工业机器人毕业论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇工业机器人毕业论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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中图分类号：G642.477 文献标识码：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器人作为“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志，是中国实现中国制造2025的关键。机器人已成为高校工科专业关心的热门主题，许多工科专业本科生的毕业论文主题与机器人有关。毕业设计是普通高等学校培养人才极为重要的教学环节，旨在煅炼学生综合应用所学的各种理论知识和技能进行全面、系统地解决实际问题的能力。然而，许多本科生在毕业设计中对机器人本体进行设计时，对一些重要的设计方法理解不到位，进行了错误的设计。

1 机器人本体运动学计算分析中的常见错误分析

机器人的运动学分析包含位置正反解、速度正反解和加速度正反解。运动分析是机器人力学分析、工作空间分析和控制系统设计的基础。因此，只要本科生的毕业设计中涉及机器人本体设计，必然包含运动学分析。运动学分析的核心是建立位置正反解、速度正反解、加速度正反解的数学模型。许多本科生在进行机器人的运动学计算分析时常出现如下错误。

1.1 位置分析中运用解析法和数值法的错误分析

位置求解的本质是求解一组有约束方程构成的非线性方程组。解析法是指从约束方程求解出描述机器人的驱动输入角（线）位移与末端执行器输出位姿之间关系的一个严格的函数表达式。这种函数表达式的重要特征是给出任意的自变量就可以求出其因变量。数值法是指在给定驱动输入位移（或末端执行器输出位姿）条件下对约束方程采用某些数学算法，如数值逼近法、插值法等获得一个近似于真实末端执行器输出位姿（或驱动输入位移）的解。一般而言，位置分析更希望得到解析解，因为有了解析解，后续的运动性能分析、力学性能分析和工作空间分析更加方便，但很多时候只能得到位置分析的数值解。

对于机器人位置分析，本科生在毕业设计中常见的错误如下：

（1）误判解析解和数值解。根据机器人中的几何限定关系列出约束方程后，仅仅从方程的形式上很难判断出它们是否能被解析法求解。由于有的解析求解过程较为复杂，许多本科生在求解过程遇到困难时就断定没有解析解，但实际上解析解却存在。

（2）把解析法误认为数值法。有的学生在毕业设计中求解机器人本体的位置正解和反解时，有时把平台参数和杆长参数指定为具体数值，能够方便得到求解结果，却称这是数值解。

（3）乱用数学算法方法求得数值解。对于解析解分析过程太过复杂或用现有的数学手段无法得到解析解时，数值解是必然选择。但数值算法有很多，许多本科生在毕业设计中不知该选择那种算法才有效，大多是凭感觉选择。

对于上述错误，本科生在进行相关的毕业设计时应该掌握的一个一般规律：串联机器人位置反解和并联机器人的位置正解一般很难得到解析解，大多数只能通过数学算法得到数值解。其次，应该注意解析法和数值法的内涵区别，只有用了数值逼近、迭加或搜索等算法才能称为数值法。目前较为有效的数值算法是牛顿-拉夫逊方法，其要点是把非线性方程求解过程变成反复地对相应的线性方程进行求解的过程。

1.2 用求导法建立速度和加速度模型的错误分析

如果求出的位置解表达式不复杂，对其直接求导能得到速度模型，对其求二次导就可以得到加速度模型。但当位置解表达式很复杂导致它的导数不能求出时，只能采用别的方法进行速度和加速度模型。

本科生在毕业设计中一般都采用求导法来分析机器人的速度和加速度。如确实能求导的他们就列出求导后的结果。如本来不能求导的他们就只列出表示求导的式子，只是形式上完成了速度和加速度分析，这种做法实质上是错误的。

对于不能用求导法进行速度和加速度分析的机器人，基于螺旋理论的影响系数法是一个很好的方法。该方法不需要求导，能极简单显示表达出机器人本体的正反速度和加速度模型。

2 仿真分析中的错误分析

为了证明已建立的机器人的运动学数学模型是否正确，往往需要用计算机软件建立机器人的仿真模型进行分析验证。常用来建立机器人仿真模型的软件有Solidworks、UG、Matlab、Adams、Ansys等。只有当仿真结果与计算结果一致时，数学模型才能被认为是正确的。进一步才能将数学模型用于控制算法中，或用来分析机器人的性能。只有在正确的数学模型上所开展的研究才是有意义的。

但是关于仿真分析，一些本科生在进行毕业设计中出现了如下错误：

（1）将Matlab计算结果误认为是仿真结果。由于运动学分析中涉及的约束方程一般需要借助Matlab 软件编程求解。在程序中给定输入值可以得到输出值，进一步根据这些值可以绘制出曲线。一些本科生在毕业设计中误认为这些值和曲线就是Matlab仿真得到的。

（2）缺少计算值与仿真值的对比。一些本科生在毕业设计中虽然完成了仿真分析并列出了仿真结果，却没有和计算分析的结果进行对比。

（3）误认为毫米级误差就可以算正确。一些本科生在毕业设计中虽然进行了仿真结果和计算结果的对比，但有的出现了毫米级的误差，就认为这样的误差是可以忽略的，认为建立的数学模型是正确的。

τ谏鲜龃砦螅本科生在进行相关的毕业设计中应该正确认识用Matlab软件进行计算和仿真的区别：编写程序求解约束方程是计算而非仿真，Matlab软件中用于机器人本体仿真的模块是SimMechanics。仅仅列出仿真结果和计算结果，而不进行对比分析，那么仿真是没有意义的。由于计算机软件的计算和仿真默认的数值精度是10～8毫米，考虑到截断误差和累积误差，计算结果和仿真结果的误差一般是微米级。出现毫米级误差说明计算结果和仿结果是不一致的，需要重新检查数学模型和仿真模型，直到误差很小。

3 基于雅克比矩阵进行性能评价的错误分析

早期，关于机器人的研究主要集中在串联机器人。雅克比矩阵的条件数被用来评价串联机器人的灵活性和可操作性。近几十年，并联机器人取得了蓬勃发展。许多本科生在毕业设计中进行并联机器人的本体设计时，也用雅克比矩阵的条件数来评价其性能。然而， 2006年法国著名机器人专家Merlet 教授论证了不能用条件数来评价含有转动和移动输出的并联机器人。究其原因是有混合输出的并联机构的雅可比矩阵量纲不一致，将导致条件数没有明确的物理意义。

2006年后，许多并联机器人的专家开始了新的性能评价指标研究，主要集中在基于螺旋理论的力传递指标与运动传递指标。近些年机器人领域的国际和国内权威期刊上的论文基本没有用条件数来评价有转动和移动输出的并联机器人。因此，对于毕业设计中涉及有转动和移动输出的并联机器人，用雅克比矩阵的条件数来评价其性能是错误的，建议从力传递性能和运动传递性能指标来进行评价。

4 结论

机器人已成为高校工科专业师生研究的热门主题，许多大学生毕业论文大多涉及机器人本体设计。本文对本科生毕业设计中涉及机器人本体运动学计算分析，仿真分析和性能评价中的常见错误进行了分析，并提供了解决办法。本文的工作有助于本科生正确地进行机器人本体设计，提高毕业设计的质量。

参考文献

[1] 张付祥，李文忠.现代设计方法在机械学科本科毕业设计中的应用[J].中国现代教学装备，2011（11）.

[2] 薛彩霞.本科毕业设计（论文）存在问题及质量控制措施[J].高教论坛，2011（11）.

[3] 熊有伦，丁汉，刘恩沧.机器人学[M].北京：机械工业出版社，1993.

篇（2）

一、 选题的目的和意义

据统计,我国60 岁以上的老年人已有1.12 亿。伴随老龄化过程中明显的生理衰退就是老年人四肢的灵活性不断下降，进而对日常的生活产生了种种不利的影响。此外，由于各种疾病而引起的肢体运动性障碍的病人也在显著增加，与之相对的是通过人工或简单的医疗设备进行的康复理疗已经远不能满足患者的要求。随着国民经济的发展，这个特殊群体已得到更多人的关注，治疗康复和服务于他们的产品技术和质量也在相应地提高，因此服务于四肢的康复机器人的研究和应用有着广阔的发展前景。

目前世界上手功能康复机器人的研究出于刚起步状态，各种机器人产品更是少之又少，在国内该领域中尚处于空白状态，临床应用任重而道远，因此对手功能康复机器人的研究有广阔的应用前景和重要的科学意义。

目前大多数手功能康复设备存在以下一些问题：康复训练过程中，缺乏对关节位置、关节速度的观测和康复力的柔顺控制，安全性能有待提高;大多数手功能康复设备没有拇指的参与;感知功能差，对康复治疗过程的力位信息和康复效果不能建立起有效地评价。本课题针对以上问题，采用气动人工肌肉驱动的手指康复训练机器人实现手指康复训练的多自由度运动，不仅降低了设备成本，更重要的是提高了系统对人类自身的安全性和柔顺性，且具有体积小，运动的强度和速度易调整等特点。

课题的研究思想符合实际国情和康复机器人对系统柔顺性、安全性、轻巧性的高要求 。它将机器人技术应用于患者的手部运动功能康复，研究一种柔顺舒适、可穿戴的手功能康复机器人，辅助患者完成手部运动功能的重复训练，其轻便经济、穿卸方便，尤其适于家庭使用，既可为患者提供有效的康复训练，又不增加临床医疗人员的负担和卫生保健。

综上所述，气动人工肌肉驱动手指康复训练机器人的设计是气压驱动与机器人技术相结合在康复医学领域内的新应用，具有重要的科学意义。

二、 国内外研究动态

2.1 国外研究动态

美国是研究气动肌肉机构最多的国家，主要集中在大学。

华盛顿大学的生物机器人实验室从生物学角度对气动肌肉的特性作了深入研究，从等效做功角度建模，并进行失效机理分析，制作力假肢和仿人手臂用于脊椎反射运动控制研究。

vanderbilt 大学认知机器人实验室(cognitive robotics lab, crl)研制了首个采用气动肌肉驱动的爬墙机器人，并应用于驱动智能机器人(intelligent soft-arm control, isac)的手臂。

