时间：2023-03-13 11:24:40
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目前存在的主要问题我院机械类专业含机电、机械、数控、模具、汽车等相关专业。目前，毕业设计中存在的主要问题有以下几种：
1.关注点不一样，学校和学生意见分歧由于教育行政部门每年都要对毕业论文（设计）进行抽检评优，所以学校很紧张，万一结果不好，影响学校的声誉。但现状是，机械类专业绝大多数学生从第5学期中后期开始进行顶岗实习，而且大部分从事的是机床操作和产品检验、包装等工种，没有太多的技术含量，与“设计”无缘。少部分学生在产品销售岗位实习，还有部分在售后服务岗位实习，与“设计”关系都不大，学生看不到毕业设计对他们将来的工作有多大作用，他们更关注的是就业。因此，没有太大的动力去认真地搞毕业设计。由于学校对老师有要求，老师本意当然想认真地指导学生，可是学生在顶岗实习阶段，不能与老师经常见面，有的根本见不了面，只能通过电话、网络沟通，学生上网不便，邮件也说不清楚，老师只能过一段时间督促一下，指导效果大打折扣。
2.毕业设计所需信息和资料难以搜集，影响进度毕业设计阶段，学生都在企业顶岗实习，企业没有专门的提供给学生的图书馆、机房、网络、实验室等毕业设计所必须的基本条件。学生对相关专业资料的搜集、分析、利用等能力相对较弱，这些资源的缺乏令学生在选题、开题和具体实施阶段显得无从下手，只能胡乱参照往年或网上资料相关题目。例如，机械类专业学生中期检查交上来的题目大多是轴类、箱体类、圆盘类零件的加工工艺及数控编程、各种零件的模具设计、各种普通机床经济型数控化改造、电梯和机械手、水位、各种生产线等的PLC控制、机床夹具设计、机械设备的故障诊断与维修等等，题目有的大而空，有的是课程设计内容，有的是教材上的实例。学生撰写论文时参考教材或网络公开资料过多，没有什么数据支撑，也没有什么自己的观点和实际作品，谈不上论文的质量及学生水平的提高。
3.学生方面的原因江苏省这几年的高职招生，有提前单招，有注册入学，还有中职对口单招，最后，通过真正参加高考录取的考生，所占比例已经较少了。即使是这些学生，录取的分数也很低。而且，江苏省录取的总人数已经超过了报考学生总数，基本上只要想上学，都能上。所以招进来的学生的知识基础较差，学习兴趣不高，水平和能力又参差不齐。毕业设计和顶岗实习时间重叠，绝大部分学生是自己通过人才市场选择的实习企业，岗位要求学生和正式用工一样的工作时间和强度，学生每天上8小时甚至12小时的班，有的企业两班倒，有的三班倒，没有精力再去搞毕业设计。另一方面，在学校的前两年，也没有好好学习专业知识，造成很多学生不知道毕业设计要做什么，怎么做。老师给学生的课题，学生做不了，学生自己定的题目，又很不恰当。勉强写出的论文不规范，文字欠通顺，表述设计意图和设计方案逻辑性不强，质量很低，有的直接抄袭论文或干脆购买，没有起到培养综合能力和科研水平的目的。
4.指导老师方面的原因由于学生多而专业教师少，教师的指导工作量过大，一般平均每位专业教师要承担十多个学生的毕业设计指导，学生远在四处各地，老师无法对学生进行细致、系统和及时的指导和检查。而且本身又有繁重的教学工作，老师的精力跟不上。另外，各个学校重点关注的是招生就业，使得老师可能不太重视毕业设计工作，不愿多花时间与精力。从教师本身来看，高职院校的年轻教师很多是刚从学校毕业的，没有实践环节，只能照本宣科；年长教师，没有知识更新的再教育环节，对新技术不太了解。老师自己实践水平不高，给学生的选题，为回避实践环节，很多选择了与工程实际相脱离的综述类题目或计算机仿真题目。这些都使毕业设计指导工作难度增大，难以保证质量。
二、对策分析
1.提前启动毕业设计工作在人才培养方案中，将各主要专业课程向前两学年转移，减少第三学年的计划课程。第五学期初开始毕业设计，包括落实任务、查阅资料，掌握毕业设计的基本程序、要求，完成毕业论文的总体框架设计。学生在校完成毕业论文总体框架后，到企业、实习基地边实习边做毕业设计，更有针对性，学生不再感到茫然。
2.充分利用毕业顶岗实习到用人单位进行半年以上顶岗实习，是高职院校落实《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》（教高[2006]16号）文件精神，大力推行“校企合作、工学结合”，突出高职教育特色，改革人才培养模式的重要举措。这几年，我院机械类学生的顶岗实习已提前至第5学期的下半学期，由于企业对技能型人才的需求较旺，所以，绝大部分学生自己都能较容易找到相关实习岗位。学生带着各自初拟的毕业设计课题，分散到不同地方、不同部门进行毕业实习，这种分散实习的方式不会影响企业的生产秩序，比较容易被企业接受；还有部分学生，在第3或者第4学期已经选择了进入与学校签有合作培养协议的“订单班”学习，我系有“上海鸿得利”、“富士康”、“亿滋”、“无锡松下”等众多订单班，学生完成基本专业知识学习后直接进入这些单位顶岗实习。毕业设计的内容与实际所从事的岗位联系，如果与初拟的框架有冲突，可再作研究内容和方法的调整，甚至重新开展课题研究。做到理论联系实际，提高学生的解决实际问题能力，提高毕业设计的质量。
3.校企共同指导学校自己聘请公司的技术人员做企业兼职指导教师，实现校企共同指导毕业设计。校内指导教师主要负责毕业设计规范化指导，负责过程管理，制定毕业设计流程，对毕业设计的各个环节进行监督检查，对后期的毕业论文的撰写进行指导和审核。保持与企业指导教师、毕业生的联系与沟通。企业的指导教师负责具体的技术、内容指导，提供企业相关资料以及学生与实习企业合作环境的协调。学校应支付企业导师一定报酬，同时，企业导师参与答辩要占到一定比例。我院建立了顶岗实习管理平台，要求学生顶岗实习期间至少每周写一次周记，每个周记提出一个工作问题，解决一个工作问题，学习一个工作中需要的新知识点，详细记录，并报告指导教师，指导老师进行点评、指导，随时关注学生动态，及时解决学生在实习过程中遇到的问题。另外，学生还要完成手写的实习报告，也按周填写，学生的企业指导老师，对学生一周的工作进行评价、总结.
4.丰富毕业设计课题来源
（1）指导教师的科研课题。此类型题目所占比例呈逐年上升趋势。原因主要是近几年学校科研环境的改善及本系教师队伍的完善，科研项目逐渐增多，项目层次包括院级、市级、省级、国家级。
（2）依托技能竞赛及各级各类创新创业大赛开展毕业设计的实践活动。鼓励学生积级申报江苏省大学生实践创新项目，参加大学生机械设计大赛、自动化生产线安装与调试、汽车维修、汽车营销、数控操作大赛、大学生创业大赛、职业规划大赛等。毕业设计开始时间可以依据竞赛时间进行调整，毕业设计可以以综合性竞赛项目实物作为成果，由竞赛辅导教师兼任毕业设计指导教师，对学生在前期创新过程中的作品进行完善和理论升华。通过技能竞赛学生熟练了技能，树立了竞争意识、团队意识，更尝到了学习技能、精通技能的甜头。
（3）学生自己确立的课题。题目主要来自毕业顶岗实习或者将要就业的单位，收集与实际工作相关的资料，在导师的指导下确定毕业设计题目。这说明学生下企业顶岗实习为毕业设计的选题提供了大量的专业实践机会。对于部分搞不了设计的学生，要求他们将实习体会写下来，形成实习报告。
（4）模具、数控、机械、机电专业跨专业整合，开展任务驱动、项目导向的毕业设计课题探索，使学生综合能力与素质得到全面提升。
（5）参与教师的教学活动。学生参与教学课件的制作，如机械设计基础、液压与气动技术、夹具设计、数控编程、模具设计等课程中的动画、视频的制作。既巩固了所学专业知识，又熟练掌握常用软件的操作，为将来的工作打下了良好的基础。
（6）不断完善毕业设计课题类型，开设毕业设计指导课程。经过这几年的实践总结，我们大体上把机械类高职毕业设计的类型分为以下几类，同时，我院已开设指导毕业设计的相关课程或讲座。1）工艺夹具类。此类主要完成各种零件的加工工艺编制及加工零件所需夹具的设计。2）数控编程类。主要完成零件的加工工艺编制及数控编程，可以和机械设计类结合，以团队的形式，完成机构的设计、机构零件的数控编程、加工。3）注塑、冲压模具类。主要完成各种注塑、冲压模具设计。4）机械设计类。减速器、机器人、机械手、各种泵、控制装备、农业机械、汽车、液压系统及各种设备的设计。5）机床类。机床主传动系统及进给系统设计、钻床、铣床、组合机床设计，也可以利用学校的金工实习车间进行各类机床的拆装、测绘训练。6）机械类课程图形库、动画库、试题库建设。7）机电一体化类普通车床数控化改造及各种设备的PLC控制系统设计。8）机电设备或生产线故障分析与诊断。
