时间:2023-09-07 09:19:27
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇毕业设计重点难点,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:齿轮油泵 毕业设计
一、结构设计
1.设计基准
设计基准必须是产品的核心部件的基础要素,并且这一要素要尽可能为加工工艺提供方便;作为齿轮油泵其设计基准应是主动齿轮的轴线或主动齿轮轴的轴线。见图1。
图1
2.轴和轴承
运动轴的轴承通常都必须是可以更换的滚动轴承或滑动轴承,不应以泵体作为轴承,这可以使泵体有更长的使用寿命,降低使用成本。
3.齿轮轴的缺点
通常产品应尽量避免使用齿轮轴,因为,齿轮轴加工时要靠两端中心孔定位,齿轮轴加工工艺复杂,材料消耗多,加工成本远远高于齿轮和轴的分立件加工成本,不作为产品设计的主要选择。
4.轴套9设计的错误
轴套9在总图中清楚地显示出轴套的孔19与轴18h6应无接触,零件图中也证明了这一点;轴套9只是压紧油毛毡的一个顶套,它与轴不存在摩擦;同时它又通过螺母10与泵体连接,只是间接的通过油毛毡与齿轮轴接触它与泵体也没有摩擦;用耐磨材料作轴套9显然是不合理的选择。
5.螺母10应设置锁紧装置
由于油毛毡易变形、张力小,导致螺母锁紧性能差,因此压紧螺母10应设置锁紧装置。齿轮轴轴端采用螺孔及沉头螺钉设置,不如改为轴端设置外螺纹,既可以改善工艺性,又便于锁紧螺母的锁定。
6.油毛毡的选择
由于油毛毡没有足够的弹性,长期运行容易产生变形,只能用于油压极低的油路系统,不宜用于压力油系统之中。产品的油泵都是采用O型或V型橡胶密封圈作为油封。
二、泵体设计
第一,图2所示为铸造时位置,18孔太小,不能放置型芯,浇铸时型芯中产生的气体无法排出,易产生气孔的铸造缺陷。小型齿轮油泵的泵体在工业化生产的产品中都是通孔,两端加盖;这既有利于浇铸时铸造型芯中气体排出,又有利于上、下箱的对箱。
图2
第二,泵体未为44H8、18H7设计供加工利用的必要的定位基准;应将两定位销孔设置在两个18H7孔的中心连线的延长线与R32圆弧的交点上,并提高它们的精度等级,作为加工18H7和44H8的工艺孔,以便于加工。
图3
第三,泵体中18H7、44H8和28H7三个孔之间应有同轴度要求,如果不限制它们的位置度,将无法正常运行。
第四,作为机械加工产品一般尽量避免盲孔的设计。
三、齿轮轴和端盖设计
齿轮轴的设计应在两端各设置一个中心孔,并将它们组合作为齿轮轴的设计基准和切削加工的定位基准。
关键词:新建工科专业;毕业设计;课题类型;工程化
作者简介:李智超(1965-),男,辽宁本溪人,常熟理工学院电气与自动化工程学院副院长,副教授,高级工程师。(江苏 常熟 215500)
基金项目:本文系常熟理工学院教育教学改革项目“新建工科专业毕业设计课题类型工程化的实现途径研究”(项目编号:CITJGGN201128)的研究成果。
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0196-02
对于工科专业来说,毕业设计是学生在高校的最后一个综合性、实践性教学环节,目的是锻炼学生运用理论和技能分析和解决工程领域实际问题的能力,培养求真的科学态度和严谨的工作作风,为学生圆满完成学业到顺畅进入企业进而胜任技术工作打下坚实的基础。这个教学环节完成的状态是检验教学质量的重要指标之一,能否以工程为背景指导学生开展毕业设计是衡量高校办学理念、办学资源和办学水平的重要标志。新建地方型本科院校为满足区域经济和社会发展需要,近年来新建许多工科专业,在这方面遇到的问题比较突出。
一、新建工科专业毕业设计课题存在的问题
新建地方型本科院校根据生源状况和学校资源条件,普遍将学生的培养目标定位于满足企业需要的应用技术型人才。毕业设计选题应紧密结合生产和工程实践,并体现专业方向和专业特点的要求。但是,青年教师受到工作经历的影响,从校门到校门,缺乏工程实践能力,对企业现场不熟悉,以至相当多的毕业设计课题脱离工程实际应用,题目空泛,有的局限于理论研究。同时,扩招后学生规模加大,教师人数的补充滞后于学生规模的增长,教师还需承担大量的课堂教学任务,势必造成大多数教师主动联系企业深入实际的动力不足,毕业设计课题多数是教师虚拟的,缺乏真实的工程背景,难以选出合适的结合实际的毕业设计课题。这两种情况造成学生毕业设计的内容与企业技术工作差距较大,无法达到培养学生工程实践能力和工程师素质的目标,与应用技术型人才培养定位严重偏离。新建地方型本科院校的新建工科专业,在实现毕业设计课题类型工程化方面存在课题数量和质量的双重压力。在师资、科研和教学资源相对不足的条件下,新建工科专业应积极探索毕业设计课题类型实现工程化的途径,这是有效保证工科类本科毕业设计总体质量的前提条件。
二、新建工科专业毕业设计课题工程化的途径
1.发挥存量——以教师科研课题为背景派生本科毕业设计课题
部分教师承担各级科研课题和各类企业项目,在指导毕业设计过程中,可以将学生的毕业设计与教师的科研工作结合起来。由于教师对研究性科研项目的具体研究内容、技术路线和重点难点心中有数,可以让学生承担研究性课题中的应用性部分并将其作为毕业设计题目,这样教师指导学生时可以做到有的放矢。面向企业的科研课题可以为本科生毕业设计提供丰富的选题来源,将与企业签订的横向项目进行分解,遴选相应的子项目让学生积极参与,并作为毕业设计课题加以指导。本科生作为助手协助教师开展科研工作,毕业设计课题来源于科研课题,能够充分发挥学生的主观能动性,自主进行承担的子课题调研和文献检索,以及方案设计和实施。在这个过程中,学生的创新意识和解决实际工程问题的能力将会有很大提高。在利用现有科研资源的基础上,需要加强“产学研”合作,扩大项目总量,为学生找到更多的结合企业实际的有价值的选题。
