时间：2023-10-11 16:23:49
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[关键词]测控专业；毕业设计；模块化；运行机制
[中图分类号] G642.477 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）06-0099-03
本科毕业设计是本科学习的最后部分，是学生将所学习到的知识进行应用的重要环节，也是本科教育评价的关键组成部分。
测控技术与仪器专业是仪器科学与技术一级学科唯一的本科专业。测控专业是涵盖了机械测量、几何测量计量、热工测量计量、光学测量计量等多工程领域的测量计量学科。测控专业的专业特点决定了其本科毕业课题来源丰富，类型复杂，平台多样，课题工艺指标难以统一化。
随着电子信息技术的飞速发展， 测控专业的结构已发展成为集传感技术、计算机技术、电子技术、现代光学、精密机械等多种高新技术于一身的系统，虚拟化、网络化、微型化、智能化的发展趋势，使测控专业的多学科综合及多系统集成的属性越来越明显。课题的复杂性、多样性使得测控专业的毕业课题管理较为困难。
应用型本科是介于学术型本科和技能型高职之间的大学教育，其主要功能是服务于地方行业。企业对本类高校学生的要求是：具有较为扎实的理论基础，具有熟练的操作能力，具有一定的创新能力。因此，本科毕业设计必须具有较强的工程性、应用性和实用性，同时还应该具备一定理论基础、创新和前瞻性。良好的本科毕业设计可以很大程度上集成学生的知识能力，提高学生适应预期工作的能力。
面对当前环境对应用型测控专业本科毕业设计的要求，毕业设计的运行机制是保证毕业设计顺利进行的重要条件。面向应用型的测控专业的毕业设计应该具有通用化、标准化、系列化和工程化等特色，这样培养出来的测控专业的本科毕业生才具有较强的工程实践能力。
基于模块化管理的毕业设计管理机制可以满足毕业设计中通用化和标准化等要求。该机制从毕业课题的选题评价、课题跟踪完成、答辩过程管理等方面进行管理控制，为提高测控专业本科毕业设计提供一种有效的思路。
一 、当前测控专业毕业设计的现状
（一）课题类型题目很多，但缺乏科学的评价技术指标
当前的毕业课题主要有两个来源，一个是来自于实际的工程课题。这些工程课题包括实际的科研项目，工厂/公司/科研院所的实际课题或任务。这类课题的特点是难易程度各不相同，或大或小，如果设立为本科毕业课题，可能需要进行一定的修订。另一个是来自于教师自拟。教师自拟的项目容易把握难度。
由于出题教师对课题的理解各不相同，课题出来之后，课题指标不明确是最大的问题。课题指标不是单纯的技术指标，而是一个综合了课题与本专业的相关度、深度、广度、难度和创新度等的综合概念。很多课题明显偏离了测控方向，或者难度系数接近硕士研究生水平，或者难度系数仅仅为课程设计，工作量的多少也没有一个统一的标准。
课题指标不明确是毕业课题最大的问题，实际上这也是教师本身的问题、课题组织的问题，以及毕业设计运行机制的问题。这是毕业设计的核心问题。
（二）课题节点不明确
课题节点，不是简单的时间节点，而是教师根据课题的具体情况设置的课题完成步骤的量化指标。这些指标通过具体的文档、软件、硬件的参数来衡量。每个节点还应该进行打分评估，计入总成绩。
学生在完成课题的时候，由于没有明确的控制节点，或者虽有节点却不计入总分，经常出现前松后紧的情况，导致课题完成顺序混乱，重点难点不分明。由于只看重结果，甚至出现有学生请人代工，网上请人做毕业课题的情况。
（三）评审和答辩过程标准不统一
课题的多样化，也导致了评审和答辩过程标准的不统一。有些课题来自于教师的科研项目，这些项目并不为一般人所熟悉，因此在评审和答辩中很难进行有效的交互；教师们对专业兴趣的差异，也使得评审标准变得很困难。这种不统一造成的后果是毕业设计的分数不能反映学生的工作量。此外，由于每个教师的专业兴趣点的差异，使得某些答辩提问或过于简单，或者过于复杂，无法体现测控专业培养的基本特点。
二、模块化运行机制
模块化运行机制，主要对以下方面进行模块化处理：毕业课题的审核评价，节点控制，模块化答辩评分，模块化答辩指导等。
（一）毕业课题的审核评价
实践证明，毕业课题的来源是关乎毕业设计最为重要的环境。由于出题教师各自的科研背景不同，出题的类型和范围差异很大。为了方便进行评价，采用指标评价法对某个课题进行打分评价，合格者才能进入毕业设计环节。表1为设计的毕业课题指标打分加权系数。
上面技术指标表虽然有不完善和不科学的地方，但很大程度上反映了本科毕业设计的基本要求。
课题来源反应了课题的含金量。国家自然基金、地方自然基金、国家攻关计划等纵向课题通常被认为含金量高，可认为8分以上；来自企业的或实际的工程课题，可认为6分以上；自拟的课题，4分以上。
在课题分类中，把与测控专业的相关度作为考查指标之一。如果课题没有涉及电/光/机械/自动化等类型，则为0分。软件和硬件分类主要是针对工作量的。具体工作量由专业委员会进行标准细化，软件主要从代码行数、难度、完成时间等进行规范；硬件主要从完成的时间、测试难易程度进行衡量。平台性主要鼓励教师多利用当前学校/学院已有的实验室平台进行选题。
课题创新性。相似度是指和以往课题的相似度，如果没有相似则为5分，完全相同则为0分。创新性需要出题教师进行单独说明，可以是算法、硬件、功能等方面的创新；难度主要是指在软件算法上、硬件指标上的情况。如某课题提出需要学生完成一种自适应模糊控制算法，这样难度就会达到很高的分。具体的难度分，需要根据学生是否学习过、如果全新需要多少时间才能完成、教师提供的指导情况等进行评价。
与课程/实训的相关程度。这个子项目主要考查毕业课题与本专业的相关程度。教师在出题时，需要明确哪些主干课与本课题有关并进行打分；同时考查实训与课题的相关程度。学科交叉程度是课题涉及的学科范围。鼓励进行多学科交叉，但不作为主要的考查因素。
课题完成条件。如果某个课题只有极少数优秀毕业生才能完成，5.1项目得分低。如果课题的硬件/软件环境都要求高，学生没有学习过使用，得分也会很低。
综上所述，毕业课题指标表示一个综合反映课题来源、难度与创新、可完成等各方面的一个表，可较为客观的评价一个毕业课题。如果某课题得分低于设定值（如60分），那么该课题就要被委员会讨论是否需要替换/修改/否定。此外，我们还引入学生反馈评价，期望毕业课题完成后能得到学生的评价。这将是一个重要的评价过程。
（二）毕业课题的完成节点评价
毕业课题的完成节点是进行毕业设计管理的重要方式。同样，我们这里采用模块化进行管理，对毕业设计的整个过程进行模块化管理。其中时间节点必须按照节点的先后顺序进行设置。只有某个节点完成后才能进入下一个节点。如果某个节点延时完成，则分数为0分。节点分的总分按照一定比例计入最终的毕业设计得分。
（三）答辩中的模块化管理
课题答辩是毕业设计的最后一道过程，是学生展示自己的设计成果、讲述设计思路、论证论文观点、回答教师提问的互动空间。本科毕业答辩不同于硕士生或博士生答辩，其基本特点是时间较短，答辩内容较多、较宽泛。根据这样的特点，模块化管理体现如下。
1.答辩小组教师构成。应该按照大的模块分类进行组织。单片机/DSP组：毕业课题以单片机/DSP为核心完成的各种测量/控制等课题；PLC组：以PLC为核心完成的各种控制；平台组：以实验室平成的各种课题；理论研究及仿真组：以研究某种算法及其Matlab或ANSYS等专业软件进行仿真实现的课题；杂项组：非前面所有的类型的课题。
2.答辩问题的分类模块化。尽管答辩过程含有很多主观因素，课题也千差万别，但答辩问题进行模块化却带来很多有利因素，如问题有的放矢，难度可控，体现专业色彩，避免过多主观因素等。如毕业课题涉及测量类，那么测量模块化问题有：（1）测量方案的构建依据？（2）测量的量程/精度/不确定度？（3）测量涉及信号采集，则采集过程中的标定？（4）测量中测控电路的设计/选用/关键点？（5）测量通道中的信号干扰及应对措施？（6）实际测量情况和误差分析？（7）测量模型中有无关键算法等等。
这些问题其实在开题报告和实际设计过程中都应该由学生逐一进行解决，得出设计结果。当然如算法一类可以给某些优秀学生一些设计空间。
答辩中的模块化有利于考查学生的整体状况，提高答辩效率，考查设计水平。
三、 模块化运行机制在应用型本科设计中的应用分析
应用型本科院校的毕业设计应该凸显应用的地位。基于模块化管理的毕业设计在这方面具有较强的应用能力。我们在重庆科技学院电气信息工程学院测控专业2014届及2015届本科毕业设计中应用了模块化管理，收到了较好的效果。
在选题方面，模块化管理就起到了至关重要的作用。如2014年某教师所出题目为《基于智能算法的滚动轴承状态监测与故障诊断系统开发》，对其进行指标评价：该课题为教师自拟题目，主要目的是通过测试滚动轴承的振动情况判定轴承的故障，采用的方法是人工智能算法，ANN或SVM；该课题的专业相关度一般，软件工作量很大，硬件工作量极小（硬件均为采购或已有）；在课题创新性方面，难度过大反而得分很低；与课程交叉程度一般（主要为数字信号处理），与实训无交叉；学科交叉一般；对学生要求很高，软件环境需要掌握Matlab或编程语言，学生压力大。同时，在节点运行上也可能出现：由于资料较多，学生知识面窄，在规定时间难以完成的情况。最终该题得分情况为62分。
经过委员会的评价，认为该课题的主要问题在于：1.理论高度过大，本科学生知识储备明显不够；2.要熟练认知/掌握Matlab里面人工智能算法的模块，毕业设计时间不够；3.学生所学课程对完成课题支持情况不全面。
因此该课题要么作废，要么进行修订。修订的结果为《滚动轴承振动信号采集及状态监测系统》。该题目降低或消除了智能算法，增加了硬件采集的设计，并要求学生设计信号转换电路、放大电路和滤波电路；软件方面，要求动态处理采集信号，然后进行傅里叶变换分析等。这样可操作性大大增加，指标得分为75分，完全达到要求。事实证明，学生能顺利完成毕业课题。
经过两年的运行，我们提出的模块化毕业设计管理，运行较为有效。课题学生反馈的分数与理论分数相差不大。该机制在考查学生的基本能力和创新能力方面都较为妥当。
四、结论
本文提出的模块化毕业设计运行机制的思路和实现策略，表现在3个方面。
1.对课题来源进行评分，通过最终得分评判课题是否合格，避免过难的课题和过于简单的课题。这是模块化管理的核心关键。
2.在课题完成过程中，采用节点化管理。对每个节点进行打分评判，计入毕业答辩的总成绩，避免学生不按照计划推进。
3.在答辩过程中，对答辩分组、问题、评价等内容进行模块化管理，使得答辩过程更加有效。
本文提出的方法，在重庆科技学院测控专业应用两年来，取得了较好的成绩，可以为应用型本科的测控专业提供借鉴。但本方法也存在不足，如对创新型课题支撑力度不够大，对科研与教学的专业不适用。此外，该方法也在逐步探索中。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 冯旭哲， 陈建云， 明德祥. 测控技术与仪器专业本科毕业设计研究与实践[J]. 高等教育研究学报，2011（1）：86-88.
