時(shí)間：2022-04-24 22:45:26
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工科本科畢業(yè)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：工科 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 指導(dǎo)方法
工程學(xué)或工學(xué)是應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)的原理來解決問題。工科是應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的原理，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐所積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展起來的學(xué)科，代表性學(xué)科有土建類、水利類、電工類、電子信息類、熱能核能類、化工制藥類等等。工科的培養(yǎng)目標(biāo)是在相應(yīng)的工程領(lǐng)域從事規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工、原材料的選擇研究和管理等方面的高級工程技術(shù)人才，主要是培養(yǎng)以實(shí)際應(yīng)用能力為主的工作人員。
我國每年大學(xué)本科學(xué)生中，工科類學(xué)生占相當(dāng)大的比例。以武漢大學(xué)為例，全校五個(gè)學(xué)部每年共招生約7650人，其中工學(xué)部招生約1640人（水利水電學(xué)院約390人，電氣工程學(xué)院340人，動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院約460人，城市設(shè)計(jì)學(xué)院約150人，土木建筑工程學(xué)院約300人），約占本科總招生人數(shù)的22%。這些學(xué)生畢業(yè)后將進(jìn)入社會(huì)的各行各業(yè)，成為教學(xué)、科研和工程建設(shè)的中堅(jiān)力量，本科學(xué)習(xí)對于他們來說，將是人生的一大轉(zhuǎn)折，而本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）也是他們四年所學(xué)知識的鞏固和升華，是他們踏入人生的重要里程。作為本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的指導(dǎo)教師，如何使得學(xué)生在短短半年時(shí)間內(nèi)盡可能將本科期間所學(xué)知識得到鞏固，同時(shí)使得他們的個(gè)人能力得到提高，是我們需要認(rèn)真思考的難題，尤其對于工科類本科畢業(yè)生，學(xué)生的應(yīng)用知識能力尤其重要。總得來說，對于工科類學(xué)生，通過本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的過程使得他們能夠“學(xué)以致用”。
一、工科類本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題特點(diǎn)
以2012級武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院巖土與道橋系本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）為例，全系采取公布選題，雙向選擇的模式，全系20名指導(dǎo)教師提供了89個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目供59名本科畢業(yè)生自由選擇，最終同學(xué)們選擇了其中的41個(gè)課題（如表1所示）。
從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，學(xué)生所選擇的41項(xiàng)課題中，有10項(xiàng)為畢業(yè)論文，占總課題的24%；另外31項(xiàng)均為畢業(yè)設(shè)計(jì)，占總課題的76%。學(xué)生所選課題中，教授指導(dǎo)課題22項(xiàng)，副教授指導(dǎo)課題17項(xiàng)，講師指導(dǎo)課題2項(xiàng)。學(xué)生所選擇的本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的選題均來源于真實(shí)的工程，且都是應(yīng)用類課題。可見，工科類學(xué)生在進(jìn)行畢業(yè)選題時(shí)，傾向于選擇應(yīng)用性較強(qiáng)的課題，且傾向于選擇知名度較高的教授、副教授作為自己的指導(dǎo)教師，學(xué)生對于畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選擇的傾向性受當(dāng)前就業(yè)形勢的影響很大。
二、工科類本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中存在的問題
工科是以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為主的學(xué)科，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是對大學(xué)期間所學(xué)知識的鞏固和升華，是學(xué)生適應(yīng)社會(huì)能力的最佳鍛煉機(jī)會(huì)。然而，受各種因素的影響，目前高校工科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）存在許多方面的問題，主要概況為以下三個(gè)方面：
1.學(xué)校硬件及管理方面
工科是以實(shí)踐應(yīng)用為主的學(xué)科，大學(xué)本科期間學(xué)生大多數(shù)以課程學(xué)習(xí)為主，要將課堂知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐就需要進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)及工程實(shí)踐。然而，目前許多工科院校試驗(yàn)條件有限，尚不能滿足所有本科畢業(yè)生的應(yīng)用要求，因而造成許多畢業(yè)生的本科論文（設(shè)計(jì)）都是“紙上談兵”。另一方面，目前本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的管理相對松散，各高校雖然都制定有相關(guān)的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）考核標(biāo)準(zhǔn)，但在具體實(shí)施方面缺乏執(zhí)行力度，很難做到從立題、選題、開題、中后期檢查、評閱、答辯全過程的監(jiān)督管理，以至于到最后很多都是“能過且過”，本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的質(zhì)量很難保證，學(xué)生也無法起到真正的鍛煉作用。
2.學(xué)生的態(tài)度和執(zhí)行力度方面
當(dāng)前工科學(xué)生的就業(yè)壓力越來越大，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程往往具有很強(qiáng)的目的性和針對性，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的選題也是如此，前面分析中已經(jīng)看出，學(xué)生選題傾向于應(yīng)用性強(qiáng)的課題，同時(shí)也熱衷于選擇知名度較高的教授或副教授作為自己的指導(dǎo)老師，大多數(shù)學(xué)生希望藉此為自己接下來找工作或者讀研能夠提供幫助。而且，在大學(xué)四年級下學(xué)期這半年時(shí)間里，大多數(shù)學(xué)生開始為自己的工作奔波，投入畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的時(shí)間和精力都有限，許多學(xué)生都是集中在答辯前一個(gè)月甚至一周才開始真正投入寫作，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的質(zhì)量也就可想而知了。
3.教師的指導(dǎo)方法和重視程度方面
目前高校教師普遍肩負(fù)著教學(xué)和科研兩方面的任務(wù)，工作量較大，因而往往希望能夠在指導(dǎo)學(xué)生的同時(shí)能夠?qū)ψ约旱目蒲腥蝿?wù)有所幫助，而本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）由于時(shí)間短，而且學(xué)生也處于鍛煉階段，對教師的研究工作不僅起不到幫助，反而會(huì)占用較多的時(shí)間和精力。這就使得許多教師對待本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）不夠重視和認(rèn)真，選題也沒有考慮本科生實(shí)際的知識結(jié)構(gòu)和接受能力，在指導(dǎo)時(shí)間和方法上投入不夠，學(xué)生往往處于“放羊”的狀態(tài)，到最后答辯時(shí)也就應(yīng)付著畢業(yè)了，如此以來，后面的學(xué)生也會(huì)覺得畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）就是這種水平，從而形成惡性循環(huán)，學(xué)生無法通過畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）起到真正的鍛煉和提高，錯(cuò)失了踏入社會(huì)前最好的一次自我提高的機(jī)會(huì)。
三、工科類本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)方法探討
考慮目前本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中存在的問題，結(jié)合工科類本科畢業(yè)生選題特點(diǎn)和實(shí)際情況，要提高本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量，使學(xué)生真正能夠“學(xué)以致用”，工科類本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的指導(dǎo)工作需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：
1.在時(shí)間層面上，由于目前本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）都是安排在第8個(gè)學(xué)期，與畢業(yè)生考研或求職沖突，可以考慮將本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）分解進(jìn)行，即在第7個(gè)學(xué)期或者更早的第6個(gè)學(xué)期就開始安排畢業(yè)生的選題工作，這樣一方面學(xué)生有充足的時(shí)間來考慮選題的合理性和可行性，另一方面，指導(dǎo)教師也能夠有較為充足的時(shí)間來與學(xué)生交流。
2.在選題安排層面上，指導(dǎo)教師應(yīng)該盡可能的結(jié)合自己所承擔(dān)的科研項(xiàng)目進(jìn)行立題，同時(shí)盡可能安排學(xué)生到現(xiàn)場考察參觀，一方面提高學(xué)生的感性認(rèn)識，另一方面也有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使他們真正感受到學(xué)有所用。所立選題也應(yīng)該充分考慮本科生的知識結(jié)構(gòu)，以能夠系統(tǒng)的鞏固所學(xué)專業(yè)知識為主。
3.在指導(dǎo)模式方面，可以考慮多個(gè)指導(dǎo)教師形成團(tuán)隊(duì)的模式，這樣有助于學(xué)生之間的交流，同時(shí)也可以彌補(bǔ)指導(dǎo)教師時(shí)間不足的問題，也可以考慮讓指導(dǎo)教師的在讀研究生作為助教，一同輔導(dǎo)本科生。
4.在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）考核方面，應(yīng)該提出明確具體的考核指標(biāo)，不僅要考核學(xué)生，同時(shí)也要考核相應(yīng)的指導(dǎo)教師。考核指標(biāo)也應(yīng)該分配到平時(shí)的指導(dǎo)工作中，不能僅僅以畢業(yè)答辯為準(zhǔn)，同時(shí)適當(dāng)加大優(yōu)秀畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的獎(jiǎng)勵(lì)力度，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。
四、 結(jié)論和建議
工學(xué)是應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)的原理來解決問題的一門學(xué)科，該學(xué)科本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的目的也應(yīng)該以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力為主，使他們能夠“學(xué)以致用”。通過對武漢大學(xué)2012年巖土與道橋系本科畢業(yè)生選題分析，發(fā)現(xiàn)畢業(yè)生選題受就業(yè)形勢影響很大，同時(shí)對學(xué)校、教師和學(xué)生三個(gè)層面的分析發(fā)現(xiàn)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中存在許多問題需要探索和改進(jìn)。結(jié)合本人自己的教學(xué)經(jīng)歷，分別從時(shí)間層面、選題安排層面、指導(dǎo)模式層面以及考核標(biāo)準(zhǔn)等方面提出了一些改進(jìn)方法和建議，希望對工科類學(xué)生本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)工作有所幫助，使每一位畢業(yè)生能夠真正做到“學(xué)以致用”。
參考文獻(xiàn)
[1] 姜遠(yuǎn)平，劉少雪. 從工科畢業(yè)生就業(yè)競爭力看我國高等工程教育改革[J].復(fù)旦教育論壇，2004.
