電子機(jī)械工程論文大全11篇

緒論：寫(xiě)作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇電子機(jī)械工程論文范文，希望它們能為您的寫(xiě)作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

(一)發(fā)展歷程

在機(jī)械電子工程發(fā)展初期，主要體現(xiàn)為手工制作，生產(chǎn)力水平較低，資源技術(shù)等對(duì)其發(fā)展產(chǎn)生制約。為了提升生產(chǎn)效率，逐漸朝著機(jī)械工業(yè)方向發(fā)展。在生產(chǎn)線階段，機(jī)械工程己逐漸發(fā)展到流水線生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化大批量生產(chǎn)，.這一生產(chǎn)模式使勞動(dòng)力得到解放，生產(chǎn)力水平大大提升，同時(shí)生產(chǎn)效率也得到提高。但是仍然存在一些不足，比如，部分生產(chǎn)仍就以進(jìn)口為主，生產(chǎn)成本較大，在市場(chǎng)方面缺少適應(yīng)力舀靈活性較差，難以滿(mǎn)足不斷變化的市場(chǎng)需求。

在機(jī)械電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段中，產(chǎn)品生產(chǎn)能夠適應(yīng)市場(chǎng)的需求，對(duì)于不斷變化的產(chǎn)品需求產(chǎn)業(yè)化發(fā)展能夠滿(mǎn)足。

(二)機(jī)械電子工程主要特征

機(jī)械電子工程是復(fù)雜綜合性學(xué)科，同各類(lèi)學(xué)科之間都有著密切的聯(lián)系。機(jī)械電子工程發(fā)展要以計(jì)算機(jī)、電子以及機(jī)械為基礎(chǔ)，結(jié)合其他學(xué)科做出合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要求每一個(gè)模塊都能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而使得各個(gè)模塊都能將其最大優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)。機(jī)械電子產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，并不復(fù)雜，無(wú)需復(fù)雜原件的投入，這樣能在一定程度上使產(chǎn)品性能得到提升，進(jìn)而擴(kuò)大消費(fèi)市場(chǎng)，

二、人工智能簡(jiǎn)述

人工智能是一門(mén)復(fù)雜，并且綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，所涉及到的學(xué)科比較多。也可以說(shuō)，21世紀(jì)人工智能是最偉大學(xué)科之一。人工智能實(shí)現(xiàn)了對(duì)人的智能模擬，并且能通過(guò)計(jì)算機(jī)使認(rèn)得智能化得到進(jìn)一步的延伸，人工智能這門(mén)學(xué)科有著較好的發(fā)展?jié)摿ΑＨ斯ぶ悄茉诎l(fā)展的過(guò)程中主要經(jīng)歷下列幾個(gè)階段。

初步階段。人工智能在17世紀(jì)開(kāi)始發(fā)生萌芽，法國(guó)在這一階段成功誕生世界上的第一部計(jì)算機(jī)，這一計(jì)算器只是單純的能進(jìn)行加法簡(jiǎn)單運(yùn)算，但是仍就轟動(dòng)世界，進(jìn)而在世界范圍內(nèi)，對(duì)這項(xiàng)技術(shù)開(kāi)始進(jìn)一步研究。在最初階段，人工智能并沒(méi)有明顯的進(jìn)展，主要是在實(shí)踐的過(guò)程中積累與總結(jié)知識(shí)，這為今后人工智能發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

發(fā)展初始階段。美國(guó)人在二十世紀(jì)首次提出人工智能專(zhuān)業(yè)用語(yǔ)。在這個(gè)發(fā)展階段，人工智能主要以證明與闡釋為主要體現(xiàn)，在這一時(shí)期對(duì)于人工智能的研究就是首要任務(wù)。

發(fā)展起伏階段。隨著人們對(duì)于人工智能的不斷深入研究，人工智能也處于持續(xù)的發(fā)展階段，但是在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，要想使人工智能模仿和人類(lèi)思維同步是非常困難的。大部分對(duì)于人工智能的科學(xué)研究?jī)H僅是停留于簡(jiǎn)單映射層面，.對(duì)于邏輯思維的研究仍就沒(méi)有突破性進(jìn)展。不論怎么說(shuō)，在發(fā)展的起伏階段，人功能智能也在發(fā)展中得到了技術(shù)創(chuàng)新，特別是在系統(tǒng)方面、計(jì)算機(jī)機(jī)器人以及語(yǔ)言掌握方面取得了較大的成就.

起伏階段發(fā)展以后。在這一階段，人工智能的相關(guān)研究得到了發(fā)展，尤其是第五屆國(guó)際人工智能聯(lián)合會(huì)議的召開(kāi)，人工智能逐漸朝著知識(shí)層面的方向發(fā)展，大部分的人工智能研都會(huì)結(jié)合相應(yīng)的知識(shí)工程，在這個(gè)階段中，人工智能發(fā)展的高度是前所未有的，在一定程度上促進(jìn)了人工智能應(yīng)用于實(shí)際工程中。

穩(wěn)步發(fā)展階段。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于人工智能研究方向發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，由原本的單一主體朝著集中統(tǒng)一主體的方向發(fā)展。關(guān)于人工智能在實(shí)際中的運(yùn)用以及研究，受到了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響。網(wǎng)絡(luò)的普及與快速發(fā)展，在一定程度上促進(jìn)了信息化的發(fā)展，信息在傳送方面發(fā)生率重大性變革。在人們逐漸進(jìn)入信息化社會(huì)后，在信息有效處理方面人工智能的發(fā)展起到了重要的作用，在模擬設(shè)計(jì)方面，機(jī)械電子工程的發(fā)展需要人工智能的大力支持。

三、機(jī)械電子工程與人工智能之間的關(guān)系

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，社會(huì)不斷的進(jìn)步，對(duì)于信息人們?cè)絹?lái)越重視。在21世紀(jì)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到快速發(fā)展，同時(shí)信息的傳遞也逐漸注入新鮮血液。互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及說(shuō)明人們正朝著信息時(shí)代的方向邁進(jìn)，在社會(huì)逐步信息化以后，更加需要有人工智能這一技術(shù)的支持，特別是機(jī)械電子工程發(fā)展中有著重要作用，機(jī)械電子系統(tǒng)本身缺少一定的穩(wěn)定性，這樣在機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)方面就有著較大阻礙存在。在現(xiàn)代社會(huì)中，信息的處理量持續(xù)增大，并且較為復(fù)雜，有些時(shí)候需要同時(shí)對(duì)不同類(lèi)型的信息進(jìn)行處理，所以需要采取人工智能的支持才能完成信息處理。人工智能主要包含模糊推理系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這種兩種方法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傾向于對(duì)人腦結(jié)構(gòu)的綜合分析，模糊推理系統(tǒng)更加重視對(duì)于語(yǔ)言信號(hào)的分析與理解。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，僅僅采取單一的人工智能方法，明顯己經(jīng)無(wú)法適應(yīng)目前社會(huì)中不斷變化的市場(chǎng)需求，所以，對(duì)于人工智能相關(guān)問(wèn)題的研究正逐漸朝著多方位、全面的人工智能方向轉(zhuǎn)變。多方位全面人工智能系統(tǒng)通過(guò)模糊推理系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互統(tǒng)一的方式，揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，將二者有效的結(jié)合起來(lái)，使得二者的優(yōu)勢(shì)得到最大程度的發(fā)揮。

篇（2）

    工業(yè)工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

    哈爾濱德強(qiáng)商務(wù)學(xué)院是一所地方性民辦普通高校,以培養(yǎng)適應(yīng)地方社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要的應(yīng)用型人才為主,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。所以,在專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中要明確專(zhuān)業(yè)定位和服務(wù)面向定位,充分體現(xiàn)“因材施教”,尊重學(xué)生的個(gè)性發(fā)展的理念和“精化基礎(chǔ)理論、優(yōu)化專(zhuān)業(yè)知識(shí)、強(qiáng)化實(shí)踐能力、深化素質(zhì)教育、突出專(zhuān)業(yè)特色”的原則,使學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。

    1專(zhuān)業(yè)定位

    專(zhuān)業(yè)定位的合理與否對(duì)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要,只有專(zhuān)業(yè)定位合理、特色突出、培養(yǎng)的人才社會(huì)需求量大,才能不斷擴(kuò)大招生規(guī)模,促進(jìn)專(zhuān)業(yè)發(fā)展建設(shè),形成“出口暢、進(jìn)口旺”的良性循環(huán)。為建設(shè)好工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)和科學(xué)定位,專(zhuān)業(yè)進(jìn)行了廣泛而深入的調(diào)研。在深入研究國(guó)家專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)目錄的基礎(chǔ)上,調(diào)查社會(huì)對(duì)工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)人才的需求,參考省內(nèi)外多所高校工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式,結(jié)合學(xué)校的辦學(xué)條件、特色和優(yōu)勢(shì),進(jìn)行專(zhuān)業(yè)定位。國(guó)家專(zhuān)業(yè)目錄對(duì)本專(zhuān)業(yè)的要求是培養(yǎng)具備現(xiàn)代工業(yè)工程和系統(tǒng)管理等方面的知識(shí)、素質(zhì)和能力,能在工商企業(yè)從事生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、服務(wù)等管理系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和創(chuàng)新工作的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才[5]。主干學(xué)科是管理學(xué)和一門(mén)工程技術(shù)學(xué)科,如機(jī)械工程或電子科學(xué)與技術(shù)等。由前面的調(diào)研可知,雖然開(kāi)設(shè)本專(zhuān)業(yè)的各高校對(duì)于工程學(xué)科的選擇不盡相同,但機(jī)械工程所占比例最大,而以電氣工程為工程學(xué)科的高校并不多。目前我國(guó)電子行業(yè)發(fā)展快速,像富士康等電子制造企業(yè)對(duì)于具有電氣工程背景的工業(yè)工程人才需求量越來(lái)越大。哈爾濱德強(qiáng)商務(wù)學(xué)院是一所以商科為特色的地方高校,管理、金融和會(huì)計(jì)等各學(xué)科專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)明顯,可以對(duì)專(zhuān)業(yè)主干學(xué)科中的管理學(xué)科進(jìn)行強(qiáng)有力的支撐;同時(shí)專(zhuān)業(yè)設(shè)在計(jì)算機(jī)與信息工程系,其中電子信息工程、應(yīng)用電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專(zhuān)業(yè)已開(kāi)設(shè)多年,實(shí)驗(yàn)資源齊備,師資力量雄厚,可以對(duì)電氣工程學(xué)科進(jìn)行很好的支撐。綜合上述分析情況,學(xué)院把專(zhuān)業(yè)定位在研究電子電氣產(chǎn)品生產(chǎn)制造流程,研究應(yīng)用電子電氣技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品流程改善上,把電氣工程作為工程學(xué)科。由于專(zhuān)業(yè)定位準(zhǔn)確,社會(huì)需求量大,專(zhuān)業(yè)招生人數(shù)逐年增長(zhǎng)。

    2人才培養(yǎng)目標(biāo)

