發(fā)布時(shí)間：2023-04-19 16:48:06
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的電子論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
汽車電磁兼容性是指汽車在運(yùn)行過(guò)程中，車上的電子電氣設(shè)備不互相影響，能兼容地工作。隨著汽車電氣設(shè)備數(shù)量和種類的不斷增加，直接導(dǎo)致了汽車內(nèi)的電磁環(huán)境日益復(fù)雜，相互間的電磁干擾也將愈加嚴(yán)重。當(dāng)電磁干擾發(fā)生時(shí)，可直接導(dǎo)致受干擾的敏感電子設(shè)備功能降級(jí)，甚至導(dǎo)致其功能失效，給汽車的安全行駛造成嚴(yán)重影響。因此保證各種設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境下正常運(yùn)行顯得尤為重要。
二、汽車電磁干擾的產(chǎn)生與傳播
汽車上的電磁干擾問(wèn)題按其耦合方式可分為傳導(dǎo)耦合干擾和輻射耦合干擾。
2.1汽車的傳導(dǎo)耦合干擾在汽車中電磁干擾能量以電壓或電流的形式通過(guò)某些部件把干擾能量耦合至敏感接收器，稱為傳導(dǎo)耦合干擾。汽車的直接傳導(dǎo)耦合是指電磁干擾直接通過(guò)汽車上的導(dǎo)線、金屬體、電阻、電感、電容等阻抗耦合到接收器；公共阻抗耦合是指電磁干擾通過(guò)印制電路板和機(jī)殼的接地線、電氣設(shè)備的公共安全接地線以及接地網(wǎng)絡(luò)中的公共阻抗或者公共電源中的公共阻抗耦合到接收器；轉(zhuǎn)移阻抗耦合是指電磁干擾通過(guò)轉(zhuǎn)移阻抗將干擾電流轉(zhuǎn)變?yōu)榻邮掌鞯妮斎腚妷杭拥浇邮掌鞯妮斎攵恕㈦姶鸥蓴_能量以電磁波的形式通過(guò)汽車及其周圍的空間耦合至敏感設(shè)備稱為輻射耦合干擾。
2.2汽車電子控制系統(tǒng)（ECU）ECU控制著汽車上電子設(shè)備的工作是重要的車載設(shè)備。由傳感器將信號(hào)輸入ECU，然后通過(guò)ECU對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理輸出到執(zhí)行器件中?？刂葡到y(tǒng)中的電器開關(guān)或點(diǎn)擊等負(fù)載的開關(guān)過(guò)程中的高電壓通過(guò)信號(hào)控制線進(jìn)入ECU內(nèi)部，影響ECU的正常運(yùn)行。電磁波也可能通過(guò)線束和連接器的耦合進(jìn)入ECU內(nèi)部，使ECU的電磁環(huán)境變得更為復(fù)雜，容易導(dǎo)致它的誤操作和失靈，危及到汽車行駛的安全性。因此通過(guò)與ECU電磁兼容性的研究，可以降低誤操作進(jìn)而提高行車安全的有效方法。
三、傳導(dǎo)干擾對(duì)ECU控制系統(tǒng)的影響
ECU連接汽車的傳感器、執(zhí)行器和電源。這些電器元件不僅是空間電磁輻射的接收器，也是外界電磁干擾進(jìn)入ECU內(nèi)部的傳導(dǎo)耦合通道。
3.1電磁干擾通過(guò)導(dǎo)線傳導(dǎo)進(jìn)入ECU的研究ECU控制系統(tǒng)傳導(dǎo)模型：設(shè)一屏蔽箱體，在其前端平面的中心位置開一孔。連接導(dǎo)線1首端接入50歐姆負(fù)載，末端接入屏蔽箱體內(nèi)與印制電路板上的金屬帶相聯(lián)結(jié)；導(dǎo)線2一端(Port3)接入干擾源，一端與電路板金屬帶相連，并且分別連接導(dǎo)線電路板終端(Portl)和(Port2)后各接50歐姆電阻。電路板置于屏蔽箱體前端一定距離。通過(guò)散射參數(shù)(S參數(shù))來(lái)反映入射波和反射波之間的關(guān)系參數(shù)。
MC9S12XE系列單片機(jī)于2009年9月推向市場(chǎng)，經(jīng)過(guò)幾年的市場(chǎng)考驗(yàn)，其應(yīng)用已日趨成熟化。飛思卡爾公司為確保此系列單片機(jī)產(chǎn)品供貨的長(zhǎng)期性和穩(wěn)定性，提供了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的長(zhǎng)期市場(chǎng)供貨計(jì)劃，保證最短15年的供貨期和一流的技術(shù)支持，并在國(guó)內(nèi)設(shè)有生產(chǎn)廠，目前市場(chǎng)售價(jià)60元左右。MC9S12XE系列單片機(jī)主要有五大特點(diǎn)。
1）單片機(jī)內(nèi)部采用了增強(qiáng)型XGATE協(xié)處理器模塊，允許高速數(shù)據(jù)自主地在單片機(jī)外設(shè)和內(nèi)部RAM、I／O端口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與處理。XGATE內(nèi)置有一個(gè)16位的精簡(jiǎn)指令集內(nèi)核，可以對(duì)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并執(zhí)行復(fù)雜的通信協(xié)議，易于用C語(yǔ)言進(jìn)行編程。XGATE可以顯著降低CPU的負(fù)荷，使CPU能夠集中資源運(yùn)行關(guān)鍵的系統(tǒng)活動(dòng)，從而提高了單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力。
2）S12XE系列包括一個(gè)存儲(chǔ)器保護(hù)單元（MPU），用于防止軟件中的系統(tǒng)錯(cuò)誤。這個(gè)MPU解決了不同模塊之間的錯(cuò)誤交互導(dǎo)致的潛在問(wèn)題，這項(xiàng)特性在汽車設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵，因?yàn)樗兄谧畲蟪潭鹊乜刂破囍邢到y(tǒng)故障的擴(kuò)散。
3）單片機(jī)片內(nèi)集成了可達(dá)1024KB的閃速存儲(chǔ)器Flash。近年來(lái)，隨著Flash在單片機(jī)片內(nèi)的應(yīng)用走向成熟，單片機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用又迎來(lái)了一次新的飛躍。Flash是一種非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，讀取它的內(nèi)容同RAM的讀取一樣方便，而對(duì)它的寫操作卻比EEPROM還要快。在系統(tǒng)掉電后，F(xiàn)lash中的內(nèi)容仍能可靠保持不變。Flash的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成密度大、成本低。由于Flash可以局部擦除，且寫入、擦除次數(shù)可達(dá)數(shù)萬(wàn)次以上，從而使開發(fā)微控制器不再需要昂貴的仿真器。
4）簡(jiǎn)單的背景開發(fā)模式（BDM）：PC主機(jī)BDM調(diào)試器目標(biāo)板，使得開發(fā)成本進(jìn)一步降低，也使得現(xiàn)場(chǎng)開發(fā)和系統(tǒng)升級(jí)變得比較方便。
5）應(yīng)用鎖相環(huán)技術(shù)提高了系統(tǒng)的電磁兼容性。在以往不使用鎖相環(huán)的微控制器應(yīng)用系統(tǒng)中，晶振電路由于其工作頻率比較高（通常為幾兆赫茲至幾十兆赫茲）而成為一個(gè)很大的干擾源，這一問(wèn)題給系統(tǒng)設(shè)計(jì)、線路板布局帶來(lái)了很多不便。MC9S12XE系列單片機(jī)在時(shí)鐘發(fā)生系統(tǒng)中巧妙地使用了鎖相環(huán)技術(shù)，因而可在幾兆赫茲的外部晶振情況下，通過(guò)軟件編程產(chǎn)生上百兆的系統(tǒng)時(shí)鐘，從而降低了對(duì)外輻射干擾，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2在汽車電子中的應(yīng)用
現(xiàn)以一個(gè)典型的后處理系統(tǒng)電控單元的設(shè)計(jì)開發(fā)為例，說(shuō)明XEP100在汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用，該系統(tǒng)基于模塊化的設(shè)計(jì)思想，主要從電源模塊、信號(hào)輸入調(diào)理模塊、中央處理模塊、通信模塊、尿素泵的驅(qū)動(dòng)模塊、尿素噴嘴的驅(qū)動(dòng)模塊、尿素泵管箱加熱的驅(qū)動(dòng)模塊、故障診斷模塊而設(shè)計(jì)。中央處理模塊采用了飛思卡爾16位單片機(jī)XEP100作為核心處理器，主要功能是根據(jù)從CAN總線上獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)工況、數(shù)字信號(hào)（包括鑰匙開關(guān)、蓄電池的電源開關(guān)等）和模擬信號(hào)（包括尿素溫度、尿素液位、尿素壓力、催化器前溫等）由單片機(jī)XEP100進(jìn)行精確的邏輯運(yùn)算，來(lái)控制尿素溶液的噴射時(shí)刻和噴射量，尿素溶液被噴射到排氣管中與發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而起到凈化尾氣的作用。電源模塊需要把蓄電池電壓24V轉(zhuǎn)換為5V的直流電壓，為單片機(jī)等集成芯片及傳感器提供5V電源。中央處理模塊是由中央處理器、晶振電路、復(fù)位電路、程序刷寫電路和接口電路組成，它是整個(gè)控制器DCU的核心，也是單片機(jī)XEP100工作必不可少的最小模塊單元。CAN通信模塊實(shí)現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU、儀表控制器信息的交互，通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)參數(shù)的在線標(biāo)定調(diào)試、程序的刷寫。信號(hào)調(diào)理模塊主要用于處理模擬信號(hào)和鑰匙開關(guān)等數(shù)字信號(hào)，模擬信號(hào)需要經(jīng)過(guò)一系列的調(diào)理電路處理成0~5V的電壓信號(hào)給單片機(jī)的AD端口，再由單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)一系列的調(diào)理電路給單片機(jī)的IO口。尿素泵的驅(qū)動(dòng)模塊中采用了infineon公司的電機(jī)控制芯片，它內(nèi)部集成了H橋電路，用來(lái)驅(qū)動(dòng)泵內(nèi)的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；對(duì)噴嘴、尿素箱加熱、尿素泵加熱、尿素管加熱的驅(qū)動(dòng)采用了安森美公司的MOSFET功率驅(qū)動(dòng)芯片，對(duì)執(zhí)行器的診斷可通過(guò)SPI接口與單片機(jī)通信，實(shí)時(shí)讀取故障信息。該后處理系統(tǒng)的電控單元被應(yīng)用在重汽國(guó)Ⅳ重型柴油車輛上，主要包括A7車型和HOWO車型，以滿足重型柴油機(jī)國(guó)Ⅳ排放法規(guī)的需要。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的試驗(yàn)驗(yàn)證，證明以單片機(jī)XEP100為主控芯片的電控單元具有非常好的穩(wěn)定性和可靠性，并贏得了良好的市場(chǎng)反映。
