航空機電工程論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇航空機電工程論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關鍵詞：電氣工程；應用型人才；課程體系；實踐教學

作者簡介：黃文力（1974-），男，河南孟州人，鄭州航空工業(yè)管理學院機電工程學院，副教授；何琳琳（1972-），女，河南鄭州人，鄭州航空工業(yè)管理學院機電工程學院，副教授。（河南 鄭州 450015）

基金項目：本文系河南省教育廳科技攻關計劃項目（項目編號：2010B470010）的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）08-0005-03

近年來，由于隸屬機制由原中國航空工業(yè)總公司轉變?yōu)橹醒肱c地方共建、日常管理以河南省為主，同時學生的就業(yè)形勢也由定向培養(yǎng)轉變?yōu)殡p向選擇、自主擇業(yè)，因此為適應新形勢發(fā)展要求，鄭州航空工業(yè)管理學院改變過去單一管理類的專業(yè)設置，調整設立了“管工結合、文理并重、管理學科優(yōu)勢明顯、多學科協(xié)調發(fā)展”的辦學方針，大力發(fā)展工科專業(yè)。于2001年籌建了電氣工程及其自動化專業(yè)，其后根據河南省區(qū)域經濟發(fā)展的特點，對電氣工程及其自動化專業(yè)進一步細分，于2008年新設置了自動化專業(yè)，從而引起了對電氣專業(yè)原有的專業(yè)特色、人才定位、課程設置等一系列新的思考。本文主要介紹鄭州航空工業(yè)管理學院電氣工程及其自動化專業(yè)發(fā)展的特點，討論相應課程體系的建設，及突出實踐教學環(huán)節(jié)對本專業(yè)工程應用型人才的培養(yǎng)。

一、應用型人才培養(yǎng)的定位

1.電氣工程及其自動化專業(yè)的特點

電氣工程及其自動化專業(yè)是1998年教育部在高等學校專業(yè)目錄調整時，把原來的“電力系統(tǒng)及其自動化”、“電機電器及其控制”、“高電壓與絕緣技術”及“電氣技術”四個強電類專業(yè)合并而成的專業(yè)，是新專業(yè)目錄中合并調整原有專業(yè)最多的新專業(yè)之一。[1]新專業(yè)的建設遵循“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的原則，改變了過去專業(yè)設置過多、過細的做法，強調本科階段對專業(yè)基礎知識的掌握，具有強電與弱電、電工技術與電子技術、軟件與硬件、元件與系統(tǒng)相結合的特點。由上述的發(fā)展可以看出，電氣工程及其自動化專業(yè)應該是一個以強電為主、強弱電相結合的專業(yè)，應該體現(xiàn)以“強電為體、弱電為用”的理念，培養(yǎng)的學生既要懂強電又要懂弱電，既搞硬件也搞軟件，既掌握電氣技術的專業(yè)知識，亦了解計算機與電子技術的應用。[2]

鄭州航空工業(yè)管理學院電氣工程及其自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)德智體全面發(fā)展的，適應社會主義市場經濟需要的，具有良好的文化科學素質及電氣工程專業(yè)知識和應用能力的，能夠從事與電氣工程有關的系統(tǒng)運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研究開發(fā)、經濟管理以及電子與計算機應用等領域工作的寬口徑、創(chuàng)新型、復合型高級工程技術人才。該專業(yè)的學生由于受到電工、電子、信息控制及計算機等技術的基礎訓練，既具有電氣工程方面的專業(yè)知識，又具有自動化與計算機方面的基礎知識，使其在今后的就業(yè)中具有較大的優(yōu)勢。

2.電氣工程及其自動化專業(yè)面臨的發(fā)展機遇

我國電力工業(yè)經過多年的快速發(fā)展，現(xiàn)今無論是發(fā)電裝機總量還是年發(fā)電量在世界上均居第二位，僅次于美國，但人均裝機量與人均年發(fā)電量都遠遠落后，仍有很大的發(fā)展空間。電力工業(yè)的“十一五”發(fā)展規(guī)劃提出了特高壓的發(fā)展戰(zhàn)略，并且提出構建智能型堅強電網的概念與目標，為電力工業(yè)、電氣設備制造業(yè)及相關的機械、材料工業(yè)提供了無限的發(fā)展?jié)摿Α3]

河南省在第十一個五年發(fā)展規(guī)劃中指出：“加強電網建設，增強電力輸送能力。加快計算機技術、自動化技術和信息技術的推廣應用，提高城網的自動化水平”與“重點發(fā)展高壓超高壓輸變電成套設備，電站輔機以及中高端電工專用設備，風能、低溫余熱發(fā)電設備”。現(xiàn)如今，發(fā)展循環(huán)、低碳經濟，建設環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會成為經濟社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標，電力工業(yè)必將在其中扮演更重要的角色。

事實表明，高質量的電能供應是中國社會現(xiàn)代化建設的重要保障，也是河南區(qū)域經濟快速發(fā)展的基礎條件，需要有大量合格的電氣工程師，而這正是電氣工程及其自動化專業(yè)的根本使命與發(fā)展前景。因此，鄭州航空工業(yè)管理學院電氣專業(yè)緊密跟蹤我國電力工業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，結合地區(qū)經濟發(fā)展的特點，及時調整專業(yè)的辦學方向，力爭辦出專業(yè)特色，培養(yǎng)出更多的電氣工程技術專門人才。

3.電氣工程及其自動化專業(yè)的現(xiàn)狀

鄭州航空工業(yè)管理學院是一所按二本招生的普通本科院校，是面向地方經濟和航空工業(yè)生產第一線，培養(yǎng)輸出復合型應用人才的重要基地。電氣工程及其自動化專業(yè)于2001年籌建，根據電力工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與區(qū)域經濟特點，提出了電氣工程及其自動化專業(yè)的應用型人才培養(yǎng)目標，并且結合鄭州航空工業(yè)管理學院工科發(fā)展的水平及電氣工程及其自動化專業(yè)的師資力量，編制了偏于電機電器及其控制的課程體系。電氣工程及其自動化專業(yè)經過數年的建設，并且與21世紀電力工業(yè)的迅猛發(fā)展相適應，于2008年對原有的電氣工程及其自動化專業(yè)進行了細分，新設置了自動化專業(yè)，并且該專業(yè)在師資方面也有了較大的進步，這些都促進了電氣工程及其自動化專業(yè)強電本色的回歸，推動了對相應課程體系及專業(yè)定位的思考。

