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中圖分類號:G647 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)01(a)-0228-01
畢業(yè)設(shè)計作為本科生尤其是工科類專業(yè)大學(xué)生的最后一個教學(xué)實踐環(huán)節(jié),旨在鍛煉學(xué)生對于大學(xué)階段所學(xué)專業(yè)知識和基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力,具有十分重要的作用。但隨著高校擴招等各種因素的影響,畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量持續(xù)下滑的問題凸顯,也是目前高等教育中亟需解決的問題之一。作為一名近幾年一直從事工科類專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)老師來講,在分析問題出現(xiàn)原因的基礎(chǔ)上進行了一些思考,也提出一些自己的想法希望能夠?qū)τ诒究飘厴I(yè)設(shè)計的教學(xué)有所參考。
1 畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量下滑的原因分析
1.1 主觀因素
主觀因素主要體現(xiàn)為3個主體:學(xué)生、指導(dǎo)老師和管理者。首先,3個主體中的大部分人對于畢業(yè)設(shè)計的重要性在主觀意識上都太淡?。汗芾碚邽榱俗非缶蜆I(yè)率,即使學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量很差,也能順利給予畢業(yè);指導(dǎo)老師并不是從培養(yǎng)學(xué)生、提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)出發(fā),而只是為了完成管理者交給的工作量,對于畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)流于形式,或者干脆為學(xué)生代勞;學(xué)生則在一屆一屆的畢業(yè)生中獲得真?zhèn)鳎弘S便做做就可以畢業(yè),學(xué)校不會卡,不讓通過的話指導(dǎo)老師也沒有面子。
其次,雖然管理者制定了一系列的規(guī)章制度來督促、保證畢業(yè)論文質(zhì)量,但大部分操作起來難度較大,不符合實際;受高校擴招的影響,每個指導(dǎo)老師所帶學(xué)生比較多,很多指導(dǎo)老師難以拿出足夠多合適的畢業(yè)設(shè)計題目分配給學(xué)生,對于每周的答疑也是疲于應(yīng)付,最終草草了事;要想達到畢業(yè)設(shè)計的目的,需要學(xué)生能夠綜合利用所學(xué)知識解決實際問題,但往往很多學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)薄弱,很多知識需要重新學(xué)習(xí)、領(lǐng)會,但又面臨畢業(yè)和就業(yè),并不想把過多的精力放在上面,而只想著各種捷徑能夠完成。
最后,3個主體之間的不協(xié)調(diào)動作最終導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量難以達到預(yù)期。管理者希望指導(dǎo)老師能夠帶出高質(zhì)量的畢業(yè)論文,而難以提供針對教師的專業(yè)培訓(xùn)和學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計所需的一些硬件條件;有些指導(dǎo)老師希望能帶出好的畢業(yè)設(shè)計出來,每次在辦公室充滿期待地希望學(xué)生能夠按照自己的指導(dǎo)開展工作,但每次結(jié)果都是學(xué)生的毫無進展,導(dǎo)致身心俱憊,也不愿好好指導(dǎo);有些學(xué)生也希望能夠好好完成畢業(yè)設(shè)計,但管理者激勵措施不足,遇到的指導(dǎo)老師布置的題目或者太難,或者太易,對畢業(yè)設(shè)計也慢慢失去了興趣。
1.2 客觀因素
導(dǎo)致本科畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量下滑的客觀因素主要體現(xiàn)在以下幾點:畢業(yè)設(shè)計的時間安排不太合理,剛好與學(xué)生找工作或者考研的時間撞車,導(dǎo)致學(xué)生前期根本無法好好了解、熟悉課題,也就無法很好地進入下一階段的工作;受高校擴招的影響,目前在高校中與畢業(yè)學(xué)生相比,師資相對缺乏,導(dǎo)致一位老師需要帶很多學(xué)生,會影響指導(dǎo)的質(zhì)量;大學(xué)從精英教育到大眾教育的轉(zhuǎn)換過程中,課程的設(shè)置寬泛但不夠深入,實踐環(huán)節(jié)相對薄弱,導(dǎo)致學(xué)生知識面雖廣但對畢業(yè)設(shè)計中的某些知識點難以掌握;大部分高校對于畢業(yè)設(shè)計所必備的軟、硬件資源不足,導(dǎo)致很多具有創(chuàng)新性的課題難以實現(xiàn)等。
2 提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的一些思考
從以上的分析可以看出,目前畢業(yè)設(shè)計中存在的問題較多導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量難以得到保證。但也從另外一方面給我們以后的改進提供了一定的途徑和方法,下面就如何提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量提出自己的思考和建議。
(1)從管理層面上,首先要制定完善可行的畢業(yè)設(shè)計管理辦法,在畢業(yè)設(shè)計時間的安排上重新部署,尤其對于工科類學(xué)生,注重實踐環(huán)節(jié)的時間投入;要逐步實行末位淘汰制,讓學(xué)生從開始就要意識到畢業(yè)設(shè)計的重要性,這是非常重要的一點;加強對師資尤其是青年教師的培訓(xùn),提高教師在指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計中的重要指導(dǎo)作用;重視過程監(jiān)督,成立由校、院、系三級專家與管理人員組成的檢查組,負責整個畢業(yè)設(shè)計過程的監(jiān)督與檢查;針對優(yōu)秀的指導(dǎo)教師和學(xué)生,采取適當?shù)募畲胧?,比如在職稱晉升中加分,給予一定的物質(zhì)和榮譽獎勵等。
(2)從教師層面上,首先要逐步提高自己的能力,增強畢業(yè)設(shè)計的意識;對于承擔的多個畢業(yè)設(shè)計任務(wù),盡量采取課題小組的方法。即多個學(xué)生共同去完成1個課題,每個學(xué)生完成課題的一部分或者完成不同參數(shù)下的同一類課題。這樣,既利于教師指導(dǎo)學(xué)生,也方便學(xué)生間的相互討論;與企業(yè)多多建立聯(lián)系,采取校企結(jié)合的模式共同指導(dǎo)學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計,也是目前較好地一種方式,比較受學(xué)生歡迎;針對學(xué)生掌握知識情況、興趣方向的不同,設(shè)立不同的畢業(yè)設(shè)計課題形式或題目,并且從單純地重形式、格式向重過程方向轉(zhuǎn)變。
(3)從學(xué)生層面上,首先要充分意識到畢業(yè)設(shè)計是對以往知識的總結(jié)、對以后工作的重要性;選擇或者自己尋找合適的、感興趣的課題開展畢業(yè)設(shè)計;注重與指導(dǎo)教師的交流,遇到問題及時溝通;在時間的把握上,要權(quán)衡處理工作或考研與畢業(yè)設(shè)計的時間分配,避免一頭重、一頭輕的現(xiàn)象。
積極借鑒國外的一些經(jīng)驗并開展試點探索也是很好的途徑之一。比如日本的擇彌教學(xué)法:在課堂研討過程中,教師和學(xué)生處于一種平等地位,自由商討,相互切磋,營造活躍的學(xué)術(shù)氛圍。在大三時即開設(shè)論文指導(dǎo)研討課程,作為撰寫論文的前期步驟,到大四再開始開題撰寫論文。此做法除了可以使指導(dǎo)畢業(yè)論文工作在過程上得到重視,還可以使學(xué)生提前進入畢業(yè)設(shè)計,而且為師生交流建造了一個平臺,也有利于建設(shè)和諧校園。
另外,充分利用通信網(wǎng)絡(luò)的作用,構(gòu)建畢業(yè)論文管理系統(tǒng)。目前,指導(dǎo)老師帶畢業(yè)生寫論文大部分采用傳統(tǒng)見面的方式進行論文指導(dǎo)工作,這種方式所帶來的缺點顯而易見:學(xué)生見老師需要預(yù)約、找地方、然后再見面等步驟,隨著導(dǎo)師所帶學(xué)生的增加,導(dǎo)師的工作量將會越來越大,并且也是一件十分費時的事情??梢試L試通過動態(tài)網(wǎng)頁,使指導(dǎo)老師和學(xué)生能利用這個系統(tǒng)隨時進行論文指導(dǎo)和交流,不但提高了導(dǎo)師的工作效率,也使學(xué)生得到了更充分和及時的指導(dǎo),更有利于學(xué)校對畢業(yè)論文的管理,提高畢業(yè)論文質(zhì)量。
3 結(jié)語
目前,畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量問題已成為高校教育中不可忽略的問題之一。2001年教育部《關(guān)于加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》(4號文件)也指出,“要高度重視畢業(yè)實習(xí),提高畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)論文的質(zhì)量”。其實,要做好這項工作,根本在于要高度重視,只有學(xué)校、教師、學(xué)生都加以重視,做好各項制度保證,才能進一步提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。
