自動化導(dǎo)論論文范文

前言：我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)自動化導(dǎo)論論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā)，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

受濟(jì)南大學(xué)委派，本人于20××年3月至9月赴美國Virginia Commonwealth University機(jī)械系作訪問教授半年。

二、教學(xué)工作

1、主講本科生課程、研究生課程各1門，機(jī)械工程及自動化專業(yè)導(dǎo)論1次，全院性講座1次。

2、指導(dǎo)碩士研究生5名。其中，畢業(yè)2人。

3、教學(xué)獎勵：

（1）201x年度濟(jì)南大學(xué)優(yōu)秀研究生導(dǎo)師。

（2）山東省優(yōu)秀學(xué)士論文1人。

（3）山東省研究生優(yōu)秀科技創(chuàng)新成果三等獎1項(xiàng)。

（4）校級優(yōu)秀碩士論文1人。

4、教研項(xiàng)目：

主持校級研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目、院級教研項(xiàng)目各1項(xiàng)。

三、科研工作

1、科研獎勵：

（1）山東省科技進(jìn)步三等獎1項(xiàng)（校內(nèi)人員第1位，總排名第2位）。

（2）濰坊市科技進(jìn)步二等獎1項(xiàng)（校內(nèi)人員第1位，總排名第2位）。

2、科研項(xiàng)目：

主持科研項(xiàng)目3項(xiàng)。其中，新項(xiàng)目2項(xiàng)。本年度新入賬經(jīng)費(fèi)26.8萬元。

（1）主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)（新項(xiàng)目），本年度入賬經(jīng)費(fèi)19.8萬元。

（2）主持山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)，本年度入賬經(jīng)費(fèi)2萬元。

（3）主持企業(yè)委托項(xiàng)目1項(xiàng)（新項(xiàng)目），本年度入賬經(jīng)費(fèi)5萬元。

3、專利：獲實(shí)用新型專利授權(quán)3項(xiàng)，申請發(fā)明專利1項(xiàng)（已公開）。

4、論文：以第一作者身份4篇。其中，EI收錄3篇。

5、著作：負(fù)責(zé)編寫《鍛壓手冊》（沖壓）第3版第十篇第一章，機(jī)械工業(yè)出版社。

四、其他

第2篇

關(guān)鍵詞：人工智能；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

中圖分類號：G642　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1　引言

人工智能(AI)是二十世紀(jì)五十年代后期興起的利用計(jì)算機(jī)模擬人類智能活動去求解問題的學(xué)科，與空間技術(shù)、原子能技術(shù)一起被譽(yù)為二十世紀(jì)三大科學(xué)技術(shù)成就，目前廣泛應(yīng)用于專家系統(tǒng)、機(jī)器翻譯、語音識別、文字識別、計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器人、電子游戲等方面，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展以及許多高新技術(shù)產(chǎn)品中的核心技術(shù)。

為了適應(yīng)人工智能技術(shù)日益廣泛的需要，國內(nèi)外高校普遍開設(shè)了“人工智能”方面的課程，特別是作為計(jì)算機(jī)方面專業(yè)的核心課程之一。我校自從1993年開始為自動化專業(yè)本科生開設(shè)“智能控制”選修課，1996年為自動化、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等專業(yè)本科生開設(shè)“人工智能導(dǎo)論”、“人工智能及其應(yīng)用”課程。目前，我校軟件學(xué)院、信息學(xué)院、機(jī)電學(xué)院都開設(shè)了“人工智能導(dǎo)論”課程，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、數(shù)字媒體技術(shù)、自動化、機(jī)械制造與自動化等許多專業(yè)本科生的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，也是面向包括人文社科等全校所有專業(yè)的公選課之一，其目的是使學(xué)生了解人工智能的基本概念和基本原理，初步學(xué)習(xí)和掌握人工智能的基本技術(shù)和前沿內(nèi)容，拓寬知識面，啟發(fā)思路，為學(xué)生提供最基本的人工智能技術(shù)和有關(guān)問題的入門性知識，提高學(xué)生應(yīng)用開發(fā)軟件的能力和水平，為今后在相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用奠定更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，建設(shè)好“人工智能導(dǎo)論”課程具有重要意義和很廣的受益面。