3結(jié)束語(yǔ)
1.1實(shí)踐教學(xué)考核項(xiàng)目欠科學(xué)。目前實(shí)踐課成績(jī)?cè)u(píng)定主要參考以下幾個(gè)方面：學(xué)生的出勤率、在規(guī)定課時(shí)內(nèi)完成實(shí)踐項(xiàng)目的情況、實(shí)踐教學(xué)設(shè)備是否完好、實(shí)踐報(bào)告的撰寫提交情況。然而，對(duì)于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力、針對(duì)所發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決的能力等反映學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新素質(zhì)的考核項(xiàng)目卻未能體現(xiàn)?？己隧?xiàng)目的不科學(xué)致使學(xué)生在參與實(shí)踐課時(shí)存在很大惰性。針對(duì)鶴壁汽車工程職業(yè)學(xué)院高職汽車電子（以下簡(jiǎn)稱汽車電子）專業(yè)2013-2014學(xué)年第二學(xué)期開設(shè)的《汽車電控系統(tǒng)實(shí)習(xí)》課程，從實(shí)踐教學(xué)目的、實(shí)踐操作、實(shí)踐環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案的設(shè)計(jì)四個(gè)方面就實(shí)習(xí)學(xué)生學(xué)習(xí)目的性進(jìn)行調(diào)查。從隨機(jī)抽取的汽車電子1206班部分學(xué)生調(diào)查結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：超過(guò)半數(shù)的學(xué)生對(duì)實(shí)踐學(xué)習(xí)的目標(biāo)較為明確，能夠認(rèn)識(shí)到參與實(shí)踐課學(xué)習(xí)之前需要掌握哪些理論知識(shí)、通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證了哪部分理論知識(shí)，并能夠按照教師要求較好完成實(shí)踐步驟。但是，也存在實(shí)踐目的性不明確、盲目參與實(shí)踐的學(xué)生，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)這部分學(xué)生約占學(xué)生總?cè)藬?shù)的20%左右。
1.2實(shí)踐考核內(nèi)容有待優(yōu)化。當(dāng)前高職實(shí)踐課程教學(xué)內(nèi)容大多由理論課程內(nèi)容演變而來(lái)，兩者密切相關(guān)，實(shí)踐課程的輔主要體現(xiàn)在：
1.2.1考核方式相對(duì)獨(dú)立。由于實(shí)踐課課時(shí)相對(duì)于理論課偏少，且通常采取單獨(dú)考核方式，因此考核結(jié)果難免有失偏頗。
1.2.2考核內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性。在實(shí)踐課時(shí)有限的前提條件下，驗(yàn)證性考核內(nèi)容占據(jù)了實(shí)踐考核的半壁江山，而真正能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新素質(zhì)的設(shè)計(jì)和綜合性實(shí)踐占比卻很小。這種考核方式勢(shì)必導(dǎo)致學(xué)生的思維定勢(shì)，不利于其創(chuàng)造性的發(fā)揮。
1.2.3考核對(duì)象被動(dòng)性。學(xué)生依據(jù)教師講解的原理、操作步驟、設(shè)備使用方法按部就班地進(jìn)行實(shí)踐，幾乎沒(méi)有主動(dòng)思考的機(jī)會(huì)，處于被動(dòng)實(shí)踐的地位。對(duì)于在實(shí)踐環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問(wèn)題，學(xué)生解決的情況如何、是否有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、是否有利于發(fā)揮對(duì)后續(xù)課程的指導(dǎo)作用在實(shí)踐考核中均未得到體現(xiàn)，嚴(yán)重制約著學(xué)生綜合能力的發(fā)展和培養(yǎng)。
2實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容新特點(diǎn)
2.1獨(dú)立性與系統(tǒng)性相結(jié)合。實(shí)踐教學(xué)在汽車電子專業(yè)中占有極其重要的地位，因此，應(yīng)對(duì)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，整合專業(yè)理論課和實(shí)踐課的學(xué)時(shí)分配，改變以往實(shí)踐課作為理論課的依附，處于從屬地位的狀態(tài)，對(duì)實(shí)踐課進(jìn)行單獨(dú)設(shè)課，使之成為獨(dú)立的課程體系。此外，要加強(qiáng)實(shí)踐課對(duì)于后續(xù)課程的指導(dǎo)地位，前后實(shí)踐項(xiàng)目應(yīng)形成完整的課程體系。
2.2驗(yàn)證性與設(shè)計(jì)性相結(jié)合。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)應(yīng)本著“以學(xué)生就業(yè)為導(dǎo)向、以培養(yǎng)復(fù)合型高技能人才為目標(biāo)、以綜合能力培養(yǎng)為本位”的原則，一方面要有利于學(xué)生對(duì)教材理論知識(shí)的鞏固消化；另一方面應(yīng)增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生基本能力基礎(chǔ)之上的專項(xiàng)能力、綜合能力、崗位能力的培養(yǎng)，提升其就業(yè)能力。
2.3知識(shí)性與能力性相結(jié)合。傳統(tǒng)的以反映實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橹攸c(diǎn)的單純知識(shí)性實(shí)踐內(nèi)容被逐漸淡化，取而代之的是反映學(xué)生學(xué)習(xí)能力的實(shí)踐預(yù)習(xí)、實(shí)踐操作、實(shí)踐數(shù)據(jù)處理分析、實(shí)踐報(bào)告撰寫等方面相結(jié)合的實(shí)踐內(nèi)容。
2.4專業(yè)性與職業(yè)性相結(jié)合。實(shí)踐考核的內(nèi)容除了要體現(xiàn)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，更應(yīng)注重對(duì)學(xué)生職業(yè)綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，提倡按照職業(yè)實(shí)際的工作任務(wù)、工作情景組織實(shí)踐課程，形成圍繞工作過(guò)程的“綜合性”實(shí)踐內(nèi)容體系。
3開放式實(shí)踐考核模式
3.1考核模式的依據(jù)。實(shí)踐考核應(yīng)著重肯定“實(shí)踐教學(xué)的整體性、學(xué)生群體的差異性、師生交互的雙向性及學(xué)生實(shí)踐的主體性”，以上述思想為依據(jù)，采取“統(tǒng)一要求”與“差異區(qū)分”相結(jié)合的考核模式。為了克服傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)中教師“填鴨式”講解操作、學(xué)生“機(jī)械式”被動(dòng)模仿的弊端?！伴_放式”的實(shí)踐教學(xué)要針對(duì)高職實(shí)踐教學(xué)的新特點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)扮演好導(dǎo)師的角色，只為學(xué)生提供完成實(shí)踐任務(wù)必須的實(shí)踐材料并提出實(shí)踐要求，具體的實(shí)踐方案的制定、時(shí)間步驟的安排、實(shí)踐操作的完成均應(yīng)由學(xué)生自己承擔(dān)。學(xué)生成為實(shí)踐學(xué)習(xí)的主體，教師只是起到了積極引導(dǎo)的作用。這一素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育思想的確立，使得學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中不再過(guò)分依賴于教師的“指導(dǎo)”，而是被給予了更多“獨(dú)立思考”的機(jī)會(huì)，從而有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質(zhì)。