2.创造增量——以教师深入企业为载体催生本科毕业设计课题
积极鼓励青年教师或企业经验不足的教师到企业锻炼,体验应用性人才的内涵,了解企业实际需要和社会对人才培养的要求。去对口企业集中实践的时间可以安排二、三个月或半年,充分利用假期。在这期间,教师积极参与企业的生产和科研实践,与设计部门和生产车间的技术人员充分交流,缩短产学研之间的距离,积累宝贵的工程经验。对大多数无法有集中完整的一段时间到企业学习的教师,可以采取定期与不定期的形式走访企业,在生产现场“采风”,“捕捉”合适的工程案例,积累毕业设计素材。将素材进行整理与提炼,提出工程化毕业设计课题,指导学生进行研究。
3.激发能量——以学生的创新活动为动力孕育本科毕业设计课题
从学生心理出发,按照引导学生“想创新”、“能创新”和“乐创新”的步骤开展工作。
(1)舆论宣传引导。一是将参观创新实验平台作为新生入学教育的一课;二是利用校园网络媒体及时宣传学科竞赛获奖学生的消息;三是利用学生科技节充分展示学生科技创新作品,组织学生以身边先进典型作为学习样板。
(2)技术学业引导。首先,经常邀请企业专家到学校做讲座,与学生进行交流互动,激发学生创新实践的欲望;其次,精心设计实践教学体系,搭建学生创新实践的阶梯,构建学生自主学习的学分认可通道。
(3)学生自我管理。实验平台开放运行,鼓励学生在实验平台通过建立兴趣小组进行自我管理,在课余时间参加开放式实验教学、科研和各类创新实践活动。
(4)重视学科竞赛对学生开展创新活动的外向牵引作用。一方面在校内组织举办各类学科竞赛,另一方面投入资金鼓励和支持广大学生参加全国、省市各类科技创新竞赛活动。
(5)建立学生创新实践活动与毕业设计的有效联系。如学生开展的实验设备利用开发项目、大学生创新计划训练项目和学科竞赛活动等,教师可引导学生将其进一步提炼升华为毕业设计课题。
4.利用余量——以校企多方合作为平台产生本科毕业设计课题
企业和社会中蕴含的丰富实践资源有待挖掘,通过校友、教师的社会关系以及合作企业,可以获得工程化的毕业设计课题。
(1)聘请往届毕业生指导本科毕业设计。通过毕业生就业质量跟踪调研,聘请在企业从事工程技术工作的往届毕业生担任毕业设计的企业导师。结合他们现有的工程资源,设计出相应的毕业设计课题,利用他们丰富的技术知识和工程实践经验指导学生毕业设计,训练学生从事工程设计研究的初步能力。此外,在帮带的过程中,往届毕业生向学弟学妹传授经验,并以自己严肃认真的科学态度、严谨求实和勇于实践的工作作风感染学生。
(2)充分利用社会资源,服务本科毕业设计工作。发动教师充分利用社会关系,例如成教学生、短训班学员、教师同学等,他们有的具有企业工程项目研发经验,通过他们工作上的优势和条件,获取有利的工程资源,设计学生毕业设计课题。同时,组织学生在就业签约企业开展毕业设计,可使学生提前上岗,学以致用,得到实际工作的锻炼,这能有效地缓解学生毕业设计和就业实习的矛盾。
(3)广泛开展各种形式的校企合作,多方面、多层次、多角度引入企业技术资源和创新文化。企业对工科专业的发展方向和前沿技术非常敏感,对人才知识和能力的需求把握准确。因此需要千方百计使合作形式走向深入,及时跟踪科技发展,向学生提供动态信息。通常选择在行业内有影响的大型企业作为校企合作教育伙伴,如果学校所处区域缺乏在行业内有影响力的大型企业,中小型企业很多,可以结合自身的实际情况,因地制宜,联系多家科技含量高、对人才培养有社会公益心和责任感的企业,共同组建校企合作教育联盟。校企合作的具体形式有:共同制订人才培养方案,共同开展课程建设,共建实验平台,开展技术讲座,以及共同指导学生毕业设计。与合作企业技术人员联合指导学生毕业设计可以采取两种形式:一是在有深度合作的企业开展“3+1”培养模式,学生累计一年在企业开展课程学习、现场实习和毕业设计;二是按“双导师”形式直接安排学生在合作单位进行毕业设计,学生在最后一个学期进入企业,教师与企业技术骨干协商拟定毕业设计课题,学生在完成企业实际课题的过程中,校内导师负责指导和审核学生撰写的技术文件,企业导师负责指导学生在现场进行设计、安装和调试。
三、结论
新建地方本科院校培养适用于企业的应用技术型人才,承载着历史发展的必然结果,担负着满足经济社会人才需求的现实使命。应用技术型工科学生的毕业设计教学客观上需要着重培养学生解决实际工程问题的能力,课题内容应来自于生产实际,这样做有利于学生理论联系实际,使学生对毕业设计任务有真情实感,从而提高毕业设计的质量。
本文立足于新建地方本科院校的新建工科专业,力求以系统化的方法,建立全方位的毕业设计课题类型工程化实现体系。因此从教师和学生、学校和企业等多个视角全面集成资源,包括教师科研、青年教师至企业锻炼、学生创新活动和校企合作等,提出了一些建设性新设想,如教师像作家深入生活一样深入企业“采风”,寻找毕业设计素材,以及充分利用社会资源,服务本科毕业设计工作。只要准确把握应用技术型人才培养的定位,坚持不懈地多方探索和勇于实践,新建地方型本科院校的新建工科专业一定能够化解资源不足的困扰,找到适合自己的毕业设计课题类型实现工程化的途径,使毕业设计工作在选题这一起点上首先创造良好的开端。
参考文献:
[1]张学洪,等.基于科研及工程项目的毕业设计模式[J].中国高校科技,2012,(6).