    人才培養(yǎng)目標(biāo)是指高等院校培養(yǎng)什么樣知識(shí)素質(zhì)的人才,它是人才培養(yǎng)模式研究的首要問(wèn)題,專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系、能力結(jié)構(gòu)、教學(xué)單元以及課程體系都是圍繞培養(yǎng)目標(biāo)展開(kāi)的。本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具備現(xiàn)代工業(yè)工程和系統(tǒng)管理等方面的知識(shí)、素質(zhì)和能力,具有基礎(chǔ)理論夠用,專(zhuān)業(yè)知識(shí)適用,實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高,具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)精神,適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展需要的高級(jí)應(yīng)用型人才。學(xué)生畢業(yè)后能在工商企業(yè)、事業(yè)及行政管理等部門(mén)從事工業(yè)管理、技術(shù)開(kāi)發(fā)及教學(xué)等實(shí)際工作。

    3人才培養(yǎng)規(guī)格

    根據(jù)科學(xué)的質(zhì)量觀和人才培養(yǎng)多樣化的思想,本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力:具有較扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)、較好的人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)及語(yǔ)言和文字表達(dá)能力,較熟練地掌握一門(mén)外語(yǔ);掌握工業(yè)工程學(xué)科的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和實(shí)用技術(shù),培養(yǎng)工業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的基本能力,具備工業(yè)工程管理的初步能力;掌握系統(tǒng)管理的分析方法和管理技術(shù),受到應(yīng)用工業(yè)工程理論與方法進(jìn)行分析和解決實(shí)際問(wèn)題的基本訓(xùn)練,具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力;具有本專(zhuān)業(yè)必需的設(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖、實(shí)驗(yàn)、規(guī)劃等基本技能;熟悉經(jīng)濟(jì)建設(shè)和企業(yè)管理的有關(guān)方針、政策和法規(guī);了解現(xiàn)代工業(yè)工程理論的前沿、應(yīng)用前景和發(fā)展動(dòng)態(tài);掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢(xún)的基本方法,具有科學(xué)研究和實(shí)際工作的初步能力;具有較強(qiáng)的自學(xué)能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)精神。

    實(shí)現(xiàn)工業(yè)工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的對(duì)策

    1“3+1”人才培養(yǎng)方式

    為著重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,專(zhuān)業(yè)經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐和探索,提出了"3+1"人才培養(yǎng)方式。前3年主要是夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ),開(kāi)設(shè)通識(shí)的必修課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)主干課程及部分專(zhuān)業(yè)方向課,同時(shí)開(kāi)設(shè)公共選修課。后1年開(kāi)設(shè)若干個(gè)專(zhuān)業(yè)選修課模塊,學(xué)生完成一定的學(xué)分,并到校企合作單位進(jìn)行專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)及完成畢業(yè)論文等,培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí),增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)能力。

    2構(gòu)建優(yōu)化的課程體系

    課程是學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)培養(yǎng)的重要載體,是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的核心單元,根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)、業(yè)務(wù)規(guī)格的要求,構(gòu)建優(yōu)化的課程體系,打破學(xué)科課程間的壁壘,尤其要處理好管理課程和工程技術(shù)課程之間的關(guān)系。整合課程門(mén)類(lèi),淘汰內(nèi)容陳舊的課程,避免課程內(nèi)容交叉重復(fù),擴(kuò)大知識(shí)容量,最大限度提高教學(xué)效率。在確保學(xué)科基礎(chǔ)課程基礎(chǔ)上,對(duì)部分專(zhuān)業(yè)課進(jìn)行優(yōu)化整合,體現(xiàn)文理滲透、學(xué)科交融,專(zhuān)業(yè)方向課要突出適應(yīng)社會(huì)需求,增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)的適應(yīng)性。把握基礎(chǔ)理論“必需、夠用”,專(zhuān)業(yè)知識(shí)“實(shí)用、適用”的尺度,基礎(chǔ)教育力求寬而牢,專(zhuān)業(yè)教育力求精而實(shí),進(jìn)一步加強(qiáng)政治理論、文化修養(yǎng)、外語(yǔ)和計(jì)算機(jī)類(lèi)應(yīng)用課程。為適應(yīng)工業(yè)工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式,課程體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成相應(yīng)的4個(gè)教育平臺(tái)包含10個(gè)課程模塊,課程體系結(jié)構(gòu)如表1所示。

    3加強(qiáng)教材建設(shè),優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

    工業(yè)工程在我國(guó)的發(fā)展歷史還不長(zhǎng),是一門(mén)新專(zhuān)業(yè),專(zhuān)業(yè)教材還不夠豐富,在現(xiàn)有的專(zhuān)業(yè)教材中也多數(shù)是以機(jī)械工程為背景,而以電氣工程為研究對(duì)象的專(zhuān)業(yè)教材則少之又少;另一方面融入IE基本思想的工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教材也不多見(jiàn)[6],這就導(dǎo)致在教學(xué)內(nèi)容上工程技術(shù)類(lèi)課程與管理類(lèi)課程相互孤立,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)只是2類(lèi)課程知識(shí)的簡(jiǎn)單疊加,而不能融合2方面的知識(shí),達(dá)不到人才培養(yǎng)的目標(biāo)。因些,專(zhuān)業(yè)教師在多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,正著手編寫(xiě)一套符合專(zhuān)業(yè)定位、實(shí)用性強(qiáng)、有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、適合應(yīng)用型本科院校學(xué)生學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)教材。

    4加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

    實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié),對(duì)于應(yīng)用型本科院校尤其要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。首先,確保實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí),實(shí)踐教學(xué)四年不斷線,在專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案中實(shí)踐教學(xué)為72學(xué)分,與理論教學(xué)學(xué)分比例達(dá)到4:6。其次,開(kāi)展形式多樣的實(shí)踐教學(xué),包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)、社會(huì)實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié),并把學(xué)生的第二課堂作為能力培養(yǎng)的重要補(bǔ)充,組織學(xué)生參加各種競(jìng)賽和職業(yè)資格證書(shū)考試,通過(guò)設(shè)立創(chuàng)新學(xué)分,激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索精神和創(chuàng)新意識(shí)。最后,深化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革,使實(shí)踐內(nèi)容從驗(yàn)證性逐漸向設(shè)計(jì)性和綜合性過(guò)渡,加強(qiáng)校企合作,開(kāi)發(fā)以企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際為背景的教學(xué)案例、實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,形成產(chǎn)業(yè)對(duì)接的實(shí)踐教學(xué)體系;加大校外實(shí)習(xí)基地的建設(shè),使學(xué)生有機(jī)會(huì)走進(jìn)企業(yè)、把生產(chǎn)車(chē)間作為學(xué)校的第二課堂,在實(shí)習(xí)中學(xué)習(xí),在訓(xùn)練中提高。

    5加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

篇（3）

在現(xiàn)有國(guó)內(nèi)高職學(xué)校的機(jī)械專(zhuān)業(yè)中,很少有關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的課程,致使很多從該專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的學(xué)生盡管具備相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)卻難以從事創(chuàng)新的設(shè)計(jì)。在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天,中國(guó)要想由“制造大國(guó)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皠?chuàng)造強(qiáng)國(guó)”,職業(yè)教育應(yīng)走在教育的前列。因此在《機(jī)械工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng),是機(jī)械專(zhuān)業(yè)教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為了適應(yīng)形勢(shì)的發(fā)展,給學(xué)生創(chuàng)造良好的創(chuàng)新才能發(fā)揮環(huán)境,由教育部負(fù)責(zé)組織的全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,以大賽為載體,在引導(dǎo)學(xué)生課外科技活動(dòng),促進(jìn)學(xué)生“教中學(xué)、學(xué)中做、做中學(xué)”方面起到了積極的推動(dòng)作用。筆者結(jié)合教學(xué)與指導(dǎo)學(xué)生參加比賽經(jīng)驗(yàn),談?wù)勗凇稒C(jī)械工程基礎(chǔ)》教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

一、以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為主線設(shè)置課程內(nèi)容

眾所周知,一個(gè)產(chǎn)品的優(yōu)劣關(guān)鍵在于設(shè)計(jì),而設(shè)計(jì)的本質(zhì)在于創(chuàng)新。但是,傳統(tǒng)《機(jī)械工程基礎(chǔ)》課程只注重向?qū)W生傳授基礎(chǔ)理論知識(shí),而忽略了工程意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),致使許多學(xué)生學(xué)完了課程,仍然對(duì)機(jī)械沒(méi)有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。因此教學(xué)課程的內(nèi)容設(shè)置要保證學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),必須把能力培養(yǎng)放在首位,以新的思維方式創(chuàng)造性地解決問(wèn)題,提高未來(lái)職業(yè)變化的應(yīng)變能力。為此,我們對(duì)《機(jī)械工程基礎(chǔ)》課程進(jìn)行改革,新增機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,建立以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為主的新體系。

按照高職機(jī)械類(lèi)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)以及歷次創(chuàng)新大賽的比賽要求,我們把課程分為理論授課和實(shí)踐操作兩部分。理論部分的內(nèi)容主要介紹機(jī)械學(xué)科發(fā)展的新方向、新內(nèi)容,講解創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,向?qū)W生提供創(chuàng)新思維方法,通過(guò)大量實(shí)際機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的示例分析,開(kāi)闊學(xué)生的思路,拓寬學(xué)生的知識(shí)面和視野,激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,提高學(xué)生的獨(dú)立工作和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為達(dá)到上述要求,新增機(jī)械創(chuàng)新課程的內(nèi)容包括:①機(jī)械創(chuàng)新方法與大學(xué)生創(chuàng)新能力體系結(jié)構(gòu);②創(chuàng)新產(chǎn)品的市場(chǎng)調(diào)研與開(kāi)發(fā);③創(chuàng)新產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì);④CAD軟件在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用;⑤機(jī)械產(chǎn)品機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn);⑥創(chuàng)新產(chǎn)品的制造。學(xué)生通過(guò)《機(jī)械工程基礎(chǔ)》創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí),不僅要掌握這些階段所需的基本理論知識(shí),還應(yīng)掌握其現(xiàn)代設(shè)計(jì)的基本方法,創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本思路。因此需要明確課程在培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力方面的任務(wù)。如機(jī)械原理課程由傳統(tǒng)的以機(jī)構(gòu)分析為主轉(zhuǎn)向以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為主,突出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的思想,加強(qiáng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容,強(qiáng)化機(jī)電一體化思路,介紹氣、液、電驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)和機(jī)電一體化的執(zhí)行機(jī)構(gòu),以開(kāi)闊學(xué)生的思路。

實(shí)踐操作部分是讓學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制作能力。比如軟件知識(shí)、電腦仿真技術(shù)、動(dòng)畫(huà)模擬、產(chǎn)品的市場(chǎng)調(diào)研和前景分析、制作產(chǎn)品的先進(jìn)加工方法、與人溝通和演講技巧、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神等。讓學(xué)生有動(dòng)手訓(xùn)練機(jī)會(huì),學(xué)生以組為單位在教師指導(dǎo)下,親自參與到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制作與過(guò)程中,使他們?cè)趯?shí)踐中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中再實(shí)踐,將“教中學(xué)、學(xué)中做、做中學(xué)”落實(shí)到實(shí)處,有效彌補(bǔ)了學(xué)生在知識(shí)應(yīng)用及動(dòng)手能力上的不足,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