3.2考核模式的實(shí)施。開放式實(shí)踐考核模式在具體實(shí)施過(guò)程中應(yīng)本著“統(tǒng)一要求”與“差異區(qū)分”相結(jié)合的原則，著眼大眾，突出個(gè)體，具體實(shí)施模式如下：首先，針對(duì)所有參與實(shí)踐課的學(xué)生采取統(tǒng)一考核方式，在實(shí)踐課程結(jié)束之后安排學(xué)生參加與理論考試同等效力的實(shí)踐操作考試和筆試，全面考查學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新素質(zhì)，以檢驗(yàn)所有參與實(shí)踐課程學(xué)生完成教學(xué)目標(biāo)的情況?！敖y(tǒng)一要求”的考核模式采用“微觀專業(yè)考核”+“宏觀能力測(cè)試”考核辦法?！拔⒂^專業(yè)考核”具體包括實(shí)踐目標(biāo)、實(shí)踐操作、實(shí)踐過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的分析及問(wèn)題解決方案的設(shè)計(jì)四個(gè)方面的學(xué)習(xí)情況測(cè)試，通過(guò)對(duì)2013-2014學(xué)年第二學(xué)期汽車電子專業(yè)1206班的《汽車電控系統(tǒng)實(shí)習(xí)》考核測(cè)試，發(fā)現(xiàn)：90%以上的學(xué)生理解實(shí)踐前應(yīng)具備的理論知識(shí)，實(shí)踐驗(yàn)證了教材中哪部分理論；能夠按照教師的要求較好完成整個(gè)實(shí)踐過(guò)程操作。對(duì)于“宏觀能力測(cè)試”，則是在學(xué)生具備了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)后，考查學(xué)生組織管理能力、解決實(shí)際問(wèn)題能力的測(cè)驗(yàn)。在已完成實(shí)踐任務(wù)的學(xué)生中抽選數(shù)名作為輔導(dǎo)教師指導(dǎo)其他班級(jí)實(shí)踐課的學(xué)習(xí)，通過(guò)指導(dǎo)其他同學(xué)，這些具備輔導(dǎo)教師身份的學(xué)生專業(yè)理論更扎實(shí)，技能操作更熟練，組織管理能力得到了相應(yīng)提升。其次，由于學(xué)生之間存在個(gè)體差異，每個(gè)學(xué)生的知識(shí)接受能力和思維反應(yīng)能力有差別，完成實(shí)踐任務(wù)所需的時(shí)間不同，在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)對(duì)實(shí)踐內(nèi)容的掌握程度必然存在差異。高職教育倡導(dǎo)大眾化與高等化相結(jié)合，所以“差異區(qū)分”的考核對(duì)象應(yīng)回歸到實(shí)踐知識(shí)掌握牢固、實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生之中。針對(duì)學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，教師應(yīng)從專業(yè)角度給出問(wèn)題解決的方向，通過(guò)教師的指導(dǎo)，學(xué)生能夠更深入地理解知識(shí)應(yīng)用背景，并將知識(shí)點(diǎn)重新整合，并提出更有價(jià)值的觀點(diǎn)。通過(guò)將“開放式”實(shí)踐考核模式應(yīng)用于汽車電子專業(yè)，發(fā)現(xiàn)“差異區(qū)分”的考核模式提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，這可以由學(xué)生參加汽車維修工資格考試的人數(shù)及考試通過(guò)率得到驗(yàn)證。此外，該考核模式培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新能力，該校汽車電子專業(yè)學(xué)生參加2012年河南省職業(yè)技能大賽汽車檢測(cè)與維修項(xiàng)目比賽獲得了第三名的好成績(jī)，這與實(shí)踐教學(xué)考核模式的改革息息相關(guān)。
4結(jié)語(yǔ)
由于CDIO的教育理念能夠讓學(xué)生獲得更寬更深知識(shí)的同時(shí),還能夠逐步具備足夠的人際交流能力、專業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力、產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)建能力，適應(yīng)行業(yè)對(duì)人才的需求，所以并聯(lián)機(jī)器人與機(jī)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱“機(jī)電實(shí)驗(yàn)室”)作為機(jī)械電子工程專業(yè)教學(xué)、科研和人才培養(yǎng)的重要基地，于2009年開始積極引入CDIO教育理念，從培養(yǎng)目標(biāo)、課程結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系等方面做了重大改革。
2基于CDIO的機(jī)電專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐
2.1培養(yǎng)目標(biāo)的確定
CDIO的12條標(biāo)準(zhǔn)之一即為以CDIO工程教育為基本環(huán)境，強(qiáng)調(diào)技術(shù)知識(shí)和能力的教學(xué)實(shí)踐要以產(chǎn)品、過(guò)程或系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行作為工程教育的框架，使學(xué)生的基本個(gè)人能力、人際交往能力和對(duì)產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)的構(gòu)建能力達(dá)到專業(yè)設(shè)定的目標(biāo)，并且滿足企業(yè)對(duì)人才的需求。機(jī)械電子工程專業(yè)培養(yǎng)的是具有機(jī)械電子工程專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)技能，且能在生產(chǎn)一線從事機(jī)械電子工程專業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造、控制開發(fā)、應(yīng)用研究和生產(chǎn)管理等工作的應(yīng)用型專門人才。結(jié)合CDIO教育理念及機(jī)械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，機(jī)電實(shí)驗(yàn)室將以應(yīng)用型工程師的人才培養(yǎng)目標(biāo)為主線、以企業(yè)對(duì)應(yīng)用型工程師的能力需求為導(dǎo)向、以企業(yè)生產(chǎn)一線創(chuàng)新意識(shí)和能力的培養(yǎng)為提升來(lái)定位實(shí)驗(yàn)教學(xué)的能力培養(yǎng)目標(biāo)。
2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
CDIO教學(xué)理念注重一體化教學(xué)，強(qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)，同時(shí)要求培養(yǎng)計(jì)劃的設(shè)計(jì)做到各學(xué)科之間相互支撐。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械電子工程專業(yè)越來(lái)越多的與電氣、控制、通信、材料及系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科進(jìn)行交叉。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)特別重視基礎(chǔ)訓(xùn)練、拓寬專業(yè)，重視綜合實(shí)踐性以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，合理構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。
1）加強(qiáng)原有的專業(yè)基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)，開設(shè)課程三級(jí)項(xiàng)目。
機(jī)械電子工程專業(yè)方向的課程設(shè)置主要包括三大知識(shí)模塊：機(jī)械設(shè)計(jì)及制造知識(shí)模塊、強(qiáng)電知識(shí)模塊、弱電知識(shí)模塊，所涉及專業(yè)課程繁多，倘若側(cè)重理論教學(xué)而忽視學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作，則容易出現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用脫離、學(xué)生感到學(xué)習(xí)枯燥的現(xiàn)象。所以，需要加強(qiáng)原有的專業(yè)基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同時(shí)，針對(duì)一門或兩門課程設(shè)計(jì)三級(jí)項(xiàng)目，將實(shí)驗(yàn)融入到三級(jí)項(xiàng)目中，學(xué)生可以根據(jù)項(xiàng)目需要自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，這種基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，改革了枯燥無(wú)味的呆板實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生創(chuàng)造了更多動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，加深了對(duì)課堂理論知識(shí)的理解應(yīng)用。
