时间：2024-02-06 14:46:00
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇数字化课程设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
（沈阳工程学院机械学院，辽宁沈阳110136）
摘要：数字化设计制造是技术应用型本科机械电子工程专业的核心职业能力，我院在人才培养方案中以数字化设计制造工程能力培养为主线，首先以典型企业的岗位能力需求为基础，构建了理论教学、实践教学、素质教育的三大课程群体系结构，提出了在教学中实施综合课程改革的探索性实践方法，通过改革使学生的工程能力得到了提高。
关键词 ：数字化设计制造；课程群；工程能力培养；课程改革
DOI：10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.04.025
中图分类号：G642.4文献标识码：A文章编号：1671—1580（2015）04—0054—02
基金项目：辽宁省教育科学“十二五”规划立项课题“以数字化设计制造为主线的卓越工程能力培养”（编号：JG14DB280）。
收稿日期：2014—11—19
作者简介：李铁钢（1973— ），男，辽宁沈阳人。沈阳工程学院机械学院，高级工程师，副教授，在读博士，研究方向：先进制造技术及教学。
当代机械工程领域迈进了数字化制造的时代，在产品制造活动的全生命过程中利用数字化的信息实现产品和制造活动的表达、组织和运行，数字化制造大大地提高了产品的质量和企业的生产经营效率。企业的数字化制造水平和应用能力已经成为企业的核心竞争力。
应用型本科院校机电专业的人才培养特色是“工程教育，职业取向”，培养的学生是既不同于普通高等教育的研究型人才，也不同于高职高专院校的技能操作型人才，而是具有够用的机械和电子专业理论知识，一定的人文、科技和艺术素质，较强创新精神的高等应用型机械工程领域的复合性应用型人才。从就业反馈来看，企业认为学生的理论泛泛而实践技能不足，理论与当代的企业技术脱轨，就业后工作适应能力差，需要经过相当长时间的培训和培养才能胜任岗位。因此，需要改革人才培养方案和课程，以数字化设计制造的综合工程能力为主线、基于企业实践培养人才。
一、以数字化设计制造为主线的培养方案规划
基于我校机械专业近几年的就业和定向培育就业客户群调研，我院总结形成了企业的岗位能力需求指标，并分解指标，形成知识体系，根据知识体系修改了培养方案。
沈阳工程学院为以工为主的培养技能应用型人才的地方高校，办学战略依托电力行业，服务先进装备制造行业和现代服务业，培养创新应用型人才。机械电子工程专业主要培养德、智、体、美全面发展，较系统地掌握机械制造及自动化、计算机应用、自动控制和电子技术应用等复合型的专业知识，以机床数控系统的应用与开发，机电一体化产品的设计、调试和管理等能力为特色的机械电子工程领域高级应用型人才。
课程群规划遵循“三面向、三服务”的理念，即面向学生就业、面向企业界、面向未来，课程改革要服务于职业能力需求、服务于工程实践能力培养，理论课程要服务于实践课程。
我院综合美国ABET工程专业认证的标准和企业需求确定了机电专业工程素质能力的培养包含自然人文能力、工程应用能力、机械产品设计能力、机械产品制造能力、机械设备控制能力和企业实践能力等模块。课程群体系要体现“理实交融、分为层递进”的原则，分为基本技能层次、提高应用层次和综合创新层次三大类。
二、课程群建设方法
（一）以课程群为基础，结合教师科研，组建教学科研团队，争创精品课程。建立同典型企业的校企密切合作关系，按照典型企业的数字化生产流程规划工程软件，软件分必修和选修两部分，对于必修课程，学生必须掌握；而选修课程，学生可课后自学。必修软件有AUTOCAD、UG、ANSYS和Matlab，选修软件有机械工程师、Amesim、VERICUT、CAXA工艺图表、PC DMIS、VNUC、Autoform、Geomagic Qualify和Imageware等。在工程软件课程体系中，AUTOCAD主要培养学生的机械和电子平面制图能力，在机械制图与CAD课程中学习，在机械原理、机械设计、机械测绘、机械原理课程设计和机械设计课程设计中应用；UG主要培养三维设计和数控编程能力，在三维设计基础、CAD/CAE技术与应用和数控加工工艺与编程中按模块讲授，在模具设计与制造、数控加工工艺与编程课程设计和机械装备课程设计中应用；Matlab主要培养数学分析和控制系统分析能力，在高等数学、线性代数和机电工程控制基础中学习，在机电一体化系统课程设计、机械工程测试技术和液压与气压传动课程设计中应用；ANSYS主要培养有限元分析能力，在工程力学和CAD/CAE技术与应用中学习，在材料成形技术和CAD/CAE实训中应用。
（二）贯彻工程软件培养，注重对必修软件的系统培训，安排好自学选修软件的知识点，规划好各课程中软件的知识点讲授和知识的递进，以使学生掌握数字化设计制造能力。比如：对于数字化制造能力的培养，重点培养数控机床的加工能力，在三维设计基础课程中讲授UG软件的基本操作和三维实体造型；在模具设计和制造课程中讲授模具的三维设计；在机械制造装备设计课程中讲授夹具的设计；在机械制造技术基础课程中讲授CAXA工艺图表软件编制数控加工工艺规程；在数控加工工艺与编程课程中讲授利用UG软件编制数控程序；在先进制造技术课程中讲授利用VERICUT软件进行数控程序加工仿真，利用PC DMIS软件生成数字化测量程序，利用Geomagic Qualify软件进行检测结果分析，最后这些技能在独立实践环节数控加工工艺与编程课程设计中得到全面应用。学生利用前述这些工程软件，从产品的图纸出发，独立分析并设计数控加工工艺规程，编写数控加工程序，分组加工零件并检测。
（三）为体现数字化设计和制造能力培养，对课程群的能力体系进行分解，得到详细的能力和目标矩阵。设置40周的独立实践环节，包括课程设计、实训、实习和毕业设计，侧重综合问题的解决，体现工程实践性和创新性，培养学生的企业实践技能，使其能够综合应用专业知识进行产品的数字化设计和制造，解决实际工程问题。突出实践教学的地位，实践教学不仅仅是理论教学的演示、验证和补充，还是工程能力培养的决定性环节，培养目标的实现应以能否从事生产实践作为评判基准。加大专业化、数字化设计制造素质教育，对于
取得相关学科证书的学生将给予学分加分或课程减免的激励，
包括数控车床和铣床的中级工和高级工操作等级证书、制图员证书、三维设计证书、数控工艺员证书、各种省级以上相关比赛证书等。
此类课程也可以帮助学生考取职业资格等级证书，增加就业资本。
（四）加强数字化设计制造教学资源库建设，选择企业经典案例进行课件、图片、动画等教学资源的信息化建设；加强虚拟实验室建设，建造虚拟材料成型实验室、虚拟数控加工仿真实验室和网络化制造实验室等。在进行数字化教学资源建设和虚拟实验室建设中吸收学生参与，既激发了其学习的兴趣，又锻炼了其数字化设计和制造能力。
（五）加大教材建设，特别是综合实践类教材，编写反映企业数字化设计制造技术的教材，对企业的典型零件和流程进行凝练，形成具有代表性的教学案例。教材应言简意赅，图例形象，还要便于进行启发性教学，便于课后思考和进一步的知识扩展。
（六）开放数字化设计制造相关实验室。将数控机床实验室、CAD/CAM实验室开放，接受课外实验和创新制作，提高学生的学习能动性。利用好教务网络教学平台，将数字化设计和制造的教学资源放到网络上，开展网络答疑，增加与学生间的互动，利用当代大学生的信息获取手段促进其学习兴趣的提高。
［
参考文献］
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［3］胡志刚，任胜兵，吴斌.构建基于CDIO理念的一体化课程教学模式［J］．中国高等教育，2010（22）.