由于人工智能是交叉學(xué)科，涉及面廣、內(nèi)容抽象、不易理解，學(xué)生往往有望而生畏的感覺，在教學(xué)過程中，老師教、學(xué)生學(xué)都比較吃力。為了更好地實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)目標(biāo)，提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，協(xié)調(diào)好教與學(xué)的雙邊關(guān)系，使學(xué)生由望而生畏的感覺，變?yōu)橛杏糜腥さ母杏X，根據(jù)已有人工智能課程在教學(xué)與實(shí)踐方面的經(jīng)驗(yàn)和方法，結(jié)合“人工智能導(dǎo)論”課程的近幾年教學(xué)實(shí)踐，對課程的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式等方面進(jìn)行了探索總結(jié)。

2　調(diào)整與優(yōu)化教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容

“人工智能導(dǎo)論”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、數(shù)字媒體技術(shù)、自動化、機(jī)械制造與自動化等許多專業(yè)本科生的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，也是面向包括人文社科等全校所有專業(yè)的公選課之一，其研究領(lǐng)域及內(nèi)容十分豐富，涉及的基礎(chǔ)面廣。因此如何選好教學(xué)內(nèi)容，既能使學(xué)生了解本領(lǐng)域的概貌，又能適合學(xué)生的基礎(chǔ)，便于他們在有限的時間完成學(xué)習(xí)任務(wù)，是一件重要而又困難的事情。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，人工智能學(xué)科又有了新的發(fā)展。為了及時反映人工智能研究和學(xué)科的最新進(jìn)展，我們修訂了“人工智能導(dǎo)論”的教學(xué)大綱，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步優(yōu)化和更新，極大充實(shí)了各個系統(tǒng)的內(nèi)容。我們確定的教學(xué)內(nèi)容主要分為三部分：第1部分為概論，介紹人工智能的基本概念、基本內(nèi)容、主要研究領(lǐng)域及發(fā)展過程；第2部分是知識表示，推理和搜索技術(shù)，討論幾種常用的知識表示方法、推理技術(shù)(包括確定性推理方法和不確定推理方法)和搜索求解策略；第3部分是人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域，包括專家系統(tǒng)、自然語言理解、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等的基本概念和方法等。其中第2部分是基礎(chǔ)理論，是人工智能的重要基礎(chǔ)，應(yīng)該循序?qū)W習(xí)。第3部分是人工智能的應(yīng)用，由于每個研究內(nèi)容都相對獨(dú)立、自成體系且有其專門的學(xué)術(shù)著作研究、熱點(diǎn)，因此針對高等院校的本專科生來說，不必循序?qū)W習(xí)，而且結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)可以選擇其中幾個研究領(lǐng)域。例如對自動化專業(yè)的學(xué)生來說，可以選擇專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等，同時可增加在自動控制領(lǐng)域的應(yīng)用，包括專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和進(jìn)化控制等熱點(diǎn)：而對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)來說，可以選擇專家系統(tǒng)、自然語言理解、機(jī)器學(xué)習(xí)等，并輔以動物識別系統(tǒng)、語音識別系統(tǒng)、智能機(jī)器人等實(shí)例。總之就是要把握課程性質(zhì)和教學(xué)目的，調(diào)整本課程教學(xué)體系，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生以有限的時間學(xué)到人工智能的基礎(chǔ)知識和基本方法。

另外，在選擇和確定教學(xué)內(nèi)容時必須兼顧基礎(chǔ)知識和新興技術(shù)，注意與相關(guān)課程(如離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、概率論、自動控制原理、Matlab系統(tǒng)仿真、面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)等)的鏈接，密切理論與實(shí)際的關(guān)系，通過課堂講授和課外訓(xùn)練，注意學(xué)生能力培養(yǎng)，提高他們的學(xué)習(xí)效果和整體素質(zhì)。