伊利诺伊大学香槟分校的贝克曼研究所对图像定位的5自由度soft arm 机械手采用神经网络进行高精度位置控制和轨迹规划。亚利桑那州立大学设计了并联弹簧的新结构气动肌肉驱动器，可以同时得到收缩力和推力，并与工业界合作开发了多种用于不同部位肌肉康复训练的小型医疗设备。

英国salford 大学高级机器人研究中心对气动肌肉的应用作了长期的系统研究，开发了用于核工业的操作手、灵巧手、仿人手臂以及便携式气源和集成化气动肌肉，目前正在研究10 自由度的下肢外骨骼以及仿人手的远程控制。

法国国立应用科学学院(instituted national dissidences appliqués, insa)研究了气动肌肉的动静态性能和多种控制策略，目前正在研制新型驱动源的人工肌肉以及在远程医疗上的应用。

比利时布鲁塞尔自由大学制作了新型的折叠式气动肌肉用于驱动两足步行机器人，实现了运动控制。

日本bridgestone 公司在rubber tauter 之后又发明了多种不同结构的气动肌肉。德国festoon 公司发明了适合工业应用的气动肌腱fluidic muscle，寿命可达1000万次以上，同时还对气动肌肉的应用作了许多令人耳目一新的工作。英国shadow 公司研制了目前世界上最先进的仿人手。美国的kinetic muscles 公司与亚利桑那州立大学合作开发了多种用于肌肉康复训练的小型医疗设备。

lilly采用基于滑动模的参数自适应控制策略，实现了单气动肌肉驱动的关节位置控制。

2.2 国内研究动态

自20 世纪90 年代以来，我国陆续开始了气动肌肉的研究。

北京航空航天大学的宗光华较早开始气动肌肉的研究，分析了其非线性特性、橡胶管弹性及其自身摩擦对驱动模型的影响，并应用于五连杆并联机构，通过刚度调节实现柔顺控制。

上海交通大学的田社平等运用零极点配置自适应预测控制、非线性逆系统控制以及基于神经网络方法，实现单自由度关节的快速、高精度位置控制。

哈尔滨工业大学的王祖温等分析了气动肌肉结构参数对性能的影响、气动肌肉的静动态刚度特性以及与生物肌肉的比较，提出将气动肌肉等效为变刚度弹簧，设计了气动肌肉驱动的具有4 自由度的仿人手臂、外骨骼式力反馈数据手套和6 足机器人，采用输入整形法解决关节阶跃响应残余震荡问题。

北京理工大学的彭光正等先后进行了单根人工肌肉、单个运动关节以及3 自由度球面并联机器人的位置及力控制，采用了模糊控制、神经网络等多种智能控制算法，并设计了6 足爬行机器人和17 自由度仿人五指灵巧手。

哈尔滨工业大学气动中心的隋立明博士也通过实验得到了气动人工肌肉的一个更简洁的修正模型和经验公式并对两根气动人工肌肉组成的一个简单关节系统进行实验建模和采用位置闭环的控制方法进一步验证气动人工肌肉的模型。

上海交通大学的林良明也对气动人工肌肉的轨迹学习控制进行了仿真研究给出了学习的收敛性的初步结论为下一步的学习控制奠定了基础。其中田社平通过对气动人工肌肉收缩在频率域上的数学模型并对它的结构及其静动态特性进行了理论分析建立了相应的静态力学方程。

2003年付大鹏等，以机械手抓取物体为分析对象，采用矩阵法来描述机械手的运动学和动力学问题，以四阶方阵变换三维空间点的齐次坐标为基础，将运动、变换和映射与矩阵计算联系起来建立了机械手的运动数学模型，并提出了机械手运动系统优化设计的新方法，这种方法对机械手的精密设计和计算具有普遍适用意义。

2005年车仁炜，吕广明，陆念力对5自由度的康复机械手进行了动力学分析，将等效有限元的方法应用到开式的5自由度的康复机械手的动力分析中，这种方法比传统的分析方法建模效率高、简单快捷，极其适合现代计算机的发展，的除了机械臂的动力响应曲线，为机械手的优化设计及控制提供理论依据。

2008年北京联合大学张丽霞，杨成志根据拿取非规则物品的任务要求，采用转动机构和连杆机构相结合，设计了五指型机器手，手指弯曲电机与指间平衡电机耦合驱动，实现了机器手的多角度张开、抓握运动方式,对实用型仿人机器手的机构设计有参考意义。

2009年杨玉维等人对轮式悬架移动2连杆柔性机械手进行了动力学研究与仿真，。采用经典瑞利.里兹法和浮动坐标法描述机械手弹性变形与参考运动间的动力学耦合问题， 综合利用拉格朗日原理和牛顿.欧拉方程并在笛卡尔坐标系下，以矩阵、矢量简洁的形式构建了该移动柔性机械手系统的完整动力学模型并进行仿真。

2009年罗志增，顾培民研究设计了一种单电机驱动多指多关节机械手，能够很好的实现灵巧、稳妥的抓取物体，这个机械手共有4指12个关节。每个手指有3个指节，由两个平行四边形的指节结构确保手指末端做平移运动，这种设计方案很好的实现了控制简单、抓握可靠的目的。

从目前来看，国内对气动人工肌肉的研究仍处于刚起步的阶段。有关气动人工肌肉的研究与国外还有相当的差距对气动人工肌肉中的许多问题，还没有进行深入的研究。此外，采用气动人工肌肉作为机器人驱动器的研究还不成熟。

三、 主要研究内容和解决的主要问题

目前大多数手功能康复设备存在以下一些问题:康复训练过程中，缺乏对关节位置、关节速度的观测和康复力的柔顺控制，安全性能有待提高;大多数手功能康复设备没有拇指的参与;感知功能差，对康复治疗过程的力位信息和康复效果不能建立起有效地评价。为此，课题主要研究内容：设计一种结构简单，易于穿戴，并且安全、柔顺、低成本，使用方便的气动手功能康复设备。对气动手指康复系统进行机构运动学分析、用mat lab软件对康复训练机器人的康复治疗过程的力位信息进行仿真分析。

要实现上述的目标，系统中需要着重解决的关键技术有：

(1)基于已有上肢康复训练机器人外骨骼机械手机械结构部分的设计，对手指康复训练方法分析和提炼。 主要包括：人手部的手指弯曲抓握动作分析，气压驱动关节机构自由度的优化配置。使机械手能够实现手指的弯曲、物体的抓握等手部瘫痪患者不能实现的动作。

(2)对机器人机械机构的运动学分析。主要包括：气压驱动的手指关节外骨骼机械机构的运动学分析。

(3)机器人机构的力位信息仿真。主要包括：用mat lab软件进行机器人气压驱动终端的力位信息 仿真。

根据总体方案设计以及工作量的要求，外附骨骼机械手系统是上肢康复训练机器人的一部分，本文主要是研究手指康复机械系统运动学、动力学分析工作。

四、论文工作计划与方案

论文工作计划安排：

2010年9月——2011年6月准备课题阶段：

主要工作：学习当今最先进的机器人设计技术;学习用matlab软件进行计算仿真及优化，查阅国内外的资料，对康复机械手作初步了解。

2011年7月——2011年9月课题前期阶段

主要工作：课题方案设计，拟写开题报告，开题。

2011年10月——2012年7月课题中期阶段

主要工作：开始具体课题研究工作，根据已有上肢康复训练机器人外骨骼机械手机械结构部分设计，对手指康复训练方法分析和提炼。研究手指康复机械系统运动学、动力学分析工作。

2012年8月——2012年12月课题后期阶段

主要工作：对手指康复机器人进行模拟仿真，对设计进行优化，并在此基础上进一步完善课题。

2013年1月——2013年4月结束课题阶段

主要工作：整理相关资料，撰写论文，准备进行毕业论文答辩。

2013年5月——2013年6月论文答辩阶段

主要工作方案：

1. 完成学位课与非学位课学习的同时，进行市场调研，对手指康复机械手作初步了解。

2. 查阅资料，了解气动手指康复机器人的国内外发展现状。

3. 分析已有上肢康复训练机器人外骨骼机械手机械结构的部分设计。

4. 对现有手指康复训练方法设计进行分析和提炼，分析其优缺点。

篇（3）

毕业设计（论文）环节是高职院实现人才培养目标极为重要的综合性实践教学环节，是培养学生运用所学知识分析解决实际问题能力、增强学生专业工作能力、培养创新精神、进一步提高综合素质的有效教学手段。

近年来就业形势日益严峻、高等职业教育规模的扩张，毕业设计期间又恰逢学生寻找工作等诸多客观因素的影响，使得毕业设计出现了很多质量问题。具体表现在：（1）大部分学生对毕业设计不重视，不能处理好毕业设计、顶岗实习与就业的关系；（2）学生缺乏学术论文写作的基本素养，缺乏资料查阅、整理、分析、归纳、检索等获取信息的能力；（3）毕业设计过程流于形式，理论与实践脱节，有些学生仅仅依赖于教材、资料的理论知识拼凑论文，对于自己的设计没有通过实践验证，纸上谈兵多，实际动手少。最终创作的毕业论文很难有实际的应用价值。（4）成绩评定不能完全做到公正客观。学生论文抄袭原始资料现象严重，有些学生在最后答辩环节明显缺乏对所做内容的理解和把握。那么，如何改革毕业设计，提高毕业设计（论文）质量，达到高职教育人才培养目标的要求？我结合机电专业的毕业设计的探索与实践谈谈认识。