2）結(jié)合工程實(shí)際設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)趨于數(shù)字化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化，生產(chǎn)自動(dòng)化和智能化程度相當(dāng)高，機(jī)、電、控已成為一個(gè)不可分割的有機(jī)整體，企業(yè)對(duì)機(jī)電類專業(yè)人才的工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)提出了更高的要求，培養(yǎng)適應(yīng)性強(qiáng)且符合市場(chǎng)需求的創(chuàng)新型人才迫在眉睫。因此，機(jī)電實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)機(jī)電專業(yè)工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才的業(yè)界需求進(jìn)行分析，從市場(chǎng)需求出發(fā)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生。打破各門課程的界限，拓寬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容范圍，按照對(duì)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基本要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為學(xué)生提供一種全新的工程應(yīng)用教學(xué)環(huán)境。如結(jié)合工程實(shí)際，增設(shè)機(jī)、電、控綜合實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用流體傳動(dòng)、電氣控制、PLC、機(jī)械工程測(cè)試、傳感技術(shù)、嵌入式技術(shù)等多門課程的知識(shí)，并會(huì)使用各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器。
3）完善機(jī)械工程研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，加強(qiáng)理論研究能力的培養(yǎng)。
引入CDIO教育理念后，機(jī)電實(shí)驗(yàn)室不斷完善機(jī)械工程研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為學(xué)生提供充足的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和計(jì)算機(jī)，制定具有綜合性、設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性及研究性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能夠結(jié)合相關(guān)技術(shù)進(jìn)行系列理論研究，開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生探索新的理論知識(shí)，鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、增強(qiáng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，從而培養(yǎng)出具有機(jī)械電子工程領(lǐng)域較強(qiáng)實(shí)踐操作能力及扎實(shí)的理論分析能力的綜合性人才。
2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及考核方式
CDIO教育理念提倡基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)的新型教學(xué)模式，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、職業(yè)道德、學(xué)術(shù)知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力、終生學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、交流能力和大系統(tǒng)掌控能力，從而培養(yǎng)既有過(guò)硬的專業(yè)技能，又有良好的職業(yè)道德的國(guó)際化工程師。為此，機(jī)電實(shí)驗(yàn)室采取以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的教學(xué)方法，發(fā)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理，培養(yǎng)學(xué)生的主人翁精神和意識(shí)；采用多方面、多樣化的綜合考核方式，不僅對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，還要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員進(jìn)行考核，各個(gè)環(huán)節(jié)的考核結(jié)果相互融合，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)生的技術(shù)能力、工程素質(zhì)、交流與溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的全面考核，也能夠提升教師的技術(shù)應(yīng)用能力，提高技能操作水平，積累工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。
2.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校培養(yǎng)人才戰(zhàn)略方案中不可或缺的教學(xué)環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要環(huán)節(jié)，以上從培養(yǎng)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及考核方式等方面論述了機(jī)電實(shí)驗(yàn)室引入CDIO教育理念后所采取的改革措施，下面以機(jī)電一體化專業(yè)核心項(xiàng)目體系的實(shí)施為例，談?wù)剻C(jī)電實(shí)驗(yàn)室引入CDIO教學(xué)模式后的教學(xué)實(shí)踐。該項(xiàng)目以《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》和《機(jī)器人》三門課程為核心設(shè)立，包括兩個(gè)實(shí)施階段，其中在三級(jí)項(xiàng)目階段，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的方式自主完成以嵌入式計(jì)算機(jī)（單片機(jī)）控制系統(tǒng)為核心的機(jī)電一體化產(chǎn)品—智能小車的構(gòu)思－設(shè)計(jì)－制作－調(diào)試運(yùn)行；在二級(jí)項(xiàng)目階段，學(xué)生運(yùn)用四周時(shí)間，進(jìn)行自主創(chuàng)新研發(fā)，自主設(shè)計(jì)集成一個(gè)取料手爪或運(yùn)料的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)車廂，將智能小車升級(jí)成為移動(dòng)式的抓取機(jī)器人和移動(dòng)式搬運(yùn)機(jī)器人，通過(guò)進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制規(guī)劃，控制機(jī)器人完成一系列復(fù)雜的動(dòng)作，如手爪張合、車體回轉(zhuǎn)、智能循跡和避障、協(xié)同作業(yè)等任務(wù)，最終由兩個(gè)機(jī)器人協(xié)作配合完成一次物料的抓取和運(yùn)送任務(wù)。學(xué)生自主完成從方案設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、加工制作到集成調(diào)試的全過(guò)程，最后以分組比賽的方式驗(yàn)收。
3教學(xué)實(shí)施體會(huì)
1.器件與控制部分應(yīng)注重練習(xí)。
電力電子器件及控制部分具有覆蓋面大、定性與定量相結(jié)合的特點(diǎn)，學(xué)好這一部分，就必須將概念的理解與相關(guān)的計(jì)算進(jìn)行練習(xí)，在習(xí)題式的教學(xué)中，不斷提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。研究生階段，各高校幾乎很少帶領(lǐng)學(xué)生做與課程相關(guān)的習(xí)題，多數(shù)學(xué)生也只有在考試的時(shí)候才有機(jī)會(huì)在試卷中解答一些問(wèn)題，雖說(shuō)現(xiàn)在不提倡傳統(tǒng)針對(duì)考試的題海戰(zhàn)術(shù)，但是平時(shí)適當(dāng)做一些典型的練習(xí)還是有必要的，電力電子器件種類多、特點(diǎn)各不相同，而控制方法也有很多，甚至與自動(dòng)控制原理等其他學(xué)科相關(guān)聯(lián)，在教學(xué)中適當(dāng)找一些典型例題進(jìn)行講解，可以讓同學(xué)們?cè)诜彪s的知識(shí)中抓住重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行突破，最終掌握這部分知識(shí)要點(diǎn)。