[2]孔祥强,等.工科类本科毕业设计强化教师指导作用的研究[J].中国电力教育,2012,(1).
[3]刘黎虹.基于应用型人才教育特色的毕业设计能力培养[J].长春教育学院学报,2012,(10).
一、以往教学存在的问题
我校环境工程专业2003年开始招生,2006年首次开设大气污染控制工程课程。由于师资力量和实验条件有限,我们在教学内容、教学方式、教学手段等方面存在一些问题。
(一)教学内容单一
教材选用郝吉明主编的《大气污染控制工程》(第二版),除集气罩和管道系统的设计两章,教学内容基本涵盖教材全部内容,共54学时,3学分。燃烧与大气污染、大气污染扩散、颗粒污染物控制等内容讲解清楚。但气态污染物控制主要是叙述性内容,化工原理课程对吸收、吸附和催化等基本原理讲解不深,使得这部分内容重点不突出。课程实验由于经费和场地有限,未能开设。课程设计只是理论计算,缺少工程实例,应用性不强。
(二)教学方式陈旧
教学方式以传统的课堂注入式为主,满堂灌,学生只是被动地学习,未能调动起学习的积极性和主动性。课后作业也有部分学生拷贝应付,不能及时消化吸收所学新知识。部分学生考试临时抱佛脚,搞突击。这种陈旧的教学方式致使教学效果差,学生综合能力得不到提高。
(三)教学手段落后
教学手段上只是用多媒体代替黑板。多媒体增加了课程信息量,但课程重点难点不突出。另外,没有相应的教学动画、视频、模型、实验仪器设备和实习基地,多媒体教学的优势没有得到充分体现。
二、以学生为主体的教学实践
针对大气污染控制工程教学中存在的一些问题,我们总结近年的教学经验,并借鉴国内外的教学成果,以我校《2008年环境工程本科专业人才培养方案》为契机,开展以学生为主体的大气污染控制工程实践,体系如图1。
(一)以学生为主体在以学生为主体的大气污染控制工程实践中,除了课堂教学外,所有教学环节均以学生为主体。教学环节包括课内学习、专业实验、认识实习、毕业实习、课程设计、毕业设计、课程论文和课外自学8个部分。
1.课内学习。按照新的人才培养方案,大气污染控制工程课内学习为48个学时,周学时为4。教材选用蒋文举主编的国家级规划短学时教材《大气污染控制工程》。[5]该教材气态污染物控制以吸收法、吸附法、催化法、生物法等为主线,注重原理。
2.专业实验。大气污染控制工程实验在环境工程实验中,包含大气中TSP的测定、SO2的测定、室内空气中HCHO的测定、袋式除尘、有机废气的净化、汽车尾气的净化6个实验。实验准备选3~5名动手能力强的学生协助老师。实验之前要求学生预习实验讲义,实验后按时交实验报告。
3.认识实习。在理论课进行到中后期,教师带领学生到化工、炼油等企业参观除尘、脱硫等大气污染控制工艺设备,加深理论学习,让学生获得感性认识。
4.毕业实习。第七学期开学后,学生到环境监测站、化工企业和环保公司开展为期两个月的毕业实习,跟班学气污染防治,按时上下班,每周写实结。实习前开动员大会,实习过程中带队教师进行现场指导,实习结束后学生总结并交实习手册。
5.课程设计。毕业实习回到学校,开始两周的课程设计,就除尘或者气态污染物净化进行系统设计,包括设计计算、绘图、编写设计说明书。
6.毕业设计。毕业设计是综合运用所学知识,解决实际的大气污染问题,培养学生的综合能力。时间为一学期,从第七学期到第八学期,实行弹性时间。
7.课程论文。在理论学习的同时,教师给学生列出城市空气质量、汽车尾气净化、室内空气污染防治等课题,让学生查文献、写论文、分组汇报,进行综合训练。
8.课外自学。教材相对固定,不能及时反映最新的大气污染防治技术,把郝吉明主编的《大气污染控制工程》(第三版)、[6]Nevers编著的AirPollutionControlEngineering作为学生的参考教材,[7]作为教材的有益补充。同时介绍www.epa.gov和www.zhb.gov.cn等网站,鼓励学生查阅AtmosphericEnvi-ronment、《中国环境科学》、《环境工程》等中英文学术期刊,让学生了解国内外有关大气污染防治最新的政策法规和技术方法。
(二)以教师为辅
1.课堂讲授。教师的主要职责是上好48学时的理论课,内容包括概论、燃烧与大气污染、颗粒污染物的去除、气态污染物的净化和大气污染扩散5个部分,通过讲解让学生掌握大气污染的来源、迁移扩散、控制技术及设备选型设计,要求学生课前预习和课后复习,上课开始时提问已学内容和新内容。上课强调重点和难点,重在教给学生思路和方法,让学生举一反三和融会贯通。例如,第一节课让学生看书的目录,告诉学生该课程课时安排和知识体系,让学生心中有数,学起来有的放矢;通过考试题“请简述大气污染控制工程课的主要内容”来检查学生对该门课程的知识体系框架的总体把握。教学手段主要有多媒体、动画、视频等,以让学生更好地理解大气污染控制的原理。教学方式主要以注入式为主,适当融入启发式教学、案例教学、问题教学、探究式教学,避免教学方式单一和教学形式枯燥。
关键词: 专业英语 工程实践 网络工作室 高分子材料
高等学校工科英语教学体系,是在配合大学英语公共教学的基础上,在本专业前沿研究领域上拓宽拓深专业知识,旨在培养大学生同时具备英文和专业的技能,能在工作实践中熟练掌握与本专业相关英语工具的能力。
专业英语的教学工作是高校英语教学中的重要的组成部分。在实际教学过程中,负责教授学生对本专业科技英语具备一定的掌握能力,通过所掌握的专业英语知识进一步发展英语科技书刊、文献等的查阅能力,提高科技英语的口语能力,以及以此为基础获得更深专业知识的能力[1-2]。
