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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篇机电一体毕业论文,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。
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机电一体化毕业论文开题报告范文(一)
建筑电气工程的原材料质量采购过程不透明俗话说,巧妇难为无米之炊。再好的工程人员,如果没有合格的原材料,他也无法造出安全可靠的房子。同理,原材料对于建筑电气工程安装来说,其意义深远,影响重大。这不仅因为原材料的优劣决定了成果的合格与否,而且关系着使用人的生命财产安全。在当前,原材料问题表现在采购过程、以次充好、质量不过关等问题上。原材料的采购中存在的普遍的回扣现象,采购人员受高回扣利益的驱使,欺骗企业与一些不正规的厂商签订购买合同这就使大量的不合格产品用在工程上,影响了工程质量。另一方面,现在市场上假冒伪劣产品很多,如果企业没有很好的区别,很有可能购买到不合格的产品。这些都有可能对电气工程产生巨大的影响。
建筑电气施工过程粗制滥造,管理混乱建筑电气工程的最终成果是需要通过实际的操作才能完成,最终为使用者验收。毋庸置疑,施工过程的管理秩序,人员的责任心和专业素养等因素都对最后结果起着重要作用。而当前的建筑电气施工过程则存在着诸多的问题,具体来说,主要以下几方面的问题。一是线路的设计和铺设上存在施工不严的现象机电一体化毕业论文开题报告范文机电一体化毕业论文开题报告范文。施工过程中经常会遇到此问题,厚壁钢管对焊连接,会产生内部结瘤,使穿线缆时损坏绝缘层,薄壁钢管熔焊连接会产生烧穿,埋入混凝土中会渗入浆水,导致导管堵塞。这些现象都是不允许发生的。二是照明器具安装存在问题。照明器具的型号、规模和安装都是需要专门设计的,然而很多时候工程师却没有重视这些问题。
从质量管理角度对建筑电气工程的对策分析
电气施工人员应具有相应的责任心及工专业素养作为一名专业的电气技术人员,首先应该具有过硬的专业素养的责任心。这就要求应对所承担的电气工程负责,还要充分运用自己的专业水平,深入、细致地搞好电气工程的技术、质量、签证、进度、安全等管理工作。这里要特别强调施工人员的责任意识问题,因为很多建筑电气工程出现事故的根本原因不是由于知识不够,而是过分相信自己的能力,或者是根本不重视手头上的工作,最终导致事故的发生。这个问题值得整个行业的从业人员的重视。与此同时,专业的电气施工人员还要不断学习,落实和强化新的知识。现阶段强电各系统的技术已比较成熟,但电气设备、材料及元件种类繁多,要全面掌握各种电气产品的性能,只有不断地努力、才能积累经验,这样才能跟上时代的脚步。
强化对建筑电气工程的质量管理建筑电气工程的质量管理是控制施工过程,保证最终结果的重要手段,也是改进程序,提高效率的关键所在。我们要从整个施工过程着手,把质量管理贯穿到所有的施工程序之中。首先,在施工准备阶段,要进行全面的质量控制。作为一名电气技术人员不能只停留在按图施工的水平,要全面熟悉设计图纸,努力并善于发现图纸中的不足,及时提出处理意见,对业主而言是维护其利益,对自己也是技术能力的提高。其次,对于工程要求比较高,对人员要求也比较高的项目,要求施工前要对施工队伍及人员进行考核和评估,并调整好技工和普工的比例。对技工进行培训、考核后持证上岗。
加强对建筑电气工程的安全管理安全是永远是第一位的,对于建筑电气工程来说,安全尤为重要。这里的安全,不仅仅是指在施工过程中的安全,而且还指使用安全机电一体化毕业论文开题报告范文工作报告。要确保施工过程中的安全,首先就要提高施工人员相应的规范的工作措施,还要对其进行必要的安全训练和培训,同时要强调施工的程序性,杜绝赶快超快的现象发生
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而对于使用安全而言,则在更广的层面对建筑电气工程提出的更高的要求。要确保使用安全,首先就要求我们的施工方保质保量,对工程兢兢业业,使之不出现问题,其次还要对使用者做好相关培训,使其能正确的使用。最后,更要做好服务措施,对于使用者在使用过程中出现的问题进行沟通和指导。
随着建筑电气技术的不断发展,对建筑电气工程的管理要求也越来越高。电气工程施工中应把质量第安全第一放在首位,根据施工特点,人员结构,本着安全、优质、高效的原则,认真管理好从材料采购、施工过程到工程验收的全过程,建立良好的质量监督体系,充分调动和发挥人的主观能动性和创造性,提高电气工程的工程质量。
关键词: 高职机电专业毕业设计 质量提高方法 措施
毕业设计(论文)环节是高职院实现人才培养目标极为重要的综合性实践教学环节,是培养学生运用所学知识分析解决实际问题能力、增强学生专业工作能力、培养创新精神、进一步提高综合素质的有效教学手段。
近年来就业形势日益严峻、高等职业教育规模的扩张,毕业设计期间又恰逢学生寻找工作等诸多客观因素的影响,使得毕业设计出现了很多质量问题。具体表现在:(1)大部分学生对毕业设计不重视,不能处理好毕业设计、顶岗实习与就业的关系;(2)学生缺乏学术论文写作的基本素养,缺乏资料查阅、整理、分析、归纳、检索等获取信息的能力;(3)毕业设计过程流于形式,理论与实践脱节,有些学生仅仅依赖于教材、资料的理论知识拼凑论文,对于自己的设计没有通过实践验证,纸上谈兵多,实际动手少。最终创作的毕业论文很难有实际的应用价值。(4)成绩评定不能完全做到公正客观。学生论文抄袭原始资料现象严重,有些学生在最后答辩环节明显缺乏对所做内容的理解和把握。那么,如何改革毕业设计,提高毕业设计(论文)质量,达到高职教育人才培养目标的要求?我结合机电专业的毕业设计的探索与实践谈谈认识。
一、提前做好毕业设计准备工作
1.时间上的调整。指导老师提前在第四学期期末考试结束就与学生见面,布置题目,下达毕业设计任务。一方面使学生尽快了解课题的类型和方向,另一方面便于教师提前了解学生的情况,如专业学习情况、个人发展方向,等等,从而能够合理地安排设计任务。另外,安排学生利用暑假,对机械制图、计算机绘图、电路分析、单片机、电气控制与PLC、气压传动等毕业设计相关专业知识内容进行重新温习,并要求学生完成课题资料查询、研究方案的确立等工作,为第五学期毕业设计的顺利进行做好知识上的准备。第五学期第十一周起进入毕业综合实训环节,主要是毕业设计和赴企业进行顶岗实习,第十一周起有计划地在指导教师的指导下对毕业设计内容予以进一步完善,第五学期不进行答辩,待顶岗实习结束后,第六学期再回学校参加答辩。
2.指导教师充分准备,试做课题。在毕业设计过程中,指导教师准备得是否充分,将直接决定毕业设计质量的高低。教师除应认真准备毕业设计的课题和任务书外,还需对课题进行认真的试做。通过企业调研和分析,得到企业中机电应用产品研发和生产岗位典型工作过程,明确产品功能、准备技术器件资料、硬件设计、硬件制作、软件设计、软硬件联调、产品制作、产品测试。通过试做课题,教师能更好地把握课题的难度和工作量,科学地预测学生在毕业设计各个阶段可能出现的问题,从而能够根据学生的具体情况合理地分配设计任务。
3.毕业设计题目提前渗透至相关课程学习当中,为毕业设计的完成打下扎实的基础。毕业设计是一项综合性的实践环节,一个优秀的毕业设计离不开专业知识的支撑。因此,专业课程的学习尤为重要。在课程学习过程中将毕业设计课题渗透进课堂,让学生带着问题去学,这样可以激发学生学习的欲望,培养学生的创新能力。同时也为大三学生顺利地完成毕业设计打下扎实的基础。以“单片机应用技术”课程教学为例,本课程以智能运动小车作为教学内容载体,该教学载体以单片机作为控制核心,包括运动控制系统、显示系统、智能感应系统,等等。通过这一载体将单片机应用技术中的各种能力贯穿始终。由于智能运动小车的功能具有很强的扩展性,完全可以作为毕业设计的课题进行综合的设计和研究,因此在课程教学过程中要有意识地培养学生的设计意识和思路。
当然,在课程学习过程中,学生可以根据自己的专业兴趣在保证课程合格的前提下有侧重地加强某门课程或者某几门课程的学习,在此过程中专业老师可以了解学生的具体情况以便于今后毕业设计的分组和选题工作能有实效地开展。
二、立足实际,科学选题
1.以就业为导向,从实际出发,选择不同的课题。课题必须围绕专业人才培养目标,符合专业岗位能力要求,具有较高的应用性。目前,机电一体化专业就业岗位的需求有三个方向:机电一体化设备制造与维修、机床数控技术应用、自动机(线)的运行与维修。要按照不同的专业化方向,确定毕业设计课题,对于机电一体化设备制造与维修方向,课题方向重点应放在机械方面,加强钳工与电工电子训练;对于机床数控技术应用方向,应增强学生的车工实习及数控机床编程与操作能力;对于自动机(线)的运行与维修方向,应向电的方面适当偏移,加强电工及单片机与可编程控制器训练。我校机电一体化专业定向于自动生产线的运行与维修方向,在确定毕业设计课题时,结合制造业发展现状,选择那些围绕机电一体化进行产品开发或把微电子技术用于设计、制造、测试和研究等方面的题目,例如单片机控制系统设计、工业机器人系统分析、可编程控制器(PLC)技术及应用设计,等等。
2.毕业设计的选题要坚持理论与实践相结合的原则。课题的选定要结合目前专业的实际设备,立足实际,避免脱离实践的纯理论性的题目。我校机电一体化专业目前已经拥有较先进的PLC实训装置、气动实训装置、机电检测实训平台、单片机实训设备、自动生产线训练装置、机电一体化实训装置,等等。因此,毕业设计的选题应考虑到我们现有的实训设备,为学生毕业设计的实施提供良好的硬件环境。只有结合实际“真题实做”,才能培养出创新型、实用型人才。当然,在毕业设计期间已经开始顶岗实习的同学,可以结合生产岗位选择毕业设计题目。应鼓励学生结合岗位实践内容选择毕业设计(或论文)课题,但必须有企业专人指导并报学院批准。
3.通过各类技能大赛的锻炼和渗透,以学生兴趣为中心进行毕业设计选题,可以广泛发掘学生的创造力,选题更具有可行性。专业老师组织学生参加院内外的各类技能大赛,将技能竞赛与教学改革相结合。比如机器人大赛,结合单片机课程的学习,选择一个机器人项目,等等。我校目前已经成功举行了智能搬运机器人比赛,模拟了工业自动化过程中自动化物流系统实际工作过程。设计一个轮式或人形小型机器人,在比赛场地里移动,将不同颜色、形状或者材质的物体分类搬运到不同的对应位置。比赛的记分根据机器人将物体放置的位置精度和完成时间来决定。又如“自动线安装与调试”技能大赛,参赛队在规定时间内,根据任务书的要求,以现场操作“***自动生产线实训考核装置”的方式,完成自动生产线设备部分工作单元的机械安装和调整,气动回路的安装、连接和调整,电气控制电路的设计、安装和布线,传感器安装与调整,PLC编程,人机界面组态,电机驱动(含变频器及对应电机、伺服驱动器及伺服电机)参数设定,以及系统统调、运行等工作。我们通过大赛的锻炼,激发了学生的学习兴趣,开阔了学生视野,丰富了学生知识,提高了学生的综合素质与能力,培养了其团队意识与合作精神。参加技能大赛的同学,毕业设计的题目可选择大赛的某个方向展开设计,并撰写论文。通过技能大赛的锻炼和渗透,不仅可以提高学生的设计兴趣,而且能为毕业设计的顺利完成奠定扎实的专业基础。
三、加强过程指导和管理,严格考核制度
对毕业设计全过程实施质量监控是提高质量的保证。加强过程考核,量化毕业设计平时成绩的评定。表1为毕业设计(论文)总评成绩评定参考标准。总评成绩由指导教师考核成绩(40%)、作品(成果)鉴定成绩(20%)、论文评阅成绩(20%)、设计(论文)答辩成绩(20%)四大部分组成。指导老师考核成绩由指导老师评定,其余三项成绩由相应的评审组老师评定。
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实施周检查制度,要求学生每周以幻灯片形式进行汇报。汇报的主要内容是本周所做的主要工作、遇到的主要问题、问题的解决方法及心得体会等。汇报过程中,指导老师做好记录,填写《毕业设计指导工作记录本》,对毕业设计指导工作进行实时记载,学生汇报完毕后,指导教师综合各位学生的情况加以总结,并就学生所提出的问题加以解释与指导。周检查制度作为毕业设计平时成绩评定的重要依据。同时,学生随时写好《毕业设计日志》,内容与教师的《毕业设计指导工作记录本》相配套。这样,教师与学生交流紧密,双向监督,有利于加强毕业设计工作的全过程指导与管理。
毕业设计作品或成果可以是程序、实物、现象、方案等可以表现毕业课题成果的东西。让作品成为毕业设计的主要内容,并在总评成绩中占有一定比例。
对学生数集中的个别单位,因岗位需要无法回校参加答辩的由单位出具证明,学院安排老师到企业答辩。严格的答辩将有利于学生树立良好的学风,促进学生认真做好毕业设计。正确认识毕业设计的重要性将有利于保障和提高教学质量。
表1 毕业设计(论文)总评成绩评定参考标准
另外,毕业设计期间,指导老师要为学生进行资料查阅、文献检索、论文写作能力的培训,培养学生学术论文写作的基本素养。当然,在整个毕业设计指导过程中,要把学术道德教育和思想教育工作贯穿始终,加强学生的诚信教育,在处于即将走上工作岗位的过渡阶段,帮助学生树立良好的心态,促进毕业生克服不利情绪的同时顺利完成毕业设计。这种关心和指导可在每周进行检查时多与学生交流,也鼓励学生之间的交流。
四、尝试毕业设计与顶岗实习一体化改革方案
学生可选择到企业顶岗实习期间开展毕业设计,将毕业设计、顶岗实习有机结合。指导学生在顶岗实习的过程中,同时完成毕业设计(论文)。鼓励学生在顶岗实习期间,从事与专业对口的顶岗实习企业生产和技术领域相关的毕业课题设计。学生带着毕业设计的任务进行顶岗实习,不论是操作控制、质量检验还是装配、测试岗位,都能爱岗敬业,并随时记录,在生产实践中收集自己毕业设计所需的资料和数据。这样最终必然将以较高的质量完成顶岗实习和毕业设计。若能取得优异的成绩,则被企业接收,顺利就业。这样拓宽了就业渠道,增加了就业的机会。这种一体化的教学模式体现了工学结合、产学一体的职教模式。
当然,要想使这种一体化的教学模式取得良好的效果,校企双方应该共同指导、共同管理。每个学生都必须由校内专业教师和企业指导老师共同指导。校内老师可制定一个详细可行的计划和阶段性的目标,督查毕业设计的进展情况,指导论文写作的规范,并协助解决理论问题,定期与学生沟通,沟通方式可以多样化,比如:电话、QQ、Email,等等。企业指导老师负责从单位的实际出发,现场指导、规范操作、分析故障并解决问题。
五、结语
以上改革措施已在机电专业08级毕业生中进行了实践,经实践证明这些策略能充分调动学生的积极性和参与性,提高毕业设计质量。当然,如何提高高职毕业设计质量,是牵涉多个因素的综合课题,需要我们不断实践、不断总结,完善质量控制措施,使毕业设计教学真正成为培养学生创新精神、职业素质和综合实践能力的重要途径。
参考文献:
[1]姜亦祥.浅谈加强机电一体化专业实习教学的措施[J].成才之路,2009,(21):79-80.