[2] 高明生.工科本科畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問題及應(yīng)對措施[J].高等教育研究，2009.
[關(guān)鍵詞]畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 理工科本科生 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 研討會(huì)
[中圖分類號] H642.477 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）09-0111-03
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是高等學(xué)校本科專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃中的最后一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生在系統(tǒng)掌握專業(yè)知識、技術(shù)及平時(shí)教學(xué)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，在畢業(yè)之前提交的一份綜合性答卷。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的質(zhì)量不僅能反映出本科生的專業(yè)水平和參與科研的能力，也在很大程度上反映出學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效果。近年來，隨著高校教學(xué)改革的進(jìn)一步深入，學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）無論在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或格式規(guī)范上都有了很大的提高，但是本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的指導(dǎo)工作和教學(xué)實(shí)踐中還存在著這樣或那樣的問題。筆者就在日本學(xué)習(xí)期間的經(jīng)歷和接觸到的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）做法，比較了日本與我校和兄弟院校理工科本科生的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）做法，重點(diǎn)分析了日本理工科本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）設(shè)置的一些特點(diǎn)和值得我們學(xué)習(xí)、借鑒的實(shí)驗(yàn)方法和經(jīng)驗(yàn)，為本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）教學(xué)的進(jìn)一步改革提供參考。
一、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的定位、起始和完成時(shí)間
日本和我國本科生的畢業(yè)論文都定位為學(xué)士學(xué)位論文，是本科生畢業(yè)之前提交的一份綜合性答卷。在修完教學(xué)計(jì)劃中所有課程的同時(shí)，本科生通過畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯才能獲得本科畢業(yè)資格和學(xué)士學(xué)位。在日本，大學(xué)三年級的學(xué)生首先確定自己的專業(yè)方向，而后已經(jīng)確定研究方向的學(xué)生直接去找指導(dǎo)教師，根據(jù)雙向選擇來確定本科生所屬研究室及導(dǎo)師。本科生做畢業(yè)論文的時(shí)間為一年，從第七學(xué)期開始，本科生在修第七學(xué)期計(jì)劃課程的同時(shí)就開始從事畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）相關(guān)的工作。本科生在最初的幾周或幾個(gè)月里要了解情況、參與和熟識相關(guān)的研究工作、收集和了解相關(guān)的資料、掌握有關(guān)儀器的使用方法和操作規(guī)程，最后和導(dǎo)師協(xié)商，選定研究題目。而各研究室也為新生舉辦特別研討（輪講）會(huì)，在研討會(huì)上，首先由研究室負(fù)責(zé)人介紹本研究室的總體情況、各成員的簡歷、研究課題及項(xiàng)目、年度活動(dòng)計(jì)劃（學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)、實(shí)習(xí)、參觀、調(diào)查、旅游、聚會(huì)）等情況。接下來由幾位學(xué)生（包括博士生、研究生、四年級學(xué)生等）報(bào)告最近一段時(shí)間內(nèi)的科研情況，最后還舉行一個(gè)小型聚會(huì)，給新生創(chuàng)造另一個(gè)“近距離”相互了解的機(jī)會(huì)。而我校和國內(nèi)部分高等院校大多是在第七學(xué)期末時(shí)由教師出畢業(yè)論文題目給學(xué)生，學(xué)生只看題目和導(dǎo)師就選題，根本不了解該題目的研究內(nèi)容。由于這時(shí)已經(jīng)是學(xué)期末，學(xué)生正處于最緊張的復(fù)習(xí)考試階段，教師也處于出題改卷、計(jì)算考核成績的最忙時(shí)期，大部分教師對學(xué)生沒有安排實(shí)際性的任務(wù)。第八學(xué)期開學(xué)后，學(xué)生才著手了解情況、查閱收集資料、制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，并購買相關(guān)藥品材料，開始做實(shí)驗(yàn)。因布置時(shí)間過遲，學(xué)生沒有充分的時(shí)間準(zhǔn)備，不能及早進(jìn)入狀態(tài)。加之最后一個(gè)學(xué)期也是很多學(xué)生參加就業(yè)招聘會(huì)、研究生面試、考各種資格證和畢業(yè)補(bǔ)考的時(shí)間，諸多因素使得學(xué)生難以集中精力進(jìn)行畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），這對畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的質(zhì)量造成了影響。
二、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）過程中提倡循序漸進(jìn)
在日本，本科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，導(dǎo)師不要求學(xué)生馬上就開始做實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)）。他們首先給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)適應(yīng)、了解和掌握畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）做法的條件，要求學(xué)生重復(fù)和了解前人的工作，選修有關(guān)的課程，收集資料，自學(xué)有關(guān)的知識，并在此基礎(chǔ)上在研討會(huì)上作簡單的報(bào)告。總而言之，第七學(xué)期是學(xué)生適應(yīng)、了解和掌握有關(guān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作和初步進(jìn)入正式制作畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的階段。在此階段導(dǎo)師鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)新及自主意識，在已了解和掌握的知識的基礎(chǔ)上初步確定畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目和內(nèi)容。在第七學(xué)期末的某次研討會(huì)上就專門作本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的開題報(bào)告，爭取導(dǎo)師和研究室人員的指導(dǎo)意見和建議。各種條件準(zhǔn)備就緒以后，再開始做實(shí)驗(yàn)。相比較而言，我們只有一個(gè)學(xué)期（實(shí)為14周，有些學(xué)校甚至只有半個(gè)學(xué)期）的時(shí)間做畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）。在這種情況下，學(xué)生不僅沒有創(chuàng)新性，連自主性也很難有了。
三、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）過程中注意培養(yǎng)獨(dú)立自主的性格
在本科教學(xué)中，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是大學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)、鍛煉和提高的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生離校前對其掌握理論知識程度及其實(shí)際應(yīng)用能力的最后檢驗(yàn)，是對其創(chuàng)新意識與科研水平等方面的綜合訓(xùn)練和升華。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神比向他們傳授具體知識更重要，授人以漁勝于授人以魚。在本科教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃中，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)間最長的一個(gè)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和獨(dú)立自主意識的重要環(huán)節(jié)。只有培養(yǎng)出學(xué)生的獨(dú)立自主的精神，學(xué)生才能有所發(fā)展，有所創(chuàng)新。在日本，在實(shí)驗(yàn)課和制作畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的過程中，學(xué)生都要親自動(dòng)手，獨(dú)立完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)和儀器的操作。此外，學(xué)生必須親自查閱、收集、整理資料，擬定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，訂購儀器、藥品，訂做實(shí)驗(yàn)裝置。從掃描儀、投影儀、復(fù)印機(jī)到大型復(fù)雜儀器設(shè)備的使用，導(dǎo)師一般是不會(huì)親自去教的，他們要求學(xué)生自己看說明書解決問題，有關(guān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的所有實(shí)際問題也要求學(xué)生自行解決。
四、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是培養(yǎng)自覺性和提高綜合素質(zhì)的實(shí)踐過程
由于畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是實(shí)踐性教學(xué)，學(xué)生擁有足夠的自由時(shí)間和空間，因此畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的順利完成和質(zhì)量取決于學(xué)生的自覺性和綜合素質(zhì)。在日本，從家庭到學(xué)校以及全社會(huì)都非常注重個(gè)人的道德修養(yǎng)，整個(gè)社會(huì)的道德素質(zhì)也很高。這個(gè)從做畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的學(xué)生身上也可以體現(xiàn)出來。每個(gè)研究室和導(dǎo)師給學(xué)生提供電腦，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室也都有電話，電話隨時(shí)可打到世界的任何地方，但是利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聊天、玩游戲等娛樂性活動(dòng)的學(xué)生很少，而將研究室的電話用在私事上的情況就更沒有了。研究室的所有學(xué)生都配有鑰匙，筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等各種貴重物品也放在桌子上，不鎖門也是很正常的事情。公用實(shí)驗(yàn)室和大型儀器設(shè)備24個(gè)小時(shí)開放，學(xué)生（提前預(yù)約）隨時(shí)都可以使用。相比之下，我們學(xué)生的素質(zhì)教育，道德建設(shè)還需加強(qiáng)。另外，日本學(xué)生的穿著打扮也相當(dāng)樸素，在實(shí)驗(yàn)室和校園內(nèi)幾乎看不到幾個(gè)一起閑聊的學(xué)生。導(dǎo)師經(jīng)常提醒學(xué)生一天只睡四五個(gè)小時(shí)就夠了，很多學(xué)生已養(yǎng)成了這種習(xí)慣或遵循這個(gè)規(guī)則，在實(shí)驗(yàn)室熬夜的大有人在。他們既樸素、勤奮又自覺的精神給了我們很深刻的印象。這點(diǎn)值得導(dǎo)師在指導(dǎo)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的過程中在學(xué)生面前反復(fù)提倡，更值得我們的學(xué)生學(xué)習(xí)。