3　加強(qiáng)課程立體化建設(shè)和系列教材研究

在課程的立體化建設(shè)中，教材充當(dāng)了地基的角色，所有的課程內(nèi)容安排，無不體現(xiàn)出以教材為基本，以教材為模板。所以本著基礎(chǔ)、實(shí)用的原則，我們先后編著出版了《人工智能及其應(yīng)用》課程教材導(dǎo)論部分概括性強(qiáng)，引人入勝；基礎(chǔ)部分系統(tǒng)全面，敘述深入淺出，循序漸進(jìn)；應(yīng)用部分密切理論與實(shí)際關(guān)系，典型形象。其中第二版在第一版的基礎(chǔ)上，增加了證據(jù)理論、模糊推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等理論的一些典型應(yīng)用，使學(xué)生能夠更深入地理解和應(yīng)用這些理論；另一方面，又新增了自然語言理解及其應(yīng)用內(nèi)容，以適應(yīng)目前計(jì)算機(jī)翻譯、人機(jī)自然語言交互等技術(shù)日益廣泛應(yīng)用的需要。系列教材適應(yīng)了人工智能導(dǎo)論新課程開設(shè)的需要，反映了人工智能學(xué)科的發(fā)展，為人工智能課程確立了基本框架，發(fā)揮了重要作用。系列教材的問世不僅解決了本校“人工智能導(dǎo)論”課程教學(xué)用書的問題，而且也被各兄弟院校普遍采用，促進(jìn)了該課程的普遍開設(shè)，推動人工智能學(xué)科的發(fā)展。

為了配合教材第二版的教學(xué)和自學(xué)，在已有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)成果積累的基礎(chǔ)上，制作了高質(zhì)量的教學(xué)課件和完整的教學(xué)視頻錄像，并刻錄成光盤隨書供讀者使用；同時又研究與開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)課程(http：//)，以更好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，促進(jìn)本課程的教學(xué)改革。

包括主教材、電子教案、教學(xué)視頻錄像、網(wǎng)絡(luò)課程及教學(xué)資料庫等在內(nèi)的課程立體化建設(shè)符合二十一世紀(jì)高校教學(xué)的要求，支持教師提高教學(xué)手段現(xiàn)代化的水平，更貼合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

4　改革與創(chuàng)新教學(xué)模式和教學(xué)方法

在“人工智能導(dǎo)論”課程教學(xué)的過程中，我們積極探索教學(xué)新路，經(jīng)過數(shù)年辛勤試驗(yàn)，結(jié)合蔡自興教授等對人工智能課程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對課程的教學(xué)模式和教學(xué)方法進(jìn)行了如下一些的改革與創(chuàng)新。

(1)通過多種途徑激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

“興趣是最好的老師”，“人工智能導(dǎo)論”課程的學(xué)習(xí)效果，直接受到學(xué)生興趣和參與意識的影響。由于這是一門導(dǎo)論性前沿課程，一般來說，學(xué)生開始學(xué)習(xí)興趣很大。但是，當(dāng)一些學(xué)生開始接觸到抽象概念和算法時，往往感到不易接受。我們通過各種途徑和方法，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，鼓勵學(xué)生參與課堂討 論、布置讀書報(bào)告和課外實(shí)驗(yàn)、以問題為導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)、專題討論／辯論等形式。特別，我們精心組織和準(zhǔn)備了模糊控制技術(shù)及其應(yīng)用、智能機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用、智能交通、BCI(腦機(jī)交互接口)等專題，以及智能調(diào)度軟件、語音識別系統(tǒng)、動物識別系統(tǒng)、足球機(jī)器人比賽、機(jī)器人軌跡跟蹤、倒立擺的智能控制等課內(nèi)演示，使學(xué)生擴(kuò)大了眼界，增加了感性知識，達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的與效果。

(2)面向問題的啟發(fā)式教學(xué)

人工智能中的許多問題，有的似是而非，有的引人入勝。在教學(xué)中，有意識的提出相關(guān)問題，提請學(xué)生思考，鼓勵學(xué)生提出自己的猜想和解決方案。然后逐步進(jìn)入教材中的解決方案，啟發(fā)學(xué)生求解這些問題，并進(jìn)行分析和比較，從而強(qiáng)化了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動意識和參與意識，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如，在講到比較抽象的“遺傳算法”時，提出“遺傳算法如何用于優(yōu)化計(jì)算?”這一問題。針對該問題，先從“達(dá)爾文的生物進(jìn)化論”入手，討論“遺傳”、“變異”和“選擇”作用；然后通過一個簡單的例子，從特殊到一般地啟發(fā)學(xué)生思考“遺傳”、“變異”和“選擇”的實(shí)現(xiàn)，最終讓學(xué)生與教師一起導(dǎo)出遺傳算法用于優(yōu)化計(jì)算的基本步驟。這樣，學(xué)生不但從中學(xué)習(xí)了遺傳算法，而且得到一次邏輯思維的訓(xùn)練，取得很好的教學(xué)效果。

