发布时间：2022-03-28 17:20:18
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的工业机器人毕业论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
（浙江工业职业技术学院机电工程分院 浙江 绍兴 312000）
摘要：传统教学模式下学生缺乏学习主动性的现象很明显，依循 CDIO 理念，对“PLC、变频器和触摸屏综合技术”课程的课程内容、项目选用、评价体系等进行教学改革，建立较为完备和系统的工作情境和项目案例库，可以实现真正的一体化教学，有助于培养学生的工程意识，提高学生的创新能力、实践能力和综合素质。
关键词 ：高职；CDIO 理念；教学改革；项目教学；创新能力
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）05-0095-03
概述
CDIO是由MIT等世界著名高校研发的从理念到大纲到课程到教学直至评估的一整套先进的工程教育模式。我院教学团队从2009年开始尝试基于CDIO理念的“PLC、变频器和触摸屏综合技术”课程改革，因为该综合技术属于工业控制的主流设备，高职院校为社会提供的不仅仅是大量新生劳动力，而且是具有现代企业理念的，有技术、高素质的现代产业工人。该课程是高职院校的一门综合性、设计性极强的机电产品控制应用型设计课程。其任务在于：训练学生综合应用PLC、变频器和触摸屏技术知识，掌握它们的设计方法和研发能力；开拓设计思路，增强理论知识与实践相结合的能力；培养科学性、系统性及全面性的设计素质；训练团队合作能力。
但是目前教学上普遍存在以下问题：（1）在课程设置现状方面。大多数高职院校并未单独设置PLC、变频器和触摸屏综合技术一体化教学课程，而是采用以PLC、变频器理论教学为主，以验证性的实验或实训为辅的方式进行教学且实践课时偏少，侧重技能训练的学生往往只能掌握各门课的基础技能。（2）在课程内容现状方面。目前的设备控制课程往往是学完一定的理论之后再做相应的实验，内容相对独立，学生无法从整体上把握设备控制开发的思路，也就无法体现“构思、设计、实现和运作”的教学思想。（3）PLC、变频器和触摸屏种类繁多，毕业生就业时从事相关行业工作，实现所学专业知识与生产实际快速接轨存在一定的困难，即知识“移植”能力不够，自学能力与创新能力不够。
基于“CDIO”的课程设计
基于“CDIO”理念的课程体系 课程内容应根据CDIO 工程教育理念结合学生知识水平和企业需求，按照任务分析——论证方案——确定方案——实施方案——测试效果——评价六个步骤实施每个教学任务，使学生在项目实施过程中学会PLC、变频器和触摸屏综合技术在设备中的设计安装和调试。知识体系框架如下页图1所示，其中工业控制核心技术包括PLC、变频器和触摸屏技术，控制对象为设备中使用的液压气动技术、电机技术和传感器技术。最后，内容涉及各设备控制器之间的网络技术和监控技术。
基于项目化的教学层次设计 实践内容设计应充分体现项目化教学的设计思想。以“做项目”为主线组织课程教学，以“用”导“学”，尽量让学生亲自动手，全身心投入。要突出项目训练的完整性，在做项目过程中学习必要的知识，知识以必需、够用为度，强调自学能力的培养，强调应用所学知识解决问题。项目团队人数一般为4人，各队选出项目组长，负责整个项目开发的所有运行过程，涉及任务分配、人员管理、阶段性成果报告等。在不同层次的具体实践中，可以将一个完整项目分解成若干相对独立的子项目，通过子项目的训练掌握单一技能，最后将子项目综合起来，完成整体项目的内容。在项目的实施过程中，以学生为中心并引导学生主动学习。整个过程分为4个实践过程，即验证性实践、设计性实践、综合性实践和创新性实践，如图2所示。
项目式教学的设计 没有项目支撑的工科课程内容是缺乏实践性和生动性的干瘪理论框架。工程项目的设计和选择是需要专业课教师花工夫来做的事情。在选择工程项目时可以从以下几个角度考虑。
1.项目的选用有利于激发学生兴趣。我院采用了参加全国机械创新设计大赛的一些娱乐类作品，如获得全国二等奖的娱乐机器“捕鱼达人”，其控制系统采用PLC完成对一组气缸的控制，在项目实施中，根据游戏的难度设置了5个级别，即5个不同工作情境对应不同的控制方案；又如获得浙江省机械设计大赛二等奖的“排除万难”任务型机器人，其控制对象有多个直流电机和电磁阀，在项目实施中，根据机器人的实施任务选择4个阶段性控制要求。这些项目在实施后学生可以在课外一边练习和改进控制技术，一边通过娱乐提高学习兴趣。其中的一款机器人如图3所示，通过PLC控制机器人的直流电机和气动系统实现过隧道、过单边桥、抓螺母和拧螺母等一系列动作，操作按钮组和保护装置的设计对学生的控制能力培养很关键。
2.项目的选用对象在生活中比较常见。如我院教学团队与本地企业合作建立的立体车库在许多商场、宾馆、专门的停车场都能见到，许多学生对其工作过程比较熟悉，有利于减少设备介绍的时间，引起学生对控制方案的共鸣。
3.项目的选用结合本地区的企业设备。学生毕业后大部分在本地区工作，为使学生在毕业后尽快地适应工作需要，在项目内容上可选用本地区的轴承制造业、黄酒制造业、纺织印染制造业等相关设备的控制系统。有的学生在学习中参与了教师的一些简单项目开发并将其作为毕业设计题目。如图4（a）是为企业设计的涡流探伤检测台，图4（b）是学生通过实训室搭建的控制系统，并通过编程完成了毕业设计。
课程评价体系 在CDIO工程训练模式下，可将项目的整个运行过程“构思——设计——实现——运作”纳入考核范围，鼓励学生在做中学、在学中做，教师则提供实验条件和指导，保障学生充分自由地发展，增强创新意识，并为学生提供遇到问题时加以解决的方法、对仍然存在的问题进一步改进的思路等。课程的考核采取多元化的评价体系，具体涉及以下几方面：基本技能及基础知识、设计能力、团队协作能力、职业素质和评价。在针对项目的某一个工作情境中，需要完成设备工艺流程和产品目录规划表（涉及工艺流程描述和工作计划安排）、设备控制实施表（涉及I/O分配表的编写、控制流程图、控制程序编写过程记录、设备调试过程记录、实施过程中遇到的问题与对策和总结等）和评价表（涉及每个工作任务的考核要求、配分和评分标准）等等。
课程支撑条件
教师的CDIO能力培养 CDIO教学改革成败的关键在于教师队伍的能力。很多教师虽然有丰富的理论知识和较强的科研能力，但缺乏相关的企业工作经历或工程经验。因此，在选择教师时应考虑以下三个方面：（1）作为企业科技指导员，与企业有密切的项目合作关系。（2）多次带领学生参加省级或以上相关竞赛并取得一定的成绩。（3）在企业一线多次实践锻炼并积累一定的经验，或具有企业相关工作经验。
实践平台的设置 学生一般不具有丰富的设计经验，创造性地设计新机构的控制系统时往往不知从何处入手。因此，有必要讲授一些控制方案设计经验，帮助学生构思。这项工作主要是通过院团委和相关教师组织并结合教育部、教育厅主办的一些机械创新设计大赛、自动线安装与调试大赛等设定比赛题目，号召学生发挥自己的想象力，形成可行控制方案并加以实施。我院的工业控制创新实践室不仅为学生提供了全过程工程训练的机会，锻炼了学生的实际动手能力，同时还培养了学生的创新精神、团结协作精神。
学院政策的支持 我院教学团队得到了学院在政策上的支持，主要体现为：对教师CDIO教学能力加以培养，与十多家企业开展相关合作并取得了一定成效；学生在完成一套设备控制系统的开发方案后，可作为毕业论文并优先推荐为优秀毕业论文，优先推荐到合作企业，并作为参加控制类相关大赛的重要选拔依据。
改革成效
经过近四年的教学试点，新教学模式下的“PLC、变频器和触摸屏综合技术”课程取得了较好的效果，涌现出了一批优秀的学生和教师。学生的专业基础水平能更好地适应企业岗位要求，许多学生毕业后能独立完成企业安排的项目并得到企业的一致好评。学生的团队协作能力得到明显提高，与教师交流的能力得到明显加强。学生的拼搏精神得到激发，许多学生为了完成任务往往工作到很晚才回寝室休息。教师的业务水平不断提高，与企业的合作更加紧密。需要指出的是，这门综合类控制课程的教学效果离不开其他专业课程和整个教育环境的配合。
参考文献：
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[6]张安洁.关于高职课程的项目化教学设计——以《机床电气控制系统的设计与安装调试》为例[J].职业教育研究，2013（5）：21-23.
