序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇工業(yè)機(jī)器人畢業(yè)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

中圖分類號：G642.477 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2017.04.019

Abstract Robots are the hot topic in graduation design of many undergraduates from engineering majors currently. Body is the most important part of a robot， and its design is the basis of other parts of the robot， such as control， vision and touch. In this paper， the common mistakes of graduation design of undergraduates about robot bodies are summarized and the corresponding solutions are provided. This work will help undergraduates to design robot bodies better， and to give some references to the relevant instructor to control the quality of graduation design.

Key words graduation design； robot； body design； undergraduates

0 引言

C器人作為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志，是中國實現(xiàn)中國制造2025的關(guān)鍵。機(jī)器人已成為高校工科專業(yè)關(guān)心的熱門主題，許多工科專業(yè)本科生的畢業(yè)論文主題與機(jī)器人有關(guān)。畢業(yè)設(shè)計是普通高等學(xué)校培養(yǎng)人才極為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在煅煉學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的各種理論知識和技能進(jìn)行全面、系統(tǒng)地解決實際問題的能力。然而，許多本科生在畢業(yè)設(shè)計中對機(jī)器人本體進(jìn)行設(shè)計時，對一些重要的設(shè)計方法理解不到位，進(jìn)行了錯誤的設(shè)計。

1 機(jī)器人本體運動學(xué)計算分析中的常見錯誤分析

機(jī)器人的運動學(xué)分析包含位置正反解、速度正反解和加速度正反解。運動分析是機(jī)器人力學(xué)分析、工作空間分析和控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。因此，只要本科生的畢業(yè)設(shè)計中涉及機(jī)器人本體設(shè)計，必然包含運動學(xué)分析。運動學(xué)分析的核心是建立位置正反解、速度正反解、加速度正反解的數(shù)學(xué)模型。許多本科生在進(jìn)行機(jī)器人的運動學(xué)計算分析時常出現(xiàn)如下錯誤。

1.1 位置分析中運用解析法和數(shù)值法的錯誤分析

位置求解的本質(zhì)是求解一組有約束方程構(gòu)成的非線性方程組。解析法是指從約束方程求解出描述機(jī)器人的驅(qū)動輸入角（線）位移與末端執(zhí)行器輸出位姿之間關(guān)系的一個嚴(yán)格的函數(shù)表達(dá)式。這種函數(shù)表達(dá)式的重要特征是給出任意的自變量就可以求出其因變量。數(shù)值法是指在給定驅(qū)動輸入位移（或末端執(zhí)行器輸出位姿）條件下對約束方程采用某些數(shù)學(xué)算法，如數(shù)值逼近法、插值法等獲得一個近似于真實末端執(zhí)行器輸出位姿（或驅(qū)動輸入位移）的解。一般而言，位置分析更希望得到解析解，因為有了解析解，后續(xù)的運動性能分析、力學(xué)性能分析和工作空間分析更加方便，但很多時候只能得到位置分析的數(shù)值解。

對于機(jī)器人位置分析，本科生在畢業(yè)設(shè)計中常見的錯誤如下：

（1）誤判解析解和數(shù)值解。根據(jù)機(jī)器人中的幾何限定關(guān)系列出約束方程后，僅僅從方程的形式上很難判斷出它們是否能被解析法求解。由于有的解析求解過程較為復(fù)雜，許多本科生在求解過程遇到困難時就斷定沒有解析解，但實際上解析解卻存在。

（2）把解析法誤認(rèn)為數(shù)值法。有的學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中求解機(jī)器人本體的位置正解和反解時，有時把平臺參數(shù)和桿長參數(shù)指定為具體數(shù)值，能夠方便得到求解結(jié)果，卻稱這是數(shù)值解。

（3）亂用數(shù)學(xué)算法方法求得數(shù)值解。對于解析解分析過程太過復(fù)雜或用現(xiàn)有的數(shù)學(xué)手段無法得到解析解時，數(shù)值解是必然選擇。但數(shù)值算法有很多，許多本科生在畢業(yè)設(shè)計中不知該選擇那種算法才有效，大多是憑感覺選擇。

對于上述錯誤，本科生在進(jìn)行相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計時應(yīng)該掌握的一個一般規(guī)律：串聯(lián)機(jī)器人位置反解和并聯(lián)機(jī)器人的位置正解一般很難得到解析解，大多數(shù)只能通過數(shù)學(xué)算法得到數(shù)值解。其次，應(yīng)該注意解析法和數(shù)值法的內(nèi)涵區(qū)別，只有用了數(shù)值逼近、迭加或搜索等算法才能稱為數(shù)值法。目前較為有效的數(shù)值算法是牛頓-拉夫遜方法，其要點是把非線性方程求解過程變成反復(fù)地對相應(yīng)的線性方程進(jìn)行求解的過程。

1.2 用求導(dǎo)法建立速度和加速度模型的錯誤分析

如果求出的位置解表達(dá)式不復(fù)雜，對其直接求導(dǎo)能得到速度模型，對其求二次導(dǎo)就可以得到加速度模型。但當(dāng)位置解表達(dá)式很復(fù)雜導(dǎo)致它的導(dǎo)數(shù)不能求出時，只能采用別的方法進(jìn)行速度和加速度模型。

本科生在畢業(yè)設(shè)計中一般都采用求導(dǎo)法來分析機(jī)器人的速度和加速度。如確實能求導(dǎo)的他們就列出求導(dǎo)后的結(jié)果。如本來不能求導(dǎo)的他們就只列出表示求導(dǎo)的式子，只是形式上完成了速度和加速度分析，這種做法實質(zhì)上是錯誤的。

對于不能用求導(dǎo)法進(jìn)行速度和加速度分析的機(jī)器人，基于螺旋理論的影響系數(shù)法是一個很好的方法。該方法不需要求導(dǎo)，能極簡單顯示表達(dá)出機(jī)器人本體的正反速度和加速度模型。

2 仿真分析中的錯誤分析

為了證明已建立的機(jī)器人的運動學(xué)數(shù)學(xué)模型是否正確，往往需要用計算機(jī)軟件建立機(jī)器人的仿真模型進(jìn)行分析驗證。常用來建立機(jī)器人仿真模型的軟件有Solidworks、UG、Matlab、Adams、Ansys等。只有當(dāng)仿真結(jié)果與計算結(jié)果一致時，數(shù)學(xué)模型才能被認(rèn)為是正確的。進(jìn)一步才能將數(shù)學(xué)模型用于控制算法中，或用來分析機(jī)器人的性能。只有在正確的數(shù)學(xué)模型上所開展的研究才是有意義的。

但是關(guān)于仿真分析，一些本科生在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計中出現(xiàn)了如下錯誤：

（1）將Matlab計算結(jié)果誤認(rèn)為是仿真結(jié)果。由于運動學(xué)分析中涉及的約束方程一般需要借助Matlab 軟件編程求解。在程序中給定輸入值可以得到輸出值，進(jìn)一步根據(jù)這些值可以繪制出曲線。一些本科生在畢業(yè)設(shè)計中誤認(rèn)為這些值和曲線就是Matlab仿真得到的。

（2）缺少計算值與仿真值的對比。一些本科生在畢業(yè)設(shè)計中雖然完成了仿真分析并列出了仿真結(jié)果，卻沒有和計算分析的結(jié)果進(jìn)行對比。

（3）誤認(rèn)為毫米級誤差就可以算正確。一些本科生在畢業(yè)設(shè)計中雖然進(jìn)行了仿真結(jié)果和計算結(jié)果的對比，但有的出現(xiàn)了毫米級的誤差，就認(rèn)為這樣的誤差是可以忽略的，認(rèn)為建立的數(shù)學(xué)模型是正確的。

τ諫鮮齟砦螅本科生在進(jìn)行相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計中應(yīng)該正確認(rèn)識用Matlab軟件進(jìn)行計算和仿真的區(qū)別：編寫程序求解約束方程是計算而非仿真，Matlab軟件中用于機(jī)器人本體仿真的模塊是SimMechanics。僅僅列出仿真結(jié)果和計算結(jié)果，而不進(jìn)行對比分析，那么仿真是沒有意義的。由于計算機(jī)軟件的計算和仿真默認(rèn)的數(shù)值精度是10～8毫米，考慮到截斷誤差和累積誤差，計算結(jié)果和仿真結(jié)果的誤差一般是微米級。出現(xiàn)毫米級誤差說明計算結(jié)果和仿結(jié)果是不一致的，需要重新檢查數(shù)學(xué)模型和仿真模型，直到誤差很小。

3 基于雅克比矩陣進(jìn)行性能評價的錯誤分析

早期，關(guān)于機(jī)器人的研究主要集中在串聯(lián)機(jī)器人。雅克比矩陣的條件數(shù)被用來評價串聯(lián)機(jī)器人的靈活性和可操作性。近幾十年，并聯(lián)機(jī)器人取得了蓬勃發(fā)展。許多本科生在畢業(yè)設(shè)計中進(jìn)行并聯(lián)機(jī)器人的本體設(shè)計時，也用雅克比矩陣的條件數(shù)來評價其性能。然而， 2006年法國著名機(jī)器人專家Merlet 教授論證了不能用條件數(shù)來評價含有轉(zhuǎn)動和移動輸出的并聯(lián)機(jī)器人。究其原因是有混合輸出的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的雅可比矩陣量綱不一致，將導(dǎo)致條件數(shù)沒有明確的物理意義。

2006年后，許多并聯(lián)機(jī)器人的專家開始了新的性能評價指標(biāo)研究，主要集中在基于螺旋理論的力傳遞指標(biāo)與運動傳遞指標(biāo)。近些年機(jī)器人領(lǐng)域的國際和國內(nèi)權(quán)威期刊上的論文基本沒有用條件數(shù)來評價有轉(zhuǎn)動和移動輸出的并聯(lián)機(jī)器人。因此，對于畢業(yè)設(shè)計中涉及有轉(zhuǎn)動和移動輸出的并聯(lián)機(jī)器人，用雅克比矩陣的條件數(shù)來評價其性能是錯誤的，建議從力傳遞性能和運動傳遞性能指標(biāo)來進(jìn)行評價。

4 結(jié)論

機(jī)器人已成為高校工科專業(yè)師生研究的熱門主題，許多大學(xué)生畢業(yè)論文大多涉及機(jī)器人本體設(shè)計。本文對本科生畢業(yè)設(shè)計中涉及機(jī)器人本體運動學(xué)計算分析，仿真分析和性能評價中的常見錯誤進(jìn)行了分析，并提供了解決辦法。本文的工作有助于本科生正確地進(jìn)行機(jī)器人本體設(shè)計，提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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一、 選題的目的和意義

據(jù)統(tǒng)計,我國60 歲以上的老年人已有1.12 億。伴隨老齡化過程中明顯的生理衰退就是老年人四肢的靈活性不斷下降，進(jìn)而對日常的生活產(chǎn)生了種種不利的影響。此外，由于各種疾病而引起的肢體運動性障礙的病人也在顯著增加，與之相對的是通過人工或簡單的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行的康復(fù)理療已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足患者的要求。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這個特殊群體已得到更多人的關(guān)注，治療康復(fù)和服務(wù)于他們的產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量也在相應(yīng)地提高，因此服務(wù)于四肢的康復(fù)機(jī)器人的研究和應(yīng)用有著廣闊的發(fā)展前景。

目前世界上手功能康復(fù)機(jī)器人的研究出于剛起步狀態(tài)，各種機(jī)器人產(chǎn)品更是少之又少，在國內(nèi)該領(lǐng)域中尚處于空白狀態(tài)，臨床應(yīng)用任重而道遠(yuǎn)，因此對手功能康復(fù)機(jī)器人的研究有廣闊的應(yīng)用前景和重要的科學(xué)意義。

目前大多數(shù)手功能康復(fù)設(shè)備存在以下一些問題：康復(fù)訓(xùn)練過程中，缺乏對關(guān)節(jié)位置、關(guān)節(jié)速度的觀測和康復(fù)力的柔順控制，安全性能有待提高;大多數(shù)手功能康復(fù)設(shè)備沒有拇指的參與;感知功能差，對康復(fù)治療過程的力位信息和康復(fù)效果不能建立起有效地評價。本課題針對以上問題，采用氣動人工肌肉驅(qū)動的手指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人實現(xiàn)手指康復(fù)訓(xùn)練的多自由度運動，不僅降低了設(shè)備成本，更重要的是提高了系統(tǒng)對人類自身的安全性和柔順性，且具有體積小，運動的強(qiáng)度和速度易調(diào)整等特點。

