時間：2023-09-26 09:34:05
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電工程及其自動化專業，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：快速;螺絲傳動;半螺母;臺虎鉗
1.前言
臺虎鉗是一種機械加工制造過程常用的簡單夾具，用以夾穩加工工件，來完成鋸，銼，鏨，以及零件的裝配和拆卸等基本操作。目前國內外通用的臺虎鉗只是可以實現水平旋轉，進行不同尺寸的工件的轉換時通過旋轉手柄完成，一旦先后所要測的工件尺寸相差較大時，就需要旋轉手柄很多圈，大大地降低了加工效率，所以在稍微復雜的加工過程中就體現出了臺虎鉗的功能上的缺陷。針對這些缺陷，要設計創新出一種新型的高效、多功能臺虎鉗對提高裝夾效率、適應不同規格及結構的零件的加工具有重要意義。
所設計的臺虎鉗是在普通的臺虎鉗的基礎上進行改造，使其能夠在水平和豎直兩個方向上穩定、方便的轉動，以適應不同結構零件的銑削加工;并且采用半螺母，利用其方便移動、快速開合的優點，實現活動鉗身的快速移動，以快速適應工件裝夾尺寸的變化，從而提高工件裝夾效率、減輕工人的勞動強度，并且擴大機床的工藝范圍。
2.創新設計關鍵
創新設計關鍵主要包括多方位旋轉機構設計、以及快速加緊機構設計。
2.1多方位旋轉機構設計
旋轉機構分為2部分，第一部分實現水平旋轉，第二部分實現豎直旋轉。
水平旋轉部分介紹：沿用普通臺虎鉗的部分結構，底盤中心設計一個凸起的軸心，用以此部分的旋轉軸;并且在底盤和水平旋轉部分都刻上均勻的刻度，用以實現水平旋轉角度的精確定位。水平旋轉時考慮到要盡可能減少阻力，因此在加工兩部分接觸面時提高加工精度;固定時用水平旋轉緊固螺釘的加緊實現。
豎直旋轉部分介紹：此部分采用滑動副，在水平旋轉部分設計成溝槽形狀，用以實現豎直部分的旋轉和方位的固定（防止側向滑動）;并且在兩部分的接觸面刻以相應的刻度，用以實現豎直旋轉角度的精確定位;固定時用豎直旋轉緊固螺釘的加緊實現。豎直旋轉時考慮到要盡可能的減少阻力，因此在加工兩部分接觸面時提高加工精度。
2.2快速加緊機構設計
組成：如圖所示，此部分設計由半螺母、旋轉螺栓（一頭是螺紋、另一頭設計成“十”字架形狀）組成。
原理：臺虎鉗使用時，當被夾持的工件要進行轉換時，順時針旋轉“十”字架，通過螺紋作用使半螺母上升，從而使半螺母與絲桿分離。然后一只手握緊搖手柄向前或向后推拉，當裝夾塊接觸到工件時，逆時針旋轉“十”字架，半螺母向下移動，與絲桿的螺紋卡住，進而通過旋轉搖手柄加緊工件。
分析對比：
通常情況下，工人在夾緊工件時要對手柄旋轉很多圈，這不僅減慢了工件的加工速度，更為工人的工作帶來了很多不便，加重了工人的工作負擔。而造成這個問題是因為閉合螺母與絲桿無法分離，因此我們利用半螺母方便移動、快速開合的優點，將閉合螺母替換為半螺母，利用螺絲傳動作用，實現了工件快速轉換的目的。
3.應用前景
（1）臺虎鉗在機械行業的普及性、通用性，說明了對它進行創新設計改進有著很大的必要性。
（2）針對普通臺虎鉗的問題：功能單一，耗時低效。所設計改造的臺虎鉗兼具多功能性和高效性兩大特點，提高了方位的精確度，大大節省了時間，使機床能加工更為復雜的工件。
（3）本次設計是在原有的普通臺虎鉗上做部分改動，且原理簡單、成本低，實用性強，有取代傳統的臺虎鉗達到普及的可能。
參考文獻：
[1]濮良貴，紀名剛.機械設計（第八版），高等教育出版社，2005.
[2]孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理（第七版），高等教育出版社，2005.
[3]朱龍根.簡明機械零件設計手冊（第二版），機械工業出版社，2005.
[4]葉修梓，陳超祥.ProE基礎教程：零件與裝配體，機械工業出版社，2007.
[5]于駿，鄒青.機械制造基礎（第二版），機械工業出版社，2005.
[6]王先逵.機械制造工藝學（第二版），機械工業出版社，2007.
[7]何銘新，錢可強，徐祖茂.機械制圖（第六版），高等教育出版社，2010.
作者簡介：
馬國棟（1993―），男，山東濟南人，中國礦業大學機電工程學院2012級學生，專業：機械工程及其自動化。
魯超奇（1991―），男，湖北仙桃人，中國礦業大學機電工程學院2012級學生，專業：機械工程及其自動化。
陳華（1993―），男，重慶人，中國礦業大學機電工程學院2012級學生，專業：機械工程及其自動化。
目前唐山學院機電工程系產學研合作企業主要有唐山中材重型機械有限公司、唐山盾石機械制造有限責任公司、唐山三友集團化纖廠、唐山市惠斯特科技有限公司、唐山冶金鋸片有限公司、唐山華鼎機械制造有限公司等。在校企之間，已經開展了幾個項目的產學研合作，以橫向課題的形式展開，即學校向企業提供的服務主要是科學研究與技術服務，教師及其部分在校生在項目開展過程中，為企業提供一條龍技術服務與支持，從產品的設計研發、生產制造到產品的調試運行，真實的企業實踐環境賦予師生一個發展的平臺，加快教師向“雙師型”人才發展步伐，最大程度鍛煉學生解決現實問題的能力。
2.多形式開展校企聯合培養機制
2.1靈活選送學生開展頂崗實習鍛煉
唐山學院機電工程系積極開展校企合作，先后與中國一拖集團有限公司、長春洪義工裝模具有限公司、唐山愛信汽車零部件有限公司等簽定校企聯合培養協議。自2013年，機電工程系連續兩年選送42名在校生暑假期間，前往洛陽一拖進行頂崗實習。通過暑假一個多月的實習，選送生的工程實踐能力以及專業知識的綜合應用能力得到顯著提升，獲得企業好評。2014年9月，唐山學院機電工程系選送20名學生每周六、日到唐山愛信汽車零部件有限公司進行頂崗實習。
2.2靈活開展畢業實習、畢業設計
2014年，8名本科生到長春洪義工裝模具有限公司、天津瑞福天科模具有限公司和南京宇冠模具有限公司三家實習基地進行畢業實習及畢業設計，針對企業實際項目選定畢業設計題目，并順利開題，在校企雙方指導教師的指導下，保質保量得完成了畢業設計。學生在獲得優異畢業設計成績同時，學生在真實的企業環境中獲得自我體驗，工程意識、實踐能力大大提高。以唐山學院機電工程系產學研合作企業橫向科研課題、河北省教育廳、唐山市科技局的縱向課題作為學生畢業設計題目，結合企業實際項目做畢業設計，讓學生參與到項目過程中，與市場、社會打交道，切實為解決企業問題進行深入研究，縮短畢業生適應學習、工作環境的時間。通過產學研結合完成畢業設計，學生可以直接參與科研工作，一方面為課題研究增加一支新生的力量，另一方面使學生通過參與科研得到實踐能力、科研能力和創新能力方面的鍛煉，為順利完成畢業后角色的轉變奠定堅實的基礎。在無企業主動來找的情況下，實行專業帶頭人、教師走出去，主動與企業聯系，尋求合作機會，實行意向合作———研究開發———推廣轉化的動態科技管理模式。2013至2014年，機電工程系教師帶領學生深入唐山陶瓷產業調研，結合企業實際生產狀況，提出生產設備改造計劃項目，并作為畢業設計題目，讓學生參與到項目過程中參與設備改造的研究開發，并積極參與改造成果的推廣轉化。學生在與市場、社會打交道，切實為解決企業問題進行深入研究，縮短畢業生適應學習、工作環境的時間。
2.3積極與產學研合作企業聯系，并將現場認知實習融入課程教學
唐山學院機電工程系與實習基地唐山華鼎機械制造有限公司開展現場教學合作，通過聘請企業的技術工人，在企業生產現場為師生開展了生動的《互換性與測量技術基礎》現場教學，現場與課堂的有機結合，取得了較好的效果。
3.成立課外實踐強化班，實現四年不斷線工程實踐教育機制
關鍵詞：三化；三動；應用型；電氣工程及其自動化；實踐教學改革
作者簡介：劉旭明（1975-），男，江蘇宿遷人，金陵科技學院機電工程學院，副教授。（江蘇 南京 211169）
基金項目：本文系教育部人文社會科學研究專項任務項目“工程科技人才培養研究”（項目編號：13JDGC018）、金陵科技學院教學改革項目（項目編號：40713017）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）14-0170-03
金陵科技學院作為一所新建地方應用型本科院校，在人才培養中堅持以社會需求為導向，以培養學生能力為根本，堅持“知識、能力、素質”協調發展，培養“高素質、應用型、復合型、創新型”的高級應用型人才。電氣工程及其自動化專業作為一個應用型工科專業，始終把實踐教學作為培養學生應用能力和創新能力的主要手段，近年來在學校教學主管部門的領導下積極進行實踐教學改革的探索，不斷更新實踐教學理念和高實踐教學質量與水平，以“課程設置崗位化，課程組織模塊化，課程實施工程化”的“三化”標準構建實踐教學體系，以“技能推動，項目驅動，創新帶動”的“三動”理念促進實踐教學改革，全面促進了學生實踐應用和創新創業能力的培養?！叭迸c“三動”的關系如圖1所示。
一、以“三化”構建實踐教學體系
電氣工程及其自動化專業以“課程設置市場化，課程組織模塊化，課程實施工程化”的“三化”標準構建實踐教學體系。一是在實踐課程的設置上“崗位化”，即以就業崗位需要為目標設置了當前學生求職時所需技能必備的實踐課程。二是在課程的組織上“模塊化”，按照“基礎實踐課程、專業實踐課程、研究創新性實踐課程、社會生產實踐課程”設置了4個實踐課程模塊。三是在實踐課程的實施上“工程化”，即選擇工程化的課題實施實踐教學，課題的設置以滿足實際工程應用為標準。
1.課程設置崗位化
當前的工程教育是動態的，隨著電氣行業新產品、新技術的不斷出現，本科應用型人才的課程設置尤其是實踐課程的設置必須通過市場調研不斷進行更新和調整。電氣工程及其自動化專業在培養計劃的制訂中堅持高等應用型院校的工程教育須以求職為導向，在實踐課程課目的選擇和安排上堅持以市場需要為目標，在培養計劃中設置了當前學生求職時所需技能必備的實踐課程，重點培養學生學以致用、理論聯系實際以適應將來求職之需的能力和素質。在實踐教學效果評價上，將學生的從業能力作為檢驗人才培養質量的重要指標。
通過與企業及行業的專家交流，金陵科技學院結合對畢業生調查反饋，在歷年的培養計劃修訂中及時對實踐課目的選擇進行調整和完善。除了專業課程的基礎性實驗之外，本專業重點加強集中性實踐環節的課程教學，根據調查統計，電氣專業的畢業生在畢業后一部分從事企業的電氣控制與維護工作崗位，故安排了電工工藝實習、電機控制設計、電氣工程系統設計等集中性實踐課程；一部分學生從事電力系統工程實施和維護工作，故安排了電力電子實習、電力工程實習、電力系統設計等強電方面的集中性實踐課程；一部分從事單片機系統開發工作，故安排了電子技術設計、單片機系統設計、電工電子綜合設計等弱電方面的集中性實踐課程；還有的是從事自動化生產線方面的工作崗位，故安排了自控系統設計、系統仿真設計、綜合實踐等集中性實踐課程。
2.課程組織模塊化
在電氣工程及其自動化專業的人才培養方案修訂中，合理配置、循序漸進地安排基礎性實踐課程、專業性實踐課程、研究創新性實踐課程、社會實踐課程四個模塊組成的實踐教學內容，全面培養學生的基本實踐能力、專業應用能力、創新能力和綜合實踐能力，并將各專業課程教學的目標和任務落實到具體的實踐教學環節中，讓學生在實踐教學中掌握系統的電氣工程師必備的技能和技術，達到本專業具體的實踐能力標準。電氣工程及其自動化專業實踐課程模塊如圖2所示。
從上述實踐課程模塊中可以看出，電氣工程及其自動化專業的實踐教學體系按照“基礎實踐課程、專業實踐課程、研究創新性實踐課程、社會生產實踐課程”四個實踐課程模塊進行組織。其中基礎實踐課程模塊主要由各專業課程的課程實驗組成，目標是培養學生的基本實踐能力；專業實踐課程模塊主要由專業課程的集中性實踐環節組成，目標是培養學生的專業實踐能力；創新性實踐課程模塊主要由集中性實踐課程中的綜合性課程為主，配合各類創新實踐項目和學科競賽等，目標是培養學生的研究創新能力；社會生產實踐課程模塊主要由社會生產實習、畢業實習及畢業設計等課程組成，目標是培養學生的專業與社會適應能力。
3.課程實施工程化