关键词：数字信号处理；课程设计；FPGA
中图分类号：G434文献标志码：A文章编号：1673-8454（2017）24-0034-03
一、引言
数字信号处理课程是电子技术类、通信类专业的一门重要的专业基础课。目前我们对本科生开设的《数字信号处理》课程大多侧重在理论技术方面，注重理论推导而忽略具体实现技术的介绍。结果导致学生在学习了数字信号处理课程之后并不能把所学的理论知識与实际的工程应用联系起来。如果将现有的《数字信号处理》课程与FPGA技术相结合，以已有的理论为基础，重点介绍数字信号处理实现平台和一些具体可用的实现算法，可促进教员教学水平的提高及学员动手能力的加强和创新意识的养成[1-5]。
我校已设立了《数字信号处理课程设计》课程，为进一步培养学生的创新实践能力，我们将FPGA引入到数字信号处理课程设计的实验教学中，精选和优化课程设计内容，使数字信号处理课程设计更具科学性和实践性。以Xilinx公司提供的集成开发工具ISE软件和实验室自研的基于Spartan3系列的FPGA多功能实验箱，作为“数字信号处理课程设计”的软、硬件平台。在此平台上，学生最终能完成从基础实验、典型应用到综合设计的一系列教学实验。通过近三届学生的教学实践，收到了良好的教学效果。
二、课程设计的目的与要求
本课程设计是《数字信号处理》课程的具体应用和实践，是《数字信号处理》课程理论知识的综合运用，其基本任务是着重提高学员在模/数转换、数/模转换、数字信号处理、系统分析与综合方面的实践技能和科学作风，培养学员综合利用理论知识解决实际问题的能力。
要求学员根据所学数字信号处理知识独立设计完成基本任务，熟悉、掌握、熟练使用FPGA开发软件，掌握模拟信号的数字化采集与产生、数字滤波和频谱分析的基本原理，运用FPGA技术对数字信号处理系统进行系统分析和综合设计。
三、课程设计的内容安排
本课程的教学内容包括FPGA设计基础、FPGA典型应用案例、综合课程设计实验三大部分内容。
1.FPGA设计基础
第一部分FPGA设计基础介绍了可编程逻辑器件的编程器件工作原理、基本结构和电路表示方法，现代数字系统的设计方法，可编程逻辑器件的一般设计流程；FPGA的典型应用场合；主流的FPGA芯片厂家（如Xilinx和Altera等）及其市面代表产品；硬件描述语言基础（VHDL和Verilog）；Xilinx的可编程逻辑器件设计工具ISE软件，以及基于ISE的开发设计流程。
2.FPGA典型应用案例
选择合适的典型应用案例是做好数字信号处理课程设计的关键所在。通过实际教学实践，使学生利用FPGA工具开发软件来掌握信号处理系统基本原理，以及数字信号处理的设计方法。同时利用配套的仪器和设备，在FPGA多功能实验箱上完成数字信号处理的算法验证与调试。
本实验箱充分采用了模块化设计思想，具有良好的扩展性和移植性。实验箱由底板、FPGA核心板、双路A/D模块、双路D/A模块、IO模块、面包括展板等组成。其中，FPGA核心板采用Xilinx公司的Spartan3系列FPGA芯片XC3S400-PQ208，门数容量为40万门；A/D模块搭载双通道65MHz高速12位ADC，满足高速高精度数据采集需求；D/A模块搭载双通道125MHz高速14位DAC，满足高速高精度波形输出需求；I/O模块板配备了丰富的I/O设备，其中有12个LED灯、4*4矩阵键盘、拨码开关、四位七段数码管、液晶模块（1602和12864）和蜂鸣器。
根据课程设计的目的与要求，在对多年教学实践分析的基础上，为学生提供了下列5个FPGA典型应用案例：①正弦信号发生器设计；②数字电压表设计；③数字频率计设计；④FIR滤波器设计；⑤简易数字频谱仪设计。这一部分内容是本门课程设计的重点，是在课堂上教师重点讲授的内容。首先对工作原理进行分析，然后在FPGA多功能实验箱上演示实验结果，再打开ISE实验例程进行程序讲解，最后安排学生自己实做练习，复现实验结果。
在以上典型应用案例中，不仅注重数字信号处理基本知识的理解和应用，而且强调知识的融汇贯通，重点加强学生对课程知识的综合应用和实践能力的培养。例如，正弦信号发生器设计实验，注重运用直接数字频率合成（DDS）和数/模转换（D/A）的实现方法；数字电压表和数字频率计设计实验，注重运用模/数转换（A/D）和数字化测量幅度、频率的实现方法；FIR滤波器和简易数字频谱仪设计试验，注重运用FIR数字滤波和FFT进行实际信号频谱分析的实现方法。
3.综合课程设计实验
综合课程设计实验要求学生运用FPGA技术对数字信号处理系统进行系统分析和综合设计，完成数字信号处理课程设计报告总结，以及课程设计过程中的学习体会与收获、对FPGA开发设计经验总结、本次课程设计的认识与建议。
具体实施时，教师布置4个可选的综合设计实验：①数字储存示波器、②逻辑信号分析仪、③程控滤波器、④简易数字信号传输性能分析仪。学生可以任选其中一题作为综合课程设计实验题目，要求学生运用FPGA技术对数字信号处理系统进行系统分析和综合设计，并在FPGA多功能实验箱上完成整个系统的设计与实现。
下面是一组学生选择第3题（程控滤波器）进行综合课程设计的部分实验结果。其中设计了一个截止频率为10KHz高通滤波器，先用Matalbfdatool滤波器设计软件进行FIR线性滤波器的系数设计[6-7]（如图1所示），然后导入到MATLAB工作空间进行相应的操作，并保存为FPGAIP核所需的.coe文件，再在ISE工程中将.coe文件导入到FIRIP核中，并编译下载至FPGA多功能实验箱上观察输出结果。截止频率10KHz高通滤波器输出结果（10KHz输入）如图2所示，截止频率10KHz高通滤波器输出结果（8KHz输入）如图3所示。
四、教学模式和方法的选择
1.以学生为主体，采用启发式教学
“数字信号处理课程设计”教学的基本模式是采用多媒体课件进行部分精讲，伴以大量的自学、讨论和实践。在以启发式为基本方法的前提下，针对本课程的特点，采用了以下三種方法。一是对比分析法。不同FPGA在芯片结构、外围接口、程序开发以及功能上都有可比之处，通过对比教学，可以加深印象提高教学效果，让学员更好的理解所讲述的内容。二是系统分析法。一个完整的FPGA系统是一个完备的系统。在介绍各种不同系统结构的设计时，还必须从硬件和软件两个角度统一阐述，使学员明白为什么采用该型号芯片、为什么采用该软件结构等，从而更深入的理解数字信号处理的硬件实现的本质。三是典型分析法。FPGA系统多种多样，适当的选取几种典型的系统进行详细分析，由浅入深，由表及里，使学员不但能熟练的掌握和分析各种FPGA系统，还能学会自己设计或构造具有特定意义的数字信号处理系统。
2.丰富的多媒体教学手段
针对数字信号处理课程设计中一些内容比较抽象难以理解，教师用传统的教学手段很难讲解清楚，某些规律学习者难以捕捉，同时有许多设计的概念需要通过实验验证来加以阐述，例如，在讲解滤波器设计过程时，虽然在理论上说明了设计过程的步骤和方法，但是，实际滤波的应用具体是怎样，需要通过实验来加以验证。因此在教学中，可发挥多媒体的强大的辅助教学功能，使得抽象的或难以进行传统教学的内容能形象直观生动地再现出来，实现教学由难化易，由繁化简，激发学生学习兴趣。
在课堂教学中可以引入Matlab仿真和FPGA技术演示，可以加深学生对基本概念、理论的理解，可以使抽象的内容生动、直观，从而提高学生的学习兴趣，事半功倍；同时将视频、动画制作在课堂讲解中，利用动画与视频产生的动态效应，将深奥难懂的理论问题转换成直观、动态的视频或动画，这样不但增加了知识的趣味性，而且增加了知识的连贯性。对教师来说，能够通过动画与视频将知识点更好、更直观的表现出来，学生也可以在学习过程中对自己的抽象思维进行验证。
3.分组协作共同完成
具体实现来说，可以将学生分组（3～4人一组），每组重点准备一个可选的综合设计实验。教师引领学生对项目进行任务分解、剖析与本课程设计相关的内容。学生按照实验小组讨论方案设计、任务分解、搜集资料、项目制作、调试测试、撰写报告的一般项目研发过程进行综合性实验。整个综合性实验以一个项目研发的形式进行组织，不但能加深学生对理论知识的理解，而且能够极大提高学生的科研素质。全组同学既要独立思考又要集体讨论，鼓励学生设计出不同的方案。采用这种方式，可以极大调动学生的积极性，同时增强同学之间的团队合作。
4.课程设计考核方式
建立完善合理的考核制度无疑可以有效的对学生形成正确的引导，考核方式应该以考核学员能力为主要目的。数字信号处理课程设计考核成绩根据学生的实验报告和实际操作情况进行综合评分。考核内容包括：设计方案是否合理，编程、调试和测试数据是否正确，设计指标是否完成，撰写报告是否格式规范和条理清楚等方面。按100分考核，最后评定为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级。
五、结束语
通过《数字信号处理课程设计》课程的学习，培养学员综合数字信号处理方面的理论知识，解决模/数转换、数/模转换、数字信号处理、系统分析与综合方面常见实际问题的能力。基于FPGA硬件实验平台，学生通过查阅参考资料、设计实验方案，分组讨论、分析解决问题，最终完成设计课题，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐渐熟悉开展科学实践的程序和办法，为将来从事和逐步适应日新月异发展的系统科学提供一定的适应能力与基础。
参考文献：
