標出發(fā),構(gòu)建實踐教學(xué)的課程體系,分為四個模塊,實驗?zāi)K,實訓(xùn)模塊,設(shè)計類模塊,一體化教學(xué)課程,如圖1所示。(1)實驗?zāi)K。有些課程理論性很強,比如理論力學(xué)、材料力學(xué),機械設(shè)計基礎(chǔ)、互換性與技術(shù)測量、機械設(shè)計創(chuàng)新課程。這些課程主要以做實驗為主,根據(jù)專業(yè)和崗位需求對實驗項目進行綜合分析,打破傳統(tǒng)實驗?zāi)J?,便于學(xué)生全面了解材料的各項性能指標,開設(shè)拉、壓、扭等實驗項目,各種變形等實驗?;Q性與技術(shù)測量主要安排一些公差測量項目實驗,形狀誤差(圓度、直線度),位置誤差(圓柱度、垂直度、平行度、跳動)等公差項目測量,提高學(xué)生對零件的測量能力,使學(xué)生畢業(yè)后,不需要培訓(xùn)就直接進入企業(yè)員工角色。機械設(shè)計基礎(chǔ)安排一些動平衡、滑動軸承、螺栓連接、帶傳動、鏈傳動等實驗,熟練掌握各種參數(shù)的測量方法和技巧。(2)一體化教學(xué)模塊。有些課程實踐性比較強,可采用一體化教學(xué)模式,是實踐比例占60%以上。如機械制圖、CAD繪圖、pro-e,CAD/CAM,液壓與氣壓傳動技術(shù),電氣控制與PLC技術(shù)等課程。機械制圖、CAD繪圖、pro-e、CAD/CAM等課程以減速器為載體,以減速器的設(shè)備的零件講解繪圖的基本知識,常用的國家標準,講解繪制零件圖的基本方法,零件的常用的表達方法。CAD繪圖等繪圖課程也以機器中常見的零件為實例,講解計算機繪圖的基本方法和常用的命令。液壓與氣壓傳動技術(shù)以企業(yè)常用的液壓回路為項目進行教學(xué)設(shè)計,劃分小組指定不同人員分別扮演車間技術(shù)人員,讓學(xué)生搭接動力滑臺液壓系統(tǒng)、汽車啟動機液壓系統(tǒng),液壓壓力機系統(tǒng)等常用的回路,通過回路的搭接,講解各種元器件作用和用途,通過實例分析各種基本回路的工作原理,是學(xué)生輕松地掌握液壓與氣壓傳動的理論知識和使用。電氣控制與PLC課程以項目為載體,以掌握基本知識,強化技能培養(yǎng)為重點,讓學(xué)生在做典型項目的同時,能完成基于企業(yè)工作過程的任務(wù),是學(xué)生能夠體驗到企業(yè)文化,并引導(dǎo)和幫助學(xué)生完成創(chuàng)新項目的設(shè)計開發(fā),最終能夠獨立開發(fā)簡單的PLC控制系統(tǒng)。(3)實訓(xùn)模塊。實訓(xùn)模塊分為校內(nèi)實訓(xùn)和校外實訓(xùn)。校內(nèi)實訓(xùn)為常用加工設(shè)備和工具的使用,簡單零件的加工,讓學(xué)生學(xué)會基本的加工操作,如鉗工實習(xí)和車工實訓(xùn),通過校內(nèi)訓(xùn)練讓學(xué)生了解機床的基本操作,維護和保養(yǎng)方法。建立和完善學(xué)校、企業(yè)雙平臺實踐教學(xué)機制,形成學(xué)校、企業(yè)雙管齊下的實驗教學(xué)模式。通過走訪調(diào)研相關(guān)企業(yè),了解企業(yè)對人才的具體需求,結(jié)合學(xué)生實際,制定、完善、更新實踐教學(xué)內(nèi)容;通過與企業(yè)合作共同開發(fā)實驗項目等途徑讓學(xué)生了解企業(yè)需求,有針對性的學(xué)習(xí),提高學(xué)生的就業(yè)能力,實現(xiàn)零距離就業(yè)。(4)設(shè)計模塊。設(shè)計模塊分為課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。機械制圖課程設(shè)計以齒輪油泵、臺鉗、球閥和千斤頂為模型,分組讓學(xué)生拆裝、測繪、繪制零件圖、繪制裝配圖,并按國家標準標注尺寸,畫出一套標準圖紙。機械原理則以牛頭刨床為載體,對其運動進行分析,設(shè)計出牛頭刨床的運動機構(gòu)。