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電子機械學科人才培養(yǎng)與課程建設論文
一、電子機械的特點及人才需求
從上個世紀60年代起，我國的工業(yè)與軍用電子裝備開始從仿制走向自行研制，經(jīng)歷了40多年的發(fā)展歷程，積累了豐富的經(jīng)驗，目前已在電子裝備的設計與制造上走向世界的先進水平，與此同時也深刻認識到結(jié)構(gòu)與工藝對電子裝備的性能有著重要的影響，電子裝備中電氣設計、結(jié)構(gòu)設計及制造工藝是密不可分的，并趨向融為一體設計。電子機械是研究電子與信息系統(tǒng)中的機械與結(jié)構(gòu)問題的一門機電光相結(jié)合的邊緣學科，它通過研究機械、電磁、熱之間的耦合關系，把電子設備的原理設計轉(zhuǎn)化為機械和結(jié)構(gòu)的設計，提高其在機械、電磁、熱環(huán)境中的可靠性，以保證其電氣性能指標。與一般機械專業(yè)相比，電子機械的研究有其自身的特點：在目的上，電子機械在于捉高電子裝備系統(tǒng)的電氣性能，而常規(guī)機械則是為了提高其機械性能。在實現(xiàn)手段上，前者主要通過改變、優(yōu)選機械結(jié)構(gòu)參數(shù)與工藝來實現(xiàn)，而后者則主要通過電子信息、光電子信息來實現(xiàn)。在機電一體化的載體方面，前者是電子系統(tǒng)，后者為機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。從對系統(tǒng)的重要程度看，機電一體化對電子裝備而言不但重要而且是其生命之所在�，F(xiàn)代國防武器裝備對軍用電子裝備提出了越來越高的要求，突出表現(xiàn)為高頻段、高增益，快響應、高指向精度，高密度、小型化。為適應上述發(fā)展趨勢和要求，在電子信息行業(yè)，亟須培養(yǎng)具備電子機械專門知識，從事電子機械的工程應用型人才和研究人才。
二、電子機械人才知識結(jié)構(gòu)體系和課程結(jié)構(gòu)體系
如何有效地培養(yǎng)出適應電子信息領域需求的高層次電子機械人才，或者說，如何科學合理地建立起電子機械人才培養(yǎng)模式和課程結(jié)構(gòu)體系，是我們從創(chuàng)辦這一專業(yè)開始就一直探討的問題。一個真正合格的電子機械人才必須把機械知識和電子技術(shù)、計算機技術(shù)以及信息技術(shù)等知識有機地融合在一起，全面、綜合地設計電子設備。在制定教學計劃和建立課程體系時，從構(gòu)建學生知識結(jié)構(gòu)的角度，按模塊化分課程體系更容易建立知識結(jié)構(gòu)與課程體系的對應關系。將電子機械方向人才培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)，劃分為基礎知識模塊、專業(yè)基礎知識模塊和專知識模塊�；A知識模塊分為工程基礎知識、機械基礎知識、電子及信息基礎知識、機電控制基礎知識和工程測量基礎知識5個子模塊，重點是保證學生具有扎實的數(shù)理基礎、良好的外語能力和熟練的計算機應用能力。專業(yè)基礎知識模塊主要是掌握機械設計及其自動化專業(yè)的通識知識，包括機電一體化知識、機電控制工程知識等。專業(yè)知識模塊是在結(jié)合基礎知識模塊如何構(gòu)建交叉融合的知識結(jié)構(gòu)，對于電子機械培養(yǎng)方向，除了掌握機電一體化方面的基礎知識之外，更重要的是掌握面向電子信息領域的電子設備的設計和集成化制造方面的知識，這其中主要包括電子設備環(huán)境防護、天線結(jié)構(gòu)設計、辦公自動化設備和高密度組裝等知識。
由于電子機械方向涉及多個領域的知識，課程設置的主要問題是如何在有限的學習時間內(nèi)合理地安排機、電等多學科的課程問題，如果只是將課程硬性疊加，則學生不堪重負，且學生對相關知識的應用不能有機地結(jié)合，會使學生感到對各方面的知識都沒有學好，因此必須對原有機類和電類課程進行優(yōu)化、精簡、合理的組合并創(chuàng)新。我們結(jié)合自身的情況，所遵循的原則是：“面向電子信息領域，以電子設備CAD/CAM為主線，以創(chuàng)新設計為核心，強化基礎、注重實踐”。貫穿4年培養(yǎng)計劃的主線是電子設備設計制造綜合能力培養(yǎng)。在培養(yǎng)計劃和課程體系的框架上，結(jié)合電子機械知識結(jié)構(gòu)體系要求，2005年，按照教育部新的專業(yè)目錄，本專業(yè)制定了新的教學計劃和課程體系，我們設計了平臺模塊式課程框架結(jié)構(gòu)，突出了課程的整體優(yōu)化與整合，突出了加強基礎，突出了方向的靈活性和適應性。新的課程體系課內(nèi)總學時設定為2559學時，其中分為必修課、限選課與選修課程，開出課程總學分為272.5，準許畢業(yè)的最低學分186.5。