二、發(fā)揮教師主導(dǎo)與學(xué)生主體作用,營(yíng)造培養(yǎng)創(chuàng)新能力的環(huán)境

教師應(yīng)該激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新的積極性,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與課堂教學(xué),成為課堂的主人,變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”,讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與教學(xué)的全過(guò)程。教師對(duì)每堂課的教學(xué)過(guò)程,從頭到尾要精心設(shè)計(jì),別出心裁,努力嘗試將問(wèn)題教學(xué)法、情景教學(xué)法、范例教學(xué)法、探索教學(xué)法等多種教學(xué)方法引入課堂,向?qū)W生講授創(chuàng)造性思維、創(chuàng)造原理、常用創(chuàng)新技法、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法及創(chuàng)新設(shè)計(jì)典型實(shí)例分析等內(nèi)容;讓學(xué)生了解機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì),找出有創(chuàng)意的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行分析,讓學(xué)生感到新奇獨(dú)特;激發(fā)學(xué)生對(duì)周?chē)煜さ膯?wèn)題或物品進(jìn)行分析、探索,使學(xué)生打破思維定勢(shì),提出改進(jìn)的思路。比如,機(jī)械設(shè)計(jì)課程改革了過(guò)去僅羅列常用零部件的繁雜內(nèi)容,建立以機(jī)械傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)、機(jī)械零部件的工作性能設(shè)計(jì)、類(lèi)比設(shè)計(jì)、改造設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的授課內(nèi)容,學(xué)生在老師的引導(dǎo)下,應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力分析的仿真與方案比較,以及零部件的三維造型設(shè)計(jì),不僅可以大大節(jié)省分析計(jì)算和方案比較時(shí)間,而且直觀、形象、準(zhǔn)確,還可以提高學(xué)生的空間想象力,這樣激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的興趣。在導(dǎo)學(xué)上下工夫,注重學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo),教會(huì)學(xué)生思維方法,對(duì)典型的有創(chuàng)意的產(chǎn)品進(jìn)行拆裝實(shí)驗(yàn),分析其創(chuàng)新點(diǎn),總結(jié)創(chuàng)新的思路和方法,完成小論文、研究報(bào)告、創(chuàng)新作品。學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題充滿(mǎn)好奇和求知欲,因此會(huì)積極地去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題。學(xué)生在這種環(huán)境中充分發(fā)揮自己的想象力,激發(fā)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的興趣和欲望,提高了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。

三、課程教學(xué)特點(diǎn)

1.課程采取理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式,突出綜合應(yīng)用能力訓(xùn)練

學(xué)生既要學(xué)習(xí)理論知識(shí),又要主動(dòng)去動(dòng)腦筋想方案,更要親自動(dòng)手,全方位鍛煉自己的能力。如為培養(yǎng)學(xué)生機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力,我們開(kāi)設(shè)了“機(jī)構(gòu)系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)”。學(xué)生可將自己創(chuàng)新設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的方案,通過(guò)搭接組裝,使創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方案模型化、實(shí)體化,并可驗(yàn)證方案的可行性。再如,為提高學(xué)生對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的總體認(rèn)識(shí),我們開(kāi)設(shè)了“機(jī)械系統(tǒng)方案綜合實(shí)驗(yàn)”。學(xué)生自行設(shè)計(jì)、自己動(dòng)手完成包括原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單機(jī)械系統(tǒng)的組裝,形成一個(gè)完整的機(jī)械系統(tǒng)的概念。學(xué)院數(shù)控加工教學(xué)中心承擔(dān)了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的大部分作品制作工作,制作中的簡(jiǎn)單零件,由學(xué)生在教學(xué)中心的鉗工車(chē)間依靠有經(jīng)驗(yàn)的師傅輔助完成,較復(fù)雜的零件,自己首先編寫(xiě)好數(shù)控加工程序,在具體操作師傅的監(jiān)督下,在數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床上完成加工。同時(shí),加工師傅協(xié)助學(xué)生完成加工零件的工序設(shè)計(jì)、檢測(cè)方法設(shè)計(jì)和裝配的調(diào)整等工作。作品的制作鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和對(duì)工藝知識(shí)的理解。

2.改進(jìn)作業(yè)內(nèi)容與考核方式

針對(duì)過(guò)去側(cè)重典型零部件分析的機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè),我們改為以設(shè)計(jì)為主的簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。學(xué)生通過(guò)調(diào)查、查閱資料,設(shè)計(jì)出了多種具有實(shí)際價(jià)值的作品,如汽車(chē)用千斤頂、單一螺旋千斤頂、手動(dòng)剝殼器、腳踏式拖把擰干器、滅火拖把等。通過(guò)各種方案的設(shè)計(jì)比較,學(xué)生不僅掌握了傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)方法,開(kāi)闊了眼界,同時(shí)培養(yǎng)了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。課程結(jié)業(yè)時(shí),最后提交的作業(yè)是小組集體創(chuàng)作的完整的方案設(shè)計(jì)書(shū)或作品,由教師進(jìn)行評(píng)比和打分。評(píng)選方式與國(guó)家組織的機(jī)械創(chuàng)新大賽相同,要求有:書(shū)面的設(shè)計(jì)計(jì)劃書(shū),內(nèi)容涵蓋作品的創(chuàng)新點(diǎn)、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)、產(chǎn)品市場(chǎng)定位、開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的市場(chǎng)前景等;電腦制作的產(chǎn)品仿真動(dòng)畫(huà)圖、CAD制作裝配圖、三分鐘視頻講解;小組答辯,接受教師和專(zhuān)家的提問(wèn)等等。最后評(píng)出一、二、三等獎(jiǎng),再給出創(chuàng)新學(xué)分。不對(duì)學(xué)生進(jìn)行傳統(tǒng)的書(shū)面考試,而是采取讓學(xué)生以組為單位交一份“作業(yè)”,內(nèi)容是學(xué)生自主設(shè)計(jì)或制作一件作品,既讓學(xué)生在輕松的氣氛中學(xué)習(xí),又啟發(fā)和調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,鍛煉他們的動(dòng)手能力,提高他們的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

3.訓(xùn)練學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神

我們強(qiáng)調(diào)要團(tuán)結(jié)協(xié)作,要求學(xué)生分組學(xué)習(xí),組成4～5人的團(tuán)隊(duì),小組成員不受班級(jí)的限制,男女搭配,但必須是相同的專(zhuān)業(yè),分工協(xié)作。各團(tuán)隊(duì)在隊(duì)長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)下,開(kāi)展與設(shè)計(jì)有關(guān)的各項(xiàng)工作,如設(shè)計(jì)方案討論分析、方案的工藝計(jì)算、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的討論等等,這樣可以讓學(xué)生在設(shè)計(jì)中得到充分交流。因?yàn)槊恳幻麑W(xué)生都不可能很完美,但也不可能是一無(wú)是處,只要運(yùn)用好每個(gè)人的長(zhǎng)處,精誠(chéng)團(tuán)結(jié),飽含創(chuàng)新的熱情,擁有那份自信,團(tuán)員之間相互溝通協(xié)作,那么這個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作效率就是最高的,完成項(xiàng)目過(guò)程的可操作性強(qiáng)的概率就大,同時(shí)學(xué)生能力在團(tuán)隊(duì)中得到盡情施展。團(tuán)隊(duì)合作的基礎(chǔ)之一就是建立信任,要建設(shè)一個(gè)具有凝聚力并且高效的團(tuán)隊(duì),第一個(gè)且最為重要的一個(gè)步驟,就是建立信任。團(tuán)隊(duì)的精神是平時(shí)一點(diǎn)一滴積累的,團(tuán)隊(duì)精神就是團(tuán)結(jié)、協(xié)調(diào)。只有擁有團(tuán)隊(duì)精神,一個(gè)團(tuán)隊(duì)才能集思廣益,凝聚一起,那么作任何事都會(huì)事半功倍。隊(duì)長(zhǎng)要懂得如何分工協(xié)調(diào),他不僅要求自己進(jìn)步,還要做到整個(gè)團(tuán)隊(duì)所有成員共同進(jìn)步。為了這個(gè)目標(biāo),團(tuán)隊(duì)所有成員必須營(yíng)造一個(gè)有利于學(xué)習(xí)討論的和諧環(huán)境,在一次次討論后同學(xué)們的思路越來(lái)越清晰,方案越來(lái)越完善,大家心往一處想,勁往一處使,相互鼓勵(lì),那么在這個(gè)團(tuán)隊(duì)面前就沒(méi)有克服不了的困難。

培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的途徑還有很多,教師在教學(xué)中要根據(jù)不同的課程、不同的知識(shí)點(diǎn)靈活運(yùn)用、合理選擇。當(dāng)然,任何一種方法都不是萬(wàn)能的,但只要教師轉(zhuǎn)變教育觀念,用創(chuàng)新培養(yǎng)創(chuàng)新,用創(chuàng)新激發(fā)創(chuàng)新,及時(shí)捕捉和誘發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的靈感,一切從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維出發(fā),學(xué)生的創(chuàng)造能力就一定能得到提高。

參考文獻(xiàn):

[1] 陳潔營(yíng),馬慧勇.論大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].中國(guó)成人教育,2008,(4).

篇（4）

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)。

機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門(mén)有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制、自動(dòng)診斷與保護(hù)等。也就是說(shuō)，機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：（1）20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱(chēng)為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí)，研制和開(kāi)發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。（2）20世紀(jì)70-80年代為第二階段，可稱(chēng)為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國(guó)均開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。（3）20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。

我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比，仍有相當(dāng)差距。

3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：

3．1 智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用之一。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。 轉(zhuǎn)貼于

3．2 模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的，還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便于各部件、單元的匹配。

3．3 網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3．4 微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)。微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類(lèi)。

3．5 環(huán)保化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

3．6 系統(tǒng)化

未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化；另一層是模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)而研制出來(lái)的。

綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。

篇（5）

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一）機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）傳感技術(shù)

傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。

（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專(zhuān)用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。

（五）接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開(kāi)發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。

（六）軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開(kāi)放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶(hù)的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車(chē)間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專(zhuān)用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門(mén)之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤(pán)、自動(dòng)搬運(yùn)小車(chē)和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門(mén)的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱(chēng)示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開(kāi)始走向?qū)嵱没坏?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（一）智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類(lèi)智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。

（二）系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱(chēng)微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。

（四）模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（六）綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

【參考文獻(xiàn)】：

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2、芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

篇（6）

論文

制造業(yè)是現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)和綜合國(guó)力的重要支柱，其生產(chǎn)總值一般占一個(gè)國(guó)家國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~55%。在一個(gè)國(guó)家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占60%左右。專(zhuān)家認(rèn)為，世界上各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)，主要是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。其競(jìng)爭(zhēng)能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化，這種競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，因而各國(guó)政府都非常重視對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的研究。

1 當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問(wèn)題

當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問(wèn)題主要集中在以下幾方面：

（1）制造系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，為滿(mǎn)足制造系統(tǒng)敏捷性、快速響應(yīng)和快速重組的能力，必須借鑒信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等多學(xué)科的研究成果，探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)、制造模式和制造系統(tǒng)有效的運(yùn)行機(jī)制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運(yùn)行狀況是制造系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對(duì)制造企業(yè)的敏捷性和對(duì)需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義，而且對(duì)制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動(dòng)態(tài)重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來(lái)越多地被引入制造系統(tǒng)，以滿(mǎn)足制造系統(tǒng)新的要求。

