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欧亿体育自动化专业科技论文范文
欧亿体育欧亿体育欧亿体育华北科技学院是国家安全生产监督管理总局惟一直属的普通高等学校,始建于1984年,其前身是北京煤炭管理干部学院分院,1993年经原国家教委批准改建为华北矿业高等专科学校,2002年初经教育部批准升格为本科院校。学院面向全国招收普通全日制本、专科学生。学校设置有37个本科专业,涉及工学、理学、文学、法学、经济学、管理学、教育学等七大门类学科,已经形成以全日制本科教育为主,专科教育、成人学历教育、安全培训、函授教育并存的多学科、多层次、多形式的办学体系。
我校的自动化(专科)专业成立于1999年,2003年升格为自动化(本科)专业,面向全国招生。目前,自动化(本科)专业包括本科、专接本科、第二学位本科等多种本科办学形式,共有4个年级、20个班级,645名学生。
经过几年的发展,自动化专业的综合实力逐渐增强,教学质量和办学水平逐年提高。2007年,自动化专业被华北科技学院批准成为首批校级重点与特色专业建设点。2009年,自动化专业被教育部批准成为部级特色专业建设点(编号:TS1Z214)。
本文就自动化专业学生的实践能力与创新精神的培养机制的建立、运行、完善等方面进行了阐述,并对具有我校特色的自动化专业实践能力与创新精神培养机制的培养效果进行了总结与分析。
自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法,自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。它以自动控制理论为基础,以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具,面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。它具有“控(制)管(理)结合,强(电)弱(电)并重,软(件)硬(件)兼施”鲜明的特点,是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。学生在毕业后能够从事自动控制、自动化、信号与数据处理及计算机应用等方面的技术工作。
本专业培养的学生要具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识,能在运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策等领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面工作的高级工程技术人才。
本专业学生主要学习电工技术、电子技术、控制理论、信息处理、系统工程、自动检测与仪表、计算机技术与应用和网络技术等方面的基本理论和基本知识,受到较好的工程实践基本训练;具有系统分析、设计、开发与研究的基本能力。
自动化专业的课程设置应该能够体现自动化专业的培养目标和培养要求,使学生掌握本专业领域必需的、较宽的技术基础理论知识,并受到较好的工程实践基本训练,在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力,具有较强的工作适应能力。
自动化专业的主干课程包括电路、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子、电机拖动、直流控制系统、交流控制系统、自动控制原理、过程控制、微机原理、计算机控制系统等课程。自动化专业的学生必须深入理解和掌握这些课程的理论及其实践。
自动化专业的课程设置包括通识基础教育课程、专业基础教育课程和专业方向教育课程三个方面的课程,每一方面的课程又包括理论教学课程和实践教学课程两大部分。自动化专业课程体系的设置如图1所示。
为适应21世纪对人才的基本要求,在认真研究和借鉴以前运行的人才培养计划的经验和做法,并结合我校的办学定位和实际情况,我们对自动化专业的教学内容进行了多次研讨论证,主要包括教学课程设置的合理性、开课时间、理论学时与实践学时的分配、实验项目的设置、实践项目等内容。
一是根据实际条件的变化,适当增加实验课程的学时,适当调整实验课程的内容。例如《信号与系统分析》课程,因实验条件的改善,将原教学计划理论教学32学时、实验教学0学时,调整为理论教学28学时、实验教学4学时。
二是根据专业发展现状和发展趋势,适当增加专业选修课程的学时,适当调整专业选修课程的内容。例如《自动化仿真技术》、《自动化组态技术》两门专业选修课程,就是考虑到自动化专业技术的发展现状,突出自动控制系统仿真和组态方面的教学而增设的。
正确灵活的教学方法将有助于深化提高教学效果,起到事半功倍的作用。教学方法改革的主要内容包括:
一是积极推进课堂讨论教学法,让学生在课外网络上查找资料,然后在课堂教学过程中引导学生对学习内容进行研讨、推理,适时让学生在课堂上进行发言讨论,最后总结得到合理的结论和推理。通过讨论,调动学生学习的积极性,教会学生怎样掌握新知识、探索新知识、获取新知识,并会运用新知识解决新问题,从而培养学生独立的探索精神和独立的创新意识与创新能力,提高综合素质。
二是创造和谐的师生关系,为促进提高教学效果奠定基础。师生关系是对立统一的,教师处于矛盾的主要方面,在运动变化中起着主导作用。因此,构建良好的师生关系关键在于教师,但同样也离不开学生的密切配合和积极响应。关于如何建立良好和谐的师生关系,请参考作者的相关论文《大学和谐师生关系的构建策略研究》(华中师范大学学报(人文社会科学版),2007)。
在课堂教学过程中,讲授教学内容时可以采用黑板板书与多媒体相结合的教学手段。应该尽可能地利用多媒体教学这一现代化教学手段,因为多媒体教学可以对抽象的微观结构采用形象生动的动画,生动地展示教学内容,帮助学生理解抽象的概念,扩大教学内容的有效信息量,从而提高教学效果。
在大学教学过程中,采用多媒体教学也存在其有利的一面和不利的一面。对此,作者进行了研究,请参考作者的相关论文《大学中采用多媒体技术对教学的影响》(华北科技学院学报,Vol.4,2007)。同时,该论文获华北科技学院“深化教学改革,提高教学质量”研讨会优秀论文二等奖,并在大会上进行了宣读交流,论文的获奖证书如图2所示。
为提高学生的实践动手能力以不断适应社会经济发展的要求,我校自动化专业特别重视实践教学方面的投入和改革。目前,在我校自动化专业已经形成多层次开展、多学科综合、并具有安全特色的实践教学体系。
为实现高等工程本科教育的培养目标,达到目标所要求的学生应具备的工程素质,我们认为,一是要求具备良好的师资队伍,二是要对学生进行工程素质训练。
师资队伍建设应从以下几个方面着手进行:进一步提高师资队伍成员的职称和学历,加强“双师型”教师的培养;按照“学有所长,利用所长”的原则,使师资队伍成员不断进行专业方向凝练;推出“自动化专业学术论坛”,加强学术交流合作,浓厚团队学术研究氛围。
对学生进行工程素质训练应采取循序渐进的训练策略。首先,立足于河北省高校实验教学示范中心-华北科技学院电工电子实验中心的丰富实验资源,引导学生以严谨务实、认真仔细的态度对待每一个实验环节,在实验当中体验科学研究的全过程。其次,利用实验、实习、科研、毕业设计(论文)、工程实训等各个环节对学生进行工程素质训练,不断提高学生的工程素质和能力。图3为学生正在进行电动机PLC控制系统训练的过程照片。
培养学生创新精神是一项长期性、系统性的工程,我们认为,培养学生创新精神一是要有相应的机制保证,二是要有具体的实施措施,这两方面缺一不可。
培养学生科技创新的机制建设包括:分别成立学生科技创新领导小组、学生科技创新指导教师团队、学生科技创新活动小组;学校提供科技创新所必需的活动场地、设备器材、经费支持等。
培养学生科技创新的具体措施包括:一是进行实验室开放,鼓励学生到开放的实验室进行各种教学实验和研究实验;二是设立创新实验室,鼓励和引导学生在创新实验室开展各种科技创新活动,图4为我校设置的学生科技创新实践室。
经过自动化专业相关部门和教师的共同努力,自动化专业学生的培养情况良好,在招生、就业、考研、科技创新活动等各方面取得了一系列重要的成绩。
自2003年开始招收自动化专业本科学生以来,自动化专业的办学规模在稳步发展。近几年,每年的自动化专业招生计划均为210人,入学报到在190人以上,编为6个班级。
自动化专业学生的就业情况良好,一次就业率较高。特别地,自动化专业作为华北科技学院煤炭主体专业,着力突出煤矿安全自动化这一行业特色,自动化专业毕业生积极响应号召,投身于煤炭相关企业、为突出我校的安全生产特色方面做出了重要贡献。
自动化专业学生积极进行科技创新活动,取得多项科技创新成果。仅在2011年,获得全国大学生电子设计大赛全国二等奖2项;飞思卡尔杯智能车竞赛全国一等奖1项,全国二等奖2项;全国挑战杯大赛河北省二等奖1项。图5为学生制作的科技创新作品(激光识别智能车),该作品获得2011年全国大学生电子设计大赛全国二等奖。
自动化专业学生的考研情况良好,考研录取率一直位居前列,表1为近几年自动化专业学生考取研究生情况汇总表。
作者认为,只有坚持循序渐进的培养策略,才能保证学生培养质量的不断提高。学生能力培养的层次关系应为:实践能力的基本标准,工程素质是最低要求,创新精神是最高追求,三者的层次关系如图6所示。
经过几年的发展,我校自动化专业学生的实践能力与创新精神的培养机制已经逐步完善、成熟,其特点可以归纳为以下几点:
(1)在完成教育部规定培养目标的前提下,进行教学内容改革、教学方法改革和教学手段改革,不断提高和强化教学效果。
(2)构建自动化专业的实践教学体系,丰富实践教学内容,合理布局实践教学层次,加强实践基础能力培养。
(3)构建自动化专业的工程训练平台,通过PLC工程实训项目和单片机工程实训项目等途径,使学生掌握自动控制系统的研究、设计、制作、检验等步骤的全部过程。
(4)构建自动化专业的科技创新机制,鼓励和引导学生在开放实验室、创新实验室开展各种科技创新活动,取得科技创新成果。
同时,我校自动化专业学生的实践能力与创新精神的培养机制还应进一步进行改革、充实、提高、完善,以不断满足人才培养的需求和社会经济发展的需要。
例如,训练类实践教学课程是提高自动化专业学生动手能力的重要手段和途径,对培养学生的理论联系实践的能力和实际动手能力有明显的帮助作用。因此,训练类实践教学课程的下一步改革思路是:教师提出更有难度的训练题目,学生可以采用多种方法实现训练题目的目标,进一步提高学生利用自动控制理论来解决实际问题的能力,最大程度地发挥训练类实践教学课程促进教学的良好作用。
1 张涛,潘玉民.自动控制系统实验实践教程[M].北京:煤炭工业出版社,2010
2 薛鹏骞,潘玉民,张涛,等.煤矿安全检测技术与监控系统[M].北京:煤炭工业出版社,2010.
