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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篇機電一體畢業論文,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。
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機電一體化畢業論文開題報告范文(一)
建筑電氣工程的原材料質量采購過程不透明俗話說,巧婦難為無米之炊。再好的工程人員,如果沒有合格的原材料,他也無法造出安全可靠的房子。同理,原材料對于建筑電氣工程安裝來說,其意義深遠,影響重大。這不僅因為原材料的優劣決定了成果的合格與否,而且關系著使用人的生命財產安全。在當前,原材料問題表現在采購過程、以次充好、質量不過關等問題上。原材料的采購中存在的普遍的回扣現象,采購人員受高回扣利益的驅使,欺騙企業與一些不正規的廠商簽訂購買合同這就使大量的不合格產品用在工程上,影響了工程質量。另一方面,現在市場上假冒偽劣產品很多,如果企業沒有很好的區別,很有可能購買到不合格的產品。這些都有可能對電氣工程產生巨大的影響。
建筑電氣施工過程粗制濫造,管理混亂建筑電氣工程的最終成果是需要通過實際的操作才能完成,最終為使用者驗收。毋庸置疑,施工過程的管理秩序,人員的責任心和專業素養等因素都對最后結果起著重要作用。而當前的建筑電氣施工過程則存在著諸多的問題,具體來說,主要以下幾方面的問題。一是線路的設計和鋪設上存在施工不嚴的現象機電一體化畢業論文開題報告范文機電一體化畢業論文開題報告范文。施工過程中經常會遇到此問題,厚壁鋼管對焊連接,會產生內部結瘤,使穿線纜時損壞絕緣層,薄壁鋼管熔焊連接會產生燒穿,埋入混凝土中會滲入漿水,導致導管堵塞。這些現象都是不允許發生的。二是照明器具安裝存在問題。照明器具的型號、規模和安裝都是需要專門設計的,然而很多時候工程師卻沒有重視這些問題。
從質量管理角度對建筑電氣工程的對策分析
電氣施工人員應具有相應的責任心及工專業素養作為一名專業的電氣技術人員,首先應該具有過硬的專業素養的責任心。這就要求應對所承擔的電氣工程負責,還要充分運用自己的專業水平,深入、細致地搞好電氣工程的技術、質量、簽證、進度、安全等管理工作。這里要特別強調施工人員的責任意識問題,因為很多建筑電氣工程出現事故的根本原因不是由于知識不夠,而是過分相信自己的能力,或者是根本不重視手頭上的工作,最終導致事故的發生。這個問題值得整個行業的從業人員的重視。與此同時,專業的電氣施工人員還要不斷學習,落實和強化新的知識。現階段強電各系統的技術已比較成熟,但電氣設備、材料及元件種類繁多,要全面掌握各種電氣產品的性能,只有不斷地努力、才能積累經驗,這樣才能跟上時代的腳步。
強化對建筑電氣工程的質量管理建筑電氣工程的質量管理是控制施工過程,保證最終結果的重要手段,也是改進程序,提高效率的關鍵所在。我們要從整個施工過程著手,把質量管理貫穿到所有的施工程序之中。首先,在施工準備階段,要進行全面的質量控制。作為一名電氣技術人員不能只停留在按圖施工的水平,要全面熟悉設計圖紙,努力并善于發現圖紙中的不足,及時提出處理意見,對業主而言是維護其利益,對自己也是技術能力的提高。其次,對于工程要求比較高,對人員要求也比較高的項目,要求施工前要對施工隊伍及人員進行考核和評估,并調整好技工和普工的比例。對技工進行培訓、考核后持證上崗。
加強對建筑電氣工程的安全管理安全是永遠是第一位的,對于建筑電氣工程來說,安全尤為重要。這里的安全,不僅僅是指在施工過程中的安全,而且還指使用安全機電一體化畢業論文開題報告范文工作報告。要確保施工過程中的安全,首先就要提高施工人員相應的規范的工作措施,還要對其進行必要的安全訓練和培訓,同時要強調施工的程序性,杜絕趕快超快的現象發生
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而對于使用安全而言,則在更廣的層面對建筑電氣工程提出的更高的要求。要確保使用安全,首先就要求我們的施工方保質保量,對工程兢兢業業,使之不出現問題,其次還要對使用者做好相關培訓,使其能正確的使用。最后,更要做好服務措施,對于使用者在使用過程中出現的問題進行溝通和指導。
隨著建筑電氣技術的不斷發展,對建筑電氣工程的管理要求也越來越高。電氣工程施工中應把質量第安全第一放在首位,根據施工特點,人員結構,本著安全、優質、高效的原則,認真管理好從材料采購、施工過程到工程驗收的全過程,建立良好的質量監督體系,充分調動和發揮人的主觀能動性和創造性,提高電氣工程的工程質量。
關鍵詞: 高職機電專業畢業設計 質量提高方法 措施
畢業設計(論文)環節是高職院實現人才培養目標極為重要的綜合性實踐教學環節,是培養學生運用所學知識分析解決實際問題能力、增強學生專業工作能力、培養創新精神、進一步提高綜合素質的有效教學手段。
近年來就業形勢日益嚴峻、高等職業教育規模的擴張,畢業設計期間又恰逢學生尋找工作等諸多客觀因素的影響,使得畢業設計出現了很多質量問題。具體表現在:(1)大部分學生對畢業設計不重視,不能處理好畢業設計、頂崗實習與就業的關系;(2)學生缺乏學術論文寫作的基本素養,缺乏資料查閱、整理、分析、歸納、檢索等獲取信息的能力;(3)畢業設計過程流于形式,理論與實踐脫節,有些學生僅僅依賴于教材、資料的理論知識拼湊論文,對于自己的設計沒有通過實踐驗證,紙上談兵多,實際動手少。最終創作的畢業論文很難有實際的應用價值。(4)成績評定不能完全做到公正客觀。學生論文抄襲原始資料現象嚴重,有些學生在最后答辯環節明顯缺乏對所做內容的理解和把握。那么,如何改革畢業設計,提高畢業設計(論文)質量,達到高職教育人才培養目標的要求?我結合機電專業的畢業設計的探索與實踐談談認識。
一、提前做好畢業設計準備工作
1.時間上的調整。指導老師提前在第四學期期末考試結束就與學生見面,布置題目,下達畢業設計任務。一方面使學生盡快了解課題的類型和方向,另一方面便于教師提前了解學生的情況,如專業學習情況、個人發展方向,等等,從而能夠合理地安排設計任務。另外,安排學生利用暑假,對機械制圖、計算機繪圖、電路分析、單片機、電氣控制與PLC、氣壓傳動等畢業設計相關專業知識內容進行重新溫習,并要求學生完成課題資料查詢、研究方案的確立等工作,為第五學期畢業設計的順利進行做好知識上的準備。第五學期第十一周起進入畢業綜合實訓環節,主要是畢業設計和赴企業進行頂崗實習,第十一周起有計劃地在指導教師的指導下對畢業設計內容予以進一步完善,第五學期不進行答辯,待頂崗實習結束后,第六學期再回學校參加答辯。
2.指導教師充分準備,試做課題。在畢業設計過程中,指導教師準備得是否充分,將直接決定畢業設計質量的高低。教師除應認真準備畢業設計的課題和任務書外,還需對課題進行認真的試做。通過企業調研和分析,得到企業中機電應用產品研發和生產崗位典型工作過程,明確產品功能、準備技術器件資料、硬件設計、硬件制作、軟件設計、軟硬件聯調、產品制作、產品測試。通過試做課題,教師能更好地把握課題的難度和工作量,科學地預測學生在畢業設計各個階段可能出現的問題,從而能夠根據學生的具體情況合理地分配設計任務。
3.畢業設計題目提前滲透至相關課程學習當中,為畢業設計的完成打下扎實的基礎。畢業設計是一項綜合性的實踐環節,一個優秀的畢業設計離不開專業知識的支撐。因此,專業課程的學習尤為重要。在課程學習過程中將畢業設計課題滲透進課堂,讓學生帶著問題去學,這樣可以激發學生學習的欲望,培養學生的創新能力。同時也為大三學生順利地完成畢業設計打下扎實的基礎。以“單片機應用技術”課程教學為例,本課程以智能運動小車作為教學內容載體,該教學載體以單片機作為控制核心,包括運動控制系統、顯示系統、智能感應系統,等等。通過這一載體將單片機應用技術中的各種能力貫穿始終。由于智能運動小車的功能具有很強的擴展性,完全可以作為畢業設計的課題進行綜合的設計和研究,因此在課程教學過程中要有意識地培養學生的設計意識和思路。
當然,在課程學習過程中,學生可以根據自己的專業興趣在保證課程合格的前提下有側重地加強某門課程或者某幾門課程的學習,在此過程中專業老師可以了解學生的具體情況以便于今后畢業設計的分組和選題工作能有實效地開展。
二、立足實際,科學選題
1.以就業為導向,從實際出發,選擇不同的課題。課題必須圍繞專業人才培養目標,符合專業崗位能力要求,具有較高的應用性。目前,機電一體化專業就業崗位的需求有三個方向:機電一體化設備制造與維修、機床數控技術應用、自動機(線)的運行與維修。要按照不同的專業化方向,確定畢業設計課題,對于機電一體化設備制造與維修方向,課題方向重點應放在機械方面,加強鉗工與電工電子訓練;對于機床數控技術應用方向,應增強學生的車工實習及數控機床編程與操作能力;對于自動機(線)的運行與維修方向,應向電的方面適當偏移,加強電工及單片機與可編程控制器訓練。我校機電一體化專業定向于自動生產線的運行與維修方向,在確定畢業設計課題時,結合制造業發展現狀,選擇那些圍繞機電一體化進行產品開發或把微電子技術用于設計、制造、測試和研究等方面的題目,例如單片機控制系統設計、工業機器人系統分析、可編程控制器(PLC)技術及應用設計,等等。
2.畢業設計的選題要堅持理論與實踐相結合的原則。課題的選定要結合目前專業的實際設備,立足實際,避免脫離實踐的純理論性的題目。我校機電一體化專業目前已經擁有較先進的PLC實訓裝置、氣動實訓裝置、機電檢測實訓平臺、單片機實訓設備、自動生產線訓練裝置、機電一體化實訓裝置,等等。因此,畢業設計的選題應考慮到我們現有的實訓設備,為學生畢業設計的實施提供良好的硬件環境。只有結合實際“真題實做”,才能培養出創新型、實用型人才。當然,在畢業設計期間已經開始頂崗實習的同學,可以結合生產崗位選擇畢業設計題目。應鼓勵學生結合崗位實踐內容選擇畢業設計(或論文)課題,但必須有企業專人指導并報學院批準。
3.通過各類技能大賽的鍛煉和滲透,以學生興趣為中心進行畢業設計選題,可以廣泛發掘學生的創造力,選題更具有可行性。專業老師組織學生參加院內外的各類技能大賽,將技能競賽與教學改革相結合。比如機器人大賽,結合單片機課程的學習,選擇一個機器人項目,等等。我校目前已經成功舉行了智能搬運機器人比賽,模擬了工業自動化過程中自動化物流系統實際工作過程。設計一個輪式或人形小型機器人,在比賽場地里移動,將不同顏色、形狀或者材質的物體分類搬運到不同的對應位置。比賽的記分根據機器人將物體放置的位置精度和完成時間來決定。又如“自動線安裝與調試”技能大賽,參賽隊在規定時間內,根據任務書的要求,以現場操作“***自動生產線實訓考核裝置”的方式,完成自動生產線設備部分工作單元的機械安裝和調整,氣動回路的安裝、連接和調整,電氣控制電路的設計、安裝和布線,傳感器安裝與調整,PLC編程,人機界面組態,電機驅動(含變頻器及對應電機、伺服驅動器及伺服電機)參數設定,以及系統統調、運行等工作。我們通過大賽的鍛煉,激發了學生的學習興趣,開闊了學生視野,豐富了學生知識,提高了學生的綜合素質與能力,培養了其團隊意識與合作精神。參加技能大賽的同學,畢業設計的題目可選擇大賽的某個方向展開設計,并撰寫論文。通過技能大賽的鍛煉和滲透,不僅可以提高學生的設計興趣,而且能為畢業設計的順利完成奠定扎實的專業基礎。
三、加強過程指導和管理,嚴格考核制度
對畢業設計全過程實施質量監控是提高質量的保證。加強過程考核,量化畢業設計平時成績的評定。表1為畢業設計(論文)總評成績評定參考標準。總評成績由指導教師考核成績(40%)、作品(成果)鑒定成績(20%)、論文評閱成績(20%)、設計(論文)答辯成績(20%)四大部分組成。指導老師考核成績由指導老師評定,其余三項成績由相應的評審組老師評定。
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實施周檢查制度,要求學生每周以幻燈片形式進行匯報。匯報的主要內容是本周所做的主要工作、遇到的主要問題、問題的解決方法及心得體會等。匯報過程中,指導老師做好記錄,填寫《畢業設計指導工作記錄本》,對畢業設計指導工作進行實時記載,學生匯報完畢后,指導教師綜合各位學生的情況加以總結,并就學生所提出的問題加以解釋與指導。周檢查制度作為畢業設計平時成績評定的重要依據。同時,學生隨時寫好《畢業設計日志》,內容與教師的《畢業設計指導工作記錄本》相配套。這樣,教師與學生交流緊密,雙向監督,有利于加強畢業設計工作的全過程指導與管理。
畢業設計作品或成果可以是程序、實物、現象、方案等可以表現畢業課題成果的東西。讓作品成為畢業設計的主要內容,并在總評成績中占有一定比例。
對學生數集中的個別單位,因崗位需要無法回校參加答辯的由單位出具證明,學院安排老師到企業答辯。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計。正確認識畢業設計的重要性將有利于保障和提高教學質量。
表1 畢業設計(論文)總評成績評定參考標準
另外,畢業設計期間,指導老師要為學生進行資料查閱、文獻檢索、論文寫作能力的培訓,培養學生學術論文寫作的基本素養。當然,在整個畢業設計指導過程中,要把學術道德教育和思想教育工作貫穿始終,加強學生的誠信教育,在處于即將走上工作崗位的過渡階段,幫助學生樹立良好的心態,促進畢業生克服不利情緒的同時順利完成畢業設計。這種關心和指導可在每周進行檢查時多與學生交流,也鼓勵學生之間的交流。
四、嘗試畢業設計與頂崗實習一體化改革方案
學生可選擇到企業頂崗實習期間開展畢業設計,將畢業設計、頂崗實習有機結合。指導學生在頂崗實習的過程中,同時完成畢業設計(論文)。鼓勵學生在頂崗實習期間,從事與專業對口的頂崗實習企業生產和技術領域相關的畢業課題設計。學生帶著畢業設計的任務進行頂崗實習,不論是操作控制、質量檢驗還是裝配、測試崗位,都能愛崗敬業,并隨時記錄,在生產實踐中收集自己畢業設計所需的資料和數據。這樣最終必然將以較高的質量完成頂崗實習和畢業設計。若能取得優異的成績,則被企業接收,順利就業。這樣拓寬了就業渠道,增加了就業的機會。這種一體化的教學模式體現了工學結合、產學一體的職教模式。
當然,要想使這種一體化的教學模式取得良好的效果,校企雙方應該共同指導、共同管理。每個學生都必須由校內專業教師和企業指導老師共同指導。校內老師可制定一個詳細可行的計劃和階段性的目標,督查畢業設計的進展情況,指導論文寫作的規范,并協助解決理論問題,定期與學生溝通,溝通方式可以多樣化,比如:電話、QQ、Email,等等。企業指導老師負責從單位的實際出發,現場指導、規范操作、分析故障并解決問題。
五、結語
以上改革措施已在機電專業08級畢業生中進行了實踐,經實踐證明這些策略能充分調動學生的積極性和參與性,提高畢業設計質量。當然,如何提高高職畢業設計質量,是牽涉多個因素的綜合課題,需要我們不斷實踐、不斷總結,完善質量控制措施,使畢業設計教學真正成為培養學生創新精神、職業素質和綜合實踐能力的重要途徑。
參考文獻:
[1]姜亦祥.淺談加強機電一體化專業實習教學的措施[J].成才之路,2009,(21):79-80.