五、在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）過程中提倡環(huán)保意識
在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）完成過程中，學(xué)生面臨親自配制各種溶液，處理各種廢物等問題。這種問題的處理不僅影響室內(nèi)環(huán)境和個(gè)人的健康，而且影響室外環(huán)境和他人的健康，如果處理不妥當(dāng)會(huì)直接影響本人和他人的健康，從而間接地影響畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的進(jìn)度和質(zhì)量。在日本，每個(gè)研究室根據(jù)自己的特點(diǎn)制定了包括管理水暖電、儀器藥品、廢品處理、學(xué)生行為規(guī)則等各種規(guī)章制度的學(xué)生手冊。導(dǎo)師也經(jīng)常提醒并監(jiān)督這方面的工作。在研究室鋰電池、金屬、玻璃、塑料、紙張、可燃物、不燃物等廢棄物都分類裝箱，化學(xué)廢棄物也要分類存放。酸類、堿類、有機(jī)物、無機(jī)物都有專門的回收桶。而對于那些毒性很大的廢棄物，研究室單獨(dú)設(shè)立了回收桶。連紙盒的小釘子，玻璃瓶的金屬蓋子都分別存放。如有違規(guī)行為，環(huán)境監(jiān)測部門就馬上通知學(xué)校有關(guān)部門，調(diào)查肇事者，并對其進(jìn)行處罰。可喜的是師生們已經(jīng)把遵守這些規(guī)章制度當(dāng)成了理所當(dāng)然的事情，很少出事故。在寸土寸金的日本，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的場地很小，一般每個(gè)學(xué)生只有1-2米長的實(shí)驗(yàn)臺，人員密集，但實(shí)驗(yàn)場地還是很干凈、很整齊。在學(xué)校每位教師基本上都有屬于自己的書房和實(shí)驗(yàn)室，教師幾乎每天從早上九點(diǎn)工作晚上七八點(diǎn)，甚至很晚都在那兒備課、從事研究和處理日常事務(wù)。學(xué)生也都有學(xué)習(xí)備課的房間。實(shí)驗(yàn)室與學(xué)習(xí)備課區(qū)是嚴(yán)格分離的。這樣業(yè)余時(shí)間既可以把教師留在學(xué)校，也可以保護(hù)師生的身心健康。而我們很多學(xué)校不僅沒有把垃圾分類存放的制度，就連有毒物品也不進(jìn)行特殊處理和特殊存放。大部分教師在學(xué)校沒有自己的書房，只有實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室和學(xué)習(xí)備課室也沒有嚴(yán)格的區(qū)分。
六、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）過程中的研討會(huì)制度
日本大學(xué)里都有研討會(huì)制度。[2]一般每周一至兩次，每次2-3小時(shí)。研究室的所有人員包括導(dǎo)師（教授、助教、講師）、博士生、研究生、三～四年級學(xué)生都參加。他們（每次幾個(gè)人）輪流介紹自己的科研情況或國內(nèi)外的科研動(dòng)態(tài)，匯報(bào)自己最近一段時(shí)間內(nèi)所作的研究工作，遇到的問題和今后的計(jì)劃，并回答師生提出的問題。導(dǎo)師圍繞某問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，對于有些問題導(dǎo)師會(huì)進(jìn)行重點(diǎn)講解。要投稿的論文也先在研討會(huì)上宣讀并征求意見，然后再進(jìn)行修改。當(dāng)科研上有所進(jìn)展時(shí)，其摘要或全文會(huì)貼在走廊里，供師生參閱，這樣既可傳播和交換信息，也可炫耀自己的實(shí)力，吸引更多、更好的學(xué)生或項(xiàng)目，獲得社會(huì)的支持和尊重。
這種研討會(huì)制度有以下優(yōu)點(diǎn)：1.由于每個(gè)學(xué)生，無論是博士生還是本科生都得每隔一段時(shí)間在眾人面前作匯報(bào)，這就給學(xué)生增加了一種無形的壓力，使其既要認(rèn)真做準(zhǔn)備，也要抓緊時(shí)間在限定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。2.給學(xué)生提供了鍛煉多種綜合能力的機(jī)會(huì)。從查資料、擬定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，訂購藥品，使用儀器到數(shù)據(jù)處理，歸納總結(jié)寫成文稿，制作多媒體等都得學(xué)生親自完成。3.導(dǎo)師、博士生、研究生及本科生都要參加討論，這就提供了互相學(xué)習(xí)、交流思想、集體合作、互相提高的機(jī)會(huì)。4.臺上的學(xué)生得到鍛煉，臺下的學(xué)生受到啟發(fā)，這提高了學(xué)生的積極性，活躍了學(xué)習(xí)和研究的氣氛。有時(shí)，某個(gè)學(xué)生對其他學(xué)生的激勵(lì)與啟發(fā)作用比教師講課的效果還好。在研討會(huì)上學(xué)生敢思考，學(xué)方法，大膽發(fā)表自己的意見，這對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新能力大有益處，值得借鑒。
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關(guān)鍵詞：獨(dú)立學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 雙導(dǎo)師制
【中國分類法】：G642.477
1引言
畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科專業(yè)最重要的一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它是對本科生運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力的綜合性總結(jié)和檢驗(yàn)。學(xué)生在該環(huán)節(jié)中要完成文獻(xiàn)檢索、方案制定、軟件硬件設(shè)計(jì)以及調(diào)試等工作，最后通過論文和答辯的形式闡述所完成的工作。畢業(yè)設(shè)計(jì)既可以全面檢查學(xué)生基礎(chǔ)理論掌握的情況、技能熟練程度及提出問題、分析問題和解決問題的能力，又能培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的實(shí)際工作能力。
“雙導(dǎo)師制”是指同時(shí)安排選派校內(nèi)和校外企業(yè)兩門指導(dǎo)教師共同指導(dǎo)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，產(chǎn)生于20世紀(jì)90年代初，通過理論和實(shí)踐型導(dǎo)師對學(xué)生的專業(yè)知識、創(chuàng)新能力、科研能力等各方面進(jìn)行綜合指導(dǎo)的一種培養(yǎng)模式。“雙導(dǎo)師制”以全面提高大學(xué)生綜合素質(zhì)為核心，加大對在校大學(xué)生的培養(yǎng)力度，以達(dá)到提高學(xué)生的綜合素質(zhì)的目的。
2獨(dú)立學(xué)院工科畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)行“雙導(dǎo)師制”的必要性
獨(dú)立學(xué)院在經(jīng)過近十年的發(fā)展，由于民營資本的注入，硬件設(shè)施得到了較大的改善，為高等教育加入了新的元素，在校學(xué)生達(dá)到了一定的規(guī)模，為社會(huì)培養(yǎng)了一大批人才，促進(jìn)了我國高等教育的普及化。與普通高校相比，獨(dú)立學(xué)院著眼于技術(shù)型、實(shí)用性人才培養(yǎng)，因此對于學(xué)生的實(shí)踐技能要求更高。而實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)，對現(xiàn)階段工科大學(xué)生急需解決的問題是實(shí)踐性少，所以把“雙導(dǎo)師制”引入到工科大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生把書本知識與工程實(shí)踐需求緊密結(jié)合在一起，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的效果，增強(qiáng)學(xué)生的綜合運(yùn)用知識的能力。
工科大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)模式存在很多弊端。傳統(tǒng)模式的畢業(yè)設(shè)計(jì)沒有以企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目為課題進(jìn)行創(chuàng)新研究，做到“真題真做”。學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)只是紙上談兵，接觸不到實(shí)際的工程項(xiàng)目，對所學(xué)的知識只是停留在理論階段，沒有形成應(yīng)用的概念。傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)階段沒有更好的培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力，讓學(xué)生很難做到理論聯(lián)系實(shí)際，更無法滿足企業(yè)和社會(huì)的要求。
與傳統(tǒng)模式相比，“雙導(dǎo)師”指導(dǎo)機(jī)制強(qiáng)調(diào)的是由校內(nèi)外兩名教師共同負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的全過程，兩位指導(dǎo)教師之間既有協(xié)作，也有一定的分工。校內(nèi)指導(dǎo)教師側(cè)重學(xué)術(shù)指導(dǎo)，而校外指導(dǎo)教師（即資深的工程師以及工程技術(shù)人員）則強(qiáng)調(diào)實(shí)踐工作能力。
2 “雙導(dǎo)師制”畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的計(jì)劃和實(shí)行
為了加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范，保障“雙導(dǎo)師制”畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的順利進(jìn)行，學(xué)院及電氣系分別制定了《湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）規(guī)范》和《電氣信息系關(guān)于2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的總體安排》，在此基礎(chǔ)上，電子教研室針對本專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，制定了《關(guān)于實(shí)施“雙導(dǎo)師”本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的試行方案》。對畢業(yè)設(shè)計(jì)要求、選題原則、過程指導(dǎo)、畢業(yè)設(shè)計(jì)文本規(guī)范要求等做了全面的規(guī)定和要求，保證了整個(gè)過程的規(guī)范性。
2.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)的總體計(jì)劃
