導語：如何才能寫好一篇畢業(yè)設計總體方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

填表日期：2021年 3 月 8 日

年級專業(yè)：17 機制一班

學生姓名：單國

學號：1710818113

指導教師：袁絡

畢業(yè)設計（論文）題目：機械式波浪能發(fā)電裝置

研究目標與內容（包括基本內容、方案論證、設計思路等）

本課題來源于教師自主命題，把具有破壞性海浪轉化為有用的能源具有非常重要的意義。傳統(tǒng)的波浪能發(fā)電裝置體積大，發(fā)電量較大，但價格昂貴，工作環(huán)境惡劣，維修成本高。波浪能已經(jīng)成為一種非常有前景的可再生能源。針對上述問題，本課題需要設計一種新的小功率的擺式波浪能發(fā)電裝置，通過某種傳動機構實現(xiàn)波浪能從往復運動到單向旋轉運動的傳遞來驅動發(fā)電機發(fā)電的方式，為航標燈和其他海上設施供電。

具體的工作有：(1)波浪能發(fā)電裝置的總體方案設計，選用擺式機構作為能量捕獲

機構。(2) 采用齒輪棘輪等傳動零件的機械式波浪能收集裝置的結構設計。運用

SolidWorks 和 AutoCAD 軟件繪制裝置的零件圖和裝配圖,建立三維數(shù)字化模型,結合

ANSYS 軟件對裝置的主要受力零部件進行了有限元強度分析。

畢業(yè)論文

（設計） 工 作 安 排 計劃

2021 年 1 月 15 日前完成文獻檢閱、市場調研，了解國內外發(fā)展和技術現(xiàn)狀，提出初步總體技術方案，討論并確定技術路線；

2021 年 3 月 10 日前完成開題報告、文獻綜述的撰寫以及外文翻譯；

2021 年 4 月 30 日前完成結構裝配圖，相關零部件圖的設計與繪制以及相關的畢業(yè)設計論文的撰寫；

2021 年 3 月 1 日至 2020 年 4 月 30 日完成畢業(yè)實習及畢業(yè)實習報告的撰寫；

2021 年 5 月 4 日前完成畢業(yè)設計（論文）檢測。

學生簽字：指導教師簽字：

2021年 3 月 8 日2021 年 3 月 9 日

學院審核意見

篇2

【關鍵詞】電力系統(tǒng) 實踐性教學 CDIO 改革與實踐

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）22-0078-02

一 引言

工科院校的實踐性教學一般分為：課程實驗、課程設計、實習環(huán)節(jié)和畢業(yè)設計。在這些教學環(huán)節(jié)中，“重知識、輕能力，重學術、輕應用，重說理、輕實效”是工科教學存在的普遍問題?；谶@種現(xiàn)狀，我院以體現(xiàn)當今工程教育中先進教育理念CDIO模式為指導思想，對整個學院人才培養(yǎng)模式作了較為深入的改革和探索。本文結合我院人才培養(yǎng)模式的改革背景，將CDIO教育理念融入實踐性課程設置和教學過程中，針對電力系統(tǒng)方向的實踐環(huán)節(jié)中課程實驗、課程設計和畢業(yè)設計的指導思想、教學模式、設計內容和實施過程做出總結，希望對應用型本科學生的工程實踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)能起到一定的指導作用。

二 我院電力系統(tǒng)方向設置的背景與定位

1.電力系統(tǒng)方向設置的背景

我院從2005年開始實行“按電氣信息類大類招生，兩年后按學生的興趣和需要分專業(yè)”的“2+2+x”教學改革。即兩年基礎課學習，兩年專業(yè)平臺課學習，“x”就是同一專業(yè)的學生到專業(yè)平臺課學習完成后，根據(jù)自己的專業(yè)興趣和目前的社會需求選報專業(yè)方向，選修一組某專業(yè)方向的限選課程和該方向的選修課程，并進入該方向為期一年的畢業(yè)設計過程，以達到學以致用，學有所長。我院電氣工程及其自動化專業(yè)在這項大的人才培養(yǎng)模式改革的背景下形成了“電機設計”、“電機控制”、“建筑電氣”和“電力系統(tǒng)”幾個專業(yè)方向。進入專業(yè)方向后，實踐性教學環(huán)節(jié)的安排除了課程實驗外，主要有：為期3周的方向課程設計，為期2周的畢業(yè)實習和為期1年的畢業(yè)設計。

2.電力系統(tǒng)方向人才培養(yǎng)目標定位

電氣工程及其自動化專業(yè)電力系統(tǒng)方向人才培養(yǎng)的目標定位是：培養(yǎng)能從事電力系統(tǒng)運行、設計、試驗、控制和計算機應用等領域工作的高級應用型工程技術人才。畢業(yè)生可在電力系統(tǒng)、發(fā)電廠、供電企業(yè)、電力工程設計單位、電力設備及電力自動化設備開發(fā)單位及用電單位等較寬范圍內就業(yè)。

三 基于CDIO工程教育模式的實踐性教學環(huán)節(jié)的改革與實踐

1.CDIO工程教育模式概述

CDIO是構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、運作（Operate）四個英文單詞的縮寫，它是“做中學”和“基于項目教育和學習”的集中概括和抽象表達。CDIO工程教育的理念是充分利用大學學科齊全、學習資源豐富的條件，以盡可能接近工程實際，涉及技術、經(jīng)濟、企業(yè)和社會的團隊綜合設計項目為主要載體，結合專業(yè)核心課程的教學，使學生能得到全面的訓練和提高。

2.基于CDIO工程教育理念的“板塊式”課程實驗設置

我院基于CDIO工程教育理念的“做中學”和“基于項目教育和學習”的思想，改革以往課程實驗以課程為主題，以知識點為核心，專業(yè)內各課程間條塊分割，沒有整體優(yōu)化和統(tǒng)一的培養(yǎng)目標的缺點，提出課程實驗的“板塊化”設置。板塊化實驗項目的設置以專業(yè)核心課程和相應的選修課程之間知識點的相互聯(lián)系為原則，強調基于項目的實驗構思、設計、實現(xiàn)、運作。讓課程實驗真正起到“親身經(jīng)歷與感受”的作用。

基于以上原則，我院把教學實驗設計成若干個具體的實際工程系統(tǒng)，每個工程系統(tǒng)由3級項目組成：1級項目為工程要求，提出總的培養(yǎng)目標和要培養(yǎng)的工程實訓能力；2級項目為進一步劃分的工程各子系統(tǒng)的設計與分析；3級項目

才是具體的實驗內容和試驗科目。如我院設置變電站設計與保護大板塊的實驗課程，將電力系統(tǒng)分析、發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)、電力系統(tǒng)繼電保護、計算機仿真、電力系統(tǒng)規(guī)劃、高電壓技術等課程融合成為一個大板塊的實驗課程，這些課程都具有很強的內在聯(lián)系，即以發(fā)電廠電氣主接線方案為平臺，依托短路計算和潮流計算來實現(xiàn)電力系統(tǒng)中設備選擇與運行、保護的整定與實施、能量的變換和傳遞、系統(tǒng)的控制運行及其動態(tài)過程仿真分析等環(huán)節(jié)。學生通過這一個大板塊理論和實驗課程的學習，其工程實踐能力的培養(yǎng)在機制上就更加靈活，學生的實驗課程安排就不再受到理論課程的教學學時數(shù)的局限和理論課程教學前后次序的束縛，學生在學習理論課程的細節(jié)之前，就能樹立電力系統(tǒng)整體知識的要點和宏觀概念。在教學時間上也能夠得到有效的保障，如學生通過開放性實驗室的運行，可以獲得遠遠超過課內實驗學時的工程操作的訓練時間，通過自主性、綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗內容的設置，在學習效率和質量上能得到進一步的提高。

3.基于CDIO模式的課程設計的設置

從電力系統(tǒng)方向培養(yǎng)目標和基本要求中，可以看出：（1）課程設計是本方向主要實踐環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的課程設計一般是按照各主干課分別設置的，鑒于上述我校的專業(yè)設置背景，不可能有這么多的學時。（2）課程設計以發(fā)電廠、變電所設計和運行控制為主?；诖?，我校在課程設計的模式上作了一些改革，即在完成全部課程后，進行為期3周的電力系統(tǒng)方向課程設計。我校選定電力系統(tǒng)分析、發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)和電力系統(tǒng)繼電保護三門課程作為方向必修課程，選定高電壓技術、電力系統(tǒng)綜合自動化、電力系統(tǒng)規(guī)劃和電力系統(tǒng)運行和控制作為方向選修課程。按照人才培養(yǎng)模式的要求、知識體系的要求和時間的限制，把課程設計內容定為以發(fā)電廠、變電所設計為主線，貫穿所有課程的內容，完成一個完整的項目設計過程。

基于CDIO工程教育思想，把課程設計分解為一個具有三級項目的工程。項目設計的核心思想是鼓勵學生進行主動學習和綜合學習，開展學術研討活動，推動學生學習系統(tǒng)構建、模型分析、算法比較、仿真開發(fā)、科學結論分析等技能。在課程設計項目中，教師只起引導作用，通過專題講座、技術研討、方案研究等形式啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維。通過CDIO模式下的課程設計，學生對于所選研究對象進行系統(tǒng)模型分析計算，可以培養(yǎng)學生用數(shù)學邏輯方法準確描述電力系統(tǒng)拓撲結構、反映系統(tǒng)行為的參數(shù)體系、系統(tǒng)行為的能力。項目內容可以完全跳出學生個體能力的差異，不同水平的學生可以選擇不同復雜程度且適合自己的設計方案，按照要求完成各個環(huán)節(jié)設計任務，同樣能起到能力鍛煉和鞏固知識的作用。另外，優(yōu)秀的選題和成果可以用于替代今后教案中陳舊老套的實例，為更新教學素材作充分的積累。

4.基于CDIO模式的“產(chǎn)、學、研”相結合的畢業(yè)設計過程改革

CDIO工程教育思想是讓學生以主動、實踐和課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程技術。教學過程中加強與社會各行各業(yè)特別是專業(yè)技術行業(yè)的聯(lián)系，這也是當前高等教育改革與發(fā)展的趨勢之一。我院基于CDIO工程教育思想，實施按“產(chǎn)、學、研”相結合的模式來組織和管理為期一年的畢業(yè)設計（包括畢業(yè)實習）的教學過程。