參考文獻
本科畢業(yè)設(shè)計作為本科教學(xué)過程中重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),是高等學(xué)校人才培養(yǎng)計劃中一個不可或缺的組成部分。畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量是衡量高等學(xué)校教育、教學(xué)質(zhì)量的重要標志,反映了高校的辦學(xué)水平。通過本科畢業(yè)設(shè)計,學(xué)生可以在科學(xué)研究中逐步加深對所學(xué)理論知識的理解和掌握,整合知識體系,在以后的生產(chǎn)過程中樹立正確的工作學(xué)習(xí)態(tài)度。因此,本科畢業(yè)設(shè)計無論是對學(xué)生還是對教師,都是一個重要的實踐項目,在改革學(xué)校教學(xué)體系、推動教學(xué)方法創(chuàng)新等方面具有十分重要的作用[1],[2]。
1.畢業(yè)設(shè)計存在的問題
隨著教育體制的逐步轉(zhuǎn)變,本科畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量面臨著嚴峻的考驗。目前,材料成型及控制工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計仍普遍存在一些問題。
1.1專業(yè)教師資源匱乏,缺少實踐經(jīng)驗。
近年來各高校招生規(guī)模不斷擴大,在校大學(xué)生人數(shù)急劇增加,造成了本來就有限的教學(xué)資源更加緊張。與此同時,新引進教師多為青年教師,不論在教學(xué)、科研方面,還是工程實踐方面都缺乏經(jīng)驗,在一定程度上影響了畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。更有些教師工作太忙,由課題組的博士生或碩士生帶本科生做畢業(yè)設(shè)計,自己卻不聞不問,師生間缺乏交流,教師的科研水平對學(xué)生并未起到良好的指導(dǎo)作用。
1.2學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計態(tài)度不夠端正。
畢業(yè)設(shè)計時間基本上安排在畢業(yè)前半學(xué)期,應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下,由學(xué)生獨立完成。此時,學(xué)生需要花費一定的時間和精力聯(lián)系工作,或是到企業(yè)實習(xí),一部分考研的同學(xué),這期間需要準備研究生復(fù)試,等等,無法保證畢業(yè)設(shè)計必要的時間和精力。更有相當一部分同學(xué)并未把畢業(yè)設(shè)計作為個人能力培養(yǎng)與素質(zhì)提高的有效手段,而只是一項任務(wù),選題方面盡量選難度較低的。另外,由于材料成型及控制工程專業(yè)主要設(shè)計金屬焊接、表面處理,以及防腐方向,在畢業(yè)設(shè)計的過程中,實踐操作占主要部分。這樣,部分同學(xué)實驗不親自做,抄襲、拼湊和照搬照抄現(xiàn)象嚴重,致使論文內(nèi)容與題目不符。
1.3選題不合理。
大多數(shù)學(xué)生選題具有盲目性,在了解課題內(nèi)容和對個人能力估計不足的前提下,僅憑興趣選題,有不切實際之嫌。對于材控專業(yè)的學(xué)生,主修課程主要是金屬冶金理論,但有些同學(xué)為了逃避實驗,選擇純軟件模擬的課題,而數(shù)學(xué)理論又過于薄弱,致使畢業(yè)設(shè)計過程艱難。
1.4畢業(yè)設(shè)計答辯“被應(yīng)付”。
畢業(yè)設(shè)計答辯作為畢業(yè)設(shè)計的最后一個階段。許多學(xué)校已經(jīng)建立了完善的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)和規(guī)章制度,但往往實際執(zhí)行力度不夠,尤其是在畢業(yè)答辯考核要求放松,勢必導(dǎo)致學(xué)生也持有“應(yīng)付了事”的心態(tài)。因畢業(yè)設(shè)計不及格而未能按時畢業(yè)的學(xué)生卻是少數(shù),畢業(yè)設(shè)計考核管理工作流于形式。
2.提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的對策
為了真正做好本科畢業(yè)設(shè)計工作,提高畢業(yè)論文質(zhì)量,需要解決上述出現(xiàn)的問題及弊端,使畢業(yè)設(shè)計不僅僅是一項任務(wù),而能夠在此過程中,不論是教師的業(yè)務(wù)水平,還是學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力都得以提高。
2.1科學(xué)選題。
合理選題既是對教師的要求,又是對學(xué)生的要求。很多畢業(yè)設(shè)計都是延用往年的題目,無法與科技發(fā)展和社會進步相匹配,也導(dǎo)致學(xué)校畢業(yè)設(shè)計水平停步不前[3]。教師在制定題目時,首先應(yīng)緊密結(jié)合本專業(yè)的培養(yǎng)目標及教學(xué)要求,覆蓋本專業(yè)主修課程及專業(yè)課等,結(jié)合一定的實際生產(chǎn)知識,在畢業(yè)設(shè)計過程中培養(yǎng)學(xué)生綜合分析及靈活運用能力。其次,選題應(yīng)具有一定的創(chuàng)新性,注重對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課題只有具備新理論、新技術(shù)、新工藝、新內(nèi)容或新方案,才能使畢業(yè)設(shè)計充滿挑戰(zhàn),才能開闊學(xué)生的視野,擴大學(xué)生的知識面,從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
2.2加強教師的管理和隊伍建設(shè)。
畢業(yè)設(shè)計具有較強的綜合性和實踐性,對指導(dǎo)教師要求比較高,指導(dǎo)教師不僅應(yīng)具有系統(tǒng)扎實的專業(yè)理論知識,同時還需要具備豐富的實踐與實際操作經(jīng)驗[4]。首先,努力調(diào)整教師隊伍結(jié)構(gòu),綜合考慮教師年齡、知識結(jié)構(gòu)、實踐能力,以及業(yè)務(wù)素質(zhì)等因素,加大對指導(dǎo)教師的培養(yǎng)力度,不是一朝一夕的事情,通過參與工程項目、指導(dǎo)學(xué)生實習(xí)等途徑,積累經(jīng)驗,為指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。其次,實行人才激勵機制。鼓勵青年教師出成果、提高科研學(xué)術(shù)水平,對于在畢業(yè)設(shè)計中的優(yōu)秀指導(dǎo)教師提出鼓勵和表彰。最后,高校教師應(yīng)加強個人職業(yè)道德和人格修養(yǎng),畢竟教師的人格魅力在指導(dǎo)學(xué)生中具有重要作用。
2.3加強學(xué)生思想教育,端正學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計的態(tài)度。
畢業(yè)設(shè)計程序性較強,是一個循序漸進的過程,著重培養(yǎng)學(xué)生嚴謹求實、誠實守信的科研精神,堅決杜絕抄襲及剽竊現(xiàn)象的發(fā)生。在這個過程中,首先應(yīng)做好學(xué)生的思想教育工作,從思想上重視畢業(yè)設(shè)計工作,使其充分認識到畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用,同時起著學(xué)生從校園走向社會的橋梁作用,畢業(yè)設(shè)計工作對以后工作起到良好的引導(dǎo)作用。通過這種教育,學(xué)生能夠?qū)Ξ厴I(yè)設(shè)計有更深刻的理解,從而端正畢業(yè)設(shè)計的態(tài)度。
2.4強化畢業(yè)設(shè)計過程管理,嚴把畢業(yè)答辯關(guān)。
在畢業(yè)設(shè)計中堅持“工作抓落實,重點抓質(zhì)量”的工作原則,綜合考慮論文質(zhì)量、平時成績、答辯表現(xiàn)等方面對本科畢業(yè)設(shè)計進行全面考核。在答辯工作中,做到細化、量化、公開化,答辯成績應(yīng)由答辯委員會或答辯小組認真組織答辯,根據(jù)學(xué)生的論文質(zhì)量水平、答辯表現(xiàn),以及平時表現(xiàn)科學(xué)評定成績,給出評語,真正使學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計(論文),獲得綜合運用知識及創(chuàng)新的能力、調(diào)查研究、中外文獻檢索與閱讀的能力,學(xué)會針對設(shè)計問題及案例設(shè)計、分析能力。尤其是材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生,在現(xiàn)代材料加工領(lǐng)域內(nèi)從事產(chǎn)品開發(fā)、工藝設(shè)計、生產(chǎn)過程管理和經(jīng)營管理等方面得到更好的發(fā)展[5]。
參考文獻:
[1]王金風,馮,高長根.普通院?!皺C械類”專業(yè)畢業(yè)設(shè)計存在的問題與對策[J].鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院(社會科學(xué)版),2007,8(4):144-146.