雖然近幾年鄭州航空工業(yè)管理學院電氣工程及其自動化專業(yè)有了較大的發(fā)展，但是專業(yè)基礎與兄弟院校相比還很薄弱，實驗條件與師資力量還很有限，仍然處于快速發(fā)展時期，總體仍處于較低水平。因此，目前的電氣工程及其自動化專業(yè)仍需且必須定位于工程應用型人才的培養(yǎng)，學生畢業(yè)以后可以到電廠、電力設計單位、電氣制造企業(yè)及各工礦企業(yè)從事與電氣相關的設計、運行、管理等工作。

4.應用型人才的特點與培養(yǎng)

應用型人才的特點是學科基礎知識扎實，實踐能力與創(chuàng)新意識強，除了具有較好的科學素養(yǎng)外，還具有良好的工程素養(yǎng)，具備解決工程實際問題的能力，畢業(yè)以后主要在生產第一線從事運行與管理等工作。應用型人才首先是一種創(chuàng)新人才，具有把理論知識和技術轉化為實踐生產力的創(chuàng)新能力；其次也是一種復合型人才，因為應用型人才的工作是以解決實際問題為根本，而要解決一個實際問題往往不能僅靠一種專業(yè)知識，實踐的創(chuàng)新多出現(xiàn)在學科邊緣或者各學科的交叉處，因此應用型人才也是一種復合型創(chuàng)新人才。[4]

對應用型人才的培養(yǎng)，不是簡單地增減幾門課就能做到的，構建科學的課程體系是培養(yǎng)合格應用型人才的基礎。如何建立以強電課程為主，滲透電子技術、信息技術與計算機技術的電氣工程及其自動化專業(yè)的課程體系，是一項系統(tǒng)性的工程，需要透徹理解相關的課程及經受實踐的檢驗。

二、課程體系的建設

在電氣專業(yè)新課程體系的設置上著重突出“以強電為主，弱電為輔，強弱電、軟硬件、電氣控制與信息技術相結合”的專業(yè)特色，主要依據四個基本原則：一是突出強電特色，并且結合電力發(fā)展前景與現(xiàn)有師資力量，設置了電力系統(tǒng)及其自動化與電機電器及其控制兩個專業(yè)方向的課程模塊；二是緊密結合自動化技術在電氣工程領域的應用，保持電子與計算機技術相關課程教學四年不斷線；三是強化本專業(yè)應用型人才培養(yǎng)的特色，保持實踐教學環(huán)節(jié)四年不斷線；四是激勵學生的個性化發(fā)展，結合學生就業(yè)需要，注重課程安排的科學性與系統(tǒng)性。

新課程體系的主要特點是適應鄭州航空工業(yè)管理學院原電氣工程及其自動化專業(yè)細分為電氣工程及其自動化專業(yè)與自動化專業(yè)的發(fā)展需要，突出了電氣工程及其自動化專業(yè)的強電特色，根據“厚基礎、寬口徑、重實踐、強應用”的應用型人才培養(yǎng)模式而設置。

1.課程體系的改革

鄭州航空工業(yè)管理學院原電氣專業(yè)結合了電氣工程及其自動化與自動化兩個專業(yè)的內容，專業(yè)的特點為“強弱結合、適當偏弱”；新電氣專業(yè)的特點轉變?yōu)椤皬娙踅Y合、強電為主”，專業(yè)課程的口徑相對變窄。新電氣專業(yè)的課程設置不再是電氣專業(yè)與自動化專業(yè)的區(qū)分，而是電氣專業(yè)內電力系統(tǒng)及其自動化與電機電器及其控制兩個方向的設立。由此考慮把原來的學科基礎課—專業(yè)基礎課—專業(yè)選修課—跨專業(yè)選修課—實踐環(huán)節(jié)的課程體系改為更符合新電氣專業(yè)特點的一級學科基礎課—二級學科選修課—跨二級學科選修課—跨專業(yè)選修課—實踐環(huán)節(jié)的課程體系，如表1所示。新的課程體系保證了學生的理論教學在滿足基本學分的前提下，能夠小于2500學時，同時優(yōu)化了課程內容，擴大了選修課程范圍，擴展了學生的知識面，激勵了學生的個性化發(fā)展。

表1 電氣工程及其自動化專業(yè)新的課程體系

課程類型 課程名稱

一級學科

基礎課 自動控制原理（雙語）、模擬電子技術、數字電子技術、電路（雙語）、電磁場、微機原理與接口技術、復變函數與積分變換、電機學、電力系統(tǒng)分析、電力電子變流技術、信號分析與處理、專業(yè)技術講座

二級學科

限選課 電力系統(tǒng)自動化、電力系統(tǒng)繼電保護、電力系統(tǒng)遠動及調度自動化、發(fā)電廠電氣部分

電機設計及優(yōu)化、電機與拖動基礎、電力拖動自動控制系統(tǒng)、電器學

跨二級學科

選修課 高電壓技術、發(fā)電廠動力部分、供配電技術、電力市場基礎、電力系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINK仿真與應用；檢測技術及儀表、傳感器應用技術、樓宇自動化系統(tǒng)、微特電機、交直流調速系統(tǒng)與MATLAB仿真；單片機原理及應用、DSP原理及應用、電氣與PLC控制技術；機械制圖CAD技術、軟件技術基礎（雙語）、可視化程序、EDA技術（雙語）、工業(yè)組態(tài)技術；科技論文寫作

跨專業(yè)

選修課 管理學、市場營銷學；音樂欣賞、美術鑒賞；機械設計基礎、計算機網絡（雙語）

實踐教學

環(huán)節(jié) 金工實習、專業(yè)實習、專業(yè)調查、認識實習、軍事訓練、社會調查、公益勞動、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計；單片機課程設計（選）、PLC課程設計（選）、電力系統(tǒng)繼電保護課程設計（選）、發(fā)電廠電氣部分課程設計（選）、電力拖動課程設計（選）；電氣專業(yè)制作實踐、電力系統(tǒng)分析課程設計、電機學課程設計、電力電子課程設計

2.課程內容的優(yōu)化

新的課程體系在強電專業(yè)“寬口徑”的前提下，突出“厚基礎”的要求，公共基礎課與學科基礎課的學時比例達到總學時的74%。在實現(xiàn)了同一專業(yè)的通識教育課、專業(yè)基礎課完全打通，專業(yè)主干課程也基本相同，而專業(yè)方向的不同只體現(xiàn)在專業(yè)課程中的非主干課程及實踐環(huán)節(jié)的要求的基礎上，[1] 新課程體系既實現(xiàn)了對學生人文社會科學與自然科學知識的培養(yǎng)，又強化了對學生對本專業(yè)基礎知識的要求，同時還突出了不同的專業(yè)方向特色。