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关键词数字化设计与制造 课程体系 人才培养
1 数字化产品开发技术已成为现代制造业不可缺少的技术手段
制造业是一个国家的支柱产业，制造业的发展水平直接反映出国家经济和科技的发展水平。以信息技术为主导的现代科学技术的迅速发展，推动了制造业和数字化产品开发技术的快速发展，使传统的制造业面临巨大挑战。
传统的产品开发过程采取串行设计模式，从产品设计、样机试制到经过改进再投产，导致新产品开发的周期较长，缺乏市场竞争力。而现代制造业则借助数字化产品开发技术实现了从设计、制造全过程的并行设计模式，尽可能采用数字化三维数据模型取代原来的物理原型，从而缩短新产品开发周期，加快上市速度。
2 传统教学模式与相关课程体系亟待改革
目前许多高校机械工程学科在数字化产品开发系列技术方面存在较多问题，主要表现在：原有的传统教学模式是以常规机械设计制造流程为主线，课程体系的设置重理论轻实践，各单元技术之间存在很大的脱节与重复现象，没有形成完整的课程体系。
数字化设计与制造环境下的现代制造业，正逐步普及以三维CAD技术为核心的数字化产品开发模式，这便要求机械类专业的人才培养目标、课程体系设置与之相适应。在充分调研的基础上，提出将原有课程体系调整为：“以综合素质培养为核心、创新教育为主线、以数字化产品开发技术为手段、拓宽基础、加强工程实践能力培养”。
3 数字化产品开发技术涉及的主要内容
数字化产品开发技术集成了现代设计制造过程中的相关先进技术，可分为：数字化设计、数字化制造、数字化管理等三大模块，各模块涉及的单元技术如图1所示。
图1数字化设计技术相关单元技术
上述各项单元技术贯穿于产品设计、分析、制造、使用等全过程，是一项多学科的综合技术。以三维CAD/CAE/CAM为核心的数字化产品开发技术已成为新产品开发不可缺少的现代技术手段。
4 数字化设计与制造环境下课程体系的设置
机械设计制造及其自动化专业属于工程应用型专业，人才类型分成应用研究型和技术应用型。技术应用型人才主要是应用知识而非科学发现，其知识结构应围绕现代制造业的实际需要进行设置，拓展基础、注重实践。在对重庆市众多制造类企业（国营、民营；大、中、小型）进行广泛调研的基础上（涉及汽车整车制造厂、汽车零部件公司、摩托车制造企业、装备制造业），并参照全国其他高等院校本专业的培养计划，结合我校的实际情况，本专业方向人才培养目标为高素质应用型高级专门人才。
4.1 机械设计制造及其自动化专业课程体系
机械设计制造及其自动化专业课程体系的设置，应该建立在“机械设计技术基础”、“机械制造技术基础”以及“机电系统集成技术”三大平台之上，并以数字化设计制造技术为特色、注重培养学生技术应用能力，强化综合实践与工程训练。机械设计制造及其自动化课程体系框图如图2所示。
图2机械设计制造及其自动化课程体系框图
整个课程体系由理论教学、实践环节以及课外社会活动实践等三大部分构成，其中理论教学按课程的性质可分为：公共基础课、学科基础课、专业主干课以及专业方向选修课等四大类（图2中只列出少部分课程）。
4.2 体现数字化设计与制造技术特色的实践性环节
从课程体系中可以看出，综合实践性环节在整个课程体系中占有十分重要的地位，图3为实践性环节所涉及的主要内容，从中可以看出，数字化设计与制造技术在整个实践环节中占有突出显要的位置，并且四年不间断。
在大一年级开设的“工程图学课程实践”、“计算机辅助绘图（二维）”实训中，要求学生用AutoCAD软件完成减速器的测绘，使学生得到最基本的数字化设计基本训练；在“金工实习”环节，除进行车、铣、磨、钳工以及铸造、焊接等常规的加工方式外，重点强调数控机床、加工中心、线切割机床等设备所采用的数字化制造方式给传统制造业所带来的巨大变革。
在大二年级开设的“三维CAD应用实训”综合实践是数字化设计与制造技术最核心、最基础的组成部分，通过高端三维CAD\CAE\CAM一体化软件——UG NX5的学习，学生应掌握实体建模、曲面设计、钣金设计、装配、工程图等模块，为后续环节打下坚实基础；在“机械设计基础”课程设计环节中，除完成以齿轮减速器为主体的一般机械传动装置的设计过程外，同时要求学生必须完成该减速器的三维建模、虚拟装配及简单的机构运动分析；在“电子工艺实习”中，除完成收音机的装配调试以外，同时要求学生用“protel电路图绘制软件”完成收音机的整张电路图。
图3集中性专业实践环节
在大三年级开设的“机械制造技术基础课程设计”中，除常规内容以外，同时要求学生采用CAPP软件完成该零件的计算机辅助工艺规程编制，并且用三维CAD软件采取自顶向下的装配建模方法完成整套夹具的三维设计；在“计算机辅助制造实训”综合实践环节中，要求学生掌握数控自动编程的原理、方法，并熟练运用UG NX5软件中的CAM模块，完成一个中等复杂程度带异形曲面零件的数控铣削自动编程，并实际加工操作。在“计算机辅助工程分析”综合实训环节中，要求学生掌握有限元分析的基本原理、方法，并基本掌握利用ADAMS软件对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。
在大四年级开设的“逆向工程综合实训”，与其它实践环节相比较，所涉及的范围及综合性则显得更加突出，从概念设计到效果图、油泥造型到三坐标扫描、点云数据处理到曲面设计及实体建模、快速原型制造，通过该实训环节，强化学生在数字化设计与制造环境下进行新产品快速开发的实施流程。在“产品数据管理综合实训”实践环节中，要求学生掌握数字化管理技术所涉及的领域，并熟练使用国产CAXA V5 PDM软件的使用方法。在整个课程体系中，依据不同的专业方向特点设置了相应的“专业实训环节”。诸如在模具设计与制造方向，其专业实训环节则是“注塑模具CAD/CAE/CAM”综合实训，主要学习UG NX5软件中的MoldWizard注塑模具设计模块以及的Moldflow流动分析模块的使用；在毕业设计环节，若毕业设计题目为工程设计类型，则要求学生必须完成一定工作量的三维设计。
5 近三年应用型人才培养的探索实践
近三年来，机械工程学院在重视理论教学的同时强化实践环节对学生能力的培养，学生的综合素质得到显著提高。并积极组织学生参加全国及重庆市的各种学科竞赛，如：在第二届全国机械创新设计大赛中获得三等奖一项、第三届全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛荣获四个单项二等奖、第一届全国大学生工程训练综合能力竞赛重庆赛区三等奖二项、2009年度全国三维数字化创新设计大赛（简称3D大赛）重庆赛区二等奖两项等较好成绩。与此同时，学院作为国家制造业信息化三维CAD教育培训基地，近三年培训学生达五百人。
参考文献
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【关键词】综合素质 专业与职业 创业与创新 工科大学生
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2012）22-0001-02
大学生综合素质是指受过高等教育的、学习了一定专业基础知识后能够满足社会整体或用人单位需要的能力。大学生综合素质评价是一项科学而复杂的工程，不同层次高等学校和不同培养目标对大学生综合素质的要求和评价方法与标准也应有所不同。
本文结合材料成型及控制工程（模具设计）专业的实践为例，结合各类专业综合周与创业创新周、专业竞赛、专业与职业培训等环节的实践，从专业与职业、创业与创新的角度谈谈如何提高综合素质中的专业核心能力。
一 立足“模”字，提高模具核心专业能力素质，为职业做好充分准备
模具是机械、汽车、电子、通信、家电等工业产品的基础工艺装备，我国模具行业从业人员已有600多万，长江三角洲及江苏是我国制造业比较发达的地区，也是模具需求的集中地区，仅江苏苏州目前就有各类模具厂1000多家。
结合行业需求及地区经济发展，继承学校办学传统和优势，确定模具方向作为专业的主要特色之一，并且是塑料模具、冲模、锻模同时并重，模具的设计、分析、制造能力并重。选定冲压、锻造、塑料、模具制造、模具CAD/CAM等五门课程为重点建设课程，强化三类模具的三种能力培养，使得学生在就业时选择面宽，适应性强。
经过多年的软硬件建设，学校已经具备了较好的专业实验室，配备了行业最先进的软件，为学生提供了多种模具学习、设计、分析、动手操作的平台。通过学校的“长三角模具专业水平岗位能力”培训考试项目的学员将获得长三角市政府人事部门联合颁发的长江三角洲紧缺人才岗位模具专业能力证书。
二 紧扣“实”字，加强专业实践环节，强化校企联合，凸显专业综合实践周特色
学生专业实践能力的强弱是衡量应用型本科毕业生的综合素质重要指标之一，也是目前最广泛宣传的各应用型专业水平比较的实践试金石。
第一，为了确保学生实践能力的有效锻炼，近几年，学校通过中央地方共建和自筹资金投入近1500万元建设了材料加工实验中心、材料基础实验中心、模具工程中心等，与省内著名企业联合建设了15个校外实习基地和3个省级模具工程技术研究中心。
第二，实践教学环节与工程结合紧密，实习、实验、课程设计、毕业设计等多个环节训练。在制定人才培养方案中，较大幅度地提高了实践教学比例（学分比例超过45%），优化了实践教学过程，以加强实践教学。课程设计，通过实践项目从产品数字采集到产品造型、模具设计、制造工艺、模拟分析、模具制造等一条龙项目的训练将其整个串起。毕业设计选题绝大多数来源于企业的实际项目，培养了学生工程能力的同时将企业对人才素质要求的理念带进学校。
