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時(shí)間：2023-03-20 16:26:48
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中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）12-0186-02
一、引言
微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)也Q為微機(jī)械（MEMS，Micro-Electro-Mechanical System），是融合硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)設(shè)計(jì)和制作特征尺寸在微米量級(jí)的電子機(jī)械器件。微機(jī)電系統(tǒng)是集傳感、執(zhí)行、信號(hào)處理和控制電路、接口等于一體的微型器件或系統(tǒng)。常見(jiàn)的產(chǎn)品包括微加速度計(jì)、微流控芯片、微馬達(dá)等。目前，全球制造技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展環(huán)境正發(fā)生深刻變化，中國(guó)制造面臨著新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，而MEMS技術(shù)能服務(wù)于航空航天等諸多領(lǐng)域，具有巨大的經(jīng)濟(jì)前景和積極社會(huì)意義。近年來(lái)，針對(duì)MEMS領(lǐng)域的巨大人才需求，高等院校陸續(xù)開(kāi)設(shè)了適合高年級(jí)本科生和研究生學(xué)習(xí)的MEMS專業(yè)課程，MEMS設(shè)計(jì)教學(xué)是其中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，目標(biāo)是使學(xué)生掌握與MEMS設(shè)計(jì)相關(guān)的理論、版圖設(shè)計(jì)、有限元計(jì)算、數(shù)據(jù)分析等，能應(yīng)用理論與方法獨(dú)立開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，培養(yǎng)符合現(xiàn)代MEMS設(shè)計(jì)所需的應(yīng)用與創(chuàng)新能力。
二、問(wèn)題分析
以往的MEMS課程對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)亦有一些介紹，但實(shí)踐環(huán)節(jié)較為薄弱。我國(guó)僅少數(shù)院校設(shè)有正規(guī)的MEMS專業(yè)，可借鑒的成熟教學(xué)模式少，我們?cè)趯?shí)踐中也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題：
1.教學(xué)重點(diǎn)確定。MEMS設(shè)計(jì)涉及知識(shí)點(diǎn)多，例如微流體力學(xué)、有限元等，都可以擴(kuò)展為獨(dú)立課程。如何確定教學(xué)重點(diǎn)，在有限學(xué)時(shí)內(nèi)將基本點(diǎn)講透徹，讓學(xué)生能確實(shí)掌握重點(diǎn)知識(shí)和有效開(kāi)展實(shí)踐，是亟待解決的問(wèn)題。
2.教材選擇。教材是教學(xué)過(guò)程中必不可少的工具，也是學(xué)生獲取知識(shí)的主要源泉，MEMS設(shè)計(jì)既涉及到多領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論，同時(shí)也具有很強(qiáng)的實(shí)踐特征，需要學(xué)生能借助有限元等將理論應(yīng)用到器件設(shè)計(jì)中，而目前國(guó)內(nèi)的書籍或偏重概念和原理性的介紹，或是類似軟件使用說(shuō)明書，難以找到能貫穿符合現(xiàn)代工程需要的由理論至實(shí)踐的設(shè)計(jì)類教材。
3.軟件實(shí)踐環(huán)節(jié)的具體實(shí)施。軟件實(shí)踐是開(kāi)展MEMS設(shè)計(jì)教學(xué)不可或缺的環(huán)節(jié)，由于MEMS設(shè)計(jì)中往往涉及到多個(gè)物理場(chǎng)的耦合計(jì)算，需要選擇合適的教學(xué)軟件和教學(xué)實(shí)例，難度和工作量要適中，便于學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)熟悉基本操作，同時(shí)也要反映MEMS器件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，讓學(xué)生感覺(jué)到利用教學(xué)軟件逐步探究的樂(lè)趣。
三、教學(xué)方法改進(jìn)
1.教學(xué)計(jì)劃和教案的構(gòu)建。針對(duì)目前缺少合適教材的情況，教研組自行編制了適合高年級(jí)本科生和研究生的教案，如圖1所示，從種類繁多的MEMS器件中選擇了具有代表性的撓性微加速度計(jì)、微流控芯片、薄膜泵三類器件為對(duì)象。以器件的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)為牽引，建立科學(xué)的授課體系結(jié)構(gòu)，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，逐步引入理論基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)、分析方法等。這三類器件的共性特點(diǎn)是：（1）能承載靜電學(xué)、流體力學(xué)、彈性力學(xué)、熱力學(xué)等基本理論；（2）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，利用不太密集的網(wǎng)格劃分就可以得到相對(duì)滿意的結(jié)果，學(xué)生能夠在有限時(shí)間內(nèi)切實(shí)體會(huì)到多場(chǎng)耦合構(gòu)建、網(wǎng)格劃分、計(jì)算格式、后處理等技巧，提高了學(xué)習(xí)效率；（3）便于逐次推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程，有助于提高學(xué)生興趣，降低學(xué)習(xí)難度。
2.軟件平臺(tái)的選擇。目前，市場(chǎng)上有許多能夠用于MEMS設(shè)計(jì)的軟件，其中一些功能非常強(qiáng)大，包括了版圖設(shè)計(jì)、工藝仿真與優(yōu)化等前后端模塊?？紤]到實(shí)際需求，最終選擇Comsol軟件為工具，與其他軟件相比，雖然它在計(jì)算精度上略顯不足，但其具有適合于教學(xué)的獨(dú)有優(yōu)勢(shì)：（1）提供靈活便捷的多場(chǎng)耦合平臺(tái)，多場(chǎng)耦合是MEMS器件的重要特點(diǎn)，而Comsol在提供了強(qiáng)大的耦合模塊的同時(shí)，也提供了從基礎(chǔ)模塊自行構(gòu)建架構(gòu)的方法；（2）軟件運(yùn)行速度快、對(duì)硬件平臺(tái)要求不高，這使得借用公共機(jī)房就可以開(kāi)展軟件實(shí)踐，并能在課堂有限時(shí)間內(nèi)完成授課―實(shí)踐―答疑―總結(jié)的過(guò)程。（3）提供了大量案例庫(kù)，為課后學(xué)習(xí)提供了參考。我們還引入了AutoCAD等輔助軟件，以彌補(bǔ)單一軟件的不足。
3.互動(dòng)的上機(jī)實(shí)踐教學(xué)模式。以往的授課中，教師在理論分析上耗費(fèi)時(shí)間較多，雖然能夠從基礎(chǔ)理論到器件分析的各層面進(jìn)行描繪。但受體裁制約，講授時(shí)間冗長(zhǎng)，單元之間的前后關(guān)聯(lián)性過(guò)強(qiáng)，學(xué)生參與感差，教師則很難營(yíng)造出活潑的互動(dòng)教學(xué)氣氛。近年來(lái)，我們建立了多媒體互動(dòng)教學(xué)的條件，以器件分類為根據(jù)，將教學(xué)內(nèi)容聚焦為既有關(guān)聯(lián)又獨(dú)立的若干單元，每單元均包含理論簡(jiǎn)介、案例講解、答疑、實(shí)踐操作等，而將冗長(zhǎng)的理論推導(dǎo)過(guò)程舍棄或留給學(xué)生課下自學(xué)。下面以低濃度物質(zhì)在微流道混合為例說(shuō)明單元授課的具體實(shí)施方法：首先，簡(jiǎn)要介紹微混合的應(yīng)用背景和定量指標(biāo)需求，解讀非穩(wěn)態(tài)對(duì)流―擴(kuò)散方程；然后借助Comsol軟件具體講解模型帶入、與流動(dòng)模型的耦合、高階格式與低階格式的區(qū)別、Pe數(shù)約束條件，以及借助濃度分布圖等來(lái)分析結(jié)果等；再給出空白的幾何模型，讓學(xué)生根據(jù)要求獨(dú)立實(shí)踐；最后留出時(shí)間對(duì)共性問(wèn)題答疑，并簡(jiǎn)要介紹最新動(dòng)態(tài)，提供文獻(xiàn)給學(xué)生課后擴(kuò)展學(xué)習(xí)。
四、教學(xué)效果評(píng)估
1.通過(guò)學(xué)習(xí)后，學(xué)生普遍能夠?qū)⑽锢?、化學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)理論和軟件工具相結(jié)合，獨(dú)立解決MEMS器件耦合問(wèn)題。以課后作業(yè)之一：“微混合器設(shè)計(jì)”為例：研究生經(jīng)學(xué)習(xí)后，能獨(dú)立構(gòu)思微混合器的結(jié)構(gòu)，完成模型設(shè)計(jì)和網(wǎng)格劃分，然后將電場(chǎng)―流場(chǎng)―溶質(zhì)分布結(jié)合進(jìn)行耦合計(jì)算，實(shí)現(xiàn)性能評(píng)估等，最后提交設(shè)計(jì)報(bào)告，有些設(shè)計(jì)體現(xiàn)出相當(dāng)?shù)膭?chuàng)意。
2.學(xué)生能夠在后續(xù)的畢業(yè)論文或創(chuàng)新實(shí)踐中自覺(jué)綜合Comsol軟件及其他工具，解決實(shí)際微機(jī)電工程設(shè)計(jì)問(wèn)題，包括慣性組件散熱、點(diǎn)膠控制、微射流等問(wèn)題，并在后續(xù)實(shí)踐中與教師保持長(zhǎng)期互動(dòng)。其中部分方案體現(xiàn)出很強(qiáng)的多場(chǎng)耦合特色，教師也能從相關(guān)領(lǐng)域汲取營(yíng)養(yǎng)，對(duì)具體需求有更深入了解。不僅達(dá)到了學(xué)以致用的目標(biāo)，也實(shí)現(xiàn)了“教學(xué)相長(zhǎng)”。
3.課堂氣氛活躍，學(xué)生勇于提問(wèn)、勤于思考和動(dòng)手，向教師反映學(xué)習(xí)MEMS設(shè)計(jì)“很有趣”、“學(xué)到了知識(shí)”、“原來(lái)如此！”等，并從自身感受出發(fā)，提出改進(jìn)教學(xué)的意見(jiàn)。
五、結(jié)語(yǔ)
中等職業(yè)學(xué)校技能比賽并不是社會(huì)新鮮事物，很多年前它就是我國(guó)技術(shù)學(xué)校、中專和大學(xué)內(nèi)部選拔人才的一種方式，很多勞動(dòng)模范和技術(shù)能手從技能比賽中脫穎而出。隨著職業(yè)教育不斷發(fā)展以及企業(yè)職業(yè)崗位對(duì)人才規(guī)格、能力要求的提高，傳統(tǒng)的中等職業(yè)學(xué)校對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)方式已經(jīng)無(wú)法滿足企業(yè)對(duì)人才提出的技能要求。所以，在國(guó)家教育部的指導(dǎo)下，全國(guó)中等職業(yè)學(xué)校技能大賽作為一種新的制度出現(xiàn)，開(kāi)拓出一條“以就業(yè)為導(dǎo)向，以大賽促專業(yè)建設(shè)改革”的職業(yè)學(xué)校，不斷提升教學(xué)質(zhì)量的革新之路。