新課程體系在課程內容上更加突出強電特色，突出計算機技術與弱電控制技術在本專業(yè)領域內的運用。按照電力系統(tǒng)及其自動化與電機電器及其控制兩個專業(yè)方向，設置了兩個特色顯著的課程模塊作為任選的必修環(huán)節(jié)。另外，按照“拓寬”與“加深”的原則，開設總數達到19門的二級學科選修課，學生可以選修其中的5～7門。按照提高學生綜合素質的要求，設置了跨專業(yè)選修課與全校公共選修課，要求學生在人文社科、經濟管理等方面修習約6門課程。

3.授課時序的調整

按照先基礎后專業(yè)、由淺入深、循序漸進的原則，保持計算機教學、英語教學不斷線，科學分配各門課程的授課時間與學時。

（1）保持計算機教學不斷線。計算機課程按照教學次序包括：“計算機應用基礎”、“C++語言”、“機械制圖CAD技術”、“軟件技術基礎”、“微機原理與接口技術”、“工業(yè)組態(tài)技術”、“電力系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINK仿真與應用”、“單片機原理”、“交直流調速系統(tǒng)與MATLAB仿真”、“EDA技術”、“可視化程序”、“計算機網絡”、“畢業(yè)設計”。

（2）保持英語教學不斷線。建議取消“專業(yè)英語”課程，增開雙語課程教學。用英語（或雙語）教學的相關課程包括：“大學英語”、“電路”、“軟件技術基礎”、“自動控制原理”、“EDA技術”、“計算機網絡”、“畢業(yè)設計”。

（3）科學分配各學期的課時量。如第一、第二學年學生的學習效果較好，可以適當增加基礎課與專業(yè)課的課時量；第四學年學生因社會實踐、找工作、考研等，學習效果下降，此時可以突出計算機與實踐教學環(huán)節(jié)，利用課程的強實用性平抑學生的浮躁心態(tài)，最大限度保證學習效果。

三、加強實踐教學環(huán)節(jié)

實踐教學是高等院校培養(yǎng)工程應用型人才的必備環(huán)節(jié)，是提高人才核心競爭力的決定性要素。各高校電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)的人才水平的高低，取決于實踐教學水平的高低，包括實驗條件的完善、實驗內容的設計及實驗教師的素質。鄭州航空工業(yè)管理學院電氣專業(yè)的實踐環(huán)節(jié)主要由課程實驗、課程設計、生產實習與畢業(yè)設計等組成，組成了一個比較系統(tǒng)、由線到面、由基礎到綜合，分層次、全方位的內容體系。[5]

1.課程實驗與課程設計

課程實驗包括電工電路、電子技術、電力系統(tǒng)繼電保護、電力系統(tǒng)自動化、電力電子技術、電機與拖動、C++語言、單片機原理、電氣PLC原理等。

課程設計是工科專業(yè)實踐教育的重要一環(huán)，是培養(yǎng)大學生獨立思考、信息檢索、相互合作，初步從事科學研究能力的重要途徑。課程設計實踐環(huán)節(jié)主要由核心專業(yè)課程與部分實用性強的專業(yè)課程如“電機設計”、“電力系統(tǒng)分析”、“單片機原理”、發(fā)電廠電氣部分等的課程設計構成。

2.實習基地

實習基地由校內與校外兩部分組成。校內實習基地主要由校辦工廠組成，完成金工實習、電工電子技術、計算機輔助設計等基礎性專業(yè)訓練；校外實習基地主要包括陜西航空電氣有限責任公司、成都飛機制造廠、貴州飛機制造廠等，學生在校外實習基地主要接受現(xiàn)代化企業(yè)的生產教育，培養(yǎng)工程實踐能力。

3.畢業(yè)設計

電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計的課題多來自于工程實踐。題目通常由導師自行擬定，或者來自于導師科研項目的某一模塊，或者來自于導師熟悉的專業(yè)領域，與工程實際結合緊密。針對畢業(yè)設計中存在的問題，如題目陳舊、知識面過窄、實驗條件較差、學生支差應付、成果可操作性不強等問題，現(xiàn)階段可積極采取以下措施：一是加強對教師和學生的管理。對教師尤其是青年教師中期抽查考核，組織討論，詢問學生等；對學生加強考勤，不定期考查，組織中期檢查與預答辯等。二是鼓勵和引導學生在學科知識范圍內自由選題，激勵他們選擇來自于生活實踐、能夠解決實際問題的課題。三是創(chuàng)造條件允許學生到實習或工作單位做設計，聘請企業(yè)中有高級職稱的人員參與畢業(yè)設計的指導工作。

除了以上基本的專業(yè)實踐環(huán)節(jié)之外，還可以積極組織學生參加“挑戰(zhàn)杯”、“電子設計”等全國大賽，鼓勵學生進行科技創(chuàng)新制作，建設專業(yè)的開放型實驗室，積極探索有助于提高學生創(chuàng)新能力、工程實踐能力的教育教學模式。

四、結束語

電力工業(yè)巨大的發(fā)展空間與鄭州航空工業(yè)管理學院辦學方針的轉變，為電氣工程及其自動化專業(yè)提供了良好的發(fā)展機遇。抓住此發(fā)展契機，基于“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的電氣專業(yè)的教育理念，構建了科學有效的課程體系，為今后培養(yǎng)大量合格的應用型電氣技術人才奠定了基礎。對該專業(yè)課程體系的建設與應用型人才的培養(yǎng)過程仍需經受實踐的檢驗。

參考文獻

[1]丁堅勇，向鐵元，張承學.電氣工程及其自動化專業(yè)教學改革之管見[J].中國電力教育，2000，（1）：34-37.

[2]華容.“電氣工程及其自動化”專業(yè)建設和課程設置的思考及探索[J].上海應用技術學院學報，2002，（2）：34-37.

[3]黃文力，張丹.構建和諧電力系統(tǒng)研究[J].鄭州航空工業(yè)管理學院學報，2009，27（3）：53-55.