（2）為支持快速敏捷制造，幾何知識(shí)的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制造的關(guān)鍵問(wèn)題。例如在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD／CAM)集成、坐標(biāo)測(cè)量(CMM)和機(jī)器人學(xué)等方面，在三維現(xiàn)實(shí)空間(3-Real Space)中，都存在大量的幾何算法設(shè)計(jì)和分析等問(wèn)題，特別是其中的幾何表示、幾何計(jì)算和幾何推理問(wèn)題；在測(cè)量和機(jī)器人路徑規(guī)劃及零件的尋位(如Localization)等方面，存在C-空間

(配置空間Configuration Space)的幾何計(jì)算和幾何推理問(wèn)題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機(jī)器人多指抓取規(guī)劃、裝配運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間(Screw Space)進(jìn)行幾何推理。制造過(guò)程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化研究形成了制造科學(xué)中幾何計(jì)算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進(jìn)一步突破，當(dāng)前一門(mén)新學(xué)科--計(jì)算機(jī)幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。

（3）在現(xiàn)代制造過(guò)程中，信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素，而且還是最活躍的驅(qū)動(dòng)因素。提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性，制造信息的獲取、集成與融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識(shí)庫(kù)管理等方面，都還有待進(jìn)一步突破。

（4）各種人工智能工具和計(jì)算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了制造智能的發(fā)展。一類(lèi)基于生物進(jìn)化算法的計(jì)算智能工具，在包括調(diào)度問(wèn)題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中，受到越來(lái)越普遍的關(guān)注，有望在制造中完成組合優(yōu)化問(wèn)題時(shí)的求解速度和求解精度方面雙雙突破問(wèn)題規(guī)模的制約。制造智能還表現(xiàn)在：智能調(diào)度、智能設(shè)計(jì)、智能加工、機(jī)器人學(xué)、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。

這些問(wèn)題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問(wèn)題，也是制造由一門(mén)技藝上升為一門(mén)科學(xué)的重要基礎(chǔ)性問(wèn)題。這些問(wèn)題的重點(diǎn)突破，可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系。

2 現(xiàn)代機(jī)械工程的前沿科學(xué)

不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚集，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步對(duì)科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了新的要求和期望，從而形成前沿科學(xué)。前沿科學(xué)也就是已解決的和未解決的科學(xué)問(wèn)題之間的界域。前沿科學(xué)具有明顯的時(shí)域、領(lǐng)域和動(dòng)態(tài)特性。工程前沿科學(xué)區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)的重要特征是它涵蓋了工程實(shí)際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。

超聲電機(jī)、超高速切削、綠色設(shè)計(jì)與制造等領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)做了大量的研究工作，但創(chuàng)新的關(guān)鍵是機(jī)械科學(xué)問(wèn)題還不明朗。大型復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計(jì)和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)、智能機(jī)器人及其動(dòng)力學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造過(guò)程的三維數(shù)值模擬和物理模擬、超精度和微細(xì)加工關(guān)鍵工藝基礎(chǔ)、大型和超大型精密儀器裝備的設(shè)計(jì)和制造基礎(chǔ)、虛擬制造和虛擬儀器、納米測(cè)量及儀器、并聯(lián)軸機(jī)床、微型機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外雖然已做了不少研究，但仍有許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題有待解決。

信息科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主流科學(xué)，由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌。因此，與以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機(jī)械和納米制造科學(xué)、仿生機(jī)械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會(huì)是21世紀(jì)機(jī)械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué)。

2．1 制造科學(xué)與信息科學(xué)的交叉--制造信息科學(xué)

機(jī)電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價(jià)值增值主要體現(xiàn)在信息上。因此制造過(guò)程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要。信息化是制造科學(xué)技術(shù)走向全球化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。人們一方面對(duì)制造技術(shù)開(kāi)始探索產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的信息本質(zhì)，另一方面對(duì)制造技術(shù)本身加以改造，以使得其適應(yīng)新的信息化制造環(huán)境。隨著對(duì)制造過(guò)程和制造系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的加深，研究者們正試圖以全新的概念和方式對(duì)其加以描述和表達(dá)，以進(jìn)一步達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的。

與制造有關(guān)的信息主要有產(chǎn)品信息、工藝信息和管理信息，這一領(lǐng)域有如下主要研究方向和內(nèi)容：

(1) 制造信息的獲取、處理、存儲(chǔ)、傳遞和應(yīng)用，大量制造信息向知識(shí)和決策轉(zhuǎn)化。

(2) 非符號(hào)信息的表達(dá)、制造信息的保真?zhèn)鬟f、制造信息的管理、非完整制造信息狀態(tài)下的生產(chǎn)決策、虛擬管理制造、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)計(jì)和制造、制造過(guò)程和制造系統(tǒng)中的控制科學(xué)問(wèn)題。

這些內(nèi)容是制造科學(xué)和信息科學(xué)基礎(chǔ)融合的產(chǎn)物，構(gòu)成了制造科學(xué)中的新分支--制造信息學(xué)。

2．2 微機(jī)械及其制造技術(shù)研究

微型電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過(guò)系統(tǒng)的微型化、集成化來(lái)探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。MEMS的發(fā)展將極大地促進(jìn)各類(lèi)產(chǎn)品的袖珍化、微型化，成數(shù)量級(jí)的提高器件與系統(tǒng)的功能密度、信息密度與互聯(lián)密度，大幅度地節(jié)能、節(jié)材。它不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)無(wú)法完成的任務(wù)。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以?shī)A起一個(gè)紅細(xì)胞；制造出3mm大小能夠開(kāi)動(dòng)的小汽車(chē)；可以在磁場(chǎng)中飛行的像蝴蝶大小的飛機(jī)等。MEMS技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，具有許多傳統(tǒng)傳感器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此在制造業(yè)、航空、航天、交通、通信、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。

微機(jī)械是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物。早在1959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想，1962年第一個(gè)硅微型壓力傳感器問(wèn)世。1987年美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動(dòng)機(jī)，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動(dòng)結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力。微機(jī)械技術(shù)有可能像20世紀(jì)的微電子技術(shù)那樣，在21世紀(jì)對(duì)世界科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響。近10年來(lái)，微機(jī)械的發(fā)展令人矚目。其特點(diǎn)如下：相當(dāng)數(shù)量的微型元器件(微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器和微型執(zhí)行器等)和微系統(tǒng)研究成功，體現(xiàn)了其現(xiàn)實(shí)的和潛在的應(yīng)用價(jià)值；多種微型制造技術(shù)的發(fā)展，特別是半導(dǎo)體微細(xì)加工等技術(shù)已成為微系統(tǒng)的支撐技術(shù)；微型機(jī)電系統(tǒng)的研究需要多學(xué)科交叉的研究隊(duì)伍，微型機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域，涉及電子工程、機(jī)械工程、材料工程、物理學(xué)、化學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等多種工程技術(shù)和科學(xué)。轉(zhuǎn)貼于

目前對(duì)微觀條件下的機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，微小構(gòu)件的物理特性和載荷作用下的力學(xué)行為等尚缺乏充分的認(rèn)識(shí)，還沒(méi)有形成基于一定理論基礎(chǔ)之上的微系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與方法，因此只能憑經(jīng)驗(yàn)和試探的方法進(jìn)行研究。微型機(jī)械系統(tǒng)研究中存在的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題有微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性和生化特性等。微系統(tǒng)的研究正處于突破的前夜，是亟待深入研究的領(lǐng)域。

2．3 材料制備／零件制造一體化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)

材料是人類(lèi)進(jìn)步的里程碑，是制造業(yè)和高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。每一種重要新材料的成功制備和應(yīng)用，都會(huì)推進(jìn)物質(zhì)文明，促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和軍事實(shí)力的增強(qiáng)。21世紀(jì)中，世界將由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識(shí)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)定量化、數(shù)字化；要求材料和零件的制備快速、高效并實(shí)現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計(jì)與擬實(shí)仿真優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備／制造及二者一體化、集成化制造的關(guān)鍵。一方面，通過(guò)計(jì)算機(jī)完成擬實(shí)仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)性環(huán)節(jié)，獲得最佳的工藝方案，實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備／制造；另一方面，根據(jù)不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等，研究材料和零件的設(shè)計(jì)形式。進(jìn)而結(jié)合傳統(tǒng)的去除材料式制造技術(shù)、增加材料式覆層技術(shù)等，研究多種材料組分的復(fù)合成形工藝技術(shù)。形成材料與零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法，如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長(zhǎng)的原理，突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機(jī)械加工的許多限制，加工過(guò)程不需要工具或模具，能迅速制造出任意復(fù)雜形狀又具有一定功能的三維實(shí)體模型或零件。

2．4 機(jī)械仿生制造

21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì)，機(jī)械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu))，開(kāi)發(fā)出新工藝(如生長(zhǎng)成形工藝)和開(kāi)辟一系列的新產(chǎn)業(yè)，并為解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過(guò)程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。這是一個(gè)極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。

地球上的生物在漫長(zhǎng)的進(jìn)化中所積累的優(yōu)良品性為解決人類(lèi)制造活動(dòng)中的各種難題提供了范例和指南。從生命現(xiàn)象中學(xué)習(xí)組織與運(yùn)行復(fù)雜系統(tǒng)的方法和技巧，是今后解決目前制造業(yè)所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長(zhǎng)與自進(jìn)化等功能結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式的一種制造系統(tǒng)與制造過(guò)程。如果說(shuō)制造過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化延伸了人類(lèi)的體力，智能化延伸了人類(lèi)的智力，那么，"仿生制造"則可以說(shuō)延伸了人類(lèi)自身的組織結(jié)構(gòu)和進(jìn)化過(guò)程。

仿生制造所涉及的科學(xué)問(wèn)題是生物的"自組織"機(jī)制及其在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題。所謂"自組織"是指一個(gè)系統(tǒng)在其內(nèi)在機(jī)制的驅(qū)動(dòng)下，在組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式上不斷自我完善、從而提高對(duì)于環(huán)境適應(yīng)能力的過(guò)程。仿生制造的"自組織"機(jī)制為自下而上的產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)、制造工藝規(guī)程的自動(dòng)生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動(dòng)趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)條件。

仿生制造屬于制造科學(xué)和生命科學(xué)的"遠(yuǎn)緣雜交"，它將對(duì)21世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。

仿生制造的研究?jī)?nèi)容目前有兩個(gè)方面：

2．4．1 面向生命的仿生制造

研究生命現(xiàn)象的一般規(guī)律和模型，例如人工生命、細(xì)胞自動(dòng)機(jī)、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式以及生物的進(jìn)化和趨優(yōu)機(jī)制等；

2．4．2 面向制造的仿生制造

研究仿生制造系統(tǒng)的自組織機(jī)制與方法，例如：基于充分信息共享的仿生設(shè)計(jì)原理，基于多自律單元協(xié)同的分布式控制和基于進(jìn)化機(jī)制的尋優(yōu)策略；研究仿生制造的概念體系及其基礎(chǔ)，例如：仿生空間的形式化描述及其信息映射關(guān)系，仿生系統(tǒng)及其演化過(guò)程的復(fù)雜度計(jì)量方法。