在过去的十几年高等学校专业英语教学中,仅仅从教学成果来看,始终无法很好地达到培养具备工程背景的专业英语人才的目的,主要存在以下两方面的现实问题:(1)英语专业的学生可以熟练掌握英文这一语言工具,然而不具备工科专业背景,在学术交流中仍无法胜任口译工作,遑论工作实践。(2)具有工科背景的学生在本专业领域具备一定水平,甚至可以独当一面,在英文读写方面也具备一定的能力,但是口语水平不足,往往在国际交流中成为“哑巴”。
因此,如何利用和整合高校现有各专业人力资源,在配合好高校公共英语教学的基础上,旨在以培养工程类口译人才为核心的工科专业英语教学改革,成为近年来教育工作者关注的焦点。
1.英语网络环境工作室
英语网络工作室的建立,本着我校“一体化数字化教学支撑环境”的思想,旨在提高学生在专业英语方面的学习环境[3-4]。其工作模式呈多样化,包括:在线对话、学生专区、英文微博、问题反馈专区等。
在线对话专区由指导教师负责。2015年我院各专业引入创新周与毕业设计详解的模式,学生进入大三学年即分配毕业设计指导教师,将有两年的时间对毕业设计做查阅文献、设计方案、分组讨论和确定流程等工作,直至实施和完成毕业设计任务,并通过答辩。引入在线对话专区后,学生将和指导教师在线对创新周和毕业环节的重点难点问题进行定期沟通。学生在这一过程中对专业英语学习的各种问题将会得到指导教师及时的帮助和建议。
英文微博专区的设想借鉴国外热门网站的经验,在专区内设置不同板块,各个板块都涉及科技英语的学习和应用等环节,由专职教师定期进行更新维护。这一专区旨在为学生提供更丰富的学习资源,开阔学生的视野和学习思路,对本专业的专业英语教学和整个学院的专业英语建设起到了重要的作用。
2.调整授课模式
传统的专业英语授课模式,以授课教师为主导,整个教学过程以讲授和翻译为主题,学生只是被动地参与甚至完全没有参与进来。这种教学模式的优势在于教师可以有选择有针对性地引导学生对科技英语进行学习。然而,这种模式的劣势更加显而易见。“填鸭式”的教学手段使学生丧失了学习的自主性和积极性,同时存在随学随忘的现象,导致整体学习效率过低。
通过在专业英语的授课过程中引入工程实践的概念,可以有效地解决学生学习积极性不高的问题。相比阅读科技文献,学生对于实践过程似乎更有兴趣。课堂教学不必拘泥于固定的形式,可以呈多元化发展。如在保留原有的词汇语法讲解的基础上,增加分组谈论和教师一对一口语辅导环节。授课内容甚至可以简单到仅仅是要求学生分组讨论一张1H-NMR谱图(以高分子材料与工程专业为例)。学生在分组讨论的过程中,将教师在词汇语法讲解环节中讲授的诸如化学药品名称、官能团名称、化学位移等科技词汇进行融会贯通,学习效果更好。
在此基础上,增加授课教师一对一口语辅导的教学环节。我国的工科学生普遍存在“哑巴”英语的现象,绝大部分学生对于科技英语的掌握只能停留在阅读上,以至于有机会出国继续深造的学生需要花费很长的时间突破语言关,尤其是口语关,这不得不说是一大遗憾。在授课教师一对一口语辅导环节中,教师与学生仅仅讨论浅显易懂的专业科技问题,学生不需要耗费大量课余时间查阅科技文献,而是将学习的重点放在“敢于张口”上,随学随说。
3.创新周和毕业设计
创新周是近年来我校引入的一套全新的教学时间理念。这一环节完全以学生为主导,指导教师通过题目和任务,并定期组织分组讨论和网络英语工作室交流,以期最大限度地提高学生的学习自主性和积极性,指导教师仅仅规定实验原料和最终目标产物。学生通过大量查阅专业科技文献,分组讨论,设计实验方案,完善配比、参数、控制产品性能等多种环节,力争在创新周达到“自主设计自主完成”的学习目的。
最后的分组答辩采用小组答辩的形式。不同组员除了对自己负责的模块进行答辩外,最后全组同学还将根据产品设计、方案指定、工艺流程等多方面因素分析和总结小组创新周的任务完成情况。贯穿整个创新周的过程中,学生将逐层次接触本专业科技英语的词汇和阅读等学习过程。
经历了大三学年的创新周学习,学生对本专业科技英语的掌握程度大大提高。在大四学年完成毕业设计环节的过程中,除了延续创新周的“自主设计自主完成”模式之外,更加培养学生个体完成学习任务的能力。以往在毕业设计的完成过程中,学生对于英文文献的翻译工作要么相对抵触,要么使用各种翻译软件应付了事。引入专业英语与毕业设计相结合的模式后,学生需要自主设计毕业设计实验方案,方案的建立需要建立在查阅大量英文书刊、文献的基础上。由于有了大三学年创新周作为基础,这一环节难度将大大降低。在查阅文献、整理文献的过程中,学生已经自然而然地完成了英文文献的翻译工作,不仅省时省力,还在这一过程中对本专业的科技英语有了进一步了解。
4.结语
以培养具备工程类口语能力的高分子材料与工程专业人才为核心的教学改革,把培养学生在工程实践领域的科技英语能力放在首位,引入了多种模块相结合的全新专业英语教学模式。在教学内容、教学模式方面,努力调动学生的学习自主性和积极性。
这项教学改革是一项系统性和综合性很强的工作,目前仍存在大量内容需要在今后的教学实践中不断总结和完善,相信这种“取其精华,去其糟粕”的全新专业英语教学模式,能够为我国培养出更多具备工程类口语能力的工科专业人才。
参考文献:
[1]李世云,邹俊,周海骏.高分子材料与工程专业英语教学研究[J].广州化工,2012,40(18):154-155.
[2]王艳芝,张旺玺.高分子材料与工程专业英语教学方法研究与实践[J].河南化工,2011,28(10):58-60.