[2]劉春玲.加強畢業(yè)設(shè)計管理提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量[J].高校講壇,2010,21:724-725.
一、本科學(xué)生畢業(yè)論文的目的和內(nèi)容
二、管理信息系統(tǒng)開發(fā)的主要步驟
三、計算機專業(yè)所選開發(fā)工具和注意事項
四、計算機畢業(yè)論文撰寫格式
五、畢業(yè)論文中正文的寫法和注意事項
六、結(jié)束語的寫法
七、參考文獻列出畢業(yè)論文設(shè)計中主要參考書籍
八、附錄的寫法
九、論文評分的能用標準
一、本科學(xué)生畢業(yè)論文的目的和內(nèi)容
本科學(xué)生在畢業(yè)之前必須做畢業(yè)論文,其目的是通過畢業(yè)論文,讓學(xué)生獨立開發(fā)一個具體的計算機應(yīng)用項目,系統(tǒng)地進行分析總結(jié)和運用學(xué)過的書本知識,以鞏固本科階段所學(xué)的專業(yè)理論知識,并給予一個理論聯(lián)系實際的機會。
為了便于實施和管理,規(guī)定網(wǎng)絡(luò)學(xué)院計算機相關(guān)專業(yè)本科學(xué)生畢業(yè)論文主要以開發(fā)一個管理信息系統(tǒng)為畢業(yè)實踐的課題,每個畢業(yè)生通過獨立開發(fā)一個具體的管理信息系統(tǒng),掌握開發(fā)一個比整完整的管理信息系統(tǒng)的主要步驟,并從中獲得一定的實際經(jīng)驗。
二、管理信息系統(tǒng)開發(fā)的主要步驟
管理信息系統(tǒng)開發(fā)的主要步驟及各步驟的基本內(nèi)容如下:
1、系統(tǒng)分析
主要工作內(nèi)容有以下幾項:確定系統(tǒng)目標,系統(tǒng)可行性分析
2、系統(tǒng)調(diào)查
系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)、職能結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程分析。其中系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)圖應(yīng)畫成樹狀結(jié)構(gòu)。
系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程分析、業(yè)務(wù)流程圖
3、數(shù)據(jù)流程分析
數(shù)據(jù)流程圖(系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖、頂層圖、一層數(shù)據(jù)流圖、二層數(shù)據(jù)流圖)、數(shù)據(jù)詞典、代碼設(shè)計
4、管理信息系統(tǒng)的功能設(shè)計
系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖,每個功能模塊的主要工作內(nèi)容、輸入輸出要求等。
系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖
5、數(shù)據(jù)庫設(shè)計
概念模型設(shè)計:實體、實體間的聯(lián)系、E-R圖
關(guān)系模式設(shè)計:E—R圖->關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換規(guī)則
關(guān)系模式
數(shù)據(jù)庫表設(shè)計:數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)
6、系統(tǒng)物理配置方案
7、人機界面設(shè)計
8、模塊處理概述
9、系統(tǒng)測試和調(diào)試:測試計劃、測試用例、測試結(jié)果
三、開發(fā)工具和注意事項
1、開發(fā)工具
開發(fā)工具可由學(xué)生任選。如Delphi、FoxPro、VB、Access等,這些工具的使用全由學(xué)生自學(xué)。
2、注意事項
(1)項目開發(fā)步驟的完整性(系統(tǒng)需求分析、概念設(shè)計、物理設(shè)計、系統(tǒng)環(huán)境和配置、系統(tǒng)實施以及系統(tǒng)測試和調(diào)試等)
(2)每個開發(fā)步驟所得結(jié)果的正確性(業(yè)務(wù)流程圖、數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)詞典、HIPO圖、E-R圖、關(guān)系模式、人機界面設(shè)計及模塊處理等的詳細分析和說明)
(3)論文整體結(jié)構(gòu)的完整性(前言、各個具體步驟的敘述和分析、結(jié)語、參考文獻和有關(guān)附錄)
(4)提供軟件系統(tǒng)的可執(zhí)行盤片及操作說明書
(5)參考資料(列出必要的參考資料)
四、畢業(yè)論文撰寫格式
注意:1.每個步驟都要有文字說明和論述2.各個步驟必須是有機的組合,不可以支離破碎不成一體。
一、封面
二、摘要用約200-400字簡要介紹一下論文中闡述的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點
三、主題詞用一、二個詞點明論文所述內(nèi)容的性質(zhì)。(二和三要在同一頁面上)
四、目錄一般采用三級目錄結(jié)構(gòu)。例如第三章系統(tǒng)設(shè)計3.1系統(tǒng)概念結(jié)構(gòu)3.1.1概念模型
五、正文
第一章前言
簡要介紹:組織機構(gòu)概況、項目開發(fā)背景、信息系統(tǒng)目標、開發(fā)方法概述、項目開發(fā)計劃等。
第二章系統(tǒng)需求分析
本章應(yīng)包含:
(1)現(xiàn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)描述
包括業(yè)務(wù)流程分析,給出業(yè)務(wù)流程圖。
具體要求:業(yè)務(wù)流程圖必須有文字說明,圖要完整、一定要有業(yè)務(wù)傳遞的流程。
(2)現(xiàn)行系統(tǒng)存在的主要問題分析
指出薄弱環(huán)節(jié)、指出要解決的問題的實質(zhì),確保新系統(tǒng)更好,指出關(guān)鍵的成功因素。
(3)提出可能的解決方案
(4)可行性分析和抉擇
包括技術(shù)可行性、經(jīng)濟可行性、營運可行性分析和抉擇。
第三章新系統(tǒng)邏輯方案
針對用戶需求,全面、系統(tǒng)、準確、詳細地描述新系統(tǒng)應(yīng)具備的功能。
(1)數(shù)據(jù)流程分析
最主要的是給出數(shù)據(jù)流程圖,要求滿足以下條件:
A.數(shù)據(jù)流程圖必須包括系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖、系統(tǒng)頂層圖、第一層分解圖和第二層分解圖組成。B.系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖確定了從外部項到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流和從系統(tǒng)向外部項的數(shù)據(jù)流,這些數(shù)據(jù)流在其它層次的數(shù)據(jù)流中不允許減少,也不允許增加。各層次內(nèi)部的數(shù)據(jù)流不受關(guān)聯(lián)圖的限制。C.數(shù)據(jù)流應(yīng)有名字。D.外部項和數(shù)據(jù)存儲之間不得出現(xiàn)未經(jīng)加工的數(shù)據(jù)流。E.數(shù)據(jù)流程圖的分解中,必須保持每個分層同其上層加工中的外部項和輸入輸出流相一致。F.各加工之間一般不應(yīng)出現(xiàn)未經(jīng)數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)流。G.數(shù)據(jù)存儲之間不得出現(xiàn)未經(jīng)加工的數(shù)據(jù)流。H.數(shù)據(jù)存儲可以分解。I.若有查詢處理,應(yīng)在數(shù)據(jù)流程圖中表達。J.統(tǒng)計和打印報表不在數(shù)據(jù)流圖中表達。