[2] 徐治. 工科专业本科毕业设计教学改革的探讨[J]. 大学教育，2015（5）：143-145.
1 特色教学总体思路
机械制造技术基础课程特色教学，首先，应以机械设计制造及其自动化专业的培养目标为导向，在该专业总体课程体系结构中，合理确定该课程教学目标和主要教学内容。其次，在课程教学实施中，应注重发挥理论教学和实践教学（包括实验教学）的协同效应，注重现代教育理念和手段的应用，注重发挥学校（学院）的传统教学优势和科研优势以及当地企业和科研单位的环境优势等因素对教学的支持作用，注意学生生源地地域特点和招生层次对学生学习兴趣、学习习惯和学习能力的影响等，在理论教学、实验和实践教学中，从教学方法、教学重点等方面体现特色，达到良好的教学效果。
以笔者所在学校为例，机械设计制造及其自动化专业的培养目标是，培养具备机械设计、制造、机电一体化技术和计算机基础知识与应用能力，面向工业生产第一线从事机械设计、制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的德智体美全面发展、具有创新精神和实践能力的应用型高级专门人才。该专业的主要课程包括高级语言程序设计、理论力学、材料力学、液压与气压传动、电工与电子技术、控制工程基础、机械原理、机械设计、测试技术、机械制造技术基础、高等机构设计、数控技术、微机控制技术、机床电控与PLC、先进制造技术等。机械制造技术基础课程的教学目标是，使学生了解机械加工系统特别是机床和刀具的基本知识，掌握切削原理的基本理论，掌握分析机械加工的精度以及表面质量的方法，掌握机械加工和装配工艺规程的制订方法与步骤，了解先进制造技术与制造系统的基本概念，培养学生的工程素养以及分析、解决实际工程问题的能力和创新能力。课程的主要内容是以机械制造工艺为主线，将机械加工机床、切削原理与刀具以及先进制造技术等知识和理论有机地结合起来，形成低重心、宽结构、重素质、宽面向、强实践的知识体系。考虑到与机械制造装备设计课程在内容上的协调，本课程不包含夹具设计内容，但包含关于夹具在机械加工系统中的作用介绍等内容。在课程教学实施中，将实验和实践教学与理论教学相结合，利用多媒体教学手段生动直观、信息量大的优势，利用学校所在城市机械制造类大型企业多、科研机构多的地域环境优势，利用学校在轴承、齿轮等机械基础件和大型装备方面的科研优势，利用机械设计制造及其自动化专业是学校历史悠久的老牌专业的传统教学优势，针对学生大部分来自河南省县城，且均为一本录取的生源特点，在理论教学、实验和实践教学的各个环节，开展特色教学实践与探索。
2 理论教学
理论教学是整个课程教学的灵魂。我校从教学内容的合理选择和教学实施两方面开展有特色的理论教学。
我们根据机械制造技术内容丰富而学时有限的特点，精心选择教学内容。机械制造技术所依托的机械制造及其自动化学科具有悠久的历史，在现代科学技术快速发展的新形势下又取得了长足的发展，因而，现代机械制造技术是传统机械制造技术融合现代计算机技术、信息技术、新材料技术、环保技术、管理技术等众多技术发展起来的综合技术，其内容非常丰富。此外，由于课程体系的变化和学时的限制，机械制造技术基础课程浓缩了传统的机械制造工艺学、金属切削原理与刀具和机床概论3门课程的内容，而学时只相当于原来的1门课程。在此背景下，如何安排课程理论教学内容和教学重点是需要认真研究和探索的。我们认为，现代机械制造技术是对传统机械制造技术的继承和发展，现代机械制造技术与传统机械制造技术相比，一方面，有一些基本的内容没有变化，另一方面，也有许多内容发生了变化。不变的方面，如机械加工精度和表面质量问题、加工效率问题、加工成本问题等，既是传统机械制造技术面对的主要问题，也是现代机械制造技术所要解决的基本问题；又如，机械加工工艺系统由机床、刀具、夹具和工件构成，这一点在现代机械加工中并没有改变。变化的方面，如现代机械制造对技术宗旨的理解，其侧重点与传统上的理解有所不同，传统机械制造强调提高加工精度和质量，而现代机械制造则强调在保证机械产品制造质量的前提下，尽量降低制造成本并减少制造时间，即以尽量低的成本，用尽量短的时间制造出合格的产品，而这种理念的变化，反映在机械加工工艺规程制定中，会引起工序安排、设备选择以及工时定额等变化；又如，数控技术的发展，使得现代机械加工机床普遍实现了数控化，因此，在机械加工工艺规程的制定中，工序的集中和分散问题以及粗加工与精加工工序划分等问题的处理，与传统非数控加工条件下有很大不同；再如，材料技术的发展使得现代机械加工刀具的切削能力大幅提高，同时，数控技术又使得机床主轴和进给机构的转速大大提高，因此，传统高速加工概念发生了较大改变，难加工材料的概念也改变了。综上所述，理论教学应该是机械制造技术中最基本的内容，包括切削原理、机械加工精度、质量、效率、成本等方面的基本理论以及分析问题的基本方法等，同时，还应包括一些有助于学生了解先进制造技术的基本概念和特点以及建立先进制造技术的理念的内容，此外，由于该课程总体上具有内容庞杂的特点，为使课程内容杂而不乱，那些有助于各部分内容衔接，从而强化课程的系统性和整体性的内容，也是必不可少的。
理论教学实施方面，应重点从多媒体运用、课堂互动、举例选择等方面进行有特色的理论教学[7]。
运用多媒体教学手段提高教学效率和效果。机械制造技术基础课程内容较多，且有大量的图表 ，运用多媒体教学手段，呈现的图形更加丰富多彩，可使课程信息量大幅增加，使理论教学生动直观，让学生容易理解，接受的信息量也大，可大大提高教学质量和效率。
通过课堂互动使授课更有针对性。课堂互动可使教师及时了解学生学习中遇到的问题，从而使授课更有针对性，同时，互动也可以使学生上课时注意力更加集中，有利于提高教学效果。机械制造技术基础课程中的许多内容看起来并不难理解，但要真正理解得比较深入并能够灵活应用却不容易。互动教学可提高这部分内容的教学质量，因为与这些内容相关的问题学生感觉比较容易回答，与教师互动的积极性比较高，但实际上学生的发言往往不全面、不准确，教师要对学生发言中正确的地方给予表扬，同时引导学生把问题考虑得更全面、更深入，这样的教学方法可以锻炼学生的思维能力，收到良好的教学效果。
精心举例，帮助学生理解重点难点内容。举例有很大的灵活性，也能够体现教学特色，举例是否恰当对学生理解和掌握教学重点、难点也有很大的影响，教师应该精心选择实例。举例不必完全拘泥于教材，应该针对学生特点，并发挥教师科研对教学的支持作用，通过有特色的举例，帮助学生理解重点和难点内容。笔者所在学校的学生对机械制造和机械加工的感性认识比较少，但在理论课讲授之前，学生进行了金工实习和认识实习，在课堂举例时，我们尽量选择生活中常见或实习中见过的机械产品或零件，如生活中常见的自行车、摩托车、汽车，实习中见过的齿轮、轴承、拖拉机、柴油机等产品和零件。此外，我校在齿轮、轴承加工方面科研力量较强，学生毕业后工作中也经常会接触到这些机械基础件。因此，笔者选择齿轮和轴承方面的实例，将内容讲得更细致更深入，学生对此也比较感兴趣，增强了理解问题的深度。
3 实践教学
机械制造技术基础课程是一门实践性很强的课程，实践教学是课程教学的必要组成部分，对达到教学目标具有重要作用，应高度重视。值得注意的是，实践教学要与理论教学协调配合，在理论教学主导下进行，不能将实践教学变成学生感性认识的散乱堆积过程。
我校与该课程相关的实践环节包括实习、实验、课程设计和毕业设计。
实习分3次进行。首先是金工实习，在学校内部实习训练中心进行，具有实习地点稳定、教学人员经验丰富的优点。学生通过实习对金属材料加工的主要工艺方法和工艺过程形成初步感性认识。其次是认识实习。主要是到不同机械制造类企业的生产现场参观，使学生对生产实践中使用的各种机械加工方法以及工艺过程、机床、刀具、夹具、检具甚至输送和贮存工具形成感性认识。该实习在洛阳进行，可以发挥洛阳机械制造实力雄厚、企业众多、机械产品类型代表性强的地域优势。前两次实习都是在课程理论教学之前进行的，可为理论教学打下坚实的感性认识基础，也可提高学生在课堂上的学习兴趣。再次是生产实习。本次实习在理论教学之后进行，是更加深入和全面的实习。学生经过理论课学习之后，带着验证理论观点以及用所学理论去分析问题的愿望和要求，到生产现场实习，可以很好地巩固所学知识和理论，实习地点主要是在东风汽车商用车公司，有时也到洛阳一拖公司等企业进行。
实验共有5个，配合课堂理论教学内容安排在同一学期进行，起到及时巩固课堂知识，加深对理论知识的理解，提高课堂知识应用能力的作用。