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關鍵詞:本科教育;畢業設計;指導策略;機械專業
中圖分類號:G642.477 文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2011)18-0319-02
對于高等教育工科專業而言,畢業設計(論文)是培養學生實踐能力和科研能力的重要環節[1]。它需要學生將專業理論知識和工程實踐緊密結合起來,分析、解決實際問題。這既是學生加深對所學知識的理解、綜合運用知識解決實際問題的過程,也是學生進行知識創新、增強創新精神和創新能力的主要途徑[2~5]。從這種意義上說,畢業設計的質量是衡量高校工科專業教學水平最為重要的指標之一。特別在當前的高等教育大眾化的形勢下,高校應該認真分析畢業生的學習心態,把提高畢業設計質量作為提高整個學校教育教學水平的重要方面常抓不懈[6]。
要提高畢業設計的質量,關鍵在于增強導師指導的科學性和針對性。一般而言,畢業設計的指導主要集中在以下幾個方面:幫助學生選擇課題、指導知識的綜合運用、指導科研方法、教給科研中的交流技巧、教給科技論文寫作規范。
一、幫助學生選擇合適的畢業設計課題
畢業設計的質量,首先取決于課題選擇的好壞。在這方面,指導教師一定要把好關。
1.課題的選擇要盡量兼顧學生的專業興趣和教師的科研方向。一方面,畢業設計的主體是學生。確定的課題學生感不感興趣,將在很大程度上決定學生投入的程度和最終成果的質量。另一方面,如果確定的課題與指導教師自己的科研方向有較高的重合度,教師不但指導得深入、有效,而且指導的積極性高,指導投入的時間和精力相對更加充分,甚而至于達到教學相長的理想境界。在實踐中,選題時不能兼顧上述兩個方面――要么忽視學生的興趣,脫離學生的專業發展方向;要么忽視教師的研究方向,使指導畢業設計成為教師的一種額外的負擔或包袱,都會嚴重影響學生畢業設計的質量。
2.課題應該具有綜合性,難易程度適中。機械專業的畢業生很多都是從事機電一體化產品的設計的,因而他們做的畢業設計的課題應當具有一定的綜合性――涉及機械、控制、傳感檢測和信息處理等多個領域。學生通過完成這種課題,可以開闊眼界,學會綜合運用這些領域的知識解決問題。這對他們將來獨立開展設計工作或者從事機械專業的科研工作,無疑是非常有益的。相反,如果給學生選是非綜合性的課題,例如一般的工藝或設備的設計題目,難度小,學生只要掌握機械領域的知識就可以完成。但是,這種設計工作既不能提供足夠的科研方面的訓練,也不能提供分析、解決實際問題的機會。這樣,學生在以后的工作中遇到技術難題,很可能不知道如何解決。不會應用新技術、新知識進行產品的整體設計和開發。
不過,要注意的是,綜合性課題的難度一般較大,要求學生綜合運用各領域的知識才能完成。而畢業設計的時間有限,學生較難圓滿完成課題。針對這個矛盾,教師可以通過降低單個領域的設計難度來加以克服。比如,在機電一體化系統設計中,機械部分的設計可以采用常用機構,以降低機械設計的難度。
二、指導學生綜合運用各學科的專業知識
現代的機械產品,很多都是機電一體化產品。在設計過程中,除了要用到機械專業的知識外,還需要其他控制、檢測傳感等專業的知識。在本科階段的課程學習中,各個領域的專業知識都是分別單獨學習的,包括課程設計也是各個課程單獨進行的,同學們只能學習各個課程的知識,還不能把各個領域的專業知識綜合應用實際的產品設計中。在學生畢業設計過程中,指導教師應該根據畢業設計的題目,指導學生綜合應用各個領域的專業知識進行產品設計。學生在綜合使用各個領域專業知識的同時,一方面鞏固了各領域的專業知識,另一方面加深了各領域專業知識的融合。這樣,在具體的產品設計過程,才能融會貫通,熟練應用。
三、指導科研的方法
學生在本科階段的學習,只是儲備、積累了一些專業知識,科研能力的訓練很少,科研能力非常薄弱,學生遠沒有掌握科研的方法。學生畢業后,不管是走上工作崗位,還是繼續讀研深造,都需要掌握一般的科研方法。對于機械專業的學生來說,一般的科研過程包括:檢索資料、確定設計方案、建立模型、仿真與實驗、系統集成。在畢業設計的過程中,老師應該指導學生掌握科研過程中常用的科研方法。
在檢索資料階段,指導教師應該指導學生通過圖書館的圖書、期刊、數據庫、網上論壇等多種渠道檢索到需要的資料。同時,對這些資料進行整理、分析,了解現有產品的技術現狀,進而對現有的技術方案進行優化,確定最終的技術方案。
在建立模型階段,指導教師應該指導學生根據實際情況,建立系統的數學模型、物理模型、有限元模型等幾種模型,或其中的某一種模型。學生經過訓練,能夠掌握其中一種或幾種模型的建模方法、建模工具,主要是相應的計算機軟件工具。當然,由于是在本科階段,學生所建的應該是簡化模型,建模步驟比較簡單,所建模型也應該易于檢驗。
在仿真與實驗階段,教師要指導學生根據所建的模型,進行數值仿真、有限元仿真、半物理仿真,要教給學生適合的仿真工具和軟件;教師還要指導學生掌握一般機電系統實驗的搭建方法,常用儀器儀表的使用方法,實驗數據的簡單處理、分析方法等等。
在最后的系統集成階段,教師要指導學生根據仿真與實驗結果,修改所建模型,把機械系統、檢測傳感系統和控制系統集成到一起,成為一個實際的機電一體化產品。
總之,在畢業設計的每一個階段,指導教師都應該明確地指導學生該階段所要達成的目標,實現目標的方法、途徑、所需的工具等等,從而使學生的設計工作有的放矢,有法可循。
四、教給科研中的交流技巧
學生在課程學習階段,和老師、同學也有過學業上的交流,但都限于校園中。在畢設過程中,學生首先要與指導老師充分交流、溝通。遇到技術難題,還需要向學校里的其他老師以及企業里的專業技術人員請教。有時候,還要利用網絡平臺向更廣泛的人群請教。這些都需要學生擁有一定的與人溝通交流的能力和技巧,尤其是與他人交流技術問題的能力。
有鑒于此,教師需要教給學生相應的交流技巧。比如,指導學生在交流前要做好準備工作,查找相關資料,把遇到的技術難題的來龍去脈搞清楚,這樣,在交流的時候,才能有的放矢。目標明確了,交流也就更順暢、更有效了。再如,要提醒學生在交流過程中既要有自己的主見,又要保持開放謙虛的態度,從而能夠博采眾長,兼收并蓄,通過交流加深對問題的理解,形成更優的問題解決方案。當然,教師還要提醒學生注意交流的基本禮儀和要求,包括稱呼要得體,說話要簡單、明了,從而花最少的時間,用簡潔的語言,把問題說清楚、說透徹。
五、教給科技論文的寫作規范
本科畢業后,學生不管是參加工作,還是繼續深造,都需要撰寫各種科技文獻,包括科技論文。在畢業設計論文的撰寫過程中,學生要學習如何撰寫科技論文,包括論文的總體結構、開頭結尾、具體內容、語法結構等,為以后的論文寫作培養能力。總的說來,論文應該格式正確、內容全面、層次分明、數據可靠、文字簡練、說明透徹、推理嚴謹、立論正確,避免使用文學性質的帶感彩的非學術性詞語。
指導教師在學生畢業論文的寫作過程中,應該根據學生的寫作情況,多次指導學生修改,直到達到學校的要求為止。
參考文獻:
[1]宋海農,王雙飛,梁東梅.一年導師制對提高工科專業畢業設計(論文)質量的嘗試[J].高教論壇,2002,(5):77-79.
[2]孫政榮.提高工科院校學生畢業設計質量的措施[J].浙江理工大學學報,2005,(2):200-203.
[3]張繼紅,王恩偉.“產學研”相結合改革工科畢業設計的內容和方式[J].當代教育論壇,2004,(4):71.
[4]常虹.提高工科院校畢業設計(論文)質量的探討[J].長春工業大學學報:高教研究版,2005,(4):61-62.