機(jī)械仿生與仿生制造是機(jī)械科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的高度融合，其研究?jī)?nèi)容包括生長(zhǎng)成形工藝、仿生設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)、智能仿生機(jī)械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作，具有鮮明的基礎(chǔ)研究的特點(diǎn)，如果抓住機(jī)遇研究下去，將可能產(chǎn)生革命性的突破。今后應(yīng)關(guān)注的研究領(lǐng)域有生物加工技術(shù)、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術(shù)的組織工程學(xué)，以及與生物工程相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。 3 現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

20世紀(jì)90年代以來(lái)，世界各國(guó)都把制造技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)作為國(guó)家的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展，如美國(guó)的先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃AMTP、日本的智能制造技術(shù)（IMS）國(guó)際合作計(jì)劃、韓國(guó)的高級(jí)現(xiàn)代技術(shù)國(guó)家計(jì)劃(G--7)、德國(guó)的制造2000計(jì)劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計(jì)劃。

隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)需求個(gè)性化與多樣化，未來(lái)現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。

當(dāng)前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)大致有以下九個(gè)方面：

(1) 信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式會(huì)獲得不斷發(fā)展。

(2) 設(shè)計(jì)技術(shù)與手段更現(xiàn)代化。

(3) 成型及制造技術(shù)精密化、制造過(guò)程實(shí)現(xiàn)低能耗。

(4) 新型特種加工方法的形成。

(5) 開(kāi)發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。

(6) 加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。

篇（7）

本文在安全跟車(chē)模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)構(gòu)成，并給出了初步的設(shè)計(jì)方案。對(duì)車(chē)載測(cè)距技術(shù)進(jìn)行了綜合比較，確定系統(tǒng)采用毫米波多普勒雷達(dá)傳感器、超聲波傳感器和紅外線傳感器分別對(duì)前、后和側(cè)向車(chē)間距離、兩車(chē)相對(duì)速度和角度進(jìn)行測(cè)量；在結(jié)合各種防碰原理的基礎(chǔ)上，把系統(tǒng)分為主控單元子系統(tǒng)、測(cè)距子系統(tǒng)、信息采集單元子系統(tǒng)和顯示-聲光報(bào)警子系統(tǒng)四個(gè)部分，并確定了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能所需要的關(guān)鍵技術(shù);在安全距離的基礎(chǔ)上，對(duì)主控單元子系統(tǒng)和測(cè)距子系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，解決了系統(tǒng)功能所需要的關(guān)鍵技術(shù)。

車(chē)輛防撞技術(shù)作為智能運(yùn)輸系統(tǒng)的一個(gè)子課題，將不斷成熟和完善，防撞系統(tǒng)的應(yīng)用可以縮短車(chē)輛間的安全行車(chē)距離，還可以實(shí)現(xiàn)安全超車(chē)，保證高速運(yùn)行車(chē)輛的安全性，提高公路運(yùn)輸效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：防撞預(yù)警；雷達(dá)；超聲波；紅外線；傳感器

英文摘要

Thetrafficsafetyconditionisbecomingmoreandmoreseriousinrecentyears,thestatisticshowsthatamongtheaccidentofhighwaytheRear-endCollisionandSideCollisionarefrequent.Ifthedriverscanbeinformedbeforetheaccidentstakeplace,thesafetylevelwillbeimprovedgreatly.Thehighwayvehicleanti-collisionwarningsystemissuchatechniquebasedontheinitiativesecurityofautomobilewhendriving

Basedonthemathematicmodelofautomobilesafefollowingdistance,thehardwareandsoftwareofthesystemarebuilt.Throughanintegratedcomparisonofdetectingtechniques,themillimeterwavefrequencymodulatedpulse-Dopplerradar、Ultrasonicsensorandinfraredsensorarechosen,whichcanmeasurethelengthwaysdistanceandtransversedistance,relativevelocityoftwovehiclesandazimuthatthesametime.Basedonreferencevarioustheoriesofanti-collisionwarningsystem,thesystemincludesfoursub-systems:themaincontrolunitofsub-system,measuringdistanceofsub-system,informationunitofsub-systemandmonitor,sound&lightalarmofsub-system.Basedonit,thekeytechnologiesinvolvedinthesystemaredetermined.Basedonthesafetydistancemodel,thesoftwareandhardwareofthemaincontrolunitofsub-systemandmeasuringdistanceofsub-systemaredesigned,thekeytechnologiesissolved.

Vehicleanti-collisiontechniqueassub-itemofIntelligentTransportSystemwillgrowupandbeperfectinfuture.Itwillshortenthesafespacebetweencarheads,actualizethesafeovertakingandguaranteevehiclesafety,soitwillhelptoincreasetransportefficiencyandkeepeconomicfastgrowth.

Keyword:anti-collisionwarningsystem;radar;ultrasonic;infrared;sensor

1.1選題意義和背景

汽車(chē)業(yè)與電子業(yè)是世界工業(yè)的兩大金字塔，隨著汽車(chē)工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代汽車(chē)上，電子技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越來(lái)廣泛，汽車(chē)電子化的程度越來(lái)越高。汽車(chē)電子技術(shù)是汽車(chē)技術(shù)與電子技術(shù)想結(jié)合的產(chǎn)物。汽車(chē)上的電器與電子控制系統(tǒng)在汽車(chē)技術(shù)進(jìn)入機(jī)電一體化階段的今天，地位極為重要，正在汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立的分支學(xué)科，其性能的優(yōu)劣直接影響到汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性、排放干凈、及舒適性等。電子控制技術(shù)在汽車(chē)上，首先應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗控制與排放進(jìn)化與排放控制，接著被應(yīng)用于底盤(pán)部分的控制，以提高行駛的穩(wěn)定性、安全性、與舒適性等。隨著交通運(yùn)輸向高密度發(fā)展，電子控制技術(shù)又進(jìn)一步應(yīng)用于汽車(chē)的乘坐安全性和導(dǎo)航等方面。

電子技術(shù)在汽車(chē)安全控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了增強(qiáng)汽車(chē)的安全、舒適和方便。應(yīng)用的電子技術(shù)主要有：電子控制安全氣囊，智能記錄儀，雷達(dá)式距離報(bào)警器，中央控制門(mén)鎖，自動(dòng)空調(diào)，自動(dòng)車(chē)窗、車(chē)門(mén)、座椅、刮水器，車(chē)燈控制，電源控制以及充電器等。近年來(lái)汽車(chē)的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，主動(dòng)式汽車(chē)防撞系統(tǒng)，汽車(chē)監(jiān)測(cè)和自診斷系統(tǒng)以及汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用。

在過(guò)去20~30年中，人們主要把精力集中于汽車(chē)的被動(dòng)安全性方面，例如，在汽車(chē)的前部或后部安裝保險(xiǎn)杠、在汽車(chē)外殼四周安裝某種彈性材料、在車(chē)內(nèi)相關(guān)部位安裝各種形式的安全帶及安全氣囊等等，以減輕汽車(chē)碰撞帶來(lái)的危害。安裝防撞保險(xiǎn)杠固然能在某種程度上減輕碰撞給本車(chē)造成損壞，卻無(wú)法消除對(duì)被撞物體的傷害；此外，車(chē)上安裝的安全氣囊系統(tǒng)，在發(fā)生車(chē)禍時(shí)不一定能有效地保護(hù)車(chē)內(nèi)乘務(wù)員的安全。所有這些被動(dòng)安全措施都不能從根本上解決汽車(chē)在行駛中發(fā)生碰撞造成的問(wèn)題。如果從預(yù)防撞車(chē)事故的發(fā)生的角度著眼，在提高汽車(chē)主動(dòng)安全性方面下功夫，則可在汽車(chē)安全性領(lǐng)域有較大的突破。

汽車(chē)發(fā)生碰撞的主要原因是由于汽車(chē)距其前方物體（如汽車(chē)、行人或其他障礙物）的距離與汽車(chē)本身的車(chē)速不相稱(chēng)造成的，即距離近而相對(duì)速度又太高。為了防止汽車(chē)與前方物體發(fā)生碰撞，汽車(chē)的車(chē)速就要根據(jù)與前方物體的距離變化由執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使汽車(chē)始終在安全車(chē)速下行駛。這樣就會(huì)大大提高汽車(chē)行駛的安全性，減少車(chē)禍的發(fā)生。

發(fā)展汽車(chē)防撞技術(shù)，對(duì)提高汽車(chē)智能化水平有重要意義。據(jù)統(tǒng)計(jì)，危險(xiǎn)境況時(shí)，如果能給駕駛員半秒鐘的預(yù)處理時(shí)間，則可分別減少追尾事故的30%，路面相關(guān)事故的50%，迎面撞車(chē)事故的60%;1秒鐘的預(yù)警時(shí)間可防止90%的追尾碰撞和60%的迎頭碰撞。理論上，汽車(chē)防撞裝置可在任何天氣、任何車(chē)速狀態(tài)下探測(cè)出將要發(fā)生的危險(xiǎn)情況并及時(shí)提醒司機(jī)及早采取措施或自動(dòng)緊急制動(dòng)，避免嚴(yán)重事故發(fā)生。汽車(chē)防撞裝置是借助于遙測(cè)技術(shù)監(jiān)視汽車(chē)前方和后方的車(chē)輛、障礙物，并根據(jù)當(dāng)時(shí)的車(chē)速自動(dòng)判斷是否達(dá)到危險(xiǎn)距離，及時(shí)向司機(jī)發(fā)出警告，必要時(shí)還可進(jìn)行自動(dòng)關(guān)車(chē)、自動(dòng)緊急剎車(chē)。

汽車(chē)要避撞就必須憑借一定的裝備測(cè)量前方障礙物的距離，并迅速反饋給汽車(chē)，以在危急的情況下，通過(guò)報(bào)警或自動(dòng)進(jìn)行某項(xiàng)預(yù)設(shè)定操作如緊急制動(dòng)等，來(lái)避免由于駕駛員疲勞、疏忽、錯(cuò)誤判斷所造成的交通事故。目前，大家都將防撞技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)著眼于車(chē)輛測(cè)距技術(shù)。

1.2國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀

鑒于交通事故的不可預(yù)測(cè)性和不可絕對(duì)避免性，為了減少交通故，優(yōu)化交通秩序，利用計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)來(lái)提高道路交通安全和效率已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。二十世紀(jì)八十年代以后展開(kāi)的關(guān)于智能交通系統(tǒng)的研究，被認(rèn)為是解決各種交通問(wèn)題的一個(gè)很好的途徑。智能交通系統(tǒng)是將先進(jìn)的信息技術(shù)、通訊數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)有效地應(yīng)用于整個(gè)運(yùn)輸管理體系，使人、車(chē)、路環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而建立一個(gè)全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)。其中智能車(chē)輛系統(tǒng)涉及到計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、傳感器數(shù)據(jù)融合、車(chē)輛工程等諸多領(lǐng)域。視覺(jué)系統(tǒng)在智能車(chē)輛中起到環(huán)境探測(cè)和辨識(shí)作用。與其他傳感器相比，機(jī)器視覺(jué)具有檢測(cè)信息量大，單純以當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)條件出發(fā)解決，容易導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)時(shí)性差。在實(shí)際應(yīng)用中可使用多個(gè)攝像機(jī)，或者利用高速攝像機(jī)的多幅連續(xù)圖像序列來(lái)計(jì)算目標(biāo)的距離和速度。還可根據(jù)一個(gè)攝像機(jī)的連續(xù)畫(huà)面來(lái)計(jì)算車(chē)輛與目標(biāo)的相對(duì)位移，并用自適應(yīng)濾波對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以減少環(huán)境的不穩(wěn)定性造成的測(cè)量誤差。在智能車(chē)輛領(lǐng)域，除視覺(jué)傳感外，常用的還有雷達(dá)、激光、GPS等傳感器。