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
SAT更有含金量
2012年香港科技大学计划在内地招收160人。校方表示，在他们看来，高考成绩比SAT（美国高考）成绩更有含金量。选用国际高考成绩申请港科大的学生，如果他持的是中国护照，那么他还是与其他参加中国高考的内地学生在一块竞争，并没有取巧的机会。
厦门大学新招
医学专业学生免学费
从今年9月开始，厦门大学所有新招的医学生免除学费，学校希望借此吸引更多优秀的医学生源，改善学校医学学科生源质量，提高医学人才培养质量。该校欢迎有志于报考学校医学院、药学院、公共卫生学院以及护理学院，准备投身医药卫生事业的同学们报考。
据武书连2011中国大学医学专业排行显示，厦门大学医学专业排名第45位。排在前十位的高校分别为北京大学、上海交通大学、复旦大学、浙江大学、中山大学、华中科技大学、四川大学、首都医科大学、中南大学、中国药科大学。
高校专家评说
作文网络语言
多年从事高考作文阅卷工作的专家、华东师大中文系周宏教授提醒考生和家长，高考作文的评判标准是非常开放、非常宽容的，但没有个性、思想、真情的文章不可能在高考中获评一类卷。
“对待网络语言，我们持宽容的态度。”周宏介绍道，“‘网络语言’需要更清楚的界定，在网络上所使用的语言并不等于‘网络语言’。比如，‘浮云’一词只是在网络上出现得比较多而已，而其实‘浮云’一词早就有了。再说，网上‘打酱油’这样的词汇也很好，它不过是赋予了这个词以新的涵义，而不是错别字。”
曾经有中学老师表示，一些已被实体媒体使用的“网络语言”，如“神马都是浮云”，运用到作文中去，是可以接受的。对此，周宏教授表示了不同的意见：“浮云”是可以的，“神马”是不可以的。因为“神马”是汉语拼音输入法打错之后出现的错别字。网络语言中的错别字是不应该在我们主流语言的阵地中出现的。
周宏说道：“如果想表达‘今天，我很激动’，可以把‘激动’写成‘鸡冻’吗？它在网络中确实可以生存，但是要想到主流语言的阵地里来走一走，对不起，不可以！我们反对的是这种网络语言中的错别字。比如说‘灰机’，这是错别字+读音错误；再比如说‘杯具’，‘杯具’是悲剧，这个‘杯具’会成为将来中国的语言吗？作为一名大学老师、语文老师，我态度很鲜明，坚决反对这种错别字。”
湖南师大获批
自主招生资格
继中南大学、湖南大学之后，湖南师范大学成为湖南省第三所经教育部批准具有自主招生资格的高校。
今年该校自主招生面向湖南省应往届毕业生，明年将会在全国范围内进行自主招生。自主招生人数控制在本科招生计划总数的2%。
参加今年该校自主招生的考生，高考总分须达到湖南省本科一批文史或理工最低控制分数线，在此基础上，取得该校自主招生合格证且在自主招生志愿栏中填报该校志愿的考生，该校将予以录取，并加5分参加专业志愿录取。
湖南高考报名人数
较去年降2.6万
湖南省2012年高考报名人数为35.2万，相比去年又减少2.6万人，相对生源高峰的2008年下降了34%。
2007年湖南省高考报名人数51.8万，2008年53.4万，2009年50.8万，2010年41.3万，2011年37.8万。
上海高校新增
14个本科专业
教育部日前公布2012年审批同意设置的高校本科专业名单，其中，上海11所高校新增14个本科专业，均为当前的紧缺、热门专业，从今年开始招生。
新增的专业分别是：同济大学的海洋资源开发技术，华东理工大学的景观学，上海外国语大学的汉语言和印地语，上海电机学院的物联网工程，上海建桥学院的网络工程，上海应用技术学院的通信工程、给水排水工程，上海电力学院的应用化学，上海第二工业大学的材料科学与工程、酒店管理，上海商学院的朝鲜语，上海外国语大学贤达经济人文学院的数字媒体艺术，复旦大学上海视觉艺术学院的公共艺术。
清华网络机器人
说黄段子被停用
清华大学图书馆工作人员设计的一款网络机器人小图备受关注。在网上，小图能够在线自如地与网友交流。设计者称制作小图的目的是让其更好地服务于图书馆。学生及网友可以在图书馆下班时间在网上与小图交流，咨询在图书馆遇到的问题。
但由于小图具有学习功能，对网友教它的话能够记忆，日前，小图被“教坏”，甚至在与网友交流时频出黄段子，不得已，设计者将小图暂时“停职”。
天津工大今年首招
数字媒体专业方向
关键词 :工程实践能力；专业课；教学模式
一、国内外相关研究现状分析
目前国内机械设计制造及其自动化专业的大学教育模式基本上是“2+1+1”模式，即两年的通识课和基础课，一年的专业基础课和一年的专业课，中间有部分实习内容，如生产实习、金工实习、机械制图测绘实训及课程设计等。从实践来看该模式的主要问题有三方面：一是从学习内容看知识点是各自独立的，没有系统化，二是专业课内容基本以理论为主，缺乏对学生工程实践能力的培养，理论知识与生产实际相脱离，三是学生缺乏严格的专业训练。比如作为机械专业的学生，机械制图能力是最基本的要求之一，虽然学生也学习了机械制图的相关知识，但学生在独立完成一个完整图样时仍然感到无从下手，从毕业设计学生所交的图纸来看，经常出现一些不应有的错误，如视图表达、尺寸标注、形位公差标注、零件明细栏表达、技术要求的编写等不规范。
国外机械专业工程实践能力培养模式主要有三种：1）德国模式：强调专业课程实践性，在大学完成工程师的训练；2）前苏联模式：重视理论及实践，强调人才培养的针对性；3）美国模式：重视在学校打好基础，毕业后在工厂实训，强调人才培养的适应性。
与普通本科教育相比，我院作为应用型本科教育应突出学生应用能力的培养。应用能力具体体现在获取信息的能力、实践能力以及创新能力三个方面。而对于机械设计制造及其自动化专业的学生而言，工程实践能力是应用能力的集中体现。根据对以往毕业生的调查，工科学生如果缺乏工程能力的培养，导致实际工作中所设计的产品看起来似乎很“完美”，但在实际生产中要么由于精度不必要的过高导致生产成本无谓增加，要么工艺结构不合理根本无法生产出来，我们的教材内容都是按标准化的设计方法展开，但实际生产中碰到有很多非标的产品不知道如何设计等等。
二、本研究项目对促进教学工作、提高教学质量的理论意义和现实意义
从专业基础课及专业课就注重开始工科学生工程实践能力的培养，通过生产实际中的案例分析及学生实验动手能力的培养使他们养成善于理论与实际相结合，防止陷于闭门造车的泥潭，而目前企业比较看重而学生欠缺的主要是这种能力。
本文的研究对象为我院机械设计制造及其自动化专业的学生。他们在培养层次上既不同于一本院校的研究型人才，也不同于职业学院培养的单一的技能型人才。从就业方向来看，绝大部分应该是在公司和企业，我们主要培养的是未来的工程师，因此，学生培养的重点应该是强化工程实践能力的训练。
主要研究内容是针对“机械制造装备设计”这门课程的教学内容，以及教学过程中的一些教学方法两方面进行分析研究，在教学内容上突出实用性原则，把重点放在机床典型零部件设计方面，如主轴、导轨的设计，机床夹具设计方面，如组合夹具、可调夹具的设计，金属切削机床设计上。在教学过程及实验设置中突出专业知识的应用。
三、研究方法和思路
3.1 通过专业课程实验最大限度地培养学生的工程实践能力，在大四的专业课程“机械制造装备设计”开设贴近生产实际的实验，如组合夹具的拆装实验、数控车床的拆装实验，对于由于条件所限无法开设的实验，如大连理工大学开设的工业机器人实验则通过视频方式进行演示。让学生了解遇到各种零件怎样来设计夹具，数控车床的结构与普通车床的区别等等。