课程设计安排在理论教学之后，主要是通过让学生亲自编制给定零件的机械加工工艺规程，提高学生对机械零件几何特征和技术要求的综合分析能力，加深学生对工艺规程编制原则的理解，提升学生对这些原则的综合应用能力，最终达到提高学生编制工艺规程能力的目的。该项任务与夹具设计任务结合在一起构成一个课程设计项目。
毕业设计是一项综合实践项目，对机械设计制造及其自动化专业的许多学生来说，毕业设计题目涉及的训练内容，与机械制造技术基础课程的内容关系密切，实际上起到了该课程实践环节的教学作用。毕业设计指导教师一般结合毕业设计任务，要求学生认真复习课程有关内容，将有关理论和方法用于分析和解决毕业设计中的问题，起到了对这门课程又一个综合性更强的实践教学环节的良好作用。
4 结束语
机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化专业的一门核心专业课，搞好该课程的特色教学，是将该专业办出特色的重要组成部分。笔者以所在学校为例，介绍了机械制造技术基础课程特色教学的实践探索，供相关教学工作者参考。
参考文献
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关键词：城镇规划 实践教学体系 建构
中图分类号：F291 文献标识码：A
项目信息: 本文为山东省职业教育与成人教育科研规划课题《以提高质量为重点的职业教育教学改革创新研究》(编号：2011ZCJG046)研究成果
目前高职城镇规划专业尚未形成比较完善的实践教学体系，大多数采取课堂教学、毕业设计和顶岗实习的模式。这种方式有诸多弊病，如真题假作、顶岗实习管理不到位等等。基于普遍存在的问题，我们提出：在城镇规划实践教学中，应从资料调查现场踏勘到方案构思规划设计、从汇报论证到修改完善、从计算机绘图到编制说明书，真正实现教学内容与实际工作、教学过程与工作过程、教学成果与工作成果的“零距离接轨”，以促进学生职业岗位能力的培养，适应将来工作岗位的需求。同时从多维视角下做整合研究，建立行之有效的城镇规划专业实践教学体系及有效的课程评价体系。
一、目前我国高职城镇规划专业实践教学体系存在的主要问题
1、课程实践安排不合理
在整个实践教学体系中，支撑规划设计能力培养的主要课程实践，首先从时间安排上，不能满足规划编制实践的要求。因为不经过一系列的规划程序（资料收集整理分析——初步方案——交流——修改——再交流——成果），仅从设计上闭门造车，不仅不利于学生规划编制能力的形成，反而会有不良影响。其次从实践内容上看，没有与本科城镇规划专业形成差别，没有特色。
2、集中实践性教学不完善
集中实践部分缺少社会调研实践。社会调研实践主要要求学生接触社会深入社会，培养其发现问题与分析问题的能力。通过社会调研有助于让学生更深刻地体会到规划的社会属性，学习沟通与平衡的技巧。
3、实践教学体系没有明确的规划管理实践
整个实践教学体系都没有提到城镇规划实施与管理的实践，仅在毕业实习中有可能有部分同学会参与到规划实施与管理的实践，整个体系重设计轻管理倾向非常严重，自然城镇规划管理能力难以形成。
二、高职城镇规划专业实践教学体系的重构的基本途径
（一）路径之一：构建专业学习领域体系
根据职业岗位对知识结构和能力结构的要求，设置好课程的内容和实训环节。包括：基础性学习领域，旨在培养学生素质能力；单项职业能力学习领域，旨在培养学生专业基本知识；综合职业能力学习领域，旨在培养学生专业岗位需求技能；职业素质与能力拓展学习领域，旨在培养学生创业创新能力。课程学习领域的设置打破传统的知识本位、强调能力本位，为教学的实践性、技能性提供链接的平台，为实践教学体系建设提供教学大纲、教学计划以及课程设置的保障。
（二）路径之二：构建人才培养模式平台
1、推行“工学结合”人才培养模式改革。与规划设计院或规划管理单位合作，让教师和学生参与实际项目，实现双重角色互换，让学生与工作岗位实现零距离接轨。
2、推行“项目教学”改革。将专业课程类别分为若干技能单元，每个技能单元为一个教学项目，实现理论实践一体化的单元式教学。
3、推行“工学交替”和“订单式”人才培养模式。通过与用人企业整体置换教学模块方式实行联合办学：企业参与教学计划修订和教学考核、企业为优秀学生提供奖学金、学生到企业见习上课、学生在企业边工作边学习、学生毕业后参与企业考核、合格毕业生直接为企业录用等等，从根本上解决人才与市场需求之间脱钩的问题。
（三）路径之三：构建实践教学体系
1、构建基础实践教学体系：主要依托校内实践基地完成，如专业计算机绘图室。
2、构建专业实践教学体系：按专业知识和专业技能模块的要求，分模块打包，每一个模块从教学开始到教学结束，然后分模块进行技能考核。
3、构建模拟实践教学体系，模拟教学即仿真教学。
4、构建综合实践教学体系，让教室与实训场地实现零距离结合，让工学真正交替，让产学有机融合，让师生技能得到有效的提高。
三、高职城镇规划专业实践教学体系的重构的保障措施
（一）实践教学的师资队伍建设
具有较强实践能力的师资队伍是实践教学的关键，教师是教学工作的核心资源。培养应用型人才，加强实践性教学环节，培养学生的实践能力，就必须要求专业任课教师具有丰富的工程实践经验。
（二）实践教学内容与课程体系改革
城镇规划专业实践教学体系包括如下几种类型：第一，课程内的实践操作训练；第二，独立的实习环节；第三，课程设计；第四，毕业设计。这些实践教学环节，由单科到综合，由假题假作到真题真作，由手绘图到计算机新技术应用，由城镇规划设计到城镇规划管理，形成一条从一年级到毕业的实践教学主线。
（三）实践教学方法与手段改革
1、模拟评审会是设计课评析的一种创新。学生将自己图纸挂在黑板上，设计者介绍自己的方案构思，回答老师的提问，提高学生的胆量、口头表达能力和分析问题能力。
2、“专业大讲坛”是“城市问题”课的一种创新，针对最前沿的城镇规划问题，由3-5位校内外知名人士坐在主席台，与学生共同讨论、探讨问题。
3、“大课堂教学”是将学生带到规划设计现场，由规划局、规划院领导、专家与教师共同研究现场实际问题。
4、集体讲评。对于学生普遍成在的问题进行归纳总结，上届学生、本届学生经常出现的问题分阶段有步骤进行集体讲评。
5、展出、奖励优秀的实践教学成果。鼓励优秀学生，为同学相互学习和参考。
（四）实习基地建设
1、建立实习基地。实习基地包括校内实习基地与校外实习基地。校内实习基地主要进行城镇规划设计实践学习，校外实习基地除了设计院进行城镇规划设计实践实习外，还应有城镇规划管理部门，以确保学生进行城镇规划管理实习。
2、明确实习两方导师。校内导师由丰富实际经验的教师担任，校外导师由有一定理论知识和责任心的工程师担任，两方的导师共同对人才进行培养。
（五）实践教学的管理
1、制定实践课程教学大纲，包括教学目的、要求、内容、重点难点、成绩评定等内容；
2、制定设计任务书。课程设计要求符合基本原理原则，学习设计程序和方法。毕业设计则要求既符合基本原理，又要结合工程实际，追求综合效益。
3、强化过程教学。执行阶段打分，给严重滞后者亮黄牌，促其跟上进度。鼓励学生之间探讨问题，但不许代作和相互考贝图纸。
4、加强实习管理。制定各类实习的实习指导、实习任务书，对学生进行跟踪检查，撰写实习报告；
5、加强实践基地建设和专业毕业生的反馈工作，对实践教学做出适时、必要的调整。
四、结语
市场是一个动态变化过程，今后的人才培养和学科建设方面，必将始终以职业能力和就业需求培养为主线，不断改进实践教学体系，构建知识、能力和素质有机结合，形成具有高级职业教育特色的人才培养模式。
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1.1房屋建筑学模拟实验单元
设计程序可根据不同的工程类别(民用、公共、工业建筑)对结构构件进行分解,并能显示各构件名称,学生能非常直观的掌握某一构件在实际结构中的确切位置,系统还可按照不同部位提供各构件的三维模型,学生能更好的掌握各类构件的受力特点和使用条件。程序可提供绘图功能,学生能根据教师布置的作业要求,完成相应的作业或课程设计,并能网上提交,减少图版绘图的工作量,培养学生使用现代管理工具的能力。同时,为解决学生现场实习难的问题,购买各类建筑结构构造的实体微缩模型,包括从组成上分类的基础、墙体、屋面、节点、变形缝等构造,同时也包括了按结构类型划分的钢结构、混凝土结构、砖混结构、高层建筑等,从而建立比较完善的建筑结构构造模型室,学生可以不到施工现场便能了解各类结构构件的构造原理及实物,大大提高学生实践认知能力。