課題的研究思想符合實際國情和康復(fù)機(jī)器人對系統(tǒng)柔順性、安全性、輕巧性的高要求 。它將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于患者的手部運動功能康復(fù)，研究一種柔順舒適、可穿戴的手功能康復(fù)機(jī)器人，輔助患者完成手部運動功能的重復(fù)訓(xùn)練，其輕便經(jīng)濟(jì)、穿卸方便，尤其適于家庭使用，既可為患者提供有效的康復(fù)訓(xùn)練，又不增加臨床醫(yī)療人員的負(fù)擔(dān)和衛(wèi)生保健。

綜上所述，氣動人工肌肉驅(qū)動手指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的設(shè)計是氣壓驅(qū)動與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的新應(yīng)用，具有重要的科學(xué)意義。

二、 國內(nèi)外研究動態(tài)

2.1 國外研究動態(tài)

美國是研究氣動肌肉機(jī)構(gòu)最多的國家，主要集中在大學(xué)。

華盛頓大學(xué)的生物機(jī)器人實驗室從生物學(xué)角度對氣動肌肉的特性作了深入研究，從等效做功角度建模，并進(jìn)行失效機(jī)理分析，制作力假肢和仿人手臂用于脊椎反射運動控制研究。

vanderbilt 大學(xué)認(rèn)知機(jī)器人實驗室(cognitive robotics lab, crl)研制了首個采用氣動肌肉驅(qū)動的爬墻機(jī)器人，并應(yīng)用于驅(qū)動智能機(jī)器人(intelligent soft-arm control, isac)的手臂。

伊利諾伊大學(xué)香檳分校的貝克曼研究所對圖像定位的5自由度soft arm 機(jī)械手采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高精度位置控制和軌跡規(guī)劃。亞利桑那州立大學(xué)設(shè)計了并聯(lián)彈簧的新結(jié)構(gòu)氣動肌肉驅(qū)動器，可以同時得到收縮力和推力，并與工業(yè)界合作開發(fā)了多種用于不同部位肌肉康復(fù)訓(xùn)練的小型醫(yī)療設(shè)備。

英國salford 大學(xué)高級機(jī)器人研究中心對氣動肌肉的應(yīng)用作了長期的系統(tǒng)研究，開發(fā)了用于核工業(yè)的操作手、靈巧手、仿人手臂以及便攜式氣源和集成化氣動肌肉，目前正在研究10 自由度的下肢外骨骼以及仿人手的遠(yuǎn)程控制。

法國國立應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(instituted national dissidences appliqués, insa)研究了氣動肌肉的動靜態(tài)性能和多種控制策略，目前正在研制新型驅(qū)動源的人工肌肉以及在遠(yuǎn)程醫(yī)療上的應(yīng)用。

比利時布魯塞爾自由大學(xué)制作了新型的折疊式氣動肌肉用于驅(qū)動兩足步行機(jī)器人，實現(xiàn)了運動控制。

日本bridgestone 公司在rubber tauter 之后又發(fā)明了多種不同結(jié)構(gòu)的氣動肌肉。德國festoon 公司發(fā)明了適合工業(yè)應(yīng)用的氣動肌腱fluidic muscle，壽命可達(dá)1000萬次以上，同時還對氣動肌肉的應(yīng)用作了許多令人耳目一新的工作。英國shadow 公司研制了目前世界上最先進(jìn)的仿人手。美國的kinetic muscles 公司與亞利桑那州立大學(xué)合作開發(fā)了多種用于肌肉康復(fù)訓(xùn)練的小型醫(yī)療設(shè)備。

lilly采用基于滑動模的參數(shù)自適應(yīng)控制策略，實現(xiàn)了單氣動肌肉驅(qū)動的關(guān)節(jié)位置控制。

2.2 國內(nèi)研究動態(tài)

自20 世紀(jì)90 年代以來，我國陸續(xù)開始了氣動肌肉的研究。

北京航空航天大學(xué)的宗光華較早開始?xì)鈩蛹∪獾难芯?，分析了其非線性特性、橡膠管彈性及其自身摩擦對驅(qū)動模型的影響，并應(yīng)用于五連桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)，通過剛度調(diào)節(jié)實現(xiàn)柔順控制。

上海交通大學(xué)的田社平等運用零極點配置自適應(yīng)預(yù)測控制、非線性逆系統(tǒng)控制以及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，實現(xiàn)單自由度關(guān)節(jié)的快速、高精度位置控制。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)的王祖溫等分析了氣動肌肉結(jié)構(gòu)參數(shù)對性能的影響、氣動肌肉的靜動態(tài)剛度特性以及與生物肌肉的比較，提出將氣動肌肉等效為變剛度彈簧，設(shè)計了氣動肌肉驅(qū)動的具有4 自由度的仿人手臂、外骨骼式力反饋數(shù)據(jù)手套和6 足機(jī)器人，采用輸入整形法解決關(guān)節(jié)階躍響應(yīng)殘余震蕩問題。

北京理工大學(xué)的彭光正等先后進(jìn)行了單根人工肌肉、單個運動關(guān)節(jié)以及3 自由度球面并聯(lián)機(jī)器人的位置及力控制，采用了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種智能控制算法，并設(shè)計了6 足爬行機(jī)器人和17 自由度仿人五指靈巧手。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)氣動中心的隋立明博士也通過實驗得到了氣動人工肌肉的一個更簡潔的修正模型和經(jīng)驗公式并對兩根氣動人工肌肉組成的一個簡單關(guān)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行實驗建模和采用位置閉環(huán)的控制方法進(jìn)一步驗證氣動人工肌肉的模型。

上海交通大學(xué)的林良明也對氣動人工肌肉的軌跡學(xué)習(xí)控制進(jìn)行了仿真研究給出了學(xué)習(xí)的收斂性的初步結(jié)論為下一步的學(xué)習(xí)控制奠定了基礎(chǔ)。其中田社平通過對氣動人工肌肉收縮在頻率域上的數(shù)學(xué)模型并對它的結(jié)構(gòu)及其靜動態(tài)特性進(jìn)行了理論分析建立了相應(yīng)的靜態(tài)力學(xué)方程。

2003年付大鵬等，以機(jī)械手抓取物體為分析對象，采用矩陣法來描述機(jī)械手的運動學(xué)和動力學(xué)問題，以四階方陣變換三維空間點的齊次坐標(biāo)為基礎(chǔ)，將運動、變換和映射與矩陣計算聯(lián)系起來建立了機(jī)械手的運動數(shù)學(xué)模型，并提出了機(jī)械手運動系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的新方法，這種方法對機(jī)械手的精密設(shè)計和計算具有普遍適用意義。

2005年車仁煒，呂廣明，陸念力對5自由度的康復(fù)機(jī)械手進(jìn)行了動力學(xué)分析，將等效有限元的方法應(yīng)用到開式的5自由度的康復(fù)機(jī)械手的動力分析中，這種方法比傳統(tǒng)的分析方法建模效率高、簡單快捷，極其適合現(xiàn)代計算機(jī)的發(fā)展，的除了機(jī)械臂的動力響應(yīng)曲線，為機(jī)械手的優(yōu)化設(shè)計及控制提供理論依據(jù)。

2008年北京聯(lián)合大學(xué)張麗霞，楊成志根據(jù)拿取非規(guī)則物品的任務(wù)要求，采用轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)相結(jié)合，設(shè)計了五指型機(jī)器手，手指彎曲電機(jī)與指間平衡電機(jī)耦合驅(qū)動，實現(xiàn)了機(jī)器手的多角度張開、抓握運動方式,對實用型仿人機(jī)器手的機(jī)構(gòu)設(shè)計有參考意義。

2009年楊玉維等人對輪式懸架移動2連桿柔性機(jī)械手進(jìn)行了動力學(xué)研究與仿真，。采用經(jīng)典瑞利.里茲法和浮動坐標(biāo)法描述機(jī)械手彈性變形與參考運動間的動力學(xué)耦合問題， 綜合利用拉格朗日原理和牛頓.歐拉方程并在笛卡爾坐標(biāo)系下，以矩陣、矢量簡潔的形式構(gòu)建了該移動柔性機(jī)械手系統(tǒng)的完整動力學(xué)模型并進(jìn)行仿真。

2009年羅志增，顧培民研究設(shè)計了一種單電機(jī)驅(qū)動多指多關(guān)節(jié)機(jī)械手，能夠很好的實現(xiàn)靈巧、穩(wěn)妥的抓取物體，這個機(jī)械手共有4指12個關(guān)節(jié)。每個手指有3個指節(jié)，由兩個平行四邊形的指節(jié)結(jié)構(gòu)確保手指末端做平移運動，這種設(shè)計方案很好的實現(xiàn)了控制簡單、抓握可靠的目的。

從目前來看，國內(nèi)對氣動人工肌肉的研究仍處于剛起步的階段。有關(guān)氣動人工肌肉的研究與國外還有相當(dāng)?shù)牟罹鄬鈩尤斯ぜ∪庵械脑S多問題，還沒有進(jìn)行深入的研究。此外，采用氣動人工肌肉作為機(jī)器人驅(qū)動器的研究還不成熟。

三、 主要研究內(nèi)容和解決的主要問題

目前大多數(shù)手功能康復(fù)設(shè)備存在以下一些問題:康復(fù)訓(xùn)練過程中，缺乏對關(guān)節(jié)位置、關(guān)節(jié)速度的觀測和康復(fù)力的柔順控制，安全性能有待提高;大多數(shù)手功能康復(fù)設(shè)備沒有拇指的參與;感知功能差，對康復(fù)治療過程的力位信息和康復(fù)效果不能建立起有效地評價。為此，課題主要研究內(nèi)容：設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單，易于穿戴，并且安全、柔順、低成本，使用方便的氣動手功能康復(fù)設(shè)備。對氣動手指康復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)構(gòu)運動學(xué)分析、用mat lab軟件對康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的康復(fù)治療過程的力位信息進(jìn)行仿真分析。

要實現(xiàn)上述的目標(biāo)，系統(tǒng)中需要著重解決的關(guān)鍵技術(shù)有：

(1)基于已有上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人外骨骼機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計，對手指康復(fù)訓(xùn)練方法分析和提煉。 主要包括：人手部的手指彎曲抓握動作分析，氣壓驅(qū)動關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)自由度的優(yōu)化配置。使機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)手指的彎曲、物體的抓握等手部癱瘓患者不能實現(xiàn)的動作。

(2)對機(jī)器人機(jī)械機(jī)構(gòu)的運動學(xué)分析。主要包括：氣壓驅(qū)動的手指關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)械機(jī)構(gòu)的運動學(xué)分析。

(3)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的力位信息仿真。主要包括：用mat lab軟件進(jìn)行機(jī)器人氣壓驅(qū)動終端的力位信息 仿真。

根據(jù)總體方案設(shè)計以及工作量的要求，外附骨骼機(jī)械手系統(tǒng)是上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的一部分，本文主要是研究手指康復(fù)機(jī)械系統(tǒng)運動學(xué)、動力學(xué)分析工作。

四、論文工作計劃與方案

論文工作計劃安排：

2010年9月——2011年6月準(zhǔn)備課題階段：

主要工作：學(xué)習(xí)當(dāng)今最先進(jìn)的機(jī)器人設(shè)計技術(shù);學(xué)習(xí)用matlab軟件進(jìn)行計算仿真及優(yōu)化，查閱國內(nèi)外的資料，對康復(fù)機(jī)械手作初步了解。

2011年7月——2011年9月課題前期階段

主要工作：課題方案設(shè)計，擬寫開題報告，開題。

2011年10月——2012年7月課題中期階段

主要工作：開始具體課題研究工作，根據(jù)已有上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人外骨骼機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)部分設(shè)計，對手指康復(fù)訓(xùn)練方法分析和提煉。研究手指康復(fù)機(jī)械系統(tǒng)運動學(xué)、動力學(xué)分析工作。

2012年8月——2012年12月課題后期階段

主要工作：對手指康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行模擬仿真，對設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善課題。