一、提前做好毕业设计准备工作

1.时间上的调整。指导老师提前在第四学期期末考试结束就与学生见面，布置题目，下达毕业设计任务。一方面使学生尽快了解课题的类型和方向，另一方面便于教师提前了解学生的情况，如专业学习情况、个人发展方向，等等，从而能够合理地安排设计任务。另外，安排学生利用暑假，对机械制图、计算机绘图、电路分析、单片机、电气控制与PLC、气压传动等毕业设计相关专业知识内容进行重新温习，并要求学生完成课题资料查询、研究方案的确立等工作，为第五学期毕业设计的顺利进行做好知识上的准备。第五学期第十一周起进入毕业综合实训环节，主要是毕业设计和赴企业进行顶岗实习，第十一周起有计划地在指导教师的指导下对毕业设计内容予以进一步完善，第五学期不进行答辩，待顶岗实习结束后，第六学期再回学校参加答辩。

2.指导教师充分准备，试做课题。在毕业设计过程中，指导教师准备得是否充分，将直接决定毕业设计质量的高低。教师除应认真准备毕业设计的课题和任务书外，还需对课题进行认真的试做。通过企业调研和分析，得到企业中机电应用产品研发和生产岗位典型工作过程，明确产品功能、准备技术器件资料、硬件设计、硬件制作、软件设计、软硬件联调、产品制作、产品测试。通过试做课题，教师能更好地把握课题的难度和工作量，科学地预测学生在毕业设计各个阶段可能出现的问题，从而能够根据学生的具体情况合理地分配设计任务。

3.毕业设计题目提前渗透至相关课程学习当中，为毕业设计的完成打下扎实的基础。毕业设计是一项综合性的实践环节，一个优秀的毕业设计离不开专业知识的支撑。因此，专业课程的学习尤为重要。在课程学习过程中将毕业设计课题渗透进课堂，让学生带着问题去学，这样可以激发学生学习的欲望，培养学生的创新能力。同时也为大三学生顺利地完成毕业设计打下扎实的基础。以“单片机应用技术”课程教学为例，本课程以智能运动小车作为教学内容载体，该教学载体以单片机作为控制核心，包括运动控制系统、显示系统、智能感应系统，等等。通过这一载体将单片机应用技术中的各种能力贯穿始终。由于智能运动小车的功能具有很强的扩展性，完全可以作为毕业设计的课题进行综合的设计和研究，因此在课程教学过程中要有意识地培养学生的设计意识和思路。

当然，在课程学习过程中，学生可以根据自己的专业兴趣在保证课程合格的前提下有侧重地加强某门课程或者某几门课程的学习，在此过程中专业老师可以了解学生的具体情况以便于今后毕业设计的分组和选题工作能有实效地开展。

二、立足实际，科学选题

1.以就业为导向，从实际出发，选择不同的课题。课题必须围绕专业人才培养目标，符合专业岗位能力要求，具有较高的应用性。目前，机电一体化专业就业岗位的需求有三个方向：机电一体化设备制造与维修、机床数控技术应用、自动机（线）的运行与维修。要按照不同的专业化方向，确定毕业设计课题，对于机电一体化设备制造与维修方向，课题方向重点应放在机械方面，加强钳工与电工电子训练；对于机床数控技术应用方向，应增强学生的车工实习及数控机床编程与操作能力；对于自动机（线）的运行与维修方向，应向电的方面适当偏移，加强电工及单片机与可编程控制器训练。我校机电一体化专业定向于自动生产线的运行与维修方向，在确定毕业设计课题时，结合制造业发展现状，选择那些围绕机电一体化进行产品开发或把微电子技术用于设计、制造、测试和研究等方面的题目，例如单片机控制系统设计、工业机器人系统分析、可编程控制器（PLC）技术及应用设计，等等。

2.毕业设计的选题要坚持理论与实践相结合的原则。课题的选定要结合目前专业的实际设备，立足实际，避免脱离实践的纯理论性的题目。我校机电一体化专业目前已经拥有较先进的PLC实训装置、气动实训装置、机电检测实训平台、单片机实训设备、自动生产线训练装置、机电一体化实训装置，等等。因此，毕业设计的选题应考虑到我们现有的实训设备，为学生毕业设计的实施提供良好的硬件环境。只有结合实际“真题实做”，才能培养出创新型、实用型人才。当然，在毕业设计期间已经开始顶岗实习的同学，可以结合生产岗位选择毕业设计题目。应鼓励学生结合岗位实践内容选择毕业设计（或论文）课题，但必须有企业专人指导并报学院批准。

3.通过各类技能大赛的锻炼和渗透，以学生兴趣为中心进行毕业设计选题，可以广泛发掘学生的创造力，选题更具有可行性。专业老师组织学生参加院内外的各类技能大赛，将技能竞赛与教学改革相结合。比如机器人大赛，结合单片机课程的学习，选择一个机器人项目，等等。我校目前已经成功举行了智能搬运机器人比赛，模拟了工业自动化过程中自动化物流系统实际工作过程。设计一个轮式或人形小型机器人，在比赛场地里移动，将不同颜色、形状或者材质的物体分类搬运到不同的对应位置。比赛的记分根据机器人将物体放置的位置精度和完成时间来决定。又如“自动线安装与调试”技能大赛，参赛队在规定时间内，根据任务书的要求，以现场操作“***自动生产线实训考核装置”的方式，完成自动生产线设备部分工作单元的机械安装和调整，气动回路的安装、连接和调整，电气控制电路的设计、安装和布线，传感器安装与调整，PLC编程，人机界面组态，电机驱动（含变频器及对应电机、伺服驱动器及伺服电机）参数设定，以及系统统调、运行等工作。我们通过大赛的锻炼，激发了学生的学习兴趣，开阔了学生视野，丰富了学生知识，提高了学生的综合素质与能力，培养了其团队意识与合作精神。参加技能大赛的同学，毕业设计的题目可选择大赛的某个方向展开设计，并撰写论文。通过技能大赛的锻炼和渗透，不仅可以提高学生的设计兴趣，而且能为毕业设计的顺利完成奠定扎实的专业基础。

三、加强过程指导和管理，严格考核制度

对毕业设计全过程实施质量监控是提高质量的保证。加强过程考核，量化毕业设计平时成绩的评定。表1为毕业设计（论文）总评成绩评定参考标准。总评成绩由指导教师考核成绩（40%）、作品（成果）鉴定成绩（20%）、论文评阅成绩（20%）、设计（论文）答辩成绩（20%）四大部分组成。指导老师考核成绩由指导老师评定，其余三项成绩由相应的评审组老师评定。

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实施周检查制度，要求学生每周以幻灯片形式进行汇报。汇报的主要内容是本周所做的主要工作、遇到的主要问题、问题的解决方法及心得体会等。汇报过程中，指导老师做好记录，填写《毕业设计指导工作记录本》，对毕业设计指导工作进行实时记载，学生汇报完毕后，指导教师综合各位学生的情况加以总结，并就学生所提出的问题加以解释与指导。周检查制度作为毕业设计平时成绩评定的重要依据。同时，学生随时写好《毕业设计日志》，内容与教师的《毕业设计指导工作记录本》相配套。这样，教师与学生交流紧密，双向监督，有利于加强毕业设计工作的全过程指导与管理。

毕业设计作品或成果可以是程序、实物、现象、方案等可以表现毕业课题成果的东西。让作品成为毕业设计的主要内容，并在总评成绩中占有一定比例。

对学生数集中的个别单位，因岗位需要无法回校参加答辩的由单位出具证明，学院安排老师到企业答辩。严格的答辩将有利于学生树立良好的学风，促进学生认真做好毕业设计。正确认识毕业设计的重要性将有利于保障和提高教学质量。

表1 毕业设计（论文）总评成绩评定参考标准

另外，毕业设计期间，指导老师要为学生进行资料查阅、文献检索、论文写作能力的培训，培养学生学术论文写作的基本素养。当然，在整个毕业设计指导过程中，要把学术道德教育和思想教育工作贯穿始终，加强学生的诚信教育，在处于即将走上工作岗位的过渡阶段，帮助学生树立良好的心态，促进毕业生克服不利情绪的同时顺利完成毕业设计。这种关心和指导可在每周进行检查时多与学生交流，也鼓励学生之间的交流。

四、尝试毕业设计与顶岗实习一体化改革方案

学生可选择到企业顶岗实习期间开展毕业设计，将毕业设计、顶岗实习有机结合。指导学生在顶岗实习的过程中，同时完成毕业设计（论文）。鼓励学生在顶岗实习期间，从事与专业对口的顶岗实习企业生产和技术领域相关的毕业课题设计。学生带着毕业设计的任务进行顶岗实习，不论是操作控制、质量检验还是装配、测试岗位，都能爱岗敬业，并随时记录，在生产实践中收集自己毕业设计所需的资料和数据。这样最终必然将以较高的质量完成顶岗实习和毕业设计。若能取得优异的成绩，则被企业接收，顺利就业。这样拓宽了就业渠道，增加了就业的机会。这种一体化的教学模式体现了工学结合、产学一体的职教模式。

当然，要想使这种一体化的教学模式取得良好的效果，校企双方应该共同指导、共同管理。每个学生都必须由校内专业教师和企业指导老师共同指导。校内老师可制定一个详细可行的计划和阶段性的目标，督查毕业设计的进展情况，指导论文写作的规范，并协助解决理论问题，定期与学生沟通，沟通方式可以多样化，比如：电话、QQ、Email，等等。企业指导老师负责从单位的实际出发，现场指导、规范操作、分析故障并解决问题。

五、结语

以上改革措施已在机电专业08级毕业生中进行了实践，经实践证明这些策略能充分调动学生的积极性和参与性，提高毕业设计质量。当然，如何提高高职毕业设计质量，是牵涉多个因素的综合课题，需要我们不断实践、不断总结，完善质量控制措施，使毕业设计教学真正成为培养学生创新精神、职业素质和综合实践能力的重要途径。

参考文献：

［1］姜亦祥.浅谈加强机电一体化专业实习教学的措施［J］.成才之路，2009，（21）：79-80.