機械設(shè)計以圓柱直齒輪和圓柱斜齒輪為載體設(shè)計計算軸、齒輪、鍵等零件的尺寸,選擇軸承、螺栓和聯(lián)軸器等標準件,并按設(shè)計尺寸畫出主要零件的零件圖和裝配圖,通過課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計的思路,為畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計由于學(xué)生受老師選題和自身知識積累的局限,畢業(yè)設(shè)計(論文)流于形式,有的同學(xué)為了湊字數(shù)堆砌大量文字,有的甚至互相抄襲,違背畢業(yè)設(shè)計的初衷。因此在教學(xué)過程中,教師就應(yīng)把畢業(yè)設(shè)計的理念和重要性參透給學(xué)生,使學(xué)生通過專業(yè)課的學(xué)習(xí)就能深刻理解畢業(yè)設(shè)計的作用,在進行畢業(yè)設(shè)計時,學(xué)生能夠根據(jù)自身的興趣和職業(yè)能力進行選題。例如機械制造及其自動化類本科畢業(yè)設(shè)計選題以數(shù)字化設(shè)計和制造為主,結(jié)合教師的科研課題,選擇機電設(shè)備改造或機械加工工藝方面的題目,諸如:數(shù)控機床的設(shè)計或改造;工業(yè)機械手、機器人的設(shè)計;自動化生產(chǎn)線的設(shè)計或改造等,去除虛擬課題,同時與企業(yè)建立畢業(yè)設(shè)計校外實習(xí)實訓(xùn)基地,并鼓勵學(xué)生到就業(yè)單位進行畢業(yè)設(shè)計,畢業(yè)設(shè)計題目與企業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合,設(shè)計的內(nèi)容要與當前科技發(fā)展水平相適應(yīng),通過畢業(yè)設(shè)計學(xué)生可以了解國內(nèi)外在該領(lǐng)域發(fā)展動態(tài),運用的新技術(shù)。
3實踐教學(xué)的考核方式
實驗和實訓(xùn)模塊的考核實行單獨考核,期末考試總成績?yōu)槠綍r考核和期末考核,平時考核主要考核學(xué)生實驗態(tài)度、實際操作技能、數(shù)據(jù)處理分析、實驗理論、實驗報告撰寫能力和創(chuàng)新能力等。期末通過學(xué)生抽簽的方式檢查學(xué)生做實驗的能力。期末實驗總成績=平時實驗40%+期末考試60%。一體化教學(xué)模塊主要按項目或任務(wù)考核,按項目或任務(wù)的權(quán)重打分,然后綜合評定出平時成績。期末考試選一個綜合的項目應(yīng)該覆蓋本課程的知識點,終期末考試總成績=平時成績50%+期末考試50%。實訓(xùn)成績根據(jù)平時學(xué)生的操作情況和實訓(xùn)作品的給出實訓(xùn)成績,實訓(xùn)成績=實訓(xùn)平時成績50%+實訓(xùn)作品50%。設(shè)計的考核,課程設(shè)計的考核主要考查學(xué)生對課程知識點的掌握情況,并根據(jù)學(xué)生課程設(shè)計的作品給出合理的成績,作為課程設(shè)計的總成績。畢業(yè)設(shè)計的考核,主要看學(xué)生的選題特點,設(shè)計思路,檢索文獻的能力,答辯情況,給定一個畢業(yè)設(shè)計成績。
4結(jié)論
通過對機械制造及其自動化實踐課程的開發(fā),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的動手能力,能夠能學(xué)生更快地適應(yīng)企業(yè)的環(huán)境,完成學(xué)生到企業(yè)員工的角色轉(zhuǎn)換。
作者:楊海如 陳國治 單位:黃岡師范學(xué)院機電工程學(xué)院
參考文獻
[1]徐余寶,張曉東,方杰,等.電氣工程及其自動化專業(yè)實踐課程體系研究與改革[J].中國電力教育,2014,(31).