[2]徐冬梅,吴红,冷士良.高职毕业设计(论文)与顶岗实习配套改革的实践[J].化工职业技术教育,2010,(2):56-58.
关键词:本科教育;毕业设计;指导策略;机械专业
中图分类号:G642.477 文献标志码:A文章编号:1673-291X(2011)18-0319-02
对于高等教育工科专业而言,毕业设计(论文)是培养学生实践能力和科研能力的重要环节[1]。它需要学生将专业理论知识和工程实践紧密结合起来,分析、解决实际问题。这既是学生加深对所学知识的理解、综合运用知识解决实际问题的过程,也是学生进行知识创新、增强创新精神和创新能力的主要途径[2~5]。从这种意义上说,毕业设计的质量是衡量高校工科专业教学水平最为重要的指标之一。特别在当前的高等教育大众化的形势下,高校应该认真分析毕业生的学习心态,把提高毕业设计质量作为提高整个学校教育教学水平的重要方面常抓不懈[6]。
要提高毕业设计的质量,关键在于增强导师指导的科学性和针对性。一般而言,毕业设计的指导主要集中在以下几个方面:帮助学生选择课题、指导知识的综合运用、指导科研方法、教给科研中的交流技巧、教给科技论文写作规范。
一、帮助学生选择合适的毕业设计课题
毕业设计的质量,首先取决于课题选择的好坏。在这方面,指导教师一定要把好关。
1.课题的选择要尽量兼顾学生的专业兴趣和教师的科研方向。一方面,毕业设计的主体是学生。确定的课题学生感不感兴趣,将在很大程度上决定学生投入的程度和最终成果的质量。另一方面,如果确定的课题与指导教师自己的科研方向有较高的重合度,教师不但指导得深入、有效,而且指导的积极性高,指导投入的时间和精力相对更加充分,甚而至于达到教学相长的理想境界。在实践中,选题时不能兼顾上述两个方面――要么忽视学生的兴趣,脱离学生的专业发展方向;要么忽视教师的研究方向,使指导毕业设计成为教师的一种额外的负担或包袱,都会严重影响学生毕业设计的质量。
2.课题应该具有综合性,难易程度适中。机械专业的毕业生很多都是从事机电一体化产品的设计的,因而他们做的毕业设计的课题应当具有一定的综合性――涉及机械、控制、传感检测和信息处理等多个领域。学生通过完成这种课题,可以开阔眼界,学会综合运用这些领域的知识解决问题。这对他们将来独立开展设计工作或者从事机械专业的科研工作,无疑是非常有益的。相反,如果给学生选是非综合性的课题,例如一般的工艺或设备的设计题目,难度小,学生只要掌握机械领域的知识就可以完成。但是,这种设计工作既不能提供足够的科研方面的训练,也不能提供分析、解决实际问题的机会。这样,学生在以后的工作中遇到技术难题,很可能不知道如何解决。不会应用新技术、新知识进行产品的整体设计和开发。
不过,要注意的是,综合性课题的难度一般较大,要求学生综合运用各领域的知识才能完成。而毕业设计的时间有限,学生较难圆满完成课题。针对这个矛盾,教师可以通过降低单个领域的设计难度来加以克服。比如,在机电一体化系统设计中,机械部分的设计可以采用常用机构,以降低机械设计的难度。
二、指导学生综合运用各学科的专业知识
现代的机械产品,很多都是机电一体化产品。在设计过程中,除了要用到机械专业的知识外,还需要其他控制、检测传感等专业的知识。在本科阶段的课程学习中,各个领域的专业知识都是分别单独学习的,包括课程设计也是各个课程单独进行的,同学们只能学习各个课程的知识,还不能把各个领域的专业知识综合应用实际的产品设计中。在学生毕业设计过程中,指导教师应该根据毕业设计的题目,指导学生综合应用各个领域的专业知识进行产品设计。学生在综合使用各个领域专业知识的同时,一方面巩固了各领域的专业知识,另一方面加深了各领域专业知识的融合。这样,在具体的产品设计过程,才能融会贯通,熟练应用。
三、指导科研的方法
学生在本科阶段的学习,只是储备、积累了一些专业知识,科研能力的训练很少,科研能力非常薄弱,学生远没有掌握科研的方法。学生毕业后,不管是走上工作岗位,还是继续读研深造,都需要掌握一般的科研方法。对于机械专业的学生来说,一般的科研过程包括:检索资料、确定设计方案、建立模型、仿真与实验、系统集成。在毕业设计的过程中,老师应该指导学生掌握科研过程中常用的科研方法。
在检索资料阶段,指导教师应该指导学生通过图书馆的图书、期刊、数据库、网上论坛等多种渠道检索到需要的资料。同时,对这些资料进行整理、分析,了解现有产品的技术现状,进而对现有的技术方案进行优化,确定最终的技术方案。
在建立模型阶段,指导教师应该指导学生根据实际情况,建立系统的数学模型、物理模型、有限元模型等几种模型,或其中的某一种模型。学生经过训练,能够掌握其中一种或几种模型的建模方法、建模工具,主要是相应的计算机软件工具。当然,由于是在本科阶段,学生所建的应该是简化模型,建模步骤比较简单,所建模型也应该易于检验。
在仿真与实验阶段,教师要指导学生根据所建的模型,进行数值仿真、有限元仿真、半物理仿真,要教给学生适合的仿真工具和软件;教师还要指导学生掌握一般机电系统实验的搭建方法,常用仪器仪表的使用方法,实验数据的简单处理、分析方法等等。
在最后的系统集成阶段,教师要指导学生根据仿真与实验结果,修改所建模型,把机械系统、检测传感系统和控制系统集成到一起,成为一个实际的机电一体化产品。
总之,在毕业设计的每一个阶段,指导教师都应该明确地指导学生该阶段所要达成的目标,实现目标的方法、途径、所需的工具等等,从而使学生的设计工作有的放矢,有法可循。
四、教给科研中的交流技巧
学生在课程学习阶段,和老师、同学也有过学业上的交流,但都限于校园中。在毕设过程中,学生首先要与指导老师充分交流、沟通。遇到技术难题,还需要向学校里的其他老师以及企业里的专业技术人员请教。有时候,还要利用网络平台向更广泛的人群请教。这些都需要学生拥有一定的与人沟通交流的能力和技巧,尤其是与他人交流技术问题的能力。
有鉴于此,教师需要教给学生相应的交流技巧。比如,指导学生在交流前要做好准备工作,查找相关资料,把遇到的技术难题的来龙去脉搞清楚,这样,在交流的时候,才能有的放矢。目标明确了,交流也就更顺畅、更有效了。再如,要提醒学生在交流过程中既要有自己的主见,又要保持开放谦虚的态度,从而能够博采众长,兼收并蓄,通过交流加深对问题的理解,形成更优的问题解决方案。当然,教师还要提醒学生注意交流的基本礼仪和要求,包括称呼要得体,说话要简单、明了,从而花最少的时间,用简洁的语言,把问题说清楚、说透彻。
五、教给科技论文的写作规范
本科毕业后,学生不管是参加工作,还是继续深造,都需要撰写各种科技文献,包括科技论文。在毕业设计论文的撰写过程中,学生要学习如何撰写科技论文,包括论文的总体结构、开头结尾、具体内容、语法结构等,为以后的论文写作培养能力。总的说来,论文应该格式正确、内容全面、层次分明、数据可靠、文字简练、说明透彻、推理严谨、立论正确,避免使用文学性质的带感彩的非学术性词语。
指导教师在学生毕业论文的写作过程中,应该根据学生的写作情况,多次指导学生修改,直到达到学校的要求为止。
参考文献:
[1]宋海农,王双飞,梁东梅.一年导师制对提高工科专业毕业设计(论文)质量的尝试[J].高教论坛,2002,(5):77-79.
[2]孙政荣.提高工科院校学生毕业设计质量的措施[J].浙江理工大学学报,2005,(2):200-203.
[3]张继红,王恩伟.“产学研”相结合改革工科毕业设计的内容和方式[J].当代教育论坛,2004,(4):71.
[4]常虹.提高工科院校毕业设计(论文)质量的探讨[J].长春工业大学学报:高教研究版,2005,(4):61-62.