篇(2)

關鍵詞：教學改革 機電液 綜合設計性實驗

一、引言

教育改革，最重要的就是要從培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力方面找抓手。創(chuàng)新能力是人的本質特征，是人的天賦所能和整體素質的表現(xiàn)，它不僅表現(xiàn)為知識的學習和應用，更重要的是發(fā)現(xiàn)問題，并積極探索的心理取向和善于把握機會的敏銳性及積極改造自己和改造環(huán)境的能力。但目前教材中的實驗大多是驗證性實驗，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力上不能發(fā)揮出應有的作用。作為應用型本科院校培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新精神和科學素質的重要手段，綜合設計與實驗的作用是很重要的。在高校實驗教學中，某些環(huán)節(jié)已不能適應新時期培養(yǎng)目標的要求，例如實驗技術單調，隊伍水平不高，實驗裝備老化單一，實驗類型大部分是驗證性實驗等，同時，現(xiàn)在大部分實驗依托于某一門課程，在多課程知識有機結合方面缺乏綜合性，在綜合實踐性教學環(huán)節(jié)缺乏有機組合，在激發(fā)學生自主思考發(fā)面缺乏開發(fā)性等等。為此，對課程設計、現(xiàn)代電氣控制、液壓實驗臺綜合實驗進行了教學改革，通過10多年的試驗，效果很好。[1]

1.以往的工作基礎

機械學院在?？茣r期就開始對現(xiàn)有設備進行改造和課程體系的重組，把液壓與氣壓傳動、現(xiàn)代電氣控制及PLC等課程進行有機結合，開發(fā)了機電液綜合設計與實驗。這樣的教學改革，開始時比較艱難，在1994年那個時期沒有相應的實驗設備，我們老師組合成一個創(chuàng)新團隊，大膽進行嘗試，先從設備改造開始，對機電工程系一臺閑置的老實驗設備進行了改造，完成了第一臺“JDY-Ⅰ機電液綜合實驗臺”， 該實驗臺主要由兩部分組成：液壓拆裝系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，可以完成機電液綜合的一系列實驗項目，并于1995年大膽地開創(chuàng)了綜合性設計性的實驗改革。綜合性、設計性的實驗主要是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力以及提出問題、分析問題、解決問題的能力，對學生工程實踐能力的培養(yǎng)也具有不可替代的作用。之后，我們老師更進一步地把課程設計也融入到綜合實驗中來，形成了早期的“機電液綜合設計與實驗”體系。[2]

2.隨著經濟的發(fā)展和科技的進步，尤其是我校升本以后，原有的實驗設備已不能滿足本科應用型人才培養(yǎng)的需要。為此，我們老師于2006年1月在教務處大力支持下，設備科立項投資7.85萬元，進一步研制了“JDY-Ⅱ機電液綜合多功能實驗臺”， 該實驗臺是集機械、液壓、電控、數控于一體的多功能實驗臺。該實驗臺主要由三部分組成：液壓系統(tǒng)、數控系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)。該實驗臺主要有拆裝式液壓實驗臺、PLC、軟啟動器、數控工作臺等，其中PLC可以接現(xiàn)場總線，與計算機端口相接，軟啟動器具有在線控制功能，具有多種限制啟動和限制停止的方式。“JDY-Ⅱ機電液綜合多功能實驗臺”可以完成的實驗項目如下表所示。

3. 隨著辦學規(guī)模的不斷擴大，學生數不斷增加。為了教學改革的不斷深化，我們老師又在2009年3月，在學校設備科的支持下，自制了第三套“JDY-Ⅲ 機電液綜合多功能實驗臺“，該實驗臺是集液壓、電控于一體的綜合實驗臺，實驗臺主要由兩部分組成：液壓拆裝系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，除了可以完成機電液綜合實驗以外，還可以完成以下實驗項目：

（1） 節(jié)流閥、調速閥負載特性實驗

（2） 電動機正反轉控制電路模擬

（3） 星/三角降壓啟動控制電路模擬

（4） 常規(guī)電器控制液壓回路實驗等實驗項目。

2、項目計劃及實施情況；

為進一步推進機電液綜合設計與實驗改革，在學校的大力支持下，開始進行基于本科應用型人才培養(yǎng)的機電液綜合設計與實驗的改革與實踐，包括：計劃制訂、教學大綱的編寫、實驗指導書等教學基本建設。[3]

（1）、教學計劃

在仔細論證、深入研討的基礎上，我們將機電液綜合設計與實驗的改革成果寫入了2003級本科教學計劃。見下面表2。

（2）、實驗指導書（教材）

為了能更好的開展教學改革，實施初期，我們編寫了“機電液綜合設計與實驗”的實驗指導書，經過實際使用，發(fā)現(xiàn)并糾正了若干不合理的地方，并進行了必要地修正，逐步達到了預期的效果。2009年，在自編講義的基礎上，由蘇州大學出版社正式出版了《機械制造及自動化基礎實驗》教材，其中，第8章即時關于機械類專業(yè)的6個綜合性設計性實驗項目，而“機電液綜合設計與實驗”就是其中的一個。[4]

2013年3月由北京航空航天出版社正式出版了 《機電液綜合課程設計與實踐》教材，在使用中取得了顯著的效果。

（3）、實驗和課程設計的教學大綱

（略）

3、目前所取得的成效

機電液綜合設計與實驗是一項綜合性、設計性的實踐環(huán)節(jié)，它很好的模擬了工程實際中的一些現(xiàn)實問題，是機械工程及自動化專業(yè)實踐教學體系的重要組成部分。

多年來，我們所做的機電液綜合設計與實驗改革以及實驗設備的改造，在實驗實踐教學中發(fā)揮了重要作用，得到了省教育廳及專家的充分肯定，在教育廳組織的成果評選中多次獲獎。同時，部分教師通過這項改革及設備研制，自身的能力和水平得到進一步提高；部分學生通過畢業(yè)設計的形式也參加了這個項目的研究與實踐，極大地提高了他們的工程實踐能力。[5]

（1）自制設備四項獲江蘇教育廳三等獎

（2）教師發(fā)表關于機電液綜合設計與實驗方面的論文

（3）教師團隊編寫了相應的教材2本，并于2009年，2013年正式出版。

通過教學改革，我們教師團隊發(fā)揮了積極性，同時學生創(chuàng)新能力得到了提高，積極參加大膽地參加各種比賽活動，得到了一定的成績，獲得了肯定。

（1） 2010年，老師帶領同學參加“國家制造業(yè)信息化培訓中心、全國三維數字化創(chuàng)新設計大賽組委會”組織的全國三維數字化創(chuàng)新設計大賽，獲得了省三等獎

（2） 我們老師帶領的學生積極做好畢業(yè)設計，在畢業(yè)設計中充分發(fā)揮創(chuàng)新意識，2009年帶領同學做的關于機電控制方面的“MPS分類存儲和立體倉庫單元系統(tǒng)控制設計”課題，獲得了省優(yōu)秀畢業(yè)設計三等獎