我院按照以下三個環(huán)節(jié)來管理畢業(yè)設計過程：首先，建立嚴格的設計課題審批制度。指導老師按要求填寫畢業(yè)設計選題審批表，包括課題來源、設計內容、技術要求、學生人數(shù)等。審批表先后通過課程組和學院組織的專家組審核合格后方可作為畢業(yè)設計題目；如果學生到生產(chǎn)單位或實踐性教學基地去做畢業(yè)設計，須事先提出書面申請，還必須按教學要求選題和選派指導教師，將課題內容摘要、主要指標、文獻資料和校外指導老師的姓名、學歷、職稱等以及單位提供的軟硬件條件以正規(guī)格式報送學院，經(jīng)過審查后方準前往，并同時指定校內指導教師做教學指導。其次，進行定期的檢查匯報。為確保畢業(yè)設計的質量和進度，要求學生定期向專業(yè)課程組匯報畢業(yè)設計情況，我院的畢業(yè)設計質量監(jiān)控體系設計了四個環(huán)節(jié)，即開題、中期檢查、畢業(yè)設計課題驗收、畢業(yè)設計答辯。這也是整個畢業(yè)設計質量監(jiān)控體系的四個觀察點。其中開題要檢查的重點是檢查文獻閱讀與利用的情況、總體方案的設計內容；中期主要檢查總體方案中采用到的核心技術的試驗情況；課題驗收主要檢查學生所設計的系統(tǒng)運行情況，數(shù)據(jù)分析與結果如何，是否完成畢業(yè)設計任務；答辯主要考查學生的畢業(yè)設計論文、學生的語言表達能力。最后把好答辯與綜合評分關。學生的畢業(yè)設計成績應由綜合評分來確定，包括工作表現(xiàn)、能力和素質等方面的平時考查成績、畢業(yè)設計成果的驗收成績、論文成績及答辯成績。無論是在單位還是在學校答辯，都要求綜合考慮上述幾項成績，以確保畢業(yè)設計的質量。

四 結束語

從2005年開始，我院開始實施基于CDIO的實踐性教學環(huán)節(jié)的改革措施，通過這幾年的實施，取得了良好的效果。我院根據(jù)社會和企業(yè)的急需技術，有針對性地安排實踐性教學，培養(yǎng)學生的一技之長與工程實踐能力；堅持這個方針，我院培養(yǎng)的學生在激烈的人才市場競爭環(huán)境中，具有了自己的獨特優(yōu)勢和生存空間，提高了學生的就業(yè)競爭力。同時，我院與企業(yè)聯(lián)合加強實踐性教學環(huán)節(jié)，在企業(yè)建立了長期穩(wěn)定的實踐性教學基地，也彌補了學校實驗設備不足帶來的不便。因此，可以認為，這種教學模式的改革無論是對于學生，還是對于教師、學校乃至社會都是有利的。

參考文獻

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篇3

畢業(yè)設計是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的重要實踐環(huán)節(jié)，對鞏固、深化和升華學生所學理論知識，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、獨立工作能力、分析和解決問題能力、工程實踐能力起著重要作用。做好學生畢業(yè)論文工作，同時也是培養(yǎng)學生科學精神、科學作風、良好的思想品德以及事業(yè)心和責任感等綜合素質所不可缺少的環(huán)節(jié)。畢業(yè)設計通常由封面、任務書、開題報告、摘要及關鍵詞、目錄、正文、參考文獻、致謝等部分組成，而好些學生的畢業(yè)設計中，只有封面、目錄和正文，其余的部分都忽略掉了，有些就算有目錄，目錄的頁碼與正文所標的頁碼也不吻合。

2提高高職畢業(yè)設計教學質量的對策

2．1充分做好機電類專業(yè)畢業(yè)設計的選題工作

選題是畢業(yè)設計的基礎，決定了畢業(yè)設計的方向。畢業(yè)設計的內容應涵蓋專業(yè)的主干課程，符合所學專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，這樣才有利于學生鞏固所學知識。目前，絕大部分職業(yè)院校畢業(yè)設計選題多采用指導教師給定題目，學生3－5人組成項目組的形式，這種選題模式限制了學生自主創(chuàng)新能力的發(fā)揮。高職學生的培養(yǎng)的是技術應用能力強，服務于生產(chǎn)和管理等一線崗位的高技能應用型人才，因此，結合學生自己的興趣或以后的工作需要來選擇題目比較切合實際，學生可以從自己熟悉和感興趣的方面著手，縮短理論與實際工作的差距，一旦走上工作崗位以后，可以很快融入角色，增強自身的競爭能力，也為該專業(yè)的學生就業(yè)提供了良好的平臺。

2.2完善機電類專業(yè)畢業(yè)設計管理機制

畢業(yè)設計是重要的實踐性教學環(huán)節(jié),為確保畢業(yè)設計順利進行，要成立專門的機構制定具體的措施和辦法，制訂完善畢業(yè)設計教學管理制度和管理文件,成立畢業(yè)設計領導小組，對畢業(yè)設計的整個過程實行全面質量跟蹤和管理,舉行畢業(yè)設計指導講座，組織學生結合自己的興趣或以后的工作需要選擇題目，制訂《畢業(yè)設計工作計劃》對教師何時下達畢業(yè)設計任務書、學生何時進行有關技術資料、數(shù)據(jù)的收集、學生何時完成畢業(yè)設計初稿、教師何時對學生的初稿提出反饋意見、學生何時完成畢業(yè)設計修改稿、何時完成畢業(yè)答辯做出系統(tǒng)的安排。制訂《畢業(yè)設計書寫格式》，畢業(yè)設計說明書要有統(tǒng)一格式，內容一般應包括名稱、摘要、正文和參考資料四部分。正文是說明書的核心，一般應包括：本課題的目的和意義、目標分析及總體方案的確定、設計的思想和依據(jù)、實體設計、軟硬件調試和結果分析，必要的計算、圖表、總結。說明書文字敘述力求簡練通順，字數(shù)不得小于6000字，設計說明書的撰寫力求概念準確，條理清楚，材料豐富，數(shù)據(jù)可靠，論述深入淺出，做到科學性、先進性和實用性相結合。制定《畢業(yè)設計管理制度》，對設計的選題、設計的指導、設計的答辯以及畢業(yè)設計的成績評定等各方面工作做出相應的管理制度。加強加強畢業(yè)設計檢查監(jiān)督工作，按照《畢業(yè)設計工作計劃》的要求對通過畢業(yè)設計考核，確定學生所做的畢業(yè)設計是否達到教學要求，了解學生的設計的實際水平,對于抄襲和代做的畢業(yè)設計應嚴肅處理。

2．3改革畢業(yè)設計答辯模式

畢業(yè)設計答辯對畢業(yè)設計起著舉足輕重作用,通過答辯可以檢查學生畢業(yè)設計質量,考查指導教師的指導水平。要成立畢業(yè)設計答辯工作領導小組,精心組織答辯工作,對答辯場地、人員安排、答辯時間、答辯記錄等工作都要進行周密的安排。學院可以邀請企業(yè)專家、專業(yè)技術人員與學院的指導教師共同組成答辯考評委員，此外，學校的指導教師同樣可以到企業(yè)去，與企業(yè)的專業(yè)技術人員組成現(xiàn)場答辯委員,在企業(yè)現(xiàn)場進行答辯。在答辯前幾天答辯考評委員的成員要閱讀學生的畢業(yè)設計,精心準備答辯問題,除此之外，還要組織相關專業(yè)的年輕教師參加答辯,使年輕教師的專業(yè)知識水平得以提高。

3結束語

篇4

（一）畢業(yè)設計任務指導書設計任務書應明確設計題目、設計條件、設計內容、設計范圍和深度。如不需做抗震抗風等設計須加以說明。為了更好地控制畢業(yè)設計進度和質量，指導老師應配套設計任務書編寫畢業(yè)設計指導書。設計指導書可在設計依據(jù)、結構受力體系、結構選型、主要技術參數(shù)、抗震設防標準、計算原則、計算方法、電算程序選擇、電算結果分析、設計進度、圖紙編排及計算書的編排格式等方面提出指導意見。畢業(yè)設計在本環(huán)節(jié)的問題：設計任務書是不明確的，不完整的：例如，有的畢業(yè)設計位于地震區(qū)，卻沒有考慮地震作用，設計任務書也未明確是否可以免做抗震設計；是否做基礎和樓梯設計，做的深度是什么？有的設計任務書要求設計內容廣，深度深，但由于時間限制，學生最后的成果里并沒有達到要求，致使設計不滿足任務書要求，導致扣分。所以教師在編寫設計任務書時，考慮學生能否完成，工作量一定規(guī)定在學生能夠完成的范圍內。

（二）以當前規(guī)范為設計依據(jù)結構設計的依據(jù)是國家、行業(yè)、地方和單位現(xiàn)行的各種標準、規(guī)范、規(guī)程、規(guī)定和措施，畢業(yè)設計的依據(jù)也是現(xiàn)行規(guī)范，不是參考書或教科書。規(guī)范是工程實踐經(jīng)驗、理論分析和實驗研究的結果，和一個國家的經(jīng)濟實力和技術水平相結合。對于設計師而言：規(guī)范就是法律，作為一名結構設計師首先要加強學習和理解規(guī)范，適應規(guī)范的更新和修訂，其次要在結構設計工作中認真貫徹執(zhí)行。這里特別提醒注意兩點：一是規(guī)范的規(guī)定是結構或構件的最低要求，實際工程設計時并非一定要采用最低要求。二是規(guī)范的強制條文必須遵守，必須嚴格執(zhí)行，是不得超越和突破的紅線。畢業(yè)設計在本環(huán)節(jié)容易出的問題是：設計依據(jù)中的規(guī)范采用的是廢止版本而非現(xiàn)行規(guī)范。特別是最近兩年規(guī)范更新中，很多同學的設計依據(jù)新舊規(guī)范都有。另外，設計依據(jù)中含大量教科書和參考書，教科書，參考書只能是設計參考資料，而非設計依據(jù)。

