導(dǎo)語：如何才能寫好一篇工業(yè)機器人畢業(yè)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

光陰似箭，歲月如梭。轉(zhuǎn)眼間，四年的本科生涯已經(jīng)接近尾聲?；叵肫疬@幾年的學(xué)習(xí)生活，回想起這些年經(jīng)歷與成長，回想起那些幫助過我的人，感激之情，油然而生。

衷心感謝我的指導(dǎo)老師谷良賢教授。從課題選題到論文結(jié)束，谷老師不僅給我提供了便利的工作條件和工作環(huán)境，還對我悉心的指導(dǎo)和熱情的鼓勵，使我能夠順利地完成畢業(yè)論文。谷老師與航天四院聯(lián)系，才使我得到了寶貴了資料與模型。在完成論文的過程中，谷老師提出了許多寶貴的方法，對我論文的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容提出了很多細致的修改意見。谷老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，認真負責(zé)的精神深深影響著我，將成為我今后人生道路上的一筆寶貴的財富。

衷心感謝我的研究生導(dǎo)師龔春林副教授。在保研之前就聽說龔老師，工作認真、學(xué)術(shù)嚴謹，對待學(xué)生真誠友善。在完成論文的這半年多時間里，深刻感受到了龔老師治學(xué)、為人的人格魅力。由于龔老師的指導(dǎo)，使我對火箭總體設(shè)計、氣動特性參數(shù)化設(shè)計、彈道數(shù)值仿真計算有了更深層次的理解，還培養(yǎng)了我提出問題與解決問題的好習(xí)慣。

感謝航天四院中天火箭公司為我畢業(yè)設(shè)計提供寶貴的數(shù)據(jù)與模型，是他們的技術(shù)支持，才讓我的畢業(yè)論文順利完成有了保障。

感謝航天系統(tǒng)工程系教研室、陳兵、郭金雷、王昂、仇理寬等師兄，王青、張青等師姐。他們在我做畢業(yè)設(shè)計的半年多時間內(nèi)，一直給我提供無私的幫助。在彈道設(shè)計、氣動特性計算、結(jié)構(gòu)仿真方面，不僅給我提供了大量的有價值的參考資料，還詳細給我解釋了我所遇到的學(xué)術(shù)上的許多難點和疑點，教我做科研的方法和思路，使我能更快地適應(yīng)今后的學(xué)習(xí)和工作。

感謝康博翼、趙成澤同學(xué)對我畢業(yè)論文中彈道計算與仿真的幫助；感謝胡寒棟、方海同學(xué)對我氣動特性設(shè)計與仿真的幫助；感謝樊健平、朱海珍同學(xué)在結(jié)構(gòu)機構(gòu)設(shè)計與仿真中給我的支持；還感謝那些給予我?guī)椭?、支持與鼓勵的同學(xué)，這里就不一一例舉了。從確定保研至今，在航天北樓503教研室學(xué)習(xí)近10個月，這段時間跟同學(xué)們一起學(xué)習(xí)生活，不僅增長了知識，更增加了友誼，成為了我記憶中又一段美好的時光。

感謝航天學(xué)院09本科生輔導(dǎo)員顧振芳老師，從入學(xué)開始到現(xiàn)在，他對我學(xué)業(yè)、社會活動、科技競賽上的關(guān)心與指導(dǎo)，才使我從大一的迷茫中走出來，才使我找到一條合適自己發(fā)展的道路。感謝機電學(xué)院王淑俠副教授、劉援越副教授，是她們對我在三維設(shè)計方面的指導(dǎo)，才使我多次獲得國家級競賽獎勵。感謝西北工業(yè)大學(xué)教務(wù)處李輝副處長和舞蹈機器人創(chuàng)新實踐基地指導(dǎo)老師黃英亮老師，在他們的支持下，完成了大型項目救援機器人的設(shè)計與實現(xiàn)，使我和我的團隊的學(xué)術(shù)水平得到了進一步提高。

深深感謝含辛茹苦將我養(yǎng)育成人的父母，他們出身卑微、生活艱苦、工作勞累，卻在我十八年的寒窗求學(xué)生涯中，無時無刻地牽掛著我的學(xué)習(xí)與生活，不僅為我提供可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)，讓我得以安心學(xué)習(xí)；更是給了我無盡支持與鼓勵，讓我在挫折與失敗中能夠重新獲得力量。父母自力更生、艱苦奮斗的精神時刻鞭策著我，不僅促使我順利完成本科生階段的學(xué)習(xí)，更使我養(yǎng)成了自強不息的人生品格。感謝與我一起成長的姐姐，她一直對我關(guān)愛有加，使我有個快樂童年，得以健康成長。在小學(xué)與中學(xué)階段，還對我學(xué)業(yè)給予指導(dǎo)。我們一起分享生活中的苦與樂，感受親情的溫暖。

最后，再次向所有給予我指導(dǎo)、關(guān)心、幫助、支持與鼓勵的師長、親人、朋友和同學(xué)致以深深的敬意和衷心的感謝，衷心地祝福他們身體健康，工作順利，平安幸福！

2013年6月

篇2

論文摘要：基于FMS技術(shù)開發(fā)了模塊化機電一體化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)有助于加深學(xué)生對機電一體化系統(tǒng)概念的理解，掌握車間柔性制造的方法，最后以作業(yè)計劃與調(diào)度教學(xué)研究性、綜合性實驗為例，論述了該系統(tǒng)在培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性的重要作用。

為使機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，有機會將所學(xué)到的各門專業(yè)課的知識綜合性地應(yīng)用到接近于生產(chǎn)實際的過程中，為他們走上工作崗位后應(yīng)用這種新的理念打下基礎(chǔ)，學(xué)院除了建立適合于現(xiàn)代教學(xué)法模式的幾個獨立的專業(yè)實驗室外，籌建了一個開放式自動化綜合實驗室。在這個綜合實驗室中，我們開發(fā)了一套完全接近于生產(chǎn)實際的模塊化柔性制造系統(tǒng)，由省部共同投資。實驗室的開放性主要體現(xiàn)在兩個方面:一是系統(tǒng)組成具有開放性，系統(tǒng)中不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備可相互兼容，便于以后擴展;二是實驗室資源具有開放性，實驗室可面向校內(nèi)外各種層次的學(xué)生或培訓(xùn)學(xué)員，做到資源共享，擴大受益面。

1 FMS系統(tǒng)組成

柔性制造系統(tǒng)機電一體化訓(xùn)練設(shè)備，包含一條閉環(huán)柔性輸送裝置和六自由度并聯(lián)加工中心(加工站)、三自由度數(shù)控雕刻機及其控制系統(tǒng)、四自由度上料檢測站及其控制系統(tǒng)、搬運站、安裝站、安裝搬運站、智能分類站、現(xiàn)場總線、多層次立體原料庫及其控制系統(tǒng)、多層立體成品庫及其控制系統(tǒng)、自動化輸送線及變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、PLC數(shù)據(jù)采集及物料監(jiān)控系統(tǒng)、系統(tǒng)監(jiān)控及管理控制軟件。

工業(yè)控制計算機通過運動控制卡發(fā)送位置信號給旋轉(zhuǎn)立體上料庫電機驅(qū)動器，電機驅(qū)動器驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)一定角度，實現(xiàn)零件位置對準，同時設(shè)置檢測開關(guān)，通過PLC采集至計算機，判斷托盤上相應(yīng)位置是否存在零件。自動上料機器人將待加工物料送至加工位置后，系統(tǒng)驅(qū)動鎖緊裝置進行物料定位固定，上位機按指定程序控制六自由度并聯(lián)機器人，進行零件前序的加工。在主界面中點擊數(shù)控雕刻機控制按鈕，進人數(shù)控雕刻機控制界面，三自由度數(shù)控雕刻機主要實現(xiàn)對工件端面的雕刻，通過用戶編制G代碼也可以用軟件將模型轉(zhuǎn)化為G代碼，然后通過計算機的串口將G代碼傳到雕刻機，雕刻機執(zhí)行G代碼。

零件前序加工完畢后，計算機控制零件搬運機器人將加工完的零件搬運至下一工序的加工位置。

在主界面中點擊立體倉庫狀態(tài)按鈕，進人立體倉庫狀態(tài)界面。立體倉庫狀態(tài)是用來實時顯示立體倉庫倉位的占用情況，系統(tǒng)實時檢測各個倉位的狀態(tài)，然后系統(tǒng)給碼垛機發(fā)指令決定碼垛機下一次將裝配的成品放人哪個倉位，操作者通過觀察狀態(tài)位的圖標情況，操作者就可以知道哪個倉位是否為空，并且知道各個倉位物件的重量，通過生產(chǎn)統(tǒng)計還可以知道立體倉庫一共有多少個成品，每一類成品的個數(shù)及總重量。

2系統(tǒng)特點

(1)包含多種關(guān)鍵技術(shù)及單元，使學(xué)生了解更多的知識;機器人技術(shù);物流倉儲自動控制系統(tǒng);立體倉庫;自動輸送線;自動碼垛機;物流倉儲管理和監(jiān)控;PLC控制系統(tǒng);傳感器技術(shù);計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù);計算機控制;網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控技術(shù);數(shù)據(jù)庫技術(shù);多軸運動控制器;氣動技術(shù);步進電機及驅(qū)動;伺服電機及驅(qū)動;VC，VB等高級語言編程。

(2)結(jié)合機電教學(xué)，編制了的實驗指導(dǎo)書，包含多個實驗:為了方便教學(xué)實際使用，我們?yōu)橄到y(tǒng)提供了專門實驗指導(dǎo)書，其內(nèi)容涵蓋機械、控制、機器人示教、插補、自動裝配、碼垛等多項實驗，供本科生、?？粕脱芯可鷮I(yè)選開，教師也可以根據(jù)實際情況，在實驗指導(dǎo)書的基礎(chǔ)上增開設(shè)計性、綜合性實驗。

(3)交互式圖形化操作界面:系統(tǒng)控制軟件采用WINDOWS操作系統(tǒng)，具有交互式和圖形化特點，操作簡單易學(xué)，自動化程度高，使教師和學(xué)生在很短的時間之內(nèi)就可以掌握對系統(tǒng)的操作。

(4)豐富的狀態(tài)反饋功能:通過計算機與各單元及傳感器的通訊，將系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的狀態(tài)顯示在操作界面上，使操作者通過計算機隨時了解系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的工況、狀態(tài)、運行數(shù)據(jù)，掌握系統(tǒng)運行狀態(tài)。

(5)完善的生產(chǎn)及物料存儲統(tǒng)計功能:根據(jù)現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)的特點及倉儲物流的發(fā)展動向，不但在工作過程和原理上仿真實際生產(chǎn)過程，而且開發(fā)了生產(chǎn)及物料存儲數(shù)據(jù)庫，根據(jù)系統(tǒng)的運行隨時記錄和分析生產(chǎn)和存儲數(shù)據(jù)。

(6)開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu):為了增強學(xué)生的參與性，系統(tǒng)采用了開放式結(jié)構(gòu)，提供了完善的控制功能動態(tài)鏈接庫和二次開發(fā)函數(shù)，不用了解底層復(fù)雜的時序和操作過程，只需要在VC或VB中簡單的幾行代碼，學(xué)生即可開發(fā)出自己的運動或控制功能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(7)網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控:系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控模塊，使操作者在操作系統(tǒng)的同時，也可通過電腦屏幕實時觀看系統(tǒng)的實際運行狀況。同時對于有條件的學(xué)校，可將控制計算機與校園網(wǎng)相連解，使更多的學(xué)生和老師通過網(wǎng)絡(luò)觀看現(xiàn)場實驗過程，提高系統(tǒng)利用率，也可實現(xiàn)遠程教學(xué)。

3如何應(yīng)用FMS進行本科實驗教學(xué)

由于近年來高校的擴招，學(xué)生人數(shù)大幅上升，而大型實驗設(shè)備臺套數(shù)少;而且大型實驗設(shè)備的實驗通常包括編程、上機、結(jié)果分析等，需要的時間較長。因此，大型設(shè)備開設(shè)的實驗不能簡單的照搬其它實驗教學(xué)的模式。我們分別探索了以下幾種模式:

3. 1開設(shè)綜合設(shè)計性實驗

本中心老師提出項目申請，參加學(xué)校實驗室設(shè)備管理處組織的“工程實踐”和機電工程學(xué)院組織的“機電一體化實訓(xùn)中心”項目。這些項目結(jié)合指導(dǎo)老師的科研項目，通過雙向選擇接受學(xué)校相關(guān)專業(yè)本科三年級以上的學(xué)生參加。學(xué)生分為2-4人一組;在教師的指導(dǎo)下，首先查閱文獻和學(xué)習(xí)FMS的有關(guān)知識，編制程序，上機測試;實驗的內(nèi)容根據(jù)項目的研究內(nèi)容而定，一般涉及多種設(shè)備;實驗時間根據(jù)老師和學(xué)生雙方商定，實行彈性制，不拘泥于課堂安排的時間。由于學(xué)生人數(shù)少，在實驗過程中可以做到師生面對面的隨時交流。

例如:作業(yè)計劃與調(diào)度教學(xué)實驗。

“作業(yè)計劃與調(diào)度教學(xué)實驗”的內(nèi)容是讓學(xué)生根據(jù)給定的加工工件信息，設(shè)計一個單件小批量零件加工的“作業(yè)計劃與調(diào)度”的仿真系統(tǒng)，使目標函數(shù)“最長流程時間”的值最小，然后對仿真結(jié)果進行驗證。實驗的目標是:使學(xué)生加深對“作業(yè)計劃與調(diào)度”概念的理解，掌握車間調(diào)度的方法，培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。實驗系統(tǒng)要具備以下功能:

(1)提供一個很好的、有代表性的研究對象，也就是使學(xué)生知道他們是在那個車間、那個環(huán)境為加工那些工件設(shè)計“作業(yè)計劃與調(diào)度”的方案;

(2)提供一個很好的仿真環(huán)境及工具，用來建立仿真模型，使學(xué)生形象直觀地看到車間調(diào)度的運行過程;

(3)提供實現(xiàn)“作業(yè)計劃與調(diào)度”的算法和軟件開發(fā)環(huán)境，使學(xué)生了解并掌握該算法的原理，并在仿真環(huán)境中實現(xiàn)算法，得到仿真結(jié)果;

(4)提供一個真實環(huán)境，如FMS車間或可真正運行的FMS車間模型，在此環(huán)境中對上面得到的仿真結(jié)果進行驗證。

針對“FMS教學(xué)實驗系統(tǒng)”只討論一種特殊情況，即最長流程時間Fmax的計算先討論n/m/P/Fmax問題，目標函數(shù)是使最長流程時間最短。最長流程時間又稱作加工周期，它是從第一個工件在第一臺機器開始加工時算起，到最后一個工件在最后一臺機器上完成加工時為止所經(jīng)過的時間，由于假設(shè)所有工件的到達時間都為零(Ri，I=1 ，2 ，3，…，n)，所以Fmax等于排在末位加工的工件在車間的停留時間，也等于一批工件的最長完工時間C max 。

設(shè)n個工件的加工順序為S=(S1 ，.S2 ， ……，，Sn)，其中Si為排第i位加工的工件的代號。以CK(Si)表示工件Si在機器Mk上的完工時間，Pk表示工件Si在Mk上的加工時間，K=1，2，3，……，m；i=1 ，2， ……，n，

式(1)是一個遞推公式，當由式(1)得出Cm(sn)時，F(xiàn)max、就求得了。在熟悉以上公式之后，可以直接在加工時間矩陣上從左向右計算完工時間。對于某一工作地，在給定的一段時間內(nèi)，順次決定下一個被加工的工件。

3. 2開設(shè)選修課

由于學(xué)習(xí)FMS的有關(guān)知識，需要學(xué)生們具有一定的專業(yè)知識;而且大型設(shè)備一般只有一套設(shè)備，要面向?qū)W生人數(shù)眾多的本科生開設(shè)實驗課有一定的難度。因此，我們首先開設(shè)了FMS的選修課。在講授FMS技術(shù)的理論知識的基礎(chǔ)上，開設(shè)FMS的上機實驗課，學(xué)生分為3 -5人一組。由于課堂講授FMS的時間有限，加之是選修課;因此，在實驗課之前，面對設(shè)備再介紹一次設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)和用途等，以加深學(xué)生的印象;然后指導(dǎo)學(xué)生編制程序、適當?shù)纳蠙C操作，輔導(dǎo)學(xué)生處理實驗結(jié)果。

3. 3為本科畢業(yè)設(shè)計提供實驗

本科生的畢業(yè)論文是進行專業(yè)基本技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，同時也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維方法、提高動手和解決問題能力的不可缺少的過程。參加本科畢業(yè)論文的學(xué)生，有充分的時間利用所掌握的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決具體的問題;因此畢業(yè)論文是本科生學(xué)習(xí)和掌握大型實驗設(shè)備的一個非常好的機會。

4 FMS進行本科教學(xué)的體會和希望

4. 1 FMS進行本科教學(xué)的效果

通過上述三種方式向本科生開放大型實驗設(shè)備，對學(xué)生選擇專業(yè)有一定的幫助，也增加了學(xué)生參加推薦免試研究生和就業(yè)等的競爭力。例如，一名機電學(xué)院的學(xué)生參加了“FMS研究”項目后，對數(shù)控技術(shù)有關(guān)知識和應(yīng)用有了一定的了解和興趣，報考研究生時選擇數(shù)控技術(shù)專業(yè)。另一名機電學(xué)院的學(xué)生參加“開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究”，學(xué)習(xí)了切削圖形設(shè)計、數(shù)控雕刻機及其控制系統(tǒng)等一系列操作，在老師的指導(dǎo)下自己操作選擇刀具和切削參數(shù)，觀察不同的切削過程，加深了所學(xué)的理論知識，熟悉了作業(yè)計劃與調(diào)度的原理、立體倉庫的基本操作;該生通過面試后順利地被華中科技大學(xué)錄取為研究生。

近年來為了適應(yīng)地方經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，拓寬人才培養(yǎng)領(lǐng)域，在開設(shè)綜合性實驗項目和選修課時，也接受其他學(xué)院的學(xué)生。學(xué)生結(jié)束項目后，對所參加的研究工作非常有興趣。

相比較而言，綜合設(shè)計性實驗效果明顯好于選修課的實驗。前者由于有充分的時間，我們摒棄了傳統(tǒng)的驗證實驗的模式，采取了“雙向互動”，教師以更多的精力啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，調(diào)動其主動性和積極性，發(fā)揮他們運用所學(xué)的知識去解決實際問題。對這種實驗?zāi)Ｊ?，學(xué)生表現(xiàn)出極大的興趣。這種實驗教學(xué)模式，不僅拓展了學(xué)生現(xiàn)代科學(xué)技能的理論和知識;在實驗方法，應(yīng)用技能方面也得到了提高，為他們今后走上社會，服務(wù)于社會，縮短理論與實踐的差距奠定了良好的基礎(chǔ)。

4. 2存在的問題

篇3

1、研究背景及意義

倒立擺系統(tǒng)的最初分析開始于二十世紀五十年代，其控制方法和思路在處理一般工業(yè)過程中有廣泛的用途，此外，其相關(guān)的研究成果也在航天科技和機器人學(xué)習(xí)方面得到了大量的應(yīng)用，如機器人行走過程中的平衡控制，火箭發(fā)射中的垂直度控制和衛(wèi)星飛行中的姿態(tài)控制等，因此對倒立擺控制機理的研究具有非常重要的理論和實踐意義。但同時是一個比較復(fù)雜的不穩(wěn)定,多變量，帶有強耦合特性的高階機械系統(tǒng)。倒立擺系統(tǒng)存在嚴重的不確定性，一方面是系統(tǒng)的參數(shù)不確定性，一方面是系統(tǒng)受到不確定因素的干擾。倒立擺系統(tǒng)具有成本低廉，結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)和結(jié)構(gòu)易于調(diào)整的優(yōu)點。作為控制理論研究中一種比較理想的實驗手段，倒立擺系統(tǒng)為自動控制理論的教學(xué)、實驗和科研構(gòu)建了一個良好的實驗平臺，以用來檢驗?zāi)晨刂评碚摶蚍椒ǖ牡湫桶咐?，促進了控制系統(tǒng)新理論和新思想的發(fā)展。為解決倒立擺控制系統(tǒng)的超調(diào)和快速性之間的矛盾，各種干擾對其的影響，進而對控制器進行了設(shè)計，自抗擾控制方法可以克服這些缺點，因此要用ADRC來控制直線倒立擺系統(tǒng)。

2、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

鑒于倒立擺的穩(wěn)定控制研究的重要意義，國內(nèi)外學(xué)者對此給予了廣泛關(guān)注。國外在60年代就開始了對一級倒立擺系統(tǒng)的研究，在60年代后期，作為一個典型的不穩(wěn)定、嚴重非線性例證提出了倒立擺的概念，并用其檢驗控制方法對不穩(wěn)定、非線性和快速性系統(tǒng)的控制能力。

近年來，隨著智能控制方法的研究逐漸受到人們的重視，模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、擬人智能控制、遺傳算法和專家系統(tǒng)等越來越多的智能控制算法應(yīng)用到倒立擺動系統(tǒng)的控制上。Charies W.Andorson在1988年應(yīng)用自學(xué)習(xí)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)成功控制一級擺；周建波等用基于B網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則控制也解決了單擺的穩(wěn)定性控制問題；徐紅兵等提出了基于變結(jié)構(gòu)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法，實現(xiàn)了二級倒立擺系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制；1995年，張明廉等人應(yīng)用擬人智能控制理論成功的解決了三級倒立擺這一控制界的世界性難題；2001年9月19日，北京師范大學(xué)李洪興教授領(lǐng)導(dǎo)的復(fù)雜系統(tǒng)實時智能控制實驗室采用變論域自適應(yīng)模糊控制成功地實現(xiàn)了三級倒立擺實物系統(tǒng)控制，又于2002年8月11日在國際上首次成功實現(xiàn)了四級倒立擺實物控制系統(tǒng)。

二、研究內(nèi)容

本課題的主要研究內(nèi)容集中基于ADRC的倒立擺控制系統(tǒng)研究，并針對其動態(tài)響應(yīng)和運行穩(wěn)定性，主要。主要內(nèi)容簡述如下：

（1）建立倒立擺控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；

（2）設(shè)計自抗擾控制器，包括：TD，NLSEF，ESO。然后對各部分的參數(shù)進行設(shè)計和調(diào)整；

在Simulink 環(huán)境下建立系統(tǒng)仿真模型，驗證基于自抗擾控制技術(shù)的倒立擺控制系統(tǒng)控制策略的有效性。

三、研究方法

（1）查閱相關(guān)國內(nèi)外文獻資料（包括相關(guān)規(guī)范等），了解與該課題相關(guān)的理論知識，分析研究當前相關(guān)設(shè)計的優(yōu)秀方案，在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上添加在自己的創(chuàng)新元素。

（2）建立在所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，分步驟的完成各項設(shè)計任務(wù)，在工作計劃內(nèi)按時完成相應(yīng)的工作，包括自動配料系統(tǒng)的硬件框圖、程序框圖、設(shè)計仿真等。

（3）各元器件的選型及設(shè)計內(nèi)容的整理，開始進行設(shè)計說明書的撰寫。

（4）完成對設(shè)計內(nèi)容的進一步修改，完善設(shè)計方案。整理、打印、裝訂設(shè)計說明書。完成答辯的準備工作。

四、國內(nèi)外文獻綜述

倒立擺系統(tǒng)本身為多變量、非線性、強耦合的不穩(wěn)定系統(tǒng)，由于以上特性，其精確控制對實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中復(fù)雜對象的控制有著重要的應(yīng)用價值。主要的控制方法有線性控制、預(yù)測和變結(jié)構(gòu)控制、智能控制等。智能控制是目前應(yīng)用較為廣泛的控制方法，研究的熱點，其主要理論來自于人的實踐經(jīng)驗，不需要精確的數(shù)學(xué)模型。模糊控制有兩種典型算法，其Mamdani算法最為常用，Sugeno型適合應(yīng)用在動態(tài)非線性系統(tǒng)中。Mamdani算法中，分別對小車位置和擺桿角度進行控制，兩個控制器形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，每個控制器只有二維，避開了四輸入變量，這樣免去了多輸入變量時模糊規(guī)則爆炸的問題。這樣免去了多輸入變量時模糊規(guī)則爆炸的問題中PID控制的單級直線倒立擺,雖然能很好控制擺桿角度,但是對于小車位置控制存在一定的偏差,文中模糊控制的倒立擺系統(tǒng)雖然具有一定的抗擾能力,但是加入稍強的干擾就無法達到穩(wěn)定的控制效果,而自抗擾控制(Active Disturbance Re-jection Control,ADRC)的主動抗擾特性可以削減和解決這些外擾因素,而達到穩(wěn)定的控制效果。但是傳統(tǒng)的自抗擾控制器只能穩(wěn)定控制擺桿角度,并不能兼顧小車位置的控制,這就使倒立擺控制在現(xiàn)實中的運用上受到限制。

目前ADRC的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。包括紙幅張力控制，硬盤驅(qū)動控制，DC-DC變換器。它也可以解決執(zhí)行機構(gòu)的非線性問題，如壓電陶瓷執(zhí)行器的滯環(huán)問題。基于ADRC算法，一些多輸入多輸出系統(tǒng)可以獲得解耦控制，如微型機電系統(tǒng)(micro-electro-mechanical system），和連續(xù)攪拌槽式反應(yīng)器(continuous stirred tank reactor)。ADRC的應(yīng)用不只局限于控制領(lǐng)域，他也可以用來執(zhí)行健康監(jiān)視和故障診斷等任務(wù)。當下的ADRC理論基礎(chǔ)相對完善，理論上所需要的僅是一些特殊情況下的穩(wěn)定性證明。而未來的發(fā)展趨勢是簡化ADRC算法，完善單參數(shù)ADRC算法調(diào)節(jié)策略，將ADRC算法逐步替代PID算法，應(yīng)用到工業(yè)界的各個領(lǐng)域，提高控制性能和效率。由于ADRC算法是一種基于控制的控制算法，因此其應(yīng)用時也應(yīng)遵循下圖所示的過程，即理論>技術(shù)>應(yīng)用>理論三者的循環(huán)補充。

五、研究方案及工作計劃

1、研究方案

（1）查閱相關(guān)國內(nèi)外文獻資料（包括相關(guān)規(guī)范等），了解與該課題相關(guān)的理論知識，分析研究當前相關(guān)設(shè)計的優(yōu)秀方案，在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上添加在自己的創(chuàng)新元素。

（2）建立在所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，分步驟的完成各項設(shè)計任務(wù)，在工作計劃內(nèi)按時完成相應(yīng)的工作，包括自動配料系統(tǒng)的設(shè)計框圖、程序框圖、仿真設(shè)計等。

（3）各元器件的選型及設(shè)計內(nèi)容的整理，開始進行設(shè)計說明書的撰寫。

（4）完成對設(shè)計內(nèi)容的進一步修改，完善設(shè)計方案。整理、打印、裝訂設(shè)計說明書。完成答辯的準備工作。

2、工作計劃

第1周：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求選擇合適合理的方案設(shè)計直線倒立擺控制系統(tǒng)系統(tǒng)的課題。

第2周：根據(jù)確定方案，比較、選擇設(shè)計適合的研究方案等。

第3周：根據(jù)題目要求，設(shè)計軟件框圖，并進一步優(yōu)化改進。

第4-5周：完成整體電路設(shè)計，畫出原理圖并驗證其可行性。

第6-8周：根據(jù)課題要求和電路原理圖編寫程序。

第9周：對軟件進行仿真調(diào)試，優(yōu)化軟件設(shè)計使之符合要求。

第10周：結(jié)合軟件進行調(diào)試、修改，并使最終方案滿足設(shè)計要求。

第11-12周：撰寫畢業(yè)論文。

第13周：修訂畢業(yè)設(shè)計論文、完善畢業(yè)設(shè)計。

第14周：提交正式設(shè)計論文。

第15周：準備參加畢業(yè)答辯。

第16周：參加答辯，整理畢業(yè)設(shè)計材料提交。

六、參考文獻

[1]黃堅.自動控制原理及其應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2]孫德寶.自動控制原理[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

[3]胡壽松.自動控制原理(第四版)[M].北京:科學(xué)出版社,2001.