3.2 在教材内容安排上把与企业生产实际结合紧密的内容作为重点，如机床典型零部件设计，机床夹具设计，金属切削机床设计上，将这门专业课中的有关内容与上学期同学们在十堰东风汽车有限公司车间实习所见过的设备工装结合起来，并尽可能把近几年出现的新工艺新技术新材料介绍给学生。
3.3 把专业课的内容与毕业设计课题相结合，如布置有关机床夹具设计，发动机缸体的机加工工艺设计作为毕业论文题目并指导完成，培养学生的工程实践能力，真正做到学以致用。
3.4 调查其它独立学院机械设计制造及其自动化专业的专业课程设置及其模式，吸收比较成功的经验进行完善。四、达到的目标
通过对“机械制造装备设计”专业课的研究改革和毕业设计的训练使机械设计制造及其自动化专业的学生具有一定的理论知识和工程实践能力，走上工作岗位后能顺利完成由大学生向工程技术人员的转换。
机械设计制造及其自动化专业大三和大四学生的主要课程是学习专业基础课和专业课，提高其工程实践能力是工科类学生必不可少的基本技能，不管他们到企业后从事产品开发、生产管理还是工艺设计都离不开工程实践能力。有针对性的在学生的毕业设计课题中安排贴近生产实际的论文题目，使他们带着问题进行毕业实习并在企业的生产实际过程中将理论与实践相结合，缩短由学校到企业过渡期间的不适应期，使我校为湖北省乃至全国培养有较高工程实践能力的高素质人才。
参考文献：
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关键词：理工科；大学生；科技创新
理工科大学生作为国家未来科技建设的储备人才，他们的动手能力及创新思维能力的发展，在未来将直接影响我国科技发展水平，因此，着重培养理工科大学生的创新意识和自主创造发明能力，是当工科高校教育改革面临的重大课题和挑战，是国家发展战略的核心关键。
一、大学生创新能力的影响因素分析
（一）传统教育方式、教学评估的片面性制约
理工科大学生从高中开始就习惯应试教育，多数学生很难从标准答案的定势中突破自己，不能积极主动地发表自己的见解，导致了理工科电子类专业大学生通常都思维逻辑较强，但是缺乏创新意识及创新能力，因而，这些工科电子类专业学生在毕业后大部分都成为了一名合格的技术人员、工程师，却很少能够成为具有发明创造性的科学家。与此同时，各式各样的教学评估、学习评价太过于着重学生对课本知识的记忆和复现，并将此作为评价标准，而忽视了学生对问题的全面解析，使学生缺乏创新实践的勇气，丧失挑战权威的能力。
（二）教学实践环节相对匮乏的约束
从实践中教学是培养和提升大学生创造发明能力的关键性环节。在工科高校中主要的教学实践环节有：课程设计、毕业设计、综合性实验、工程训练实习等。这些教学实践大多是验证性的，缺乏设计性实验。并且由于一些学校自身的实验条件的限制，导致在验证性实验中，还是少部分学生动手做实验，多数学生袖手旁观并没有参与其中。同样，在工厂或者科研院所进行实习的过程中，学生也不是积极参与进来，而演变成了参观性学习，不敢动手实践，实习训练的效果往往也达不到期望值。
（三）大学生评价和考核量化标准单一的约束
高校对大学生的考核和评估标准更是只看重共性却忽略了学生们的个性发展，其评测标准脱离了社会对人才创造发明能力的综合素质要求，其考核方式也较单一。大学老师为完成基本的教学工作量，为教而教，忙于“挣课时”，大学生为顺利毕业而被动接受，忙于“刷绩点”，这样周而复始便导致学生局限于书本，难以发挥自己的个性和兴趣，这种评价体系却忽略了对学生创新能力的培养。大学生创新能力的培养是一个系统的工程，随着教育的大众化和多元化，各方面的因素都要综合考虑到，对大学生创造发明能力的考核体系和教学管理评估的考核方式进行不断完善，构建出新的实践教学体系，教师自己首先要不断提高创新能力，提升教学质量，全面贯彻以人为本的教学思想、切实关注和落实大学生创新发明能力、科学实践能力的培养。
二、提高电子类专业大学生科技创新能力的方法
通过调研，提出基于科学研究的理工科大学生实践创新能力培养的途径如下：
（一）开设创新性实验课程
实验教学也是培养创新性人才不可或缺的一项环节，理工科高校现开设的实验有基础实验、课程设计、综合实验等。这类实验中除了课程设计外，大部分实验都只是验证性的，而课程设计在某种程度上是一种创新性实验，但这种设计性的实验被安排在课堂中，也就有了一定的约束条件，比如实验条件、课程安排时间等，通常情况下取得的效果也达不到期望值。既不能激发学生的学习兴趣又抑制了学生的发明创造能力。开设大学生创新性实验，原则上可以弥补过去实验教学中的缺陷。开设创新性实验课程就是为了倡议高校创新性实验的重大变革，能够激发出学生的积极主动性及发明创造性，从而提高大学生的创新能力和实践能力。创新性实验主张学生首先需要根据实验要求和实验目的进行查阅资料，做好前期的准备工作，然后自主设计并完成总体方案，明确设计中关键技术和技术路线，最终搭建实验设备和平台，完成实验，并对实验结果进行分析和处理。在整个实验的完成过程中，始终是学生为主老师为辅，老师只需对实验方案的可行性进行审核，并在实验过程中引导学生完成实验，最后对学生的实验结果和实验报告作出评测。这种方式培养了学生学会收集和处理资料并汲取新知识的能力，使得学生能够运用科学严谨的思维和研究方法去解决实际问题，激发了学生的积极主动性和创造发明性，加强了学生分析并解决问题的能力，从而促进了学生的创新能力及实践能力的提高。
（二）开放科研实验室
全面开放科研实验室，作为学生创新能力的培养基地，借此契机筹备并整合资源，建立起面向学生的科技创新科研实验室开放平台，吸引更多的学生参与开放性的实验课题和实验项目，使科技创新活动更加普及。既有利于高端人才的培养，又有利于形成一种科技创新的氛围。工科电子类高校可以根据各个专业的优势整合资源，实时掌握学科发展前沿，科研实验室面向全体学生开放，将课业之外仍有精力、有能力的本科生和对科学研究感兴趣的学生组织起来，让他们参与到教师的科研团队中，开展学科前沿的研究工作。同时鼓励这些已加入到科研团队中的同学自己申请国家、省和学校的一些有回馈的开放课题、创新性小项目和科研小制作等。在科学实践的过程中，学生由老师指导怎么做科学研究实验，到自己独立动手完成设计，再自己申报课题，申请各种发明专利，独立完成科研论文的一系列科研活动中，全方位地得到培养和锻炼。开放科研实验室，对于学生而言，可以开拓眼界，能够将所学的基础知识和专业技能结合起来，也就是说将理论和实际进行了结合，提高了学生的实践能力和科研创新能力；对于教师而言，教师通过对学生创新思维和能力的培养，自身的专业素养也得到加强，凝练学科方向，以科研带动教学，行之有效的使教学和科研有机结合。
（三）搭建科研训练平台