大賽在推進(jìn)職業(yè)教育教學(xué)改革方面進(jìn)行了很多有效的探索和嘗試，取得了豐富的經(jīng)驗(yàn)，得到了學(xué)校和社會(huì)的認(rèn)可，逐步形成了“普通教育有高考，職業(yè)教育有大賽”以及將技能大賽“覆蓋所有中等職業(yè)學(xué)校、覆蓋所有專業(yè)、覆蓋所有教師、覆蓋所有學(xué)生”的良好局面。大賽檢閱了職業(yè)教育的教學(xué)成果，同時(shí)展示了職教學(xué)生的精湛技能、認(rèn)真負(fù)責(zé)的職業(yè)態(tài)度，體現(xiàn)了學(xué)生既有專業(yè)知識(shí)，又有拓展能力和實(shí)際操作能力的綜合素養(yǎng)。本人作為一名中職學(xué)校教師，從事機(jī)電專業(yè)教學(xué)已有6年，連續(xù)3年帶領(lǐng)學(xué)生參加青海省中等職學(xué)校技能大賽，經(jīng)本人指導(dǎo)過(guò)的學(xué)生在青海省中等職業(yè)學(xué)校技能大賽中取得了優(yōu)異的成績(jī)。現(xiàn)在此談?wù)剻C(jī)電一體化技能大賽如何為我校機(jī)電專業(yè)教學(xué)指明了方向。
機(jī)電一體化技能大賽促進(jìn)職業(yè)教育模式的轉(zhuǎn)變。
技能大賽促進(jìn)了職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式的根本轉(zhuǎn)變，體現(xiàn)了職業(yè)教育的根本特性，實(shí)現(xiàn)了引導(dǎo)職業(yè)教育科學(xué)發(fā)展。它不僅檢驗(yàn)了學(xué)生的技能水平，檢驗(yàn)了學(xué)校的師資力量，同時(shí)也檢驗(yàn)了學(xué)校的課程建設(shè)和管理水平，是一場(chǎng)從學(xué)生到學(xué)校的全方位檢驗(yàn)。
我校地處青海省互助縣，學(xué)校堅(jiān)持以服務(wù)為宗旨、以就業(yè)為導(dǎo)向的辦學(xué)方針，在落實(shí)“培養(yǎng)我省產(chǎn)業(yè)群急需的一線技術(shù)工人”這個(gè)辦學(xué)目標(biāo)上，把“工學(xué)結(jié)合、校企合作”作為人才培養(yǎng)模式的切入點(diǎn)，嘗試探索推進(jìn)“1+1+1”的辦學(xué)模式，工學(xué)交替，半工半讀，把學(xué)生技能比賽、學(xué)科建設(shè)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)與職業(yè)資格取證作為工作重點(diǎn)，提高學(xué)生的職業(yè)能力與綜合素質(zhì)，幫助學(xué)生順利完成由學(xué)生身份到企業(yè)員工身份的轉(zhuǎn)變與適應(yīng)，把學(xué)校辦成特色鮮明、效果明顯、能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的技術(shù)工人的培養(yǎng)基地。
打造職業(yè)教育特色專業(yè)，培養(yǎng)技能型人才。
依據(jù)機(jī)電一體化大賽指導(dǎo)思想，調(diào)整課程模塊化設(shè)置在機(jī)電專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中提出培養(yǎng)目標(biāo)是“應(yīng)用型、技能型實(shí)用人才”，除此之外，還要增加競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)的培養(yǎng)和創(chuàng)造思維的培養(yǎng)，突出職業(yè)道德教育，加強(qiáng)綜合職業(yè)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。另外，要體現(xiàn)使一部分學(xué)生畢業(yè)后升入高等職業(yè)教育繼續(xù)深造的目標(biāo)要求。所以，課程設(shè)計(jì)要通過(guò)教育思想、體制、內(nèi)容、方法、手段的創(chuàng)新，根據(jù)我省產(chǎn)業(yè)需求進(jìn)行開(kāi)發(fā)。結(jié)合我校情況，將課程設(shè)置分為幾個(gè)模塊：文化基礎(chǔ)模塊、專業(yè)理論模塊、技能實(shí)訓(xùn)模塊和崗位訓(xùn)練模塊。學(xué)生在學(xué)完文化基礎(chǔ)課和基本專業(yè)理論課后，設(shè)置鉗工、車工、維修電工、電子電器四個(gè)技能實(shí)訓(xùn)模塊。不但要訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手操作能力，而且要求學(xué)生取得相應(yīng)模塊的職業(yè)資格等級(jí)證書，這樣有利于學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生更貼近于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。
根據(jù)機(jī)電一體化大賽考核內(nèi)容，提出技能教學(xué)方法為使教學(xué)過(guò)程更加符合當(dāng)代中專生的特點(diǎn)，突出中等職業(yè)學(xué)生的職業(yè)技能培養(yǎng)，針對(duì)機(jī)電專業(yè)職業(yè)技能教學(xué)要求，提出技能教學(xué)方法。把以學(xué)習(xí)課程為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)會(huì)技術(shù)、完成任務(wù)為中心，以項(xiàng)目形式體現(xiàn)其教學(xué)內(nèi)容。全國(guó)大賽機(jī)電一體化項(xiàng)目的主要形式就是用PLC編程實(shí)現(xiàn)任務(wù)控制，所以，我在《PLC技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)中主要采用項(xiàng)目教學(xué)為手段，不斷提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)控制，制定相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，讓學(xué)生分組完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，是學(xué)生不斷提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。以PLC（Fx2n系列）為例，首先讓學(xué)生用學(xué)過(guò)的指令實(shí)現(xiàn)各種電氣控制線路圖，模擬實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)控制中的小項(xiàng)目，如電機(jī)順序控制、工業(yè)洗衣機(jī)、自動(dòng)軋鋼線、郵件分揀系統(tǒng)等；然后在機(jī)電氣一體化實(shí)訓(xùn)臺(tái)進(jìn)行分塊練習(xí)，熟練掌握每一個(gè)單元的自動(dòng)控制功能；最終目標(biāo)是將各單元組合為能夠?qū)崿F(xiàn)不同生產(chǎn)要求的控制系統(tǒng)。這些技能訓(xùn)練都來(lái)自我們身邊的生活和生產(chǎn)，學(xué)生對(duì)教學(xué)課題感興趣，認(rèn)識(shí)到所學(xué)的東西非常有用，能解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，學(xué)習(xí)熱情自然高漲起來(lái)，從而學(xué)習(xí)的自覺(jué)性和主動(dòng)性也隨著提高。教師積極利用這一點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思維，開(kāi)始由教師提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，再逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生提出問(wèn)題、自行分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。這樣，不但提高了學(xué)生學(xué)習(xí)PLC知識(shí)的興趣，而且還提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
分析機(jī)電一體化大賽出題形式，開(kāi)展實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教學(xué)。
縱觀近幾年全國(guó)技能大賽機(jī)電一體化項(xiàng)目的試題，都是模擬企業(yè)中自動(dòng)化控制要求較高的流水線生產(chǎn)設(shè)備設(shè)定的控制要求。當(dāng)然，對(duì)這些題目我們?cè)谄綍r(shí)教學(xué)中不可能遇到，但是對(duì)于這樣的任務(wù)要求，可以拆分為幾個(gè)子項(xiàng)目進(jìn)行處理，這就是我們近年來(lái)研究的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教學(xué)。筆者結(jié)合近幾年的機(jī)電專業(yè)課教學(xué)實(shí)踐，將實(shí)訓(xùn)內(nèi)容劃分成若干個(gè)可獨(dú)立進(jìn)行的基本訓(xùn)練單元，每個(gè)訓(xùn)練單元對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。以《維修電工》課程為例。這門課有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，就是計(jì)算少，理解內(nèi)容較多，動(dòng)手能力訓(xùn)練項(xiàng)目較多。那么，如何使學(xué)生更快、更容易、更輕松地學(xué)好這門課程呢？本人主要采用項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行學(xué)生的技能訓(xùn)練。首先要圍繞專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)計(jì)劃要求，根據(jù)實(shí)訓(xùn)室的具體條件設(shè)置維修電工實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目；接著按照基本技能訓(xùn)練、專業(yè)技能訓(xùn)練、綜合應(yīng)用訓(xùn)練模塊進(jìn)行分類（其中綜合應(yīng)用訓(xùn)練項(xiàng)目可獨(dú)立設(shè)置為實(shí)訓(xùn)課程，如電機(jī)與電器控制），以一個(gè)可獨(dú)立進(jìn)行的、有完整教學(xué)內(nèi)容的訓(xùn)練單元作為實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，并要求有成果展示。學(xué)生要根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的任務(wù)要求，包括實(shí)訓(xùn)目的、方法、步驟、要求、達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)以及所需的儀器、設(shè)備、工具、材料等，進(jìn)行獨(dú)立的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。最后，學(xué)生完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目并寫出實(shí)訓(xùn)報(bào)告；教師要給出此次實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)摸索，結(jié)合平時(shí)的實(shí)際技能的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，這種項(xiàng)目教學(xué)法使教學(xué)效果有了明顯的提高。
從技能大賽中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，加強(qiáng)教師的實(shí)踐能力。