[4]周伯敏.自動控制理論[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999.

[5]夏德鈐,翁貽芳.自動控制理論[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004.

[6]劉時鵬. MATLAB環(huán)境下直線單級倒立擺系統(tǒng)實時控制實驗的研究與設(shè)計[D].重慶大學(xué),2004.

[7]Liu B,Hong J,Wang L.Linear inverted pendulum control based on improved ADRC[J]. Systems Science & Control Engineering An Open Access Journal,2019,7(3):1-12.

[8]劉金琨.先進PID控制及其MATLAB仿真[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.

[9]陶永華.新型PID控制及其應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002.

[10]Katsuhiko Ogata,盧伯英等譯.現(xiàn)代控制工程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2000.

[11]薛定宇.控制系統(tǒng)仿真與計算機輔助設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.

[12]張曉華.控制系統(tǒng)數(shù)字仿真與CAD[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999.

[13]原菊梅.基于模擬退火算法的數(shù)字PID控制器參數(shù)整定的研究[J].北京工商大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2004,22(4),40-42.

[14]韓京清.自抗擾控制技術(shù)[J].前沿科學(xué),2007(01):25-32.

[15]韓京清.自抗擾控制器及其應(yīng)用[J].控制與決策,1998(001):19-23.

指導(dǎo)教師審核意見

該論文《基于ADRC的一級直線倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真》選題與專業(yè)結(jié)合較緊密，選題的范圍比較適中。該選題的研究具有一定的實踐指導(dǎo)意義。內(nèi)容安排合理，邏輯關(guān)系清晰，緊扣論文主題。

擬采取的研究方法具有一定的合理性。整個論文按時完成的可行性較大。該開題報告符合要求，同意該同學(xué)開題，并進入下一階段的論文寫作。

指 導(dǎo) 教 師(簽名)：年 月日

教研室負責(zé)人批閱意見

篇4

原文

1.1選題背景

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機在信息管理中的應(yīng)用的普及，利用計算機實現(xiàn)運動會信息的管理勢在必行。信息管理是現(xiàn)代運動會管理工作的不可缺少的一部分，是適應(yīng)現(xiàn)代運動會管理尺度的要求、推動運動會管理走向科學(xué)化、規(guī)范化的必要條件。只有信息管理規(guī)范了，才能在其他方面更好的發(fā)展。為了適應(yīng)現(xiàn)代運動會發(fā)展的需要，信息管理也從以前的手工管理逐漸被規(guī)范化的管理信息系統(tǒng)所代替?，F(xiàn)在各大高校都已普及千兆校園網(wǎng)，開發(fā)出依托校園網(wǎng)的“高校運動會信息綜合處理系統(tǒng)”已經(jīng)成為可能。當前許多高校也開發(fā)了各自的“高校運動會信息綜合處理系統(tǒng)”。但是，這些系統(tǒng)大多是一種封閉的、局域的、功能較為單一的簡單信息處理系統(tǒng)。這反映出高校信息管理自動化建設(shè)的速度和總體水平還處于起步階段，還需要加強建設(shè)的力度，才能真正形成一個能勝任運動會信息管理的系統(tǒng)。同時我們也該看到許多運動會如國際上的奧運會，國內(nèi)的全運會、城運會等也已經(jīng)采用電腦網(wǎng)絡(luò)完善管理的過程。如近幾屆的奧運會，均使用了上千臺微機聯(lián)網(wǎng)進行賽事管理，在功能上基本上滿足了管理的需求，但其開發(fā)成本和運行成本巨大，難以普及使用。而高校的校園小型田徑運動會，更因為資金有限不可能使所有場館都配置電腦網(wǎng)絡(luò)，若只在部分場館配置，又會因為競賽場地的變動而出現(xiàn)使用效率不高的弊端.打破已往的必須在指定地點報名，花費人力物力，親自去指點地點填寫報名信息。因此，有必要構(gòu)建一種以現(xiàn)有校園網(wǎng)為基礎(chǔ)，真正對校園網(wǎng)內(nèi)、外的賽事參與者與賽事觀眾實現(xiàn)真正意義上的開放，具有較強的信息處理功能，適合大量高校實際網(wǎng)絡(luò)與運動會情況的、同時真正實現(xiàn)依靠計算機本身進行的、具有較強的信息處理能力的能過在線報名的“運動會信息綜合處理系統(tǒng)”[1]。

1.2運動會管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展

隨著社會的進步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電腦網(wǎng)絡(luò)正快速融入體育領(lǐng)域。許多運動會如國際上的奧運會，國內(nèi)的全運會、城運會等也已經(jīng)采用電腦網(wǎng)絡(luò)完善管理的過程......

目錄

第一章緒論5

第二章系統(tǒng)總體設(shè)計11

第三章數(shù)據(jù)庫總體設(shè)計18

第四章系統(tǒng)詳細設(shè)計與實現(xiàn)29

第五章系統(tǒng)測試43

參考資料

[1]譚宏等.第五屆全國大學(xué)生運動會田徑比賽電子設(shè)備配置情況綜述[J].西安:體育學(xué)院學(xué)報.1997,(2)：85-88

[2]沙捷,費青松,王雁.高校運動會競賽管理系統(tǒng)[J].中國計算機報.2004,4.20：15-16

[3]李香敏.SQLServer2000編程員指南[M].北京:希望電子出版社.2000

[4]馬紅華.新編SQLServer2000圖解教程[M].北京:希望電子出版社.2001

[5]謝云等.全自動足球機器人通信子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].廣州:計算機工程與應(yīng)用.2005.03:30-33

[6]王承文.SQLServer數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化及保護[N].電腦知識與技術(shù).2002.21(3)：53-56

[7]陳衛(wèi).B/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序開發(fā)秘籍[M].北京：國防工業(yè)大學(xué)出版社,2001

[8]李和林.IIS的安全機制[J].山西電子技術(shù).2003,4（5）：45~48

[9]Web程序數(shù)據(jù)庫連接調(diào)試,天極網(wǎng)

篇5

關(guān)鍵詞 控制工程；專業(yè)學(xué)位研究生；實踐能力；職業(yè)素養(yǎng)

中圖分類號：G643 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）04-0007-03

WANG Biao， ZHU Zhiyu

Abstract Aiming at the existing problems of assimilation with aca-

demic degree postgraduates and lack of application ability for profe-

ssional degree postgraduates， a new training mode has been con-ducted to improve their vocational ability and innovation ability. Combined with the industry features of the school， we explore the

new training mode of both professional skills and occupation skill development by establishing a new curriculum system， an innovative practice platform， an innovation tutor team and a comprehensive evaluation mechanism. The reform will improve practical ability and comprehensive quality of professional postgraduates.

Key words control engineering； professional degree postgraduate； practical ability； professionalism

1 引言

隨著研究生教育的發(fā)展，學(xué)術(shù)型人才培養(yǎng)的重心已向博士研究生轉(zhuǎn)移，碩士生的培養(yǎng)目標更多地偏向于應(yīng)用型、專業(yè)型人才的培養(yǎng)。與學(xué)術(shù)型研究生相比，專業(yè)型研究生的培養(yǎng)要以職業(yè)能力為導(dǎo)向并突出實踐性[1]。同時，社會經(jīng)濟的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)的升級換代需要高新知識和科研成果向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，行業(yè)、企業(yè)需要高校培養(yǎng)出多樣性、職業(yè)性的創(chuàng)新型人才。因此，如何提高專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，培育出具有創(chuàng)新能力和職業(yè)技能的高素質(zhì)人才，是我國研究生教育質(zhì)量提升必須面對的重大課題。

經(jīng)過多年的探索和改革，專業(yè)學(xué)位研究生教育需具有職業(yè)性和實踐性特質(zhì)已逐漸被高校及社會各界認同。但總體來看，與國外相比，一些高校提出的“實用型專家”“職業(yè)型人才”等目標，抽象程度和標準過高，很難實施[2]。很多高校專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)模式與學(xué)術(shù)型學(xué)位研究生趨同，未凸顯其應(yīng)用型和實踐性的特色，專業(yè)學(xué)位與職業(yè)任職資格關(guān)聯(lián)度弱，使得專業(yè)學(xué)位研究生教育存在同化、弱化、矮化的弊端[3-4]。

針對以上問題，江蘇科技大學(xué)圍繞專業(yè)定位，在人才培養(yǎng)體系中，以國家對海工裝備和高技術(shù)船舶的發(fā)展戰(zhàn)略為指引，以行業(yè)對控制工程人才的實際需求為牽引，通過優(yōu)化課程體系、培育創(chuàng)新型科研平臺、組建創(chuàng)新導(dǎo)師團隊和建立多元化考核機制等，探索專業(yè)研究生的培養(yǎng)模式，形成“面向船海，校企協(xié)同，工學(xué)結(jié)合，強化實踐”的人才培養(yǎng)理念，建立了船舶與海洋工程特色鮮明的“創(chuàng)新應(yīng)用型、知能復(fù)合型”工程人才培養(yǎng)體系。

2 提高專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的課程體系

與學(xué)術(shù)型研究生不同，專業(yè)型研究生偏重于應(yīng)用和實踐，所以專業(yè)學(xué)位研究生的課程設(shè)置應(yīng)體現(xiàn)特定的行業(yè)特點，突出職業(yè)能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)目標[5]。在課程階段應(yīng)側(cè)重于專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和職業(yè)技能的訓(xùn)練，課程內(nèi)容和各項實踐環(huán)節(jié)能充分反映行業(yè)對應(yīng)用型人才的知識與能力要求；在論文階段應(yīng)側(cè)重于工程應(yīng)用并兼顧學(xué)術(shù)價值，著力培養(yǎng)研究生在工程背景下處理實際問題的能力和對新技術(shù)的應(yīng)用。

1）在課程設(shè)置上，控制學(xué)科所在學(xué)院圍繞研究生的就業(yè)方向和社會需求，以實際應(yīng)用為導(dǎo)向，基于船舶自動化、智能電氣與系統(tǒng)和集成控制系統(tǒng)等研究方向，增設(shè)船舶機艙自動化、船舶電力系統(tǒng)、船舶先進控制和船舶伺服系統(tǒng)等課程，以彌補培養(yǎng)體系中工程技術(shù)領(lǐng)域課程不足的問題。

2）合理布局R悼緯蹋堅持課程的實用化取向，增加實踐教學(xué)的分量。開設(shè)先進控制理論應(yīng)用、智能信息處理等實踐課程，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際和解決工程實際問題的能力。

3）為了反映行業(yè)發(fā)展的最新水平、拓寬研究生專業(yè)知識面和開闊學(xué)術(shù)視野，增設(shè)控制科學(xué)與工程前沿課程、水下機器人控制和船舶機艙自動化等跨學(xué)科課程。

4）部分課程設(shè)置及考核與相關(guān)職業(yè)資格考試進行有機銜接，引導(dǎo)學(xué)生參與企業(yè)實訓(xùn)及全國工業(yè)自動化人才認證培訓(xùn)（IAAT）和工信部全國信息化工程師崗位技能（NCIE）項目，推動專業(yè)學(xué)位研究生與自動化從業(yè)資格認證相銜接，加強學(xué)生的實踐能力和職業(yè)技能培養(yǎng)。

3 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同，打造創(chuàng)新型實踐平臺

實踐能力與職業(yè)能力是專業(yè)學(xué)位研究生教育目標的關(guān)鍵因素，它們必須在實際應(yīng)用中形成和發(fā)展[6]。通過與企業(yè)合作組建的研究生工作站為載體，實現(xiàn)企業(yè)與高校優(yōu)勢互補，促進產(chǎn)學(xué)研合作，有利于加速高?？萍汲晒D(zhuǎn)化，同時為學(xué)生提供接觸學(xué)科前沿的職業(yè)型實踐機會[7]；依托學(xué)科實踐平臺，可以縮小教學(xué)實驗與社會實際應(yīng)用的差距，促進教學(xué)和科研相互轉(zhuǎn)化，帶動多學(xué)科多專業(yè)的協(xié)同發(fā)展。