在安排實踐課程的教學內容時，改變以往的實踐課程內容主要是驗證教材的原理性理論知識。在實踐課程的實施時，按照電氣工程行業的工程應用來設計教學內容，要求學生完成一個完整的工程化課題，以培養學生在電機及其電力拖動技術、電力電子與電氣傳動技術、電氣控制技術、電力系統自動化技術等方面的工程技能，增強學生在電氣領域的知識應用水平和綜合創新能力。在學校立項建設的“電氣工程及其自動化專業集中性實踐課程指導教程”編寫過程中，各個專業課程均在此作出了較為明確的規定，不拘泥于某一具體的課題，而是結合當前的工程應用進行開放式選題，在課題選擇時注重工程化應用。
二、以“三動”促進實踐改革
電氣工程及其自動化專業在實踐教學的建設與改革過程中逐漸形成了“技能推動、項目驅動、創新帶動”的“三動”并舉式學生實踐能力培養模式。“技能推動”是學生應用能力培養的三大動力之一，是一個“注入”的概念，是培養學生應用能力最直接的手段，通過對學生職業技能的培養推動實踐課程改革、優化實踐課程結構、夯實學生實踐基礎?！绊椖框寗印笔峭ㄟ^在集中性實踐教學環節具體實施中采用項目化教學，通過一個完整的項目對專業課程進行知識融合，是一個“集聚”的概念，是提升層次、促進知識結構調整的重要載體?！皠撔聨印笔且揽縿撔马椖亢蛯W科競賽激發與帶動學生自主學習能力與創新能力的提升，是一個“轉化”和“釋放”的概念，是學生實踐能力培養的最終目標。
關鍵字：CDIO；數字電子技術；電氣工程及其自動化；EDA；Protel
作者簡介：張妤（1980-），女，黑龍江哈爾濱人，東北林業大學機電工程學院，講師；白雪冰（1965-），男，黑龍江哈爾濱人，東北林業大學機電工程學院，教授。（黑龍江 哈爾濱 150040）
基金項目：本文系東北林業大學教育研究課題項目（項目編號：DGY2011-01）、東北林業大學重點課程建設項目“數字電子技術”、東北林業大學重點課程建設項目“電機及拖動基礎”、東北林業大學教育研究課題（課題編號：DGY2010-10）的研究成果。
中圖分類號：642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）26-0053-03
“數字電子技術”是電氣工程及其自動化專業教育中的一門重要的專業基礎必修課，與其他專業基礎課相比，不但具有很強的理論性，而且具有工程實踐性。除了要讓學生能夠扎實掌握基本理論和概念，還要具有分析和設計數字電子技術的能力，最終能夠進行常用邏輯電路的設計。所以，隨著社會的發展，以及學校規模的擴大，傳統的教學方法已經不能適應現代社會對工程人才的需求，因此優化該課程的教學方法，對提高該課程教學質量至關重要。
自從20世紀90年代起，針對工程人才教育質量難以適應社會需要的問題，國外的專家提出了對工程人才教育的改革，其中，CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）即“構想—設計—實施—操作”，是影響最廣泛、接受國家最多的一種教育模式。因而，將CDIO教育理念通過EDA（Electronic Design Automation）軟件應用到“數字電子技術”的實際教學當中，用EDA軟件構建虛擬的數字電路學習和設計環境，可以實現對基本理論和概念的闡述證明、實現實驗教學、進行課程設計等，便于學生們掌握相關知識。[1]
EDA即電子設計自動化，是工程技術人員進行設計、開發和制造過程中最重要的部分。EDA技術是在電子CAD技術基礎上發展起來的計算機軟件系統，以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果進行電子產品的自動設計。[2]
本文主要是針對傳統“數字電子技術”理論教學和實驗中的不足，分析了CDIO 教學理念，通過EDA軟件的使用，提高了學生的學習興趣，達到很好的教學效果，同時利于后續相關課程的學習，并為就業后的實際操作能力的培養奠定了基礎。
一、傳統“數字電子技術”教學方法的不足
目前，我國高等教育的改革熱點之一，就是如何培養兼具專業知識和能力素質的創造型工程人才。對于電氣工程及其自動化專業的畢業生，更要具備現代化工程環境中成長和生存的團隊精神，這已經成為這個新時代賦予高等院校的教育責任。
以往的經驗表明，無論國內還是國外，雖然工科高校畢業生畢業時已經學習了很多理論知識，也具備了一定的動手能力，但是在成為真正的工程師之前，還需要培訓1～2年的時間。[3]因此，培養學生的工程意識、創新意識是高等工程教育亟待解決的問題。“數字電子技術”的教學更是如此，因其具有較強的工程實踐性，更加需要培養學生的工程意識、創新意識。
在理論課教學方面，傳統教學方法多采用灌輸式、照本宣科式的講授方法，學生只是認識了一個電子器件的邏輯功能，并不能將其和實際的應用相聯系。學生大多數處于一個被動學習的狀態，遇到問題發現問題后不能主動學習。
在實驗課教學方面，傳統教學也有很多不足之處。例如：課程設計中大多采用“自上而下”的方法，用固定功能的芯片設計一個系統。這種方法不夠靈活而且效率低，需要的芯片數量品種多、糾錯困難。此外，每年千余名學生開設數字電子實驗，要投入大量的實驗器材和足夠的實驗場地，而且隨著題目的不斷更新，要不斷補充和更新器材。受到這些因素的制約，通常是一屆的學生都做1～2個題目，由于查錯困難，學生精力過多花在如何正確連線上，因而會覺得課程枯燥乏味，興趣索然。此外，實驗多為驗證性實驗，學生大多認為簡單不用預習，只是簡單觀察實驗現象。[4]因而，這樣的實驗不能夠培養學生分析問題解決問題的能力，有時甚至會影響到學生們對于這門課程的學習興趣。
由以上分析可見，傳統“數字電子技術”教學方法，已經不能跟上現代社會的發展步伐，不能夠激發學生的創造能力，因此改革勢在必行。教育創造學生價值，強調知識的運用比知識的擁有更重要。[5]
二、CDIO理念
由美國麻省理工學院等四所工程大學發起，全球23所大學參與，開發出的CDIO理念是一種新型的工程教育模式，其涵蓋的四個過程，來源于產品/系統的生命周期過程，涵蓋了絕大多數的工程師必要的專業活動。它以制造使用便捷的產品為目標來培養工程師。
Mc Kinsey Global Institute在2005年10月發表的一份報告稱，中國2005年畢業的約60萬工程技術人才中，適合在國際性公司工作的不到10%。而這其中的原因，其分析為“中國教育系統偏于理論，中國學生幾乎沒有受到項目和團隊工作的實際訓練，相比之下歐洲和北美學生以團隊方式解決實際問題”。
在法國有200多所工程師學院實行高等工程教育，學生需要經過2年的預科學習后考入學校，在之后的三年里去企業（國內或跨國公司）分別實習一個月、兩個月、三個月，共六個月的工業實踐時間。畢業后頒發在歐盟和北美有很強權威性的工程師證書，構成了國家、學校、企業、教師和學生五位一體的工程教育培養體系，確保了培養質量。
在我國，2010年中國民航大學召開2010年工作會議上提到，2010年該校將啟動人才培養模式改革，以電子信息工程專業為試點開展工程教育CDIO人才培養示范區建設，首次將CDIO改革列入工作計劃，并把它把在各項工作的首位。
2010年2月，由教育部CDIO工程教育模式研究與實踐課題組試點工作組主辦、汕頭大學和成都信息工程學院聯合承辦的“2010年度全國第一次CDIO工程教育模式試點工作會議”在北京召開，39所試點高校共派出近140名代表共同討論2010年度工作任務與計劃，國家第五批高等學校特色專業建設點中的11個CDIO特色專業的負責人，以及教育部高教司理工處代表共同出席了會議。2010年6月，華中科技大學光電學院在光電國家實驗室召開“光電器件專業方向CDIO本科培養計劃”專題研討會。
所以，無論在國內還是國外，“數字電子技術”的教學，正向著理論與實際相結合、設計與應用相結合的方向發展，更加注重學生動手能力的培養，從而激發學生的創造能力，為以后的工作奠定堅實的基礎。
三、基于CDIO理念的EDA軟件在“數字電子技術”課程教學中的應用
1.課堂理論教學方法的改進
“教”的質量的提升，要靠轉變教學理念，改變課堂教學方法。第一，根據授課內容特點，選擇和組織課堂內容，并著重于分析及解決問題的思路，還要與時俱進地引入本學科的新技術，豐富學生知識面。第二，多采用啟發式教學、引導式教學、提問式教學、實例分析教學、基于任務教學等先進的教學方法。第三，改變教師在教學中的角色，與學生一起學習，在教學活動中扮演亦師亦友的角色。由于CDIO強調把職場環境作為工程教育環境，而不是作為工程教育的內容，因此教師應通過積極參與的方式幫助學生調控好自己的學習態度，進而激發學生學習的主動性。
例如，不同于以往照本宣科式的授課方法，通過EDA軟件來演示信號流向或者器件之間的連接，讓單一的知識點能夠連接起來，讓枯燥的知識“動”起來，更加直觀，同時也調動了學生的學習興趣和熱情。
2.實驗教學方法改進
東北林業大學機電工程學院（以下簡稱“我?！保┏恕皵底蛛娮蛹夹g”的實驗課之外，還有為期一周的單獨設課的電子綜合實驗課。大二學生在修完“數字電子技術”、“模擬電子技術”課程后，會進行電子綜合實驗，在實驗中引入EDA軟件做大量的嘗試。這樣做加強了實踐與理論教學的互補，貫穿整個課程體系，豐富了實踐內容?！皵底蛛娮蛹夹g”課程實踐教學的新路子改變了傳統“數字電子技術”課程實驗方法，在實驗題目選擇、實現過程、設計環境、結果評價四個方面做了有意義的嘗試，形成了行之有效的經驗與方法，取得很好的教學效果，具體體現在：
首先，嚴格要求學生課前預習。預習并不是簡單看看實驗指導書，不動腦思考抄抄實驗步驟，而是要求學生預習時，要利用計算機EDA軟件模擬仿真將要做的數字電路實驗。在此過程中，學生不但掌握實驗的預備知識，還能夠發揮自己的創造力，嘗試各種實驗方案。這樣，可以大大提高實驗教學質量，又可減少因電路連接錯誤而發生的儀器損壞。
其次，實驗安排中結合驗證性實驗和綜合性實驗。按照從易到難的數字電路設計過程，讓學生在完成實驗的過程中，掌握數字電路的設計思路和方法，掌握EDA軟件的應用方法，并且在實驗完成后，挑選部分學生與大家一起分享實驗部分典型的分析設計過程，幫助其他同學提高。
最后，合理地評價設計成果，客觀給出成績，并不以最后的實驗結果作為成績評定的唯一標準，而是對設計過程的每個環節都給出量化的評分標準，同時加入針對學生創新成果的評價，進一步鼓勵學生的創新意識。
3.關注個性化教育、培養創新型人才方面的改進
個性化教育是高等學校培養學生創新能力的重要途徑。在教學中首先要從培養學生對這門課程的興趣入手，如通過設計案例的演示，激發學生對所學知識的興趣。在具有感性認識的基礎上，循序漸進地總結解題思路、算法設計以及構思，再提升到理論高度，體會用計算機設計解決問題的技術與方法。其次是將學生從“被動實踐”引入到“主動實踐”中去。“被動實踐”是指實踐的對象、方法、程序各要素是由教師制定的，學生在教師制定的框架內去完成實踐內容，在預定的路徑中無需發揮個性和想象力，即可完成任務。而“主動實踐”的關鍵在于調動和激發學生對系統設計的興趣和渴求，讓學生最大限度地參與實踐設計的各個環節，包括對象的確定、方法的制定、電路設計以及問題質疑、分析總結等。在“主動實踐”中，學生的質疑力、觀察力、協同力等能力都能得到培養，個性才能夠得到充分的發揮，這是培養創新能力的關鍵。
四、結束語
通過我校電氣工程及其自動化專業近幾年的“數字電子技術”的實際教學成果表明，在電氣工程及其自動化專業的“數字電子技術”課程的教學中引入EDA軟件技術，克服了以往傳統教學方法中的一些不足之處，不但提高了理論教學質量，帶動了學生的主動學習能力，而且擴大了學生的知識面和解題思路，經常出現同一題目的多種設計方案。這樣教學的改革，使“數字電子技術”的學習既豐富多彩，同時又與模擬電子技術、電路、單片機等課程互成體系，學生們能夠感覺到學以致用的樂趣，鍛煉了學生對問題的綜合分析能力。學生們的數字電路設計能力大幅度提高，有三位同學分別獲全國大學生電子設計競賽二等獎，全國電子專業人才設計與技能大賽東北賽區一等獎一項，優秀獎兩項。這些成績的取得，均得益于現代CDIO教學理念和EDA軟件技術與“數字電子技術”教學相結合的實踐教學改革。
參考文獻：
[1]辛修芳，李媛.EDA技術與數字電子技術教學的整合[J].重慶電子工程職業學院學報，2010，19（2）：155-157.