利用信息感知、動(dòng)態(tài)辨識(shí)、控制技術(shù)與方法提高的主動(dòng)安全性，是先進(jìn)汽車(chē)控制與安全系統(tǒng)（AVCSS）的主要研究?jī)?nèi)容.世界各大汽車(chē)公司、大學(xué)在政府的支持下，都在開(kāi)展這方面的研究與開(kāi)發(fā)工作。日本各大汽車(chē)制造企業(yè)如豐田、日產(chǎn)、馬、本田、三菱等公司，為實(shí)現(xiàn)其運(yùn)輸省提出的發(fā)展"先進(jìn)的安全汽車(chē)(ASV)計(jì)劃"致力于新型安全汽車(chē)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)，并取得了重要的進(jìn)展。豐田汽車(chē)公司使用毫米波雷達(dá)和CCD攝像機(jī)對(duì)本車(chē)的距離進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，當(dāng)兩車(chē)距離小于規(guī)定值時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出直觀報(bào)警信號(hào)提醒本車(chē)駕駛員。日產(chǎn)汽車(chē)公司使用緊急制動(dòng)勸告系統(tǒng)，利用先進(jìn)的車(chē)距監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)跟車(chē)距離進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，當(dāng)需要減速或制動(dòng)時(shí)，用制動(dòng)燈亮來(lái)提醒駕駛員，并及時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛員操縱駕駛踏板的踏踩狀態(tài)，必要時(shí)使汽車(chē)的自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)前起作用降低車(chē)速，在最危險(xiǎn)時(shí)刻自動(dòng)制動(dòng)。本田公司使用具有扇形激光束掃描的雷達(dá)傳感器，即使車(chē)輛在彎道行使也能檢測(cè)到本車(chē)與前方汽車(chē)或障礙物的距離降到規(guī)定值時(shí)，駕駛員仍未及時(shí)采取相應(yīng)措施，便發(fā)出警告信號(hào)。三菱和日立公司在毫米波雷達(dá)防撞方面也做了大量的研究，其雷達(dá)中心頻率主要選擇60~61GHz或76~77GHz,探測(cè)距離為120米，尼桑公司為41LV-Z配備了自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用毫米波雷達(dá)作為探測(cè)器，為巡航駕駛提供了判斷依據(jù)。

德國(guó)和法國(guó)等歐洲國(guó)家也對(duì)毫米波雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行了研究，特別是奔馳、寶馬等著名汽車(chē)生產(chǎn)廠商，其采用的雷達(dá)為調(diào)頻毫米波雷達(dá)（FrequencyModulationContinuousWave）,頻段選擇76~77GHz。如奔馳汽車(chē)公司和英國(guó)勞倫斯電子公司聯(lián)合研制的汽車(chē)防撞報(bào)警系統(tǒng)，探測(cè)距離為150米，當(dāng)測(cè)得的實(shí)際車(chē)間距離小于安全車(chē)間距離時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。該系統(tǒng)已經(jīng)得到應(yīng)用。

美國(guó)的汽車(chē)防碰撞技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)，福特汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)的汽車(chē)防碰撞系統(tǒng)的工作頻率為24.725GHz,探測(cè)距離約106米。據(jù)說(shuō)該系統(tǒng)理論上能根據(jù)轉(zhuǎn)彎的角度信息自動(dòng)適應(yīng)路面的轉(zhuǎn)彎情況，僅探測(cè)本車(chē)道內(nèi)車(chē)輛的信息，從而可避免旁車(chē)道上目標(biāo)物的影響。戴姆勒-克萊斯勒公司的防撞結(jié)構(gòu)主要是兩個(gè)測(cè)距儀和一個(gè)影像系統(tǒng)，她能夠測(cè)出安全距離，發(fā)現(xiàn)前方有障礙物，計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)引發(fā)制動(dòng)裝置。戴姆勒-克萊斯勒公司的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，車(chē)速以每小時(shí)32.18公里/小時(shí)的速度行駛，在距離障礙物2.54cm的地方停下來(lái)。

我國(guó)汽車(chē)防碰撞系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)同國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在較大差距，近幾年相繼有一些科研院所、大專(zhuān)院校和公司廠家進(jìn)行此方面的研究。近距離報(bào)警如倒車(chē)?yán)走_(dá)現(xiàn)已蓬勃地車(chē)輛上安裝使用，但國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)的中遠(yuǎn)距離測(cè)量普遍達(dá)不到要求，表現(xiàn)在最遠(yuǎn)測(cè)距距離近，測(cè)距誤差大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿(mǎn)足高速公路的安全車(chē)距離要求，需進(jìn)一步研究。

本課題，不是直接測(cè)量距離，而是從測(cè)量車(chē)與車(chē)之間相對(duì)速度的角度出發(fā)，研究利用雷達(dá)激光測(cè)距、超聲波測(cè)速及其它相關(guān)技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)高速行駛車(chē)輛的后碰及側(cè)碰問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)報(bào)警，從而避免事故發(fā)生。

本次研究主要針對(duì)汽車(chē)防撞系統(tǒng)，對(duì)前面開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)性能進(jìn)行了改進(jìn)。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:

1.汽車(chē)縱向防撞系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

完成汽車(chē)防撞系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，把整個(gè)系統(tǒng)劃分成四個(gè)分工不同的子系統(tǒng)，并確定實(shí)現(xiàn)總體方案所需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。

2.汽車(chē)防撞安全距離模型的確定

結(jié)合系統(tǒng)的技術(shù)要求和車(chē)輛的行駛情況，對(duì)課題組以前提出的安全距離跟車(chē)模型進(jìn)行了改進(jìn)，使其具有更好的可靠性和實(shí)用性，對(duì)模型中的個(gè)別參數(shù)進(jìn)行重新選取，使模型及模型的參數(shù)選取更加合理。

3.進(jìn)行汽車(chē)防撞系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)并解決關(guān)鍵技術(shù)

在以前研究的基礎(chǔ)上，重新對(duì)汽車(chē)防撞系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，并且電路中硬件器件全部采用貼片封閉形式，提高硬件系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性。本論文中著重論述了主控單元子系統(tǒng)和雷達(dá)工作數(shù)據(jù)發(fā)送單元的硬件設(shè)計(jì)，解決了汽車(chē)防撞系統(tǒng)中的雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)這一關(guān)鍵技術(shù)，使該課題的研究從模擬實(shí)驗(yàn)階段過(guò)渡到實(shí)車(chē)實(shí)驗(yàn)階段。

4.按照系統(tǒng)的功能需求，制定了各子系統(tǒng)之間通訊的通訊規(guī)約，并用MCS-51匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的主控單元子系統(tǒng)軟件和雷達(dá)測(cè)距子系統(tǒng)中雷達(dá)通訊數(shù)據(jù)發(fā)送單元軟件。

5.在模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)裝車(chē)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)所要求的各種性能。

1.3本文的主要工作和內(nèi)容安排

本文在第一章緒論中闡述了汽車(chē)防撞技術(shù)產(chǎn)生的背景及現(xiàn)實(shí)意義，主要研究?jī)?nèi)容并對(duì)現(xiàn)有的防撞技術(shù)進(jìn)行了歸納和總結(jié)，進(jìn)而提出本課題的研究思路和新穎所在;第二章主要闡述了測(cè)距傳感器的選擇，并且確定了三種測(cè)距方法；第三章進(jìn)行了報(bào)警系統(tǒng)防撞模型的建立;第四章進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;第五章為系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，第六章為結(jié)論與展望。

目錄

第一章緒論1

1.1選題意義和背景1

1.2國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀2

1.3本文的主要工作和內(nèi)容安排5

第二章幾種測(cè)距方式的比較和選擇6

2.1激光方式7

2.2超聲波方式8

2.3紅外線方式9

第三章系統(tǒng)模型的建立10

3.1追尾防撞模型的建立10

3.1.1模型建立的理論依據(jù)10

3.1.2模型的建立12

3.1.3模型的討論17

3.1.4模型參數(shù)的討論18

3.2超車(chē)側(cè)向防撞模型的建立19

3.2.1模型的建立19

3.2.2模型參數(shù)的選擇26

3.2.3模型的最小轉(zhuǎn)角與最大轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)分析28

第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)30

4.1單片機(jī)的性能特點(diǎn)30

4.1.1單片機(jī)的選擇30

4.1.2MCS-51單片機(jī)的主要性能31

4.1.3單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求31

4.2追尾碰撞報(bào)警系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)32

4.2.1測(cè)量距離通道的設(shè)計(jì)32

4.2.2測(cè)速通道的設(shè)計(jì)33

4.2.3開(kāi)關(guān)量輸入通道的設(shè)計(jì)34

4.2.4轉(zhuǎn)向、油門(mén)、制動(dòng)信號(hào)的采集35

4.2.5聲光報(bào)警的設(shè)計(jì)36

4.2.6顯示裝置的設(shè)計(jì)39

4.2.7電源設(shè)計(jì)43

4.2.8電路板的電源保護(hù)裝置和電源的抗干擾的設(shè)計(jì)44

4.2.9"看門(mén)狗"電路的設(shè)計(jì)44

4.3系統(tǒng)主要傳感器47

4.3.1毫米波雷達(dá)傳感器48

4.3.2超聲波傳感器53

4.3.3紅外線傳感器55

4.3.4霍爾車(chē)速傳感器55

4.3.5轉(zhuǎn)向角度傳感器59

4.3.6制動(dòng)踏板傳感器60

4.3.7油門(mén)傳感器61

4.3.8路面狀況選擇開(kāi)關(guān)61

4.4系統(tǒng)總體電路圖64

第五章報(bào)警系統(tǒng)軟件程序的實(shí)現(xiàn)65

5.1系統(tǒng)報(bào)警方式65

5.2程序設(shè)計(jì)思想65

5.3程序的實(shí)現(xiàn)66

第六章結(jié)論與展望71

6.1結(jié)論71

6.2展望71

參考文獻(xiàn)73

附錄76

本論文中雖然對(duì)安全距離模型進(jìn)行了改進(jìn)，但仍需進(jìn)一步改進(jìn)和細(xì)化，采用一定的控制理論和算法，使模型更具有科學(xué)性、可靠性和可操作性。本系統(tǒng)現(xiàn)階段只是就危險(xiǎn)情況實(shí)現(xiàn)了向駕駛員報(bào)警，事實(shí)上由于駕駛員的反應(yīng)性有差異及注意力不集中、疲勞駕駛等因素的存在，有時(shí)未必能及時(shí)采取減速、剎車(chē)等措施，因此系統(tǒng)下一步的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剎車(chē)的功能，使駕駛員的安全更有保障。

（1)本系統(tǒng)只是在理論上討論了汽車(chē)防碰撞的問(wèn)題，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和時(shí)間問(wèn)題還沒(méi)有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(2)本系統(tǒng)還應(yīng)該進(jìn)一步在復(fù)雜天氣(雨、雪、大霧)，潮濕、冰雪路面上進(jìn)一步測(cè)試，驗(yàn)證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能。

(3)在本系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)車(chē)輛自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，使車(chē)輛的舒適性和主動(dòng)安全性得到提高.