[2]張繼平,宋巖,張穎.適應(yīng)部隊崗位需求構(gòu)建新的機械基礎(chǔ)實踐體系[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2012,(21):50-52.
“傳感器”精品課程建設(shè)是傳感器課程教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革的重要平臺,探索“傳感器”實踐教學(xué)的自身特點和規(guī)律,以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和市場經(jīng)濟建設(shè)的需求為視角,教學(xué)過程中注重通專結(jié)合的工程師素質(zhì)訓(xùn)練,加強學(xué)生綜合實踐能力培養(yǎng),通過體現(xiàn)課程實驗和有感活動特征對傳感器教學(xué)內(nèi)容和實驗方式進行有意義的嘗試和改進,并在規(guī)范教學(xué)的基礎(chǔ)上尋求新的突破,提出了與實際工程對象相結(jié)合的教學(xué)方法并獲得效果。
關(guān)鍵詞:精品課程;教學(xué)方法;傳感器;實踐能力
中圖分類號: G642.0文獻標志碼: A 文章編號:1672-0539(2013)04-0105-04
傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的主要內(nèi)容之一,在當代科學(xué)技術(shù)中占有十分重要的地位。傳感器實踐課程是一門應(yīng)用性極強的專業(yè)基礎(chǔ)課,它包括信息的獲取、變換、處理、顯示等檢測手段和測試技術(shù)。學(xué)生在學(xué)習(xí)傳感器技術(shù)時已具備基本的專業(yè)知識,但如果我們采用一般專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)方法和實驗方法,其形式過于簡單,難以刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造欲望,教學(xué)效果不明顯。為此在規(guī)范教學(xué)的基礎(chǔ)上,可應(yīng)用“工程對象教學(xué)方法”加強實踐教學(xué)。本文就此作一分析。
一、實踐教學(xué)中存在的問題
《傳感檢測技術(shù)》是現(xiàn)代測控技術(shù)、機電一體化與自動化專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程,又是其它現(xiàn)代工程專業(yè)如物流、交通、通訊和生物醫(yī)藥工程等共同的技術(shù)基礎(chǔ)課程。這門課程的學(xué)習(xí)將對學(xué)生專業(yè)技能的掌握、工作就業(yè)都起到非常重要的作用。
與“傳感檢測技術(shù)”課程配套的傳感器實驗是剛剛發(fā)展建立起來的工程實驗課程。目前許多大專院校的物理、電子儀器、測控技術(shù)、自動化等專業(yè)的“傳感器”課程主要以“傳感器系統(tǒng)實驗儀”作為實驗平臺,完成十多種傳感器的基本實驗,該實驗系統(tǒng)主要完成驗證性實驗,內(nèi)容單調(diào)有一定的局限性,實驗的結(jié)果也比較粗糙。動態(tài)實驗內(nèi)容在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)學(xué)生基本不能獨立完成,通常由教師進行演示。這種實驗?zāi)J礁袷交P突竟潭?,學(xué)生完全按教師和實驗講義要求的內(nèi)容、步驟進行實驗,難以提供具有個性思維的訓(xùn)練。
另外,在數(shù)字電路、模擬電路的教學(xué)實驗中都是以模擬實驗箱和數(shù)字仿真實驗為主,目前教學(xué)中主要采取的這些實驗方式缺乏與實際工程對象相結(jié)合的系統(tǒng)實驗理念,這種教學(xué)方式的后果導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)完相關(guān)的課程并做完相關(guān)的實驗后,仍舊對檢測技術(shù)、控制原理與控制工程的本質(zhì)內(nèi)容缺乏理解,甚至連許多基本的概念都不能很好的消化和吸收,更不用說應(yīng)用手段和方法去創(chuàng)新性的解決工程實踐問題。