[2]王玫，王桂珍，田麗鴻.基于EDA改革數電課程設計——培養學生創新能力[J].電氣電子教學學報，2006，28（4）：18-21.
[3]張相勝，孫蕾.數字電子技術課程教學和實踐內容的改革[J].江南大學學報（教育科學版），2009，29（3）：280-284.
關鍵詞：工程應用；獨立設課；虛擬平臺
作者簡介：劉沛津（1971-），女，陜西黃陵人，西安建筑科技大學機電工程學院，副教授；寇雪芹（1978-），女，四川宜賓人，西安建筑科技大學機電工程學院，講師。（陜西 西安 710055）
基金項目：本文系西安建筑科技大學校級重點教改項目（項目編號：JG011111）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）26-0087-02
培養工程應用型人才是目前本科教學改革的方向，更是社會用人單位對大學生綜合素質考量的重要方面。對于工科類大學生，其實踐能力主要依托在校期間工程實驗及實踐課程的培養，如何通過實驗與實踐課程的教學改革提升大學生理論應用化、能力實踐化的專業素質，是目前對于本科教學中亟待解決的問題。本文以學校工科專業發展方向為背景，闡述電工電子課程獨立設課與網絡虛擬平臺建設對工程應用型人才培養的重要意義和作用。
西安建筑科技大學（以下簡稱“本?！保┮越ㄖこ虨閷I主體，分別在不同學院設立多種與其相關的專業方向，如樓宇自動化、工程機械、機械設計制造及其自動化等，由此可見，電工電子類課程是某些工科專業學生學習過程中必不可少的知識體系，而電工電子實驗則是其在校期間理論體系應用以及重要的實踐環節。
一、電工電子實驗課程現存問題
電工電子實驗課程屬于多專業的基礎學科，教學目的也存在多樣性，并且其主要是通過實驗培養學生發現和解決實際問題的能力，因此，該課程也成為培養工程應用型人才的主要體系之一。但目前的教學體系尚存在以下問題：
1.專業教學內容缺失
電工電子實驗面對著不同專業方向的大學生，但由于教學資源和教學環境所限，所授實驗課程內容基本一致，無法突出學生自身專業學科的相關應用，造成學生學習目的缺失，逐漸導致失去學習興趣。
2.實驗課程較少教學內容陳舊
實驗課程一般依托于理論教學課程，對于電工電子實驗，一般是在主講教師講述完電工學理論知識之后進行實驗，且實驗多為驗證型實驗并且實驗學時較少，無法使學生在實驗室內自主設計并完成實驗，造成學生理論應用能力無法得到培養。
隨著工業生產電氣化的推進，各種電子元件的新型產品不斷涌現，其各種多功能的電子元件知識無法在課本中汲取，且實驗儀器以教學儀器為主，與實際生產生活中的電子儀器相差較大，使學生無法應對實際工程中的問題。
3.實驗課程考核體系不完善
對于實驗課程成績一般是加入理論課程的總成績之中。其比例相對考試成績較小，不足以引起學生對實驗課程的重視。實驗環節中，一般以小組方式進行實驗，但在實際實驗過程中發現，只有部分學生積極主動地進行實驗操作，并完成實驗報告，而其余學生在不積極參與實驗的情況下，只能通過抄襲完成實驗報告。因此只通過實驗報告成績來反映學生的能力并不客觀。
由此可見，為培養學生電工電子知識的工程化應用能力要從多角度入手，不僅要通過教學方式進行改革，也要從實驗內容和儀器設置方面進行革新。
二、電工電子課程獨立設課探索及思路
根據目前所存在的問題，為提高教學質量以及學生對實驗課程的重視，提出將電工電子實驗開設為獨立課程，通過課程設置體系化、教學內容專業化、考核指標標準化等一系列措施將電工電子實驗課程打造為學生專業應用平臺，為在校學生提供優良的實踐環境。[1，2]
1.課程設置體系化
根據本校的專業特色，將電工電子實驗課程分為建筑自動化和建筑工程機械兩個主要方向，建立各自的教學團隊，明確教學目標，針對不同專業方向的學生，有針對性的進行授課。課程內容以理論授課內容為基礎，在原有驗證型實驗的基礎之上，根據學生所學方向的不同開展專業化的實驗內容，使學生能學以致用，逐步提高學生工程應用的能力。
課程學時的設立在原有基礎上不僅要增加，還要設立創新學時。在增加原有學時的過程中，要減少以往實驗教學中程式化的教學思路，即實驗目的、原理、方法、實驗處理、設備操作的講解，要增加學生自身思考時間，使“程式化變為自動化”。通過增設創新學時，使學生在掌握基礎實驗方法和手段的基礎之上，將新的電子元件引入課堂，通過工程化應用的講解和實際操作，使學生了解自身所處領域的發展動向，并通過實踐認識所學的電工電子知識及專業知識是如何關聯應用。
2.教學內容專業化
在培養學生的過程中，教師自身專業的培養也至關重要。在教學團隊中，應合理安排教師所教授專業與其自身專業的相關性，通過教師對專業領域知識的理解，有機地將專業知識融入課程的教學環節當中，使學生在今后的專業學習中能夠合理應用課程所授內容，以便更好地在工作中熟練應用各種電子儀器。
此專業化過程的實施應在創新學時中開展，通過實物教學、理論講解、綜合應用的過程，使學生對電工電子知識的理解加深，更能在學校實踐環節中學習工程應用。在創新學時中，根據兩個教學方向，通過整體更新和組合可增設：建筑自動化方向，增設電機及其控制技術、新型電控開關的應用、樓宇電路鋪設等相關技術的課程；建筑工程機械方向，增設PLC控制技術的應用、傳感器技術的應用、工程機械電控系統開發以及虛擬儀器應用等相關技術的課程。
3.考核指標標準化
獨立設課，電工電子課程有獨立的學分，會記入學生畢業總體考核指標，可以加強學生學習實驗課程自覺性，能從思想上引起對該課程的重視。指導教師要全面了解學生對于實驗的掌握，對學生的學習成績做出合理、客觀、公正的評價，可從以下指標進行考核：
（1）實驗預習。由于學生剛接觸工程實踐類課程的學習，對于實驗的預習就顯得尤為重要。在設定部分原理類問題的基礎上，發揮學生的主觀能性，讓其自主對實驗步驟和實驗方法進行描述。由教師評定學生實驗方法是否具有科學依據，過程是否合理可行。此項占實驗總成績的20%。
（2）電子儀器連接。在確保儀器安全連接的基礎之上，指導教師重點要核對學生是否按照設定的實驗方法進行儀器的連接，對于驗證型實驗，要詢問學生連接方法能否達到驗證理論的目的，并闡述該方法的合理性。此項占實驗總成績的20%。
（3）實驗結論。在指導教師確認連接無誤后，對所連接的系統進行檢驗，對所示結論做出合理解釋。不以標準答案約束學生，通過此鍛煉學生發現以及解決問題的能力。此項占實驗總成績的30%。
（4）實驗報告。審查學生實驗報告的完整性、數據的合理性及對所出現問題的解決思路，給出相應成績。此項占實驗總成績的30%。
電工電子實驗的獨立授課，將有效改善實驗類課程在學生心中的地位，使學生更加重視實驗，并將更有利于工程應用型人才的培養。
三、實驗網絡虛擬平臺建設
由于電子工業水平的快速發展，教學資源和環境就顯得相對落后，受到一定的限制，不利于課程專業化和創新教學的開展。傳統虛擬多媒體教學只能向學生展示產品的功能，并不能讓學生自行設計和實際應用。建立在開放式網絡環境下的虛擬開發軟件，能夠使學生在感興趣的網絡模式下從對儀器原理的了解、選擇，到對整體實驗的設計，再到工程實際產品的開發能夠得到充分、系統的自主學習。[3]
1.虛擬實驗平臺總體結構
虛擬實驗平臺結合多媒體教學成果，使學生通過與主服務器相連的客戶機，通過查詢學習多媒體演示的實驗過程及實際產品原理，并可在線利用主服務器內的設置好的虛擬儀器或自行構建的儀器進行虛擬實驗，完成實驗后其程序和實驗報告可在客戶機和主機中分別進行保存，指導教師可根據主服務器中所保存的文件對學生的實驗結論進行評估，給出相應的成績。虛擬實驗平臺結構如圖1所示。
2.虛擬實驗平臺功能
虛擬實驗平臺主要依托互聯網及局域網將主服務器與客戶機通過主機內的虛擬程序以及現場仿真技術，使學生通過虛擬交互系統對現實中電工技術的應用進行模擬操作。其平臺功能結構如圖2。
圖2 虛擬平臺功能結構圖
虛擬平臺建設中應用不同的客戶端對系統權限進行設定，教師客戶端登錄后除了能夠對學生的實驗進行查看及評估，同時也可進行虛擬實驗，而學生客戶端登陸后只能對學習系統進行操作，并將實驗報告進行存儲。
虛擬平臺的所有程序都建立在主服務器中，方便學生利用各自的客戶機在線進行學習，而不考慮時間和空間的限制。主服務器中設定虛擬實驗系統、教學系統及仿真模擬系統，其中教學系統是對課堂學習和實驗室實驗的教學完善，從中可以查詢各類實驗方法及各類儀器的最新資料。虛擬實驗系統，是利用虛擬儀器進行開放創新實驗的系統，利用虛擬軟件構建各種儀器的工作模式和實驗開發。仿真模擬系統，是通過現場實際資料對一些典型的電工學應用進行模擬，如：樓宇自動化中，從實際樓宇結構觀察，到對電機的選型，再到控制期間的選型和電路原理設計都可進行虛擬化設計。
通過虛擬平臺的建立，不僅使學生對基礎理論知識的應用增加了經驗，對虛擬儀器的設計有了一定的了解，還使學生通過仿真模擬系統對今后工作中電工學的應用有了一定的了解。
四、總結
工程應用人才的培養是現代高校改革的趨勢，也是用人單位對畢業生的期望。針對電工電子實驗課程的性質，探討了通過獨立設課和建立虛擬實驗平臺培養學生的實際動手能力和解決實際問題的能力，對解決目前實驗教學中的問題起到一定的推動作用。
參考文獻：
[1]湯紅妍，徐航，董鐵有.環境監測實驗獨立設課教學改革探索[J].黑龍江教育，2012，（2）：30-31.