第三，模具专业开设了模具综合周、材料回收综合实验周、模具工程师实践周、材料资源信息检索周等特色综合周。学生从选题与概念设计到资料搜索、方案设计、方案实施、结果与成果评价，进行自主的探索与研究性学习与锻炼。通过综合实践周的锻炼，可以锻炼学生的分析能力和动手能力，提高知识综合运用能力，培养了团结协作精神、主动探索研究精神，强化了工程意识和创新意识。
三 围绕“创”字，围绕创新与创业元素，多渠道多模式培养学生创新能力与创业意识
创新能力就是创新性地解决问题的能力。它包括创新感知能力、创新想象能力、创新思维能力和创新实践能力等，以独创性、整合性、发展性等为特征，其核心是创新思维。创业能力分为硬件和软件，硬件就是人力、物力和财力；软件就是创业者的个人能力，包括专业技能和创业素质。
鉴于以上概念，学校将“创新”与“创业”贯穿到整个教学环节中，注重培养学生创新学习、自主学习、创业意识等理念。在实事求是的基础上，结合工程，鼓励学术自由、学术创新；容忍失败和标新立异。具体安排上结合软件培训、模具设计师的研讨与实践、科技创新训练项目（创新基金）、模具设计创新大赛、创业大赛活动、创业与创新实践综合周等进行。
创新与创业教育实践周是综合性和实践性较强的教学环节，通过对各种创业知识的系统讲述，培养在校大学生的创新和创业意识，并且通过一定的案例分析和模拟实践活动，使学生获得一定的创业经验，为今后其创业活动提供借鉴。要求学生利用所学的专业知识完成与专业相关的创业计划书，通过这一过程，培养学生专业知识和创新创业理论相结合的综合能力；培养学生分析和解决实际问题的能力；还能培养学生的团结协作能力和实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风。
四 突出“数”字，突显数字化设计与制造专业能力，强化职业能力培训
CAX技术近年来已经成为企业技术创新、开拓市场的重要手段，许多成型加工及模具企业已经实现计算机辅助的产品设计、成型工艺分析、模具设计到数控代码的直接生成。
学校构建了数字化设计制造教学的软硬件基础。完善了教学体系，优化了课程内容，改进了教学方法，加强数字化设计制造系列课程建设。材料成型CAX应用技术系列课程包括CAD/CAM技术、材料成型CAE技术及应用、CAPP概论、CAD/CAE/CAM课程设计（2周）、数控实习（2周）等课程内容，并配备了课外8种CAD/CAM/CAE软件证书培训（AutoCAD、Pro/E、UG、CATIA、Moldflow、Deform、 Dynaform、AnyCasting）。为加强数字化能力、工程能力和创新能力培养，同时开设了以下选修课程：快速成型、逆向工程、工业产品设计、检测技术与数据处理、实用模具设计与制造方法。同时通过邀请专家讲座、举办比赛造氛围，引导学生学习以数字化技术为代表的新技术的积极性和兴趣。
材料成型CAX系列课程的改革与实践已经取得初步成效，形成了课堂精讲、上机多练、课程设计的项目训练、数控实习操作和课外技能培训的教学模式。学生学习积极性高，学习效果很好，就业竞争力大大提升。该专业学生毕业时95%以上的拥有三个相应的软件培训证书。
五 结束语
通过几年地培养模式的实践，提高了人才培养质量。该专业学生就业基础好、综合能力强，得到了社会的普遍好评。综合素质的培养是一个系统工程，本文仅从专业核心能力的角度进行了探讨，还有许多工作需要研究。
参考文献
[1]查光成、郝洪艳、贾俐俐.材料成型专业新技术应用教学体系的改革与实践[J].南京工程学院学报，2007（1）
>> 教育云，云教育 “云”背景下教育变革的意义与价值研析 云教育背景下的“教、学”改革初探 云计算背景下的云存储服务研究 云下的智慧教育 从云上到云下 马云的云快递 联云：“云”下的支付平台 浅谈桌面云下的酒店云 云”影初现：云平台支撑下的智慧教育 浅析云模式大背景下制定“云计划”方向 浅议云计算背景下现代教育技术的发展应用 你的云我的云他的云 云计算背景下的信息安全应用 云计算背景下的安全防范 云计算背景下对会计披露的研究 云计算背景下的网络技术探析 浅析安防大数据背景下的云存储 “云”背景下高职课堂的信息化建设 云计算背景下的信息安全问题研究 常见问题解答 当前所在位置：l）、职教资源中心（http：//61.132.31.37/SRMP/login.aspx）、题库与在线考试系统、学生日报管理系统、课堂教学互评互学信息管理系统、网上教（职）代会管理信息系统等信息系统，满足了办学对信息系统的建设需求。
工作室同时全面负责学校校园网站的建设工作，近期配合正在进行的校园电视台建设，正努力打造一支集创意、拍摄、制作、播出为一体的数字媒体专业化团队，给学校信息化建设带来更强的推动力。
2.多方协作，共建共享，在数字资源建设上保质增量
学校于2011年11月正式被确立为“国家网络教育数字化学习资源中心首批职业学校分中心”，成为全国29所中职院校分中心之一。分中心建立后，按照项目组统一部署，承担了国家各类数字化教学资源的开放和共享任务，面向本地及周边区域提供数字化资源网络服务，分中心部署有600G的优质数字化资源，涉及19个专业大类，500多门精品课程，共计36000多个教学资源。
学校自加入江苏省国家中等职业教育改革发展示范校协作会以来，参与并合作共建了102门课程的数字化虚拟仿真实训软件的开发工作，其中已有80门课程部署完毕，并已进行了全员培训，教师已实际开始使用这些优质资源进行教学活动。
学校高度重视精品课程的建设工作，2010年就根据江苏联合职业技术学院精品课程的建设要求出台了校级精品课程建设要求，现拥有院级精品课程2个，校级精品课程15个，涵盖了学校所有的重点专业。越来越多的教师参与到精品课程的建设活动中，实现了优质资源的共建共享。
3.立足服务，着眼长远，在信息化应用创新模式上取得突破
学校正在通过教学全过程信息化建设打破传统教学模式的时空限制，建立教与学的综合平台。不久的将来，学校所有专业主干课程均可开展网上学习、交流、练习、测试、评价和考核，信息化手段贯穿教师的整个教学过程。
学校着力推进数字化社区的建设工作，构建集学习交流、校园生活、社团服务、求职应聘、公共服务、休闲娱乐于一体的数字化平台，为在校师生、毕业校友及家长提供一个互动交流的综合型信息门户。数字化社区建设以校园服务为中心理念，实现网络学习空间人人通，人人有空间，班班有空间，现架构已经基本建成，采用实名制，空间已成为了师生个人风采的展示平台、教与学的平台、互动交流的平台。
学校大力推动立体信息投送渠道建设，不断扩展学校宣传和信息投送的渠道，在原校园网站基础上建设校园电视台和电子校报。
二、提升教师从事信息化教学能力
“云教育”的实现离不开广大教师的积极参与，教师实际上是推动教育信息化的主要力量。作为教师，如何在教育信息化进程中应对自如、如何通过提高自身的信息化水平来提升教学水平和教学能力，使之更能切合课堂教学的实际与学生的需求？诸如此类的问题是我们必须面对和思考的。
我校从现状出发，要求教师必须努力提升五个方向的能力：
（一）提升信息检索与处理能力
面对庞杂的网络信息，必须要学会运用各类检索工具，并可对检索到的各类信息进行加工、处理以及整合，将其变成自己可用的信息。
（二）提升网络学习能力
互联网的知识海洋取之不尽、用之不竭，只要你想学，就可以通过互联网进行学习。教师应充分利用网络资源加强学习，提升自身的业务水平和能力。各类网络学习平台如国家、省市精品课程，各种知识数据库系统等，教师都可以从中获益，这对培养和提升教师的课程建设、课程设计等教学能力有很大的帮助。
（三）提升网络交流协作能力
在网络环境下，掌握人与人交流和沟通的新方式，从而更好地服务于教育教学的需要，是当前这个时代教师需要进行研究的一个课题。教师应有能力通过即时通信工具（IM）、论坛、学习空间等各类平台真诚地与其他教师、学生在学习、生活、就业和为人处世等方面进行直接的交流与互动。
（四）提升网络课程设计能力
教师应有能力开展网络课程的设计和制作，在把握课程的教学内容、教学目标、教学任务等要素的基础上，分析学生的专业培养需求，整合各类数字资源，同时能利用各类课程制作软件设计完成网络课程。
（五）提升网络教学的组织实施能力
摘要：BIM技术促进了信息技术与教育教学模式的深度融合，翻转课堂、MOOC和微课成为新形势下高校教育教学模式改革的重要发展趋势。本研究立足于BIM技术为高校课堂学习带来的新机遇，初步构建了BIM技术背景下的工程造价专业在线开放课程教学数字化平台，提出了基于数字孪生技术的工程造价专业教育应用设想，并对工程造价专业数字化教学建设进行了基于BIM技术和数字孪生技术价值共创性的思考。
关键词：BIM技术；工程造价软件；数字孪生