(3)課堂辯論與交互式教學(xué)

組織課堂辯論，討論的議題包括人工智能的應(yīng)用前景和其他比較等有爭議的問題。學(xué)生對這些問題展開了激烈的爭論，激發(fā)了學(xué)習(xí)潛能，明確了學(xué)習(xí)目標(biāo)。例如，為了加深學(xué)生對智能機(jī)器人內(nèi)涵的理解，我們組織了“機(jī)器智能能否超過人類智能”的辯論會。會前正反雙方結(jié)合本課程內(nèi)容及其相關(guān)知識，認(rèn)真進(jìn)行準(zhǔn)備；辯論會上正反雙方唇槍舌戰(zhàn)，激烈爭辯，氣氛熱烈。辯論后，學(xué)生余意未盡，討論熱情不減。無論是哪一方獲勝，都達(dá)到了預(yù)期的效果。教學(xué)中我們還注意采用了多種交互式策略，如課堂上教師提問可鼓勵或指定學(xué)生提問，也可由學(xué)生自由地就某個知識點(diǎn)進(jìn)行主題發(fā)言后老師點(diǎn)評等。

(4)個性化學(xué)習(xí)與因材施教

在本課程教學(xué)過程中注意對學(xué)生因材施教和個性化教學(xué)。例如，通過組織學(xué)生進(jìn)行讀書報(bào)告的形式，鼓勵學(xué)生從多方面、多角度考慮問題，多提新穎思想，有意識地鼓勵優(yōu)秀學(xué)生探討比較深層的內(nèi)容，并輔導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生將其成果以科技論文和發(fā)表文章的形式轉(zhuǎn)化為成果。又如，在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，注意要求學(xué)習(xí)有余力和興趣的學(xué)生選作部分探索性、創(chuàng)新性的功課和實(shí)驗(yàn)(選學(xué)內(nèi)容，如模糊控制器的設(shè)計(jì)、進(jìn)化控制等)，從而引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮個性優(yōu)勢，達(dá)到因材施教的目的。同時注意分析學(xué)習(xí)較差的學(xué)生的具體困難，進(jìn)行有針對性的指導(dǎo)。

(5)多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的使用

本課程在PPT演示文稿和網(wǎng)絡(luò)課程上，采用了大量的多媒體表現(xiàn)形式，如視頻、動畫、聲音和圖像等。目的在于使得人工智能抽象的知識形象化，便于學(xué)生理解。例如，課內(nèi)讓學(xué)生在線觀看涂曉媛博士的計(jì)算機(jī)動畫“人工魚”的錄像片段、人工生命Floy中生命智能體在環(huán)境中不斷的適應(yīng)進(jìn)化構(gòu)成演示等，有助于加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，促進(jìn)教學(xué)水平的提高，激發(fā)了學(xué)生對課程的興趣，使學(xué)生創(chuàng)新意識得到增強(qiáng)。此外，隨教材附贈的教學(xué)光盤和開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)課程(http：//)提供了學(xué)生課外自學(xué)用的高質(zhì)量的電子課件、完整的教學(xué)視頻錄像、豐富的實(shí)驗(yàn)和案例資料等，以更好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