3 陈金刚,于涛. 本科实践性教学及其管理探讨[J]. 扬州大学学报(高教研究版). 2005(3).
4 施步洲. 构建工程实践能力本科人才培养模式的探索与实践[J]. 江苏技术师范学院学报. 2006(6).
5 汪建华,俞贵邦. 工程实践能力本科人才培养模式的研究与实践[J]. 湖南工程学院学报(社会科学版). 2005(2).
6 张涛,孟凡甡,张昔平,朱雄. 大学和谐师生关系的构建策略研究[J]. 华中师范大学学报(人文社会科学版). 2007年专辑.
7 张涛,孟凡甡,薛鹏骞. 大学中采用多媒体技术对教学的影响[J]. 华北科技学院学报. 2007(3). (华北科技学院“深化教学改革,提高教学质量”研讨会优秀论文二等奖)
8 张涛,孟凡甡. 我校自动化专业实践教学体系的内容及其特色[J]. 华中师范大学学报(人文社会科学版). 2008年专辑.
9 张涛,靳文涛,薛鹏骞. 丰富和完善自动化专业实践教学体系的研究[J]. 华北科技学院学报. 2009(3).(华北科技学院教育思想观念大讨论活动优秀论文二等奖)
10 苗志全. 以转变教育观念为先导,建设大学生创新实验中心实践探索[J]. 教育科学博览. 2012(4).
张 涛(1972-),男,黑龙江拜泉人,博士、副教授、工程师,自动化系主任,研究方向为煤矿安全监测监控、智能控制、教学管理等。通讯地址:华北科技学院电子信息工程学院(065201)。
2003年中央文化体制改革和发展领导小组成立[1],这标志着我国文化体制改革进入破冰期;2013年十八届三中全会全面部署文化体制改革,经过10年的发展,我国的文化体制改革已从破冰期进入深水区,文化体制改革的力度在逐步加大,政府职能发生了很大转变,由办文化转变为管文化,作为文化体制改革的一个重要组成部分,科技期刊的改革也在进行,但由于科技期刊具有专业性强、规模小、编制上隶属于事业单位或国有企业等特点,科技期刊的改革不如公共文化体制改进进展迅速,但改革已然开始,作为科技期刊的一名编辑,我们要拿出改革的勇气去开展工作,让科技期刊的运营更加适应市场经济的特点,在激烈的市场竞争中,在没有隶属单位庇护的前提下,能更好地生存。
如何在市场经济中更好生存,不被淘汰,转制改革后的科技期刊有很多工作要做。科技期刊跟公共文化期刊相比,最大的特点就是其学术性,把学术性发展好,是科技期刊建设的关键所在。学术论坛是大学生尤其是研究生培养的重要途径[2],而研究生是科技期刊作者的一个重要组成部分,并且是未来科技期刊作者的主力军,因此,如能将学术论坛与科技期刊联系起来,将对科技期刊的建设产生重要影响。
《科学技术期刊管理办法》对科技期刊的定义为:具有固定刊名、刊期、年卷或年月顺序编号,印刷成册、以报道科学技术为主要内容的连续出版物[3]。
1) 技术性和专业性。科技期刊是为某一学科或某一专业服务的技术性、专业性刊物,这种特征与科研人员的专业性阅读需求相适应,比较容易吸引相关专业的读者和作者。
2) 开放性。大部分科技期刊的投稿和阅读对所有相关专业的科研人员均开放,而非只对某一个单位内部或部分科研人员开放。例如,《工矿自动化》是由国家煤矿安全监察局主管、中国煤炭科工集团常州自动化研究院主办的国内唯一一份集中报道我国煤矿电气化、信息化、自动化、智能化等领域国内外新技术、新成果、新工艺及新动向的专业性技术期刊,属于开放性的科技期刊,超过80%的稿件来源于各科研院所、科技创新企业和全国高校。
3) 读者群具有专业性和稳定性。科技期刊的读者多为相关专业科研院所的研究人员、相关企业的研发人员和相关专业的高校教授、研究生,这些读者具有浓厚的专业背景,一旦对期刊认可,将会表现出兴趣的持久性和阅读的稳定性。
1) 兼顾经济效益与社会效益。市场经济在本质上是一种竞争型的经济[4]。竞争就会存在优胜劣汰,就需要优先考虑经济效益,没有效益就无法生存。但科技期刊作为社会主义先进文化的一个重要阵地,是展现我国科技发展的一个重要舞台,担负的社会责任也是非常重要的,因此,在社会主义市场经济环境下,科技期刊的建设既要注重经济效益,也要注重社会效益。
2) 提高质量是期刊优先发展方向。随着文化体制改革的深入以及科学技术的发展,科技期刊必须逐渐提高期刊质量才能保证生存。科技期刊必须具有足够的专业性、更高层次的技术性和广泛的读者群,才能在市场经济中良好经营。
3) 经营模式发生重大改变。传统的科技期刊多是挂靠在事业单位或科研院所,随着事业单位和科研院所的改制,科技期刊编辑部的管理和经营也发生了重大改变,编辑部拥有了更多的自主经营权。在经营模式上,编辑部已不能单单依靠挂靠单位的支助,更多需要自主创收,而创收的前提是期刊要有鲜明的特点和广泛的认可度。
4) 编辑自动化。办公自动化已广泛地应用于各行各业,Office工具及各种企业通讯管理系统已被办公室员工所熟知。科技期刊的编辑自动化还不仅限于办公自动化,更多的网络投稿系统、专家审稿系统、编辑办公系统在科技期刊中被应用。以《工矿自动化》 网络编辑系统为例,网络采编系统自动登记稿件信息, 无需编辑再人工登记稿件、填写作者信息、分配稿件编号等,减轻了编辑的工作量。初审稿件可通过网络直接传给专家或主编进行进一步处理,终审结果也可直接通知作者,且稿件的审稿情况可自动记录,一目了然, 便于日后查询。责任编辑可对录用稿件进行在线编辑加工,且该过程中可与作者进行互动交流。另外,系统还与知网版不端文献检测系统进行了功能整合,提供不端文献在线检测功能,点击相关按钮可直接查看稿件的不端文献检测情况。采用该系统后,只要能够上网,编辑即可随时随地办公,突破了办公时间和场所的限制[5]。
当前在高校有多种多样的研究生学术论坛,这些论坛在学生的创新能力培养方面起着重要作用,被师生广泛接受。学术论坛为在校学生提供了一个碰撞思想火花、启迪科研灵感、开拓研究视野、探讨技术问题的交流平台,也为科研专家和研究机构展现技术实力、推广学术思想提供了一个展示平台。学术论坛的作用主要体现在以下两个方面。
1) 促进知识交流。无论在深度还是广度上,每个人的知识水平都是有限的,只有通过学习和交流,才能使知识不断扩展。知识的扩展不仅仅是量的增加,更注重对知识的理解深度。加强交流是加深对知识理解的有效途径。当两种不同的观点相互碰撞并产生新的思考时,对相关知识的理解的才能更深一步。
2) 启迪创新思维。创新是一个研究型人才必须具备的品质,创新能力的培养是学生培养工作的一个重要内容。创新需要思考、试验与实践,同样需要学术讨论与争论,学术论坛就是学术讨论的一个重要平台。学术论坛中,所有参与者都可以畅谈自己的观点,相互交流、辩论,碰撞思想火花,启迪创新思维。
由此可见,学术论坛在学生培养中起着重要作用,如果科技期刊能定期组织相关专业的学术论坛,不仅会受到高校师生的积极响应,同时可以大大提高科技期刊在相关专业高校、科研院所和企业中的知名度。
1) 科技期刊的报道内容和服务范围决定了学术论坛的参加人员应是期刊所报道相关专业的高校师生、科研院所的研究人员和高科技企业的研发人员,高校、科研院所和企业,虽然专业相近,但站的角度不一样,对同一技术成果的观点则不尽相同,组织这些人员在一起讨论交流,对他们各自的技术发展都有益处,必然得到参加者的积极响应。以《工矿自动化》期刊为例,该刊集中报道我国煤矿电气化、信息化、自动化、智能化等领域国内外新技术、新成果、新工艺及新动向,就可以组织相关专业的高校、研究院所和企业参加学术论坛,高校主要有煤矿类专业院校、信息工程类相关院校、自动化类相关院校,研究院所主要有中科院的相关研究所、煤科院的相关研究所和相关专业的地方研究所,企业主要是指在煤矿信息化、自动化领域处于领先地位、市场认可度较高的高新技术企业。