近年来，随着大数据、云计算、BIM（BuildingInformationModeling）技术的发展，工程造价专业教学模式出现了新的变化[1]。文献[2-6]等分别从课程体系、实践环节、教学手段、人才培养模式等方面提出了教学改革的思路和合理的建议，这些思路和建议对工程造价专业数字化教学建设有很大的促进作用。文章另辟蹊径，以价值共创为视角，以数据孪生模型理论为研究基础，以本科工程造价专业数字化建设为研究目标，从课程体系建设、教师团队建设、教学方法革新和教学理念升华四个方面提出了新的见解，实现人才培养模式的革新[7-12]，如图1教育教学模块创新所示。（1）工程造价专业教学数字化建设思考。BIM技术是建筑企业信息化的新的重要技术手段，能否考虑充分利用BIM技术和其他手段，对传统理论教学和实践教学的内容进行数字化建设，实现教学课程内容的数字化、可视化、模块化和程序化，逐步改进教育教学方式与方法，促进优势教学资源共享，方便老师实现流程化教学，方便了教学和管理，形成一种老师容易教、学生易学易懂的良好教学环境，促进教学效果和教学质量的提升。（2）工程造价专业数字孪生思考。能否以数字孪生模型的物理层和数据层（虚拟层）角度重新审视教育教学，构建具体真实实物教学系统和虚拟仿真教学系统，虚拟仿真教学系统可对实物教学系统进行仿真模拟，对实物教学系统选用的教学方式进行一个效果反馈，实现教学资源的最优化配置。（3）BIM技术与传统教学模块价值共创思考。不能简单的将BIM技术视为传统教学的从属部分或其他部分，站在BIM技术与传统教学模块是相互对立的角度上，如何考虑以数字孪生模型角度和工程造价专业数字化建设角度，实现BIM技术与传统教学模块的深度融合，实现二者的价值共创。
一、工程造价专业教学数字化建设思考
以“工程造价专业数字化教学”为目的，从专业课程体系、教学方法、教学团队、教学目标、教学活动等方面着手，搭建高校工程造价专业在线开放课程体系平台，并由此制定在线开放课程保障机制和措施。1）在线开放课程教学设计理念。根据在线开放课程的基本要求，融合现代信息技术，如何实现教学内容的数字化、可视化、模块化和程序化。把“数字化、可视化、模块化、程序化”的四个教学设计理念贯穿课程建设始终。2）工程造价专业教学数字化平台构建。依托资源-智力-技术-保障四维支持，构建工程造价专业在线开放课程数字化教学平台。该专业教学平台包含课程设计、开放性教学资源、在线考核、学习效果评价和在线交流平台。如图2工程造价专业在线开放课程数字化教学平台框架所示：在慕课的制作和运行中，场景化教学资源、卡通动画资源、话题讨论形式、微信平台、嘉宾座谈、工程影像资料、虚拟仿真技术这七种信息技术及手段与造价专业课程深度融合，以开放性的教学资源为依托，形成了“七位一体”的全新数字化教学体系。3）工程造价专业数字化教学平台教学机制保障。从教师团队层面和学校制度层面给予教学保障，构建我校工程造价专业数字化教学平台。[13-15]
二、工程造价专业数字孪生思考
数字孪生（DigitalTwin）技术是一种以模型信息流驱动全产业价值链相互协同的产品全生命期管理工具，从数字孪生技术的发展进程来看，数字孪生更像是一种数据驱动型的实时虚拟映射系统，始于对产品全生命周期的可视化管理，发展于航空工业复杂工程的系统管理工具。[16]人类现处在一个虚实相互融合的混合社会空间之中，数字孪生技术为当下虚拟空间与物理空间的融合，带来了一种新的可能，即虚实共生。1）数字孪生技术具有虚实共生、高虚拟仿真、高实时交互、深度洞见等特点。[16]2）数字孪生技术的工程造价专业教育应用分析数字孪生技术为当下虚拟空间与物理空间的融合成为可能，即虚实共生。虚拟空间物体不再是物理空间实体的简单映射与模仿，而是基于现实空间实体数据的再造与演化。基于此潜在的数据价值，实现其教育教学模式的创新。如图3工程造价专业数字孪生教育应用场景预想所示：
三、BIM技术与传统教学模块价值共创思考
BIM技术可为虚拟空间提供部分技术支持，能否把BIM技术与传统教育教学模块依托数字孪生技术实现二者的价值共创。孪生数据作为故障报警预测、健康管理、能耗管理、“孪生车间”、可视化等工具，赋能职业教育，助力创新与创业教育，促进学习者画像与数据精准分析，优化了教学动态评估和远程学习过程，强化人文教育与场馆学习效果，特别是构建“全息孪生课堂”，优化学习空间，这些值得我们思考。[16]1）微观层面思考。目前，知识和经验将以跨媒介、非结构化的具体形象化的信息形式得以体现，能否以此数字孪生技术为契机，构建相关BIM技术、MOOC课等数字孪生技术为底蕴的数字化教学平台，以个性化特征满足学习者不同的学习诉求，解放了广大教师，增益了众多学生们，知识内容的客体传播将不再被过多的关注，学生被动的理解和消化将成为历史。广大教师在泛智慧空间中引导学习者进行个性化的知识探索以及技术应用。学习者将拥有交互的数字孪生客体，群智协作模式也成为可能，通过学习共同体的组合，实现学生主体学习的自主性。[17-18]2）中观层面思考。围绕学习者，激活教学过程实体空间中的一切资源型物件，优化资源配置，为学生提供创意设计个性化自适应学习空间提供了可能。对校园内硬、软环境的数据进行BIM建模等，构建学习者、教师等教育主体孪生对象，搜集各方面的高质量数据，为实施数字孪生技术提供关键校内保障，将高校校园转变成为知识管理的集成平台，促进海量知识在各知识学习主体之间交流沟通。3）宏观层面思考。建设更广泛的孪生系统，使该教育系统成为其大孪生系统的数据节点。
关键词：教学改革；教学模式；实证研究
中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）23-0068-02
Study on the Application of the Multinedia Products
GAO Fei， SU Chen， CHEN MEi
（Beijing Polytechnic，Beijing 100176， China）
Abstracts：This paper discusses the graduates to adapt to the needs of society the problem lies in the knowledge structure， cognitive skills， teaching and learning frustration communication disorder students psychological barrier four reasons， the training curriculum as the starting point， the empirical case study， factors to solve the problem， and to effectively collect objective data and qualitative analysis， discusses the teaching mode of work scene based training is an effective way to solve the vocational college graduates employment and occupation development results.
Key words： reform in education； teaching mode； empirical research
2015年两会及十报告均提到要重视高等职业教育，强调“要全面实施素质教育，深化教育领域综合改革，着力提高教育质量，培养学生创新精神。”中国的职教体系也在深入发展改革的过程中，新的教育理念逐步贯彻到国际化教育合作领域。职业教育体系中国际知名的有如：美国的社区职教、德国的“双元制”、英国的“工读交替”等实训教学模式。目前我国高职高专院校毕业生基本情况是：不能灵活应用在校期间所学理论基础知识及技术，动手能力尚欠缺。社会及企业需求的专业技能和项目经验人才，是对的就业者的核心素质的要求，企业人才需求有缺口，高职院校应尽力贴合社会需求培养相应技能的就业学生。我们通过数字媒体课程实训教学模式应用的研究，针对高等职业院校的教学与教法的进行探究和改革，全面实施素质教育，重视学生的创新能力的培养具有重要意义。
1 数字媒体实训课程设计方法
由于高职院校毕业学生就业与用人单位，其对实习及毕业学生要求具备较高的动手实践能力，要求就业人员应该能够完成所在专业工作岗位的典型工作任务。数字媒体实训课程教学方法的研究与应用，同时受到所在学校的教学现实情况的约束，未见得能够使得每一位学生进行专业岗位培训，针对实际工作场景的课程实训模式是较好的体验实际项目、了解项目设计实施过程，课程设计存在着直观有效的方式，很好的成为学生在模拟项目中体验规则、制度、过程、管理和规范的目的。
2 探究课程设计
通过虚拟实际工作情景，应该模拟实际项目目标，学生分组和工作流程，还应该模拟工作中各种制度、成本控制等，让同学们有着亲临其境的职场体验。
3 分析教学效果
应用数字化图表展现完成图，充分分析研究学生的学习表现，依据数据分析统计外部条件，完成标准。采用实证研究法，通过数字媒体实训课程设计完成教学模式的客观探究。
4 结束语
综上所述，应用新的教学模式强化了教师信息技术能力；提高了学生的创新能力；提高了教师科研能力；丰富了教学资源；改革成果显著。近年来参加实训的多媒体专业学生一次性就业率就达到98%以上，毕业生分布于本市各设计、媒体、网络等公司。实训课程对学生今后职业发展深具影响力，学生们首先从中体会到了学习和创造的快乐，品味到了工学交替的乐趣，实现了个人价值的提升。同时，他们学会了学习和独立思考，体会到了探究的乐趣，尝试从多角度全方位观察分析问题，激发了学生进一步学习的兴趣和不断开拓进取的精神；学会了做事，知道怎样做才能做成一件事，了解了项目运作的工作程序；学会了共处，认识到了合作、沟通、团结的重要性，体验到了同舟共济战胜困难的喜悦；学会了做人，知道怎样做才能成为一个懂得尽义务、负责任、社会需要的高素质人才。
参考文献：
[1] 刘光然.多媒体技术与应用[M]. 北京：人民邮电出版社，2013.