隨著我省的開(kāi)發(fā)開(kāi)放，我校不斷探索推進(jìn)“1+1+1”的辦學(xué)模式，即一年基礎(chǔ)理論知識(shí)學(xué)習(xí)、一年動(dòng)手實(shí)踐能力培訓(xùn)、一年到企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)。在頂崗實(shí)習(xí)中，學(xué)生帶著任務(wù)按照崗位技能的要求參加鍛煉，企業(yè)按照準(zhǔn)職工進(jìn)行管理，讓學(xué)生參與具體的生產(chǎn)實(shí)際操作。同時(shí)，教師要與學(xué)生共同下企業(yè)，不僅把學(xué)生管理從學(xué)校延伸到企業(yè)，而且促進(jìn)了“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)，讓學(xué)生和教師在企業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下熟悉掌握新知識(shí)、新技術(shù)和新工藝，在生產(chǎn)實(shí)踐中得到鍛煉，以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和職業(yè)能力。教師也可以接受新的專業(yè)知識(shí)和信息，掌握專業(yè)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，了解企業(yè)和社會(huì)對(duì)本專業(yè)的需求。教師從技能大賽中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并在企業(yè)實(shí)踐中尋求學(xué)習(xí)路徑和解決辦法，這是提高教師參加企業(yè)實(shí)踐的關(guān)鍵所在。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是促進(jìn)教師學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)、提高專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)能力的有效途徑。學(xué)校通過(guò)校企合作，積極開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)或產(chǎn)品研發(fā)，也可以利用本專業(yè)的技術(shù)力量，開(kāi)展科技服務(wù)活動(dòng)，培養(yǎng)教師的科研素質(zhì)、創(chuàng)新能力和技術(shù)應(yīng)用能力，提高教師的實(shí)踐能力。
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，教育的方法和手段應(yīng)適應(yīng)這一發(fā)展的需要，傳統(tǒng)的純理論教學(xué)已不能適應(yīng)新的教育目標(biāo)，加強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的教育已勢(shì)在必行。本論文所探討的機(jī)電一體化課程教學(xué)方法及其教學(xué)改革策略的應(yīng)用研究，是結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)中等職業(yè)學(xué)校機(jī)電一體化類課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置及其實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀而提出來(lái)的，能夠有效地提高機(jī)電一體化類課程的教學(xué)效果，對(duì)于這一類的理論知識(shí)多且深、動(dòng)手實(shí)踐能力要求高的課程而言，必須要不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的份量，而本論文也是重點(diǎn)探討如何開(kāi)展實(shí)踐動(dòng)手能力的訓(xùn)練，對(duì)于進(jìn)一步提高機(jī)電一體化類課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)效果無(wú)論是在理論方面還是在實(shí)踐方面都具有較好的借鑒和指導(dǎo)意義。
技能大賽是對(duì)我國(guó)職業(yè)教育成果的大檢閱，它不僅引導(dǎo)人們重新認(rèn)識(shí)職業(yè)教育，而且讓社會(huì)重視和支持職業(yè)教育。中職學(xué)校以此促進(jìn)教育模式改革、課程教學(xué)改革、人才培養(yǎng)、“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)和實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，形成了“普教有高考，職教有大賽”的新局面。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介：李美艷（1982-），女，山東龍口人，中國(guó)石油大學(xué)（華東）機(jī)電工程學(xué)院，講師；韓彬（1973-），男，山東東營(yíng)人，中國(guó)石油大學(xué)（華東）機(jī)電工程學(xué)院，副教授。（山東 青島 266580）
基金項(xiàng)目：本文系山東省教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2012018）、中國(guó)石油大學(xué)（華東）青年教師教學(xué)改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：QN201318）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）28-0151-01
一、焊接專業(yè)的發(fā)展
焊接是通過(guò)加熱、加壓或兩者并用使同性或異性兩工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和聯(lián)接方式。焊接應(yīng)用廣泛，既可用于金屬也可用于非金屬。石油石化行業(yè)中，管道連接、壓力容器以及鉆采裝備的制造等都離不開(kāi)焊接技術(shù)。并且，隨著石油鉆采向海洋以及深海領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)焊接質(zhì)量要求更為苛刻，迫切需要開(kāi)發(fā)更加先進(jìn)的焊接技術(shù)和設(shè)備。
高校傳統(tǒng)的焊接專業(yè)培養(yǎng)模式源于蘇聯(lián)，以培養(yǎng)工程技術(shù)專門人才為主，我國(guó)最早于1952年在哈爾濱工業(yè)大學(xué)建立焊接專業(yè)，隨后天津大學(xué)、清華大學(xué)等也紛紛建立了焊接專業(yè)。為適應(yīng)通才教育的需要，1998年全國(guó)近百所高校把焊接專業(yè)與鑄造、鍛壓合并為材料成型及控制（以下簡(jiǎn)稱“材控”）專業(yè)。自專業(yè)合并改革后，部分焊接課程內(nèi)容的壓縮和實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)的縮短，對(duì)國(guó)內(nèi)焊接技術(shù)人才的培養(yǎng)產(chǎn)生了極大的沖擊。[1]以石油院校為例，材控專業(yè)的畢業(yè)生踏入工作崗位后，很難短時(shí)間內(nèi)適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)要求。因此，將專業(yè)基礎(chǔ)教育與工程培訓(xùn)相結(jié)合，來(lái)提高學(xué)生的工程實(shí)訓(xùn)能力是現(xiàn)階段高校培養(yǎng)焊接技術(shù)人員的主流方向。
我國(guó)石油院校材控專業(yè)主要是突出焊接工程領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)和實(shí)踐技能的培養(yǎng)，使本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后能在石油、石化以及航空、航天、船舶、汽車、機(jī)械等相關(guān)行業(yè)從事焊接工藝設(shè)計(jì)及評(píng)定、焊接質(zhì)量檢測(cè)、生產(chǎn)技術(shù)管理及科研等方面的工作。以中國(guó)石油大學(xué)（華東）為例，2013版材控專業(yè)本科培養(yǎng)方案中，更加強(qiáng)調(diào)焊接基礎(chǔ)理論、焊接工藝、焊接材料、焊接結(jié)構(gòu)以及焊接生產(chǎn)等專業(yè)知識(shí)，對(duì)學(xué)生的工程實(shí)踐能力提出了更高要求。
二、石油院校焊接專業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)的必要性
焊接專業(yè)特別強(qiáng)調(diào)綜合工程實(shí)踐能力，尤其是作為一名焊接技術(shù)人員，不僅應(yīng)具有一定的工程應(yīng)用意識(shí)和扎實(shí)的基礎(chǔ)理論，還應(yīng)該掌握焊接冶金原理、焊接工藝、焊接設(shè)備、焊接應(yīng)力與變形控制以及質(zhì)量檢測(cè)等方面的專業(yè)知識(shí)。并且應(yīng)具有一定的焊接工程實(shí)踐應(yīng)用能力，能夠在該領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)制造、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及經(jīng)營(yíng)管理等工作，解決生產(chǎn)一線的實(shí)際問(wèn)題。目前，各高校在本科教學(xué)中主要是以課堂講授為主，由于每位教師講授風(fēng)格不一，這種單一的教學(xué)方式無(wú)法體現(xiàn)教師的主觀創(chuàng)造性和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。尤其是當(dāng)前高校以“90后”學(xué)生為主體，課堂“猛灌式”教學(xué)顯然無(wú)法滿足學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的求知探索欲望，以及實(shí)際生產(chǎn)對(duì)學(xué)生綜合實(shí)踐能力的要求，因此迫切需要加強(qiáng)工程實(shí)踐教學(xué)進(jìn)度。
對(duì)于國(guó)內(nèi)多數(shù)高校的焊接方向（專業(yè)）或材控專業(yè)，雖然綜合實(shí)訓(xùn)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等環(huán)節(jié)已經(jīng)被設(shè)置在本科培養(yǎng)方案中，但在實(shí)施過(guò)程中仍存在諸多問(wèn)題。首先，部分學(xué)校或教師對(duì)實(shí)踐教學(xué)的主觀認(rèn)識(shí)不足，且重視程度不夠。其次，開(kāi)展校外實(shí)習(xí)實(shí)踐難度較大，目前很多企業(yè)單位不愿意接收高校學(xué)生開(kāi)展參觀實(shí)習(xí)，高校聯(lián)系實(shí)習(xí)單位和實(shí)習(xí)基地途徑受限。最后，校外實(shí)習(xí)成本較高也是阻礙實(shí)踐教學(xué)發(fā)展的一個(gè)很重要的因素。此外，工程技術(shù)背景是高校焊接方向（專業(yè)）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)順利開(kāi)展的保障，而目前部分高校尚缺乏這一條件，致使學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)不足、實(shí)際應(yīng)用能力差，與社會(huì)需求有較大的偏差，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。[2]因此，高校在培養(yǎng)焊接專業(yè)人才的過(guò)程中，不但要注重基礎(chǔ)理論知識(shí)、專業(yè)知識(shí)和基本技能的培養(yǎng)，還應(yīng)加強(qiáng)工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提升學(xué)生專業(yè)技能。