電子教研室共承擔(dān)了2012屆電子信息工程1、2班，通信工程1、2班畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)的教學(xué)任務(wù)。借助湖北工業(yè)大學(xué)本部的師資力量以及長期建立的校外校企合作實(shí)習(xí)基地，將以上本科4個(gè)班分成2類進(jìn)行培養(yǎng)。
通信工程1班、電子信息工程1班采用A類，及選派校內(nèi)本部具備中級以上職稱優(yōu)秀教師指導(dǎo)；通信工程2班、電子信息工程2班采用B類，一個(gè)學(xué)生由兩名導(dǎo)師指導(dǎo)：聘用校外企業(yè)高工和校內(nèi)青年專職教師，雙方導(dǎo)師明確校方指導(dǎo)教師要做好校企間協(xié)調(diào)及學(xué)生管理工作，嚴(yán)格按教學(xué)要求把關(guān)；企業(yè)指導(dǎo)教師由公司聘用的經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師擔(dān)當(dāng)，負(fù)責(zé)對學(xué)生的設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)等方面進(jìn)行具體的指導(dǎo)，使教學(xué)與研發(fā)有機(jī)地融為一體，保證畢業(yè)設(shè)計(jì)的工程應(yīng)用性技術(shù)含量。
2.2 校外指導(dǎo)教師的選派
湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院電氣信息系與富士康（武漢）科技工作園、精倫電子股份有限公司、武漢凌特電子技術(shù)有限公司、烽火科技集團(tuán)武漢虹翼信息有限公司、湖北省廣播電視臺、湖北廣播電視發(fā)射臺、四川華迪科技有限公司、南京秦泰教育科技有限公司、武漢新芯集成電路制造有限公司、湖北衛(wèi)星地球站等十多個(gè)單位建立了實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)基地，湖北工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院選擇這些技術(shù)業(yè)務(wù)相對穩(wěn)定的單位為專業(yè)教學(xué)實(shí)習(xí)基地，建立了長期的合作機(jī)制，這些企業(yè)選派業(yè)務(wù)能力強(qiáng)的資深工程師及工程技術(shù)人員做外校外指導(dǎo)教師，培養(yǎng)指導(dǎo)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。
2.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題要求
校內(nèi)外導(dǎo)師要熟悉學(xué)校對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求基礎(chǔ)上，在充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和企業(yè)自身的特點(diǎn)的情況下，選題貫徹因材施教的原則，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和積極性，注意結(jié)合學(xué)生的興趣愛好和學(xué)生的就業(yè)方向擬定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，并報(bào)教研室審批合格后，對學(xué)生公開，召開畢設(shè)動(dòng)員雙選會(huì)，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，導(dǎo)師下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書。大四下學(xué)期開學(xué)第四周，要求導(dǎo)師在本小組舉行開題，并進(jìn)行指導(dǎo)。要求：（1）選題應(yīng)體現(xiàn)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求；（2）選題難度和份量應(yīng)適度；（3）結(jié)合工程實(shí)踐；（4）一生一題，且不重復(fù)；（5）每位老師指導(dǎo)學(xué)生不超過8名。指導(dǎo)教師結(jié)合自己的科研課題或橫向?qū)嶋H技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目為學(xué)生提供設(shè)計(jì)或研究課題，供學(xué)生選擇。學(xué)生結(jié)合教師的科研和開發(fā)課題項(xiàng)目進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。這些科研和開發(fā)項(xiàng)目大多是該學(xué)科具有一定創(chuàng)新性的課題或結(jié)合實(shí)際的工程項(xiàng)目。
2.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)過程管理
指導(dǎo)教師對論文指導(dǎo)每周兩次以上，并進(jìn)行記載。同時(shí)集中進(jìn)行中期檢查，中期檢查時(shí)每個(gè)學(xué)生都要匯報(bào)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展情況，回答教師提出的問題，提交已查閱到的參考文獻(xiàn)、已獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、應(yīng)完成部分的論文初稿等。校內(nèi)導(dǎo)師要培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)方面的理解能力、認(rèn)知能力和創(chuàng)新能力。校外導(dǎo)師要培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐能力，解決理論學(xué)習(xí)的不足，增加實(shí)踐認(rèn)知能力，提供工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這就要求校內(nèi)外導(dǎo)師保持良好的溝通，從畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目到畢業(yè)設(shè)計(jì)過程最后到畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束都要有兩位指導(dǎo)教師的共同參與。校內(nèi)外導(dǎo)師既要有分工又要合作。
2.5 畢業(yè)答辯管理
在答辯分組時(shí)，充分考慮了個(gè)答辯組指導(dǎo)教師的專業(yè)特長，以利于從不同角度對畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的評判，并制定了合理的、操作性強(qiáng)的評分標(biāo)準(zhǔn)。答辯小組成員根據(jù)學(xué)生論文的內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)與答辯情況給出答辯的量化評分。學(xué)生最后的成績由校內(nèi)外導(dǎo)師的綜合評價(jià)給出成績，要從學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的難度、工作量大小、課題的工程實(shí)踐性價(jià)值、完成的質(zhì)量等多方面考慮。
3 實(shí)行“雙導(dǎo)師”畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的效果評價(jià)
“雙導(dǎo)師制”畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)制度從2012屆開始，實(shí)施周期2年，以下三個(gè)方面取得一定的效果。
3.1工程實(shí)踐題顯著增多
以2013屆畢業(yè)論文選題中，其中真題選題占46.8%。工程實(shí)踐題占71.6%。本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）更加注重了結(jié)合社會(huì)實(shí)踐、生產(chǎn)、科研的選題，真題真作，設(shè)計(jì)性題目比重大；公司提供給學(xué)生的設(shè)計(jì)課題涉及面廣、量大，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研必須了解最新技術(shù)去解決具體問題。學(xué)生到企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)還獲得了直接參加工程實(shí)踐、科研項(xiàng)目或新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。
3.2指導(dǎo)教師整體水平提高
參與本屆畢業(yè)論文工作的指導(dǎo)教師中，高級職稱占46.7%；中級職稱占43.3%；中高級職稱參與論文指導(dǎo)比例明顯增加，另外首次采用雙導(dǎo)師畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)，工程人員占20%。校內(nèi)青年教師在參與工程人員指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)，從專業(yè)理論課堂深入到企業(yè)，了解電子通信行業(yè)最新應(yīng)用技術(shù)，既促進(jìn)了自己的科研動(dòng)力，又能將工程實(shí)踐運(yùn)用到教學(xué)中，提高課堂質(zhì)量。
3.3學(xué)生的就業(yè)信心和能力得到提高
承擔(dān)公司課題的2013通信工程2班和電子信息工程2班學(xué)生在企業(yè)經(jīng)過14周的畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)，了解了目前電子通信行業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)流程，得到了實(shí)戰(zhàn)的機(jī)會(huì)，使得學(xué)生的編程水平得到很大的提高，學(xué)生們一致認(rèn)為，這種形式的畢業(yè)設(shè)計(jì)給他們帶來了非常大的收獲，改善了人才培養(yǎng)環(huán)境，縮短了就業(yè)適應(yīng)期，為畢業(yè)后走向工作崗位并較快適應(yīng)畢業(yè)后的社會(huì)環(huán)境打下了良好的基礎(chǔ)。
4 小結(jié)
獨(dú)立學(xué)院實(shí)行“雙導(dǎo)師制”畢業(yè)設(shè)計(jì)后，學(xué)生在實(shí)地基礎(chǔ)企業(yè)新制度、新規(guī)定及新的實(shí)踐，通過理論實(shí)際，可以學(xué)到課本中學(xué)不到的東西，實(shí)踐能力得到提高。實(shí)行“雙導(dǎo)師制”有利于增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研能力，有利于適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)對人才的要求。
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關(guān)鍵詞 畢業(yè)設(shè)計(jì) 機(jī)器人 本體設(shè)計(jì) 本科生
中圖分類號：G642.477 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：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器人作為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志，是中國實(shí)現(xiàn)中國制造2025的關(guān)鍵。機(jī)器人已成為高校工科專業(yè)關(guān)心的熱門主題，許多工科專業(yè)本科生的畢業(yè)論文主題與機(jī)器人有關(guān)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是普通高等學(xué)校培養(yǎng)人才極為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在煅煉學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的各種理論知識和技能進(jìn)行全面、系統(tǒng)地解決實(shí)際問題的能力。然而，許多本科生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對機(jī)器人本體進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對一些重要的設(shè)計(jì)方法理解不到位，進(jìn)行了錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)。
