专业实验室建设与毕业设计相结合的实践与思考.doc

专业实验室建设与毕业设计相结合的实践与思考 关键词：专业实验室建设；毕业设计；工程实践能力 ：G482；G642.0文献标志码：A：1674-9324（xx）26-0248-03 一、引言 高校实验室是高等学校人才培养、学科建设、科学研究以及社会服务的重要基地，是办好学校的基本条件之一。我校作为应用型本科院校，其培养目标是面向生产、管理、服务第一线工作的高级技术应用型人才，强调学用结合、学做结合、学创结合，为地方经济建设、区域社会和行业发展服务。专业实验室对学生的实践能力和创新精神的培养起着重要的作用，是培养学生综合素质的重要基地。因此，专业实验室建设必须与学科建设、教学科研相结合，才能建设出先进的、适应新世纪要求、具有鲜明特色的学科专业实验室。我们汽车与轨道交通学院作为学校的一个新建学院，在专业实验室建设中为克服经费不足，避免实验设备固化和实验项目陈旧等问题，确保专业实验室的建设有利于学科专业的发展和教学、科研水平的提高，为此，我们提出了将专业实验室建设与毕业设计相结合，通过毕业设计来做好专业实验室建设的预规划、开发新型实验项目、为自制实验设备做好铺垫工作等，既提高了毕业设计质量，又为专业实验室的建设做出贡献。 二、结合专业实验室建设做好毕业设计选题工作 恰当的毕业设计选题是学生顺利完成毕业设计的先决条件。由于毕业设计的选题于本专业的实验室建设项目，符合本专业人才培养目标的教学要求。结合专业实验室建设用于毕业设计选题的课题主要有三类：实验室建设规划类；实验装置开发类；新型实验项目开发类。 专业实验室建设通常与学科专业建设、教学基地建设等紧密结合，其建设规划的制定离不开学科专业的发展规划和专业人才培养方案，但由于学校实验室建设经费的紧张，只能量力而行地建设一些紧缺的专业实验室，其他专业实验室建设只能依靠中地共建项目的经费。近几年来，我们根据专业人才培养方案中的课程实验、课程设计、实习、实训等需要的实验教学设备，统筹规划了我院车辆工程实验中心的各个实验分室，将其中一部分实验室的建设规划作为毕业设计课题，如汽车综合性能检测实验室方案论证与设计、汽车电子控制系统仿真实验室方案论证与设计、新能源汽车实验室方案论证与设计、交通控制实验室方案论证与设计等，由学生通过毕业设计来完成部分专业实验室的预规划，后来在申报中地共建实验室项目时得到了很好的借鉴，获批两个中地共建项目，资金约600万元。 用于毕业设计的实验装置开发类课题有很多，这类课题需要有一定的知识结构，涵盖机械设计、流体传动设计、自动化控制设计和软件设计等，需要学生综合运用基础知识和专业知识来进行设计，工作量较大，可将其作为一个团队的课题。如将“电动助力转向系统实验台设计”分成三个子课题，分别是机械结构设计、控制系统设计和性能测试软件设计，由三个学生组成设计团队来完成整个课题，这样，每个学生的毕业设计难度和任务量都比较适中，由于三个子课题对知识结构的要求各不相同，将任务分配到不同专业方向的班级，机械结构设计子课题由车辆工程汽车技术专业方向的学生承担，控制系统设计和数据采集分析系统设计子课题由车辆工程车辆电子电气专业方向的学生承担。 用于毕业设计的新型实验项目开发通常是针对新建专业实验室的实验设备的，这类课题需要学生掌握已有实验台的结构原理，通过创新设计实验项目，并与设备供应商合作对实验台进行改进，以使开发出来的实验项目能更好地满足本专业的实践教学目的。这些课题既注重对学生基本能力的培养，又能充分发挥每个学生的积极性与创造性，使他们在各自已有知识和能力的基础上都有较大的提高。 三、专业实验室建设与毕业设计相结合以提高学生工程实践能力 工程实践能力主要包括工程设计能力、信息检索与处理能力、组织管理能力、分析问题解决问题能力、实践动手能力、科研能力、创新能力、团队协作和交流能力以及计算机应用能力等。结合专业实验室建设完成的毕业设计选题是紧密结合工程实践的，可使学生在“真刀真枪”中得到训练。下面以“电动助力转向系统实验台设计”这一课题为例说明如何在毕业设计中提高学生的工程实践能力。 “电动助力转向系统实验台设计”这一课题本身是一个实际的工程项目，需要通过项目规划、方案设计和详细设计来完成。通常由指导教师根据实验室建设的需求完成项目规划，所设计的实验台用于电动助力转向装置的性能试验，包括功能试验、输入输出特性试验、助力电流特性试验、反向冲击试验、回正特性试验、空载转动力矩试验等，学生通过毕业设计来完成方案设计和详细设计。