國(guó)際焊接工程師（International Welding Engineer，簡(jiǎn)稱IWE）是ISO14731國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的最高層次的焊接技術(shù)人員和質(zhì)量監(jiān)督人員，是焊接相關(guān)企業(yè)獲得國(guó)際產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證的要素之一，對(duì)焊接企業(yè)的產(chǎn)品認(rèn)證、參與國(guó)際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)起到重要作用，對(duì)焊接技術(shù)人員資格在世界范圍內(nèi)相互認(rèn)可的趨勢(shì)起到積極的推動(dòng)作用。哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京工程學(xué)院、南昌航空航天大學(xué)等全國(guó)20多所高校先后在本科生教學(xué)中引入國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)認(rèn)證，[3]推動(dòng)了工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。實(shí)踐證明，基于IWE培訓(xùn)認(rèn)證的工程實(shí)踐教學(xué)在拓寬學(xué)生就業(yè)渠道、提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力方面，具有良好的效果。
三、工程實(shí)踐教學(xué)與國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)
石油石化行業(yè)裝置和設(shè)備多屬于高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)范疇，尤其是壓力容器，要求具有較高的焊接質(zhì)量要求，這就對(duì)我國(guó)石油院校材控專業(yè)學(xué)生的焊接專業(yè)技能提出了更高的要求。
國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)采用德國(guó)的培訓(xùn)模式，培訓(xùn)內(nèi)容包括理論和實(shí)踐兩部分。理論部分主要包括焊接行業(yè)的現(xiàn)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）、德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（DIN）、歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN）、部分國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）以及有關(guān)焊接材料、工藝、結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)四部分內(nèi)容；實(shí)踐部分主要關(guān)于氣焊、氣割、手工電弧焊、氣體保護(hù)焊的實(shí)際操作。[4-6]將工程實(shí)踐教學(xué)與在校本科生國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)相結(jié)合具有以下優(yōu)勢(shì)：
第一，從具體的操作層面上去探討材控專業(yè)教學(xué)模式的變革，構(gòu)建“學(xué)歷學(xué)位教育+職業(yè)資格認(rèn)證”的人才培養(yǎng)模式，積極探索理論教育與就業(yè)前培訓(xùn)相結(jié)合、專業(yè)教育與工程教育相結(jié)合的教學(xué)改革模式，這是石油院校焊接人才培養(yǎng)中最基本、最直接和最核心的問(wèn)題。
第二，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)與IWE培訓(xùn)教學(xué)體系相結(jié)合，培養(yǎng)專業(yè)知識(shí)扎實(shí)、工程實(shí)踐能力強(qiáng)且能夠適應(yīng)企業(yè)需求的優(yōu)秀大學(xué)生。同時(shí)，有助于促進(jìn)材控專業(yè)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)能力的進(jìn)一步提高。
第三，積極探索符合石油院校材控專業(yè)的IWE培訓(xùn)體系，結(jié)合本專業(yè)課程設(shè)置，調(diào)整和改進(jìn)IWE課程培訓(xùn)內(nèi)容及進(jìn)度安排，使課堂與實(shí)踐中的各個(gè)要素得到有機(jī)重組。
第四，以此為契機(jī)，促進(jìn)“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)，提高材控專業(yè)教師的工程訓(xùn)練和實(shí)踐水平，建設(shè)一支專業(yè)知識(shí)扎實(shí)、工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、工程能力強(qiáng)的高素質(zhì)師資隊(duì)伍。
第五，在原有焊接實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)與工程訓(xùn)練中心的有機(jī)結(jié)合，切實(shí)有效的促進(jìn)焊接專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)展。
第六，通過(guò)IWE認(rèn)證體系引入到石油院校材控專業(yè)在校學(xué)生的本科培養(yǎng)過(guò)程中，有助于拓展大學(xué)生的國(guó)際化視野，培育高素質(zhì)應(yīng)用型人才。
綜上所述，材控專業(yè)學(xué)生在校期間參加國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)，既能取得畢業(yè)證、學(xué)位證，畢業(yè)時(shí)又可取得IWE證書。不僅提高了自身專業(yè)能力和素質(zhì)，而且拓寬了就業(yè)渠道，在二次就業(yè)中擁有了更多的機(jī)會(huì)。[3，7]但同時(shí)，國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)作為與國(guó)際接軌的前沿職業(yè)培訓(xùn)，時(shí)刻面臨著經(jīng)濟(jì)時(shí)代的挑戰(zhàn)。作為高校教育教學(xué)改革的主體力量，學(xué)校和教師都應(yīng)積極發(fā)揮主觀能動(dòng)性，以國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)為契機(jī)，做好材控專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)工作。
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后來(lái)，我真的走進(jìn)了北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，離“醫(yī)生”和“博士”兩個(gè)夢(mèng)想都非常接近。多少次夢(mèng)見(jiàn)大學(xué)城秀美的校園，真正走進(jìn)協(xié)和。卻感受到了大學(xué)的另一種內(nèi)涵。協(xié)和醫(yī)學(xué)院的校園很小，幾乎位于北京市中心，在東單三條，距王府井非常近。在這樣的鬧市當(dāng)中，協(xié)和醫(yī)學(xué)院卻算是個(gè)非常安靜的地方。在這片不大的校園里，處處可以看見(jiàn)學(xué)生夾著書本匆匆走過(guò)的身影。我喜歡走在寧謐的校園里，看著大家?jiàn)^斗的身影。
協(xié)和醫(yī)學(xué)院有悠久的歷史，由美國(guó)洛克菲勒基金會(huì)于1917年創(chuàng)辦，是我國(guó)最早設(shè)置八年制臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)和護(hù)理本科教育的重點(diǎn)醫(yī)學(xué)院校。同時(shí)，她與中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)行院校合一的管理體制，為學(xué)校提供了雄厚的師資力量和科研條件。此外，協(xié)和還與清華保持著緊密的聯(lián)合辦學(xué)關(guān)系，協(xié)和醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生和研究生畢業(yè)證書、學(xué)位證書會(huì)蓋上“清華大學(xué)”和“北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院一清華大學(xué)醫(yī)學(xué)部”兩個(gè)公章。
回首近百年校史。多位醫(yī)學(xué)大家從協(xié)和走出，成為各個(gè)專科領(lǐng)域的棟梁。黃家駟、吳階平、巴德年、林巧稚……一個(gè)個(gè)輝煌的名字書寫著協(xié)和的歷史，而年輕的我們，將帶上青春的熱忱與醫(yī)者的責(zé)任，在醫(yī)學(xué)史上寫下新的一筆。
中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 屈霜琳
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)為教育部和國(guó)土資源部共建，以地質(zhì)、資源、環(huán)境、地學(xué)工程技術(shù)為強(qiáng)勢(shì)專業(yè)，是一所理、工、文、管、經(jīng)、法多學(xué)科共同發(fā)展的“211工程”重點(diǎn)大學(xué)。
仍然清晰地記得接到地大通知書的那天，喜悅之外，還感到了一種壓力。地質(zhì)相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)時(shí)普遍被認(rèn)為將從事比較艱苦，常年外出的工作。作為女生，我的壓力尤其大。好在，后來(lái)幾年的大學(xué)生活改變了我原有的想法。
其實(shí)，在地大像我這樣的女生并不少，有些在文科院系，當(dāng)然也有典型的工科女。而我們，并沒(méi)有太多地去想將要面對(duì)怎樣的艱難旅程，更多是抓住現(xiàn)在的夢(mèng)想。我在大二的時(shí)候決定了要考研，并希望將來(lái)能從事礦物學(xué)的科研工作。而每年，也都有很多畢業(yè)生去到國(guó)內(nèi)外各大科研機(jī)構(gòu)和高校，在地質(zhì)科研領(lǐng)域走得更遠(yuǎn)。
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)成立于建國(guó)后的1952年，現(xiàn)有中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)兩個(gè)獨(dú)立的辦學(xué)實(shí)體。地大(北京)有博士生導(dǎo)師135名，中國(guó)科學(xué)院院士7名，俄羅斯外籍院士4名。他們作為學(xué)科帶頭人，為地質(zhì)事業(yè)培養(yǎng)了大批人才，使得各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)力日益雄厚。目前，學(xué)校擁有一個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室――地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源實(shí)驗(yàn)室。兩個(gè)國(guó)家級(jí)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室――礦物巖石材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、地質(zhì)超深鉆探技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，以及兩個(gè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和四個(gè)國(guó)土資源部開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室等，這些并不僅僅是榮譽(yù)的光環(huán)，更體現(xiàn)了學(xué)校雄厚的科研實(shí)力。