（三）重視抗震設計⒈抗震設計是結構設計質量的關鍵環(huán)節(jié)，也是畢業(yè)設計的重點內容。按《建筑抗震設計規(guī)范》1．0．2條“抗震設防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進行抗震設計”［2］。如果畢業(yè)設計任務書地點為抗震地區(qū)，任務書就應明確是否可以不進行抗震設計，指導教師也應在設計指導書中幫助學生確定與抗震設防有關的標準（設防烈度）及技術參數(shù)（場地類別等），特別是對于鋼筋混凝土結構，還要根據(jù)有關規(guī)范確定框架和剪力墻的抗震等級（一、二、三或四級）。畢業(yè)設計中在本環(huán)節(jié)容易出的問題是：隨意提高或降低抗震設防烈度。有的畢業(yè)設計任務書中是7度，學生的計算書卻為8度，或降為6度，都是不對的。建筑抗震設防類別沒有按分類標準劃分。容易混淆的是：教育建筑中，幼兒園、小學、中學的教學用房以及學生宿舍和食堂，抗震設防類別應不低于重點設防類（乙類）。一般的三甲醫(yī)院的病房樓定為特殊設防類（甲類）。在有抗震要求的混凝土框架結構中，有的畢業(yè)設計不驗算框架柱的軸壓比，而截面軸壓比驗算對抗震是非常重要的，軸壓比超限是抗震規(guī)范不允許的?？拐鹪O計截面相對受壓高度的要求與非抗震不同?？拐饡r構件的各項構造要求不同于非抗震設計，應嚴格遵守。

（四）關于結構設計說明結構設計總說明通常是結構施工圖的首頁。要保持設計說明與設計任務書、設計計算書及設計圖紙保持一致性。結構設計總說明是對外提供給建設單位，為施工圖審查及施工單位施工使用的設計產(chǎn)品。畢業(yè)設計在本環(huán)節(jié)容易出的問題是：很多同學不重視編寫結構設計總說明，有的畢業(yè)設計漏掉了結構設計總說明這一項而被扣分；有的畢業(yè)設計雖然有結構設計總說明，但其內容與本工程根本無關。同學之間相互借鑒，拷貝，忽略了設計說明條款是否都符合自己的設計內容。比如，明明做的框架結構，設計總說明中卻出現(xiàn)了剪力墻的構造要求……等等。

注重結構教育的總體方法重視結構的概念設計

結構專業(yè)學生是通過學習結構基本構件的計算來學習工程知識，這種學習的模式讓他們擅長解決明確交給他們的確定的的問題，而常常不能分析整體結構形式。這與我們在工程設計時的模式是相反的，在結構設計開始時，希望形成和處理總體方案，著眼于主要結構體系，而不是構件和細部構造。畢業(yè)設計的初始階段，教師應對學生強調結構的概念設計，基本思路集中在對抗震有利的結構主體系，而不是細節(jié)。但由于學習的過程是專門化的學習，很難有總體的思考，指導教師應引導學生結合學習過的建筑力學，建筑結構設計等知識對自己的結構方案進行內力分析，并進行組內討論，每個學生都應說出自己方案在內力分布上的優(yōu)點，［3］通過這樣的討論分析，使學生重溫學過的知識，并達到更高的層次，形成明確的結構概念，培養(yǎng)學生將專門化的知識用于總體設計思路的能力。本環(huán)節(jié)問題：在布置柱網(wǎng)時要結合力學分析，使結構各構件受力均勻合理，各構件材料強度均能充分利用，學生往往在設計時忽略這點。如下圖例，同樣的辦公樓建筑設計，因為不同的結構柱網(wǎng)布置，得到不同的內力分布圖。

關于手算與電算

畢業(yè)設計以手算為主要目的。計算機只是輔助設計。通過對主體結構和構件的計算來檢查學生對基礎理論（如結構力學）和專業(yè)知識（如混凝土結構，抗震設計，鋼結構）的掌握程度。手算可以積累設計計算的感性認識，積累數(shù)據(jù)，練好手算將受益一生．。由于目前軟件種類繁多（PKPM，廣廈等），不同的軟件往往會導致不同的計算結果。因此應對程序的適用范圍、技術條件等充分的了解。任何一種軟件的計算結果都是在一定假設條件下得到的，與實際工程都有一定誤差，不能夠完全依賴軟件計算結果。因此要求一個結構工程師在拿到電算結果時應慎重校核、認真分析，做出合理判斷。優(yōu)秀設計成果要求應該有“主體結構地震反應分析的計算結果（如總信息、側移等），同時附有主體結構電算結果的抗震分析報告”，目的是為了提高學生的計算機和對計算機結果的分析能力畢業(yè)設計中在本環(huán)節(jié)容易出的問題是：采用的電算軟件，未注明程序的名稱、版本及編制單位。指導老師應告訴學生總信息中參數(shù)的物理意義，及如何調整?？傂畔⒅械膮?shù)普遍存在填寫錯誤，建議指導老師將程序的用戶手冊及技術條件中填寫說明復印給學生。

關于圖紙

圖紙是工程師的語言。畢業(yè)設計應明確要求“結構設計部分以手繪為主。手工制圖是對優(yōu)秀畢業(yè)生基本技能的要求，畢業(yè)設計手繪圖紙讓學生在就業(yè)前有一個基本訓練的機會，從而培養(yǎng)學生良好的制圖能力，良好的空間概念和完善的構造要求，以及為施工服務的意識，所以結構設計應以手繪為主。本環(huán)節(jié)的問題是學生要熟悉制圖規(guī)范和構造要求。

結語

篇5

【關鍵詞】畢業(yè)設計論文選題　先導培訓　提高綜合素質　創(chuàng)新能力

一、因材施教。恰當選題

選題是畢業(yè)設計論文工作的第一步.是高質量完成畢業(yè)設計論文指導的前提保證。經(jīng)過三年多的學習，學生已經(jīng)具備了從事本專業(yè)工作的基礎知識，但相對來說他們的知識結構還是淺層次的，大部分同學還不具有選題、立項的能力，即使能選定題目，也往往難以全面提升自己的能力。教師在選題時，應貫徹因材施教的原則，題目的難度適應學生的實際能力和水平，鼓勵一部分優(yōu)秀學生有所創(chuàng)造。應該承認，在學習方面，學生是存在差異的，因此畢業(yè)設計論文選題難度要有差異性，這并不是一種歧視行為。教師的選題應與自己的科研項目相結合，發(fā)揮自身優(yōu)勢，以更好地指導學生。同時選題也要注意連貫性，可以利用前屆學生的研究成果，在他們的基礎上，繼續(xù)作深入的研究。當然，學生不僅僅是以上兩類，但只要掌握了因材施教這一原則，就找到了解決問題的思路。

二、確定選題。先導培訓

課題確定以后.指導教師應給每個同學下達畢業(yè)設計論文任務書，以明確整體工作內容、提出明確的技術要求和量化的工作成果要求，包括論文的開題報告及設計的總體方案，論文及說明書的字數(shù)，圖樣、實物的數(shù)量，按畢業(yè)設計論文各階段擬定工作進度，提供必要的資料和數(shù)據(jù)，列出部分推薦參考文獻目錄等。由多個學生共同參加的課題，必須分別明確各個學生應完成的工作內容和要求。

(1)以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為中心的教學目標：要在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)中突出加強對學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，首先，就要更新觀念，從思想深處改變對畢業(yè)設計作用的傳統(tǒng)認識.對畢業(yè)設計的培養(yǎng)目標和教學要求加以改革。明確地提出：畢業(yè)設計不再是單純地針對解決專業(yè)技術問題能力的培養(yǎng).而是對學生綜合素質和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。畢業(yè)設計不僅是綜合檢測學生近四年學習的效果和水平，也是對已有教學環(huán)節(jié)的擴展和深化，更是檢驗和發(fā)揮學生創(chuàng)造性、開展創(chuàng)新活動的試金石，是學生綜合素質與培養(yǎng)效果的全面檢驗。

(2)以學生為過程主體的培養(yǎng)原則與模式：畢業(yè)設計中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和創(chuàng)造活動的開展，必須堅持以學生為主體的培養(yǎng)原則。要想學生發(fā)揮能動性創(chuàng)造性，首先要使其具有自主性，成為畢業(yè)設計過程中的主角，而不是跟在老師后面亦步亦趨的配角。只有當學生切實地感到自己是創(chuàng)造活動的主體，才能激發(fā)創(chuàng)造的熱情，全身心地投入創(chuàng)造的過程并關心創(chuàng)造的結果i才能進發(fā)出想象力、意志力和創(chuàng)造力。

(3)把握適度的指導方法與強度：把握適度的指導方法與強度在學生選擇了合適的畢業(yè)設計題目，有了創(chuàng)新的欲望后，導師給予的正確、適度、及時的教學指導，會成為學生創(chuàng)新設計活動的催化劑、助動力和方向盤。

(4)鼓勵學生的創(chuàng)新行為：學生是一個需要肯定、褒揚，需要體驗成功喜悅刺激的群體，在畢業(yè)設計過程中，指導教師的信任和鼓勵會直接影響到學生創(chuàng)新欲望的產(chǎn)生、創(chuàng)造意識的萌發(fā)和創(chuàng)造力的實現(xiàn)。以鼓勵為主的指導方法，能夠滿足學生的成功需要，調動他們的積極性.再加以正確的引導.會大大促進學生創(chuàng)新意識的發(fā)展和創(chuàng)新能力的鍛煉。

三、過程監(jiān)控。全面育人

學生進入課題后，對每個人應根據(jù)任務書，列出時間表，對畢業(yè)設計論文工作進行督促檢查。最后一學期學生課程少，加上找工作、研究生復試等問題，學生心態(tài)比較浮躁，檢查督促跟不上，很容易造成畢業(yè)設計論文拖后，有的甚至完不成任務。指導教師每周至少應與每個學生保持接觸交流，聽取學生的匯報，檢查進度情況，幫助學生解決畢業(yè)設計論文過程中遇到的疑難問題。整個畢業(yè)設計論文過程中，要培養(yǎng)學生獨力解決問題的方法和能力：培養(yǎng)他們嚴肅認真的工作態(tài)度、勤奮鉆研的優(yōu)良學風：注重開發(fā)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，嚴禁抄襲。