论文摘要:基于FMS技术开发了模块化机电一体化教学培训系统,该系统有助于加深学生对机电一体化系统概念的理解,掌握车间柔性制造的方法,最后以作业计划与调度教学研究性、综合性实验为例,论述了该系统在培养学生理论与实践相结合的能力,提高学生学习兴趣和积极性的重要作用。
为使机械设计制造及其自动化专业学生在学习过程中,有机会将所学到的各门专业课的知识综合性地应用到接近于生产实际的过程中,为他们走上工作岗位后应用这种新的理念打下基础,学院除了建立适合于现代教学法模式的几个独立的专业实验室外,筹建了一个开放式自动化综合实验室。在这个综合实验室中,我们开发了一套完全接近于生产实际的模块化柔性制造系统,由省部共同投资。实验室的开放性主要体现在两个方面:一是系统组成具有开放性,系统中不同生产厂家的设备可相互兼容,便于以后扩展;二是实验室资源具有开放性,实验室可面向校内外各种层次的学生或培训学员,做到资源共享,扩大受益面。
1 FMS系统组成
柔性制造系统机电一体化训练设备,包含一条闭环柔性输送装置和六自由度并联加工中心(加工站)、三自由度数控雕刻机及其控制系统、四自由度上料检测站及其控制系统、搬运站、安装站、安装搬运站、智能分类站、现场总线、多层次立体原料库及其控制系统、多层立体成品库及其控制系统、自动化输送线及变频调速控制系统、PLC数据采集及物料监控系统、系统监控及管理控制软件。
工业控制计算机通过运动控制卡发送位置信号给旋转立体上料库电机驱动器,电机驱动器驱动步进电机旋转一定角度,实现零件位置对准,同时设置检测开关,通过PLC采集至计算机,判断托盘上相应位置是否存在零件。自动上料机器人将待加工物料送至加工位置后,系统驱动锁紧装置进行物料定位固定,上位机按指定程序控制六自由度并联机器人,进行零件前序的加工。在主界面中点击数控雕刻机控制按钮,进人数控雕刻机控制界面,三自由度数控雕刻机主要实现对工件端面的雕刻,通过用户编制G代码也可以用软件将模型转化为G代码,然后通过计算机的串口将G代码传到雕刻机,雕刻机执行G代码。
零件前序加工完毕后,计算机控制零件搬运机器人将加工完的零件搬运至下一工序的加工位置。
在主界面中点击立体仓库状态按钮,进人立体仓库状态界面。立体仓库状态是用来实时显示立体仓库仓位的占用情况,系统实时检测各个仓位的状态,然后系统给码垛机发指令决定码垛机下一次将装配的成品放人哪个仓位,操作者通过观察状态位的图标情况,操作者就可以知道哪个仓位是否为空,并且知道各个仓位物件的重量,通过生产统计还可以知道立体仓库一共有多少个成品,每一类成品的个数及总重量。
2系统特点
(1)包含多种关键技术及单元,使学生了解更多的知识;机器人技术;物流仓储自动控制系统;立体仓库;自动输送线;自动码垛机;物流仓储管理和监控;PLC控制系统;传感器技术;计算机网络通信技术和现场总线技术;计算机控制;网络化视频监控技术;数据库技术;多轴运动控制器;气动技术;步进电机及驱动;伺服电机及驱动;VC,VB等高级语言编程。
(2)结合机电教学,编制了的实验指导书,包含多个实验:为了方便教学实际使用,我们为系统提供了专门实验指导书,其内容涵盖机械、控制、机器人示教、插补、自动装配、码垛等多项实验,供本科生、专科生和研究生专业选开,教师也可以根据实际情况,在实验指导书的基础上增开设计性、综合性实验。
(3)交互式图形化操作界面:系统控制软件采用WINDOWS操作系统,具有交互式和图形化特点,操作简单易学,自动化程度高,使教师和学生在很短的时间之内就可以掌握对系统的操作。
(4)丰富的状态反馈功能:通过计算机与各单元及传感器的通讯,将系统中各环节的状态显示在操作界面上,使操作者通过计算机随时了解系统各环节的工况、状态、运行数据,掌握系统运行状态。
(5)完善的生产及物料存储统计功能:根据现代柔性制造系统的特点及仓储物流的发展动向,不但在工作过程和原理上仿真实际生产过程,而且开发了生产及物料存储数据库,根据系统的运行随时记录和分析生产和存储数据。
(6)开放式系统结构:为了增强学生的参与性,系统采用了开放式结构,提供了完善的控制功能动态链接库和二次开发函数,不用了解底层复杂的时序和操作过程,只需要在VC或VB中简单的几行代码,学生即可开发出自己的运动或控制功能,激发学生的学习兴趣。
(7)网络化视频监控:系统提供网络化视频监控模块,使操作者在操作系统的同时,也可通过电脑屏幕实时观看系统的实际运行状况。同时对于有条件的学校,可将控制计算机与校园网相连解,使更多的学生和老师通过网络观看现场实验过程,提高系统利用率,也可实现远程教学。
3如何应用FMS进行本科实验教学
由于近年来高校的扩招,学生人数大幅上升,而大型实验设备台套数少;而且大型实验设备的实验通常包括编程、上机、结果分析等,需要的时间较长。因此,大型设备开设的实验不能简单的照搬其它实验教学的模式。我们分别探索了以下几种模式:
3. 1开设综合设计性实验
本中心老师提出项目申请,参加学校实验室设备管理处组织的“工程实践”和机电工程学院组织的“机电一体化实训中心”项目。这些项目结合指导老师的科研项目,通过双向选择接受学校相关专业本科三年级以上的学生参加。学生分为2-4人一组;在教师的指导下,首先查阅文献和学习FMS的有关知识,编制程序,上机测试;实验的内容根据项目的研究内容而定,一般涉及多种设备;实验时间根据老师和学生双方商定,实行弹性制,不拘泥于课堂安排的时间。由于学生人数少,在实验过程中可以做到师生面对面的随时交流。
例如:作业计划与调度教学实验。
“作业计划与调度教学实验”的内容是让学生根据给定的加工工件信息,设计一个单件小批量零件加工的“作业计划与调度”的仿真系统,使目标函数“最长流程时间”的值最小,然后对仿真结果进行验证。实验的目标是:使学生加深对“作业计划与调度”概念的理解,掌握车间调度的方法,培养学生理论与实践相结合的能力,提高学生的学习兴趣和积极性。实验系统要具备以下功能:
(1)提供一个很好的、有代表性的研究对象,也就是使学生知道他们是在那个车间、那个环境为加工那些工件设计“作业计划与调度”的方案;
(2)提供一个很好的仿真环境及工具,用来建立仿真模型,使学生形象直观地看到车间调度的运行过程;
(3)提供实现“作业计划与调度”的算法和软件开发环境,使学生了解并掌握该算法的原理,并在仿真环境中实现算法,得到仿真结果;
(4)提供一个真实环境,如FMS车间或可真正运行的FMS车间模型,在此环境中对上面得到的仿真结果进行验证。
针对“FMS教学实验系统”只讨论一种特殊情况,即最长流程时间Fmax的计算先讨论n/m/P/Fmax问题,目标函数是使最长流程时间最短。最长流程时间又称作加工周期,它是从第一个工件在第一台机器开始加工时算起,到最后一个工件在最后一台机器上完成加工时为止所经过的时间,由于假设所有工件的到达时间都为零(Ri,I=1 ,2 ,3,…,n),所以Fmax等于排在末位加工的工件在车间的停留时间,也等于一批工件的最长完工时间C max 。
设n个工件的加工顺序为S=(S1 ,.S2 , ……,,Sn),其中Si为排第i位加工的工件的代号。以CK(Si)表示工件Si在机器Mk上的完工时间,Pk表示工件Si在Mk上的加工时间,K=1,2,3,……,m;i=1 ,2, ……,n,
式(1)是一个递推公式,当由式(1)得出Cm(sn)时,Fmax、就求得了。在熟悉以上公式之后,可以直接在加工时间矩阵上从左向右计算完工时间。对于某一工作地,在给定的一段时间内,顺次决定下一个被加工的工件。
3. 2开设选修课
由于学习FMS的有关知识,需要学生们具有一定的专业知识;而且大型设备一般只有一套设备,要面向学生人数众多的本科生开设实验课有一定的难度。因此,我们首先开设了FMS的选修课。在讲授FMS技术的理论知识的基础上,开设FMS的上机实验课,学生分为3 -5人一组。由于课堂讲授FMS的时间有限,加之是选修课;因此,在实验课之前,面对设备再介绍一次设备的原理、结构和用途等,以加深学生的印象;然后指导学生编制程序、适当的上机操作,辅导学生处理实验结果。
3. 3为本科毕业设计提供实验
本科生的毕业论文是进行专业基本技能培养的重要环节,同时也是培养学生创造性思维方法、提高动手和解决问题能力的不可缺少的过程。参加本科毕业论文的学生,有充分的时间利用所掌握的专业基础知识,解决具体的问题;因此毕业论文是本科生学习和掌握大型实验设备的一个非常好的机会。
4 FMS进行本科教学的体会和希望
4. 1 FMS进行本科教学的效果
通过上述三种方式向本科生开放大型实验设备,对学生选择专业有一定的帮助,也增加了学生参加推荐免试研究生和就业等的竞争力。例如,一名机电学院的学生参加了“FMS研究”项目后,对数控技术有关知识和应用有了一定的了解和兴趣,报考研究生时选择数控技术专业。另一名机电学院的学生参加“开放式数控系统的研究”,学习了切削图形设计、数控雕刻机及其控制系统等一系列操作,在老师的指导下自己操作选择刀具和切削参数,观察不同的切削过程,加深了所学的理论知识,熟悉了作业计划与调度的原理、立体仓库的基本操作;该生通过面试后顺利地被华中科技大学录取为研究生。
近年来为了适应地方经济和社会发展的需要,拓宽人才培养领域,在开设综合性实验项目和选修课时,也接受其他学院的学生。学生结束项目后,对所参加的研究工作非常有兴趣。
相比较而言,综合设计性实验效果明显好于选修课的实验。前者由于有充分的时间,我们摒弃了传统的验证实验的模式,采取了“双向互动”,教师以更多的精力启发学生的创造力,调动其主动性和积极性,发挥他们运用所学的知识去解决实际问题。对这种实验模式,学生表现出极大的兴趣。这种实验教学模式,不仅拓展了学生现代科学技能的理论和知识;在实验方法,应用技能方面也得到了提高,为他们今后走上社会,服务于社会,缩短理论与实践的差距奠定了良好的基础。
4. 2存在的问题
摘要:基于FMS技术开发了模块化机电一体化教学培训系统,该系统有助于加深学生对机电一体化系统概念的理解,掌握车间柔性制造的方法,最后以作业计划与调度教学研究性、综合性实验为例,论述了该系统在培养学生理论与实践相结合的能力,提高学生学习兴趣和积极性的重要作用。
为使机械设计制造及其自动化专业学生在学习过程中,有机会将所学到的各门专业课的知识综合性地应用到接近于生产实际的过程中,为他们走上工作岗位后应用这种新的理念打下基础,学院除了建立适合于现代教学法模式的几个独立的专业实验室外,筹建了一个开放式自动化综合实验室。在这个综合实验室中,我们开发了一套完全接近于生产实际的模块化柔性制造系统,由省部共同投资。实验室的开放性主要体现在两个方面:一是系统组成具有开放性,系统中不同生产厂家的设备可相互兼容,便于以后扩展;二是实验室资源具有开放性,实验室可面向校内外各种层次的学生或培训学员,做到资源共享,扩大受益面。
一、FMS系统组成
柔性制造系统机电一体化训练设备,包含一条闭环柔性输送装置和六自由度并联加工中心(加工站)、三自由度数控雕刻机及其控制系统、四自由度上料检测站及其控制系统、搬运站、安装站、安装搬运站、智能分类站、现场总线、多层次立体原料库及其控制系统、多层立体成品库及其控制系统、自动化输送线及变频调速控制系统、PLC数据采集及物料监控系统、系统监控及管理控制软件。