轉(zhuǎn)眼，我在地大已經(jīng)度過(guò)了四年的時(shí)光，未來(lái)的三年，我仍然會(huì)在地大延續(xù)我的夢(mèng)想。作為地道的地大人，總理提出的“艱苦樸素，求真務(wù)實(shí)”的校訓(xùn)將時(shí)刻鞭策我們，走向更遠(yuǎn)的未來(lái)，更努力地去追求我的夢(mèng)想。
北京航空航天大學(xué) 陳卓
喜歡在初夏溫暖的早晨，拿上一本外語(yǔ)書，在晨讀園的一個(gè)角落里讀課文，陽(yáng)光灑在身上，那一刻，我是幸福的。喜歡和同學(xué)坐在湖邊，談?wù)劕F(xiàn)在，還有未來(lái)，看著眼前秀美的校園，那一刻，你會(huì)覺(jué)得過(guò)去所有的努力都值得。喜歡一個(gè)人坐在籃球場(chǎng)邊，看男孩們賣力地打球，汗水浸透了他們的衣服，那些帥氣的臉龐綻放出年輕的光彩，那一刻，恍若回到了中學(xué)時(shí)代。
在北航，帥氣的男生是一道風(fēng)景，從圖書館、教學(xué)樓到體育場(chǎng)、航空館，處處都有他們的風(fēng)采。作為國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域的最高學(xué)府，北航每年都是報(bào)考熱門，承載著一代代年輕學(xué)子的夢(mèng)想。
北航現(xiàn)隸屬于工業(yè)和信息化部。是國(guó)家“211工程”和“985工程”建設(shè)的重點(diǎn)高校。自1952年建校以來(lái)，北航一直是國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)大學(xué)，為國(guó)家航空行業(yè)發(fā)展培養(yǎng)了大批人才。
學(xué)校現(xiàn)有在校本科生1.3萬(wàn)人，共有26個(gè)學(xué)院，54個(gè)本科專業(yè)。144個(gè)碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)。49個(gè)博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)，研究生教學(xué)質(zhì)量居國(guó)內(nèi)前列。為有志于從事學(xué)術(shù)研究的學(xué)生提供了廣闊的發(fā)展空間。
作為以航空航天為特色的大學(xué)，材料科學(xué)與工程學(xué)院、電子信息工程學(xué)院、自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院、能源與動(dòng)力工程學(xué)院、航空科學(xué)與工程學(xué)院等吸引了無(wú)數(shù)學(xué)子的目光，分?jǐn)?shù)線年年居高不下。
如果你有邀游藍(lán)天的夢(mèng)想，北航一定是你的最佳選擇。1993年，北航飛行學(xué)院成立并第一屆招生。飛行學(xué)院由北航與中國(guó)南方航空股份有限公司聯(lián)合創(chuàng)辦，旨在培養(yǎng)高素質(zhì)民航飛機(jī)駕駛?cè)瞬?。學(xué)生在校期間不僅要參加飛機(jī)構(gòu)造、發(fā)動(dòng)機(jī)、航空氣象等專業(yè)理論課學(xué)習(xí)，還要赴澳大利亞南航西澳飛行學(xué)院進(jìn)行為期12個(gè)月的實(shí)際飛行訓(xùn)練，在高年級(jí)返回北航進(jìn)行畢業(yè)論文設(shè)計(jì)和理論執(zhí)照考試，之后再到南方航空公司各分公司進(jìn)行實(shí)習(xí)。
作為工科見(jiàn)長(zhǎng)的大學(xué)，北航學(xué)生的業(yè)余生活也毫不遜色。我們不僅努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，同時(shí)積極參加各種社團(tuán)活動(dòng)。學(xué)?，F(xiàn)有一百余個(gè)學(xué)生社團(tuán)，緊張的學(xué)習(xí)之余，我們奔波于各個(gè)社團(tuán)之間。不僅充分發(fā)揮自己的特長(zhǎng)，還結(jié)識(shí)了一群志同道合的朋友。作為曾經(jīng)的文學(xué)小青年。我加入了凌云文學(xué)社，在北航的校報(bào)上留下了自己的青春記憶。
這就是我的母校――北京航空航天大學(xué)，在這里，夢(mèng)想起航。
北京化工大學(xué) 丁健東
仍然記得去年入學(xué)時(shí)的興高采烈，是的，我終于來(lái)北京了。
走在北化的校園，第一次體會(huì)到了真實(shí)的成就感。這一年，我十九歲，考上了夢(mèng)寐以求的北京化工大學(xué)。聽(tīng)學(xué)長(zhǎng)說(shuō)，在北化的四年，我們要在兩個(gè)校區(qū)生活，大一大二在北校區(qū)，位于昌平東關(guān)，離市里較遠(yuǎn)，這里遠(yuǎn)離都市的喧囂，環(huán)境不錯(cuò)，交通也比較便利。清靜的環(huán)境非常容易使剛剛進(jìn)人大學(xué)的我們靜下心，開(kāi)始大學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。大三大四和研究生則住在東校區(qū)，處于東城區(qū)與朝陽(yáng)區(qū)的交接處，校門口就有地鐵，交通十分便利。
在北化這一年，我對(duì)北化人勤奮刻苦的精神有了越來(lái)越深的體會(huì)。從早上的晨讀，到晚自習(xí)圖書館的奮筆疾書，校園里處處都有我們奮斗的身影。
北京化工大學(xué)建校于1958年，是教育部直屬的“211工程”大學(xué)。學(xué)校的工科實(shí)力十分突出，文、法、管、經(jīng)濟(jì)等人文學(xué)科也獨(dú)具特色。學(xué)校設(shè)有化學(xué)工程學(xué)院、材料科學(xué)與工程學(xué)院、機(jī)電工程學(xué)院、信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院等11個(gè)學(xué)院，涵蓋42個(gè)本科專業(yè)?；瘜W(xué)工程與技術(shù)、材料學(xué)和化工過(guò)程機(jī)械作為3國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科，學(xué)術(shù)水平處于國(guó)內(nèi)一流，國(guó)際前列。
學(xué)校在人才培養(yǎng)方面。也有人性化與多樣化的特征。考生入學(xué)時(shí)按大類招生，方便后期學(xué)生了解自己的興趣，做好專業(yè)選擇。此外。學(xué)校還建立了優(yōu)秀生重點(diǎn)培養(yǎng)模式。優(yōu)秀學(xué)生可自主選擇專業(yè)并實(shí)習(xí)導(dǎo)師制，享受優(yōu)秀生獎(jiǎng)學(xué)金。
大學(xué)之大，還在于大師。北化現(xiàn)有博士學(xué)位教師484人，兩院院士9人，他們中的多人從北化走出，如今又將汗水灑在這片熱土。他們書寫了北化的歷史篇章，而未來(lái)，還需要我們這代年輕學(xué)子去拼搏。
北京印刷學(xué)院 李薇
如今。國(guó)內(nèi)以傳媒見(jiàn)長(zhǎng)的大學(xué)并不少，而將印刷作為特色的高校，北京印刷學(xué)院則是唯一一家。這正是我選擇她的原因――地處北京這個(gè)文化中心，專業(yè)設(shè)置獨(dú)樹一幟。
中圖分類號(hào)：G648. 4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—0432（2012）—08—0239—2
高校是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物，反過(guò)來(lái)又會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政治、文化發(fā)展發(fā)揮積極作用，高校的發(fā)展歷程是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求和高校內(nèi)在規(guī)律的統(tǒng)一。
地方高?？梢詾榈胤浇?jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展提供人才支撐、智力支持。走新型工業(yè)化道路，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級(jí)，著力構(gòu)建以戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)為引領(lǐng)、先進(jìn)制造業(yè)為支撐、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為先導(dǎo)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，努力形成工業(yè)新型化與服務(wù)業(yè)現(xiàn)代化、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化相互支撐、共同促進(jìn)的融合發(fā)展新格局，是太倉(cāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本路徑，這一愿望的實(shí)現(xiàn)，科研、教育、人才的支撐作用是關(guān)鍵。事實(shí)證明，健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院培養(yǎng)的高素質(zhì)實(shí)用型、技術(shù)型、職業(yè)型學(xué)生，畢業(yè)后可直接進(jìn)入企業(yè)和勞務(wù)市場(chǎng)，且廣受歡迎，他們?cè)谔珎}(cāng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的重要作用。
地方高校是人們實(shí)現(xiàn)接受各種教育愿望的重要選擇，為人們實(shí)現(xiàn)多樣化教育提供可能。健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院始終堅(jiān)持把辦好一所讓太倉(cāng)人民滿意的地方院校作為教職員工矢志不渝的精神追求和價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)，作為自身發(fā)展的內(nèi)在需求和不竭動(dòng)力；把服務(wù)地方作為我們的神圣職責(zé)和光榮使命，努力把學(xué)院辦成服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的人才庫(kù)、智力庫(kù)和精神文明建設(shè)的輻射源。
1 地方政府、企業(yè)的支持是地方高校改革發(fā)展的基本保障
地方高校在生存和發(fā)展過(guò)程中，為了更好地發(fā)揮功能、完成使命，改革創(chuàng)新是必經(jīng)之路，這都需要地方政府為其發(fā)展給予強(qiáng)有力的支持，提供必要的條件，協(xié)調(diào)其與社會(huì)方方面面的關(guān)系。所以，隨著地方高校的發(fā)展，其對(duì)地方政府的依賴程度也越來(lái)越高。
縱觀我國(guó)高職教育在發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的課程體系不合理、學(xué)生動(dòng)手能力差、教材滯后于實(shí)際、雙師型教師缺乏等方面存在的問(wèn)題，再與發(fā)達(dá)國(guó)家高職教育的發(fā)展相比較，不難發(fā)現(xiàn)：高職教育要解決以上多方面的問(wèn)題，一個(gè)重要的突破口就是要加強(qiáng)與企業(yè)之間的聯(lián)系。因?yàn)楦呗毥逃膶?shí)踐性和職業(yè)性要求我們的教育過(guò)程必須有企業(yè)的全程參與；而企業(yè)對(duì)高技能人才的需求又決定企業(yè)必須全程參與學(xué)院教學(xué)工作。