2013年1月——2013年4月結(jié)束課題階段

主要工作：整理相關(guān)資料，撰寫論文，準(zhǔn)備進(jìn)行畢業(yè)論文答辯。

2013年5月——2013年6月論文答辯階段

主要工作方案：

1. 完成學(xué)位課與非學(xué)位課學(xué)習(xí)的同時，進(jìn)行市場調(diào)研，對手指康復(fù)機(jī)械手作初步了解。

2. 查閱資料，了解氣動手指康復(fù)機(jī)器人的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。

3. 分析已有上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人外骨骼機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)的部分設(shè)計。

4. 對現(xiàn)有手指康復(fù)訓(xùn)練方法設(shè)計進(jìn)行分析和提煉，分析其優(yōu)缺點。

篇（3）

畢業(yè)設(shè)計（論文）環(huán)節(jié)是高職院實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)極為重要的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識分析解決實際問題能力、增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)工作能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、進(jìn)一步提高綜合素質(zhì)的有效教學(xué)手段。

近年來就業(yè)形勢日益嚴(yán)峻、高等職業(yè)教育規(guī)模的擴(kuò)張，畢業(yè)設(shè)計期間又恰逢學(xué)生尋找工作等諸多客觀因素的影響，使得畢業(yè)設(shè)計出現(xiàn)了很多質(zhì)量問題。具體表現(xiàn)在：（1）大部分學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計不重視，不能處理好畢業(yè)設(shè)計、頂崗實習(xí)與就業(yè)的關(guān)系；（2）學(xué)生缺乏學(xué)術(shù)論文寫作的基本素養(yǎng)，缺乏資料查閱、整理、分析、歸納、檢索等獲取信息的能力；（3）畢業(yè)設(shè)計過程流于形式，理論與實踐脫節(jié)，有些學(xué)生僅僅依賴于教材、資料的理論知識拼湊論文，對于自己的設(shè)計沒有通過實踐驗證，紙上談兵多，實際動手少。最終創(chuàng)作的畢業(yè)論文很難有實際的應(yīng)用價值。（4）成績評定不能完全做到公正客觀。學(xué)生論文抄襲原始資料現(xiàn)象嚴(yán)重，有些學(xué)生在最后答辯環(huán)節(jié)明顯缺乏對所做內(nèi)容的理解和把握。那么，如何改革畢業(yè)設(shè)計，提高畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量，達(dá)到高職教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求？我結(jié)合機(jī)電專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計的探索與實踐談?wù)務(wù)J識。

一、提前做好畢業(yè)設(shè)計準(zhǔn)備工作

1.時間上的調(diào)整。指導(dǎo)老師提前在第四學(xué)期期末考試結(jié)束就與學(xué)生見面，布置題目，下達(dá)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。一方面使學(xué)生盡快了解課題的類型和方向，另一方面便于教師提前了解學(xué)生的情況，如專業(yè)學(xué)習(xí)情況、個人發(fā)展方向，等等，從而能夠合理地安排設(shè)計任務(wù)。另外，安排學(xué)生利用暑假，對機(jī)械制圖、計算機(jī)繪圖、電路分析、單片機(jī)、電氣控制與PLC、氣壓傳動等畢業(yè)設(shè)計相關(guān)專業(yè)知識內(nèi)容進(jìn)行重新溫習(xí)，并要求學(xué)生完成課題資料查詢、研究方案的確立等工作，為第五學(xué)期畢業(yè)設(shè)計的順利進(jìn)行做好知識上的準(zhǔn)備。第五學(xué)期第十一周起進(jìn)入畢業(yè)綜合實訓(xùn)環(huán)節(jié)，主要是畢業(yè)設(shè)計和赴企業(yè)進(jìn)行頂崗實習(xí)，第十一周起有計劃地在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下對畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容予以進(jìn)一步完善，第五學(xué)期不進(jìn)行答辯，待頂崗實習(xí)結(jié)束后，第六學(xué)期再回學(xué)校參加答辯。

2.指導(dǎo)教師充分準(zhǔn)備，試做課題。在畢業(yè)設(shè)計過程中，指導(dǎo)教師準(zhǔn)備得是否充分，將直接決定畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的高低。教師除應(yīng)認(rèn)真準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計的課題和任務(wù)書外，還需對課題進(jìn)行認(rèn)真的試做。通過企業(yè)調(diào)研和分析，得到企業(yè)中機(jī)電應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)崗位典型工作過程，明確產(chǎn)品功能、準(zhǔn)備技術(shù)器件資料、硬件設(shè)計、硬件制作、軟件設(shè)計、軟硬件聯(lián)調(diào)、產(chǎn)品制作、產(chǎn)品測試。通過試做課題，教師能更好地把握課題的難度和工作量，科學(xué)地預(yù)測學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計各個階段可能出現(xiàn)的問題，從而能夠根據(jù)學(xué)生的具體情況合理地分配設(shè)計任務(wù)。

3.畢業(yè)設(shè)計題目提前滲透至相關(guān)課程學(xué)習(xí)當(dāng)中，為畢業(yè)設(shè)計的完成打下扎實的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計是一項綜合性的實踐環(huán)節(jié)，一個優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計離不開專業(yè)知識的支撐。因此，專業(yè)課程的學(xué)習(xí)尤為重要。在課程學(xué)習(xí)過程中將畢業(yè)設(shè)計課題滲透進(jìn)課堂，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)，這樣可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時也為大三學(xué)生順利地完成畢業(yè)設(shè)計打下扎實的基礎(chǔ)。以“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)為例，本課程以智能運動小車作為教學(xué)內(nèi)容載體，該教學(xué)載體以單片機(jī)作為控制核心，包括運動控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、智能感應(yīng)系統(tǒng)，等等。通過這一載體將單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)中的各種能力貫穿始終。由于智能運動小車的功能具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，完全可以作為畢業(yè)設(shè)計的課題進(jìn)行綜合的設(shè)計和研究，因此在課程教學(xué)過程中要有意識地培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計意識和思路。

當(dāng)然，在課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以根據(jù)自己的專業(yè)興趣在保證課程合格的前提下有側(cè)重地加強(qiáng)某門課程或者某幾門課程的學(xué)習(xí)，在此過程中專業(yè)老師可以了解學(xué)生的具體情況以便于今后畢業(yè)設(shè)計的分組和選題工作能有實效地開展。

二、立足實際，科學(xué)選題

1.以就業(yè)為導(dǎo)向，從實際出發(fā)，選擇不同的課題。課題必須圍繞專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，符合專業(yè)崗位能力要求，具有較高的應(yīng)用性。目前，機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)崗位的需求有三個方向：機(jī)電一體化設(shè)備制造與維修、機(jī)床數(shù)控技術(shù)應(yīng)用、自動機(jī)（線）的運行與維修。要按照不同的專業(yè)化方向，確定畢業(yè)設(shè)計課題，對于機(jī)電一體化設(shè)備制造與維修方向，課題方向重點應(yīng)放在機(jī)械方面，加強(qiáng)鉗工與電工電子訓(xùn)練；對于機(jī)床數(shù)控技術(shù)應(yīng)用方向，應(yīng)增強(qiáng)學(xué)生的車工實習(xí)及數(shù)控機(jī)床編程與操作能力；對于自動機(jī)（線）的運行與維修方向，應(yīng)向電的方面適當(dāng)偏移，加強(qiáng)電工及單片機(jī)與可編程控制器訓(xùn)練。我校機(jī)電一體化專業(yè)定向于自動生產(chǎn)線的運行與維修方向，在確定畢業(yè)設(shè)計課題時，結(jié)合制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，選擇那些圍繞機(jī)電一體化進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)或把微電子技術(shù)用于設(shè)計、制造、測試和研究等方面的題目，例如單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)分析、可編程控制器（PLC）技術(shù)及應(yīng)用設(shè)計，等等。

2.畢業(yè)設(shè)計的選題要堅持理論與實踐相結(jié)合的原則。課題的選定要結(jié)合目前專業(yè)的實際設(shè)備，立足實際，避免脫離實踐的純理論性的題目。我校機(jī)電一體化專業(yè)目前已經(jīng)擁有較先進(jìn)的PLC實訓(xùn)裝置、氣動實訓(xùn)裝置、機(jī)電檢測實訓(xùn)平臺、單片機(jī)實訓(xùn)設(shè)備、自動生產(chǎn)線訓(xùn)練裝置、機(jī)電一體化實訓(xùn)裝置，等等。因此，畢業(yè)設(shè)計的選題應(yīng)考慮到我們現(xiàn)有的實訓(xùn)設(shè)備，為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的實施提供良好的硬件環(huán)境。只有結(jié)合實際“真題實做”，才能培養(yǎng)出創(chuàng)新型、實用型人才。當(dāng)然，在畢業(yè)設(shè)計期間已經(jīng)開始頂崗實習(xí)的同學(xué)，可以結(jié)合生產(chǎn)崗位選擇畢業(yè)設(shè)計題目。應(yīng)鼓勵學(xué)生結(jié)合崗位實踐內(nèi)容選擇畢業(yè)設(shè)計（或論文）課題，但必須有企業(yè)專人指導(dǎo)并報學(xué)院批準(zhǔn)。

3.通過各類技能大賽的鍛煉和滲透，以學(xué)生興趣為中心進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計選題，可以廣泛發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造力，選題更具有可行性。專業(yè)老師組織學(xué)生參加院內(nèi)外的各類技能大賽，將技能競賽與教學(xué)改革相結(jié)合。比如機(jī)器人大賽，結(jié)合單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)，選擇一個機(jī)器人項目，等等。我校目前已經(jīng)成功舉行了智能搬運機(jī)器人比賽，模擬了工業(yè)自動化過程中自動化物流系統(tǒng)實際工作過程。設(shè)計一個輪式或人形小型機(jī)器人，在比賽場地里移動，將不同顏色、形狀或者材質(zhì)的物體分類搬運到不同的對應(yīng)位置。比賽的記分根據(jù)機(jī)器人將物體放置的位置精度和完成時間來決定。又如“自動線安裝與調(diào)試”技能大賽，參賽隊在規(guī)定時間內(nèi)，根據(jù)任務(wù)書的要求，以現(xiàn)場操作“***自動生產(chǎn)線實訓(xùn)考核裝置”的方式，完成自動生產(chǎn)線設(shè)備部分工作單元的機(jī)械安裝和調(diào)整，氣動回路的安裝、連接和調(diào)整，電氣控制電路的設(shè)計、安裝和布線，傳感器安裝與調(diào)整，PLC編程，人機(jī)界面組態(tài)，電機(jī)驅(qū)動（含變頻器及對應(yīng)電機(jī)、伺服驅(qū)動器及伺服電機(jī)）參數(shù)設(shè)定，以及系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)、運行等工作。我們通過大賽的鍛煉，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開闊了學(xué)生視野，豐富了學(xué)生知識，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力，培養(yǎng)了其團(tuán)隊意識與合作精神。參加技能大賽的同學(xué)，畢業(yè)設(shè)計的題目可選擇大賽的某個方向展開設(shè)計，并撰寫論文。通過技能大賽的鍛煉和滲透，不僅可以提高學(xué)生的設(shè)計興趣，而且能為畢業(yè)設(shè)計的順利完成奠定扎實的專業(yè)基礎(chǔ)。

三、加強(qiáng)過程指導(dǎo)和管理，嚴(yán)格考核制度

對畢業(yè)設(shè)計全過程實施質(zhì)量監(jiān)控是提高質(zhì)量的保證。加強(qiáng)過程考核，量化畢業(yè)設(shè)計平時成績的評定。表1為畢業(yè)設(shè)計（論文）總評成績評定參考標(biāo)準(zhǔn)?？傇u成績由指導(dǎo)教師考核成績（40%）、作品（成果）鑒定成績（20%）、論文評閱成績（20%）、設(shè)計（論文）答辯成績（20%）四大部分組成。指導(dǎo)老師考核成績由指導(dǎo)老師評定，其余三項成績由相應(yīng)的評審組老師評定。

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實施周檢查制度，要求學(xué)生每周以幻燈片形式進(jìn)行匯報。匯報的主要內(nèi)容是本周所做的主要工作、遇到的主要問題、問題的解決方法及心得體會等。匯報過程中，指導(dǎo)老師做好記錄，填寫《畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作記錄本》，對畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作進(jìn)行實時記載，學(xué)生匯報完畢后，指導(dǎo)教師綜合各位學(xué)生的情況加以總結(jié)，并就學(xué)生所提出的問題加以解釋與指導(dǎo)。周檢查制度作為畢業(yè)設(shè)計平時成績評定的重要依據(jù)。同時，學(xué)生隨時寫好《畢業(yè)設(shè)計日志》，內(nèi)容與教師的《畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作記錄本》相配套。這樣，教師與學(xué)生交流緊密，雙向監(jiān)督，有利于加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計工作的全過程指導(dǎo)與管理。