2) 学术论坛地址的选择同样重要,好的地点可以更好烘托学术氛围、增加参加者兴趣、提高学术论坛效果。本着重点针对在校学生的原则,学术论坛地点优先选择高校,既有利于师生参加,也可以借助高校的各个平台宣传科技期刊,如高校图书馆、学校社团等。为了更好地提高科技期刊的知名度,学术论坛的地点也可以选在科技期刊编辑部所在地,这更有利于论坛的组织,同时可以邀请参加者参观编辑部的工作环境,让参加者更好地了解期刊的发展历史,让编辑与作者更好地交流科技论文的写作心得,促进编辑与作者、读者的关系和谐发展,提高科技期刊的市场认可度。
学术论坛的主题必须切合本期刊报道的范围,这是一个基本点,否则,对本期刊的建设没有作用。主题可大可小,大的主题可以是一个行业或者一项技术的总体发展趋势,可以请相关专家进行讲解,小的主题可以是一个小的技术突破,可以请相关技术尖端人才进行讲解。科技期刊举办学术论坛最根本的目的是促进期刊的建设,让更多的相关专业的专家、人才、学生了解本期刊,扩大期刊的知名度,举办学术论坛的一切工作都要围绕这个根本目的展开。
高水平论文是最能代表一个科技期刊整体水平的,如果一个科技期刊没有几篇可以代表本行业最高水平的论文,那科技期刊是没有含金量的。邀请高水平论文的作者作为学术论坛的特邀嘉宾,既可以提高学术论坛的质量,也可以扩大科技期刊的影响力。高水平论文在讨论的过程中会逐渐得到参加者的认可,同时也是对期刊质量的认可,随着论坛的持续开展,要让参加者逐步养成阅读期刊、向期刊投稿、引用期刊论文的习惯。学术论坛对于科技期刊建设的作用是需要时间积累的,不可能一蹴而就,坚持的时间越长,效果会越好。
在当前文化体制深入改革的环境下,该文深入分析了科技期刊的固有特点和在社会主义市场经济体制下的特殊性,借鉴学术论坛在学生培养中的作用,阐述了通过举办学术论坛促进科技期刊建设的具体举措。学术论坛是高校和学术界经常举行的活动,涉及面广,影响深刻,将其引入科技期刊建设,必将极大推动科技期刊的发展。
[1] 霍步刚,傅才武.我国文化体制改革的理论分期与深化文化体制改革的策略问题[J].中国软科学,2007(8):23-34.
[2] 李昌新,李雪芹,卢玲,刘国瑜. 学术论坛:研究生创新能力培养的有效途径[J].高等农业教育,2012(2):75-77.
[3] 张欣,刘亚萍,王吉晶,李娟,史谦.高校专业性科技期刊的特点及其品牌创建[J].学报编辑论丛,2007:12-15.
[4] 程维红,任胜利,路文如,严谨,王应宽,方梅.我国科技期刊由传统出版向数字出版转型的对策建议[J].中国科技期刊研究,2011,22(4):467-474.
机械自动化,即不借助任何人力的操作或者干扰,完全依照机械自身来对工作进行一系列步骤的完成.机械的自动化在企业的加工生产中有着极为重要的意义,机械的自动化可加快生产原料加工处理的速度,真正实现节约人力,提高生产效率的目的.与传统的机械制造方式相比,机械自动化具有提升产品质量、加快产品更新、降低成产成本的优势,对于有效缩短机械产品的制造周期,并提升机械制造水平起到了较大的推动作用.就当前的机械自动化技术应用来看,虽然尚未实现其在机械制造过程中的全面推进,但其对机械制造水平提升的显著效果已经越发凸显,因此,在未来的发展过程中,机械自动化必将在更大范围内进行改革和应用,以更好的满足机械制造需求,并实现我国工业化水平的不断提升.
机械自动化起初是被应用在冷加工的批量生产与制作中,直到20世纪中后期,才逐渐建立起可变性自动化系统,为机械自动化在市场中的应用打下了基础,也提高了机械制造业在市场中的适应能力和灵敏度.企业必须清楚他们自身生产发展的条件和需求,以此为参考,在此基础上应用机械自动化技术,我国的机械制造行业正在逐步迈向集成化、智能化、虚拟化与柔性化,计算机集成制造也与之联系起来,计算机在机械制造中的集成技术已成为机械领域未来发展的重要趋势之一.机械自动化在机械制造中的相关应用为:
对于机械自动化的实现,主要通过计算机来完成,因此,在机械自动化的实施过程中,需要实现集成化以满足机械制造需求.计算机集成化主要表现为计算机辅助设计、计算机测试、数控加工、柔性制造工艺等,通过将这些内容实现集中化,可以有效提升机械制造水平,而在此过程中,还可以通过过程重组、系统精简的方法实现机械自动化发展.此外,还可以加强计算机网络及工程数据库的建立,以将机械制造过程中的主要内容与生产经营活动相结合,实现机械制造过程的不断优化,从而进一步提升机械生产效率,并不断促使企业创新机械制造技术,加强新产品研发,以不断提升机械产品质量,实现其市场竞争力的不断提升.
机械智能化应用是人工与智能技术相融合、贯通、作用而成的,是模拟技术专家的智力,来替代专家在原本的机械制造中需要完成的工作.智能化在机械制造中的应用主要体现在,其是将机械制造技术、人工智能技术、自动化技术相互融合在一起而成的一种人工智能化系统.将智能化运用在机械制造中,可实现系统的自主思考、自主判断、自主决定等一系列智能化的行为.在未来的发展过程中,智能化发展已经成为机械制造的一种趋势,这样不仅能够提升机械制造效率,提升市场竞争力,同时还能够加强新技术的研发及新设备的应用,从而实现工业化水平的整体提升.
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机械制造中应用柔性自动化系统是十分重要的,机械在拥有智能化的条件下,还应具有一定的应变能力.只有机械制造企业具有优良的应变能力,才能适应社会各种需求,并且能够根据当前的科技发展和市场变化及时对生产的机械结构和功能进行控制和调整.柔性自动化在机械制造中的应用可使其生产的商品更有效的适应市场的变化,在市场分析的前提下,对内部组织来进行优化的改良.
数控技术是实现机械制造自动化的根基,数控技术在机械制造中的应用是通过使用计算机程序设置来实现的,即用计算机来编写生产制造中的各种程序.运用计算机编写机械生产中的各种程序可使机械制造业的生产力在很大程度上得到提高.
虚拟化制造技术是一种综合性系统技术,虚拟化是由多媒体技术、机械制造工艺、人工智能、信息技术等多种学科相互构成的.现代机械制造技术加入了CAD、CAPP等机械制造工艺和计算机作图技术,其可以对机械设计图迅速的进行修改,摒弃了重新在做一次新图的麻烦.在机械制造过程中应用虚拟化制造技术来对机械制造活动进行模拟分析,可有效发现生产过程中的各种问题,并予以解决,这种技术能够有效地提高机械制造成功率、降低研发成本、提高企业的生产竞争力.
机械自动化技术的成功应用是企业科技水平提高的重要表现,其不仅仅带动了企业的市场竞争力的提高,也为企业的产品制造打下了坚硬的基础.机械自动化技术的应用,可大大提高机械生产的工作效率,是产品质量和劳动效率的良好把控手段,其不仅仅减少了机械生产的劳动力支出,也极大的缩短了生产时间、减少了生产成本.因此,在未来的发展过程中,应当加强机械自动化技术研究,并将新技术持续应用到机械制造过程中,从而实现机械化水平的不断提升,并更好的满足我国工业化发展需求.