（7）答辩形式多样化。答辩可以采取多种形式，答辩地点可以选择校内的多媒体教室、实训室，也可以搬到校外学生顶岗实习的企业现场，邀请企业指导老师、技术人员、学生的同事一起参加答辩；答辩形式可以是陈述性答辩，也可以是作品展示性答辩；团队项目，可指定一人进行答辩。要保证各类形式如实习报告类、调查报告类、市场调研类、创业计划类、售后报告分析类、设计类都可以参加答辩。
三、总结
根据上面分析，现在的毕业设计质量较难保证，而现有国情下高职毕业设计暂时无法替代。但是，毕业设计也应随着形势的发展进行较大程度的改革，否则，不能发挥起应有的过渡桥梁作用，有以下几点值得思考：
（1）是否能强化课程综合实训和课程设计，淡化毕业设计。例如机械设计基础课程结合CAD/CAM课程进行综合实训；液压与气动技术、机械制造基础、PLC等进行课程设计；数控编程与操作理论课程结合实训进行典型零件的数控编程与加工训练。这样的训练更扎实，更有实效。
（2）毕业设计过程要增强学生对毕业设计的认识、让学生明确其目的和意义。
（3）毕业设计是一个综合训练的环节。完整的毕业设计过程应该包括专业实习、文献检索、题目选择、资料收集整理、大纲拟定、试验数据获取、理论计算、论文写作与论文答辩等环节。这些环节能使学生受到完成一个实际项目所必需的综合基本训练，对学生将来的工作和可能情况下的深造意义非凡。
一、项目教学法简介
项目教学法是师生通过完成一个完整的项目工作而进行的一种教学活动，即以职业能力系统化为目标组织教学，提倡边学边做，边做边学，教和学是一种双向式教学过程，学生不再是被动接受者，而是主动探求者。该教学法强调知识的实践性，注重通过实践来建构知识，其教学模式尤其适合实习教学。学生可在完成具体实习任务的过程中，学习和掌握理论知识、操作技能，又能养成良好的工作态度，从而具备相应的职业能力。
这种教学法可以培养学生在项目实践的过程中，理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的乐趣，培养学生分析问题和解决问题的综合能力。
二、技工学校生产实习教学中应用项目教学法的意义
在技工学校实习教学中，各专业生产实习教学肩负着培养具有操作技能的高级技能型人才的使命。随着当今科学技术的迅速发展，多数企业需要的是动手能力强、能尽快为企业创造高利润的高级技术工人。然而，传统的生产实习教学模式以手工操作为主，训练单调枯燥，课题缺乏新意，未能激发起学生学习的兴趣，而且不能满足社会和企业的需求。因此，必须改进技工学校的教学方法，而项目教学法就是其中一种较为有效的方法。
实施项目教学法的关键是项目的确定，其应符合技工学校教学任务、本专业内容、教学规律，并要结合新技术、新工艺、新方法及市场的发展需求。教师应将某一教学课题的理论知识和实际技能相结合，与企业实际生产过程相结合，在实际教学中，将项目需要解决的问题及任务交给学生，由学生自己按照实际工作的完整程序完成全部过程。教学流程可以设计为：
信息收集、项目决策项目立项、具体要求项目实施具体过程、成果展示效果评估（学生自评、小组互评、教师评价）。
项目教学法完全符合技工学校生产实习教学的规律，在技工学校的各专业实习教学中，应用这种方法可以让学生体验创新的乐趣，学生们在掌握知识和技能的同时，综合能力得到进一步的提高。如该教学法应用在顶岗实习教学中，可以引导学生立足实习岗位进行工作创新和项目学习，激发学生实习的积极性和工作主动性，培养他们的职业能力。
三、项目教学法在技校机电一体化实习教学中的具体应用
以课题项目“智能程控电动机械手的设计制作”为例实施项目教学法。
1.教学对象分析
所教学生已有一定的中、高级钳工知识和技能，初步懂得钳工装配常识的技校毕业班学生。上节课题已完成机械手的结构分析，本次课要完成夹持机构零件的制作。现尝试在教学中应用项目教学法。
2.项目内容分析
“机械手的设计制作”是高级钳工班的毕业课题之一，采用项目教学法调动起全体学生的动手积极性。该项目要充分考虑通过学习机械手的工作原理，掌握搬运机械手的运动机理，在此基础上，才能确定智能程控电动机械手的基本系统结构，学生要自行设计机械手机械、电控部分（包括传动部分、执行部分、驱动部分），具有一定的难度，学生自由发挥的空间比较大。
如图1所示，机械手采用24 V直流电机带动螺柱旋转，通过移动螺柱套和夹支架的运动实现手抓的张合。直流电机通过联轴器带动螺柱左右旋转，在螺柱的旋转力作用下使移动螺母上升和下降，通过支架带动夹持面进行夹紧和放松。
本次课要完成夹持机构零件的制作：螺柱套、加工夹紧面板和夹持架（如图2所示）。
3.教学目的分析
通过该项目教学，促使学生对所学知识真正做到活学活用。对项目的设计过程，可以培养学生分析问题、解决问题的能力，对提高他们的综合能力起到重要的作用。
4.教学实施
（1）项目实施具体要求
①制定零件加工工艺（见表1）。
②参考教师制定的零件加工工艺，学生自己编制其他零件的加工工艺。
③要求对所制定的零件加工工艺采用最优化的加工方案。这一过程，学生在选择加工方案时会更接近实际生产需求。
（2）学生分组，合作探究
①把全班36名学生分成6组，尽量保证各组的实力均衡，选出组长。
②小组分工，讨论编写零件加工工艺，制定出最佳的加工工艺。
③各组进行信息收集、讨论、分析、计算、测量参数。
④选择加工材料和工量刃具。由于之前学生进行过复杂工件的加工，又到过企业参观学习，对钳工工作和机械加工的特点认识较深。所以，各组都能在规定的时间内完成工艺的制定、正确选择工量刃具，确定了实施加工和测量的最佳方案。
（3）教师巡回指导
教师巡回指导并注意安全隐患，示范操作期间注重点拨最佳的加工工艺，强调本课题应遵守的安全文明生产制度。
（4）项目实施，展示成果
①教师审核各小组的零件加工工艺及方案。
②选择合适的材料和工量刃具，经教师审核后，按要求发放材料和工量刃具，开始加工。
③阶段总结、交流：各组对加工的零件进行展示、交流。教师提出合理建议，学生间取长补短，进一步完善项目的设计、加工方案。
（5）效果评估阶段
①学生自评
各组组长对本组的项目加工进行说明，重点从加工工艺安排、加工方法、工量具选择、零件的加工质量、安全文明操作等方面来进行阐述。
②小组互评
根据各组完成情况，各组间分别对彼此加工方案提出意见和建议。在激烈的讨论过程中，可以加深学生对知识的理解和运用能力。
③教师评价
对整个项目实施过程进行综合评价，重点要根据整个项目实施过程中出现的问题、学生们知识运用上的一些不足以及对突发事件的应对和解决能力进行评析，提高学生综合运用知识的能力。评选出在项目实施过程中表现优秀的小组和学生，进行表扬、加分鼓励。
（6）教学总结
①学生学习反馈 。在整个项目完成后，要求每个学生写出实习报告，对自己在项目实施过程中能力的提高点和欠缺点进行总结。学生自检、互检完成后交由教师检查验收。最后，两位教师进行成绩的综合评定。
②师生交流。教师就各组学生的加工情况进行点评，肯定成绩，指出学生加工过程中存在的技术、安全等问题并解答学生的疑问。
③教学回顾。本教学应用项目教学法，教师可以根据学生的实际表现和知识掌握程度进行有针对性的指导，从而真正实现因材施教；通过项目的合理工艺的编写、实施操作，促使学生贯通所学知识，从而提高其专业技能水平；学生按照项目任务的要求划分成若干个小组，使他们由被动学习转为合作探究式学习。
四、项目教学法实施过程中出现的问题及对策
1.实施项目教学法对教师的要求更高
与传统教学方法相比，项目教学法对教师的综合素质提出了更高的要求：教师应具备跨学科的能力，要娴熟地掌握学科的专业知识与技能，还应了解相关学科的知识；要求教师课前熟悉项目内容，要做好事先的调研并准备好项目开展过程中可能涉及的问题，随时回答学生的疑问；要注意与其他教学手段和教学方法的结合运用；做到合理立项并创设最佳的学习情境；等等。这就要求我们教师应加倍努力地学习，与时俱进，以提高自身的综合教学水平。
2.不是每堂实习课都适合采用项目教学法
在生产实习教学中，并不是每次课都适合采用项目教学法，它较适用于各专业实习的综合技能操作，如产品生产、毕业设计等课程，教师应根据教学实际情况恰当地选择应用。
五、结束语
在技工学校生产实习教学中采用项目教学法，可以收到良好的教学效果：激发了学生的学习兴趣，增强了学生的自信，提高了学生的职业素养，真正实现了“教学做合一”。
参考文献
[1] 赵志群.职业教育培训学习新概念[M].北京：科学出版社，2003.
[2] 吴言.项目教学法[J].职业技术教育，2003（7）：16-19.