論文摘要:基于FMS技術開發了模塊化機電一體化教學培訓系統,該系統有助于加深學生對機電一體化系統概念的理解,掌握車間柔性制造的方法,最后以作業計劃與調度教學研究性、綜合性實驗為例,論述了該系統在培養學生理論與實踐相結合的能力,提高學生學習興趣和積極性的重要作用。
為使機械設計制造及其自動化專業學生在學習過程中,有機會將所學到的各門專業課的知識綜合性地應用到接近于生產實際的過程中,為他們走上工作崗位后應用這種新的理念打下基礎,學院除了建立適合于現代教學法模式的幾個獨立的專業實驗室外,籌建了一個開放式自動化綜合實驗室。在這個綜合實驗室中,我們開發了一套完全接近于生產實際的模塊化柔性制造系統,由省部共同投資。實驗室的開放性主要體現在兩個方面:一是系統組成具有開放性,系統中不同生產廠家的設備可相互兼容,便于以后擴展;二是實驗室資源具有開放性,實驗室可面向校內外各種層次的學生或培訓學員,做到資源共享,擴大受益面。
1 FMS系統組成
柔性制造系統機電一體化訓練設備,包含一條閉環柔性輸送裝置和六自由度并聯加工中心(加工站)、三自由度數控雕刻機及其控制系統、四自由度上料檢測站及其控制系統、搬運站、安裝站、安裝搬運站、智能分類站、現場總線、多層次立體原料庫及其控制系統、多層立體成品庫及其控制系統、自動化輸送線及變頻調速控制系統、PLC數據采集及物料監控系統、系統監控及管理控制軟件。
工業控制計算機通過運動控制卡發送位置信號給旋轉立體上料庫電機驅動器,電機驅動器驅動步進電機旋轉一定角度,實現零件位置對準,同時設置檢測開關,通過PLC采集至計算機,判斷托盤上相應位置是否存在零件。自動上料機器人將待加工物料送至加工位置后,系統驅動鎖緊裝置進行物料定位固定,上位機按指定程序控制六自由度并聯機器人,進行零件前序的加工。在主界面中點擊數控雕刻機控制按鈕,進人數控雕刻機控制界面,三自由度數控雕刻機主要實現對工件端面的雕刻,通過用戶編制G代碼也可以用軟件將模型轉化為G代碼,然后通過計算機的串口將G代碼傳到雕刻機,雕刻機執行G代碼。
零件前序加工完畢后,計算機控制零件搬運機器人將加工完的零件搬運至下一工序的加工位置。
在主界面中點擊立體倉庫狀態按鈕,進人立體倉庫狀態界面。立體倉庫狀態是用來實時顯示立體倉庫倉位的占用情況,系統實時檢測各個倉位的狀態,然后系統給碼垛機發指令決定碼垛機下一次將裝配的成品放人哪個倉位,操作者通過觀察狀態位的圖標情況,操作者就可以知道哪個倉位是否為空,并且知道各個倉位物件的重量,通過生產統計還可以知道立體倉庫一共有多少個成品,每一類成品的個數及總重量。
2系統特點
(1)包含多種關鍵技術及單元,使學生了解更多的知識;機器人技術;物流倉儲自動控制系統;立體倉庫;自動輸送線;自動碼垛機;物流倉儲管理和監控;PLC控制系統;傳感器技術;計算機網絡通信技術和現場總線技術;計算機控制;網絡化視頻監控技術;數據庫技術;多軸運動控制器;氣動技術;步進電機及驅動;伺服電機及驅動;VC,VB等高級語言編程。
(2)結合機電教學,編制了的實驗指導書,包含多個實驗:為了方便教學實際使用,我們為系統提供了專門實驗指導書,其內容涵蓋機械、控制、機器人示教、插補、自動裝配、碼垛等多項實驗,供本科生、專科生和研究生專業選開,教師也可以根據實際情況,在實驗指導書的基礎上增開設計性、綜合性實驗。
(3)交互式圖形化操作界面:系統控制軟件采用WINDOWS操作系統,具有交互式和圖形化特點,操作簡單易學,自動化程度高,使教師和學生在很短的時間之內就可以掌握對系統的操作。
(4)豐富的狀態反饋功能:通過計算機與各單元及傳感器的通訊,將系統中各環節的狀態顯示在操作界面上,使操作者通過計算機隨時了解系統各環節的工況、狀態、運行數據,掌握系統運行狀態。
(5)完善的生產及物料存儲統計功能:根據現代柔性制造系統的特點及倉儲物流的發展動向,不但在工作過程和原理上仿真實際生產過程,而且開發了生產及物料存儲數據庫,根據系統的運行隨時記錄和分析生產和存儲數據。
(6)開放式系統結構:為了增強學生的參與性,系統采用了開放式結構,提供了完善的控制功能動態鏈接庫和二次開發函數,不用了解底層復雜的時序和操作過程,只需要在VC或VB中簡單的幾行代碼,學生即可開發出自己的運動或控制功能,激發學生的學習興趣。
(7)網絡化視頻監控:系統提供網絡化視頻監控模塊,使操作者在操作系統的同時,也可通過電腦屏幕實時觀看系統的實際運行狀況。同時對于有條件的學校,可將控制計算機與校園網相連解,使更多的學生和老師通過網絡觀看現場實驗過程,提高系統利用率,也可實現遠程教學。
3如何應用FMS進行本科實驗教學
由于近年來高校的擴招,學生人數大幅上升,而大型實驗設備臺套數少;而且大型實驗設備的實驗通常包括編程、上機、結果分析等,需要的時間較長。因此,大型設備開設的實驗不能簡單的照搬其它實驗教學的模式。我們分別探索了以下幾種模式:
3. 1開設綜合設計性實驗
本中心老師提出項目申請,參加學校實驗室設備管理處組織的“工程實踐”和機電工程學院組織的“機電一體化實訓中心”項目。這些項目結合指導老師的科研項目,通過雙向選擇接受學校相關專業本科三年級以上的學生參加。學生分為2-4人一組;在教師的指導下,首先查閱文獻和學習FMS的有關知識,編制程序,上機測試;實驗的內容根據項目的研究內容而定,一般涉及多種設備;實驗時間根據老師和學生雙方商定,實行彈性制,不拘泥于課堂安排的時間。由于學生人數少,在實驗過程中可以做到師生面對面的隨時交流。
例如:作業計劃與調度教學實驗。
“作業計劃與調度教學實驗”的內容是讓學生根據給定的加工工件信息,設計一個單件小批量零件加工的“作業計劃與調度”的仿真系統,使目標函數“最長流程時間”的值最小,然后對仿真結果進行驗證。實驗的目標是:使學生加深對“作業計劃與調度”概念的理解,掌握車間調度的方法,培養學生理論與實踐相結合的能力,提高學生的學習興趣和積極性。實驗系統要具備以下功能:
(1)提供一個很好的、有代表性的研究對象,也就是使學生知道他們是在那個車間、那個環境為加工那些工件設計“作業計劃與調度”的方案;
(2)提供一個很好的仿真環境及工具,用來建立仿真模型,使學生形象直觀地看到車間調度的運行過程;
(3)提供實現“作業計劃與調度”的算法和軟件開發環境,使學生了解并掌握該算法的原理,并在仿真環境中實現算法,得到仿真結果;
(4)提供一個真實環境,如FMS車間或可真正運行的FMS車間模型,在此環境中對上面得到的仿真結果進行驗證。
針對“FMS教學實驗系統”只討論一種特殊情況,即最長流程時間Fmax的計算先討論n/m/P/Fmax問題,目標函數是使最長流程時間最短。最長流程時間又稱作加工周期,它是從第一個工件在第一臺機器開始加工時算起,到最后一個工件在最后一臺機器上完成加工時為止所經過的時間,由于假設所有工件的到達時間都為零(Ri,I=1 ,2 ,3,…,n),所以Fmax等于排在末位加工的工件在車間的停留時間,也等于一批工件的最長完工時間C max 。
設n個工件的加工順序為S=(S1 ,.S2 , ……,,Sn),其中Si為排第i位加工的工件的代號。以CK(Si)表示工件Si在機器Mk上的完工時間,Pk表示工件Si在Mk上的加工時間,K=1,2,3,……,m;i=1 ,2, ……,n,
式(1)是一個遞推公式,當由式(1)得出Cm(sn)時,Fmax、就求得了。在熟悉以上公式之后,可以直接在加工時間矩陣上從左向右計算完工時間。對于某一工作地,在給定的一段時間內,順次決定下一個被加工的工件。
3. 2開設選修課
由于學習FMS的有關知識,需要學生們具有一定的專業知識;而且大型設備一般只有一套設備,要面向學生人數眾多的本科生開設實驗課有一定的難度。因此,我們首先開設了FMS的選修課。在講授FMS技術的理論知識的基礎上,開設FMS的上機實驗課,學生分為3 -5人一組。由于課堂講授FMS的時間有限,加之是選修課;因此,在實驗課之前,面對設備再介紹一次設備的原理、結構和用途等,以加深學生的印象;然后指導學生編制程序、適當的上機操作,輔導學生處理實驗結果。
3. 3為本科畢業設計提供實驗
本科生的畢業論文是進行專業基本技能培養的重要環節,同時也是培養學生創造性思維方法、提高動手和解決問題能力的不可缺少的過程。參加本科畢業論文的學生,有充分的時間利用所掌握的專業基礎知識,解決具體的問題;因此畢業論文是本科生學習和掌握大型實驗設備的一個非常好的機會。
4 FMS進行本科教學的體會和希望
4. 1 FMS進行本科教學的效果
通過上述三種方式向本科生開放大型實驗設備,對學生選擇專業有一定的幫助,也增加了學生參加推薦免試研究生和就業等的競爭力。例如,一名機電學院的學生參加了“FMS研究”項目后,對數控技術有關知識和應用有了一定的了解和興趣,報考研究生時選擇數控技術專業。另一名機電學院的學生參加“開放式數控系統的研究”,學習了切削圖形設計、數控雕刻機及其控制系統等一系列操作,在老師的指導下自己操作選擇刀具和切削參數,觀察不同的切削過程,加深了所學的理論知識,熟悉了作業計劃與調度的原理、立體倉庫的基本操作;該生通過面試后順利地被華中科技大學錄取為研究生。
近年來為了適應地方經濟和社會發展的需要,拓寬人才培養領域,在開設綜合性實驗項目和選修課時,也接受其他學院的學生。學生結束項目后,對所參加的研究工作非常有興趣。
相比較而言,綜合設計性實驗效果明顯好于選修課的實驗。前者由于有充分的時間,我們摒棄了傳統的驗證實驗的模式,采取了“雙向互動”,教師以更多的精力啟發學生的創造力,調動其主動性和積極性,發揮他們運用所學的知識去解決實際問題。對這種實驗模式,學生表現出極大的興趣。這種實驗教學模式,不僅拓展了學生現代科學技能的理論和知識;在實驗方法,應用技能方面也得到了提高,為他們今后走上社會,服務于社會,縮短理論與實踐的差距奠定了良好的基礎。
4. 2存在的問題
摘要:基于FMS技術開發了模塊化機電一體化教學培訓系統,該系統有助于加深學生對機電一體化系統概念的理解,掌握車間柔性制造的方法,最后以作業計劃與調度教學研究性、綜合性實驗為例,論述了該系統在培養學生理論與實踐相結合的能力,提高學生學習興趣和積極性的重要作用。
為使機械設計制造及其自動化專業學生在學習過程中,有機會將所學到的各門專業課的知識綜合性地應用到接近于生產實際的過程中,為他們走上工作崗位后應用這種新的理念打下基礎,學院除了建立適合于現代教學法模式的幾個獨立的專業實驗室外,籌建了一個開放式自動化綜合實驗室。在這個綜合實驗室中,我們開發了一套完全接近于生產實際的模塊化柔性制造系統,由省部共同投資。實驗室的開放性主要體現在兩個方面:一是系統組成具有開放性,系統中不同生產廠家的設備可相互兼容,便于以后擴展;二是實驗室資源具有開放性,實驗室可面向校內外各種層次的學生或培訓學員,做到資源共享,擴大受益面。
一、FMS系統組成
柔性制造系統機電一體化訓練設備,包含一條閉環柔性輸送裝置和六自由度并聯加工中心(加工站)、三自由度數控雕刻機及其控制系統、四自由度上料檢測站及其控制系統、搬運站、安裝站、安裝搬運站、智能分類站、現場總線、多層次立體原料庫及其控制系統、多層立體成品庫及其控制系統、自動化輸送線及變頻調速控制系統、PLC數據采集及物料監控系統、系統監控及管理控制軟件。
工業控制計算機通過運動控制卡發送位置信號給旋轉立體上料庫電機驅動器,電機驅動器驅動步進電機旋轉一定角度,實現零件位置對準,同時設置檢測開關,通過PLC采集至計算機,判斷托盤上相應位置是否存在零件。自動上料機器人將待加工物料送至加工位置后,系統驅動鎖緊裝置進行物料定位固定,上位機按指定程序控制六自由度并聯機器人,進行零件前序的加工。在主界面中點擊數控雕刻機控制按鈕,進人數控雕刻機控制界面,三自由度數控雕刻機主要實現對工件端面的雕刻,通過用戶編制G代碼也可以用軟件將模型轉化為G代碼,然后通過計算機的串口將G代碼傳到雕刻機,雕刻機執行G代碼。