(2)數(shù)據(jù)詞典描述
可采用圖表格式或較緊湊的記錄格式描述A、若采用圖表格式,可只寫出數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)元素、加工、數(shù)據(jù)存儲和外部項各一個表。B、若采用緊湊的記錄格式,則應(yīng)列出全部成分。如數(shù)據(jù)元素:編號名稱存在于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)備注E1入庫數(shù)據(jù)F1/F3/F11/F15入庫單號日期貨號數(shù)量E2出庫數(shù)據(jù)F1/F3/F11/F15出庫單號日期貨號數(shù)量C、據(jù)流程圖中系統(tǒng)頂層圖的數(shù)據(jù)加工都必須詳盡寫出。
(3)基本加工小說明
可采用結(jié)構(gòu)化語言、數(shù)學(xué)公式等描述各個基本加工。
第四章系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)軟件模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計A、系統(tǒng)軟件模塊結(jié)構(gòu)圖,并由此導(dǎo)出功能分解圖及層次式菜單結(jié)構(gòu)。B、系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)應(yīng)與數(shù)據(jù)流程圖的頂層圖的加工一致。
(2)數(shù)據(jù)庫設(shè)計A、應(yīng)按下列次序闡述各個元素:實體、實體的屬性、實體間聯(lián)系、E-R圖、轉(zhuǎn)換規(guī)則、關(guān)系模式。B、在介紹實體的屬性時,不應(yīng)包括聯(lián)系屬性,聯(lián)系屬性直至關(guān)系模式中才出現(xiàn)。C、數(shù)據(jù)流程圖中的每個數(shù)據(jù)存儲可隱含于E-R圖中的多個實體。D、E-R圖中的實體要與數(shù)據(jù)流程圖中的數(shù)據(jù)存儲相對應(yīng)。每個實體要指出實體的標識碼(主碼)。對每個實體或聯(lián)系應(yīng)列出其應(yīng)有的屬性(用列舉的方法)。E、E-R圖中至少要有一個多對多的聯(lián)系。F、必須嚴格按照轉(zhuǎn)換規(guī)則從E-R圖產(chǎn)生數(shù)據(jù)關(guān)系模式集,需要時作必要的優(yōu)化,并說明理由。G、對于一對一的聯(lián)系,只應(yīng)把任一個實體的主碼放在另一個實體中作為外碼。H、一對多聯(lián)系也可以產(chǎn)生新的關(guān)系模式,如要這樣做,必須說明理由。I、多對多聯(lián)系,或三元聯(lián)系必須產(chǎn)生新的關(guān)系模式。J、關(guān)系模式的個數(shù)和名字要與E-R圖中的實體和聯(lián)系相一致。K.、每個關(guān)系模式中要用下橫線標出主碼,后隨的符號“#”標出外碼。L、若有代碼對照表可在最后列出,需另加說明。
(3)計算機系統(tǒng)配置方案的選擇和設(shè)計
給出硬件配置,系統(tǒng)軟件配置,網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)配置(可選)等內(nèi)容。
(4)系統(tǒng)總體安全性、可靠性方案與措施。
第五章系統(tǒng)詳細設(shè)計
(1)代碼設(shè)計基本數(shù)據(jù)項的代碼格式。
(2)人機界面設(shè)計給出人機界面視圖(輸入輸出接口,屏幕格式設(shè)計等)
(3)模塊處理過程根據(jù)軟件環(huán)境做不同處理??刹捎媚_本、程序流程圖、結(jié)構(gòu)化的PDL語言等。
第六章實施概況
(1)實施環(huán)境和工具的比較選擇
(2)編程環(huán)境、工具、實現(xiàn)與數(shù)據(jù)準備概況
(3)系統(tǒng)測試概況主要包括測試計劃、測試用例、測試記錄。
(4)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方案及實現(xiàn)概況
(5)系統(tǒng)運行與維護概況
六、結(jié)束語
(1)系統(tǒng)特色、局限與展望
(2)實施中遇到的挫折、創(chuàng)新、體會與致謝
七、參考文獻列出畢業(yè)論文設(shè)計中主要參考書籍
序號、書名或文章名、作者名、出版社或雜志名、出版日期或雜志期號。
八、附錄
(1)列出部分有一定代表性的程序代碼段
(2)操作說明書
九、論文評分標準
1、A等
系統(tǒng)正確無誤,系統(tǒng)功能完善,設(shè)計步驟完整正確,實用性強,有一定的創(chuàng)新性,論文結(jié)構(gòu)嚴謹,表述流暢。
2、B等
系統(tǒng)基本正確,系統(tǒng)功能基本完善,設(shè)計步驟基本完整正確,有一定的實用性,論文結(jié)構(gòu)良好,表述基本流暢。
3、C等
系統(tǒng)有少量錯誤,系統(tǒng)功能不夠完善,設(shè)計步驟欠完整,基本上沒有實用性,論文結(jié)構(gòu)一般,表述基本清楚。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)49-0059-02
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,社會經(jīng)濟體制的轉(zhuǎn)型,地方高等院校對于專業(yè)和課程設(shè)置等建設(shè)也正在進一步變革。通信工程作為理工科大學(xué)的一個重要專業(yè),截止2006年6月,我國設(shè)有通信工程本科專業(yè)的學(xué)校達到246所,年招生人數(shù)達三萬人左右,就業(yè)競爭激烈,這給地方院校的通信工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)也帶來了一些新的變化和挑戰(zhàn)。加強課程體系建設(shè),對提高高等教育教學(xué)質(zhì)量,增強社會競爭能力是十分重要的課題。本文針對地方高校通信工程專業(yè)在課程體系建設(shè)中,如何體現(xiàn)專業(yè)特色,培養(yǎng)符合社會需求的應(yīng)用型人才,提高大學(xué)生的就業(yè)競爭力進行探討。
一、通信工程專業(yè)的人才培養(yǎng)
1.通信工程專業(yè)的培養(yǎng)目標。通信工程專業(yè)的培養(yǎng)目標為:本專業(yè)培養(yǎng)能為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù),德智體美全面發(fā)展,具有較高文化素質(zhì)修養(yǎng)、敬業(yè)精神和社會責任感,掌握通信工程及相關(guān)專業(yè)的基本理論知識,能在通信領(lǐng)域中從事設(shè)備研發(fā)、設(shè)計、維護、運營和管理的高級工程技術(shù)人才。對于不同類型的學(xué)校,在滿足本規(guī)范的基本要求的前提下,應(yīng)根據(jù)自身的辦學(xué)定位,體現(xiàn)各自的辦學(xué)特色。
2.通信工程專業(yè)的基本專業(yè)知識體系結(jié)構(gòu)。在構(gòu)建通信專業(yè)知識體系過程中,要努力做到六個統(tǒng)籌考慮:①知識體系與培養(yǎng)目標、培養(yǎng)手段和認知規(guī)律統(tǒng)籌考慮;②專業(yè)知識與人文素質(zhì)教育統(tǒng)籌考慮;③強化基礎(chǔ)理論、拓寬專業(yè)知識面與整合更新教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)籌考慮;④理論課程與實踐課程統(tǒng)籌考慮;⑤必修課程與選修課程統(tǒng)籌考慮;⑥應(yīng)用能力、創(chuàng)新知識與綜合素質(zhì)培養(yǎng)統(tǒng)籌考慮。通信工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)知識體系主要涵蓋四大知識領(lǐng)域,分別是電路與電子學(xué)知識領(lǐng)域、信號系統(tǒng)與控制知識領(lǐng)域、計算機知識領(lǐng)域、電磁場知識領(lǐng)域。
