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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篇機電本科畢業(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步。
關(guān)鍵詞:煤及煤層氣;畢業(yè)論文(設(shè)計);存在問題;對策
中圖分類號:G640 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)02-0206-02
教育部辦公廳關(guān)于加強普通高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(論文)工作的通知:“畢業(yè)設(shè)計(論文)是實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(論文)在培養(yǎng)大學(xué)生探求真理、強化社會意識、進行科學(xué)研究基本訓(xùn)練、提高綜合實踐能力與素質(zhì)等方面,具有不可替代的作用,是教育與生產(chǎn)勞動和社會實踐相結(jié)合的重要體現(xiàn),是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要實踐環(huán)節(jié)。同時,畢業(yè)設(shè)計(論文)的質(zhì)量也是衡量教學(xué)水平、學(xué)生畢業(yè)與學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)。”本科畢業(yè)論文(設(shè)計)作為一種學(xué)習(xí)、實踐、探索和創(chuàng)新相結(jié)合的綜合教學(xué)環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和工程實踐能力、創(chuàng)新能力的重要載體;是對學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的全面檢驗;也是一所高校教育教學(xué)質(zhì)量的直接反映。它對學(xué)生的思想品德、工作作風(fēng)、工作態(tài)度和獨立工作能力具有深遠的影響。
一、煤及煤層氣工程專業(yè)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)特點
“煤及煤層氣工程”專業(yè)是我國高等學(xué)校近年新設(shè)教學(xué)研究方向,其設(shè)置符合我國煤礦瓦斯災(zāi)害治理及煤層氣開發(fā)利用對專業(yè)人才的需求。煤及煤層氣工程專業(yè)是一個要求理論基礎(chǔ)寬厚,偏重實踐的專業(yè),其培養(yǎng)要求學(xué)生具有腳踏實地、勇于創(chuàng)新的能力。隨著國家能源政策尤其是煤礦整合治理的進行及煤層氣商業(yè)化的實現(xiàn),對煤及煤層氣工程專業(yè)的學(xué)生需求量很大,煤及煤層氣專業(yè)學(xué)生剛讀大四已與用人單位簽約,且畢業(yè)生數(shù)量遠遠不能滿足企、事業(yè)單位的需求。煤及煤層氣工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)具有以下特點:
1.選題范圍廣。由于煤及煤層氣工程專業(yè)在本科期間開設(shè)了鉆井工程、完井工程、煤層氣排采、井下瓦斯抽采、采煤學(xué)、礦井通風(fēng)與安全、煤層氣地質(zhì)學(xué)、礦井地質(zhì)學(xué)、瓦斯地質(zhì)學(xué)等學(xué)科課程,畢業(yè)后,既可從事地面煤層氣勘探開發(fā),又可以從事煤礦井下瓦斯災(zāi)害治理,因此,煤及煤層氣學(xué)生本科畢業(yè)論文(設(shè)計)選題廣泛,涵蓋了采礦工程、安全工程、地質(zhì)工程、物探工程等專業(yè)核心課程。
2.緊密聯(lián)系實際。煤及煤層氣工程屬于工科專業(yè),絕大部分學(xué)生畢業(yè)之后將在煤礦生產(chǎn)企業(yè)、煤層氣勘探開發(fā)公司從事技術(shù)工作,怎么樣能夠更快、更好地適應(yīng)、熟練掌握并在自己的技術(shù)崗位上能夠有所創(chuàng)新,本科期間的教師的教學(xué)至關(guān)重要,好的教學(xué),能夠?qū)⒗碚撆c實踐相結(jié)合,有利于培養(yǎng)學(xué)生看待問題的思維方法。本科煤及煤層氣工程本科畢業(yè)設(shè)計是對其所學(xué)知識的融合,同時,也要緊密結(jié)合現(xiàn)場實際情況,并尋求解決問題的方法和途徑。因此,要利用畢業(yè)實習(xí)的機會,使畢業(yè)課題的選取與現(xiàn)場生產(chǎn)過程中存在的問題要緊密聯(lián)系,對于優(yōu)秀的學(xué)生,要通過實習(xí),能夠發(fā)現(xiàn)、解決生產(chǎn)中存在的問題。
3.綜合考察性強。煤及煤層氣工程專業(yè)涉及課程門類多、跨越大但又不失專業(yè)性。既要懂得井下的安全生產(chǎn),又要明白地面煤層氣的勘探開發(fā);既要能看懂機械圖紙,又要會土木實施;能測量會勘查……總而言之,為掌握煤層瓦斯的賦存、運移、產(chǎn)出規(guī)律,與之相關(guān)的巷道部署、設(shè)備選型、施工作業(yè)、測繪測量等等都需要具有一定的專業(yè)知識,才能將所學(xué)能所用。環(huán)環(huán)相扣、相輔相成,對綜合能力考察能力強。
二、煤及煤層氣工程本科畢業(yè)論文(設(shè)計)存在問題
1.選題存在一定的盲目及隨意性。統(tǒng)計分析河南理工大學(xué)2009―2013年煤及煤層氣專業(yè)畢業(yè)生去向主要有三類:第一類是考取了碩士研究生,占26.4%,第二類是在相關(guān)的煤層氣開發(fā)公司就業(yè),從事地面煤層氣的勘探開發(fā),占24%,第三類是從事煤礦井下瓦斯抽采及安全管理工作,占41.6%,其余占8%。絕大多數(shù)學(xué)生在畢業(yè)選題之前個人畢業(yè)去向已經(jīng)確定,但在選題過程中,往往選擇難度較小的畢業(yè)課題,管理較為寬松的指導(dǎo)教師,甚至有少數(shù)同學(xué)認(rèn)為無所謂,做什么課題都可以,并沒有與自己的以后相關(guān)工作進行關(guān)聯(lián),具有較大的盲目性和隨意性。
2.學(xué)生實習(xí)落實考核不到位。畢業(yè)實習(xí)作為畢業(yè)論文(設(shè)計)必不可少的一環(huán)節(jié),為畢業(yè)論文(設(shè)計)提供素材及支撐,起到了理論聯(lián)系實際的作用。但限于近些年煤炭行業(yè)整體不景氣,用人單位出于安全考慮并不愿意接收實習(xí)學(xué)生,尤其是煤礦井下,往往即使同意到礦實習(xí),也難以實現(xiàn)井下學(xué)習(xí)的目的。單靠指導(dǎo)教師的推薦能獲取實習(xí)機會的學(xué)生人數(shù)有限;同時,少數(shù)學(xué)生在聯(lián)系實習(xí)時,害怕被拒絕,害怕和人溝通,甚至是由于惰性不愿意深入現(xiàn)場進行實習(xí);學(xué)校對畢業(yè)生實習(xí)盡管采取抽查等形式,但也不能從根本上對學(xué)生的實習(xí)情況及實習(xí)效果進行考核。
3.重答辯結(jié)果輕過程管理。本科畢業(yè)答辯不僅僅是對學(xué)生論文(設(shè)計)的一個展示和體現(xiàn),更是對其本科四年學(xué)習(xí)的一個總結(jié)合凝練。但答辯過程中,往往側(cè)重于對論文(設(shè)計)本身的就事論事,而弱化了論文(設(shè)計)之外的相關(guān)專業(yè)理論,對其實習(xí)、選題、開題、中期等各環(huán)節(jié)缺乏有效的考察,并且在最后的答辯過程中也難以體現(xiàn)。而過程往往決定了學(xué)生掌握理論知識及技能的水平,防止了少數(shù)學(xué)生在極短時間內(nèi)粘貼融合成最終論文(設(shè)計)卻能取得不錯的答辯成績的弊端。
三、解決對策
1.端正態(tài)度,明確職責(zé)。(1)指導(dǎo)教師負責(zé)指導(dǎo)畢業(yè)論文(設(shè)計)的全過程,指導(dǎo)學(xué)生獨立完成所承擔(dān)的畢業(yè)論文或設(shè)計課題,對論文的選題方向、思想觀點、結(jié)構(gòu)格式及文字質(zhì)量負指導(dǎo)責(zé)任,并對學(xué)生的論文成果及表現(xiàn)做出評價。(2)指導(dǎo)的重點應(yīng)放在基本概念和理論的正確理解和應(yīng)用,綜合分析能力,測試、計算及編圖的基本技能,文字表達能力,正確的思維,優(yōu)良的學(xué)風(fēng)及專業(yè)外語閱讀能力等方面。(3)貫徹“因材施教”的精神,應(yīng)針對每個學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、綜合分析和獨立工作能力等方面的差別,在確定選題、論文的內(nèi)容要求、指導(dǎo)方案等方面區(qū)別對待。根據(jù)每個學(xué)生的情況,指定閱讀有關(guān)的中文資料及與論文有關(guān)的外文閱讀材料,供學(xué)生編寫論文參考。(4)鼓勵和保護學(xué)生的創(chuàng)新精神,在指導(dǎo)中要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生在分析研究過程中的獨創(chuàng)精神,加以正確引導(dǎo)。(5)培養(yǎng)學(xué)生實事求是、理論聯(lián)系實際的科學(xué)態(tài)度,告誡學(xué)生在論文中引用別人成果及觀點時應(yīng)注明來源,尊重他人成果。
2.聯(lián)系實際,認(rèn)真選題。畢業(yè)實習(xí)是本科生在經(jīng)過三年半的通識教育課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、課程設(shè)計以及各種教學(xué)實習(xí)之后,在畢業(yè)論文(設(shè)計)之前,到科研院(所)、生產(chǎn)企業(yè)等單位進行的綜合實習(xí),是學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,學(xué)習(xí)科學(xué)研究或工程設(shè)計的基本方法,培養(yǎng)實踐動手能力、科研能力和創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)實習(xí),鞏固所學(xué)理論知識,了解煤及煤層氣資源勘探、煤層氣開發(fā)領(lǐng)域的現(xiàn)狀,在實踐中檢驗學(xué)生理解和掌握書本知識的程度。但在進行畢業(yè)論文(設(shè)計)時,教師要結(jié)合學(xué)生自身素質(zhì)、個人興趣、畢業(yè)實習(xí)情況、已簽約工作性質(zhì)等有針對性、目的性地進行布置,使學(xué)生能夠在眾多課題可選范圍之內(nèi),選擇出具有一定挑戰(zhàn)性、對工作具有較強指導(dǎo)意義的課題進行研究并做出相關(guān)的設(shè)計或畢業(yè)論文。
3.考察效果,注重過程。畢業(yè)論文(設(shè)計)目的是培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)的理論知識及基本技能進行綜合分析和解決實際問題的能力。具體要求是在現(xiàn)場(野外)調(diào)研、測試分析、收集資料的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)整理和分析各種實際資料,編制各種圖件,分析和論證有關(guān)煤及煤層氣勘探、煤層氣開發(fā)等問題,提出個人的認(rèn)識和見解。因此,在答辯過程中,問題設(shè)置不應(yīng)僅僅局限于論文(設(shè)計)結(jié)果本身,更應(yīng)該側(cè)重對于論文(設(shè)計)的整個過程的提問。同時,要加強教師在畢業(yè)實習(xí)、選題、開題、中期報告、論文(設(shè)計)終稿、匯報PPT等環(huán)節(jié)的考察和監(jiān)督,從而提高最終的論文(設(shè)計)質(zhì)量。