（3） 2008、2009年 我們老師帶領的學生畢業(yè)設計獲得校級一等獎

（4） 2010年 老師帶領的學生畢業(yè)設計獲得校級二等獎

（5） 2007年 老師帶領學生參加省第一界機械創(chuàng)新設計大賽二等獎

（6） 2008年 老師帶領學生參加省機器人大賽三等獎

這些成績的獲得，主要體現(xiàn)了學生的創(chuàng)新能力的提高，體現(xiàn)了教學成果提高。

4、推廣應用價值及今后的設想

機電液綜合設計與實驗的改革與實踐，把機械和電氣控制技術有機結合，既發(fā)揮了學生的設計能力，同時，針對實踐中出現(xiàn)的預先不能預知或有意設計的問題，組織學生成立研究小組，集思廣益，分析問題，研究問題，解決問題，從而使他們的創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)和鍛煉，具有很高的推廣應用價值?？吹酵瑢W們經過自反復推敲、認真研究，克服一個個困難，得到理想的實驗結果時的那種歡呼雀躍，我們也感到非常欣慰。

今后的設想：作為應用型本科的培養(yǎng)計劃，應該多學科交叉結合，結合學生的綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，多開設一些與工廠實際相結合的項目，機電液綜合設計與實驗這種改革的開端和階段性成果，我們還將繼續(xù)努力，在以下方面進行改革和實踐：1、金相、熱處理、材料力學性能綜合測試及材料成型等綜合實驗；2、軸類零件的綜合測量；3、電氣技術綜合應用實驗；4、刀具形狀及切削關系綜合實驗等，以便更好地貼合實際，培養(yǎng)更多的具有創(chuàng)新精神和實踐能力的工程應用型人才，為我校品牌大學創(chuàng)建工作做出應有的貢獻。[6]

結語

總之，通過改造老設備，改變驗證型實驗為設計性綜合性實驗，結合不同學科知識，結合不同的教學形式，開發(fā)設計性綜合性的實踐環(huán)節(jié)，提高學生的創(chuàng)新能力，作為工科類應用性本科院校是很好的教學方式，值得推廣。

參考文獻：

[1] 管建峰等 機械制造及控制技術基礎實驗 蘇州大學出版社 2009年7月 蘇州

[2]張禮華 劉芳華 管建峰 主編機電液綜合課程設計指導與實踐 北京航空航天大學出版社 2013年3月 北京

[3] 王積偉等 液壓與氣壓傳動 機械工業(yè)出版社 2008年8月第二版 北京

[4] 史國生等 電氣控制與可編程控制技術 化學工業(yè)出版社 2005年4月 北京

[6] 張萬忠等 電器與PLC控制技術 化學工業(yè)出版社 2003年9月 北京

篇(3)

論文關鍵詞：ZigBee,數據采集,無線傳感器網絡,單片機

Zigbee是IEEE 802.15.4協(xié)議的代名詞。根據這個協(xié)議規(guī)定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備[1]。

ZigBee 是一種近距離、低功耗、低速率、低成本的無線傳感器網絡, 已經在許多領域得到了越來越多的應用, 如溫度、濕度、氣體濃度、亮度、壓力等各種各樣小數據量信息的采集, 及傳輸可以采用這種低功耗、低傳輸速率的無線傳感器網絡.在這些應用場合中, ZigBee 網絡與現(xiàn)有的各種無線網絡相比, 有著獨特的優(yōu)勢, 即低功耗、低速率、低成本[2]。 由于ZigBee 設備工作時間較短, 收發(fā)信息功耗較低且采用休眠模式, 使得它非常省電, 電池可使用長達6 個月至2 年左右. ZigBee 工作在250 kbps 的通信速率, 足已滿足低速率通信傳輸的需要, 且2.4 GHz 的工作頻段是免費頻段[3].

設計原理

目首先，從整體來看，我們可以將目標設計分為幾個模塊：電源模塊、主芯片模塊、天線模塊調試接口和外圍擴展模塊[4]。其中，電源模塊、天線模塊、調試接口和主芯片模塊是必須的，可以用通常所說的”最小系統(tǒng)”來描述。外圍擴展模塊是根據用戶的實際需求自行添加。

無線傳感器節(jié)點一般由傳感器模塊、數據處理模塊、數據傳輸模塊和電源管理模塊四部分組成。其中，傳感器模塊負責采集監(jiān)視區(qū)域的信息并完成數據轉換，采集的信息可以包含溫度、濕度、光強度、加速度和大氣壓力等；數據處理 模塊負責控制整個節(jié)點的處理操作、路由協(xié)議、同步定位、功耗管理以及任務管理等；數據傳輸模塊負責與其他節(jié)點或Sink節(jié)點進行無線通信，交換控制消息和收發(fā)采集數據；電源管理模塊選通所用到的傳感器，節(jié)點電源采用微型紐扣電池，以減小節(jié)點的體積[5]。

我們設計的節(jié)點實現(xiàn)機理是以ZigBee傳輸模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的串行通信模塊，將采集到的信息數據以無線方式發(fā)送出去。該節(jié)點包含ZigBee無線傳輸模塊、微控制器模塊、傳感器模塊及接口電路、直流電源模塊以及外部存儲器等。為了降低傳感器節(jié)點的成本，減小傳感器節(jié)點的體積，我們采用Chipcon公司推出的高度整合的SoC芯片CC2430實現(xiàn)傳感器節(jié)點的數據傳輸和處理功能。圖3是設計的無線傳感器節(jié)點的結構框圖。下面將分別介紹無線傳感器節(jié)點中的幾個主要功能模塊。

功能研究

CC2430芯片延用了以往CC2420芯片的架構，在單個芯片上整合了ZigBee 射頻前端、內存和微控制器。它使用1個8位8051 MCU，具有128 KB可編程閃存和8 KB的RAM，還包含模擬數字轉換器(ADC)、幾個定時器(Timer)、AES128協(xié)同處理器、看門狗定時器、32 kHz晶振的休眠模式定時器、上電復位電路、掉電檢測電路，以及21個可編程I/O引腳。CC2430芯片采用0.18 μm CMOS工藝生產，工作時的電流損耗為27 mA；在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于27 mA或25 mA。CC2430的休眠模式和轉換到主動模式的超短時間的特性，特別適合那些要求電池壽命非常長的應用[6]。

當 FFD 設備(Full Function Device)在第1 次被激活后, 首先搜索其通信范圍內已存在的網絡, 如果找到相應網絡, 則通過一系列對話后, 該設備就可成為此網絡中的普通設備。