指導過程中，應該融思想道德素質教育、業(yè)務素質教育、文化素質教育于一體，注重學生素質的全面提高。堅持教書育人，在畢業(yè)設計論文指導期間，要對學生進行政治思想、職業(yè)道德和紀律教育，嚴格考勤。學生因故請假應督促其按有關規(guī)定辦理相關手續(xù)。做事先做人，尊敬別人，科學作風，團隊精神等是做事的基本素質要求，要讓學生學習和體會做人做事做學問的各方面事情.要讓學生養(yǎng)成良好的工作習慣。

四、指導撰寫畢業(yè)設計論文報告

在答辯前兩周，畢業(yè)設計論文的主要工作應該已經(jīng)完成。指導教師應根據(jù)課題情況提出最后的修改意見，指出其中的錯誤，指導并督促學生限期改正，進一步完善。否則，不得參加答辯。最后的工作就是畢業(yè)設計論文報告的撰寫。本科生大都沒有進行過這方面的訓練，有的甚至不知道該如何把前期做過的工作寫成報告論文。即使能寫出來，無論格式，還是內容組織等方面都離要求相差甚遠。畢業(yè)設計論文報告直接反映前期工作的質和量，代表設計成果的水平。這最后一個環(huán)節(jié).指導老師必須予以足夠重視.應從以下幾方面進行指導。

篇6

Abstract： Taking the opportunity of the new formulation of teaching plans， this paper is concerned with the problems existing in practical teaching link of the engineering colleges， combined with the development of BEEAE （Building Environment and Energy Application Engineering） profession. Some suggestions and thoughts to solve the problems， including the pattern， method and the ability of innovation and practice， are proposed based on the Maker Mindset applied widely in the libraries.

關鍵詞：實踐教學；建筑環(huán)境與能源應用專業(yè)；創(chuàng)客

Key words： practical teaching；BEEAE；maker

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）11-0256-03

0 引言

實踐教學是工科類院校實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的重要環(huán)節(jié)，它能夠提高學生的綜合素質，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，造就學生成為具有社會競爭力和國際競爭力的高端人才。鑒于實踐教學在高等教育體系中的重要地位，國家自進入21世紀以來就高度重視大學生創(chuàng)新精神與實踐能力的培養(yǎng)。教育部先后出臺了圍繞強化實踐教學、深化教學實踐改革、完善創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式以及學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力一體化培養(yǎng)方案的政策、文件[1]，目的在于能夠通過對學生各方面綜合能力的培養(yǎng)，使其能蛟詰鼻案嚦萍?、信息灰I下的時代浪潮中站穩(wěn)腳跟。

建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)（簡稱建環(huán)）的前身最初為暖通工程專業(yè)，1998年教育部新制定的招生目錄中將原有的供熱、供燃氣、通風空調工程專業(yè)和燃氣輸配專業(yè)進行合并重組，形成了建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)，也就是老建環(huán)專業(yè)。2012年教育部關于印發(fā)《普通高等學校本科專業(yè)目錄（2012）》、《普通高等學校本科專業(yè)設置管理規(guī)定》等文件的通知中，將建筑環(huán)境與設備工程、建筑節(jié)能技術與工程以及建筑設施智能技術（部分）合并為建筑環(huán)境與能源應用工程。經(jīng)合并重組以后，建環(huán)專業(yè)涉及的知識面更加廣泛，涵蓋了暖通、空調、制冷、建筑給排水、建筑節(jié)能以及建筑設施的智能化管理（BIM）等諸多領域[2，3]。結合自重組后到現(xiàn)在的三屆畢業(yè)生的就業(yè)情況以及用人單位的反饋情況來看，盡管當前培養(yǎng)的學生的專業(yè)知識面較往年有較大提升，但是在動手能力以及工程實踐技能方面仍有所欠缺，需要在今后的培養(yǎng)環(huán)節(jié)中加以改進。

近幾年來，在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的時代背景下，“創(chuàng)客”運動在國內開始興起，并不斷地發(fā)展壯大[4]。其所蘊含的“自行設計、共同制作、親身實踐創(chuàng)意”的新型理念，促使更多具有創(chuàng)新理念的人群通過自身的創(chuàng)造來體現(xiàn)自我價值[5]。而這種強調動手能力的創(chuàng)新理念正好可以移植到建環(huán)專業(yè)教學實踐環(huán)節(jié)中，通過興趣的激發(fā)及自我價值的體現(xiàn)來提升學生的工程實踐技能。本文以新一輪教學培養(yǎng)計劃的修改及制定為契機，針對當前建環(huán)專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)存在的問題，從實踐教學的模式、方法以及創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)等方面給出了完善建環(huán)專業(yè)教學實踐環(huán)節(jié)的改革方案。

1 實踐教學模式

建環(huán)專業(yè)實踐教學目的在于通過對專業(yè)所涉及的各類系統(tǒng)、設備及工藝流程的感性認識、理論規(guī)律的實驗驗證以及總體方案的設計、實現(xiàn)等方面的鍛煉，培養(yǎng)學生的動手能力，將課本上的知識熟練地應用到工程實際中去。實踐教學環(huán)節(jié)具體由專業(yè)實習（認識實習、生產(chǎn)實習等）課程實驗、課程設計以及畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)組成，依據(jù)各個環(huán)節(jié)的內容及要求分別穿插在整個大學的教學培養(yǎng)計劃中。

1.1 實踐教學環(huán)節(jié)

1.1.1 實習環(huán)節(jié)

實習環(huán)節(jié)主要由認識實習和生產(chǎn)實習兩部分構成，其分別承擔學生對于供暖、通風、空調、建筑給排水以及燃氣輸配等系統(tǒng)和各組成部件的感性認知以及整體的設計和運行的直觀認知的作用。其中，認識實習主要集中在大三的上半學期、各門專業(yè)課授課之前開設，而生產(chǎn)實習則安排在大三下半學期、各主要專業(yè)課程授課中途或結束之后。

1.1.2 課程實驗

實驗教學作為課堂教學的必要輔助手段，是增強學生理解客觀現(xiàn)象，并由客觀現(xiàn)象形成主觀意識的有效途徑。當前，圍繞專業(yè)所涉及的專業(yè)課程都有相關的實驗環(huán)節(jié)，通過學生的動手能力，借助相關實驗設備驗證既有的理論和規(guī)律。

1.1.3 設計教學環(huán)節(jié)

設計教學環(huán)節(jié)是鍛煉學生從理論學習向工程應用能力過渡的一個重要的綜合性實踐環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生工程素養(yǎng)的重要部分[6]。該環(huán)節(jié)主要包含課程設計和畢業(yè)設計兩部分內容，其中，圍繞各專業(yè)課程展開的課程設計，能夠鍛煉學生依據(jù)所學的基礎理論和專業(yè)知識進行計算、制圖以及查閱資料、使用規(guī)范的能力，為后面的畢業(yè)設計打下基礎。而畢業(yè)設計則是全面考核學生綜合應用所學專業(yè)知識來解決工程實際問題能力的重要環(huán)節(jié)，并為將來從事與建環(huán)專業(yè)相關的設計、施工、運行管理及技術開發(fā)的工作奠定堅實的基礎。

1.2 存在的問題

從建環(huán)專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的指導思想和總體要求來看，盡管實踐教學的各個環(huán)節(jié)能夠滿足培養(yǎng)高素質、具有一定創(chuàng)新能力、能夠從事與專業(yè)相關行業(yè)的工程應用人才的要求，但從具體的執(zhí)行效果來看，仍暴露出一些有待解決的問題[3，7]：①實習環(huán)節(jié)形式化，學生重視程度不夠。目前大多數(shù)高校由于種種原因（實習經(jīng)費不足、實習單位不固定、實習內容單一），導致實習均流于形式，學生不能尋找問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。②課程實驗內容單一，學生積極性不高。受到實驗設備的制約，目前高校里面多以開設驗證性實驗課程為主，內容較為單一。實驗過程中，學生的參與度不高，只是被動地接受實驗老師的現(xiàn)場演示，缺乏主動探索真理的精神。③設計環(huán)節(jié)缺乏系統(tǒng)性，學生實踐能力不充足。當前高校盡管針對專業(yè)課程均設計了課程設計環(huán)節(jié)，意在通過課程設計鍛煉學生運用專業(yè)知識解決實際問題的技能，并為后面的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)在計算、繪圖、參閱資料以及解讀規(guī)范等打下基礎。但實際情況是設計時間較短，設計內容不夠明確，設計資料不夠充足，設計方案單一，導致學生的實踐能力沒有得到鍛煉，并促成抄襲和應付現(xiàn)象。

2 “創(chuàng)客”思維――實踐教學改革方案

創(chuàng)客空間之所以能夠在國內外迅速地流行起來，與其提倡的“知行合一”的學習過程是密不可分的[4]，而這一點正是當前工科院校所欠缺的。從上述在實踐教學各個環(huán)節(jié)中所暴露的問題來看，要從根本上解決問題，需從實踐教學手段、實施方法以及學生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力等方面入手，具體可概括為以下幾個方面：

2.1 細化專業(yè)特點，拓展實習環(huán)節(jié)的多樣化

對于建環(huán)專業(yè)而言，實習內容主要集中在供暖（集中供熱）、通風、空調以及建筑給排水等系統(tǒng)、設備、運行方式的感性認識和直觀理解。為了能夠既有良好的感性認識，同時又能提高動手能力，在具體實現(xiàn)時要注重將認知實習穿插在各專業(yè)課程的授課環(huán)節(jié)，以點帶面，將課堂內容與現(xiàn)場參觀教學結合起來，通過感性認識加深對專業(yè)知識的理解。

與此同時，借助當前國家大力倡導的“校企聯(lián)合”的工作方針，依據(jù)專業(yè)背景，積極進行校外實習基地建設。打破原有集中參觀學習的傳統(tǒng)模式，實行分散實習的教學方式，即以學生的主觀意愿為前提進行實習方案的制定，實行校內實習指導老師以及企業(yè)導師的“雙導師制”，通過學生、導師之間的交流溝通共同定制實習任務，并在企業(yè)以“學徒”的身份、在導師的共同指導下完成既定任務。