1.1具体改革内容
（1）改革课程教学模式，设置有利于学生自由发展的教学环节。引导学生“主动参与”的教学模式，教师在课程教学初期提出目标，如以往届“机械创新设计竞赛”为主题，并明确目标完成质量，将纳入期末考核并给定所占总成绩的比例，一般不应大于50%；学生自行提出任务，3人一组自由组队，寻找方法，教师在目标提出约两周后组织学生对任务进行答辩，对任务进行客观、准确评价，指出下一步学习的重点；在学期中组织“机构创意搭接”活动，在学期末组织“机构设计及动力学仿真”活动，激发学生热情。课程教学模式不局限于教师课堂讲授，可以是学生任务汇报、教师指导答疑、活动演示等多种形式并存。教师引导：提出目标、不规定任务；不规定方法；督促实施、解答疑问。学生主动参与：明确目标，提出任务；寻找方法；边学边干，完成实践。
（2）改革课程教学方法，营造学生自主探究的环境。引导学生“主动参与”的教学方法，教师在课程讲授过程中取材以教材为线索，又不局限于教材，在学生自行寻找的任务中，找到具有共性的问题，引入课堂；在各章节围绕技术的发展，增加新的内容；不拘泥于程式方法的符合度，看重对方法（路径）的找寻过程，看重结果的创新度。
（3）改革课程考核方式，重点以考核学生能力为主，多种考核形式并存，客观准确评价学生成绩。打破传统的以考核学生对书本知识掌握程度的限时书面考试方式，传统考试方式会使学生临时抱佛脚，放松平时的学习。加强对平时任务完成情况考核、对组织活动参与情况考核、对实验室开放参与程度考核，加大平时考核在综合成绩中所占的比重，在一定程度上促使学生重视平时各个教学环节，使学生的学习过程变成循序渐进的过程，防止学生考前的突击应付，提高平时学习的自觉性和主动性，考试题目增加一定量的设计型题目，强调工程背景，克服传统考试中题目的限时性、定向性、唯一性、单纯性的弊端，着意考察学生综合运用知识解决实际问题和创新思维的能力。
（4）改革课程对应集中性实践环节教学内容，将任务从课内延伸至课外。多数作品可作为课程设计继续研究，丰富课程设计内容；部分作品可作为毕业设计题目深入分析；优秀作品可参加辽宁省机械创新设计大赛。
1.2改革目标
通过课堂讲授与学生自主实践，培养学生具有：
（1）根据目标范围找寻社会需求提炼课题的能力；
（2）对于机械工程问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力；
（3）独立创新设计机械系统与零部件的能力；
（4）在团队中工作、与他人合作的能力。
2机械设计基础课程改革实施方案
学生的学习分别通过若干个学习任务来完成，每个任务均要求学生通过小组动手实践直接掌握实践知识。在实践中遇到了问题，又使学生对理论的学习变成内在需要。学生在学习专业理论之时，又通过实践巩固理论知识，从而使理论知识学习与实践知识学习有机地结合在一起。以学生“主动参与”为中心，进行各方面能力的培养与锻炼，每个任务都是一个完整的工作过程，是一个获取信息—制定计划—做出决定—实施计划—检查控制—评定反馈的过程。
3机械设计基础课程改革成效
3.1组织与课程密切相关的教学活动
在2013/2014学年第二学期，对机械设计基础课程进行了改革的尝试，涉及三个班级。在课程前半部分常用机构理论内容讲解完，组织学生开展“首届机构创意搭接竞赛”活动。
3.2机械设计基础课程改革取得成果
共收集作品32件，分别是：颚式破碎机、飞机起落架、活塞泵、压盖机、蛋糕切片机、汽车雨刷器、印花机、台式电风扇摇头机构、带式输送机、鹤式起重机、摄影升降台、机器人腿部机构、车载起重机、多连杆式独立悬挂机构、机械手手指机构、精压机机构、缝纫机踏板机构、机械手手臂机构、筛料机机构、内燃机、活塞泵、插床插削机构、带传动传送机构、飞剪机构、后备箱开启闭合机构、单缸四冲程内燃机、牛头刨床机构、门式起重机、振动筛料机、挖掘机、洗瓶器、浴室搓澡器。每件作品包括：设计任务书、答辩PPT、机构搭接视频、活动总结。评选出特等奖1项，一等奖3项，二等奖6项，三等奖6项。其中，单缸四冲程内燃机获特等奖；颚式破碎机、后备箱开启闭合机构、牛头刨床机构获一等奖；飞机起落架、汽车雨刷器、摄影升降台、精压机机构、插床插削机构、飞剪机构获二等奖；活塞泵、压盖机、门式起重机、振动筛料机、挖掘机、洗瓶器获三等奖。
4结语
关键词：以生为本；现代学徒制；专业课；创新教学模式
现代学徒制实行企业和学校结合交替式培养的模式，学生具备双重身份：即在学校是学生，在企业是学徒工。依靠企业中的实践与学校职业教育中的理论学习密切结合。每周1~2天在职业学校学习理论知识，4~5天在企业实践学习，理论课与实践课课时之比约为3∶7或2∶8。理论学习时间之短，要求专业课教学必须整合一切教学资源，以学生的专业能力素质和专业技能为本，突出实践性，大胆地创新教学模式。
一、推行实施性教学计划与开放性课程体系的创新
多数专业课实践性较强，抽象概念又多，设备及工艺装备结构复杂。有些内容在课堂上不能很好地表达，教学效果必然差。所以实施性教学计划的创新就是要把教材中实践性强的内容放到实习实验、课程设计中去完成，把抽象的知识由模糊变清晰，这样才能取得事半功倍的效果。例如机电专业，机械基础中的轴的结构可放在车工实习现场中，指导学生动手拆开车床主轴箱，再讲解；拉伸试验可放在实验室结合实验过程和结论，进行现场讲解、分析。
开放性课程体系的创新主要突出开放性。表现在两个方面：一是进行多元化整合课程模式，要求课程间整合形成模块，课程内实现知识、技能、态度整合，整合的突出特征，就是实行理实一体化，而理实一体化整合的有效途径，是课程的项目化。让学生在做中学、学中做；二是积极创设教学情境，注重学科间知识的渗透，使学生所学的知识由简单到复杂，由单一到综合，形成综合职业能力，实现职业能力的递进。例如，机电专业在机械制图测绘综合练习时改变以往测绘减速器，而测绘一副典型模具或车床尾座顶尖。又如金属材料与热处理课程在适当位置插入常用零件如带轮、链轮、齿轮、蜗轮蜗杆等零件的常用材料选择及热处理方法。
二、教学方法与教学手段的创新
现代学徒制要求尽量压缩专业理论课的教学时间，以注重学生的智力发展和创造思维的形成为主。教学方法的改革就是全面推行素质教育，用启发式取代“灌输式”，注重学生能力的培养。对教材的主要内容、重点和难点讲清、讲透，对次要内容略讲或不讲，留给学生自学、思考。
1充分利用现代化教学手段，加大直观教学力度
为进一步提高学生的观察与思维能力，在专业课教学中应广泛应用多媒体技术。例如机械制图中的图样表达方式，利用多媒体使学生能观察到假想剖切、分离、旋转、投影等整个过程。再如液压系统分析，通过多媒体技术可以让学生观察到各控制阀的开启、油液的流动方向、执行元件的动作的全过程。这样既能有效地培养和提高学生的观察思维能力，又能使学生在寓教于乐中学到各种专业的知识和技能。
2讲练结合的教学方法，突出学生的主体性
讲解与练习相结合是专业课教学的有效方法之一。在讲解过程中，精选授课内容，在对重难点讲深、讲透的同时，要着重培养学生分析问题的能力，再让学生自主练习，在实际参与和反复练习中获得知识与技能。比如定轴轮系传动比分析是机械基础课的重点和难点。在分析过程中着重讲清传动比的定义和对公式的理解与运用。难点在于怎样灵活地确定首轮和末轮，再对公式进行相应的转变和运用。那么在教学中得首先分析一种基本形式的定轴轮系例题，然后让学生自主练习一次。再以机械手表中的齿轮传动为例，讨论首轮和末轮的确定，告诉学生其实末轮也可以作为首轮，首轮也可以作为末轮，只要对分析问题有利，可以作适当的假设。然后让学生动手练习，老师巡视，以发现问题并作相应的提示。最后根据学生完成的情况进行讲解、答疑。
3引导与讨论相结合的教学模式
在专业课的教学中，有些内容如果用引导和讨论相结合的教学模式可能会起到更佳的效果，能充分调动学生的主观能动性和创造潜能。例如《机械制造工艺基础》课中的基准选择的内容是该课的重点和难点，它对产品质量、夹具结构及操作加工影响均很大。为培养学生的独立思考能力和创造思维能力，可采用引导和讨论的教学模式进行教学。在讲授基准内容时，先提出以下问题：什么是基准？基准有哪些类型？选择定位基准要考虑选择原则？接着让学生观看基准选择的教学录像片，使学生对选择定位基准有一个直观的认识。然后结合实物、模型进行讲授和课堂讨论，在讲授过程中重点讲解选择原则。然后结合几种不同形状零件，让学生自己分析，选择基准并在课堂上展开讨论。在讨论过程中老师要注意引导、启发和总结。通过课堂讨论使学生能根据不同零件，不同加工方法，灵活地选择不同的定位基准。
三、实践性教学环节的创新
实践性教学环节是向学生传授专业知识和操作技能的重要途径。书本上所学的理论知识要通过实践性教学环节来消化、巩固和提高。创新实践性教学环节主要从以下两方面入手：
1课程设计与专业实习相结合
课程设计与专业实习相结合是在学生进行专业实习前布置有关的课程设计题目。让学生带着问题、带着任务进行实习，这样就能让学生把观察到的、大量的原本是零散、无序的内容，按课程设计的要求清楚地表述出来。而教师在学生实习过程中的作用则是引导学生收集有关资料、数据、参数等，以便实习结束后能结合实际生产情况进行课程设计。这样理论联系实际的课程设计不再是纸上谈兵，而是理实一体化，既充分调动和激发了学生学习兴趣，又让课程设计结合了企业的实际需求，取得了双赢的教学效果。
2顶岗实习与毕业设计相结合
关键词 工程实践能力 导向 改革 实施
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.01.047
机械设计基础课程普遍存在的问题有：教材章节相互独立，不能使所学知识形成系统；多媒体只能起到演示作用，与真正的操作相差较远；实践学时少，理论与实践不能及时结合，学生枯燥，没有积极性；学生的工程能力，团队协作意识，主动分析问题、解决问题的能力不强；教师对课程改革的手段、措施欠缺，照本宣科的教学方式很难调动学生的主观能动性；学生创新意识欠缺。
综上所述，本文提出以学生工程实践能力为导向的机械设计基础课程改革与实施研究。该研究的特点，一是在教学模式上，为学生营造自由发展的氛围；二是在教学方法上，为学生营造自主探究的环境；三是在教学手段上，组织丰富多彩的竞赛活动，展示设计成果，吸引更多人参与其中；四是在考核方式上，多种考核形式并存，注重对学生能力的培养。
1 机械设计基础课程改革内容及目标
1.1 具体改革内容
（1）改革课程教学模式，设置有利于学生自由发展的教学环节。引导学生“主动参与”的教学模式，教师在课程教学初期提出目标，如以往届“机械创新设计竞赛” 为主题，并明确目标完成质量，将纳入期末考核并给定所占总成绩的比例，一般不应大于50%；学生自行提出任务，3人一组自由组队，寻找方法，教师在目标提出约两周后组织学生对任务进行答辩，对任务进行客观、准确评价，指出下一步学习的重点；在学期中组织“机构创意搭接”活动，在学期末组织“机构设计及动力学仿真”活动，激发学生热情。课程教学模式不局限于教师课堂讲授，可以是学生任务汇报、教师指导答疑、活动演示等多种形式并存。
教师引导：提出目标、不规定任务；不规定方法；督促实施、解答疑问。学生主动参与：明确目标，提出任务；寻找方法；边学边干，完成实践。
（2）改革课程教学方法，营造学生自主探究的环境。引导学生“主动参与”的教学方法，教师在课程讲授过程中取材以教材为线索，又不局限于教材，在学生自行寻找的任务中，找到具有共性的问题，引入课堂；在各章节围绕技术的发展，增加新的内容；不拘泥于程式方法的符合度，看重对方法（路径）的找寻过程，看重结果的创新度。