本科畢業(yè)論文(設(shè)計)是大學(xué)本科教育最后一個實踐環(huán)節(jié),是大學(xué)四年學(xué)習(xí)成果的集中展現(xiàn),在分析研究煤及煤層氣工程專業(yè)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)特點的基礎(chǔ)上,查找其存在的不足,并提出了相應(yīng)的對策,以期能夠提高煤及煤層氣本科生的畢業(yè)論文(設(shè)計)水平,相信只要端正態(tài)度、明確職責(zé)、扎實落實、細化管理、注重過程、精心指導(dǎo)、全面監(jiān)控、科學(xué)評價,就一定可以把煤及煤層氣工程專業(yè)的本科畢業(yè)(論文)設(shè)計提高到一個新水平。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:目標(biāo)分階段 過程管理 指標(biāo)控制
中圖分類號:TD21 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0170-02
畢業(yè)設(shè)計教學(xué)過程,是實現(xiàn)本科培養(yǎng)目標(biāo)要求的重要培養(yǎng)階段;是學(xué)生畢業(yè)前的最后學(xué)習(xí)階段,是學(xué)習(xí)深化與升華的重要過程;其基本目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識,分析、解決工程、科研問題的能力,使學(xué)生得到工程設(shè)計方法和科研能力的初步訓(xùn)練。培養(yǎng)學(xué)生正確的思想方法,樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)。因此如何提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量,一直是許多院校教學(xué)研究的重要課題。近年來,由于高等教育規(guī)模擴大,教學(xué)資源緊張,師資、設(shè)備和實驗室空間不足,學(xué)生的就業(yè)壓力增大等各種原因,致使高校本科生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量呈下滑趨勢。如何加強畢業(yè)設(shè)計工作的管理,使畢業(yè)設(shè)計工作真正成為實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要教學(xué)環(huán)節(jié),成為全面檢驗和提高學(xué)生綜合素質(zhì)與實踐能力的主要手段,達到對所學(xué)基礎(chǔ)理論知識的深化與升華,是高校教學(xué)管理部門急需探討和解決的問題。
1 畢業(yè)設(shè)計中存在的主要問題
畢業(yè)設(shè)計是高校教學(xué)工作的一項常規(guī)性內(nèi)容,經(jīng)過近幾年的不斷改革取得一些成績和進步,并制定出臺了相應(yīng)的規(guī)章制度,但也存在一些問題給畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量產(chǎn)生了一定的影響,主要體現(xiàn)在以下一些方面。
第一,教研室教師人數(shù)有限,其他教學(xué)和科研任務(wù)繁重,對指導(dǎo)時間有限,無法做到親自指導(dǎo)每一名畢業(yè)設(shè)計學(xué)生,對學(xué)生在設(shè)計中遇到的問題不能及時進行指導(dǎo),致使學(xué)生的問題積累,影響設(shè)計的正常進行及設(shè)計質(zhì)量。
第二,部分學(xué)生出勤率較低,畢業(yè)設(shè)計的時間難以保證。畢業(yè)設(shè)計時間正好是學(xué)生求職擇業(yè)的高峰期,在畢業(yè)論文(設(shè)計)過程中,已經(jīng)找到就業(yè)單位的同學(xué),很多放松了對自己的要求,認(rèn)為工作已經(jīng)落實,只求及格就行,沒有找到就業(yè)單位的同學(xué),面對各種招聘信息,難以安心,不能集中精力從事畢業(yè)論文(設(shè)計)。導(dǎo)致部分學(xué)生開題工作做得不夠細致,對題目的理解不夠深刻,致使設(shè)計(論文)或圖紙與設(shè)計任務(wù)書有較大的偏差,有時出現(xiàn)圖紙和設(shè)計說明書對應(yīng)不起來的情況。
第三,學(xué)生的基本理論不夠扎實。對設(shè)計題目缺乏總體把握,解決問題能力較差,例如不能夠?qū)栴}進行分析解決,設(shè)計各部分之間的聯(lián)系不清,內(nèi)容繪圖、編寫說明書的規(guī)格及內(nèi)容、國家標(biāo)準(zhǔn)的運用、技術(shù)語言的運用、引用資料的規(guī)范等存在不同程度的欠缺。答辯中有一大部分學(xué)生對自己的課題和工作表述思路不清、語言邏輯性差、技術(shù)用語不準(zhǔn)確。
所有這些為畢業(yè)設(shè)計的正常進行產(chǎn)生了不同程度的影響,針對這些情況,我們在連續(xù)幾年改革實踐的基礎(chǔ)上設(shè)計了分階段細化任務(wù),逐步實施、按指標(biāo)檢查的過程管理方案,提出了設(shè)計目標(biāo)分階段實施,按指標(biāo)完成的新模式,強調(diào)對任務(wù)的細化,分階段實施的方式,使設(shè)計任務(wù)更加具體。采取了指導(dǎo)教師值班,學(xué)生帶任務(wù)考勤的考勤方式、優(yōu)秀及不及格設(shè)計均進行二次答辯的答辯制度。以下就畢業(yè)設(shè)計制度建設(shè)、設(shè)計過程控制、學(xué)生考勤及答辯等問題展開討論。
2 畢業(yè)設(shè)計過程管理探索
2.1 提高對畢業(yè)論文(設(shè)計)管理的認(rèn)識加強制度建設(shè)
高校應(yīng)從提高對畢業(yè)論文(設(shè)計)教學(xué)的認(rèn)識入手,使畢業(yè)設(shè)計的參與者充分認(rèn)識到畢業(yè)設(shè)計在總結(jié)深化學(xué)生所學(xué)知識、提高指導(dǎo)教師業(yè)務(wù)水平及評價高校辦學(xué)水平方面的重要作用。把畢業(yè)論文(設(shè)計)教學(xué)工作提高到與組織課堂教學(xué)并重的地位。充分認(rèn)識到畢業(yè)論文(設(shè)計)是整個教學(xué)中的重要環(huán)節(jié),是學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗;是衡量高等學(xué)校教育質(zhì)量和辦學(xué)效益的重要評價內(nèi)容。畢業(yè)論文(設(shè)計)質(zhì)量的高低是評價教學(xué)質(zhì)量高低的重要檢測標(biāo)準(zhǔn),也是對學(xué)校整體教學(xué)質(zhì)量的綜合檢測。
因此,在畢業(yè)設(shè)計過程中,應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(論文)撰寫的實踐過程,對畢業(yè)論文(設(shè)計)的組織領(lǐng)導(dǎo)、指導(dǎo)教師指導(dǎo)資格的審核及職責(zé)、畢業(yè)論文(設(shè)計)的選題、撰寫要求及書面格式、畢業(yè)論文(設(shè)計)撰寫過程的管理及檢查監(jiān)督、答辯資格審查、答辯程序規(guī)則及成績評定等進行詳細的規(guī)定。建立畢業(yè)論文(設(shè)計)管理的規(guī)章制度和規(guī)范,進而使畢業(yè)論文(設(shè)計)的管理就會有章可循,有法可依,才能使畢業(yè)設(shè)計(論文)的撰寫和管理更具有了可操作性。
2.2 設(shè)計目標(biāo)分階段實施
由于采礦工程本科畢業(yè)設(shè)計大綱要求做關(guān)于礦井設(shè)計方面的內(nèi)容,任務(wù)較重,對于一個給定的題目涉及機電、地質(zhì)、力學(xué)等方面的知識,需要學(xué)生在設(shè)計過程中查閱大量設(shè)計規(guī)范及手冊,學(xué)生往往覺得無從下手,或是將重點放在自己所熟悉的部分,而其他部分考慮較少。對此,要求充分發(fā)揮教研室的作用,將畢業(yè)設(shè)計按內(nèi)容劃分為設(shè)計初期、中期、后期三個階段,教研室在上報設(shè)計計劃時,對設(shè)計任務(wù)進行細化,首先根據(jù)設(shè)計內(nèi)容制定設(shè)計分階段實施計劃表,即將設(shè)計任務(wù)按階段進行劃分,制定出本階段需完成的主要任務(wù)及主要的考核指標(biāo),然后在制定設(shè)計任務(wù)周歷表,將每階段任務(wù)按設(shè)計周進一步細化,制定相應(yīng)的周設(shè)計計劃及考核指標(biāo),結(jié)合周考勤表來掌握設(shè)計的完成情況,同時將較為復(fù)雜的設(shè)計任務(wù)分解為可操作的小目標(biāo),可加深學(xué)生對設(shè)計任務(wù)的理解,減小其畏難心理。使整個設(shè)計任務(wù)在完成小任務(wù)的基礎(chǔ)上輕松完成。系部也可以通過各指導(dǎo)小組提交的計劃表對學(xué)生涉及進展及完成情況進行隨機的抽查,以便掌握畢業(yè)設(shè)計進展情況。
關(guān)鍵詞:測控技術(shù)與儀器;畢業(yè)設(shè)計;產(chǎn)學(xué)研結(jié)合;教學(xué)改革
作者簡介:李雅峰(1979-),男,陜西漢中人,天津工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院,講師;郗濤(1974-),男,山西陽泉人,天津工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院,副教授。(天津 300387)
基金項目:本文系天津工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革立項重點項目(項目編號:06323)的研究成果。
中圖分類號:G642.477 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)22-0181-03
畢業(yè)設(shè)計是本科教學(xué)過程中時間最長的綜合實踐環(huán)節(jié),是對本科生四年課程學(xué)習(xí)和實踐的總結(jié),是畢業(yè)生步入實際職業(yè)生涯或者接受研究生教育的教學(xué)準(zhǔn)備。同時本科畢業(yè)設(shè)計是對高校教育培養(yǎng)質(zhì)量的重要評價指標(biāo),對于提高學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)和應(yīng)用能力,增強學(xué)生在擇業(yè)競爭力等諸方面具有重要意義。
測控技術(shù)與儀器專業(yè)是儀器科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科的重要分支,主要學(xué)習(xí)光機電一體化的精密儀器理論、控制理論和測控儀器的設(shè)計方法,以及測控系統(tǒng)的設(shè)計、應(yīng)用及開發(fā)能力。天津工業(yè)大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)在國內(nèi)高校中的起步較晚,與同城擁有“精密測試技術(shù)及儀器”國家重點實驗室及“儀器儀表”博士后流動站的天津大學(xué)相比,在軟硬實力方面也有不小的差距。
因此從向國家教委申報測控技術(shù)與儀器專業(yè)之始,為有創(chuàng)新、有特色的辦好測控專業(yè),對該專業(yè)包括畢業(yè)設(shè)計的各個教學(xué)環(huán)節(jié)進行了探索,其人才培養(yǎng)模式也是目前天津工業(yè)大學(xué)亟需研究的問題。