隨著信息與自動化技術(shù)的發(fā)展,許多創(chuàng)新的工程專業(yè)都有了共同的專業(yè)基礎(chǔ)和綜合課程,如電子電路、檢測技術(shù)與傳感器、嵌入式微控制器等。由于集成技術(shù)的發(fā)展,單元電路種類愈來愈多,集成規(guī)模和功能復(fù)雜程度日趨增高,由依附于實驗對象的理論轉(zhuǎn)向多學(xué)科理論的綜合交叉,那么檢測實驗技術(shù)和方法需要不斷更新和發(fā)展。有人認為:從實踐的角度講,操作性技術(shù)是在按一定的方式進行實驗活動,解決要做什么的問題,而理論上看實驗者僅僅對實驗效果感興趣,對實驗條件如何可以不必了解。因此,在實驗技術(shù)中學(xué)生往往忽視操作性技術(shù)理論,包括實驗環(huán)境、儀器儀表的特性、精度、可靠性、實驗材料、實驗電路等等,導(dǎo)致學(xué)生不能對實驗內(nèi)容科學(xué)、全面地理解,影響實驗技術(shù)方法的提高。
二、實踐教學(xué)方法改革嘗試
就測量與控制技術(shù)而言,各種物理量大多數(shù)是通過傳感器轉(zhuǎn)換為電信號而進行檢測的,它不同于普通物理實驗,不僅要理解其物理效應(yīng),更要注重使用方式,因此傳感器實驗技術(shù)會涉及大量的電子技術(shù)。在工程實踐過程中,如果不了解具體檢測信號的轉(zhuǎn)換電路原理,就不能獲得正確的結(jié)果,這就要求實驗者有較強的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能。為提高學(xué)生的理論聯(lián)系實際、科學(xué)主導(dǎo)工程的創(chuàng)新思想,實踐課程需要充分結(jié)合生產(chǎn)和工程實踐,重視學(xué)生基本技能的培養(yǎng),在“傳感器原理及應(yīng)用”精品課程建設(shè)中,針對實踐教學(xué)存在的問題進行教學(xué)改革,在“傳感器”實踐教學(xué)研究中嘗試引入創(chuàng)新性“工程對象教學(xué)方法”,開放實驗室,建立測控工程創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)。
(一)創(chuàng)新實驗?zāi)P?/p>
“工程對象教學(xué)法”模式,是以一個個典型的工程對象為平臺進行教學(xué),開展的工程教學(xué)方法。它打破傳統(tǒng)的教學(xué)思路與模式,主要對實驗教學(xué)平臺、教材、教學(xué)模式進行變革,重點是在實踐教學(xué)方法上進行改革。實踐課程將解決實際問題作為課程主線,改進理論課與實驗課程嚴格分立的方式,按“任務(wù)驅(qū)動”內(nèi)容分解知識點,打破“講課+實驗”的傳統(tǒng)模式,努力使理論課與實驗課課時沒有嚴格的界定,可以在做中學(xué),也可以在學(xué)中做。“傳感器”實踐教學(xué)中,重點加入與實際工程控制對象相結(jié)合的設(shè)計和創(chuàng)新實驗?zāi)P汀?/p>
要實現(xiàn)“工程對象教學(xué)”模式,工程測試技術(shù)實驗室必須具備工程化的測試對象,能夠讓學(xué)生利用工程實驗對象設(shè)計實驗,內(nèi)容包括傳感器的選取、安裝,反饋信號的獲取,計算機測試系統(tǒng)的搭建,控制信號和控制效果的分析和處理等等。這些測試被控對象必須是生產(chǎn)和實際應(yīng)用中經(jīng)常碰到的設(shè)備小型化、簡單化和抽象化的試驗?zāi)P停怪軌蚍奖愕脑趯嶒炇噎h(huán)境中實現(xiàn)并展示給學(xué)生,同時具有一定的趣味性,能夠?qū)⒄n本上抽象的概念通過物理運動或現(xiàn)象直觀的表現(xiàn)出來。
倡導(dǎo)工程對象的課程內(nèi)容盡可能面向全體學(xué)生,克服以往的實踐教學(xué)中有的內(nèi)容僅面向部分尖子學(xué)生。部分基于工程對象的課程教學(xué)在時機未成熟(或低年級)時可先開設(shè)實踐教學(xué)的選修課,基于豐富的工程對象的實踐教學(xué)的優(yōu)勢,可大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,通過初級的工程對象可使學(xué)生了解各單元技術(shù)在系統(tǒng)中的作用、地位及與其他單元技術(shù)協(xié)同工作的機理,從而幫助學(xué)生盡快深入理解掌握中、高級的系統(tǒng)技術(shù)。而綜合通用型工程對象可使學(xué)生借助基礎(chǔ)對象將知識融會貫通。