零件前序加工完畢后,計算機控制零件搬運機器人將加工完的零件搬運至下一工序的加工位置。在主界面中點擊立體倉庫狀態按鈕,進人立體倉庫狀態界面。立體倉庫狀態是用來實時顯示立體倉庫倉位的占用情況,系統實時檢測各個倉位的狀態,然后系統給碼垛機發指令決定碼垛機下一次將裝配的成品放人哪個倉位,操作者通過觀察狀態位的圖標情況,操作者就可以知道哪個倉位是否為空,并且知道各個倉位物件的重量,通過生產統計還可以知道立體倉庫一共有多少個成品,每一類成品的個數及總重量。
二、系統特點
(1)包含多種關鍵技術及單元,使學生了解更多的知識;機器人技術;物流倉儲自動控制系統;立體倉庫;自動輸送線;自動碼垛機;物流倉儲管理和監控;PLC控制系統;傳感器技術;計算機網絡通信技術和現場總線技術;計算機控制;網絡化視頻監控技術;數據庫技術;多軸運動控制器;氣動技術;步進電機及驅動;伺服電機及驅動;VC,VB等高級語言編程。
(2)結合機電教學,編制了的實驗指導書,包含多個實驗:為了方便教學實際使用,我們為系統提供了專門實驗指導書,其內容涵蓋機械、控制、機器人示教、插補、自動裝配、碼垛等多項實驗,供本科生、專科生和研究生專業選開,教師也可以根據實際情況,在實驗指導書的基礎上增開設計性、綜合性實驗。
(3)交互式圖形化操作界面:系統控制軟件采用WINDOWS操作系統,具有交互式和圖形化特點,操作簡單易學,自動化程度高,使教師和學生在很短的時間之內就可以掌握對系統的操作。
(4)豐富的狀態反饋功能:通過計算機與各單元及傳感器的通訊,將系統中各環節的狀態顯示在操作界面上,使操作者通過計算機隨時了解系統各環節的工況、狀態、運行數據,掌握系統運行狀態。
(5)完善的生產及物料存儲統計功能:根據現代柔性制造系統的特點及倉儲物流的發展動向,不但在工作過程和原理上仿真實際生產過程,而且開發了生產及物料存儲數據庫,根據系統的運行隨時記錄和分析生產和存儲數據。
(6)開放式系統結構:為了增強學生的參與性,系統采用了開放式結構,提供了完善的控制功能動態鏈接庫和二次開發函數,不用了解底層復雜的時序和操作過程,只需要在VC或VB中簡單的幾行代碼,學生即可開發出自己的運動或控制功能,激發學生的學習興趣。
(7)網絡化視頻監控:系統提供網絡化視頻監控模塊,使操作者在操作系統的同時,也可通過電腦屏幕實時觀看系統的實際運行狀況。同時對于有條件的學校,可將控制計算機與校園網相連解,使更多的學生和老師通過網絡觀看現場實驗過程,提高系統利用率,也可實現遠程教學。
三、如何應用FMS進行本科實驗教學
由于近年來高校的擴招,學生人數大幅上升,而大型實驗設備臺套數少;而且大型實驗設備的實驗通常包括編程、上機、結果分析等,需要的時間較長。因此,大型設備開設的實驗不能簡單的照搬其它實驗教學的模式。我們分別探索了以下幾種模式:
3.1開設綜合設計性實驗
本中心老師提出項目申請,參加學校實驗室設備管理處組織的“工程實踐”和機電工程學院組織的“機電一體化實訓中心”項目。這些項目結合指導老師的科研項目,通過雙向選擇接受學校相關專業本科三年級以上的學生參加。學生分為2-4人一組;在教師的指導下,首先查閱文獻和學習FMS的有關知識,編制程序,上機測試;實驗的內容根據項目的研究內容而定,一般涉及多種設備;實驗時間根據老師和學生雙方商定,實行彈性制,不拘泥于課堂安排的時間。由于學生人數少,在實驗過程中可以做到師生面對面的隨時交流。例如:作業計劃與調度教學實驗。
“作業計劃與調度教學實驗”的內容是讓學生根據給定的加工工件信息,設計一個單件小批量零件加工的“作業計劃與調度”的仿真系統,使目標函數“最長流程時間”的值最小,然后對仿真結果進行驗證。實驗的目標是:使學生加深對“作業計劃與調度”概念的理解,掌握車間調度的方法,培養學生理論與實踐相結合的能力,提高學生的學習興趣和積極性。實驗系統要具備以下功能:
(1)提供一個很好的、有代表性的研究對象,也就是使學生知道他們是在那個車間、那個環境為加工那些工件設計“作業計劃與調度”的方案;
(2)提供一個很好的仿真環境及工具,用來建立仿真模型,使學生形象直觀地看到車間調度的運行過程;
(3)提供實現“作業計劃與調度”的算法和軟件開發環境,使學生了解并掌握該算法的原理,并在仿真環境中實現算法,得到仿真結果;
(4)提供一個真實環境,如FMS車間或可真正運行的FMS車間模型,在此環境中對上面得到的仿真結果進行驗證。
針對“FMS教學實驗系統”只討論一種特殊情況,即最長流程時間Fmax的計算先討論n/m/P/Fmax問題,目標函數是使最長流程時間最短。最長流程時間又稱作加工周期,它是從第一個工件在第一臺機器開始加工時算起,到最后一個工件在最后一臺機器上完成加工時為止所經過的時間,由于假設所有工件的到達時間都為零(Ri,I=1,2,3,…,n),所以Fmax等于排在末位加工的工件在車間的停留時間,也等于一批工件的最長完工時間Cmax。
設n個工件的加工順序為S=(S1,.S2,……,,Sn),其中Si為排第i位加工的工件的代號。以CK(Si)表示工件Si在機器Mk上的完工時間,Pk表示工件Si在Mk上的加工時間,K=1,2,3,……,m;i=1,2,……,n,式(1)是一個遞推公式,當由式(1)得出Cm(sn)時,Fmax、就求得了。在熟悉以上公式之后,可以直接在加工時間矩陣上從左向右計算完工時間。對于某一工作地,在給定的一段時間內,順次決定下一個被加工的工件。
3.2開設選修課
由于學習FMS的有關知識,需要學生們具有一定的專業知識;而且大型設備一般只有一套設備,要面向學生人數眾多的本科生開設實驗課有一定的難度。因此,我們首先開設了FMS的選修課。在講授FMS技術的理論知識的基礎上,開設FMS的上機實驗課,學生分為3-5人一組。由于課堂講授FMS的時間有限,加之是選修課;因此,在實驗課之前,面對設備再介紹一次設備的原理、結構和用途等,以加深學生的印象;然后指導學生編制程序、適當的上機操作,輔導學生處理實驗結果。
3.3為本科畢業設計提供實驗
本科生的畢業論文是進行專業基本技能培養的重要環節,同時也是培養學生創造性思維方法、提高動手和解決問題能力的不可缺少的過程。參加本科畢業論文的學生,有充分的時間利用所掌握的專業基礎知識,解決具體的問題;因此畢業論文是本科生學習和掌握大型實驗設備的一個非常好的機會。
四、FMS進行本科教學的體會和希望
4.1FMS進行本科教學的效果
通過上述三種方式向本科生開放大型實驗設備,對學生選擇專業有一定的幫助,也增加了學生參加推薦免試研究生和就業等的競爭力。例如,一名機電學院的學生參加了“FMS研究”項目后,對數控技術有關知識和應用有了一定的了解和興趣,報考研究生時選擇數控技術專業。另一名機電學院的學生參加“開放式數控系統的研究”,學習了切削圖形設計、數控雕刻機及其控制系統等一系列操作,在老師的指導下自己操作選擇刀具和切削參數,觀察不同的切削過程,加深了所學的理論知識,熟悉了作業計劃與調度的原理、立體倉庫的基本操作;該生通過面試后順利地被華中科技大學錄取為研究生。
近年來為了適應地方經濟和社會發展的需要,拓寬人才培養領域,在開設綜合性實驗項目和選修課時,也接受其他學院的學生。學生結束項目后,對所參加的研究工作非常有興趣。
相比較而言,綜合設計性實驗效果明顯好于選修課的實驗。前者由于有充分的時間,我們摒棄了傳統的驗證實驗的模式,采取了“雙向互動”,教師以更多的精力啟發學生的創造力,調動其主動性和積極性,發揮他們運用所學的知識去解決實際問題。對這種實驗模式,學生表現出極大的興趣。這種實驗教學模式,不僅拓展了學生現代科學技能的理論和知識;在實驗方法,應用技能方面也得到了提高,為他們今后走上社會,服務于社會,縮短理論與實踐的差距奠定了良好的基礎。
4.2存在的問題
關鍵詞:服務專業;非計算機專業;計算機應用基礎;教學改革
【中圖分類號】G712
《計算機應用基礎》課程是普通高職院校通常會開設的一門必修的公共基礎課,旨在培養學生了解現代信息技術在人們日常工作和生活中的應用,掌握必要的計算機操作技能,讓學生具有初步計算機學習和應用能力,為其職業生涯發展和終身學習奠定基礎。
隨著計算機技術的飛速發展,社會各崗位對高職畢業生的計算機實際使用能力提出了越來越高的要求。計算機基本應用能力強不強決定了學生后續課程的興趣和自信心,也決定了專業課程學習的深度和廣度。由于各地中學計算機教育不均衡和各專業的需求不同,面對絕大部分非計算機專業學生,《計算機應用基礎》這門必修課采用一個大綱、一套計劃、一本教材、相同的教學內容和模式是行不通的。因此,形成一套為非計算機專業服務的課程體系和教學方法,已成為高職院校非計算機專業計算機應用基礎課程教學改革的迫切需要。
1教學現狀
目前,我院的計算機應用基礎課程基本上是以省和全國計算機等級考試為目標,在第一學期開設計算機基礎知識、操作系統、常用辦公軟件、計算機網絡等內容的課程,在第二學期強化輔導,幫助學生通過等級考試。這種教學模式優點是利用課時數少,教與學的目標明晰,學生的重視度高,教學任務完成的好,考試通過率高;缺點是缺乏對不同專業需求的深入研究,不同專業、不同層次的教學往往采用相同的要求、相同的大綱、相同的教材,沒有針對性,這就難以實現和專業密切結合,難以體現不同專業對應用能力的不同要求。
2“服務于專業為導向”的內涵
“服務于專業為導向”的具體涵意體現在兩個層次:一是同一門課程面向不同的非計算機專業開設時,教學內容與教學方法如何體現與專業應用結合的特點;二是不同的非計算機專業對計算機基礎知識的需求有何不同,如何體現專業需求特點。目前我院非計算機專業的計算機應用基礎教學處于知識普及型向服務于專業型的轉型時期,沿用多年的以“計算機基礎知識+辦公軟件”為基本框架的計算機應用基礎課程設置,在知識分層和專業分類教學方面體現專業需求的導向很不明確。
3教學改革具體實踐
針對現行的《計算機應用基礎》課程教學的現狀與缺點,我們從能力培養出發,以日常活動的行為規范為主線,以實際應用為案例為引導,從教學內容、教學方法、教學手段三個方面進行改革。
3.1情景教學為主要教學內容
《計算機應用基礎》課程在教學中可以針對專業的工作性質,根據專業方向模擬將來的工作崗位和工作情景,設計與情景匹配的一些案例,將要掌握的知識與案例結合。學生學習時目的明確,增加了學習興趣,在了解和學習計算機知識的同時對計算機作為工具在自己的工作中將發揮的作用有了直觀的了解。
根據我院各專業情況及教育部關于公共基礎課程改革的方針策略,計算機應用基礎課程模塊分為必選模塊和可選模塊。通過調研了解社會需求,確定必選模塊為各專業學生都必須掌握計算機基本配置;能輸入文字并編輯;會制做表格進行計算和數據管理;能制作演示文稿并修飾;能上網檢索信息和收發電子郵件。除了上述計算機知識以外,根據專業特點,適當增加如電路圖、流程圖的制作;電子表格的復雜函數應用及高級數據管理;圖形的簡單處理;Word文本的高級排版等,這些屬于可選模塊。每個專業的計算機應用基礎課程都是由必選模塊和可選模塊組成,至于選什么樣的可選模塊完全根據專業特點和需要進行按排。
3.2項目化教學為教學方法
一直以來我們都以任務驅動的方式進行教學活動,為了更好的服務于專業,計算機應用基礎課程的項目設計則更具有針對性和實用性。例如在必選模塊中我們設計了畢業論文排版的項目。畢業論文排版是我們每一個學生都會面臨的問題,通過學習分節、設置奇偶頁不同的頁眉頁腳、自動生成目錄、設置格式和樣式等來掌握Word高級應用的知識。在選用模塊中我們為藝術專業的學生設計了制作宣傳海報的項目,通過項目任務掌握圖文混排,美化文檔的技能。為機電系學生設計輸入公式和繪制電路圖的項目任務,掌握公式輸入和電路圖繪制的方法。通過不同的項目任務,使計算機應用基礎課程更好服務專業的宗旨更加明確。和傳統的不分專業教學相比,這種方式使學生明白“為什么學、學了有什么用”的道理,更加能激發學習的主觀能動性,改變了過去“老師講破了嘴皮,學生心不在焉”的教學狀況。
3.3理論實踐一體化為教學手段