本文立足天津工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新性應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),根據(jù)測控技術(shù)與儀器專業(yè)的培養(yǎng)模式與現(xiàn)狀,針對當(dāng)前畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)存在的問題,探索符合人才培養(yǎng)規(guī)律與學(xué)校現(xiàn)狀的畢業(yè)設(shè)計模式,逐步完善畢業(yè)設(shè)計過程的各項質(zhì)量管理機制,提高畢業(yè)論文質(zhì)量并促進應(yīng)用型人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
一、測控專業(yè)畢業(yè)設(shè)計存在的問題
首先是就業(yè)與考研的影響,這也是全國所有高校都存在的問題。天津工業(yè)大學(xué)的畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)安排在大四第二學(xué)期,而此階段正值本科畢業(yè)生擇業(yè)就業(yè)的關(guān)鍵期。很多用人單位要求已簽約的學(xué)生提前入職或?qū)嵙?xí);另外沒有簽約的學(xué)生離校奔波趕場求職,把全部精力都投入到找工作之中;通過國家研究生分?jǐn)?shù)線的學(xué)生,每年的三四月進入復(fù)試環(huán)節(jié),導(dǎo)致這些學(xué)生在此期間無暇顧及自己的畢業(yè)設(shè)計。
其次是部分學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計的重視程度不夠,態(tài)度不認(rèn)真,不少學(xué)生認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計就是走形式,不論論文優(yōu)劣和答辯表現(xiàn)好壞都能最終通過。畢業(yè)設(shè)計進度不能按照計劃進行,各環(huán)節(jié)步驟拖延,以及后期的趕工導(dǎo)致論文粗制濫造、抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。
再次是選題帶有盲目性。部分學(xué)生既不了解選題的主要內(nèi)容,又對自己的個人能力估計不足,僅憑畢業(yè)設(shè)計題目名稱和對指導(dǎo)教師的喜好進行選題,結(jié)果在畢業(yè)設(shè)計過程中才發(fā)現(xiàn)選題和自己的專業(yè)特長以及職業(yè)方向相去甚遠,從而產(chǎn)生倦怠和消極情緒;部分學(xué)生選擇畢業(yè)設(shè)計課題時,避難就易只求完成,不向優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計方向努力,從而影響了畢業(yè)設(shè)計的進度和質(zhì)量。
最后還有個別指導(dǎo)教師畢業(yè)設(shè)計選題過于陳舊,實質(zhì)內(nèi)容多年不變,或是題目雖有變化但是內(nèi)容不變。有的教師放松對學(xué)生的要求,沒能達到每周見面輔導(dǎo)兩次的要求,或安排給自己的研究生進行指導(dǎo),在中期檢查和答辯時給分隨意,造成畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量下降。
二、對天津工業(yè)大學(xué)測控專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的探索與成效
1.以競賽和科研為基礎(chǔ)的畢業(yè)設(shè)計
學(xué)生參加學(xué)科競賽和科研項目可以有效的把畢業(yè)設(shè)計時間前移,并且對畢業(yè)設(shè)計題目有所準(zhǔn)備和認(rèn)識。各種學(xué)科競賽始終貫穿于測控技術(shù)與儀器專業(yè)的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,以賽代練的方法能培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)和創(chuàng)新能力,把畢業(yè)設(shè)計作為學(xué)科競賽項目的一個拓展和深入,參加過學(xué)科競賽的同學(xué)繼續(xù)在教師指導(dǎo)下深入,使其可以延續(xù)性地完成過去感興趣的方向。
此外畢業(yè)設(shè)計可以結(jié)合在指導(dǎo)教師的科研任務(wù)中。科研項目所能提供的設(shè)備、場地、經(jīng)費可以有效提高他們的動手能力和科研能力,同時有利于提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量,另外也能調(diào)動廣大學(xué)生的積極性,使其更加善于觀察和解決現(xiàn)實存在的問題。本科生畢業(yè)設(shè)計作為教師科研項目的子課題,可以加快教師科研項目的研究進度,使教師更有時間和精力在戰(zhàn)略上掌控和把握自己的科研項目。
通過近三年對測控專業(yè)本科畢業(yè)生的統(tǒng)計,省部級以上科技競賽的獲獎比例達到全部學(xué)生人數(shù)的65%以上,參加指導(dǎo)教師科研項目進行助研活動的學(xué)生有23%,最終絕大多數(shù)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計選題與自己的競賽項目和科研任務(wù)有關(guān)。通過近年來獲得的成績表明,以競賽和科研為導(dǎo)向的培養(yǎng)模式,是提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的有效途徑。
2.大力支持校企聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計期間,許多用人單位希望學(xué)生能到單位去邊做畢業(yè)設(shè)計,邊進行上崗培訓(xùn),而學(xué)生也愿意到單位進行畢業(yè)設(shè)計,在工作學(xué)習(xí)的同時還可以得到一些薪酬。學(xué)生到就業(yè)單位進行畢業(yè)設(shè)計可以很大程度的保證畢業(yè)生做畢業(yè)設(shè)計的時間,還可以充分利用企業(yè)的經(jīng)費、儀器、場地和技術(shù)力量,完成企業(yè)需要的技術(shù)課題。對于企業(yè)而言,這些已簽約準(zhǔn)備進入到企業(yè)的學(xué)生就是未來的員工,這使得企業(yè)有強烈的育人責(zé)任感,因而從人力、物力、財力等方面給予大力支持。
校企聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計采用共同指導(dǎo)的方式,以企業(yè)為主、學(xué)校為輔。畢業(yè)設(shè)計題目經(jīng)校企共同協(xié)商確定,校內(nèi)指導(dǎo)教師負責(zé)過程管理,制定進度計劃,監(jiān)督設(shè)計過程,并負責(zé)審核畢業(yè)設(shè)計的進度狀況和完成情況;企業(yè)工程技術(shù)人員則負責(zé)對學(xué)生具體設(shè)計內(nèi)容進行指導(dǎo),提供相關(guān)技術(shù)資料,以及學(xué)生與工作現(xiàn)場、設(shè)計企業(yè)單位關(guān)系的協(xié)調(diào)。
學(xué)校和企業(yè)共同指導(dǎo)學(xué)生完成科研與工程課題,可以增加學(xué)校教師了解企業(yè)技術(shù)發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用的機會,有利于提高教師的實際工程能力,為教師科研工作提供了許多便利。近三年來測控專業(yè)校企聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的畢業(yè)生人數(shù)有逐漸增加的趨勢,校內(nèi)教師聯(lián)系和管理在崗學(xué)生,使企業(yè)不把學(xué)生當(dāng)成一個廉價勞動力來使用,控制好畢業(yè)設(shè)計的進度狀況和保證質(zhì)量,也是今后畢業(yè)設(shè)計管理體系中的重要課題。
3.選題突出天津工業(yè)大學(xué)紡織特色和地方產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢
天津工業(yè)大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)科是國家重點學(xué)科,有百年辦學(xué)的歷史和經(jīng)驗,并擁有以“先進紡織復(fù)合材料”國家重點實驗室為代表的一批高水平研究基地,依托紡織學(xué)科優(yōu)勢天津工業(yè)大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)畢業(yè)設(shè)計選題中也要突出紡織特色,使用新的技術(shù)手段和技術(shù)路線對紡織工藝、紡織材料的檢測以及紡織設(shè)備和紡織過程進行控制。不但可以利用學(xué)校重點學(xué)科的先進設(shè)備進行實驗,而且將紡織專業(yè)與測控專業(yè)結(jié)合起來,盡可能滿足學(xué)生的興趣和愛好以及就業(yè)的需要,使得學(xué)生成為具有紡織和紡機知識的復(fù)合型人才。測控專業(yè)的畢業(yè)生每年在擇業(yè)期也能搭上校內(nèi)大批紡織類企事業(yè)單位招聘的順風(fēng)車,每年有30%以上的本專業(yè)畢業(yè)生進入紡織類企事業(yè)單位,從事測量與控制、儀器與系統(tǒng)設(shè)計制造、開發(fā)研究以及生產(chǎn)運行管理等工作。
此外,在本專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)過程中主動與地方優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)對接,注重服務(wù)于地方特色產(chǎn)業(yè),對擴大就業(yè)范圍、提高就業(yè)率以及實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)具有重要意義。天津工業(yè)大學(xué)所在的天津市具有風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)集成優(yōu)勢,在各產(chǎn)業(yè)園區(qū)共有近百家風(fēng)電設(shè)備整機和風(fēng)電產(chǎn)業(yè)配件的制造廠商,在風(fēng)電制造領(lǐng)域如葉片材料、增速齒輪箱、發(fā)電機以及風(fēng)電控制設(shè)備等方面都具有較強實力。以風(fēng)電為載體的測量與控制畢業(yè)設(shè)計選題,可以讓本專業(yè)的畢業(yè)生在天津地區(qū)的就業(yè)市場上具有特色優(yōu)勢,特別是進入歌美颯、維斯塔斯、蘇司蘭等大型國際名牌風(fēng)電企業(yè)的畢業(yè)生也增加了很多。測控技術(shù)與儀器專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計選題突出了與地方優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的特點,積極聯(lián)系相關(guān)企業(yè)的技術(shù)研究中心,有針對性地解決實際問題,提高了就業(yè)競爭力。通過對近3年測控專業(yè)畢業(yè)生進行分析,發(fā)現(xiàn)有73.3%的畢業(yè)生選擇留津就業(yè),其中有48.6%的畢業(yè)生進入紡織、風(fēng)電等地方優(yōu)勢特色行業(yè)中進行就業(yè)。