2.學(xué)生自主參與新技術(shù)教學(xué)。
電力電子技術(shù)具有發(fā)展速度快的特點(diǎn)，新的技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，加強(qiáng)電力電子新技術(shù)的教學(xué)可以擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面，掌握電力電子技術(shù)發(fā)展新方向。這一部分的特點(diǎn)是沒(méi)有定量計(jì)算、難度不大、但對(duì)于資料的收集工作量比較大，根據(jù)這些特點(diǎn)，在教學(xué)中，可以將這部分安排給每個(gè)學(xué)生進(jìn)行講解，在講解前每個(gè)同學(xué)查找相關(guān)資料，然后對(duì)資料進(jìn)行分類總結(jié)，加入自己的理解，在講解過(guò)程中既可以使用多媒體也可使用板書的形式，講解后學(xué)生之間可以相互提出問(wèn)題，相互討論，形成良好的研究氛圍。在這種學(xué)生自主教學(xué)的過(guò)程中，既提高了學(xué)生查找資料的能力，也能提高學(xué)生的概括的創(chuàng)新能力，還為研究生畢業(yè)學(xué)術(shù)論文的撰寫提供了相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)進(jìn)行分類
電力電子技術(shù)是一個(gè)應(yīng)用性很強(qiáng)的一門學(xué)科，在理論教學(xué)的同時(shí)一定要有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來(lái)配合和補(bǔ)充，開設(shè)實(shí)驗(yàn)課是對(duì)理論課的延伸和補(bǔ)充，更能夠突出應(yīng)用型學(xué)科的特色。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，應(yīng)分為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)習(xí)三個(gè)部分進(jìn)行教學(xué)。
1.驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)應(yīng)緊密結(jié)合課本。
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是對(duì)已經(jīng)有的理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，與學(xué)生的理論教學(xué)緊密銜接，通過(guò)書上的理論來(lái)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的操作，同時(shí)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果又可以加深學(xué)生對(duì)于書本理論的深度理解。在理論課程之后，應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程相跟進(jìn)，在實(shí)驗(yàn)開始前，老師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)課本知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行回顧，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)步驟，同學(xué)們按照實(shí)驗(yàn)要求完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作，并能夠運(yùn)用書本上的知識(shí)來(lái)解釋實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式進(jìn)行總結(jié)，得出驗(yàn)證性的結(jié)論。
2.鼓勵(lì)開展探究性試驗(yàn)。
電力電子技術(shù)是一門正在快速發(fā)展的學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主探究，通過(guò)對(duì)已有知識(shí)的學(xué)習(xí)讓學(xué)生們充分發(fā)揮想象力，制作一些相關(guān)的小制作、小發(fā)明，在探究性試驗(yàn)的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生根據(jù)自己掌握的知識(shí)，結(jié)合當(dāng)今電力電子發(fā)展的前沿技術(shù)，加上自己的想象力和創(chuàng)造力，獨(dú)立設(shè)計(jì)出屬于自己的電子作品，而在探究的過(guò)程中難免會(huì)遇到一些問(wèn)題，這時(shí)老師應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)指導(dǎo)，給出一些方案，讓學(xué)生自主解決實(shí)際問(wèn)題。平時(shí)盡可能地開放實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生增加動(dòng)手操作機(jī)會(huì)。此外還應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”等科技比賽，增加在創(chuàng)新方面的交流合作，從而學(xué)會(huì)更多解決問(wèn)題的新方法。
3.拓展實(shí)習(xí)應(yīng)突出實(shí)際應(yīng)用。
在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)節(jié)之外，對(duì)于電力電子技術(shù)這種應(yīng)用型很強(qiáng)的學(xué)科，應(yīng)適當(dāng)組織學(xué)生到某個(gè)單位進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)的目的是為了應(yīng)用，當(dāng)今電力電子技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了許多領(lǐng)域之中，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以聯(lián)系某個(gè)具體單位進(jìn)行參觀，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，讓學(xué)生們更加具體地了解電力電子技術(shù)的應(yīng)用。除了參觀之外，也可由老師或者學(xué)生找一些與電力電子技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的視頻資料，分享給大家進(jìn)行觀看，也可以起到非常好的效果。實(shí)習(xí)結(jié)束之后，學(xué)生以報(bào)告的形式寫出自己學(xué)到了什么或者是心得體會(huì)。這樣，理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)于理工科的教學(xué)是有很大幫助的。
三、總結(jié)
1.1建設(shè)機(jī)械電子實(shí)驗(yàn)室是高職院校教育發(fā)展的迫切要求。
高職院校培養(yǎng)的人才要求具有較強(qiáng)社會(huì)實(shí)踐能力，因此機(jī)械電子專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該具有將自己在學(xué)校學(xué)習(xí)到理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能的能力，而學(xué)生實(shí)踐技能的提高則需要學(xué)生要經(jīng)過(guò)不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)鍛煉而獲得，因此機(jī)械電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是適應(yīng)高職院校教育發(fā)展的迫切要求。
1.2建設(shè)機(jī)械電子實(shí)驗(yàn)室是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的有效手段。
產(chǎn)學(xué)研是高職教育發(fā)展的一大特色，通過(guò)高職院校與相關(guān)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)的結(jié)合、借助各自的資源優(yōu)勢(shì)，形成具有科學(xué)研究、人才教育培養(yǎng)以及產(chǎn)品生產(chǎn)一體化的系統(tǒng)，而要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研的有效結(jié)合，發(fā)揮他們各自的最大資源優(yōu)勢(shì)，需要借助某種中介，為他們的結(jié)合提供實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)所，而實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)則滿足了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合實(shí)現(xiàn)的手段。
2機(jī)械電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)存在的問(wèn)題
雖然近幾年高職院校意識(shí)到建設(shè)具有產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的實(shí)驗(yàn)室的重要性，并且也在積極地建設(shè)機(jī)械電子實(shí)驗(yàn)室，但是產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)還是存在著一些方面的不足：