[2] 张文俊.数字新媒体版权管理[M].上海： 复旦大学出版社，2014.
[3] 罗良忠.新媒体环境下家校沟通方式创新研究[M]. 上海：复旦大学出版社，2014.
[4] 赵曙光.社会化媒体与公益营销传播[M]. 上海： 复旦大学出版社，2014.
关键词 飞行器制造工程 实践教学体系
中图分类号：G424 文献标识码：A
Study on Improving Practice Teaching System of Aircraft
Manufacturing Engineering Professional
XU Yan, CHEN Wenliang
(School of Mechanical and Electrical Engineering, Nanjing University of
Aeronautics and Astronautics, Nanjing, Jiangsu 210016)
Abstract The practice of scientific research is not only an important part of the university research system, is also an important part of the university teaching system, analysis of the contents of the aircraft manufacturing engineering professional practice of teaching composition of the system, as well as their practical teaching, combined with the current aviation manufacturing enterprisesthe production of the actual situation, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, to further improve the points of the aircraft manufacturing engineering practice teaching, and put forward some suggestions on the arrangements between the various contents of the practical teaching.
Key words aircraft manufacturing engineering; practice teaching system
0 引言
南京航空航天大学飞行器制造工程专业是国家重点学科，也是 江苏省重中之重学科，每年都为国家航空航天企业和科研院所输送大量专业人才，目前该专业具有良好的科研环境和实践教学条件，在专业课程的理论教学过程中适当引入实践教学，不但能取得更好的教学效果，还能增强学生对专业的兴趣，使得学生对当今最新的航空制造领域工程实践有一定了解。本文通过分析南航飞行器制造工程专业现有的实践教学条件，提出几点有助于完善目前实践教学体系的初步构想，并从实践教学环节之间的联系，提出实践教学计划安排的几点建议。
1 飞行器制造专业目前实践教学的基本状况
南航飞行器制造专业本科学生主要需要学习飞机装配和飞机钣金工艺的相关的专业课程，在教学实践环节，目前本专业学生毕业前需要学习的课程有：《CAD/CAM综合实验》、《钣金模具综合实验》、《冲压工艺课程设计》、《下厂实习》、《现代飞机装配技术课程设计》。另外，有一些实践内容主要是专业课教师在课堂教学中穿行的介绍和讲解，这些讲解往往是教师根据自身对专业的理解结合自己的研究方向给学生进行讲解的，随机性比较强，不同教师的讲解内容不一定相同，甚至每位老师不同学年的内容也有变化。
从实践教学环境目前的课程设置上，《CAD/CAM综合实验》主要是通过CAD、CAM软件的使用，让学生初步了解目前航空制造领域常用的CAD、CAM软件的基本情况；《钣金模具综合实验》是通过学生的实际钣金零件加工，对冲压设备、模具结构、钣金的基本工艺进行感性认识；《冲压工艺课程设计》是具体到通过工程设计训练，让学生了解模具设计的一般过程，是《冲压工艺学课程》的辅助部分；《现代飞机装配技术课程设计》是通过虚拟装配和具体实例展示等手段，让学生了解从零件、组件、段件、部件、总装的飞机装配一般过程；《下厂实习》是飞行器制造专业学生到飞机主机生产企业进行参观和学习的实践环节，通过具体的飞机生产科研环境的参观、企业技术人员的专题讲座、现场设备、工艺、生产环节的介绍、学生自己和企业人员的交流等等，让学生全面了解飞机生产科研的全过程。以上的实践教学内容基本覆盖了装配和钣金两种主要的传统飞机制造工艺，但是，随着飞机研制中新工艺的不断采用，我们的课堂和实践教学内容与飞机制造企业目前的实际生产状况有些脱节，由于教材通常有一定的滞后性，因此，我们需要在实践教学环节中让学生比较全面和细致地了解我国飞机制造的实际情况，一般性了解世界上先进的飞机制造工艺的情况。
2 飞行器制造专业实践教学完善探讨
飞行器制造专业在教学环节的专业课程主要包括两类：一是零件加工类，二是零件装配类。因此为了辅（下转第215页）（上接第206页）助学生理解课堂教学的内容，可以从这两方面进行教学实践环节的建设。
（1）从飞机制造中零件加工的角度构建实践教学体系，具体可从钣金零件制造、复合材料零件制造及其工艺装备三方面完善教学实践环节。
①钣金零件制造。在现有的《钣金模具综合实验》实践教学环节中补充最新的钣金工艺方法，包括：液压成形工艺、热成形工艺、超塑成形工艺、喷丸成形工艺，经过近年来的专业建设，实验室已经自主研制了热成形、超塑成形设备、喷丸成形设备、液压成形试验装置，开设这些工艺课程实践教学的硬件条件已经具备，只要进行适当的课程设计和编写相应的实验指导教材。
②复合材料零件制造。复合材料在飞机上的应用已经十分广泛，目前在有关复合材料零件制造上的教学实践急需构建，但是复合材料工艺对设备和环境的要求较高，在学校进行建设比较困难，可以利用《下厂实习》的环节，在主机厂的复合材料加工车间进行现场讲解，只要在《下厂实习》的指导书中编入相应的复合材料工艺相关内容也可以取得很好效果。
③工艺装备。生产零件需要各种工艺装备，如模具、夹具、专用量具、样板等等，这些工艺装备的概念、功用、使用方法及其设计与制造如果不结合生产实际进行讲解，学生不容易全面了解，因此，在实践教学方面结合具体工艺中使用的工艺装备进行讲解，则事半功倍。
（2）从飞机制造中零部件装配的角度构建实践教学体系，可围绕数字化装配教学实践平台的建设来完善飞机装配环节的实践教学，平台主要包括以下具体的教学实践环节的建设。
①柔性制孔和自动钻铆仿真实验课程建设。通过已经初步建设完成的自动化制孔实验装置，结合横向科研项目“自动钻铆编程技术开发”取得的成果，以实物结合仿真软件的方式，建设相关实践教学环节的条件已经具备，只要加以整合和适当设计即可形成相应的实验课程。
②飞机装配实验室的建设。通过南航前期与中国商用飞机公司合作取得的科研成果，分析和整理出适合进行实践教学的内容，从飞机大部件对接的角度展示飞机大部件装配的一般过程和常用方法。
③数字化装配的实践教学课程建设。以南航自主研发的AD系列轻型飞机为目标对象，由于该飞机零件数目较少，比较适合作为数字化装配教学实践的对象，可较快的建立基础平台，容易实现整机的数字化与及虚拟装配，也容易用PDM进行管理，对硬件要求低，因此特别适合教学和实验。
④装配工装设计实践教学课程建设。选取典型部件，完成数字化协调体系下装配工装（包括部装和部件对接工装）设计实践教学素材和实验大纲编制。以典型的部件装配型架的为实验对象，根据其数据模型设计型架骨架、定位件和压紧件，完成零件三维建模和虚拟装配。课程建设需编写课程设计大纲并构建相应的实验环境。
3 总结
从以上两方面构建教学实践体系，在专业课程课堂教学过程中合理安排，不仅可以促进学生对课堂教学内容的理解，提高学生的学习兴趣，还能使学生比较完整的理解飞机制造全过程，在教学实践环节中适当结合本专业有关飞机制造领域的近期科研实践进行讲座，学生还会对飞机研制过程的国内外实际情况更加了解，使得南航培养的飞行器制造专业学生在行业内就业时更加适应航空制造企业的需求。
参考文献
[1] 王珉,郝小忠,陈文亮.飞行器制造工程专业教学和实验体系研究与实践.实验技术与管理,2009.26(10):129-132.