1 機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算分析中的常見錯(cuò)誤分析
機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析包含位置正反解、速度正反解和加速度正反解。運(yùn)動(dòng)分析是機(jī)器人力學(xué)分析、工作空間分析和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此，只要本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)中涉及機(jī)器人本體設(shè)計(jì)，必然包含運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的核心是建立位置正反解、速度正反解、加速度正反解的數(shù)學(xué)模型。許多本科生在進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算分析時(shí)常出現(xiàn)如下錯(cuò)誤。
1.1 位置分析中運(yùn)用解析法和數(shù)值法的錯(cuò)誤分析
位置求解的本質(zhì)是求解一組有約束方程構(gòu)成的非線性方程組。解析法是指從約束方程求解出描述機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)輸入角（線）位移與末端執(zhí)行器輸出位姿之間關(guān)系的一個(gè)嚴(yán)格的函數(shù)表達(dá)式。這種函數(shù)表達(dá)式的重要特征是給出任意的自變量就可以求出其因變量。數(shù)值法是指在給定驅(qū)動(dòng)輸入位移（或末端執(zhí)行器輸出位姿）條件下對約束方程采用某些數(shù)學(xué)算法，如數(shù)值逼近法、插值法等獲得一個(gè)近似于真實(shí)末端執(zhí)行器輸出位姿（或驅(qū)動(dòng)輸入位移）的解。一般而言，位置分析更希望得到解析解，因?yàn)橛辛私馕鼋猓罄m(xù)的運(yùn)動(dòng)性能分析、力學(xué)性能分析和工作空間分析更加方便，但很多時(shí)候只能得到位置分析的數(shù)值解。
對于機(jī)器人位置分析，本科生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中常見的錯(cuò)誤如下：
（1）誤判解析解和數(shù)值解。根據(jù)機(jī)器人中的幾何限定關(guān)系列出約束方程后，僅僅從方程的形式上很難判斷出它們是否能被解析法求解。由于有的解析求解過程較為復(fù)雜，許多本科生在求解過程遇到困難時(shí)就斷定沒有解析解，但實(shí)際上解析解卻存在。
（2）把解析法誤認(rèn)為數(shù)值法。有的學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中求解機(jī)器人本體的位置正解和反解時(shí)，有時(shí)把平臺參數(shù)和桿長參數(shù)指定為具體數(shù)值，能夠方便得到求解結(jié)果，卻稱這是數(shù)值解。
（3）亂用數(shù)學(xué)算法方法求得數(shù)值解。對于解析解分析過程太過復(fù)雜或用現(xiàn)有的數(shù)學(xué)手段無法得到解析解時(shí)，數(shù)值解是必然選擇。但數(shù)值算法有很多，許多本科生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中不知該選擇那種算法才有效，大多是憑感覺選擇。
對于上述錯(cuò)誤，本科生在進(jìn)行相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該掌握的一個(gè)一般規(guī)律：串聯(lián)機(jī)器人位置反解和并聯(lián)機(jī)器人的位置正解一般很難得到解析解，大多數(shù)只能通過數(shù)學(xué)算法得到數(shù)值解。其次，應(yīng)該注意解析法和數(shù)值法的內(nèi)涵區(qū)別，只有用了數(shù)值逼近、迭加或搜索等算法才能稱為數(shù)值法。目前較為有效的數(shù)值算法是牛頓-拉夫遜方法，其要點(diǎn)是把非線性方程求解過程變成反復(fù)地對相應(yīng)的線性方程進(jìn)行求解的過程。
1.2 用求導(dǎo)法建立速度和加速度模型的錯(cuò)誤分析
如果求出的位置解表達(dá)式不復(fù)雜，對其直接求導(dǎo)能得到速度模型，對其求二次導(dǎo)就可以得到加速度模型。但當(dāng)位置解表達(dá)式很復(fù)雜導(dǎo)致它的導(dǎo)數(shù)不能求出時(shí)，只能采用別的方法進(jìn)行速度和加速度模型。
本科生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中一般都采用求導(dǎo)法來分析機(jī)器人的速度和加速度。如確實(shí)能求導(dǎo)的他們就列出求導(dǎo)后的結(jié)果。如本來不能求導(dǎo)的他們就只列出表示求導(dǎo)的式子，只是形式上完成了速度和加速度分析，這種做法實(shí)質(zhì)上是錯(cuò)誤的。
對于不能用求導(dǎo)法進(jìn)行速度和加速度分析的機(jī)器人，基于螺旋理論的影響系數(shù)法是一個(gè)很好的方法。該方法不需要求導(dǎo)，能極簡單顯示表達(dá)出機(jī)器人本體的正反速度和加速度模型。
2 仿真分析中的錯(cuò)誤分析
為了證明已建立的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型是否正確，往往需要用計(jì)算機(jī)軟件建立機(jī)器人的仿真模型進(jìn)行分析驗(yàn)證。常用來建立機(jī)器人仿真模型的軟件有Solidworks、UG、Matlab、Adams、Ansys等。只有當(dāng)仿真結(jié)果與計(jì)算結(jié)果一致時(shí)，數(shù)學(xué)模型才能被認(rèn)為是正確的。進(jìn)一步才能將數(shù)學(xué)模型用于控制算法中，或用來分析機(jī)器人的性能。只有在正確的數(shù)學(xué)模型上所開展的研究才是有意義的。
但是關(guān)于仿真分析，一些本科生在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了如下錯(cuò)誤：
（1）將Matlab計(jì)算結(jié)果誤認(rèn)為是仿真結(jié)果。由于運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中涉及的約束方程一般需要借助Matlab 軟件編程求解。在程序中給定輸入值可以得到輸出值，進(jìn)一步根據(jù)這些值可以繪制出曲線。一些本科生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中誤認(rèn)為這些值和曲線就是Matlab仿真得到的。
（2）缺少計(jì)算值與仿真值的對比。一些本科生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中雖然完成了仿真分析并列出了仿真結(jié)果，卻沒有和計(jì)算分析的結(jié)果進(jìn)行對比。
（3）誤認(rèn)為毫米級誤差就可以算正確。一些本科生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中雖然進(jìn)行了仿真結(jié)果和計(jì)算結(jié)果的對比，但有的出現(xiàn)了毫米級的誤差，就認(rèn)為這樣的誤差是可以忽略的，認(rèn)為建立的數(shù)學(xué)模型是正確的。
τ諫鮮齟砦螅本科生在進(jìn)行相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)該正確認(rèn)識用Matlab軟件進(jìn)行計(jì)算和仿真的區(qū)別：編寫程序求解約束方程是計(jì)算而非仿真，Matlab軟件中用于機(jī)器人本體仿真的模塊是SimMechanics。僅僅列出仿真結(jié)果和計(jì)算結(jié)果，而不進(jìn)行對比分析，那么仿真是沒有意義的。由于計(jì)算機(jī)軟件的計(jì)算和仿真默認(rèn)的數(shù)值精度是10～8毫米，考慮到截?cái)嗾`差和累積誤差，計(jì)算結(jié)果和仿真結(jié)果的誤差一般是微米級。出現(xiàn)毫米級誤差說明計(jì)算結(jié)果和仿結(jié)果是不一致的，需要重新檢查數(shù)學(xué)模型和仿真模型，直到誤差很小。
3 基于雅克比矩陣進(jìn)行性能評價(jià)的錯(cuò)誤分析
早期，關(guān)于機(jī)器人的研究主要集中在串聯(lián)機(jī)器人。雅克比矩陣的條件數(shù)被用來評價(jià)串聯(lián)機(jī)器人的靈活性和可操作性。近幾十年，并聯(lián)機(jī)器人取得了蓬勃發(fā)展。許多本科生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中進(jìn)行并聯(lián)機(jī)器人的本體設(shè)計(jì)時(shí)，也用雅克比矩陣的條件數(shù)來評價(jià)其性能。然而， 2006年法國著名機(jī)器人專家Merlet 教授論證了不能用條件數(shù)來評價(jià)含有轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)輸出的并聯(lián)機(jī)器人。究其原因是有混合輸出的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的雅可比矩陣量綱不一致，將導(dǎo)致條件數(shù)沒有明確的物理意義。
2006年后，許多并聯(lián)機(jī)器人的專家開始了新的性能評價(jià)指標(biāo)研究，主要集中在基于螺旋理論的力傳遞指標(biāo)與運(yùn)動(dòng)傳遞指標(biāo)。近些年機(jī)器人領(lǐng)域的國際和國內(nèi)權(quán)威期刊上的論文基本沒有用條件數(shù)來評價(jià)有轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)輸出的并聯(lián)機(jī)器人。因此，對于畢業(yè)設(shè)計(jì)中涉及有轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)輸出的并聯(lián)機(jī)器人，用雅克比矩陣的條件數(shù)來評價(jià)其性能是錯(cuò)誤的，建議從力傳遞性能和運(yùn)動(dòng)傳遞性能指標(biāo)來進(jìn)行評價(jià)。
4 結(jié)論
機(jī)器人已成為高校工科專業(yè)師生研究的熱門主題，許多大學(xué)生畢業(yè)論文大多涉及機(jī)器人本體設(shè)計(jì)。本文對本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)中涉及機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算分析，仿真分析和性能評價(jià)中的常見錯(cuò)誤進(jìn)行了分析，并提供了解決辦法。本文的工作有助于本科生正確地進(jìn)行機(jī)器人本體設(shè)計(jì)，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
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【關(guān)鍵詞】生物工程專業(yè) 特色專業(yè)建設(shè) 學(xué)科建設(shè) 工科
我國生物工程專業(yè)自1998年設(shè)立以來，迅速發(fā)展，而社會(huì)發(fā)展使生物工程產(chǎn)業(yè)對從業(yè)人員的實(shí)驗(yàn)技能、工程問題解決能力和經(jīng)驗(yàn)都提出更高層的要求。如何使高校人才滿足行業(yè)需求，達(dá)到供求平衡發(fā)展，建設(shè)具有特色的生物工程專業(yè)，使人才培養(yǎng)落實(shí)到位，是本文重點(diǎn)探討的問題。
目前，生物工程專業(yè)因各高校設(shè)立背景不同，課程設(shè)置普遍存在上下游技術(shù)教育結(jié)合不緊密，或偏工或偏理的情況。各種教材因?qū)w系完整的要求導(dǎo)致在實(shí)踐教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容重復(fù)比例偏大，浪費(fèi)教育資源的情況；傳統(tǒng)課堂教學(xué)的模式致使生物工程的教育偏理其工科本質(zhì)，實(shí)踐教學(xué)比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了對工科人才培養(yǎng)的需要，針對生物工程專業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐提出了以下幾條切實(shí)可行的改革方案。
一、調(diào)整課程體系，推進(jìn)課程建設(shè)改革