關鍵詞：區域經濟；專業；課程體系；崗位
作者簡介：夏志華（1976-），女，河北淶水人，保定職業技術學院機電工程系，講師；張德田（1981-），女，河北滿城人，保定職業技術學院機電工程系，講師。（河北 保定 071000）
基金項目：本文系河北省保定市教科所“十二五”規劃課題“構建適應保定經濟的高職自動化專業課程體系研究”（課題編號：114008）的研究成果。
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）01-0079-01
地方高職院校的招生主要面向地方，其主要就業面向是區域。高職院校擔負著培養工業第一線具有一定理論基礎、具有較強生產知識、解決工程技術問題能力和適應市場經濟管理能力的工程技術人才的使命。如何“服務區域經濟發展，培養復合型應用型技術人才”是高職教學的主要問題，而解決這一問題的主要途徑是建立適應區域經濟的專業課程體系。
一、專業設置與保定區域經濟特色相吻合
電氣自動化專業是保定職業技術學院（以下簡稱“我院”）的示范專業，是結合保定區域經濟特色而不斷發展完善的專業。保定市形成以新能源裝備制造、輸變電設備制造、汽車及零部件三大工業板塊為骨架，以新能源及能源設備制造基地、汽車及零部件生產基地等五大產業基地為主導。保定高新區依托“中國?電谷”的快速發展，對電氣自動化專業人才的需求呈幾何級數遞增。同時隨著長城汽車公司自動化程度的發展，對電氣自動化等相關專業的人才需求約為200人。目前，電氣自動化專業每年有70%以上的畢業生在“中國?電谷”所屬企業及汽車類企業工作，為保定區域經濟發展培養了大批高技能人才。
現代制造行業的快速發展使電氣自動化專業面臨良好的發展機遇，同時企業高職畢業生在知識、技能、素質方面提出了更高的要求。如何培養學生的專業綜合素質，提高學生的專業延展能力，實現畢業后能夠與企業進行“無縫”對接，盡快融入到企業生產中成了專業人才培養的迫切問題。
二、以職業崗位能力培養為主線，通過深化校企合作完善工學結合、訂單培養的人才培養模式
深入研究保定及周邊地區對自動化人才的需求及應具有的職業崗位能力，以學生的職業能力和素質培養為核心，以增強學生的就業競爭力為目的，通過加強校企合作，以工學結合、項目導向為基礎，構建模擬企業工作真實情境，確立專業基本能力、專業專項能力、專業綜合能力逐次進階為特點的職業化的人才培養模式。
同時以校企“共建、共管、共享”的原則為基礎，將企業資源整合融入教學過程中。根據企業人力資源需求確定培養方案；根據企業技術服務要求，對接企業先進技術，更新教學內容；引入企業質量評估標準，完善現有的質量監督和教學管理體系；借鑒企業管理流程融入教學過程與學生管理；通過引入企業文化，幫助學生形成初步職業認識與定位。通過整合企業資源，利用現有的天威班、中興班、長城班等試點班級，進一步推動訂單培養、工學結合的人才培養模式建設。
三、構建適應保定經濟的高職自動化專業課程體系
以服務為宗旨，以就業為導向，依托新能源及能源裝備制造、汽車整車及零部件等行業，與天威集團、長城汽車等一批骨干企業合作，按照基于工作過程系統化思想，以校企共建專業為基礎，以崗位（群）需求和工作任務為依據，以促進學生職業化水平的提高為目標，構建基于工作過程系統化的課程體系，并在此基礎上推動“理實”一體化的優質核心課程的建設。
1.開展社會調研，確定典型工作任務
通過開展社會調研了解社會需要，分析人才需求，得到社會、行業對崗位的需求情況及職業能力要求，特別是分析重點企業的規模、性質，主要產品、設備情況，工作環境以及具體的工作崗位，來確定典型工作任務，見表1。
表1 電氣自動化技術專業基于工作崗位的典型工作任務
工作崗位 典型工作任務
電力線路設計測繪崗 1.電路分析與繪制；2.電子線路識圖與繪圖；3.電氣識圖與繪圖；4.印刷電路板的設計與制作；5.室內照明及動力電路配線；6.現場總線應用技術；7.軟件圖庫的熟練應用和元件庫的創建；8.電子電路安裝與調試
電氣系統設備安裝崗 1.電工工具及儀表使用；2.絕緣常規試驗及分析能力；3.組裝較復雜的試驗儀器和設備能力4.繪制測試接線圖；5.高壓電氣設備試驗方法能力；6.電子元件選擇與質檢；7.電氣元件選擇與質檢；8.常用低壓電器的拆卸與組裝；9. 基本繼電控制電路的配盤
自動化設備運行維護崗 1.電力變壓器運行維護；2.電機拆裝與故障檢測；3.典型電氣控制電路的安裝與調試；4.單片機系統的程序設計與接口電路；5.PLC程序設計與接口電路的連接；6.通用變頻器面板操作及I/O接線；7.通用變頻器的應用與維護；8.常用電機驅動器件使用與維護；9.傳感器的安裝與調試
自動化生產線運行維護崗 1.PLC系統組態設計；2.PLC電氣控制系統的運行維護與檢修；3.自動生產線動力電機的運行維護；4.自動生產線控制器的運行維護；5.自動生產線檢測部件的運行維護；6.單片機應用系統的維護與運行；7.單片機系統的組態設計
繼電保護崗 1.正確填寫繼電保護檢驗報告；2.常用繼電器的檢驗；3.互感器試驗要求及接線；4.繼電器-接觸器基本環節設計與調試；5.電力負荷參數確定；6.微機保護定值整定及現場調試；7.繼電保護系統的運行與維護；8.繼電保護系統的參數整定
企業供用電崗 1.變電站電氣設備巡視；2.直流系統操作和檢查、測量及維護；3.變電站自動裝置運行及維護；4.變電站工業監控系統使用
2.由典型工作任務構建相應行動領域
依據校企的深度合作，參照企業專家研討意見，在典型工作任務分析的基礎上，將這些工作任務進行歸類、整理，并進行學習性設計，參照職業成長的規律歸納形成12個行動領域。見表2。
3. 依據行動領域設計學習領域，構建課程平臺
對行動領域所對應的工作過程進行邏輯化轉換，并根據人才培養目標的需求構建相應的課程體系，特別是注重搭建可在相關專業群實現共享的基礎課程平臺以及專業課程平臺。見圖1。
4.校企合作，進行教學內容改革
通過進一步推廣校企合作，深化教學改革，將工作過程引入教學，學習領域表現形式由若干個學習情境構成，學習領域中的能力目標和學習內容在學習情境中得到體現。根據企業的工作過程，將學生的學習過程和企業的工作過程相對應，構建學生學習的六大步驟，包括資訊、決策、計劃、實施、檢查與評價，實現教學內容任務化、教學過程職業化、考核標準企業化。在此基礎上大力推廣教學做一體化、互動式的教學模式。如圖2所示。
四、健全完善的實訓體系是實現基于工作過程的專業課程體系的必要條件
高職電氣自動化技術專業要求培養企業生產一線具有實踐操作和分析能力的高級技術人才，學生畢業后可直接上崗操作，節省企業培訓時間。要達到上述培養目標必須在校內外建立完善的實訓基地，已達到技能訓練的要求。
1.電氣自動化專業校內實訓中心的建設
我院建有的電工電子實訓中心，可培養學生的專業基礎能力，為以后專業能力的強化奠定良好基礎。同時開展社會及企業人員電氣設備安裝、電子設備安裝等相關電氣技術工種的職業技能培訓和鑒定服務工作；自動化與電力技術實訓中心的建立，可培養學生的專業綜合應用能力，強化技能的實用性、生產性。同時開展社會及企業人員電氣設備安裝工、電子設備安裝工、配電設備安裝工、維修電工等相關電氣技術工種從中級工到技師的職業技能培訓和鑒定服務工作。也可面向社會承接部分供配電系統和調速設備的設計與模擬運行；PLC實際應用的模擬控制與編程調試及單片機系統的開發等實際生產性項目。還能面向企業開展自動化領域先進技術的推廣培訓和為教師科研服務提供平臺，使學院電氣自動化技術專業達到省內同類院校領先水平，提升區域內電氣自動化技術應用水平。
2.電氣自動化專業校外實訓基地的建設
校外實訓基地建設圍繞電氣自動化專業人才培養目標展開，與保定地區龍頭企業合作，在重點加強現有8個校外實習基地的軟件基礎上，再與保定天威英利、保定風帆集團、中航惠騰、三伊電子等部分企業合作，新建5個校外實訓基地，到2012年建設成配套銜接、適應專業人才培養、軟件完備的校外實訓基地。并聘請企業專家做實習指導教師，加強學生的頂崗實習鍛煉，提高學生的就業能力。
3.實驗實訓條件軟件建設
在注重實訓基地硬件設備建設的同時，重視實訓基地軟件建設。探索并制定適應工學結合、素質與技能并重的人才培養模式和新型課程體系的各種管理措施與辦法；加強對實訓設備進行再次開發，編寫實訓教材，充分挖掘設備潛能；制定技能標準，強化技能考核措施；改革實訓教學方法與手段，提高實訓質量；適應技術發展及企業行業崗位需求，開發新的職業資格培訓及鑒定項目，為提高人才培養質量發揮重要作用。
五、結束語
我院電氣自動化專業針對保定“南車北電”的區域特點，構建了以工作過程為導向，工學結合為途徑，創設以學生為主體的學習情境，強調課程體系的職業性和開放性，建立了理論教學、實踐教學、綜合素質教學相統一的課程體系。大力發展和建設本專業面向教學與生產技術的技術服務平臺，主動面向本地區，以本地區的產業群和職業崗位群為服務重點，充分發揮電氣自動化技術專業的品牌優勢，通過教育合作、技術技能培訓和應用技術研發功能，在促進教學、生產、培訓、研發一體化的同時，增強面向職業院校、企業的技術服務和區域對口支援功能。
參考文獻：
[1]宋建軍.高職教育與區域經濟的關系[J].教育與職業理論版,2009,(10).