畢業(yè)設(shè)計作品或成果可以是程序、實物、現(xiàn)象、方案等可以表現(xiàn)畢業(yè)課題成果的東西。讓作品成為畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容，并在總評成績中占有一定比例。

對學(xué)生數(shù)集中的個別單位，因崗位需要無法回校參加答辯的由單位出具證明，學(xué)院安排老師到企業(yè)答辯。嚴(yán)格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計。正確認(rèn)識畢業(yè)設(shè)計的重要性將有利于保障和提高教學(xué)質(zhì)量。

表1 畢業(yè)設(shè)計（論文）總評成績評定參考標(biāo)準(zhǔn)

另外，畢業(yè)設(shè)計期間，指導(dǎo)老師要為學(xué)生進(jìn)行資料查閱、文獻(xiàn)檢索、論文寫作能力的培訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)術(shù)論文寫作的基本素養(yǎng)。當(dāng)然，在整個畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)過程中，要把學(xué)術(shù)道德教育和思想教育工作貫穿始終，加強(qiáng)學(xué)生的誠信教育，在處于即將走上工作崗位的過渡階段，幫助學(xué)生樹立良好的心態(tài)，促進(jìn)畢業(yè)生克服不利情緒的同時順利完成畢業(yè)設(shè)計。這種關(guān)心和指導(dǎo)可在每周進(jìn)行檢查時多與學(xué)生交流，也鼓勵學(xué)生之間的交流。

四、嘗試畢業(yè)設(shè)計與頂崗實習(xí)一體化改革方案

學(xué)生可選擇到企業(yè)頂崗實習(xí)期間開展畢業(yè)設(shè)計，將畢業(yè)設(shè)計、頂崗實習(xí)有機(jī)結(jié)合。指導(dǎo)學(xué)生在頂崗實習(xí)的過程中，同時完成畢業(yè)設(shè)計（論文）。鼓勵學(xué)生在頂崗實習(xí)期間，從事與專業(yè)對口的頂崗實習(xí)企業(yè)生產(chǎn)和技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的畢業(yè)課題設(shè)計。學(xué)生帶著畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)進(jìn)行頂崗實習(xí)，不論是操作控制、質(zhì)量檢驗還是裝配、測試崗位，都能愛崗敬業(yè)，并隨時記錄，在生產(chǎn)實踐中收集自己畢業(yè)設(shè)計所需的資料和數(shù)據(jù)。這樣最終必然將以較高的質(zhì)量完成頂崗實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計。若能取得優(yōu)異的成績，則被企業(yè)接收，順利就業(yè)。這樣拓寬了就業(yè)渠道，增加了就業(yè)的機(jī)會。這種一體化的教學(xué)模式體現(xiàn)了工學(xué)結(jié)合、產(chǎn)學(xué)一體的職教模式。

當(dāng)然，要想使這種一體化的教學(xué)模式取得良好的效果，校企雙方應(yīng)該共同指導(dǎo)、共同管理。每個學(xué)生都必須由校內(nèi)專業(yè)教師和企業(yè)指導(dǎo)老師共同指導(dǎo)。校內(nèi)老師可制定一個詳細(xì)可行的計劃和階段性的目標(biāo)，督查畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)展情況，指導(dǎo)論文寫作的規(guī)范，并協(xié)助解決理論問題，定期與學(xué)生溝通，溝通方式可以多樣化，比如：電話、QQ、Email，等等。企業(yè)指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)從單位的實際出發(fā)，現(xiàn)場指導(dǎo)、規(guī)范操作、分析故障并解決問題。

五、結(jié)語

以上改革措施已在機(jī)電專業(yè)08級畢業(yè)生中進(jìn)行了實踐，經(jīng)實踐證明這些策略能充分調(diào)動學(xué)生的積極性和參與性，提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。當(dāng)然，如何提高高職畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，是牽涉多個因素的綜合課題，需要我們不斷實踐、不斷總結(jié)，完善質(zhì)量控制措施，使畢業(yè)設(shè)計教學(xué)真正成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、職業(yè)素質(zhì)和綜合實踐能力的重要途徑。

參考文獻(xiàn)：

［1］姜亦祥.淺談加強(qiáng)機(jī)電一體化專業(yè)實習(xí)教學(xué)的措施［J］.成才之路，2009，（21）：79-80.

篇（4）

為使機(jī)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(jī)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(kuò)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(kuò)大受益面。

1 FMS系統(tǒng)組成

柔性制造系統(tǒng)機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)驅(qū)動器，電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定角度，實現(xiàn)零件位置對準(zhǔn)，同時設(shè)置檢測開關(guān)，通過PLC采集至計算機(jī)，判斷托盤上相應(yīng)位置是否存在零件。自動上料機(jī)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(jìn)行物料定位固定，上位機(jī)按指定程序控制六自由度并聯(lián)機(jī)器人，進(jìn)行零件前序的加工。在主界面中點擊數(shù)控雕刻機(jī)控制按鈕，進(jìn)人數(shù)控雕刻機(jī)控制界面，三自由度數(shù)控雕刻機(jī)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(jī)的串口將G代碼傳到雕刻機(jī)，雕刻機(jī)執(zhí)行G代碼。

零件前序加工完畢后，計算機(jī)控制零件搬運機(jī)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(jìn)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(jī)發(fā)指令決定碼垛機(jī)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(biāo)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(jī)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(jī);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(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù);計算機(jī)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(jìn)電機(jī)及驅(qū)動;伺服電機(jī)及驅(qū)動;VC，VB等高級語言編程。

(2)結(jié)合機(jī)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(jī)械、控制、機(jī)器人示教、插補(bǔ)、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(jī)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(jī)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(qiáng)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(jī)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(yuǎn)程教學(xué)。

3如何應(yīng)用FMS進(jìn)行本科實驗教學(xué)

由于近年來高校的擴(kuò)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(jī)、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(jī)電工程學(xué)院組織的“機(jī)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(xiàn)和學(xué)習(xí)FMS的有關(guān)知識，編制程序，上機(jī)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(biāo)函數(shù)“最長流程時間”的值最小，然后對仿真結(jié)果進(jìn)行驗證。實驗的目標(biāo)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(jìn)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(biāo)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(jī)器開始加工時算起，到最后一個工件在最后一臺機(jī)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(dá)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(jī)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(dāng)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(jī)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(dāng)?shù)纳蠙C(jī)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(jìn)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(jī)會。

4 FMS進(jìn)行本科教學(xué)的體會和希望

4. 1 FMS進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(jì)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)。

篇（5）

1.1選題以機(jī)電類為主

兼顧多樣性現(xiàn)代機(jī)械工程是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，很多先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備都是機(jī)、電、液、光、微機(jī)和控制的精密結(jié)合體，機(jī)電類題目對提升學(xué)生的設(shè)計水平和綜合能力能起到重要的作用，因此，機(jī)電專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計題目應(yīng)以機(jī)電綜合類題目為主，題目來源于真實課題，強(qiáng)調(diào)真題真做。畢業(yè)設(shè)計選題在以機(jī)電類真實課題為主的同時，須適當(dāng)兼顧多樣性[3]，如結(jié)構(gòu)設(shè)計類、軟件開發(fā)類、控制類、工藝類、仿真類、探索類課題。這里有兩方面的原因：1）由于高校擴(kuò)招，學(xué)生規(guī)模擴(kuò)大，每個教師每年都提供大量的新的機(jī)電類真實課題不是很現(xiàn)實。教師的科研工作除了熟悉的領(lǐng)域外，還需要從事一些領(lǐng)域前沿的探索性研究。這些工作對于教師也同樣是未知的、有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性，卻是科學(xué)研究的必經(jīng)之路。教師安排少量涉及領(lǐng)域前沿動態(tài)的題目，鼓勵感興趣的學(xué)生做，對于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、樹立良好的學(xué)術(shù)風(fēng)氣具有重要的實踐意義。2）即便都是機(jī)電類學(xué)生，每個學(xué)生的興趣愛好也不盡相同。高校的根本任務(wù)是培養(yǎng)人才，教育應(yīng)該以人為本，培育和發(fā)揚(yáng)個性。學(xué)生參加創(chuàng)新設(shè)計大賽、挑戰(zhàn)杯設(shè)計大賽、機(jī)器人設(shè)計大賽等科技活動的成果，可以進(jìn)一步的深化、擴(kuò)展和改進(jìn)，作為畢業(yè)設(shè)計選題。在學(xué)習(xí)專業(yè)課的過程中，學(xué)生對某一問題的質(zhì)疑、改進(jìn)或推廣，也可以作為畢業(yè)設(shè)計選題。這類選題由于從學(xué)生的興趣愛好出發(fā)，學(xué)生樂于投入精力，易于產(chǎn)生創(chuàng)新性成果。

1.2組織形式以課題小組為宜

畢業(yè)設(shè)計的組織形式，宜以3~5人組成畢業(yè)設(shè)計小組，一組一題，以小組為單位完成畢業(yè)設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容中的查閱文獻(xiàn)、方案選擇和系統(tǒng)總體設(shè)計，要求所有成員共同完成，而局部計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計等分工進(jìn)行。設(shè)計小組在每人分別調(diào)研的基礎(chǔ)上經(jīng)討論得出統(tǒng)一的方案，經(jīng)指導(dǎo)教師同意后將方案確定下來，然后明確分工，各展所長，協(xié)作互補(bǔ)，這個過程能有效地鍛煉學(xué)生的溝通能力和協(xié)作能力。與一人一題的形式相比，課題組的形式有利于培養(yǎng)學(xué)生的交流和溝通能力，加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神。在21世紀(jì)的今天，人的溝通能力和合作精神非常重要，因為幾乎沒有項目是一個人可以單獨完成的，一個人哪怕是天才，如果他不能融洽的和他人溝通合作，一味的孤僻自傲，那么他的價值將大幅度下降。

1.3重視畢業(yè)設(shè)計過程管理

畢業(yè)設(shè)計管理是畢業(yè)設(shè)計工作的重要構(gòu)成，直接影響畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)程和質(zhì)量，因此必須加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計的過程管理[4,5]。

1.3.1嚴(yán)格過程管理確保設(shè)計質(zhì)量在第七學(xué)期布置題目，使學(xué)生放假前就能夠帶著課題和問題學(xué)習(xí)。督促學(xué)生大量查閱資料，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，分析研究課題相關(guān)資料，撰寫開題報告。每周兩次課題組集體討論，開展以學(xué)生交流溝通為主的交互式研討。通過集體討論，列出各種解決問題的方法，并逐個進(jìn)行分析，找到最佳解決方案和減少風(fēng)險的方法。方案確定后，要求課題組成員進(jìn)行任務(wù)分工，制定出任務(wù)進(jìn)程表，并嚴(yán)格執(zhí)行。討論過程中，教師作點評和提問，既要對學(xué)生的設(shè)計工作給予充分肯定，又要及時指出方案和圖紙中存在的問題，提出指導(dǎo)性的修改意見；同時，要注意個性教育，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中的閃光點、創(chuàng)新點，并加以正確引導(dǎo)。每個設(shè)計階段末，即在開題階段末、方案確定階段末、設(shè)計階段末等，都要及時要求學(xué)生將所做的工作形成文字，整理成為畢業(yè)論文的章節(jié)初稿。對學(xué)生的出勤情況、提問情況、問題的分析與解決情況、階段工作的完成情況等，教師都要做詳細(xì)記錄，為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計成績評定提供較全面的依據(jù)。

1.3.2組織階段匯報和專題講座開題報告、中期報告、畢業(yè)答辯都要求學(xué)生整理資料，制作PPT，進(jìn)行匯報。不僅促進(jìn)了學(xué)生對工作進(jìn)度的有效控制，同時訓(xùn)練了學(xué)生的口頭表達(dá)能力和PPT展示能力。畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)生經(jīng)歷的第一次綜合設(shè)計訓(xùn)練或第一次科研項目活動，教師可以就學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中存在的一些共性問題，組織開展一些講座活動，如關(guān)于文獻(xiàn)查找、閱讀和整理的講座、關(guān)于科技論文寫作和排版的講座、關(guān)于課題相關(guān)領(lǐng)域前沿的學(xué)術(shù)講座等，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍。