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篇（8）

1.引言

談到高職高專(zhuān)藝術(shù)類(lèi)學(xué)生的英語(yǔ)教學(xué),很多英語(yǔ)老師不禁搖頭:基礎(chǔ)差,學(xué)習(xí)不用功,學(xué)習(xí)英語(yǔ)的積極性太低……總之一句話(huà):不愿意上藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的英語(yǔ)。

經(jīng)調(diào)查了解,目前藝術(shù)類(lèi)的學(xué)生在英語(yǔ)學(xué)習(xí)上也有他們實(shí)際的困難,一部分學(xué)生在考入高職高專(zhuān)院校以前就讀于藝術(shù)院校的附中,而這些附中培養(yǎng)學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)跟普通高中有些區(qū)別,也就是說(shuō),他們更重視學(xué)生具備扎實(shí)的藝術(shù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)技能,這種培養(yǎng)上的偏向使學(xué)生不太重視英語(yǔ)學(xué)習(xí),語(yǔ)言基礎(chǔ)很差;一部分學(xué)生雖然就讀的是普通高中甚至是重點(diǎn)高中,但由于文化成績(jī)一直不好,在高二或高三時(shí)決定去考文化分相對(duì)較低的藝術(shù)類(lèi)院校,因此英語(yǔ)成績(jī)也不理想;第三部分學(xué)生(少數(shù))考進(jìn)來(lái)時(shí)英語(yǔ)成績(jī)還可以,對(duì)英語(yǔ)也很有興趣,可英語(yǔ)在高職高專(zhuān)中只是一門(mén)公共基礎(chǔ)課,加上又沒(méi)有學(xué)習(xí)的氛圍,成績(jī)下滑得很快。

在我所任教的廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院,已有40多年的辦學(xué)歷史,2002年國(guó)家教育部、財(cái)政部列為“全國(guó)重點(diǎn)建設(shè)示范性職業(yè)技術(shù)學(xué)院”,2005年在全國(guó)高職高專(zhuān)院校人才培養(yǎng)工作評(píng)估中被確認(rèn)為“優(yōu)秀院校”,現(xiàn)有教職工601人,52個(gè)專(zhuān)業(yè),10個(gè)系部,9170名全日制在校生。藝術(shù)設(shè)計(jì)系是從2004年6月份才從電子機(jī)械工程系分出來(lái)成為一個(gè)最年輕系部,當(dāng)時(shí)學(xué)生只有208名,學(xué)生所學(xué)的專(zhuān)業(yè)有3個(gè);而到了2006年藝術(shù)設(shè)計(jì)系學(xué)生人數(shù)就已經(jīng)達(dá)到了1150人,學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)有7個(gè)。學(xué)院2007年計(jì)劃藝術(shù)類(lèi)招生人數(shù)是900人,面對(duì)如此劇增的藝術(shù)類(lèi)學(xué)生人數(shù),應(yīng)該如何提高他們的英語(yǔ)成績(jī)也成了我們首要考慮的問(wèn)題之一。

為加強(qiáng)廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院的英語(yǔ)教學(xué),提高學(xué)生英語(yǔ)水平,增強(qiáng)學(xué)生英語(yǔ)應(yīng)用能力,全面提高人才培養(yǎng)素質(zhì),學(xué)院在2004年的《關(guān)于基礎(chǔ)英語(yǔ)課程考核及成績(jī)管理的若干規(guī)定》中規(guī)定:學(xué)生如果通過(guò)英語(yǔ)B級(jí)考試,即獲得基礎(chǔ)英語(yǔ)課程學(xué)分,其基礎(chǔ)英語(yǔ)課程總評(píng)成績(jī)按英語(yǔ)B級(jí)成績(jī)×1.25計(jì),超過(guò)100分的,則按100分計(jì)。這在一定程度上激勵(lì)學(xué)生的英語(yǔ)學(xué)習(xí),而在藝術(shù)類(lèi)英語(yǔ)教學(xué)上我認(rèn)為可以通過(guò)以下幾方面來(lái)提高:

2.要準(zhǔn)備好比較完整的英語(yǔ)教學(xué)基本文件

在我們的教師上課的基本文件中,包括有教案、課件、教學(xué)大綱、授課計(jì)劃、教材、輔導(dǎo)教材、教學(xué)日志等。在英語(yǔ)教學(xué)中最重要的是教案和上課課件的準(zhǔn)備。

教學(xué)就是教與學(xué),兩者是相互聯(lián)系,不可分割的,有教者就必然有學(xué)者。學(xué)生是被教的主體。因此,了解和分析學(xué)生情況,有針對(duì)性地設(shè)計(jì)出教案和課件是教學(xué)成功的關(guān)鍵。最初接觸藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)教學(xué)的時(shí)候,我還不懂得了解藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)教學(xué)的重要性,只是專(zhuān)心研究書(shū)本,教材,想方設(shè)法令課堂生動(dòng),學(xué)生易接受。但一開(kāi)始我就碰到了困難。在講授第一課的時(shí)候,我按照自己設(shè)計(jì)的教案和課件,上了一堂自己認(rèn)為通俗易懂而又比較靈活的課,認(rèn)為教學(xué)效果比較好。但后來(lái)聽(tīng)學(xué)生反映,才知道我講的口語(yǔ)大部分學(xué)生聽(tīng)不懂,而教學(xué)的部分內(nèi)容學(xué)生以前從來(lái)未接觸過(guò)。由此可知,我在上課前根本沒(méi)有了解清楚學(xué)生的實(shí)際情況:一方面,高職高專(zhuān)藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生英語(yǔ)聽(tīng)、說(shuō)的能力相對(duì)較弱,授課采用較深的全英教學(xué),同學(xué)們還不能適應(yīng)。另一方面,06裝飾設(shè)計(jì)班的學(xué)生比較活躍,上課氣氛積極,但中等生占較大多數(shù),尖子生相對(duì)較少,因此,講得太深,沒(méi)有照顧到整體;而06包裝、產(chǎn)品造型班的同學(xué)比較沉靜,學(xué)習(xí)積極性不高,中下層面的學(xué)生多,我備課時(shí)也沒(méi)有注意到這點(diǎn),因此教學(xué)效果不太理想。因此,了解及分析學(xué)生實(shí)際情況,設(shè)計(jì)出有特色的教案和課件,具體問(wèn)題具體分析,做到因材施教,對(duì)授課效果有直接影響。這就是教育學(xué)中提到的“備教法的同時(shí)要備學(xué)生”。這一理論在我的教學(xué)實(shí)踐中得到了驗(yàn)證。

教學(xué)中,做好課件是一個(gè)必不可少,十分重要的環(huán)節(jié),備學(xué)生,又要備教法。備課不充分或者備得不好,會(huì)嚴(yán)重影響課堂氣氛和積極性,曾有一位前輩對(duì)我說(shuō):“備課備不好,倒不如不上課,否則就是白費(fèi)心機(jī)。”我明白做好課件的重要性,因此,每單元我都花費(fèi)大量的時(shí)間在備課上,認(rèn)認(rèn)真真鉆研教材和教法,做到比較滿(mǎn)意為止。雖然辛苦,但事實(shí)證明是值得的。一堂準(zhǔn)備充分的課,會(huì)令學(xué)生和老師都獲益非淺。認(rèn)真做好每單元的課件對(duì)教學(xué)十分重要,特別是對(duì)藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生不太感興趣并且學(xué)習(xí)感到困難的英語(yǔ)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。準(zhǔn)備完整充分的教學(xué)基本文件能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,上課效果就好。

3.高職藝術(shù)類(lèi)英語(yǔ)教學(xué)中的若干問(wèn)題的思考

3.1了解所上課學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)計(jì)劃從學(xué)生所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課程去激發(fā)他們對(duì)英語(yǔ)的重視,如藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生一般都會(huì)學(xué)到PHOTOSHOP圖形圖象處理,CORELDRAW繪圖設(shè)計(jì),3DMAX等課程。我就從以上課程的處理、設(shè)計(jì)都要用到計(jì)算機(jī),而計(jì)算機(jī)操作中許多說(shuō)明、操作步驟都是英文的,如果簡(jiǎn)單的英語(yǔ)都不看不懂,那專(zhuān)業(yè)課程的英語(yǔ)就更弄不明白了。

3.2在課堂教學(xué)中應(yīng)注意采取靈活多樣的教學(xué)方法

3.2.1培養(yǎng)高職高專(zhuān)藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)的興趣。英語(yǔ)是一門(mén)外語(yǔ),對(duì)藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言,既生疏又困難,在這樣一種大環(huán)境下,要教好英語(yǔ),就要讓學(xué)生喜愛(ài)英語(yǔ),讓他們對(duì)英語(yǔ)產(chǎn)生興趣。否則學(xué)生對(duì)這門(mén)學(xué)科產(chǎn)生畏難情緒,不愿意主動(dòng)學(xué)習(xí),也無(wú)法學(xué)下去。針對(duì)高職高專(zhuān)藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生情況并結(jié)合我在藝術(shù)設(shè)計(jì)系教學(xué)的經(jīng)驗(yàn),我認(rèn)為首要是培養(yǎng)他們對(duì)英語(yǔ)的興趣。而多媒體教學(xué)具有形象性、多樣性、新穎性、直觀性、豐富性、趣味性的特點(diǎn)正好是能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有力武器,也剛好契合了這一群想象力豐富、容易接受新鮮事物、動(dòng)手能力強(qiáng)的藝術(shù)生的特點(diǎn),使他們真正成為學(xué)習(xí)的主體,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。因此,在現(xiàn)代教學(xué)中,教師應(yīng)充分掌握一些多媒體的應(yīng)用技巧,使英語(yǔ)教學(xué)變得活潑起來(lái),讓英語(yǔ)教學(xué)不再乏味、枯燥,讓學(xué)生由怕學(xué)變?yōu)閻?ài)學(xué)。如在新學(xué)期的第一節(jié)英語(yǔ)課上,為了讓學(xué)生輕松地融入課堂氛圍,消除他們對(duì)英語(yǔ)學(xué)習(xí)的畏懼心理,我設(shè)計(jì)了一個(gè)聽(tīng)英文歌的小環(huán)節(jié)。我在課前準(zhǔn)備了一個(gè)《word》歌曲的課件。上課時(shí),我說(shuō):“同學(xué)們,這節(jié)課我們來(lái)學(xué)一首英文歌曲”,英語(yǔ)課上學(xué)歌,學(xué)生馬上來(lái)了興趣,剛才還昏昏欲睡的個(gè)別學(xué)生眼睛也睜的大大的,我接著說(shuō):“下面,大家一起先欣賞一下,接著,我播放多媒體課件《word》,在課件中,穿插一些這個(gè)樂(lè)隊(duì)的介紹和歌曲背景,這部分我是用powerpoint做的圖片加文字的幻燈片,讓學(xué)生邊欣賞,邊聽(tīng)歌曲,在視頻設(shè)計(jì)上,背景是這首歌的現(xiàn)場(chǎng)版,屏幕下方則是不完全歌詞的出現(xiàn),即要求他們聽(tīng)完后填上空格的單詞,最后就這首歌的主題進(jìn)行簡(jiǎn)單的討論。在利用這個(gè)課件進(jìn)行教學(xué)后,我發(fā)現(xiàn)學(xué)生不但學(xué)會(huì)了這首歌,還訓(xùn)練了聽(tīng)力,掌握了歌詞中的語(yǔ)言點(diǎn)還鍛煉了口語(yǔ)。通過(guò)這節(jié)課的實(shí)踐,我發(fā)現(xiàn),正是由于我體會(huì)藝術(shù)系學(xué)生的學(xué)習(xí)畏難情緒和學(xué)習(xí)心得,從他們的角度去設(shè)計(jì)課程,把學(xué)生放在課堂教學(xué)的主人地位,而且找準(zhǔn)了教學(xué)的切入點(diǎn)和突破點(diǎn),落實(shí)了教學(xué)目標(biāo)的重點(diǎn),學(xué)生才能在不斷的語(yǔ)言訓(xùn)練中掌握了知識(shí)。