[2]王艷君,白杰.電氣工程及其自動化專業應用型人才培養的改革與實踐[J].高等農業教育,2007,(8):70-73.
[3]劉巍.“工學交替”培養模式開創職業教育發展新天地[J].中國科教創新導刊,2007,(24):162.
關鍵詞：人才培養；教學改革；機械工程；專業建設
作者簡介：古瑩奎（1976-），男，河南南陽人，江西理工大學機電工程學院副院長，工程實訓中心主任，教授；何學文（1971-），男，江西贛州人，江西理工大學機電工程學院副院長，教授。（江西贛州341000）
基金項目：本文系江西省高等院校教學研究省級教改立項課題（課題編號：JXJG-10-6-1）、江西省教育科學“十一五”規劃課題（課題編號：09YB428）的研究成果。
中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）08-0038-02
機械工程及自動化專業是機械工程人才的孵化器，主要培養從事機械工程領域的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理、經營銷售等裝備制造業領域的高等工程科技人才。[1]針對當前機械類大學生普遍存在的實踐應用能力差、科技創新意識薄弱、知識結構單一等缺陷，機械工程及自動化專業應該運用全新的教學理念指導教學改革，明確建設思路與方案，優化專業結構，加大建設力度。[2]本文結合江西理工大學機械工程及自動化專業的建設探討本專業的結構優化與人才培養模式。
一、當前專業建設和人才培養存在的問題
當前，機械工程及自動化專業在建設方面存在一些問題，嚴重影響了機械類創新人才的培養和學科專業的進一步發展。主要表現在以下幾個方面：
（1）學生知識面狹窄，課程內容落后于時代，缺乏反映學科發展前沿的有關新學科、新技術和新思維的知識。不能激發學生思考新問題、探討新知識的創新欲望。
（2）教學方法呆板，過于重視考試和成績。缺乏啟發式、研究式的學習氛圍。高校必須高度重視培養學生的創新精神和創新能力。
（3）重理論、輕實踐，重計算推理、輕實驗論證，理論脫離實際，不利于培養學生發現問題和解決問題的能力。[3]缺少一種面向未來的精神，過于守成，缺乏創新。
（4）較淺的人文底蘊，大學教育習慣于按專業招生，分專業培養。在培養過程中過于強調專業，忽略了學生在人文、社會和科學方面的教育，不利于學生的多樣化和個性化發展，無法適應社會的快速發展。
（5）漸趨職業化。在強調理論聯系實際的同時，局部培養過于職業化。在學生培養過程中，應重視學生科學思維、科學方法、科學精神的培養，不僅要讓學生學會學習、學會工作，還要使學生學會探索、學會創造，避免將本科生培養成單一的技術工人。
（6）學分與學知識的矛盾。目前學校各專業普遍實施學分制，并且按照寬口徑、厚基礎的思想進行學分分配，盡管專業教學計劃的制定是本著較優的比例進行必修課和選修課的設置，但學生往往在選課過程中由于缺乏系統的指導，抑或是僅僅為了拿學分而盲目選課，造成很多主干專業課沒有選而學分已經達到要求的狀況出現，不利于學生專業素質的培養。
（7）具有工程背景的教師比例較低。由于教師缺乏工程實踐經歷，難以引導學生進行理論聯系實際能力和創新能力的培養。
二、專業建設與優化的途徑
鑒于以上種種不利因素的存在，江西理工大學機械工程及自動化專業在建設過程中不斷轉變教育觀念，進行結構優化，改革教學方法，主要采取以下措施。
1.明確專業建設的思路
作為省級重點學科、省級品牌專業和國家特色專業，江西理工大學機械工程及自動化專業在近期得到了長足發展。
明確提出其建設思路為立足江西，面向市場，面向礦山、冶金行業，把積極加強發展和培養“口徑寬、基礎厚、能力強、高素質”的機械設計與制造領域的應用型和復合型本科生作為主要培養目標，完善特色培養模式的教學計劃和教學大綱；加強師資隊伍建設，推動和深化教學改革，改革教學內容、課程體系、教學方法及手段，強調理論和實踐的緊密結合，積極探索高級應用型人才的培養規律；進一步加強校企合作，加強校外實習基地的建設，大力加強實驗實訓基地的建設和專業教材建設；推進科技服務水平和科研水平。
2.繼承與拓展已有教學科研成果
在繼承傳統礦山機械、冶金機械和設備管理專業已有教學和科研成果的前提下，緊跟當前礦山機械、冶金機械和工程機械的最新發展趨勢，將本專業向更廣更深層次拓展。使本專業成為涵蓋礦山機械、冶金機械和工程機械新產品研發、自動控制、設備工況監測與故障診斷、機電液氣一體化工程以及礦冶設備可靠性、維修性、安全性的極具行業特色的新型專業。
3.以服務地方、行業經濟為導向，制定復合型創新人才培養方案
作為江西省具有礦山、有色、冶金行業背景的機械專業，江西理工大學機械工程及自動化專業理應承擔起為地方和行業經濟發展服務的重任，找準人才培養與地方需求的最佳結合點，與地方形成互利共贏、互動發展的良好局面，為地方和行業經濟發展輸送更多的復合型創新機械類工程技術人才。根據地方和行業（礦業工程、有色冶金、鋼鐵冶金）對機械類人才的需求，確立“以能力培養為主線，寬口徑、厚基礎、強能力、高素質、重特色”的人才培養模式，使學生在結合礦業工程和有色、冶金工程的生產過程中，學習專業機械設計與制造的技術基礎理論和專業知識。
4.以有色、冶金行業的典型工藝和設備優化專業課程體系
創新能力來源于寬厚的基礎知識和良好的素質。通過校企聯合創建人才培養模式，按照用人單位的“零適應期”要求，共同對專業課程體系進行規劃，形成能夠滿足不同用人要求的專業課程體系，增設專業必修課模塊，使每個特色專業方向設有3～5門的特色專業課程。把課程建設作為重點，制定課程建設規劃、教學改革方案，全面應用現代教育技術。以精品課程、優質課程、特色課程和雙語課程建設為主線，加大投入力度，全面推進課程建設。
5.轉變教育觀念，大力培養創新型教師
建設開放型、多元化師資隊伍，以專業特色和行業背景為要求，制定本專業師資隊伍建設規劃和青年教師培養計劃；同時，采用靈活的用人機制，聘用校外的專家、高級技術人員乃至學術團隊作為企方教師，共同參與特色專業的教學工作。
6.建立漸進式、長效性的實踐與就業保障體系
積極開展以有色冶金機械、礦業工程機械、鋼鐵冶金機械為背景的實踐教學改革與研究，進一步加強校企合作和校外實習與就業基地建設，并共同規劃實踐教學的目標、任務以及實施辦法，以實習促就業，以就業帶動新的實習基地建設，實現專業培養目標與企業用人需求接軌。完善實踐教學體系，使實踐教學圍繞特色專業課程，從專業技術基礎課程的實驗、實習貫穿到專業課程的實訓、課程設計、畢業設計等環節。加強畢業設計環節的管理。實施畢業設計與科研課題和現場課題相結合的方式，使畢業設計面向生產一線，面向工程實際。在校企雙方教師共同參與指導下，實現畢業設計現場化、工程化，進一步增強學生的工程實踐背景。
7.建立和完善專業反饋機制和自行考核評估機制
經常校正專業建設的正確性。建立反饋機制，定期對生源、就業、社會影響進行評估和調查，及時了解市場、社會動態、時代需求，做到及時進行教學計劃和課程體系改革，保證教學和學生培養質量。將校內教學督導制、助教制由校內延伸到企方，由校企雙方共同對專業理論教學和實踐教學環節進行監督，使專業教學質量的監督與評估更具有實效性。通過對專業教學、科研網絡平臺的建設，加強學校與合作企業的聯系和溝通，使校、企在教學資源、科研資源等方面具有實時性、共享性和開放性。
8.改革教學內容和教學手段
著力改革課堂教學手段，加強教師與學生間的互動，要營造民主、寬松的學術氛圍，激發學生獨立思考；對學生的評價要以促進和激勵學生創新能力的發展為主導。合理使用多媒體，加強多媒體教學手段的研究，提高多媒體課件的制作質量，使傳統教學手段與多媒體教學形成互補，出臺課前、課中與課后保證教學質量的有關規定。進一步重視教育資源的開發利用。對本專業各門課程的教學內容進行優化組合，避免重復講授，提高授課和學習效果，并對實驗條件和實驗內容、實驗手段進行系統的改造，通過優化組合、改造、整合和更新實驗，使之成為綜合性、設計性、開發性和開放性的實驗；為本專業學生在實驗、課程設計、畢業設計中進行專業技能、實際動手能力、計算機應用能力和創新能力的培養創造條件。加強網絡化教學、科研信息平臺的建設。設置自學型課程、討論型課程、工程設計型課程、創業訓練課程等，使課堂教學形式由單一的傳授知識向互動交流、研究型、開發型教學形式轉變。
9.加強教學管理
全面貫徹實施學校教學質量建設體系、專業建設實施方案、學科建設規劃、課程建設實施方案、實驗教學改革實施方案；進一步加強教學督導制、助教制，形成本學科的教學特色。把發揮教師主導作用與發揮學生主體作用結合起來，促進學生主動參與教學過程，充分調動其學習的積極性和主動性，全面提高課堂教學效果。
10.加強學生思想與學業的引導
為學生配備學業導師和思想導師，對學生的思想問題進行疏通，學業問題進行引導。在學生選課、科技創作、課外活動等方面進行充分的引導，避免出現學分與知識的矛盾。鼓勵學生主動開闊視野，加強人文、社會和科學方面的教育。加強校園文化建設，精心設計、著力構建適合大學生成才的校園文化環境和學術氛圍。
三、結束語
機械工程及自動化專業在建設過程中，始終堅持以培養礦業工程、有色冶金、鋼鐵冶金機械類高級技術人才為目標，以加強教學能力建設為重點，以改革人才培養模式為核心，將本專業建設成為辦學理念先進、教學條件優越、理論與實踐結合緊密，在有色、冶金行業及江西地區起到引領輻射作用的示范性機械類專業。目前，江西理工大學機械工程及自動化專業已包含工程機械、機械電子、機械制造及其自動化、模具設計與制造和冶金機械五個本科專業方向，在機械設計及理論、機械電子工程、機械制造及其自動化、車輛工程四個碩士點招收研究生，已建設成為江西省“十一五”重點學科，江西省品牌專業，并獲批為國家第三批高等學校特色專業和江西省“十二五”重點學科。
參考文獻：
[1]古瑩奎,劉娟娟,黃開啟.機械工程專業實踐教學模式探索與實踐[J].當代教育論壇,2009,(2).