这是一个需要三人合作完成的毕业设计课题，其中的方案设计是三人共同完成的任务，详细设计由三人各自独立完成。 在进行方案设计时，首先要了解课题的主要任务、目标，通过查阅有关资料和调研，拟定总的设计思路，进行方案的比较和设计。这一阶段主要培养学生的工程设计能力、信息检索与处理能力和团结协作能力等。收集资料和积累知识就是继承前人和别人的科学研究成果，继承的目的是为了创新，为社会实践服务。让学生学会在图书馆、网上进行论文检索的主要方法，要求学生依据课题的内容进行相关论文的检索、收集、学习等，阅读和分析已有的相关文献，可高效率地获得有益的观点和建议，这大大提高了学生获取知识的能力，在此基础上让学生总结分析出设计思路，完成方案的分析比较，按工程设计的惯例，求优化而不求惟一答案，强调综合地分析问题，从而在很大程度上激发了学生的求知欲和科研积极性，培养了他们独立自主的创新能力。在进行该课题的方案设计时，要以国家标准汽车电动助力转向装置技术条件和试验方法作为依据，可先根据个人设计的重点提出本人设计部分的几个方案，再综合起来进行优化，通过团结协作，确定出最佳的方案，共同完成总体方案设计。 接下来进入详细设计阶段，每个学生均在总体方案的基础上开始进行子课题的设计。这一阶段主要培养学生综合运用所学理论知识的能力、独立科研能力、分析问题解决问题能力、实践动手能力和创新能力等。做机械结构设计子课题的学生需完成输入端旋转动作器、输出端旋转动作器、工装夹具、逆向冲击部分和台架的设计。其中，动作器由伺服电机、减速器、联轴器等组成，这些部件只需通过计算然后合理选择就可以，减速器与电动助力转向装置输入、输出轴之间的联轴器如果选不到合适的就需要自己设计。工装夹具、逆向冲击部分和台架需自行设计。做控制系统设计子课题的学生需完成传感器的选择、电机驱动模块的选择、硬件电路图和PCB板图设计、电气接线图设计、元器件的详细清单、电路板卡的制作、控制系统组装等。做数据采集分析系统设计子课题的学生需完成的主要软件模块包括系统管理、项目测试、实验台与计算机之间的数据传输、实验数据记录、结果处理和显示等，以实现对试验过程进行控制、对试验系统工作参数进行设定、根据国家标准的要求设计相应的试验方法并得到测试结果、对测试结果进行分析、评价、显示、存档、查询、打印等。 通过完成这样的工程实际课题，整个团队相当于完成了一个产品设计的绝大部分工作，充分发挥了学生的设计主动性，强化了工程实践能力中的获取知识的能力、运用知识的能力、共享知识的能力、发现知识的能力、传播知识的能力，大大提高了毕业设计的质量，该团队课题中有2人的毕业设计获得了优秀。 四、利用毕业设计推动专业实验室建设项目的完成 把专业实验室建设项目通过毕业设计完成预演，有利于更好地完成专业实验室建设，完善、丰富了教学内容，并且更加适应了学科及专业的建设，充实了实验设备，促进了实验室建设。可见它不仅有利于学生综合素质的培养，而且加快了实验室建设的步伐。 专业实验室有许多实验设备属于单件小批量的专用设备，生产厂家能否及时生产出来，生产出来的实验设备能否满足实验教学的需求，都给专业实验室建设带来很大困扰。如我院的汽车电子控制系统仿真实验室作为获批的中地共建项目“低碳-新能源汽车教学实验室建设”的子项目，于xx年开始建设，由于与该专业实验室建设相关的毕业设计课题如“汽车电子控制系统仿真实验室方案论证与设计”、“电动助力转向系统实验台设计”、“双离合器式变速器仿真实训系统设计”、“电控液压助力转向系统仿真实训系统设计”、“自动空调系统仿真实训系统设计”已于先期完成，其方案设计均被生产厂家所借鉴，缩短了生产周期，xx年底完成了设备交付，但厂家提供的实验指导书无法满足实验教学的要求，为此，我们将该实验室的10套汽车电子控制仿真实训系统的实验开发作为xx届的学生毕业设计课题，学生通过熟悉这些实验台的结构、工作原理和操作，开发出了满足教学要求的实验项目，设计了实验指导书，完成了实验操作及实验报告，在毕业设计的过程中还发现了实验台出现的一些问题，经过与厂家沟通，很好地解决了问题。这不但使厂家生产的实验设备更好地满足了实验教学的需求，而且缩短了实验设备的验收周期，大大提高了实验室的建设成效。通过我们和厂家的共同努力，该实验室建设成为了国内第一个汽车电子网络实验教学实验室。本文转自wWw.dYLW.nEt第论文网代写高等教育论文 五、结语 作为培养应用型人才的本科院校，其专业教育是人才培养的关键环节