1.3.3培養(yǎng)學(xué)生科技論文的寫作能力畢業(yè)論文的撰寫是畢業(yè)設(shè)計工作的一大內(nèi)容，它要求設(shè)計者對畢業(yè)設(shè)計的具體工作，用文字、數(shù)據(jù)、圖表等形式進(jìn)行總結(jié)、分析論證和說明。指導(dǎo)教師要重視學(xué)生論文的撰寫過程，要求學(xué)生撰寫提綱并審查，應(yīng)對論文的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、格式、規(guī)范等提出具體的要求，指導(dǎo)學(xué)生如何歸納問題、闡述問題，應(yīng)對論文初稿進(jìn)行檢查并及時提出修改意見。通過畢業(yè)設(shè)計論文的撰寫，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科技論文的寫作能力。

2優(yōu)化考核評價體系

目前的畢業(yè)設(shè)計成績考核多側(cè)重于知識的終結(jié)性評價，教師主要關(guān)注結(jié)果展現(xiàn)，而忽視了學(xué)生在實踐過程中所展現(xiàn)的創(chuàng)新意識、人文素養(yǎng)、動手能力、發(fā)展?jié)撃芎蛡€性特長等項的評估。學(xué)生今后的發(fā)展不僅僅依靠專業(yè)知識和技能，還需要多方面的能力和素養(yǎng)。很多的學(xué)生畢業(yè)后，可能是依靠專業(yè)知識以外的某項特長而獲得長足發(fā)展，因此，充分挖掘發(fā)現(xiàn)學(xué)生的潛能和特長，并給予鼓勵和引導(dǎo)，才是人本主義的教育，所以，有必要構(gòu)建設(shè)計結(jié)果和實踐過程并重的多元考核評價體系，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和參加實踐活動的積極性。多元考核評價體系是指多人多角度對學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行評價，體現(xiàn)成績的公平和公正?！岸嗳恕卑ㄖ笇?dǎo)老師、評閱老師和答辯老師“；多角度”包括文獻(xiàn)查找能力、科研創(chuàng)新能力、交流溝通能力、實踐動手能力、表達(dá)展示能力、論文寫作能力、繪圖能力和軟件應(yīng)用能力等。多元考核評價體系并不是苛求所有的學(xué)生都做到“全面發(fā)展”、“遍地開花”，而是為了更好地發(fā)現(xiàn)每個學(xué)生的潛能和閃光點。對于有個性有特長的學(xué)生，如論文立意新穎、創(chuàng)新意識強(qiáng)的學(xué)生、動手實踐能力特強(qiáng)的學(xué)生、以第一作者撰寫論文并在核心期刊發(fā)表的學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計成績應(yīng)該評優(yōu)，并且要設(shè)法給他們以展示個人才華的空間和機(jī)會。

篇（6）

隨著高等工程教育改革的逐步深入，培養(yǎng)大學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識得到了人們的高度關(guān)注。在培養(yǎng)理工科學(xué)生和實用型工程技術(shù)人員的過程中，工程實踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)尤為關(guān)鍵。文華學(xué)院著力加強(qiáng)工程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，重視對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。經(jīng)過幾年的發(fā)展，學(xué)校理工科實習(xí)、實訓(xùn)基地的條件不斷改善。機(jī)電學(xué)部聯(lián)合信息學(xué)部成功申報了“信息與機(jī)械綜合應(yīng)用技術(shù)省級重點實驗教學(xué)示范中心”。示范中心確立了“打基礎(chǔ)、強(qiáng)實踐、重能力、設(shè)空間”的實踐教學(xué)指導(dǎo)思想，構(gòu)建了面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)體系。

1應(yīng)用型機(jī)電專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和特色

民辦高校在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中存在培養(yǎng)定位模糊、課程設(shè)置不合理、教學(xué)方法單一等問題，忽視了培養(yǎng)學(xué)生的研究能力，課程設(shè)置重理論輕實踐，只注重完成教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容，缺少促進(jìn)學(xué)生提高應(yīng)用能力的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。鑒于此，學(xué)院堅持以“應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)”為目標(biāo)，以學(xué)生個性化培養(yǎng)為主線，繼續(xù)推進(jìn)實驗教學(xué)改革，不斷完善、繼續(xù)優(yōu)化分層次、分類型、多形式、開放性的實驗實踐教學(xué)體系。1.1人才培養(yǎng)目標(biāo)定位從培養(yǎng)人才的角度來看，應(yīng)用型人才培養(yǎng)是面向社會基層，針對不同專業(yè)崗位的人才需求，培養(yǎng)出專業(yè)理論知識扎實、能夠靈活運用所學(xué)專業(yè)知識解決實際問題，能夠隨著行業(yè)的發(fā)展持續(xù)更新專業(yè)知識和提升工作能力的專門人才。相對于研究型人才注重理論性知識，強(qiáng)調(diào)寬口徑、厚基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)理論研究能力的培養(yǎng)，應(yīng)用型人才強(qiáng)調(diào)的是將專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為實際工作能力，努力解決工作中遇到的實際問題，它更注重實踐動手能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，更強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性知識的精通和實用。1.2機(jī)電專業(yè)學(xué)科特色機(jī)電學(xué)部重視學(xué)生個性化教育和創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，采取實驗與理論相結(jié)合、課內(nèi)實驗與課外實踐相結(jié)合、基本實驗與個性化實驗相結(jié)合的方法，優(yōu)化實驗實踐教學(xué)體系，整合更新實驗實踐教學(xué)內(nèi)容，改革實驗實踐教學(xué)方法。為了充分利用信息技術(shù)改造裝備制造業(yè)，提高自動化、智能化和現(xiàn)代化管理水平，實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級和改造。機(jī)電學(xué)部守住根本、優(yōu)化結(jié)構(gòu)、不斷創(chuàng)新，將“3D數(shù)字化設(shè)計”作為特色專業(yè)方向，在機(jī)械、材料、船海、制造等專業(yè)分別開設(shè)3D數(shù)字化設(shè)計相關(guān)課程。

2構(gòu)建以能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)體系

普通民辦院校需要轉(zhuǎn)變教育觀念，改革教學(xué)方法，多途徑、全方位培養(yǎng)應(yīng)用型人才，將能力培養(yǎng)作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重點。學(xué)校圍繞應(yīng)用型人才的知識、能力和素質(zhì)發(fā)展，在教學(xué)過程中將傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)有機(jī)結(jié)合起來，將通識教育與個性化相結(jié)合，實驗實踐與理論教學(xué)相結(jié)合，基本實驗與綜合實驗相結(jié)合，必修實驗與選修實驗相結(jié)合，構(gòu)建了以能力培養(yǎng)為核心的應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)體系。

2.1制訂應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案

理論教學(xué)體系打破了傳統(tǒng)按學(xué)科設(shè)置課程的舊框架，增設(shè)部分以行業(yè)企業(yè)應(yīng)用技術(shù)為背景，且與專業(yè)主干課程相銜接的模塊化專業(yè)課程，讓學(xué)生將所學(xué)的知識與行業(yè)發(fā)展聯(lián)系起來。對于部分課程，教師要大膽地整合和更新，構(gòu)建出全新的、完整的理論教學(xué)體系，同時，為實踐教學(xué)留出充足的學(xué)時學(xué)分。為了更合理地開設(shè)專業(yè)課程，在修訂人才培養(yǎng)方案之前，不僅深入調(diào)查了社會對本專業(yè)應(yīng)用型人才的基本要求，還廣泛征集了往屆畢業(yè)生在實際工作中對專業(yè)課程提出的意見，認(rèn)真聽取了專家教授對本專業(yè)課程開設(shè)的意見。對于理論課實驗，強(qiáng)調(diào)以理論為基礎(chǔ)，以提高動手能力為目標(biāo)；對于課程設(shè)計，強(qiáng)調(diào)以專業(yè)技能為基礎(chǔ)，實施因材施教；對于生產(chǎn)實習(xí)環(huán)節(jié)，著力探討校內(nèi)外實習(xí)相結(jié)合的方式；對于畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，重點抓好論文選題、撰寫畢業(yè)論文和畢業(yè)答辯環(huán)節(jié)。

2.2改革實踐教學(xué)方法

實踐教學(xué)主要包括實驗課程、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、實習(xí)實訓(xùn)和社會實踐等環(huán)節(jié)。實踐教學(xué)體系以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能為主線，根據(jù)社會企業(yè)對畢業(yè)生的能力需求進(jìn)行構(gòu)建。機(jī)電學(xué)部根據(jù)實際情況采取分散與集中相結(jié)合的方法合理安排，制定了明確的實踐教學(xué)要求和能力評價標(biāo)準(zhǔn)。同時，他們還為學(xué)生設(shè)置個性化實踐環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生主動實踐，鼓勵學(xué)生將畢業(yè)設(shè)計真題真做，精心安排畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，把真題真做與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融為一體。這樣做，不僅能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性，提高學(xué)生的動手能力，還能夠充分利用現(xiàn)有設(shè)備，節(jié)省開支。

2.3抓好實驗課程建設(shè)

在實際教學(xué)安排中，要更新教學(xué)理念，優(yōu)化課程體系，對實驗實踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行大膽的創(chuàng)新和整合。同時，相關(guān)人員要制訂出能體現(xiàn)以能力培養(yǎng)為主線的實驗、實踐教學(xué)教學(xué)大綱，編寫具有特色的教材，聘請企業(yè)工程技術(shù)人員講授相關(guān)專業(yè)實驗課程。在實際工作中，教師將每個專業(yè)的實驗分為專業(yè)基礎(chǔ)實驗?zāi)K（約35%）、專業(yè)實驗?zāi)K（約20%）、綜合與設(shè)計實驗?zāi)K（約30%）和創(chuàng)新模塊（約15%），構(gòu)建了“基礎(chǔ)型、專業(yè)型、綜合設(shè)計型和研究型”的四層次實驗教學(xué)體系。

3加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)，開展校企合作

隨著制造業(yè)的不斷升級，機(jī)電學(xué)部調(diào)整、優(yōu)化學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)，更新升級傳統(tǒng)專業(yè)，將3D數(shù)字化設(shè)計、工業(yè)機(jī)器人、3D打印與智能制造、新能源等新興產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展亟需的專業(yè)方向作為重點建設(shè)對象。機(jī)電學(xué)部以校企合作為突破口，抓緊建設(shè)省級實習(xí)實訓(xùn)基地，采取“走出去、引進(jìn)來”的方式，加強(qiáng)校企合作，做到優(yōu)勢互補(bǔ)、資源共享，為學(xué)生個性化培養(yǎng)打造高水平的實踐平臺。

3.1走出去“走出去”

即與國內(nèi)知名企業(yè)合作進(jìn)行生產(chǎn)實訓(xùn)。機(jī)電學(xué)部與多家企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，學(xué)生可以利用假期到企業(yè)實習(xí)。與此同時，學(xué)部還推薦教師到企業(yè)實習(xí)鍛煉，提高教師能力。

3.2引進(jìn)來“引進(jìn)來”

就是將社會優(yōu)秀企業(yè)引入高校，利用企業(yè)優(yōu)勢聯(lián)合組建實驗室。學(xué)部與企業(yè)共同設(shè)計培訓(xùn)課程和實踐項目，采取學(xué)分置換的方式制訂學(xué)生個性化培養(yǎng)計劃。

3.3與企業(yè)共建人才培養(yǎng)基地

根據(jù)培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的定位，學(xué)部將“工業(yè)機(jī)器人”作為特色方向，招收工業(yè)機(jī)器人實驗班，培養(yǎng)“工業(yè)機(jī)器人”方向的綜合應(yīng)用型人才。實驗班在本專業(yè)基礎(chǔ)上融入了工業(yè)機(jī)器人專業(yè)技術(shù)課程，密切結(jié)合實際，培養(yǎng)社會急需的機(jī)電類綜合應(yīng)用技術(shù)人才。

4在創(chuàng)新實踐教學(xué)中實施“潛能導(dǎo)師制度”