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为使机械设计制造及其自动化专业学生在学习过程中，有机会将所学到的各门专业课的知识综合性地应用到接近于生产实际的过程中，为他们走上工作岗位后应用这种新的理念打下基础，学院除了建立适合于现代教学法模式的几个独立的专业实验室外，筹建了一个开放式自动化综合实验室。在这个综合实验室中，我们开发了一套完全接近于生产实际的模块化柔性制造系统，由省部共同投资。实验室的开放性主要体现在两个方面:一是系统组成具有开放性，系统中不同生产厂家的设备可相互兼容，便于以后扩展;二是实验室资源具有开放性，实验室可面向校内外各种层次的学生或培训学员，做到资源共享，扩大受益面。

1 FMS系统组成

柔性制造系统机电一体化训练设备，包含一条闭环柔性输送装置和六自由度并联加工中心(加工站)、三自由度数控雕刻机及其控制系统、四自由度上料检测站及其控制系统、搬运站、安装站、安装搬运站、智能分类站、现场总线、多层次立体原料库及其控制系统、多层立体成品库及其控制系统、自动化输送线及变频调速控制系统、PLC数据采集及物料监控系统、系统监控及管理控制软件。

工业控制计算机通过运动控制卡发送位置信号给旋转立体上料库电机驱动器，电机驱动器驱动步进电机旋转一定角度，实现零件位置对准，同时设置检测开关，通过PLC采集至计算机，判断托盘上相应位置是否存在零件。自动上料机器人将待加工物料送至加工位置后，系统驱动锁紧装置进行物料定位固定，上位机按指定程序控制六自由度并联机器人，进行零件前序的加工。在主界面中点击数控雕刻机控制按钮，进人数控雕刻机控制界面，三自由度数控雕刻机主要实现对工件端面的雕刻，通过用户编制G代码也可以用软件将模型转化为G代码，然后通过计算机的串口将G代码传到雕刻机，雕刻机执行G代码。

零件前序加工完毕后，计算机控制零件搬运机器人将加工完的零件搬运至下一工序的加工位置。

在主界面中点击立体仓库状态按钮，进人立体仓库状态界面。立体仓库状态是用来实时显示立体仓库仓位的占用情况，系统实时检测各个仓位的状态，然后系统给码垛机发指令决定码垛机下一次将装配的成品放人哪个仓位，操作者通过观察状态位的图标情况，操作者就可以知道哪个仓位是否为空，并且知道各个仓位物件的重量，通过生产统计还可以知道立体仓库一共有多少个成品，每一类成品的个数及总重量。

2系统特点

(1)包含多种关键技术及单元，使学生了解更多的知识;机器人技术;物流仓储自动控制系统;立体仓库;自动输送线;自动码垛机;物流仓储管理和监控;PLC控制系统;传感器技术;计算机网络通信技术和现场总线技术;计算机控制;网络化视频监控技术;数据库技术;多轴运动控制器;气动技术;步进电机及驱动;伺服电机及驱动;VC，VB等高级语言编程。

(2)结合机电教学，编制了的实验指导书，包含多个实验:为了方便教学实际使用，我们为系统提供了专门实验指导书，其内容涵盖机械、控制、机器人示教、插补、自动装配、码垛等多项实验，供本科生、专科生和研究生专业选开，教师也可以根据实际情况，在实验指导书的基础上增开设计性、综合性实验。

(3)交互式图形化操作界面:系统控制软件采用WINDOWS操作系统，具有交互式和图形化特点，操作简单易学，自动化程度高，使教师和学生在很短的时间之内就可以掌握对系统的操作。

(4)丰富的状态反馈功能:通过计算机与各单元及传感器的通讯，将系统中各环节的状态显示在操作界面上，使操作者通过计算机随时了解系统各环节的工况、状态、运行数据，掌握系统运行状态。

(5)完善的生产及物料存储统计功能:根据现代柔性制造系统的特点及仓储物流的发展动向，不但在工作过程和原理上仿真实际生产过程，而且开发了生产及物料存储数据库，根据系统的运行随时记录和分析生产和存储数据。

(6)开放式系统结构:为了增强学生的参与性，系统采用了开放式结构，提供了完善的控制功能动态链接库和二次开发函数，不用了解底层复杂的时序和操作过程，只需要在VC或VB中简单的几行代码，学生即可开发出自己的运动或控制功能，激发学生的学习兴趣。

(7)网络化视频监控:系统提供网络化视频监控模块，使操作者在操作系统的同时，也可通过电脑屏幕实时观看系统的实际运行状况。同时对于有条件的学校，可将控制计算机与校园网相连解，使更多的学生和老师通过网络观看现场实验过程，提高系统利用率，也可实现远程教学。

3如何应用FMS进行本科实验教学

由于近年来高校的扩招，学生人数大幅上升，而大型实验设备台套数少;而且大型实验设备的实验通常包括编程、上机、结果分析等，需要的时间较长。因此，大型设备开设的实验不能简单的照搬其它实验教学的模式。我们分别探索了以下几种模式:

3. 1开设综合设计性实验

本中心老师提出项目申请，参加学校实验室设备管理处组织的“工程实践”和机电工程学院组织的“机电一体化实训中心”项目。这些项目结合指导老师的科研项目，通过双向选择接受学校相关专业本科三年级以上的学生参加。学生分为2-4人一组;在教师的指导下，首先查阅文献和学习FMS的有关知识，编制程序，上机测试;实验的内容根据项目的研究内容而定，一般涉及多种设备;实验时间根据老师和学生双方商定，实行弹性制，不拘泥于课堂安排的时间。由于学生人数少，在实验过程中可以做到师生面对面的随时交流。

例如:作业计划与调度教学实验。

“作业计划与调度教学实验”的内容是让学生根据给定的加工工件信息，设计一个单件小批量零件加工的“作业计划与调度”的仿真系统，使目标函数“最长流程时间”的值最小，然后对仿真结果进行验证。实验的目标是:使学生加深对“作业计划与调度”概念的理解，掌握车间调度的方法，培养学生理论与实践相结合的能力，提高学生的学习兴趣和积极性。实验系统要具备以下功能:

(1)提供一个很好的、有代表性的研究对象，也就是使学生知道他们是在那个车间、那个环境为加工那些工件设计“作业计划与调度”的方案;

(2)提供一个很好的仿真环境及工具，用来建立仿真模型，使学生形象直观地看到车间调度的运行过程;

(3)提供实现“作业计划与调度”的算法和软件开发环境，使学生了解并掌握该算法的原理，并在仿真环境中实现算法，得到仿真结果;

(4)提供一个真实环境，如FMS车间或可真正运行的FMS车间模型，在此环境中对上面得到的仿真结果进行验证。

针对“FMS教学实验系统”只讨论一种特殊情况，即最长流程时间Fmax的计算先讨论n/m/P/Fmax问题，目标函数是使最长流程时间最短。最长流程时间又称作加工周期，它是从第一个工件在第一台机器开始加工时算起，到最后一个工件在最后一台机器上完成加工时为止所经过的时间，由于假设所有工件的到达时间都为零(Ri，I=1 ，2 ，3，…，n)，所以Fmax等于排在末位加工的工件在车间的停留时间，也等于一批工件的最长完工时间C max 。

设n个工件的加工顺序为S=(S1 ，.S2 ， ……，，Sn)，其中Si为排第i位加工的工件的代号。以CK(Si)表示工件Si在机器Mk上的完工时间，Pk表示工件Si在Mk上的加工时间，K=1，2，3，……，m；i=1 ，2， ……，n，

式(1)是一个递推公式，当由式(1)得出Cm(sn)时，Fmax、就求得了。在熟悉以上公式之后，可以直接在加工时间矩阵上从左向右计算完工时间。对于某一工作地，在给定的一段时间内，顺次决定下一个被加工的工件。

3. 2开设选修课

由于学习FMS的有关知识，需要学生们具有一定的专业知识;而且大型设备一般只有一套设备，要面向学生人数众多的本科生开设实验课有一定的难度。因此，我们首先开设了FMS的选修课。在讲授FMS技术的理论知识的基础上，开设FMS的上机实验课，学生分为3 -5人一组。由于课堂讲授FMS的时间有限，加之是选修课;因此，在实验课之前，面对设备再介绍一次设备的原理、结构和用途等，以加深学生的印象;然后指导学生编制程序、适当的上机操作，辅导学生处理实验结果。

3. 3为本科毕业设计提供实验

本科生的毕业论文是进行专业基本技能培养的重要环节，同时也是培养学生创造性思维方法、提高动手和解决问题能力的不可缺少的过程。参加本科毕业论文的学生，有充分的时间利用所掌握的专业基础知识，解决具体的问题;因此毕业论文是本科生学习和掌握大型实验设备的一个非常好的机会。

4 FMS进行本科教学的体会和希望

4. 1 FMS进行本科教学的效果

通过上述三种方式向本科生开放大型实验设备，对学生选择专业有一定的帮助，也增加了学生参加推荐免试研究生和就业等的竞争力。例如，一名机电学院的学生参加了“FMS研究”项目后，对数控技术有关知识和应用有了一定的了解和兴趣，报考研究生时选择数控技术专业。另一名机电学院的学生参加“开放式数控系统的研究”，学习了切削图形设计、数控雕刻机及其控制系统等一系列操作，在老师的指导下自己操作选择刀具和切削参数，观察不同的切削过程，加深了所学的理论知识，熟悉了作业计划与调度的原理、立体仓库的基本操作;该生通过面试后顺利地被华中科技大学录取为研究生。

近年来为了适应地方经济和社会发展的需要，拓宽人才培养领域，在开设综合性实验项目和选修课时，也接受其他学院的学生。学生结束项目后，对所参加的研究工作非常有兴趣。

相比较而言，综合设计性实验效果明显好于选修课的实验。前者由于有充分的时间，我们摒弃了传统的验证实验的模式，采取了“双向互动”，教师以更多的精力启发学生的创造力，调动其主动性和积极性，发挥他们运用所学的知识去解决实际问题。对这种实验模式，学生表现出极大的兴趣。这种实验教学模式，不仅拓展了学生现代科学技能的理论和知识;在实验方法，应用技能方面也得到了提高，为他们今后走上社会，服务于社会，缩短理论与实践的差距奠定了良好的基础。