摘要：本文結合專業認證的需求，探討為培養學生的創新能力和實踐動手能力而開展的實踐教學課程――《機械綜合實踐項目》課程，分別從課程教學設計、課程組織實施以及課程實施情況等幾個方面進行論述，以期達到培養學生解決復雜工程問題的能力。
關鍵詞：綜合實驗項目；課程教學設計；課程組織實施
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）18-0151-03
根據工程教育認證標準，機械設計制造及其自動化專業的學生應該具備解決“復雜工程問題”的能力，標準中所提到的“復雜工程問題”必須具備下述特征（1），同時具備下述特征（2）―（7）的部分或全部：
（1）必須運用深入的工程原理，經過分析才可能得到解決。
（2）涉及多方面的技術、工程和其他因素，并可能相互有一定沖突。
（3）需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現出創造性。
（4）不是僅靠常用方法就可以完全解決的。
（5）問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業工程實踐的標準和規范中。
（6）問題相關各方利益不完全一致。
（7）具有較高的綜合性，包含多個相互關聯的子問題。
為了更好地培養學生解決復雜工程問題的能力，我校在原有實踐課程的基礎上又開設了《機械綜合實踐項目》課程。
一、《機械綜合實踐項目》課程的性質
《機械綜合實踐項目》是我校機械設計制造及其自動化專業全部學生必修的實習實踐類課程，是培養學生解決復雜工程問題能力的綜合性實踐能力提升課程，采用“方案設計+技術設計+實物制作”的實踐教學內容，以能力提升為主線，將基礎課程內容與設計任務相結合，重在培養學生靈活運用理論知識解決實際問題的能力，培養大學生機械創新設計能力、制造工藝能力、實際動手操作能力、工程管理能力和團隊合作能力。
設計題目結合機械創新設計大賽和大學生綜合能力競賽的主題，設計問題涉及機、電、控制、計算機等技術領域以及經濟、社會多個層面，整個項目周期分為三個階段，第一階段為系統方案設計階段，安排在第五學期，第一階段結束后要求每組學生提交方案設計報告一份，并進行集中答辯；第二階段為技術設計階段，安排在第六學期，這一階段結束后要求提交系統裝配圖或主要零件的二維工程圖及設計計算說明書一份；第三階段為實物制作階段，安排在第七學期，要求完成實物制作，進行實物展示，并完成教師或學生對實物的問辯，最后提交書面總結報告一份。項目以團隊形式開展，每組成員為3―6人，指導老師由一組教師和工訓中心老師組成。
為加強培養學生解決“復雜工程問題”的能力，本專業編寫了“機械綜合實踐項目”教學大綱，進行了針對性的教學設計、組織實施和達成情況評價。
二、課程教學設計
期望通過《機械綜合實踐項目》課程的理論教學和實踐訓練，使學生具備教學目標期望的幾方面能力。
1.學生初步具有擬定機械傳動系統方案的能力，掌握并使用各種技術、技能和現代化工程工具的能力，培養學生機械系統方案創新設計的思維方式和方法，及自主學習的能力，為解決復雜工程問題提供技術支持和指導。
2.使學生掌握機械系統運動、動力分析和設計的基本理論和基本方法，能夠針對機械系統的運動、動力分析和設計問題建立數學模型，并對模型正確性進行嚴謹推理，給出解答。
3.具有文獻檢索、分析歸納的能力以及撰寫分析報告的能力。
4.培養學生理論聯系實際的設計思想，能正確計算零件的工作能力，并確定其尺寸、形狀、結構及材料，考慮制造工藝、使用、維護、經濟和安全等問題，完成具體結構設計。
5.掌握三維模型到工程圖生成和模型數據交換，會應用CAD/CAM軟件完成三維零件到二維圖的轉換和輸出，能完成簡單零件的加工，培養學生的動手能力。
6.培養學生的責任感和職業道德，并使學生具備一定的組織管理能力、較強的表達能力和人際交往能力，以及在團隊中發揮作用的能力，初步具備交流、爭與合作能力。
以上述教學目標為基礎，分析相應教學環節具體體現復雜工程問題的對應特征點及對畢業要求的支撐情況，對其教學過程進行設計（如圖1所示）。
三、課程組織實施
1.系統方案設計。通過指導老師的輔導和相關文獻的檢索，學生以實現項目的功能要求為目標，以機械總體設計為出發點，采用系統分析的方法，擬定機械系統傳動方案，完成各執行機構的創新設計。要求每組學生提出3種系統傳動方案，從功能、技術、經濟、環保等方面進行分析和比較，決策出最優方案，繪制出機構運動簡圖或者三維模型原理圖，并對主執行機構進行尺度綜合和運動分析。
2.技術設計。在教師的指導下，學生根據系統傳動方案的功能參數要求，如傳遞的功率、速度、負載等，應用相關基礎知識，提出傳動方案，確定總傳動比、分配各級傳動比和電機型號，進行關鍵零部件的結構設計和工作能力計算，并考慮零件的結構工藝性和安裝的合理性及安全性，對裝置總體進行設計，最后對傳動系統建立三維模型，并完成主要零件的二維工程圖繪制。
3.實物制作。針對具體的方案進行工藝過程設計，進行優選方案后的成本分析及工程管理技能等的提高訓練，對特定主題的實物加工制造并裝配調試。
四、課程達成評價
本課程分三個階段進行，最終考核的成績分布比例是第一階段“系統方案設計”占40%，第二階段“技術設計”占30%，第三階段“實物制作”占30%。在每階段結束時，根據相應的考評環節評價該課程對畢業要求的達成情況。
系統方案設計階段的考評環節有團隊協作、系統方案、設計報告及答辯。
技術設計階段的考評環節有團隊協作、建模圖紙及設計計算說明書。
實物制作階段的考評環節有團隊協作、實物作品及結題報告。
團隊協作考核俗際恰澳芄磺閭他人意見，勝任團隊中的角色，并完成相應的職責?！?/p>
設計報告考核內容有“總體方案的分析、比較，并給出最優方案；對執行機構進行尺度綜合、運動分析。”
答辯環節要求“與同學、老師進行有效溝通和交流，表達清晰，有理有據回答相關提問?！?/p>
建模繪圖要求“完成技術設計，并繪制圖紙或三維建模。”
實物制作要求“制作實物并展示”。
結題報告要求寫出結題報告及心得體會。
在最后達成評價時針對每一評分環節給出相應的評分標準（評分標準略）。
五、課程實施情況
我校機械設計制造及其自動化專業從2013級開始開設《機械綜合實踐項目》課程，給定的題目是以當年創新大賽和綜合能力競賽的主題（或學生自定的題目）為主要研究對象，要求從機器功能要求出發，擬定機械系統傳動方案，完成各執行機構的結構設計和運動分析，在學期結束后，每組提交方案設計報告一份，并進行集中答辯。
從團隊協作、系統方案、提交的方案設計報告及答辯表現等方面評價《機械綜合實踐項目》第一階段課程教學目標的達成情況。從評價結果來看，大部分同學能夠在團隊中分擔任務，并承擔相應的責任；從系統方案設計和提交的設計報告來看，學生具有擬定機械系統方案的能力，能夠針對機械系統的設計問題建立合理的數學模型，并能把自己的設計思想進行較完善的文字描述；從評價結果反映出同學們的答辯表現不佳（目標值是5分，但評價值只有3.87分），問題主要表現在兩個方面，一方面是答辯PPT制作沒有經驗，背景混亂，主次不明顯；另一方面是有些學生公開發言沒有信心，不能有條不紊地講述出自己的設計思想，也不能準確回答答辯老師提出的問題，導致答辯成績不理想，這是后續教學環節需要加強改進的地方。
參考文獻：
[1]中國工程教育專業認證協會.工程教育認證一點通[M].北京：教育科學出版社，北京，2015.
[2]中國工程教育專業認證協會秘書處.工程教育認證工作指南[Z].2015-3.
收稿日期：2016-11-30
［關鍵詞］機電傳動控制課程教學教學體系教學方法
［作者簡介］張志義（1966- ），男，吉林梅河口人，北華大學，教授，博士，研究方向為機械電子。（吉林吉林132021）
［中圖分類號］G642.3［文獻標識碼］A［文章編號］1004-3985（2014）14-0135-01
受科學技術發展、社會改革的壓力，高等教育亟須研究大學生專業知識結構與就業市場的匹配度問題?；诖搜芯空咛岢隽税凑铡凹夹g+特色+創新”設置專業方向課程，從強調對學生綜合能力的培養、密切聯系產業出發，研究基于典型設備的“機電傳動控制”課程教學內容體系和教學方法。
一、機電專業課程概述
機械設計及其自動化專業課程都與工程實際緊密相連，其特點是都可以以某一典型產品為主線，介紹課程的基本概念、原理、元件的結構功能、系統應用及典型產品。教師可以根據課程的具體要求選擇一個或幾個典型機電產品作為主線介紹課程內容，并結合工程實際講解本課程理論在典型產品中的應用情況。下面以“機電傳動控制”課程的教學與實踐為例，介紹以典型產品為主線的教學體系與教學過程。
二、“機電傳動控制”課程教學體系
作為機械設計及其自動化專業的主要課程之一的“機電傳動控制”是一門應用性和專業性極強的課程。如何在一門課程中使學生了解機械設備所涉及的大部分控制內容，是我們要詳細討論的問題。“機電傳動控制”教材主要以原《工廠電氣控制》為藍本，以普通機床控制為對象介紹繼電―電接觸器控制、PLC控制、電機原理等內容。為使該課程能適應科學技術的發展和課程體系的完善要求，選擇數控機床作為教學對象，結合數控機床所涉及的控制知識，在教學大綱中新編入伺服電機原理、變頻器原理和數控機床控制技術，力圖以系統的觀點和統一的框架講授機電傳動控制課程，并以數控機床為對象揭示各種控制技術的內在聯系和統一關系。該教學內容體系旨在教學內容和方法與產業發展同步，以培養適應產業發展的合格的工程人才為目標。
課程內容優化是高等教育課程改革的重要內容，關系到高校的教育教學質量和人才培養質量。工程技術專業需要融合各專業技術知識，使各個階段所學習內容連貫統一。因此，在實施方面需要對機電傳動控制課程內容進行合理的組織，內容涵蓋在機電控制領域工作所必須掌握的各相關學科基礎知識。根據教學大綱中培養目的及課程需求，安排合適的學習單元。各個學習單元要以真實工作任務及典型的工作過程為依據，開發能力主題學習單元，考慮各能力單元之間的邏輯、遞進關系，對主題學習單元進行序化并實施，最終達到課程的教學目標。
三、作為典型機電產品的數控機床課程內容及過程
目前許多機電傳動控制課以介紹繼電器、PLC控制為主，經過多年工程設計應用實踐活動，必須以機械行業經常用到的數控機床的控制技術為研究對象，來增強學生的學習興趣和實用性，切實培養學生的實踐能力。
1.數控機床知識結構分析。數控機床是一個典型的機電產品，主要包括機床結構、機床控制兩大部分，其中機床結構的相關內容在本專業的前期和后期課程中講解。以前對于該專業學生開設了機電傳動控制、傳感器技術、機電接口技術，但沒有介紹伺服驅動控制技術、變頻器技術、數控控制技術，應將伺服驅動控制技術、變頻器技術、數控控制技術編入機電傳動控制教材中，使得機電傳動控制教材內容更加完善、合理和統一。
2.分解數控機床控制技術內容。將數控機床控制系統分解為四大模塊，數控機床的常規控制內容融入繼電接觸器和PLC控制章節內容中，數控機床的坐標軸控制融入伺服驅動控制章節內容中，數控機床的NCK組態等融入數控控制技術章節中，數控機床模擬主軸控制融入變頻器控制章節中（見下圖）。在講授課程內容時，先講授理論內容，再以數控機床的相關控制部分作為實例進行講解，并在課程結束前做系統的介紹。
四、“機電傳動控制”課程的教學方法和手段
1.將原有知識整合進新課程。機電傳動控制課程講授前已經講授了機械、電子、液壓等方面的基礎課程，這些課程內容相對獨立，但都與機電傳動課程有著密切相關的聯系，這就要求教師在講授該課程時能將各課程相關內容聯系起來，將所學知識前后貫穿，融于一個教學內容之中。
2.以模塊方式講解相關電氣元件。機電傳動課程是為機械類專業開設的一門電氣控制類課程，在講授時應將電氣元件看成為黑匣子，只講授電氣元件的輸入、輸出及工作原理，使學生知道如何設計、使用該元件，為培養系統集成工程師做充分的準備。教學采用實物講解、師生互動討論、實例分析、啟發教育等多種方式傳授工程理念，培養學生成為機械設備自動化生產過程的維護或設計應用型人才。講授內容理論聯系實際，以典型實際機電工程項目設計開發為導向，使學生把專業知識與真實的產品研發實踐結合起來。
3.課后教學延伸。在講授機電傳動課程內容時，課上如遇到相關的技術知識就及時給同學布置課外查詢作業，并在下次課上用十分鐘時間與同學交流，并將同學的講述情況記入平時成績。如講授電機啟動停止控制電路時，就將與電機有關的電機系列、電機功率、電機電流估算、所用電纜等內容布置給同學作為課外作業。通過查閱大量與機電傳動控制工程相關資料，學生在工程技術的應用上得以訓練并能感受真實的工程環境。
4.課內外實驗與仿真。將實際的工程環境引入教學環境，采用多媒體、實物、錄像來展示其原理技術，并對新技術補充；教師在課堂上通過工業案例的講解仿真，對所學的全部知識進行匯總和整理，不斷強化核心知識的應用和掌握，學生可在課后根據作業情況進行PLC的程序編制與仿真，同時注重周邊相關科學技術知識的學習和積累。
總之，提出了“少教多學”“少說多練”“工業案例”“項目導入”的教學方法和策略，營造實際的工程環境，在潛移默化中增進學生的智慧、自信與分析能力，充分利用教學資源，優化教學效果。通過機電傳動控制課程的教學建設與改革，在課程的教學大綱、教材、課件、教案、習題庫等方面時時更新，形成了一套成熟的質量保證體系，有效地促進了教育思想觀念的轉變，有利于進一步形成和深化學生的工程意識，為培養合格的人才打下良好的基礎。如何提升在校該專業畢業生在工作中的適應性，要進一步研究課程教學規劃，讓學生用有限的時間學習理論知識和實踐技能，以更好地適應就業市場的需求。
［參考文獻］
［1］陳新民.應用型本科的課程改革：培養目標、課程體系與教學方法［J］.中國大學教育，2011（7）.