[1]陈玉杰.浅谈机械自动化在机械制造中的应用[J].科技创新与应用.2013(20)
[2]王绍平.机械自动化在机械制造中的应用[J].科技创业家.2013(08)
[3]李国应.浅谈机械自动化技术的发展趋势及应用[J].科技风.2011(18)
计算机控制是自动控制理论与计算机技术相结合而产生的一门新兴学科,计算机控制技术是随着计算机技术的发展而发展起来的。
近年来,随着计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、网络与通信技术、微电子技术、CRT显示技术、现场总线智能仪表、软件技术以及自控理论的高速发展,计算机控制的技术水平大大提高,计算机控制系统的应用突飞猛进。
利用计算机控制技术,人们可以对现场的各种设备进行远程监控,完成常规控制技术无法完成的任务,微型计算机控制已经被广泛地应用于军事、农业、工业、航空航天以及日常生活的各个领域。可以说,21世纪是计算机和控制技术获得重大发展的时代,大到载人航天飞船的研制成功,小到日用的家用电器,甚至计算机控制的家庭主妇机器人,到处可见计算机控制系统的应用。
《计算机控制系统》课程是自动化专业学生掌握计算机控制技术的重要专业课程。
华北科技学院自动化(专科)专业成立于1999年,2003年升格为自动化(本科)专业,面向全国招生。经过几年的发展,自动化专业的综合实力逐渐增强,教学质量和办学水平逐年提高。2007年,自动化专业被华北科技学院批准成为首批校级重点与特色专业建设点。2009年,自动化专业被教育部批准成为部级特色专业建设点(编号:TS1Z214)。
本文阐述了《计算机控制系统》精品课程的建设内容和建设过程,说明了《计算机控制系统》精品课程在自动化专业教学中的应用情况,分析了《计算机控制系统》精品课程对自动化专业教学的影响与促进作用。
计算机控制系统(Computer Control System,简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系,以获得一定控制目的而构成的系统。这里的计算机通常是指数字计算机,可以有各种规模,如从微型到大型的通用或专用计算机。辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。与被控对象的联系和部件间的联系,可以是有线方式,如通过电缆的模拟信号或数字信号进行联系;也可以是无线方式,如用红外线、微波、无线电波、光波等进行联系。
《计算机控制系统》课程主要介绍计算机控制系统的发展历程、结构组成、工作原理、设计方法、应用实例等内容。《计算机控制系统》课程主要教学内容包括:
《计算机控制系统》课程是自动化专业学生掌握计算机控制技术的重要专业课程,是自动化专业的必修课程和主干课程。《计算机控制系统》精品课程建设也是教育部特色专业――自动化专业建设的重要内容之一。
通过对《计算机控制系统》课程的理论学习和实验验证,使学生建立起计算机控制系统的“系统”概念,从“系统”的全局观点出发,综合运用各种理论知识和技术,构建出硬件精巧、软件完善、技术实用、性价比高、抗干扰强的计算机控制系统,为今后的工作和学习奠定良好的理论基础和技术准备。
一是制定教学计划。教学计划是明确人才培养规格及教学目标的重要文件,是进行专业建设、组织教学过程、安排教学任务的基本依据。
二是根据教学计划,制定教学大纲。教学大纲是以纲要形式规定一门课程教学内容的文件。包括这门课程的教学目的、任务、教学内容的范围、深度和结构、教学进度以及教学法上的基本要求等。
三是根据教学大纲的要求,编制教学日历。教学日历是教师组织课程教学的具体实施计划表,应明确规定教学进程、授课内容、课外作业、授课方式等内容。图2为《计算机控制系统》课程的教学日历。
教学内容是教师生对课程内容、教材内容与教学实际的综合加工,教学内容是教与学相互作用过程中有意传递的主要信息。教学内容建设的主要内容包括:
一是撰写电子教案。电子教案就是授课教师在上课之前,在电脑上撰写的以课时为单位设计的具体教学方案。电子教案有两种类型:WORD教案和PPT教案。WORD教案主要供授课教师使用;PPT教案侧重于课堂教学使用。
二是制作学习辅导材料。为使学生更好地学习理解课程内容,制作了《计算机控制系统》课程的学习辅导材料,包括学习指导、习题解答、复习提要等材料。
为更好地呈现课程教学内容,方便学生进行网络学习,录制了《计算机控制系统》课程的教学录像。教学录像的录制工作包括录像教师的组织、录像场地与录像时间的安排、教学内容与教学学时的安排等。
《计算机控制系统》课程的教学录像由7名授课教师完成录制工作,合计32学时,较为全面地反映了《计算机控制系统》课程的教学内容。
网络教学是利用计算机和互联网等软硬件环境,依托专业的网络现场教学平台,实现远程互动教学和学习的新的教学模式,是教育信息化和网络化的总体趋势和目标。为此,制作了《计算机控制系统》课程的教学网站,包括精品课程网站和网络课程网站两个部分。
《计算机控制系统》网络课程网站的网址为:http://。图3为《计算机控制系统》网络课程网站截图。
通过《计算机控制系统》课程的建设工作,进一步了优化了教学队伍的学历、职称欧亿体育,提高了教师的授课质量和教学水平。目前,《计算机控制系统》课程的教学队伍共有14人组成,其中教授3人,副教授4人,讲师7人;其士(后)3人,硕士8人,学士3人。
《计算机控制系统》课程使用的教材为《微型计算机控制技术(第2版)》(潘新民主编,电子工业出版社出版),该教材为普通高等教育“十一五”部级规划教材。
同时,为改善教学内容质量、提高课程建设水平,本课程任课教师特别编写出版了配套教材《自动控制系统实验实践教程》(张涛主编,煤炭工业出版社,2010年8月,ISBN:978-7-5020-3690-4)。
在开展《计算机控制系统》课程的建设工作的同时,任课教师积极研究教育教学方法,发表多篇研究论文。如关于如何建立良好和谐的师生关系,请参考作者的相关论文《大学和谐师生关系的构建策略研究》(华中师范大学学报(人文社会科学版),2007年专辑)。再如如何看待多媒体教学的作用,请参考作者的相关论文《大学中采用多媒体技术对教学的影响》(华北科技学院学报,Vol.4,2007年)。
经过多位任课教师的共同努力,《计算机控制系统》课程的教学质量得到明显提高,提高了学生的积极性,受到学生的热情欢迎。同时,《计算机控制系统》课程得到了安徽工业大学、华北科技学院、防灾科技学院等高校专家的一致肯定。
2011年9月,《计算机控制系统》课程被批准成为华北科技学院精品课程。图4为精品课程建设完成者证书。
《计算机控制系统》课程中的部分理论内容较为复杂,可以借助多种教学手段深化学生对复杂理论的理解。如模糊控制理论较为抽象,利用Matlab仿真软件对模糊控制器进行仿真设计、仿真应用,使学生直观地观察到抽象复杂理论的工作原理、工作过程和应用方法,进一步深化了理论知识的教学程度。
实验教学环节是检验学生对理论教学知识能否理解和运用的重要标志之一,强化实验教学效果,才能使学生高质量地完成实验学习任务。如图5为直流电机调速系统实验,就是教师在上课前利用直流电机实验装置和KeilC、Proteus等软件预做实验,并制作成实验视频在实验课堂中播放,使学生快速地掌握了实验要领,提高了学生的实验学习效果。
在自动化专业的《人才培养计划》中规定:在实践教学环节(如设计,实习)要涉及计算机控制系统的内容。因而,在学生学习《计算机控制系统》课程之后,先后进行了“控制系统课设计”、“PLC控制系统实训项目”、“单片机控制系统实训项目”等实践教学环节。
通过这些实践教学环节,不但加强了学生对计算机控制系统相关内容的理解,而且也培养了学生运用计算机控制系统相关知识解决实际问题的能力。
通过学习《计算机控制系统》课程,自动化专业学生的实践动手能力得到改善,科技创新的积极性不断提高,科技创新的能力不断加强。
经过自动化专业相关部门和教师的共同努力,自动化专业学生的培养情况良好,积极进行科技创新活动,取得多项科技创新成果。仅在2011年,获得全国大学生电子设计大赛全国二等奖2项;飞思卡尔杯智能车竞赛全国一等奖1项,全国二等奖2项;全国挑战杯大赛河北省二等奖1项。图6为学生在学习《计算机控制系统》课程之后制作的科技创新作品(智能寻迹小车)。
2011年9月,《计算机控制系统》课程被批准成为华北科技学院校级精品课程。
经过授课教师的努力建设,《计算机控制系统》课程的教学质量稳步提高,教学效果成绩明显。《计算机控制系统》课程建设工作具有以下特点:
(1)在完成人才培养方案所规定教学目标的前提下,进行教学内容改革、教学方法改革和教学手段改革,不断提高和强化教学效果。
(2)课程建设内容更加丰富饱满,特别是建设和完善《计算机控制系统》课程的教学网站,充分利用网络平台开展教学工作,取得良好的教学效果。
(3)通过精品课程建设工作,编写出版了相关配套教材,撰写发表了教学改革论文,更新优化了教师教学理念,改善提高了教师队伍结构。
(4)在完善理论教学与实验教学的基础上,重视《计算机控制系统》课程内容的实践应用。一是通过开展课程设计、实习训练等实践环节,强化实践基础能力培养、提高学生的实践动手能力;二是通过开展科技创新活动,激发学生的科技创新潜力、提高科技创新能力、取得科技创新成果。
《计算机控制系统》课程已经建设成为校级精品课程,取得了一系列的良好教学效果。但与省级、部级精品课程的要求相比,仍有一定的差距和不足,还需要进一步改革、充实、提高、完善,需要不断提高课程建设水平,以不断满足人才培养的需求。
1 张涛,潘玉民.自动控制系统实验实践教程[M].北京:煤炭工业出版社,2010
2 薛鹏骞,潘玉民,张涛,等.煤矿安全检测技术与监控系统[M].北京:煤炭工业出版社,2010.