工业控制计算机通过运动控制卡发送位置信号给旋转立体上料库电机驱动器,电机驱动器驱动步进电机旋转一定角度,实现零件位置对准,同时设置检测开关,通过PLC采集至计算机,判断托盘上相应位置是否存在零件。自动上料机器人将待加工物料送至加工位置后,系统驱动锁紧装置进行物料定位固定,上位机按指定程序控制六自由度并联机器人,进行零件前序的加工。在主界面中点击数控雕刻机控制按钮,进人数控雕刻机控制界面,三自由度数控雕刻机主要实现对工件端面的雕刻,通过用户编制G代码也可以用软件将模型转化为G代码,然后通过计算机的串口将G代码传到雕刻机,雕刻机执行G代码。
零件前序加工完毕后,计算机控制零件搬运机器人将加工完的零件搬运至下一工序的加工位置。在主界面中点击立体仓库状态按钮,进人立体仓库状态界面。立体仓库状态是用来实时显示立体仓库仓位的占用情况,系统实时检测各个仓位的状态,然后系统给码垛机发指令决定码垛机下一次将装配的成品放人哪个仓位,操作者通过观察状态位的图标情况,操作者就可以知道哪个仓位是否为空,并且知道各个仓位物件的重量,通过生产统计还可以知道立体仓库一共有多少个成品,每一类成品的个数及总重量。
二、系统特点
(1)包含多种关键技术及单元,使学生了解更多的知识;机器人技术;物流仓储自动控制系统;立体仓库;自动输送线;自动码垛机;物流仓储管理和监控;PLC控制系统;传感器技术;计算机网络通信技术和现场总线技术;计算机控制;网络化视频监控技术;数据库技术;多轴运动控制器;气动技术;步进电机及驱动;伺服电机及驱动;VC,VB等高级语言编程。
(2)结合机电教学,编制了的实验指导书,包含多个实验:为了方便教学实际使用,我们为系统提供了专门实验指导书,其内容涵盖机械、控制、机器人示教、插补、自动装配、码垛等多项实验,供本科生、专科生和研究生专业选开,教师也可以根据实际情况,在实验指导书的基础上增开设计性、综合性实验。
(3)交互式图形化操作界面:系统控制软件采用WINDOWS操作系统,具有交互式和图形化特点,操作简单易学,自动化程度高,使教师和学生在很短的时间之内就可以掌握对系统的操作。
(4)丰富的状态反馈功能:通过计算机与各单元及传感器的通讯,将系统中各环节的状态显示在操作界面上,使操作者通过计算机随时了解系统各环节的工况、状态、运行数据,掌握系统运行状态。
(5)完善的生产及物料存储统计功能:根据现代柔性制造系统的特点及仓储物流的发展动向,不但在工作过程和原理上仿真实际生产过程,而且开发了生产及物料存储数据库,根据系统的运行随时记录和分析生产和存储数据。
(6)开放式系统结构:为了增强学生的参与性,系统采用了开放式结构,提供了完善的控制功能动态链接库和二次开发函数,不用了解底层复杂的时序和操作过程,只需要在VC或VB中简单的几行代码,学生即可开发出自己的运动或控制功能,激发学生的学习兴趣。
(7)网络化视频监控:系统提供网络化视频监控模块,使操作者在操作系统的同时,也可通过电脑屏幕实时观看系统的实际运行状况。同时对于有条件的学校,可将控制计算机与校园网相连解,使更多的学生和老师通过网络观看现场实验过程,提高系统利用率,也可实现远程教学。
三、如何应用FMS进行本科实验教学
由于近年来高校的扩招,学生人数大幅上升,而大型实验设备台套数少;而且大型实验设备的实验通常包括编程、上机、结果分析等,需要的时间较长。因此,大型设备开设的实验不能简单的照搬其它实验教学的模式。我们分别探索了以下几种模式:
3.1开设综合设计性实验
本中心老师提出项目申请,参加学校实验室设备管理处组织的“工程实践”和机电工程学院组织的“机电一体化实训中心”项目。这些项目结合指导老师的科研项目,通过双向选择接受学校相关专业本科三年级以上的学生参加。学生分为2-4人一组;在教师的指导下,首先查阅文献和学习FMS的有关知识,编制程序,上机测试;实验的内容根据项目的研究内容而定,一般涉及多种设备;实验时间根据老师和学生双方商定,实行弹性制,不拘泥于课堂安排的时间。由于学生人数少,在实验过程中可以做到师生面对面的随时交流。例如:作业计划与调度教学实验。
“作业计划与调度教学实验”的内容是让学生根据给定的加工工件信息,设计一个单件小批量零件加工的“作业计划与调度”的仿真系统,使目标函数“最长流程时间”的值最小,然后对仿真结果进行验证。实验的目标是:使学生加深对“作业计划与调度”概念的理解,掌握车间调度的方法,培养学生理论与实践相结合的能力,提高学生的学习兴趣和积极性。实验系统要具备以下功能:
(1)提供一个很好的、有代表性的研究对象,也就是使学生知道他们是在那个车间、那个环境为加工那些工件设计“作业计划与调度”的方案;
(2)提供一个很好的仿真环境及工具,用来建立仿真模型,使学生形象直观地看到车间调度的运行过程;
(3)提供实现“作业计划与调度”的算法和软件开发环境,使学生了解并掌握该算法的原理,并在仿真环境中实现算法,得到仿真结果;
(4)提供一个真实环境,如FMS车间或可真正运行的FMS车间模型,在此环境中对上面得到的仿真结果进行验证。
针对“FMS教学实验系统”只讨论一种特殊情况,即最长流程时间Fmax的计算先讨论n/m/P/Fmax问题,目标函数是使最长流程时间最短。最长流程时间又称作加工周期,它是从第一个工件在第一台机器开始加工时算起,到最后一个工件在最后一台机器上完成加工时为止所经过的时间,由于假设所有工件的到达时间都为零(Ri,I=1,2,3,…,n),所以Fmax等于排在末位加工的工件在车间的停留时间,也等于一批工件的最长完工时间Cmax。
设n个工件的加工顺序为S=(S1,.S2,……,,Sn),其中Si为排第i位加工的工件的代号。以CK(Si)表示工件Si在机器Mk上的完工时间,Pk表示工件Si在Mk上的加工时间,K=1,2,3,……,m;i=1,2,……,n,式(1)是一个递推公式,当由式(1)得出Cm(sn)时,Fmax、就求得了。在熟悉以上公式之后,可以直接在加工时间矩阵上从左向右计算完工时间。对于某一工作地,在给定的一段时间内,顺次决定下一个被加工的工件。
3.2开设选修课
由于学习FMS的有关知识,需要学生们具有一定的专业知识;而且大型设备一般只有一套设备,要面向学生人数众多的本科生开设实验课有一定的难度。因此,我们首先开设了FMS的选修课。在讲授FMS技术的理论知识的基础上,开设FMS的上机实验课,学生分为3-5人一组。由于课堂讲授FMS的时间有限,加之是选修课;因此,在实验课之前,面对设备再介绍一次设备的原理、结构和用途等,以加深学生的印象;然后指导学生编制程序、适当的上机操作,辅导学生处理实验结果。
3.3为本科毕业设计提供实验
本科生的毕业论文是进行专业基本技能培养的重要环节,同时也是培养学生创造性思维方法、提高动手和解决问题能力的不可缺少的过程。参加本科毕业论文的学生,有充分的时间利用所掌握的专业基础知识,解决具体的问题;因此毕业论文是本科生学习和掌握大型实验设备的一个非常好的机会。
四、FMS进行本科教学的体会和希望
4.1FMS进行本科教学的效果
通过上述三种方式向本科生开放大型实验设备,对学生选择专业有一定的帮助,也增加了学生参加推荐免试研究生和就业等的竞争力。例如,一名机电学院的学生参加了“FMS研究”项目后,对数控技术有关知识和应用有了一定的了解和兴趣,报考研究生时选择数控技术专业。另一名机电学院的学生参加“开放式数控系统的研究”,学习了切削图形设计、数控雕刻机及其控制系统等一系列操作,在老师的指导下自己操作选择刀具和切削参数,观察不同的切削过程,加深了所学的理论知识,熟悉了作业计划与调度的原理、立体仓库的基本操作;该生通过面试后顺利地被华中科技大学录取为研究生。
近年来为了适应地方经济和社会发展的需要,拓宽人才培养领域,在开设综合性实验项目和选修课时,也接受其他学院的学生。学生结束项目后,对所参加的研究工作非常有兴趣。
相比较而言,综合设计性实验效果明显好于选修课的实验。前者由于有充分的时间,我们摒弃了传统的验证实验的模式,采取了“双向互动”,教师以更多的精力启发学生的创造力,调动其主动性和积极性,发挥他们运用所学的知识去解决实际问题。对这种实验模式,学生表现出极大的兴趣。这种实验教学模式,不仅拓展了学生现代科学技能的理论和知识;在实验方法,应用技能方面也得到了提高,为他们今后走上社会,服务于社会,缩短理论与实践的差距奠定了良好的基础。
4.2存在的问题
关键词:服务专业;非计算机专业;计算机应用基础;教学改革
【中图分类号】G712
《计算机应用基础》课程是普通高职院校通常会开设的一门必修的公共基础课,旨在培养学生了解现代信息技术在人们日常工作和生活中的应用,掌握必要的计算机操作技能,让学生具有初步计算机学习和应用能力,为其职业生涯发展和终身学习奠定基础。
随着计算机技术的飞速发展,社会各岗位对高职毕业生的计算机实际使用能力提出了越来越高的要求。计算机基本应用能力强不强决定了学生后续课程的兴趣和自信心,也决定了专业课程学习的深度和广度。由于各地中学计算机教育不均衡和各专业的需求不同,面对绝大部分非计算机专业学生,《计算机应用基础》这门必修课采用一个大纲、一套计划、一本教材、相同的教学内容和模式是行不通的。因此,形成一套为非计算机专业服务的课程体系和教学方法,已成为高职院校非计算机专业计算机应用基础课程教学改革的迫切需要。
1教学现状
目前,我院的计算机应用基础课程基本上是以省和全国计算机等级考试为目标,在第一学期开设计算机基础知识、操作系统、常用办公软件、计算机网络等内容的课程,在第二学期强化辅导,帮助学生通过等级考试。这种教学模式优点是利用课时数少,教与学的目标明晰,学生的重视度高,教学任务完成的好,考试通过率高;缺点是缺乏对不同专业需求的深入研究,不同专业、不同层次的教学往往采用相同的要求、相同的大纲、相同的教材,没有针对性,这就难以实现和专业密切结合,难以体现不同专业对应用能力的不同要求。
2“服务于专业为导向”的内涵
“服务于专业为导向”的具体涵意体现在两个层次:一是同一门课程面向不同的非计算机专业开设时,教学内容与教学方法如何体现与专业应用结合的特点;二是不同的非计算机专业对计算机基础知识的需求有何不同,如何体现专业需求特点。目前我院非计算机专业的计算机应用基础教学处于知识普及型向服务于专业型的转型时期,沿用多年的以“计算机基础知识+办公软件”为基本框架的计算机应用基础课程设置,在知识分层和专业分类教学方面体现专业需求的导向很不明确。
3教学改革具体实践
针对现行的《计算机应用基础》课程教学的现状与缺点,我们从能力培养出发,以日常活动的行为规范为主线,以实际应用为案例为引导,从教学内容、教学方法、教学手段三个方面进行改革。
3.1情景教学为主要教学内容
《计算机应用基础》课程在教学中可以针对专业的工作性质,根据专业方向模拟将来的工作岗位和工作情景,设计与情景匹配的一些案例,将要掌握的知识与案例结合。学生学习时目的明确,增加了学习兴趣,在了解和学习计算机知识的同时对计算机作为工具在自己的工作中将发挥的作用有了直观的了解。