1.2钢筋混凝土模拟实验单元
了解并掌握构件的力学性能,为验证和发展结构理论提供实验依据。钢筋混凝土构件力学仿真模拟试验以实际试验数据为依据,通过数据库及FLASH技术再现整个试验过程,随时为学生提供试验环境,克服了以往提前预制试验构件的困难,学生输入构件的几何尺寸和混凝土标号以及钢筋的布置,系统便可进行仿真试验,并显示裂缝的变化和挠度的变化,使得试验更直观,试验结果可以和学生在试验前的计算结果进行对比,培养学生现代科研的能力,同时也能降低学校开设传统试验课程的费用成本。
1.3工程管理模拟实验单元
结合工程管理实践教学,突出工程造价管理、招投标管理、施工现场管理等三个方面的特色。工程造价模拟实践单元能完成工程建模、工程量计算、工程计价等教学过程,能够完成课程设计、毕业设计等实践教学环节。主要开发了以下软件:(1)图形算量软件。具有与CAD互导功能,即可以根据CAD绘制的施工图纸导入到图形算了软件完成从2D到3D的转化,从而进行算量。(2)钢筋算量软件。钢筋工程量的计算是工程量计算中最为复杂繁琐的部分,通过钢筋的计算和3D模型的实现,加强学生对钢筋混凝土结构施工图的理解,特别是101图集的应用能力。(3)清单计价软件。利用计算机模拟实际工作中的套价计价工作。(4)招标投标模拟系统。能够实现与造价软件的对接,模拟招标投标全过程即从招标公告到中标通知书下达全过程。使学生参与到招标投标活动中,并扮演不同的角色:招标人及评标方(招标文件编制人、评标专家等)、投标人一方(项目经理、投标文件编制人等)。同时模拟系统还提供三维现场施工布置图的设计。学生能进行施工现场的布置,并且能根据一定的要求完成有关施工现场布置说明文档的编制。学生还可以编制进度计划和成本计划,模拟合同的签订流程、执行及终结情况,并根根据假定情况模拟工程进度及成本的执行情况,进行跟踪对比,完全达到建设工程招投标的仿真教学效果。
1.4数值仿真模拟实验单元
对高年级专业学生开放数值模拟试验。它是指利用商业通用程序,对土木类相关专业课程教学试验及课程有关重点难点内容进行数值模拟和仿真分析,对数值模拟过程及结果以多媒体形式进行演示。数值模拟和仿真技术发展非常迅速、应用极广泛。以有限元分析方法为基础的工程数值模拟技术在结构工程、力学、桥梁及抗震工程等领域的科研工作中得到普遍应用,是土木工程相关科学专业的重要研究手段,国内外目前已开发了大量的商业通用软件。由于本科专业课程所涉及到的问题均不属于复杂和前沿问题,所以采用数值模拟技术和数值模拟程序可以有效实现重点和难点的讲授,对专业基础课更有优势。对于力学类课程,如弹性力学和结构力学课程,所涉及到一般均线弹性问题,很少涉及非线性问题,因此,在数值模拟技术方面是较为简单和易实现的。对钢筋混凝土结构、高层建筑结构、钢结构及工程抗震设计等专业课涉及到的主要问题也较容易实现。我校目前在数值模拟试验方法教学中已能运用两种以上商用软件开展数值模拟试验的应用和二次开发,并弥补由于试验室条件限制而无法或很难开出的实验。高层建筑结构设计等课程中采用ANSYS、ADINA和ABAQUS等商用有限元程序开发重点及难点问题的多媒体课件。由这些内容制成多媒体教学课件,在课堂讲授,学生较容易掌握和理解,教学效果非常好。
2结语
关键词：机械动力学；ADAMS；交互式动态教学；案例教学
作者简介：郭良斌（1973-），男，湖北武汉人，武汉科技大学机械自动化学院，副教授；丘常伟（1990-），男，湖北罗田人，武汉科技大学机械自动化学院本科生。（湖北武汉430081）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）11-0042-02
随着现代机械向高速、精密、轻型、重载和低噪声等方向发展，在机械设计人员中加强机械动力学理论的学习和实际应用，将有助于提高机械产品的动态性能和工作品质。[1]21世纪以来，随着经济全球化的发展，机械产品的市场竞争日趋激烈，客户对产品多样化和个性化的要求愈加迫切。采用以计算多体系统动力学理论为核心的虚拟样机仿真软件（如ADAMS）进行虚拟设计和任意次数的仿真测试，部分取代传统设计，有利于降低生产成本、提高设计质量、缩短研发周期，快速响应市场，有助于节约型社会的建设。[2]
虚拟样机技术不仅是计算机技术在工程领域的成功应用，更是一种全新的产品设计理念。一方面，传统的仿真一般是针对单个子系统的仿真，而虚拟样机技术则是强调整体的优化，它通过虚拟样机与虚拟环境的耦合，对产品多种设计方案进行测试、评估，并不断改进设计方案，直到获得最优的整机性能；另一方面，传统的产品设计方法是一个串行过程，忽略了各子系统之间的动态交互与协同求解，因此设计的不足往往到产品开发的后期才被发现，造成严重浪费；而运用虚拟样机技术可以快速地建立包括机械结构系统、驱动系统、过程控制系统等在内的虚拟样机，实现产品的并行设计，可在产品设计初期及时发现问题、解决问题，把虚拟样机系统的测试分析作为整个产品设计过程的驱动。[3]
为使学生了解和掌握一些基于虚拟样机技术的产品设计新理念和新工具，武汉科技大学（以下简称“我校”）从2007年开始，在机械工程及自动化专业的全体本科生中开设了“机械系统动力学及仿真”选修课程。经过5年的教学实践，该课程的教学目的、内容、方式基本明确下来，本文即是对5年教学探索的简要总结。
一、教学目的和开设时机
通过本课程的学习，学生能够对机械系统动力学建模与分析具有明确的基本概念，具有必要的专业基础知识、一定的机械系统动力学建模能力和分析计算能力，同时掌握机械系统虚拟样机软件ADAMS/View的基本操作和使用。
教学实践表明，开设本课程需要学生必须具备高等数学、线性代数、机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、计算机算法语言等相关课程基础，我校机械专业学生在本科一、二年级已完成上述课程的学习，因此在本科三年级引入该课程是合理的。至于在三年级上学期还是下学期开设，可按各自情况酌情处理，我校安排在三年级上学期开设该课程，目的是让参加全国机械创新设计大赛、全国三维数字化创新设计大赛等大学生科技竞赛的学生能够早一些使用虚拟样机技术进行作品设计，提高作品的质量，同时也可以为毕业设计早做准备。
二、课程教学内容的选择
对于本科生而言，纯粹的计算多体系统动力学理论涉及大量的公式推导，课程内容抽象、深奥晦涩，学生不易掌握，授课难度较大。[4，5]在当前大学生特别注重课程的实用性、特别希望能学以致用的背景下，欲提高教学质量，需要转变单纯传授知识的传统教育思想，树立融知识传授、能力培养与素质提高为一体的全面发展的教育观念，着重培养学生的自学能力和动手操作能力。[5]因此在教学内容的选择上，考虑将计算多体系统动力学的建模理论和虚拟样机软件ADAMS/View的操作使用同时纳入，目的是既让学生能较快地使用ADAMS/View进行一些基本的辅助设计，又能为其贮备一些进一步自学和提高ADAMS/View使用技能所需的理论基础。
在多体系统建模理论方面，主要讲授由Chance和Haug提出的笛卡儿绝对坐标方法，它是当今较为流行的建模方法，国际上最著名的两个动力学分析商用软件ADAMS和DADS都是采用这种建模方法。在系统类型方面，由于学时限制，主要讲授平面系统笛卡儿坐标运动学和动力学，其中尤以常见运动副约束建模和运动学方程组的自动组集为重点。机械系统各构件相对运动的形式是由相应运动副的约束性质确定的，这是机械系统区别于其他系统（如机械结构）的本质特征。
在虚拟样机软件ADAMS/View的操作使用方面，以样机约束建模、ADAMS/View函数与载荷施加、机构参数化建模与优化为重点。其中的难点内容是在冗余约束系统中如何用一定量的基本副替代低副来消除冗余约束。实际机械系统为增加系统刚性、减轻构件质量常常设计了冗余约束，选择哪几个低副，且用什么样的基本副替代，这依赖于用户对一个具体的复杂系统中构件之间的运动关系和每个基本副约束自由度的特性有正确的理解，否则很难正确地消除过约束。这是决定学生能否正确使用ADAMS/View软件建模的关键问题之一，教师在教学实际中予以着重讲述。教学内容除强调必须和够用外，同时还应考虑一定的弹性，笔者在软件操作的课堂教学中布置了较多的自学内容，使学生能在后续的科技竞赛或毕业设计中进行自学，并在实践中进一步提高软件操作技能。
三、教学方式灵活化