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7 张涛,孟凡甡,薛鹏骞. 大学中采用多媒体技术对教学的影响[J]. 华北科技学院学报. 2007(3). (华北科技学院“深化教学改革,提高教学质量”研讨会优秀论文二等奖)
8 张涛,孟凡甡. 我校自动化专业实践教学体系的内容及其特色[J]. 华中师范大学学报(人文社会科学版). 2008年专辑.
9 张涛,靳文涛,薛鹏骞. 丰富和完善自动化专业实践教学体系的研究[J]. 华北科技学院学报. 2009(3).(华北科技学院教育思想观念大讨论活动优秀论文二等奖)
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张 涛(1972-),男,黑龙江拜泉人,博士、副教授、工程师,自动化系主任,研究方向为煤矿安全监测监控、智能控制、计算机控制、教学管理等。通讯地址:华北科技学院电子信息工程学院(065201)。
当前,全球正在兴起新一轮工业革命,以机器人、人工智能、3D打印和新型材料等为代表的新科技革命和产业变革正在来临。它将极大改变传统的商品制造方式,并推动生产制造模式的变革,从而改变就业的格局。而作为信息技术的基础学科自动化技术则是这一轮工业革命的发展基石。与德国工业4.0相比,中国很多制造业还处于2.0、3.0阶段,其本质就是中国企业的自动化技术水平距德国企业的自动化技术水平还有相当大的差距,因此,如何尽快培养出能够适应当今科技产业革命的高水平自动化人才,就成为了高职教育的一个重大课题。
毕业设计是达到培养目标的重要环节。不仅能够培养学生的综合分析和解决工程实际问题的能力,而且还能够对学生的思想品质、工作态度及作风产生很大的影响。但近年来,高校不断扩招,高职教育规模不断扩大,高职原有的教学资源显得严重不足,能够跟得上潮流的新技术的教育资源更是凤毛麟角。因此,很多学生对毕业设计的重要性认识不够到位,毕业设计的质量也逐年下滑,甚至社会上有人提出取消毕业设计的建议。因此欧亿体育,如何改革毕业设计,提高培养质量成为高职教改的难点之一。
(一)毕业设计题目科学性不足。随着新一轮的技术革命和产业变革的到来,以“互联网+”“机器人”为代表的新技术正在不断地与传统的自动化技术相互融合,从而不断地改变现代企业的生产方式。然而以往的高职毕业设计,过于强调对以往所学知识进行全面总结,因此很多毕业设计题目要么过于理论化脱离实际,缺乏实用性;要么陈旧单一,重复率高。从而导致学生兴趣下降,降低了他们的主观能动性,势必影响学生的毕业设计质量。
(二)系统方案创新率低。首先大部分学生在选择毕业设计课题时,都会选择以前用过的或者相类似的题目,再者,所设计的系统方案也大都是书本上的翻版,缺少创新性的原创,而且重复率非常高。因此,毕业设计质量会大打折扣。
(三)系统设计实用性不足。由于大部分学生没有现场工作的实战经验,所以,在做系统设计时,要么操作不方便,要么安全性不够,要么与现场其他设备不匹配,要么性价比较低等,导致做出的系统设计往往脱离实际,从而降低了毕业设计的实用性。
(四)论文缺乏条理。首先由于大部分高职学生很少写过学术论文,所以,学生的毕业设计论文往往缺乏整体布局,因而论文中经常出现结构不完整,内容颠三倒四,上下两段明显割裂开来,缺乏自然过渡,层次不明,看起来费力,论证不得力,缺乏逻辑性等缺点,从而降低了毕业设计论文的质量。
(五)毕业答辩流于形式。由于每年扩招的学生不断地增多,就业压力不断地增大,所以找工作就成了学生们最重要的课题,因此,很多学校的毕业答辩就流于形式了,不仅毕业论文质量低下,答辩也就成了走过场。不仅无法达到毕业设计的培养目标,而且无法准确衡量毕业生的培养质量,同时对学校未来的就业也产生了很大的隐患。
针对以上问题,并结合自动化专业的特点,本文提出将毕业设计与顶岗实习进行有机结合起来,让学生在实际岗位中全面锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的综合能力,从而提高毕业设计的质量。
(一)结合企业生产实际选题。学生可以将企业里的技术改造,产品开发,系统集成等科目内容,并根据自己的兴趣爱好,选择适合于自己的科目内容作为自己的毕业设计内容。自动化专业毕业设计的题目大概有如下几种类型:(1)技术改造型:以PLC或DCS为控制核心的工业现场集散控制系统的技术改造。(2)产品开发型:以单片机为控制核心的电子控制系统等装置产品的开发。(3)系统集成型:以PLC或DCS控制系统与以互联网技术相互融合的MES系统等集成系统。(4)实验研究型:以机电一体化为核心的机器人等新技术的实验研究。由于学生的毕业设计题目就是自己的实习内容,具有非常高的实用性,所以会激发学生的主观能动性,使学生主动地去学习了解相关的知识和技术,从而为完成高质量的毕业设计打下坚实的基础。
(二)加强技术指导。虽然参加顶岗实习的学生,都已经在学校学习过自动化专业的基本理论与基本知识,但是由于自动化学科的自身特点,使它能够在不同行业内与不同的专业技术相融合,比如与通信技术、互联网技术、液压技术、机械、数据库等技术相互融合,因此,就需要从企业里的技术人员或者专业人士中聘请为指导导师,对学生进行其相关专业或者行业知识的技术指导。不仅能够有效扩大学生的知识面,提高学生的综合运用能力,还能够有效减少系统设计漏洞等缺陷,大大增强了毕业设计的实用性。
(三)加大对实验装置的经费投入。随着自动化技术的迅猛发展,自动化装置的更新速度也在不断加快。为了让培养出的学生能够跟得上企业的发展步伐,就需要加大对新技术的实验装置的引进。通过对新实验装置的引入,既可以提高教师与学生的技术水平,还能够让做毕业设计的学生有了一个充分的展示平台。学生可以将自己的创新构想与才华在这个平台上充分的发挥,从而不仅能够提高毕业设计的技术水平,而且还能够提高学生的创新能力与实践能力,并将自己的知识技能和体验不断地提高与升华。
(四)加强论文写作指导。毕业论文是毕业设计工作的总结,因此要想写好毕业论文不仅需要前期的技术工作的积累,还涉及组织材料等相关写作技巧等知识。所以,学生可以从企业里的技术报告、技术方案、技术总结等各个方面入手,锻炼学生的写作能力。在撰写毕业论文的初期,可以帮助学生确定论文的整体布局和结构,在初稿完成后,可以帮助学生检查内容、逻辑、语句、格式等方面的错误,提高学生的写作水平,从而不断提高毕业论文的质量。
(五)深入企业开展毕业答辩。毕业设计是衡量高职毕业生培养质量的重要标尺,也只有能够解决实际问题的毕业设计才具有实用价值,才符合培养学生实际动手能力的需求。将企业里的技术专家与学校内的专业老师组合成的答辩专家,能够更加全面地检验学生的毕业设计质量。通过企业里的技术专家现场出题,可以有效检测学生是否能够把所学的理论知识与生产实践有机地结合起来,同时能够给予学生更加全面专业的建议,从而帮助学生获得最快的成长。同时企业也能够通过此类答辩发现适合自己企业所需求的技术人才,同时有效地促进了学校的就业。
总之,毕业设计是专业教育的重要组成部分,通过将毕业设计与顶岗实习相结合,能够有效培养学生综合运用所学基础理论、专业知识与技能分析、解决工程实际问题的能力,希望能够为我国的企业转型升级所需的技能人才的培养有一定的作用。
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【作者简介】黄 斌(1983― ),男,硕士,工程师,研究方向:自动化的科研应用与教学工作。