學(xué)院通過建立和完善江蘇省企業(yè)研究生工作站等多種形式，多方位培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力，同時在項目開發(fā)過程中提煉課堂案例和實驗案例，逐步形成“研究生―教師―綜合實驗中心―研究生工作站―船舶企業(yè)”的教育生態(tài)體系，如圖1所示。學(xué)院與上海外高橋造船有限公司、滬東中華造船有限公司和鎮(zhèn)江賽爾尼柯電器有限公司等多家國內(nèi)外著名企業(yè)共建有工程實踐教育中心和協(xié)同創(chuàng)新中心，成為研究生科研的孵化器和推進器。中心圍繞船舶與海洋工程電氣自動化、軌道交通車輛裝備研發(fā)和智能家居等方向開展工程化技術(shù)研究，實現(xiàn)學(xué)科鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的對接，為培養(yǎng)高質(zhì)量、專業(yè)面寬、具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應(yīng)用型人才創(chuàng)造了條件。

學(xué)院除了與Rockwell、Cypress、西門子和浙大中控等國內(nèi)外多家知名企業(yè)共建聯(lián)合實驗室，還擁有為探索船舶與海洋工程綜合自動化和數(shù)字化構(gòu)建的教學(xué)、科研與科技開發(fā)三位一體的綜合型實驗室，如江蘇省船舶與海工裝備自動化工程實驗室、船舶綜合電力系統(tǒng)實驗室和江蘇船舶電氣自動化工程技術(shù)研究中心等。這些特色實驗室凝練了控制學(xué)科的研究方向，在船舶綜合控制、船舶與海洋平臺綜合監(jiān)控系統(tǒng)、船舶自動化系統(tǒng)集成等方面擁有一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的自動化裝置和產(chǎn)品，有利于提高研究生在船舶自動化技術(shù)領(lǐng)域的研究與開發(fā)水平，推動教學(xué)與科研的共同發(fā)展。

4 組建創(chuàng)新導(dǎo)師團隊

作為研究生教育的主導(dǎo)者，研究生導(dǎo)師的水平直接影響著研究生的培養(yǎng)質(zhì)量[8]。由于單一導(dǎo)師在思維方式、知識結(jié)構(gòu)和學(xué)術(shù)視野方面都具有一定的局限性，不能滿足一些學(xué)科交叉、跨專業(yè)的研究課題要求，因此建立導(dǎo)師組，實現(xiàn)導(dǎo)師之間的強強聯(lián)手和團隊式培養(yǎng)，將有助于研究生拓展學(xué)術(shù)視野和擴大知識面，提高其綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

本專業(yè)建立了有效的工程實踐教育基地機制、企業(yè)兼職教師聘用機制、青年教師企業(yè)研修機制、學(xué)位論文多導(dǎo)師制等一系列“產(chǎn)學(xué)研用”一體化的協(xié)同育人機制。學(xué)院制定并實施了《青年教師工程實訓(xùn)管理暫行辦法》《校外兼職教師聘任與考核管理辦法》等系列政策文件，同時鼓勵校內(nèi)導(dǎo)師到企事業(yè)、職業(yè)部門的科研和生產(chǎn)等實踐領(lǐng)域進行培訓(xùn)和鍛煉。這些措施豐富了師資隊伍的工程背景，改善了導(dǎo)師隊伍的結(jié)構(gòu)，形成師資隊伍的開放式動態(tài)協(xié)作。

依托具有行業(yè)特色的科研創(chuàng)新項目，如“海洋工程船動力定位控制系統(tǒng)研究”和“面向海洋水下結(jié)構(gòu)檢測與清污的水下機器人導(dǎo)航與控制研究”等，多個學(xué)科導(dǎo)師和工程企業(yè)專家組成項目驅(qū)動型創(chuàng)新團隊。根據(jù)創(chuàng)新項目的研究目標和技術(shù)路線，導(dǎo)師團隊從中抽取和派生出課題，作為研究生創(chuàng)新能力和工程實踐能力培養(yǎng)的驅(qū)動課題。在項目實施過程中，通過團隊導(dǎo)師的共同管理，激發(fā)研究生自身的學(xué)術(shù)潛質(zhì)和科研意愿，不斷孕育出階段性的創(chuàng)新成果，強化團隊的整體協(xié)同創(chuàng)新能力，從而最終實現(xiàn)高校、企業(yè)和研究生多方共贏。

5 建立綜合評價機制

考慮到專業(yè)學(xué)位研究生的應(yīng)用性和職業(yè)性的特點，研究生的實際工作能力和職業(yè)素質(zhì)指標需要被重視[9]。因此，需要建立多元化的考核機制，采取畢業(yè)論文、課程成績、實踐成績和科研獎勵相結(jié)合的形式，對研究生學(xué)習(xí)期間獲得的科研成果、課題項目完成情況、科技競賽獲獎情況、學(xué)術(shù)情況、國家專利申報情況和成果轉(zhuǎn)化情況等因素進行評價。

學(xué)院對專業(yè)碩士按照年度目標考核指標體系進行考核，以確保專業(yè)碩士培養(yǎng)目標和質(zhì)量。第一學(xué)年的課程成績和實踐成績是主要的評價指標，其中課程成績的考查側(cè)重于考試和小論文的形式，實踐成績的考查側(cè)重于實踐報告和企業(yè)導(dǎo)師評價相結(jié)合的方式。第二、第三學(xué)年的主要考核是學(xué)位論文、創(chuàng)新實踐活動以及衍生的科研成果，其中論文的工程技術(shù)背景和應(yīng)用價值會作為一項重要的指標；學(xué)生參加創(chuàng)新活動要結(jié)合導(dǎo)師科研項目或企業(yè)的研發(fā)需求，其學(xué)術(shù)能力和工程實踐能力通過科研成果進行綜合評價。一方面通過學(xué)術(shù)論文和專利評價其理論水平、科研水平，另一方面通過科研工作的經(jīng)濟效益或社會效益評價其應(yīng)用價值。

6 Y語

近4年來，江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院培養(yǎng)的專業(yè)學(xué)位研究生的綜合能力有了顯著提高。從學(xué)術(shù)方面，獲得江蘇省及校優(yōu)秀碩士論文共4篇，發(fā)表國內(nèi)外學(xué)術(shù)論文120 多篇，獲得國家專利30多項。從應(yīng)用方面，參與了船舶標準化和船舶與海洋工程電氣化發(fā)展規(guī)劃的制定，參與研制的工程船監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵裝備和船舶綜合后勤保障等系統(tǒng)，技術(shù)指標達到國際同類水平，并已成功應(yīng)用于多艘海洋工程船；研發(fā)的無人機艙自動化系統(tǒng)在多家造船企業(yè)產(chǎn)業(yè)化，并在國內(nèi)外多艘船舶上裝備。實踐證明，新的培養(yǎng)模式在強化學(xué)生的創(chuàng)新意識、實踐能力和提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)等方面取得較好的成效。

參考文獻

[1]劉園園，居占杰.我國專業(yè)學(xué)位研究生職業(yè)能力培養(yǎng)機制研究述評[J].南昌師范學(xué)院學(xué)報：社會科學(xué)，2015（2）：

65-68.

[2]楊震.國內(nèi)外專業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)模式研究比較[J].湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)報，2013，12（2）：93-97.

[3]李娟，孫雪，王守清.專業(yè)學(xué)位研究生教育的外部質(zhì)量評價體系的構(gòu)建：以職業(yè)資格認證為導(dǎo)向[J].黑龍江高教研究，2010（11）：57-59.

[4]陳立章，楊旭東，宋招權(quán).需求導(dǎo)向提升專業(yè)學(xué)位研究生職業(yè)能力培養(yǎng)的探討[J].化工高等教育，2016，33（1）：1-4.

[5]孫若紅，孫妍玉.全日制專業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)中的問題及對策[J].現(xiàn)代教育管理，2013（4）：60-63.

[6]張樂平，付晨晨，朱敏，等.全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生教育課程體系的獨立性與實踐性問題[J].高等工程教育研究，2015（1）：161-166.

[7]黃衛(wèi)華，劉斌，章政.全日制專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式的調(diào)查研究：以就業(yè)需求為導(dǎo)向[J].研究生教育研究，

2014（5）：63-67.

篇6

【關(guān)鍵詞】獨立學(xué)院 自動化專業(yè)

創(chuàng)新型工程人才 培養(yǎng)

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）10C-

0098-02

隨著我國高等教育大眾化的不斷普及以及市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)化、自動化的建設(shè)規(guī)模不斷地推進，獨立學(xué)院已成為我國高等教育普及化一股不可忽視的力量，為社會培養(yǎng)了一大批專業(yè)人才；同時它也是高等教育進程中的新生事物，還有許多不成熟的地方，不管是從教學(xué)規(guī)模、師資隊伍、科研能力還是從實踐教學(xué)、生源層次來看，研究型大學(xué)或教學(xué)研究型大學(xué)都比它的條件優(yōu)越得多。在這樣的環(huán)境下，為了能夠在激烈的高校競爭中求生存，謀發(fā)展，獨立學(xué)院不得不凸顯自身的辦學(xué)特點與優(yōu)勢，提升辦學(xué)質(zhì)量，因此，培養(yǎng)適合新時期社會發(fā)展的創(chuàng)新型工程人才成為了獨立學(xué)院的必然選擇之路。

自動專業(yè)是一個具有代表性的工科類專業(yè)，具有涉及領(lǐng)域多、覆蓋內(nèi)容廣的寬口徑特點，該專業(yè)所培養(yǎng)的學(xué)生也是社會急需的社會人才。獨立學(xué)院在培養(yǎng)自動化專業(yè)人才時，應(yīng)明確培養(yǎng)目標與要求，所制定的人才培養(yǎng)目標應(yīng)適合社會發(fā)展的需求，重視應(yīng)用教育和工程教育，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。確定自己的培養(yǎng)目標是走工程應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)之路，這對獨立學(xué)院而言是一個挑戰(zhàn)，也是一項復(fù)雜的、有意義的人才培養(yǎng)方案改革。本文主要從獨立學(xué)院自動化專業(yè)師資隊伍建設(shè)、人才培養(yǎng)模式的改革、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)三個方面來探討創(chuàng)新型工程人才目標的實現(xiàn)過程，構(gòu)建獨立學(xué)院自動化專業(yè)創(chuàng)新型工程培養(yǎng)體系，培養(yǎng)出適應(yīng)新時期社會發(fā)展所需要的人才。

一、師資隊伍建設(shè)

教師是獨立學(xué)院可持續(xù)發(fā)展的重要力量，加強師資隊伍建設(shè)對獨立學(xué)院的辦學(xué)質(zhì)量的提升、創(chuàng)新型工程人才的培養(yǎng)是非常重要的一個條件。自動化專業(yè)是一個工程實踐性較強的專業(yè)，所以獨立學(xué)院自動化專業(yè)教師不但要具有較強理論水平，而且要有一定工程項目經(jīng)驗和實驗操作能力，這就使得師資隊伍建設(shè)要向“雙師型”方向發(fā)展。

“雙師型”教師是指既有講師或以上職稱，又具有自動化專業(yè)工程技術(shù)經(jīng)驗中級工程師或以上職稱的工程技術(shù)人員。獨立學(xué)院注重創(chuàng)新型工程人才的培養(yǎng)，“雙師型”教師具備了豐富的教學(xué)經(jīng)驗和工程實踐經(jīng)驗，這樣的教師在培養(yǎng)學(xué)生的理論知識上有所特長，同時可以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和實踐動手能力。近年來，獨立學(xué)院聘請了許多剛畢業(yè)的、高學(xué)歷的年輕教師；而剛剛畢業(yè)的年輕教師，雖然具備了一定的理論教學(xué)經(jīng)驗，但是缺乏工程實踐的經(jīng)歷，所以要達到“雙師型”教師的教學(xué)水平還需要努力加強工程實踐訓(xùn)練。培養(yǎng)年輕教師的工程素養(yǎng)，提高年輕教師的工程實踐能力，這是培養(yǎng)自動化創(chuàng)新型工程人才至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。鼓勵缺乏工程實踐經(jīng)驗的自動化專業(yè)教師積極走出去，與對口的企業(yè)進行合作，借助企業(yè)的資金優(yōu)勢和豐富的設(shè)備資源，并與教師自身的研究方向相結(jié)合，以開發(fā)重大的科研項目、提高企業(yè)生產(chǎn)的核心技術(shù)為研究課題，為企業(yè)提供服務(wù)，幫助企業(yè)解決技術(shù)難題。對年輕教師來說，在企業(yè)的鍛煉，可以提高動手能力、工程實踐能力和科研能力，極大地調(diào)動教師參與工程技術(shù)實踐的積極性，同時為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下了良好的基礎(chǔ)。

二、人才培養(yǎng)模式的改革

（一）培養(yǎng)目標與要求

為了適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)和社會經(jīng)濟的發(fā)展需求，培養(yǎng)知識、能力、素質(zhì)各方面全面發(fā)展，掌握自動化領(lǐng)域的基本理論、基本專業(yè)知識和專業(yè)技能，并能在工業(yè)企業(yè)、科研院所等部門從事有關(guān)運動控制、過程控制、制造系統(tǒng)自動化、自動化儀表和設(shè)備、機器人控制、智能監(jiān)控系統(tǒng)、智能交通、智能建筑、物聯(lián)網(wǎng)等方面的工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)運行管理和維護、企業(yè)管理與決策、科學(xué)研究和教學(xué)等工作的寬口徑、高素質(zhì)、復(fù)合型的自動化工程科技人才。

畢業(yè)生主要學(xué)習(xí)自動化領(lǐng)域的基本理論和基礎(chǔ)知識，接受自動化領(lǐng)域的基本方法及解決實際工程問題等方面的基本訓(xùn)練，具有自動化工程設(shè)計與研究方面的基本能力。掌握本專業(yè)中“信息、控制和系統(tǒng)”的基本原理，掌握信息處理的基本方法和優(yōu)化設(shè)計的基本原理；掌握工程控制系統(tǒng)分析和設(shè)計的一般方法，具有較熟悉地解決工程現(xiàn)場一般控制系統(tǒng)問題的能力等。