在信息技术高度发展的今天，网络应用汇集了大量的资源，广泛且可迅速获取信息，突破了书本的局限、大大扩展了学生的视野、丰富了学生的学习内容，为学生的自主式学习创造了有力条件，教师不再被视为知识的唯一拥有者和化身。[6，7]因此教师要由传授知识转向引导和激励学生探寻、发现和创造性应用知识，充分培养学生个体的独立学习和研究能力。在相应教学方式上，教师应该由传统的“灌输式”、“填鸭式”教学方法，转变为启发式、交互式动态教学方法。[8，9]在教学手段上，针对不同的教学内容应灵活应用课堂教学、案例教学、课后作业、上机实验验证等方式。在多体系统建模理论教学中，由于数学公式多，理论性强，考虑采用渐进式和突出重点的方法进行课堂讲授，必要的公式推导以板书为主，多媒体课件为辅，增加和学生的课堂交流，努力提高教学的趣味性。另外对于关键的知识点布置课后作业，以加深学生的理解和掌握。
在ADAMS/View软件操作教学中，则采用基于交互式动态教学方法的案例教学来进行，每一次课都从一个实例开始，把ADAMS/View软件的基本功能融入到虚拟样机的建模及仿真计算过程中讲授，不仅提高了学生的学习兴趣和热情，还积极引导了学生学以致用。鼓励学生把手提电脑带到课堂上来，教师用自己的手提电脑现场演示软件的操作过程，学生可以在各自的手提电脑上同步操作，操作使用中的各种问题课上课下可及时提出和迅速解答。这种交互式的动态教学方法，充分调动学生学习的积极性、主动性，优化了课堂教学过程，提高了学习效率。软件操作部分除课堂教学外还精心设计了与重点难点内容紧密结合的上机实验，以期通过独立的软件操作加深学生对关键内容的理解和掌握，并通过教师在学院CAD室进行现场上机答疑予以监督和保障。
教学考核不再以试卷考试作为唯一方式，考核形式多样化。单纯的试卷考试较片面，不能真实检验学生对课程内容的掌握深度和应用能力；实践中采用课后作业、课程考试、上机测试和提问测试相结合的方式，综合考察学生对课程内容的掌握水平。
四、结束语
“机械系统动力学及仿真”教学实践是一个不断突出“实践性”的过程。人类的创造性活动离不开实践，只有当人们在实践中提出问题、解决问题，才会产生新的认识和升华，创造力随之提升，这种从知识到能力的飞跃蕴藏在“实践”教学手段中。由于各种条件的限制，机械专业学生的“动手环节”常常受到制约。虚拟样机技术只需要借助计算机就可完成“动手环节”，并且学生在软件应用中可以反复尝试、反复修改、大胆创新，给学生插上了“多动手”、“巧动手”的翅膀，受到了学生的欢迎。[10]本课程为我校机械学院部分学生在全国机械创新设计大赛、全国三维数字化创新设计大赛等赛事中取得好成绩，提供了有力的支持。
随着科学技术的快速发展，传统的单学科工程分析方法在准确模拟产品的真实性能方面的局限性越来越突出，多学科耦合和集成的工程分析方法可以有效解决这种局限性带来的问题，正在成为CAE行业发展的必然趋势。MSC.Software公司在ADAMS 2007之后推出了MD ADAMS（MD，Multi-Discipline多学科），它是适应多学科仿真市场需求应运而生的新一代虚拟样机技术，对本课程授课教师自身的理论基础、相关软件的操作技能和应用水平提出了更高的要求。另外，如何用简洁、生动的语言，把数量多而冗长的多体动力学模型数学公式用学生易于理解的方式讲解出来，仍然是本课程授课教师需要深入思考和不断提高教学水平的努力方向。
参考文献：
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[8]郭卫东,刘荣,李继婷,等.机械原理课程教学方法和手段的改革与实践[J].太原理工大学学报(社会科学版),2008,(S1):57-60.
关键词：工程教育；实训模式；工程应用型人才
作者简介：覃庆伟（1969-），男，广西藤县人，仲恺农业工程学院信息科学与技术学院，高级工程师；覃毅（1974-），男，四川遂宁人，仲恺农业工程学院信息科学与技术学院，工程师。（广东 广州 510225）
基金项目：本文系广东省高教厅计算机科学与技术特色专业建设（项目编号：k1111895）、广东省高教厅网络工程人才培养创新实验区项目的研究成果。
中图分类号：G642.44 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0159-02
中国的经济快速增长，需要大量的工程技术人才。高校每年有600多万毕业生，有许多学生找不到工作，而企业却抱怨招不到适用的人才；学生对社会上资费不菲的考证技能培训趋之若鹜，却对高校开设的课程兴趣不高。这种反差说明，传统的高校课程设置和培养模式与市场对人才技能的要求脱节，造成学生工程实操能力不强。为解决这一矛盾，国际工程教育合作组织于2004年制定了CDIO工程教育标准，我国教育部也于2010年6月实施了“卓越工程师教育培养计划”，两者都强调通过高校与企业的合作培养出具有创新精神和实践能力的工程师，以满足社会与经济发展方式转变对各类高素质工程人才的需求。但是在操作层面，校企合作谈何容易。一是由于竞争剧烈，为降低培训成本，企业都希望招聘到具有一定工程能力又掌握行业主流技术、能胜任团队工作的员工。但是按照传统的高校体制及人才培养模式，难以让学生掌握自成体系又不过时落后的专业知识；况且学校也无法提供类似企业的软、硬件环境和真实的工程项目，工程能力的培养难以落到实处。二是考虑到工程项目的工期、质量、场地设备成本及售后服务等多方面的因素，尤其是出于对核心技术及客户资料保密考虑，企业无法接纳大量的学生系统地进行工程项目的实践。
一、工程实训模式改革探讨
在探讨工程实训之前，首先要明确工程项目与传统教学科研案例的根本区别在于：工程项目是按照工业标准、技术规范及市场需求设计、制造出产品，强调产品的服务理念及成本控制意识，要求产品性价比高、在市场上有竞争力；而传统教学科研案例仅是原理验证或过程演示，只是说明某种技术而已，根本没有产品的概念，自然就不用关心技术落后与否，容易让学生毕业时感觉在大学没有学到实用的知识。这就要求在推行工程教育时，需要创新校企合作思路，改革实训模式——通过校企合作，利用企业真实的工程项目，培训教师而不是学生；然后在校内搭建类似企业软硬件环境，建立相应的工程实训体系，通过教师对学生进行工程项目的训练，培养学生的工程能力，以满足企业需求。
为此，需要按照工程能力的要求对教学要素进行系统规划与设计，对包括培养方案、课程体系、教学计划、教学方法、教材选择、实践教学体系与内容、实训室建设等诸多方面进行配套改革；需要按照工程理念，构建提供教学实训内容和环境支持的“工程实训平台”，并引入工程建设中的监理机制，配套建设“实训管理平台”，为保证实训质量提供监控手段。
1.工程实训平台建设
实训平台的建设目的是建设、管理大量的实训体系资源，为实训教学提供环境、过程支持和实训内容。平台建设包括类似企业的真实软硬件环境搭建和实训资源建设两大内容。前者提供环境支持，后者为工程教育提供实训内容和过程支持，为实训平台建设的重点。
按照学科的教学规律，实训过程可分为三个循序渐进阶段：工程知识学习阶段；工程技术训练阶段；工程项目实训阶段。各阶段对平台建设的要求分别为：
（1）工程知识学习阶段：目的是在工程技术训练前学习相关工程知识，建立系统的知识体系，明确各部分知识在整个体系中的位置及作用，掌握各部分知识的难点、重点。为此需按学科专业方向建设包括课程体系、教学大纲、学习资料、难点重点训练案例、测试及考试题库，以及能将所学知识有机联系起来的综合实例资料及参考设计等。
（2）工程技术训练阶段：目的是在学习工程知识的基础上，通过独立完成小型项目开发，训练工程项目开发所用技术，掌握开发工具的使用方法及技巧；熟悉技术标准细节，熟悉工程项目的设计、开发方法，以此来培养工程技术能力。为此需要建设按照不同课程、不同方向、不同技术实现的小型项目，收集、整理项目开发技术规范，编写开发文档、参考资料、标准手册等，为进行真实工程项目开发打下基础。
（3）工程项目实训阶段：目的是通过真实工程项目的开发，让学生学会市场调研方法、学会编写市场需求分析报告；学会查阅相应的工业标准及产品性能、技术要求，熟悉项目开发所用的技术、手段与方法；熟悉项目开发流程，理解项目管理的基本理念，锻炼团队的协作能力，从而积累项目开发经验，培养工程素质和能力；掌握项目开发的主流技术，拉近与用人需求的距离。为此，需要导入不同业务背景的真实工程项目，按工程理念和产品要求进行项目的需求整理、开发流程整理、开发用例整理、开发文档整理，实现方法、技术的对比整理，以便在学生独立完成所负责的分项目后进行参考、对照，发现、改进不足，也便于教师在指导学生的过程中进行参考查阅。实训平台的使用可分为课程实训和工程项目实训两个层次。