二、課程體系改革措施
在厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)的人才培養(yǎng)基本思想指導(dǎo)下,結(jié)合地方高校發(fā)展的實際,具體措施主要體現(xiàn)在以下幾方面。
1.加強學(xué)科基礎(chǔ)課程的教學(xué),以課程的整體優(yōu)化來指導(dǎo)局部的教學(xué)改革。電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、電磁場與電磁波等課程構(gòu)成了學(xué)科基礎(chǔ)課的核心。為了使學(xué)生在知識結(jié)構(gòu)上具有“基礎(chǔ)扎實、適應(yīng)面廣、實踐能力強”的特點,我們對課程內(nèi)容進行整合更新,優(yōu)化理論課程體系,改進課堂教學(xué)。例如:數(shù)字信號處理課程與信號與系統(tǒng)課程的知識合理分配。數(shù)字電子技術(shù)中,EDA知識與專業(yè)課中FPGA的應(yīng)用知識的整合;電磁場與電磁波和微波技術(shù)、天線技術(shù)的知識體系優(yōu)化;信息論與通信原理內(nèi)容合理分配等等。另一方面,我校通信工程專業(yè)在自治區(qū)內(nèi)是從高考一本線以上招生,學(xué)生素質(zhì)相對較好,其中有一部分學(xué)生面臨考取研究生的需求,針對電子信息類考研的課程,突出重點,加強這方面的理論教學(xué)。既滿足了學(xué)生進一步深造的需求,也實現(xiàn)了厚基礎(chǔ)、寬口徑的培養(yǎng)理念。
2.增加通信工程專業(yè)導(dǎo)論課。開設(shè)通信工程專業(yè)導(dǎo)論課,是為了使通信工程專業(yè)的同學(xué)在大學(xué)一年級時,就能領(lǐng)先一步了解自己所學(xué)專業(yè)的重要現(xiàn)實意義,以及應(yīng)用環(huán)境。進而在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)中能有針對性地對組成通信框架的各個部分的具體細節(jié)做深入的學(xué)習(xí)和理解,從而避免學(xué)習(xí)的盲目性和一二年級時的迷茫心理。
3.面向社會需求、改進專業(yè)課程教學(xué)。通信領(lǐng)域是當今技術(shù)更新最快的領(lǐng)域之一,各種通信技術(shù)層出不窮,對人才的需求呈現(xiàn)出新的特點:一是3G已進入商用,各大運營商要完成3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),GSM和3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人才需求急劇擴大;二是通信設(shè)備制造商近年來發(fā)展迅速,對從事研發(fā)和生產(chǎn)類的技術(shù)性人才需求旺盛,尤其是具有掌握通信理論,電子設(shè)計能力人才需求呈現(xiàn)較大缺口;三是集通信網(wǎng)絡(luò)、軟件設(shè)計一體的科技公司對人才的需求旺盛,基于3G平臺的應(yīng)用開發(fā)將是目前的急需人才。因此,在總體把握“夯實基礎(chǔ)、拓寬口徑、強化個性、善于創(chuàng)新”的基礎(chǔ)上,推進人才培養(yǎng)的分類指導(dǎo),在專業(yè)課教學(xué)方面,采用模塊化教學(xué),以適應(yīng)社會需求的多樣性和通信技術(shù)的飛速發(fā)展。根據(jù)社會需求,我們對畢業(yè)生就業(yè)情況的調(diào)查,主要就業(yè)領(lǐng)域分布在①GSM和3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、通信網(wǎng)的設(shè)計、施工等領(lǐng)域;②在通信設(shè)備制造商從事售前、售中、售后等技術(shù)服務(wù);③通信運營企業(yè),從事電信運營、管理;④有線電視公司以及其他專用通信部門,如民航、部隊等。為此,根據(jù)專業(yè)方向,設(shè)置相應(yīng)的專業(yè)選修課模塊。通信網(wǎng)絡(luò)與交換方向。該專業(yè)培養(yǎng)在現(xiàn)代通信網(wǎng)與交換等多個層面上,進行現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用、工程設(shè)計、設(shè)備制造和網(wǎng)絡(luò)運營的高級技術(shù)人才。培養(yǎng)目標是熟悉通信設(shè)備和系統(tǒng)的基本原理與性能,掌握通信系統(tǒng)構(gòu)架與組網(wǎng)技術(shù)。具有網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與建設(shè)、管理與運維等操作能力,同時掌握通信基本理論,具有較為深厚的專業(yè)系統(tǒng)知識。適應(yīng)通信領(lǐng)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、設(shè)備及信息交換、傳輸、處理方面的應(yīng)用、安調(diào)與維護工作。主要專業(yè)課程有:計算機通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),現(xiàn)代交換技術(shù),光纖通信、微波與天線、移動通信、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代通信工程設(shè)計等。就業(yè)方向:通信設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)、電信運營商、公安、民航、廣電等特定行業(yè)需求的人才。計算機通信(寬帶數(shù)據(jù)通信方向)。本專業(yè)培養(yǎng)從事計算機網(wǎng)絡(luò)及寬帶數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)備進行現(xiàn)場安裝、配置、調(diào)試、管理與維護第一線的高素質(zhì)技能型人才。培養(yǎng)目標是:掌握數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)通信的基本原理,計算機軟硬件基本操作,寬帶接入、數(shù)據(jù)庫開發(fā)與維護等技術(shù)。具有較強的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、施工、維護等基本能力,并具有跟蹤寬帶數(shù)據(jù)通信的新技術(shù)、新發(fā)展的能力。主干課程:計算機通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用、操作系統(tǒng)、JAVA語言及其應(yīng)用、交換機與路由器配置技術(shù)、光纖通信技術(shù)、移動通信技術(shù)、現(xiàn)代程控交換技術(shù)、寬帶接入網(wǎng)技術(shù)等。就業(yè)方向:面向通信企事業(yè)單位從事計算機通信和數(shù)據(jù)通信等相關(guān)工作,也可到各類網(wǎng)絡(luò)公司從事網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)工作。