为了响应素质教育的号召，提升大学生创新精神和科研实践能力的培养，理工科高校有计划有组织地为学生开展了科技创新课外活动。学校定期举办各种校园科技创新活动，让学生积极参与到活动中来。学校还鼓励学生参与各学科的国家级竞赛和省级竞赛，如“飞思卡尔”智能车比赛、各级电子设计竞赛、智能机器人大赛、全国数学建模大赛、“挑战杯”课外学术科技作品展，等等。高校参照“集中资源，优化配置，调整改革”的方针，统筹利用高校的科研实验室、工程训练中心、大学生创新活动基地等，开放创新实验项目基地，让学生们积极参与进来，给学生安排固定的实验室，这样提供了学生进行自主研发创新的基本条件。实验室实行全天开放工作制，每天从9∶00—20∶00时间段完全开放，学生可通过“实验教学与实验设备管理系统”来提前预约。与此同时，学校安排组织指导老师和各学科专家对电子设计大赛和数学建模竞赛等设计创新类实践活动进行程序化和常规化的专业培训。另外，大学生创新活动中心还积极联合了校外优秀企业，设立了两个“产学研”实践培训基地和6个联合培养实验室，进一步促进了学生创新实践活动的开展和创新型人才的培养。通过搭建科研训练平台，使学生初步了解并掌握了科研实践项目的基本步骤，大致可分为选题、论证、申报以及等，系统性地培养了学生将理论基础知识与实践相结合的能力，从而提升了学生发现问题、思考问题并自主解决问题的能力，充分发挥了学生的创新思维。
（四）毕业设计和创新性实验计划相结合
高校是培养高级人才的重要基地。大学生的毕业论文是高校检验学生创新实践能力的一个重要手段，其主要是为了让学生将理论专业知识和实践能力结合起来，加强学生的实践能力、创新能力，这种手段在培养人才的过程中有着不可比拟的作用。而毕业论文的设计过程对学生科研能力、创新能力及综合素质能力的培养也都具有一定的积极作用。许多电子类专业大学生在参加创新性实验计划时，基本的专业知识还不够扎实，在一些创新性实验计划项目结题时，学生能真正参与进来的只是项目前期的基础工作研究，很多内容并没有深入了解。因此，指导老师希望能够继续指导那些参加过创新性实验计划学生的毕业设计，主要目的就是指导学生深入研究原来的创新性实验计划项目。这充分利用了原有的研究基础，学生的毕业设计在此基础上也就较易有所成果。在整个毕业设计的完成过程中，必然会随之带来各种问题，但若学生通过自己的钻研或在老师的引导下解决问题，必定会给学生带来成就感，从而激发了学生对毕业设计的浓厚兴趣。当学生同时需要应聘工作和完成毕业设计时，在兴趣的驱使下学生就能够协调解决。另外对于那些考上研究生的同学，指导教师更应注重对其创新能力的培养，为其在今后的研究生学习生涯中打下扎实的基础。因此，从高校教育培养的完整性出发，毕业设计和创新性实验计划两者的结合充分利用了高校的科研基地，同时为毕业设计提供了硬件条件，学生将基础知识和专业技能进行了一次完美结合，提高了学生的集体意识和团体合作能力，锻炼了学生的科研能力、创新能力以及综合素质，让学生走进社会时能够更加适应于社会的发展。
三、结语
高校是传授知识、运用知识、培养学生创新能力的重要基地，也是培养创新型人才的摇篮。创新能力的培养是高校落实素质教育培养创新型人才的首要任务，是综合素质的外在表现。培养和提高大学生的创新能力，不仅需要加强大学生基础教育的内涵更新和外延拓展，同时构建合理的课程体系也非常重要。尤其对我们理工科高校来讲，从自身实际出发，大胆尝试和改革，在大学生创新实践能力培养模式上不断探索与创新，为建设知识经济及创新型国家贡献力量！
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[论文关键词]高职院校 人才培养模式
德国双元制高等职业教育开始于20世纪70年代,当时,德国工业高度发展,企业需要高等职业技术人才来担任一线的主管,开始举办双元制职业学院。德国双元制职业学院仅设在经济发展较快的巴登符腾堡州、图林根州、萨克森州、柏林州。双元制职业学院主要招收文理高中毕业生,学生与企业签订用工合同,企业将学生送入双元制职业学院学习,学制3年,共6学期,实行校企合作、工学交替的“3+3”人才培养模式,即每个学期在学院理论学习3个月、在企业实践学习3个月,交替进行,修满学分毕业颁发本科文凭,授学士学位。同时,职业学院还与应用科技大学、研究性大学合作培养在职硕士,学制2年,主要开设在职mba专业,也设有商业管理、经济管理、健康管理、体育管理、it管理等专业方向。主讲教师由教授担任,教授任职资格要求高,需要博士毕业,在企业工作5年以上,才有资格应聘双元制职业学院教授职务。
一、德国曼海姆双元制职业学院人才培养模式的分析
曼海姆双元制职业学院位于德国职业教育发展最早最好的巴登符腾堡州,学院建于1974年,现有在校生5500人,学院与2000多个企业有合作关系。学院设有2个二级学院,即经济学院、技术学院;二级学院设有专业校企合作委员会。
1.曼海姆双元制职业学院人才培养方案的制订与特点。在德国由州文化教育部制订人才培养框架教学计划,各双元制职业学院制订人才培养实施教学计划,接受全国高校评估委员会和州高校专业委员会的评估。曼海姆双元制职业学院在人才培养方案的制订方面突出与经济社会发展、企业技术创新和职业能力要求的高度结合,具有如下特点:(1)与经济社会发展高度结合的一致性。学院不论是专业设置还是人才培养方案的制订都充分考虑国家经济社会发展的需求和趋势。如在丹麦召开的联合国“哥本哈根会议”刚刚结束,学院就根据未来世界对环境保护的要求重新修订和开发“环境保护”专业的人才培养方案,以适应国家经济社会发展对人才培养的需要。(2)与企业技术创新发展趋势的同步性。学院在制订人才培养方案时,充分考虑企业技术工艺创新的发展要求,并把新技术、新工艺、新设备及其发展趋势对员工素质和能力的新要求作为制订人才培养方案的依据。如根据企业自动化生产线和机器人技术的发展要求,学院对机电一体化、数控技术等专业的人才培养方案进行重新修订,以适应企业技术创新对人才培养的需要。(3)与职业岗位核心能力要求的针对性。学院在人才培养方面,高度重视核心能力培养,注重采用行动导向式教学法,注重培养学生的专业能力、个人能力和社会能力。在制订人才培养方案的过程中,依据行业、企业对职业岗位能力的要求,构建基于工作过程的课程体系,以适应职业岗位核心能力对人才培养的需要。
2.曼海姆双元制职业学院校企合作的招生与就业。学院主要招收文理高中毕业生,招生人数由企业决定,企业每年送去培训学生人数视企业规模而不同,一般来说经济发展好,学生人数增加,但在近年金融危机的条件下,一些企业借机储备人才仍然增加送去培训的学生数。学生需与企业签订用工合同,企业支付学生工资和部分学费,学费为500欧元/学期,企业将学徒送入双元制职业学院学习,按工学交替模式培养;学制3年,共6学期。学生的就业岗位主要为研发部门和车间工程师岗位,有80%的学生毕业即就业,有70%的毕业生会留在原企业,有8%的毕业生会继续攻读硕士学位,有7%的毕业生会重新找工作。
3.曼海姆双元制职业学院人才培养模式的内容和构建。双元制高等职业教育是德国培养企业生产一线技术管理人员(即工程师)的主要人才培养模式,其核心内容是以政府在政策、法律以及经费等方面为主导,以企业为主体,以学院配合实施人才培养的一种教育体制和人才培养模式。这就决定了德国高等职业教育的人才培养主要是校企合作,以企业实践为主。