（3）改革课程考核方式，重点以考核学生能力为主，多种考核形式并存，客观准确评价学生成绩。打破传统的以考核学生对书本知识掌握程度的限时书面考试方式，传统考试方式会使学生临时抱佛脚，放松平时的学习。加强对平时任务完成情况考核、对组织活动参与情况考核、对实验室开放参与程度考核，加大平时考核在综合成绩中所占的比重，在一定程度上促使学生重视平时各个教学环节，使学生的学习过程变成循序渐进的过程，防止学生考前的突击应付，提高平时学习的自觉性和主动性，考试题目增加一定量的设计型题目，强调工程背景，克服传统考试中题目的限时性、定向性、唯一性、单纯性的弊端，着意考察学生综合运用知识解决实际问题和创新思维的能力。
（4）改革课程对应集中性实践环节教学内容，将任务从课内延伸至课外。多数作品可作为课程设计继续研究，丰富课程设计内容；部分作品可作为毕业设计题目深入分析；优秀作品可参加辽宁省机械创新设计大赛。
1.2 改革目标
通过课堂讲授与学生自主实践，培养学生具有：（1）根据目标范围找寻社会需求提炼课题的能力；（2）对于机械工程问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力；（3）独立创新设计机械系统与零部件的能力；（4）在团队中工作、与他人合作的能力。
2 机械设计基础课程改革实施方案
学生的学习分别通过若干个学习任务来完成，每个任务均要求学生通过小组动手实践直接掌握实践知识。在实践中遇到了问题，又使学生对理论的学习变成内在需要。学生在学习专业理论之时，又通过实践巩固理论知识，从而使理论知识学习与实践知识学习有机地结合在一起。以学生“主动参与”为中心，进行各方面能力的培养与锻炼，每个任务都是一个完整的工作过程，是一个获取信息―制定计划―做出决定―实施计划―检查控制―评定反馈的过程。具体实施方案见图1。
3 机械设计基础课程改革成效
3.1 组织与课程密切相关的教学活动
在2013/2014学年第二学期，对机械设计基础课程进行了改革的尝试，涉及三个班级。在课程前半部分常用机构理论内容讲解完，组织学生开展“首届机构创意搭接竞赛”活动。
3.2 机械设计基础课程改革取得成果
共收集作品32件，分别是：颚式破碎机、飞机起落架、活塞泵、压盖机、蛋糕切片机、汽车雨刷器、印花机、台式电风扇摇头机构、带式输送机、鹤式起重机、摄影升降台、机器人腿部机构、车载起重机、多连杆式独立悬挂机构、机械手手指机构、精压机机构、缝纫机踏板机构、机械手手臂机构、筛料机机构、内燃机、活塞泵、插床插削机构、带传动传送机构、飞剪机构、后备箱开启闭合机构、单缸四冲程内燃机、牛头刨床机构、门式起重机、振动筛料机、挖掘机、洗瓶器、浴室搓澡器。每件作品包括：设计任务书、答辩PPT、机构搭接视频、活动总结。评选出特等奖1项，一等奖3项，二等奖6项，三等奖6项。其中，单缸四冲程内燃机获特等奖；颚式破碎机、后备箱开启闭合机构、牛头刨床机构获一等奖；飞机起落架、汽车雨刷器、摄影升降台、精压机机构、插床插削机构、飞剪机构获二等奖；活塞泵、压盖机、门式起重机、振动筛料机、挖掘机、洗瓶器获三等奖。
4 结语
从改革实施效果看，师生交流加强，学生学习自主性有所提高；设计独立完成，无法抄袭；全体学生参与小组共同设计，加强了与人合作意识，获得了团队工作经验；部分作品可作为课程设计、毕业设计题目继续深入研究，课内成果延伸到课外。
该研究使实践教学与理论教学有机结合，以技术应用能力培养为主线，按照能力本位、任务驱动的理念进行组织教学，构建以实践为主、以知识为辅、以任务为载体、理论与实践一体化的课程结构，充分体现“以学生为中心”的教学思想，充分调动学生主动获取知识和解决问题的主动性，通过小组个体之间、师生之间的沟通、交流、讨论、答辩、评价等多个环节，通过对任务实施过程中具体环节的训练，引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地学习，使学生具备对任务综合的分析能力、知识选择能力、知识应用能力、对问题的判断能力、问题分析能力、创新能力、工作质量及效率和团队合作能力、自学能力等人才培养方案中所要求必须具备的能力素质。
基金项目：本文系2012辽宁省教育厅教育教学研究项目“培养卓越工程师创新与实践能力途径的探索”（2012-150）。2014年沈阳工程学院教育教学研究青年基金项目“以学生工程实践能力为导向的《机械设计基础》课程改革与实施”（Q201406）的研究成果
参考文献
[1] 高广娣，朱荣光，等.基于项目驱动的《机械设计基础》实践教学模式构建[J].机械管理开发，2013（4）.
[2] 赵晓平.《机械设计基础》课程改革探讨[J].装备制造技术，2013（2）.
[3] 宋丽莉.《机械设计基础》教学改革初探[J].科技创新导报，2013（2）.
[4] 王立勇，李乐.跨专业开设机械设计基础课程授课方法研究[J].科技教育创新，2013（1）.
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[6] 刘唯伟.高职机械类专业《机械设计基础》课程改革的探索[J].教育教学论坛，2013（2）.
关键词:智能科学与技术;机器人;实践教学
1建立突出实践能力的独立实践教学体系
西安邮电学院是以本科教育为主的地方院校,以培养工程应用型人才为其主要责任。工程应用型人才的培养,实践教学尤其重要,实践才能出真知。合理的实践教学体系,对我们能否实现教学目标至关重要。我院的人才培养指导思想是,保证学生掌握基本的理论基础,充分发挥实践教学的作用,丰富实践教学的手段,把教学与实际应用相结合,教学与学科竞赛相结合,教学与教师科研方向相结合,以此带动促进教学。实践教学应尽量与实际应用相一致,通过实践训练强化学生的工程实践意识,培养其综合运用专业知识分析问题、解决问题的能力。
我院实践教学体系打破了依附于理论教学的传统模式,更加重视实践教学的系统性,在内容上统筹设计。该体系理顺了各个实践教学环节,以机器人技术为核心,把课内实验、课程设计、开放实验、业余科技活动、科研训练等教学环节的内容统一规划、合理设置,形成主线清晰、层次分明、内容丰富、难度适当的有机体系。
总的来说,我院实践教学体系分为课内实践教学、课余实践活动两大部分。
1) 课内实践教学。首先,我们在课内实践教学的实验内容上作出了很多调整,通过调整,使不同课程分散的实验内容尽量体现在同样的对象上,进而将不同课程的内容更好地串联起来。其次,对课程设计的题目,我们尽量做到针对性、统一性更强。我院智能科学与技术专业开设了4门专业课程设计,分别是单片机课程设计、机器人竞技、虚拟现实课程设计、专业方向课程设计。专业方向课程设计对应专业的两个方向:机器人技术和智能信息处理。机器人技术方向4门课程设计的内容既相互独立,又相互联系,对应着小型移动机器人的4个组成部分:基本驱动和传感、行为模式控制、图像采集及识别、智能控制及优化。当学生到大学4年级时,就可以制作出一台简单的小型移动机器人。最后是开设实验选修课,即开放实验,我们要求学生在大学3年级必须选择其中1门课程设计,但不限于3年级,也不限1门。实际上开放实验是一种介于课内与课余之间的教学组织形式。
2) 课余实践教学的安排,以引导鼓励学生多学习、多研究、多实践为主要目的,以期形成良好的学习风气。课余实践教学内容上,以学科竞赛作为导向,目的明确,学生的积极性也高。在组织形式上,主要是学生成立业余的科技兴趣小组,由专门的教师以“导师”身份辅导。学生之间形成高年级学生指导低
年级学生的传帮带队伍。目前我院成立的小组有智能车设计小组、机器人擂台赛小组、无线传感器设计小组、电子竞赛兴趣组、网站设计联盟等。我院参加的各项学科竞赛队员基本都从这些业余科技小组选拔。往届参加这些兴趣小组的学生,毕业时就业都很受企业欢迎,工作待遇相对也好一些,充分说明了实践教学环节的重要作用。
2实践教学环节的内容设置
实践教学内容可分为演示性内容、基础技能、原理验证性内容、简单应用性内容、综合设计性内容。具体的教学环节有认识实习、课内实验、上机操作、课程设计、开放实验(实验选修课)、生产实习、毕业设计以及课余科技活动。
演示性内容主要是专业认识实习以及部分生产实习内容。专业认识实习的内容主要有参观专业实验室,演示一些典型实验,例如倒立摆、机器人踢球、机器人擂台赛表演等;观看本专业所从事工作的教学录像,加深对专业的认识,录像内容主要播放专家对智能科学与技术专业的介绍、展望,相关智能产品的展示等。生产实习中的演示内容,主要是指实际生产过程(实际工作内容)的观察认识,是更高层次的一种认识。
基础技能是指通用工具的使用能力学习。它包括计算机基本操作、基本电子仪器仪表的使用、电子元器件的选型及基本检测方法、手工焊接及制版的操作等,学生主要在硬件基础实习中完成这些学习,并在后续实验教学中逐渐加深。
原理验证性内容和简单应用性内容,基本上在课内安排,随理论课同步进行,实验内容是以机器人技术为导向。例如,传感器原理课程,我们在众多种类的传感器中,选择红外传感器、超声波传感器、光电编码器等作为重点,而工业上常用的压力传感器、流量传感器、温度传感器不作为重点。
综合设计性实验内容在课内实验中比较少,主要在课程设计、开放实验、毕业设计以及课余科技活动中进行。4门专业课程设计的内容,对应着小型移动机器人的4个组成部分,既相互独立,又相互联系。学生在一套模板上不断累加,到4年级时,就可以制作出一台简单的小型移动机器人。
开放实验和课余科技活动围绕两个主题开展,一是学科竞赛,二是科研项目,以前者为主。近年来,大学生机器人竞赛的影响越来越大,对智能科学与技术专业实践教学的内容、目标、性质和定位有良好的引导作用。其他相关的竞赛项目,如“全国大学生电子设计大赛”、“挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛”等,同样可以鼓励学生参加。
竞赛是对实践教学的一种综合考验,是对专业教学状况、实践操作能力、创新设计能力以及临场应变能力的全方位检测。相应地,竞赛同时又是促进教学的动力,在某种程度上模仿了某种实际应用,为实践教学指引方向。这是一种关联互动、互相促进的关系。竞争机制也刺激学生更加努力地学习。
3实验平台的建设
根据我院几年来的教学经验,以及本专业课程体系的设置,智能科学与技术专业形成了现在的实践教学体系,如图1所示。其中,第3学年专业方向一的内容包括4门课程的实验:机器人、智能控制、机器视觉、控制电机;专业方向二的内容也包括4门课程的实验:机器学习、数字视频技术、生物特征识别技术、计算智能。第4学年的选修课实验是专业任选课的实验内容,主要有嵌入式控制系统、语音识别技术、机器翻译、数据库设计、电脑围棋等。
根据此实践教学体系,我们决定建立以教学机器人为主要实验设备的实验平台。机器人是一种能够通过程序控制,自主完成某类任务的机器系统。它综合了机械、电子、控制、信息处理、人工智能等多个学科知识,是锻炼学生实践能力、创新思维的良好工具。教育机器人是指应用于教育领域的机器人,它具有良好的开放性和可扩展性,可以根据需要方便地增、减功能模块,进行自主创新,有友好的人机交互界面,便于教学实践[1]。机器人项目有很强的趣味性和挑战性,能有效地激发学生的学习兴趣,使大学的创新教育、实践教育以及专业技术教育拥有了全新的模式,激活和强化了学生的多元能力特长,训练了学生的创新能力、实践能力及自主建构知识的能力。教育机器人创新实践课程帮助学生对产品开发、项目管理等有了直观的认知,同时有助于教师掌握全新的教育理念,有助于学校决策层系统推动教育改革[2]。