由于高校辦學(xué)規(guī)模也在不斷地擴大，桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院自動化專業(yè)分為三個不同的專業(yè)方向，分別是工業(yè)自動化方向、自動控制方向、測控技術(shù)方向，不管學(xué)生選擇的是哪一個專業(yè)方向，畢業(yè)要求達到的最低學(xué)分為190學(xué)分，其中必修課126學(xué)分、選修課18學(xué)分（公共選修課8學(xué)分、專業(yè)選修課10學(xué)分、實踐環(huán)節(jié)46學(xué)分。

（二）教學(xué)方法

獨立學(xué)院的教學(xué)方法大都采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法和現(xiàn)代多媒體技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)方法，多媒體技術(shù)教學(xué)所承載的教學(xué)信息資源增多，學(xué)生常處于一種被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)創(chuàng)新型工程觀念，有必要對教學(xué)方法進行改革。比如對實踐性較強的課程，可采用課程小組作為載體進行理論教學(xué)與實驗教學(xué)，課程結(jié)束后，除了考試外，還可以采用課程設(shè)計的形式進行考核，將學(xué)生分成若干個小組，各小組成員根據(jù)所學(xué)的理論知識進行收集資料、確定課程設(shè)計題目、原理圖的設(shè)計、元器件的購買、實物的制作、系統(tǒng)的調(diào)試與測試等，一系列工作都由小組成員獨立完成，這樣不僅可以增強學(xué)生對理論知識的理解能力，也可以鍛煉學(xué)生的實踐操作能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新觀念。另外，對自動化專業(yè)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課程，比如電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)等課程，可以將虛擬的計算機仿真平臺引入到授課過程中，這樣不僅可以豐富教學(xué)的內(nèi)容，也可以改變填鴨式的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生在計算機仿真應(yīng)用方面的能力。根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)的不同和未來職業(yè)規(guī)劃的不同，鼓勵教師采取不同的教學(xué)方式，比如小組教學(xué)、項目教學(xué)法、模擬教學(xué)法、實例教學(xué)法等多種教學(xué)方法。

（三）學(xué)術(shù)活動

為了培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新意識，可以聘請專家、高級工程師或海外高級人才，以學(xué)術(shù)講座的或全院選修課的形式給學(xué)生介紹自動化專業(yè)研究的主要內(nèi)容、未來的發(fā)展方向、現(xiàn)階段的新技術(shù)和出現(xiàn)的新問題、自動化專業(yè)就業(yè)的動態(tài)信息等，使學(xué)生了解專業(yè)的研究領(lǐng)域的科技動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，從而更好地確定自己未來的職業(yè)生涯。

三、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)

實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)自動化專業(yè)創(chuàng)新型工程人才極其重要的一個環(huán)節(jié)，目前桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院自動化專業(yè)的所設(shè)置的主要實踐課程有：金工實習(xí)、電子工藝實習(xí)、電子電路系統(tǒng)設(shè)計實習(xí)、電氣控制系統(tǒng)實習(xí)、微機控制系統(tǒng)實習(xí)、過程控制工程實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計（論文）等。以培養(yǎng)創(chuàng)新型工程專業(yè)技術(shù)人才為目標的獨立本科院校應(yīng)該加強實踐教學(xué)的力度，從以下三個方面來提高學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力。

（一）畢業(yè)設(shè)計與“產(chǎn)、學(xué)、研”相結(jié)合的實踐模式

畢業(yè)設(shè)計論文是培養(yǎng)學(xué)生工程觀念一個非常重要的途徑，可以鼓勵學(xué)生到企業(yè)去調(diào)研，深入社會，了解社會對人才的需求，并鼓勵學(xué)生充分利用老師或自己的社會資源，積極開展畢業(yè)論文設(shè)計“產(chǎn)、學(xué)、研”實踐模式。桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師由一些教學(xué)經(jīng)驗、工程實踐經(jīng)驗豐富的老師來擔當，他們布置給學(xué)生的題目一般都是與工程實踐緊密相關(guān)的科研前沿?zé)狳c問題，這使得學(xué)生查找資料、方案設(shè)計、代碼編寫、實物的制作、系統(tǒng)測試與調(diào)試等各方面能力得到大幅度的提升。畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)對學(xué)生工程實踐能力的鍛煉的效果是非常顯著的。

（二）加大對學(xué)生科研項目的支持與普及范圍

大學(xué)生的科研項目有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新工程觀念，近年來，在國家和自治區(qū)的大力支持下，大學(xué)生的創(chuàng)新項目以及科技活動備受高等學(xué)校的青睞，桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院在全國性的“自治區(qū)創(chuàng)新項目征集活動”、“大學(xué)生挑戰(zhàn)者杯”競賽、“飛思卡爾杯全國大學(xué)生智能車競賽”、“藍橋杯”軟件設(shè)計大賽等活動均取得了優(yōu)異的成績。這些活動雖然能夠大大提高參賽選手的實踐動手能力和工程應(yīng)用等各方面的能力，但是受益的學(xué)生人數(shù)不多，為了更好地培養(yǎng)自動化專業(yè)創(chuàng)新型人才，獨立學(xué)院可以與兄弟學(xué)院以院、系開展此類的科研與創(chuàng)新項目。

（三）強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，建立開放性的實踐平臺

加強學(xué)生的實驗與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才的基礎(chǔ)。自動化專業(yè)是一個實踐性較強的專業(yè)，強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)對于學(xué)生動手能力的培養(yǎng)、創(chuàng)新觀念、工程項目理念有很大的促進作用。獨立學(xué)院的教師在設(shè)置實踐教學(xué)內(nèi)容時應(yīng)減少驗證性內(nèi)容，增加創(chuàng)新性、設(shè)計性、工程性內(nèi)容。為了更好地服務(wù)學(xué)生，鼓勵青年教師有計劃地去企業(yè)鍛煉，將理論融于實踐，提高自身的動手能力。另外，建立開放性的實踐平臺為學(xué)生創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)和科研開發(fā)環(huán)境，可以極大地改善學(xué)生的實習(xí)、實驗和科研等條件。

獨立學(xué)院自動化專業(yè)創(chuàng)新型工程人才的培養(yǎng)是一項有意義且較為復(fù)雜的工程，通過師資隊伍建設(shè)、人才培養(yǎng)模式的改革、實踐環(huán)節(jié)建設(shè)等三方面措施的實施， 構(gòu)建獨立學(xué)院自動化專業(yè)創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)體系，從而提高獨立院校的辦學(xué)質(zhì)量，增強畢業(yè)生在社會中的就業(yè)優(yōu)勢，培養(yǎng)出適應(yīng)新時期社會發(fā)展所需要的人才，為社會發(fā)展作出更大的貢獻。

【參考文獻】

[1]謝東，施金良，王敏.西部高校自動化專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探討與實踐[J].中國電力教育，2008（11）

[2]周開揚.獨立學(xué)院人才培養(yǎng)模式改革的實踐與探索[J].中國大學(xué)教學(xué)，2010（10）

[3]何小其，馬修水，關(guān)宏偉，宋執(zhí)環(huán).自動化專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案改革初探[J].巢湖學(xué)院學(xué)報，2010（12）

[4]王安娜.新建本科院校自動化專業(yè)創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)實踐[J].西安文理學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2010（10）

【基金項目】2012年度廣西高等教育教學(xué)改革工程立項項目（2012JGZ151）

篇7

[關(guān)鍵詞]機械設(shè)計制造與自動化 專業(yè)英語 教學(xué)方法

一、引言

專業(yè)英語是繼大學(xué)英語之后,結(jié)合專業(yè)知識而設(shè)置的一門后續(xù)課程。機械工程科技人才掌握好專業(yè)英語,是獲取專業(yè)信息、掌握學(xué)科發(fā)展動態(tài)、參加國際間學(xué)術(shù)交流的基本前提。在當代信息社會,隨著科學(xué)技術(shù)和對外交流的日益發(fā)展,國際交往日益頻繁,從事機械行業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員與國外同行進行合作交流的機會不斷增加,這一形勢使得專業(yè)英語的重要性日趨明顯。然而,現(xiàn)階段機械制造專業(yè)英語的教學(xué)效果不盡人意,不能很好地滿足現(xiàn)代社會對高素質(zhì)專業(yè)人才的需求。如何開展和改進專業(yè)英語的教學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量,成為值得關(guān)注和探討的問題。

二、教學(xué)中存在問題

在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn),機械制造專業(yè)英語的教學(xué)存在以下幾個方面的問題:

1.教學(xué)學(xué)時偏少

目前,我校的機械制造自動化專業(yè)英語課安排36學(xué)時,同大學(xué)英語相比,專業(yè)英語的教學(xué)學(xué)時大大減少了,造成專業(yè)英語教學(xué)目的難以實現(xiàn)。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)興趣淡薄,對專業(yè)英語的重視程度不夠

專業(yè)英語課程中,學(xué)習(xí)內(nèi)容有著濃厚的專業(yè)色彩,文章的形式和風(fēng)格不像大學(xué)英語教材中那么生動有趣,同時專業(yè)英語有其特定的句型特點,長句較多,容易令初學(xué)者感到困難。機械制造自動化專業(yè)詞匯也很多,學(xué)生記憶起來很吃力,這些都不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。我校的機械制造專業(yè)的專業(yè)英語課程安排在大四上學(xué)期,這個學(xué)期50%的學(xué)生忙于考研,上課也只是應(yīng)付老師的點名,更是沒有興趣學(xué)習(xí)專業(yè)英語。目前,社會上用人單位多看重的是大學(xué)英語四、六級成績,因而,學(xué)生普遍重基礎(chǔ)英語而忽視專業(yè)英語的學(xué)習(xí),很多同學(xué)認為學(xué)習(xí)專業(yè)英語這門課程,不過是增加一些專業(yè)詞匯、專業(yè)術(shù)語而已,在專業(yè)英語上投入的時間和精力遠不及基礎(chǔ)英語。

3.師資力量不夠

由于近年高校招生規(guī)模的擴大,生源差別較大,學(xué)生英語程度參差不齊,部分學(xué)生公共英語基礎(chǔ)較差,使得專業(yè)英語的教學(xué)體系與大學(xué)公共英語教學(xué)體系不能連貫起來,給教學(xué)工作帶來了很大難度。英語程度較好的學(xué)生有時會覺得浪費了時間,而程度較差的學(xué)生有時又難以理解,造成了教學(xué)資源和時間的浪費。專業(yè)英語的教學(xué)目標定位在以培養(yǎng)較強的閱讀能力為主,一定程度上對聽、說、寫等英語綜合運用能力重視不夠,使學(xué)生出現(xiàn)聾子英語和啞巴英語的現(xiàn)象。另外,對專業(yè)英語重視不夠,教師隊伍建設(shè)沒有受到重視。

4.教學(xué)方式單一,教學(xué)效果不理想

在專業(yè)英語的教學(xué)中,受學(xué)時的限制,任課教師一般過于側(cè)重閱讀和翻譯,講解比較多,課堂氣氛沉悶枯燥,學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情不高,另一方面,由于專業(yè)色彩濃厚,任課教師多由英語水平較高的專業(yè)課老師擔任,他們對教學(xué)內(nèi)容能很好的掌握,但是在口語表達和教學(xué)手法上不及大學(xué)英語老師,根據(jù)期末考核和教學(xué)實踐的反饋結(jié)果,專業(yè)英語的教學(xué)質(zhì)量令人擔憂,許多同學(xué)覺得學(xué)完以后專業(yè)英語的應(yīng)用能力提高不明顯,特別是專業(yè)英語的聽說能力,幾乎沒什么進步。

以上情形表明,專業(yè)英語作為機械制造自動化專業(yè)學(xué)生的一門必修課,其教學(xué)狀況難以滿足形勢發(fā)展的需要,要讓專業(yè)英語成為學(xué)生將來步入社會之后的有用工具,對其教學(xué)進行改革已勢在必行。

三、機械制造專業(yè)英語的教學(xué)

1.機械制造專業(yè)英語的特征

在從事機械制造專業(yè)英語教學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn),學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時普遍存在以下幾個問題:

(1)詞匯難。機械制造專業(yè)英語的詞匯與機械制造、結(jié)構(gòu)、材料、熱處理、流體傳動、設(shè)備、機器人等密切相關(guān),日?；A(chǔ)英語很少涉及這些專業(yè)化的詞匯,加上學(xué)生專業(yè)知識有限,因而生詞量很大;另一方面,英語單詞一詞多義,學(xué)生習(xí)慣用基礎(chǔ)英語中了解的意義來理解專業(yè)英語,往往造成誤解。

(2)句子難。詞匯難是造成理解句子難的一個原因。此外,另一個重要原因是英語采用正式文體,邏輯性強,每個句子包含的信息量大,容量大,句子特別長,語法結(jié)構(gòu)復(fù)雜,從而增加了理解的難度。

(3)漢語表達難。由于專業(yè)英語詞匯的特殊性,大多數(shù)學(xué)生都存在英譯漢時漢語表達難的問題。究其原因,主要有兩點:一是學(xué)生對翻譯技巧不太了解,習(xí)慣于采用譯電碼那樣的機械式翻譯,極易寫出不達意或者不規(guī)范的中文;二是學(xué)生本身中文基礎(chǔ)薄弱,顯得力不從心。