曼海姆双元制职业学院实行“3+3”工学交替人才培养模式,即在学院理论学习3个月,在企业实践学习3个月,交替进行,3年共6学期,最后3个月在企业完成毕业设计或毕业论文;理论课教学计划由学院负责制订,实践课教学计划由企业负责制订,最后由校企合作委员会审定。基础课程标准由学院教授共同讨论制定,专业课程标准由学院与企业共同研究制定。主讲教师由教授担任,教授配有学术助理协助教学科研工作,教学通常采用讲授教学法、互动教学法、项目教学法等。毕业设计或毕业论文的指导教师由企业和学院各派一名导师担任。课程考试方法多样,有理论、实践、实习、讨论等方法;考试规则严格,课程考试不及格,允许补考一次,补考不及格退学,不许重修,不毕业率为5%左右。
4.曼海姆双元制职业学院人才培养模式的类型与实施。曼海姆双元制职业学院在实施人才培养中采用的教学模式主要是“学习领域”“行动导向”和“项目课程”等教学活动。“学习领域”是为学院教学而制定的行动领域,是一个学习目标描述的主题学习单元。它由能力描述的学习目标、任务陈述的学习内容和总量给定的学习时间三部分构成。“行动导向”是以职业行为为导向的教学。它以对职业活动具有重要意义的职业情景为教学的参照系,遵循“为行动而学习”的原则,以实施行动导向教学模式为主体,行动构成学习的起点,行动要求学生尽可能自己独立计划、独立实施、独立检查、独立修正和独立评价,行动要求教师尽可能引导学生自我实施和自我反思。“项目课程”是以典型产品或服务为载体让学生学会完成整体工作过程的课程模式。项目课程的开发以典型工作任务为逻辑主线开发,以资讯、决策、计划、实施、检查和评估六个过程进行组织。项目课程的基本特征是用职业能力表述课程目标。
学院人才培养模式中的课程评价与考核注重学生学习过程的评价,主要考察每个学生在各项目开展中的参与程度、所起作用等,同时注重对学生创新精神、实践能力的形成与提高的评价和考核。评价的原则是开放式和多样化相结合的,注重阶段性评价与终结性评价相结合,小组评价与个体评价相结合,理论与实践一体化评价相结合,激励学生积极参与,启发兴趣,体验成功,培养热爱专业、勇于创新、乐于实践等的综合素质。
5.曼海姆双元制职业学院人才培养模式的保障与条件。德国职业教育有一支适应学生职业能力和综合素质培养的具有高水平的实践能力和教学能力的师资队伍。曼海姆双元制职业学院的教师大部分都是公务员待遇,教师中有教授和教授助理等技术职务,教授聘任的基本条件是具有博士学位,五年以上企业工作实践经历。学院注重教师的企业工作经历、科研开发和实践指导能力。在实习实训条件方面,双元制职业学院学生实习实践的主要场所是企业。学院高度重视模拟仿真实训条件的建设,组织教师开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺,甚至虚拟公司。
二、德国曼海姆双元制职业学院工学交替人才培养的特色
德国的职业教育是一种具有强烈经济行为和企业行为的教育形式,本质是企业学徒工职业培训,而非单纯的学校教育。双元制职业教育不仅是两种不同的教育组织形式和两个办学地点的紧密联系,还是两个法律体系在两级政府间的协调统一。曼海姆双元制职业学院的主要特色是:一是德国双元制中等职业学校培养企业设备岗位操作人员,即操作工;而德国曼海姆双元制职业学院培养企业一线技术管理人员,即工程师。二是德国曼海姆双元制职业学院构建“3+3”工学交替的人才培养模式,通过校企合作的双向联动使人才培养机制得以顺利实施。三是德国曼海姆双元制职业学院采用行动导向式教学法,培养学生的专业能力、个人能力和社会能力。四是德国双元制高等职业教育不仅是一种教学模式,而且是一种政府在政策、法律及经费方面为主导,企业为主体,学院配合实施的一种教育体制。
三、绵阳职业技术学院“3+3”工学交替人才培养模式的借鉴与探索
分析研究认为,德国双元制高等职业学院“3+3”工学交替的人才培养模式,这种通过校企合作的双向联动的人才培养机制,使得学校与企业紧密地结合起来,为经济发展和社会进步共同培养急需的高素质高技能人才。
绵阳职业技术学院正在建设中央财政支持的材料工程技术、电子信息工程技术、机械设计与制造等三个国家示范专业,学院大力开展校企合作的人才培养模式创新,建立基于工作过程或职业岗位能力的课程体系,实施工学结合的“2+0.5+0.5”的人才培养模式,“2”即两个学年在校内学习基础理论、专业基础知识和基本技能,实施基础课程和专业课程两个课程体系、全面推行“双证制”;“0.5”即主要进行校内外专业实习实训、职业技能鉴定考核、开设综合素质选修课及开展校企合作订单培养;“0.5”即安排学生到企业顶岗实习半年。这种人才培养模式有利于加强学生的基础理论、专业技能、综合素质和职业技能的培养,有利于提高学生的就业竞争力,有利于开展校企合作培养实用人才。
学院先在国家示范专业中的材料工程技术专业(水泥方向)人才培养模式改革中进行试点,推行“3+3”工学交替的人才培养方案。学院已初步与绵阳水泥公司达成校企合作培养人才的意向,在2010级的材料工程技术专业(水泥方向)新生中安排一个班与绵阳水泥公司共同定向培养,学生一进校就与公司签订用人合同,公司与学生各支付50%的学费,公司支助学生生活费补贴;实施“3+3”工学交替的人才培养方案,即3个月在学院理论学习,3个月在公司实践学习,交替进行,最后3个月在企业顶岗实习,并开展毕业设计,学生毕业后到绵阳水泥公司就业。另外,机械设计与制造专业与中国工程物理研究院、电子信息工程技术专业与四川长虹电子有限公司的工学交替人才培养方案也在商讨中。
“卓越工程师培养计划”是列入中国高等教育中长期发展规划中的一个重要计划，近年来，产业界对卓越工程师的需求呼声渐高。无论是实现安全生产、提高产品质量、推进节能减排，还是增强企业核心竞争力，都需要国家培育出数量足够、能够面向生产一线的优秀工程技术人员。我国拥有世界上最大规模的高等工程教育，而我国工程人才质量的国际排名仍比较靠后，其本质是重理论轻实践的培养模式，导致企业大量需要的技术型、实用型人才严重缺乏，造成这一后果的重要原因是高等工程教育缺少产业界的参与，也与未建立全国统一的、能与国际接轨的注册工程师制度有关，导致我国工程一线领军人才十分稀缺，已成为制约我国新型工业化进程的关键因素。
沈阳工业大学自动化专业已有30余年的办学经验，该专业办学中充分发挥毗邻中国石油辽阳石油化纤公司并与其联合办学的优势，突出化工自动化的专业特色，致力于培养“基础理论扎实，专业实践和应用能力强的工程应用型人才”。针对“卓越工程师教育培养计划”，本专业依据面向石油化工行业的特点，在总结前期办学的基础上，创立了新的人才培养模式，采用校企合作办学模式，构建校企深度合作的工程实践培养体系与运行机制，发挥企业具备真实工程环境和先进的工程实践条件的优势，充分利用企业工程经历丰富的工程技术人员，与企业共同制订培养目标、共同建设课程体系和教学内容、共同实施培养过程、共同评价培养质量。通过工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力的培养，提高人才培养质量，增强毕业生的就业能力。因此，自动化专业卓越工程师人才培养教学体系的构建非常必要和具有重要意义，合理的人才培养方案和教学体系，能够使自动化专业进入一个良性循环和合理的生存空间，提高自动化专业学生的专业能力和就业能力。
1合理定位