計算機應用課程有一半的內容是計算機基礎知識,這部分內容講起來枯燥,不能引起學習興趣,課堂上老師灌輸知識,學生被動接受。我們將理論與實踐合并在機房進行計算機應用基礎課程的學習,不僅僅操作部分在機房授課實踐,理論知識部分也在機房使用多種形式教學。一利用課件圖文并茂的講述理論知識,二、以講座的形式對某一個主題進行討論,比如假設現在個人去買電腦,應該如何配置,性能如何。這樣可以擺脫書本的束縛,把理論知識與生活工作中的實際應用相接合,開拓學生們的眼界。三、以宣傳或新聞做為引入,介紹當前計算機發展動態介紹新知識。實踐內容更是利用電子教室,通過廣播教學、分組討論、學生演示等方法直接完成教與練的兩大步驟。這樣學習起來印象深刻,學習效率會提高,真正地實現了理論實踐一體化。
經過如上的改革,將突出《計算機應用基礎》課程的實用性和基礎性,確保該課程更好的服務于專業,使不同專業的學生都能熟練應用計算機這一工具為專業課程學習打下堅實的基礎。
[1]張少芳.管理類專業計算機應用能力培養的研究[J].信息技術,2013(12)
[2]王秀芝.案例教學中需要研究的幾個問題[J].中國高等教育,2006(12)
論文的選定不是一下子就能夠確定的。若選擇的畢業論文題目范圍較大,則寫出來的畢業論文內容比較空洞,以下是學術參考網小編為各位同學準備的自動化論文格式。希望能夠幫助到大家~
正文是論文的主體,系指引言之后結論之前的部分,應按GB7713--87的規定格式編寫。這一部分的形式主要是根據作者意圖和文章內容而定。
實驗為研究手段的論文或技術報告,包括以下幾個方面:
(1)實驗原材料及制備方法。主要描述研究材料的可靠性、均衡性及隨機性的情況。
(2)實驗所用設備、裝置和儀器。通用設備應注明規格、型號,如果是自己特制的裝置,應提供示意圖,并附測試、計量所用儀器的精度,使讀者得知實驗結果的可信度和準確程度。
(3)實驗方法和過程。方法包括測量儀器、測定方法、標本處理、計算方法等,過程如何進行,操作應注意事項。若有技術上的經濟性,要正確處理好學術交流與技術保密的關系。
(4)實驗結果。結果部分是示出處理后的實驗效應,包括各項指標的數據和圖像。對結果進行分析,把實驗所得的數據和現象加以解釋,闡明自己的新發現或新見解。圖表的數量應擇其要者。
寫該部分時要注意:首先是選取數據必須嚴肅認真,實事求是;其次是描述現象要分清主次,抓住本質,圖表設計要精心,使其一目了然;最后是分析問題必須以理論為基礎,以事實為依據。
撰寫理論或解析文章,應注意以下內容:
(1)解析方法。包括前提條件、提出的假設、解析的現象、適用的理論和計算的程序;
(2)解析的結果。可用圖表、公式進行整理。
(3)分析討論。對結果的可信度、誤差的評價。
范文賞析:
工業自動化論文發展趨勢
摘要:目前計算機應用產業產業在我國工業控制自動化中的應用有了很大的發展,我國工業自動化計算機應用產業系統已經形成。工業控制自動化技術以低成本工業pc基礎為主流,向智能化、網絡化和集成化方向發展。隨著計算機應用產業的發展,工業自動化計算機應用產業產業的應用領域迅速擴大,其發展趨勢難以捉摸。本文就工業自動化計算機應用產業產業的發展現狀和特點,對其趨勢進行分析與討論。
關鍵詞:工業自動化;計算機應用產業應用;發展趨勢
一、引言
工業自動化計算機應用產業是工業自動化產業基礎的核心。傳統意義上計算機應用產業用于工業生產過程的測量、控制和管理,包括計算機過程輸入、輸出通道。而今天的工業自動化計算機應用產業內涵已經遠不止這些,其應用范圍也已經遠遠超出工業過程控制與管理。
目前,在通訊、網絡、軟件及光電的整合應用之下,工業自動化計算機應用產業也不再單純局限于工業自動化領域的應用,而是結合了通訊、電子、光電、半導體及軟件等應用,扮演愈來愈重要的角色且呈現多元及定制化的設計特點。計算機應用產業在工業自動化和信息化產業鏈中處于要素市場,處于快速發展的關鍵時期,不僅加速升級改造傳統行業,而且也為新一代工業自動化計算機應用產業的應用和發展提供了良好的發展機遇。
二、工業自動化計算機應用產業發展特點
1.界限模糊。工業自動化計算機應用產業的系統、自動化、機電一體化、數控、cims等技術和學科之間逐漸滲透,界限越來越模糊,而在實際中也沒有必要把它們分得很清楚,這是實際發展的需要,也是技術發展的必然。
2.技術融合。工業自動化一些fcs、ipc、nc/cnc與dcs、plc等計算機應用產業系統體系雖然設計初衷不一,各有特色,各有適宜的應用領域,也各有不適應的地方,但技術上都存在相互補充、相互促進、彼此共存的要素。僅僅靠獨立的學習已失去傳統意義上,各種控制系統之間融合不可阻擋。
3.應用領域擴大。過去,工業自動化計算機應用產業主要應用于過程控制,如控制電、煤、化、油等連續化、流程化的生產過程;離散加工制造機械、電子、汽車等自動化生產過程;單機自動化,如數控機床、智能儀器儀表,機器人等產品機電一體化等。目前,工業自動化計算機應用產業還逐漸應用于新的增長點,如公用工程、環保、樓宇與社區、道路與交通、農業與農村等。
三、工業自動化計算機應用產業發展趨勢
在計算機應用產業市場層面來說,主要表現為:(1)工業計算機應用產業市場規模急劇增長。即使受全球金融風暴襲擊,中國工業計算機應用產業市場依然將保持較快增長。據中國計算機應用產業行業協會工業計算機應用產業分會預計:未來5年,預計中國工業計算機應用產業市場仍將保持15%以上的年平均增長速度。未來的中國工業計算機應用產業市場,競爭雖然激烈,但格局會基本穩定,不論是傳統ipc市場,還是新興領域的嵌入式計算機應用產業,在構成工業計算機應用產業系統的數據采集板和功能方面,國內企業將與國外品牌同臺競爭,外資品牌占有較大優勢。(2)市場發展前景廣闊。工業計算機應用產業產品和技術為其他各行業提供可靠的嵌入式和智能化基礎平臺。隨著信息化深入,國民經濟許多行業的關鍵任務將越來越多地依靠工業計算機應用產業,以共性技術的低成本工業自動化升級改造傳統行業做主流技術路線使中國的工業計算機應用產業受到越來越高的重視。行業信息化需求增加,工業計算機應用產業的需求就大,其市場發展前景十分廣闊。(3)長尾市場趨勢。工業計算機應用產業在不同應用上,有不同的功能需求設計,需要設計符合其功能需求的產品。因產品復雜度高,價格較低,毛利率較高,相較于商用計算機應用產業市場,仍處于藍海市場。因單品數量少而小型供應商多,呈現長尾市場特點。
2.在企業、行業發展角度來看:(1)國內企業將對市場細分敏銳把握。國產品牌規模的工業計算機應用產業企業,將會建立廣泛的直銷和服務網絡,取得長足進步。傳統ipc市場是我國工業計算機應用產業技術的發源地,將會一直是工業計算機應用產業的主戰場。(2)我國的工業計算機應用產業企業將由模仿向自主創新、由中國制造向中國創造的轉變。新一代epi,解決ipc工業計算機在多塵、潮濕、振動的環境下連接處易堵塞或氧化而接觸不良使工業計算機應用產業失效的問題,具有開放性、散熱性、抗振性、高穩定性、高可靠性等特點,而且加工工藝容易,成本低,將會得到廣泛推廣于國產數控裝置。未來幾年,本土企業會對新興行業應用敏感,對需求把握準確,率先發掘市場,推出自主創新的計算機應用產業技術。
3.在技術層面上來說,主要有以下幾點:(1)集中自動化趨向分布式自動化。傳統的工業自動化計算機應用產業按照傳統的軟件技術,采用具有強大集中運算能力的中央控制器,以面向過程的程序為軟件程序,需要做大量程序編制開發工作,還要編寫現場設備與控制系統、管理層的通信程序。com/dcom技術,提供了一種軟件架構,采用可復用的二進制軟件組件,相互通信并共享數據,為實現分布式自動化提供了技術基礎。dcom可以使com組件分布在不同的計算機上,并通過網絡相互連接,相互交換數據,構成一個完整的應用控制程序。這就意味著分布式設備、工具和應用所具備的性能起著與集中式應用一樣的作用,大大提高了系統的開放性、一致性和適用性,統一的工程和數據模型大大降低了工程項目的成本。(2)現場總線趨向以太網。近幾年,工業實時以太網技術已被工業自動化計算機應用產業廣泛接受。現場總線到工業以太網可以進行平滑過渡,保護制造商與用戶自動化產品和解決方案問題,以最全面的profinet,automationworx為工業以太網協議。這種協議可以實現制造過程最佳化,直接訪問控制和生產級自動化數據,提供生產計劃管理系統,滿足不同的應用技術需求。通過設備描述和控制器邏輯分配,使用指定的pc工程工具實現集成,支持將自動化功能分散于各個智能子系統,從而進一步提高了系統的可用性,這種能夠不受限制的轉移現場總線為工業以太網通信,能發揮高動態性能、本地化診斷、無需設置設備系統自動組態等功能。(3)工業有線自動化趨向無線通信技術。工業無線技術通過供無線數據鏈路和靈活的網絡拓撲結構實現工廠內部設備與外部設備之間的通信提。無線通信技術具有數據傳輸速率高性價比優良、、區域廣泛、抗干擾性強、系統維護成本較低等優點,是有線通信系統發展的重要補充,將成為工業自動化領域的又一熱潮技術,據推測,無線技術的廣泛應用將使工業生產效率提高10%左右,市場需求和應用前景十分廣闊。
四、結語
如今的時代是變革的時代和推陳出新的時代。伴隨著新一代工業自動化計算機應用產業的興起,工業行業也將重新洗牌,各個行業面臨機遇與挑戰并存的局面。隨著工業自動化計算機應用產業發展的趨勢深不可測,只有抓住機遇,勇于和善于迎接挑戰,才會與新一代工業自動化計算機應用產業一起發展壯大。
參考文獻:
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關鍵詞:高職教育;校外實踐教學基地;實踐教學模式;認識實習;頂崗實習
作者簡介:鮑懷富(1955-),男,山東臨邑人,濟南工程職業技術學院機電工程系主任,教授。(山東濟南250200)
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)17-0102-02
校企合作,工學結合,產學結合,培養高素質高技能應用性專門人才是高職教育的根本任務。要完成這一任務,校外實踐基地實踐教學模式的研究和實踐是極其重要的。下面本文就這個問題結合自己的實踐談談粗淺的見解。
校外實踐基地的建立和利用集中反映在人才培養模式和方案上。目前,各職業院校據自己的實際情況不同而不同,最為常見的有“2.5+0.5”、“1+0.5+1+0.5”、“2+1”等培養模式。我們采用的是“2+1+補充”的人才培養模式。校外實踐基地實踐教學是“一認識、二調查、三培訓、四頂崗”的實踐教學模式。即是2年在校學習,1年頂崗實習,還要補充部分認識實習、暑假企業社會調查、頂崗實習前專項培訓。
一、“一認識”的教學模式
第一學期,學生剛剛到校,對專業認識的認知非常膚淺甚至一點也不懂,大多數學生不知道自己所學的專業是學什么的,自己畢業后去做什么。為了使學生認識這個問題,目標明確,有學習的動力和方向,除了進行較為細致的專業教育以外,到校外實踐基地認識實習是非常必要的。所以我們安排1~2周到校外實踐基地認識實習,通過校外實踐基地的參觀、認識實習使學生得到感性認識,結合專業教育,很容易就理解了自己所學專業是干什么的,自己以后的工作是做什么的。這樣就會大大增強學生學習的動力、熱情和積極性,為學好專業課打好基礎。我們通過2屆學生到濟南慧誠機械有限公司、山東大漢建筑機械有限公司、濟南吉隆機械制造有限公司、青島騰龍門窗制造有限公司等幾家典型的實踐基地參觀實習,配備專業教師和企業導師現場指導和講解,認真安排計劃教學內容,認真組織和管理,詳細周到考慮每一個細節,根據學生的實際情況搭配分組,取得明顯效果。
二、“二調查”的教學模式