机器人教学平台可分为模块化教学机器人和智能机器人系统两大部分,模块化教学机器人,是一种普及型机器人教学工具,它由一套散件组成,可以自由组合,形成多种结构形式,也能实现比较复杂的创意设计。模块化机器人套件主要为创作机器人而设计。它使用32位的处理器和总线式舵机,采用图形化和C语言两种软件开发手段,可处理视频、语音、大容量存储;接口丰富,连接方便。它可由浅入深地指引学生搭建机器人结构并学习传感、执行、控制原理和应用,学习机器人控制算法以及机器视觉、语音识别与合成等复杂处理。它能充分激发学生的创造力,构建出独特的机器人。模块化教学机器人作为机器人、嵌入式系统设计等课程的课内实验设备,还能进行课程设计以及部分开放实验、毕业设计等。利用模块化教学机器人套件,经过适当改造,就可以参加一些机器人竞赛项目。近年,我们使用该组件,参加过机器人武术擂台赛、机器人灭火比赛,取得了较好的成绩,学生得到了很好的锻炼。
智能机器人综合实验平台,是在中型移动机器人
的基础上,增加其他功能单元,组成了一套大型的模块化智能机器人系统。它在结构上包括中型机器人本体部分、多自由度机械手、二维激光测距系统、无线定位导航系统、双目立体视觉系统、语音识别系统等几个部分,它是一个开放式平台,可以根据需要扩展其他的子系统。该系统可进行图像处理方向的实验与研究,如全景图像采集及环境重构、多图像目标跟踪定位、图像压缩、模式识别;机器人运动的智能控制实验:系统分析、系统建模、模糊控制、神经网络控制、多自由度手臂路径规划;超声波、远红外等测量传感器技术实验、多传感器信息融合;网络控制技术、无线传感器网络技术。
智能机器人综合实验平台可实现的实验内容分为两个方向,第一个方向是软硬件相结合的嵌入式设计,内容为机器感知与行为控制,涵盖的课程包括传感器原理及应用、控制电机、机器人以及机器人技术课程设计;第二个是以软件为主的信息处理、智能决策,内容为语音处理与机器视觉、动作规划与决策,涵盖的课程包括智能控制、机器视觉、无线传感器、语音识别技术以及机器人技术课程设计。
4结语
我院以人才培养模式改革为核心,以创新实践为主线,以教学机器人为平台,对智能科学与技术专业的实践教学内容进行了大胆改革,重组了实验体系,带动了本专业的建设和发展,形成特色鲜明的专业人才培养模式。这个实践教学体系的特点体现在两方面:一是各个教学环节之间联系紧密;二是注重发挥课余教学实践的作用。希望通过实践教学,切实为国家、为社会培养高素质的工程应用型人才。
参考文献:
[1] 马志诚,陈敏. 教育机器人在创新实践教学中的应用[J]. 实验科学与技术,2008(12):96-98.
[2] 黄文恺,陈虹. 机器人创新性教学平台的实践与探索[J]. 今日科苑,2009(5):131.
Discussion on Practice System of Intelligent Science and Technology Specialty
WANG Shu-guang
(Automation School, Xi’an Institute of Post and Telecommunications, Xi’an 710121, China)
可编程控制器（PLC）是以一种微处理器为基础的新型工业控制装置，它集技算机技术、自动控制技术、通讯技术于一体，具有结构简单，性能优越，维护方便等优点。因此，PLC已广泛应用于电力、机械制造、化工、汽车、钢铁、建筑、水泥、石油、广告、及娱乐等各行各业。应用PLC已成为世界潮流，学好、用好PLC已显得越来越重要。
最初负责控制大小球的机械手大都采用继电器接触逻辑控制系统进行控制。它的接线复杂，抗扰性差且不方便维修。所以它的工作寿命受到很大的影响。本设计采用最新推出的日本三菱最新推出的FX1N-40MR型PLC控制系统代替继电器接触逻辑控制系统对机械手的控制。通过改进后的系统具有可靠性高、抗干扰能力强、便于维护等优点。
本设计由郑厚亮完成，感谢刘耀元教授的热心指导。因本人知识面的局限性以及实践经验有所欠缺。设计中如有不足之处，恳请批评指正。
目录
前言
内容摘要
第一章 工作概况及过程.......................5
第二章 方案论证.............................7
第三章 单元分述.............................10
第四章 程序设计.............................14
第五章 系统设计.............................22
第六章 调试说明书...........................29
小结.........................................31
内容摘要
本设计首先介绍了大小球分类的工作示意图和工作流程图，分析了控制系统的要求。紧接着对大小球分类控制系统提出了三种不同的设计方案，通过比较并结合控制系统的要求，决定选用PLC状态编程方案。然后根据工作流程图，对各个工作环节作了详细的描述，并给出了相应的操作程序。根据本设计的控制特点：选择性分支，分别对分支状态和汇合状态作了描述，再综合起来得到系统状态转移图，由此得出对应的梯形图程序和系统指令表。根据控制要求，结合程序设计，得到系统电路图和系统接线图，列出了所需要的元器件表。接着是调试部分，列出了相应的操作步骤。最后是对本设计的总结
The design of the first ball on the size of the work of classification diagram and work flow chart of the control system. Immediately after the ball on the size classification system to control the three different design options, by comparison with control system and the requirements of state decided to choose PLC programming programme. Then the basis of the flow chart of the various aspects of the detailed description, and gives the corresponding procedures. According to the design of the control features: selective branches, respectively, and the convergence of the state branch of state described, to be integrated with state of the transfer system plans, which come to the corresponding ladder procedures and systems command table. Under the control requirements, the combination of programming, system by system and circuit wiring diagram, the list of the necessary components table. Followed by the commissioning of the list of the corresponding steps. Finally, there is a summary of the design
关键词：控制系统 可编程控制器（PLC） 选择性分支 程序设计 系统设计
第一章 工作概况及过程
一、概况
如图1所示，大小球分类传送装置的主要功能是将大球吸住送到大容器中，将小球吸住送到小容器中，实现大、小球分类。
大小球分类传送装置原理图1--1
二、生产工艺过程
1、初始状态 如图1所示，左上为原点位置，上限位SQ1开关和左限位SQ3开关压合动作，原点指示灯HL亮。装置必须停在原点位置时才能启动。若初始时不在原点位置，可通过手动方式调整到原点位置后再启动。
2、大小球判断 当电磁铁碰到小球时，下限位开关SQ2动作压合；当电磁铁碰到大球时，SQ2不动作。
3、工作过程 按下启动按钮SB，装置按以下规律工作（下降时间为2秒，吸球放球时间为1秒）：
图1--2
第二章 方案论证
方案一：
采用继电接触器控制。
此方案主要是继
电接触器控制，由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，按一定的控制要求用电气连接线连接而成，通过对电动机的启动、制动、反向的控制，来实现对大小球分类传送的自动化。
其优点是价格低，设计安装方便。但因为继电器接触控制采用固定接线，其缺点有：
1、继电控制的电路复杂，若要想改变逻辑关系就要改变接线关系。
2、继电控制的所有触点的动作是它的通电或断电同时发生的，因而工作效率低。
3、继电控制器的器件体积大。
4、可靠性差。
方案二：
PLC的梯形图方案
梯形图沿袭了继电器控制电路的形式。也可以说是，梯形图是在电器控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的。它利用基本指令的互锁、自锁等连接实现控制要求。因此，梯形图具有形象、直观、实用，电器技术人员容易接受等特点。是目前用的较多的一种PLC编程语言。
梯形图是形象化的语言，很容易让广大的电器技术人员接受，但对于一个复杂的控制系统，尤其是顺序控制程序，由于内部的连锁、互动关系复杂，其梯形图往往长达数百页，通常要由熟悉的电气工程师才能编制出这样的程序。另外，如果在梯形图上不加上注释，则这种梯形图的可读性会大大的降低。
方案三：
采用PLC状态编程的方案。
近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外加上了采用IEC标准SFC语言，用于编制复杂的顺序控制程序。利用这种先进的编程方法，初学者也很容易编出复杂的顺控程序，即便是熟练的电气工程师用这种方法后也能大大的提高工作效率。另外这种方法也为调试、试运行带来许多难以言传的方便。
利用该方案设计控制大小球分类传送的系统。状态转移图如下：
状态转移图 图2--1
说明表2--1
X1 上限位开关 Y4 左移操作程序
X2 下限位开关 Y5 下降操作程序
X3 左限位开关 Y6 放球操作程序
X4 小球限位开关 Y7 上升操作程序
X5 大球限位开关 Y8 左移操作程序
Y1 下降操作程序 M0 辅助开关 Y3 上升操作程序 T2 1S定时器
备注：由于整个设计中牵涉的开关按扭特别多，为了使整个设计过程有一个明确、清晰的结构。使参阅者能够快速的看懂整个设计思路，本工序图中的限位开关和输出信号以及其他的章节中的开关是独立的，没有共同作用。
通过上面的状态转移图可以发现利用该方案有以下优点： （2）各工序之间的联系清楚，工序的转换条件直观。
（3）可读性强、易理解、清晰的反映了整个工序的控制过程。
通过以上三种方案的比较，得出以下结论：
方案三采用了PLC状态编程方法的方案最优。PLC的状态编程是根据状态转移图进行的编程，而状态转移图是描述控制过程和特性的一种图形，也是设计PLC的顺序控制程序的有力工具，顺序控制功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，它是一种通用的技术语言。可以进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流之用，所以方案三才是最佳的方案。