(7)理論與實(shí)踐結(jié)合

在教學(xué)內(nèi)容安排上，注意理論聯(lián)系實(shí)際，適時布置一些人工智能實(shí)驗(yàn)給學(xué)生進(jìn)行課外練習(xí)。設(shè)計(jì)的課外實(shí)驗(yàn)包括產(chǎn)生式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，歸結(jié)反演實(shí)驗(yàn)，主觀Bayes推理網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，A搜索實(shí)驗(yàn)，以及基于Maltab工具箱的模糊控制位置跟蹤系統(tǒng)、兩車追趕模糊控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別仿真、遺傳算法優(yōu)化計(jì)算等實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)踐和參與，保持學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生對人工智能基本概念和難點(diǎn)的理解，掌握基本方法和技術(shù)，為從事智能系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)打下基礎(chǔ)，從而達(dá)到教學(xué)目的。例如，我們組織學(xué)生參觀我們的研究生綜合自動化實(shí)驗(yàn)室，觀看機(jī)器人臂取物、倒立擺控制、語音識別軟件、指紋識別軟件、智能調(diào)度軟件等演示，密切理論與實(shí)際的關(guān)系。

我們在教學(xué)改革實(shí)踐中探索的這些教學(xué)方法，有利于充分激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，有利于鼓勵學(xué)生發(fā)揮獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維，有利于多方位培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

5　運(yùn)用多樣化的教學(xué)手段和考核方式

5.1　多樣化的教學(xué)手段

采用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，構(gòu)筑“人工智能導(dǎo)論”課程的現(xiàn)代教學(xué)模式，是本課程的主要特點(diǎn)之一。教學(xué)過程中采用了多媒體教學(xué)課件和網(wǎng)絡(luò)課程相結(jié)合的方法，充分利用多媒體的豐富表現(xiàn)形式，利用網(wǎng)絡(luò)課程的交互性、情景化等，進(jìn)行教學(xué)。采用的方法包括：

(1)抽象知識內(nèi)容的多媒體表示

通過動畫和視頻來演示抽象的概念、算法和過程，包括機(jī)器人軌跡跟蹤、機(jī)器人臂取物、足球機(jī)器人比賽、倒立擺控制、“人工魚”等錄像片段，以及智能調(diào)度軟件、語音識別系統(tǒng)、指紋識別系統(tǒng)、動物識別系統(tǒng)等軟件演示。

(2)通過PPT撰寫教案

精心編制PPT，組織好課件內(nèi)容，做到圖文并茂，提綱挈領(lǐng)，便于學(xué)生理解，便于教師講授。

(3)開發(fā)與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)課程

“人工智能導(dǎo)論”網(wǎng)絡(luò)課程較好的實(shí)現(xiàn)了交互性、在一定程度上實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)過程的情景化。在交互性方面，通過網(wǎng)絡(luò)課程的課堂練習(xí)和章節(jié)練習(xí)，評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并給學(xué)生提出學(xué)習(xí)建議。在情景化方面，采用了在線答疑形式，使得學(xué)習(xí)過程豐富有趣。

(4)先進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的觀摩與演示

利用我們的研究成果等有利條件，有針對性地對學(xué)生進(jìn)行成果演示(包括智能調(diào)度軟件、語音識別系統(tǒng)、指紋識別系統(tǒng)、動物識別系統(tǒng)等軟件)，使學(xué)生知道學(xué)了有用，而且很有用，很有趣，很有意義，從而進(jìn)一步誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鞏固了課堂所學(xué)知識，提高了教學(xué)質(zhì)量。

教學(xué)效果通過上述先進(jìn)的現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，不僅極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，而且也取得很好的實(shí)際教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

5.2　作業(yè)、考試等教改舉措

(1)改革作業(yè)方式與方法

改變過去那種單純的書面習(xí)題作業(yè)，發(fā)展成為必須交給教師評閱的書面家庭作業(yè)、不必交給教師的課外思考題目、口頭布置的思考題或閱讀材料以及大型作業(yè)等。其中上交作業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，教師批閱后的作業(yè)也通過網(wǎng)絡(luò)返回給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)呈交和返回的網(wǎng)絡(luò)化。

(2)改革考試方式與方法

如何對本課程的考試方式進(jìn)行改革一直是我們探索的問題。我們綜合考慮課堂出勤情況(10％)、平時正式作業(yè)成績(20％)和期末課程考試(70％)，進(jìn)行綜合評分。期末考試有時采用綜合試題考試，出幾個大題目讓學(xué)生選擇其中幾個進(jìn)行開卷筆試，當(dāng)面交卷后評分；有時采用課外開卷論文結(jié)合或口試面試。最近，我們還對部分學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H問題提問等進(jìn)行考核。我們正進(jìn)一步改革、試驗(yàn)和探索，使考試成為衡量與培養(yǎng)創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和提高課程教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