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1.1选题以机电类为主

兼顾多样性现代机械工程是一门综合性很强的学科，很多先进的机械设备都是机、电、液、光、微机和控制的精密结合体，机电类题目对提升学生的设计水平和综合能力能起到重要的作用，因此，机电专业的毕业设计题目应以机电综合类题目为主，题目来源于真实课题，强调真题真做。毕业设计选题在以机电类真实课题为主的同时，须适当兼顾多样性[3]，如结构设计类、软件开发类、控制类、工艺类、仿真类、探索类课题。这里有两方面的原因：1）由于高校扩招，学生规模扩大，每个教师每年都提供大量的新的机电类真实课题不是很现实。教师的科研工作除了熟悉的领域外，还需要从事一些领域前沿的探索性研究。这些工作对于教师也同样是未知的、有很强的挑战性，却是科学研究的必经之路。教师安排少量涉及领域前沿动态的题目，鼓励感兴趣的学生做，对于激发学生的创新意识、培养学生的探索精神、树立良好的学术风气具有重要的实践意义。2）即便都是机电类学生，每个学生的兴趣爱好也不尽相同。高校的根本任务是培养人才，教育应该以人为本，培育和发扬个性。学生参加创新设计大赛、挑战杯设计大赛、机器人设计大赛等科技活动的成果，可以进一步的深化、扩展和改进，作为毕业设计选题。在学习专业课的过程中，学生对某一问题的质疑、改进或推广，也可以作为毕业设计选题。这类选题由于从学生的兴趣爱好出发，学生乐于投入精力，易于产生创新性成果。

1.2组织形式以课题小组为宜

毕业设计的组织形式，宜以3~5人组成毕业设计小组，一组一题，以小组为单位完成毕业设计。设计内容中的查阅文献、方案选择和系统总体设计，要求所有成员共同完成，而局部计算和结构设计等分工进行。设计小组在每人分别调研的基础上经讨论得出统一的方案，经指导教师同意后将方案确定下来，然后明确分工，各展所长，协作互补，这个过程能有效地锻炼学生的沟通能力和协作能力。与一人一题的形式相比，课题组的形式有利于培养学生的交流和沟通能力，加强学生的团队合作精神。在21世纪的今天，人的沟通能力和合作精神非常重要，因为几乎没有项目是一个人可以单独完成的，一个人哪怕是天才，如果他不能融洽的和他人沟通合作，一味的孤僻自傲，那么他的价值将大幅度下降。

1.3重视毕业设计过程管理

毕业设计管理是毕业设计工作的重要构成，直接影响毕业设计的进程和质量，因此必须加强毕业设计的过程管理[4,5]。

1.3.1严格过程管理确保设计质量在第七学期布置题目，使学生放假前就能够带着课题和问题学习。督促学生大量查阅资料，充分利用网络资源，分析研究课题相关资料，撰写开题报告。每周两次课题组集体讨论，开展以学生交流沟通为主的交互式研讨。通过集体讨论，列出各种解决问题的方法，并逐个进行分析，找到最佳解决方案和减少风险的方法。方案确定后，要求课题组成员进行任务分工，制定出任务进程表，并严格执行。讨论过程中，教师作点评和提问，既要对学生的设计工作给予充分肯定，又要及时指出方案和图纸中存在的问题，提出指导性的修改意见；同时，要注意个性教育，及时发现学生毕业设计中的闪光点、创新点，并加以正确引导。每个设计阶段末，即在开题阶段末、方案确定阶段末、设计阶段末等，都要及时要求学生将所做的工作形成文字，整理成为毕业论文的章节初稿。对学生的出勤情况、提问情况、问题的分析与解决情况、阶段工作的完成情况等，教师都要做详细记录，为学生的毕业设计成绩评定提供较全面的依据。

1.3.2组织阶段汇报和专题讲座开题报告、中期报告、毕业答辩都要求学生整理资料，制作PPT，进行汇报。不仅促进了学生对工作进度的有效控制，同时训练了学生的口头表达能力和PPT展示能力。毕业设计是大学生经历的第一次综合设计训练或第一次科研项目活动，教师可以就学生在毕业设计中存在的一些共性问题，组织开展一些讲座活动，如关于文献查找、阅读和整理的讲座、关于科技论文写作和排版的讲座、关于课题相关领域前沿的学术讲座等，营造良好的学习氛围。

1.3.3培养学生科技论文的写作能力毕业论文的撰写是毕业设计工作的一大内容，它要求设计者对毕业设计的具体工作，用文字、数据、图表等形式进行总结、分析论证和说明。指导教师要重视学生论文的撰写过程，要求学生撰写提纲并审查，应对论文的结构、内容、格式、规范等提出具体的要求，指导学生如何归纳问题、阐述问题，应对论文初稿进行检查并及时提出修改意见。通过毕业设计论文的撰写，培养学生严谨的科学态度和科技论文的写作能力。

2优化考核评价体系

目前的毕业设计成绩考核多侧重于知识的终结性评价，教师主要关注结果展现，而忽视了学生在实践过程中所展现的创新意识、人文素养、动手能力、发展潜能和个性特长等项的评估。学生今后的发展不仅仅依靠专业知识和技能，还需要多方面的能力和素养。很多的学生毕业后，可能是依靠专业知识以外的某项特长而获得长足发展，因此，充分挖掘发现学生的潜能和特长，并给予鼓励和引导，才是人本主义的教育，所以，有必要构建设计结果和实践过程并重的多元考核评价体系，激发学生的创新意识和参加实践活动的积极性。多元考核评价体系是指多人多角度对学生的毕业设计进行评价，体现成绩的公平和公正。“多人”包括指导老师、评阅老师和答辩老师“；多角度”包括文献查找能力、科研创新能力、交流沟通能力、实践动手能力、表达展示能力、论文写作能力、绘图能力和软件应用能力等。多元考核评价体系并不是苛求所有的学生都做到“全面发展”、“遍地开花”，而是为了更好地发现每个学生的潜能和闪光点。对于有个性有特长的学生，如论文立意新颖、创新意识强的学生、动手实践能力特强的学生、以第一作者撰写论文并在核心期刊发表的学生，毕业设计成绩应该评优，并且要设法给他们以展示个人才华的空间和机会。

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随着高等工程教育改革的逐步深入，培养大学生的实践能力和创新意识得到了人们的高度关注。在培养理工科学生和实用型工程技术人员的过程中，工程实践训练环节尤为关键。文华学院着力加强工程实践教学环节，重视对应用型人才的培养。经过几年的发展，学校理工科实习、实训基地的条件不断改善。机电学部联合信息学部成功申报了“信息与机械综合应用技术省级重点实验教学示范中心”。示范中心确立了“打基础、强实践、重能力、设空间”的实践教学指导思想，构建了面向应用型人才培养的实践教学体系。

1应用型机电专业人才培养目标和特色

民办高校在应用型人才培养过程中存在培养定位模糊、课程设置不合理、教学方法单一等问题，忽视了培养学生的研究能力，课程设置重理论轻实践，只注重完成教学大纲规定的内容，缺少促进学生提高应用能力的实践性教学环节。鉴于此，学院坚持以“应用型本科人才培养”为目标，以学生个性化培养为主线，继续推进实验教学改革，不断完善、继续优化分层次、分类型、多形式、开放性的实验实践教学体系。1.1人才培养目标定位从培养人才的角度来看，应用型人才培养是面向社会基层，针对不同专业岗位的人才需求，培养出专业理论知识扎实、能够灵活运用所学专业知识解决实际问题，能够随着行业的发展持续更新专业知识和提升工作能力的专门人才。相对于研究型人才注重理论性知识，强调宽口径、厚基础，强调理论研究能力的培养，应用型人才强调的是将专业知识转化为实际工作能力，努力解决工作中遇到的实际问题，它更注重实践动手能力和创新创业能力，更强调应用性知识的精通和实用。1.2机电专业学科特色机电学部重视学生个性化教育和创新实践能力的培养，采取实验与理论相结合、课内实验与课外实践相结合、基本实验与个性化实验相结合的方法，优化实验实践教学体系，整合更新实验实践教学内容，改革实验实践教学方法。为了充分利用信息技术改造装备制造业，提高自动化、智能化和现代化管理水平，实现传统产业的升级和改造。机电学部守住根本、优化结构、不断创新，将“3D数字化设计”作为特色专业方向，在机械、材料、船海、制造等专业分别开设3D数字化设计相关课程。

2构建以能力培养为核心的教学体系

普通民办院校需要转变教育观念，改革教学方法，多途径、全方位培养应用型人才，将能力培养作为应用型人才培养的重点。学校围绕应用型人才的知识、能力和素质发展，在教学过程中将传授知识、培养能力、提高素质有机结合起来，将通识教育与个性化相结合，实验实践与理论教学相结合，基本实验与综合实验相结合，必修实验与选修实验相结合，构建了以能力培养为核心的应用型人才培养教学体系。

2.1制订应用型人才培养方案

理论教学体系打破了传统按学科设置课程的旧框架，增设部分以行业企业应用技术为背景，且与专业主干课程相衔接的模块化专业课程，让学生将所学的知识与行业发展联系起来。对于部分课程，教师要大胆地整合和更新，构建出全新的、完整的理论教学体系，同时，为实践教学留出充足的学时学分。为了更合理地开设专业课程，在修订人才培养方案之前，不仅深入调查了社会对本专业应用型人才的基本要求，还广泛征集了往届毕业生在实际工作中对专业课程提出的意见，认真听取了专家教授对本专业课程开设的意见。对于理论课实验，强调以理论为基础，以提高动手能力为目标；对于课程设计，强调以专业技能为基础，实施因材施教；对于生产实习环节，着力探讨校内外实习相结合的方式；对于毕业设计环节，重点抓好论文选题、撰写毕业论文和毕业答辩环节。