第三章 单元分述
分析控制要求，确定输入输出设备
1、分析控制要求 根据步进状态编程的思想，首先将系统的工作过程进行分解，其流程如图3所示。
2、确定输入设备 系统的输入设备要有五个行程开关和一只按钮，因此PLC需要6个输入点分别和它们的常开触头相接。 二、I/O点分配
根据确定的输入输出点数，分配I/O点见表3—1
分配I/O表3--1
输入 输出
元件代号 功能 输入点 元件代号 功能 输出点
SB 系统启动 X0 KM1 上升 Y0
SQ1 上限位 X1 KM1 下降 Y1 SQ3 左限位 X3 KM1 右移 Y3
SQ4 小球限位 X4 YA 吸球 Y4
SQ5 大球限位 X5 HL 原点显示 Y10
三、用PLC控制后，机械臂的动作要求如下：
1、上限位开关SQ1（X001）和左限位开关SQ3（X003）压合动作，机械臂到达原点位置，原点指示灯亮。其操作程序如下：
3、机械臂上的吸球电磁铁开始吸球，经过定时器（T2）1秒延时，吸球动作结束。其操作程序如下：
4、机械臂开始上升，到达上限位开关SQ1（X001）时，SQ1（X001）压合，上升动作结束。其操作程序如下：
5、机械臂开始右移，若到达小球限位开关SQ4（X004）时，SQ4（X004）压合；若到达大球限位开关SQ5（X005）时，SQ5（X005）压合右移动作结束。其操作程序如下：
&nbs p;
6、机械臂开始下降，到达下限位开关SQ2（X002）时，SQ2（X002）压合，下降动作结束。其操作程序如下：
7、机械臂上的吸球电磁铁开始放球，经过定时器（T4）1秒延时，放球动作结束。其操作程序如：
8、机械臂开始上升，到达上限位开关SQ1（X001）时，SQ1（X001）压合，上升动作结束。其操作程序如：
9、机械臂开始左移，到达左限位开关SQ3（X003）时，SQ3（X003）压合，左移动作结束。其操作程序如下：
10、一个工作循环过程完毕，机械臂的工作方式为单步循环。
第四章 程序设计
根据大小球的分类装置的工作过程，以吸引球的大小作为选择条件。SQ2压合时，系统执行小球分支，反之，系统执行大球分支。 分支状态转移图4--1
S21分支状态编程采用：先进行分支状态的驱动处理，再依次转移的方法进行编程。
分支状态S21的指令表4--1
编程状态 指令 元件号 指令功能 备注
第一步： OUT T1 K20
驱动负载
LDI T1
OUT Y001
第二步：
依次转移 LD T1
第一分支转移条件
向第一分支转移
AND X002
SET S22 第一分支转移方向
LD T1
第二分支转移条件
向第二分支转移 SET S32 第二分支转移方向
二、S25为汇合状态。S25状态是分支程序的汇合点，称其回合状态。汇合状态S25由S24，S34中的任一状态驱动。其状态转移 图4--2和指令表4—2如下：
汇合状态S25的状态转移图4--2
S25汇合状态编程采用的方法是：依次进行汇合前所有状态的驱动处理，再依次向汇合状态转移
汇合状态S25的编程指令表4—2
编程步骤 指令 元件号 指令功能 备注
第一步：
依次进行汇合前所有状态的驱动处理
第一分支 STL S22 激活S22状态 S22状态的驱动处理
OUT T2 K10 驱动负载
SET Y004
LD T2 转移条件
SET S23 转移方向
STL S23 激活S23状态
OUT Y000 驱动负载
LD X001 转移条件
SET S24 转移方向
STL S24 激活S24状态 S24状态的驱动处理
LDI X004 驱动负载
OUT Y003
第二分支 STL S32 激活S32状态 S32状态的驱动处理
OUT T3 K10 驱动负载
SET Y004
LD T3 转移条件
SET S33 转移方向
第一步：
依次进行汇合前所有状态的驱动处理 第二分支 STL S33 激活S33状态 S33状态的驱动处理
OUT Y000 驱动负载
LD X001 转移条件
SET S34 转移方向
STL S34 激活S24状态 S34状态的驱动处理
LDI X004 驱动负载
OUT Y003 ;
第一步：
依次向汇合状态转移 STL S24 再次激活S24状态 第一分支向汇合状态转移
LD X004 转移条件
SET S25 转移方向
STL S34 再次激活S34状态 第二分支向汇合状态转移
LD X005 转移条件
SET S25 转移方向 状态转移图4--2
状态转移图所对应的程序梯形图如图4--3所示。
图4--3
根据单流程的编程方法和选择性分支的编程方法，对照状态转移图 图4—2。写出系统指令表 表4—3。
系统指令表 表4--3
程序步 指令 元件号 程序步 指令 元件号
0 LD M8002 4 LD X001
1 SET S0 5 AND X003
3 STL S0 6 SET S20
（续）
程序步 指令 元件号 程序步 指令 元件号
8 STL S20 35 STL S23
9 OUT Y010 36 OUT X000
10 LD X000 37 LD X001 13 STL S21 40 STL S24 17 LDI T1 42 OUT Y003 19 LD T1 44 OUT T3 K10
20 AND X002 47 SET Y004 23 LD T1 49 SET S33
24 ANI X002 51 STL S33
25 SET S32 52 OUT Y000
27 STL S22 53 LD X001
28 OUT T2 K10 54 SET S34
31 SET Y004 56 STL S34
32 LD T2 57 LDI X004
33 SET S23 58 OUT Y003
（续）
程序步 指令 元件号 程序步 指令 元件号
59 STL S24 77 LD T4
60 LD X004 78 SET S27 63 STL S34 81 OUT Y000
64 LD X005 82 LD X001
65 SET S25 83 SET S28
67 STL S25 85 STL S28 69 LD X004 87 LD X003
70 SET S26 88 SET S20
72 STL S26 90 RET
73 OUT T4 K10 91 END
76 RST Y004
第五章 系统设计
本章的主要内容是设计本系统的电路系统。
一、硬件接线
执行电路 图5--1
PLC输入输出电路 图5--2
根据输入输出设备及I/O点分配表，把执行电路图（8）和PLC电路图（9）连接起来，完成大小球分类传送控制系统电路图（10）
大小球分类传送控制系 统电路图5--3
其电路组成及元件功能见表5—1
电路组成及元件功能见表 表5--1
序号 电路名称 电路组成 元件功能 备注
1
电源电路 QF 电源开关
2 FU3 作变压器短路保护用
3 TC 给PLC及PLC输出设备提供电源
4
主电路 FU1 作电动机M1的电源短路保护用
5 KM1主触头 控制电动机M1的正转
6 KM2主触头 控制电动机M1的反转
7 FR1 作电动机M1的过载保护用
8 M1 升降电动机
9 FU2 作电动机M2的电源短路保护用 11 KM4主触头 控制电动机M2的反转 13 M2 水平移动电动机
14
控制电路
PLC输入电路 FU4 作PLC电源电路短路保护用
15 SB 启动按钮
16 SQ1 上限位 18 SQ3 左限位
19 SQ4 小球限位
20 SQ5 大球限位
（续）
21
控制电路
PLC输出电路 FU5 作PLC输出电路短路保护用 安装时，YA用接触器KM代替
22 KM1线圈 控制KM1的吸合与释放
23 KM2线圈 控制KM2的吸合与释放
24 KM3线圈 控制KM3的吸合与释放
25 KM4线圈 控制KM4的吸合与释放
26 YA 吸球
27 KM1常闭触头 M1正反转联锁保护
28 KM1常闭触头 M1正反转联锁保护 30 KM1常闭触头 M2正反转联锁保护
31 FU6 PLC输出电路短路保护
32 HL 原点显示
备注：
二、安装接线图
根据大小球分类传送控制系统电路图5--3绘制系统接线图5--4
大小球分类传送控制系统接线图 图5—4
三、器件清单
器件清单 表5--2
序号 分类 名称 型号规格 数量 单位 备注
1 工具 常用电工工具 1 套
2 万能表 MF47 1 只
3
设备 PLC FX1n-40MR 1 只
4 小型三级熔断器 DZ47-63 1 只 6 三相电源插头 16A 1 只 8 熔管 2A 4 只
9 6A 6 只 11 指示灯 24V 1 只
12 按钮 LA4-3H 1 只
13 行程开关 JLXKI-111 5 只 15 & nbsp;端子板 TD-1520 1 只
16 安装铁板 600mm*700mm 1 块
17 导轨 35mm 0.5 m （续）
19
消耗材料 铜导线 BVR-1.5 8 m
20 BVR-1.5 4 m 双色
21 BVR-1.5 5 m
22 紧固件 M4x20mm螺钉 若干 只
23
紧固件 M4螺母 若干 只
24 Ф4mm垫圈 若干 只
25 编码管 Ф1.5mm 若干 m
26 编码笔 小号 1 支
大小球分类传送控制系统安装板图（12）
第六章 调试说明书
大小球分类传送装置的主要功能是将大球吸住送到大容器中，将小球吸住送到小容器中，实现大、小球分类。
一、 安装电路 2、根据接线图5--4，固定元器件。
3、根据配线原则及工艺要求，对照元件的接线图进行配线安装。
4、板上元件及外围设备的配线安装。
二、 自检
1、检查布线。对照接线图5--4检查是否掉线，错线，是否漏编，错编，接线是否牢固等。
2、使用万能表检测安装的电路，测量相应阻值与正确阻值是否相符。根据线路图检查是否有错线、掉线、错位、短路等。
3、通电观察PLC的指示LED经自检，确认电路正确且无安全隐患。
三、输入指令表 指令表窗口图6--1
四、 通电调试、监控系统
1、连接计算机与PLC，用SC-09编程线缆连接计算机COM1串行口与PLC的编程接口。
2、进行端口设置后，写入程序
3、调试系统。将PLC的RUN/STOP开关拔至RUN位置后，观察系统的远行情况。如出现故障，立即断电。重新分析原因，检查电路或梯形图后重新调试，直至系统实现功能。
小结
毕业设计是综合检验大学所学知识应用能力的重要环节，也是使理论知识系统化、强化实践能力的有效手段，它能巩固所学知识、加强系统设计能力，起到启发思想的效果。
本设计为大小球分类传送装置PLC控制系统的设计，是可编程控制器在工业上的重要应用。随着电子技术、计算机及自动化技术的迅猛发展，PLC技术懂得发展也越来越快，PLC的功能也越来越强大，PLC在工业上的应用也越来越广泛。
大小球分类传送装置PLC控制系统使用了简单明了的机械动作。它能精确、快速的实现大小球的分类。而且有效工作时间长，维护方便。应用起来相当的方便。
感谢刘耀元老师及同组同学的大力支持和帮助，通过本次毕业设计制作，使我对自己所学的知识有一个新的提高。在查询资料和收集有关材料期间，经历了不少的艰辛，但收获同样是巨大的。在整个设计过程中，使我所学的知识得到了一定程度的融会贯穿。也培养了我独立工作的能力；树立了对自己工作能力的信心；大大提高了动手能力。通过本次的设计，相信对今后的学习工作有着重要的影响。
最后，再次感谢老师刘耀元，在他的细心指导下，让我解开了许许多多的疑问和难提。也在次感谢我的同组同学，在这次设计中，更体现出真诚、合作的团队精神，而这种精神也是当今社会所需要的。
[2] 张万忠主编. 可编程控制器应用技术. 第3版. 化学工业出版社.