［2］王剛.工科教育模式的改革和實踐［J］.高等工程教育研究，2011（1）.
關鍵詞：卓越計劃；伺服控制；綜合實訓
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）44-0058-02
一、前言
“卓越工程師教育培養計劃”是借鑒世界先進國家高等工程教育的成功經驗，創建具有中國特色工程教育模式的一項重要舉措。
杭州電子科技大學機械工程學院于2010年獲批建立浙江省“機電工程綜合實驗教學示范中心”。中心制定了與知名企業合作實施“卓越工程師教育培養計劃”的人才培養方向。通過“知識-能力-素質”一體化培養的課程體系，以學生的理論知識、個人素質與發展能力、團隊協作能力、在企業與社會環境下的工程綜合能力為培養目標，系統地培養學生掌握機械設計、機械制造、電子技術、自動化技術及計算機技術的基本理論及專業知識，開展工程技能訓練和項目綜合訓練，培養學生對科學知識的綜合運用能力和創造思維能力，進行機械產品和系機械設計制造及其自動化專業統設計、制造及設備控制、生產組織管理的工程實踐能力，以及較強的溝通能力和協調能力，為社會培養出具有現代工程師的知識、能力和素質，具有可持續發展潛力的新世紀卓越工程師后備人才。
本示范中心致力于培養卓越工程師后備人才，培養目標是：通過中心已有的或正在開發的實驗教學項目和設備，使學生具備以下的知識、能力與素質。
1.系統地掌握數學、工程科學技術等基礎知識以及機械設計、機械制造、自動化技術等專業知識；
2.具備扎實的專業技能、創新能力、社會意識、團隊合作精神、專業精神以及企業家的敏銳性；
3.能夠在越來越依賴于復雜技術系統的環境中保持高效、創新和卓越工程師所必需的素質。
二、面向“卓越計劃”的實驗教學體系
示范中心結合合作企業的需求對以往的實驗教學體系進行了大量的改革，從教學計劃、教學目標，到教學設備、教學手段都做了針對“卓越計劃”的調整與更新。
中心在改革中，研究如何正確處理實驗教學過程中各種因素的相互影響和制約的關系，將傳統的“教學實驗”理念轉變為“實驗教學”理念。堅持全過程實踐能力培養模式，即通過基礎課實驗、專業課實驗到專業實踐性教學環節的循序漸進，課內課外相結合，形成包括認知型、基礎型、驗證性、綜合設計型、研究型和開放創新型等實驗在內的實驗教學系列。圖1給出中心的實驗教學平臺的系統框圖。
圖1 實驗教學平臺系統框圖
從圖1看出，本示范中心將實驗教學平臺分為多個層次：第一層次為基礎實驗；第二層次為綜合性實驗；第三層次為創新實踐。在培養學生實踐能力方面，強調“以基本實驗技能為基礎，以獨立設計能力為中心，以研究創新能力為目標”，循序漸進、促進實驗教學水平的提高。
三、伺服控制實驗教學課程改革與實施
下面以合作企業急需的伺服控制技術人才實驗教學模式改革為例，闡述中心的實驗體系改革。
目前示范中心面向全校的理工科學生開設了多種涉及伺服控制理論的專業課程，如：機電一體化、機電傳動與控制、機器人技術等。但是，在實際的實驗教學過程中，并沒有完全符合伺服教學需要的專用實驗設備以及相應的教學理論模式，因而也無法讓學生得到專業化的技能培訓和理論培育。
上述課程原有6學時的伺服控制類課內實驗，實驗設備是一套自制的繼電接觸式伺服控制實驗箱，以單片機來控制直流伺服電機，功能簡單，可操行不強，與“卓越計劃”合作企業的需求相差甚遠。因此，示范中心新增了16學時的“伺服控制綜合實訓”課程，由專職實驗教師與企業指導教師共同授課。制定了全新的課程教學計劃、實驗項目，編寫了實驗指導書。設計了綜合實訓考核方式，豐富了教學手段，如圖2所示。
圖2 實驗教學考核體系
然而，本示范中心建設前的大多數實驗設備依舊是常規的理論課配套設備，其實驗模式和培養手段還是以讓學生通過實驗了解理論知識（概念、公式等）為主要目標，是為了學習理論常識而開發的實驗設備，無法讓學生通過實驗真正接觸到工程項目中實際需要的理論知識，自然也無法培養卓越工程師的工程實踐經驗和動手能力。
為支持“伺服控制綜合實訓”實驗課程的順利開展，示范中心組織實驗教師自行開發、研制了一套實用性強、技能培訓作用突出的伺服控制實驗教學平臺，據此深入研究伺服控制的教學模式，做到切實符合“卓越計劃”專業技術人才實驗教學需要。
示范中心教師開發、設計的伺服控制教學平臺融合“卓越工程師”的理念，采用實際的工業控制伺服設備，如三菱MR-J3-40A伺服放大器、三菱HF-KP43伺服電機、西門子S7-224XP PLC、西門子SMART1000觸摸屏等，伺服電機通過渦輪蝸桿減速驅動一個時鐘指針式定位機構，控制器產生所需的伺服信號并驅動伺服電機運轉。該實驗系統硬件結構如圖3所示。
圖3 伺服控制實驗教學裝置結構框圖
實驗系統采用模塊化的設計方法，設置成開放式的接口模式，讓學生自行動手組建伺服控制平臺，并自由開發多種控制模式，在做中學，從而提高學生的專業技能水平。
該實驗系統注重學生的實際動手能力的培養，全部電氣連接都采用了易于插拔的接插件形式，根據不同實驗內容，讓學生自行進行電氣硬件部分的連接，經教師檢查無誤后再開始實驗；如果遇到硬件問題，可以實時地指導學生改正錯誤，加深其實際工程認識，更加深入地領會伺服控制硬件系統的結構。該實驗系統具有開放式軟件編程界面，在西門子觸摸屏上面設計了如圖4所示的上位機界面。
圖4 伺服控制實驗教學上位機界面
伺服控制實驗程序在計算機中編寫，通過通信接口與伺服系統相連接。學生在上位機界面中設定參數后，可以實時運行系統并觀察指針式定位機構的運行位置，從而直觀地檢測到學生伺服控制系統的精度
四、結論
綜上所述，本文提出了關于在本科實驗教學示范中心開展“卓越計劃”的改革思路和措施。針對實驗教學的模式進行改革，建立面向“卓越計劃”的實驗教學體系。
實踐證明，在“機電工程綜合示范中心”實施“卓越工程師教育培養計劃”，對提升我校機械工程人才培養質量，促進我校工程教育，培養符合浙江省傳統產業轉型升級和船舶及港口新興產業發展需求的卓越機械工程師預備人才具有重要的現實意義。
參考文獻：
[1]龔仲華.交流伺服驅動從原理到完全應用[M].北京：人民郵電出版社，2010.
[2]張曉杰，等.基于觸摸屏PLC及伺服驅動器的伺服系統[J].微特電機，2010，（3）：53-54.
[3]鄭勵.用PLC完成對伺服軸的運動控制[J].橡塑技術與裝備，2007，33（10）：52-54.
[4]陳國金.工科類大學生創新教學實踐[J].實驗室研究與探索，2010，（3）.
[5]紀華剛，等.卓越計劃校企聯合機制的研究與實踐[J].長春工業大學學報（高教研究版），2011，（9）.