2.2 化課程實踐教學體系，培養(yǎng)學生獨立科研能力

依托學科優(yōu)勢進行課程實踐教學改革，采用課程實驗與工程訓練相結合的方式豐富課程實踐教學內容。擺脫原有實驗老師制定實驗方案，學生被動操作的固有模式，引入“自己動手、共同制作、親身實踐”的創(chuàng)客理念，在課程實驗中，倡導“以學生為主導、教師輔助指導”的方針，進行實驗內容的選擇、方案的制定。

增設探索性實驗環(huán)節(jié)，即在現(xiàn)有的演示性、驗證性實驗的基礎上增設綜合性實驗，同時進行模塊化劃分。以供暖工程課程實驗為例，在既有室內集中供暖系統(tǒng)的整體演示性實驗的基礎上，根據(jù)其結構組成按熱源、供熱管網(wǎng)以及散熱設備進行模塊劃分，讓學生執(zhí)行設定實驗方案分別對其功能以及運行方式進行實驗驗證。

2.3 適時論證設計方案，強化工程能力實訓的培養(yǎng)方案

依據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標，將實踐教學環(huán)節(jié)與社會及用人單位所需的知識、能力、素質有效對接。適時論證設計方案，強化工程能力實訓的應用型人才培養(yǎng)。在專業(yè)課程設計過程中，注重建環(huán)專業(yè)多學科交叉的特點，設計環(huán)節(jié)要進行綜合，形成知識點多、內容豐富、可選方案多的局面。在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，要進行角色轉換，縮短與專業(yè)實際工程設計之間的差距，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。

2.4 堅持能力為重，實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)

依據(jù)新一輪培養(yǎng)方案“實踐能力培養(yǎng)貫穿人才培養(yǎng)全過程“的原則，整合原有各教學實踐環(huán)節(jié)，并將科研訓練、學科及科技競賽等納入到教學實踐環(huán)節(jié)中。在專業(yè)教學中構建以學科基礎實踐、專業(yè)綜合實踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐三層次有機結合，并與各類課外實踐活動緊密結合的立體化實踐教學體系。在專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，要以各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程為基礎，各級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺為支撐，各項創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽和科創(chuàng)活動為載體，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿于人才培養(yǎng)的全過程。

3 結束語

實踐教學是工科類高等院校培養(yǎng)體系中必不可少的環(huán)節(jié)。對于學生工程實踐能力的培養(yǎng)應從市場經(jīng)濟需求出發(fā)，強化實訓環(huán)節(jié)和專業(yè)能力的培養(yǎng)，使學生不但有扎實的理論功底，更要有處理問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生靈活運用專業(yè)知識到工程實際中。通過對實踐教學環(huán)節(jié)的改革，能夠更好地提高學生的動手能力、創(chuàng)新能力，讓學生在當前競爭空前激烈的社會體制下占據(jù)一席之地。

參考文獻：

[1]張琨，高興，張殿光，等.建環(huán)專業(yè)實驗教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2013（31）：48-49.

[2]王晏平.基于市場需求的建環(huán)專業(yè)復合型人才培養(yǎng)模式探索――《暖通空調》課程教學改革與學生能力培養(yǎng)[J].中國西部科技，2013（3）：96-98.

[3]劉恩海，周挺，趙坤正，等.基于應用型建環(huán)專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)教學的改革研究[J].高教學刊，2016（15）：136-137.

[4]楊緒輝，沈書生.創(chuàng)客空間的內涵特征、教育價值與構建路徑[J].教育研究，2016（3）：28-33.

[5]王德宇，楊建新，李雙壽.國內創(chuàng)客空間運行模式淺析[J].現(xiàn)代教育技術，2015（5）：33-39.

篇7

    目前,我校土木工程專業(yè)學生就業(yè)的主要方向為設計和施工企業(yè),因此,可以按照設計和施工企業(yè)的技術要求設置課程、實踐環(huán)節(jié),增加設計課程,如框架結構設計、輕型鋼結構廠房設計、剪力墻結構設計、工程預決算、施工內業(yè)等課程,構建原來的課程體系之外的課程群供學生選修,突出應用性、實踐性。培養(yǎng)工程人才,強調加強實踐性教學環(huán)節(jié)系統(tǒng)化、規(guī)范化是教學改革的重點之一。土木工程涉及的實踐性環(huán)節(jié)比較明確,一是設計環(huán)節(jié),二是施工環(huán)節(jié)。多年來的制圖、課程設計、實習、畢業(yè)設計、實驗體系比較完整,但系統(tǒng)化、規(guī)范化方面還有待改進。比如在以前的培養(yǎng)環(huán)節(jié)中制圖強調得多,識圖未得到重視,因此應增加識圖環(huán)節(jié);設計環(huán)節(jié)與課程結合的多,與分部分項工程結合的少;課程實驗做得多,工程試驗學生不了解。這些都需改進。

    二、教學內容存在的問題及解決辦法

    培養(yǎng)體系是總體方案,教學內容是工程人才培養(yǎng)方案的具體實施。目前的教學中教學內容與工程結合不夠是主要問題。教學內容不能與工程實際結合,工程人才培養(yǎng)的特色就不會突出。教學內容不能與工程實際結合的原因包括:教師實踐能力不強,不能把理論與實際工程結合起來講授;教材理論內容多,例子虛擬,與工程結合不夠。因此需針對上述問題進行調整。

    1.建設有豐富實踐經(jīng)驗的師資隊伍

    為適應工程人才培養(yǎng)的要求,應以建設理論水平高和實踐經(jīng)驗豐富的師資隊伍為改革目標。同時要引進企業(yè)的技術人員加入到教學團隊中來,兼職從事教育工作。目前,我校已經(jīng)建立教師去企業(yè)實踐的管理機制,并有部分教師到企業(yè)實踐。土木工程專業(yè)的教師應在學校的教師去企業(yè)實踐的管理機制下認真規(guī)劃、合理實施。比如,對企業(yè)必須有選擇,部分去設計單位、部分去施工單位、部分去監(jiān)理單位、部分去檢測中心,經(jīng)過一輪后交換,保證在最短時間內教師隊伍得到不同企業(yè)的全面訓練,在教學中的不同環(huán)節(jié)都有理論水平高和實踐經(jīng)驗豐富的師資。引進企業(yè)的技術人員深度參與教學是師資隊伍建設的重點和難點。不能只瞄準資深的技術人員,只要是一線的工程師職稱以上的人員都可以滿足學校培養(yǎng)工程人才的需要,要擴大企業(yè)技術人員參與學生培養(yǎng)的人數(shù)。

    2.調整教材的內容

    在工程人才培養(yǎng)的過程中,要嚴格按工程人才質量管理要求,從優(yōu)化教材入手。目前的教材基本維持原來學術型教育的模式,即使是出版新一輪的應用型學校規(guī)劃教材,但內容變化不多,因此,如果按工程人才培養(yǎng)模式執(zhí)行,必須優(yōu)化教材,出版或選擇有利于工程人才培養(yǎng)的教材。特別是每個專業(yè)方向要針對幾門體現(xiàn)專業(yè)工程能力要求、突出學生的實際操作能力、解決問題能力培養(yǎng)的核心課程,首先組織有教學、工程經(jīng)驗的教師編寫與工程應用對接的教材以及相關實踐指導的教材。

    三、教學方法存在的問題及解決辦法

    每一門課都是整個體系中的一個點,學生在學習教學內容的時候缺乏對該學習內容在工程中如何應用的認識,學習有一定的盲目性,甚至有些學生動力不足,可以說目前的教學方法在工程應用的引導上存在問題。因此,需尋找一種可以讓學生知道學的內容是什么、怎么應用的教學方法并加以練習,同時堅持對應的應用考核即可達到效果。

    1.以項目教學的方式使教學內容系統(tǒng)化

    學生工程能力的培養(yǎng)是潛移默化的,每一個階段的實踐環(huán)節(jié)都要結合實際工程,而不是按一些教材、參考書上一成不變的模式教授給學生,那樣達不到工程能力培養(yǎng)的目的。給學生一個實際項目,從二年級做起,一直到畢業(yè)設計完成項目。這種方法可以使學生很系統(tǒng)地認識項目。二年級時學生雖然對工程概念尚不清楚,但也可以用實際的工程項目對其進行諸如制圖識圖等方面的訓練。

    2.以項目訓練加強能力培養(yǎng)

    工程人才培養(yǎng)的重點是要練。無論采用什么樣的教學方法都必須給學生足夠多的訓練機會,從大作業(yè)、課程設計、實驗,一直到畢業(yè)設計都是在練。因此,必須要求教師結合工程對學生增加必要的訓練。

    3.進行工程應用的考試方法改革

    考試是對學生學習效果的檢驗,工程能力的檢驗不能僅靠記住基本知識和會做幾道與書中例子相似的題,還要考查在實際工程中知識的運用能力,因此,用傳統(tǒng)的考試方式是不能引導學生向工程人才培養(yǎng)方向努力的,需要增加與工程有關的考試內容,由完全的記憶變?yōu)閷W會使用書中知識解決問題。比如已經(jīng)采用的“半開半閉”的考試方式,閉卷部分考查基礎知識的掌握程度,開卷部分考查應用能力,是符合工程人才培養(yǎng)的一種考試方式。

    四、實踐教學中存在的問題及解決辦法

    目前土木工程專業(yè)的實踐教學包括三方面:設計類實踐環(huán)節(jié)、實習類實踐環(huán)節(jié)、實驗類實踐環(huán)節(jié)。設計類實踐環(huán)節(jié)的根本問題是設計題目虛擬、設計內容理想化、設計標準與實際的工程設計結合不夠。實習類實踐環(huán)節(jié)的根本問題是學生參觀性的實習多,不能深入接觸工程施工。實驗類實踐環(huán)節(jié)的根本問題是實驗內容與課程聯(lián)系多、與實際工程試驗結合少。因此,需針對上述問題調整實踐環(huán)節(jié)的教學。

    1.設計類實踐環(huán)節(jié)

    與設計單位聯(lián)合培養(yǎng),以項目管理的方式從低年級開始接觸設計單位的項目,二年級學生可以工程設計題目為例學習、練習工程制圖,不同學習階段完成不同任務,在完成項目中學習課程知識,在完成項目后回味知識。