[3] 齐从谦主编. PLC技术应用. 机械工业出班社， 2000.
[关键词]工程素质力学教学体系
力学课程是学生在大学阶段接触到的第一门与工程实际相结合的课程，其工程实践性强，是工科机械类学生进行后续课学习及从事设计工作所需知识的必备课程。力学经过100多年的积累与沉淀形成了比较经典的理论体系，但工程实际中的仍有一些问题无法得到精确解和完备的理论解释。随着近代计算力学的发展、计算机技术与数学的发展，在工程设计中，一些新的设计方法日趋完善与经典力学相互应证，在现代复杂工程设计中充当了重要的角色。材料科学日新月异的飞速发展，使新兴材料的力学性能与传统材料产生了很大的差别。这些相关学科的发展都极大的推进了力学的发展，如何在非力学专业的机械类学生中进行力学课程的教学，在发展的时代面前面临新的问题。
我校是以应用型人才培养为目标，注重培养学生的工程素养，课程组就基础力学教学与工程应用及工科大学生素质能力培养体系展开研究，围绕学校办学特色，结合机械工程、车辆工程、材料工程专业特点，在基础力学教学中提出“课程体系贯通化、求解问题工程化、工程构件模型化、教学手段多样化、经典力学柔性化、反映学科现代化”的建设目标，并实施了改革实践，突出培养学生的实践应用能力、抽象简化能力、初步的科学研究能力和综合的工程素质。
一、课程体系贯通化
（一）调整教学内容，实现力学课程体系与其它课程贯通
我校机械类工科专业在力学课后会开出机械原理、机械设计、汽车理论、汽车设计等专业课，这些课程用到大量的力学知识，而以学科划分的课程不能反映出学科间的相互联系与变化，造成课程体系僵化、课程内容重复、课程信息陈旧等问题。通过调研基础力学先修课和后续课的教学内容，适当打破原课程体系的严格界限，建立贯通化课程体系，对基础力学课程的教学内容进行有机组合和优化。对于同一类教学内容或采用合并或在力学教学中只简单复习不再深入讨论。重点与后续专业课的某些知识点建立联系，将后续课程的研究对象引入力学课堂，这样，学生在后期的学习中其所用的理论分析体系已经熟悉，专业课的再次提及既可强化简力学应用，又可减少理论分析时间，为学生学习专业课夯实力学基础。
（二）确立“三年力学学习不断线”渗透式的教学体系
大学二年级通过两门基础力学课程学习力学基本理论和方法，融入力学竞赛与力学小课题。大学三年级在有限元法基础与应用课程中进一步深入力学模型的概念，结合工程实例介绍力学模型构建的思路，并通过典型的力学模型的理论解与仿真结果对比，提高学生的仿真和力学应用分析能力。同时成立CAE课外兴趣小组，对学生实行个性化培养。大学四年级将力学课题渗透到课程设计、毕业设计课题中，进一步强化力学在工程实际中的应用。
二、求解问题工程化
力学问题来源于实践，回归于实践。将力学理论紧密结合实际问题是其立足之本。
（一）深入实际进行调研
通过往届毕业生的“基础力学教学与工科大学生工程素质的培养研究”调研表，了解毕业生从事的工作中运用力学知识的重要程度、应用的重点内容、应用中理论的充足性以及毕业生对基础力学课程教学内容的建议，收集他们在工作中应用力学知识解决实际问题的实例。通过分析总结课程组进一步增强了基础力学教学改革及培养学生工程应用能力与创新能力的信心。同时对奇瑞汽车公司、东风有限商用车技术中心CAE室等单位进行了调研，了解汽车生产中较为集中的力学设计计算内容及设计部门对基础力学教学的建议，了解CAE室最新发展状况，收集生产部门的具体力学实例，掌握力学在生产实际与前沿研究中的应用，积累了大量的工程素材。
（二）建立工程实例素材的共享库
通过教师的教学实践和科研成果的资料收集，整理出上百个与机械和汽车相关的工程实际问题及其力学模型，包含生活领域及自然界中与力学问题有关的趣味例子，形成较为丰富的课程资源库。这些资源可直接用于教学，为每一章新内容的引入与理论应用提供了良好的工程平台，由于学生学习目的明确，易于接受，使较为严谨的力学课堂教学吸引力有了极大提升。同时，该工程实例库面对全体课程组教师实现教学资源共享，不同的经验可以相互借鉴，为教师整体教学水平的提高和团队以老带新打下良好基础。
（三）根据自身特点，编写出版教材
为突出课程培养特色，课程组在配套十一五优秀教材的基础上，编写工程针对性强的习题册。一些习题来源于工程实际设计课题，涉及车辆部件、机床结构、机械手、加工工装及工艺等。习题册内同时增加一部分有一定深度题目，也涉及实验测设方法与理论分析相结合的实验方案确定问题，强化实际应用，拓展学生的思维，培养学生的研究能力。
三、工程构件模型化
力学建模是联结力学与工程应用最为重要的纽带，其重要性毋庸置疑。基于这点共识，工科高校也纷纷开设力学建模的讲座或课程。因此，课程组在课程中为力学建模设置单独教学单元，就模型简化的载荷处理、约束处理、等效替换等问题通过实例进行分析。同时，本课程组提出“力学建模贯穿式”教学，该模式符合“三年力学学习不断线”的教学体系。即在基础力学学习中，采用概念实例力学模型的教学模式展开，力学模型描述的内容含有构件的几何、材料、受力和约束模型。而工程结构力学模型的参数估计和模型的检验在后续有限元法课程中将涉猎。
四、教学手段多样化
针对教学手段以“处方式”为主、学生“按方取药”，建立了“课内与课外相结合、多媒体与板书相结合、理论与实验相结合”的教学模式。
（一）课内与课外相结合
课内教学坚持以学生为主体，教师为主导的原则，在教学手段方面形成了基础力学课程的教学特色，即基于基础原理传授式教学、基于工程背景启发式教学、基于力学专题研究型教学、基于思考题讨论式教学。在夯实第一课堂的基础上，大力拓展第二课堂，鼓励学生不满足书本上的知识，积极进行课外研究。1）建成基础力学教学网络平台。开发了一套具有不同教师个性化的、能反映教学过程管理和监控的网上辅助教学系统。该教学平台包括隶属于每位教师的教学资料、教学管理信息，以及课程公共的资料信息，能够构建基础力学课程的课后学习及教师日常教学管理等环境。考虑到力学系列课程的建设，网站除了开辟了理论力学，材料力学课程外，还增设了流体力学和有限元法基础等课程。课程网站建设的除包括基本的课程简介、教学大纲、授课教案、网络课件、教学录像、力学实验外，还包含力学论文、力学自测题、趣味力学、力学小课题和力学名人新颖的内容。为学生课外复习课堂内容，学习课程相关知识提供了便利的条件。2） 开展力学竞赛。为提高工科学生力学知识水平及应用能力，巩固所学的基础知识、活跃思维和激发钻研力学问题的热情，课题组每年举办力学竞赛。竞赛增进了学生对力学学习和研究的兴趣，促进了基础力学的教学改革。3）考研单独辅导。基础力学两门课程是工科类学生考研的专业课，分值高达150分。课题组教师收集了各个学校的考研试题，分析总结了试题的知识点、分值分布和解题方法，对需要的学生进行单独辅导。4）开展力学小课题的活动。充分考虑学生个体化差异，实现常规教学与个性培养相结合、课内和课外相结合的教学模式，着力培养和提高学生的创新能力和综合应用能力。力学小课题融新颖、灵活、趣味于一体，理论联系实际、包括讨论题、设计题、利用计算机求解的问题等。
（二）多媒体与板书相结合
课程教学中，采用传统的黑板教学和现代多媒体技术相结合，利用现代计算机数值模拟仿真动画技术，直观揭示构件各种变形下的应力分布规律、变形特点等；通过启发式教学，揭示知识发生过程。例如，在讲解应力集中问题时，由于缺乏相应的配套实验，学生往往很难理解。利用通用有限元分析软件能够模拟出带小圆孔方板的应力分布图，同时还可以引导学生分析孔的大小、形状及位置与应力集中的关系，如图1。对于某些强调学生思考的问题，可以在黑板上逐步进行引导，让学生给出求解思路和方法，这样的方式互动性强，促进学生主动思考。
（三）理论与实验相结合
除开出教学基本要求的实验外，实验室实行分期全天开放，为学生提供可选做的实验项目，学生可也利用实验设备，自行验证理论、设计实验。实验教师开发出新的设计性实验项目，实验内容注重工程背景、追求真刀真枪、突出学科交叉。如：闭口方钢的性能测试及数值模拟分析，槽钢的性能测试及数值模拟分析等，通过理论计算、电测试验和仿真模拟，研究结构在变形时的力学性能和特点。在理论层次、实验方法设计层次方面对学生的实践应用和研究能力都有一个大的提升。
五、经典力学柔性化
专业基础课要“厚”，不仅体现在课程本身的教学内容上，还涉及科研精神的培养与教学中体现的人文精神。
（一）实现基础力学课程的模块化教学，由1+1变为2+2。尝试多学时力学课程分模块化教学
使学生分阶段重点掌握知识内容，易于学习消化，易于监督检查，在一定程度上防止了学生前期懒散最终一次性复习的不良习惯，培养学生持之以恒进行科学研究的工程素质。经过三轮教学实践，考试成绩分析及试卷分析报告说明：实施模块化教学能更加全面的考察学生对课程的掌握情况，学生前期内容明显掌握扎实，避免了大学分课程一次性考试刚度过大的问题，同时帮助学生逐步养成脚踏实地、坚持不懈的优良学习习惯，逐步建立做人做事上不要投机取巧的思维模式。