大學物理課程體系要服從和服務于國家人才培養戰略和專業人才培養目標，實現物理實驗在培養理工科學生實踐能力的基礎性和服務于專業培養目標的服務，在構建物理實驗課程體系時堅持了以下原則：
1.1廣泛性和基礎性原則
廣泛性是指實驗教學內容要具有理論知識和實驗技能等方面廣泛性，要涵蓋物理學的力、熱、電、光、原的各個部分。這樣的安排是考慮到一般工程應用型人才要求的實踐能力往往是復合型的、多方面的；基礎性是指學生的物理實驗內容應包含一定的基礎性和驗證性實驗。這些基礎性和驗證性實驗，一方面是培養基本實驗技能、基本實驗方法的經典實驗，另一方面也有助于實驗基礎相對薄弱（尤其是文轉理）的學生不掉隊，再者扎實的實驗基礎有助于學生完成更高層次的實驗。因此在構建物理實驗課程體系時，所有專業的實驗內容均包含一定數量的基礎性實驗。
1.2綜合實驗能力培養優先原則
應用型人才要面向生產、建設、管理和服務第一線，成為生產、管理等方面的工程師，其理論知識要達到普通本科的基本要求，但實踐能力要超出以研究型教育為主的本科生水平，他們應具有較強的將理論知識應用于生產實踐的能力、維持正常生產運行、技術革新和改造的本領。這樣的人才培養目標，需要學生要有較強的綜合實踐能力，而綜合實踐能力培養主要通過實驗課程中的綜合層次的實驗內容來展開，因此大多數專業的實驗課程中都包含了如傳感器、計算機等新技術的實驗項目的綜合實驗和學生自行開展的具有工程設計思想的研究性實驗，這些實驗項目是實驗課程體系的重點。
1.3突出服務于地方產業發展要求的服務性和差異性原則
物理實驗課程體系在兼顧基礎性和技能訓練優先原則的同時，突出課程服務于地方產業發展要求的服務性和差異性的功能。實驗課程準確與專業課程對接，使學生感覺實驗課實用有效；緊緊圍繞地方經濟發展和產業規劃，課程體系中安排的實驗項目要與地方經濟發展和產業規劃高度契合。在構建物理實驗課程體系時，充分考慮地方不同產業發展對專業的差異化要求，制訂不同專業相應的實驗課程內容，學生易對實驗內容有親切和認同感，容易產生濃厚的學習興趣和形成工程設計思想，更好地促進學用接軌和大學生就業。我校所在地區，工程機械是地方第一支柱產業，機械工程生產企業遍布于市、縣工業園。工程機械設備的生產、檢測和控制都涉及到傳感器技術，為適應這一要求，在構建機電工程、工業設備及其自動化等專業的物理實驗課程內容體系時，盡可能多地安排了包含各種傳感器，如位移傳感器、溫度傳感器和光電傳感器等實驗項目；食品工業作為地方經濟發展的另一支柱產業，在構建食品工程、食品質量與安全等專業的實驗課程內容體系時，盡可能多地安排光譜分析方面的實驗項目。這種圍繞地方經濟發展和產業規劃構建物理實驗課程體系的做法，助推了學生專業思想的形成和專業知識的掌握，在2013年全國新建本科教育工作會議上交流時受到與會專家的廣泛贊譽。
2物理實驗課程體系的“模塊化、分層次”結構
2.1“模塊+層次”的物理實驗課程體系
按專業構建相應的實驗課程模塊，如：機械電子工程專業大學物理實驗模塊，全部模塊組成了課程體系；根據各專業特點和地方性應用人才培養目標，在每一模塊內建立基礎、綜合和研究創新三個層次的實驗教學內容。這種“模塊+層次”的物理實驗課程體系較好地滿足了不同專業培養目標和循序漸進開展實驗教學的需要。機械電子工程專業大學物理實驗模塊等組成的物理實驗課程體系。
2.2基礎層次實驗
大學物理實驗在培養各專業應用型人才方面具有功能上的寬口徑和延伸性特點，讓每一位學生都能學會和掌握從事物理實驗和各類專業實驗所必需的基本理論、方法、技能，如數據處理常用的誤差分析；常用的放大法、比較法、模擬法和光電轉換法等實驗方法。在課程體系各模塊中，實驗項目總數中近半數為基礎層次實驗項目，如示波器和信號發生器的使用、靜電場描繪、金屬線脹系數測定等，這些實驗項目的開設，在于訓練、培養學生基本儀器使用、實驗方法選擇和實驗儀器調整等基本實驗技能，而這些基本實驗技能是學生完成綜合層次和研究、創新層次實驗以及專業課程實驗所必需的，同時也為學生進行實驗設計和創新提供實驗方法等方面的支持和準備。
2.3綜合層次實驗
這一層次實驗是為滿足不同專業學生的需要和地方性應用型人才培養的差異化要求而開設的。實驗項目緊跟時代科技發展，集中體現傳感器和計算機等信息技術的應用，同時與地方經濟發展和產業規劃密切相關的實驗測量方法、手段相適應，是實驗課程體系的重要組成部分，是構建實驗課程體系的難點。實驗項目的選擇需要全面了解學生所學專業的人才培養方案和用人單位的需求，達到或基本達到專業實驗和生產一線正在使用的測量儀器和控制設備，在學生進行物理實驗時用到過。如機械設計及其自動化專業需要數字PID控制、溫度控制和二階電路的階躍響應等相關實驗知識，為實現物理實驗與專業課程的有效對接，在該專業的物理實驗課程中安排了RLC暫態過程研究、PID控制下的PTC居里點測試等實驗項目；機電工程專業需要光電檢測方面的實際訓練，通過我校實施的“實踐教學平臺共建工程”的“共建三基地”（學校建成企業的員工培訓基地、技術開發基地和人才供給基地，將企業建成學校的實習實訓基地、、研究基地和就業基地）添置了適用于精密工程機械數控技術的“光柵傳感器和CCD測量應用實驗”項目?？梢灶A見：隨著與地方經濟發展和產業規劃密切深度融合，更多富含新技術的一系列實驗項目將被引進到大學物理實驗中來。
2.4研究、創新層次實驗
這一層次的實驗是為培養學生工程設計能力而安排的，學生可在實驗中心開放實驗項目目錄選擇、也可自擬實驗項目，經過查閱資料、選擇實驗方法、與指導老師商討論證研究方案等環節，通過設計、制作和測試等步驟開展研究工作，最后以答辯的形式報告實驗結果。這樣的研究過程是對學生實驗綜合能力的一次大檢閱、也是評定學生實驗成績的重要依據。
3以豐富的課程資源和科學的課程評價體系保障課程體系實施
3.1教材是實施課程體系的重要抓手
修編適合學校辦學特色的物理實驗校本教材[7]，修編過程中增設工程應用類實驗項目、突出傳感器和計算機技術的綜合應用。
3.2豐富實驗課程網絡資源，助推課程體系實施
目前學生的實驗基礎參差不齊，利用實驗中心網絡搭建起學生自主學習的實驗平臺，克服了學生重復和模仿老師操作的現象，實驗技能提高明顯。
3.3全面開放實驗室，營造學生開展實驗學習和研究的環境
學生可在網上自行預約實驗室、實驗時間和選擇指導教師，自主開展實驗研究，拓寬了實驗的時間和實驗形式。
3.4建立有利于應用型人才培養的課程評價機制
建立有利于激發學生實驗積極性的課程評價機制，對學生的課堂實驗、創新實驗和實驗競賽各項成績綜合評價，激發了學生參與實驗學習的積極性，有效促進了物理實驗教學質量的提高。
4結語
【關鍵詞】農機化；CAD；教學內容；教學方法
CAD技術作為杰出的工程技術成就，已廣泛地應用于工程設計的各個領域，并產生了巨大的經濟效益。與傳統繪圖方法相比，CAD具備速度快、效率高、精度好、使用方便等優點，這讓它漸漸替代了傳統的手工畫圖方式，現在幾乎所有企業都使用CAD進行設計，越來越多的企業需要一線的技術人員能熟練掌握CAD技術。因此，國內大多數高等院校都相繼開設了二維和三維CAD教學課程[1]。
農業機械化及其自動化專業作為我校機電工程學院的重點專業，其二維和三維CAD課程陸續開出。在應用型人才培養模式下，如何進行有效的CAD教學，以提高學生的工程實踐能力，是CAD教學中必須面對的問題。本文研究了農業機械化及其自動化專業的CAD課程的教學內容和教學方法存在的問題，并提出了教學內容和教學方法的改革。
一、CAD教學現狀
（1）三維設計僅限于建模。生產實踐中，二維CAD主要完成繪圖功能，而三維CAD軟件中具有相當多的模塊和功能，三維CAD圖不僅僅是圖形功能，還可以進行運動仿真和運動分析，進行干涉檢查，進行公差設計以及CAE分析，分析工程構件的受力和變形。除此之外，制造時，其三維零件圖還要用來編程加工，而編程加工時，需要根據加工要求選擇圖形要素，而幾何要素選取的方便與否與畫圖方式有關，在三維軟件中，同一個型體，同時選中， 不能隨意分割，因此在繪圖時，必須考慮加工工藝。因此， CAD教學中的教學內容不是孤立的[1]。
（2）綜合實例選擇偏離具體專業，與專業聯系不密切。在教學實例的選擇上，主講教師通常會選擇一些常見物品作為載體，載體間無相互聯系?；蛘哌x用教材的通用例子作為教學載體，學生在校期間所學基礎知識十分扎實，但到具體工作崗位后解決實際問題的能力較差，其原因是教學中引用的工程實例較少，教學不能基于相應的專業工程項目來設計教學情境，提高學生的工程實踐能力。
（3）在教學過程中，學生缺乏主動性和積極性。由于CAD涉及了多門課程，包括機械制圖、機械設計、機械制造技術、模具設計、數控機床加工等技術，因此對該課程要求較高，學習的難度也比較大。學生在學習過程中，雖然主觀愿望想學，但是長期以來形成的習慣，總是希望老師能在課堂上講解所有的東西，缺乏學習的主動性和積極性。
因此，研究面向農機設計與制造的CAD教學內容和教學方法，注重軟件功能模塊間的相互聯系，改善教學方法、增強工程素質教育，激發學生的學習興趣。是三維CAD教學中亟待解決的問題。通過教學內容和教學方法的改進，提高學生的思維能力和實際操作技能，增強他們理論聯系實際的能力，培養學生的創新精神，使學生養成善于觀察、獨立分析和解決問題的習慣，實現提高學生的技能、磨礪意志、活躍思維和擴展視野[2]。
二、CAD教學內容和教學方法的改革
（1）研究二維草繪模塊、實體造型及裝配模塊教學的連貫性。在三維CAD設計中，首先要建立二維草圖，建立二維草圖時，要考慮實體造型，而前二者又與裝配相聯系，建立合理的裝配關系。在教學順序上合理地穿行，效果更好。
（2）確定與學時相適應的教學內容和與實際工作緊密相連的教學模塊。在三維CAD造型過程中，有許多方法，其中包括基本方法和快捷方法，建立草圖的方法也很多，在有限的學時內，優選這些方法，是保證質量的同時，提高教學效率和效果所必須的。調研農機制造公司，研究三維CAD眾多的模塊中，哪些是生產實踐中使用較為頻繁的，除了基本造型特征方法外，還有一些是可選擇的項目，比如，如何利用參數驅動功能進行系列化零件設計、零件的特征管理與修復、鈑金特征建模、工程圖的轉換、設計順序（自上而下或自下而上或中間設計）等。因此，有必要通過對企業進行調研，確定教學模塊的選擇順序[3]。
（3）研究草圖和建模特征在不同零件類型中的適用場合。在三維CAD軟件中，要完成同一形體，其造型方法是相當多的，但各有優缺點，尤其是如何考慮構件后面的造型，會涉及到建立一些參考點、參考平面等，如果前面的草圖和造型方法不合適，會影響后面的造型效率，甚至丟失一些參考幾何體，出現“懸空”現象。因此，如何考慮前后聯系的造型方法和建立草圖的選擇就成為本課題研究的內容之一，將這些教授給學生是十分必要的。
（4）教學中貫徹以學生為主體的教學理念。以學生操作櫓饗擼布置任務，學生分組討論決策，練習特征造型，最后獨立完成任務。學生邊學邊做，老師邊導邊教，學生在操作過程中發現問題，分析問題，解決問題，項目完成后進行技術對比、技術總結。老師引導學生分析問題、解決問題，集中分析難點、提供技術指導。并緊跟先進制造技術的發展方向，將有關先進制造技術方面的新技術、新工藝傳授給學生，使學生掌握最新的技術發展動態。采取設問、提問、反問等方式調動學生的學習熱情。授課中以講明基本概念為原則，講授、練習、示范相結合[4]。
（5）教學過程中，以典型學習任務、工作過程為課程內容的核心，形成學習項目或課題，并將之根據職業能力形成的規律，進行組合和順序編排，確定學習情境。采用引導教學法、小組協助教學法、案例教學法、示范教學法，“理論-實踐-創作”一體化的教學模式，以典型農業機械項目為工作任務進行模塊化項目教學，教學過程基于產品的工作流程[5-6]。
三、結語
在科技技術快速發展的今天，CAD作為一門實踐性很強的課程，其教學必須密切聯系實際，教學內容和教學方法要與時俱進。本文研究了我校農業機械化及其自動化專業的CAD課程教學，指出了其在教學內容和教學方法中存在的問題，并提出了CAD教學內容和教學方法的改革方法。在教學中堅持教學和工程實際的聯系，調動學生的學習積極性，增強他們理論聯系實際的能力，以培養工程技術的應用型人才。
參考文獻：
[1]劉劍飛，王興國.CAD課程教學模式的探討[J].中國現代教育裝備，2008（12）：91-93.
[2]仲梁維，陳龍，張強.計算機輔助設計教學改革[J]， 教育教學論壇， 2012（18）：33-36.
[3]王欣剛. CAD教學改革的探索與實踐[J]. 計算機光盤軟件與應用，2011（11）：226-227.
[4]劉曉峰.土木工程CAD教學實踐的探討， 科技信息[J]. 2009（13）：5-12.