4.完善畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量監(jiān)控與保障體系
首先,在畢業(yè)設(shè)計選題階段要堅持模式創(chuàng)新,畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容要有一定的深度和廣度,要注意與專業(yè)知識結(jié)構(gòu)的聯(lián)系;要體現(xiàn)本專業(yè)新工藝、新技術(shù)的研究方向,體現(xiàn)專業(yè)特點和學(xué)校地區(qū)優(yōu)勢特色,體現(xiàn)實際意義與經(jīng)濟效益。首先系主任先對畢業(yè)設(shè)計題目進行考察把關(guān),然后測控系的指導(dǎo)教師開教研會討論各個題目的工作量、層次和深度等,集思廣益保證每個設(shè)計選題的內(nèi)容和方向,最后在畢業(yè)設(shè)計選題階段,指導(dǎo)教師需要向?qū)W生公開設(shè)計任務(wù)書,并且實行指導(dǎo)教師和學(xué)生雙向選擇,這樣既避免了學(xué)生選題過于集中,又能防止學(xué)生盲目選題。
其次,天津工業(yè)大學(xué)制定了完整的畢業(yè)設(shè)計工作管理規(guī)范,對畢業(yè)設(shè)計的選題、開題、中期檢查、評閱、答辯等一系列環(huán)節(jié)進行審核。在2013年的畢業(yè)設(shè)計中,天津工業(yè)大學(xué)教務(wù)處首次啟用了網(wǎng)上畢業(yè)設(shè)計信息管理系統(tǒng),能行之有效地提高畢業(yè)設(shè)計效率,并成為監(jiān)控畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的良好平臺。該系統(tǒng)使學(xué)生和教師都能在程序框架中明確自己的職責(zé),能夠使師生之間互相評價與互相監(jiān)督,同時教務(wù)管理人員也可以隨時登陸信息系統(tǒng)檢查畢業(yè)設(shè)計進度,并對完成情況進行考核。
最后,畢業(yè)設(shè)計答辯是檢驗畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的重要階段。畢業(yè)設(shè)計答辯以畢業(yè)設(shè)計過程中的工作態(tài)度、畢業(yè)設(shè)計方案設(shè)計、結(jié)論與論據(jù)、外文翻譯質(zhì)量以及答辯思路條理和問題回答等六大項作為答辯成績依據(jù)。近三年來測控專業(yè)畢業(yè)答辯如果有校企聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計的畢業(yè)生,則必須邀請企業(yè)技術(shù)人員作為答辯小組的成員,以保證答辯中技術(shù)性問題環(huán)節(jié)。答辯采用末尾淘汰制,每個答辯小組排名最后的兩位學(xué)生需要進行集中式二次答辯,二次答辯小組成員均由各組組長再要求一位督導(dǎo)組成,以嚴(yán)格把握畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。同時,為給低年級學(xué)生提前進行畢業(yè)設(shè)計的啟蒙,答辯環(huán)節(jié)提倡并組織測控專業(yè)低年級學(xué)生進行觀摩,以提前培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真對待畢業(yè)設(shè)計的態(tài)度。
5.加大教師交流、學(xué)生獎勵和抽查評優(yōu)
首先,畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師互相交流和學(xué)習(xí)可以增加畢業(yè)設(shè)計工作經(jīng)驗,調(diào)整思路和工作方法,提高工作質(zhì)量和效率。比如測控專業(yè)的教師和信息學(xué)院、自動化學(xué)院相近專業(yè)的教師進行交流,與其共享技術(shù)資料和開放實驗室等。對于紡織、紡機等的測試與控制畢業(yè)設(shè)計選題,可以邀請紡織工程學(xué)科的教師進行團隊式畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo),這樣更利于指導(dǎo)教師和畢業(yè)生成長,保證畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。
其次,天津工業(yè)大學(xué)加大了對獲得優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計學(xué)生的獎勵,提供科研基金鼓勵學(xué)生投稿、申請專利、軟件著作權(quán)等。天津工業(yè)大學(xué)將學(xué)生畢業(yè)設(shè)計與畢業(yè)評優(yōu)和就業(yè)掛鉤,作為綜合素質(zhì)考核的條件之一,對測評結(jié)果優(yōu)良的學(xué)生優(yōu)先向用人單位推薦。近幾年來測控系每年都安排優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計的學(xué)生作講座,和低年級的學(xué)生交流,使低年級學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計有初步的認(rèn)識。從而促使學(xué)生平時就注重綜合素質(zhì)的提高,激發(fā)其個人潛能,有利于提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。
此外天津工業(yè)大學(xué)也輔助以抽樣評估工作對本科生畢業(yè)設(shè)計進行質(zhì)量監(jiān)控,特別是對抽查的本科生畢業(yè)論文進行,以減少和杜絕論文的抄襲。由于校級教務(wù)部門質(zhì)量監(jiān)控的范圍有限,只能抽查全體畢業(yè)生中的很小的一部分,因此畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量保證體系要從根本上依托二級學(xué)院和教研室,特別是指導(dǎo)教師的力量。另外,鼓勵指導(dǎo)教師和學(xué)生參加各級畢業(yè)設(shè)計評優(yōu)比賽,在各級評比中找出差距和不足,進一步提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。從2012年開始測控專業(yè)所有畢業(yè)生的論文都要經(jīng)過論文抄襲自查環(huán)節(jié),此舉也使整個畢業(yè)設(shè)計管理工作更加嚴(yán)格,畢業(yè)生撰寫畢業(yè)設(shè)計時更加認(rèn)真和具有創(chuàng)新性。
三、總結(jié)
高等院校的職能經(jīng)歷了由培養(yǎng)技術(shù)人才兼顧科學(xué)研究,再擴展到對接產(chǎn)業(yè)服務(wù)社會的過程。而畢業(yè)設(shè)計是高等教育中的一項理論密切聯(lián)系實踐的綜合環(huán)節(jié),是畢業(yè)生理論水平、創(chuàng)新思維、自學(xué)能力等素質(zhì)的全面展示。經(jīng)過近八年的教學(xué)探索和實踐,天津工業(yè)大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)已經(jīng)形成了以紡織設(shè)備與產(chǎn)品信號檢測、光學(xué)測量以及機電控制特色,側(cè)重于測量與控制、儀器與系統(tǒng)設(shè)計制造等專業(yè)能力的培養(yǎng)。作為高等學(xué)校教學(xué)計劃中最后的綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)的畢業(yè)設(shè)計,初步取得了一定的成效和經(jīng)驗,并且得到了較好的社會評價和用人單位的認(rèn)可,但隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展、科技水平的提高以及教學(xué)改革的深化,測控技術(shù)與儀器專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計模式仍需不斷改進。
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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。
一、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(zhǔn),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(biāo)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。
二、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、專科生和研究生專業(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)。
三、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(biāo)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(biāo)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(biāo)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Cmax。
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(dāng)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(dāng)?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。
四、FMS進行本科教學(xué)的體會和希望
4.1FMS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剑瑢W(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
在大學(xué)生尤其是醫(yī)科大學(xué)生就業(yè)情況不樂觀的今天,南方醫(yī)科大學(xué)不僅取得優(yōu)良的初次就業(yè)率,甚至一些2008屆畢業(yè)生也早早就被用人單位“預(yù)訂”。記者采訪了南方醫(yī)科大學(xué)校長鄭木明,鄭校長說,學(xué)校畢業(yè)生就業(yè)工作取得一些成績,主要得益于學(xué)校始終堅持中西醫(yī)結(jié)合、理工醫(yī)結(jié)合、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的辦學(xué)模式。
鄭校長介紹說,學(xué)校的“三結(jié)合”辦學(xué)模式始于20世紀(jì)70年代。根據(jù)廣東中醫(yī)藥資源豐富、全軍中醫(yī)藥人才缺乏的實際情況,早在20世紀(jì)70年代初,學(xué)校率先在軍隊醫(yī)學(xué)院校中成立了中醫(yī)系,并提出了建設(shè)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)科群的思路。隨后,學(xué)校還于20世紀(jì)80年代初在全國率先成立了校辦企業(yè)集團;隨后學(xué)校又率先在軍內(nèi)成立了生物醫(yī)學(xué)工程系。這“三個率先”,實際上是“三結(jié)合”辦學(xué)模式的雛形。經(jīng)過長達30余年的建設(shè)和發(fā)展,學(xué)校逐步形成了“中西醫(yī)結(jié)合,理工醫(yī)結(jié)合,產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”的辦學(xué)模式,培養(yǎng)了一大批德智體美全面發(fā)展,視野寬、基礎(chǔ)厚、能力強,具有較強實踐能力和創(chuàng)新精神的高層次研究應(yīng)用型專門人才。