根据我院各专业情况及教育部关于公共基础课程改革的方针策略,计算机应用基础课程模块分为必选模块和可选模块。通过调研了解社会需求,确定必选模块为各专业学生都必须掌握计算机基本配置;能输入文字并编辑;会制做表格进行计算和数据管理;能制作演示文稿并修饰;能上网检索信息和收发电子邮件。除了上述计算机知识以外,根据专业特点,适当增加如电路图、流程图的制作;电子表格的复杂函数应用及高级数据管理;图形的简单处理;Word文本的高级排版等,这些属于可选模块。每个专业的计算机应用基础课程都是由必选模块和可选模块组成,至于选什么样的可选模块完全根据专业特点和需要进行按排。
3.2项目化教学为教学方法
一直以来我们都以任务驱动的方式进行教学活动,为了更好的服务于专业,计算机应用基础课程的项目设计则更具有针对性和实用性。例如在必选模块中我们设计了毕业论文排版的项目。毕业论文排版是我们每一个学生都会面临的问题,通过学习分节、设置奇偶页不同的页眉页脚、自动生成目录、设置格式和样式等来掌握Word高级应用的知识。在选用模块中我们为艺术专业的学生设计了制作宣传海报的项目,通过项目任务掌握图文混排,美化文档的技能。为机电系学生设计输入公式和绘制电路图的项目任务,掌握公式输入和电路图绘制的方法。通过不同的项目任务,使计算机应用基础课程更好服务专业的宗旨更加明确。和传统的不分专业教学相比,这种方式使学生明白“为什么学、学了有什么用”的道理,更加能激发学习的主观能动性,改变了过去“老师讲破了嘴皮,学生心不在焉”的教学状况。
3.3理论实践一体化为教学手段
计算机应用课程有一半的内容是计算机基础知识,这部分内容讲起来枯燥,不能引起学习兴趣,课堂上老师灌输知识,学生被动接受。我们将理论与实践合并在机房进行计算机应用基础课程的学习,不仅仅操作部分在机房授课实践,理论知识部分也在机房使用多种形式教学。一利用课件图文并茂的讲述理论知识,二、以讲座的形式对某一个主题进行讨论,比如假设现在个人去买电脑,应该如何配置,性能如何。这样可以摆脱书本的束缚,把理论知识与生活工作中的实际应用相接合,开拓学生们的眼界。三、以宣传或新闻做为引入,介绍当前计算机发展动态介绍新知识。实践内容更是利用电子教室,通过广播教学、分组讨论、学生演示等方法直接完成教与练的两大步骤。这样学习起来印象深刻,学习效率会提高,真正地实现了理论实践一体化。
经过如上的改革,将突出《计算机应用基础》课程的实用性和基础性,确保该课程更好的服务于专业,使不同专业的学生都能熟练应用计算机这一工具为专业课程学习打下坚实的基础。
[1]张少芳.管理类专业计算机应用能力培养的研究[J].信息技术,2013(12)
[2]王秀芝.案例教学中需要研究的几个问题[J].中国高等教育,2006(12)
论文的选定不是一下子就能够确定的。若选择的毕业论文题目范围较大,则写出来的毕业论文内容比较空洞,以下是学术参考网小编为各位同学准备的自动化论文格式。希望能够帮助到大家~
正文是论文的主体,系指引言之后结论之前的部分,应按GB7713--87的规定格式编写。这一部分的形式主要是根据作者意图和文章内容而定。
实验为研究手段的论文或技术报告,包括以下几个方面:
(1)实验原材料及制备方法。主要描述研究材料的可靠性、均衡性及随机性的情况。
(2)实验所用设备、装置和仪器。通用设备应注明规格、型号,如果是自己特制的装置,应提供示意图,并附测试、计量所用仪器的精度,使读者得知实验结果的可信度和准确程度。
(3)实验方法和过程。方法包括测量仪器、测定方法、标本处理、计算方法等,过程如何进行,操作应注意事项。若有技术上的经济性,要正确处理好学术交流与技术保密的关系。
(4)实验结果。结果部分是示出处理后的实验效应,包括各项指标的数据和图像。对结果进行分析,把实验所得的数据和现象加以解释,阐明自己的新发现或新见解。图表的数量应择其要者。
写该部分时要注意:首先是选取数据必须严肃认真,实事求是;其次是描述现象要分清主次,抓住本质,图表设计要精心,使其一目了然;最后是分析问题必须以理论为基础,以事实为依据。
撰写理论或解析文章,应注意以下内容:
(1)解析方法。包括前提条件、提出的假设、解析的现象、适用的理论和计算的程序;
(2)解析的结果。可用图表、公式进行整理。
(3)分析讨论。对结果的可信度、误差的评价。
范文赏析:
工业自动化论文发展趋势
摘要:目前计算机应用产业产业在我国工业控制自动化中的应用有了很大的发展,我国工业自动化计算机应用产业系统已经形成。工业控制自动化技术以低成本工业pc基础为主流,向智能化、网络化和集成化方向发展。随着计算机应用产业的发展,工业自动化计算机应用产业产业的应用领域迅速扩大,其发展趋势难以捉摸。本文就工业自动化计算机应用产业产业的发展现状和特点,对其趋势进行分析与讨论。
关键词:工业自动化;计算机应用产业应用;发展趋势
一、引言
工业自动化计算机应用产业是工业自动化产业基础的核心。传统意义上计算机应用产业用于工业生产过程的测量、控制和管理,包括计算机过程输入、输出通道。而今天的工业自动化计算机应用产业内涵已经远不止这些,其应用范围也已经远远超出工业过程控制与管理。
目前,在通讯、网络、软件及光电的整合应用之下,工业自动化计算机应用产业也不再单纯局限于工业自动化领域的应用,而是结合了通讯、电子、光电、半导体及软件等应用,扮演愈来愈重要的角色且呈现多元及定制化的设计特点。计算机应用产业在工业自动化和信息化产业链中处于要素市场,处于快速发展的关键时期,不仅加速升级改造传统行业,而且也为新一代工业自动化计算机应用产业的应用和发展提供了良好的发展机遇。
二、工业自动化计算机应用产业发展特点
1.界限模糊。工业自动化计算机应用产业的系统、自动化、机电一体化、数控、cims等技术和学科之间逐渐渗透,界限越来越模糊,而在实际中也没有必要把它们分得很清楚,这是实际发展的需要,也是技术发展的必然。
2.技术融合。工业自动化一些fcs、ipc、nc/cnc与dcs、plc等计算机应用产业系统体系虽然设计初衷不一,各有特色,各有适宜的应用领域,也各有不适应的地方,但技术上都存在相互补充、相互促进、彼此共存的要素。仅仅靠独立的学习已失去传统意义上,各种控制系统之间融合不可阻挡。
3.应用领域扩大。过去,工业自动化计算机应用产业主要应用于过程控制,如控制电、煤、化、油等连续化、流程化的生产过程;离散加工制造机械、电子、汽车等自动化生产过程;单机自动化,如数控机床、智能仪器仪表,机器人等产品机电一体化等。目前,工业自动化计算机应用产业还逐渐应用于新的增长点,如公用工程、环保、楼宇与社区、道路与交通、农业与农村等。
三、工业自动化计算机应用产业发展趋势
在计算机应用产业市场层面来说,主要表现为:(1)工业计算机应用产业市场规模急剧增长。即使受全球金融风暴袭击,中国工业计算机应用产业市场依然将保持较快增长。据中国计算机应用产业行业协会工业计算机应用产业分会预计:未来5年,预计中国工业计算机应用产业市场仍将保持15%以上的年平均增长速度。未来的中国工业计算机应用产业市场,竞争虽然激烈,但格局会基本稳定,不论是传统ipc市场,还是新兴领域的嵌入式计算机应用产业,在构成工业计算机应用产业系统的数据采集板和功能方面,国内企业将与国外品牌同台竞争,外资品牌占有较大优势。(2)市场发展前景广阔。工业计算机应用产业产品和技术为其他各行业提供可靠的嵌入式和智能化基础平台。随着信息化深入,国民经济许多行业的关键任务将越来越多地依靠工业计算机应用产业,以共性技术的低成本工业自动化升级改造传统行业做主流技术路线使中国的工业计算机应用产业受到越来越高的重视。行业信息化需求增加,工业计算机应用产业的需求就大,其市场发展前景十分广阔。(3)长尾市场趋势。工业计算机应用产业在不同应用上,有不同的功能需求设计,需要设计符合其功能需求的产品。因产品复杂度高,价格较低,毛利率较高,相较于商用计算机应用产业市场,仍处于蓝海市场。因单品数量少而小型供应商多,呈现长尾市场特点。
2.在企业、行业发展角度来看:(1)国内企业将对市场细分敏锐把握。国产品牌规模的工业计算机应用产业企业,将会建立广泛的直销和服务网络,取得长足进步。传统ipc市场是我国工业计算机应用产业技术的发源地,将会一直是工业计算机应用产业的主战场。(2)我国的工业计算机应用产业企业将由模仿向自主创新、由中国制造向中国创造的转变。新一代epi,解决ipc工业计算机在多尘、潮湿、振动的环境下连接处易堵塞或氧化而接触不良使工业计算机应用产业失效的问题,具有开放性、散热性、抗振性、高稳定性、高可靠性等特点,而且加工工艺容易,成本低,将会得到广泛推广于国产数控装置。未来几年,本土企业会对新兴行业应用敏感,对需求把握准确,率先发掘市场,推出自主创新的计算机应用产业技术。
3.在技术层面上来说,主要有以下几点:(1)集中自动化趋向分布式自动化。传统的工业自动化计算机应用产业按照传统的软件技术,采用具有强大集中运算能力的中央控制器,以面向过程的程序为软件程序,需要做大量程序编制开发工作,还要编写现场设备与控制系统、管理层的通信程序。com/dcom技术,提供了一种软件架构,采用可复用的二进制软件组件,相互通信并共享数据,为实现分布式自动化提供了技术基础。dcom可以使com组件分布在不同的计算机上,并通过网络相互连接,相互交换数据,构成一个完整的应用控制程序。这就意味着分布式设备、工具和应用所具备的性能起着与集中式应用一样的作用,大大提高了系统的开放性、一致性和适用性,统一的工程和数据模型大大降低了工程项目的成本。(2)现场总线趋向以太网。近几年,工业实时以太网技术已被工业自动化计算机应用产业广泛接受。现场总线到工业以太网可以进行平滑过渡,保护制造商与用户自动化产品和解决方案问题,以最全面的profinet,automationworx为工业以太网协议。这种协议可以实现制造过程最佳化,直接访问控制和生产级自动化数据,提供生产计划管理系统,满足不同的应用技术需求。通过设备描述和控制器逻辑分配,使用指定的pc工程工具实现集成,支持将自动化功能分散于各个智能子系统,从而进一步提高了系统的可用性,这种能够不受限制的转移现场总线为工业以太网通信,能发挥高动态性能、本地化诊断、无需设置设备系统自动组态等功能。(3)工业有线自动化趋向无线通信技术。工业无线技术通过供无线数据链路和灵活的网络拓扑结构实现工厂内部设备与外部设备之间的通信提。无线通信技术具有数据传输速率高性价比优良、、区域广泛、抗干扰性强、系统维护成本较低等优点,是有线通信系统发展的重要补充,将成为工业自动化领域的又一热潮技术,据推测,无线技术的广泛应用将使工业生产效率提高10%左右,市场需求和应用前景十分广阔。
四、结语
如今的时代是变革的时代和推陈出新的时代。伴随着新一代工业自动化计算机应用产业的兴起,工业行业也将重新洗牌,各个行业面临机遇与挑战并存的局面。随着工业自动化计算机应用产业发展的趋势深不可测,只有抓住机遇,勇于和善于迎接挑战,才会与新一代工业自动化计算机应用产业一起发展壮大。
参考文献:
[1]刘美丽.现代工业条件下工业自动化的特点与作用[j].现代制造技术与装备,2010(03).