    2.實習類實踐環(huán)節(jié)

    與施工單位聯(lián)合培養(yǎng),讓學生在認識實習、測量實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習環(huán)節(jié)參與項目建設,認識構件、了解結構,將原來固定幾周時間的集中實習改為分散實習,利用周六、日的時間可以滿足不同季節(jié)、不同施工階段學生的實習,總計時間達到規(guī)定的周數(shù)即可。

    3.實驗類實踐環(huán)節(jié)

    堅持在學生實驗中采用理論實驗+工程試驗的模式,保持實驗教學中對理論知識理解的實驗部分,訓練學生的基本實驗技能,加深對理論知識的理解和對材料性能的認識,又有工程試驗、檢測部分,訓練學生熟練進行工程試驗的能力。

篇8

關鍵詞：單片機；電子秤；測控技術與儀器；課程設計

作者簡介：白潔（1968-），女，陜西西安人，西安交通大學電氣工程學院，高級工程師。（陜西 西安 710049）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0085-02

測控技術與儀器專業(yè)是由教育部在1998年把計量儀器、光學儀器、計時儀器、分析儀器、熱工儀表、航空儀表、電子測量儀器等11個儀器儀表類的專業(yè)合并而成的，發(fā)展至今已成為一門實用性非常強的學科。[1]它專業(yè)口徑寬，涉及知識面廣，整合了多個專業(yè)方向的知識，主要包含了電子、機械、計算機等方面。測控技術與儀器專業(yè)綜合課程設計是西安交通大學測控專業(yè)大學四年級必修的一門專業(yè)課程，旨在提高學生綜合應用所學專業(yè)基礎理論，獨立設計、構建、調試儀器與檢測系統(tǒng)的能力，強化對儀器與檢測系統(tǒng)工程的感性認識，培養(yǎng)學生在系統(tǒng)分析、設計、開發(fā)與研究等方面的基本能力。[2]

一、綜合課程設計實訓方案

測控專業(yè)綜合課程設計被安排在大四的第一學期，是在所有必修課程和絕大多數(shù)選修課程學習完成后開設的，是對“模擬電子技術基礎”、“數(shù)字電子技術基礎”、“傳感器原理及應用”、“電路分析”、“智能儀器”和“數(shù)字信號處理”等課程知識的進一步理解、鞏固、加深和應用。

測控專業(yè)綜合課程設計共64學時，其中上課16學時，實驗48學時。上課部分是由老師各用2學時把各自的研究方向、在研課題以及相關理論向學生進行介紹和講解，學生再結合自己的興趣、能力選擇課程設計的指導教師，教師以此為據(jù)分配課程設計的題目，提出具體要求，學生獨立完成課程設計。指導教師和學生之間是雙向選擇，調動了學生自主學習的積極性。

綜合課程設計是實踐教學環(huán)節(jié)中除畢業(yè)設計的一次較大型實踐訓練，從元器件的選型到系統(tǒng)的構建以及放大、調理電路的選擇與搭建、數(shù)據(jù)的采集及調試、接口程序的編制等全由學生自己去完成，而教師只起引導作用。這樣，學生在完成實驗后，不僅在系統(tǒng)設計能力、硬件選擇能力和系統(tǒng)構建能力等方面大大增強和提高外，自信心和成就感也得到極大加強。[3]學生第一次遇到這種綜合性強、設計的靈活性也較大的實踐項目，要在48學時內完成是有一定難度的。首先對實驗室實行了開放式管理，學生可根據(jù)自己情況自主選擇實驗時間。其次，為了引導學生盡快進入課題，將設計目標細化，分為幾個小目標，學生可根據(jù)自己的實際情況一步一步完成，最后進行綜合。本文以選題之一的“智能電子秤”的設計為例，介紹其實施的具體方案。

1.“智能電子秤”設計目標

“智能電子秤”的設計這個項目雖然功能簡單，但涉及了從傳感器電路、信號處理電路到顯示電路的整個測量系統(tǒng)組建的相關知識。通過該項目使學生掌握智能儀器設計的總體思路和方法，將所學的基礎知識進行綜合應用，理論和實踐相結合，培養(yǎng)學生的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力?！爸悄茈娮映印钡脑O計目標：量程0～6.0kg，準確度1%，分辨力5g，輸出方式為4位LED顯示，并具有量程變換和超重報警功能。

2.總體方案設計

根據(jù)設計目標，學生在查閱大量相關資料的基礎上，采用模塊化的總體設計方案。把“智能電子秤”的總目標分解為5個內容相對單一的小目標，包括了軟硬件兩大部分：查閱相關資料，確定智能電子秤總體方案；搭建活塞壓力計YS–6、壓阻式傳感器及供電電路組成的傳感器電路；使用protel對單片機C8051f020構成的信號處理及數(shù)碼管顯示電路進行硬件設計；使用C語言進行程序設計，并使用keil c51仿真；對電子秤進行系統(tǒng)性能測試。智能電子秤組成框圖如圖1所示。

測量系統(tǒng)的組建這部分內容是已經(jīng)學習過的“電氣測量技術“課程的核心內容，學生通過自主設計，結合相關的理論知識，就可以很好地完成這部分設計。通過實踐驗證了相關的理論知識，可以激發(fā)學生進行探索的積極性。

3.“智能電子秤”硬件電路的設計

由圖1可知，智能電子秤由壓力傳感器、信號調理電路、具有AD轉換功能的單片機和顯示等4個部分組成。

（1）壓力傳感器電路：選擇的是實驗室現(xiàn)有的由活塞式壓力計YS–6、壓阻式傳感器及供電電路組成，其中壓力計和傳感器是集成到一起的，可直接使用。

（2）調理電路：包括差動全橋、放大電路和濾波電路三部分組成。與壓阻式壓力傳感器相配的調理電路采用恒流源供電的差動全橋，其中供電電流為14mA。單片機的AD轉換基準電壓是2.403V，而壓阻式傳感器的輸出信號為–5～55mV，這就需要對傳感器的輸出信號進行放大處理。根據(jù)計算可得放大器的放大倍數(shù)為25左右比較合適。傳感器的輸出阻抗很高，要求放大電路須有更高的輸入阻抗，不從傳感器輸出端吸收電流，以免破壞傳感器的工作狀態(tài)。學生選擇的AD620儀用放大器特點為：差動輸入，單端輸出，電壓增益連續(xù)可調，并有效地解決了后級負載對地連接的問題。另外在AD620的輸入與地、輸出與地之間都接了10 F的濾波電容，增強抗干擾能力。

（3）AD轉換電路：電子秤設計要求的分辨力為5g，量程為0～6.0kg，即可算出需要12位的AD轉換，所以選擇單片機C8051f020的12位AD來完成。

（4）顯示電路：將單片機分析處理的數(shù)據(jù)顯示出來，利用集成的四位共陽極數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管的位選是單片機的P0.0–P0.3端口，段選是單片機的P0.0–P0.7端口，采用的是動態(tài)顯示。

學生最終完成的電子秤的硬件電路圖如圖2所示。

4.“智能電子秤”軟件部分設計

智能電子稱是采用Keil C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)進行程序編寫，實現(xiàn)電壓信號采集、12位AD轉換、數(shù)據(jù)處理及四位數(shù)碼管顯示等功能。同時也在程序中加進了兩個智能化功能：超重顯示和量程變換。程序的流程圖如圖3所示。

二、電子秤的靜態(tài)性能評價

這一部分內容對測控專業(yè)的學生來說是很重要的，它有助于學生判定所設計的儀器能否達到系統(tǒng)設計要求。通過分析可得，用于靜態(tài)稱重的電子秤主要誤差來源有：壓力傳感器、傳感器輸出信號的處理系統(tǒng)（包括前置放大器、A/D轉換器和機械承重系統(tǒng)等）。其中機械承重系統(tǒng)的誤差、電源波動引入的誤差以及稱重傳感器與測量線路引線帶來的等不易定量計算誤差可通過合理的設計、安裝來削弱，并在誤差分配時給予一定的冗余量來保證。[4]該電子秤的系統(tǒng)的量程為6.0kg，在滿量程范圍內標定點數(shù)l=7，正反行程循環(huán)次數(shù)n=4，標準砝碼提供的標準值，總計標定值的個數(shù)N=56，如表1所示。xj表示標準重量，mj表示顯示的重量，單位均為kg。

最后通過計算可得該電子秤的各靜態(tài)性能指標：擬合直線方程：采用最小二乘法得擬合直線方程，，

可得測量系統(tǒng)零點為；獨立線性度：=0.15%；滯后：=0.30%；重復性：取置信因子K=3，置信度為99.73%時的重復性=0.27%；準確度：在傳感器或含有傳感器的測量系統(tǒng)中，通常用精度A來表征準確度，它由線性度、遲滯、與重復性之和得出，即A=++=0.15%+0.30%+0.27%=0.72%；最大引用誤差=0.33%。由此可確定，智能電子秤滿足設計要求，其準確度是0.72%，可評定為Ⅳ級。

通過對“智能電子秤”的設計和制作，學生把學到的課本知識和實踐相結合，對所遇到的困難能夠積極解決，比如在發(fā)現(xiàn)測量誤差比較大時，找原因，了解誤差的來源。這一切都表明學生能夠自主學習，而不是等著老師來解決問題。學生一旦能自己找到問題并解決，就會提升自信心，激發(fā)了學習的積極性?！爸悄茈娮映印彪m然是一套由傳感器和單片機構成的簡單智能儀器，但也充分體現(xiàn)了智能儀器的普遍設計思路和方法，為以后復雜智能儀器的開發(fā)打下了基礎。

三、結論

測控技術與儀器專業(yè)綜合課程設計已開出了5屆，實踐表明該課程的開設是較為成功的，有效培養(yǎng)了學生的實踐能力和工程意識，提升了學生的專業(yè)認同度和學習積極性。學生根據(jù)自己的興趣和能力選擇課程設計的題目，更能激發(fā)自主學習的積極性，有助于學生有效地掌握所學知識，縮短從理論知識到實際應用的過程，使學生得到了一次完整的系統(tǒng)性的工程實戰(zhàn)訓練，大大加強了對理論知識的融會貫通和對實踐動手能力的鍛煉，為后續(xù)的畢業(yè)設計以及為將來走入科研工作崗位打下了一定的基礎。

參考文獻：

[1] 朱維斌，趙軍，陸藝.測控技術與儀器專業(yè)傳感器系列課程設計實驗環(huán)節(jié)探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010，（21）：118-119.