協(xié)調器應用層生成的 NIME-NETWORK-FORMATION。

request 原語發(fā)送給網絡層請求建立網絡,網絡層再通過MLME-SCAN.request 原語向MAC層請求檢測信道能量及掃描信道, 收到確認后, 為新網絡設置1 個PANId (網絡號), 通過MLME-SET原語將PANId 設置為MAC 層macPANId, 網絡層再通過MLME START.request 原語向MAC 層請求運行網絡, 收到確認后運行網絡, 網絡建立成功[7]。

節(jié)點被激活后, 如果找到已存在的網絡, 本節(jié)點將根據所獲得的網絡信息選定1 個父節(jié)點, 并提出入網申請, 同時等待父節(jié)點的請求響應. 當得到允許后, 子節(jié)點將得到父節(jié)點分配給它的1 個網絡地址(也稱為短地址)作為網絡內的身份標識, 成功建立鏈接. 加入網絡后, 該節(jié)點可以接受新節(jié)點的入網請求. 通過一級一級的地址分配, 可以構成較大的網絡[8]。

由于 CC2430 內置了溫度傳感器, 在實驗中搭建溫度采集的ZigBee 采用星型網絡. 星型網絡的末端節(jié)點負責進行數據的采集和發(fā)送, 中心節(jié)點將實現(xiàn)數據的接收與顯示. 為使各個節(jié)點采集的。數據同時使中心節(jié)點接收, 需要將末端節(jié)點的目標地址都設置為中心節(jié)點的本機地址. 實驗中, 該溫度采集系統(tǒng)通信良好, 在有障礙物環(huán)境下的通信距離明顯低于在空曠的環(huán)境下, 此時可通過增模塊的射頻功率和增加中繼點的方法來解決.當檢測到的溫度準確度也不太高, 則需要采用更高準確度的傳感器.

結語

基于ZigBee的無線傳感器網絡具有低功耗、低成本、體積小的顯著優(yōu)點，可在特殊環(huán)境下實現(xiàn)監(jiān)測區(qū)域內信號的采集傳輸與處理。伴隨無線自組織網絡技術的成熟和新的能量解決方案的提出，無線傳感器網絡的應用必將從軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療保健、空間探索和災害預測普及到生活中的各個領域。

參考文獻：

[1] Garcia L R, Barreiro P. Performance of ZigBee-based wireless sensor nodes for real-time monitoring of fruit

logistics[J]. Journal of Food Engineering, 2008, 87:405-415.

[2] 李文仲, 段朝玉. ZigBee 無線網絡技術入門與實戰(zhàn)[M].

北京: 北京航空航天大學出版社, 2007.

[3] 齊楠, 韓波, 李平. 基于ZigBee 的智能家庭無線傳感器網絡[J]. 機電工程, 2007, 24(3):20-22.

[4] 成銳, 李靜, 雷鳴, 等. 基于ZigBee 的無線傳感器網絡設計方案[J]. 電子元器件應用, 2007, 9(12):54-58.

[5] 孫利民, 李建中, 等. 無線傳感器網絡[M]. 北京:清華大學出版社, 2005.

篇(4)

關鍵詞：測控技術 綜合實訓 實訓模式 教學實踐

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-04

1 探索測控技術綜合實訓教學的背景

測控技術及儀器專業(yè)是1998年教育部調整新的本科專業(yè)后，把儀器儀表類原來的11個專業(yè)歸并為一個大專業(yè)―測控技術及儀器[1]。隨著國內經濟的高速發(fā)展，我國的高等教育模式正在從精英教育向大眾教育發(fā)展、過度，教育活動的目的也由過去的專才教育轉變?yōu)橥ú沤逃蛘咄ú沤逃c專才教育相結合。我國現(xiàn)有180多所高等學校設有“測控技術與儀器”專業(yè)，由于各學校原來的相關專業(yè)情況和發(fā)展歷史不同，現(xiàn)有的辦學條件、專業(yè)規(guī)模、教學水平也各不相同。2006年，測控技術與儀器本科專業(yè)依托我校機電工程系正式開設，本專業(yè)開辦之初，教學體系大多參照重點院校教學模式，由于我校的立足點為應用型人才培養(yǎng)，在傳授給學生一定理論知識的同時應注重學生的實踐動手能力和知識的靈活運用與綜合能力。我校的辦學宗旨是努力將學校建成一所以工科教育為主導，以應用型人才為培養(yǎng)目標，在全國同類高校中辦學特色鮮明、學科專業(yè)優(yōu)勢突出、綜合競爭力較強的一流應用型理工大學。

幾年的教學實踐表明：在專業(yè)基礎條件、師資條件、實驗條件、人才培養(yǎng)定位和科研項目等方面我校與參考院校有著極大的差異，測控專業(yè)的教學如果不結合本校的特點，教學效果、人才質量與培養(yǎng)目標將相去甚遠，很難反映我校應用型人才培養(yǎng)目標的定位與特色。學生能否在學校中就能獨擋一面地參與企業(yè)的生產活動？怎樣能使學生的知識和技能緊密地結合，能切實解決生產中的實際問題[2-3]？因此必須探索適合應用型人才培養(yǎng)模式的測控技術綜合實訓方案。

2 測控技術與儀器專業(yè)實驗及實訓方面目前存在的問題

測控技術與儀器專業(yè)是一個交叉學科，作為一名一線教師，經常了解到許多學生普遍感覺專業(yè)課程多、雜、亂，“光、機、電、計算機、控制、信息處理等什么都學一點、又什么都不會?！边@是測控專業(yè)教學中學生普遍感到困惑的問題。實驗與實訓是幫助學生對抽象的測控理論知識理解與運用的關鍵環(huán)節(jié)，但傳統(tǒng)的測控系列課程實驗儀器為方便操作、驗證教師在課堂上所講的理論知識，許多均為“傻瓜型”，信息采集與處理的集成度很高，具體過程及許多中間環(huán)節(jié)都以一個不透明的集成試驗箱的形式給出，學生只能看到輸入與輸出，無法目睹實際的實現(xiàn)過程與細節(jié)，且對所學知識的運用非常單一，實驗或實訓過程學生只需接入輸入輸出，讀出結果，有老師講解實現(xiàn)過程，完畢后，學生無法確切了解與掌握測量信號的形成、流向與信息處理過程。但是學生只有對實物有了感性認識之后，才能更加對所學的知識印象深刻，提高學生探索知識、進一步學習的興趣，并培養(yǎng)學生進行系統(tǒng)分析、設計、開發(fā)與研究的基本能力。[4]回顧近幾年測控專業(yè)教學情況，綜合課程教學得失，深感測控專業(yè)實訓教學的內容與方式對學生掌握所學知識的影響之重。為使測控專業(yè)辦好、辦出特色，扭轉上續(xù)教學過程中出現(xiàn)的“多、雜、亂，什么都學、什么都不會的現(xiàn)象”，機電與汽車工程學院測控教研室提出了測控技術綜合實訓教學的新方式，開發(fā)面向應用型人才培養(yǎng)的測控專業(yè)實訓教學模式，并總結測控技術綜合實訓教學的經驗教訓。