关键词:高职教育;校外实践教学基地;实践教学模式;认识实习;顶岗实习
作者简介:鲍怀富(1955-),男,山东临邑人,济南工程职业技术学院机电工程系主任,教授。(山东济南250200)
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)17-0102-02
校企合作,工学结合,产学结合,培养高素质高技能应用性专门人才是高职教育的根本任务。要完成这一任务,校外实践基地实践教学模式的研究和实践是极其重要的。下面本文就这个问题结合自己的实践谈谈粗浅的见解。
校外实践基地的建立和利用集中反映在人才培养模式和方案上。目前,各职业院校据自己的实际情况不同而不同,最为常见的有“2.5+0.5”、“1+0.5+1+0.5”、“2+1”等培养模式。我们采用的是“2+1+补充”的人才培养模式。校外实践基地实践教学是“一认识、二调查、三培训、四顶岗”的实践教学模式。即是2年在校学习,1年顶岗实习,还要补充部分认识实习、暑假企业社会调查、顶岗实习前专项培训。
一、“一认识”的教学模式
第一学期,学生刚刚到校,对专业认识的认知非常肤浅甚至一点也不懂,大多数学生不知道自己所学的专业是学什么的,自己毕业后去做什么。为了使学生认识这个问题,目标明确,有学习的动力和方向,除了进行较为细致的专业教育以外,到校外实践基地认识实习是非常必要的。所以我们安排1~2周到校外实践基地认识实习,通过校外实践基地的参观、认识实习使学生得到感性认识,结合专业教育,很容易就理解了自己所学专业是干什么的,自己以后的工作是做什么的。这样就会大大增强学生学习的动力、热情和积极性,为学好专业课打好基础。我们通过2届学生到济南慧诚机械有限公司、山东大汉建筑机械有限公司、济南吉隆机械制造有限公司、青岛腾龙门窗制造有限公司等几家典型的实践基地参观实习,配备专业教师和企业导师现场指导和讲解,认真安排计划教学内容,认真组织和管理,详细周到考虑每一个细节,根据学生的实际情况搭配分组,取得明显效果。
二、“二调查”的教学模式
学生在校学习一年后有了一定的理论基础和专业知识,特别是通过到校外实践基地参观认识实习,对专业建立了感性的认识。但是,要对专业有更深的了解,知道专业具体有哪些岗位群,有哪些典型的岗位和典型的任务,企业急需要哪些专业人才,企业的规章制度和企业的文化素养需求等都需要深入的调查、学习和在学生内心深处不断地积淀。我们安排学生通过暑假近2个月的企业实践和专项调查,不但收集到上述信息,还提前进入了社会,学到了许多社会知识,为学生奠定了学好专业的基础和生存发展的基础。我们在安排这一环节过程中首先要精选实训基地和企业,也就是专业教师首先要确定调查的目标、方法方式、计划要求、调查报告内容和要求,然后进行企业调查,选出满足学生进行企业社会调查要求的企业。特别是组织安排,选择哪些企业,每个企业去多少学生,选择多少企业,有哪些专业教师和企业导师负责管理和指导,制订哪些规章制度和措施保证调查的顺利进行等等。这些问题工作量大,还要针对实际情况不断地改进和完善。它直接关系到这一“调查实习”环节的效果好坏和成败。通过2年的实践取得了许多经验和教训,也取得许多成绩。通过社会和企业调查实践,学生针对自己的实际,初步确定了自己将来希望做什么,自己可能要做什么,哪些工作和岗位适合自己,自己今后要学习什么,重点要学习哪些科目、哪些知识,特别是今后要学习哪些技能、哪些技术。学习目标明确,动力增强,效果显著。通过社会和企业调查,大多数学生有了明显的变化。在以后的课堂教学和实践教学中,认真听课的多了,提问题的多了,迟到旷课的少了,上课睡觉和玩手机的少了;课外时间自觉到图书馆学习看书的多了,上网玩游戏的少了,特别是自觉遵守学校纪律的多了,破坏纪律的少了。许多学生变得明显成熟了,长大了,懂事了。我们的确尝试了学生进行社会和企业调查的甜果。但是也得到许多教训,比如组织安排的不好、企业课题选择的不当、指导检查不到位、经费不足,特别是领导和教师重视不够,认识不到位,更重要的是企业和社会不配合等等。这些都会大大降低企业调查效果。所以,“二调查”的教学模式要付出很大的努力才能获得好的效果,决不能“放羊”。
三、“三培训”的教学模式
学生通过2年的校内理论学习、校内实验实训、间断的校外实习参观、专项校外教学和假期企业社会调查实践,已经完成校内教学计划内容,学生已经具备了去企业顶岗实习的基本条件。但是,为了使学生满足企业的需求,缩短熟练顶岗的时间,下厂前要对学生有针对性训练和培训。如要针对具体企业的产品生产进行基本工艺和设备的培训。对于专项技能如钳工、电工、计算机绘图、数控编程和操作等进行强化训练。经过3~5周的专项培训和强化训练可以取得较理想的效果,企业非常欢迎。针对企业产品生产工艺和设备的专项培训难度很大。因为企业产品工艺和设备变数较大,范围较广,特别是先进的技术和领先的设备,专业教师掌握十分困难。解决的办法是,首先要根据学校自身条件建立和发展校外实践基地,限制在一定的范围内;然后要求专业教师固定企业实习和下厂锻炼;个别情况可以聘请企业专业技术人员到校内或在企业对师生进行专项讲座和培训等。顶岗前的专项培训是一种非常行之有效的方法。针对性专业培训是校企合作的基础,是产学结合的基石,是建立良好校外实践基地的有效保障,是解决落实学生顶岗实习单位难题的有效方法,是搞好后继学生顶岗实习的根本保证。所以,学校领导,特别是系部领导必须对这一环节引起高度关注和重视,加大人力和物力的投入,确保这一关键环节的有效落实。
四、“四顶岗”的教学模式
工学结合、校企合作、顶岗实习是职业教育人才培养模式改革的方向。其中顶岗实习是人才培养最重要的教学环节。目前,各研究机构和各职业院校都在不断实践和探索,力求寻找更有效的途径和方法以及切实可行的教学模式。经过几年的探索和实践,笔者归纳和总结了以下几点:
1.教学内容
针对专业岗位群要尽可能宽和全面。学生顶岗实习不是就业,不能在一个岗位实习一年,学生要在专业岗位群不同的典型重要岗位轮流顶岗实习,进行较全面的实习和实训,以便毕业后有较大的发展空间和可持续发展的后劲,保证高职教育培养目标区别于中专和技工。在这方面一定要发挥学校的主导作用,尽力协调企业的利益,确保企业的支持和配合。精选企业,和企业建立密切的合作关系是非常重要的。同时适当给予企业和技术人员一定的经济补偿,以便教学内容的有效落实。
2.教学指导
教学指导主要由企业导师、企业专业技术人员、能工巧匠兼职教师来完成。学院专职教师也要经常到企业现场实地指导,和企业兼职教师有效配合,做好教学内容的计划、组织和安排协调,进行理论、实践和思想等全面的、深层次的指导工作。同时,要求和学生通过网络、QQ等方式进行交流指导,保证达到顶岗实习的目标要求。在教学过程中,注意兼职教师的选择、培养、管理和附加待遇等问题,这也是完成顶岗实习教学任务的重要环节和手段。
3.组织管理
顶岗实习的组织管理是极其重要的,直接关系到这一教学环节的成败。首先,学校要制订相关规定,保证有章可循。在学生确定实习单位时,通过双向招聘会进行初步定位,学校在根据学生和企业实际进行综合调整,在做好学生思想工作的前提下和学生、家长签订三方协议,保证顶岗实习期间的稳定性。特别是严格控制学生自找实习单位的情况,在严格审批手续的同时,家长、学生和学校签订顶岗实习就业保证协议,确保学生就业的前提下才能自找实习单位。在实习过程中,实行专职教师定企业、定学生的方式,和专职辅导员以及企业兼职指导教师共同负责学生的管理工作,包括自找实习单位的学生。根据学生的过程表现、实际能力、实习周记、毕业答辩评定顶岗实习成绩,严格控制,对实习不合格的坚决不发毕业证。在此过程中,做好学生的思想工作是非常重要的,因为学生初到企业,方方面面都有一个适应过程,必须依靠学校,特别是专职教师、辅导员的引导教育,逐步变成一个合格的企业人、社会人。学生的实习补助待遇、工作环境也要和企业友好协商,这也是保证顶岗实习稳定的重要方面。切忌使学生放任自流,要确保学生的人身安全和实习效果。
4.和毕业设计(论文)结合
毕业设计(论文)的内容要结合顶岗实习的内容,编写研究报告、工艺或工装等方面的改革和创新建议、综合报告等。没有必要撰写不符合实际的研究论文。再说学生也没有更多的时间去研究和顶岗实习无关的内容和资料。学生也不一定必须回校集中进行毕业设计和毕业答辩,指导教师可以到学生集中实习点进行,也可以通过网络等形式进行,这样既合情合理,也便于操作,确实是一个较好的方式。指导教师以校内教师为主,也可配以校外具有指导能力的企业技术人员为辅。重点指导学生毕业论文专业内容、格式和写作等方面,同时根据实际给予学生毕业设计(论文)成绩和进行适当范围的毕业设计(论文)答辩。切忌走马观花、得过且过的做法,确保毕业设计这一重要教学环节的质量和效果。
5.与就业结合
顶岗实习单位的确定就是双向选择,学校精选企业,这本身就是考虑学生的就业问题。有的企业在顶岗实习开始就和学生签订就业协议书。通过顶岗实习,学生熟悉企业,企业了解学生,实习结束后学生和企业都相互了解,确定是否相互满意,是否签署正式就业劳动合同。这几年的实践证明,这是促进就业的有效方法。
通过几年的实践,校外实践教学模式的探索和研究取得较大的进展,也取得较好的成绩。但是,在实施的过程中还存在许多问题,比如企业配合需要进一步研究,实践过程完全按照计划运行难度较大、变数较多等等。如何和企业建立资源共享、优势互补、互惠互利、共同发展的深度合作的关系,如何更好、更实效地完成校外实践教学及培养高素质、高技能应用性专们人才是高职教育需要研究的课题。
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关键词:工业工程;职业发展;实践教学体系
工业工程专业的高等教育已经取得了显著的成绩,对于工业制造企业,尤其是机械、电子、汽车制造等企业的效率提升、质量保证、资源有效利用方面起到了极大的促进作用。对于处在经济转型期的我国而言,培养什么样的人才,如何让培养的人才不断积蓄职业发展潜能,获得更好的职业发展,是当前应用型工业工程专业培养的主要问题之一。工业工程人才培养的根本是实践教学,只有将工业工程的理论知识付诸实践,学生对工业工程的认知方式才能真正得到改善,学生的工程设计能力和工程创新能力才能切实得到培养和提高。[1]
1基于职业发展进行实践教学环节设计的必要性
工业工程专业具有非常强的实践性。工业工程的目标是用技术的方法,经济、有效地解决社会系统的现实问题,这就要求工业工程专业培养的学生能将所掌握的知识与社会中的实际问题相联系,具有解决社会现实问题的能力。目前,高校人才培养方案设计的常规模式是依据学科的知识体系,按时序设置课程,追求本科专业知识的完整性和逻辑性。这种设计模式在理论上是合理的,但容易出现学校教育与市场需求相脱节的现象。因此,应将学科知识体系与市场需求和职业岗位知识能力要求相结合,以职业岗位能力需求为导向,构建更加合理的专业知识结构,并具有较强的适应能力和知识迁移能力的课程体系,从而提高学生的就业竞争力。[2]同时,融入必要的实践教学,把工业工程专业的实践性充分地体现在整个教学过程中。我校作为山东省应用基础型人才培养特色名校,多年来始终把人才培养质量放在重要位置,对本科人才培养和就业工作极其重视。2014年,结合山东省名校建设和自身专业发展,通过多方调研,对培养计划进行了修订。通过引入具有一定优势的机械和土木建筑等工程基础技术,形成富有特色的工业工程专业培养特色。专业定位为培养具有坚实的自然科学、社会科学、现代经济与管理科学知识,具备一定的工程技术基础,具有较强的创新精神和工程实践能力,能够综合应用工业工程理念和知识对生产型和服务型企业进行规划、设计、评价、改善以及创新,能从事工程、设计、制造、管理、科研与教育等方面工作的高级复合人才。在培养计划中突出实践的重要性,构建有特色的实践教学体系。作为实践性很强的工业工程专业,其毕业生不仅面临就业问题,同时也面临着进入工作岗位后的职业发展问题。对于应用型本科人才的培养,我们强调工业工程人才的培养,不但重视职业对人才素质的培养要求,而且要关注学生个体发展的需要;要把职业能力和职业素质的培养反映在人才培养方案当中,突出毕业生进入工作岗位所需职业技能的各类教学环节,强调解决最短时间上岗的问题,增加就业竞争力;同时还强调培养学生未来职业晋升和相近岗位迁移的职业能力。实践环节是高校工科专业教学必不可少的环节,更是工业工程(工科)专业实现其培养目标的必修环节[3],对实现职业发展和提高人才培养质量有重要作用。
2当前工业工程专业实践教学中的主要问题
实践环节应该具有较强的针对性。当前在各高校进行工业工程专业实践教学过程中,虽然都有课程设计、各类实验和实习等实践环节,但具体内容上由于专业定位和学校资源的不同,形成了很多有特色的实践教学模式和体系[4-7],但也存在很多问题。
2.1实验过于侧重验证性实验