4.適應(yīng)社會的畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)的指導(dǎo)方式。根據(jù)教學(xué)計劃,畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)實習(xí)基本都安排在第八學(xué)期。這期間,許多用人單位的崗前培訓(xùn)、見習(xí)期也都安排在這期間進行。這往往造成學(xué)生投入畢業(yè)設(shè)計的時間和精力的不足,達不到預(yù)期效果。因此,畢業(yè)設(shè)計可以分兩大類,一類是學(xué)生在校內(nèi)選做校內(nèi)指導(dǎo)教師的題目;另一類是在校外,根據(jù)學(xué)生在見習(xí)單位的實習(xí)情況,指導(dǎo)學(xué)生選擇好結(jié)合崗位、生產(chǎn)實際的畢業(yè)設(shè)計題目,并與企業(yè)協(xié)商,聘請有經(jīng)驗的現(xiàn)場工程技術(shù)人員進行聯(lián)合指導(dǎo),共同完成指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計工作。這樣,既完成了畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)的教學(xué)環(huán)節(jié),提高了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力,又滿足了用人單位的實際需求,使學(xué)生較快地進入工作角色,也進一步提高了學(xué)生的就業(yè)競爭力。
三、問題與思考
盡管經(jīng)過幾年的改革與建設(shè),通過采取上述一系列措施,使得我們地方院校的通信工程專業(yè)的課程體系方面,更加符合我校的實際情況。但我們也清醒地認識到,專業(yè)建設(shè)的發(fā)展與經(jīng)濟社會快速發(fā)展對高等教育的要求還有很大差距。主要表現(xiàn)在:①實驗室硬件的建設(shè),在同類院校中具有絕對優(yōu)勢的亮點項目不多;②師資隊伍中缺乏具有較高水平的學(xué)術(shù)帶頭人;③產(chǎn)學(xué)研合作雖取得了顯著的進展,但是形式單一;④畢業(yè)生就業(yè)率持續(xù)走高,受到社會的好評,但是在重要的技術(shù)崗位或關(guān)鍵崗位的人數(shù)還不多。因此,我們根據(jù)地方院校的特點,從課程體系調(diào)整、課堂教學(xué)改進等方面對應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進行探討,目的就是更好地培養(yǎng)具有自己專業(yè)特色的適應(yīng)社會需要的有用人才。
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2網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實驗室的建設(shè)規(guī)劃與設(shè)計方案
綜合上節(jié)所述,問題的核心在于找尋和設(shè)計出一種既能兼顧滿足各種教學(xué)環(huán)節(jié)需求、又能分階段集成且一次性投入不高的可行方案。通過深入地分析比較和實踐探索,筆者所在的課題組提出了如圖2所示的一種可行的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實驗室建設(shè)方案。該方案通過逐步添購、分階段調(diào)整到位配套的計算機與聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的方式,可使新建專業(yè)實驗室提供不同的、可逐步擴展的實驗條件。例如:在一次性投入的初期,可以提供8人一組一桌、一次支持2-3個行政班(共12個組/桌)的實驗教學(xué)條件。若每班以32人計,則一次可支持3個行政班約96人同時上實驗課,每8人一組,共12組,每組配備一臺服務(wù)器、2臺路由器、2臺交換機、8臺PC機;然后,根據(jù)資金情況和可能性,通過分期分批階段性擴展,改善每實驗組/桌的配套設(shè)備數(shù)。這樣的每個實驗組/桌,不僅可以保障學(xué)生人手一臺PC機,同時還可以通過配置,使每實驗組/桌的設(shè)備自成子網(wǎng)或以VLAN劃分,獨立構(gòu)成一個典型的LAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境,并能提供各種B/S、C/S架構(gòu)的集成開發(fā)環(huán)境。實驗組/桌上的服務(wù)器,可由學(xué)生根據(jù)項目需要自主安裝和支配使用,條件不足時,可通過Vmware等虛擬技術(shù)構(gòu)建多服務(wù)器OS系統(tǒng),條件允許時,可通過添置多臺物理硬件構(gòu)建服務(wù)器集群環(huán)境。實驗組/桌上的路由器/交換機設(shè)備,可供在相關(guān)課程中進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置、IOS系統(tǒng)操作等課內(nèi)實驗項目、課程設(shè)計或畢業(yè)設(shè)計題目以及認證培訓(xùn)項目中使用。在數(shù)量上仍不足的,亦可通過在PC機上安裝模擬器軟件的方式,開展設(shè)備配置類實驗和學(xué)生研究型課題;條件允許時,還可支持遠程開放式實驗,即通過遠程登錄方式連接至設(shè)備進行IOS系統(tǒng)的配置。DMZ區(qū)的服務(wù)器群還可為各門專業(yè)課程的教學(xué)提供基礎(chǔ)性的公共資源存儲與共享,或者作為實驗室的網(wǎng)管或安全方面的基礎(chǔ)設(shè)施,例如提供給網(wǎng)絡(luò)管理、信息安全等課程作攻擊用的靶機實例。每實驗組即每張桌面上的設(shè)備連接拓撲可采用圖3所示的邏輯設(shè)計,具體到實際的物理環(huán)境中,可視環(huán)境因素合理進行布局調(diào)整和擺放。
3網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實驗室后期建設(shè)與管理芻議
3.1實驗教學(xué)體系的建設(shè)實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力方面所具有的獨特作用與優(yōu)勢,要求我們在實驗內(nèi)容設(shè)計、實驗教學(xué)方法改革、實驗教學(xué)體系完善等內(nèi)涵建設(shè)上要下大力氣、花真功夫。一方面,要認真研究如何對實驗內(nèi)容進行系統(tǒng)地優(yōu)化組合,把培養(yǎng)目標真正融入到實驗課程和實驗項目中;另一方面,要積極探索對實驗教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革和實踐,積極尋求能夠真正突出學(xué)生在實踐中進行自主性和創(chuàng)新性活動的主體地位的解決之道,盡量使學(xué)生能夠較早地接觸網(wǎng)絡(luò)工程和技術(shù)實現(xiàn)過程中的實際問題,并較早地參與初步的科學(xué)研究和創(chuàng)新活動。在此基礎(chǔ)上,研究建立多層次、一體化、開放式的實驗教學(xué)新體系,將系統(tǒng)訓(xùn)練、技能培養(yǎng)和開放實驗相結(jié)合,把單純?yōu)檎n程實驗教學(xué)服務(wù)的實驗室轉(zhuǎn)化為立體化的教學(xué)資源和能夠為多元目標服務(wù)的實驗條件,提高實驗室建成后的功效?;谶@一理念,筆者所在的教研室全體成員不僅針對新建的實驗室進行了課內(nèi)實驗項目的再設(shè)計,而且整合了各門相關(guān)課程的配套課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計課題等工作的需求,使新建實驗室可統(tǒng)一支持下述8大類課題型的實踐項目活動的開展:①網(wǎng)絡(luò)工程項目規(guī)劃/方案設(shè)計類題目②網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備配置實現(xiàn)類題目③應(yīng)用服務(wù)配置實現(xiàn)類題目④基于套接字編程的數(shù)據(jù)通信傳輸類題目⑤Web站點開發(fā)設(shè)計類題目⑥網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的協(xié)議仿真/算法實現(xiàn)類題目⑦網(wǎng)絡(luò)管理及信息安全編程類題目⑧學(xué)生自擬的網(wǎng)絡(luò)方向研究探索類題目3.2實驗室管理規(guī)范的建設(shè)通常,一個專業(yè)實驗室的建設(shè)需要分階段實施,首先實現(xiàn)階段性的目標。