機(jī)電學(xué)部在工作過程中不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)方法，在實驗、實踐教學(xué)中推行“潛能導(dǎo)師制度”。根據(jù)學(xué)生自身亮點和感興趣的問題，通過設(shè)計若干潛能培育平臺、參加學(xué)科競賽、參與項目實施，以及參加課外科技活動等形式，引導(dǎo)學(xué)生去挖掘、培育、激發(fā)、提升個人潛能。機(jī)電學(xué)部針對不同類型的學(xué)生，制訂個性化培養(yǎng)方案。鼓勵學(xué)生從事自己感興趣的實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐，所取得的學(xué)分可與培養(yǎng)方案中其他課程置換學(xué)分。學(xué)生根據(jù)自己的興趣、愛好，自主選擇潛能導(dǎo)師，通過開展各類競賽活動，實施創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。實施潛能導(dǎo)師制，發(fā)現(xiàn)和挖掘?qū)W生的優(yōu)勢、潛能，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性、主動性，有利于推動個性化教育的深入發(fā)展。

5建立教師與學(xué)生雙重考核體系

學(xué)校高度重視實驗教學(xué)質(zhì)量，制定了關(guān)于學(xué)生考核與教師考核的雙重考核體系。學(xué)生考核體系由學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)專家深入課堂了解學(xué)生的實驗，檢查學(xué)生實驗報告批改等了解學(xué)生的實驗狀況，分析實驗教學(xué)中存在的問題，從而制定出了解決問題的辦法。教師考核體系主要是對教師實行學(xué)生評教與專家評教的綜合考核體系。這些措施的落實逐步提高了實驗教學(xué)水平。為了提高自有教師的教學(xué)能力，機(jī)電學(xué)部結(jié)合實際情況，派出青年教師到企業(yè)或研究院所頂崗實習(xí)，強(qiáng)化高層次師資和雙師型師資的培養(yǎng)、引進(jìn)，采取有效措施培訓(xùn)年輕實驗技術(shù)人員，努力建設(shè)適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求的雙師型師資隊伍。

6結(jié)束語

民辦普通本科院校要結(jié)合自身的特點和優(yōu)勢，不斷優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，真正做到因材施教和鼓勵學(xué)生個性發(fā)展，為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。通過不斷的探索和創(chuàng)新，機(jī)電學(xué)部以培養(yǎng)綜合素質(zhì)、提高工程實踐能力和創(chuàng)新精神為主要目標(biāo)，構(gòu)建了以學(xué)生個性化培養(yǎng)為主線的分層次、分類型、多形式、開放性實驗實踐教學(xué)體系。新的培養(yǎng)模式不僅能讓學(xué)生掌握專業(yè)的基本理論知識，更多的是挖掘?qū)W生的潛能，培養(yǎng)他們的實踐能力和創(chuàng)新能力。經(jīng)過校內(nèi)外實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，學(xué)生具有一定的工程經(jīng)驗，實際操作水平也大幅提高，就業(yè)后能較快融入工作，受到了用人單位的一致好評。

作者:李海華 陳小玲 單位:文華學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)部，

參考文獻(xiàn)

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關(guān)于本科畢業(yè)論文開題工作的幾點思考

中國高校師資隊伍建設(shè)現(xiàn)狀的調(diào)查研究

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體現(xiàn)職業(yè)特色的高職人文教育問題研究

高校女教師職業(yè)價值觀調(diào)查分析——以重慶市為例

論大學(xué)精品課程建設(shè)

以轉(zhuǎn)化高校“問題學(xué)生”為路徑的教育公平研究

從“孝心”與“孝行”說開去

以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)打造高校服務(wù)型機(jī)關(guān)

積極學(xué)習(xí)理念在高等教育中的應(yīng)用研究

語境策略在古代詩歌教學(xué)中的價值功能探微

西部高校生物類雙語教學(xué)師資隊伍建設(shè)途徑

聽力教學(xué)改革新思路:元認(rèn)知策略培訓(xùn)

完善高校思想政治理論課社會實踐教學(xué)保障機(jī)制的思考

大眾化與高校政治課教學(xué)研究

虛擬樣機(jī)軟件ADAMS在工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中的應(yīng)用

構(gòu)建“植物學(xué)”課程自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式的探索與實踐

普通本科院?；瘜W(xué)專業(yè)實驗教學(xué)新體系的構(gòu)建

對農(nóng)學(xué)類大學(xué)生暑期社會實踐活動特點的調(diào)查分析——以廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院為例

解放思想艱苦奮斗開拓創(chuàng)新——西南科技大學(xué)30年改革發(fā)展回顧與展望

欲窮千里目更上一層樓——30年的回顧與思考“紀(jì)念改革開放30周年專題”研討

學(xué)術(shù)何以道德——論大學(xué)學(xué)術(shù)道德建設(shè)的三大路徑

大學(xué)合法性危機(jī):大學(xué)治理的原因探究

論基于信任的教學(xué)

教學(xué)交往的修辭互動——重構(gòu)教者與受者的權(quán)力關(guān)系

我國高等教育自學(xué)考試管理體制創(chuàng)新的思考

我國高等教育投資體制政策歷史回顧、價值分析及啟示

中國高等教育大眾化階段的師生關(guān)系探討

對外漢語中級階段詞語辨析方法的探討

大學(xué)英語教學(xué)與雙語教學(xué)的比較分析

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下大學(xué)英語自主聽力教學(xué)探究

非英語專業(yè)大學(xué)生的翻譯教學(xué)探討

信息光學(xué)與設(shè)計性實驗探索

開展設(shè)計性物理實驗課程的探討

化學(xué)實驗教學(xué)與學(xué)生能力培養(yǎng)

大學(xué)生實驗成績評定方法與問題探討

高校德育課堂如何走向主體性

篇（8）

機(jī)械工程實驗室作為高等院校機(jī)械工程及近機(jī)類專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的實踐基地，也是學(xué)生接觸實際生產(chǎn)、獲得生產(chǎn)技術(shù)及管理知識，進(jìn)行工程師基本素質(zhì)訓(xùn)練的平臺，對大學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)發(fā)揮著舉足輕重的作用。

在中國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，而適應(yīng)社會需求的專業(yè)人才相對匱乏的形勢下，教育部提出了“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、善創(chuàng)新”的高校專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，對于大學(xué)生的培養(yǎng)，高校既要使其具有厚實的專業(yè)基礎(chǔ)和基本技能，又要具有廣泛的適應(yīng)能力和創(chuàng)新精神[1]。這不僅對高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的制定和教學(xué)計劃的安排提出了具體的要求，而且對實驗室建設(shè)也具有重要的指導(dǎo)意義?；趪鴥?nèi)高校機(jī)械工程實驗室的實際情況，本文提出了一種新型的實驗室建設(shè)模式，加大學(xué)生基礎(chǔ)技能、專業(yè)技能及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有效解決了寬廣知識面與深厚專業(yè)技能兩者不可兼得之間的矛盾。

1 國內(nèi)機(jī)械工程實驗室的現(xiàn)狀

教育部新頒布的本科專業(yè)目錄在逐步消除原專業(yè)劃分過細(xì)帶來的問題，側(cè)重于學(xué)生在專業(yè)內(nèi)的綜合技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。而國內(nèi)高校機(jī)械工程實驗室大多仍保留著原來的運行模式，主要體現(xiàn)在3個方面：

（1）實驗室構(gòu)成：國內(nèi)高校大部分是機(jī)械原理實驗室、機(jī)械設(shè)計實驗室、機(jī)械制造實驗室、機(jī)械CAD/CAM實驗室、機(jī)械創(chuàng)新實驗室、金屬材料實驗室、機(jī)電傳動實驗室等組成模式，其構(gòu)成主要側(cè)重于學(xué)生在設(shè)計、制造方面的能力培養(yǎng)，而對于國內(nèi)大多數(shù)高校的本科畢業(yè)生而言，畢業(yè)后從事設(shè)計方面工作的人數(shù)占比很小，大多集中在制造、測量與質(zhì)量控制等領(lǐng)域就業(yè)。因此目前普通高校的機(jī)械工程實驗室在產(chǎn)品性能測定、物流及成本核算等方面存在一定的功能缺陷。

（2）實驗室運行模式：實驗設(shè)備引進(jìn)方面，國內(nèi)高校機(jī)械工程實驗室建設(shè)仍然根據(jù)專業(yè)性質(zhì)，采用“教師申請―學(xué)校審批―招標(biāo)―采購―學(xué)校驗收”的操作模式購買相應(yīng)設(shè)備，根據(jù)設(shè)備情況開設(shè)相應(yīng)的實驗項目，因此存在著設(shè)備共享困難、重復(fù)購置率較高、利用率低下的問題[2，3]。在教學(xué)質(zhì)量控制上，一般采用實驗教學(xué)抽查、聽課等方式對教學(xué)質(zhì)量及規(guī)范性進(jìn)行檢查和監(jiān)督，但是對于學(xué)生的滿意度及培養(yǎng)質(zhì)量關(guān)注普遍較少。

（3）實驗室隊伍建設(shè)：目前實驗室管理人員在高校師資隊伍建設(shè)中仍處于不受重視的地位，普遍存在實驗室人員學(xué)歷較低、技能單一等問題。隨著新知識、新技術(shù)的更新速度加快，實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備更新及學(xué)生能力培養(yǎng)都對實驗教學(xué)隊伍的素質(zhì)提出了更高的要求。由于長期得不到應(yīng)有的重視，導(dǎo)致實驗教學(xué)隊伍的知識更新緩慢，甚至部分實驗教師沒有接受過系統(tǒng)的專業(yè)訓(xùn)練[4]。另外，由于教學(xué)、科研類崗位普遍比實驗崗位待遇高，也導(dǎo)致大批實驗技術(shù)骨干人員不愿從事實驗教學(xué)工作，而轉(zhuǎn)入教學(xué)、科研崗或為了離開實驗崗而選擇繼續(xù)深造，造成實驗教學(xué)隊伍的人才流失。這些因素均制約了實驗隊伍的創(chuàng)新能力及實驗水平的提高，成為實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中的瓶頸之一。

2 我校機(jī)械工程實驗室的創(chuàng)新模式

2.1 實驗室構(gòu)建

我校機(jī)械工程實驗室從培養(yǎng)學(xué)生厚基礎(chǔ)、寬口徑的實際出發(fā)，經(jīng)過資源整合把實驗室分成機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、機(jī)械創(chuàng)新、機(jī)械制造、測試與控制、生產(chǎn)管理5個模塊。學(xué)生在該實驗平臺上可以得到“構(gòu)思―設(shè)計―制造―標(biāo)定―物流”整個產(chǎn)品生命周期的訓(xùn)練，實現(xiàn)對產(chǎn)品開發(fā)過程各環(huán)節(jié)的深入理解，并根據(jù)自身的興趣、專業(yè)在個別環(huán)節(jié)上深入學(xué)習(xí)、加強(qiáng)訓(xùn)練。這種實驗室構(gòu)建方式有效地解決了“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、善創(chuàng)新”與技能專長之間的矛盾。實驗室組成如圖1所示。

2.1.1 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)模塊

該模塊主要是以鞏固學(xué)生基礎(chǔ)知識和培養(yǎng)學(xué)生基本技能為主的專業(yè)基礎(chǔ)訓(xùn)練（包括綜合展品陳列實驗、公差測量實驗、機(jī)械CAD實驗、熱處理與硬度測定實驗、減速器拆裝實驗和液壓傳動實驗等）；以培養(yǎng)學(xué)生綜合知識和創(chuàng)造能力為主的基礎(chǔ)實驗，即機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計實驗，使學(xué)生具備基本的機(jī)械設(shè)計理念與專業(yè)技能。

2.1.2 機(jī)械創(chuàng)新模塊

該模塊主要是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作精神和實踐制作能力。主要針對全國機(jī)械創(chuàng)新大賽、全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、機(jī)器人大賽、大學(xué)生電子設(shè)計競賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽等各大賽事而設(shè)置。通過選題、構(gòu)思、設(shè)計、制造、調(diào)試等環(huán)節(jié)的綜合訓(xùn)練，使學(xué)生把理論知識和實踐技能結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開拓學(xué)生的視野，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。

2.1.3 機(jī)械制造模塊

該模塊主要讓學(xué)生深入了解和掌握機(jī)械制造方面的知識，提高學(xué)生的動手操作技能，強(qiáng)化對機(jī)械制造工藝、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)等課程的理解。具體內(nèi)容主要是結(jié)合產(chǎn)品的制造過程，對車、鉗、刨、磨、銑等常見工藝進(jìn)行基本操作技能訓(xùn)練，使學(xué)生對工業(yè)產(chǎn)品制造過程有較完整的體驗和認(rèn)識，更好地學(xué)習(xí)、掌握數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)、基本操作、編程、工件與夾具的裝夾、刀具選用及裝夾、基本工藝的擬定、 CAM應(yīng)用，對工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)、編程、設(shè)計及在生產(chǎn)線上的應(yīng)用深入理解，以適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)對人才素質(zhì)的需求。