2.2改革实践教学方法

实践教学主要包括实验课程、课程设计、毕业设计、实习实训和社会实践等环节。实践教学体系以培养学生的专业技能为主线，根据社会企业对毕业生的能力需求进行构建。机电学部根据实际情况采取分散与集中相结合的方法合理安排，制定了明确的实践教学要求和能力评价标准。同时，他们还为学生设置个性化实践环节，鼓励学生主动实践，鼓励学生将毕业设计真题真做，精心安排毕业设计环节，把真题真做与创新创业教育融为一体。这样做，不仅能够充分调动学生的积极性，提高学生的动手能力，还能够充分利用现有设备，节省开支。

2.3抓好实验课程建设

在实际教学安排中，要更新教学理念，优化课程体系，对实验实践教学内容进行大胆的创新和整合。同时，相关人员要制订出能体现以能力培养为主线的实验、实践教学教学大纲，编写具有特色的教材，聘请企业工程技术人员讲授相关专业实验课程。在实际工作中，教师将每个专业的实验分为专业基础实验模块（约35%）、专业实验模块（约20%）、综合与设计实验模块（约30%）和创新模块（约15%），构建了“基础型、专业型、综合设计型和研究型”的四层次实验教学体系。

3加强学科建设，开展校企合作

随着制造业的不断升级，机电学部调整、优化学科专业结构，更新升级传统专业，将3D数字化设计、工业机器人、3D打印与智能制造、新能源等新兴产业、经济和社会发展亟需的专业方向作为重点建设对象。机电学部以校企合作为突破口，抓紧建设省级实习实训基地，采取“走出去、引进来”的方式，加强校企合作，做到优势互补、资源共享，为学生个性化培养打造高水平的实践平台。

3.1走出去“走出去”

即与国内知名企业合作进行生产实训。机电学部与多家企业建立了良好的合作关系，学生可以利用假期到企业实习。与此同时，学部还推荐教师到企业实习锻炼，提高教师能力。

3.2引进来“引进来”

就是将社会优秀企业引入高校，利用企业优势联合组建实验室。学部与企业共同设计培训课程和实践项目，采取学分置换的方式制订学生个性化培养计划。

3.3与企业共建人才培养基地

根据培养应用型本科人才的定位，学部将“工业机器人”作为特色方向，招收工业机器人实验班，培养“工业机器人”方向的综合应用型人才。实验班在本专业基础上融入了工业机器人专业技术课程，密切结合实际，培养社会急需的机电类综合应用技术人才。

4在创新实践教学中实施“潜能导师制度”

机电学部在工作过程中不断创新人才培养方法，在实验、实践教学中推行“潜能导师制度”。根据学生自身亮点和感兴趣的问题，通过设计若干潜能培育平台、参加学科竞赛、参与项目实施，以及参加课外科技活动等形式，引导学生去挖掘、培育、激发、提升个人潜能。机电学部针对不同类型的学生，制订个性化培养方案。鼓励学生从事自己感兴趣的实践和创新创业实践，所取得的学分可与培养方案中其他课程置换学分。学生根据自己的兴趣、爱好，自主选择潜能导师，通过开展各类竞赛活动，实施创新创业教育。实施潜能导师制，发现和挖掘学生的优势、潜能，提高学生的学习自觉性、主动性，有利于推动个性化教育的深入发展。

5建立教师与学生双重考核体系

学校高度重视实验教学质量，制定了关于学生考核与教师考核的双重考核体系。学生考核体系由学校教学督导专家深入课堂了解学生的实验，检查学生实验报告批改等了解学生的实验状况，分析实验教学中存在的问题，从而制定出了解决问题的办法。教师考核体系主要是对教师实行学生评教与专家评教的综合考核体系。这些措施的落实逐步提高了实验教学水平。为了提高自有教师的教学能力，机电学部结合实际情况，派出青年教师到企业或研究院所顶岗实习，强化高层次师资和双师型师资的培养、引进，采取有效措施培训年轻实验技术人员，努力建设适应应用型人才培养需求的双师型师资队伍。

6结束语

民办普通本科院校要结合自身的特点和优势，不断优化人才培养方案，真正做到因材施教和鼓励学生个性发展，为社会培养高素质的应用型人才。通过不断的探索和创新，机电学部以培养综合素质、提高工程实践能力和创新精神为主要目标，构建了以学生个性化培养为主线的分层次、分类型、多形式、开放性实验实践教学体系。新的培养模式不仅能让学生掌握专业的基本理论知识，更多的是挖掘学生的潜能，培养他们的实践能力和创新能力。经过校内外实践环节的培养，学生具有一定的工程经验，实际操作水平也大幅提高，就业后能较快融入工作，受到了用人单位的一致好评。

作者:李海华 陈小玲 单位:文华学院机械与电气工程学部，

参考文献

［1］刘咏梅，祝钧，戴敏.构建实践教学体系强化创新实践能力培养［J］.实验室研究与探索，2009，28（2）.

［2］赵汗青，刘玉波，李海燕.以培养工程能力为导向的机电实践教学体系的构建［J］.中国电力教育，2011，19（7）.

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关于本科毕业论文开题工作的几点思考

中国高校师资队伍建设现状的调查研究

西部高师毕业班学生教师职业道德调查研究——以重庆师范大学为例

近年来我国高职院校内涵建设研究述评

试析高职院校学生职业道德教育之实践锻炼法

试论新时期井冈山精神

自我认识与大学生职业生涯规划

信息化环境下的大学生思想政治教育创新探索

试论“基本原理概论”课中的案例教学法

增强高校思想政治理论课课堂教学实效性策略探析

高校思想政治课教学实施惩戒教育探析

“海西”发展战略背景下的福建省高校思想政治理论课教学研究

地方高校大学生听说学习障碍性因素及其对策的分析研究——以丽水学院为例

西南科技大学地质工程专业毕业设计的教学实践与思考

环境工程微生物学实验教学新探——污水生物处理过程中微生物的简单分析

“现场总线控制技术”课程教学的实践与探索

数控加工技术课程教学改革的探索与实践

关于网页设计课程的改革探索和实践

以知识失业现象的视角反思我国高校文科建设——兼论文科招生规模与教育教学质量的统一

高等教育自身规律与社会经济制约性关系探析

独立学院创业教育的实施策略研究

体现职业特色的高职人文教育问题研究

高校女教师职业价值观调查分析——以重庆市为例

论大学精品课程建设

以转化高校“问题学生”为路径的教育公平研究

从“孝心”与“孝行”说开去

以科学发展观为指导打造高校服务型机关

积极学习理念在高等教育中的应用研究

语境策略在古代诗歌教学中的价值功能探微

西部高校生物类双语教学师资队伍建设途径

听力教学改革新思路:元认知策略培训

完善高校思想政治理论课社会实践教学保障机制的思考

大众化与高校政治课教学研究

虚拟样机软件ADAMS在工业机器人教学中的应用

构建“植物学”课程自主学习教学模式的探索与实践

普通本科院校化学专业实验教学新体系的构建

对农学类大学生暑期社会实践活动特点的调查分析——以广西大学农学院为例

解放思想艰苦奋斗开拓创新——西南科技大学30年改革发展回顾与展望

欲穷千里目更上一层楼——30年的回顾与思考“纪念改革开放30周年专题”研讨

学术何以道德——论大学学术道德建设的三大路径

大学合法性危机:大学治理的原因探究

论基于信任的教学

教学交往的修辞互动——重构教者与受者的权力关系

我国高等教育自学考试管理体制创新的思考

我国高等教育投资体制政策历史回顾、价值分析及启示

中国高等教育大众化阶段的师生关系探讨

对外汉语中级阶段词语辨析方法的探讨

大学英语教学与双语教学的比较分析

网络环境下大学英语自主听力教学探究

非英语专业大学生的翻译教学探讨

信息光学与设计性实验探索

开展设计性物理实验课程的探讨

化学实验教学与学生能力培养

大学生实验成绩评定方法与问题探讨

高校德育课堂如何走向主体性

篇（8）

机械工程实验室作为高等院校机械工程及近机类专业学生培养的实践基地，也是学生接触实际生产、获得生产技术及管理知识，进行工程师基本素质训练的平台，对大学生创新意识、创新精神和创新能力的培养发挥着举足轻重的作用。

在中国经济飞速发展，而适应社会需求的专业人才相对匮乏的形势下，教育部提出了“宽口径、厚基础、强能力、善创新”的高校专业人才培养目标，对于大学生的培养，高校既要使其具有厚实的专业基础和基本技能，又要具有广泛的适应能力和创新精神[1]。这不仅对高校人才培养目标的制定和教学计划的安排提出了具体的要求，而且对实验室建设也具有重要的指导意义。基于国内高校机械工程实验室的实际情况，本文提出了一种新型的实验室建设模式，加大学生基础技能、专业技能及创新能力的培养，有效解决了宽广知识面与深厚专业技能两者不可兼得之间的矛盾。

1 国内机械工程实验室的现状

教育部新颁布的本科专业目录在逐步消除原专业划分过细带来的问题，侧重于学生在专业内的综合技能和创新能力培养。而国内高校机械工程实验室大多仍保留着原来的运行模式，主要体现在3个方面：

（1）实验室构成：国内高校大部分是机械原理实验室、机械设计实验室、机械制造实验室、机械CAD/CAM实验室、机械创新实验室、金属材料实验室、机电传动实验室等组成模式，其构成主要侧重于学生在设计、制造方面的能力培养，而对于国内大多数高校的本科毕业生而言，毕业后从事设计方面工作的人数占比很小，大多集中在制造、测量与质量控制等领域就业。因此目前普通高校的机械工程实验室在产品性能测定、物流及成本核算等方面存在一定的功能缺陷。

（2）实验室运行模式：实验设备引进方面，国内高校机械工程实验室建设仍然根据专业性质，采用“教师申请―学校审批―招标―采购―学校验收”的操作模式购买相应设备，根据设备情况开设相应的实验项目，因此存在着设备共享困难、重复购置率较高、利用率低下的问题[2，3]。在教学质量控制上，一般采用实验教学抽查、听课等方式对教学质量及规范性进行检查和监督，但是对于学生的满意度及培养质量关注普遍较少。

