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電子機械學(xué)科人才培養(yǎng)與課程建設(shè)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(shè)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(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計及制造工藝是密不可分的，并趨向融為一體設(shè)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(xué)科，它通過研究機械、電磁、熱之間的耦合關(guān)系，把電子設(shè)備的原理設(shè)計轉(zhuǎn)化為機械和結(jié)構(gòu)的設(shè)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(yīng)、高指向精度，高密度、小型化。為適應(yīng)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(yīng)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(yīng)電子信息領(lǐng)域需求的高層次電子機械人才，或者說，如何科學(xué)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(shè)計電子設(shè)備。在制定教學(xué)計劃和建立課程體系時，從構(gòu)建學(xué)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(yīng)關(guān)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(chǔ)知識模塊、專業(yè)基礎(chǔ)知識模塊和專知識模塊�；A(chǔ)知識模塊分為工程基礎(chǔ)知識、機械基礎(chǔ)知識、電子及信息基礎(chǔ)知識、機電控制基礎(chǔ)知識和工程測量基礎(chǔ)知識5個子模塊，重點是保證學(xué)生具有扎實的數(shù)理基礎(chǔ)、良好的外語能力和熟練的計算機應(yīng)用能力。專業(yè)基礎(chǔ)知識模塊主要是掌握機械設(shè)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(chǔ)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(chǔ)知識之外，更重要的是掌握面向電子信息領(lǐng)域的電子設(shè)備的設(shè)計和集成化制造方面的知識，這其中主要包括電子設(shè)備環(huán)境防護、天線結(jié)構(gòu)設(shè)計、辦公自動化設(shè)備和高密度組裝等知識。
由于電子機械方向涉及多個領(lǐng)域的知識，課程設(shè)置的主要問題是如何在有限的學(xué)習(xí)時間內(nèi)合理地安排機、電等多學(xué)科的課程問題，如果只是將課程硬性疊加，則學(xué)生不堪重負，且學(xué)生對相關(guān)知識的應(yīng)用不能有機地結(jié)合，會使學(xué)生感到對各方面的知識都沒有學(xué)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(lǐng)域，以電子設(shè)備CAD/CAM為主線，以創(chuàng)新設(shè)計為核心，強化基礎(chǔ)、注重實踐”。貫穿4年培養(yǎng)計劃的主線是電子設(shè)備設(shè)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(xué)計劃和課程體系，我們設(shè)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(chǔ)，突出了方向的靈活性和適應(yīng)性。新的課程體系課內(nèi)總學(xué)時設(shè)定為2559學(xué)時，其中分為必修課、限選課與選修課程，開出課程總學(xué)分為272.5，準許畢業(yè)的最低學(xué)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(chǔ)平臺。作為通識教育部分，對全校學(xué)生統(tǒng)一要求。課程分為5大模塊：數(shù)學(xué)、自然科學(xué)模塊，人文社會科學(xué)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(xué)科群技術(shù)基礎(chǔ)平臺。(這一平臺課程與部分機電工程學(xué)院其他專業(yè)共同使用。)
3.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)基礎(chǔ)平臺。
4.電子機械方向平臺。
三、課程的建設(shè)與改革工作
1.機電化合，解決機電結(jié)合、設(shè)計與制造相結(jié)合過程中教學(xué)時數(shù)劇增的問題
正確處理機械與電子、設(shè)計與制造的關(guān)系，強調(diào)以機為主，以設(shè)計為主。在教學(xué)計劃實施過程中，機械類課程中基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)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(shè)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(shè)置與電子機械領(lǐng)域發(fā)展相適應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容
針對電子信息行業(yè)特點，開設(shè)具有明顯電子機械特色的課程，如：電子設(shè)備熱控制技術(shù)、天線結(jié)構(gòu)設(shè)計、電磁兼容性設(shè)計、現(xiàn)代電子裝聯(lián)工藝學(xué)等課程，以使所培養(yǎng)的人才能自如地應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識進行電子行業(yè)電子設(shè)備設(shè)計的技術(shù)工作。
3.全方位提高學(xué)生的科學(xué)研究素質(zhì)
通過豐富多樣的方式培養(yǎng)學(xué)生的多種能力，尤其是學(xué)生參加科學(xué)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(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)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(shè)計性實驗項目。其次實行導(dǎo)師制，遴選優(yōu)秀學(xué)生在本科階段參加導(dǎo)師的科研工作。再者組織學(xué)生參加“全國大學(xué)生機器人大賽”，“全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽”、“全國挑戰(zhàn)杯競賽”、“全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽”、“全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽”等活動。通過這些措施，在相當程度上激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高了科研能力，也進一步夯實了基礎(chǔ)。
4.結(jié)合專業(yè)發(fā)展的要求，強化實驗室建設(shè)
實驗室是學(xué)生綜合素質(zhì)和科學(xué)思維培養(yǎng)的重要場所。為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)需要，我們把本學(xué)科實驗室硬件建設(shè)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(chǔ)，以制造信息技術(shù)為紐帶，建設(shè)學(xué)院的專業(yè)基礎(chǔ)課實驗室。在機電工程學(xué)院形成了一個集現(xiàn)代設(shè)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(xùn)練、創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供強有力的支持。
5.抓好教材建設(shè)工作，形成具有本學(xué)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(shè)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(shè)方面的體會是：第一，要有明確的教材建設(shè)規(guī)劃和目標。第二，在教材建設(shè)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(xué)的需要，而且非常注意其學(xué)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(xué)科領(lǐng)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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