學生在校學習一年后有了一定的理論基礎和專業知識,特別是通過到校外實踐基地參觀認識實習,對專業建立了感性的認識。但是,要對專業有更深的了解,知道專業具體有哪些崗位群,有哪些典型的崗位和典型的任務,企業急需要哪些專業人才,企業的規章制度和企業的文化素養需求等都需要深入的調查、學習和在學生內心深處不斷地積淀。我們安排學生通過暑假近2個月的企業實踐和專項調查,不但收集到上述信息,還提前進入了社會,學到了許多社會知識,為學生奠定了學好專業的基礎和生存發展的基礎。我們在安排這一環節過程中首先要精選實訓基地和企業,也就是專業教師首先要確定調查的目標、方法方式、計劃要求、調查報告內容和要求,然后進行企業調查,選出滿足學生進行企業社會調查要求的企業。特別是組織安排,選擇哪些企業,每個企業去多少學生,選擇多少企業,有哪些專業教師和企業導師負責管理和指導,制訂哪些規章制度和措施保證調查的順利進行等等。這些問題工作量大,還要針對實際情況不斷地改進和完善。它直接關系到這一“調查實習”環節的效果好壞和成敗。通過2年的實踐取得了許多經驗和教訓,也取得許多成績。通過社會和企業調查實踐,學生針對自己的實際,初步確定了自己將來希望做什么,自己可能要做什么,哪些工作和崗位適合自己,自己今后要學習什么,重點要學習哪些科目、哪些知識,特別是今后要學習哪些技能、哪些技術。學習目標明確,動力增強,效果顯著。通過社會和企業調查,大多數學生有了明顯的變化。在以后的課堂教學和實踐教學中,認真聽課的多了,提問題的多了,遲到曠課的少了,上課睡覺和玩手機的少了;課外時間自覺到圖書館學習看書的多了,上網玩游戲的少了,特別是自覺遵守學校紀律的多了,破壞紀律的少了。許多學生變得明顯成熟了,長大了,懂事了。我們的確嘗試了學生進行社會和企業調查的甜果。但是也得到許多教訓,比如組織安排的不好、企業課題選擇的不當、指導檢查不到位、經費不足,特別是領導和教師重視不夠,認識不到位,更重要的是企業和社會不配合等等。這些都會大大降低企業調查效果。所以,“二調查”的教學模式要付出很大的努力才能獲得好的效果,決不能“放羊”。
三、“三培訓”的教學模式
學生通過2年的校內理論學習、校內實驗實訓、間斷的校外實習參觀、專項校外教學和假期企業社會調查實踐,已經完成校內教學計劃內容,學生已經具備了去企業頂崗實習的基本條件。但是,為了使學生滿足企業的需求,縮短熟練頂崗的時間,下廠前要對學生有針對性訓練和培訓。如要針對具體企業的產品生產進行基本工藝和設備的培訓。對于專項技能如鉗工、電工、計算機繪圖、數控編程和操作等進行強化訓練。經過3~5周的專項培訓和強化訓練可以取得較理想的效果,企業非常歡迎。針對企業產品生產工藝和設備的專項培訓難度很大。因為企業產品工藝和設備變數較大,范圍較廣,特別是先進的技術和領先的設備,專業教師掌握十分困難。解決的辦法是,首先要根據學校自身條件建立和發展校外實踐基地,限制在一定的范圍內;然后要求專業教師固定企業實習和下廠鍛煉;個別情況可以聘請企業專業技術人員到校內或在企業對師生進行專項講座和培訓等。頂崗前的專項培訓是一種非常行之有效的方法。針對性專業培訓是校企合作的基礎,是產學結合的基石,是建立良好校外實踐基地的有效保障,是解決落實學生頂崗實習單位難題的有效方法,是搞好后繼學生頂崗實習的根本保證。所以,學校領導,特別是系部領導必須對這一環節引起高度關注和重視,加大人力和物力的投入,確保這一關鍵環節的有效落實。
四、“四頂崗”的教學模式
工學結合、校企合作、頂崗實習是職業教育人才培養模式改革的方向。其中頂崗實習是人才培養最重要的教學環節。目前,各研究機構和各職業院校都在不斷實踐和探索,力求尋找更有效的途徑和方法以及切實可行的教學模式。經過幾年的探索和實踐,筆者歸納和總結了以下幾點:
1.教學內容
針對專業崗位群要盡可能寬和全面。學生頂崗實習不是就業,不能在一個崗位實習一年,學生要在專業崗位群不同的典型重要崗位輪流頂崗實習,進行較全面的實習和實訓,以便畢業后有較大的發展空間和可持續發展的后勁,保證高職教育培養目標區別于中專和技工。在這方面一定要發揮學校的主導作用,盡力協調企業的利益,確保企業的支持和配合。精選企業,和企業建立密切的合作關系是非常重要的。同時適當給予企業和技術人員一定的經濟補償,以便教學內容的有效落實。
2.教學指導
教學指導主要由企業導師、企業專業技術人員、能工巧匠兼職教師來完成。學院專職教師也要經常到企業現場實地指導,和企業兼職教師有效配合,做好教學內容的計劃、組織和安排協調,進行理論、實踐和思想等全面的、深層次的指導工作。同時,要求和學生通過網絡、QQ等方式進行交流指導,保證達到頂崗實習的目標要求。在教學過程中,注意兼職教師的選擇、培養、管理和附加待遇等問題,這也是完成頂崗實習教學任務的重要環節和手段。
3.組織管理
頂崗實習的組織管理是極其重要的,直接關系到這一教學環節的成敗。首先,學校要制訂相關規定,保證有章可循。在學生確定實習單位時,通過雙向招聘會進行初步定位,學校在根據學生和企業實際進行綜合調整,在做好學生思想工作的前提下和學生、家長簽訂三方協議,保證頂崗實習期間的穩定性。特別是嚴格控制學生自找實習單位的情況,在嚴格審批手續的同時,家長、學生和學校簽訂頂崗實習就業保證協議,確保學生就業的前提下才能自找實習單位。在實習過程中,實行專職教師定企業、定學生的方式,和專職輔導員以及企業兼職指導教師共同負責學生的管理工作,包括自找實習單位的學生。根據學生的過程表現、實際能力、實習周記、畢業答辯評定頂崗實習成績,嚴格控制,對實習不合格的堅決不發畢業證。在此過程中,做好學生的思想工作是非常重要的,因為學生初到企業,方方面面都有一個適應過程,必須依靠學校,特別是專職教師、輔導員的引導教育,逐步變成一個合格的企業人、社會人。學生的實習補助待遇、工作環境也要和企業友好協商,這也是保證頂崗實習穩定的重要方面。切忌使學生放任自流,要確保學生的人身安全和實習效果。
4.和畢業設計(論文)結合
畢業設計(論文)的內容要結合頂崗實習的內容,編寫研究報告、工藝或工裝等方面的改革和創新建議、綜合報告等。沒有必要撰寫不符合實際的研究論文。再說學生也沒有更多的時間去研究和頂崗實習無關的內容和資料。學生也不一定必須回校集中進行畢業設計和畢業答辯,指導教師可以到學生集中實習點進行,也可以通過網絡等形式進行,這樣既合情合理,也便于操作,確實是一個較好的方式。指導教師以校內教師為主,也可配以校外具有指導能力的企業技術人員為輔。重點指導學生畢業論文專業內容、格式和寫作等方面,同時根據實際給予學生畢業設計(論文)成績和進行適當范圍的畢業設計(論文)答辯。切忌走馬觀花、得過且過的做法,確保畢業設計這一重要教學環節的質量和效果。
5.與就業結合
頂崗實習單位的確定就是雙向選擇,學校精選企業,這本身就是考慮學生的就業問題。有的企業在頂崗實習開始就和學生簽訂就業協議書。通過頂崗實習,學生熟悉企業,企業了解學生,實習結束后學生和企業都相互了解,確定是否相互滿意,是否簽署正式就業勞動合同。這幾年的實踐證明,這是促進就業的有效方法。
通過幾年的實踐,校外實踐教學模式的探索和研究取得較大的進展,也取得較好的成績。但是,在實施的過程中還存在許多問題,比如企業配合需要進一步研究,實踐過程完全按照計劃運行難度較大、變數較多等等。如何和企業建立資源共享、優勢互補、互惠互利、共同發展的深度合作的關系,如何更好、更實效地完成校外實踐教學及培養高素質、高技能應用性專們人才是高職教育需要研究的課題。
參考文獻:
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關鍵詞:工業工程;職業發展;實踐教學體系
工業工程專業的高等教育已經取得了顯著的成績,對于工業制造企業,尤其是機械、電子、汽車制造等企業的效率提升、質量保證、資源有效利用方面起到了極大的促進作用。對于處在經濟轉型期的我國而言,培養什么樣的人才,如何讓培養的人才不斷積蓄職業發展潛能,獲得更好的職業發展,是當前應用型工業工程專業培養的主要問題之一。工業工程人才培養的根本是實踐教學,只有將工業工程的理論知識付諸實踐,學生對工業工程的認知方式才能真正得到改善,學生的工程設計能力和工程創新能力才能切實得到培養和提高。[1]
1基于職業發展進行實踐教學環節設計的必要性
工業工程專業具有非常強的實踐性。工業工程的目標是用技術的方法,經濟、有效地解決社會系統的現實問題,這就要求工業工程專業培養的學生能將所掌握的知識與社會中的實際問題相聯系,具有解決社會現實問題的能力。目前,高校人才培養方案設計的常規模式是依據學科的知識體系,按時序設置課程,追求本科專業知識的完整性和邏輯性。這種設計模式在理論上是合理的,但容易出現學校教育與市場需求相脫節的現象。因此,應將學科知識體系與市場需求和職業崗位知識能力要求相結合,以職業崗位能力需求為導向,構建更加合理的專業知識結構,并具有較強的適應能力和知識遷移能力的課程體系,從而提高學生的就業競爭力。[2]同時,融入必要的實踐教學,把工業工程專業的實踐性充分地體現在整個教學過程中。我校作為山東省應用基礎型人才培養特色名校,多年來始終把人才培養質量放在重要位置,對本科人才培養和就業工作極其重視。2014年,結合山東省名校建設和自身專業發展,通過多方調研,對培養計劃進行了修訂。通過引入具有一定優勢的機械和土木建筑等工程基礎技術,形成富有特色的工業工程專業培養特色。專業定位為培養具有堅實的自然科學、社會科學、現代經濟與管理科學知識,具備一定的工程技術基礎,具有較強的創新精神和工程實踐能力,能夠綜合應用工業工程理念和知識對生產型和服務型企業進行規劃、設計、評價、改善以及創新,能從事工程、設計、制造、管理、科研與教育等方面工作的高級復合人才。在培養計劃中突出實踐的重要性,構建有特色的實踐教學體系。作為實踐性很強的工業工程專業,其畢業生不僅面臨就業問題,同時也面臨著進入工作崗位后的職業發展問題。對于應用型本科人才的培養,我們強調工業工程人才的培養,不但重視職業對人才素質的培養要求,而且要關注學生個體發展的需要;要把職業能力和職業素質的培養反映在人才培養方案當中,突出畢業生進入工作崗位所需職業技能的各類教學環節,強調解決最短時間上崗的問題,增加就業競爭力;同時還強調培養學生未來職業晉升和相近崗位遷移的職業能力。實踐環節是高校工科專業教學必不可少的環節,更是工業工程(工科)專業實現其培養目標的必修環節[3],對實現職業發展和提高人才培養質量有重要作用。
2當前工業工程專業實踐教學中的主要問題
實踐環節應該具有較強的針對性。當前在各高校進行工業工程專業實踐教學過程中,雖然都有課程設計、各類實驗和實習等實踐環節,但具體內容上由于專業定位和學校資源的不同,形成了很多有特色的實踐教學模式和體系[4-7],但也存在很多問題。
2.1實驗過于側重驗證性實驗
在開設的課程實驗中,多數仍然是驗證性實驗,設計性實驗、綜合性實驗占比較低,各門課程的課內實驗,僅依附于課程內的理論知識,學生難以從實驗中開拓創新。
2.2實踐教學手段單一理論不能聯系實際
課內實驗和部分課程內容設計均采用統一的模式,學生被動接受教師預先設定好的方案,按步驟進行,缺乏實踐活動的參與性,積極性不高,也不利于發揮學生的自主性。同時,由于部分教師缺乏企業實際工作經驗和工程實踐背景,所設計的方案與實際情況出入較大,不能很好地鍛煉學生的實踐能力和學習能力。
2.3實驗設施不夠完備實踐教學內容簡單
在工業工程本科教育中,對于實驗室建設方面明顯投入不足,僅能夠保證基本的專業實驗。對于強調實踐性的工業工程專業,因實驗設施設備的不足,無法充分發揮實驗在實踐教學活動中的作用。
2.4實踐、教學分散不成體系
以我校為例,僅開設了管理信息系統、基礎工業工程、人因工程3門核心課程的課內實驗和設施規劃與物流分析、人因工程2門課程的課程設計,部分需要課內實驗的核心課程,例如生產運作管理、質量管理工程、系統建模與仿真等,都沒有開設課內實驗。雖然開設了金工實習、認識實習、生產實習、畢業實習和畢業設計,但由于實習單位生產情況的不確定性,往往造成實習缺乏針對性和代表性,不能很好地參與生產實踐。對于定位于應用型工業工程專業培養的院校,還存在畢業論文過多的情況,經常出現指導教師指定論文題目進行寫作,缺乏實際背景的現象。這些缺乏聯系,過于分散,沒有形成有機整體,更缺乏綜合實踐的課程,未能最大限度地發揮實踐教學對于學生素質和能力培養方面的重要作用。
3基于職業發展的工業工程專業實踐教學體系的構建