3.2.2運(yùn)用多種教學(xué)手段和方法進(jìn)行雙向溝通,提高教學(xué)效果。為了使英語(yǔ)教學(xué)形象生動(dòng),課堂不沉悶,我準(zhǔn)備了大量的教具,授課時(shí)就胸有成竹了。當(dāng)講到希望英語(yǔ)IUnitFive“Food”的時(shí)候,我給學(xué)生播放了一些法國(guó)大餐和一些食品的的圖片,同學(xué)們一開(kāi)始就被它吸引住了,顯得頗有積極性。在教授希望英語(yǔ)IUnit6.Travel課的主題是“Hawaii-夏威夷”難度比較大,如果照本宣科地講授,學(xué)生會(huì)感到困難和沉悶。為了上好這節(jié)課,我認(rèn)真研究了課文,找出了重點(diǎn),難點(diǎn),準(zhǔn)備有針對(duì)性地講。我先展示有關(guān)夏威夷的地理位置和風(fēng)光的圖片,展示相關(guān)的中文簡(jiǎn)介,這樣學(xué)生就對(duì)課文先有了個(gè)大概的了解,并且學(xué)起來(lái)沒(méi)有那麼枯燥。而在教授希望英語(yǔ)IIUnitTwo“Environment—環(huán)境”時(shí)我用幻燈片給學(xué)生展示了神奇美麗的無(wú)污染的九寨溝、天山等圖片,然后播放了受環(huán)境污染嚴(yán)重的工廠、河流、天空等的圖片和相關(guān)的數(shù)據(jù),這種強(qiáng)烈鮮明的對(duì)比學(xué)習(xí)不僅喚起了學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)的興趣而且喚起了學(xué)生的環(huán)保意識(shí),同時(shí)也增強(qiáng)了他們對(duì)對(duì)城鄉(xiāng)清潔工程的認(rèn)識(shí)和責(zé)任。

用實(shí)物進(jìn)行英語(yǔ)教學(xué)。如讓學(xué)生練習(xí)PostCards的寫(xiě)法,那天正好是圣誕節(jié),我出示了以前同學(xué)寫(xiě)給我的明信片,然后說(shuō)明明信片各項(xiàng)內(nèi)容的寫(xiě)法,要求學(xué)生模仿例子完成寫(xiě)作部分的TASK1,給自己原來(lái)的同學(xué)或現(xiàn)在的本班同學(xué)相互寫(xiě)一張明信片贈(zèng)送,學(xué)生特別用功,教學(xué)效果十分理想。另外,在給藝術(shù)類(lèi)學(xué)生上課時(shí)我盡量多講一些關(guān)于英美國(guó)家的文化,生活故事,讓他們更了解英語(yǔ),更喜歡學(xué)習(xí)英語(yǔ)。因?yàn)橛⒄Z(yǔ)的特殊情況,學(xué)生在不斷學(xué)習(xí)過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)好差分化現(xiàn)象,差生面擴(kuò)大,會(huì)嚴(yán)重影響班內(nèi)的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。因此,絕對(duì)不能忽視。為此,我采取了一些方法,如在班級(jí)中形成英語(yǔ)學(xué)習(xí)小組,在宿舍中形成英語(yǔ)互助小組,“大家提高才是真正的提高”。

3.2.3教師的言傳身教、為人師表對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)影響也很大。英語(yǔ)教師除了具備必要的教師基本知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)外,同時(shí)又要有駕馭課堂的能力,因?yàn)閷W(xué)生在課堂上的一舉一動(dòng)都會(huì)直接影響課堂教學(xué)。因此上課一定要設(shè)法令學(xué)生投入,不讓其分心,這就很講究方法了。上課內(nèi)容豐富,現(xiàn)實(shí)。教態(tài)自然,講課生動(dòng),難易適中照顧全部,就自然能夠吸引住學(xué)生。所以,老師每天都要有樂(lè)觀向上的精神,和藹可親的笑容、整潔的服裝、豐富多樣的表情讓學(xué)生感受到一種自然積極的氣氛。這樣,授課就事半功倍了。

3.2.4要努力改進(jìn)教學(xué)方法。對(duì)藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生要適當(dāng)引導(dǎo),耐心教導(dǎo),慢慢提高他們的成績(jī),不能操之過(guò)急,且要多鼓勵(lì)。只要他們肯努力,成績(jī)有望提高;如在06裝飾設(shè)計(jì)班第一次聽(tīng)寫(xiě)單詞的時(shí)候,有一個(gè)男學(xué)生聽(tīng)寫(xiě)才寫(xiě)出了兩個(gè)單詞(每個(gè)單元我抽聽(tīng)寫(xiě)10個(gè)單詞,5個(gè)詞組),但是我依然給了他50分,但是在分?jǐn)?shù)后面注明有部分分?jǐn)?shù)是我先提前借給他的,希望他在下一次聽(tīng)寫(xiě)的時(shí)候把我這次聽(tīng)寫(xiě)所借給他的分?jǐn)?shù)還給我,果然在以后的聽(tīng)寫(xiě)中這位男生的聽(tīng)寫(xiě)成績(jī)都所有提高。針對(duì)小部分聽(tīng)寫(xiě)單詞容易犯錯(cuò)誤的學(xué)生,我沒(méi)有批評(píng)他們,而是在他們的聽(tīng)寫(xiě)本上寫(xiě)“如果能夠再細(xì)心一點(diǎn)下次聽(tīng)寫(xiě)成績(jī)會(huì)更好!”

3.3在課后輔導(dǎo)中應(yīng)注意及時(shí)提高學(xué)生的綜合能力

3.3.1英語(yǔ)是語(yǔ)言。因此,除了課堂效果之外,還需要讓學(xué)生多讀,多講,多練。為此,在早讀時(shí),我堅(jiān)持下班了解早讀情況,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。堅(jiān)持在早讀時(shí)對(duì)每個(gè)單元的ReadingA都親自給學(xué)生領(lǐng)讀一遍。每個(gè)班級(jí)選一個(gè)英語(yǔ)代表對(duì)學(xué)生進(jìn)行英語(yǔ)早讀的領(lǐng)讀。課后發(fā)現(xiàn)學(xué)生作業(yè)問(wèn)題時(shí)要能夠及時(shí)解決,及時(shí)講清楚,讓學(xué)生及時(shí)消化。

3.3.2鼓勵(lì)學(xué)生積極參加學(xué)院組織的英語(yǔ)活動(dòng)月的各項(xiàng)活動(dòng),并對(duì)學(xué)生進(jìn)行積極的指導(dǎo)。對(duì)于學(xué)生的英語(yǔ)技能比賽盡心盡力去幫助他們,如在英語(yǔ)話(huà)劇中為學(xué)生翻譯劇本、在英語(yǔ)演講中為他們準(zhǔn)備相應(yīng)的題材等,使學(xué)生感受到老師對(duì)他們真正的關(guān)心和幫助。在第四屆和第五屆學(xué)院舉辦的英語(yǔ)話(huà)劇中,藝術(shù)設(shè)計(jì)系的學(xué)生連續(xù)兩年奪冠。說(shuō)句實(shí)話(huà),他們的英語(yǔ)水平比其他系學(xué)生的英語(yǔ)水平都弱,但是他們能充分恰當(dāng)?shù)乩昧怂囆g(shù)專(zhuān)業(yè)的優(yōu)勢(shì),在運(yùn)用英語(yǔ)的同時(shí)開(kāi)發(fā)了自身的潛能,也為英語(yǔ)教學(xué)提供了新的思路,讓我看到了一個(gè)把自己的專(zhuān)業(yè)和英語(yǔ)學(xué)習(xí)結(jié)合在一起的成功范例。

4.對(duì)上述問(wèn)題的具體對(duì)策

4.1對(duì)教學(xué)方法、手段進(jìn)行創(chuàng)新是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的關(guān)鍵。多媒體技術(shù)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生融入到課程的英語(yǔ)環(huán)境中,使傳授知識(shí)與發(fā)展智能、培養(yǎng)素質(zhì)統(tǒng)一起來(lái);更為重要的是教師能夠?qū)⒁恍┬碌慕虒W(xué)方法與思想傳給學(xué)生。創(chuàng)新,是藝術(shù)類(lèi)學(xué)生努力的方向目標(biāo),也是我們教學(xué)的靈魂特色。

4.2提高英語(yǔ)教學(xué)效果的方法。

4.2.1努力編寫(xiě)一些藝術(shù)類(lèi)學(xué)生感興趣的的教材或?qū)嵱?xùn)指導(dǎo)書(shū),尤其有針對(duì)性的對(duì)高職高專(zhuān)藝術(shù)類(lèi)學(xué)生的教材,同時(shí)開(kāi)設(shè)一些英語(yǔ)選修課,讓學(xué)生可以在自己感興趣的基礎(chǔ)上選學(xué)其中的內(nèi)容,讓英語(yǔ)學(xué)習(xí)真正實(shí)現(xiàn)三年不斷線。

4.2.2構(gòu)建“以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)”是現(xiàn)代教學(xué)觀、學(xué)習(xí)觀、尊重學(xué)生的人格,適應(yīng)學(xué)生渴求知識(shí)的欲望,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)、探求和涉獵的積極性。全方位的解放學(xué)生的視界、思想、感情和心靈,讓學(xué)生的攀登信念、超越意識(shí)、求異思維、創(chuàng)新品格逐步地發(fā)展起來(lái)。

4.2.3引導(dǎo)學(xué)生學(xué)生學(xué)會(huì)自主地學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)持續(xù)的發(fā)展,探索思維規(guī)律、學(xué)習(xí)規(guī)律、認(rèn)知規(guī)律,掌握科學(xué)的學(xué)習(xí),形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,真正實(shí)現(xiàn)“學(xué)會(huì)-會(huì)學(xué)-樂(lè)學(xué)”的學(xué)習(xí)境界。