摘要：在研究地图学课程特点的基础上，分析了当前地图学教学中存在的问题，并针对存在的问题，提出了地图学理论教学和课程设计实践教学的改革方法。分别从教学内容、教学手段、实践教学、考核体系等等角度详细阐述具体的改革措施，以促进地图学教学质量的提高。
关键词：GIS；地图学；教学改革
1、引言
地图学融理论与实践于一体，是一门综合性和技术性极强的学科。它以地图信息可视化为核心，涉及到地图的数学基础、地图符号系统、制图综合、普通地图及专题地图制作、地图应用等各类综合性知识。地图学与地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、测量学关系非常密切，是一门真正培养学生动手能力的基本技能课。目前地图学是我国高等院校地学各专业的一门专业基础课。学好地图学是学好地理科学及其相关专业的关键，可其他课程的学习打下坚实的专业基础。
“3S”技术的发展，使地图学在理论基础、制作技术和使用方式上都发生了巨大的变革，迫使必须对地图学教学内容进行改革才能与科学技术和社会的需求相适应。地球科学类专业本科专业人才应是具备相关专业劳动能力的复合型人才。因此，在计算机技术不断向地图学渗透的过程中，探讨数字环境下的现代地图学教学与改革，构建数字环境下现代地图学的教学体系，统筹地图学与地理信息系统教学之间的关系，对于提高教学质量、培养相关专业技术人才、提高学生的制图实践能力等方面具有重要的意义[1]。
2、地图学课程的特点
地图学教学内容由偏重理论的地图学原理部分和偏重实践操作的实习部分组成。地图学在普通高等院校开设的目的，主要是为后继相关课程的学习提供必要的知识储备，以及为空间信息成果的科学表达提供必要的技术技能。地图学是一门具有承上启下作用的专业基础课程，学生如果能够很好地掌握这门课程，将为各相关专业其他相关课程的学习打下坚实的基础。
地图学课程具有涵盖内容多、信息密度大、实践操作性强、知识更新快等特点[2]。地图的内容所反映出的文化特征非常丰富。一张图胜过千言万语。随着地图的应用越来越广，要求相关专业的毕业生需熟练掌握制作地图的流程和方法。此外，地图学的教学手段、教学方法改变了过去板书式、填鸭式的传统手段，多媒体技术成为现代地图学的主要教学手段，计算机技术与地图学的结合成为数字环境下现代地图学的主要特征[1]。
地图学是一门古老而年轻的学科，其研究内容、研究手段、研究方法、研究技术一直随着社会的进步而不断变化。随着计算机技术、网络技术、3S技术不断向地图学渗透，地图学学科发展进入到数字化时代。在数字环境下，地图学的理论体系发生了深刻变化，地图制图已逐步从手工模拟制图技术体系向现代数字化制图技术体系转化，并呈现出地图制图数据源的多样化，生产工艺的数字化，产品多样化的趋势。
3、当前地图学教学中存在的问题
虽然，各高校在教学内容、教学手段及实践教学方面有一定的改进，目前在地图学教学中仍存在着一些问题：
首先，选用的教材编著时间较早，时效性不强，教学内容滞后时代要求和生产实践，教材中没能体现出最新的一些地图制作的技术和最新的地图研究成果。
第二，教学方法不灵活，教学手段单一，课件质量亟待提高，不利于学生掌握学科前沿技术，不利于培养学生地图制作和使用的创新思维。
第三，最新的地图制作技术采用较少。地图学与遥感、GIS关系密切，在实际教学中三者经常脱节，使得与地图学教学有关的地图生产和制作实践环节，仍然停留在传统的纸质地图的较低层次水平上，学生缺少尝试运用遥感、GIS、WebGIS、三维GIS等技术进行较高层次地图实践活动的机会，更缺乏利用GIS技术对地图进行深入分析和应用的实践[3]；
第四，教学中理论占用时间较多、实践操作环节花费时间少，教学内容以传统的理论内容居多，实验课程学时严重不足，造成学生的动手能力与实践能力欠缺。受授课学时、上课条件等限制与影响，理论课教学时间占用较多，实践时间较少。不少抽象的理论知识，仅限于硬性记忆，缺少上机实践去灵活掌握。
4、地图学教学内容和教学方式中的改革措施
在地图学教学内容、教学方式等理论教学和课程设计的实践教学的改革中，首先，需立足于传统的教学理论，突出“现代”和“高级”制图手段和学科前沿等教学内容；其次，需优化教学手段与教学方式；第三，需密切联系实际，强调“实践”和“操作”，突出课程设计和动手分析操作综合能力的培养；最后，改革课程考核体系，优化理论知识学习过程和实践操作能力的比例；最终实现教学内容更科学化、更有感染力，教学方式更灵活化、新颖化，实践教学更规范化、综合化，评价体系更客观化、人性化的教改目标[3]。
4.1加强相关地图学前沿领域知识技能和地学领域专题地图应用的教学内容
随着计算机地图制图、遥感地图、GIS制图、电子地图以及虚拟现实等新兴技术手段的出现，随之迅速发展了当今的地球科学的前沿领域——地球空间信息科学[4]。当今更应该重视加强有关现代地图学的理论前沿、应用前景和最新发展动态的学习，顺应时代的要求。
关键词：新课程 DIS（数字化信息系统） 化学校本课程 实验
DIS环境下化学校本课程以数字化自主学习为核心、在信息技术与课程整合的要求下实践的一门崭新的校本课程，实施的是以数字化为载体的自主学习方式。课程学习活动主要在学校DIS实验室这一包括计算机、传感器、数据采集器以及互联网等设备的数字化学习环境中实验的；课程学习内容是经过教师精心开发设计的数字化实验探究的学习资源；课程学习知识是学生利用信息工具可以进行重构和创造的诸如实验数据、文字处理、图像处理等。课程学习不仅能使学生获得知识，而且能够帮助学生自主建构知识。
一、DIS化学校本课程的开设背景
校本课程，相对于基础课程有其自身的特点：灵活性、适应性、及时性。DIS环境下化学校本课程的开设体现了教与学的需要，是现代技术发展与新课改不断推进的必然产物。2009年9月，南菁高中新校区建成使用，学校以建设“数字化”校园为契机，高度重视实验室的建设和投入，配备了三个DIS实验室，实现了建设标准化、管理规范化，为DIS环境下化学校本课程的开设作了硬件保障。
二、DIS化学校本课程的设计思路
新课程教学环境下，以校本课程形式开展DIS教学实践，其课程设计思路始终以学生需要和改变学生的学习方式为本。课程开发设计思路应紧紧围绕激发学生对DIS实验的兴趣，培养学生的动手操作能力、理论联系实际能力、应用规律解决问题能力。在这样的设计思路指引下开展实验的每一个环节，学生能通过DIS化学实验探究，体验科学规律，提升情感态度与价值观。
三、建立DIS化学校本课程备课组
建立DIS化学校本课程备课组是课程成功开设的保证。备课组由有志于数字化实验研究的DIS教学的教师组成，是化学教研组中的一个体现数字化特色的备课组。备课组主要有以下几项任务：
1、制定具体教学目标。
任何一门课程的实验都必须有相应的教学目标，更何况DIS化学校本课程是在新课程改革大背景下开发的新校本课程。备课组以课改教学的三维目标为依据制定DIS化学校本课程总教学目标。在测量性实验、验证性实验及探索性实验中要求学生在明确实验目的、实验原理的前提下，学会正确选择和使用DIS传感器、相应仪器和工具，准确获得实验数据，合理处理实验数据；通过归纳、演绎得出实验结论并学习撰写实验报告；学会简单实验故障的排除，进行初步实验误差分析；探索性实验中注重假设、猜想及DIS实验方案设计，学会独立操作分工协作，发扬团队协作精神，克服困难，共同进步。
2、研究DIS技术，开发全新化学实验。美国课程论专家泰勒说过：要最大限度地利用学生资源，要加强校外课程，要帮助学生与学校以外的环境打交道。因此，实施DIS校本课程时要注重研究选择并整合校内外资源，联系社会热点开展课题研究，努力克服无现成器材、资料等困难，运用创新的思维，开发新实验。
3、认真进行备课组活动。要在制订教学计划的基础上，安排每学期的教学内容，精心备课，精心准备每项DIS化学实验，探讨实验教学的重点与难点，设计实验教学方案。实验结束后要对实验课堂教学进行反馈与评价。每节课学生均需完成一份DIS化学实验报告，教师以此对学生进行 评价，做好教学反思及资料积累。
四、选择课程生源
在学校众多的校本课程中，DIS化学校本课程属于理科拓展类课程，备课组将DIS化学校课程开发宗旨通过学校电视广播节目进行宣传，并以海报广告形式将课程内容、招生要求在校内展示。课程吸引了众多学生积极报名参加。之后备课组根据年级分班，每3-4位学生组成一个化学实验操作小组（使用一台计算机及一套DIS设备）。
五、课时安排
校本课程纳入学校总课程表，由学校统一安排，一般每周1-2课时，但在具体教学时间上可以有一定的灵活性，教师可根据教学实际需要进行调整。如在进行河道水体污染等课题研究阶段，可以安排学生走出校门去校外实地进行水体采样、pH值、浊度及溶氧量等数值的测定，教学时间则另行安排在课余或周末。
关键词：教学资源建设；数控加工与编程；课程改革；工程能力
数控技术专业是高职院校普遍开设的主干专业，各校的培养目标不同，课程的侧重点不同，但多数培养操作型的技术工人。沈阳工程学院根据专业招生生源的特点，结合本校在典型企业的就业现状及发展规划，确定了本校人才培养的目标是培养高级技术应用型的“金领”人才，数控机床加工与零件编程是核心技能之一，数控加工与编程课程为主干专业课程，具体的能力目标就是培养具有数控机床加工的高级操作能力，能够加工中等复杂零件；具有中等的数控加工工艺和编程能力，能够编制较复杂零件的制造工艺和主流型号数控机床的加工程序。