工業工程專業培養的合格畢業生,必然是在企業中與工業工程專業相關的崗位上工作,并具有良好的職業發展潛力。這就要求我們關注學生的職業生涯和可持續發展,使學生既具備從事職業活動必需的高技能,又具備能為整個職業生涯提供持續發展動力的職業素質。在進行新的專業培養計劃修訂過程中,按照職業發展的要求構建工業工程專業實踐教學體系。力求以職業發展為導向,促進實驗教學體系的改進,利于學生的順利就業和職業目標的達成。我們通過梳理核心課程在實踐教學中的作用和相應的職業能力需求[2],按照從“課堂案例教學-課內實驗-課程設計-工業工程綜合實訓-各類實習-畢業設計”的路徑,輔以課外活動競賽等構建三部分的實踐教學體系。工程技術實踐部分,由于工業工程是工程技術與管理的交叉學科,在強調工程技術知識的同時,也要注重工程技術實踐。我們設置機械電子與控制和土建施工兩部分工程技術。實踐部分分別包括機電控制PLC課內實驗和土建施工電子制圖課內實驗,設置機械制造課程設計、電工電子實習以及金工實習。專業核心實踐部分,在理論課堂增加案例教學的基礎上,通過對專業核心課程的梳理,重新規劃建設了實驗室,開設了基礎工業工程課程實驗14學時,人因工程學課程實驗12學時,生產運作管理課程實驗16學時,質量管理工程課程實驗6學時,精益生產課程實驗4學時,系統建模與仿真課程實驗24學時,并且在課程實驗中增加設計性實驗和綜合性實驗的比例,開設開放性實驗,由學生利用實驗設備自主選擇實驗內容。在開設課內實驗的基礎上,進一步開設基礎工業工程課程設計、人因工程課程設計、設施規劃課程設計、生產運作管理課程設計。同時,開設工業工程綜合實訓。[8]此外,我們把生產實習放在工業工程綜合實訓之后進行,以便學生在企業進行生產實習時更具針對性。我們強調,畢業實習和畢業設計的關聯性,僅允許極少部分學生撰寫畢業論文,絕大多數學生要求采用畢業生設計形式完成實踐的最后一個環節。要求學生以畢業實習了解的實際企業背景,尋找企業生產實際中的問題,運用工業工程的方式進行解決,或者模擬進行產品的組裝線設計或生產系統設計。經過畢業實習和畢業設計共16周的強化應用訓練,可以讓學生增強解決問題的實踐能力,便于提高學生走向工作崗位后快速適應崗位的工作需要,為職業發展樹立良好的開端。考慮到部分中青年專職教師的企業實踐和工程背景不足,我們聘請了來自企業的校外兼職實踐指導教師。通過他們的指導,可以拉近教學實踐過程和企業實際之間的距離,從而使培養的工業工程畢業生具有更好的職業發展潛力。課外實踐部分,我們充分利用課外實踐增加學生的工程實踐素質,結合大學生數學建模大賽和大學生創新大賽,進行分類指導,充分發揮競賽對科學素質的鍛煉作用。通過組織學生以全國工業工程案例應用大賽,使學生真正感受工業工程在企業的應用。對于大四學生,鼓勵參與中國機械工程協會工業工程分會主辦的見習工業工程師資格考試,從理論知識和實踐能力方面綜合對學生進行第三方評價。
4結束語
實踐是工程技術人才成功之本[9],缺少了實踐性就不能稱為是工業工程專業。在培養目標和辦學特色中要重視實踐教學,以我校工業工程專業的實踐改革為基礎,基于工業工程從業人員的職業發展需要,構建了工程技術實踐部分、專業核心實踐部分和課外實踐部分的三部分實踐體系。實踐表明,通過較為全面的實踐訓練期望工業工程畢業生,不僅能在畢業時具有良好的就業競爭力,獲得合適的工作崗位,也能有利于畢業后的職業發展,成為真正合格的應用型高級專業技術人才。
參考文獻
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關鍵詞:CDIO;專業導論;課程考核方式
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)08-0105-03
近20年來,發達國家都在從觀念、目標、教育內容到教育方法對工程教育進行整體改革。環顧歐美各科技強國不難發現,科技發展的加速化、綜合化、產業化、國際化和一體化,對各國的工程教育改革提出了更新、更高的要求。
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO的愿景是為學生提供一種強調工程基礎的、建立在真實世界的產品和系統的構思-設計-實現-運行(CDIO)過程的背景環境基礎上的工程教育。通過精心規劃項目的CDIO,可以引導學生對核心專業課程產生濃厚的學習興趣,從而達到能力培養、綜合發展的目的。
CDIO工程教育模式與以往培養計劃的不同點之一是:通過開設導論性的基礎課程,從起始階段就將工程實踐引導入門,激發學生興趣,讓學生盡早領略工程技術的精華,并且讓他們親手制造一些簡單的東西。
大學生在進入大學之前,絕大部分只是憑專業名稱或十分簡單的專業介紹對所學專業有一個直觀理解,對自己專業認識較少,甚至不知道所開設的課程對從事本專業工作有何作用,導致入學時找不到學習方向和目標,對專業課程的學習缺乏動力。而現有高校的教學計劃中,很少有學校開設引導類的課程,幫助學生全面了解所學專業,提高學習興趣。
在新生入學時開展專業引導教育,開設《專業導論》課,通過相關核心工程學科的應用激發學生的興趣,明確學習動機。同時,學生CDl0教學大綱要求的主要能力發展也能有較早的起步。廣東白云學院從2010年開始,在高職“2+1”人才培養模式改革的基礎上,為培養高級應用型人才創出一條新路,對機械設計制造及其自動化專業實施基于CDIO工程教育理念的人才模式改革試點工作,開始了對《專業導論》課程教學及考核方式改革的研究與實踐。
《專業導論》課程的教學內容
根據CDIO教學大綱中對導論課程的教學要求,其教學內容和項目的設計建立在對學生的引導及激發學習興趣上,結合專業人才培養目標要求,堅持理論聯系實際、學以致用的原則,在學生入校時即對學生進行全方位的專業知識教育。將《專業導論》課程的教學分為理論教學和項目制作實踐兩個部分。
理論教學內容的設計 《專業導論》課程強調教學的系統性、全面性、前沿性以及與國際化,強化學生工程能力的培養。通過精心設計,理論部分內容通過開設10次學科前沿及發展的講座,讓學生了解所學專業的最新發展及應用領域。講座主要內容如下:機械工程發展簡史、工程圖學概論、工程材料概論、機械設計概論、機械創新設計、機械制造概論、模具技術發展、機電一體化技術發展、機械工程師職業能力素質要求等。在開展講座的同時有針對性地帶學生去相關企業參觀見習,進一步了解和認識專業。
項目制作實踐內容的設計 項目制作實踐讓學生初步體驗機械產品的設計制造、裝配調試過程及工程圖的表達方法,為學生了解本專業、深入學習本專業的知識打下必要基礎。對模具方向的學生引入模具結構測繪項目,讓學生以模具實物為載體,通過對模具的拆裝及測繪,完成簡單模具二維裝配圖和零件圖的輸出;對機械設計制造方向的學生以齒輪泵、二級齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器為載體,測量并繪制典型零件圖和裝配圖。這樣,以工程圖學基礎理論和實驗裝置為依托,以工程繪圖為載體,對實物裝置進行結構分析和研討,在實踐中互動,在討論中爭辯,激發了學生創新意識,達到了新舊知識優化和創新思維綜合訓練的目的。學生在完成項目的過程中,掌握本專業所需掌握的工程語言——機械制圖及零件測繪,直接培養學生對工程圖的識圖、繪圖能力,并對模具結構、常用的機械產品結構有了初步的認識,培養學生的工程意識。
教學方法與教學手段
CDIO改革并不是要淡化理論課程的學習,而是要改革教學方法,采取能激起學生興趣的教學方法,理論課程的教學不能采取傳統的“滿堂灌”的教學方式,而應采取基于問題的學習、師生互動主題研討、案例教學、論文研究、項目訓練等教學形式,著力培養學生的自主學習、發現問題、解決問題和創新思維能力。主要通過以下幾種方式提高學生的學習興趣和學習效果:
一是實施教學和研究互動、課內和課外互動、寓學于研的培養模式,設置基于課程的科研訓練項目和自主科研訓練項目兩類,資助學生開展研究工作。基于課程的科研訓練項目由研究型教學課程責任教師組織課程教學團隊教師指導。自主科研訓練項目一般為學生進入高年級后,在導師的指導下自主選題,經學院審批后開展科研訓練工作,并以小組的形式參加創新設計大賽、機械設計競賽、力學競賽、挑戰杯等科技競賽活動。較好地完成科研訓練項目的學生可以取得實踐教學環節學分,鼓勵學生以科研訓練項目研究成果為內容撰寫畢業論文,完成畢業環節。
二是在知名企業建立學生實踐基地。學生可優先獲得去該類企業實習的機會,并鼓勵其在企業中開展科研訓練項目的研究工作。
三是通過組織科研訓練團隊、社會工作等途徑培養學生的組織、溝通、協調等領導能力。
四是定期組織開展學術討論。在導師的指導下對各自研究的課題,發表各自觀點,營造良好的學習交流氛圍,激發創造力,提高學生的表達和溝通能力。
CDIO人才培養模式下的課程考核方式
理論教學部分的考核方式 學生結合10次講座所講授的內容,獨立查閱中英文文獻,開展市場調研,撰寫不少于5000字的調研報告或課程論文,并制作講授課件,參加課堂上模擬的“21世紀制造業前沿國際論壇”,對調研報告或論文內容進行講授。教師根據學生調研報告或論文撰寫質量和課堂講授的表現,以及平時教學活動全部環節的表現,確定此部分的分數。
項目制作實踐部分的考核方式 (1)項目制作實踐的組織形式及成果提交。項目制作實踐時學生以4~6人為一個項目小組,每個小組配備一名指導教師。項目制作實踐以小組為單位,在理論課堂外執行;項目組內活動方式有:座談式交流研討,專題式講解介紹,邊做邊探討式互動,系統性總結等。組間活動主要采用總結介紹方式。項目完成后團隊需提交的成果資料有:零件圖,總裝圖,工作原理介紹,項目工作總結或課程論文等。(2)項目制作實踐考評方式與標準。項目制作實踐的成績分為優(>90分)、良(80~89分)、中(70~79分)、及格(60~69分)、不及格(
課程教學的成效
《專業導論》課程教學及考核方式改革的研究與實踐主要取得了以下成效。
培養了學生的自主學習、團隊協作、動手能力等,提高了綜合素質 在 “模具結構測繪”實踐項目教學環節,要求學生完成后提交的資料有:項目工作報告(裝配體的工作原理、拆裝順序、裝配簡圖等);全部零件(標準件除外)正式零件圖;裝配圖(每人一張)。據統計,采用實踐項目教學后,在學時與原來相同的情況下,45名學生共完成零件圖119 張(A4~A1 不等),A1 裝配圖39張、A2裝配圖6張,比往屆多繪制了裝配圖,并且零件的種類結構形式也有所增加;學生首次對典型模具機構進行了拆裝和測繪。學生解決問題的能力和實際動手能力有明顯的提高,促進了實踐過程與工程實際接軌。雖然學習難度和工作量增加了,但由于學生自主學習的熱情被激發出來,在項目團隊的協作和交流中,大大促進了學生的思維能力、溝通能力、動手能力及合作精神,其綜合素質得到較好的培養,成績明顯提高。
以項目小組為單位的答辯環節,提高了學生的口頭表達能力、團隊意識和集體榮譽感 項目制作實踐在最后環節進行以項目小組為單位的答辯,采用答辯方式,不僅可以鍛煉學生的口頭表達能力,還可以培養學生的團結協作精神和集體榮譽感。在答辯時,回答問題的不是“個人”,而是代表團隊,每個成員都可以搶答或補充回答,以體現團隊的真實水平。該實踐教學環節的成績首先是團隊的成績,然后是在此之下的個人成績,每名學生的成績都和自己團隊的表現息息相關。
教師的教學能力得以提高 基于CDIO工程理念的課程教學,其主要理念是通過項目制作實踐環節,讓學生在項目制作的過程中掌握理論知識。這就意味著教師決不可以袖手旁觀,而是正好相反,對教師的要求也更高。教師要根據每個項目組學生工作的進展情況給予引導和適當的指導,幫助學生學會如何進行自主學習,使學生面對不同的情況和對象,會靈活選用和綜合運用各種知識、手段。教師還要根據各組不同的工程項目,分別對學生講解必須注意的問題和必要的解決問題的方法及基本原則,介紹一些可供參考的途徑和技巧等。
結語