同時(shí)，我們需要政府主導(dǎo)實(shí)現(xiàn)校企互動(dòng)。有政府主導(dǎo)，校企互動(dòng)，增強(qiáng)情感交流，打牢真誠(chéng)互信、同舟共濟(jì)的感情基礎(chǔ)，才能使校企合作具有持久性和長(zhǎng)效性，高校的發(fā)展道路才會(huì)順暢。
2 健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院以特色發(fā)展服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展
健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院是2004年7月經(jīng)江蘇省人民政府批準(zhǔn)建立的公辦全日制普通高等學(xué)校，以太倉(cāng)籍世界知名實(shí)驗(yàn)物理學(xué)大師吳健雄博士的名字命名。國(guó)家“十二五”時(shí)期沿海地區(qū)、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的實(shí)施，以及沿海、沿江、沿滬產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)帶的開(kāi)發(fā)和太倉(cāng)市新一輪經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展大潮的興起，都賦予了學(xué)院特殊的使命和責(zé)任，也為學(xué)院帶來(lái)了難得的發(fā)展機(jī)遇。學(xué)院成立以來(lái)，逐步構(gòu)建了以全日制高等職業(yè)教育為主體，成人教育、開(kāi)放教育、遠(yuǎn)程教育、聯(lián)辦專業(yè)碩士研究生教育、職業(yè)資格培訓(xùn)為補(bǔ)充的辦學(xué)體系，設(shè)有電氣工程學(xué)院、軟件與服務(wù)外包學(xué)院、機(jī)電工程系、現(xiàn)代港口與物流管理系、應(yīng)用外語(yǔ)系、生物與化學(xué)工程系、藝術(shù)設(shè)計(jì)系、職業(yè)素質(zhì)教育中心、職業(yè)發(fā)展教育中心、繼續(xù)教育學(xué)院、聯(lián)合研究院等教學(xué)單位，設(shè)置機(jī)電一體化技術(shù)、電子信息工程技術(shù)、模具設(shè)計(jì)與制造、軟件技術(shù)、精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)等工科為主的29個(gè)專業(yè)。
2.1 按照產(chǎn)業(yè)布局設(shè)置專業(yè)、輸送高素質(zhì)勞動(dòng)技能型人才
學(xué)院升格以來(lái)，始終堅(jiān)持“以服務(wù)地方為己任”，以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)核心技能、職業(yè)道德素養(yǎng)、創(chuàng)業(yè)發(fā)展能力為人才培養(yǎng)目標(biāo)，盡最大努力滿足地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)實(shí)用型、技術(shù)型和職業(yè)型專門人才的需求。太倉(cāng)市近年來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展促進(jìn)了區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，已逐步形成“電子信息、精密機(jī)械、汽車配件、生物醫(yī)藥”四大高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，“石油化工、高檔造紙、金屬加工、電力能源”四大基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，“紡織服飾、輕工食品”兩大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)以及“現(xiàn)代物流業(yè)、休閑旅游業(yè)”兩大優(yōu)先發(fā)展的服務(wù)業(yè)。我院立足區(qū)域經(jīng)濟(jì)、服務(wù)地方企業(yè)，設(shè)置機(jī)電工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精細(xì)化工、物流管理和電氣工程等五大專業(yè)群，做強(qiáng)、做特“機(jī)電一體化技術(shù)”、“軟件技術(shù)”、“物流管理”等3大核心專業(yè)。學(xué)院借鑒、創(chuàng)新德國(guó)“雙元制”，形成了特色鮮明的“定崗雙元”人才培養(yǎng)模式，學(xué)院與周邊多家企業(yè)開(kāi)展了深入全面的合作，共同培養(yǎng)高素質(zhì)人才，近年來(lái)向地方輸送畢業(yè)生近萬(wàn)名，畢業(yè)生供不應(yīng)求，社會(huì)影響不斷擴(kuò)大。
2.2 針對(duì)“德企之鄉(xiāng)”建立“中德培訓(xùn)中心”
太倉(cāng)優(yōu)越的地理位置、高度密集的德國(guó)企業(yè)群和發(fā)達(dá)的精密機(jī)械、電子信息、汽車配件產(chǎn)業(yè)為中德培訓(xùn)中心的成立和發(fā)展提供了得天獨(dú)厚的條件。2007年，我院以精密機(jī)械行業(yè)為主，由市委市政府、新區(qū)管委會(huì)、教育局、德國(guó)工商行會(huì)、德國(guó)企業(yè)代表以及機(jī)電協(xié)會(huì)合作成立“AHK—上海、健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院專業(yè)技術(shù)工人培訓(xùn)中心”（簡(jiǎn)稱“中德培訓(xùn)中心”），并在此基礎(chǔ)上聯(lián)合共建“服務(wù)外包生產(chǎn)型人才培養(yǎng)基地”、“港區(qū)供應(yīng)鏈生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)室”、“史泰博文具生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)室”，按照德國(guó)本土的職業(yè)教育培訓(xùn)體系，為太倉(cāng)及其周邊德資企業(yè)培養(yǎng)生產(chǎn)一線的技能型人才。德國(guó)“雙元制”在我院的發(fā)展運(yùn)作，先后為德企培養(yǎng)數(shù)百名學(xué)員，成為長(zhǎng)三角知名的德國(guó)“雙元制”職業(yè)教育模式在中國(guó)實(shí)踐的典范、德國(guó)工商行會(huì)上海代表處在中國(guó)聯(lián)合創(chuàng)辦最成功的中德培訓(xùn)中心，成為在華德資企業(yè)鐘情的“雙元制”專業(yè)人才培養(yǎng)基地、我國(guó)最大的“德國(guó)職業(yè)資格”考試和培訓(xùn)基地，同時(shí)也已成為太倉(cāng)市政府優(yōu)化投資環(huán)境、吸引德資企業(yè)的“磁鐵石”和外地人才的“聚集地”。2008年，太倉(cāng)市被國(guó)家商務(wù)部和德國(guó)經(jīng)濟(jì)部授予全國(guó)唯一的“中德企業(yè)合作基地”。
2.3 圍繞技術(shù)服務(wù)成立聯(lián)合研究院
在太倉(cāng)高層次人才和技術(shù)資源缺乏的情況下，為了加快建立以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的科技創(chuàng)新體系，2010年7月，由太倉(cāng)市委市政府，東南大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、電子科技大學(xué)等全國(guó)重點(diǎn)高校以及各行業(yè)協(xié)會(huì)與健雄學(xué)院聯(lián)合成立了“政產(chǎn)學(xué)研” 綜合性公共服務(wù)平臺(tái)——健雄聯(lián)合研究院。健雄聯(lián)合研究院成立以來(lái)，充分發(fā)揮人才集聚的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮聯(lián)合研究院校企合作平臺(tái)的作用，實(shí)現(xiàn)高校科技資源與企業(yè)技術(shù)需求的對(duì)接，同時(shí)通過(guò)政產(chǎn)學(xué)合作共建公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，進(jìn)一步發(fā)揮健雄學(xué)院為企業(yè)技術(shù)服務(wù)和公共服務(wù)的能力，從而建設(shè)校企合作對(duì)等機(jī)制，促進(jìn)校企的平等和深度的合作。同時(shí)以服務(wù)太倉(cāng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)全面發(fā)展為目標(biāo)，以提升城市自主創(chuàng)新能力為方向，以推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型為重點(diǎn)，積極吸引高校科技資源和智力資源為太倉(cāng)市所用，為太倉(cāng)率先基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化提供有力的技術(shù)支撐，推動(dòng)了太倉(cāng)科技創(chuàng)新發(fā)展，增強(qiáng)了我院服務(wù)企業(yè)服務(wù)地方的能力。
2.4 滿足學(xué)習(xí)需求，延伸社會(huì)服務(wù)
學(xué)院采取多種形式，進(jìn)一步擴(kuò)大辦學(xué)領(lǐng)域，拓展服務(wù)范圍，創(chuàng)新管理機(jī)制，成為服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和推進(jìn)全民終身學(xué)習(xí)、構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會(huì)的助推器，年培訓(xùn)各類人才規(guī)模保持6000人次。此外，繼續(xù)教育學(xué)院充分利用學(xué)院世界領(lǐng)先企業(yè)認(rèn)可的各行業(yè)培訓(xùn)資源，積極探索和實(shí)踐職后教育雙元制人才培養(yǎng)模式，采取集中面授、網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)交流、現(xiàn)場(chǎng)研討、學(xué)用跟蹤等多樣化形式，切實(shí)提高在職人員的專業(yè)理論水平和實(shí)際業(yè)務(wù)能力；在電大開(kāi)放教育、奧鵬教育、成人大專教育、工程碩士、MBA和MPA教育的基礎(chǔ)上，建立與國(guó)內(nèi)外高校專接本的合作，為在職崗員工和高專畢業(yè)生接受高等學(xué)歷教育創(chuàng)造條件。
由此可見(jiàn)，作為太倉(cāng)唯一的一所地方高校，健雄學(xué)院與地方有著天然的聯(lián)系、緊密的關(guān)系，地方是學(xué)院的“衣食父母”，學(xué)院是地方的“人才庫(kù)”、“智力源”、“發(fā)動(dòng)機(jī)”。學(xué)院的發(fā)展離不開(kāi)地方的支持，發(fā)展的學(xué)院為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]?太倉(cāng)市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要，2011，01.
[2]?健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院省級(jí)示范性高職院校建設(shè)方案，2011，04.
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[4] 毛克平.我國(guó)地方政府與地方高校關(guān)系問(wèn)題探析.教育與職業(yè)，2007，09.