在软件工程专业教学实践中,绝大多数院校采用了下列两种授课方式:一是课堂讲解辅以实验。但是,软件工程专业的课程普遍具有应用性、操作性较强的特点,课堂讲解形式枯燥,而大部分实验是对知识点的演示和验证,缺乏综合性,与企业实际应用脱节。二是案例驱动的授课方式。但是软件工程专业大部分课程细节繁多,案例教学法很难对细节部分讲全讲透;而且大多数案例在设计上难以连贯,很多学生感觉各部分知识联系不起来,整体感较差。从卓越工程师的视野出发,教学方法的改革应该着眼于培养学生的工程实践能力和工程创新能力。
1教师引导下的学生自学
为了培养学生的实践能力,大部分高校增加实践学时,缩减理论课时,要想在有限的时间内取得更好的授课效果,引导学生自学是一种很好的方法。适合学生自学的知识大约有2类:一类是较为简单的基础知识或者从某知识点出发的扩展知识;另一类是围绕某重点问题的细节知识。鼓励学生自学一是要相信学生的自学能力,二是要进行适当的引导,三是要及时检查自学效果。以XML课程为例,XML课程涉及内容广泛,细节繁多,很多内容适合引导式自学。比如在XML规范性问题,课题授课时先向学生讲解XML文档的基本组成部分;然后以什么是规范性、有哪些规范性约束条件、如何检验文档是否规范三个问题作为纲要,引导学生自学,时间为15分钟;随后检查自学结果,要求学生分析XML实例的规范性;最后总结、强化重点难点。结果表明,绝大部分学生理解了XML规范性的含义,能够准确的分析实例的规范性。
2任务驱动式教学
目前的教学体系下,受课时和教学大纲的约束,大部分课程内很难组织综合性、系统性的大型实验。可以引进实际项目管理中“任务”的概念,要求学生在课程的每一个阶段完成一项阶段性任务,最终完成一项综合性任务。任务驱动式教学过程中要注意阶段性任务的合理性、连贯性;要对阶段性任务进行验收、评比;任务在实施时,可以让学生组成团队,一方面加强团队合作意识,另一方面团队内部的分组讨论是重要的学习途径。仍然以XML课程为例,课程的最终任务是:开发一个基于web电子简历系统,允许用户输入个人简历信息,并进行有效性验证、查询、修改、打印等工作。其中的阶段性任务分为:制作规范的XML形式的个人简历文档,添加有效性约束,制作样式表,对文档进行解析,进行数据交换等,直至完成最终任务。这一系列阶段性任务分别不同的教学内容相关,要求学生分组实施。每次阶段性验收选择3-5组进行汇报展示,评比优秀的给予一定奖励。结果表明,大部分学生都能够积极参与到任务实施的过程中,较好地理解并运用了XML的核心内容。有些小组在某些细节上还展现出了一定的创造力。
改革教学评价方法
教学评价是教学过程中的重要一环。高校对课程的教学评价传统做法是进行笔试,依据笔试成绩给出最终的评价结果。从卓越工程师的角度出发,这种评价方法显然过于片面。改革后的教学评价包括四个部分:理论环节的评价,实践环节的评价,自学能力的评价,创新能力的评价。理论环节的评价可以延续传统的笔试方法,但是在题目的设计上应当以基础理论为主,避免过多的繁枝末节。实践环节的评价主要是上机考试辅以即时答辩,其中的答辩环节可以更好的评价学生的实践能力,还可以有效避免抄袭现象。自学能力和创新能力的评价不应再以考试的形式进行,它们在平时的学习过程中更能够体现,也可以在笔试或者上机考试的时候设置相关内容,要求学生自学后作答或者自由创新。四种评价内容在评价体系中所占的比重应当合理设置,实践中设置的比例系数为:4:4:1:1。
其它相关问题
1强调企业深度参与
企业深度参与到卓越工程师的培养过程中,是“卓越工程师培养计划”中明确指出的,这种参与对高校和企业都有好处。目前,高校已经普遍开展了校企合作,形式包括企业教师授课、学生到企业参观、实习等。从近2届学生的企业实习情况来看,企业的学习内容更具有实用性,学习形式以自学和讨论为主,更具有挑战性,但是也更能够激发学生的学习热情。从卓越工程师的视野来看,企业深度参与还应当寻求更多的合作形式。毕业设计是一个很好的合作平台,从选题,到指导、答辩,都可以吸引企业深度参与。有条件的企业可以将一部分实际工程任务作为毕业设计的题目,交由学生完成,按照企业的管理方式由校企双方对毕业设计过程进行指导、审查,最终的答辩也应当有企业人员参与。据调研的情况,有些高校采取企业现场招聘的形式进行毕业答辩,每年都有学生和企业当场签约,大大提高了毕业设计的质量,也更好地促进了学生就业。
2师资的培训与补充
从卓越工程师的培养目标来看,培养学生的工程实践能力和工程创新能力,显然需要教师本身具有一定的工程实践经验,能够为学生提供有效的实践方面的指导。这与目前高校在引进教师方面重学历和科研、轻实践的做法产生了一定的矛盾。就软件工程专业而言,高校中具有博士学历的教师很多,但是具有一定年限的实际项目经验的教师却非常少。很多高校已经认识到了这一问题,加大力度培养“双师型”人才。同时,为了弥补教师实际项目经验的不足,高校也采取了各种措施。一是让企业人员参与授课,直接向学生提供更多的与企业相关的应用知识;二是适当降低学历要求,引进具有企业经验的师资;三是组织分享和学习企业的各种案例;四是派教师到企业挂职锻炼或者参加企业组织的教师培训。
总结
关键词:电力系统分析;培养目标;工程教育认证
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)19-0102-02
一、前言
工程教育认证作为高等教育认证的重要组成部分,属于专业认证,是由专业性认证机构(协会)组织工程技术专业领域的教育界学术专家和相关行业的技术专家,以该行业工程技术从业人员应具备的职业资格为要求,对工程技术领域的相关专业的工程教育质量进行评价、认可并提出改进意见的过程[1]。