2.1.4 測量與控制模塊

該模塊主要訓(xùn)練學(xué)生測試典型機(jī)構(gòu)及機(jī)械傳動裝置的運動、動力學(xué)特性及工作能力；分析其影響因素，了解提高機(jī)械性能的措施；掌握現(xiàn)代機(jī)械物理量的測試與實驗研究方法和手段。

2.1.5 生產(chǎn)管理模塊

該模塊通過分布式制造系統(tǒng)實時仿真系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境，提供生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、運作管理方面的實驗，使學(xué)生學(xué)習(xí)典型車間作業(yè)調(diào)度問題的基本方法、技術(shù)以及對生產(chǎn)系統(tǒng)的布置和調(diào)度管理，培養(yǎng)學(xué)生運用生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計和現(xiàn)代集成制造設(shè)計理論、方法從事制造系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的能力。

2.2 管理模式

機(jī)械工程實驗室除執(zhí)行我校國資處制定的各項有關(guān)規(guī)章制度以及學(xué)院GB/T19001-2000質(zhì)量認(rèn)證管理制度外，建立并實施了《機(jī)械工程實驗室管理規(guī)則》，包括實驗室各類人員崗位責(zé)任制、工作考核制度、安全衛(wèi)生管理制度、檔案管理制度、實驗室運行經(jīng)費管理規(guī)定、儀器管理規(guī)定等，各實驗室有實驗室規(guī)則、安全衛(wèi)生制度、學(xué)生守則等管理制度。

2005年，實驗室進(jìn)行了ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證，將ISO9001質(zhì)量管理認(rèn)證體系引入實驗室教學(xué)管理工作中。按照ISO9001質(zhì)量認(rèn)證體系的核心PDCA（計劃―實施―檢查―持續(xù)改進(jìn)）要求，進(jìn)行閉環(huán)、循環(huán)式管理，對實驗教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行連續(xù)控制，使全面質(zhì)量管理成為基本工作方法，最終提高實驗教學(xué)質(zhì)量和實驗室管理水平。

2.3 實驗教學(xué)隊伍建設(shè)

實驗室積極鼓勵學(xué)術(shù)水平較高、教學(xué)經(jīng)驗豐富、具有團(tuán)隊精神的教師參與實驗教學(xué)、實驗課程改革和實驗室建設(shè)，盡量減少專職實驗崗位的設(shè)置。按照學(xué)校、學(xué)院和學(xué)科師資隊伍培養(yǎng)的政策和要求，定期從實驗教學(xué)任務(wù)、實施過程、教學(xué)難點、教學(xué)方法、教學(xué)手段、技術(shù)改革等方面進(jìn)行培訓(xùn)，通過輪訓(xùn)的模式加強(qiáng)實驗隊伍對產(chǎn)品生命周期各環(huán)節(jié)技能的深刻理解，使之熟悉實驗教學(xué)的全過程和具體要求，保證實驗教學(xué)的順利進(jìn)行。

3 運行效果

經(jīng)過幾年的改革與實踐，學(xué)生主動參與實驗的興趣明顯提高：（1）動手能力得到加強(qiáng)。以學(xué)生參加各類科技競賽為例，以往學(xué)生需要加工零部件時，往往直接請教師指導(dǎo)操作，甚至部分零部件由教師代為加工?，F(xiàn)在指導(dǎo)教師只需要參與前期的方案討論，后期的加工制造與調(diào)試則完全由學(xué)生自行完成。（2）工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力得到提升。近三年來，學(xué)生在全國和省級科技競賽中獲獎22項，較以往有明顯的提高。（3）畢業(yè)論文質(zhì)量提高。很多學(xué)生在理解了工業(yè)產(chǎn)品的整個生命周期過程后，根據(jù)自己的興趣選擇畢業(yè)論文的方向或題目。近年來，本科畢業(yè)論文的質(zhì)量有了明顯提高，申請實用新型專利十多項。（4）學(xué)生滿意度提高。我院根據(jù)ISO9001質(zhì)量管理認(rèn)證體系的要求，針對實驗教學(xué)對學(xué)生進(jìn)行滿意度調(diào)查。結(jié)果顯示，學(xué)生滿意度由原來的89.8%提高到2012年的98.7%。

4 結(jié)束語

采用產(chǎn)品生命周期理念建立的機(jī)械工程實驗室，是對于傳統(tǒng)實驗室培養(yǎng)理念的革新，引進(jìn)的ISO9001質(zhì)量管理體系有效地保障了實驗教學(xué)的運行，提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。實踐證明，該模式對于系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的工程理念具有明顯優(yōu)勢，使學(xué)生能夠在產(chǎn)品設(shè)計與制造時充分理解各環(huán)節(jié)的運行與成本核算，有效地解決了寬口徑與技能專長培養(yǎng)之間的矛盾。

參考文獻(xiàn)

[1] 孔令地，鄭文兵.省級重點實驗室運行管理實踐與探索[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2011（4）：71-73.

篇（9）

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-0118（2012）09-0138-02

《傳感器應(yīng)用與技術(shù)》是理工類專業(yè)的一門重要課程，是電子、自動化、機(jī)電一體化等專業(yè)的一門專業(yè)課，隨著企業(yè)對高素質(zhì)技能型人才要求的提高，我院在教學(xué)中本著“技能為主、理論夠用”的原則，結(jié)合企業(yè)對于工作人員傳感器應(yīng)用能力的要求，對《傳感器應(yīng)用與技術(shù)》課程的教學(xué)進(jìn)行了改革，切實體現(xiàn)教學(xué)過程的實踐性、開放性和職業(yè)性，取得了比較好的教學(xué)效果。

一、課程特點

《傳感器應(yīng)用與技術(shù)》的前序知識主要涉及到《電工技術(shù)》、《電子技術(shù)》專業(yè)基礎(chǔ)課。課程組教師與企業(yè)技術(shù)人員制訂了本課程教學(xué)的基本要求：掌握傳感器的特性和指標(biāo)；掌握典型傳感器的原理及其應(yīng)用；通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握常用傳感器器件、基本測量電路的工作原理和分析計算方法；掌握常用的傳感器特性和使用方法；會查閱資料手冊，會正確選擇有關(guān)傳感器元器件；正確使用有關(guān)檢測儀器、儀表；熟練連接檢測線路，對簡單的測量與控制系統(tǒng)會設(shè)計、安裝、調(diào)試、排除故障。

二、學(xué)生情況

學(xué)生專業(yè)素質(zhì)特點。我院學(xué)制是2.3+0.7即高職三年期間，2.3為在校學(xué)習(xí)期間，0.7是校外頂崗實習(xí)期間。是在電子、自動化、機(jī)電一體化專業(yè)中開設(shè)這門課程，開課時間安排在大學(xué)第三或第四學(xué)期，此前學(xué)生對《電工技術(shù)》、《電子技術(shù)》專業(yè)基礎(chǔ)課進(jìn)行了學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了一定的專業(yè)理論基礎(chǔ)和電子技術(shù)實踐能力。

從學(xué)生整個專業(yè)素質(zhì)形成的過程來看，高年級學(xué)生正從學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)技能形成的過程。若能對本課程教學(xué)進(jìn)行合理設(shè)計，將對學(xué)生學(xué)習(xí)與技能的掌握起到關(guān)鍵的促進(jìn)作用。

三、教學(xué)方面

（一）重新確定教學(xué)內(nèi)容

課程組成員與專業(yè)相關(guān)的企業(yè)技術(shù)人員根據(jù)企業(yè)需求共同確定教學(xué)內(nèi)容，要求學(xué)生只要知道如何使用、選擇傳感器即可，在教學(xué)中只需要讓學(xué)生定性地了解傳感器的工作原理，熟悉其基本特性，對于原理性的理論或定理的推導(dǎo)可以不做要求。對此部分內(nèi)容感興趣的學(xué)生可以自學(xué)，有問題再向教師請教或自己查閱資料。重點培養(yǎng)學(xué)生的工程意識與實踐技能。

例如：熱電偶傳感器的中間溫度定律，學(xué)生只要明白該定律的作用、掌握熱電偶傳感器的冷端補(bǔ)償?shù)姆椒白⒁馐马棧瑫闊犭娕嫉姆侄缺砑纯?，在課堂對定理不必詳細(xì)推導(dǎo)，學(xué)生可以自學(xué)，有問題課后請教教師。

（二）在理論教學(xué)方面的改革

1、在復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)中的改革

課前的復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)，對學(xué)生知識的掌握會起到事半功倍的作用，這是教師常用的教學(xué)手段。在復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)中，有的教師采取自己復(fù)習(xí)的方式，有的教師采取的是提問學(xué)生的方式。但預(yù)習(xí)的好習(xí)慣在大學(xué)學(xué)習(xí)中教師似乎不再強(qiáng)調(diào)。本課程組對課前復(fù)習(xí)、預(yù)習(xí)方面進(jìn)行了改革。

主要措施是對每次理論課都發(fā)放預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)任務(wù)單。

例如：在學(xué)習(xí)“第二模塊電阻傳感器”“第二講氣敏、濕敏、熱敏電阻傳感器”一節(jié)時在課前發(fā)放的預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)任務(wù)單是：

對前一節(jié)復(fù)習(xí)：

應(yīng)變效應(yīng)及應(yīng)變式電阻傳感器的分類。

簡述三種橋路輸出的優(yōu)缺點。

簡述應(yīng)變式電阻傳感器的四個應(yīng)用。

預(yù)習(xí)：

獲取電子技術(shù)知識：差動放大器的功能以及放大倍數(shù)的計算。

你從網(wǎng)絡(luò)上找到了哪些熱敏傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器，有什么新的產(chǎn)品以及功能，獲取了那些信息？

這種預(yù)習(xí)效果非常好，例如在應(yīng)變式電阻傳感器一節(jié)的預(yù)習(xí)中，有一個同學(xué)在網(wǎng)上查到了使用碳材料制作可多點應(yīng)變的電阻傳感器，并查到了它的用途以及談到自己的設(shè)想，就是將這種材料應(yīng)用于機(jī)器人中，能否制作出與人的皮膚一樣的機(jī)器人。這個想法在本次課的“35+10”互動時間進(jìn)行了熱烈的討論，強(qiáng)烈激發(fā)了學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)激情?！?5+10”的教學(xué)手段在下面進(jìn)行分析。

2、制作課件方面的改革

課程組對《傳感器應(yīng)用與技術(shù)》課程系統(tǒng)地進(jìn)行了課件制作，制作的課件有兩個突出點，一是彌補(bǔ)實驗室傳感器種類不足，工業(yè)用傳感器價格昂貴，實驗室不必花費過多的資金購置，課程組教師與企業(yè)技術(shù)人員赴企業(yè)將工業(yè)用傳感器外形、參數(shù)、使用注意事項于PPT形式給出，培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識，二是將每一模塊的傳感器檢測與控制的實際應(yīng)用用動畫的形式表現(xiàn)，模擬工廠，將工廠搬進(jìn)課堂，實現(xiàn)理實一體化。

例如：工業(yè)用鉑熱電阻的測溫在工業(yè)測量應(yīng)用廣泛，但價格上千，實驗室并未購置，課程組與企業(yè)技術(shù)人員將鉑熱電阻的外形、參數(shù)、實際測溫實例以及接線、變送、控制方面制作了系統(tǒng)的課件；又例如光電傳感器應(yīng)用之一：測量帶動表針的齒輪轉(zhuǎn)速從而校正煤氣表的刻度準(zhǔn)確性，課程組成員于丹東東發(fā)企業(yè)的技術(shù)人員就東發(fā)企業(yè)的上述檢測裝置制作了光電傳感器的測速動畫以及光電傳感器的外形、參數(shù)、以及在檢測煤氣表的實際安裝位置進(jìn)行課件制作。

課程組將本課程實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，先后獲得2009年優(yōu)秀院級精品課，獲得2010年度遼寧省網(wǎng)絡(luò)課程二等獎的榮譽(yù)。與本院師生實現(xiàn)資源共享。