以就业为人才培养出发点，调研典型机械制造企业，按照企业的生产实践流程和岗位技能要求培养学生。以企业实践过程为任务流程，规划了课程群的理论教学、实践教学、素质教育三大体系，并构建了数字化教学资源库。
一、数控加工与编程能力课程群规划
通过调研学生近五年就业的典型制造型企业和潜在的企业，通过与企业负责人、人力资源主管、技术主管、生产主管座谈，参观企业生产车间，了解产品和数控工艺与编程现状，凝炼出企业对数控加工工艺与编程人员的能力需求，结合大学人才培养特色，对应各职业能力需求，制订出数控技术专业的人才培养目标和方案，构建支撑课程群体系。
制造企业需求的数控加工与编程岗位能力包括识别工程图纸的能力、操作数控机床的能力、数控工艺的制定能力、数控零件的程序编制能力等。理论课程体系方面，在专业必修课中数控加工工艺与编程、计算机辅助数控编程整合成数控加工与编程课程，培养典型数控加工工艺编制、数控程序编制和加工能力。在专业选修课程体系中设置数控车（铣）中级工职业技能鉴定培训、数控车（铣）高级工职业技能鉴定培训、数控工艺员鉴定培训、制图员培训、三维建模资格证书培训（UG、SOLIDWORS等系列）等，此类课程为学生考取职业资格等级证书提供相应培训，增加就业资本；选修课程开设模具制造、先进制造技术等数控加工与编程的拓展课。实践课程体系方面，分为理论课程内试验、课程设计、实习和实训等部分。专业素质教育方面，为学生课程外自修环节，包括数控车床和铣床的中级工和高级工操作等级证书、制图员证书、三维设计证书、数控工艺员证书、各种省级以上相关竞赛获奖证书、专题讲座等。取得相应相关学科证书的学生将获得学分加分或课程减免的激励，专题讲座既有教师讲座也包括学生讲座。
二、数字化教学资源建设
依据课程体系制定资源建设的总体架构，体系组成上包括课程总览、理论课程、网络课程、课程设计、实验、实训、试题库、考证培训、软件资源、信息交流等模块资源，具体的资源素材重点建设内容如表1所示。
利用学校的校园网络作为资源的支撑平台，利用教务处的清华网络教学平台的教学资源库模块为资源库管理平台，进行资源的管理，教师和学生可以登录和检索使用。
资源库建设首先制定底层素材技术标准、学习情景素材技术标准、元数据技术标准等。资源编目及属性描述需遵循教育部教学资源数据规范，尽量采用精简数据格式的视频和音频格式文件。在建设上采取校企联合方式，与专业实践企业基地密切联系，媒体素材取自企业实践的案例；紧跟企业技术发展趋势，改革课程体系培养“无缝对接”的高级应用型人才，紧跟企业信息化、数字化、虚拟化、集成化制造的大潮，大力发展工程软件资源建设，选择典型的行业工程软件如表2所示。素材建设着重利用三维实体造型技术和动画仿真技术，使课程形象直观。
建设途径采取教师自制、学生项目参与、网络下载和企业资助等多种方式相结合进行。每位教师负责收集对应的资源，资源收集后定期进行评审和定稿。
利用图片、视频和音频编辑软件进行素材编辑处理，保证分辨率和清晰度。加强数字化版权保护意识，利用密码加密的PDF文件代替WORD文本文档素材，利用密码加密的PDF文件代替POWERPOINT课件文档素材；为压缩打包文件设置解压密码；利用视频加密软件对视频进行加密处理，播放时输入密码方可播放；利用水印工具为视频和图片素材添加可见或不可见水印。
参考文献：
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［3］ 王海根，马剑.仿真软件在数控技术课程教学中的应用［J］.实验室研究与探索，2007，26（11）：30-32.
关键词：电子课程设计 工程实践 创新意识 创新能力
电子课程设计是在先修理论课：电路理论、模拟电子、数字电子，以及与其相对应的实验课：电路理论实验、模拟电子实验、数字电子实验的基础上开设的一门以培养学生的设计能力、综合应用能力和工程实践能力为目标的必修课。
我国经济、科技的发展和国际范围内电子技术的发展、电子新产品的涌现，对电子类人才的培养提出了一个更高的标准和要求。而我国传统的教育思想和教学方法中重知识、轻能力，重理论、轻实践的教育思想已经不能适应现阶段人才培养的需要。实践教学对于提高学生的综合素质，培养学生的创新精神和实践能力具有特殊的作用。
1. 改革的理念
（1）以“走出去，用得上”为目标，顺应现代科技的发展态势出发，采取工程集成的教学观点，加强课程设计的数字化、综合化、系统化实验。
（2）重视设计方法学的变革，逐步培养学生熟练应用现代互设计工具，增强学生应用大规模复杂系统的能力。
（3）在理论课教学和基础实验教学中，注重加强基础拓展知识面，增强学生的工程实践能力。
（4）以人为本，把情感因素考虑进去，充分发展个性，因材施教。把培养创新意识和创新能力放在核心地位。
（5）打破院系甚至学校的壁垒，充分利用现有资源，本着“宁可用坏，不许放坏”的原则，为学生提供尽量多的
实践环境和实践仪器设备。
2. 实验教学新方法
（1）分层次。把理论教学、基础实验教学和课程设计融为一体，做到一条龙、不断线、重基础、分层次。在新的教学模式中，电子技术分为三个层次：基础理论教学，基础实验教学，综合应用实验教学和科技创新实验教学。其中电子设计课程属于第三层即综合应用层。
教学内容有着必然的连续性，“我要的是葫芦”使不得，既不能像传统的教学体制中重理论、轻实践，但也不能“改革过度”，片面强调实验的重要性。学理论是为了应用，实验也是为了应用，仅仅是在实践中所起的作用不尽相同而已。
基础实验教学又分为两个小的层次：基础实验和设计型实验。基础实验是为了验证理论，使学生对理论有更深的理解，并加固记忆；提高型实验运用某一或某几个理论，设计小型的电子产品，或电子产品的一个模块，对近期学的知识点加以综合应用。
综合应用层实验是在学完电路理论、模拟电子和数字电子及电路理论实验、模拟电子实验、数字电子实验后开设的一门必修课。通过分层次的实验，使学生综合利用所学的知识，学会电子系统设计的基本步骤、硬件安装方法、软件调试方法，学会应用新型的设计工具和仿真工具。使学生的知识结构和设计素质方面大幅度地提高，将比较分散的知识点能综合运用到实际中去。
科技活动层主要包括各类赛事。例如全国大学生电子设计大赛、全国大学生挑战杯科技竞赛以及众多公司举办的电子设计大赛。
（2）充分利用网络资源，在时间和空间上予以开放，改变传统课程设计运作模式。以往进行电子课程设计，具有时间和空间上的局限性。教师和学生任何一个环节出现问题，就不能达到交流的目的，且时间规定得较为严格，从教师给出题目到交实验报告为两周的时间。新的模式是一个学期：实验题目在学期初就到网上，学生根据自己的喜好进行在线选择，实验室提供通用的、常规的元器件，其它的器件鼓励学生自己到电子市场去选购器件，让他们熟悉电子器件市场，学会成本核算，为工作后的工程设计做一个“小热身”。学生根据自己的时间到实验室调试，到期末完成即可。
(3)将电子设计新技术、新方法融入到设计中。要求学生对自己的设计先进行软件仿真，根据仿真给出相关器件的参数，以及输入输出数据和波形图。做到虚拟仿真和硬件实验相结合――先虚拟后硬件，淡化软件和硬件设计界限，使学生体会和掌握设计方法学革命所带来的科学化和高效率。要求或建议学生掌握EDA方法，以及常用的Mutisim、Protel等仿真软件使用。
（4）本着“多样化、综合性、研究型、趣味性”的原则，精心设计实验题目和内容。设计多个题目，学生选做的实验空间加大。每一个题目都和当前新技术、新产品甚至生活中常用品有联系，有的是学院正在进行的项目的一个子模块。难度和工作量适中，设计的内容和所学的理论知识紧密联系，又有一定的提高，这样既激发了学生的学习兴趣，又不使他们在中途望而却步。通过这些待探索性和研究型的设计题目的锻炼，学生将学过的知识串联起来，加以综合和应用，以理论指导实验，理论得到了运用、加深和升华。
（5）改变考核制度。考核的公正性是教育的公平性一个重要体现。由于目前我国的教育现状，分数对学生来说很是重要，所以考核公正有利用提高学生学习的积极性。根据课程设计的特点以及不同的侧重点，对环节进行细分，分为设计、仿真、参数的设定、安装、调试，对遇到问题的解决能力、实现的功能、性能指标测试和试验报告、总结答辩等内容，借鉴“以考促教，以考促学”的思想，每一个环节有不同的分值。
3. 结束语
实践证明，新模式的建立和实施，改变了学生的知识结构，培养了学生的创新意识，提高了学生的综合设计和工程实践能力，为后续层次的学习例如科技创新实验和走向工作岗位打下了坚实的基础。实施新模式后学生在各类竞赛获得的奖项和用人单位的好评是最好的见证。
参考文献：
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［2］陈谋.高校本科实验室建设的新思路探讨.电气电子教学学报，2004，4.
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