(二)構(gòu)建實驗系統(tǒng)平臺
基于工程對象的實踐教學(xué)與傳統(tǒng)的實踐教學(xué)沒有本質(zhì)的沖突,可以以對象為主線將各項傳統(tǒng)的以技能培訓(xùn)為主的實踐課程融入其中,賦于系統(tǒng)的概念,是對傳統(tǒng)實踐課程的補充、完善與提高。將單一的實驗改為綜合實驗,內(nèi)容充實了,教師只給出要領(lǐng),具體細節(jié)要學(xué)生自己思考、討論、配合。將實驗室典型工程對象分三大類:
第一,專用型。主要分別服務(wù)于某類課程的實驗教學(xué)及實訓(xùn),如用于傳感與檢測技術(shù)的工程對象有:轉(zhuǎn)子實驗臺、位移實驗臺、環(huán)形輸送線;用于自動控制原理的工程對象有:工業(yè)機械手、水箱自動控制;用于信號與系統(tǒng)的工程對象是:系統(tǒng)仿真設(shè)計、頻譜分析;用于可編程邏輯控制器工程對象有:交通信號燈控制、水塔水位自動控制等。 第二,綜合型。主要服務(wù)于所有或部分專業(yè)的專業(yè)課或綜合素質(zhì)訓(xùn)練。典型電路模塊(基礎(chǔ)類);仿真對象(專業(yè)類);教育機器人(通用型);智能機器人(專業(yè)類);可用于專業(yè)課教學(xué)與實訓(xùn)、科研。第三,綜合大系統(tǒng),模擬建立生產(chǎn)線管理等局部功能,用于素質(zhì)綜合訓(xùn)練。如用于測控技術(shù)與儀器、機電一體化、自動化等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的綜合專業(yè)訓(xùn)練或課程設(shè)計。
建設(shè)檢測技術(shù)實驗的運行控制平臺,要求實驗系統(tǒng)既能方便地搭建控制系統(tǒng),對工程對象進行實際的檢測與控制,又能采集和記錄控制效果,并對控制效果進行分析和處理。為了支持多種傳感器的信號檢測,可采用單獨的部件去實現(xiàn)每一項功能,然后再通過總線,把完成各項功能的部件組裝起來,快速形成一個控制器系統(tǒng)。目前,國際上廣泛采用的控制系統(tǒng)設(shè)計和平臺是MATLAB仿真環(huán)境,該軟件能夠方便地對各種測量控制系統(tǒng)和算法進行建模和仿真,評估控制系統(tǒng)的控制效果。平臺內(nèi)置數(shù)字PID、一階系統(tǒng)環(huán)節(jié)、二階系統(tǒng)環(huán)節(jié)和軟儀表盤、軟信號發(fā)生器、軟波形顯示,并能與各種接口進行組合與連接。目前已完成的典型工程測試對象有十多種,如:電機運動模塊、無損檢測模塊、秤重模塊、工件計數(shù)等。
(三)開放實驗室,開展課外實踐
開放實驗室是加強學(xué)生課外實踐環(huán)節(jié)的重要保障。開放實驗室激勵了學(xué)生參加科研實驗和設(shè)計創(chuàng)作,引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)期間積極參與教師的科研工作、參加工程實踐、并獨立承擔(dān)其中一部分項目,讓學(xué)生承擔(dān)部分實驗室主技術(shù)工作等,也作為學(xué)分制學(xué)籍管理獎勵學(xué)分的依據(jù)。對畢業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、科技立項、電子大賽的學(xué)生必須開放實驗室,提供實驗設(shè)備,這樣需建立實驗室教師值班制度,或以學(xué)生管理方式為主,為學(xué)生創(chuàng)造實驗條件。