如在基礎(chǔ)建設(shè)階段,需要完成必備設(shè)備的購置、安裝、調(diào)試,開出相應(yīng)的實驗項目,實現(xiàn)能夠初步為專業(yè)方向的一系列課程提供實驗教學(xué)服務(wù);在第二步的規(guī)范性建設(shè)階段,通過實驗室的系列化規(guī)范管理制度的建設(shè),為師生提供符合規(guī)范的開放式實踐教學(xué)體系;在第三步的拓展性建設(shè)階段,則要充分綜合利用實驗室的條件和資源,變單純的實驗教學(xué)條件為立體化的、能夠為多元目標服務(wù)的多層次的一體化教學(xué)資源;而在第四步的穩(wěn)定運行階段,則需要新建實驗室在健全完善的管理制度下,發(fā)揮最大的功效和作用,為師生提供一個優(yōu)良的實驗教學(xué)和研究環(huán)境。因此,基于階段性建設(shè)、流程化管理的理念,實驗室的管理規(guī)范、制度建設(shè)亦不容忽視。[5]例如:如何安排設(shè)計實驗室的開放制度?有關(guān)實驗室日常運行維護方面的管理規(guī)定,實驗檔案記錄等等。
為使機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,有機會將所學(xué)到的各門專業(yè)課的知識綜合性地應(yīng)用到接近于生產(chǎn)實際的過程中,為他們走上工作崗位后應(yīng)用這種新的理念打下基礎(chǔ),學(xué)院除了建立適合于現(xiàn)代教學(xué)法模式的幾個獨立的專業(yè)實驗室外,籌建了一個開放式自動化綜合實驗室。在這個綜合實驗室中,我們開發(fā)了一套完全接近于生產(chǎn)實際的模塊化柔性制造系統(tǒng),由省部共同投資。實驗室的開放性主要體現(xiàn)在兩個方面:一是系統(tǒng)組成具有開放性,系統(tǒng)中不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備可相互兼容,便于以后擴展;二是實驗室資源具有開放性,實驗室可面向校內(nèi)外各種層次的學(xué)生或培訓(xùn)學(xué)員,做到資源共享,擴大受益面。
1 FMS系統(tǒng)組成
柔性制造系統(tǒng)機電一體化訓(xùn)練設(shè)備,包含一條閉環(huán)柔性輸送裝置和六自由度并聯(lián)加工中心(加工站)、三自由度數(shù)控雕刻機及其控制系統(tǒng)、四自由度上料檢測站及其控制系統(tǒng)、搬運站、安裝站、安裝搬運站、智能分類站、現(xiàn)場總線、多層次立體原料庫及其控制系統(tǒng)、多層立體成品庫及其控制系統(tǒng)、自動化輸送線及變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、PLC數(shù)據(jù)采集及物料監(jiān)控系統(tǒng)、系統(tǒng)監(jiān)控及管理控制軟件。
工業(yè)控制計算機通過運動控制卡發(fā)送位置信號給旋轉(zhuǎn)立體上料庫電機驅(qū)動器,電機驅(qū)動器驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)一定角度,實現(xiàn)零件位置對準,同時設(shè)置檢測開關(guān),通過PLC采集至計算機,判斷托盤上相應(yīng)位置是否存在零件。自動上料機器人將待加工物料送至加工位置后,系統(tǒng)驅(qū)動鎖緊裝置進行物料定位固定,上位機按指定程序控制六自由度并聯(lián)機器人,進行零件前序的加工。在主界面中點擊數(shù)控雕刻機控制按鈕,進人數(shù)控雕刻機控制界面,三自由度數(shù)控雕刻機主要實現(xiàn)對工件端面的雕刻,通過用戶編制G代碼也可以用軟件將模型轉(zhuǎn)化為G代碼,然后通過計算機的串口將G代碼傳到雕刻機,雕刻機執(zhí)行G代碼。
零件前序加工完畢后,計算機控制零件搬運機器人將加工完的零件搬運至下一工序的加工位置。
在主界面中點擊立體倉庫狀態(tài)按鈕,進人立體倉庫狀態(tài)界面。立體倉庫狀態(tài)是用來實時顯示立體倉庫倉位的占用情況,系統(tǒng)實時檢測各個倉位的狀態(tài),然后系統(tǒng)給碼垛機發(fā)指令決定碼垛機下一次將裝配的成品放人哪個倉位,操作者通過觀察狀態(tài)位的圖標情況,操作者就可以知道哪個倉位是否為空,并且知道各個倉位物件的重量,通過生產(chǎn)統(tǒng)計還可以知道立體倉庫一共有多少個成品,每一類成品的個數(shù)及總重量。
2系統(tǒng)特點
(1)包含多種關(guān)鍵技術(shù)及單元,使學(xué)生了解更多的知識;機器人技術(shù);物流倉儲自動控制系統(tǒng);立體倉庫;自動輸送線;自動碼垛機;物流倉儲管理和監(jiān)控;PLC控制系統(tǒng);傳感器技術(shù);計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù);計算機控制;網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控技術(shù);數(shù)據(jù)庫技術(shù);多軸運動控制器;氣動技術(shù);步進電機及驅(qū)動;伺服電機及驅(qū)動;VC,VB等高級語言編程。
(2)結(jié)合機電教學(xué),編制了的實驗指導(dǎo)書,包含多個實驗:為了方便教學(xué)實際使用,我們?yōu)橄到y(tǒng)提供了專門實驗指導(dǎo)書,其內(nèi)容涵蓋機械、控制、機器人示教、插補、自動裝配、碼垛等多項實驗,供本科生、??粕脱芯可鷮I(yè)選開,教師也可以根據(jù)實際情況,在實驗指導(dǎo)書的基礎(chǔ)上增開設(shè)計性、綜合性實驗。
(3)交互式圖形化操作界面:系統(tǒng)控制軟件采用WINDOWS操作系統(tǒng),具有交互式和圖形化特點,操作簡單易學(xué),自動化程度高,使教師和學(xué)生在很短的時間之內(nèi)就可以掌握對系統(tǒng)的操作。
(4)豐富的狀態(tài)反饋功能:通過計算機與各單元及傳感器的通訊,將系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的狀態(tài)顯示在操作界面上,使操作者通過計算機隨時了解系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的工況、狀態(tài)、運行數(shù)據(jù),掌握系統(tǒng)運行狀態(tài)。
(5)完善的生產(chǎn)及物料存儲統(tǒng)計功能:根據(jù)現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)的特點及倉儲物流的發(fā)展動向,不但在工作過程和原理上仿真實際生產(chǎn)過程,而且開發(fā)了生產(chǎn)及物料存儲數(shù)據(jù)庫,根據(jù)系統(tǒng)的運行隨時記錄和分析生產(chǎn)和存儲數(shù)據(jù)。
(6)開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu):為了增強學(xué)生的參與性,系統(tǒng)采用了開放式結(jié)構(gòu),提供了完善的控制功能動態(tài)鏈接庫和二次開發(fā)函數(shù),不用了解底層復(fù)雜的時序和操作過程,只需要在VC或VB中簡單的幾行代碼,學(xué)生即可開發(fā)出自己的運動或控制功能,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