2.教學(xué)內(nèi)容

我們選擇了由機械工業(yè)出版社出版的章躍老師編寫的《機械制造專業(yè)英語》教材,該教材的專業(yè)知識涵蓋面大,教學(xué)內(nèi)容涉及工程力學(xué)、機械零件與機械設(shè)計、汽車主要零部件、公差與配合、液壓與傳動、工程材料、金屬材料成形加工、金屬熱處理、機床、刀具、金屬切削加工(車、銑、鉆、磨)、特種加工、以及與現(xiàn)代制造技術(shù)相關(guān)的微機原理、數(shù)控技術(shù)、機器人、FMS、CAD/CAM、PLC應(yīng)用,及利用Internet查詢工程技術(shù)文獻資料等;教學(xué)內(nèi)容在涵蓋專業(yè)基本知識的同時,體現(xiàn)了該專業(yè)的時代特征,其中與現(xiàn)代制造技術(shù)相關(guān)的內(nèi)容占整個教學(xué)內(nèi)容的1/3;有充足的閱讀材料,基本專業(yè)詞匯豐富,結(jié)合課文還配有大量的練習(xí),有利于學(xué)生閱讀能力和翻譯能力的提高,進一步拓展了學(xué)生的視野,增強了該教材的可讀性。在教學(xué)過程中,教師可選擇某些內(nèi)容進行重點講解,安排學(xué)生自學(xué)相關(guān)閱讀材料。

3.教學(xué)方法

學(xué)生經(jīng)過基礎(chǔ)英語的訓(xùn)練,有一定的英語知識作為基礎(chǔ),專業(yè)英語應(yīng)訓(xùn)練學(xué)生如何使用英語這一工具,有效獲得專業(yè)知識,用英語有效地進行專業(yè)相關(guān)的活動,強調(diào)英語的功能性和交流性,這一點專業(yè)英語有別于基礎(chǔ)英語。在專業(yè)英語教學(xué)過程中,如何正確確立教師和學(xué)生的地位,這是一個值得探討的問題。

興趣是最好的老師。要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)英語的興趣,改變他們?yōu)閼?yīng)付考試而學(xué),缺乏學(xué)習(xí)熱情的狀況。除了在課堂上經(jīng)常強調(diào)專業(yè)英語的重要性以外,更重要的是要在教學(xué)方法上下功夫。改變過去以教師課堂講解為主的形式單一的教學(xué)模式,教學(xué)中應(yīng)采用啟發(fā)式教學(xué)法的思路,充分調(diào)動學(xué)生的積極性,這樣才能有效提高專業(yè)英語的教學(xué)質(zhì)量,課堂教學(xué)以學(xué)生為中心,在專業(yè)英語的教學(xué)中,傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以教師為中心的填鴨式教學(xué)法,大部分時間都是老師在臺上講解詞匯和翻譯文章,學(xué)生做筆記,僅有一部分同學(xué)能專心致志地聽講,課堂氣氛十分沉悶乏味,這在很大程度上影響到學(xué)習(xí)效果,因此,要努力創(chuàng)造良好的課堂氣氛,充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性,必須處理好教與學(xué)的關(guān)系,轉(zhuǎn)變以教師為中心的教學(xué)觀,牢固樹立以學(xué)生為中心的教學(xué)思想。在學(xué)習(xí)的過程中,教師應(yīng)起引導(dǎo)作用,引導(dǎo)學(xué)生動腦筋、勤思考。培養(yǎng)他們主動獲取知識的能力,教學(xué)實踐充分表明,一味地灌輸知識效果往往不理想,許多知識其實要靠學(xué)生自己去領(lǐng)悟其中的奧妙,在課堂上老師宜精講,把更多的時間留給學(xué)生,為他們提供思考的空間。

培養(yǎng)學(xué)生課外自學(xué)能力,專業(yè)英語水平的提高不可能一蹴而就。它需要一個長期積累的過程,僅僅靠課堂上有限的時間是遠遠不夠的。必須指導(dǎo)學(xué)生廣泛地開展課外學(xué)習(xí),在學(xué)時少的情況下就更是如此,課外學(xué)習(xí)的形式多種多樣?？梢允湛从⑽碾娨暪?jié)目或收聽英文廣播來提高英語的聽說能力?？梢詤㈤喴恍C械工程類的英文期刊雜志或者訪問專業(yè)網(wǎng)站,以培養(yǎng)專業(yè)英語的閱讀與寫作能力,為督促和了解學(xué)生的課外學(xué)習(xí)情況,教師可適當?shù)夭贾靡恍┱n外作業(yè),也可讓學(xué)生在課堂上就某方面專業(yè)知識展開熱烈的討論。只有將課內(nèi)外的學(xué)習(xí)結(jié)合起來,才能真正培養(yǎng)出具備良好的語言能力和專業(yè)能力的科技人才。

引入現(xiàn)代化的教學(xué)手段,采用電化教學(xué)方法。使用多媒體設(shè)備進行教學(xué),是提高教學(xué)效果的重要手段。利用多媒體技術(shù)來配合教學(xué),將文字、圖表、動畫、錄像剪輯等教學(xué)信息通過屏幕投影設(shè)備呈現(xiàn)給學(xué)生,這種教學(xué)手段形象、生動、直觀,信息量大,使學(xué)生在視覺和聽覺上受到直接的刺激,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,讓他們?nèi)褙炞⒌赝度雽W(xué)習(xí)狀態(tài)。這也是彌補專業(yè)課教師口語表達不足,提高學(xué)生聽說能力的一個很好途徑。

在英語教學(xué)中,教師如果注意情感教學(xué),有靈活多樣的教學(xué)手段、行之有效的教學(xué)方法,調(diào)動各種層次的學(xué)生參與教學(xué),體驗成功,那不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、而且還能讓他們保持英語學(xué)習(xí)的興趣,從而提高教學(xué)質(zhì)量。由于專業(yè)英語教學(xué)學(xué)時少,如何在最短的時間里使學(xué)生獲得最大收益,在教學(xué)中的作法是,授人以魚不如授人以漁。即專業(yè)英語課的意義更多體現(xiàn)在幫助學(xué)生發(fā)掘自身的英語潛能,而不是教會他們多少英語知識。

四、幾點思考和建議

1.加強專業(yè)英語師資隊伍的建設(shè)

專業(yè)英語課程的特殊性要求專業(yè)英語教師不但要懂相關(guān)專業(yè)知識,還要有過硬的英語基礎(chǔ)。目前,基本上是由各專業(yè)的專業(yè)課教師承擔專業(yè)英語的教學(xué)工作。這些教師有足夠的專業(yè)知識,但不熟悉語言教學(xué)法,口語能力也不盡人意。必須有計劃、有步驟地培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)英語教師。由英語專業(yè)資深教師指導(dǎo),定期舉辦英語及英語教學(xué)方法的培訓(xùn)班,促進專業(yè)英語教學(xué)的專業(yè)化和規(guī)范化。

2.加大對專業(yè)英語教學(xué)的投入

在新大綱和新形勢下,基礎(chǔ)英語教學(xué)已經(jīng)有了長足的發(fā)展,學(xué)生對專業(yè)英語有了更高要求。作為大學(xué)英語教學(xué)的重要組成部分,應(yīng)加大對專業(yè)英語教學(xué)的重視和投入,對從事專業(yè)英語教學(xué)的教師給予更多的培訓(xùn)、深造機會,不斷提高專業(yè)教師的專業(yè)英語教學(xué)水平。

3.在畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文階段,要求學(xué)生翻譯不少于3000字的相關(guān)英文文獻。

參考文獻:

[1]何鋒,陳君德.提高機械工程專業(yè)英語應(yīng)用能力的研究[J].理工高教研究,2004,(2):116-117.

篇8

關(guān)鍵詞 美國；K-12；技術(shù)教育；發(fā)展趨勢

中圖分類號 G719.712 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2016）19-0073-06

美國技術(shù)教育有兩個顯著特征，一是與時俱進，二是技術(shù)教育與中小學(xué)教育緊密結(jié)合。在美國，技術(shù)教育始終是K-12（From Kindergarten Through 12，從幼兒園到12年級）教育內(nèi)容的一部分，尤其在9～12年級，技術(shù)教育內(nèi)容占有相當?shù)谋壤?/p>

2007年，根據(jù)美國再工業(yè)化戰(zhàn)略需求，美國技術(shù)教育及時做出調(diào)整，更改為技術(shù)和工程教育，即把工程學(xué)內(nèi)容，主要是工程設(shè)計內(nèi)容融入K-12技術(shù)教育課程框架，改變了工程學(xué)內(nèi)容一般在中等后教育階段開設(shè)的慣例。這一發(fā)展是美國技術(shù)教育發(fā)展的一個主要趨勢。除政府推動外，為適應(yīng)新技挑戰(zhàn)和先進制造業(yè)對人才的需求，美國技術(shù)教育界及科學(xué)和工程界等學(xué)者紛紛加入技術(shù)教育問題研究和改革的推動大軍。在此影響下，美國K-12階段技術(shù)教育從培養(yǎng)目標、課程設(shè)置、教學(xué)方法和師資等幾方面都出現(xiàn)新的發(fā)展趨勢。

一、技術(shù)教育目標轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)再到STEM素養(yǎng)

（一）技術(shù)素養(yǎng)的提出與確定

進入21世紀，技術(shù)功能的拓展，技術(shù)影響的深遠，加上批判哲學(xué)和生態(tài)文明的理論造勢，使美國進入一個技術(shù)教育“反思和行動”的時代[1]。人、技術(shù)、社會和文化的關(guān)系進入人的視野焦點，技術(shù)的文化本質(zhì)越來越被突顯出來。人們不斷追問：技術(shù)教育到底要培養(yǎng)什么樣的人？要傳遞什么樣的內(nèi)容？在此背景下，培養(yǎng)具有技術(shù)素養(yǎng)（Technical Literacy）的人被逐漸明晰和確定下來。

“技術(shù)素養(yǎng)”一詞最早出現(xiàn)在1948年《工藝教師》雜志中。前美國工藝教育協(xié)會主席瓦特.R. 威廉姆（Walt R. Williams）指出：“在復(fù)雜的技術(shù)社會壓力下，狹義的工藝概念必須轉(zhuǎn)變?yōu)楦訌V泛和靈活的概念。技術(shù)素養(yǎng)的需要是明顯的。”[2]長期以來，技術(shù)素養(yǎng)已成為技術(shù)教育家常用的詞匯，以及技術(shù)教育專業(yè)組織的奮斗目標。

上世紀90年代，技術(shù)素養(yǎng)作為技術(shù)教育的目標進入操作階段。1994年，國際技術(shù)教育家協(xié)會（International Technology Educators Association， ITEA）發(fā)起“面向全體美國人的技術(shù)教育行動”（Technology for All Americans Project），得到美國國家科學(xué)基金（National Science Foundation， NSF）和美國國家航空航天協(xié)會（National Aeronautics and Space Administration， NASA）的資助，目的就是為全國開展技術(shù)教育提供一個規(guī)范的理論依據(jù)和實施框架。這個行動分為三個階段：第一階段即1994-1996年間，出版《為了全民的技術(shù)：技術(shù)學(xué)習(xí)的理據(jù)和結(jié)構(gòu)》，提出民眾應(yīng)該獲得使用、管理、理解技術(shù)的基本技術(shù)素養(yǎng)；第二階段即1996-2000年間，出版《國家技術(shù)教育標準：技術(shù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容》（Standards for Technological Literacy： Content for the Study of Technology， STL），正式確定技術(shù)教育的目的是“指導(dǎo)學(xué)生為一個技術(shù)世界做好準備，培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)”。并把“技術(shù)素養(yǎng)”界定為：“使用、管理、評價和理解技術(shù)的能力”。提出技術(shù)教育目標的五個方面――技術(shù)的性質(zhì)、技術(shù)與社會、設(shè)計、技術(shù)的能力和設(shè)計世界，以及構(gòu)成技術(shù)教育內(nèi)容的各年級標準；第三階段即2000-2003年間，頒布STL的一些補充性標準，包括技術(shù)教育評估標準和技術(shù)教師專業(yè)發(fā)展標準。其中，STL是里程碑式的成果，是截至目前對技術(shù)素養(yǎng)及技術(shù)教育標準論述最完善的文本。STL于2000年4月鹽湖城ITEA大會上首次公布。它是近4000人集體智慧的結(jié)晶，包括教育家、行政人員、來自科學(xué)界、數(shù)學(xué)界和工程界的專家。STL同時得到國家研究理事會（National Research Council， NRC）和國家工程研究院（National Academy of Engineering， NAE）的支持。

同時，技術(shù)教育委員會（Committee on Technology Literacy， CTL）的努力對推動技術(shù)教育目標的確定和進一步清晰化功不可沒。CTL由多學(xué)科專家組成，得到NAE和NRC教育中心的支持。CTL工作的目標主要有三個：在相關(guān)的學(xué)界之間達成一個什么是技術(shù)素養(yǎng)的共識；闡明培養(yǎng)全民技術(shù)素養(yǎng)對國家的重要性；以及如何達成這一教育目標。經(jīng)過兩年（2000-2002年）的研究工作，2002年1月，在國家研究院召開的專題研討會上，CTL首次研究報告《嚴格來說》（Technically Speaking），在報告中指出了具有技術(shù)素養(yǎng)的人的特征，見表1，以及達成這一培養(yǎng)目標的一些具體建議[3]。