在开设的课程实验中,多数仍然是验证性实验,设计性实验、综合性实验占比较低,各门课程的课内实验,仅依附于课程内的理论知识,学生难以从实验中开拓创新。
2.2实践教学手段单一理论不能联系实际
课内实验和部分课程内容设计均采用统一的模式,学生被动接受教师预先设定好的方案,按步骤进行,缺乏实践活动的参与性,积极性不高,也不利于发挥学生的自主性。同时,由于部分教师缺乏企业实际工作经验和工程实践背景,所设计的方案与实际情况出入较大,不能很好地锻炼学生的实践能力和学习能力。
2.3实验设施不够完备实践教学内容简单
在工业工程本科教育中,对于实验室建设方面明显投入不足,仅能够保证基本的专业实验。对于强调实践性的工业工程专业,因实验设施设备的不足,无法充分发挥实验在实践教学活动中的作用。
2.4实践、教学分散不成体系
以我校为例,仅开设了管理信息系统、基础工业工程、人因工程3门核心课程的课内实验和设施规划与物流分析、人因工程2门课程的课程设计,部分需要课内实验的核心课程,例如生产运作管理、质量管理工程、系统建模与仿真等,都没有开设课内实验。虽然开设了金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计,但由于实习单位生产情况的不确定性,往往造成实习缺乏针对性和代表性,不能很好地参与生产实践。对于定位于应用型工业工程专业培养的院校,还存在毕业论文过多的情况,经常出现指导教师指定论文题目进行写作,缺乏实际背景的现象。这些缺乏联系,过于分散,没有形成有机整体,更缺乏综合实践的课程,未能最大限度地发挥实践教学对于学生素质和能力培养方面的重要作用。
3基于职业发展的工业工程专业实践教学体系的构建
工业工程专业培养的合格毕业生,必然是在企业中与工业工程专业相关的岗位上工作,并具有良好的职业发展潜力。这就要求我们关注学生的职业生涯和可持续发展,使学生既具备从事职业活动必需的高技能,又具备能为整个职业生涯提供持续发展动力的职业素质。在进行新的专业培养计划修订过程中,按照职业发展的要求构建工业工程专业实践教学体系。力求以职业发展为导向,促进实验教学体系的改进,利于学生的顺利就业和职业目标的达成。我们通过梳理核心课程在实践教学中的作用和相应的职业能力需求[2],按照从“课堂案例教学-课内实验-课程设计-工业工程综合实训-各类实习-毕业设计”的路径,辅以课外活动竞赛等构建三部分的实践教学体系。工程技术实践部分,由于工业工程是工程技术与管理的交叉学科,在强调工程技术知识的同时,也要注重工程技术实践。我们设置机械电子与控制和土建施工两部分工程技术。实践部分分别包括机电控制PLC课内实验和土建施工电子制图课内实验,设置机械制造课程设计、电工电子实习以及金工实习。专业核心实践部分,在理论课堂增加案例教学的基础上,通过对专业核心课程的梳理,重新规划建设了实验室,开设了基础工业工程课程实验14学时,人因工程学课程实验12学时,生产运作管理课程实验16学时,质量管理工程课程实验6学时,精益生产课程实验4学时,系统建模与仿真课程实验24学时,并且在课程实验中增加设计性实验和综合性实验的比例,开设开放性实验,由学生利用实验设备自主选择实验内容。在开设课内实验的基础上,进一步开设基础工业工程课程设计、人因工程课程设计、设施规划课程设计、生产运作管理课程设计。同时,开设工业工程综合实训。[8]此外,我们把生产实习放在工业工程综合实训之后进行,以便学生在企业进行生产实习时更具针对性。我们强调,毕业实习和毕业设计的关联性,仅允许极少部分学生撰写毕业论文,绝大多数学生要求采用毕业生设计形式完成实践的最后一个环节。要求学生以毕业实习了解的实际企业背景,寻找企业生产实际中的问题,运用工业工程的方式进行解决,或者模拟进行产品的组装线设计或生产系统设计。经过毕业实习和毕业设计共16周的强化应用训练,可以让学生增强解决问题的实践能力,便于提高学生走向工作岗位后快速适应岗位的工作需要,为职业发展树立良好的开端。考虑到部分中青年专职教师的企业实践和工程背景不足,我们聘请了来自企业的校外兼职实践指导教师。通过他们的指导,可以拉近教学实践过程和企业实际之间的距离,从而使培养的工业工程毕业生具有更好的职业发展潜力。课外实践部分,我们充分利用课外实践增加学生的工程实践素质,结合大学生数学建模大赛和大学生创新大赛,进行分类指导,充分发挥竞赛对科学素质的锻炼作用。通过组织学生以全国工业工程案例应用大赛,使学生真正感受工业工程在企业的应用。对于大四学生,鼓励参与中国机械工程协会工业工程分会主办的见习工业工程师资格考试,从理论知识和实践能力方面综合对学生进行第三方评价。
4结束语
实践是工程技术人才成功之本[9],缺少了实践性就不能称为是工业工程专业。在培养目标和办学特色中要重视实践教学,以我校工业工程专业的实践改革为基础,基于工业工程从业人员的职业发展需要,构建了工程技术实践部分、专业核心实践部分和课外实践部分的三部分实践体系。实践表明,通过较为全面的实践训练期望工业工程毕业生,不仅能在毕业时具有良好的就业竞争力,获得合适的工作岗位,也能有利于毕业后的职业发展,成为真正合格的应用型高级专业技术人才。
参考文献
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关键词:CDIO;专业导论;课程考核方式
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)08-0105-03
近20年来,发达国家都在从观念、目标、教育内容到教育方法对工程教育进行整体改革。环顾欧美各科技强国不难发现,科技发展的加速化、综合化、产业化、国际化和一体化,对各国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来国际工程教育改革的最新成果。CDIO的愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思-设计-实现-运行(CDIO)过程的背景环境基础上的工程教育。通过精心规划项目的CDIO,可以引导学生对核心专业课程产生浓厚的学习兴趣,从而达到能力培养、综合发展的目的。
CDIO工程教育模式与以往培养计划的不同点之一是:通过开设导论性的基础课程,从起始阶段就将工程实践引导入门,激发学生兴趣,让学生尽早领略工程技术的精华,并且让他们亲手制造一些简单的东西。
大学生在进入大学之前,绝大部分只是凭专业名称或十分简单的专业介绍对所学专业有一个直观理解,对自己专业认识较少,甚至不知道所开设的课程对从事本专业工作有何作用,导致入学时找不到学习方向和目标,对专业课程的学习缺乏动力。而现有高校的教学计划中,很少有学校开设引导类的课程,帮助学生全面了解所学专业,提高学习兴趣。
在新生入学时开展专业引导教育,开设《专业导论》课,通过相关核心工程学科的应用激发学生的兴趣,明确学习动机。同时,学生CDl0教学大纲要求的主要能力发展也能有较早的起步。广东白云学院从2010年开始,在高职“2+1”人才培养模式改革的基础上,为培养高级应用型人才创出一条新路,对机械设计制造及其自动化专业实施基于CDIO工程教育理念的人才模式改革试点工作,开始了对《专业导论》课程教学及考核方式改革的研究与实践。
《专业导论》课程的教学内容
根据CDIO教学大纲中对导论课程的教学要求,其教学内容和项目的设计建立在对学生的引导及激发学习兴趣上,结合专业人才培养目标要求,坚持理论联系实际、学以致用的原则,在学生入校时即对学生进行全方位的专业知识教育。将《专业导论》课程的教学分为理论教学和项目制作实践两个部分。
理论教学内容的设计 《专业导论》课程强调教学的系统性、全面性、前沿性以及与国际化,强化学生工程能力的培养。通过精心设计,理论部分内容通过开设10次学科前沿及发展的讲座,让学生了解所学专业的最新发展及应用领域。讲座主要内容如下:机械工程发展简史、工程图学概论、工程材料概论、机械设计概论、机械创新设计、机械制造概论、模具技术发展、机电一体化技术发展、机械工程师职业能力素质要求等。在开展讲座的同时有针对性地带学生去相关企业参观见习,进一步了解和认识专业。
项目制作实践内容的设计 项目制作实践让学生初步体验机械产品的设计制造、装配调试过程及工程图的表达方法,为学生了解本专业、深入学习本专业的知识打下必要基础。对模具方向的学生引入模具结构测绘项目,让学生以模具实物为载体,通过对模具的拆装及测绘,完成简单模具二维装配图和零件图的输出;对机械设计制造方向的学生以齿轮泵、二级齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器为载体,测量并绘制典型零件图和装配图。这样,以工程图学基础理论和实验装置为依托,以工程绘图为载体,对实物装置进行结构分析和研讨,在实践中互动,在讨论中争辩,激发了学生创新意识,达到了新旧知识优化和创新思维综合训练的目的。学生在完成项目的过程中,掌握本专业所需掌握的工程语言——机械制图及零件测绘,直接培养学生对工程图的识图、绘图能力,并对模具结构、常用的机械产品结构有了初步的认识,培养学生的工程意识。
教学方法与教学手段
CDIO改革并不是要淡化理论课程的学习,而是要改革教学方法,采取能激起学生兴趣的教学方法,理论课程的教学不能采取传统的“满堂灌”的教学方式,而应采取基于问题的学习、师生互动主题研讨、案例教学、论文研究、项目训练等教学形式,着力培养学生的自主学习、发现问题、解决问题和创新思维能力。主要通过以下几种方式提高学生的学习兴趣和学习效果:
一是实施教学和研究互动、课内和课外互动、寓学于研的培养模式,设置基于课程的科研训练项目和自主科研训练项目两类,资助学生开展研究工作。基于课程的科研训练项目由研究型教学课程责任教师组织课程教学团队教师指导。自主科研训练项目一般为学生进入高年级后,在导师的指导下自主选题,经学院审批后开展科研训练工作,并以小组的形式参加创新设计大赛、机械设计竞赛、力学竞赛、挑战杯等科技竞赛活动。较好地完成科研训练项目的学生可以取得实践教学环节学分,鼓励学生以科研训练项目研究成果为内容撰写毕业论文,完成毕业环节。
二是在知名企业建立学生实践基地。学生可优先获得去该类企业实习的机会,并鼓励其在企业中开展科研训练项目的研究工作。
三是通过组织科研训练团队、社会工作等途径培养学生的组织、沟通、协调等领导能力。
四是定期组织开展学术讨论。在导师的指导下对各自研究的课题,发表各自观点,营造良好的学习交流氛围,激发创造力,提高学生的表达和沟通能力。
CDIO人才培养模式下的课程考核方式
理论教学部分的考核方式 学生结合10次讲座所讲授的内容,独立查阅中英文文献,开展市场调研,撰写不少于5000字的调研报告或课程论文,并制作讲授课件,参加课堂上模拟的“21世纪制造业前沿国际论坛”,对调研报告或论文内容进行讲授。教师根据学生调研报告或论文撰写质量和课堂讲授的表现,以及平时教学活动全部环节的表现,确定此部分的分数。
项目制作实践部分的考核方式 (1)项目制作实践的组织形式及成果提交。项目制作实践时学生以4~6人为一个项目小组,每个小组配备一名指导教师。项目制作实践以小组为单位,在理论课堂外执行;项目组内活动方式有:座谈式交流研讨,专题式讲解介绍,边做边探讨式互动,系统性总结等。组间活动主要采用总结介绍方式。项目完成后团队需提交的成果资料有:零件图,总装图,工作原理介绍,项目工作总结或课程论文等。(2)项目制作实践考评方式与标准。项目制作实践的成绩分为优(>90分)、良(80~89分)、中(70~79分)、及格(60~69分)、不及格(
课程教学的成效
《专业导论》课程教学及考核方式改革的研究与实践主要取得了以下成效。
培养了学生的自主学习、团队协作、动手能力等,提高了综合素质 在 “模具结构测绘”实践项目教学环节,要求学生完成后提交的资料有:项目工作报告(装配体的工作原理、拆装顺序、装配简图等);全部零件(标准件除外)正式零件图;装配图(每人一张)。据统计,采用实践项目教学后,在学时与原来相同的情况下,45名学生共完成零件图119 张(A4~A1 不等),A1 装配图39张、A2装配图6张,比往届多绘制了装配图,并且零件的种类结构形式也有所增加;学生首次对典型模具机构进行了拆装和测绘。学生解决问题的能力和实际动手能力有明显的提高,促进了实践过程与工程实际接轨。虽然学习难度和工作量增加了,但由于学生自主学习的热情被激发出来,在项目团队的协作和交流中,大大促进了学生的思维能力、沟通能力、动手能力及合作精神,其综合素质得到较好的培养,成绩明显提高。
以项目小组为单位的答辩环节,提高了学生的口头表达能力、团队意识和集体荣誉感 项目制作实践在最后环节进行以项目小组为单位的答辩,采用答辩方式,不仅可以锻炼学生的口头表达能力,还可以培养学生的团结协作精神和集体荣誉感。在答辩时,回答问题的不是“个人”,而是代表团队,每个成员都可以抢答或补充回答,以体现团队的真实水平。该实践教学环节的成绩首先是团队的成绩,然后是在此之下的个人成绩,每名学生的成绩都和自己团队的表现息息相关。