(7)網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控:系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控模塊,使操作者在操作系統(tǒng)的同時,也可通過電腦屏幕實時觀看系統(tǒng)的實際運行狀況。同時對于有條件的學(xué)校,可將控制計算機與校園網(wǎng)相連解,使更多的學(xué)生和老師通過網(wǎng)絡(luò)觀看現(xiàn)場實驗過程,提高系統(tǒng)利用率,也可實現(xiàn)遠程教學(xué)。
3如何應(yīng)用FMS進行本科實驗教學(xué)
由于近年來高校的擴招,學(xué)生人數(shù)大幅上升,而大型實驗設(shè)備臺套數(shù)少;而且大型實驗設(shè)備的實驗通常包括編程、上機、結(jié)果分析等,需要的時間較長。因此,大型設(shè)備開設(shè)的實驗不能簡單的照搬其它實驗教學(xué)的模式。我們分別探索了以下幾種模式:
3. 1開設(shè)綜合設(shè)計性實驗
本中心老師提出項目申請,參加學(xué)校實驗室設(shè)備管理處組織的“工程實踐”和機電工程學(xué)院組織的“機電一體化實訓(xùn)中心”項目。這些項目結(jié)合指導(dǎo)老師的科研項目,通過雙向選擇接受學(xué)校相關(guān)專業(yè)本科三年級以上的學(xué)生參加。學(xué)生分為2-4人一組;在教師的指導(dǎo)下,首先查閱文獻和學(xué)習(xí)FMS的有關(guān)知識,編制程序,上機測試;實驗的內(nèi)容根據(jù)項目的研究內(nèi)容而定,一般涉及多種設(shè)備;實驗時間根據(jù)老師和學(xué)生雙方商定,實行彈性制,不拘泥于課堂安排的時間。由于學(xué)生人數(shù)少,在實驗過程中可以做到師生面對面的隨時交流。
例如:作業(yè)計劃與調(diào)度教學(xué)實驗。
“作業(yè)計劃與調(diào)度教學(xué)實驗”的內(nèi)容是讓學(xué)生根據(jù)給定的加工工件信息,設(shè)計一個單件小批量零件加工的“作業(yè)計劃與調(diào)度”的仿真系統(tǒng),使目標函數(shù)“最長流程時間”的值最小,然后對仿真結(jié)果進行驗證。實驗的目標是:使學(xué)生加深對“作業(yè)計劃與調(diào)度”概念的理解,掌握車間調(diào)度的方法,培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。實驗系統(tǒng)要具備以下功能:
(1)提供一個很好的、有代表性的研究對象,也就是使學(xué)生知道他們是在那個車間、那個環(huán)境為加工那些工件設(shè)計“作業(yè)計劃與調(diào)度”的方案;
(2)提供一個很好的仿真環(huán)境及工具,用來建立仿真模型,使學(xué)生形象直觀地看到車間調(diào)度的運行過程;
(3)提供實現(xiàn)“作業(yè)計劃與調(diào)度”的算法和軟件開發(fā)環(huán)境,使學(xué)生了解并掌握該算法的原理,并在仿真環(huán)境中實現(xiàn)算法,得到仿真結(jié)果;
(4)提供一個真實環(huán)境,如FMS車間或可真正運行的FMS車間模型,在此環(huán)境中對上面得到的仿真結(jié)果進行驗證。
針對“FMS教學(xué)實驗系統(tǒng)”只討論一種特殊情況,即最長流程時間Fmax的計算先討論n/m/P/Fmax問題,目標函數(shù)是使最長流程時間最短。最長流程時間又稱作加工周期,它是從第一個工件在第一臺機器開始加工時算起,到最后一個工件在最后一臺機器上完成加工時為止所經(jīng)過的時間,由于假設(shè)所有工件的到達時間都為零(Ri,I=1 ,2 ,3,…,n),所以Fmax等于排在末位加工的工件在車間的停留時間,也等于一批工件的最長完工時間C max 。
設(shè)n個工件的加工順序為S=(S1 ,.S2 , ……,,Sn),其中Si為排第i位加工的工件的代號。以CK(Si)表示工件Si在機器Mk上的完工時間,Pk表示工件Si在Mk上的加工時間,K=1,2,3,……,m;i=1 ,2, ……,n,
式(1)是一個遞推公式,當由式(1)得出Cm(sn)時,F(xiàn)max、就求得了。在熟悉以上公式之后,可以直接在加工時間矩陣上從左向右計算完工時間。對于某一工作地,在給定的一段時間內(nèi),順次決定下一個被加工的工件。
3. 2開設(shè)選修課
由于學(xué)習(xí)FMS的有關(guān)知識,需要學(xué)生們具有一定的專業(yè)知識;而且大型設(shè)備一般只有一套設(shè)備,要面向?qū)W生人數(shù)眾多的本科生開設(shè)實驗課有一定的難度。因此,我們首先開設(shè)了FMS的選修課。在講授FMS技術(shù)的理論知識的基礎(chǔ)上,開設(shè)FMS的上機實驗課,學(xué)生分為3 -5人一組。由于課堂講授FMS的時間有限,加之是選修課;因此,在實驗課之前,面對設(shè)備再介紹一次設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)和用途等,以加深學(xué)生的印象;然后指導(dǎo)學(xué)生編制程序、適當?shù)纳蠙C操作,輔導(dǎo)學(xué)生處理實驗結(jié)果。
3. 3為本科畢業(yè)設(shè)計提供實驗
本科生的畢業(yè)論文是進行專業(yè)基本技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),同時也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維方法、提高動手和解決問題能力的不可缺少的過程。參加本科畢業(yè)論文的學(xué)生,有充分的時間利用所掌握的專業(yè)基礎(chǔ)知識,解決具體的問題;因此畢業(yè)論文是本科生學(xué)習(xí)和掌握大型實驗設(shè)備的一個非常好的機會。
4 FMS進行本科教學(xué)的體會和希望
4. 1 FMS進行本科教學(xué)的效果
通過上述三種方式向本科生開放大型實驗設(shè)備,對學(xué)生選擇專業(yè)有一定的幫助,也增加了學(xué)生參加推薦免試研究生和就業(yè)等的競爭力。例如,一名機電學(xué)院的學(xué)生參加了“FMS研究”項目后,對數(shù)控技術(shù)有關(guān)知識和應(yīng)用有了一定的了解和興趣,報考研究生時選擇數(shù)控技術(shù)專業(yè)。另一名機電學(xué)院的學(xué)生參加“開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究”,學(xué)習(xí)了切削圖形設(shè)計、數(shù)控雕刻機及其控制系統(tǒng)等一系列操作,在老師的指導(dǎo)下自己操作選擇刀具和切削參數(shù),觀察不同的切削過程,加深了所學(xué)的理論知識,熟悉了作業(yè)計劃與調(diào)度的原理、立體倉庫的基本操作;該生通過面試后順利地被華中科技大學(xué)錄取為研究生。
近年來為了適應(yīng)地方經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要,拓寬人才培養(yǎng)領(lǐng)域,在開設(shè)綜合性實驗項目和選修課時,也接受其他學(xué)院的學(xué)生。學(xué)生結(jié)束項目后,對所參加的研究工作非常有興趣。
相比較而言,綜合設(shè)計性實驗效果明顯好于選修課的實驗。前者由于有充分的時間,我們摒棄了傳統(tǒng)的驗證實驗的模式,采取了“雙向互動”,教師以更多的精力啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力,調(diào)動其主動性和積極性,發(fā)揮他們運用所學(xué)的知識去解決實際問題。對這種實驗?zāi)J剑瑢W(xué)生表現(xiàn)出極大的興趣。這種實驗教學(xué)模式,不僅拓展了學(xué)生現(xiàn)代科學(xué)技能的理論和知識;在實驗方法,應(yīng)用技能方面也得到了提高,為他們今后走上社會,服務(wù)于社會,縮短理論與實踐的差距奠定了良好的基礎(chǔ)。