课程实训层次主要是针对课程体系中的各门课程，实现对课程教学资源的系统化管理及案例教学过程的管理，学生通过查看课程的教学大纲、章节的主要内容、课程的重点难点、多媒体课件等进行课程的学习，通过完成教师分配的作业、练习案例、实验操作、课程设计等任务，掌握课程知识，训练工程技术。可见，课程实训层次涵盖了工程知识学习和工程技术训练两个阶段，对这两个阶段的平台建设有明确且具体的要求。
工程项目实训层次主要是针对学生的学科专业，实现工程知识及技术的系统集成。要求按照行业的相关技术标准，实现对项目开发过程的全程管理及监控；参照企业实际项目管理过程，按需求分析、规划设计、开发建设、项目调试、验收总结五个阶段进行管理。学生可以通过平台了解项目团队的成员情况、项目开发计划、各阶段需完成的任务、小组成员的任务完成情况，并提交工作日报、项目会议纪要、项目调试结果、项目总结及实训调查等文档；教师可以通过平台进行项目、人员分组，开发设计计划，并按阶段开放项目资源，审阅工作日报及各项目组会议纪要，审阅设计方案，上传个性化学习资料、调查问卷，查看各项目组完成情况及修改情况等。
实训平台的建设是动态的，必须定时更新知识体系及工程项目内容，以跟上工程技术的发展步伐，确保培养出的学生能掌握主流技术，满足岗位技能需求。
2.实训管理平台建设
为确保实训平台在工程教育中的使用效果，达到大规模培养工程人才的目的，有必要引进工程项目建设中的监理机制，建设相应的管理平台，为实训提供质量监控手段。为此，需要教师通过校企合作，参与工程项目开发，再通过研究及教学实践，总结、提炼出一套实训教学的教学方法及管理文档，具体包括《实训教学安排》、《教师实训手册》、《实训教学方法》、《学生实训跟踪表》、《实训要求及管理办法》、《实训反馈表》、《实训考评办法》等一系列教学支持文件，以统一实训教学方法，规范实训教学考评及学生能力鉴定标准，为实训质量提供监控和保证手段。
二、实训模式的应用
为了达到实训目的，需要把四年大学教育纳入整个实训体系来通盘考虑。建议采用“3+1”教学模式，在前3年进行基础理论、专业基础及专业课程的教学，进行课程实训层次的工程技术训练，并且在大二第二学期结束前引入导师制，让学生在导师指导下结合自己的兴趣有针对性地选修专业课程；在最后1年采用项目实训与毕业设计相结合的方式，学生用近一年的时间进行实际工程项目开发训练，使学生到毕业时能基本掌握行业主流技术，并积累相关工作经验，以满足用人单位的岗位技能要求。
1.教学组织
课程实训层次：在前3年的基础理论及专业课程的教学中按课程来组织实施。
工程项目实训层次：在大三的暑假里，学生进行市场调研编写需求分析，提出项目实训方向申请。实训分为基础知识测试、实训前专业培训、项目实训、实训总结四个阶段，项目实训流程及阶段内容见图1。每个阶段要求学生提交相关文档，以对学生进行阶段考核。
2.教学管理
在项目实训阶段，整体仿照公司模式进行管理，学生以项目组的形式进行学习和开发训练。指导教师作为项目经理，指导学生进行项目开发，要求学生把每日项目完成情况以及遇到的问题以项目日报的形式进行总结提交，由指导教师批阅并给出指导意见。项目按需要划分项目小组，每小组设有组长，负责本组项目实施，并协助教师帮助解决学生项目开发过程中遇到的一些简单问题。每位组员定期轮流担任组长，以锻炼其项目管理能力；每日、每周组长召集小组成员认真总结研究当日、当周出现的问题，集体讨论、确定解决方案，采取措施，保证项目的顺利实施，以锻炼团队协作能力。
3.师资培养
实训模式改革要求教师具有丰富的工程实践经验。为解决教师普遍缺乏工程经验这一迫切问题，可以考虑采取“走出去”和“引进来”两种方式，“走出去”就是学校直接派教师到相关企业锻炼一段时间，参与整个工程项目的开发；“引进来”就是直接从企业招聘具有高学历、高职称的工程技术人员充实到教师队伍中。教师工程能力的提高，可以促进教师对人才培养方案、课程体系设置、课程内容等改革的思考，为大规模工程教育的开展提供保障。
三、总结与展望
进行实训模式改革，通过校企合作，以现实的工程项目培训教师；在高校内搭建类似企业的软硬件环境，再由教师对学生进行工程项目开发能力的训练，是解决学生大规模工程实践的切实可行的办法和有效手段。
参考文献：
[1]顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008，（1）：12-20.
关键词：农业机器人；教学方案；教学目标；知识体系
中图分类号：G642.1 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）46-0106-03
随着现代机械和计算机技术的发展，形成了一个以作物栽培为基础，以生物技术为先导，集机械化作业、自动化栽培设施、人工可控环境等尖端技术为一体的新型农业生产模式。为适应社会发展的需要，国内外农林类高校纷纷开设“农业机器人”课程，尤其在农业机械化及其自动化专业的诸多专业课中，“农业机器人”是农业机械领域最新技术水平的代表性课程，是机械设计、控制技术、测试技术、机电一体化技术等课程的集中体现和综合运用，因此，开展“农业机器人”课程教学方案的研究和探讨，快速培养适应21世纪现代农业机械发展趋势的创新人才，对于改善传统农业生产方式、促进现代农业的发展具有重要意义。本文针对我校相关专业本科和硕士专业人才培养目标和要求，分析“农业机器人”在专业课程体系中的定位和作用，研究农业机器人课程的知识模块、教学目标、教学内容和考核方法，形成了一套适合本科和硕士研究生专业的教学方案。
一、课程目的和定位
“农业机器人”课程是浙江农林大学工程学院林业工程、农业机械化及其自动化和机械工程专业面向本科和研究生开设的一门专业核心前沿课程，它主要讲述农业机器人的基本结构和农业机器人的应用实例两大部分内容；通过分析农业生产系统的特点，让学生了解目前各种农业机器人的特点、基本组成和应用状况。其目的是使学生掌握目前世界各国用于农业生产中的各种机器人，把握农业生产系统中的高新技术，开拓视野，拓宽思路，为学生将来从事相关工作建立宽广的知识结构和思维空间。本课程在农林类高校的大机械类专业、特别是在农业机械化及其自动化专业课程体系中既是诸多课程知识点（机械设计类、机电类、信息控制类）的集中体现和有机融合，又是后续毕业设计和毕业论文前期的直接专业训练和前期预演，在学生综合素质的培养和专业能力的提高等方面具有重要的作用，其承上启下的作用如图1所示。
二、知识和评价体系
“农业机器人”课程知识体系基于现有正式出版的教材有：徐丽明主编，《生物生产系统机器人》，北京：中国农业大学出版社，2009；（日本）近藤直（日本）门田充司（日本）野口伸译者：乔军，陈兵旗，孙明等，《农业机器人（全2册）》，第1版，中国农业大学出版社，2010；同时还有根据“农业机器人”课程教学小组近几年的教学实践而形成的教案。它由概论、农业机器人的基本组成、农业机器人的应用实例分析等循序渐进的几部分内容组成，在知识的传输过程中穿插实践环节教学，实践环节的教学安排在“农业机器人实验室”进行和到吉峰农机杭州分公司参观，考核评价体系本科生和硕士生要求有所区别，“农业机器人”课程知识体系和评价体系如图2所示。
三、教学要求和模式
“农业机器人”课程面向本科生和硕士研究生同时开设，课时分配、重点难点、目标要求、评价标准等均有所不同。本科生和研究生教学要求比较如表1所示。
四、教学成效
“农业机器人”课程教学方案通过2012、2013两年的本科生和研究生的教学实践，成效显著，具体体现在以下几方面，如表2所示。
“农业机器人”课程教学方案探讨充分体现了以技能素质培养为导向的工程类高等人才办学宗旨，其在课程目的和定位、知识和评价体系、教学要求和模式以及教学成效上，以应用为主的本科生和以科学研究为主的研究生均有所不同，但是，作为学校唯一的一支教学团队，教学资源、教学内容等方面又几乎一致，然而，通过2年的教学实践，均取得了应有的效果。根据教师的科研活动和教学研究活动的深入开展，结合“农业机器人实验室”的不断建设，“农业机器人”课程的软硬件基础条件不断完善，今年有望编写出新的适合学校特色的“农业机器人”教材，“农业机器人”课程教学方案也将日益走向成熟。
参考文献：
[1]徐丽明.生物生产系统机器人[M].北京：中国农业大学出版社，2009.