中西醫(yī)結(jié)合拓寬學(xué)習(xí)視野
學(xué)校始終致力于創(chuàng)建中西醫(yī)結(jié)合的學(xué)科環(huán)境。學(xué)校中醫(yī)藥學(xué)院有2個一級博士學(xué)位授權(quán)學(xué)科,一個國家重點學(xué)科及一批國家中醫(yī)藥重點學(xué)科、重點專科。30多年來,學(xué)校一直堅持在附屬醫(yī)院開設(shè)中西醫(yī)結(jié)合病房,目前正在建設(shè)800張床位的廣東省首家中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院,形成了獨具特色的中西醫(yī)學(xué)科群及資源優(yōu)勢。
學(xué)校還致力于培育中西醫(yī)結(jié)合的骨干人才隊伍,在中西醫(yī)結(jié)合領(lǐng)域?qū)嵤┝碎L期的學(xué)科帶頭人和中青年人才培育工程。學(xué)校確立了包括中西醫(yī)結(jié)合消化病、腎病、風(fēng)濕骨病腦病、心血管病及中醫(yī)急癥制劑、新藥研究等臨床與實驗研究方面的6個科研方向,獲多項中華中醫(yī)藥科技進步獎、軍隊科技進步獎、廣東省科技進步獎,并獲“補脾益腸丸”、“尿毒清”、“正天丸”等新藥證書。
學(xué)校還致力于深化中西醫(yī)結(jié)合的教學(xué)改革。中醫(yī)專業(yè)按64的中西比例、中西醫(yī)結(jié)合專業(yè)按46的中西比例開設(shè)教學(xué)課程。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)中,根據(jù)不同的培養(yǎng)目標(biāo),不同程度地開設(shè)了中醫(yī)藥基本知識與方法論方面的課程。在教學(xué)中實現(xiàn)了傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代手段的綜合運用。如教授診斷學(xué),既用傳統(tǒng)的望、問、聞、切來闡述,又用自行研究的脈搏圖和微循環(huán)舌像圖作深層次的剖析。
理工醫(yī)結(jié)合復(fù)合知識與能力
學(xué)校建立理工醫(yī)結(jié)合的學(xué)科群,優(yōu)化理工醫(yī)結(jié)合的師資隊伍,促進了交叉型學(xué)科的發(fā)展。建立了以中國工程院院士鐘世鎮(zhèn)教授領(lǐng)銜的醫(yī)學(xué)生物力學(xué)研究室,以“973”項目首席科學(xué)家陳武凡教授領(lǐng)銜的醫(yī)學(xué)圖像研究室等理工醫(yī)結(jié)合的研究室。醫(yī)學(xué)生物力學(xué)研究室承擔(dān)的載人航天工程返回艙非正常著落的沖擊研究,為我國的航天事業(yè)作出了貢獻;學(xué)校承擔(dān)的世界上分辨率最高的男性“數(shù)字人”項目為2005年中國十大科技進展項目。醫(yī)學(xué)圖像研究室承擔(dān)的功能化PACC系統(tǒng)于2006年獲教育部發(fā)明一等獎,已在全國13家大型醫(yī)院使用;在國際上率先解決了“磁共振系統(tǒng)T1加權(quán)成像的偽影問題”,2007年獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎。
學(xué)校在專業(yè)設(shè)置、課程設(shè)置、實踐教學(xué)、師資隊伍等四個環(huán)節(jié)上,采取一系列措施,著力培養(yǎng)復(fù)合型人才。在專業(yè)設(shè)置上,以生物醫(yī)學(xué)工程和醫(yī)學(xué)影像專業(yè)為支撐專業(yè),近年又增加了醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)和生物信息學(xué)專業(yè)。在課程設(shè)置上,分段開設(shè)理工醫(yī)基礎(chǔ)課程,使學(xué)生在掌握相關(guān)知識的基礎(chǔ)上融會貫通。在實踐教學(xué)上,通過機電實習(xí)、教學(xué)實驗、工廠實習(xí)、醫(yī)院實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等5個階段,循序漸進。在師資隊伍上,對理工科畢業(yè)的中青年教師,有重點地實施醫(yī)學(xué)再教育,對醫(yī)科畢業(yè)的中青年教師,有重點地實施工程技術(shù)教育。
據(jù)統(tǒng)計,學(xué)校按照理工醫(yī)結(jié)合復(fù)合型人才培養(yǎng)方案已培養(yǎng)本科畢業(yè)生569名,碩士、博士畢業(yè)生145名。近3年,這些本科畢業(yè)生當(dāng)年就業(yè)率分別達97.8%、91.4%、100%;2008年畢業(yè)的本科生有298名,已有150人被用人單位提前“預(yù)訂”。
產(chǎn)學(xué)研結(jié)合培養(yǎng)創(chuàng)新能力
學(xué)校注重教學(xué)與科研相結(jié)合,將高水平的科研成果引入教學(xué)內(nèi)容,公開出版教材10余種。如根據(jù)軍隊科技進步一等獎成果“頭胸導(dǎo)聯(lián)”編寫出版了《臨床心電信息學(xué)》,根據(jù)軍隊科技進步二等獎成果“核磁共振臨床應(yīng)用研究”編寫出版了國內(nèi)第一部《核磁共振成像診斷學(xué)》等,使學(xué)生及時掌握相關(guān)學(xué)科的前沿發(fā)展動態(tài)。在此基礎(chǔ)上,學(xué)校著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,對本科生開放科研實驗室,鼓勵和指導(dǎo)本科生參加教師的科研工作或自行開展課外科研活動。近年來,本科生在教師的指導(dǎo)下120篇,其中在核心期刊上發(fā)表40篇,有效地提高了本科生的創(chuàng)新能力。
學(xué)校特別注重科研和科技產(chǎn)業(yè)相結(jié)合。自20世紀(jì)80年代以來,學(xué)校以自主研發(fā)的“三九胃泰”、“正天丸”、“尿毒清”、“無限極口服液”等產(chǎn)品為龍頭,先后成功創(chuàng)辦了南方制藥廠(“三九集團”的前身)、南方李錦記、東方藥林等校辦企業(yè)。學(xué)校先后研制出了國際上第一個SARS抗原檢測試劑盒、第一臺國產(chǎn)X刀和國家Ⅰ類新藥心臟超聲造影劑。
關(guān)鍵詞:機械電子工程;實訓(xùn)課程;開課模式
中圖分類號:G642.3 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1002-4107(2013)03-0040-02
在通才教育的基礎(chǔ)上突出和強化綜合實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)是高等教育的重要發(fā)展趨勢。目前在多數(shù)高校中,仍然沿用傳統(tǒng)的實驗實訓(xùn)模式,大都沿用與課程綁定的實驗內(nèi)容,各課程以漸進方式進行教學(xué)實驗[1],這種驗證性實驗對課程知識的掌握起到較好的作用,但很難在學(xué)生綜合知識運用和動手實踐能力培養(yǎng)上達到良好效果。針對這種情況,很多高校在綜合知識運用和動手實踐能力培養(yǎng)方面進行了有益的嘗試和探索,國家教育部并在諸多高校試點了強化實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)的“卓越工程師計劃”,實踐CDIO培養(yǎng)思想。南昌大學(xué)機械制造及其自動化專業(yè)部分班級亦試點了“卓越工程師計劃”,同時在“課程群體系” 建設(shè)中突出通才教育和實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)知識體系,進行了應(yīng)用實踐能力培養(yǎng)和實訓(xùn)課程設(shè)置探索,提出“師、研、本”結(jié)合和“問題驅(qū)動式”的實訓(xùn)課程開課教學(xué)培養(yǎng)模式,以及綜合實踐實訓(xùn)平臺“分模塊”、“分興趣小組”的實訓(xùn)方式,以人為本[2-3],鍛煉學(xué)生綜合運用知識的能力和動手實踐能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
一、綜合實踐平臺實訓(xùn)課程設(shè)置目的與目標(biāo)
機械電子工程專業(yè)模塊是機械類專業(yè)模塊中跨機、電、控制學(xué)科的具有跨學(xué)科特色的專業(yè)模塊,要求具有該專業(yè)模塊扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識和綜合知識運用能力,在通才教育基礎(chǔ)上,結(jié)合個人愛好興趣,突出個性能力優(yōu)勢[4],因此,機械電子工程專業(yè)模塊跨課程綜合實踐平臺實訓(xùn)課程應(yīng)包括以下方面。
(一)通才教育基礎(chǔ)上的實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)
通才,是指具有廣博扎實的基礎(chǔ)知識、知識面和職業(yè)適應(yīng)面較為寬廣的人才[5]。課程群體系設(shè)置充分考慮了通識教育的要求,因此,相應(yīng)能力培養(yǎng)必須提供跨課程綜合知識運用實踐實訓(xùn)平臺,綜合實踐平臺實訓(xùn)課程的開設(shè)滿足了這一需求。
(二)以人為本的個性能力強化
“以人為本”是教育工作的基本原則之一,也是諸多教育大師推崇的重要教育原則之一。綜合實踐平臺實訓(xùn)課程提供了專業(yè)綜合知識的能力實訓(xùn),學(xué)生可在課程群體系通識教育的基礎(chǔ)上,結(jié)合自己愛好興趣和知識特長,選擇實訓(xùn)模塊,完成個性應(yīng)用實踐能力的強化。
(三)非“卓越工程師”班級能力實訓(xùn)補充
“卓越工程師”計劃班級在最后一學(xué)年將進入企業(yè)進行實踐能力實訓(xùn),綜合實踐平臺能力培養(yǎng)實訓(xùn)課程的開設(shè)將起到對于非“卓越工程師”班級實訓(xùn)能力培養(yǎng)的補充作用。
課程開設(shè)目標(biāo):根據(jù)學(xué)生的愛好興趣,為學(xué)生提供綜合知識運用能力實訓(xùn)實踐平臺,培養(yǎng)學(xué)生分析用戶實際需求,綜合運用專業(yè)知識,制訂方案,解決問題,完成系統(tǒng)的綜合知識運用能力。
二、實施方案與課程實踐
綜合實踐能力實訓(xùn)課程是專業(yè)知識基礎(chǔ)之上的根據(jù)個人愛好興趣的能力拓展和知識運用,結(jié)合課題組已構(gòu)建的實訓(xùn)平臺與承載的知識體系[6],作為個性實訓(xùn)課程,擬在大四上學(xué)期開課完成。
(一)實施方案
1.模塊化實訓(xùn)與學(xué)分獲得。綜合實踐實訓(xùn)平臺知識體系涵蓋了機械電子工程專業(yè)模塊,內(nèi)容豐富繁多,分模塊劃分知識體系,可以保證課程實施的可操作性,同時也為以人為本依據(jù)個人愛好興趣的能力拓展提供了可行性。三個平臺模塊根據(jù)知識體系劃分出平臺子模塊,確定出學(xué)時學(xué)分,供不同類型興趣和特長的學(xué)生選擇實訓(xùn)[7]。