這些建議主要針對四個方面：正式和非正式教育；研究；決策制定；教學(xué)和教育改革。具體建議如下：聯(lián)邦和州政府幫助建立教育政策，鼓勵把技術(shù)教育內(nèi)容整合進K-12和技術(shù)教育無關(guān)的科目的教育標準、課程、教學(xué)材料和學(xué)生評估中；州政府應(yīng)該把K-12教育標準、課程框架、科學(xué)、數(shù)學(xué)、歷史、社會科學(xué)、家政、藝術(shù)、語言等學(xué)科方面的學(xué)生評價更好地與強調(diào)這些科目和技術(shù)聯(lián)系的國家教育標準協(xié)調(diào)一致。同時，國家科學(xué)基金（NSF）和教育部（Department of Education， DoEd）資助的教學(xué)資源和非正式教育改革也應(yīng)該強調(diào)這一聯(lián)系；NSF和DoEd，州教育委員會，以及其他參與K-12科學(xué)教育的機構(gòu)應(yīng)該在適當?shù)牡胤桨选凹夹g(shù)”一詞加入科學(xué)標準、課程和教學(xué)材料的標題和內(nèi)容中；NSF和DoEd，以及教師教育正式認可的機構(gòu)，鼓勵高等教育機構(gòu)在教師準備中使他們能更好地教授所有課程中的技術(shù)內(nèi)容；NSF應(yīng)該支持發(fā)展一種或多種監(jiān)測美國學(xué)生或公民技術(shù)素養(yǎng)狀態(tài)的評估工具；NSF和DoEd應(yīng)該資助關(guān)于人們?nèi)绾螌W(xué)習(xí)技術(shù)的研究，并把研究結(jié)果運用到正式或非正式教育中；工業(yè)和聯(lián)邦機構(gòu)有責(zé)任實施基礎(chǔ)設(shè)施項目，建立科學(xué)和技術(shù)博物館，為非技術(shù)民眾提供更多機會參與關(guān)于技術(shù)發(fā)展的討論；聯(lián)邦和州政府中具有指導(dǎo)、支持國家科學(xué)和技術(shù)事業(yè)的機構(gòu)，以及關(guān)注好的政府的私人基金組織應(yīng)該支持發(fā)起教育項目，以便提高政府和工業(yè)組織領(lǐng)導(dǎo)的技術(shù)素養(yǎng)；美國工程學(xué)社團應(yīng)該為建立政府和媒體組織項目融資，這些項目為了創(chuàng)建一個有工程學(xué)背景的政策專家和編輯骨干隊伍；與工業(yè)組織有合作的NSF應(yīng)該資助設(shè)立創(chuàng)新精神提議獎，來提高學(xué)生和大多數(shù)民眾的技術(shù)素養(yǎng)；白宮應(yīng)該添加一個“總統(tǒng)優(yōu)異獎”到技術(shù)教學(xué)中，授予那些目前提供數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)的人。

這些建議反映了技術(shù)對于美國公民生活中的各種影響，以及開展一些有組織行動的必要性，以使技術(shù)素養(yǎng)惠及所有美國民眾。這一報告使人們能更好地理解如何建構(gòu)技術(shù)素養(yǎng)社團，從組織和機構(gòu)的視角更好地呼吁技術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（二）從技術(shù)素養(yǎng)到STEM素養(yǎng)

在美國，STEM教育的開展由來已久，其不僅僅是一個單純的學(xué)科或課程層面的事情，更是美國的一種教育發(fā)展戰(zhàn)略，甚至是一種國家戰(zhàn)略。2007年，美國州長協(xié)會（National Governors Association， NGA）頒布的“創(chuàng)新美國：擬定科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)議程”共同綱領(lǐng)指出，在知識經(jīng)濟時代，只有具備STEM素養(yǎng)的人才能在激烈競爭中取得先機，贏得勝利。他們認為，STEM素養(yǎng)是個體在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域以及相關(guān)交叉領(lǐng)域中運用個人關(guān)于現(xiàn)實世界運行方式的知識的能力。STEM素養(yǎng)包含科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，但并不是四者的簡單組合，其包含運用這四門學(xué)科的相關(guān)能力、把學(xué)習(xí)到的零碎知識與機械過程轉(zhuǎn)變成探究真實世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面的綜合能力。

美國對科學(xué)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重視由來已久。早在20 世紀50 年代，美國科學(xué)教育學(xué)者就提出了科學(xué)素養(yǎng)的概念，認為其是提升國家綜合實力的關(guān)鍵，并得到普遍認同。這與20 世紀前半葉的社會背景與科學(xué)自身發(fā)展是分不開的。隨著科學(xué)知識體系的相對穩(wěn)定，以及技術(shù)和工程給生活帶來的巨大變化，技術(shù)素養(yǎng)等進入公眾視野。隨著技術(shù)教育和工程教育重要性的凸顯，同時在TEA以及其他組織的努力下，技術(shù)素養(yǎng)和技術(shù)教育培養(yǎng)標準（STL）被提出。至此，技術(shù)教育有了很大起色。

目前，隨著STL的普及和培訓(xùn)，人們對于K-12技術(shù)教育和工程教育的熱情逐漸高漲，在STEM教育中，技術(shù)教育的作用逐步提升。2009年ITEEA曾聲明，STEM教育所要傳達的內(nèi)容與《技術(shù)素養(yǎng)的標準》（STL）的主要內(nèi)容有很大的一致性。該組織強調(diào)STL標準中的內(nèi)容是學(xué)生發(fā)展21世紀STEM素養(yǎng)的基礎(chǔ)，包括學(xué)生成為優(yōu)秀的問題解決者、創(chuàng)造者、技術(shù)專家、工程師以及有知識涵養(yǎng)的公民所必需的核心能力。ITEEA相信所有真正的STEM項目都必須把STL作為幫助學(xué)生達到STEM素養(yǎng)的途徑。同時，在K-12的STEM教學(xué)中，人們普遍通過技術(shù)教育這一平臺，把工程設(shè)計、科學(xué)和數(shù)學(xué)知識整合進來。通過更廣義的技術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)，最終促進STEM素養(yǎng)的形成。

總之，技術(shù)素養(yǎng)已成為當今社會一種必不可少的基本素養(yǎng)，是現(xiàn)代社會生活中公民必備的一種基本能力。因此，要想在紛繁復(fù)雜的技術(shù)世界立足，要想成為具備STEM素養(yǎng)的公民，就必須具備與時俱進的必要的技術(shù)素養(yǎng)。

二、把工程設(shè)計內(nèi)容整合進K-12技術(shù)教育內(nèi)容框架

（一）工程學(xué)內(nèi)容融入技術(shù)教育的趨勢

在美國，技術(shù)教育一直都是K-12教育內(nèi)容的一部分，尤其在9～12年級，但工程學(xué)內(nèi)容一般在中等后教育階段開設(shè)，在K-12階段，把工程設(shè)計內(nèi)容融入技術(shù)教育課程框架是技術(shù)教育發(fā)展的主要趨勢。克萊格（Craig Rhodes）和文森特（Vincent Childress）解釋了這一發(fā)展趨勢必然性的三個理由[4]：

一是支持工程師培養(yǎng)。他們認為，美國未來幾十年將面臨工程師的嚴重缺乏。NSF估計2010年的缺口是7萬人。同時，還列舉了9個事實，說明這一情況的嚴重性。目前有數(shù)學(xué)和科學(xué)知識背景的高中畢業(yè)生成功進修工程學(xué)位的少于15%；超過85%的學(xué)生不考慮工程師職業(yè)；100個高中畢業(yè)生中只有2人繼續(xù)完成工程學(xué)位；1000個女性或少數(shù)民族畢業(yè)生中只有5人成為工程師；歐洲是美國的3倍，亞洲是美國的5倍；全美將近一半的工程師到了退休年齡；全國范圍內(nèi)，工程專業(yè)招生和保留數(shù)下降；K-12學(xué)校缺乏工程學(xué)傳統(tǒng)；美國學(xué)生懶惰，感覺工程學(xué)令人厭煩，聰明的孩子選擇更令人興奮的專業(yè)。他們提出，把工程教育內(nèi)容融入K-12課程能填補這一鴻溝。

二是能促進和豐富STEM教學(xué)。目前，很多職業(yè)需要有更多的學(xué)術(shù)知識背景，所以，把科學(xué)和數(shù)學(xué)教育融合進技術(shù)教育和工程教育，乃至職業(yè)技術(shù)教育內(nèi)容中成為美國一大教育發(fā)展趨勢，即STEM，其既可以被看成一種整合性的課程，也可以被看成是一種教學(xué)方式。雖然STEM教育進行了很多年，但其中，數(shù)學(xué)和科學(xué)受到更多的重視，技術(shù)教育和工程教育經(jīng)常處于被忽視狀態(tài)。通過技術(shù)教育把工程學(xué)內(nèi)容整合進來，一方面可以平衡STEM中各個學(xué)科的關(guān)系，另一方面可以促進和豐富STEM的教學(xué)內(nèi)容和方式。

三是有利于培養(yǎng)和創(chuàng)造技術(shù)素養(yǎng)的公民和社會。他們認為，這一發(fā)展趨勢最終受供需關(guān)系影響。如果社會需要更多的工程師，就會更多關(guān)注工程教育。同時，指導(dǎo)美國K-12階段技術(shù)教育教學(xué)的指導(dǎo)性文件――《國家技術(shù)教育標準》（STL）明確指出，工程設(shè)計內(nèi)容對培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)是非常重要的。在STL列出的K-12的20個技術(shù)教育標準中有4個涉及到工程設(shè)計，還有很多與設(shè)計主題有關(guān)的內(nèi)容滲透在各標準中[5]。同時，國家工程研究院（NAE）主席威廉姆斯?沃爾夫（Williams Wulf）也指出，在高中教育階段設(shè)置高水平的工程設(shè)計標準是重要的[6]。在這一趨勢之下，2007年，技術(shù)教育更名為技術(shù)和工程教育，2010年，國際技術(shù)教育家協(xié)會（ITEA）更名為國際技術(shù)和工程教育家協(xié)會（ITEEA）。在理論界，以美國《技術(shù)教育雜志》（Journal of Technology Education）為代表，近五年以專題研究形式集中探討了技術(shù)教育向技術(shù)和工程教育融合的發(fā)展趨勢。

（二）兩種主要的技術(shù)工程教育（TEE）整合課程模式

把工程教育內(nèi)容融合進技術(shù)教育，如何構(gòu)建TEE課程框架成為關(guān)鍵問題。學(xué)者們提出各種各樣的TEE課程模式。羅曼（Roman）認為，這種課程應(yīng)該包括整體的設(shè)計方法，把數(shù)學(xué)和應(yīng)用科學(xué)合并進工程學(xué)。更多教育家致力于整合STEM課程來達到把工程教育內(nèi)容融合進技術(shù)教育的目的。越來越多的州接受STL來指導(dǎo)發(fā)展K-12技術(shù)和工程教育課程。更多STEM教育家也認識到工程設(shè)計和技術(shù)設(shè)計的重要性，提供有吸引力的場景，允許學(xué)生運用學(xué)來的科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)和工程學(xué)知識來解決真實的問題。經(jīng)過不斷實踐，兩種主要的TEE課程模式為更多人所接受。

1.PEC課程模式

“準工程學(xué)”（Pre-Engineering Curriculum，PEC）課程模式旨在采用一種課程結(jié)構(gòu)，即利用一種特殊的科目，如科學(xué)和數(shù)學(xué)，作為把工程學(xué)和技術(shù)進行整合的平臺，或者把工程學(xué)、技術(shù)、科學(xué)和數(shù)學(xué)進行整合，即STEM課程。但不同于STEM課程，PEC課程只在高中開設(shè)，使學(xué)生有機會解決真實世界中的工程問題，幫助他們運用所學(xué)的數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)知識。表2所示的是一些PEC課程項目的例子[7]。

2.PLTW課程模式

“項目引領(lǐng)”（Project Lead The Way，PLTW）課程模式，也稱為“基于問題”或“基于項目”的課程模式（Problem-based or Project-based Curriculum，PBC）。PLTW是一個非盈利的組織，與公立學(xué)校、私立學(xué)校和高等教育一起合作，通過給學(xué)生提供設(shè)計解決各種問題方案的機會，提升工程師和工程技術(shù)師的數(shù)量及質(zhì)量。PLTW提供多年的“基于問題”或“基于項目”的課程，這些課程在美國初中或高中開設(shè)。初中指6～8年級，只涉及技術(shù)的廣度而非深度。到2010年，已經(jīng)被全美50個州和哥倫比亞特區(qū)共1400所中學(xué)采納，約占全美中學(xué)的7%[8]。

馬薩諸塞州是采納這一課程模式的最好范例。馬薩諸塞州把PLTW看成一個科目――工程學(xué)的派生物，并把它與科學(xué)內(nèi)容緊密相連。據(jù)路易斯（Lewis）描述，整個年級，課程設(shè)置向工程學(xué)傾斜。3～5年級，學(xué)生們主要學(xué)習(xí)工具和材料，通過使用多種工具和材料，找到或提出解決問題的辦法，展示“工程設(shè)計技巧”。6～8年級，要求學(xué)生從事強調(diào)研究和問題解決的工程問題和技術(shù)方案。9～10年級，整年都要學(xué)習(xí)涵蓋工程設(shè)計、建筑技術(shù)、電力和能源技術(shù)、通訊技術(shù)和工業(yè)制造技術(shù)內(nèi)容的工程學(xué)和技術(shù)學(xué)課程。11～12年級，學(xué)生們能選修更高級的課程，如自動化和機器人、多媒體和生物技術(shù)。所有年級的課程開設(shè)都有一個明顯的工程職業(yè)傾向，而且學(xué)生們也能選修學(xué)院水平的工程學(xué)課程[9]。印第安納州的教師們也都擁護這一課程模式，認為其是技術(shù)教育很有價值的構(gòu)成內(nèi)容，對培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)大有裨益，多數(shù)教師認為這一課程模式對培養(yǎng)高中生的工程能力很有效果[10]。