2.1實(shí)驗(yàn)室的配套資源不能滿足教學(xué)和科研的需要。
目前高職院校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)無(wú)論是在軟件配置上還是硬件設(shè)備上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)學(xué)研結(jié)合下的機(jī)械電子教學(xué)和科研的需要，一是高職院校受到資金和場(chǎng)地的限制，高職院校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)面積較小，實(shí)驗(yàn)器材的科學(xué)技術(shù)含量不高，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)也只是簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，而不能滿足師生的創(chuàng)新科研實(shí)驗(yàn)需要；二是高職院校的教師能力不足，高職院校的教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，他們只是對(duì)學(xué)生進(jìn)行一些重復(fù)性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，而不能對(duì)學(xué)生進(jìn)行具有創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
2.2創(chuàng)新型、綜合型實(shí)驗(yàn)的挖掘不夠。
產(chǎn)學(xué)研結(jié)合要求高職院校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要積極開展具有創(chuàng)新型、綜合型的實(shí)驗(yàn)，但是實(shí)際情況卻是高職院校的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大部分集中在本專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)驗(yàn)，而缺乏其它學(xué)科知識(shí)的實(shí)驗(yàn)鍛煉，這樣的單一實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ讲荒苓m應(yīng)具有產(chǎn)學(xué)研模式的高職教育發(fā)展，同時(shí)機(jī)械電子專業(yè)的技術(shù)更新速度非?？?，而高職院校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)又缺乏前瞻性，結(jié)果導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)完成后就已經(jīng)落后于社會(huì)電子機(jī)械技術(shù)的發(fā)展。
2.3機(jī)械電子實(shí)驗(yàn)室的制度不健全。
產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該具有一個(gè)寬松的實(shí)驗(yàn)鍛煉制度氛圍，師生可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行各種創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，但是目前高職院校的實(shí)驗(yàn)室的各種制度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較繁瑣，尤其是實(shí)驗(yàn)室的使用制度過(guò)于嚴(yán)格，不利于學(xué)生的使用，限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力的發(fā)揮，使得實(shí)驗(yàn)室的學(xué)術(shù)氛圍不濃厚，影響了產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合效果。
3提高產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的機(jī)械電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)創(chuàng)新的對(duì)策
3.1以競(jìng)賽為契機(jī)進(jìn)行機(jī)械電子實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新實(shí)踐建設(shè)。
競(jìng)賽是以教學(xué)活動(dòng)為基本并且注重學(xué)科前沿技術(shù)，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和協(xié)作精神的群體性科技競(jìng)技活動(dòng)，目前針對(duì)大學(xué)生開展的各種競(jìng)技比賽非常多，比如全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽以及各個(gè)地方舉辦的大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)大賽等，大賽命題是專家、學(xué)者經(jīng)過(guò)多方面的論證而確定的，因此大賽的命題具有一定的學(xué)科前瞻性，學(xué)生通過(guò)參加各種競(jìng)技比賽可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，而學(xué)生進(jìn)行的各種實(shí)驗(yàn)又為實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新建設(shè)提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
3.2加強(qiáng)機(jī)械電子實(shí)驗(yàn)室資料電子文檔建設(shè)。
學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以獲得比較理想的科研結(jié)果，但是由于學(xué)生的科研報(bào)告撰寫不規(guī)范，使得學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能與其它實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行比較，分析原因主要就是實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)資料比較缺乏，學(xué)生不能獲得足夠的資料，同時(shí)紙質(zhì)的資料又由于查找困難，影響學(xué)生查找的積極性，因此產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的機(jī)械電子實(shí)驗(yàn)室要加強(qiáng)對(duì)電子文檔的建設(shè)，一是要與高職院校的圖書館建立電子網(wǎng)絡(luò)對(duì)接；二是高職教師要廣泛收集機(jī)械電子專業(yè)的資料，并將其轉(zhuǎn)化為電子文檔。
3.3建立健全創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室管理制度。
首先將模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)體現(xiàn)在三個(gè)方面：課堂理論教學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)輔助教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)。其次，模擬電子技術(shù)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)踐應(yīng)用則貫穿于大二（下）到四年級(jí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，如大二的電子技術(shù)基本技能訓(xùn)練、模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，大三的綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)等。其三，除了這些必修科目以外，在一些選修類項(xiàng)目，如大學(xué)生科技創(chuàng)新、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、社團(tuán)組織中也體現(xiàn)了模擬電子技術(shù)知識(shí)的運(yùn)用。通過(guò)培養(yǎng)方案的調(diào)整，可以行之有效的保證學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間不斷學(xué)習(xí)、實(shí)踐模擬電子的相關(guān)知識(shí)，將學(xué)以致用的理念貫穿于整個(gè)在校學(xué)習(xí)期間，使學(xué)生在反復(fù)學(xué)習(xí)實(shí)踐中不斷拓展知識(shí)的深度和廣度，具有分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的工程實(shí)踐能力。
二、改革探索更加有效的教學(xué)模式
（一）教學(xué)手段不斷改革
為了改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，提高教學(xué)效果，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供有力支持，近年來(lái)，我們?cè)诮虒W(xué)手段的不斷改進(jìn)方面做了有益的嘗試。