[2]向欣，王永驥.測控與自動化專業(yè)綜合課程設計實例[J].實驗室研究與探索，2008，（8）：119-122.

篇9

關鍵詞 工程制圖 制圖實踐 教學改革

工程制圖課程具有理論嚴謹、實踐性強等特征，對培養(yǎng)學生的科學思維方式，增強工程和創(chuàng)新意識有重要作用，是普通高等院校各工科專業(yè)重要的技術基礎課程。教學過程中，為了提高課堂的教學質量，教師們不斷探索和改進教學方式，由傳統(tǒng)板書發(fā)展到多媒體課件，再到新興的微課、慕課。這些新型教學方式，對提高課堂教學效果和學生的學習積極性等方面起到了良好的作用。

然而，工程制圖教學過程中普遍存在著脫離生產(chǎn)實際、課程結束后缺少工程實踐的訓練等問題，從而導致學生所繪制的工程圖問題較多，距離生產(chǎn)應用具有較大的差距，工程制圖也成為一門應試課程，學生未能真正獲取閱讀和繪制實際工程圖樣的能力。因此，工程制圖在課程教學階段就需要進一步結合工程實際，以生產(chǎn)圖紙的標準要求學生，培養(yǎng)良好的繪圖習慣和標準化制圖的意識，從而提高工程制圖教學質量，切實提高學生工程實踐能力和創(chuàng)造能力。

1工程制圖教學的內涵及現(xiàn)狀

工程制圖是研究工程與產(chǎn)品信息表達、交流與傳遞的學科，工程圖樣是工程與產(chǎn)品信息的載體，是工程界表達設計意圖、交流技術思想的語言和主要媒介。課程的主要任務是培養(yǎng)學生使用投影法用二維平面圖形表達三維空間形狀的能力，培養(yǎng)形象思維能力、創(chuàng)造性構型設計能力，培養(yǎng)學生儀器繪制、徒手繪畫、閱讀工程圖以及工程意識和標準化意識。課程主要內容包括：投影理論基礎、構型方法基礎、圖樣表達技術基礎、工程圖樣規(guī)范基礎、標準件及常用件的規(guī)定畫法與標記、零件圖和裝配圖畫法等。

目前，工程制圖課程的教學方式隨著計算機和信息技術的快速發(fā)展而發(fā)生著巨大的變化，出現(xiàn)了多媒體、微課、慕課等新興教學方式。這些教學方式具有極大的便利性和高效性，豐富了工程制圖課程的教學手段。傳統(tǒng)課堂式教學由于注重言傳身教和情感交流，因此仍需要繼承和發(fā)展，不能予以拋棄。教學過程中，正確的做法應該是注重信息技術環(huán)境下的教學方式與傳統(tǒng)課程教學方式之間的優(yōu)勢互補，將促進學生自主學習的認知工具、情感激勵工具和豐富的教學環(huán)境的創(chuàng)設工具應用到教學過程中，并結合傳統(tǒng)課程教學方式的優(yōu)勢和經(jīng)驗，使多種教學資源、教學要素和教學環(huán)節(jié)相互滲透、相互補充、相互融合，形成協(xié)調一致的有機統(tǒng)一體。因此，工程制圖課程的教學方式正在向著多元化方向發(fā)展，通過多種形式和手段實現(xiàn)教學活動中師生之間的多層次交流，學生在學習過程中可自主地選擇一種在基于信息技術環(huán)境下的教學作為統(tǒng)課程教學的補充，從而充分發(fā)揮主觀能動性，提高自學能力和創(chuàng)新能力。

2工程制圖課程內外的制圖實踐

工程制圖課程的實踐性教學主要包括課程中的手工繪圖練習，比如簡單幾何圖形的工具繪圖、組合體投影圖繪制及尺寸標注、機件常用表達方法練習、零件圖和簡單裝配圖的抄畫。另外，還有實際零件和部件的測繪練習，使學生掌握一般測繪程序和步驟，掌握常用測量工具的測量方法，掌握尺寸協(xié)調和圓整的原則和方法，理解零、部件中的公差、配合、粗糙度等技術要求的基本鑒別原則，使學生初步掌握機器的零、部件測繪能力。

此外，涉及制圖實踐的教學環(huán)節(jié)還有金工實習、課程設計、畢業(yè)實習及畢業(yè)設計等。其中，金工實習主要內容是使學生了解機械制造的一般過程，初步具有選擇加工方法和進行工藝分析的能力，學生在閱讀工程圖紙的基礎上進行實際操作，訓練學生的動手操作能力。對于課程設計，以機械工程專業(yè)學生為例，一般以典型輸送設備的傳動裝置作為設計對象，需要完成總體方案設計和各零部件的運動和動力參數(shù)計算，并繪制相應的裝配圖和零件圖，并標注尺寸、公差配合、表面粗糙度、材料及熱處理、零件編號、標題欄和零件明細表等技術要求。畢業(yè)實習的目的是進一步加強學生所學的理論知識與實踐的結合，為完成畢業(yè)設計做好準備。學生要深入有關研究院所或生產(chǎn)單位，深入了解重點設備、工藝，閱讀收集相關資料，向設計者、生產(chǎn)者、經(jīng)銷者、使用者了解產(chǎn)品的各項性能、技術指標、經(jīng)濟指標。畢業(yè)設計是對學生綜合素質、實踐能力、初步的科研能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)效果的全面檢驗，機械類學生要在教師指導下完成所規(guī)定的設計內容和工作量，包括完成繪制不少于3張折合成AO圖幅的相關工程圖，而且所繪制的圖紙工作量和質量符合要求，滿足布圖合理、設計原理方法與工藝正確可行、尺寸標注齊全正確、材料與熱處理方法、公差與配合選擇合理正確、技術要求編寫正確合理等。

3實踐教學對工程制圖課程的影響

工程制圖是一門實踐性很強的課程，脫離實踐的教學往往存在較突出的問題。例如，在機械專業(yè)學生的畢業(yè)設計中，經(jīng)常出現(xiàn)視圖表達錯誤、常用件標準件畫法錯誤、沿用已淘汰的制圖標準等制圖問題。因此，為提高制圖課程教學質量，有必要對實踐教學對工程制圖課程教學的影響作用進行分析和探討。

制圖課程內的實踐：如手工繪圖練習，其主要作用是讓學生熟悉和掌握有關制圖的基本知識和繪圖工具的使用技巧，通過抄畫圖例讓學生熟悉有關畫法幾何的基本概念和工程圖繪制基本流程，但并不能很好地鍛煉學生的實際繪圖和創(chuàng)造能力。零部件的測繪練習要求學生運用所學制圖知識，利用多種測繪工具對實際的零部件進行測繪并繪制圖樣。通過測繪練習，學生制圖知識得到進一步鞏固，制圖能力得到進一步提高，但所繪制圖樣仍與工程實際圖樣具有較大差距。

制圖課程外的制圖實踐：如金工實習是學生首次較系統(tǒng)地了解典型機械加工工藝過程及加工設備，并根據(jù)加工圖樣動手操作各種設備進行簡單加工制造，從而對工程圖樣中的一些制圖要求和技術要求有了更具體的體會，有利于提高學生的制圖質量。專業(yè)課程設計是學生首次運用所學專業(yè)和制圖知識進行繪圖工作，所繪制的圖紙通常能進一步接近實際圖樣，但由于學生仍然缺乏生產(chǎn)現(xiàn)場的知識和經(jīng)驗，從而導致學生無法靈活運用制圖有關知識和技能繪制滿足生產(chǎn)要求的圖紙。畢業(yè)實習和畢業(yè)實習是學生畢業(yè)前的兩個相關的實踐教學環(huán)節(jié)。其中畢業(yè)設計對制圖課程教學的影響主要表現(xiàn)為：通過到工廠和實習車間參觀實習，在生產(chǎn)現(xiàn)場接觸到了多種類型的機器和零件，觀察技術工人生產(chǎn)的工藝過程，了解零部件是怎樣組裝成機器的，增加對機械方面的感性認識，同時也了解了機械圖樣的實際畫法和制圖的有關標準，進一步擴充制圖的知識面，感受實際生產(chǎn)圖樣的有關規(guī)范和要求，養(yǎng)成了從生產(chǎn)角度考慮問題和解決問題的習慣。畢業(yè)設計過程中可以發(fā)現(xiàn)學生在實際繪圖時的薄弱環(huán)節(jié)，將所發(fā)現(xiàn)的問題反饋到制圖課堂教學中，教師在授課時就能夠做到有的放矢、重點突出，講課過程中，可以采用畢業(yè)設計中的實例進行剖析，從而引起學生的重視，促進制圖課教學質量的提高。