2.“師、研、本”相結(jié)合培養(yǎng)模式。實訓(xùn)課程采用教師指導(dǎo)、研究生具體技術(shù)指導(dǎo)、本科生設(shè)計規(guī)劃與動手的授課培養(yǎng)實訓(xùn)模式,可以發(fā)揮教師特別是年輕教師在本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域所掌握的前沿技術(shù)和專業(yè)基礎(chǔ)知識相結(jié)合的實訓(xùn)培養(yǎng)效果,有助于研究生完成其實踐環(huán)節(jié)教育培養(yǎng)要求,提高其獨立工作或領(lǐng)銜工作能力,同時為本科生所遇到的技術(shù)問題解決、答疑解惑、實訓(xùn)指導(dǎo)提供更多的交流互動機會。
3.“問題驅(qū)動式”培養(yǎng)模式。實訓(xùn)課程雖然依托綜合實踐實訓(xùn)平臺分模塊和分興趣小組進行,但各個模塊實訓(xùn)仍然要采取提出問題、分析需求、學(xué)生給出方案、解決問題的教學(xué)模式。教師參與整個過程,提出問題,協(xié)助指導(dǎo),學(xué)生根據(jù)方案,分工完成系統(tǒng)實現(xiàn),由問題驅(qū)動,從而培養(yǎng)學(xué)生分析用戶和實際需求,綜合運用專業(yè)知識,制訂方案,解決問題,完成系統(tǒng)的綜合知識運用和實踐能力,以及興趣小組合作中的團隊協(xié)作意識和協(xié)作工作能力。具有實際應(yīng)用和對象背景的科研平臺的參與,為“問題驅(qū)動式”培養(yǎng)模式提供了可操作性。
4.多教師小班授課。實訓(xùn)課程適宜小班授課,分興趣小組進行。不同教師具有不同的熟悉專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域和實現(xiàn)完成的科研平臺,課程多教師參與,小班授課,有助于不同興趣學(xué)生的選擇和個性能力培養(yǎng),以及研究生的參與指導(dǎo)。
5.與畢業(yè)設(shè)計結(jié)合的進一步實訓(xùn)。實訓(xùn)課程由于學(xué)時和時間限制可能是模塊中的子模塊,模塊中的其他部分可能由興趣小組的其他同學(xué)完成。如果學(xué)生想根據(jù)興趣愛好進一步實訓(xùn)拓展,則可結(jié)合下學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計完成。設(shè)定與興趣愛好和實訓(xùn)課程或綜合實踐實訓(xùn)平臺相關(guān)的畢業(yè)課程設(shè)計題目與內(nèi)容,使其得到較為全面的工程技術(shù)業(yè)務(wù)和綜合知識鍛煉,完成為社會提供機電專業(yè)方向綜合素質(zhì)較高和業(yè)務(wù)能力較強的個性化卓越工程師人才。
(二)課程實踐
課題組在課程未列入培養(yǎng)計劃前進行實訓(xùn)課程開設(shè)和個性能力培養(yǎng)前期實踐,特別是結(jié)合“挑戰(zhàn)杯”科技作品大賽和創(chuàng)業(yè)作品大賽個性能力培養(yǎng)進行課程開設(shè)探索,獲得的結(jié)論主要有以下方面。
1.雖然暫時還沒有學(xué)時和學(xué)分,但本科生的積極主動性很高。由于此實訓(xùn)課程可以根據(jù)愛好興趣選擇知識模塊,同時提高了知識運用能力和實踐動手能力,因此,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動性很高。從實訓(xùn)結(jié)果上看,取得了良好的實訓(xùn)效果,從側(cè)面反映出愛好興趣在主觀能動性發(fā)揮上的重要作用。
2.研究生在實訓(xùn)技術(shù)指導(dǎo)交流和答疑解惑方面起
到了重要作用。研究生對于以科研平臺為對象的技術(shù)應(yīng)用非常熟悉,在本科生進行技術(shù)實訓(xùn)、完成方案、實現(xiàn)系統(tǒng)的過程中,起到良好的良師益友指導(dǎo)作用,同時也鍛煉了研究生獨立工作的實踐與指導(dǎo)能力,且“問題解決式” 教學(xué)模式比“案例式”教學(xué)模式更能提高學(xué)生的思考能力和解決問題的能力。
3.發(fā)揮科研平臺的后期應(yīng)用。部分科研平成研究任務(wù)后,可能會出現(xiàn)閑置情況。如前所述,科研平臺一般是具有實際應(yīng)用和對象背景的實際系統(tǒng),非常適合于本科生與實際需求結(jié)合的實踐能力實訓(xùn),其在實訓(xùn)課程中的利用,充分發(fā)揮了科研平臺的后期應(yīng)用效用。
4.促進畢業(yè)論文的順利完成。畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文由于在規(guī)定的較短時間內(nèi)完成,在一定意義上使得本科畢業(yè)設(shè)計生較難得到較為系統(tǒng)的技能知識訓(xùn)練。實訓(xùn)課程內(nèi)容和畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容的結(jié)合,相當(dāng)于對畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容、知識進行前期準(zhǔn)備和掌握,畢業(yè)設(shè)計相當(dāng)于對實訓(xùn)課程內(nèi)容進行進一步拓展與應(yīng)用,兩者結(jié)合可以完成相對較好的較為系統(tǒng)的技能訓(xùn)練和知識運用,從課程前期實踐效果上看,促進了畢業(yè)設(shè)計/論文的順利完成。
同時,由于實訓(xùn)課程采用分模塊、分興趣、小班授課模式,需要教師付出更大的工作努力。
本文針對綜合能力實訓(xùn)課程,探索出一種基于科研平臺的個性選修實訓(xùn)課程開課模式,結(jié)合實訓(xùn)平臺,提出“分模塊、分興趣小組”實訓(xùn)培養(yǎng)方式和“師、研、本”結(jié)合、“問題驅(qū)動式”教學(xué)培養(yǎng)模式,以提高學(xué)生的綜合知識運用和實踐動手能力,培養(yǎng)出滿足社會需求的較高綜合素質(zhì)、較強業(yè)務(wù)能力的個性化卓越工程師人才,從而實現(xiàn)通才教育基礎(chǔ)上的以人為本的差異化、個性化能力培養(yǎng),為工科類專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)實訓(xùn)課程或個性課程的開設(shè)提供借鑒。
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[關(guān)鍵詞]文秘專業(yè);高職;本科;“3+2”分段培養(yǎng);銜接
[中圖分類號]G717.32 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1009 ― 2234(2015)10 ― 0005 ― 03
為落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》關(guān)于“大力發(fā)展職業(yè)教育”、“改革職業(yè)教育辦學(xué)模式,構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育體系”的精神,適應(yīng)地方經(jīng)濟發(fā)展對應(yīng)用型高級專門人才的需要,一種高職與本科分段協(xié)同培養(yǎng)的辦學(xué)模式乃應(yīng)運而生,這就是所謂的“3+2”模式。2014年,蘇州市職業(yè)大學(xué)文秘專業(yè)與蘇州科技學(xué)院漢語言文學(xué)(文秘)專業(yè)的“3+2”分段培養(yǎng)項目,成為本年度江蘇省現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)試點項目。招生兩年來,雙方經(jīng)過多次協(xié)同磋商,積累了一定的經(jīng)驗,其中高職3年與本科2年培養(yǎng)中的銜接問題,成為雙方合力攻克的最重要難題。
一、高職與本科“3+2”分段協(xié)同培養(yǎng)的必要性與可行性
聯(lián)合國教科文組織批準(zhǔn)的《國際教育標(biāo)準(zhǔn)分類》(ISCED),將高等教育(第三級教育)分為兩個階段,其中第一階段(序數(shù)5)相當(dāng)于專科、本科和研究生教育,第二階段相當(dāng)于博士生階段;第一階段又分為5A(理論型,目的是使學(xué)生進入高級研究計劃或從事高技術(shù)要求的專業(yè))、5B(實用技術(shù)型,目的是讓學(xué)生獲得從事某個職業(yè)或行業(yè),或某類職業(yè)或行業(yè)所需的實際技能和知識)兩類,5A類又分5A1和5A2兩個層次。結(jié)合中國高等教育的實際,5A1相當(dāng)于中國的學(xué)術(shù)研究性大學(xué)的本科和碩士生教育,5A2相當(dāng)于應(yīng)用型本科教育,5B則相當(dāng)于高職高專教育。5A2層次的應(yīng)用型本科教育“不是為研究做準(zhǔn)備,而是應(yīng)用科學(xué)理論從事高技術(shù)要求的專業(yè)工作。它可以培養(yǎng)專業(yè)碩士研究生,但以培養(yǎng)本科生為主;它可以進行科學(xué)研究,但以應(yīng)用理論研究和開發(fā)研究為主。”5B類型的高職高專,“培養(yǎng)在生產(chǎn)、管理、服務(wù)第一線的實用性技術(shù)型專門人才”。〔1〕
從德國、英國、澳大利亞、新加坡等西方國家及我國臺灣地區(qū)的高等教育狀況來看,5B類型的高職高專與5A2應(yīng)用本科教育,同屬現(xiàn)代高等職業(yè)教育系統(tǒng),兩者只有培養(yǎng)類型之異,而無培養(yǎng)層次之差。但在目前的中國,人們普遍認(rèn)為,高職高專與應(yīng)用本科實際存在含金量和規(guī)格層次上的落差。同時,高職高專培養(yǎng)技術(shù)技能型職業(yè)人才,在課程體系的設(shè)置上,更強調(diào)應(yīng)用,理論課程相對弱化;而應(yīng)用本科則理論、應(yīng)用并重,強調(diào)理論向應(yīng)用能力轉(zhuǎn)化類課程的設(shè)置。結(jié)果是,高職高專教育越來越重技能,輕視甚至忽視理論,而應(yīng)用本科教育則長期重視理論,對應(yīng)用技能缺乏應(yīng)有的重視。這就形成了一種現(xiàn)象,即高職高專培養(yǎng)出來的學(xué)生,長于技能而乏理論;應(yīng)用本科培養(yǎng)出來的學(xué)生,理論扎實而應(yīng)用能力缺乏。隨著現(xiàn)代社會產(chǎn)業(yè)的升級,社會各行各業(yè)對應(yīng)用型高層次人才的需求越來越多,我們既有的教育模式必須做針對性的改變。在健全的高等職業(yè)教育體系還沒有建成的情況下,我們采取高職高專與應(yīng)用本科聯(lián)合培養(yǎng)的方式是很有必要的:這既能保證培養(yǎng)出來的人才具有過硬的職業(yè)技能,又能保證其有扎實的理論知識以及將理論轉(zhuǎn)化為應(yīng)用實踐的能力,還能彌補職業(yè)技能性人才學(xué)歷層次“低”的缺憾。
另外,就人才培養(yǎng)規(guī)格而言,實用技術(shù)型高職高專教育面向具體職業(yè),著重實踐能力的培養(yǎng),而應(yīng)用型本科教育面向行業(yè),培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實、專業(yè)知識面廣、實踐能力強、綜合素質(zhì)高并有較強科技運用能力的行業(yè)人才〔2〕,兩者存在著本質(zhì)性的差異。不過,需要強調(diào)的是,實用技術(shù)型高職高專教育與應(yīng)用型本科教育有一個共同點,即“都旨在培養(yǎng)應(yīng)用型的,面向行業(yè)與職業(yè)要求的人才”,也可以說,兩者都具有“明顯的職業(yè)性和應(yīng)用性特征”〔3〕;并且,在中國目前的情況下,高職高專與應(yīng)用本科存在學(xué)歷層次的遞承性、課程內(nèi)容的承接性〔2〕,在這個意義上,兩者進行分段協(xié)同培養(yǎng)、進行銜接,既是必要的,也是切實可行的。
二、文秘專業(yè)高職與本科“3+2”分段培養(yǎng)中銜接的基本原則