培养人才的合理定位是专业建设及其持续发展的基础，我校自动化专业以服务辽宁经济建设和石油石化为主，面向全国，培养德、智、体、美全面发展的，基础理论扎实，专业实践和应用能力强的工程应用型人才，主要服务于生产第一线，以解决实际工程技术问题为主，在现场从事自动化系统的调试、运行、安装、维护、技术改造等工作。经过大学四年的培养，具备解决工程实际问题的能力，具有较强的创新意识，成为卓越工程师的优秀后备人才。在所制定的“3+1”人才培养方案中，对原课程体系进行了整合和优化，突出学科基础课的作用，对专业课程和专业实验内容进行整合，突出专业特色，3年内完成相关理论课程的学习，第4年根据学生个人的实际情况到相关的企业去，选择毕业设计和毕业论文环节的内容，由校内和企业的指导老师共同完成选题、开题、实验（设计）等工作。
2科学合理设置整合课程
自动化专业的培养方案与教学计划本着面向基层的、适应能力强的应用型人才的培养目标，突出化工自动化方向专业特色；根据人才培养目标，优化课程体系，同类专业设置平台课。在整合教学内容过程中，力争保证专业骨干课程的系统与完整，基础课与专业课有良好的搭接平台，专业课之间内容良好衔接。对自动化专业的每一门必修课课程设置的依据、教学环节的设置、教学方式要求等进行充分的讨论，确定各部分组成与要求、各理论课平台结构与组成、理论课与实践环节如何衔接，如何实施教学等。在课程数量上、内容增减、学时安排、课程之间的前后衔接、讲授顺序上都做了相应比较合理的调整。对一些基础课讲授内容和学时进行调整，主要培养学生掌握基本知识、基本技能、基本方法。对于专业课，力争使学生学精学透，注重理论联系实际，体现精化专业、强化专业实践和应用能力，提高综合素质的原则。
3根据卓越工程师培养计划，探索创新实践教学形式，适应人才培养需求
自动化专业实践环节教学内容包括校内实践环节和校外企业实践，校内实践环节主要包括：国防教育与军事训练，金工实习，各专业课实验，单片机应用技术实训、过程控制仿真实训、PLC及变频实训、电气控制技术实训等；校外企业实践教学主要包括认识实习，企业专业实习和毕业设计等环节。
在校内实践教学内容与体系改革方面，以实验、设计实践、工程实践、课外科技活动四大模块建立了校内实践教学体系。按照新的培养模式与教学内容体系，在保留了必要的基本实验的条件下，精简内容单一的验证性实验，设立了部分综合性、设计性的实验项目，使学生成为真正的实验者、参与者。在创新实践教学中重视学生科技制作实践的能力，开展了学生课外科技实践活动，以锻炼学生创新思维能力。
在校外企业实践教学中，认识实习采用请企业指导教师来学校讲课及带学生进厂的形式进行工程实践指导。企业指导教师将企业熟悉的生产工艺及流程、自动化装备水平、控制技术等内容向学生进行专项介绍。企业专业实习主要以联合企业结合产学研创新实践体系推行学生在企业培训基地与生产基地现场交替实习方式和到车间定师傅、定岗位的专业生产实习模式。利用石化公司机电仪石化实践基地的DCS系统，对实际装置控制系统进行DCS组态、组态后参与实际装置的设备安装、运行维护和故障处理；采用实践认知、技术实训、生产实践、工程实习、顶岗实习等多种渐进的方式，强化训练学生的工程实践能力和专业技术技能，并在实习过程中，使学生真正参与了企业生产运行与管理，工程项目的构思、设计、执行、运作等，获得了卓越工程师所应具备的知识、能力和素质。
毕业设计采用校内指导教师和企业指导教师共同指导的方式，解决企业科技和管理方面的重要问题，培养学生创新能力和独立工作能力。在此阶段学生作为企业的技术研发人员参与企业的科技开发或技术难题攻关，要求毕业设计在结论和展望中应提出改进自动控制系统的新思路或新方案，使学生提早进入工程环境，为培养适合企业实际工程应用能力的工程师人才奠定基础。
4结论
关键词：现代电子设计技术 模块化 实验教学
中图分类号： G642 文献标识码： A 文章编号：1672-1578（2013)11-0047-04
1 引言
在市场竞争和教育竞争日益激烈的今天，如何求得合理的自身定位和发展空间是摆在各大高校面前的一大难题，正是在这样的形势和背景下，合肥学院（以下简称我院）提出了“地方型、应用型、国际化”的办学思路，并在全院各系部围绕如何更好的培养应用型人才为核心和主线开展了系列教学改革，模块化课程改革便是其中的一项重要举措。
众所周知，课程的好坏和贯彻实施的程度直接关系到人才培养质量的高低。基于这一大的前提和背景，合肥学院电子信息与工程系（以下简称我系）现代电子设计技术课程模块应运而生，经过近几年的探索与实践，现代电子设计技术课程模块已经形成了相对完善的体系，在近几年的教学实践中取得了良好的预期效果，但与此同时，与之相配套的实验教学尚未同步跟上，依然存有较大的有待完善的空间。现代电子设计技术课程模块的实验教学指的是将传统数字电路、在系统编程技术、SOPC实践这三门课程的内容按照“即学即用”、“活学活用”的原则进行重新编排，注重及时给予学生验证、操作和强化所学习理论知识的时机和实验操作机会，从而实现从“知识输入”为导向走向 “能力输出”为导向，面向社会和市场培养实践能力和动手能力强的应用型电子信息人才。
2 现代电子设计术技实验教学的现状
现代电子设计技术这一门课程，无论从外延和内涵上都很丰富。首先，从内涵来讲，模拟电路、数字逻辑电路,硬件描述语言,微机原理,单片机原理与应用,DSP原理等课程都属于现代电子设计技术的范畴；第二，从外延的角度来讲，现代电子设计技术应用的范围极为广泛，DSP技术,嵌入式系统,传感与控制,PCB设计,电源技术等在工业、农业、商业、军事等方面都有用武之地。如何在短时间内让学生对这一领域有比较精准到位的理解和认知，就相当不容易的事情。此外,身处信息社会，知识的更新速度越来越快，电子行业更是如此，知识和技术的不断创新与教学内容的相对滞后是各高校工科专业所共同面临的问题。总体而言，从各高校实践的情况来看，现代电子设计技术课程实验主要呈现出以下局面[1-12]。
2.1教材改革滞后
大部分高校依然沿用以前的老教材，这样一来，就可能存在这样的问题：教材缺乏更新显然就不能及时更新，缺少最新鲜的一线现代电子技术信息；从教材本身来讲，偏重于理论基础部分，实践部分得不到应有的重视；教材的趣味性和可操作性不够，缺乏针对性，对学生的吸引力不够；部分教材虽然加入了新内容和新元素，但是介绍得不够详细，往往一带而过；就选题而言，其范围往往有所侧重而失之全面，体系繁琐而逻辑性不够。目前我国所选用的电子设计应用设计所采用的教材以传统教材偏多，无论从内容的新颖性而言还是从教学内容的应用性而言，都跟不上现代电子设计技术的发展的节奏。
2.2硬件设备不配套
对于实验教学而言，先进的教学设备必不可少。对于相当部分高校而言，由于实验设备使用周期长，电子设备更新速度快，在硬件设备的配套方面，难以做到满足实际的客观需求。对于现代电子设计技术课程而言，基础知识的理解和掌握和内化需要建立在学生实际参与，动手实验的基础之上，迫切需要为学生提供丰富的、及时的、开放的实验室硬件支持体系。
此外，各高校纷纷采用扩招来应对高等教育大众化时代的
到来，学生数量的激增却并未能伴随实验设备购置和更新的同步增加，远不能满足现实实验教学的需求。
2.3教师的教学水平整体不高