碳纖維作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略性材料，被稱為“新材料之王”，作為一種物理性能優(yōu)異，能夠耐受高溫而不失強(qiáng)度，對(duì)一般的酸、堿有良好的耐腐蝕作用的材料，廣泛應(yīng)用于航空、航天、國(guó)防軍工、體育器材等多領(lǐng)域。但傳統(tǒng)碳纖維產(chǎn)品的制造方式相當(dāng)復(fù)雜，首先要把碳纖維織成碳纖維布，以此作為制造物品的原料。然后再在模具表面涂膠，層層附上碳纖維布，進(jìn)行壓制、烘烤，才能成型。
本文針對(duì)現(xiàn)有非金屬材料3D打印在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的不足，以3D打印技術(shù)和碳纖維復(fù)合材料為結(jié)合點(diǎn)，充分發(fā)揮二者在材料性能和成型方式的優(yōu)勢(shì)，為3D打印的產(chǎn)品從簡(jiǎn)單的展示性應(yīng)用過(guò)渡到復(fù)雜的功能性應(yīng)用提供新的方法具有重要應(yīng)用價(jià)值。
1 3D打印技術(shù)選用
FDM是目前技術(shù)比較成熟的3D打印類型，具有打印設(shè)備成本低、打印設(shè)備和材料成本低、打印過(guò)程少污染等有點(diǎn)，故選用FDM3D打印技術(shù)進(jìn)行碳纖維成型打印系統(tǒng)的研究。
2 產(chǎn)品技術(shù)
根據(jù)材料特性，整合三維模型切片處理系統(tǒng)、3D打印控制系統(tǒng)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)等，研發(fā)工業(yè)級(jí)高效高精3D打印系統(tǒng)。采用3D打印方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)碳纖維長(zhǎng)絲成型制造中編織、涂膠、鋪布、壓制、 成型等系列繁雜、低效的工藝流程。
2.1 硬件產(chǎn)品
2.1.1 碳纖維短纖材料制備裝置
用于碳纖維短纖材料與其他材料（PLA、ABS、環(huán)氧樹脂）的混合與制備，生產(chǎn)適合3D打印的碳纖維復(fù)合材料，并方便對(duì)材料性能進(jìn)行測(cè)試。為研發(fā)碳纖維長(zhǎng)纖復(fù)合材料的制定奠定基礎(chǔ)。如圖1所示。
2.1.2 碳纖維短纖3D打印機(jī)
打印機(jī)采用金屬框架結(jié)構(gòu)及改進(jìn)的噴頭，用來(lái)打印碳纖維短纖材料。機(jī)器安全文檔，打印精度高。具有以太網(wǎng)、Wi-Fi、觸摸屏等多種控制方式及攝像頭功能，能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控。既利于3D打印網(wǎng)絡(luò)集群管理，又適合離線單機(jī)操作。為碳纖維長(zhǎng)纖3D打印智能裝備提供基礎(chǔ)。
2.1.3 桌面型打印機(jī)
打印機(jī)整體機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔緊湊，桌面面積占用小節(jié)省空間，打印機(jī)的緊固件由自身打印件組成，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器部分自我復(fù)制。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理一目了然，具有易拆卸及組裝的特點(diǎn)，方便操作和學(xué)習(xí)，且價(jià)格低廉。
2.1.4 特色型打印機(jī)
巧克力3D打印機(jī)為多噴頭多材料的碳纖S3D打印裝備提供了基礎(chǔ)。通過(guò)攝像頭以及多傳感器對(duì)打印機(jī)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，增加了優(yōu)化的三維模型處理功能，為碳纖維3D打印路徑規(guī)劃的研究提供了基礎(chǔ)。同時(shí)，設(shè)備特色鮮明，利于走進(jìn)生活。如圖2所示。
2.1.5 三維掃描儀
三維掃描儀的研發(fā)為智能3D打印裝備而定在線監(jiān)測(cè)提供基礎(chǔ)。掃描儀由2個(gè)激光頭和一個(gè)攝像頭組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，掃描速度快，成本低，使用方便等特點(diǎn)。采用自主研發(fā)的三維點(diǎn)云采集軟件導(dǎo)出ply格式文件，可與當(dāng)今最主流的點(diǎn)云處理軟件Geomagic、MeshLAB等軟件兼容，方便用戶根據(jù)自己的需求處理點(diǎn)云模型。
2.2 軟件產(chǎn)品
2.2.1 控制系統(tǒng)
通過(guò)對(duì)核心控制算法的研究與多個(gè)分系統(tǒng)的集成，形成核心控制系統(tǒng)。并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行針對(duì)3D打印系統(tǒng)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的研發(fā)，為3D打印設(shè)備的研發(fā)提供基礎(chǔ)。
2.2.2 三維模型路徑規(guī)劃系統(tǒng)
模型切片處理是3D打印的前提。對(duì)不同打印對(duì)象規(guī)劃不同的合理的打印路徑，同時(shí)提供針對(duì)混合材料的數(shù)字化表達(dá)模型，是碳纖維復(fù)合材料3D打印的三維模型處理的基礎(chǔ)。
2.2.3 模型預(yù)處理與模型檢測(cè)系統(tǒng)
能夠?yàn)?D打印對(duì)象提供有效的3D打印合理性分析與模型修復(fù)機(jī)制，是提高工業(yè)用3D打印穩(wěn)定性與智能型的基礎(chǔ)。
2.3 碳纖維短纖3D打印材料
如圖3所示。
2.4 衍生服務(wù)
主要包括3D打印產(chǎn)品打樣加工等。（如圖4所示）
3 總結(jié)
碳纖維材料由于其高強(qiáng)度、低密度的特性，被廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工等高端制造領(lǐng)域。本項(xiàng)目以智能碳纖維3D打印機(jī)、碳纖維3D打印材料為產(chǎn)品，與行業(yè)應(yīng)用緊密結(jié)合，形成集“新型碳纖維3D打印材料--碳纖維3D打印設(shè)備--3D打印服務(wù)“為一體的應(yīng)用。
主要優(yōu)點(diǎn)為：
（1）用新型碳纖維材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料，提升3D打印產(chǎn)品的性能。
（2）研發(fā)碳纖維材料智能3D打印裝備，解決碳纖維長(zhǎng)纖打印一體成型問(wèn)題。
（3）提升3D打印的精度、質(zhì)量，滿足零部件對(duì)材料性能、精度、質(zhì)量的要求。
（4）集智能物聯(lián)、傳感監(jiān)測(cè)、智能診斷、動(dòng)態(tài)工藝為一體，提升系統(tǒng)智能性。
（5）3D打印新型制造模式，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1]黃漢生.復(fù)合材料在飛機(jī)和汽車上的應(yīng)用動(dòng)向（一）[J].高科技纖維與應(yīng)用.2004，29（05）：16-23.
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[3]何新英.融絲沉積成型控制系統(tǒng)及工藝的研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2005.
作者簡(jiǎn)介
章橋新，武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教授。
2校內(nèi)實(shí)踐基地硬件平臺(tái)的構(gòu)建
與課堂理論教學(xué)不同，實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)需要依賴于儀器設(shè)備等硬件條件，因此需要結(jié)合學(xué)科的特點(diǎn)來(lái)構(gòu)建完成預(yù)定實(shí)踐教育功能的硬件平臺(tái)組成。哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科包含機(jī)械電子工程、機(jī)械制造及其自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)計(jì)及理論、車輛工程、工業(yè)工程、精密與微納制造和航空宇航制造工程7376個(gè)二級(jí)學(xué)科，年招收碩士生350人，其中應(yīng)用型碩士研究生和全日制工程碩士240人左右。機(jī)械工程學(xué)科覆蓋的各個(gè)二級(jí)學(xué)科各具內(nèi)涵，互相獨(dú)立而又互為支撐，形成了各具特色的研究方向。機(jī)械工程領(lǐng)域工程碩士研究生的應(yīng)用能力培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下方面:①大型/復(fù)雜/先進(jìn)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力;②各種傳動(dòng)及其檢測(cè)、控制技術(shù)應(yīng)用能力;③先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用能力;④機(jī)電融合應(yīng)用能力;⑤科技協(xié)作能力。這些能力的培養(yǎng)需要一系列超出單個(gè)課程的綜合實(shí)踐平臺(tái)來(lái)提供學(xué)生從實(shí)踐中鍛煉和掌握工程技術(shù)能力的實(shí)踐機(jī)會(huì)。依托校內(nèi)實(shí)踐基地，建設(shè)一個(gè)獨(dú)立于課程教學(xué)之外，支撐全院研究生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的工程實(shí)踐平臺(tái)具有重要意義。對(duì)于應(yīng)用型碩士研究生，應(yīng)該在機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科的框架下，培養(yǎng)其對(duì)各相關(guān)研究方向的了解和掌握，培養(yǎng)出知識(shí)面廣博、適應(yīng)性廣的交叉復(fù)合型人才，因此，校內(nèi)實(shí)踐基地所建設(shè)的教學(xué)平臺(tái)應(yīng)體現(xiàn)出綜合性，并具有一定的輻射性，加強(qiáng)碩士研究生對(duì)機(jī)械工程領(lǐng)域相關(guān)研究方向的了解，拓展知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。所建立的校內(nèi)實(shí)踐基地硬件平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1校內(nèi)實(shí)踐基地硬件平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)校內(nèi)實(shí)踐基地硬件平臺(tái)包括實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)踐平臺(tái)兩個(gè)部分，其中實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用來(lái)支撐培養(yǎng)計(jì)劃中的實(shí)踐學(xué)分，由傳感及測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)、數(shù)字化制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)、機(jī)器人技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)和微納米測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)組成;實(shí)踐平臺(tái)用來(lái)為學(xué)生提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新、自由探索的實(shí)踐環(huán)境，由金屬零件少無(wú)切削制造技術(shù)工程實(shí)踐子平臺(tái)、空間機(jī)構(gòu)及機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐子平臺(tái)、數(shù)控運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)踐子平臺(tái)和液壓伺服傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)綜合應(yīng)用實(shí)踐子平臺(tái)組成。
2．1傳感及測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)傳感及測(cè)試技術(shù)是機(jī)械工程學(xué)科研究生必須掌握的一門偏重于基礎(chǔ)的技術(shù)，并且是其它眾多技術(shù)的基礎(chǔ)，因此該實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)的建設(shè)側(cè)重訓(xùn)練研究生對(duì)常用傳感器的基本原理及其典型應(yīng)用，使學(xué)生不但對(duì)傳感技術(shù)中所涉及的各種傳感器的測(cè)量原理和性能指標(biāo)有深入具體的認(rèn)識(shí)，而且還能夠針對(duì)具體的問(wèn)題，選擇合適的傳感器完成相應(yīng)的檢測(cè)任務(wù)，為將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作奠定實(shí)踐基礎(chǔ)，提高應(yīng)用型研究生對(duì)相關(guān)專業(yè)理論的認(rèn)知、加強(qiáng)對(duì)專業(yè)技術(shù)工作適應(yīng)能力和開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2．2數(shù)字化制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)該實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)以對(duì)數(shù)字化制造技術(shù)的原理和核心技術(shù)的理解為主，以校園網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，建立數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)和加工子系統(tǒng)，兩個(gè)子系統(tǒng)共享一個(gè)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)信息共享。以現(xiàn)有的CAD/CAM軟件和自行開(kāi)發(fā)的數(shù)控技術(shù)、數(shù)字化加工、數(shù)字化裝配等軟件為基礎(chǔ)，為數(shù)字化設(shè)計(jì)、建模和仿真、加工技術(shù)的研究提供基本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境和條件。使學(xué)生掌握數(shù)字化制造技術(shù)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、制造、制造系統(tǒng)規(guī)劃等方面的應(yīng)用。