課程體系為四級平臺(平臺體現(xiàn)了課程的分類與整合)：
1.公共基礎平臺。作為通識教育部分，對全校學生統(tǒng)一要求。課程分為5大模塊：數(shù)學、自然科學模塊，人文社會科學模塊，工具與方法類模塊工程概論模塊以及體育。
2.機械工程學科群技術(shù)基礎平臺。(這一平臺課程與部分機電工程學院其他專業(yè)共同使用。)
3.機械設計制造及其自動化專業(yè)基礎平臺。
4.電子機械方向平臺。
三、課程的建設與改革工作
1.機電化合，解決機電結(jié)合、設計與制造相結(jié)合過程中教學時數(shù)劇增的問題
正確處理機械與電子、設計與制造的關系，強調(diào)以機為主，以設計為主。在教學計劃實施過程中，機械類課程中基礎課、專業(yè)基礎課與一級機械類專業(yè)一致。電子類課程主要著重基本原理與定性設計，區(qū)別與電子類專業(yè)。專業(yè)課程中重點探討機械結(jié)構(gòu)如何保證優(yōu)良的電子性能。
2.設置與電子機械領域發(fā)展相適應的教學內(nèi)容
針對電子信息行業(yè)特點，開設具有明顯電子機械特色的課程，如：電子設備熱控制技術(shù)、天線結(jié)構(gòu)設計、電磁兼容性設計、現(xiàn)代電子裝聯(lián)工藝學等課程，以使所培養(yǎng)的人才能自如地應用所學的專業(yè)基礎知識和專業(yè)知識進行電子行業(yè)電子設備設計的技術(shù)工作。
3.全方位提高學生的科學研究素質(zhì)
通過豐富多樣的方式培養(yǎng)學生的多種能力，尤其是學生參加科學研究能力的培養(yǎng)，一直是課程體系改革追求的目標。首先在加強教學環(huán)節(jié)建設的同時，實行實驗室開放制度，增加電子機械方向上綜合性、設計性實驗項目。其次實行導師制，遴選優(yōu)秀學生在本科階段參加導師的科研工作。再者組織學生參加“全國大學生機器人大賽”，“全國大學生電子設計競賽”、“全國挑戰(zhàn)杯競賽”、“全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽”、“全國大學生數(shù)學建模競賽”等活動。通過這些措施，在相當程度上激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識，提高了科研能力，也進一步夯實了基礎。
4.結(jié)合專業(yè)發(fā)展的要求，強化實驗室建設
實驗室是學生綜合素質(zhì)和科學思維培養(yǎng)的重要場所。為適應學科發(fā)展和人才培養(yǎng)需要，我們把本學科實驗室硬件建設和管理體制改革結(jié)合起來同步進行，以先進制造技術(shù)為基礎，以制造信息技術(shù)為紐帶，建設學院的專業(yè)基礎課實驗室。在機電工程學院形成了一個集現(xiàn)代設計技術(shù)、制造技術(shù)、控制技術(shù)、測試測量技術(shù)、信息技術(shù)為一體的院級綜合實驗平臺。為本科生及研究生的基本技能訓練、創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供強有力的支持。
5.抓好教材建設工作，形成具有本學科特色的教材體系
在本專業(yè)初創(chuàng)時期，我們編寫了首批機電結(jié)合型的教材，填補了國內(nèi)空白。幾十年來，始終把教材建設放在十分重要的位置，常抓不懈，形成了統(tǒng)編教材、自編教材及實驗講義相互配合的、比較完整的、有特色的機電結(jié)合型的教材體系。10年間出版了教材25部，獲國家優(yōu)秀教材獎2項，省部級優(yōu)秀教材獎7 項，校級優(yōu)秀教材和講義26項。我們在教材建設方面的體會是：第一，要有明確的教材建設規(guī)劃和目標。第二，在教材建設的方向上，始終不渝地堅持機電結(jié)合的特色。第三，堅持國內(nèi)外著名教材與本專業(yè)特色相結(jié)合。第四，始終注意教材的社會效益。不僅僅局限于滿足大專院校教學的需要，而且非常注意其學科性與工程實用性，及時將科研體會與工程實踐的內(nèi)容加入教材中，以使教材成為本學科領域各部門各行業(yè)工程技術(shù)人員的參考用書，提高教材的社會效益。
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