师资队伍建设直接关系到人才培养质量的高低，电子信息专业作为一门工科专业，要求所任教的教师拥有丰富、精湛的理论知识，同时，同时对其实验、实践操作要求亦很高，需要教师能够双肩挑。但是，从目前的现状来看，教师队伍的现状还不尽如意，主要表现在：年龄层次结构不合理，一般而言，年龄结构过老化，要么年龄结构年轻化都不利于人才培养。对于刚从相关院校毕业的年轻教师而言，从业经验和专业实践经验上的缺乏，造成他们不易发挥年轻人敢于尝试敢于创新的优势，而走向“传统依赖”路径，习惯性地依从传统的教学模式，过于依赖书本知识，实践、实验教学指导力不够；同样的道理，年龄结构中青年成分不够，对于人才培养也是不利的。
2.4教学手段和方法滞后
对于现代电子设计课程这一门课程而言，如果单纯地依托传统的授课方式，恐怕是难以有效地完成教学任务的。这里不是否认传统授课方式的作用和价值，而是因为，现在电子设计技术这一课程本身的特殊性决定了必须依托多媒体等现代化这样的媒介，具体而言表现在：第一，现代电子设计技术本身就是信息革命的产物，体现了信息化社会的最新成果，具有先进性、前瞻性和复杂性；第二，现代电子设计技术的知识具有丰富性、生动性和复杂性的特点，虽然部分知识依托传统的教授和讲课方式是可行的，但是总体如若不能很好地利用现代化信息手段的作用的话，是不利于学生的理解和接受的。然而，现实的情况是，很多高校在教学过程中仍以传统的板书设计为主要内容，若教材和教法不能同步跟进，想要有良好的教学效果几乎可能性不大，这些和培养适合市场需求的一线人才是相背离的。
2.5实验教学环节薄弱
对于工科专业，对一些知识点的理解和把握需要建立在亲自实验、反复验证的基础之上；而对于一些有创意，想要拔高的学生，若脱离了实验教学这一环节，单凭大脑和想象几乎是无法获取想要的知识信息，取得原本可以的进步的，尤其是电子设计技术这样的课程，若脱离实验教学，无异于无源之水无本之木。然而，现实的情况是，在相当一部分高校，实验教学环节未能得到应有的重视，具体体现在：与理论课课时相比，实验课课时偏低；实验课内容陈旧，多为验证性实验；实验教师师资薄弱；学校重视程度不够，经费投入偏低，导致仪器设备陈旧，不能适应行业发展。
3 现代电子设计技实验教学存在的问题
3.1实验设备陈旧，利用率低
首先体现在在实验室设备陈旧。一方面，信息社会科学技术知识本身的更新速度越来越快，电子行业仪器设备更新换代的速度在加快，高校如何跟上节奏为学生提供合适的最新的实验室仪器设备本身就是一个考验；与此同时，很多地方高校,由于种种原因其所使用的设备还是几年前甚至是十几年前的东西。
再就是由于师资匮乏、实验室管理理念和技术不能同步跟上等方方面的原因，导致已有的设备并不能发挥最大的功效。一个典型的例子就是各个学生在实验过程当中的各项具体情况不能得到得到及时有效的识别和跟踪，学生是不是掌握了正确的试验方法，有没有掌握正确的操作步骤，操作是否规范等等都变得无法识别。这样一来，最有技术含量的实践考核成了学生最容易通过或那份的项目。
3.2教材内容面向基础，与社会发展相脱节
除去教材本身的局限性不讲，从现行各高校使用的现代电子设计技术教材而言，普遍存在以下问题：第一，题材范围求全，求广，百科全书的倾向严重，但缺乏针对性，深度不够，也就是当教师和学生对某一个内容和知识点需要的时候，我们的教材不能提供所需要的支持；第二，重基础，轻应用，往往对电子信息这一专业的基础知识有浓墨重彩的讲解，但是对具体知识点在现实中有什么应用缺乏必要的延伸；第三，各章节内容分立，连贯性和一致性不够，教材内容多为现代电子技术这一领域基础知识分章节的汇聚，这种知识组合未必符合所指教的教师和学生的认知和逻辑，如果缺乏指导教师深入地指导的话，学生往往学到的是一些零散的，随机的知识，而不是整体的有机的统一的知识。
3.3理论教学与实验教学相脱节
首先表现在理论教学与实验教学衔接不紧密。电子信息工程作为工科专业，学生必须在实际操作，实际动手，必须在实验教学的过程中，所习得的理论知识才可能为学生所掌握；再好的理论教学如果没有实验教学的支撑，也会因此而大打折扣。第二，从实验类型来说，验证性实验居多，而综合性实验居少、创新性实验少或几乎没有。再者，从学生毕业设计的角度而言，毕业论文设计是主体，然后才是学生的设计制作。以上种种，导致的一个基本问题就是理论教学与实验教学两者的分离，而不是统一，不利于学生的动手能力、应用能力等的培养。
3.4实验类型单一，与高速社会发展的现实相脱节
实验教学得不到足够重视的必然结果就是会导致实验类型单一，即多为验证性实验。所谓验证性实验，是在对书本知识有一定了解的基础上，提出一种假说，验证假说的正确性，往往有一套较完整和程序化的步骤和方法，因而，它更加强调实验的结果，而不是实验过程。换言之，是一种“按方抓药”、高度固化的实验模式，这对于学生的积极性和兴趣显然是不利的，因而，要论及真正提高学生的主动性，积极性，提高学生的动手能力，显然是不够的。
3.5实验环节成摆设，实验教学地位得不到应有的体现
作为工科专业，现代电子信息技术知识的习得和理解必须依赖足够的、及时的实验实践联系机会，然后现实的情况是，在相当部分高校，实验实践教学虽然也有开设课程，但是总体处于依附状态，形同摆设，其教学地位得不到应有的体现。比如总体实验实训课时不足总课时的一半；实践教学的教学考核往往伴随相关课程的考核进行，具有较大的随意性等等。
3.6实验教学师资薄弱
高质量的实验实践教学需要一支同样高质量的实验教学师资队伍，方如此，才能保证实验实践教学落到实处，进而也就无法保证学生能够保证学生习得基础的电子信息技术知识，基础不牢，学生的创新能力和动手能力也就成为空中楼阁，纸上谈兵了。一方面，在部分院校，实践教学被编排在电子相关课程的实验中，课时严重不足；另一方面，师资力量的匮乏是其硬伤，在实验过程中，一名教师需要同时指导几十名学生，除去教师讲解、示范的时间，剩余的时间学生才能用于模仿，求证，其实验效果让人质疑。再者，由于实验实践场地的限制，加上实验室管理未能同步跟上等多因素，师资不足会导致教师不能及时、充分识别、监督并及时纠正学生在实验操作过程中的种种问题。如此一来，实验实践考核成为学生最容易通过的项目也就不足为怪了。
4 新思路
如何进一步推进我院实验室信息化建设和实验教学改革与创新，促进创新人才成长，提高人才培养质量，并最终形成优质资源融合、教学科研协同、学校企业联合培养人才的实验教学新模式，我系在现代电子设计课程模块的实验教学中进行了以下尝试：
4.1“少台套、大循环”
前面我们讲到，对于电子设计技术这样的工科专业，面临着双重困境：电子设计知识和设备的更新速度越来越快；学院对于实验设备的投入资金总是有限的，不可能完全跟进电子设备的更新速度。这样一来，如何最大化地使用已购设备，同时将资金花在“刀刃”上，及时为师生引进先进设备就成为摆在我院决策和管理层面前的一大难题和挑战了。基于这一问题，我院在各系部上下进行了广泛而深入的交流和探讨，最终提出“少台套、大循环”的基本理念，一方面，充分发挥仪器、设备的利用率，另一方面，通过加强管理，逐步建立起“宽口径、厚基础、重应用、多方向”的实验管理体系，整合并优化现代电子设计课程模块的实验资源，倡导学生亲自动手，学以致用的能力,致力于培养应用型人才。
与先进硬件设备的引进和先进管理理念相配套的是，我系注重采用丰富多样的教学手段以提高实验教学的效果，如充分利用计算机网络和多媒体的优势，借助仿真软件，为学生购置机器人等模型，为学生提供全方位立体的实验教学刺激和环境，让学生在耳濡目染中不知不觉乐于动手、勤于动手，养成基本的实验素养，这点可在我系历届电子竞赛中学生的优异表现中窥见一斑。