在課程體系上既要注重工程技術(shù)類基礎(chǔ)課、生物工程下游技術(shù)類課程的開設(shè)，又要兼顧生物學(xué)類基礎(chǔ)課程、生物工程上游技術(shù)類課程的設(shè)置，保證生物工程專業(yè)課程體系的科學(xué)性和完整性，使其有別于生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)的課程設(shè)置而充分體現(xiàn)生物工程專業(yè)的工科特點(diǎn)。除此之外，課程設(shè)置更須注重課程內(nèi)容的橫向聯(lián)系和縱向銜接，避免教學(xué)內(nèi)容出現(xiàn)不必要的重復(fù)和遺漏，以有限的時(shí)間傳授最大量的信息。
以我院為例，其生物工程專業(yè)是從食品科學(xué)與工程專業(yè)到發(fā)酵工程專業(yè)逐步演變而來，發(fā)展初期存在重工輕理、生物工程上下游技術(shù)脫節(jié)、實(shí)踐課時(shí)緊張等問題。2003年初修訂了專業(yè)培養(yǎng)方案，將以微生物體系為主的原專業(yè)體系，拓寬至包括酶、動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞在內(nèi)的整個(gè)生物體系，并增加理論基礎(chǔ)課程：基礎(chǔ)生物學(xué)、細(xì)胞工程、分子生物學(xué)、基因工程等，刪除了工廠供電與自動(dòng)控制、工廠建筑概論。經(jīng)過近二十年的教學(xué)實(shí)踐和逐步完善，建構(gòu)了依托我校食品科學(xué)與工程、土木工程、機(jī)電一機(jī)化等學(xué)科優(yōu)勢，以工科為背景，食品學(xué)科為優(yōu)勢，微生物學(xué)為基礎(chǔ)，技能培養(yǎng)為特色，厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、技能強(qiáng)的應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)方案。
近一步的設(shè)想將原教學(xué)體系中以多門工藝學(xué)課程為主、學(xué)時(shí)較多的專業(yè)必修課，調(diào)整為生物反應(yīng)工程、發(fā)酵工程和生物工業(yè)下游技術(shù)三門課程，以生物產(chǎn)品生產(chǎn)過程的基本單元操作為主線，闡述生物生產(chǎn)工藝的基本理論和操作技能，為從事生物新產(chǎn)品和新工藝的研究與開發(fā)打好應(yīng)有的理論基礎(chǔ)。將生物工業(yè)分析課實(shí)驗(yàn)融合到生物工藝大實(shí)驗(yàn)中，改為設(shè)計(jì)性、綜合性大實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生主動(dòng)參與性。
二、 突出學(xué)科建設(shè)核心，切實(shí)加強(qiáng)師資隊(duì)伍與教材建設(shè)
學(xué)科建設(shè)的核心是學(xué)術(shù)梯隊(duì)建設(shè)，所謂學(xué)術(shù)梯隊(duì)就是由具有一定組織結(jié)構(gòu)的科研人員隊(duì)伍組成，高校中的科研人員主體就是大學(xué)教師。優(yōu)化學(xué)術(shù)隊(duì)伍的組成，提高教師學(xué)術(shù)水平，加大科研人才的培養(yǎng)和引進(jìn)力度，必將促進(jìn)學(xué)科發(fā)展，為特色專業(yè)師資隊(duì)伍的建設(shè)提供保障。
生物工程特色專業(yè)的建設(shè)，需要構(gòu)建一支學(xué)歷結(jié)構(gòu)合理、了解社會(huì)需求、實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的高水平師資隊(duì)伍，主要通過以下4個(gè)方面：1.引進(jìn)與培養(yǎng)雙管齊下：引進(jìn)學(xué)術(shù)帶頭人，特別是海外高水平人才，同時(shí)每年遴選在校教師進(jìn)行國內(nèi)外學(xué)術(shù)訪問與進(jìn)修；2.注重青年教師工程能力的培養(yǎng)：鼓勵(lì)青年教師積極參與產(chǎn)學(xué)研合作，深入生產(chǎn)企業(yè)，加強(qiáng)工程能力的實(shí)踐和訓(xùn)練，并聘請知名生物工程公司的高級技術(shù)人員作兼職教授，定期對教師開設(shè)講座，提高青年教師理論聯(lián)系實(shí)際的能力；3.豐富師資類型，通過聯(lián)合辦學(xué)等形式，外聘企業(yè)工程技術(shù)人員承擔(dān)諸如實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)工作，為學(xué)生提供更加適應(yīng)市場需求的實(shí)踐指導(dǎo)。
在教材建設(shè)方面，選用能反映學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)的最新獲獎(jiǎng)教材，以適應(yīng)專業(yè)科技發(fā)展的趨勢。在培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱的編寫中明確學(xué)科知識的綜合性與實(shí)用性，全面梳理各科知識點(diǎn)和授課內(nèi)容，減少課程重復(fù)。在實(shí)際教學(xué)中，還需根據(jù)知識點(diǎn)及時(shí)引入學(xué)科新動(dòng)向，用多種教學(xué)手段啟發(fā)學(xué)生興趣和思維習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生自主探索精神。
以目前我院生物工程專業(yè)的學(xué)科建設(shè)情況為例，14名專任教師中，碩博比例達(dá)到86%，國家糧食局直接聯(lián)系專家1人，河南省普通高等學(xué)校學(xué)科帶頭人2人，河南省青年骨干教師1人，校級青年骨干教師2人，在現(xiàn)有師資基礎(chǔ)上不斷引進(jìn)新的學(xué)術(shù)帶頭人和優(yōu)秀博士，每年派1~2名教師國內(nèi)外進(jìn)修學(xué)習(xí)。高水平學(xué)術(shù)梯隊(duì)也為學(xué)生科研素質(zhì)培養(yǎng)提供了良好的條件。
在教材建設(shè)方面，編寫適合于我校生物工程專業(yè)發(fā)展的特色教材。已出版《食品微生物學(xué)》《食品發(fā)酵工業(yè)三廢處理與工程實(shí)例》，即將出版《生物工程工廠設(shè)計(jì)》。目前已有校級精品課程1門，校級優(yōu)秀課程2門，院級優(yōu)秀課程5門，課程教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高。
三、 加強(qiáng)校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地建設(shè)
生物工程專業(yè)性質(zhì)決定了其實(shí)習(xí)的重要性，應(yīng)非常重視實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，一方面在實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)上加大投入，積極與校外企業(yè)建立合作關(guān)系，加強(qiáng)合作，產(chǎn)教結(jié)合，為學(xué)生提供就業(yè)實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)；另一方面努力加強(qiáng)校內(nèi)實(shí)踐基地建設(shè)，如我系生物工程實(shí)驗(yàn)室已建立一個(gè)小型啤酒發(fā)酵車間，學(xué)生可參加從原料處理、發(fā)酵、分離提取到啤酒成品制造的整個(gè)生產(chǎn)過程。還將建立一個(gè)中試發(fā)酵車間，配備30L、100L和500L發(fā)酵設(shè)備各一臺，并輔以電熱鍋爐、無油空壓機(jī)、板框過濾機(jī)、膜過濾器等下游設(shè)備，可以進(jìn)行中試規(guī)模生產(chǎn)。通過這些基地實(shí)習(xí)，有力地鞏固了理論課的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在豐富多彩的教學(xué)手段中獲得樂趣。
四、加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的實(shí)戰(zhàn)性
根據(jù)工廠企業(yè)等生產(chǎn)一線問題或結(jié)合教師科研內(nèi)容設(shè)置生物工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)的題目，增加實(shí)驗(yàn)的實(shí)戰(zhàn)性，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。并彌補(bǔ)了學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)因課題要求局限造成的工程與科研訓(xùn)練不均衡的缺陷。
課程設(shè)計(jì)在內(nèi)容上，以生物工程產(chǎn)品為紐帶，融會(huì)多門課程的知識點(diǎn)，增加綜合性。比如在年產(chǎn)100噸蕃茄紅素工廠設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)與發(fā)酵過程中形態(tài)觀察涉及微生物學(xué)；發(fā)酵過程的工藝控制涉及生物工藝學(xué)，產(chǎn)物生成速率、細(xì)胞生長速率及底物的消耗速率等屬于生物反應(yīng)工程的內(nèi)容；過程中參數(shù)的檢測與控制方案涉及生物過程檢測與控制；菌種的代謝涉及生物化學(xué)及代謝控制；上罐發(fā)酵涉及生物工程設(shè)備以及微生物工程工藝原理的相關(guān)知識點(diǎn)；蕃茄紅素的提取則利用了生化分離工程中的方法；在繪圖過程中又復(fù)習(xí)了AutoCAD和生物工廠設(shè)計(jì)。通過綜合性課程設(shè)計(jì)建立起了絕大多數(shù)專業(yè)課程的內(nèi)在聯(lián)系，完善了生物工程實(shí)驗(yàn)課程和理論課程體系的優(yōu)化整合，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生綜合解決問題的能力。
五、 畢業(yè)環(huán)節(jié)的改革
除了由在校教師擬定的科研題目外，畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題還可來源于企業(yè)要求，允許一些已找到就業(yè)單位的學(xué)生根據(jù)隸屬企業(yè)的培養(yǎng)要求安排課題。學(xué)生可以對企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)流程、產(chǎn)品質(zhì)量要求等內(nèi)容提前掌握，即為企業(yè)做了一點(diǎn)實(shí)際工作，又縮短了入職適應(yīng)期。我院2002、2008屆各有1個(gè)畢業(yè)生在鄭州良源分析儀器有限公司進(jìn)行了《檸檬酸菌渣制備殼聚糖的研究》《利用餐館廢油生物法制備生物柴油的研究》，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)完成實(shí)習(xí)期任務(wù)，畢業(yè)后直接上崗。
我院還采取了聯(lián)合培養(yǎng)的方式，如和河南蓮花味精集團(tuán)、江蘇省江陰生物酶制劑有限公司建立了長期的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，和河南省科學(xué)院生物所、永達(dá)食品集團(tuán)工程技術(shù)中心等研究院所建立了共同指導(dǎo)本科生畢業(yè)論文協(xié)作關(guān)系，并鼓勵(lì)有條件的學(xué)生自行聯(lián)系科研院所及企業(yè)開展聯(lián)合指導(dǎo)本科畢業(yè)論文工作。2003年還曾將3名學(xué)生派送到上海農(nóng)科院去做輔助科研并完成畢業(yè)論文，其中1名學(xué)生因此獲得就業(yè)。
結(jié)束語
在特色專業(yè)建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)國內(nèi)外生物工程發(fā)展的趨勢，不斷改善和優(yōu)化課程體系，加大儀器設(shè)備投入和師資隊(duì)伍建設(shè)，以理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)并重，為全國生物產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供高素質(zhì)的智力支持，并為全國相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)和培訓(xùn)的高水平專業(yè)平臺建設(shè)作出貢獻(xiàn)。
【參考文獻(xiàn)】
［1］李浪，翟丹丹. 生物工程專業(yè)現(xiàn)狀及存在的問題及對策.教育界，2012.