（二）在经典力学教学体系中引入人文教育
力学课程内容严谨、逻辑性强、推到繁杂，学生学习有一定的难度。在授课中适当介绍本学科相关历史和发展进程及关键人物。如，讲胡克定律时介绍中国古代郑玄的贡献；讲梁的合理截面时介绍中国古代对矩形截面梁高宽比的认识；讲梁弯曲时介绍圣维南的贡献等。学生在学习力学知识的同时，对其发展过程有初步的了解，认识前人在学科发展中探索研究的艰苦历程和学科发展史与人类文明史之间的关系，激发学生学习兴趣和探索钻研精神。
六、反映学科现代化
笔者认为将课程的前沿内容引入到教学中是对教师能力的一个极大挑战。现代科学发展迅猛，一些传统的设计方法在碰到复杂大型设计问题上会显得繁杂而无力，在力学学科中新的技术、理论及应用也在不断涌现，其理论新、涉及面广、实用性强。将这些先进的方法融入教学对开拓学生视野无疑具有积极的作用。课程组教师结合自身科研对一些现代先进的科技成果和学科的发展动态适当的增加，如：当代力学计算手段有什么，可以应用到什么方面的设计，引入优化、非线性、有限元分析技术介绍等。在专项内容方面，讲授上除经典理论外，将最新研究成果进行介绍，使学生在这一方面有初步的、较为全面的知识把握。如讲授疲劳内容时，将疲劳的新、旧理论进行介绍，阐明单轴与多轴疲劳应力分析之间的区别与联系，对其应用背景进行阐述。在材料力学性能讲授时，对新兴各向异性复合材料的性能与各向同性经典材料进行对比等。
通过“六化”建设目标的提出和实施，课程组力争全方位构建培养高素质人才的工科力学教学体系。该体系集基础性、层次性、系统性为一体，具有“立足培养目标、突出工程背景、张显与时俱进、强化综合交叉、体现学科成果”五个特点，为理论与实践相结合的工程素质教育培养探索出一条有益的道路。
[参考文献]
[1]李乐山.高等学校进行研究型教学的方法和意义[J].西安交通大学学报,2008,(28).
[2]张田梅,高春,王志伟.应用型本科院校材料力学课程研究型教学的几点实践[C].北京:高等教育出版社,2009.
关键词：卓越计划；企业攻关课题；培养模式
作者简介：陈水宣（1980-），男，福建厦门人，厦门理工学院机械工程系，讲师；易际明（1954-），男，湖南桃源人，厦门理工学院机械工程系，教授。（福建 厦门 361024）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）15-0053-02
“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是国家教育部2010年6月启动的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。[1-2]卓越计划对高等教育面向社会需求培养人才，调整人才培养结构，提高人才培养质量，推动教育教学改革，增强毕业生就业能力都具有十分重要的示范和引导作用。[3]
作为第二批加入卓越计划的高校，厦门理工学院结合本校的办学特色，在前期进行了广泛的论证和调研工作。本课题提出基于企业攻关课题的卓越工程师培养模式。攻关课题的立项遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”的原则，其立论依据是通过校企的产学研合作联合培养人才，其载体是企业导师、高校导师共建的以解决实际生产问题为目的的攻关问题。
一、问题及现实需要分析
在卓越计划中，学生是对象，企业和高校则起主导作用。与传统高校为主的培养模式不同的是，在卓越计划实施过程中，学生将直接接触企业生产现场，参与实际工程训练；而企业作为双导师之一，成为其中十分关键的环节，直接参与人才订单式培养模式的制订，为企业积累对口的人才储备。此外，对高校导师的素质提出了更高的要求，要求具备企业工作经历。卓越计划培养模式改革力度大。但是通过前期的调研工作和试点，突显出以下问题：
1.企业参与卓越计划缺乏积极性
因企业没有法定的育人责任和义务，如何调动企业参与“卓越计划”的积极性、保证校企合作的稳定性以及本科阶段累计1年企业学习阶段的效果是国家和学校在制度、政策上亟待解决的问题。
2.企业学习阶段的安全隐患
学生在企业学习阶段需要到生产现场接受与培养方案相关的学习和项目的训练，因学生经验不足以及缺乏足够的安全培训，存在一定的安全隐患。学生安全事故的防范以及风险承担须政府、高校、企业部门制订有关规章制度。
3.学生合法权益受到侵害的风险
部分企业可能将到企业学习的学生视为替代操作工的廉价劳动力，不按校企所定协议进行有效的教学。学生承受长期加班、在非无害工作环境里工作等，尤其是从事的工作为重复性的劳作，容易影响学生在企业学习的积极性，其学习效果也会大打折扣。
4.高校教师实际工程经历不足
高校里具备工程实践背景的教师较为欠缺，特别是应用型本科院校教师的工作经历绝大多数是从学校到学校，对企业的工作流程和运作模式了解甚少。缺乏企业经历的教师在卓越计划实施时难以有效指导学生参与实际工程项目课题。
本研究旨在针对前期工作中面临的若干严峻问题和难点，提出基于企业攻关课题的卓越工程师培养模式，其目的是通过该创新模式的探索和试点，培养造就一批面向机制专业的实践能力强、适应现代机械专业发展需要的高质量工程技术人才，促进本校高等教育面向社会需求培养人才，提高工程教育人才质量。
课题结合企业导师和高校导师的双带教作用，围绕以服务企业为导向的攻关课题，实现卓越工程师培养过程的企业、导师、学生三方共赢。在卓越计划中，企业攻关课题的构建及课题实施过程中双导师带教方法的探索是本课题的主要研究内容。
1.攻关课题的定义
由高校、企业和学生“三结合”组成，以解决企业关键技术问题和提升学生实际工程能力为目的。特点是课题紧贴企业技术需求，且需要结合高校指导导师丰富的理论基础，最终在培养学生的同时取得明显的技术成果和经济效益。
2.攻关课题的构建原则
首先，所选攻关课题以服务企业为导向，是真刀真枪的实际问题。比如，2011年11月与厦门林德叉车立项实施的《林德叉车液力变矩叉车缓动功能研究》、《宝力系列叉车减震功能优化》等，该类项目是解决企业产品的重要问题，也是迫切依托高校解决的问题。
其次，结合实际、务实管用。所选课题以应用研究为主，做到课题是学科专业知识的延伸，学科专业知识是课题的基础，并始终坚持“课题就是问题”、“成果就是办法”、“研究就要管用”的原则。所立的每一项课题都与本专业联系十分紧密。比如，与厦门和丰利除污设备有限公司合作立项的《汽车轮胎模具干冰清洗机械手》与机械系机制专业的专业知识工作密切相关。
再次，集思广益、系统论证。企业和高校的双导师共同研讨攻关课题，拟采用固定选题和参考选题的方法，采取自上而下的方式由导师分配课题，采用自下而上的方式由学生根据兴趣和专长挑选课题，把卓越工程师的要求和企业自身的需要紧密结合起来，最后由校企卓越计划专家委员会论证最终确定选题。
3.具体选题及实施
攻关课题的选题特点是“小”、“实”、“活”、“新”。“小”，即提倡小课题、小项目，课题难度符合本科生的培养目标，避免片面追求力不能及的“大而全”课题；“实”，即课题目标明确，措施具体，方法运用适当，尽量不脱离专业知识范畴；“活”，即活动形式灵活多样，对学生有吸引力，容易产生学习兴趣；“新”，即思想观念、学习形式、成果总结、发表等要不断创新，不墨守成规。
课题搭建双导师带教机制的核心思想是在攻关课题的实施中实现“问题具体化、目标定量化、方法科学化、结果应用化”。企业导师重点完成问题挖掘、目标定量监控，高校导师指导学生采用科学化的方法分析问题、解决问题，并最终实现研究结果的应用化。
三、双导师制培养模式保障
1.建立企业和高校的双导师带教机制
课题重点研究围绕攻关课题的双导师带教机制，由学校配套具备工程背景的指导老师，同时从企业选拔实际经验丰富、从事机制相关领域的优秀工程师作为学生攻关课题的指导老师，力争每5名学生配一名企业指导老师。[3]
根据“卓越工程师培养计划”的培养要求，采用校企联合培养模式，把工程师素质培养分为校内学习和企业学习两个相对集中的培养阶段。实施“3＋1”培养模式，即3年在校学习，最后1年集中在企业学习。[4]
建立大学生校企联合培养的“双师团队”，学生在企业学习期间，由“学校导师”和“企业导师”共同指导。“学校导师”由具有较强工程背景的教师担任，对实习学生进行全过程跟踪指导；“企业导师”则由学校聘请所在企业中具有工程师以上职称和丰富理论知识与实践经验的工程技术人员、管理人员担任，负责学生在企业学习、毕业设计的指导和管理工作。