（三）國家工程和技術(shù)教育中心的努力和貢獻

在如何把工程設(shè)計融入K-12學(xué)校技術(shù)教育方面，國家工程和技術(shù)教育中心（The National Center for Engineering and Technology Education， NCETE）做出了巨大貢獻。NCETE建立于2004年9月15日，得到NSF的資助，是全美17個學(xué)和教中心（Center for Learning and Teaching， CLT）之一。NCETE由一個強大的團隊組成，包括9所大學(xué)和4個專業(yè)組織。NCETE的最終目標是把工程設(shè)計、問題解決和分析技能通過技術(shù)教育融合進K-12學(xué)校，以增加工程和技術(shù)教育家的質(zhì)量、數(shù)量和多樣性。工程學(xué)教師和技術(shù)教育家合作，有計劃、有步驟地共同完成以下四方面任務(wù)：建立一個研究者和領(lǐng)導(dǎo)者團體，針對工程和技術(shù)教育領(lǐng)域的新問題進行研究；創(chuàng)建一個研究團體，增進對工程和技術(shù)學(xué)科學(xué)和教的理解；培養(yǎng)本科和碩士水平的技術(shù)教育教師，使這些教師能把工程設(shè)計整合進課程；增加選擇工程學(xué)、科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)為職業(yè)路徑的學(xué)生數(shù)量和多樣性。目前，NCETE正在與工程和技術(shù)教育家一起幫助一線的技術(shù)教師把工程設(shè)計概念引進到9～12年級，讓這些年級的學(xué)生了解在設(shè)計過程中工程分析的作用。

2004-2012年間，NCETE共開展了150多項關(guān)于把工程設(shè)計、問題解決和分析技能整合進K-12學(xué)校的研究和活動。研究的主題或領(lǐng)域主要包括：在技術(shù)教育中工程設(shè)計的特征；教授工程設(shè)計的技術(shù)教師的專業(yè)發(fā)展；教授工程學(xué)概念；創(chuàng)造力；設(shè)計問題解決過程中的認知過程；把數(shù)學(xué)和科學(xué)整合進工程和技術(shù)教育；設(shè)計評估；工程學(xué)挑戰(zhàn)[11]。NCETE的博士成員還撰寫了大量相關(guān)的博士畢業(yè)論文。

NCETE同時也指出存在的問題和挑戰(zhàn)。2012年，在提交給NSF的一份報告中指出，最大的挑戰(zhàn)是工程設(shè)計活動缺乏一個懲戒性的以標準為基礎(chǔ)的評價機制，以及技術(shù)教育教師專業(yè)發(fā)展問題，幫助教師轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)的課堂環(huán)境，創(chuàng)設(shè)一個嶄新的課堂環(huán)境，鼓勵學(xué)生接受工程設(shè)計的挑戰(zhàn)，并確認與他們完成工程設(shè)計相關(guān)的需要和需求，架構(gòu)起有實用性標準和限制條件的設(shè)計問題，提出多種解決問題的方案，做出評估，并實施設(shè)計。創(chuàng)設(shè)這樣一個課堂環(huán)境對教師的教學(xué)提出了挑戰(zhàn)。

三、技術(shù)教育教師及其新教學(xué)策略和教學(xué)方法的采用

無論是教育目標的達成，還是新課程的實施，都需要教師及其課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的保障。隨著美國K-12階段TEE課程以及STEM課程的實施，教師及其教學(xué)活動，尤其是傳統(tǒng)教學(xué)方法和教學(xué)策略受到極大挑戰(zhàn)。為應(yīng)對新情況，一種新的教學(xué)方法――“基于問題或項目”的教學(xué)方法或策略正在被廣泛采用。

《技術(shù)和工程教師》（Technology and Engineering Teacher，前身為The Technology Teacher）雜志刊發(fā)的大量文章描述了教室中進行的“以問題為基礎(chǔ)”的學(xué)習(xí)活動?！都夹g(shù)教育雜志》（Journal of Technology Education）和《技術(shù)學(xué)習(xí)雜志》（Journal of Technology Learning）近5年也發(fā)表了大量類似文章。這些理論研究反映了一個不爭的事實：為了應(yīng)對新的TEE課程，“以問題為基礎(chǔ)”的教學(xué)方法，或稱為“以項目為基礎(chǔ)”的教學(xué)方法，得到越來越普遍的探索和運用。

美國愛達荷大學(xué)教育學(xué)院2015界博士畢業(yè)生蘇珊（Susan）對這一方法進行了專題研究，并寫成博士學(xué)位畢業(yè)論文，詳細闡述了這一方法的概念、特征、過程、需要的技術(shù)技能及運用這一教學(xué)方法的效果等。她的調(diào)查結(jié)果顯示：第一，這一教學(xué)方法無論對學(xué)生還是教師都提出了更高的要求，在學(xué)生方面，要求學(xué)生學(xué)習(xí)過程的合作、思考能力和責(zé)任分擔；第二，這一教學(xué)方法能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)動機和學(xué)業(yè)成績，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力、思考能力和自我評價能力；第三，這一方法雖然在多數(shù)高中教學(xué)中運用，但還有很多教師不能很好地理解、掌握和運用，所以需要在教師教育項目中加強對這一教學(xué)方法的培訓(xùn)②。

這一教學(xué)方法應(yīng)對的是工程設(shè)計所需要的工程設(shè)計團隊理念（Team-Based Engineering Design Thinking），所以，如何在教學(xué)中分組，如何開展合作學(xué)習(xí)是最關(guān)鍵的問題。為滿足教學(xué)分組的需要，美國教室環(huán)境布置，尤其是課桌椅的擺放都遵循了分組教學(xué)的要求。同時，建立了專門的技術(shù)教學(xué)實驗室和實訓(xùn)室。教學(xué)合作包括學(xué)生的合作，也包括教師的合作。以一堂機器人課為例，需要數(shù)學(xué)老師、科學(xué)老師，甚至英語老師一起在技術(shù)實驗室上課。通過機器人設(shè)計平臺，來幫助學(xué)生運用所學(xué)到的數(shù)學(xué)和科學(xué)知識。

四、對我國技術(shù)教育改革發(fā)展的啟示

（一）建立適合我國基礎(chǔ)教育的技術(shù)教育標準

在我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，技術(shù)教育處于邊緣地位，在教學(xué)內(nèi)容上也過于偏狹。計算機技術(shù)作為信息技術(shù)的重要組成部分，被納入基礎(chǔ)教育課程，成為基礎(chǔ)教育階段主要的技術(shù)教育內(nèi)容。毋庸置疑，信息技術(shù)在基礎(chǔ)教育階段越來越受到重視。為保障信息技術(shù)師資質(zhì)量，我國頒布了《中小學(xué)信息技術(shù)師資標準》，來進行師資質(zhì)量的規(guī)范。但這不足以傳遞技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)涵的全部。培養(yǎng)有技術(shù)素養(yǎng)的人也應(yīng)該是我國教育的選擇，把對技術(shù)本質(zhì)的理解納入素養(yǎng)的范疇，把更系統(tǒng)和適合的課程內(nèi)容納入基礎(chǔ)教育是一種必然趨勢。為此，有必要建立國家中小學(xué)技術(shù)教育標準，來保障基礎(chǔ)教育階段技術(shù)教育目標的實現(xiàn)。

在技術(shù)教育內(nèi)容選擇上，基礎(chǔ)教育階段技術(shù)教育內(nèi)容應(yīng)該由一個國家和地區(qū)的社會、經(jīng)濟和技術(shù)水平?jīng)Q定，基礎(chǔ)教育階段的技術(shù)教育內(nèi)容應(yīng)該以此為依據(jù)，確定一個核心技術(shù)領(lǐng)域分類，應(yīng)該由相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者進行調(diào)研和研究來具體確定。這一技術(shù)教育標準不僅包括由這些核心技術(shù)領(lǐng)域決定的主要教學(xué)內(nèi)容，還包括課程建構(gòu)、學(xué)生評估體系和技術(shù)教師專業(yè)發(fā)展項目，來保障實現(xiàn)技術(shù)教育標準所要求的學(xué)生應(yīng)該達到的教育目標。

（二）重視技術(shù)教育理論研究，鼓勵技術(shù)界、科學(xué)界和工程界專家學(xué)者的參與

我國歷史上，把與技術(shù)有關(guān)的稱為“奇技巧”，技術(shù)教育則被排除在正規(guī)教育體制外。直到今天，我國技術(shù)教育在基礎(chǔ)教育階段依然薄弱，相關(guān)理論研究亦然。我國發(fā)展技術(shù)教育，需要自上而下的頂層設(shè)計，但更需要自下而上的理論研究和問題澄明，來糾正人們對技術(shù)教育的誤解，為技術(shù)教育在實踐中的困難突圍進行理論造勢，更為頂層設(shè)計提供更加專業(yè)和適當?shù)睦碚撘罁?jù)。對技術(shù)的本質(zhì)，對技術(shù)教育各種理論問題的探究，都需要有一個強大的理論隊伍，尤其是技術(shù)教育界、工程界和科學(xué)界專家學(xué)者的介入。

另外，還要使技術(shù)教育界和工程學(xué)界以及科學(xué)界，甚至職業(yè)教育界的專家學(xué)者聯(lián)合起來，以會議或研究雜志為溝通平臺，就一些相互交叉融合的問題共同探討。

（三）用整體理念開發(fā)技術(shù)教育課程，并進行相應(yīng)的教學(xué)方法改革

技術(shù)教育課程設(shè)置和教學(xué)方法改革是技術(shù)教育成功的關(guān)鍵。在技術(shù)教育課程設(shè)置方面要體現(xiàn)系統(tǒng)性和整體性。這里的系統(tǒng)性和整體性是指，一方面理清技術(shù)教育、工程教育、職業(yè)教育以及學(xué)術(shù)教育之間的關(guān)系，使內(nèi)容設(shè)計避免重復(fù)；另一方面整合幾種教育內(nèi)容，尤其是技術(shù)、工程學(xué)、科學(xué)和數(shù)學(xué)之間的內(nèi)容融合。只有課程內(nèi)容上系統(tǒng)完整，才能體現(xiàn)技術(shù)教育的精髓，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的目標。

另外，在技術(shù)教育的教育階段安排上，要體現(xiàn)連貫性和完整性，使我國中等和中等后教育階段的技術(shù)教育內(nèi)容一脈相承、由易到難，使各階段學(xué)習(xí)彼此銜接。教學(xué)方法既要結(jié)合技術(shù)教育“以解決問題”為核心的特征，又要結(jié)合我國基礎(chǔ)教育的特點，以及中國學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，進行改革和調(diào)整，講究教學(xué)方法的時效性。

（四）注重技術(shù)教育師資培養(yǎng)

美國非常重視技術(shù)教師的培養(yǎng)，國家設(shè)立各種師資培養(yǎng)項目，有本科層次的，也有碩士和博士層次的。就我國目前情況而言，技術(shù)教育師資還比較缺乏，水平參差不齊，整體不高。培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)教育教師是我國發(fā)展技術(shù)教育的當務(wù)之急。除了職前培養(yǎng)，還應(yīng)加強在職培訓(xùn)，提高技術(shù)教師的專業(yè)素養(yǎng)。

參 考 文 獻

[1]Raymond A.Dixon. Trends and Issues in Technology Education in the USA[J].Caribbean Curriculum， Vol.21，2013：47-79.

[2]Snyder， M.S.Defining the Role of the Technology Education by Its Heart and Its Heritage[J]. Journal of Technology Studies，2014，30（1）：19-27.

[3]Pearson， G.， Young， A. T.， National Academy of Engineering， & National Research Council （US）.Technically Speaking： Why All Americans Need to Know More about Technology[M]. Washington， DC： National Academies Press，2002：56-58.

[4]Craig Rhodes， Vincent Childress. Engineering Student Outcomes for Infusion into Technological Literacy Programs： Grades 9-12[J]. Journal of Technology Education ， Vol. 21 No. 2， Spring 2010：69-76.

[5]International Technology Education Association. Standards for Technology Literacy： Content for the Study of Technology. Reston， VA，2000：Author.

[6][9]Lewis， T. Coming to Terms with Engineering Design as Content[J]. Journal of Technology Education， 2005，16（2）：37-54.

[7]Rogers， G. E. The Effectiveness of Project Lead the Way Curricula in Developing Pre-engineering Competencies as Perceived by Indiana Teachers[J]. Journal of Technology Education， 2006，8（1）：66-78.

[8]Tran， N. & Nathan， M. Pre-college Engineering Studies： An Investigation of the Relationship between Pre-college Engineering Studies and Student Achievement in Science and Mathematics[J]. Journal of Engineering Education，2010，99（2），143-157.

[10][11]Moye， J. J.， & Dugger， J. W. E.， & Starkweather K. N. The Status of Technology and Engineering in the USA： A Fourth Report of the Findings from the States（2011-2012）[R]. Technology and Engineering Teacher，2012，71（8）：25-31.

Trends of Technology Education in American K-12 Education

Shao Changlan

Abstract The United States is a developed country in technology and technology education. In the 21st century， in response to the new social and economic problems， there are some new trends in technology education： establishing the technology literacy and STEM literacy as the technology educational goal， so as to build a technologically and STEM literate society； integrating the engineering and engineering design into K-12 curriculum framework， forming a variety of integrated technology engineering education courses， such as “pre-Engineering” curriculum and “project-based” curriculum； and adopting “issue-based” teaching strategies.