第一，引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。在教學(xué)中引入仿真技術(shù)，有效的改進(jìn)了教學(xué)效果，增強(qiáng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。首先，站在教師的角度，仿真技術(shù)的使用，使教師在原有電子課件的基礎(chǔ)上，加入了對(duì)實(shí)際電路的分析過(guò)程，使得教學(xué)生動(dòng)直觀，加深學(xué)生對(duì)概念和規(guī)律的理解和掌握。通過(guò)仿真軟件，不僅可以幫助學(xué)生理解一些抽象概念，并且可以使其深刻理解在電路中，各元件參數(shù)對(duì)電路的影響。其次，從學(xué)生的角度看，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與模擬電子技術(shù)教學(xué)內(nèi)容有效結(jié)合，使學(xué)生通過(guò)仿真直觀的了解本課程研究中所能解決的實(shí)際問(wèn)題，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與參與探索的求知欲。如在學(xué)習(xí)完相關(guān)理論后，引導(dǎo)學(xué)生利用仿真軟件自行設(shè)計(jì)波形信號(hào)發(fā)生器、多路輸出的直流穩(wěn)壓電源、心電圖信號(hào)放大器、低頻功率放大器、光電報(bào)警器等。學(xué)生通過(guò)這樣一些模擬電路的實(shí)際應(yīng)用，了解了課程的作用，明確了學(xué)習(xí)目標(biāo)，產(chǎn)生了好奇心，激發(fā)了學(xué)習(xí)動(dòng)力。在教學(xué)中引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，使學(xué)生在教師的引導(dǎo)下帶著問(wèn)題進(jìn)行自發(fā)學(xué)習(xí)，使整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程始終處于探索研究、再探索研究到最終驗(yàn)證的良性循環(huán)過(guò)程。
第二，開放實(shí)驗(yàn)室，提供探究和創(chuàng)新的良好環(huán)境。模擬電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)，并且面向工程的課程，基本的應(yīng)用電路在掌握了基本理論后，都需要實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論發(fā)現(xiàn)問(wèn)題結(jié)合理論修正問(wèn)題再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)這樣一個(gè)螺旋式過(guò)程，學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的深度和廣度均不斷拓展。同時(shí)，也讓學(xué)生深刻體會(huì)到了實(shí)踐和理論的差異，在實(shí)踐中切實(shí)鍛煉了學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力。院系面向電子信息類學(xué)生開放電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供了理論聯(lián)系實(shí)踐的場(chǎng)所，更為學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)提供了不可取代的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，是培養(yǎng)學(xué)生探究未知能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的必要途徑。
除集中實(shí)驗(yàn)外，課后及其他學(xué)期學(xué)生根據(jù)自己的興趣及時(shí)間安排，自行登記到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究。電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室安排值班教師為實(shí)驗(yàn)學(xué)生答疑，幫助學(xué)生探究和創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)室的開放，滿足了不同層次學(xué)生培養(yǎng)實(shí)踐能力的要求，體現(xiàn)了因人而異、因材施教的教育理念。第三，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。模擬電子技術(shù)課程為校級(jí)精品課程，目前在建校級(jí)資源共享課程?，F(xiàn)有的精品課程網(wǎng)站，為學(xué)生的課外學(xué)習(xí)提供了一個(gè)高效的研究型學(xué)習(xí)平臺(tái)。精品課程網(wǎng)站提供了豐富的和教學(xué)相關(guān)的資訊。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和愛(ài)好，進(jìn)行探索式研究式自主學(xué)習(xí)。這樣的學(xué)習(xí)模式不受空間和時(shí)間的制約，延伸了學(xué)生獲取知識(shí)的途徑，不僅使得學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更加便捷，而且學(xué)習(xí)起來(lái)更加自主、高效，更重要的是在學(xué)生能力培養(yǎng)方面起到了不可或缺的作用。
（二）教學(xué)方法不斷改進(jìn)
教學(xué)是一個(gè)獲取知識(shí)、啟迪思想、激發(fā)潛能、培養(yǎng)能力的過(guò)程，它需要教師根據(jù)自己的教學(xué)能力設(shè)計(jì)一種教學(xué)策略，通過(guò)優(yōu)化的教學(xué)手段和教學(xué)方法，在課堂上將教學(xué)內(nèi)容精彩而生動(dòng)地展示給學(xué)生，并且在課后進(jìn)一步挖掘?qū)W生自主學(xué)習(xí)的潛力。在培養(yǎng)應(yīng)用型人才思想指導(dǎo)下，我們不斷在教學(xué)方法上進(jìn)行探索和改進(jìn)，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力。
1.采用啟發(fā)探索式教學(xué)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。
采用啟發(fā)探索式教學(xué)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師在教學(xué)中主要承擔(dān)主導(dǎo)作用。在對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，在保證基本概念的基礎(chǔ)上部分重點(diǎn)采用案例式教學(xué)，通過(guò)分析實(shí)際電路，引入知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)課堂討論、仿真軟件演示、習(xí)題研究等環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生由被動(dòng)的接受知識(shí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)的探索知識(shí)，充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體作用。教師在完成一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或一個(gè)章節(jié)的教學(xué)后，布置兩到三個(gè)綜合性的問(wèn)題，讓學(xué)生自由分組形成課題組。利用課余時(shí)間自行通過(guò)查閱資料完成題目的分析、方案選擇、電路仿真設(shè)計(jì)、結(jié)果分析，并制作出一份多媒體課件及電子文檔說(shuō)明原理、分析過(guò)程、重難點(diǎn)及注意事項(xiàng)，由課題組選派一名同學(xué)在課堂上進(jìn)行講解，并且接受老師和同學(xué)的提問(wèn)，進(jìn)行討論。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不僅從中領(lǐng)會(huì)自學(xué)的思路，學(xué)會(huì)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，而且還培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和科技論文的寫作能力。還有一點(diǎn)也是很重要的，即講解之后還要接受老師和同學(xué)的提問(wèn)，進(jìn)行討論。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，不僅可以查漏補(bǔ)缺，檢查出學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)加以彌補(bǔ)，而且也可以有效的促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)，教師可以根據(jù)討論中學(xué)生反映出的興趣點(diǎn)對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。最后，在教與學(xué)的位置互換中，學(xué)生親身體驗(yàn)了“教”，這有助于加強(qiáng)師生之間的互相理解。
2.鼓勵(lì)支持學(xué)生自主學(xué)習(xí)，拓展知識(shí)廣度與深度。