第3篇

關(guān)鍵詞：測試技術(shù)及儀器；導(dǎo)論；教學(xué)

作者簡介：王平（1977-），男，浙江杭州人，南京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院，副教授。（江蘇 南京 210096）

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0119-02

一、在本科教學(xué)中開展本專業(yè)導(dǎo)論課程的必要性

測控技術(shù)與儀器專業(yè)是建立在精密機(jī)械、電子技術(shù)、光學(xué)、自動控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，以工為主，多學(xué)科綜合的專業(yè)，探討各種精密測試和控制技術(shù)的新原理、新方法。開發(fā)激光、傳感器、光電檢測和計(jì)算機(jī)等新技術(shù)在精密測試儀器儀表中的應(yīng)用，及以計(jì)算機(jī)技術(shù)為中心的面向機(jī)電運(yùn)動、面向自動化生產(chǎn)的控制技術(shù)，使精密儀器儀表及測試和控制技術(shù)向高精度、動態(tài)、自動化、綜合和多功能等機(jī)電一體化和信息化方向發(fā)展。因此，本專業(yè)本科教學(xué)具有鮮明的特點(diǎn)，包括：

1.課程門類較多，具有交叉學(xué)科特征

本專業(yè)的主要課程包括機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，電工電子學(xué)、微機(jī)原理與應(yīng)用、自動控制、光學(xué)、測控電路、光電檢測技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能儀器儀表設(shè)計(jì)、電路分析基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、誤差理論及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)等，涵蓋機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等多門類的主干課程，課程信息量大。

2.注重復(fù)合能力的培養(yǎng)

本專業(yè)從培養(yǎng)人才方面來看，培養(yǎng)包括面向零件幾何精度參數(shù)、機(jī)械量和熱工過程參數(shù)的計(jì)量測試和控制技術(shù)，及儀器的應(yīng)用和開發(fā)研究的高級工程技術(shù)人才，廣泛適用于質(zhì)量監(jiān)督部門、機(jī)械、電氣、汽車、造船、航空、航天、動力、冶金和石化等多方面產(chǎn)業(yè)和科研部門對人才的需求。因此，學(xué)生必須掌握機(jī)、電、計(jì)算機(jī)等多個領(lǐng)域的專業(yè)技能。

而本專業(yè)的學(xué)生入學(xué)情況則比較復(fù)雜，呈現(xiàn)如下幾種特點(diǎn)：很多學(xué)生是在高考時報(bào)考的是通信、電子、自動化等其他熱門專業(yè)，后經(jīng)過調(diào)劑進(jìn)入本專業(yè)學(xué)習(xí)，對本專業(yè)的特點(diǎn)缺乏認(rèn)識，對于本專業(yè)課程多、跨學(xué)科能力培養(yǎng)的情況不太了解；存在與高中學(xué)習(xí)習(xí)慣的銜接問題，對大學(xué)學(xué)習(xí)的主動性不夠；對于90后的新一代本科生而言，普遍對于社會具有一定程度的認(rèn)識，面臨較大的競爭壓力，但是對于本專業(yè)的就業(yè)前景以及如何提高自身的就業(yè)能力還缺乏清晰的認(rèn)識。

針對這種情況，在高等學(xué)科開展本專業(yè)的導(dǎo)論課程對剛?cè)雽W(xué)的學(xué)生進(jìn)行專業(yè)特點(diǎn)、課程體系的設(shè)置、就業(yè)情況等方面的介紹和學(xué)習(xí)引導(dǎo)是非常必要的。

二、課程的教學(xué)目標(biāo)和難點(diǎn)

本課程的教學(xué)目的在于初步建立起概念體系，了解專業(yè)的知識體系以及后續(xù)學(xué)習(xí)的科目，明確課程之間的銜接關(guān)系，合理分配時間，明確學(xué)習(xí)目的、用法。此外，應(yīng)使得學(xué)生了解專業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展過程、發(fā)展前景、畢業(yè)分配和可能職位。