以前，實訓一般安排兩周或三周時間集中進行。一般采用分組方式把學生分為幾組，指導教師向學生講解系統(tǒng)工作原理、組成、主要模塊等情況，之后由學生查閱相關資料，進一步詳細了解相關技術，并進行2～3天的設計，教師對學生的設計方案進行審閱后學生進行方案的修改并進行系統(tǒng)的搭建實施，然后學生進行調試并進行設計報告的撰寫，最后安排驗收和答辯。在如此短段的時間內深入理解系統(tǒng)的工作原理并進行具體的方案設計、模塊設計、制作、調試、結果評定、總結、撰寫報告等工作比較困難，難以保證較優(yōu)的實訓質量。并且有些學生對某些課題比較感興趣，有比較新穎的想法，有創(chuàng)新思維，在完成教師給定的目標任務之后，學生希望進一步改進設計，或加入新的功能，但這時已沒有時間了。所以迫切希望有一個更靈活多變、周期更長、更能發(fā)揮學生主動性、興趣，并能充分利用學生的興趣和業(yè)余時間進行實訓的方式。

3 新的測控技術綜合實訓模式的設計思路

南陽理工學院測控技術與儀器專業(yè)教學團隊在專業(yè)建設、人才培養(yǎng)模式、課程體系改革以及教學內容和教學方法上做了大量的探索與研究、考察、實踐工作，積累了豐富的經驗，完成了舊的測控技術實訓教學計劃的執(zhí)行并進行了新的測控技術綜合實訓教學模式的探索和嘗試，在測控專業(yè)寬口徑應用型人才培養(yǎng)方面取得了明顯成效，強調理論教學與實踐教學相結合，綜合實訓是提高學生對各門專業(yè)課應用能力的重要手段[5]。

如果學生大四之前沒有做過測控技術綜合實訓，那么學生在學習各門專業(yè)課的時候沒有任何目的性，總覺得一頭霧水，理論和實際聯(lián)系不上，各門課程所學的知識比較單一零散，不知在實際中怎樣應用。因為專業(yè)課中每一門課程都主要注重某一方面知識的應用，而關于綜合知識的運用的“測控系統(tǒng)設計”這門課程又在大四年級設置。因為如果設置在各個專業(yè)課之前的話，無法講清楚細節(jié)，因為學生還沒接觸一些專業(yè)知識，什么專業(yè)課都沒學過的情況下講授綜合知識，從理論上更難講清楚知識的綜合應用，學生也難以接受。所以如果在學生學專業(yè)知識的同時，認識一些實際的測控系統(tǒng)，對學生的理論與實際相結合的能力是有很大幫助的。并且在當前學生就業(yè)壓力比較大的形勢下，用人單位往往考察學生的實際動手操作能力和知識的綜合運用能力，但是通常安排在第八學期進行的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)受到就業(yè)和考研雙方面的影響，工科專業(yè)的學生往往有到就業(yè)單位進行實習的實際需求，考研的學生花費了相當的精力準備考研及復試。在這種情況下，如果學習了部分專業(yè)知識之后，從大三下學期開始，到大四上半學期結束時畢業(yè)設計前結束，進行由淺入深、理論聯(lián)系實際的測控技術綜合實訓，對學生來說具有重要的作用和意義[6]。為此，我們南陽理工學院機械與汽車工程學院測控教研室制定了新的測控技術綜合實訓模式。

3.1 實訓目的

（1）本課程為計量測控與儀器專業(yè)的實踐必修課，通過該課程的學習，培養(yǎng)學生對知識的綜合運用能力和儀器儀表與系統(tǒng)的設計制造和實踐技能，使學生在實踐中得到鍛煉和提高。使學生鞏固所學理論知識及本專業(yè)的各種測試方法，比較熟悉各種測試方案的設計，加強本專業(yè)各科知識綜合運用能力和問題分析能力，提高實際動手能力、理論聯(lián)系實際的能力和創(chuàng)新能力。通過基本技能的訓練，熟悉儀器結構及使用，對常用儀器非常熟悉。通過綜合性實驗的開設，開闊思維，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。

（2）培養(yǎng)學生獨立思考和獨立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會從事相關技術工作打下良好的基礎。

（3）培養(yǎng)并提高學生具有創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神的綜合素質。

3.2 實訓要求

（1）本實訓要求學生在第六、七學期課余時間完成。

（2）每組學生3～4人，從給定題目中任選一個，也可以自主選題，需指導教師認可。

3.3 時間安排

（1）老師在第六學期之前根據當年的教師的科研項目和實際應用需要，或一些成熟的典型課題，每個老師選取3―4個實訓題目，大家一致討論后通過，寫出每個題目的實訓目的、所需那些理論知識，最終驗收方式，以及課題的前瞻性等。

（2）第六學期開學后對學生公布，學生了解各個題目設置的目的及要求后，根據自身意愿進行分組，每組的學生從所在相應組的題目中選取一個小題目，學生也可以根據自己的興趣所在及實際需求自主選題，但是必須要和指導老師進行充分溝通，經過指導老師認可，題目確定之后開始進入正式實訓階段，著手準備。

3.4 實訓過程

所有實訓全部利用業(yè)余時間進行，不集中安排時間。這也是本綜合實訓的一個顯著特點。

3.4.1 收集、查閱相關資料

南陽理工學院校園網站能夠查閱大量的碩士、博士論文及期刊論文，以及大量的圖書、視頻，充分利用學院的資源，對題目進行充分細致的了解，對所需達到的設計要求及目的進行充分的認識。例如該課題的目的和發(fā)展現(xiàn)狀是什么，完成該課題所需用到的關鍵技術是哪些，都有哪些可行的方案，各個方案不同的特點與優(yōu)缺點等。

3.4.2 設計及實驗

針對自己的課題，進行相應的設計、仿真、實物制作、調試等。

3.4.3 寫出實訓報告

對設計進行總結，學生在規(guī)定的時間內完成實訓報告，實訓報告要排版正確，格式規(guī)范；概念清楚，應用合理；層次清晰，邏輯性強；論證嚴密，計算準確全面；圖標質量好。