专业英语,也叫专门用途英语,简称ESP(English for Specific Purposes)。自动化专业英语以自动化专业知识作为内容,以公共英语作为基础的科技英语。用英语讲解自动化专业知识,是高等院校自动化专业开设的一门专业课,旨在指导学生学习专业英语之后,能够在科技阅读、英语翻译等方面的能力有所提高,为今后阅读英语专业文献、就本专业进行口头或者书面的英文表达打下基础。农业高等院校的自动化专业英语的特点是教学内容范围宽泛,主要涉及农业装备的智能化、自动化,以所学专业知识为背景,涵盖了大学期间所学的多门课程。近年来,随着农业机械化、智能化、自动化技术的迅猛发展和国内外企业之间的技术交流与合作的增加,合资企业和外企来校招聘应届毕业生的增多,部分合资企业和外企要求学生能用英语回答相关的专业问题,自动化专业英语作为专业基础技能的重要性也日益凸显。因此,学好专业英语,学生才能真正面对日益激烈的人才竞争,适应社会需要。当前农业高等院校自动化专业英语的教学在许多方面还存在问题,需要在教学实践中不断进行改革和探索。
对于英语教学,大部分农业高校认为基础英语要比专业英语重要。还有一些认为专业英语就是公共英语的延续,只要过了四、六级,就不需要学英语了[2],专业英语只是学习一些专业词汇。对专业英语学习成果没有硬指标要求,并且课时安排越来越少,个别专业甚至被安排为选修课。多数学生也都把主要精力放在了基础英语上以应付考试和拿四、六级证书,对专业英语的学习则不够重视。他们认为只要打好基础,就会具备一定的自学能力,将来一旦需要用到英语去解决农业智能化专业问题,会自主学习,以适应工作需要。但这种想法显然已经脱离农业高等院校的素质教育特色。专业英语有着应用需求,就应当给以足够的重视,认识决定行动,在认识上重视程度不够,也导致专业英语教学实践上的种种不足。
目前自动化专业尤其农业院校的自动化专业的很多学生认为专业英语不用去参加考试,只是一门考查课,没有实用性,学习兴趣不浓,重视程度不够。由于平时不注意训练,导致查阅和阅读专业文献时常感到词汇量少、理解力差,翻译常常词不达意。
专业英语教学很重要的一个方面是指导学生学习和掌握一定量的专业词汇和专业术语,尤其农业高等院校要掌握一些与农业有关的专业词汇。而专业英语词汇具有专业性含义强、缩略词多、组合词和派生词多,结构灵活,理论性强等特点。同一个词汇,在公共英语和专业英语中有截然不同的意思。在语法上,专业英语倾向于多用名词化词语、短语结构来压缩句子的长度,文章中往往出现一些含有许多短语和分句的长句,句子之间多使用关联词连接。由于专业英语的主要目的是表述科学发现、科学事实、实验报告和各种说明等,这就使得专业英语尤其自动化专业英语以客观陈述为主,被动语态使用更多,体现科学性和客观性。
专业英语措辞生硬,行文严谨,学生初次接触自动化专业英文文章,已经习惯按顺序和语法结构进行翻译,很欠缺对翻译技巧的了解,极易写出不连贯或不清晰或不精确、通俗易懂的中文,给读者造成理解上的困惑,学生记忆起来也很吃力,这些都不利于学生学习兴趣的培养。而且部分同学在初中、高中时就不喜欢学习英语,进入大学后,缺乏积极向上的学习动力,认为专业外语只是一门考查课程,只要背背专业词汇,考试前突击复习即可通过,降低了对自己的要求,影响了学习效果。要培养他们学英语的兴趣,变被动学习为主动学习,难度很大。
国内自动化专业英语教材较少,许多教材内容较为陈旧,不能很好地反映当前自动化专业领域的发展需要。尤其针对农业高等院校的自动化专业英语教材目前还没有。另外,现有的教材大部分都是从英文文献或者英文杂志上直接摘抄,七拼八凑的组合起来,缺乏明确的教学目标以及知识的系统性、连贯性,缺少具体的文献语境和全文联系,学生理解起来会感到吃力和茫然,不利于课堂教学。自动化学科与高新技术紧密相连,专业内容丰富而又新颖,知识更新周期较短,这就要求用于专业英语教学的教材和教学内容应具有专业性、针对性和时代性,能够反映学科的特色及发展。对于农业高等院校,更要突出与农业结合的特色,同时,也要与高新农业装备技术以及科技前沿相结合。
自动化专业英语教学仍是教学时以教师讲解为主,学生只能被动地记录、机械地模仿,上课过程比较枯燥无味,学生也只是为了考试去应付学习,缺乏学习的热忱和兴趣。这样就限制了教学信息的传递。专业英语不同于实用英语,它更偏重于专业知识,具有较强的专业性和实用性,重于理论联系实际。
然而,如今在大部分农业高等院校,教师讲授专业英语时采用的教学方法和教学手段却同于基础英语,完全按照传统的单一教学方法和教学手段进行授课。在教学过程中,教师只是单纯地讲授,不利于调动学生的学习积极性,导致学生对所学内容不容易理解和记忆,板书也限制信息量的传递,影响教学质量。受学时的限制,老师多重视单个词汇的翻译和阅读理解,学生认为只要懂得文章的意思就行,不需要做过多的解释,并没有深入去理解句子甚至整篇文章的意思。在教学过程中,没有合理调动学生积极性的方法,导致课堂气氛沉闷枯燥,学生学习热情不高,只是一味的记、读,应付考试。
针对学生学习专业英语兴趣不高和信心不足的现状,我们应端正学生学习自动化专业英语的态度,态度决定一切,使其重视专业英语的学习,以调动学生学习的积极性。让学生意识到学习该课程不仅仅是为了应付考试,而是为了今后进一步深造、求职时体现出自身的综合素质,以增加就业的机会,为步入工作岗位后能与国际相结合,与国外专家进行技术交流、阅读英文说明书、查阅专利文献、进行产品开发等奠定坚实的基础。认准职业理想,激发学习动力。通过形势教育、就业指导、理论讲授、实地参观农业的现代化企业等形式,将教学目标及毕业后的岗位要求明明白白、实实在在地在开课前向学生讲清楚,使其认识到社会需要的是复合型人才,除了自身的职业技能优势外,良好的专业英语功底也能增强他们的竞争力。
专业英语不仅仅是基础英语的延续,也不是比基础英语只多了一些专业词汇,而是在其内容上的加深和升华。学习专业英语,不能像学习基础英语那样死记硬背,更多的是理解,理解常见词汇在专业英语的特定语境中的意思,理解同样的句子结构的不同翻译方法。学会把握文章的整体思想,从而更好的理解文献。
教师在教学过程中,不能一味的只追求让学生读,写,记忆。更重要的是创建一个合理的教学情境,使学生以一种轻松愉快的状态进入到教学中。根据大纲要求,多查资料,及时丰富和更新教学内容,采用先进的教学方法和手段,如多媒体教学、生动形象的动画和视频教学,能使专业英语教学图文并茂,内容丰富,把文字所不能解释的功能效果展示给学生,从而激发学生学习的积极性和主动性,让学生在愉快的氛围中进行学习。真正做到“寓教于乐”。另外在授课的同时,还可以向学生介绍一些专用性网站,借用网络上相关的中、英文专业信息,更新专业英语教材中的陈旧内容,扩展学生的专业知识及阅读能力。
在教学过程中,增加与学生互动、讨论的环节,注重学生的课堂参。按照学号三人分为一组讲解一篇专业英语文献,哪组什么时间讲是随机的,这样每组学生都会认真准备。每组有一个学生讲解,其他两个学生回答同学们提出的问题。同学们根据其讲解内容和回答问题的情况,对本小组进行打分,学生打分占40%,老师打分占60%。这种方式,让学生知道不仅要自己懂,还要讲出来让别人懂。既锻炼了学生的语言表达能力,又督促学生要看懂、深入理解文献内容。同时,鼓励学生多听国外大学的公开课,学习原汁原味的英语,激发学生的学习兴趣。另外,教学过程中多和学生进行交流,虚心听取他们对于讲课的意见,根据学生的反馈,随时调整教学方法手段,调动学生学习的积极性。
推荐学生去读一些国外原著及经典的自动化专业英语方面的论文,而不只是单独的去理解某一段或者某一句,这样就避免了抛弃语境,单纯的去理解句子时所遇到的困惑。同时,国外原著和国内英语翻译版比起来,语言更原汁原味,避免了中式英语的尴尬,还可以使学生理解英语的语法习惯等。教师每堂课结束,可推荐给同学一些难度适当,内容符合专业要求的一些文献。同时,教师也要根据教学进度适时补充一些农业自动化领域前沿的研究热点,最新的农业自动化专业技术和产品信息,以及农业自动化领域优秀的开发工具和仿真软件等。
在教学中应适当增加一些实用英语知识,如自动化专业英文科技论文的写作,英文简历和求职书的写作等。这样既可以充分调动学生的学习积极性,又可以提高学生的专业英语水平,一举两得。教学内容还应该兼顾传统内容与现代内容、基础知识与前沿热点之间的联系。通过教材中基础的专业词汇、基本原理的学习,让学生从基础英语过渡到专业英语,了解专业英语以及词法和句法的特点,使学生在有限的教学时间内提高自己的听、说、读、写能力,培养一种终生受用的专业英语应用能力。