本課程的教學(xué)難點(diǎn)在于，本科新生不具備本專業(yè)的基本知識，只能用大量的、實(shí)例、類比去定性解釋基本概念以及課程體系結(jié)構(gòu)，教學(xué)內(nèi)容的深淺較難把握。同時，導(dǎo)論課的課時一般較少，通常在16學(xué)時左右，如何在短時間內(nèi)讓學(xué)生建立對專業(yè)的初步認(rèn)識具有難度。

三、課程內(nèi)容

本課程通過4部分進(jìn)行講授，主要包括：

1.基本概念

如測控技術(shù)、儀器儀表定義的介紹，包括什么是儀器儀表以及測控技術(shù)，并對現(xiàn)實(shí)生活中的儀器儀表分類舉例，包括醫(yī)療、家電、工廠自動化、軍事領(lǐng)域、航空儀表、宇航測控等應(yīng)用的介紹；儀器的歷史簡介以及儀表的最基本功能組成部分，包括傳感器、信號處理、轉(zhuǎn)換、傳輸部分、信號顯示、與人交互部分等；儀器儀表的分類，以及各部分功能的演變、評價(jià)指標(biāo)等。

2.介紹傳感器技術(shù)

包括其基本概念、分類、相關(guān)課程（如“傳感器技術(shù)”），以及性能指標(biāo)（包括靜態(tài)指標(biāo)、動態(tài)指標(biāo)等）。介紹信號調(diào)理，用圖示方式介紹噪聲概念，模擬信號放大、模擬信號濾波的作用，以及相關(guān)課程（如“模擬電子技術(shù)”）；介紹信號處理，包括頻譜分析、濾波等應(yīng)用簡介以及實(shí)現(xiàn)平臺，包括硬件平臺、軟件平臺及工具簡介；介紹相關(guān)課程如“數(shù)字信號處理”、單片機(jī)、DSP等相關(guān)技術(shù)；介紹可靠性設(shè)計(jì)，包括特定條件、特定時間、完成特定功能的含義；介紹一般可靠性設(shè)計(jì)方法，包括電源、信號調(diào)理、屏蔽、改善應(yīng)用環(huán)境等方法；介紹通訊技術(shù)，簡單介紹通信技術(shù)的基本概念。

3.課堂討論

課堂討論儀器儀表的設(shè)計(jì)方法，回顧儀器儀表的評價(jià)指標(biāo)，并討論選擇如下功能模塊的實(shí)現(xiàn)技術(shù)：包括傳感器的類型、原理、使用環(huán)境、壽命、精度、廠家、成本、對后續(xù)處理的要求；處理部分采用什么結(jié)構(gòu)，模擬電路部分設(shè)計(jì)、模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)、數(shù)字電路部分設(shè)計(jì)主要芯片選擇、處理結(jié)構(gòu)和算法；儀器整體結(jié)構(gòu)，包括PC虛擬儀器結(jié)構(gòu)、獨(dú)立儀器結(jié)構(gòu)，以及顯示方式、輸入方式以及主要模塊的選擇；根據(jù)信息存儲要求、存儲手段、數(shù)據(jù)導(dǎo)出特征選擇存儲技術(shù)；并考慮可擴(kuò)展技術(shù)，如多臺儀器能否聯(lián)網(wǎng)、如何協(xié)調(diào)工作、選用何種協(xié)議等問題。

4.總結(jié)

儀器儀表（檢測技術(shù)）與別的學(xué)科的關(guān)系以及檢測技術(shù)在工科體系中的地位，指明信息學(xué)科的最前端，使用最廣泛，需求最迫切。

四、教學(xué)方法的運(yùn)用

傳統(tǒng)的教學(xué)方法手段單一，缺乏交流，尤其專業(yè)導(dǎo)論課程內(nèi)容抽象，教學(xué)效果往往不理想。為了取得較好的教學(xué)效果，可以采用以下方法：

1.精心制作PPT教案

由于教學(xué)內(nèi)容是以專題形式組織，且尚缺少成型的教材，因此需要制作教案。采用文字、圖像、聲音、視頻等多種媒體表現(xiàn)形式，以利于將背景知識及應(yīng)用情況講透。教學(xué)過程中利用大屏幕投影的優(yōu)勢，將一些需要教師在黑板上動態(tài)演示的過程作成FLASH動畫，既可以在課堂上演示，也可以由學(xué)生在課后自己觀摩。