3.4.4 進行驗收和答辯

指導老師組成答辯小組，對各組學生的設計制作成果進行答辯驗收。

3.5 驗收及考核

3.5.1 驗收

以組為單位展示自己小組的成果，并進行答辯。在提問、回答環(huán)節(jié)，教師要對一些重點、難點問題進行詳細地提問、講解、分析、評價。

3.5.2 考核

根據學生查閱資料情況、方案設計、調試過程、最終調試結果、設計報告、答辯情況等進行綜合考核。其中方案設計、調試過程、最終調試結果、設計報告、答辯各占20%。

4 測控技術綜合實訓模塊結構圖

長期教學實踐經驗表明，在傳授給學生知識的時候，首先讓學生明確所學知識的目的是什么，有哪些具體的組成部分，他們的聯(lián)系與區(qū)別是什么，在認識中理解，在理解中應用，在應用中掌握，這樣才能得到最佳的教學效果。

先給學生列出測控系統(tǒng)綜合實訓內容的結構框圖，見圖1和圖2所示。虛線框為測控專業(yè)各課程實驗項目，通過綜合實訓，將課程實驗融合在一起，根據實際項目的需要，各模塊間的組合可簡單或復雜，學生可制作多種功能、結構不同的應用系統(tǒng)，把各個分散的課程內容聯(lián)系起來，形成一個相對完整的知識結構體系。

5 測控技術綜合實訓舉例

下面以基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)為例，介紹測控技術綜合實訓的實施過程。本實訓的內容包含從傳感器到數據輸出及誤差處理，要求完成接近實際應用系統(tǒng)的軟硬件設計調試，訓練和提高學生在測控技術應用系統(tǒng)方面的設計調試能力[7]。要求：設計制作一個測距范圍為0.1～5 m，分辨率為1 cm的超聲波測距系統(tǒng)。本項目讓學生掌握傳感器技術、基本的電路應用、單片機控制技術與數碼顯示技術。該項目完成以后，既可加深學生對本專業(yè)相關各門課程內容的理解，又提高了他們的實際動手能力，與實際應用接軌，體會知識轉化實踐的過程。因此，本課題具有良好的教學和實踐應用前景。實訓前期的知識儲備。對于該超聲波測距實訓題目，學生拿到題目后，首先查閱相關圖書、電子文檔等各種文獻，對利用超聲波進行測距的原理、特點、實現(xiàn)方法均有詳細的了解與認識，然后進行方案設計，通過實際計算、仿真、論證等設計出一個最優(yōu)的實現(xiàn)方案。例如，超聲波發(fā)射方法可有硬件發(fā)射，也可由軟件發(fā)射，從價格、功能上比較其優(yōu)缺點，做出最優(yōu)選擇。

5.1 設計信號調理、信號變換、信號采集和輸出電路

5.1.1 溫度補償

由于超聲波也是一種聲波，其聲速與溫度有關。在精度要求較高的情況下，需要考慮溫度對超聲波傳播速度的影響，采用適當的溫度傳感器及其相應的電路對超聲波傳播速度加以修正，以減小誤差。本測距系統(tǒng)中對溫度的精度要求不是太高，所以可以選用DS18B20數字溫度傳感器。通過進行溫度補償可以得到更準確的測試結果，并且更深刻地認識誤差理論與數據處理課程里進行誤差補償的方法與措施。

5.1.2 設計測控系統(tǒng)并制作實物

測距方案及溫度補償措施確定之后，開始設計后續(xù)信號調理、信號變換、信號采集等測控電路，主要采用模塊化設計方法，老師對學生進行適當的引導和指導。主要包括硬件電路設計：超聲波發(fā)射、接受模塊、數字顯示模塊、報警模塊、溫度補償模塊；系統(tǒng)軟件設計，主要包括初始化基礎程序模塊、脈沖信號發(fā)射模塊、回波接收模塊、溫度補償及距離計算模塊、顯示報警模塊、按鍵設置模塊。設計完成之后，首先利用軟件進行調試，然后在面包板上搭建實物反復調試。直至調試成功之后，繪制電子線路圖，制作電路板，焊接實物，再次進行調試，如果不成功，基本上就是電子線路板焊接時出現(xiàn)的問題。當出現(xiàn)問題學生盡量自己努力解決，解決不了的可以請教指導老師。

5.1.3 寫出實訓報告

實訓報告中要把超聲波測距系統(tǒng)制作的全過程進行詳細描述，包括方案論證、所選傳感器的技術參數、實物制作過程中出現(xiàn)的問題、課題的未來展望等。

5.1.4 總結、答辯

略

5.2 驗收

學生利用黑板或多媒體陳述自己的課題制作過程，老師對某些知識點及問題進行提問。

下圖為某一同學制作的實物圖。圖3為超聲波測距系統(tǒng)進行簡單包裝之后的系統(tǒng)實物圖，可以打開盒蓋進行觀察內部所有內容，圖4為部分同學的設計制作成果。

6 測控技術綜合實訓教學探索與實踐的幾點體會

通過兩年的教學實踐，測控技術綜合實訓從具有工程背景的學生感興趣的實際問題出發(fā)，取得了很好的效果，學生從被動的學習狀態(tài)轉變?yōu)榉e極主動地思考問題，并與同學和老師充分交流解決問題的良好狀態(tài)，并讓學生根據自己的興趣和愛好把業(yè)余時間進行了充分利用，把零散的各學科的知識聯(lián)系了起來，更清楚了各課程在實際使用中的地位和作用，更大的提高了他們學習的積極性、主動性、實際動手能力、分析與解決問題的能力、團隊寫作協(xié)作能力，為應用型人才培養(yǎng)打下了扎實的基礎，充分體現(xiàn)了南陽理工學院應用型人才培養(yǎng)的目標。

參考文獻

[1] 王代華.測控技術及儀器專業(yè)綜合課程設計實踐[J].高等工程教育研究，2007（3）：125-128.

[2] 郭槐，唐國興.機電測控技術綜合教學實訓平臺的建設與實踐[J].實驗室研究與探索，2010，29（4）：140-142.

[3] 李湘?zhèn)?，周文?機電一體化專業(yè)機電綜合實訓教學模式的實踐與探索[J].陜西教育（高教），2008（2）：4-9.

[4] 向欣，王永驥.測控與自動化專業(yè)綜合課程設計實例[J].實驗室研究與探索，2008，27（8）：119-122.

[5] 婁小平，董明利.“測控技術與儀器”專業(yè)綜合實踐模式的探索與研究[J].青年與社會中外教育研究，2009（7）：29-30.