一、實(shí)驗(yàn)中心環(huán)境建設(shè)
1.實(shí)驗(yàn)中心基本情況
實(shí)驗(yàn)中心于2009年10月按照通用技術(shù)課程配備標(biāo)準(zhǔn)建立了通用技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，于2010年5月獲批自治區(qū)級通用技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。目前實(shí)驗(yàn)中心總面積達(dá)3200 m2，設(shè)備總值達(dá)299萬元，經(jīng)過多渠道的各項(xiàng)科技創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)的開展，已形成了具有良好發(fā)展趨勢的通用技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。目前實(shí)驗(yàn)中心已被中國青少年發(fā)展服務(wù)中心、全國“青少年走進(jìn)科學(xué)世界”科普活動(dòng)指導(dǎo)委員會(huì)辦公室，授予全國青少年科技創(chuàng)新教育示范基地。
實(shí)驗(yàn)中心在原有專業(yè)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上，依據(jù)技術(shù)教育的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合通用技術(shù)專業(yè)本體知識的培養(yǎng)需要，與區(qū)內(nèi)外專家反復(fù)論證中心配置方案，通過整合現(xiàn)有資源，前期投資40余萬元的力度下，建立了12個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室。在中央支持地方高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目中，又獲批110萬元的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)，因此通用技術(shù)方向和信息技術(shù)方向的實(shí)驗(yàn)室，得到了進(jìn)一步整合與完善，現(xiàn)有8個(gè)通用技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，分別是技術(shù)探究實(shí)踐室、金工實(shí)踐室1、金工實(shí)踐室2、木工實(shí)踐室、機(jī)器人設(shè)計(jì)實(shí)踐室、電子控制實(shí)踐室、攝影與攝像實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與影視后期編輯實(shí)驗(yàn)室，目前可以滿足通用技術(shù)方向人才培養(yǎng)和通用技術(shù)師資培訓(xùn)的需要，已基本具備較為完善的硬件條件。中心對我院師范類和理工科本專科專業(yè)學(xué)生實(shí)施通用技術(shù)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和開放式教學(xué)共存的模式，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)300多個(gè)。
2.實(shí)驗(yàn)中心管理體制
實(shí)驗(yàn)中心在“昌吉學(xué)院實(shí)驗(yàn)室開放管理辦法”的基礎(chǔ)上，采取實(shí)驗(yàn)室主任、實(shí)驗(yàn)任課教師和專業(yè)學(xué)生（勤工儉學(xué)崗）三級管理方式。實(shí)驗(yàn)中心在課余時(shí)間向?qū)嶒?yàn)班級開放，有學(xué)生專職負(fù)責(zé)開放管理工作。實(shí)驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)備、管理維護(hù)、衛(wèi)生與安全等工作由任課教師和專業(yè)學(xué)生完成，實(shí)驗(yàn)室主任主要負(fù)責(zé)監(jiān)督、檢查和驗(yàn)收等工作。中心基本上建成了開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理平臺，在不同程度上實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間、內(nèi)容和空間的開放，大大推動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室各類資源的共享共用，形成了良好、高效的運(yùn)行機(jī)制。
3.實(shí)驗(yàn)中心團(tuán)隊(duì)建設(shè)
實(shí)驗(yàn)中心教師是一支知識、學(xué)歷結(jié)構(gòu)合理，教學(xué)、科研經(jīng)驗(yàn)豐富，愛崗敬業(yè)、開拓進(jìn)取、具有創(chuàng)新精神的團(tuán)隊(duì)。總?cè)藬?shù)有27人（專職人員 21人，兼職（管理）人員6人），其中教授4人；副教授、高級實(shí)驗(yàn)師8 人；講師、實(shí)驗(yàn)師12人；其他3人。具有在讀博士學(xué)位實(shí)驗(yàn)教師1人；碩士學(xué)位10人。多數(shù)教師都是理論、實(shí)驗(yàn)學(xué)和科研一肩挑，有豐富的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研積累。實(shí)驗(yàn)中心采取引進(jìn)與培養(yǎng)相并重、專任與聘用相結(jié)合的方針，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍的建設(shè)，如聘任通用技術(shù)課標(biāo)組組長、南京師范大學(xué)“技術(shù)教育研究所”博導(dǎo)顧建軍教授、國家級通用技術(shù)課題組核心成員、高級培訓(xùn)師劉海林老師及新疆通用技術(shù)課題專家等。近幾年學(xué)院組織實(shí)驗(yàn)中心教師30多人次分別進(jìn)行了學(xué)歷進(jìn)修、外出訪學(xué)、培訓(xùn)與交流學(xué)習(xí)等活動(dòng)。
二、實(shí)驗(yàn)中心體系構(gòu)建
1.實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)體系
實(shí)驗(yàn)中心堅(jiān)持以學(xué)生為本，以教學(xué)質(zhì)量為生命線，以創(chuàng)新教育為核心，以訓(xùn)練基本動(dòng)手能力，培養(yǎng)綜合技術(shù)素養(yǎng)為指導(dǎo)思想；樹立了“強(qiáng)化實(shí)踐能力，提高創(chuàng)新意識，培養(yǎng)技術(shù)素養(yǎng)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。為了實(shí)現(xiàn)“培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和技術(shù)素養(yǎng)相融合”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)通用技術(shù)課程特點(diǎn)，打破模塊內(nèi)容條塊分割的局面，對實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行重組與融合，突出實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性特征，科學(xué)設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；并以開發(fā)地方特色資源為載體，依托通用技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，全面培養(yǎng)學(xué)生綜合解決問題的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。形成了“層次化、模塊化、多學(xué)科交叉融合”科學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，這種由簡單到復(fù)雜、由基礎(chǔ)到提高的方式，充分凸顯了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的層次化、模塊化特點(diǎn)；各模塊知識的內(nèi)在聯(lián)系及交叉融合，充分體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的通用性和綜合性特征；它可以使學(xué)生獲得循序漸進(jìn)、觸類旁通、舉一反三的綜合性技術(shù)素養(yǎng)。
2.實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)內(nèi)容
通用技術(shù)各模塊內(nèi)容涉及不同學(xué)科的專業(yè)知識，相互之間既有差異性，又有共通性。實(shí)驗(yàn)中心依據(jù)“立足本地資源，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)”的原則，以“培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和技術(shù)素養(yǎng)相融合”為培養(yǎng)目標(biāo)，以開發(fā)地方特色資源為載體，以教師科研成果、學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化為依托，對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行全方面、深層次的開發(fā)、重組與優(yōu)化，共有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合（設(shè)計(jì)）實(shí)驗(yàn)、科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)3個(gè)層次。內(nèi)容安排上，低年級側(cè)重基礎(chǔ)訓(xùn)練，高年級側(cè)重專業(yè)技能訓(xùn)練和提高，循序漸進(jìn)、層次分明，基本實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容技能化、多元化、個(gè)性化的改革目標(biāo)。[1]
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，包括基本技能培訓(xùn)和理論驗(yàn)證性內(nèi)容，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生基本知識與技能的掌握和應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)比例一般不超過 50%；綜合（設(shè)計(jì)）實(shí)驗(yàn)，要求教師提供實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱和任務(wù)要求，學(xué)生通過閱讀文獻(xiàn)或資料，提出設(shè)計(jì)思路，自擬實(shí)驗(yàn)方案，最終完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和綜合應(yīng)用能力，實(shí)驗(yàn)比例一般不少于40%；科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，以課外科技創(chuàng)新與實(shí)踐為重點(diǎn)內(nèi)容，要求在教師引導(dǎo)下，學(xué)生自主選擇并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容、實(shí)施實(shí)驗(yàn)研究過程、分析實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)、總結(jié)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識，實(shí)驗(yàn)比例應(yīng)達(dá)到10%左右。實(shí)驗(yàn)的考核采用操作、演示、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、答辯及作品等方式。
3.實(shí)驗(yàn)中心資源開發(fā)
通用技術(shù)課程資源匱乏是制約課程開設(shè)和實(shí)施的一個(gè)重要因素，為了改變這一現(xiàn)狀，充分發(fā)揮中心教學(xué)引領(lǐng)和服務(wù)作用，中心成員一直致力于課程資源的開發(fā)和應(yīng)用研究。實(shí)驗(yàn)中心在科學(xué)繼承原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，淡化通用技術(shù)各模塊學(xué)科邊界的基礎(chǔ)上，多樣化發(fā)展本土特色實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。突出學(xué)生為主體，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，體現(xiàn)“立足本地資源，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)”的原則，是實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)的特色。
（1）本土化教材
本土化教材的建設(shè)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的核心。為了建設(shè)符合地方特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教材，滿足通用技術(shù)師資培訓(xùn)需求，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，中心成員發(fā)揮集體智慧，編寫了《金工技能訓(xùn)練手冊》和《木工技能訓(xùn)練手冊》，并針對新疆通用技術(shù)專用教室工具和設(shè)備配備情況編寫了《工具設(shè)備使用手冊》，目前中心正集中力量編寫教材《高中技術(shù)課程課標(biāo)分析與教材教法研究》，并計(jì)劃近期內(nèi)出版。