教师的教学能力得以提高 基于CDIO工程理念的课程教学,其主要理念是通过项目制作实践环节,让学生在项目制作的过程中掌握理论知识。这就意味着教师决不可以袖手旁观,而是正好相反,对教师的要求也更高。教师要根据每个项目组学生工作的进展情况给予引导和适当的指导,帮助学生学会如何进行自主学习,使学生面对不同的情况和对象,会灵活选用和综合运用各种知识、手段。教师还要根据各组不同的工程项目,分别对学生讲解必须注意的问题和必要的解决问题的方法及基本原则,介绍一些可供参考的途径和技巧等。
结语
《专业导论》课程教学,根据不同专业方向的人才培养需求,分别设置了模具结构测绘、齿轮泵、二级齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器等项目实践,测量并绘制了典型模具的零件图和装配图,典型零件图和装配图;以工程图学基础理论和实验装置为依托,以工程绘图为载体,对实物装置进行结构分析和研讨。在实践中互动,在讨论中争辩,激发了学生的创新意识,达到了新旧知识优化和创新思维综合训练的目标。
根据课程特点,建立了基于CDIO工程教育理念的课程考核方式,对课程教学中的理论教学部分,以课程论文代替传统考试;在项目制作实践部分,将学生的成绩与团队成绩挂钩,学生成绩由个人和团队两部分成绩组成,采用团队成员之间互评、团队之间互评及导师评价三部分组成,通过课程考核方式的改革,培养了学生的合作意识、团队沟通和协作能力,提高了学生的综合素质。
参考文献:
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关键词:电子电路仿真;研究案例;任务驱动
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1004-4329(2016)02-127-04
随着电子技术及计算机技术的发展,电子电路仿真已成为现代电子系统设计与分析的重要手段和环节,电子电路仿真技术已成为电气电子工程师必备的专业技术与技能,电子电路仿真教学已成为电子信息类专业电子电路课程教学的重要组成部分[1-4]。然而,当前的电子电路仿真教学多局限于对电子电路理论的验证,及对电子电路实验的预演,仿真案例一般针对于某门课程某些具体知识点,缺乏综合性、工程性及创新性,从而难以培养学生的综合实践能力和创新意识。教学和科研是高校教师必须承担的两大任务,二者之间复杂的非线性关系颇受学界争论,然而“以研助教、研教相长”的观点得到了广大一线教师的认可[5,6]。“以研助教”的教学探索与实践表明:科研设施运用于教学可以提升教学条件;科研成果渗透于教学可以丰富教学内容;科研方法贯穿于教学可以革新教学方法。将研究案例应用于教学,是“以研助教”的重要途径之一,能有效提高教师的专业涵养和教学水平,提高学生的综合实践能力和创新意识[7,8]。因此,为提高学生解决复杂电子系统分析与设计问题的能力,在电子电路仿真教学中有必要引入一些教师所熟知的研究案例。本文将以非线性电路与系统研究为例,探讨基于研究案例的“任务驱动”教学法在电子电路仿真教学中的应用。
1基于研究案例的“任务驱动”教学法的实施路径
研究案例一般具有综合性、探索性,对学生而言具有较大难度,研究案例的实施与完成需要学生遵循科研思维和方法、主动探究、分工协作,传统的以知识传授为主的教学方法并不能有效达成教学目标,而基于建构主义学习理论的“任务驱动”教学法恰能满足要求。因此,我们提出基于研究案例的“任务驱动”教学法,即以教师所熟知的研究案例作为学习任务,在“教、学、做”一体化开放式教学环境中,按照图1所示的路径与流程组织教学。具体而言,教师作为研究案例的研究者、教学任务的者、教学过程的引导者、教学评价的组织者,主要负责研究案例的精选、任务的布置、学生活动的启发诱导、任务的组织评价及总结反馈;学生作为任务实现的主体、任务执行的探究者、任务评价的参与者,主要完成任务的分解与分工、资源与方法的探究、模型的建立与仿真、成果的展示与评价。
1.1任务的实施环境
基于研究案例的电子电路仿真“任务驱动”教学,需要在“教、学、做”一体化开放式教学环境中进行。“一体化”指的是教学环境集多媒体教学、电子仿真等多功能于一体,既要满足教师的“教”与“导”,更要满足学生的“学”与“做”。“开放式”有两层含义:其一,网络资源的开放性,即学生应能方便快捷地搜集、使用网络资源,以实现资源建构;其二,师生、生生之间交互的开放性,即学生在分组探究学习、执行任务过程中,小组成员间深入交流、分工协作,小组成果展示与交流面向全体学生,整个过程中师生交流无障碍,从而确保任务完成的可行性及任务评价的客观性。
1.2任务的设置
精选研究案例,科学设置学习任务是基于研究案例的“任务驱动”教学法实施的前提。研究案例的选取应遵循针对性、拓展性、可行性等原则。“针对性”指所选研究案例应符合电子电路仿真教学目标要求,与教学内容具有一定的关联性,比如在信号运算电路教学时,引入非线性系统电路仿真研究案例,考察学生综合运用比例、加减、积分、乘法等多种运算电路解决问题的能力。“拓展性”指所选研究案例是对现有教学内容的拓展,具有一定的探索性,比如在学习电阻、电容、电感三种基本电路元件的基础上,引入新型电路元件忆阻器的研究案例,通过仿真分析其性能及应用。“可行性”指所选案例属于教师的研究方向,难度适中,学生通过分组探究式学习、分工协作、教师引导可以完成任务,比如在开关电源的教学中,引入DC-DC硬开关变换器的非线性研究案例较为合适,而软开关变换器的非线性研究对本科生而言难度过大。以研究案例作为学习任务,教师在任务时,应交代案例的研究背景,明确任务要求。
1.3任务的执行
任务的执行过程,是学生自主探究学习、建模仿真的过程,教师不直接参与任务,仅充当激励者、引导者的角色,协助学生进行资源构建、方法构建。学生在领受任务后,应进行分组讨论,确定任务实施方案,划分子任务,明确人员分工,各小组成员应充分发挥自身学习积极性和主动性,分工协作,共同完成电子电路的建模、仿真分析、报告撰写、成果展示等任务。
1.4任务的评价
任务评价坚持教师评价与学生评价相结合、过程评价与结果评价相统一的原则。根据各小组成果的展示、汇报、答辩情况,学生在小组活动中的表现及发挥的作用,综合教师评价、学生自评、小组内成员互评、小组间互评等多种形式,对每个学生的学习态度、学习能力、专业水平、实践技能、协作意识、科研素养、创新思维等进行全方位的考核与评价。
2基于研究案例的“任务驱动”教学法的教学实践
为了拓宽学生视野,使学生认识开关电源中可能存在的分谐波、混沌现象,了解电路参数对电源性能的影响,在直流稳压电源仿真教学中引入开关变换器非线性动力学仿真研究案例,并以图2所示电压模式Buck变换器非线性仿真分析作为任务,要求学生为其建立Multisim仿真模型(如图3),并仿真得到不同输入电压Vin情况下变换器的动力学行为(如图4)。相关电路参数为: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]。图2电压模式Buck变换器原理图图3电压模式Buck变换器的Multisim仿真模型教师在布置任务时,向学生简要介绍变换器非线性研究的意义、内容、方法、成果等,激发学生自主完成任务的动机和兴趣,协助学生实现知识构建与资源构建。学生接到任务后,以小组为单位进行讨论,将任务分解为熟悉原理、建立模型、仿真分析、总结报告等多个阶段,其中建立模型涉及到电路元件选择及参数设置、斜坡信号的产生、加减运算及比较运算电路的实现、电压电流信号的采集与检测等,并在此基础上进行任务分工,各小组成员分别完成各自子任务,最终实现变换器模型的建立及仿真分析。任务完成后,以小组为单位进行成果展示、汇报和答辩,师生共同完成对每个小组每个学生的考核评价。教师对任务完成情况及学生表现进行总结、点评,并对研究案例进一步拓展,引导部分学生在课外进一步探索开关变换器中非线性动力学行为的控制与应用问题。
3结论
在电子电路仿真教学中实施基于研究案例的“任务驱动”教学法,以案例选取、任务设置为前提,以学生自主探究、协作完成任务为根本,以多元综合评价、“教、学、做”一体化开放式教学环境为保障,有效激发了学生学习的动机与兴趣,提高了学生学习的主动性和成就感,开拓了学生的科学视野,提升了学生综合实践能力,增强了学生的创新意识、团队协作意识。部分学生以此为基础,成功获批国家级、省级大学生创新创业训练计划项目多项;参加相关专业竞赛,并获国家级、省级奖项20余项;撰写毕业论文,获安徽省计算机学会、阜阳师范学院优秀本科毕业论文10余篇。
参考文献:
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关键词:农业机器人;教学方案;教学目标;知识体系
中图分类号:G642.1 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)46-0106-03
随着现代机械和计算机技术的发展,形成了一个以作物栽培为基础,以生物技术为先导,集机械化作业、自动化栽培设施、人工可控环境等尖端技术为一体的新型农业生产模式。为适应社会发展的需要,国内外农林类高校纷纷开设“农业机器人”课程,尤其在农业机械化及其自动化专业的诸多专业课中,“农业机器人”是农业机械领域最新技术水平的代表性课程,是机械设计、控制技术、测试技术、机电一体化技术等课程的集中体现和综合运用,因此,开展“农业机器人”课程教学方案的研究和探讨,快速培养适应21世纪现代农业机械发展趋势的创新人才,对于改善传统农业生产方式、促进现代农业的发展具有重要意义。本文针对我校相关专业本科和硕士专业人才培养目标和要求,分析“农业机器人”在专业课程体系中的定位和作用,研究农业机器人课程的知识模块、教学目标、教学内容和考核方法,形成了一套适合本科和硕士研究生专业的教学方案。
一、课程目的和定位
“农业机器人”课程是浙江农林大学工程学院林业工程、农业机械化及其自动化和机械工程专业面向本科和研究生开设的一门专业核心前沿课程,它主要讲述农业机器人的基本结构和农业机器人的应用实例两大部分内容;通过分析农业生产系统的特点,让学生了解目前各种农业机器人的特点、基本组成和应用状况。其目的是使学生掌握目前世界各国用于农业生产中的各种机器人,把握农业生产系统中的高新技术,开拓视野,拓宽思路,为学生将来从事相关工作建立宽广的知识结构和思维空间。本课程在农林类高校的大机械类专业、特别是在农业机械化及其自动化专业课程体系中既是诸多课程知识点(机械设计类、机电类、信息控制类)的集中体现和有机融合,又是后续毕业设计和毕业论文前期的直接专业训练和前期预演,在学生综合素质的培养和专业能力的提高等方面具有重要的作用,其承上启下的作用如图1所示。
二、知识和评价体系
“农业机器人”课程知识体系基于现有正式出版的教材有:徐丽明主编,《生物生产系统机器人》,北京:中国农业大学出版社,2009;(日本)近藤直(日本)门田充司(日本)野口伸译者:乔军,陈兵旗,孙明等,《农业机器人(全2册)》,第1版,中国农业大学出版社,2010;同时还有根据“农业机器人”课程教学小组近几年的教学实践而形成的教案。它由概论、农业机器人的基本组成、农业机器人的应用实例分析等循序渐进的几部分内容组成,在知识的传输过程中穿插实践环节教学,实践环节的教学安排在“农业机器人实验室”进行和到吉峰农机杭州分公司参观,考核评价体系本科生和硕士生要求有所区别,“农业机器人”课程知识体系和评价体系如图2所示。
三、教学要求和模式
“农业机器人”课程面向本科生和硕士研究生同时开设,课时分配、重点难点、目标要求、评价标准等均有所不同。本科生和研究生教学要求比较如表1所示。
四、教学成效
“农业机器人”课程教学方案通过2012、2013两年的本科生和研究生的教学实践,成效显著,具体体现在以下几方面,如表2所示。
“农业机器人”课程教学方案探讨充分体现了以技能素质培养为导向的工程类高等人才办学宗旨,其在课程目的和定位、知识和评价体系、教学要求和模式以及教学成效上,以应用为主的本科生和以科学研究为主的研究生均有所不同,但是,作为学校唯一的一支教学团队,教学资源、教学内容等方面又几乎一致,然而,通过2年的教学实践,均取得了应有的效果。根据教师的科研活动和教学研究活动的深入开展,结合“农业机器人实验室”的不断建设,“农业机器人”课程的软硬件基础条件不断完善,今年有望编写出新的适合学校特色的“农业机器人”教材,“农业机器人”课程教学方案也将日益走向成熟。
参考文献:
[1]徐丽明.生物生产系统机器人[M].北京:中国农业大学出版社,2009.
[2][日]近藤直,门田充司,野口伸共,著.农业机器人I·基础与理论[M].乔军,等,译.北京:中国农业大学出版社,2009.