教師應(yīng)注意與學(xué)生交流,鼓勵盡可能多的學(xué)生參加各項課外科技立項、電子競賽等活動。目前,測控專業(yè)在大二、大三階段就要求全部同學(xué)以小組為單位參加電子競賽的預(yù)賽訓(xùn)練,選拔后可參賽。為了讓學(xué)生在本科階段就能接觸到本學(xué)科的一些先進的儀器設(shè)備,了解前沿性的科研開發(fā)課題知識內(nèi)容,使學(xué)生對自己所學(xué)專業(yè)方向的有一定認知度,鼓勵學(xué)生參與教師科研項目。這些工程實踐,可以從研究項目的立題、設(shè)計、制作、調(diào)試,以及工藝、工具、測試、維護等實踐環(huán)節(jié)有系統(tǒng)的訓(xùn)練。
三、教學(xué)效果及改進建議
在“傳感器”課程教學(xué)中我們不僅加強教師自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)培養(yǎng),要求授課教師掌握相關(guān)學(xué)科的現(xiàn)代技術(shù)和綜合測試技術(shù),加強充實操作性技術(shù)的理論研究,引導(dǎo)學(xué)生通過實驗研究應(yīng)逐步轉(zhuǎn)向?qū)ο到y(tǒng)的研究。在實驗技術(shù)方法上將電子技術(shù)、電子測量、檢測技術(shù)和計算機技術(shù)作為技術(shù)載體具體地將各種方法運用到“傳感器”教學(xué)的全部過程,即每個程序、步驟之中。將傳感器實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果直接送計算機顯示,并根據(jù)測試曲線分析試驗結(jié)果,建立數(shù)學(xué)模型。
工程對象教學(xué)方法與學(xué)生課外科技活動相結(jié)合,使學(xué)生自覺學(xué)習(xí)成為風(fēng)氣,可將學(xué)生的興趣和注意力轉(zhuǎn)移到工程實驗上,這一教學(xué)方式對目前大學(xué)生沉迷電腦游戲有消弱作用,并對學(xué)生的管理工作也有一定借鑒。
對畢業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、科技立項、電子大賽的學(xué)生必須開放實驗室,提供實驗設(shè)備,這樣需建立實驗室教師值班制度,或以學(xué)生管理方式為主,為學(xué)生創(chuàng)造實驗條件。
教師應(yīng)注意與學(xué)生交流,鼓勵盡可能多的學(xué)生參加各項課外科技立項、電子競賽等活動。目前,測控專業(yè)在大二、大三階段就要求全部同學(xué)以小組為單位參加電子競賽的預(yù)賽訓(xùn)練,選拔后可參賽。為了讓學(xué)生在本科階段就能接觸到本學(xué)科的一些先進的儀器設(shè)備,了解前沿性的科研開發(fā)課題知識內(nèi)容,使學(xué)生對自己所學(xué)專業(yè)方向的有一定認知度,鼓勵學(xué)生參與教師科研項目。這些工程實踐,可以從研究項目的立題、設(shè)計、制作、調(diào)試,以及工藝、工具、測試、維護等實踐環(huán)節(jié)有系統(tǒng)的訓(xùn)練。
在近年的大學(xué)生科技競賽活動中,教研組教師一直不遺余力的全力支持學(xué)生的課外科技活動,取得了長足的進步,2009-2012年相關(guān)專業(yè)的學(xué)生獲獎部省級、國家級獎30多項,這也是教學(xué)改革和專業(yè)建設(shè)的一個特色。畢業(yè)生優(yōu)秀論文數(shù)量逐年增加,大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力得到明顯提高。本專業(yè)培養(yǎng)的畢業(yè)生理論基礎(chǔ)扎實,專業(yè)知識面寬廣,適應(yīng)性強,除繼續(xù)深造者外,大部分被電子信息、通訊、航空航天、儀器儀表等行業(yè)的研究院所、三資企業(yè)、公司和大型國有企業(yè)錄用,畢業(yè)生深受廣大用人單位歡迎,許多人已經(jīng)成為單位的技術(shù)、管理骨干。
通過實踐教學(xué)研究認識到,大學(xué)生的認知實踐應(yīng)該分系列、分層次,并貫穿大學(xué)學(xué)習(xí)整個周期。從更廣義的角度看,認知實踐的內(nèi)容具有巨大的拓展空間;工程技術(shù)認知、基礎(chǔ)認知實踐包括工藝知識、常用工具、基本的調(diào)試方法等。所有認知實踐均可在實驗中心開設(shè)選修課,創(chuàng)新實踐活動也應(yīng)該是系列化、分層次。實踐能力與創(chuàng)新能力的形成并不能僅靠工程訓(xùn)練或?qū)嵺`訓(xùn)練形成,還與課程教學(xué)、課外科技活動緊密關(guān)聯(lián)。目前,傳感器實踐教學(xué)還需要做以下完善與改進:
第一,實驗教學(xué)管理不科學(xué),本課程還沒有實現(xiàn)全方位的網(wǎng)上教學(xué)管理,如網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上提交作業(yè)報告、預(yù)約實驗等,實驗室動態(tài)管理還得不到基本保障;第二,實驗室技術(shù)人員不足,應(yīng)對教學(xué)和實驗在崗人員進行公開篩選,擇優(yōu)聘任。建議理論課教師兼職,外聘優(yōu)秀技術(shù)人員擔(dān)當實驗指導(dǎo)教師,聘用優(yōu)秀研究生或本科生幫助助課、指導(dǎo)實驗、管理實驗室,提倡教授充實實驗教學(xué),進一步提高實踐教學(xué)水平;第三,實驗內(nèi)容更新慢,除保留傳統(tǒng)實驗技術(shù)外,應(yīng)該盡可能的引入新型傳感器和新的實驗裝置,開設(shè)新的課程內(nèi)容。雖然自行研制實驗平臺,建設(shè)實驗設(shè)備,但是遠遠不能滿足“傳感器”課程要求。另外,實驗經(jīng)費不足,實驗室實驗設(shè)備陳舊,不能保證實驗教學(xué)效果。
四、結(jié)語
實驗教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)知識、提高能力的平臺、實驗室是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的基地?!皽y控”專業(yè)的大學(xué)生進校后,讓學(xué)生在不同的學(xué)習(xí)階段學(xué)習(xí)新的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的同時,應(yīng)逐漸安排由簡到難的實踐內(nèi)容,這個過程別要求掌握經(jīng)典的實踐環(huán)節(jié)和現(xiàn)代檢測技術(shù)的基本概念,以及分析方法和設(shè)計方法。進入大四的畢業(yè)生、研究生學(xué)習(xí)階段,還可以進行控制工程、智能系統(tǒng)的學(xué)習(xí),解決各種非線性復(fù)雜系統(tǒng)對象,進行建模、以及控制理論的研究。
為了促進高等教育教學(xué)改革,提高教學(xué)質(zhì)量,“傳感器”精品課程的建設(shè)以“質(zhì)量工程”為契機,以創(chuàng)新作為突破點,突出實踐課程亮點和優(yōu)勢,有的放矢的改進教學(xué)方式,努力發(fā)揮示范作用,使“精品課程”建設(shè)獲得實實在在的成效。
參考文獻:
[1]李鴻江,尹軍.從國家級精品課程到國家級優(yōu)秀教學(xué)團隊的建設(shè)經(jīng)驗與啟示[J].首都體育學(xué)院學(xué)報,2009,21(4):385-387.
[2]柴欣,于明,武優(yōu)西.在精品課建設(shè)中提升教師的教學(xué)科研素質(zhì)與水平[J].計算機教育,2009,(12):142-143.
[3]吳建平,成毅.“工程對象教學(xué)法”模式應(yīng)用研究[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2009,(4):85-88.
[4]劉軍良,劉冬明.高職院校創(chuàng)新實踐平臺的建設(shè)淺談[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2008,(5):132-133.
[5]蔣葛夫,張文桂.以科學(xué)理念為先導(dǎo),培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[J].實驗技術(shù)與管理,2008,(6):25-29.
[6]吳建平,周四春,等.全學(xué)分制下的傳感器實驗教學(xué)研究[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2007,(3):73-76.