《專業導論》課程教學,根據不同專業方向的人才培養需求,分別設置了模具結構測繪、齒輪泵、二級齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器等項目實踐,測量并繪制了典型模具的零件圖和裝配圖,典型零件圖和裝配圖;以工程圖學基礎理論和實驗裝置為依托,以工程繪圖為載體,對實物裝置進行結構分析和研討。在實踐中互動,在討論中爭辯,激發了學生的創新意識,達到了新舊知識優化和創新思維綜合訓練的目標。
根據課程特點,建立了基于CDIO工程教育理念的課程考核方式,對課程教學中的理論教學部分,以課程論文代替傳統考試;在項目制作實踐部分,將學生的成績與團隊成績掛鉤,學生成績由個人和團隊兩部分成績組成,采用團隊成員之間互評、團隊之間互評及導師評價三部分組成,通過課程考核方式的改革,培養了學生的合作意識、團隊溝通和協作能力,提高了學生的綜合素質。
參考文獻:
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關鍵詞:電子電路仿真;研究案例;任務驅動
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1004-4329(2016)02-127-04
隨著電子技術及計算機技術的發展,電子電路仿真已成為現代電子系統設計與分析的重要手段和環節,電子電路仿真技術已成為電氣電子工程師必備的專業技術與技能,電子電路仿真教學已成為電子信息類專業電子電路課程教學的重要組成部分[1-4]。然而,當前的電子電路仿真教學多局限于對電子電路理論的驗證,及對電子電路實驗的預演,仿真案例一般針對于某門課程某些具體知識點,缺乏綜合性、工程性及創新性,從而難以培養學生的綜合實踐能力和創新意識。教學和科研是高校教師必須承擔的兩大任務,二者之間復雜的非線性關系頗受學界爭論,然而“以研助教、研教相長”的觀點得到了廣大一線教師的認可[5,6]。“以研助教”的教學探索與實踐表明:科研設施運用于教學可以提升教學條件;科研成果滲透于教學可以豐富教學內容;科研方法貫穿于教學可以革新教學方法。將研究案例應用于教學,是“以研助教”的重要途徑之一,能有效提高教師的專業涵養和教學水平,提高學生的綜合實踐能力和創新意識[7,8]。因此,為提高學生解決復雜電子系統分析與設計問題的能力,在電子電路仿真教學中有必要引入一些教師所熟知的研究案例。本文將以非線性電路與系統研究為例,探討基于研究案例的“任務驅動”教學法在電子電路仿真教學中的應用。
1基于研究案例的“任務驅動”教學法的實施路徑
研究案例一般具有綜合性、探索性,對學生而言具有較大難度,研究案例的實施與完成需要學生遵循科研思維和方法、主動探究、分工協作,傳統的以知識傳授為主的教學方法并不能有效達成教學目標,而基于建構主義學習理論的“任務驅動”教學法恰能滿足要求。因此,我們提出基于研究案例的“任務驅動”教學法,即以教師所熟知的研究案例作為學習任務,在“教、學、做”一體化開放式教學環境中,按照圖1所示的路徑與流程組織教學。具體而言,教師作為研究案例的研究者、教學任務的者、教學過程的引導者、教學評價的組織者,主要負責研究案例的精選、任務的布置、學生活動的啟發誘導、任務的組織評價及總結反饋;學生作為任務實現的主體、任務執行的探究者、任務評價的參與者,主要完成任務的分解與分工、資源與方法的探究、模型的建立與仿真、成果的展示與評價。
1.1任務的實施環境
基于研究案例的電子電路仿真“任務驅動”教學,需要在“教、學、做”一體化開放式教學環境中進行。“一體化”指的是教學環境集多媒體教學、電子仿真等多功能于一體,既要滿足教師的“教”與“導”,更要滿足學生的“學”與“做”。“開放式”有兩層含義:其一,網絡資源的開放性,即學生應能方便快捷地搜集、使用網絡資源,以實現資源建構;其二,師生、生生之間交互的開放性,即學生在分組探究學習、執行任務過程中,小組成員間深入交流、分工協作,小組成果展示與交流面向全體學生,整個過程中師生交流無障礙,從而確保任務完成的可行性及任務評價的客觀性。
1.2任務的設置
精選研究案例,科學設置學習任務是基于研究案例的“任務驅動”教學法實施的前提。研究案例的選取應遵循針對性、拓展性、可行性等原則。“針對性”指所選研究案例應符合電子電路仿真教學目標要求,與教學內容具有一定的關聯性,比如在信號運算電路教學時,引入非線性系統電路仿真研究案例,考察學生綜合運用比例、加減、積分、乘法等多種運算電路解決問題的能力。“拓展性”指所選研究案例是對現有教學內容的拓展,具有一定的探索性,比如在學習電阻、電容、電感三種基本電路元件的基礎上,引入新型電路元件憶阻器的研究案例,通過仿真分析其性能及應用。“可行性”指所選案例屬于教師的研究方向,難度適中,學生通過分組探究式學習、分工協作、教師引導可以完成任務,比如在開關電源的教學中,引入DC-DC硬開關變換器的非線性研究案例較為合適,而軟開關變換器的非線性研究對本科生而言難度過大。以研究案例作為學習任務,教師在任務時,應交代案例的研究背景,明確任務要求。
1.3任務的執行
任務的執行過程,是學生自主探究學習、建模仿真的過程,教師不直接參與任務,僅充當激勵者、引導者的角色,協助學生進行資源構建、方法構建。學生在領受任務后,應進行分組討論,確定任務實施方案,劃分子任務,明確人員分工,各小組成員應充分發揮自身學習積極性和主動性,分工協作,共同完成電子電路的建模、仿真分析、報告撰寫、成果展示等任務。
1.4任務的評價
任務評價堅持教師評價與學生評價相結合、過程評價與結果評價相統一的原則。根據各小組成果的展示、匯報、答辯情況,學生在小組活動中的表現及發揮的作用,綜合教師評價、學生自評、小組內成員互評、小組間互評等多種形式,對每個學生的學習態度、學習能力、專業水平、實踐技能、協作意識、科研素養、創新思維等進行全方位的考核與評價。
2基于研究案例的“任務驅動”教學法的教學實踐
為了拓寬學生視野,使學生認識開關電源中可能存在的分諧波、混沌現象,了解電路參數對電源性能的影響,在直流穩壓電源仿真教學中引入開關變換器非線性動力學仿真研究案例,并以圖2所示電壓模式Buck變換器非線性仿真分析作為任務,要求學生為其建立Multisim仿真模型(如圖3),并仿真得到不同輸入電壓Vin情況下變換器的動力學行為(如圖4)。相關電路參數為:L=20mH,C=47μF,R=22Ω,T=0.4ms,Vref=11.3V,A=8.4,Vramp=VL+(VU-VL)(t/Tmod1),VL=3.8V,VU=8.2V[9]。圖2電壓模式Buck變換器原理圖圖3電壓模式Buck變換器的Multisim仿真模型教師在布置任務時,向學生簡要介紹變換器非線性研究的意義、內容、方法、成果等,激發學生自主完成任務的動機和興趣,協助學生實現知識構建與資源構建。學生接到任務后,以小組為單位進行討論,將任務分解為熟悉原理、建立模型、仿真分析、總結報告等多個階段,其中建立模型涉及到電路元件選擇及參數設置、斜坡信號的產生、加減運算及比較運算電路的實現、電壓電流信號的采集與檢測等,并在此基礎上進行任務分工,各小組成員分別完成各自子任務,最終實現變換器模型的建立及仿真分析。任務完成后,以小組為單位進行成果展示、匯報和答辯,師生共同完成對每個小組每個學生的考核評價。教師對任務完成情況及學生表現進行總結、點評,并對研究案例進一步拓展,引導部分學生在課外進一步探索開關變換器中非線性動力學行為的控制與應用問題。
3結論
在電子電路仿真教學中實施基于研究案例的“任務驅動”教學法,以案例選取、任務設置為前提,以學生自主探究、協作完成任務為根本,以多元綜合評價、“教、學、做”一體化開放式教學環境為保障,有效激發了學生學習的動機與興趣,提高了學生學習的主動性和成就感,開拓了學生的科學視野,提升了學生綜合實踐能力,增強了學生的創新意識、團隊協作意識。部分學生以此為基礎,成功獲批國家級、省級大學生創新創業訓練計劃項目多項;參加相關專業競賽,并獲國家級、省級獎項20余項;撰寫畢業論文,獲安徽省計算機學會、阜陽師范學院優秀本科畢業論文10余篇。
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關鍵詞:農業機器人;教學方案;教學目標;知識體系
中圖分類號:G642.1 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)46-0106-03
隨著現代機械和計算機技術的發展,形成了一個以作物栽培為基礎,以生物技術為先導,集機械化作業、自動化栽培設施、人工可控環境等尖端技術為一體的新型農業生產模式。為適應社會發展的需要,國內外農林類高校紛紛開設“農業機器人”課程,尤其在農業機械化及其自動化專業的諸多專業課中,“農業機器人”是農業機械領域最新技術水平的代表性課程,是機械設計、控制技術、測試技術、機電一體化技術等課程的集中體現和綜合運用,因此,開展“農業機器人”課程教學方案的研究和探討,快速培養適應21世紀現代農業機械發展趨勢的創新人才,對于改善傳統農業生產方式、促進現代農業的發展具有重要意義。本文針對我校相關專業本科和碩士專業人才培養目標和要求,分析“農業機器人”在專業課程體系中的定位和作用,研究農業機器人課程的知識模塊、教學目標、教學內容和考核方法,形成了一套適合本科和碩士研究生專業的教學方案。
一、課程目的和定位
“農業機器人”課程是浙江農林大學工程學院林業工程、農業機械化及其自動化和機械工程專業面向本科和研究生開設的一門專業核心前沿課程,它主要講述農業機器人的基本結構和農業機器人的應用實例兩大部分內容;通過分析農業生產系統的特點,讓學生了解目前各種農業機器人的特點、基本組成和應用狀況。其目的是使學生掌握目前世界各國用于農業生產中的各種機器人,把握農業生產系統中的高新技術,開拓視野,拓寬思路,為學生將來從事相關工作建立寬廣的知識結構和思維空間。本課程在農林類高校的大機械類專業、特別是在農業機械化及其自動化專業課程體系中既是諸多課程知識點(機械設計類、機電類、信息控制類)的集中體現和有機融合,又是后續畢業設計和畢業論文前期的直接專業訓練和前期預演,在學生綜合素質的培養和專業能力的提高等方面具有重要的作用,其承上啟下的作用如圖1所示。
二、知識和評價體系
“農業機器人”課程知識體系基于現有正式出版的教材有:徐麗明主編,《生物生產系統機器人》,北京:中國農業大學出版社,2009;(日本)近藤直(日本)門田充司(日本)野口伸譯者:喬軍,陳兵旗,孫明等,《農業機器人(全2冊)》,第1版,中國農業大學出版社,2010;同時還有根據“農業機器人”課程教學小組近幾年的教學實踐而形成的教案。它由概論、農業機器人的基本組成、農業機器人的應用實例分析等循序漸進的幾部分內容組成,在知識的傳輸過程中穿插實踐環節教學,實踐環節的教學安排在“農業機器人實驗室”進行和到吉峰農機杭州分公司參觀,考核評價體系本科生和碩士生要求有所區別,“農業機器人”課程知識體系和評價體系如圖2所示。
三、教學要求和模式
“農業機器人”課程面向本科生和碩士研究生同時開設,課時分配、重點難點、目標要求、評價標準等均有所不同。本科生和研究生教學要求比較如表1所示。
四、教學成效
“農業機器人”課程教學方案通過2012、2013兩年的本科生和研究生的教學實踐,成效顯著,具體體現在以下幾方面,如表2所示。
“農業機器人”課程教學方案探討充分體現了以技能素質培養為導向的工程類高等人才辦學宗旨,其在課程目的和定位、知識和評價體系、教學要求和模式以及教學成效上,以應用為主的本科生和以科學研究為主的研究生均有所不同,但是,作為學校唯一的一支教學團隊,教學資源、教學內容等方面又幾乎一致,然而,通過2年的教學實踐,均取得了應有的效果。根據教師的科研活動和教學研究活動的深入開展,結合“農業機器人實驗室”的不斷建設,“農業機器人”課程的軟硬件基礎條件不斷完善,今年有望編寫出新的適合學校特色的“農業機器人”教材,“農業機器人”課程教學方案也將日益走向成熟。
參考文獻:
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