（3）实验室队伍建设：目前实验室管理人员在高校师资队伍建设中仍处于不受重视的地位，普遍存在实验室人员学历较低、技能单一等问题。随着新知识、新技术的更新速度加快，实验教学内容、教学方法、现代化教学设备更新及学生能力培养都对实验教学队伍的素质提出了更高的要求。由于长期得不到应有的重视，导致实验教学队伍的知识更新缓慢，甚至部分实验教师没有接受过系统的专业训练[4]。另外，由于教学、科研类岗位普遍比实验岗位待遇高，也导致大批实验技术骨干人员不愿从事实验教学工作，而转入教学、科研岗或为了离开实验岗而选择继续深造，造成实验教学队伍的人才流失。这些因素均制约了实验队伍的创新能力及实验水平的提高，成为实验教学环节中的瓶颈之一。

2 我校机械工程实验室的创新模式

2.1 实验室构建

我校机械工程实验室从培养学生厚基础、宽口径的实际出发，经过资源整合把实验室分成机械设计基础、机械创新、机械制造、测试与控制、生产管理5个模块。学生在该实验平台上可以得到“构思―设计―制造―标定―物流”整个产品生命周期的训练，实现对产品开发过程各环节的深入理解，并根据自身的兴趣、专业在个别环节上深入学习、加强训练。这种实验室构建方式有效地解决了“宽口径、厚基础、强能力、善创新”与技能专长之间的矛盾。实验室组成如图1所示。

2.1.1 机械设计基础模块

该模块主要是以巩固学生基础知识和培养学生基本技能为主的专业基础训练（包括综合展品陈列实验、公差测量实验、机械CAD实验、热处理与硬度测定实验、减速器拆装实验和液压传动实验等）；以培养学生综合知识和创造能力为主的基础实验，即机构创意设计实验，使学生具备基本的机械设计理念与专业技能。

2.1.2 机械创新模块

该模块主要是培养学生机械综合设计能力、创新能力、协作精神和实践制作能力。主要针对全国机械创新大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、机器人大赛、大学生电子设计竞赛、全国三维数字化创新设计大赛等各大赛事而设置。通过选题、构思、设计、制造、调试等环节的综合训练，使学生把理论知识和实践技能结合起来，激发学生的学习兴趣，开拓学生的视野，为优秀人才的脱颖而出创造条件。

2.1.3 机械制造模块

该模块主要让学生深入了解和掌握机械制造方面的知识，提高学生的动手操作技能，强化对机械制造工艺、机械制造技术基础等课程的理解。具体内容主要是结合产品的制造过程，对车、钳、刨、磨、铣等常见工艺进行基本操作技能训练，使学生对工业产品制造过程有较完整的体验和认识，更好地学习、掌握数控机床的基本结构、基本操作、编程、工件与夹具的装夹、刀具选用及装夹、基本工艺的拟定、 CAM应用，对工业机器人结构、编程、设计及在生产线上的应用深入理解，以适应现代制造业对人才素质的需求。

2.1.4 测量与控制模块

该模块主要训练学生测试典型机构及机械传动装置的运动、动力学特性及工作能力；分析其影响因素，了解提高机械性能的措施；掌握现代机械物理量的测试与实验研究方法和手段。

2.1.5 生产管理模块

该模块通过分布式制造系统实时仿真系统的软硬件环境，提供生产系统的规划、设计、运作管理方面的实验，使学生学习典型车间作业调度问题的基本方法、技术以及对生产系统的布置和调度管理，培养学生运用生产系统设计和现代集成制造设计理论、方法从事制造系统规划设计的能力。

2.2 管理模式

机械工程实验室除执行我校国资处制定的各项有关规章制度以及学院GB/T19001-2000质量认证管理制度外，建立并实施了《机械工程实验室管理规则》，包括实验室各类人员岗位责任制、工作考核制度、安全卫生管理制度、档案管理制度、实验室运行经费管理规定、仪器管理规定等，各实验室有实验室规则、安全卫生制度、学生守则等管理制度。

2005年，实验室进行了ISO9001质量管理体系认证，将ISO9001质量管理认证体系引入实验室教学管理工作中。按照ISO9001质量认证体系的核心PDCA（计划―实施―检查―持续改进）要求，进行闭环、循环式管理，对实验教学过程的各个环节进行连续控制，使全面质量管理成为基本工作方法，最终提高实验教学质量和实验室管理水平。

2.3 实验教学队伍建设

实验室积极鼓励学术水平较高、教学经验丰富、具有团队精神的教师参与实验教学、实验课程改革和实验室建设，尽量减少专职实验岗位的设置。按照学校、学院和学科师资队伍培养的政策和要求，定期从实验教学任务、实施过程、教学难点、教学方法、教学手段、技术改革等方面进行培训，通过轮训的模式加强实验队伍对产品生命周期各环节技能的深刻理解，使之熟悉实验教学的全过程和具体要求，保证实验教学的顺利进行。

3 运行效果

经过几年的改革与实践，学生主动参与实验的兴趣明显提高：（1）动手能力得到加强。以学生参加各类科技竞赛为例，以往学生需要加工零部件时，往往直接请教师指导操作，甚至部分零部件由教师代为加工。现在指导教师只需要参与前期的方案讨论，后期的加工制造与调试则完全由学生自行完成。（2）工程素质和创新能力得到提升。近三年来，学生在全国和省级科技竞赛中获奖22项，较以往有明显的提高。（3）毕业论文质量提高。很多学生在理解了工业产品的整个生命周期过程后，根据自己的兴趣选择毕业论文的方向或题目。近年来，本科毕业论文的质量有了明显提高，申请实用新型专利十多项。（4）学生满意度提高。我院根据ISO9001质量管理认证体系的要求，针对实验教学对学生进行满意度调查。结果显示，学生满意度由原来的89.8%提高到2012年的98.7%。

4 结束语

采用产品生命周期理念建立的机械工程实验室，是对于传统实验室培养理念的革新，引进的ISO9001质量管理体系有效地保障了实验教学的运行，提高了实验教学质量。实践证明，该模式对于系统培养学生的工程理念具有明显优势，使学生能够在产品设计与制造时充分理解各环节的运行与成本核算，有效地解决了宽口径与技能专长培养之间的矛盾。

参考文献

[1] 孔令地，郑文兵.省级重点实验室运行管理实践与探索[J].安徽理工大学学报：社会科学版，2011（4）：71-73.

篇（9）

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-0118（2012）09-0138-02

《传感器应用与技术》是理工类专业的一门重要课程，是电子、自动化、机电一体化等专业的一门专业课，随着企业对高素质技能型人才要求的提高，我院在教学中本着“技能为主、理论够用”的原则，结合企业对于工作人员传感器应用能力的要求，对《传感器应用与技术》课程的教学进行了改革，切实体现教学过程的实践性、开放性和职业性，取得了比较好的教学效果。

一、课程特点

《传感器应用与技术》的前序知识主要涉及到《电工技术》、《电子技术》专业基础课。课程组教师与企业技术人员制订了本课程教学的基本要求：掌握传感器的特性和指标；掌握典型传感器的原理及其应用；通过该课程的学习使学生掌握常用传感器器件、基本测量电路的工作原理和分析计算方法；掌握常用的传感器特性和使用方法；会查阅资料手册，会正确选择有关传感器元器件；正确使用有关检测仪器、仪表；熟练连接检测线路，对简单的测量与控制系统会设计、安装、调试、排除故障。

二、学生情况

学生专业素质特点。我院学制是2.3+0.7即高职三年期间，2.3为在校学习期间，0.7是校外顶岗实习期间。是在电子、自动化、机电一体化专业中开设这门课程，开课时间安排在大学第三或第四学期，此前学生对《电工技术》、《电子技术》专业基础课进行了学习，已经具备了一定的专业理论基础和电子技术实践能力。

从学生整个专业素质形成的过程来看，高年级学生正从学习基础理论知识转向专业技能形成的过程。若能对本课程教学进行合理设计，将对学生学习与技能的掌握起到关键的促进作用。

三、教学方面

（一）重新确定教学内容

课程组成员与专业相关的企业技术人员根据企业需求共同确定教学内容，要求学生只要知道如何使用、选择传感器即可，在教学中只需要让学生定性地了解传感器的工作原理，熟悉其基本特性，对于原理性的理论或定理的推导可以不做要求。对此部分内容感兴趣的学生可以自学，有问题再向教师请教或自己查阅资料。重点培养学生的工程意识与实践技能。

例如：热电偶传感器的中间温度定律，学生只要明白该定律的作用、掌握热电偶传感器的冷端补偿的方法及注意事项，会查热电偶的分度表即可，在课堂对定理不必详细推导，学生可以自学，有问题课后请教教师。

（二）在理论教学方面的改革

1、在复习预习环节中的改革

课前的复习和预习，对学生知识的掌握会起到事半功倍的作用，这是教师常用的教学手段。在复习环节中，有的教师采取自己复习的方式，有的教师采取的是提问学生的方式。但预习的好习惯在大学学习中教师似乎不再强调。本课程组对课前复习、预习方面进行了改革。

主要措施是对每次理论课都发放预习、复习任务单。

例如：在学习“第二模块电阻传感器”“第二讲气敏、湿敏、热敏电阻传感器”一节时在课前发放的预习复习任务单是：

对前一节复习：

应变效应及应变式电阻传感器的分类。

简述三种桥路输出的优缺点。

简述应变式电阻传感器的四个应用。

预习：

获取电子技术知识：差动放大器的功能以及放大倍数的计算。

你从网络上找到了哪些热敏传感器、气敏传感器、湿敏传感器，有什么新的产品以及功能，获取了那些信息？

这种预习效果非常好，例如在应变式电阻传感器一节的预习中，有一个同学在网上查到了使用碳材料制作可多点应变的电阻传感器，并查到了它的用途以及谈到自己的设想，就是将这种材料应用于机器人中，能否制作出与人的皮肤一样的机器人。这个想法在本次课的“35+10”互动时间进行了热烈的讨论，强烈激发了学生对本课程的学习激情。“35+10”的教学手段在下面进行分析。