首先介绍自动化专业英语中一些常用的词根、前缀、后缀以及合成词等构词方法。学生掌握了构词法,就可以达到对专业英语词汇举一反三、融会贯通的效果。熟练和掌握构词法是学习专业英语的基础,为以后阅读英文专业文献资料、学习新的词汇做铺垫,也是扩展词汇量的一种高效方法。
翻译是针对专业英语的句子特点,比如长句多、句子结构复杂等,介绍其翻译技巧。翻译技巧涉及词义选择、语序的变换、用词的增加和省略等内容。掌握翻译技巧是学习专业英语的更高一层次要求。翻译要做到信、达、雅,符合中英文的语言表达习惯和语法规则。写作是比专业英语翻译更高一层次的内容。英文写作包括应用文、学术论文、学位论文的英语摘要等。熟悉应用文写作有利于帮助学生到工作岗位后尽快适应工作、熟悉工作。学术论文、学位论文英语摘要的写作,进一步提高学生英语写作能力,为学生进一步的深造学习奠定了基础。这三方面内容是专业英语教材内容中要讲解的重点。
另外,在课堂上有针对性的对学生进行快速阅读训练,提高学生的阅读速度,阅读材料的难度可采用四级和六级的阅读理解真题,更好地使专业外语与基础英语相结合。教师可根据学生的能力适当要求学生阅读一些与自动化专业相关的文章,以便自主学习,使学生具备能利用互联网查阅、下载专业相关知识的能力,为今后步入工作岗位后轻松、快速的使用英文软件,阅读和翻译英文技术手册及说明书,研读英文论文等奠定坚实的基础。
自动化专业英语一般是大三下半学期开设,这个时候学生参与社团活动,各类竞赛的机会较多,另外,也有些学生准备考研,课堂出勤率相对较低。为确保该课程取得良好的教学效果,可采取一些具体措施,既重视期末考试成绩,也重视学生的平时表现。课程成绩由平时成绩和考试成绩按一定比例组成。平时成绩所占的比例为40%,其中包括:课堂提问(10%左右),出勤(10%左右),,分组报告(15%左右),限时翻译和课后作业完成情况(5%左右)等。课堂学生自愿回答问题,回答正确者,加五分(两次机会);缺勤一次,扣五分,扣满三次为止。将平时表现作为期末成绩的一部分,不仅可以有效的激发学生在教学过程中的主动性和积极性,也可以综合、全面、客观地反应学生的学习情况。考试采用闭卷的方式,考试内容包括:专业词汇的理解,句子翻译和综合考查等,其中综合考查以提炼英文文献摘要为主,锻炼学生的快速获取信息和概括能力。
通过这种考核方式的改革不仅能考查学生掌握知识的程度,而且能考查学生运用知识解决实际问题的能力,大幅度提高了教学质量。
近几年,随着国家对农业化智能化提出的更高要求,自动化专业英语对农业高等院校自动化专业的学生的学习和以后的工作有着不可替代的作用,尤其自动化专业在农业高等院校中属于弱势学科,所以,农业高等院校自动化专业英语的教学改革也刻不容缓。加强农业高等院校自动化专业英语的教学是农业现代化、科技化、信息化社会发展的必然趋势,其重要性毋庸置疑。只有通过学习态度的转变,通过教学实践的改革与创新,优化教学内容、改进授课方法、革新教学手段,才能切实的提高专业英语的教学质量。相信经过一段时间的摸索、实践和改革,必然能够走出一条适合农业高等院校、时展、与时俱进的自动化专业英语教学的路子,培养出适应新世纪需要的、既具有一定专业知识又具有较高专业英语水准的高素质的工程技术人才。
本文只是针对农业高等院校,在教学内容及方式,教学方法,学生改变及提高等方面做了初步的研究。只有不断探索和改革,最终才能实现农业高等院校自动化专业英语教学的跨越式发展。
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作者简介:周知进(1969-),男,湖南新化人,湖南科技大学机电工程学院,教授;胡燕平(1957-),男,湖南邵东人,湖南科技大学机电工程学院,教授。(湖南 湘潭 411201)
基金项目:本文系湖南科技大学教育教研重点项目(项目编号:G30934)、湖南省普通高等学校教学改革研究项目(项目编号:G21024)的研究成果。
湖南科技大学机械设计制造及其自动化专业创建于1981年,原专业名称为矿业机械工程。自2008年初该专业被确定为国家第一类特色立项建设专业以来,按照国家《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》的要求,根据湖南省及周边地区经济建设发展的需要,对机械设计制造及其自动化专业进行了认真规划和建设。在专业定位、人才培养、培养方案制定、课程体系、教学内容和实践环节上进行了一系列的改革和建设;引进了矿山机械工程背景的专业技术人才,建立了一支年龄职称结构合理、敬业精神强、教学和科研水平高的师资队伍;充实和改善了办学条件,取得了较好的成效;培养的学生理论基础扎实、知识面宽、动手能力强、综合素质高,受到了用人单位的好评,许多毕业生成了大型工程机械企业、事业单位的管理和技术骨干;几年来毕业生就业率均在98%以上,考研录取率为12%;学生在省、市和学校“挑战杯”课外科技作品和全国大学生机械设计创新大赛中获得奖励20余项(其中获得全国大学生机械设计创新大赛二等奖1项,省级一等奖4项,三等奖16项)、专利1项。
目前,机械设计制造及其自动化专业有专任教师27人,其中教授9人,副教授13人,讲师2人,博士8人,硕士13人。在建设期间,学校为该专业实验室新增1500多万元的实验设备,购置了“钎具冲击振动测试系统”、“矿井提升系统”、“超高速铣削实验系统”和“三坐标测量机”等实验设备;2008年学院又首批获得了“地方特色学科专项建设资金”300万元,购置了“液压支护模拟实验系统”、“薄材叠层激光快速成型机”、“8站MPS机电控制试验台”等实验设备。2007年获湖南省教学成果一等奖1项,2009年获湖南省教学成果二等奖1项。2009年机械工程一级学科作为湖南科技大学博士点立项建设学科,又投入了1500万元试验设备,增加了实验室面积1000余平方米。2009年获得矿业特色领域国家自然科学基金2项,2010年获得国家自然科学基金4项,2011年获得国家自然科学基金7项,2012年获得国家自然科学基金10项。近三年累计科研经费3000万元;科研成果不断增加,2009~2012年获湖南省科技进步二等奖2项和三等奖4项;2009~2011年公开发表科研论文200多篇。湖南科技大学机电工程学院非常重视学科建设,努力为机械设计制造及其自动化专业的特色建设和发展营造一个良好的氛围,该专业依托的二级学科“机械设计及理论”被确定为湖南省“十二五”重点学科;“机械设备健康维护实验室”被确定为省重点实验室;“先进矿山装备”为教育部工程研究中心。机械设计制造及其自动化专业的定位是按照“厚基础、宽口径、强能力、高素质”要求,面向机械制造业、矿业,培养适应现代制造技术发展需要,德、智、体全面发展,知识、能力、素质有机统一的应用型人才。
创办之初,机械设计制造及其自动化专业主要是面向煤炭行业服务的,所以面向矿业培养人才仍是该专业的特色,这个特色一直保留,且经过了2006年教育部本科教学评估后,根据专家意见,结合自身传统优势学科情况,矿业机械行业特色得到了进一步加强。自1998年9月起,在全国高校管理体制改革的大趋势下,湖南科技大学实行“中央与地方共建,以地方管理为主”的新管理体制,明确了成为湖南省工科人才培养基地,由原来的面向行业服务转向为区域经济服务,而工程机械作为湖南省装备制造业的支柱产业,为适应湖南省装备制造业发展的要求,经过调研与研讨,及时拓宽了专业方向,由以前的纯煤矿机械向工程机械、矿山机械、现代制造技术、模具设计与制造方向拓展,加大了工程机械额、矿山机械相关领域课堂教学的信息量,在加强学生能力培养方面,不断对实验室进行特色建设,每年都有可以满足工程机械、矿山机械等工程要求的新实验设备到位,机械设计制造及其自动化专业特色实验室建设已步入了一个新的台阶。这些都为“面向矿业特色的机械制造业,培养高素质的应用型人才”的专业建设提供了良好的物质基础。