我校的电气工程及其自动化专业的综合改革是以工程教育认证工作来引领的,旨在培养能够从事与电气工程有关的装备制造、系统运行、自动控制、信息处理、试验分析、电力电子等技术开发以及计算机应用等领域工作的宽口径复合型工程技术与管理人才。通过模块化课程体系有效地推进培养目标和毕业要求的实现。
《电力系统分析》是电力系统自动化模块的主要专业课,占据整个模块课总学分的1/3。该课程作为《电路基础》、《电磁场》和《电机学》等先导课程的延续以及《电力系统继电保护原理》、《发电厂电气部分》、《电力系统调度》和《高电压技术》等后续课程的基础,发挥着“承前启后”的作用,有着兼具理论性和工程性的特点。该课程的目标定位为:要求学生掌握电力系统的基本内容和基本概念;熟悉电力系统的基本运行方式和调节方法;熟练掌握电力系统的基本分析和计算方法;掌握电力系统各种故障及其分析方法;了解电力系统的稳定性分析,为培养高素质的电力工程技术人才奠定坚实的基础。
在以培养目标为导向、以学生为中心的教育理念驱动下,本文从理论教学和实践教学两方面入手,讨论《电力系统分析》课程基于工程教育认证标准的教学改革。
二、教学内容、方式和方法的探索
(一)教学内容的合理配置
《电力系统分析》主要包括电力系统的稳态分析和暂态分析两部分。重点讲述电力系统的三大常规计算,即潮流计算、短路计算和稳定性计算,这也是本门课程的重点难点所在。其中,稳态分析部分的电网等值电路、电压降落和功率损耗是潮流计算的基础,电力系统正常运行方式的调整与控制是潮流计算的应用。暂态分析部分的同步电机的数学模型是基础,其电磁暂态过程主要针对故障分析时的短路计算,机电暂态过程主要针对稳定性计算[2]。
在教学过程中,三大计算自然要重点讲述,但是其中的计算机算法部分可以适当压缩学时,因为相应的课程实验、课程设计和毕业设计部分会有针对三大计算的具体上机操作。而相应的基础知识部分则需要仔细讲解,尤其是部分同学《电路基础》和《电机学》掌握的比较薄弱,基础知识部分如果进度过快,会导致后边的三大计算根本无法理解和掌握。
《电力系统分析》除了具有较强的理论性,还有一定的工程性。根据已就业同学的信息反馈,在教学过程中,应适当地引入个别工程实例以及目前的电力系统新技术专题,让学生能将所学的理论知识和实际的工程联系起来,激发学习的兴趣和动力。
(二)教学方式的多元化
该门课程的理论性较强,教学方式仍以多媒体和板书结合的教师讲解为主。然而课程中涉及到大量的计算,需要习题(作业、课堂讨论和课堂测验)来支撑。由于作业是在课下完成的,不可避免地出现部分同学互相抄袭的现象,导致不能通过作业来准确地反映出学生对知识的掌握情况。课堂讨论和测验的方式,一来可以方便教师准确地观察学生的真实水平,二来通过学生到讲台上讲解习题,提高学生课堂的参与度,便于学生自己找出彼此间的差距,活跃课堂气氛,激发学习兴趣。
除了上述传统的课堂教学之外,还可以通过网络课程的形式,将课程相关的电子资源分享给学生,并通过网络论坛的形式,开展课程内容的相关讨论。
(三)教学方法的灵活性
《电力系统分析》中有一些比较难以理解的章节,需要采用较为灵活的教学方法来授课。比如,同步电机突然三相短路分析这一节,涉及的内容较多,既有电机方程,又有短路电流计算,看起来十分复杂,尤其对一部分数学基础不好的同学,看到这些复杂的公式会直接望而却步。因此,教学过程中不应该侧重具体的公式推导,而应该先从基本思路着手,和之前学过的较为基础的电路知识进行类比讲解。比如:把“短路前”和“短路后”看成电路中动态电路的“换路前”和“换路后”;短路电流的计算方法和“三要素”法相类比,即分别求出起始值、稳态值和直流、交流分量的衰减时间常数,带入“三要素”法的表达式中,得出短路电流的计算公式。这样,学生先从整体思路上有一个清晰的框架,然后,再针对每一部分进行具体的数学计算,就不会产生思路不清的困扰。
三、实践教学的探索
如前所述,该门课程具有一定的工程性,需要相应的课程实验、课程设计、毕业设计和实习等实践教学环节,这样才能使本专业的毕业生达到相应的培养目标和毕业要求。
(一)基于PSASP的课程实验[3]
课程实验设置的主要目标是通过实验,培养学生的基本实验技能,加深对电力系统的理解,学生利用仿真平成电力系统参数的录入、潮流计算、短路计算、功率特性和功率极限等实验,初步掌握电力系统的基本分析方法,加强对电力系统分析知识的掌握能力。
上述目标通过让学生使用PSASP(电力系统分析综合程序)软件,在本专业的电力系统仿真实验室完成电力系统潮流计算仿真、电力系统的短路计算仿真、单机―无穷大系统稳态运行方式和电力系统功率特性和功率极限等实验。学生通过上机实验,能够基本掌握电力系统的分析方法,甚至个别同学还在使用PSASP的同时,使用MATLAB软件实现相关的潮流和短路计算[4],并对两种结果进行比较分析。
(二)课程设计和毕业设计
该门课程的课程设计是用单独的一周时间来完成的,具体分配了3个设计题目,由学生自由分组和选题。主要是希望学生通过开展课程设计锻炼解决实际工程问题的基本能力(查阅资料、工程问题的数学计算和分析、报告的撰写及团队合作)。
课程设计题目的选取来源于相关的科研项目,以潮流计算和短路计算为核心的相关工程性问题。主要考察对手算潮流和短路计算基本方法以及计算机潮流和短路计算的掌握情况。具体分组为2人一组,组员过多,会导致个别组员实际承担的工作过少;一人独立完成,时间不够充裕。因此,2人一组可以较好地分配工作和保证课程设计的顺利完成。