4.2教材内容与社会发展高度挂钩
模块化课程改革的一个基本特点就是打破原来学科间的界限，依据一定的目的和标准，对若干学科的教学内容进行整合、重组、优化，形成具有可操作性的模块。具体而言,我系积极响应学院全面开展模块化课程改革的理念和号召，积极开展“电气信息类”专业电子设计技术模块建设，具体而言，就是将传统的数字电路、在系统编程技术、SOPC实践课程三门课程进行重新整合，打破了过去学科间固有的界限，按照市场对电子技术人才需求和知识本身的逻辑体系进行重新编排，重新组合，按照“即学即用”、“活学活用”的原则对各子模块进行最优化组合，将应用型办学理念深入渗透到各个教学环节，内化到师生的教学过程当中，以致力于培养符合市场需求的电子类应用型人才。从日前的改革成效来看，我系所进行的这一现代电子设计技术模块成果是喜人的。
如果说模块化课程改革是为学生精心准备的“主食”和“大餐”的话，那么组织学生开展相关竞赛无疑就是一道道美味可口的“点心”和“佳肴”了。自2007年以来，我系组织学生开展了各种类型和层次的竞赛，取得了丰硕的成果，学生多次获得国家级、省级大奖。这样大张旗鼓大力组织师生投身竞赛活动的初衷就在于为学生提供新的契机和视野，竞赛能够很好地为教材内容补充新鲜血液，及时为师生呈现电子设计技术的最新信息，增强和提高学生的动手能力，这些和我院“地方型、应用型、国际化”的办学定位是相符合的。
4.3理论教学与实验教学紧密联系，各有侧重
对于工科专业而言，如何正确处理好理论教学与实验教学的关系是一道值得认真对待的课题。传统教学中过于重视基础教学，忽视或者不重视实验教学的做法肯定是不对的，但是，我们也不能走入非此即彼的另一个误区，即重视实验教学，忽视理论教学的重要性。我们以为，理论教学和实验教学都是现代电子设计模块的两个非常重要的组成部分，学生需要具备扎实的电子设计基础知识，在这个基础上，学生的实验教学会进行的比较顺利，同时因为学生的基础知识掌握得系统、扎实，那么，在实验教学的过程当中，当学生头脑中更好的创意的时候，才有可能付诸实践并进而激发更多的灵感和创意。
在我系电子设计模块化教学的过程，采用的正是基于理论教学与实验教学并重，两者互为基础这样一种理念，比如电子设计技术模块理论和实验采用的便是灵活穿插的这样一种方式，当理论知识要验证、强化、延伸的时候，实验教学及时地跟上，什么时候需要上理论，什么时候需要上实验，能够实现比较灵活的切换，学生在书本上学到的知识能够得到及时的动手操作和强化，往往学习效果也最佳。
4.4实验体系丰富，层次多样
解决了理论教学与实验教学的关系，接下来面临的问题就是如何建立多层次、丰富的实验教学体系了。传统的实验教学是理论教学的辅助，依附于理论教学，数量上验证性实验居多，类型上比较单一，加上实验室管理未必到位，导致学生参与实验教学的积极性有限，实验教学的功效不能得到有效发挥。鉴于此，在现代电子设计技术模块在设计实验教学中，充分发挥了“即学即用”的原则，为学生提供丰富多样的实验体系，满足不同口味和需求的学生的需要。我系在“宽口径、厚基础、重应用、多方向”的指导思想下，积极建立相对独立的实验教学体系，有计划有步骤地调整实验教学内容，逐步减少验证性实验的比例，增加综合设计型实验和创新型实验的比例，建立起集验证性实验、综合型实验和创新型实验于一体的综合性实验教学体系。在实验教学过程中，通过创设宽松的氛围，引导学生积极探索，鼓励学生大胆设想并实践自己的猜测和设想，从而培养学生自主学习，主动探究，分析问题和解决问题的能力，为将来的职业生涯奠定良好的基础，比如在综合设计型实验中，我们鼓励学生根据个人兴趣和偏好自主选题，在为学生提供的实验指导书中，只为学生提供一些基本的资料题，留白部分就需要学生独立完成了，这就需要学生自己依据所学知识，多方查阅相关资料，最后再提交可行的实验方案交与老师进行探讨和完善。无疑，在学生选择可行的实验方案，制定详细的实验步骤，完成实验计划的过程中，学生的动手能力，自主意识和创新能力都得到了全面的提升。
4.5让实验教学地位得到充分体现
对于应用型高校，要培养面向市场面向社会的电子技术人才，这就意味这，相对研究型高校而言，需要更加重视实验和实践教学，唯有如此，才能促进学生动手能力，实践能力等综合素养的提升，为社会培养应用型电子技术人才。以我系电子设计技术课程模块实验教学为例，我系在领导班子的部署下，采取了一系列积极的举措，如自2007年下半年，成立专门的实验技术教研室：实验室成员主要由中青年博士和硕士担任，由他们来承担系里的绝大部分实验教学和其它实践教学的工作，确保实践教学的教师班子基础扎实；又如积极鼓励并组织中青年教师（特别是实验教师）担任学生的第二课堂指导教师，这一方面能有效提高我系学生的创新意识、创新能力、培养学生动手能力等综合素养，另一方面也能积极调动一线教职工的积极性，为他们走在电子信息技术的最前沿，立足课堂教学实践，不断总结反思搭建了一个崭新的平台，八年来，我系取得了丰硕的成果，搭建了从教学理念、教师团队、活动内容、组织形式、管理模式到年度考核等方面一体化的第二课堂实践平台。
4.6加强应用型师资队伍建设
建设一支高素质的实验室师资队伍对于实验教学而言，具有举足轻重的作用，所有物的因素，包括先进的理念，方式方法等要起作用，都必须依托教师这一能动要素才能起作用，这是因为：再好的理念，若不能被教师所理解，领会并实践到起教学科研的过程当中去，也会是海市蜃楼，不能成为现实的美景；再好的设备，若没有得到合理的组织和管理，也会丧失起先进的理由和价值，不能物尽其用；再好的模块化教学，内容设置得再合理再精巧，若没有好的教师团体去实现它，也会泯然于众不能凸显其实际的价值。
鉴于此，我系在充分挖掘人的要素方面做出了新的探索。首先，积极组织青年教师参加合肥学院青年教师大奖赛，切实提高一线青年教师的教学水平和实践操作素养，具体到实践教学这一块时，我系在教学环节、实验步骤、操作规范、操作流程等方面都作了较详尽的规范和指导。第二，组织青年教师单人第二课堂指导教师，去企业挂职锻炼。一般而言，系统化的学科知识总是滞后于生产一线的，这在瞬息万变的信息化社会更是如此，因
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而，为加强我系实验教师培养，丰富他们的社会实践经验，切实提高他们的业务能力和教学水平，及时更新观念和知识体系，提升我系“双师型”教师的综合素质，组织青年教师去企业挂职锻炼，使其熟悉企业的基本情况和对电子行业知识的需求。第三，以电子信息与电气工程系这一团体组织为依托，积极鼓励中青年教师，特别是实验教师开展与企业的横向合作课题。这一举措对于更好地激发青年教师了解企业发展最新动态的热情，挖掘青年教师参与横向课题研究的潜力，提高我系教职工科研水平、理论教学和实践教学水平发挥了不可估量的作用和影响，充分体现了学院“地方型、应用型、国际化”的办学定位。
5 结语
总而言之，我系紧跟学院模块化教学改革的步伐，围绕现代电子设计技术课程模块的实验室建设和教学改革教学进行的系列改革成效显著，为我系培养应用型电子信息人才提供了新思路，这对于其他高校的实验教学改革具有积极意义。
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