本實(shí)驗(yàn)系列教材的特色是：以實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐項(xiàng)目為線索，把有關(guān)的知識點(diǎn)融合到實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐的每個(gè)步驟中，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)驗(yàn)操作的緊密結(jié)合[2]、以及學(xué)科之間的交叉融合；繼承和發(fā)展了通用技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的核心內(nèi)容，重視本土元素的應(yīng)用，注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過在通用技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和各級培訓(xùn)中不斷應(yīng)用，其內(nèi)容得到了逐步的修改與完善。自編教材不僅滿足了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，而且填補(bǔ)了大學(xué)通用技術(shù)課程教材的空白。今后中心將根據(jù)通用技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)體系，逐步完成系列實(shí)驗(yàn)教學(xué)參考書的編寫與出版工作。
（2）特色演示教具
結(jié)合新疆地域特色，開發(fā)和制作系列具有地域技術(shù)特色的教學(xué)演示教具，如：葡萄干晾房模型、坎兒井模型、蒙古包模型、清真寺模型、民族樂器模型、昌吉飛馬轉(zhuǎn)盤模型等，這些演示教具的開發(fā)既鍛煉了師生的實(shí)踐能力，又豐富了現(xiàn)有通用技術(shù)教具，彌補(bǔ)了新疆通用技術(shù)本土資源的空白。
（3）演示教學(xué)片
目前自治區(qū)各普通高中通用技術(shù)專用教室都配備了車床、鉆銑床等大型技術(shù)加工設(shè)備，但設(shè)備臺數(shù)相對較少且課時(shí)有限，為此中心成員組織學(xué)生對大型技術(shù)加工設(shè)備進(jìn)行了演示教學(xué)片的制作，現(xiàn)已制作完成了《車床使用教學(xué)片》和《鉆銑床使用教學(xué)片》，使用效果良好。
（4）典型多媒體課件
中心成員充分利用多媒體技術(shù)手段來輔助教學(xué)，現(xiàn)已編撰通用技術(shù)必修課程的全套教案及教學(xué)課件，如典型多媒體課件《走進(jìn)技術(shù)世界》、《認(rèn)識常用工具》、《機(jī)械制圖》、《技術(shù)設(shè)計(jì)套件的教學(xué)應(yīng)用》等，既滿足了日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，又拓展了通用技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資源。
（5）科技文化宣傳資源
為了更好地向各專業(yè)師生及社會(huì)等普及科技文化知識，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)中心的輻射作用，中心成員及專業(yè)學(xué)生制作了中國技術(shù)名家、外國技術(shù)名家、中國古代科技、中國現(xiàn)代工程、現(xiàn)代高新技術(shù)五個(gè)版塊的科技宣傳板28塊；為通用技術(shù)專用教室設(shè)計(jì)了技術(shù)文化展板及工具設(shè)備安全使用守則；既達(dá)到了良好的宣傳效果，又鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐技能。
4.實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)方法
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們努力做到3個(gè)結(jié)合：實(shí)驗(yàn)教學(xué)與地方發(fā)展有機(jī)結(jié)合，以統(tǒng)一人才培養(yǎng)目標(biāo)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究有機(jī)結(jié)合，以更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容；校內(nèi)外實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)基地有機(jī)結(jié)合，以拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)空間。
（1）采用多種教學(xué)方法和手段
為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常采用項(xiàng)目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組協(xié)作和自主探究等方法，并應(yīng)用本土化教材、特色演示教具、演示教學(xué)片、典型多媒體課件等多種現(xiàn)代化教學(xué)手段，以直觀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對各種知識與技能的理解與掌握。
（2）統(tǒng)一衡量標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)制定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
人才培養(yǎng)整體以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展為主要任務(wù)，并用企業(yè)家的眼光審視人才培養(yǎng)質(zhì)量，用社會(huì)和用人單位的標(biāo)準(zhǔn)衡量辦學(xué)水平，這就是質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)改革的源頭活水。[3]實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇與開發(fā)方面，通過在與用人單位溝通與交流，以及大量實(shí)踐調(diào)研的基礎(chǔ)上，減少基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增設(shè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并注重科研成果、科技創(chuàng)新活動(dòng)及競賽產(chǎn)品在教學(xué)中的應(yīng)用，以啟迪學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識。
（3）轉(zhuǎn)化科研成果，豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)環(huán)節(jié)，融入教師的科研成果，以進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，形成一種開放、流動(dòng)、合作、研究的良好氛圍。采取以教學(xué)為中心，科研與教學(xué)有機(jī)結(jié)合的方式。即通過科研實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和學(xué)生畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)，促進(jìn)教師科研成果的轉(zhuǎn)化，從而帶動(dòng)和加強(qiáng)綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的建設(shè) 。[4]
（4）創(chuàng)建實(shí)踐、實(shí)習(xí)基地，培養(yǎng)創(chuàng)新精神
競賽是引領(lǐng)大學(xué)生點(diǎn)燃創(chuàng)新激情的旗幟，能夠推動(dòng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。示范中心把組織大學(xué)生參與學(xué)校、省和國家的各類競賽和課外科技活動(dòng)作為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的一個(gè)重要渠道。教學(xué)為載體，設(shè)計(jì)系列實(shí)踐展示活動(dòng)，如木工作品展示、金工作品展示、電子制作展示、計(jì)算機(jī)藝術(shù)設(shè)計(jì)作品展示、攝影作品展示、影視作品展演、機(jī)器人設(shè)計(jì)展演、車模設(shè)計(jì)展演、航模設(shè)計(jì)展演、課程論文宣講、教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)技能展示等。組織學(xué)生策劃并參與自治區(qū)大中專院校科技文化藝術(shù)節(jié)、昌吉市科技文化藝術(shù)節(jié)、昌吉學(xué)院科技文化節(jié)、物理系科技節(jié)活動(dòng)等。
另外，通過建立實(shí)習(xí)基地來增強(qiáng)通用技術(shù)方向畢業(yè)生的崗位適應(yīng)能力。現(xiàn)已成立12所實(shí)習(xí)基地，烏魯木齊市7所、昌吉州4所、庫爾勒1所，平均每年可以滿足40人左右的實(shí)習(xí)需求，通過對實(shí)習(xí)生的不斷跟蹤指導(dǎo)，一直保持著良性循環(huán)的實(shí)習(xí)效果。
三、實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)成效
1.實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)及示范輻射成果
在近兩年的探索和實(shí)踐中，實(shí)驗(yàn)中心做了許多開創(chuàng)性的工作，取得 了一系列成果：2009年10月，獲批全國青少年科技創(chuàng)新示范基地。2010年4月，建立昌吉州技術(shù)教育培訓(xùn)基地。2010年6月，我院通用技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心被評為自治區(qū)級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。2010年6月，我院成為國家級教師繼續(xù)教育培訓(xùn)基地。2010年7月，培養(yǎng)首屆教育技術(shù)學(xué)（通用技術(shù)方向）本科畢業(yè)生，經(jīng)跟蹤調(diào)查，我們培養(yǎng)的通用技術(shù)方向?qū)W生大部分在一線從事并能夠很好地勝任通用技術(shù)課程教學(xué)。2010年至2011年圓滿了完成新疆昌吉州14所、巴州地區(qū)12所、全疆地方與兵團(tuán)系統(tǒng)等共500多名普通高中通用技術(shù)教師課程標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備使用的培訓(xùn)任務(wù)；另外，實(shí)驗(yàn)中心成員組織參與了多項(xiàng)通用技術(shù)課程相關(guān)活動(dòng)，產(chǎn)生了較好的社會(huì)影響，如參與昌吉州普通高中通用技術(shù)裝備選型及招標(biāo)工作、參與昌吉州普通高中通用技術(shù)專用教室驗(yàn)收檢查工作、與昌吉州教育局聯(lián)合組織了第一屆昌吉州通用技術(shù)教學(xué)研討會(huì)、昌吉州第一屆通用技術(shù)教師技能大賽、應(yīng)邀參加了自治區(qū)教科所組織的全疆通用技術(shù)教學(xué)研討會(huì)等，產(chǎn)生了廣泛的影響力和輻射效應(yīng)。
2.實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)研究成果
實(shí)驗(yàn)中心通過不斷培養(yǎng)提高實(shí)驗(yàn)教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的教科研素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，形成了豐碩的教學(xué)研究成果。近年來中心成員主持和承擔(dān)各類教研、科研項(xiàng)目21項(xiàng)，其中國家級4項(xiàng)，自治區(qū)級7項(xiàng)，地州級1項(xiàng)，校級9項(xiàng)。58篇，其中被SCI收錄2篇，EI收錄2篇，核心期刊7篇。制作課程資源講座光盤5種，自編演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)講義4本。獲得各項(xiàng)表彰獎(jiǎng)勵(lì)37項(xiàng)，獲得自制教具專利2項(xiàng)。另外，學(xué)生在第二屆亞洲機(jī)器人錦標(biāo)賽中國區(qū)選拔賽VEX機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽項(xiàng)目大學(xué)組比賽中榮獲銀獎(jiǎng)2項(xiàng)，最佳科技獎(jiǎng)1項(xiàng)，最佳結(jié)構(gòu)獎(jiǎng)1項(xiàng)，最佳未來獎(jiǎng)1項(xiàng)等。實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)中心充分鍛煉和展現(xiàn)了學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，提升了學(xué)生的就業(yè)競爭能力。
四、結(jié)束語
通過新疆自治區(qū)及昌吉州各級領(lǐng)導(dǎo)的大力支持和中心成員的不懈努力，實(shí)驗(yàn)中心在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系等；通過繼續(xù)開發(fā)、研究、制作系列具有民俗特色的通用技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)教具以及高中通用技術(shù)課程地方教材的編寫等，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革不斷深化，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量不斷提高，實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)不斷完善。
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