[2][日]近藤直，门田充司，野口伸共，著.农业机器人I·基础与理论[M].乔军，等，译.北京：中国农业大学出版社，2009.
关键词：机械精度设计；网络教学；教学模式；教学资源
1课程特点及教学难点
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确提出要加强网络教学资源体系建设，开发网络学习课程，创新网络教学模式[1]。基于网络教学的课程教学模式改革是实现教育教学方法创新与优质教学资源共享的重要途径。机械精度设计课程又称互换性与技术测量，是我校机械类与近机类专业本科生，包括机械工程及自动化、机械电子工程、车辆工程、热能与动力工程、过程装备与控制、安全工程、材料加工工程、核工程与核技术等专业本科生必修的技术基础课。该课程研究机械设计和制造过程中的公差配合与检测技术，介绍有关国家标准的规定与实施方法，教学内容包括互换性的基础知识、典型件的互换性、测量技术基础和尺寸链等4大部分[2]。但这几部分内容在逻辑上联系不紧密，概念术语繁多，教学内容枯燥抽象，教学难度大。同机械原理、机械设计等技术基础课程相比，该课程教学的软硬件显得比较单薄，教学方法单调，教学资源匮乏。该课程仅有24个教学学时，一般是一周一次课，内容多学时少的状况导致师生之间课堂互动不足，一方面教师专注于讲解教材内容，难以充分关注学生的反应；另一方面学生疲于听讲，无法适时深入思考和理解教学难点。师生之间缺乏必要的、及时的交流也必然影响教学质量。该课程的教学质量不理想成为了制约学生机械创新设计能力和工程实践能力提高的瓶颈。因此，对该课程开展基于网络教学的教学模式改革是十分必要的。
2课程网络教学平台
该课程教学网站（图1）是利用华南理工大学教育技术中心自主开发的“教学网站动态生成平台”搭建的。该平台采用结构，具备完善的后台功能，可让教师将工作重心放在教学内容和教学方法的设计上，以所见即所得的方法搭建教学网站[3]。平台还提供了资源库模板、视频资源模板、首页模板、学生管理模板、作业模板、论坛模板、多模块页、下载及文章发表模板、静态图片新闻模板、登录模板、投票模板、超链接模板、播放器模板、资源搜索模板、网站访问量统计模板、树型列表模板、普通静态页面、有边框静态页面、分段静态页面、主持人介绍等共20个模板，方便教师根据需要灵活搭建各种模块和管理各类资源。该课程网络教学平台将信息技术与课程教学进行深层融合，教学资源紧密结合课程教学需要，突出理论联系实际的指导思想，以提高创新设计和工程实践能力为导向，以方便教师教、学生学为出发点，以资源丰富、充分开放共享为基本目标，确保课程资源的系统完整，注重课程资源的适用性和易用性。该课程网络教学平台具备网上教学、答疑辅导、实验指导等功能，不仅包含课程简介、教学大纲、教学日历、课程教案、课程组成员介绍、教学课件、重点难点指导、参考资料目录、实验项目介绍、课程建设规划、学生管理等基本教学资源，而且还涵盖素材资源库（包括图片、动画、微视频）、案例库（包括钻模板、活塞与气缸、齿轮液压泵、减速器齿轮的配合设计）、试题库及答案（近年期末考试题及答案）、教学论坛（即教学BBS，设置了若干个讨论区，供师生课后发帖交流）、在线讨论（即聊天室，供师生在线交流）、实验演示（实验目的、原理、规程介绍）、仪器介绍（实验仪器的用途、结构介绍及照片）、作业系统（无纸化提交、批改作业）、加工方法介绍（常规加工方法的微视频）、国家标准（与本课程有关的国家标准电子版）、问卷调查（了解教学状况与教学需求）和在线自测/考试系统等拓展教学资源。
3课程教学模式改革与实践
根据教育部提出的促进信息技术与教育教学深度融合的方针要求，课程组基于网络教学平台对机械精度设计课程进行了教学模式改革与实践。在教学过程中采用启发式教学法、案例教学法、研究型教学法等方法开展教学。注重讲授与自学相结合、讨论与交流相给合，强调师生之间的互动和交流，采取自主学习、探究式学习、问题式学习等学习方法，激发学生的学习积极性、创造性和主观能动性，充分调动学生参与到知识的探究与问题的解决过程中，在追寻问题解决方案过程中获得知识和技能，培养学生的创新思维和创造能力。首先教师通过学生管理模块将从学校教务管理系统中导出的选课学生班级名单批量导入到课程网络教学平台中，建立用户名和初始登录密码均为学生学号的学生账户，学生登录后可修改密码和个人信息。通过学生管理模块，教师还可以获得每位学生的登录次数和使用时长等信息，并可将其作为平时成绩评定的一个参考。学生通过课程描述模块可以了解课程教学大纲和教学日历，还可以获知课程教学重点和难点，有针对性地提高学习效率。课程团队模块提供了各位任课教师的信息，包括其研究方向和研究项目，便于学生根据自己的兴趣申请参加教师的科研项目，获得科研实践学分，或者邀请任课教师指导本科生自己的研究计划项目或者创新创业项目。教师可灵活利用教学资源模块开展课堂教学，学生则可通过教学资源模块下载课程教学课件和教学素材进行课外学习。其中教学素材包括一些教材上无法提供的动画和微视频，形象生动的数字化资源能够将几何公差带、体外（体内）作用尺寸、尺寸和几何公差之间相关要求等抽象的、难以理解的内容展示出来，现场加工与检验的录像能把一些机械零部件的生产制造过程以及一些几何误差的检验方法呈现出来，这有助于基本不具备工程经验的学生学习实践性较强的知识点。模拟试题部分提供了多套往年的全真试题及其答案，便于学生考前复习，提高复习效率。教学案例部分则优选了几个难度适中的机械零部件的精度设计案例供教师选择开展案例教学与研究型教学，以提高学生的学习兴趣与参与程度[4]。教师可以通过教学管理模块管理学生用户及其权限，可通过作业管理功能作业，学生可以在此提交作业。在线讨论功能可实现师生课后在约定答疑时间实时互动，在线答疑。问卷调查功能可让教师获得学生对课程教学的意见和建议，了解学生的学习状态和要求，并将此作为完善网络教学平台和改进教学方式的依据。学生可以通过课程实验模块预习各个实验项目内容，熟悉各种实验仪器的功能和结构组成，通过实验演示功能的图片、动画和视频可了解实验目的、实验步骤或预先获知大致的实验结果，这样可以更充分地做好实验前准备，改进实验教学效果。扩展资料模块提供常规的冷加工和热加工工艺过程的视频，有助于学生理解各种加工方法的原理及其所能获得的加工精度。国家标准技术文件集合收集了尺寸公差、几何公差、表面粗糙度、尺寸链和各种典型件公差规定和误差检测的国家标准的pdf文件，有利于学生全面了解机械精度设计与技术测量的国家标准体系，树立标准化的意识，为其将来从事机械工程技术工作提供基础训练。教学论坛模块则给师生提供了课外交流互动的机会，学生可于非在线答疑时间在各个讨论区发帖子提出问题、讨论问题，还可以浏览前几届学生碰到的一些难点问题，从而避免走弯路，提高学习效率。教师可以在课后空余时间解答问题、点评问题，所有学生都可以看到答复，从而避免逐个重复地回答共性的问题，提高工作效率。在线测试模块提供了试题库和试卷库，题型有选择题、判断题、填空题和简答题等，学生既可以从试题库中选择试题进行练习来检验自己对各个知识点的掌握情况，也可以将试题组合成试卷进行模拟考试来检验学习效果，试卷在学生提交后可自动批改并显示成绩和各道题的正误情况。
4总结
在基于该网络教学平成课程学习之后，学生反映良好，普遍认为：网络平台资源能紧密结合课程教学需要，理论联系实际，有利于系统地学习机械精度设计知识，了解其在整个机械设计过程中的重要性；教学资源丰富，尤其是视频和动画等资源非常利于学习和理解抽象的概念和术语，各种拓展资源有利于开阔视野，弥补工程经验的不足；使用方便，较好地考虑了课程资源的适用性和易用性，便于课外预习和复习，开放共享程度高；师生互动便利，学生可以很方便地将课后碰到的问题及时向教师反映并得到解答；在线测试和模拟试题便于学生了解考试要求和复习重点，提高复习效率；教学案例紧密结合工程实际，有利于学生工程思想的培养和实践能力的提高。因此，基于网络教学平台的机械精度设计课程教学模式改革有利于激发学生的学习兴趣，拓宽学生的知识面，也有利于培养学生的创新思维，增强学生分析问题、解决问题的能力，从而改进课程教学效果，提高课程的教学质量，促进机械类专业的三大设计基础课协同发展，为学生今后进行专业课程设计和毕业设计打下坚实的理论和实践基础，最终有助于提高学生创新设计和工程实践能力以及就业竞争力，为推进经济发展方式转变提供强有力的人才支撑和智力保障。
作者:李旻 张铁 胡广华 单位:华南理工大学机械与汽车工程学院
参考文献：
[1]教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）[EB/OL].，（2010.07.29）[2017.04.06].