高職高專與應(yīng)用本科在人才培養(yǎng)上施行分段協(xié)同,是學(xué)界較早關(guān)注的課題,但總體上而言,目前仍是理論探討多于實踐應(yīng)用。基于對中國當(dāng)代高職與應(yīng)用本科教育現(xiàn)狀以及自身辦學(xué)經(jīng)驗、辦學(xué)特色與不足之處的清楚認(rèn)識,蘇州市職業(yè)大學(xué)文秘專業(yè)與蘇州科技學(xué)院漢語言文學(xué)(文秘)專業(yè)乃積極籌劃與實踐“3+2”分段培養(yǎng)辦學(xué)模式。在實踐過程中,我們總結(jié)出兩者相銜接的兩個基本原則,亦即差異性與連貫性。
高職與本科“3+2”分段協(xié)同的人才培養(yǎng)模式,天然存在一個特點,即“3”和“2”是存在差異的,前面多有引述,茲不贅言。結(jié)合蘇州市職業(yè)大學(xué)與蘇州科技學(xué)院文秘專業(yè)培養(yǎng)的實際來說,前者主要培養(yǎng)掌握文秘職業(yè)技能,會英語、能溝通、懂商務(wù),具有較強的文字功底和“辦文、辦事、辦會”能力,能熟練運用現(xiàn)代化辦公設(shè)備的高級秘書人才;后者則主要培養(yǎng)掌握漢語言文學(xué)的基本理論、基礎(chǔ)知識和基本技能,具備文秘、管理工作的能力,能在企事業(yè)單位、黨政機關(guān)等機構(gòu)從事研究、管理工作的應(yīng)用型高級文秘人才。兩者的終極目標(biāo),雖然都是培養(yǎng)應(yīng)用型高級文秘或秘書人才,但他們培養(yǎng)的立足點顯然是有差異的,概括地講,就是前者注重職業(yè)技能培養(yǎng),后者強調(diào)理論素養(yǎng)與技能培養(yǎng)并重。只有清醒認(rèn)識到兩者間的差異性,才能合理地理解“3+2”分段培養(yǎng)的“聯(lián)合”之意,才能避免“3”與“2”趨同的可能。
連貫性是指高職階段3年和本科階段2年的人才培養(yǎng),必須有內(nèi)在的承接性、連貫性。高職3年與本科2年的培養(yǎng),固然存在差異,但是既然要實行“3+2”、實行聯(lián)合,那就必須考慮到兩者相銜接的連貫性問題,否則“3”與“2”各自為政,難以達成聯(lián)合培養(yǎng)的初衷。以課程設(shè)置為例,注重實踐技能、應(yīng)用技術(shù)培養(yǎng)的3年高職階段,必然會設(shè)置足夠數(shù)量的職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)與能力課程,到了強調(diào)掌握漢語言文學(xué)基本理論、基礎(chǔ)知識和行業(yè)基本技能的2年本科階段,必須有與之相配套的提升課程;同時,考慮到3年高職教育培養(yǎng)出來的學(xué)生,語言、文學(xué)和文化的基礎(chǔ)比較薄弱,而短時間的培養(yǎng)很難讓學(xué)生迅速提升基本理論素養(yǎng)和基礎(chǔ)知識,這就要求在3年高職階段,適當(dāng)設(shè)置語言、文學(xué)、文化基礎(chǔ)課程。只有這樣,才能使得高職與本科“3+2”分段培養(yǎng),變成銜接順暢、連貫,總體培養(yǎng)效果大于“5”的有效的人才培養(yǎng)模式。
可以預(yù)期,在充分認(rèn)識高職與本科兩個階段人才培養(yǎng)差異性及聯(lián)合培養(yǎng)連貫性原則的基礎(chǔ)上,雙方通力合作,其所培養(yǎng)出來的文秘專業(yè)學(xué)生,應(yīng)當(dāng)既有很強的動手能力,又有較好的理論和知識素養(yǎng),既有迅速適應(yīng)工作崗位的硬功夫,又有未來具有較大發(fā)展空間的軟實力,是兼具應(yīng)用特色與本科底蘊的“高端技能型人才”〔4〕;應(yīng)比單純的高職文秘專業(yè)和單純的本科文秘專業(yè)學(xué)生,有著更好的就業(yè)機會、更多的就業(yè)本領(lǐng)和更好的發(fā)展前景。
三、文秘專業(yè)高職與本科“3+2”分段培養(yǎng)中的主要銜接點
理想的高職與本科“3+2”分段銜接,應(yīng)包括培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、師資隊伍、教學(xué)組織管理、學(xué)生管理、學(xué)生考核與質(zhì)量監(jiān)控、本科準(zhǔn)入機制等諸多方面的銜接。這里重點就課程體系、學(xué)生管理和本科準(zhǔn)入機制三個方面,具體解析蘇州市職業(yè)大學(xué)與蘇州科技學(xué)院文秘專業(yè)“3+2”分段培養(yǎng)中的銜接問題。
在培養(yǎng)目標(biāo)確定以后,合理的分段培養(yǎng)方案制訂,是頭等大事。經(jīng)過對分段培養(yǎng)專業(yè)職業(yè)崗位、工作任務(wù)和職業(yè)能力等因素的綜合分析,我們將3+2共5年的課程,大體分為3個類型,即突出應(yīng)用技能導(dǎo)向的高職課程群、高職與本科對接課程群、綜合素質(zhì)與應(yīng)用能力并重的本科課程群。在課程體系類型化區(qū)分的前提下,又將這3個課程群統(tǒng)一分為通識教育課程、職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程、職業(yè)技術(shù)能力課程、拓展能力課程和集中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)等5大模塊。
這里重點分析高職與本科對接課程。如為了能讓學(xué)生能夠順利進入本科2年的文化基礎(chǔ)課學(xué)習(xí),比較輕松地邁入中國文化概論、中國古代文學(xué)、中國現(xiàn)代文學(xué)、外國文學(xué)及文學(xué)概論等課程學(xué)習(xí)的門檻,在高職階段3年的“職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程”模塊,設(shè)置了大學(xué)語文、吳文化、管理哲學(xué)等文學(xué)、文化和哲學(xué)基礎(chǔ)課程。同時,為了使得“3+2”的培養(yǎng)具有延續(xù)性、提升性的特點,在本科階段2年的“職業(yè)技術(shù)能力課程”模塊,設(shè)置了中國秘書史、秘書學(xué)概論、公共關(guān)系學(xué)、申論、市場調(diào)研與預(yù)測、傳播學(xué)概論等秘書職業(yè)技術(shù)能力繼續(xù)培訓(xùn)課程,這能使學(xué)生在高職的前3年通過學(xué)習(xí)應(yīng)用文寫作、秘書實務(wù)、市場營銷學(xué)、企業(yè)管理概論等課程所獲得的職業(yè)知識和能力,在本科的后2年得到延續(xù)和提升。另外,本科2年在“集中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)”設(shè)置的論文、報告寫作指導(dǎo)、學(xué)年論文、畢業(yè)論文與秘書技能訓(xùn)練與測試等課程,也是為了實現(xiàn)與高職3年開設(shè)的秘書實務(wù)與應(yīng)用寫作綜合實訓(xùn)、中英文秘書技能綜合實訓(xùn)、論文寫作等課程的銜接。
高職與本科分段培養(yǎng)中的學(xué)生管理,是存在問題比較多的環(huán)節(jié)。由于我國現(xiàn)階段高等職業(yè)教育體系尚不完善,高職高專與本科還存在社會認(rèn)可度及招生批次、層次方面的落差,因此高職學(xué)生的入學(xué)基礎(chǔ)要求要低于本科,這就導(dǎo)致兩個問題:其一,高職階段的學(xué)生,自我定位普遍低于本科學(xué)生,心理上的就業(yè)功利需求遠勝于努力學(xué)習(xí)、繼續(xù)深造的需求,這就使得不少學(xué)生缺乏足夠的學(xué)習(xí)熱情,甚至自律較差;其二,由于高職起點學(xué)生的文化課基礎(chǔ)相對較弱,而高職的培養(yǎng)以應(yīng)用為主,這就使得大部分學(xué)生在進入本科2年階段學(xué)習(xí)時,存在先天的“營養(yǎng)不良”。為了解決這一問題,我們采取了以下兩個措施:第一,高職階段采取嚴(yán)格的導(dǎo)師制,導(dǎo)師兼任班主任,并與輔導(dǎo)員一起,對學(xué)生實行介于高中層次與本科層次的管理方式,比較有針對性地引導(dǎo)學(xué)生的心理和日常學(xué)習(xí),指導(dǎo)學(xué)生進行學(xué)習(xí)和職業(yè)規(guī)劃。第二,與高職相銜接的本科專業(yè),提前介入高職教育,協(xié)助高職專業(yè)進行學(xué)生管理。這種管理方式可以概括為“以教代管”,即本科專業(yè)派遣專業(yè)教師,通過講座(如入學(xué)時的“3+2”全程學(xué)習(xí)內(nèi)容、特點與要求介紹講座、學(xué)期中的不定期語言、文學(xué)與文化知識講座、高職階段畢業(yè)前的本科準(zhǔn)入考試注意事項講座等)與課堂教學(xué)的途徑,引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整心理定位、提高學(xué)習(xí)興趣、打牢文化基礎(chǔ)、規(guī)劃5年學(xué)習(xí)與畢業(yè)就業(yè)藍圖。
“3+2”分段培養(yǎng)的重要目的之一,是提升學(xué)生的學(xué)歷層次,這就涉及到本科準(zhǔn)入機制的問題。為了使分段培養(yǎng)成為真正意義上的學(xué)歷、能力提升培養(yǎng),必須有嚴(yán)格而可行的準(zhǔn)入機制。學(xué)生在高職3年,完成培養(yǎng)方案規(guī)定的所有課程且成績合格者,可以選擇進入本科2年的學(xué)習(xí),也可以選擇直接就業(yè)。但是要想進入本科階段學(xué)習(xí),必須參加由本科學(xué)校牽頭、本科與高職學(xué)校共同命題的本科準(zhǔn)入考試,這一考試包括兩個環(huán)節(jié),即專業(yè)知識考試和職業(yè)技能考試。專業(yè)知識考試扣緊職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ),重點考察學(xué)生秘書學(xué)綜合知識和文化基礎(chǔ)知識;職業(yè)技能考試,重點考察學(xué)生秘書綜合應(yīng)用技能,包括寫作、檔案管理和秘書實務(wù)技能。考試合格者,可進入本科階段的學(xué)習(xí),順利完成培養(yǎng)方案規(guī)定的所有課程且成績合格,即可獲得蘇州科技學(xué)院本科畢業(yè)文憑及文學(xué)學(xué)士學(xué)位。
四、結(jié)語
高職與本科實行分段聯(lián)合培養(yǎng),是我國高等教育發(fā)展衍伸出的必然產(chǎn)物,從學(xué)理上講,這種分段聯(lián)合也是切實可行的。當(dāng)然,要想行之有效地實行這種培養(yǎng)模式,必須考慮高職與本科兩個階段的銜接或說對接問題,應(yīng)當(dāng)注意兩者間的差異性及銜接過程中的連貫性;同時,必須在培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、師資隊伍、教學(xué)組織管理、學(xué)生管理、學(xué)生考核與質(zhì)量監(jiān)控、本科準(zhǔn)入機制等方面,進行具體的銜接。應(yīng)當(dāng)說,高職與本科“3+2”分段培養(yǎng),可以為我國現(xiàn)階段的高等職業(yè)教育提供一個發(fā)展模式,能夠推動我國高等教育類型結(jié)構(gòu)和高等教育層次結(jié)構(gòu)的逐步完善。文章以蘇州市職業(yè)大學(xué)與蘇州科技學(xué)院文秘專業(yè)分段培養(yǎng)的例子,已經(jīng)對前面所提到的問題,作了正面的回應(yīng),希望可以為國內(nèi)同行提供一點有意的參考。
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〔2〕 魯武霞,李曉明.高職專科與應(yīng)用本科銜接:內(nèi)涵特性及內(nèi)蘊價值〔J〕.教育發(fā)展研究,2011,(19):50,47.