根据机械设计制造及其自动化专业工程机械专业方向与矿山机械专业方向人才培养目标,工程机械与矿业机械技术岗位需求与任务,合理的设置课程,及时补充新技术、新设备及生产案例,坚持以“突出技能、服务岗位”为原则,以典型工程机械与煤矿机械整机为载体,以基于设备的设计、制造、销售、操作、运行与维护维修工作过程的教学设计为原则,由通用机械到专用机械设计与制造学习任务,采用理论实践相结合的教学形式,将课堂设在实训室和生产厂矿岗位,合理地设计教学环节,为工程机械与煤矿机械技术岗位培养复合型高级工程应用人才。
首先,在设置工程机械专业方向课程设置时,充分发挥专业教学指导委员会的作用,组织了工程机械企业一线优秀工程技术人员、有关专家、学院教研人员和专任教师等,对工程机械控制技术专业岗位进行系统、科学的工作分析,并在此基础上确定该专业的课程设置。其次,确定课程内容。将各门课程应掌握的基本知识和基本技能进行同类合并与归纳,形成基本课程单元。再次,根据各单元间的内在联系进行补充与完善,使单元内容既保持相互之间的连续性与系统性,又保持各单元的独立性,设计出教学模块。最后,将各教学模块合并构成新的课程。由于新的课程内容是经职业分析直接得到的,因而具有实用性强、目标明确和针对性强等特点。如开设的新课程有:“工程机械发动机原理”、“工程机械构造”、“工程机械电器设备原理”、“工程机械计算机应用技术”、“建筑机械”、“公路施工机械”、“工程机械故障诊断与维修技术”、“检测技术”、“工程与建筑机械营销”等课程。
在设置矿山机械专业方向课程设置时,在充分考虑就业领域特点和广泛调研的基础上,开设有以下课程:“采煤概论”、“采掘运机械”、“液压支架与泵站”、“矿山固定机械”、“煤矿机械与修理”、“矿井提升机”、“电力拖动与控制”等课程。
实践教学环节是培养学生动手能力和工程实践能力的重要手段,也是培养学生行业背景和创新能力的重要途径。
形成了理论课程基础实验,特色设备认知实验、针对行业背景的课程设计——创新实验,综合课程设计、科技活动——毕业设计(论文)三个层次递进的实践教学体系。根据教学改革和专业特色教学的要求,构建了基础、专业、科研三级实验平台,加大投入,完善了五大实验中心功能,形成了教学与科研相结合的分模块成梯次相互衔接的实验系统。该实验系统能开设90多个实验项目,实验开出率达到100%。独立设置了4门实验课程,增加了2周综合性实验环节,单独排课,单独考核。改进和新增实验项目95项,开出的设计型、创新性、综合性实验达到实验项目总数的82%,90%的毕业设计(论文)面向工程机械、矿山机械等工程实际选题。采取了理论与实验、教学与科研、课堂与课外、校内与校外互动的方式,改革教学方法,全面培养学生的能力,提高学生的综合素质。
机械设计制造及其自动化专业经过多年的建设,目前已拥有一支具有丰富的教学经验、科研能力强的师资队伍。该专业教师均具有硕士以上学历,80%以上的教师拥有纵向与横向科研项目,特别是国家特色专业立项建设以来,与三一集团、江麓机械、湘电集团科研合作更加紧密,且合作的这些项目均紧紧围绕特色专业建设这个中心。如与三一重工股份有限公司合作的关于“退役产品回收处理与再利用技术应用示范(2012BAF02B00)”国家科技支撑计划项目、与三一重工股份有限公混泥土泵车项目、与湘潭平安电器公司合作的“矿井风机绿色制造设计”项目、与湘电集团合作的150吨装载机项目等等,都大大促进了教学水平的提高。
(1)结合科研课题进行毕业设计,提高毕业设计质量。毕业设计(论文)是培养学生综合运用所学知识、综合分析问题、解决问题和创新能力的重要环节。随着机械设计制造及其自动化专业任课教师所承担科研项目的不断增加,该专业已具备了容纳较多学生参与实际科研工作的良好条件。近几年,结合指导教师的科研课题进行毕业设计(论文)工作的学生逐年增多。自2001年起,机械设计制造及其自动化专业学生的毕业设计(论文)选题中,该部分选题均在30%以上。
(2)结合科研课题开展课外科技活动,增强学生的创新意识与实际创造能力。开展课外科技活动是培养学生的创新意识与提高学生创新能力的有效途径。近几年,以迎接湖南省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛为契机,加大了抓学生课外科技活动工作的力度,并聘请机械设计制造及其自动化专业任课教师担任指导教师,收到了良好的效果。
(3)将科研成果引入课堂教学,提高课堂教学质量。任课教师结合所在课题组的科研工作,在课堂教学中介绍机械设计制造及其自动化专业的发展方向与最新成果,丰富、充实了教学内容。如唐果宁、庞佑霞、陈平、刘厚才等教师在讲授“摩擦学”课程时,结合课题组长期从事矿业机械的摩擦磨损及其抗磨技术研究所取得的成果,以采煤机截齿、煤矿排水系统的摩擦、磨损及其抗磨技术研究成果作为相关内容的例子进行教学。教师们将研究成果汇集成专著,编入教材,如唐果宁、陈安华等教授分别将摩擦磨损与抗磨技术、振动冲击与诊断等课题组的有关研究成果编著成《水力磨蚀与耐磨胶粘涂层》、《故障诊断的动力学理论与应用》等著作;庞佑霞教授将课题组在冲蚀磨损研究方面所取得的部分成果编入煤炭系统“十五”规划教材《工程摩擦学基础》中,丰富了“摩擦学”课程的教学内容。近五年来,机械设计制造及其自动化专业任课教师共出版专著6部(本),出版教材8本。
(4)结合科研进行实验室建设与实验教学改革,提高实验教学质量。随着教师承担科研课题的增加,对实验室设备提出了新的要求,同时也给实验室建设及实验教学改革带来了新的机遇。机械传动实验室以机械设计制造及其自动化专业任课教师承担国家自然科学基金项目“新型磁力金属传动的理论与实验研究”项目组研制磁力金属带传动实验装置为契机,研制成了多功能机械传动实验台,在该实验台上可以完成机械传动效率、机构创新综合试验等多个实验教学项目;信号分析与处理实验室结合振动冲击与诊断课题组承担省自然科学基金项目“机械传动与非线性动力学研究”、“旋转机械突发性故障的非线性动力学机理研究”的实验需求,研制了转子实验测试分析系统,该系统在信号检测与分析综合实验中发挥了显著作用;流体传动与控制实验室结合湖南科技大学机电工程学院承担的“零偏差π桥溢流阀的产业化研究 ”、“多作用壳转型低速大扭距端面配流液压马达的关键技术及CAD研究”、“大排量壳式端面配流液压马达研究”等课题需要,研制了流体传动与控制实验台,在该实验台上可完成液压元件、液压系统性能检测与分析综合实验等多个实验教学项目。
通过实践教学的改革,显著提高了学生的创新能力。在教师创造的良好学术研究氛围下,学生积极参加课外科技、文化及社会实践活动,并取得了一系列的可喜的成绩。学院积极支持学生的科技活动,近年来举办的两次“科技文化活动月”营造了浓厚的科技创新氛围,每年一届的“创维杯”科技作品大赛上不少新人脱颖而出。近两年来,湖南科技大学机电工程学院学生在各项比赛中屡有收获,2002年7月,李江成同学的“发电式减振器”获湘潭市科技创新大赛二等奖,陈迎春、张栋、宾光富三人合作的简易单手操作全自动开收伞荣获湘潭市科技创新大赛三等奖,2002年12月,李江成同学的作品“废水冲压洗池节水系统”和陶徐、张海雄两同学合作的作品“复杂载荷变刚度超静定梁通用求解方法”荣获湖南省第五届“挑战杯”三等奖,2004年12月黄家厚等同学的作品“多芯重锁防盗锁头”获湖南省第六届“挑战杯”特等奖,获得实用发明专利1项。
没有高素质的学科带头人,难以打造一流的学科,更不能培育出专业特色,更难以培育出高素质的人才。在矿山装备现代设计方法学科方向,在学科带头人的领导下,本方向形成了以矿山机械为工程背景,在冲击机械创新设计、非线性动态反演设计、可靠性与稳健设计等方面进行了较系统的研究,形成了矿山装备现代设计方法这一稳定的研究方向。本方向的特色研究工作主要有如下三个方面:
(1)冲击机械创新设计。针对矿山开采广泛应用的冲击机。