課堂教學(xué)無(wú)論在時(shí)間和內(nèi)容上都是有限的，除了課堂教學(xué)，課后可供學(xué)生自主支配的時(shí)間很多。引導(dǎo)學(xué)生利用好課余時(shí)間，是提高學(xué)習(xí)質(zhì)量的一個(gè)有效工具。如在初期給出參考書目，讓學(xué)生閱讀，撰寫讀書報(bào)告；給出優(yōu)秀的模擬電子技術(shù)學(xué)習(xí)網(wǎng)站或電子論壇，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)；訂好答疑時(shí)間，定期解答學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題；鼓勵(lì)學(xué)生參加專業(yè)社團(tuán)及校省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目；在學(xué)生自愿報(bào)名的基礎(chǔ)上，優(yōu)選學(xué)生參與省及國(guó)家的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和智能車大賽；鼓勵(lì)和幫助學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文等。參與以上活動(dòng)的優(yōu)秀學(xué)生，根據(jù)培養(yǎng)方案中規(guī)定，均獎(jiǎng)勵(lì)相應(yīng)的學(xué)分，旨在鼓勵(lì)和培養(yǎng)學(xué)生的研究創(chuàng)新能力。通過(guò)近幾年的實(shí)踐，反映出學(xué)生普遍對(duì)面向?qū)嶋H、有挑戰(zhàn)性的課題比較感興趣。而興趣是促進(jìn)學(xué)習(xí)的強(qiáng)大動(dòng)力，在強(qiáng)大的興趣驅(qū)動(dòng)下，在團(tuán)隊(duì)精神的鼓舞下，學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到了迅速的提高。近年來(lái)，電信專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、智能車大賽中均獲得省級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)。
（三）重組優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，充分發(fā)揮課堂教學(xué)的效果
在課時(shí)壓縮的客觀條件下，教學(xué)內(nèi)容必須進(jìn)行優(yōu)化重組。教學(xué)內(nèi)容在保證本課程基礎(chǔ)及關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)完整的前提下進(jìn)行了合適的優(yōu)選。在電子教案中增加了本學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)前沿和新科技成果的應(yīng)用介紹，在不多占用課時(shí)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了知識(shí)的廣度，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)指引了方向。
1.1利于工業(yè)生產(chǎn)的更新?lián)Q代
電力電子技術(shù)的應(yīng)用能夠讓我國(guó)的民用電力設(shè)備效果得到大幅度的提升，讓我國(guó)人民的用電質(zhì)量感受到明顯的變化。如今是一個(gè)科技化的時(shí)代，所以針對(duì)一些用電量較大的工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，電力電子技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)有助于其改造傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)工藝，讓企業(yè)能夠?qū)⒐ぷ餍实玫竭M(jìn)一步的提升，并且穩(wěn)步的邁向機(jī)電一體化的隊(duì)伍當(dāng)中。
1.2智能化發(fā)展
我國(guó)的電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)相對(duì)成熟的階段，而國(guó)家的相關(guān)科研單位也開始著手在其中加入更為高端的科技手段。這種做法不僅有利于電力系統(tǒng)的向前發(fā)展，同時(shí)還會(huì)增加電力電子技術(shù)的使用范圍，讓其更加的智能化與人性化。
1.3電力電子技術(shù)的高頻化
伴隨著電力電子技術(shù)的廣泛使用，為了讓其能夠更好的為我國(guó)的電力系統(tǒng)服務(wù)，已經(jīng)開始逐漸的對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)手段進(jìn)行了突破，將運(yùn)行系統(tǒng)不斷的高頻化。這樣不但節(jié)約了企業(yè)的設(shè)備占地面積，同時(shí)還從很大程度上提升了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
2電力電子技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1在發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用
發(fā)電系統(tǒng)是整個(gè)國(guó)家電網(wǎng)中的重中之重，那么電力電子技術(shù)在這個(gè)系統(tǒng)中的應(yīng)用也將起到至關(guān)重要的作用。其主要的功能為改善發(fā)電設(shè)備的運(yùn)用效率以及調(diào)節(jié)運(yùn)行系統(tǒng)中的功能效率等，其中包括發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的控制、恒頻、以及水泵的調(diào)速等等。電力電子技術(shù)主要應(yīng)用的是晶閘管在勵(lì)磁中的價(jià)格、性能、結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢(shì)，從而保證其能夠更完美的應(yīng)用與電力系統(tǒng)當(dāng)中。除此之外，在風(fēng)力以及水力發(fā)電機(jī)的操控當(dāng)中，電力電子技術(shù)主要依靠的是變頻電源來(lái)掌控轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的轉(zhuǎn)換頻率，以保證電力能源能夠發(fā)揮出最大的有效使用功效。在我國(guó)的各大企業(yè)中，能夠制造高壓力變頻器的實(shí)屬鳳毛麟角，所以電力電子技術(shù)將有效的填補(bǔ)這一部分的空白。
2.2在輸電系統(tǒng)中的應(yīng)用
電力電子技術(shù)在我國(guó)電網(wǎng)的輸電系統(tǒng)中主要應(yīng)用的是柔流輸電技術(shù)，這種技術(shù)能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)中的電壓、功率、相位角進(jìn)行有效的控制與調(diào)節(jié)。在電力能源進(jìn)行輸送的過(guò)程當(dāng)中，難免會(huì)出現(xiàn)不同程度上的消耗，而這種技術(shù)的應(yīng)用將從很大程度上將其輸電能力的穩(wěn)定性進(jìn)行改善。針對(duì)我國(guó)電網(wǎng)目前的情況來(lái)看，如果采取遠(yuǎn)距離高壓直流輸電的話將會(huì)相比交流輸電降低很大一部分的損耗，因?yàn)橹绷鬏旊妼⒈苊怆娍箟航档膯?wèn)題，并且還會(huì)降低電纜網(wǎng)線等設(shè)備的投入資金，這樣不僅能夠解決穩(wěn)定性差的問(wèn)題，同時(shí)還會(huì)緩解企業(yè)的經(jīng)濟(jì)壓力。
2.3在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用
在配電系統(tǒng)中最為重要的就是提高電力能源的質(zhì)量和供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而這兩項(xiàng)是否能夠過(guò)關(guān)將取決與電壓、不對(duì)稱度以及頻率等相關(guān)因素的質(zhì)量能不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。而電力電子技術(shù)在國(guó)外的一些大企業(yè)當(dāng)中也取得了比較成功的成績(jī)，并且也為企業(yè)帶去了相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)收益。電力電子技術(shù)可簡(jiǎn)稱為DFACTS技術(shù)，在配電系統(tǒng)的應(yīng)用中可以被理解為是一種控制單利能源質(zhì)量的新型技術(shù)。與此同時(shí)，由于DFACTS設(shè)備同F(xiàn)ACTS設(shè)備的功能與使用方法大致相同，所以DFACTS的設(shè)備也可以被理解為是FACTS的濃縮版本。
2.4在節(jié)能環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
節(jié)約電能大致包括兩個(gè)方面：電動(dòng)機(jī)的節(jié)電潛力和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速節(jié)電技術(shù)，這兩中節(jié)能方法有效的相結(jié)合才能夠形成一個(gè)比較完善的節(jié)能體系。就我國(guó)目前的形式來(lái)看，交流調(diào)速技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了礦山以及煉金等重金屬行業(yè)中，而在國(guó)外較發(fā)達(dá)的國(guó)家中，在水泵以及風(fēng)機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行中也都相繼的應(yīng)用了交流調(diào)速技術(shù)。
3結(jié)語(yǔ)