2、制作课件方面的改革

课程组对《传感器应用与技术》课程系统地进行了课件制作，制作的课件有两个突出点，一是弥补实验室传感器种类不足，工业用传感器价格昂贵，实验室不必花费过多的资金购置，课程组教师与企业技术人员赴企业将工业用传感器外形、参数、使用注意事项于PPT形式给出，培养了学生的工程意识，二是将每一模块的传感器检测与控制的实际应用用动画的形式表现，模拟工厂，将工厂搬进课堂，实现理实一体化。

例如：工业用铂热电阻的测温在工业测量应用广泛，但价格上千，实验室并未购置，课程组与企业技术人员将铂热电阻的外形、参数、实际测温实例以及接线、变送、控制方面制作了系统的课件；又例如光电传感器应用之一：测量带动表针的齿轮转速从而校正煤气表的刻度准确性，课程组成员于丹东东发企业的技术人员就东发企业的上述检测装置制作了光电传感器的测速动画以及光电传感器的外形、参数、以及在检测煤气表的实际安装位置进行课件制作。

课程组将本课程实现了网络化，先后获得2009年优秀院级精品课，获得2010年度辽宁省网络课程二等奖的荣誉。与本院师生实现资源共享。

3、学生课堂互动的改革

“35+10”是我院于2010年学院性的教学方法改革，每堂课利用10分钟时间，学生提问教师回答，问题内容宽泛可以是本课节知识也可以是本课程的知识还可以是人生观、职业素养问题。这样做既可以使学生加深与巩固本课程的学习还可以鞭策教师的师德建设以及知识体系的自我完善。

（三）实验教学方面的改革

以前的实验都是由教师给出实验器材、实验线路、实验步骤，甚至连实验结果都由教师给出，并没有积极有效地调动学生的主动意识以及技能培养，学生处于这种“灌”的教学方式还是对学习有厌烦情绪。现在是由教师发放实验任务单，学生对实验进行预习，对本次实验获取有关信息，确定实验方案。经教师指导后学生分组、团队协作进行实验操作。组员对本组成员进行互评，填写实验测试单作为实验成绩的依据。实验部分的改革必须建立在实验室开放的基础之上，本院配备了专门实验室管理教师，于每天下午1：30―4：00开放。

例如：“差动变压器传感器的使用”实验任务单。

【引导性问题】

1、差动变压器的结构特点？

2、相敏整流电路的特点？

【实验目标】

1、了解差动变压器的基本结构及原理，通过实验验证差动变压器的基本特性。

2、掌握差动变压器测量震动的方法。

【实验方案】

在实验操作前教师提问实验方案，经教师指导后，学生实际操作，操作时组员互评填写实验测试单，实验成绩由教师与学生互评分两项获得。

（四）实训教学方面改革

我院只有电气自动化、电子技术专业开设了《传感器应用与技术》的综合实训，机电一体化专业未设实训。课程组对综合训练进行了大胆的改革，将实训30课时改革为18+12，校内18课时，校外12课时，校内实训确定为酒精测试仪的设计与制作，要求学生对相应功能分析设计、正确选择传感器。进行PROTEL绘图、印制电路板焊接、调试，目的是训练学生对传感器应用、PROTEL绘图、印制电路板焊接、调试的综合技能。课程设计作为本课程考核的重要依据。学生分组，团队协作进行课程设计、作品制作。组员对本组成员进行互评，填写实习测试单作为实习成绩的一项依据。

综合实训安排了12课时的到企业实习，有丹东浩宇集团红外传感器、超声波流量计在粒度仪中的使用；辽宁东发集团的角编码器、光电传感器、热电阻在煤气压力表生产、检测的应用；丹东贝特自动化有限公司的电子秤、热电偶、流量计、钟罩式转子流量计的应用。工学结合，培养学生的实践能力以及对职业岗位的认知。

（五）持续发展方面

加强《传感器应用与技术》课程教学的课后延伸，如大学生电子作品竞赛、机器人作品开发、毕业设计等，我院每年举行一次大学生电子作品竞赛，不乏有利用传感器实现功能的电子作品；传感器在机器人的制作中广泛使用，系部教师以及部分学生制作了多种功能的机器人；学生在校外顶岗实习期间，结合日常生活和生产过程中的实际情况，选用适当的传感器，设计自动检测与自动控制过程，撰写了相应的毕业论文。

“导师制”是我院的特色教学模式，是我们把乔佩科院长将英国牛津大学的教学方法与本院结合，形成辽地院式导师制。每位中级及以上职称带2-3名学生，导师带动了若干名学生，指导其人生观、课程知识、专业知识与技能，已收到良好的效果；同时也体现了高职教育的全面性、职业性、开放性。

通过课程组近两年的改革与实践，与原有的教学方法相比，《传感器应用与技术》课程的教学改革取得了显著的教学效果，学生无论在学习课程以及参加有关的电子产品制作、机器人的研制与技能大赛都兴趣激昂，学生对本课程技能的掌握得到显著的提高，同时也为其他课程的改革提供了借鉴。

篇（10）

【中图分类号】G40-057文献标识码】A【论文编号】1009-8097（2015）05-0027-06【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.05.004

引言

创客来源于英文单词“Maker”，是指努力把各种创意转变为现实的人.其共同特质是创新、实践与分享。近年来，创客运动在国际上蓬勃发展，改变了人们的学习方式和社会生产方式，并形成了新的校园文化。着眼于了解美国在创新教育及创客空间方面的最新进展和实施策略，为建设清华大学交叉融合创客空间提供参考，2014年8月，清华大学一行六人前往美国高校创新教育实验室及社会创客空间进行考察。考察团先后考察了麻省理工学院、帕森设计学院、纽约大学、加州大学伯克利分校、斯坦福大学的创新教育实验室以及波士顿Artisan's Asylum创客空间、奥克兰The Crucible创客空间、欧特克公司、皮克斯公司等，与相关创新教育实验室和创客空间的负责人进行了深入的交流，详细了解了他们的建设理念、运行机制、课程体系和物理空间等情况。美国高校创新教育实验室

l 麻省理工学院媒体实验室（MIT Media Lab）

麻省理工学院媒体实验室由Nicholas Negroponte和前校长Jerome Wiesner[2]于1985年共同创建，隶属于麻省理工学院建筑与设计学院，致力于科学、多媒体、技术、艺术及设计等领域成果转化的研究，鼓励打破学科界限，实现不同研究领域非传统的融合。该实验室创造了许多颠覆性的前沿技术，包括可穿戴技术、可触摸用户界面和情感计算等，研发出许多技术发明（如电子墨水、NEXI类人机器人、Scratch图形化编程语言、玩具式学习工具等）。目前拥有25个研究团队，包括生物力学、摄影文化、认知机器、流动媒体、信息生态学、个人机器人、社交计算等，研究项目超过350个，其创新研究强调“以人为本”、“跨学科”、“原创性”和“开放性”。

（1）人员组成

媒体实验室主要从事研究生教育，队伍组成包括近40名资深研究人员、48名合作企业研究人员、75名客座科学家及博士后、80名技术及行政人员。研究生共计146名，其中硕士研究生80名、博士研究生66名，分别来自不同专业并通常具有工作经历，其中一半左右来自计算机专业。同时，每年还有200多名本科生通过本科生研究机会项目（UROP）来实验室工作。

（2）运行机制

作为一个纯学术研究机构，媒体实验室每年的运行经费约4500万美元，主要从70多个联盟会员获得资助。会员包括微软、谷歌、三星、松下、英特尔、思科、诺基亚、高通、乐高等世界知名企业，合作年费至少为20万美元。联盟会员一般不要求实验室从事特定研究，多数研究项目由团队独立向媒体实验室提出申请并获得资助，以保证研究内容的前瞻和原创。联盟会员有权分享媒体实验室该年的知识产权和研究成果，获得技术咨询而无需支付授权费用，同时可以派遣研究人员常驻媒体实验室。

（3）物理空间

媒体实验室拥有两座大楼（E15）和（E14），其中新大楼面积为15100平方米，是一个开放的、工作室式、自适应的六层楼建筑。整个建筑内部高度透明，能够看到正在进行的研究项目，从而鼓励研究人员之间的联系和协作。

为了配合研究项目中的样机试制，在大楼中建有一个小型制造实验室，加工设备包括木工锯床、焊接设备、钣金设备、工业级3D打印机、激光切割机、木工加工中心、数控车床、数控铣床、数控水切割机床、线切割机床等。车间布局非常紧凑，由3名全职技术人员维护，面向媒体实验室成员24小时开放，但要求用户必须接受相关设备的操作培训并且不能单独工作。

2 纽约大学ITP项目

ITP是纽约大学Tisch艺术学院为期两年的研究生教育项目，其主要任务是探索如何富有想象力地使用通讯技术，从而有效提升、改善和愉悦人们的生活。该项目始于1979年，已经发展为技术专家、工程师、设计师和艺术家打破真实与数字空间界限的活跃社区，在多媒体和交互性专业领域贡献的新创意和人才得到国际广泛公认。

（1）课程设置

ITP的课程分为基础课和专业课两种，其中基础课有7门，包括新媒体应用技术、动画设计、视频与声音、可视化语言、网站设计、可计算媒体和物理计算；专业课有100多门，包括3D打印奢饰品、高级动画工作室、交互式设计的生物力学等。取得研究生学历的学分要求为：基础课16分、专业课40分、毕业论文项目4分。

ITP的学生来自艺术、科技、经济、政治等多个领域，彼此背景不同，所有专业的人一起参加课程，最大的挑战就是让他们互相沟通，进行自由分享。ITP所传授的不仅是用技术来做产品，更是用它来学会思考和表达自己。在ITP教学过程中，强调自己动手和应用技术，不受现有软件和硬件工具的束缚，开发出自己想要做的产品。