3、學(xué)生課堂互動的改革

“35+10”是我院于2010年學(xué)院性的教學(xué)方法改革，每堂課利用10分鐘時間，學(xué)生提問教師回答，問題內(nèi)容寬泛可以是本課節(jié)知識也可以是本課程的知識還可以是人生觀、職業(yè)素養(yǎng)問題。這樣做既可以使學(xué)生加深與鞏固本課程的學(xué)習(xí)還可以鞭策教師的師德建設(shè)以及知識體系的自我完善。

（三）實驗教學(xué)方面的改革

以前的實驗都是由教師給出實驗器材、實驗線路、實驗步驟，甚至連實驗結(jié)果都由教師給出，并沒有積極有效地調(diào)動學(xué)生的主動意識以及技能培養(yǎng)，學(xué)生處于這種“灌”的教學(xué)方式還是對學(xué)習(xí)有厭煩情緒?，F(xiàn)在是由教師發(fā)放實驗任務(wù)單，學(xué)生對實驗進(jìn)行預(yù)習(xí)，對本次實驗獲取有關(guān)信息，確定實驗方案。經(jīng)教師指導(dǎo)后學(xué)生分組、團(tuán)隊協(xié)作進(jìn)行實驗操作。組員對本組成員進(jìn)行互評，填寫實驗測試單作為實驗成績的依據(jù)。實驗部分的改革必須建立在實驗室開放的基礎(chǔ)之上，本院配備了專門實驗室管理教師，于每天下午1：30―4：00開放。

例如：“差動變壓器傳感器的使用”實驗任務(wù)單。

【引導(dǎo)性問題】

1、差動變壓器的結(jié)構(gòu)特點？

2、相敏整流電路的特點？

【實驗?zāi)繕?biāo)】

1、了解差動變壓器的基本結(jié)構(gòu)及原理，通過實驗驗證差動變壓器的基本特性。

2、掌握差動變壓器測量震動的方法。

【實驗方案】

在實驗操作前教師提問實驗方案，經(jīng)教師指導(dǎo)后，學(xué)生實際操作，操作時組員互評填寫實驗測試單，實驗成績由教師與學(xué)生互評分兩項獲得。

（四）實訓(xùn)教學(xué)方面改革

我院只有電氣自動化、電子技術(shù)專業(yè)開設(shè)了《傳感器應(yīng)用與技術(shù)》的綜合實訓(xùn)，機(jī)電一體化專業(yè)未設(shè)實訓(xùn)。課程組對綜合訓(xùn)練進(jìn)行了大膽的改革，將實訓(xùn)30課時改革為18+12，校內(nèi)18課時，校外12課時，校內(nèi)實訓(xùn)確定為酒精測試儀的設(shè)計與制作，要求學(xué)生對相應(yīng)功能分析設(shè)計、正確選擇傳感器。進(jìn)行PROTEL繪圖、印制電路板焊接、調(diào)試，目的是訓(xùn)練學(xué)生對傳感器應(yīng)用、PROTEL繪圖、印制電路板焊接、調(diào)試的綜合技能。課程設(shè)計作為本課程考核的重要依據(jù)。學(xué)生分組，團(tuán)隊協(xié)作進(jìn)行課程設(shè)計、作品制作。組員對本組成員進(jìn)行互評，填寫實習(xí)測試單作為實習(xí)成績的一項依據(jù)。

綜合實訓(xùn)安排了12課時的到企業(yè)實習(xí)，有丹東浩宇集團(tuán)紅外傳感器、超聲波流量計在粒度儀中的使用；遼寧東發(fā)集團(tuán)的角編碼器、光電傳感器、熱電阻在煤氣壓力表生產(chǎn)、檢測的應(yīng)用；丹東貝特自動化有限公司的電子秤、熱電偶、流量計、鐘罩式轉(zhuǎn)子流量計的應(yīng)用。工學(xué)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力以及對職業(yè)崗位的認(rèn)知。

（五）持續(xù)發(fā)展方面

加強(qiáng)《傳感器應(yīng)用與技術(shù)》課程教學(xué)的課后延伸，如大學(xué)生電子作品競賽、機(jī)器人作品開發(fā)、畢業(yè)設(shè)計等，我院每年舉行一次大學(xué)生電子作品競賽，不乏有利用傳感器實現(xiàn)功能的電子作品；傳感器在機(jī)器人的制作中廣泛使用，系部教師以及部分學(xué)生制作了多種功能的機(jī)器人；學(xué)生在校外頂崗實習(xí)期間，結(jié)合日常生活和生產(chǎn)過程中的實際情況，選用適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，設(shè)計自動檢測與自動控制過程，撰寫了相應(yīng)的畢業(yè)論文。

“導(dǎo)師制”是我院的特色教學(xué)模式，是我們把喬佩科院長將英國牛津大學(xué)的教學(xué)方法與本院結(jié)合，形成遼地院式導(dǎo)師制。每位中級及以上職稱帶2-3名學(xué)生，導(dǎo)師帶動了若干名學(xué)生，指導(dǎo)其人生觀、課程知識、專業(yè)知識與技能，已收到良好的效果；同時也體現(xiàn)了高職教育的全面性、職業(yè)性、開放性。

通過課程組近兩年的改革與實踐，與原有的教學(xué)方法相比，《傳感器應(yīng)用與技術(shù)》課程的教學(xué)改革取得了顯著的教學(xué)效果，學(xué)生無論在學(xué)習(xí)課程以及參加有關(guān)的電子產(chǎn)品制作、機(jī)器人的研制與技能大賽都興趣激昂，學(xué)生對本課程技能的掌握得到顯著的提高，同時也為其他課程的改革提供了借鑒。

篇（10）

【中圖分類號】G40-057文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【論文編號】1009-8097（2015）05-0027-06【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.05.004

引言

創(chuàng)客來源于英文單詞“Maker”，是指努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實的人.其共同特質(zhì)是創(chuàng)新、實踐與分享。近年來，創(chuàng)客運動在國際上蓬勃發(fā)展，改變了人們的學(xué)習(xí)方式和社會生產(chǎn)方式，并形成了新的校園文化。著眼于了解美國在創(chuàng)新教育及創(chuàng)客空間方面的最新進(jìn)展和實施策略，為建設(shè)清華大學(xué)交叉融合創(chuàng)客空間提供參考，2014年8月，清華大學(xué)一行六人前往美國高校創(chuàng)新教育實驗室及社會創(chuàng)客空間進(jìn)行考察?？疾靾F(tuán)先后考察了麻省理工學(xué)院、帕森設(shè)計學(xué)院、紐約大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、斯坦福大學(xué)的創(chuàng)新教育實驗室以及波士頓Artisan's Asylum創(chuàng)客空間、奧克蘭The Crucible創(chuàng)客空間、歐特克公司、皮克斯公司等，與相關(guān)創(chuàng)新教育實驗室和創(chuàng)客空間的負(fù)責(zé)人進(jìn)行了深入的交流，詳細(xì)了解了他們的建設(shè)理念、運行機(jī)制、課程體系和物理空間等情況。美國高校創(chuàng)新教育實驗室

l 麻省理工學(xué)院媒體實驗室（MIT Media Lab）

麻省理工學(xué)院媒體實驗室由Nicholas Negroponte和前校長Jerome Wiesner[2]于1985年共同創(chuàng)建，隸屬于麻省理工學(xué)院建筑與設(shè)計學(xué)院，致力于科學(xué)、多媒體、技術(shù)、藝術(shù)及設(shè)計等領(lǐng)域成果轉(zhuǎn)化的研究，鼓勵打破學(xué)科界限，實現(xiàn)不同研究領(lǐng)域非傳統(tǒng)的融合。該實驗室創(chuàng)造了許多顛覆性的前沿技術(shù)，包括可穿戴技術(shù)、可觸摸用戶界面和情感計算等，研發(fā)出許多技術(shù)發(fā)明（如電子墨水、NEXI類人機(jī)器人、Scratch圖形化編程語言、玩具式學(xué)習(xí)工具等）。目前擁有25個研究團(tuán)隊，包括生物力學(xué)、攝影文化、認(rèn)知機(jī)器、流動媒體、信息生態(tài)學(xué)、個人機(jī)器人、社交計算等，研究項目超過350個，其創(chuàng)新研究強(qiáng)調(diào)“以人為本”、“跨學(xué)科”、“原創(chuàng)性”和“開放性”。

（1）人員組成

媒體實驗室主要從事研究生教育，隊伍組成包括近40名資深研究人員、48名合作企業(yè)研究人員、75名客座科學(xué)家及博士后、80名技術(shù)及行政人員。研究生共計146名，其中碩士研究生80名、博士研究生66名，分別來自不同專業(yè)并通常具有工作經(jīng)歷，其中一半左右來自計算機(jī)專業(yè)。同時，每年還有200多名本科生通過本科生研究機(jī)會項目（UROP）來實驗室工作。

（2）運行機(jī)制

作為一個純學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)，媒體實驗室每年的運行經(jīng)費約4500萬美元，主要從70多個聯(lián)盟會員獲得資助。會員包括微軟、谷歌、三星、松下、英特爾、思科、諾基亞、高通、樂高等世界知名企業(yè)，合作年費至少為20萬美元。聯(lián)盟會員一般不要求實驗室從事特定研究，多數(shù)研究項目由團(tuán)隊獨立向媒體實驗室提出申請并獲得資助，以保證研究內(nèi)容的前瞻和原創(chuàng)。聯(lián)盟會員有權(quán)分享媒體實驗室該年的知識產(chǎn)權(quán)和研究成果，獲得技術(shù)咨詢而無需支付授權(quán)費用，同時可以派遣研究人員常駐媒體實驗室。

（3）物理空間

媒體實驗室擁有兩座大樓（E15）和（E14），其中新大樓面積為15100平方米，是一個開放的、工作室式、自適應(yīng)的六層樓建筑。整個建筑內(nèi)部高度透明，能夠看到正在進(jìn)行的研究項目，從而鼓勵研究人員之間的聯(lián)系和協(xié)作。

為了配合研究項目中的樣機(jī)試制，在大樓中建有一個小型制造實驗室，加工設(shè)備包括木工鋸床、焊接設(shè)備、鈑金設(shè)備、工業(yè)級3D打印機(jī)、激光切割機(jī)、木工加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控水切割機(jī)床、線切割機(jī)床等。車間布局非常緊湊，由3名全職技術(shù)人員維護(hù)，面向媒體實驗室成員24小時開放，但要求用戶必須接受相關(guān)設(shè)備的操作培訓(xùn)并且不能單獨工作。

2 紐約大學(xué)ITP項目

ITP是紐約大學(xué)Tisch藝術(shù)學(xué)院為期兩年的研究生教育項目，其主要任務(wù)是探索如何富有想象力地使用通訊技術(shù)，從而有效提升、改善和愉悅?cè)藗兊纳?。該項目始?979年，已經(jīng)發(fā)展為技術(shù)專家、工程師、設(shè)計師和藝術(shù)家打破真實與數(shù)字空間界限的活躍社區(qū)，在多媒體和交互性專業(yè)領(lǐng)域貢獻(xiàn)的新創(chuàng)意和人才得到國際廣泛公認(rèn)。

（1）課程設(shè)置

ITP的課程分為基礎(chǔ)課和專業(yè)課兩種，其中基礎(chǔ)課有7門，包括新媒體應(yīng)用技術(shù)、動畫設(shè)計、視頻與聲音、可視化語言、網(wǎng)站設(shè)計、可計算媒體和物理計算；專業(yè)課有100多門，包括3D打印奢飾品、高級動畫工作室、交互式設(shè)計的生物力學(xué)等。取得研究生學(xué)歷的學(xué)分要求為：基礎(chǔ)課16分、專業(yè)課40分、畢業(yè)論文項目4分。

ITP的學(xué)生來自藝術(shù)、科技、經(jīng)濟(jì)、政治等多個領(lǐng)域，彼此背景不同，所有專業(yè)的人一起參加課程，最大的挑戰(zhàn)就是讓他們互相溝通，進(jìn)行自由分享。ITP所傳授的不僅是用技術(shù)來做產(chǎn)品，更是用它來學(xué)會思考和表達(dá)自己。在ITP教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)自己動手和應(yīng)用技術(shù)，不受現(xiàn)有軟件和硬件工具的束縛，開發(fā)出自己想要做的產(chǎn)品。