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2013年,美國IEEE電子器件青年科學(xué)家獎(IEEE EDS Early Career Award)公布獲獎名單,一位中國青年學(xué)者的名字出現(xiàn)在其中,他就是北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院副教授王潤聲。
IEEE(電氣電子工程師協(xié)會)有五十多年歷史。多年來,該協(xié)會一直致力于推動電子和信息技術(shù)在理論發(fā)展和應(yīng)用方面的進步,它被認(rèn)為是科技革新的催化劑,也是太空、計算機、生物醫(yī)學(xué)、電氣及電子工程領(lǐng)域的權(quán)威組織。
經(jīng)過了推薦、提名、網(wǎng)評、專家討論等考核環(huán)節(jié)后,王潤聲成為IEEE該獎項歷史上首位來自非美國機構(gòu)的獲獎?wù)摺!皩W(xué)校和實驗室的平臺好,加上近期國家對科研項目的支持力度很大,甚至一些美國同行也都羨慕我們。”王潤聲說,“只要平臺是良性發(fā)展的、機制是不斷完善的,換作其他科學(xué)家,也一樣能取得成果、獲得獎勵。”
在王潤聲尚年輕的學(xué)術(shù)生涯中,IEEE電子器件青年科學(xué)家獎是重要節(jié)點,直接促使他在半導(dǎo)體新器件研究領(lǐng)域的地位更加令人關(guān)注。對于這個風(fēng)華正茂的年輕學(xué)者來說,一場在晶體管研究領(lǐng)域的漫長巡禮才剛剛開始。
北大人的成長
王潤聲是北大“土著”,從小成績優(yōu)秀,是令人艷羨的“別人家的孩子”。起初,王潤聲的興趣是物理學(xué),但當(dāng)年北大物理系在安徽不招收高考生,考慮到當(dāng)時物理系與微電子系有部分課程交叉共享,王潤聲因此認(rèn)為,由微電子專業(yè)轉(zhuǎn)向物理專業(yè)應(yīng)該“比較容易”。憑借這個樸素的判斷,王潤聲憧憬著一個物理學(xué)家的夢,成了北京大學(xué)2001級微電子專業(yè)的學(xué)生。然而,此后一直到他讀博乃至后來成為北大老師,他卻都沒有再換專業(yè),反倒在微電子的路上越走越遠。
王潤聲是他這一代青年科學(xué)家成長之路的典型代表:少了許多國家計劃層面的約束,基本可以輕松自由地選擇發(fā)展方向。他聰明,興趣廣,喜歡對新鮮事物躍躍欲試。在北大,他擔(dān)任了一年的乒乓球協(xié)會會長,后來又加入了學(xué)校網(wǎng)球隊。這時,王潤聲常常思考的問題是,“我的專業(yè)究竟有什么用?未來有什么發(fā)展?”那是青年學(xué)子一個迷茫善變的階段,他的目標(biāo)不再局限于轉(zhuǎn)戰(zhàn)物理專業(yè),還專門用了大半年時間跑到中文系聽課,甚至還打算考到中文系讀研。他困惑于選擇,思考一條最適合自己的專業(yè)之路。
回憶起那段日子,王潤聲說,人之所以對一件事情感興趣,也許是因為不用面對任何壓力,可以自由地做,因為你不必依賴這些有創(chuàng)造性的業(yè)余愛好來謀生。但是,如果把興趣變成工作,你的愛好受到了物質(zhì)刺激,也許會發(fā)現(xiàn)自己逐漸不那么喜歡做這些事了。愛好也不再是用來放松頭腦的富有創(chuàng)造性的追求,它變成了養(yǎng)家糊口的工具。而這些壓力最終會充滿抱怨與不滿,最后你會發(fā)現(xiàn)自己不但沒有工作好,還失去了一個愛好。正如麥克勞德告誡我們的:不要把自己在閑暇時的消遣變成從早八點到晚五點要做的正常工作。經(jīng)過一番深思熟慮,王潤聲徹底打消了轉(zhuǎn)專業(yè)的念頭,繼續(xù)學(xué)習(xí)微電子學(xué)。
2005年,王潤聲獲推免資格,成為北大微電子專業(yè)碩士生。王潤聲的導(dǎo)師、時任系主任的黃如教授是微納電子學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威學(xué)者。在她的影響和指導(dǎo)下,王潤聲開啟了一段全新的科研之旅。不久后,他的論文先后在學(xué)科頂級期刊TED和頂級會議IEDM上發(fā)表,當(dāng)時這在學(xué)生中尚屬罕見。黃如發(fā)現(xiàn)了他的天賦和科研潛力,著意栽培他;于是,王潤聲選擇繼續(xù)攻讀微電子學(xué)與固體電子學(xué)的博士學(xué)位。
2008年,國家通過教育部“國家建設(shè)高水平大學(xué)公派研究生計劃”向國外輸送第二批公派研究生,王潤聲也是其中的一員。他訪問的是美國普渡大學(xué)(Purdue University)電子與計算機工程(ECE)學(xué)院。普渡大學(xué)的微電子專業(yè)在全美排名靠前,并且很早就與北京大學(xué)建立了交流關(guān)系。“我是國內(nèi)培養(yǎng)的‘土鱉’,但在美國,我發(fā)現(xiàn)國內(nèi)微電子領(lǐng)域研究條件其實不錯;與國外同行相比,發(fā)現(xiàn)自己的專業(yè)水平也不錯。這說明我們國家自己培養(yǎng)的科研人員并不比別人差,因此我對自己更有信心了。”王潤聲說。
因為心系國內(nèi)未完成的研究項目,王潤聲在普渡大學(xué)訪問一年后回到北大,于2010年4月師從王陽元院士進入博士后流動站深造,并得到了中國博士后基金的特別資助。2012年3月,王潤聲被聘為北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院講師。至此,他由一名北大學(xué)生變成了北大的老師,成為一名“徹底”的北大人。
瓶頸與變革
王潤聲認(rèn)為,微電子學(xué)科發(fā)展正處于瓶頸期。最突出的表現(xiàn)是,不論個人電腦、移動通信,還是智能手機,制造商都在拼功耗,因為功耗是目前最大的難題。“什么時候一塊手機電池能用一周?”王潤聲最大的愿望,就是在晶體管器件層面創(chuàng)新,做出更好的晶體管。“產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展不能停滯,否則就變成了傳統(tǒng)行業(yè)。”
“瓶頸就意味著新的變革即將產(chǎn)生。”王潤聲的主要工作是新型晶體管研究,這需要同時透徹了解電子學(xué)和物理學(xué),并且及時跟進行業(yè)前沿最新成果。近年來,以英特爾、IBM、臺積電等巨頭為代表的微納電子新技術(shù)在行業(yè)內(nèi)持續(xù),產(chǎn)品功耗不斷降低。“對未來,5年后、10年后的技術(shù),該如何設(shè)計、如何制作,如何在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新?這是我們思考的主要問題。”王潤聲說。
2014年,王潤聲的“新型低功耗多柵MOS器件的實驗與理論研究”獲2014年教育部高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)獎自然科學(xué)一等獎,個人排名第二。這是一項適用于未來集成電路技術(shù)的研究,揭示了納米尺度多柵器件中的系列特殊物理現(xiàn)象及根源,提出了新的實驗與特性表征方法,并延拓了低功耗應(yīng)用能力,得到了國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。
根據(jù)王潤聲介紹,在技術(shù)層面降低晶體管的功耗,主要有三個方面的變革:一是做新的器件結(jié)構(gòu),二是用更合適的材料替換原有材料,三是改變其工作原理。王潤聲從本科畢業(yè)論文即開始針對新結(jié)構(gòu)器件展開研究。他告訴記者,這方面最有代表性的一項成果是從英特爾22納米技術(shù)代的CPU芯片開始采用的三維晶體管,業(yè)內(nèi)叫做FinFET,外形像魚鰭(Fin)一樣,所以叫作鰭式晶體管;這種結(jié)構(gòu)具有很強的靜電學(xué)控制能力,從而功耗很低。新材料方面,從英特爾45納米技術(shù)代開始,業(yè)界采用氧化鉿取代了傳統(tǒng)的氧化硅作為柵極絕緣介質(zhì)材料,從而大大降低了柵極泄漏電流產(chǎn)生的功耗。新原理方面,目前北大正在研究利用量子力學(xué)隧穿原理改進原有晶體管的開關(guān)機制,以期從物理本質(zhì)上進一步降低器件功耗。
后摩爾時代的創(chuàng)新
晶體管在傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品應(yīng)用中,遵循著名的“摩爾定律”不斷地等比例縮小以提高集成度,但如前所述,現(xiàn)在已經(jīng)遇到了發(fā)展瓶頸。在后摩爾時代,除了傳統(tǒng)的應(yīng)用,晶體管還可以在物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感器、生物醫(yī)療(比如可穿戴和可植入的芯片)等新應(yīng)用中大展身手。在后摩爾時代,晶體管該如何創(chuàng)新、如何發(fā)展、如何提高性價比?王潤聲同黃如教授等組成的團隊針對上述問題做技術(shù)研究,并有中芯國際等多個大型企業(yè)作為合作對象。“產(chǎn)業(yè)應(yīng)用是我們的最終目的。”王潤聲說,信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一,而半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的基石,它的出現(xiàn)使電子設(shè)備向著微型化、智能化、高性能和低功耗的方向發(fā)展。
像多數(shù)科學(xué)家一樣,王潤聲也時常陷入困境。比如“有時會陷入一個問題,不停地繞圈”,他的經(jīng)驗是,這時不能輕易放棄,堅持下去才會有突破。“就像打乒乓球。”他說:“有的時候,某一階段練球會覺得不僅進步緩慢、甚至還有退步,這種情況往往表明是快要‘長球’了,再堅持一下水平就會有明顯提高。”