课程设计的验收工作以现场答辩的方式来完成,答辩成绩占总成绩的40%。指导老师会针对每组提交的设计报告,提出2~3个问题,同时要求现场演示计算机仿真过程,并根据具体情况,提出1~2个问题,如果超出3个问题回答不正确,则视为课程设计不通过。答辩过程中,选择同一题目的小组之间可以互相提问和评价,该环节占答辩成绩的20%。这样有利于学生加深对设计题目的理解和认识,同时找出设计过程中的不足以及同他人之间的差距。
毕业设计安排在大四的下学期,除了《电力系统分析》,其他相关的专业课程学生都已经选修完毕,具有一定的综合运用电力系统相关知识的能力。设计题目来源于科研项目中的小项目,以锻炼学生开展项目研究的能力。
毕业设计比之课程设计,题目要复杂得多,是对整个大学期间所学相关专业知识的整体验收。《电力系统分析》所学相关知识作为毕业设计题目的核心内容,是对该课程教学效果的另一种验收形式。相比考试而言,能更加有效地检验毕业生是否具备了培养目标和毕业要求中罗列的基本能力。
(三)实习环节
课程相关的认识实习和生产实习由于电力行业的特殊性,使得学生只能在变电站和发电厂进行参观,而不能进行具体地操作。这个过程中就需要带队的教师能够在参观前和参观过程中对所学知识的具体应用进行讲解,以提高实习的效果。
通过学生对实习的反馈情况来看,大家对实习单位的兴趣比较大,在具体参观过程中,对电力设备和电力系统接线和运行方式的认识得到了加深,使原来仅停留在原理图和结构图上的电力系统形象化。同时,学生对毕业后所能从事的工作有了一定的了解,更能激发相关专业课程的学习兴趣。
四、结语
通过以上教学内容、方式和方法的探索,使学生能更易于理解和掌握本门课程的理论知识,而实践教学的具体开展,则通过课程实验、课程设计、毕业设计和实习环节来确保学生将所学的理论知识用以分析和解决具体的工程性问题,更好地达到本课程的培养目标,从而自下而上地支撑本专业学生的毕业要求,使培养出的学生成为电气工程相关领域的复合型工程技术与管理人才。
参考文献:
[1]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究,2015,(02):15-19.
[2]夏道止.电力系统分析[M].第二版.北京:中国电力出版社,2015.
1 教学现状
数据库原理除了是计算机科学与技术专业基础必修课[1]以外,还是信息系统与信息管理专业的基础课程之一[2]。通过该课程的学习,使学生掌握数据库原理的基本原理、数据库设计的方法和工具,对后续数据库应用开发、本科生毕业设计提供重要支撑。课程具有理论性强、可操作性强和技术含量高等特点,在边疆多民族地区教学实践过程中,基础设施薄弱,主要存在以下几个方面问题:
1)理论性强。该课程基本概念多,概念抽象,教学信息量大,要求前先开设课程如计算机原理、操作系统等课程基础扎实。
2)基础设施相对薄弱,实践困难。学生对数据库原理概念掌握程度不同,存在部分学生验证性实验完成较好,但设计性实验完成困难或不能按时完成等现象,由于基础设施薄弱,没有开放性数据库实验室,学生只能在上课时间使用相关设备,对设计性实验不能按时完成的同学,无法提供更好的实验设施条件。
3)双语教学,教辅材料少。多民族地区,采用汉语教学,少数民族学生在学习该课程时,因语言差异,造成理解困难现象且少数民族语言教辅材料匮乏。
2 网络立体化教学思想
基于上述情况,在边疆多民族地区高校在该课程的教学过程中,采用适应学生实际情况的立体化教学,在制定教材、开发立体化电子教案,建立教学素材资料库、立体化试题库、网络教学平台等方面进行改革,从而在实际教学中取得良好效果。
2.1制定教材、开发立体化电子教案
立体化教学模式建设是对教学资源、技术资源和教学实施过程的整合与优化,是提升专业内涵,提高教学质量的基本保障。根据多民族地区学生的特点,参考国外精品课程教材,选订“十二五“普通高等教育规划教材,如经典教材《数据库系统概论》(第四版)(王珊,萨师煊编著)[3],分别订制课堂教学主教材和课外参考教材。为学生征订课堂教学主教材;对课外参考教材,建议学校图书馆征订,以减轻学生负担。
电子教案,帮助学生对基本概念的理解,运用动画技术使教学课件的设置符合学生的认识规律和思维过程,易于师生互动,设计有效的师生互动环节;按动态仿真教学方式设计大量的多媒体教学动画,使学生更直观地理解教学内容。
2.2大教学团队、教学素材资料库
在边疆多民族地区,学生由各民族共同组成,数据库原理课程的大教学团队,由不同民族教师共同组成,采用优势互补方式,共同开展教学研究。针对不同民族的特点,教师在授课时,有侧重点对已有的教学素材进行整合,以期达到最优教学效果。在此基础上,在信息化大背景下,对各位教师自己的教学课件和资源进行共享,以供教师之间进行交流;对于课程中的重难点制作视频教程,包括少数民族教师用本民族语言录制讲解课程中的重点难点,用于弥补少数民族学生因没有相对应的母语教材、阅读汉语教材理解困难,继而造成的学习困难等问题。
2.3立体化试题库、开发网络交流平台
试题库中设置不同的题型,包括选择题、填空题、SQL语句、T-SQL语句、E-R模型设计,综合应用题等;对不同的题型再进行难易的分类,分为简单、一般、较难题型;并设置不同单元的测试题目,有针对性地进行复习和自测,能切实提高学生对数据库原理课程知识的理解及应用。在试题库建设、维护过程中,让学生参与设计,提高学生数据库实际应用能力,提高学生对前先课程如数据结构、操作系统的理解,提升学生程序编写能力。
为方便将教学资源、试题库进行共享利用,以及师生交流顺利地进行,开发适用于立体化教学的网络交流平台,以完成网络立体化教学模式。并设置BBS功能,以利于师生之间的交流。
2.4 立体化实践
以应用为目标,在教学过程中采用任务驱动法[4],完成课程要求。在具体实验环节,采用基本验证实验与设计实验分层次进行。