[2]张铁，李旻.互换性与测量技术[M].北京：清华大学出版社，2010.
Abstract: Taking The Hydraulic and Pneumatic Transmission as an example, the article discussed the relationship of vocational ability and course design, the innovating case of microscopic course design based on vocational ability, and introduced the implementation and the achievements.
关键词： 职业能力；微观课程设计；项目导向法；七步教学法
Key words: vocational ability；microscopic course design；project oriented method；seven-step teaching method
0引言
近年来，高等职业教育的教学改革发展迅速，尽管“任务驱动，项目导向”的教学模式得到了众多职业教育院校的认可，但如何具体落实到教学培养的环节中呢？本文从微观课程设计这个侧面提出了一点方法和建议。主要以我院数控设备维护与应用专业开设的《液压与气动》课程为例，从微观层面上进行的课程学习资源与教学模式的设计开发，灵活运用教学方法及手段，从而提升学生的专业能力、方法能力和社会能力，锻炼他们的综合素质，提升就业竞争力。
1职业能力及其对课程设计的要求
职业能力包括专业知识技能，正确的行为方式，对工作和企业的责任心，遵守纪律、诚实守信和乐于助人的品质。目前，按照世界职教界比较一致的分类，职业能力可分为三大部分，即专业能力、方法能力和社会能力。
职业能力是知识与工作任务的联系，纯粹的知识不是职业能力，纯粹的工作任务也不是职业能力，只有当知识与工作任务相结合，个体能富有智慧地完成工作任务时，才能说他具备了职业能力。这就要求在高职课程中，打破以往仅仅关注“知识点”的观念，引入结构观念，不仅要关注让学生获得哪些职业知识，更要关注让学生以什么结构来获得这些知识。课程设计任务是要在知识与任务之间建立联系，以职业情境中的实际问题为中心，以知识与行动的产生式表征方式来组织课程内容，强调引导学生在完成工作任务的过程中主动建构理论知识和实践技能，从而有利于培养和提升学生的职业能力。
2围绕职业能力创新微观课程设计——以《液压与气动》为例
2.1 从课程定位看学生所需的能力《液压与气动》的课程性质是“数控设备应用与维护专业”的一门主干专业课，也是一门能直接用于工程实际技术学科。本课程在培养专业所需数控设备调试及维护相关知识和技能起核心作用。它的前导课程有机械制图，数控机床结构与维护，机加工实习。后续课程有数控机床故障诊断与维护，电机、泵、阀的拆装与维修实训，课程设计，顶岗实习与毕业设计。
课程的目标根据人才培养方案的要求，分为知识目标、能力目标和素质目标三类。本课程教学对专业目标培养的作用在于：培养学生专业理论和技能；培养学生综合应用能力；培养学生独立解决生产实际问题的能力；对职业关键能力提高起到重要及核心的作用。
培养目标集中在多种能力的培养，从而本课程教学的重点难点显现了：重点为培养学生自主解决生产实际问题的能力。难点为学生综合能力和自主能力的提高。
2.2 职业能力对微观课程设计的要求如何解决这些难点和重点，根本上就是培养学生的三个能力，即知识能力、方法能力和社会能力。从微观课程设计来说，就是要针对课程特色，结合生产实际，充分利用实验室条件，应用行动导向教学法激发学生，应用项目及任务引导学生培养他们的自主解决问题的能力。借鉴德国职业教育的工作任务导向（项目导向）法，运用七步教学法进行教学模式与教学方法改革，激发学生的学习兴趣、提高学习的主动性、培养学生的团队合作精神和独立工作能力，突出教、学、做一体化。
3实施案例——《典型气动系统》案例实施过程及分析
3.1 本案例教学内容本案例选自侯会喜主编的北京理工大学出版社出版的《液压与气动技术》第12章第6节及知识扩展的内容，是这一个学习单元的最后一块内容，是对前面所学的内容得以巩固和应用，是一堂实践操作课。教材中与本节课对应的实例由于比较单一，虽然也能让学生掌握典型气动系统的分析方法，但是全理论的讲述很难让学生对所学过的知识融会贯通，只是被动的听，被动的记录。所以本案例的学习引入七步教学法，让学生自己搜集资料、设计系统并进行验证。通过学习，让学生掌握典型气动系统的分析及设计方法，举一反三，为以后的课程设计打好基础。
3.2 学生情况分析参加本案例学习的是我校二年级第二学期的数控设备应用及维护专业的学生，专业基础知识已扎实；专业技能已经具备一定水平，但有待提高；学生的综合素质和自主学习并完成任务的能力需提高。学生正走向专业能力自我构建的“成熟期”。
第二学年的后半学期，主动性强，对知识的渴求欲望高；处理实际问题的应变能力有待培养；协作组织等关键能力正在构建。学生正走向关键能力自我构建的“成熟期”。
3.3 教学目标确定基于学生的这些特点结合教材内容，首先要营造平等、宽松的教学氛围，设法激发起学生的学习兴趣，把理论性较强的课本知识形象化、生动化，引导学生探究学习并把各科知识进行融会贯通。只有对授课对象也就是学生的知识结构、心理特征进行分析、掌握，才能制定出切合实际的教学目标和教学重点。根据课程标准的要求，结合学生特点，将教学目标定为认知目标，技能目标，情感目标三个方面。
认知目标：①使用气动系统的安全注意事项。②气动系统的分析方法。
技能目标：①能认识常见气动元器件，了解其特性，并合理选用。②能正确分析并设计气动控制系统回路图。③系统布局合理。④能正确连接回路，连接正确、可靠。
情感目标：①通过本节课的学习，让学生体验团队协作的力量，从而能培养学生团队合作的意识。②通过完成气动系统的搭建，让学生体验成功的喜悦。并养成耐心细致的工作作风和严谨务实、严肃认真的工作态度。
3.4 教法设计主要采用直观演示和启发式教学方法，通过实例－创设问题情境－提出问题－探究设计－实践应用－归纳总结等环节，体现“教为主导，学为主体”的教学原则。采取的方法为七步教学法。
3.5 学法指导教师的教是为了不教而教，这要求教师在授课中不仅要让学生听懂、学会，还要指导他们的学习方法，不能让学生离开老师这根拐棍就不会走路了，必须学会自主学习。
在本案例的讲授中要引导学生主动参与，积极探究，善于思考，协作学习，从而提高学生分析问题，解决问题的能力。形成主动探究和协作学习的良好学习习惯。
3.6 教学过程课前一周布置的准备任务：
①复习上2次课内容（气动元件、气动回路的内容），对本案例要用到的气动元器件及回路有相应认识。
②借阅相关资料。主要来自于图书馆与网络。
根据本案例的教学目标及教学形式，组织的整个教学过程一共分为9个环节，除了第一个环节和最后一个环节以外全部用七步教学法的模式进行：检查课前任务，导入课题——分组并布置工作任务（设计并在工作台上模拟实现公共汽车车门的气压控制）——确定目标（构建电气或气动回路）——收集信息——确定方案——实施（绘制回路图并进行实物连接）——检查——整理演示——结束语。
4教学效果分析
从授课实践来看，教学流程清晰、任务明确，七步教学法可操作性强，且课堂气氛活跃，学生的兴趣调动比较高，所有的学生都按照老师的任务去操作，并成功率较高。学生对这种教学持相当肯定的态度，认为这种方法对于学生学习主动性的培养有很大帮助，小组教学，小组讨论可以集大家的智慧于一体来解决问题，思维不会进入瓶颈，很开阔，很喜欢这种教学。
从能力培养来看，小组教学锻炼了学生的团队合作能力；团队合作提高了学习效率，激发了学生学习兴趣；锻炼了学生动手操作，解决问题的能力；锻炼了学生搜集信息，自我学习的能力；锻炼了学生与人交流，与人合作的能力。
5缺憾与建议
在课程实施过程中，由于实验室设备台套数的限制，比较适应小班教学；若是合班课程，每组人数过多，有部分学生的主动性不能充分调动，不能实现“人人参与”。针对这种情况，作者提出以下改进的建议。
5.1 分组时，若每次任务的分工都一样，会导致有的学生产生依赖思想，独立学习能力下降。故每次课程将分组有意打乱，分工也每次不同，使学生体会每个角色的作用。
5.2 合班教学人数较多，教师一人很难对所有学生都能兼顾。故在学生中招聘了学生助教若干名，由班级中学习积极性较高的同学或是高年级同学担任。由学生助教担任作业检查、讨论指导和巡视的工作。学生助教和教师合作，很容易控制住教学的节奏，而且学生对助教的接受性更高，更利于展开讨论。同时对担任助教的学生能力也是极好的培养。教师角色更多的体现为教学的组织者和管理者。
5.3 课堂教学与课后作业相结合。多种类的课后作业作为课堂教学的补足，能很好的弥补设备台套数的补足。课后作业有传统的答题，小组读书笔记，实验台实物搭建以及虚拟拆装等等。给学生分配好学生助教，定期参加助教组织的学习小组，讨论问题，解决问题。
参考文献：
[1]姜大源.工作过程导向的高职课程开发探索与实践———国家示范性高等职业院校课程开发案例汇编[M].北京：高等教育出版社，2008.
[2]丛文龙.基于工作过程课程的一体化设计[J].职业技术.2010（07）.
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