在應(yīng)用實(shí)例講解中，對現(xiàn)實(shí)生活中的儀器儀表分類舉例：醫(yī)療器械：例如心臟起博器、腸胃鏡、X光、B超、核磁共振、檢測監(jiān)護(hù)儀器等，反映了檢測技術(shù)造成醫(yī)療手段的進(jìn)步；家電行業(yè)中空調(diào)、熱水器、GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步造成消費(fèi)者舒適度的提高；在工廠自動化中對溫度、壓力、轉(zhuǎn)速的測量，以及生產(chǎn)需要的信息資料的獲取等；在軍事領(lǐng)域，包括對敵監(jiān)控等直觀、學(xué)生感興趣的應(yīng)用作為切入點(diǎn)介紹。在對傳感器的定義介紹，舉例包括：溫度傳感器，可以是雙金屬片：溫度轉(zhuǎn)換為機(jī)械變形；熱電偶：溫度轉(zhuǎn)換為電壓；數(shù)字傳感器：溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字量等不同類型，但是功能相同。對信號處理、轉(zhuǎn)換、傳輸部分的介紹，采用圖表方式，表現(xiàn)各種信號處理、轉(zhuǎn)換、傳輸舉例：在信號顯示、與人交互部分，用圖舉例，包括指針表盤、LCD顯示、計(jì)算機(jī)屏幕等。在介紹評價(jià)指標(biāo)時，以測溫度為例舉例，對于體溫、環(huán)境溫度、實(shí)驗(yàn)室精密生化反映溫度控制、發(fā)電廠生產(chǎn)車間爐溫監(jiān)測等幾種情況下需要的量程以及測試精度的對比。目的在于使儀器儀表抽象的知識形象化，便于學(xué)生理解。

2.教學(xué)形式上引入課堂討論

組織學(xué)生就感興趣的背景問題進(jìn)行課堂討論和辯論，討論議題包括儀器儀表的應(yīng)用、就業(yè)、學(xué)科在社會上的作用、前景等有爭議的問題，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能，明確學(xué)習(xí)目的。

3.考核方式的選擇

專業(yè)導(dǎo)論考核方式應(yīng)采用能反映學(xué)生對專業(yè)認(rèn)識掌握程度的一些方法，如采用課程論文、調(diào)研等形式，既可以避免死背書的弊端，又可以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)的興趣。在這種考核方式下，學(xué)生不需要記憶枯燥的概念，而需要建立相應(yīng)的知識體系。

五、教學(xué)效果

經(jīng)過16課時的學(xué)習(xí)，大學(xué)一年級新生對于本專業(yè)的概念體系、知識體系和課程體系有了初步的了解和認(rèn)識，并對后續(xù)學(xué)習(xí)的科目以及課程之間的銜接關(guān)系做了主動的調(diào)研，為今后四年的本科學(xué)習(xí)合理分配時間、明確學(xué)習(xí)目的打下了基礎(chǔ)。此外，學(xué)生對專業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展過程、發(fā)展前景、畢業(yè)分配和可能職位均做了一定的了解。經(jīng)過六年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)證明，開設(shè)本課程對于學(xué)生的發(fā)展起到了明顯的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊秀娣.開設(shè)大學(xué)工程專業(yè)導(dǎo)論課程的構(gòu)想 [J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)：人文社會科學(xué)版，1994，5（1）：85-89.

[2]侯媛彬.測控技術(shù)與儀器專業(yè)導(dǎo)論[M].北京：北京大學(xué)出版社，2010.

[3]劉光明，于斐，周雅，等.大學(xué)低年級課程中開設(shè)專業(yè)導(dǎo)論課的探索[J].高教論壇，2007，（1）：37-39.

[4]羅福午.提高對于專業(yè)概論課的認(rèn)識[J].中國高教研究，1992，（2）：82-85.

[5]鄢泰寧.為新生開設(shè)專業(yè)概論課有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情[J].中國地質(zhì)教育，2008，（2）：76-77.