1)对于验证性实验,分成三种不同情况 1)在规定时间内,不能完成实验的学生,采用课后辅导和网络平台资源结合方式,督促学生完成实验;2)在规定时间内能完成实验,对原理不太清楚的学生,加强理论学习,适当提升实验难度;3)对规定时间内完成实验且有剩余时间的学生,开展拓展性综合验证实验,既巩固了基础又有一定的拔高。
2)对设计性实验,针对验证性实验中的不同情况,设计不同难度的设计性实验,采用鼓励正面评价方式,督促学生完成设计性实验。
2.5 评价立体化
教学成绩的考核,采用立体化综合评价方式。
1)将平时上课情况、作业完成情况纳入综合评价内,既注重基础,又强调实践。
2)对学生在教学网站上的参与积极度进行评价等,对学生提高自主学习的兴趣很有效。
3)在学生完成数据库实验过程中,采用正面评价,鼓励学生克服困难,使学生独立完成设计性实验。在平时作业和期末考试基础上,形成综合评价体系结构
3 教学思考
关键词: 《控制系统仿真》 课程内容体系与教学方式改革 实践教学环节改革
1.引言
仿真技术已经是当下工程师们必须掌握的基本技能之一。《控制系统仿真》是一门讲授仿真的基本原理、算法和计算机实现的课程,是工业电气自动化、自动控制、过程控制和机电工程等专业课程体系中一门重要的专业课,是沟通现实与理论必不可少的桥梁。该课程作为一门联系自动控制理论/系统/设计、课程设计和毕业设计等教学环节的仿真基础类课程,以《计算机基础》、《Matlab语言及应用》、《自动控制原理》等课程为前期先修课程,也作为同期或后续课程如《电力拖动与自控系统》、《运动控制系统》、《计算机控制技术》、《现代控制理论》的工具课程,其目的是指导学生掌握解决控制系统分析与设计的一种有效的计算机辅助设计手段,提高学生的实践能力和综合解决问题的能力[1]、[2]。为了在有限的学时内使学生尽快掌握该知识,并且在理论分析与实践仿真两个方面的能力都有所提高。我们对其课程内容体系与教学方式进行了一些探索研究与实践。
2.课程内容体系与教学方式改革
该课程的具体内容包括仿真的基本方法与原理,建模,数值计算,优化问题求解方法,Matlab与Simulink基础。在该课程的授课过程中对原理性的内容逐步进行分析讲解,并且利用仿真工具演示加深学生对知识的理解。
2.1课程重点内容归纳
授课时的重点内容归结如下:该课程开设的必要性、意义,以及其基本概念控制系统建模的基本方式方法数值计算方法及仿真计算Matlab基本使用技术及程序设计和Simulink基础控制系统设计仿真及其优化工程举例等。该课程实际安排课时为32课时,其中理论知识的讲授课时安排为24学时,上机实践课时安排为8学时。围绕该重点内容通过对相关知识的讲解与实践,使学生初步具备建模、设计、仿真这一过程。
2.2理论知识授课部分的改革
理论知识讲授的部分主要讲解该课程的背景、应用及其发展趋势,控制系统的实验方法,控制系统建模的基本方法及其实例,常微分方程和差分方程基本的数值积分求解方法,Matlab与Simulink基础及其作为工具在控制系统仿真过程中的使用和控制系统仿真的具体实现。
该部分知识主要使学生对控制系统仿真这门课程有一定的感性认识,配合实践课时使其能够对控制系统的建模、设计、仿真这一系列过程有一定的理性认识。该部分知识主要以仿真方法及其如何使用仿真工具来实现为重点难点进行详细讲解。
其中,仿真工具部分的课时安排占了一定的比重,为实践教学环节作了必要的铺垫[3]。主要是讲述Matlab的基本运行环境,及其Simulink模块的基本操作,使学生具备实现控制系统仿真的能力。该部分教学内容安排如下:Matlab的基本操作与使用、矩阵运算与操作、二维三维图形绘制、控制工具箱等;基于Matlab的各种模型的实现、转换、串并联及反馈的构建;利用Matlab编程方式实现多项式的处理,便于控制系统模型的建立和描述,实现基于数值积分方法的微分方程求解仿真,实现数据分析等功能;还有实现基于离散相似法的仿真,以及实现基于Simulink的控制系统的模型的构造,数值仿真和系统分析,等等。
通过对该课程内容的归纳,围绕重点难点知识合理安排各部分的授课课时,理论联系实际,列举实际案例帮助学生更好地理解理论知识和掌握仿真工具的使用。
2.3教学方式改革
该课程的内容既涉及仿真算法等一些理论知识,又涉及仿真工具,知识面较广。
为了能够得到较好的教学效果,在教学方式方面该课程授课采用了多媒体的方式,加强互动环节,一面讲授理论知识,一面使用仿真工具演示,并且说明理论知识的使用方法和适用场合,将理论和实际相结合,将实际案例融入到课堂教学当中。并且详细介绍仿真的工具的使用,一步步演示,使每个学生都能够在课堂上对仿真工具的使用有一个初步的认识。
作业的形式都以实验报告的形式给出,让每个学生都能通过实践教学过程巩固自己所学的知识,验证自己的算法。
考试的形式以上机操作结合理论知识考试得出,既加深了学生对理论知识的理解和掌握,又加强了学生的动手能力。
3.实践教学环节改革
该课程的实践教学环节安排的课时数为8学时,根据教学过程中发现的问题,可以灵活地进行调整。认识类的实践课时为2个或者4个,如:Simulink工具箱的使用及操作、PID工具箱的应用;验证及工程仿真类的实践课时为4个或者6个。如:基于二容水箱系统的算法验证、平面倒立摆的建模与仿真,直流电机双闭环调速系统的参数仿真优化,等等。
4.结语
我们对教学内容及其方式的改革,使学生在课堂上与老师有很好的交流,增强了互动,通过案例演示激发了学生的兴趣,加深了学生对授课内容的理解。大多数学生都能够独立自主的完成实验和大作业。实验和作业的范围涉及运动控制和过程控制等自动化专业相关的课程,收到了良好的教学效果。
参考文献:
[1]张晓华.控制系统数字仿真与CAD[M].北京:机械工业出版社,2005.