4結論

篇10

關鍵詞：數(shù)控機床，單片機數(shù)控系統(tǒng)，改裝設計

第一章概述

機床作為機械制造業(yè)的重要基礎裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關注，由于計算機技術的興起，促使機床的控制信息出現(xiàn)了質的突破，導致了應用數(shù)字化技術進行柔性自動化控制的新一代機床－數(shù)控機床的誕生和發(fā)展。計算機的出現(xiàn)和應用，為人類提供了實現(xiàn)機械加工工藝過程自動化的理想手段。隨著計算機的發(fā)展，數(shù)控機床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應用，同時使人們對傳統(tǒng)的機床傳動及結構的概念發(fā)生了根本的轉變。數(shù)控機床以其優(yōu)異的性能和精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，并開創(chuàng)機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河。數(shù)控機床是以數(shù)字化的信息實現(xiàn)機床控制的機電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置，機床電機的啟動和停止，主軸變速，工件松開和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質上，然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或計算機，經(jīng)過譯碼，運算，發(fā)出各種指令控制機床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件。數(shù)控機床與普通機床相比，其主要有以下的優(yōu)點：1.適應性強，適合加工單件或小批量的復雜工件；在數(shù)控機床上改變加工工件時，只需重新編制新工件的加工程序，就能實現(xiàn)新工件加工。2.加工精度高；3.生產(chǎn)效率高；4.減輕勞動強度，改善勞動條件；5.良好的經(jīng)濟效益；6.有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。數(shù)控機床已成為我國市場需求的主流產(chǎn)品，需求量逐年激增。我國數(shù)控機機床近幾年在產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品開發(fā)上取得了明顯的進步，特別是在機床的高速化、多軸化、復合化、精密化方面進步很大。但是，國產(chǎn)數(shù)控機床與先進國家的同類產(chǎn)品相比，還存在差距，還不能滿足國家建設的需要。我國是一個機床大國，有三百多萬臺普通機床。但機床的素質差，性能落后，單臺機床的平均產(chǎn)值只有先進工業(yè)國家的1/10左右，差距太大，急待改造。舊機床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在普通機床上增加微機控制裝置，使其具有一定的自動化能力，以實現(xiàn)預定的加工工藝目標。隨著數(shù)控機床越來越多的普及應用，數(shù)控機床的技術經(jīng)濟效益為大家所理解。在國內工廠的技術改造中，機床的微機數(shù)控化改造已成為重要方面。許多工廠一面購置數(shù)控機床一面利用數(shù)控、數(shù)顯、PC技術改造普通機床，并取得了良好的經(jīng)濟效益。我國經(jīng)濟資源有限，國家大，機床需要量大，因此不可能拿出相當大的資金去購買新型的數(shù)控機床，而我國的舊機床很多，用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機床，在投資少的情況下，使其既能滿足加工的需要，又能提高機床的自動化程度，比較符合我國的國情。1984年，我國開始生產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，并用于改造舊機床。到目前為止，已有很多廠家生產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)。可以預料，今后，機床的經(jīng)濟型數(shù)控化改造將迅速發(fā)展和普及。所以說，本畢業(yè)設計實例具有典型性和實用性。

第二章總體方案的設計

2.1設計任務本設計任務是對CA6140普通車床進行數(shù)控改造。利用微機對縱、橫向進給系統(tǒng)進行開環(huán)控制，縱向（Z向）脈沖當量為0.01mm/脈沖，橫向（X向）脈沖當量為0.005mm/脈沖，驅動元件采用步進電機，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠副，刀架采用自動轉位刀架。2.2總體方案的論證對于普通機床的經(jīng)濟型數(shù)控改造，在確定總體設計方案時，應考慮在滿足設計要求的前提下，對機床的改動應盡可能少，以降低成本。（1）數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定數(shù)控系統(tǒng)按運動方式可分為點位控制系統(tǒng)、點位直線控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。由于要求CA6140車床加工復雜輪廓零件，所以本微機數(shù)控系統(tǒng)采用兩軸聯(lián)動連續(xù)控制系統(tǒng)。（2）伺服進給系統(tǒng)的改造設計數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)有開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)之分。因為開環(huán)控制具有結構簡單、設計制造容易、控制精度較好、容易調試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。所以，本設計決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。（3）數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設計任何一個數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。有了硬件，軟件才能有效地運行。在設計的數(shù)控裝置中，CPU的選擇是關鍵，選擇CPU應考慮以下要素：1.時鐘頻率和字長與被控對象的運動速度和精度密切相關；2.可擴展存儲器的容量與數(shù)控功能的強弱相關；3.I/O口擴展的能力與對外設控制的能力相關。除此之外，還應根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的應用場合、控制對象以及各種性能、參數(shù)要求等，綜合起來考慮以確定CPU。在我國，普通機床數(shù)控改造方面應用較普遍的是Z80CPU和MCS-51系列單片機，主要是因為它們的配套芯片便宜，普及性、通用性強，制造和維修方便，完全能滿足經(jīng)濟型數(shù)控機床的改造需要。本設計中是以MCS-51系列單片機，51系列相對48系列指令更豐富，相對96系列價格更便宜，51系列中，是無ROM的8051，8751是用EPROM代替ROM的8051。目前，工控機中應用最多的是8031單片機。本設計以8031芯片為核心，增加存儲器擴展電路、接口和面板操作開關組成的控制系統(tǒng)。2.3總體方案的確定經(jīng)總體設計方案的論證后，確定的CA6140車床經(jīng)濟型數(shù)控改造示意圖如圖所示。CA6140車床的主軸轉速部分保留原機床的功能，即手動變速。車床的縱向（Z軸）和橫向（X軸）進給運動采用步進電機驅動。由8031單片機組成微機作為數(shù)控裝置的核心，由I/O接口、環(huán)形分配器與功率放大器一起控制步進電機轉動，經(jīng)齒輪減速后帶動滾珠絲杠轉動，從而實現(xiàn)車床的縱向、橫向進給運動。刀架改成由微機控制的經(jīng)電機驅動的自動控制的自動轉位刀架。為保持切削螺紋的功能，必須安裝主軸脈沖發(fā)生器，為此采用主軸靠同步齒形帶使脈沖發(fā)生器同步旋轉，發(fā)出兩路信號：每轉發(fā)出的脈沖個數(shù)和一個同步信號，經(jīng)隔離電路以及I/O接口送給微機。如圖2－1所示：

第三章微機數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設計

3.1微機數(shù)控系統(tǒng)硬件電路總體方案設計本系統(tǒng)選用8031CPU作為數(shù)控系統(tǒng)的中央處理機。外接一片2764EPROM，作為監(jiān)控程序的程序存儲器和存放常用零件的加工程序。再選用一片6264RAM用于存放需要隨機修改的零件程序、工作參數(shù)。采用譯碼法對擴展芯片進行尋址，采用74LS138譯碼器完成此功能。8279作為系統(tǒng)的輸入輸出口擴展，分別接鍵盤的輸入、輸出顯示，8255接步進電機的環(huán)形分配器，分別并行控制X軸和Z軸的步進電機。另外，還要考慮機床與單片機之間的光電隔離，功率放大電路等。其硬件框圖如圖3－1所示：圖3－28031芯片內部結構圖各引腳功能簡要介紹如下：⒈源引腳VSS：電源接地端。VCC：＋5V電源端。⒉輸入/輸出（I/O）口線8031單片機有P0、P1、P2、P34個端口，每個端口8根I/O線。當系統(tǒng)擴展外部存儲器時，P0口用來輸出低8位并行數(shù)據(jù)，P2口用來輸出高8位地址，P3口除可作為一個8位準雙向并行口外，還具有第二功能，各引腳第二功能定義如下：P3.0RXD：串行數(shù)據(jù)輸入端。P3.1TXD：串行數(shù)據(jù)輸出端P3.2INT0：外部中斷0請求信號輸入端。P3.3INT1：外部中斷1請求信號輸入端。P3.4T0：定時器/計數(shù)器0外部輸入端P3.5T1：定時器/計數(shù)器1外部輸入端P3.6WR：外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通。P3.7RD：外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通。在進行第二功能操作前，對第二功能的輸出鎖存器必須由程序置1。⒊信號控制線RST/VPD：RST為復位信號線輸入引腳，在時鐘電路工作以后，該引腳上出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平，完成一次復位操作。8031單片機采用兩種復位方式：一種是加電自動復位，另一種為開關復位。ALE/PROG：ALE是地址鎖存允許信號。它的作用是把CPU從P0口分時送出的低8位地址鎖存在一個外加的鎖存器中。外部程序存儲器讀選通信號。當其為低電平時有效。

VPP：當EA為高電平且PC值小于0FFFH時CPU執(zhí)行內部程序存儲器中的程序。當EA為低電平時，CPU僅執(zhí)行外部程序存儲器中的程序。XTAL1：震蕩器的反相放大器輸入，使用外部震蕩器時必須接地；XTAL2：震蕩器的反相放大器輸出，使用外部震蕩器時，接收震蕩信號；（2）片外三總線結構單片機在實際應用中，常常要擴展外部存儲器、I/O口等。單片機的引腳，除了電源、復位、時鐘輸入以及用戶I/O口外，其余的引腳都是為了實現(xiàn)系統(tǒng)擴展而設置的，這些引腳構成了三總線形式：⒈地址總線AB地址總線寬度為16位。因此，外部存儲器直接尋址范圍為64KB。由P0口經(jīng)地址鎖存器提供16位地址總線的低8位地址（A7～A0），P2口直接提供高8位地址（A15～A8）。⒉數(shù)據(jù)總線DB數(shù)據(jù)總線寬度為8位，由P0口提供。⒊控制總線CB控制總線由第二功能狀態(tài)下的P3口和4根獨立的控制線RST、EA、ALE和PSEN組成。其引腳圖如圖3－3所示：3.1.28255A可編程并行I/O口擴展芯片8255A可編程并行I/O口擴展芯片可以直接與MCS系列單片機系統(tǒng)總線連接，它具有三個8位的并行I/O口，具有三種工作方式，通過編程能夠方便地采用無條件傳送、查詢傳送或中斷傳送方式完成CPU與設備之間的信息交換。8255A的結構及引腳功能：1、8255A的結構8255A的內部結構如圖3－4所示。其中包括三個8位并行數(shù)據(jù)I/O端口，二個工作方式控制電路，一個讀/寫控制邏輯電路和一個8位數(shù)據(jù)總線緩沖器。各部分功能介紹如下：（1）三個8位并行I/O端口A、B、CA口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器?？删幊虨?位輸入、或8位輸出、或8位雙向寄存器。B口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位輸入或輸出寄存器，但不能雙向輸入/輸出。C口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，C口可分作兩個4位口，用于輸入或輸出，也可作為A口和B口選通方式工作時的狀態(tài)控制信號。（2）工作方式控制電路A、B兩組控制電路把三個端口分成A、B兩組，A組控制A口各位和C口高四位，B組控制B口各位和C口低四位。兩組控制電路各有一個控制命令寄存器，用來接收由CPU寫入的控制字，以決定兩組端口的工作方式。也可根據(jù)控制字的要求對C口按位清“0”或置“1”。（3）讀/寫控制邏輯電路它接收來自CPU的地址信號及一些控制信號，控制各個口的工作狀態(tài)。（4）數(shù)據(jù)總線緩沖器它是一個三態(tài)雙向緩沖器，用于和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連，以實現(xiàn)CPU和8255A之間信息的傳送。

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