2．3機(jī)器人技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)該實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)是一個(gè)具有一定規(guī)模的、模塊化的、可擴(kuò)展的機(jī)器人系統(tǒng)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，子平臺(tái)的建設(shè)以常規(guī)機(jī)器人技術(shù)教學(xué)為主，并兼顧機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)構(gòu)空間復(fù)雜軌跡的實(shí)現(xiàn)等相關(guān)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。能夠進(jìn)行14個(gè)機(jī)器人技術(shù)方面的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，各實(shí)驗(yàn)間既可以獨(dú)立進(jìn)行，也可以聯(lián)合進(jìn)行;能根據(jù)教學(xué)的需求及課程的變化需求進(jìn)行迅速調(diào)整，以適應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。這些實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、分析和動(dòng)手能力，促進(jìn)機(jī)器人技術(shù)教學(xué)水平的提高，培養(yǎng)機(jī)械工程學(xué)科研究生的綜合技能和創(chuàng)新能力。
2．4微納米測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)隨著超精密加工技術(shù)和納米加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械加工表面形貌的微觀檢測(cè)提出了越來(lái)越高的要求。因此微納米檢測(cè)技術(shù)成為機(jī)械工程學(xué)科新的研究熱點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生掌握原子力顯微鏡測(cè)量原理、測(cè)試參數(shù)的選擇，數(shù)據(jù)處理知識(shí)。掌握利用原子力顯微鏡獲得力曲線，根據(jù)納米壓痕法的理論基礎(chǔ)及彈性接觸理論計(jì)算材料的機(jī)械力學(xué)特性，分析研究測(cè)量?jī)x器的原理、精度、誤差及適用范圍。
2．5金屬零件少無(wú)切削制造技術(shù)工程實(shí)踐子平臺(tái)本子平臺(tái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行金屬零件少無(wú)切削制造技術(shù)的實(shí)踐訓(xùn)練。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)制造零件的實(shí)踐，培養(yǎng)研究生:先進(jìn)綠色制造技術(shù)運(yùn)用能能力;產(chǎn)品制造生產(chǎn)線管理與運(yùn)用能力;數(shù)控等先進(jìn)裝備控制與運(yùn)用能力。
2．6空間機(jī)構(gòu)及機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐子平臺(tái)通過(guò)先進(jìn)傳動(dòng)裝置的學(xué)習(xí)和拆裝，使學(xué)生了解、學(xué)習(xí)高性能諧波減速器等國(guó)外先進(jìn)傳動(dòng)裝置的原理、設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)和工藝;由學(xué)生利用基本元部件設(shè)計(jì)并構(gòu)建機(jī)械系統(tǒng)，如多自由度關(guān)節(jié)串聯(lián)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)等。根據(jù)學(xué)生自己構(gòu)建的機(jī)械系統(tǒng)，運(yùn)用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)力分析軟件建立虛擬樣機(jī)，進(jìn)行仿真。學(xué)生為自己構(gòu)建的機(jī)械系統(tǒng)配備運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)和PID控制來(lái)控制交、直流伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)其構(gòu)建的機(jī)械系統(tǒng)的預(yù)期運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
2．7數(shù)控運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)踐子平臺(tái)以機(jī)床運(yùn)動(dòng)形式為主要控制目標(biāo)，運(yùn)動(dòng)控制為主，順序控制為輔，訓(xùn)練學(xué)生機(jī)電系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制能力。實(shí)踐子平臺(tái)以單軸運(yùn)動(dòng)模塊為基本單元，可搭建一軸、兩軸和三軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)采用PC-Base運(yùn)動(dòng)控制控制器為核心，交流伺服系統(tǒng)為基礎(chǔ)，形成一個(gè)開(kāi)放式的、學(xué)生可實(shí)際搭建的(包括內(nèi)部控制軟件)實(shí)踐系統(tǒng)。
2．8液壓伺服傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)綜合應(yīng)用實(shí)踐子平臺(tái)該實(shí)踐子平臺(tái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行流體傳動(dòng)與控制重要基礎(chǔ)和綜合應(yīng)用的訓(xùn)練。平臺(tái)包含豎直液壓伺服搬運(yùn)、水平液壓傳動(dòng)搬運(yùn)、氣動(dòng)插拔銷三套子系統(tǒng)，訓(xùn)練學(xué)生:流體傳動(dòng)與控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)能力、液壓伺服系統(tǒng)(位置和力及其切換)設(shè)計(jì)調(diào)試能力、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)試能力、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)試能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
3校內(nèi)實(shí)踐基地的實(shí)踐教學(xué)體系
在校內(nèi)實(shí)踐基地硬件平臺(tái)構(gòu)建的基礎(chǔ)上，結(jié)合應(yīng)用型研究生培養(yǎng)方案，構(gòu)建了校內(nèi)實(shí)踐基地的實(shí)踐教學(xué)體系，根據(jù)兩類平臺(tái)的特點(diǎn)，結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)，依托實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下設(shè)的4個(gè)子平臺(tái)建設(shè)了一門具有特色的實(shí)驗(yàn)課程“機(jī)械工程學(xué)科應(yīng)用型研究生綜合實(shí)驗(yàn)”，綜合實(shí)驗(yàn)課程在內(nèi)容設(shè)置上立足機(jī)械工程學(xué)科的主干課程，從機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科的角度去組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，規(guī)劃建設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既是對(duì)若干門學(xué)位課程內(nèi)容的深化和提升，又是對(duì)某門課程課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)化，支撐研究生培養(yǎng)計(jì)劃中2學(xué)分的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可以完成總計(jì)66學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)課程的設(shè)置和培養(yǎng)計(jì)劃，要求研究生從中選擇22學(xué)時(shí)進(jìn)行本門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以加強(qiáng)碩士研究生現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)方法和技能的訓(xùn)練和提高。在教學(xué)體系的建設(shè)上，實(shí)踐平臺(tái)是對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的進(jìn)一步深化和運(yùn)用，目的是注重學(xué)生自主實(shí)踐能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)，實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)出開(kāi)放性和探索性，學(xué)生利用平臺(tái)所提供的基本元件和模塊，根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)，自行搭建系統(tǒng)，獨(dú)立完成相應(yīng)的實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目。結(jié)合實(shí)踐平臺(tái)的硬件設(shè)備，建設(shè)了一門面向全院碩士生的實(shí)踐課程“機(jī)械工程綜合實(shí)踐”，以獨(dú)立實(shí)踐課程的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)校內(nèi)實(shí)踐基地的實(shí)踐教學(xué)功能，使本領(lǐng)域的應(yīng)用型研究生能夠經(jīng)歷一個(gè)相對(duì)完整的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)和控制的工程應(yīng)用過(guò)程的基本訓(xùn)練，支撐研究生培養(yǎng)計(jì)劃中的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)課程的設(shè)置和培養(yǎng)計(jì)劃，要求研究生從中選擇若干實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。依托校內(nèi)實(shí)踐基地開(kāi)設(shè)的兩門實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程，初步確定了機(jī)械工程領(lǐng)域應(yīng)用型研究生的實(shí)踐教學(xué)體系。解決了應(yīng)用型研究生培養(yǎng)方案中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱的問(wèn)題;確立了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的主體地位，以獨(dú)立的課程形式來(lái)加深課堂理論知識(shí)的理解，提高創(chuàng)新實(shí)踐的能力，滿足機(jī)械工程學(xué)科研究生培養(yǎng)方案中實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)計(jì)劃，為進(jìn)一步的分類培養(yǎng)模式改革提供實(shí)踐。
數(shù)控加工技術(shù)與傳統(tǒng)的加工技術(shù)不同，數(shù)控加工技術(shù)需要在數(shù)控機(jī)床上對(duì)機(jī)器的零件進(jìn)行精細(xì)地加工技術(shù)，該技術(shù)需要運(yùn)用到機(jī)械加工和數(shù)字信息控制零件方法，而且數(shù)控加工這種技術(shù)，能夠廣泛地運(yùn)用在各種復(fù)雜的零件上，應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛。數(shù)控加工技術(shù)還具有精密度高的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)零件的加工精細(xì)。在數(shù)控加工過(guò)程中運(yùn)用到的數(shù)控機(jī)床，是一種應(yīng)用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行控制的機(jī)床，數(shù)控系統(tǒng)又控制著數(shù)控機(jī)床，數(shù)控系統(tǒng)能夠根據(jù)程序員對(duì)零件的材質(zhì)、加工要求等規(guī)定的要求進(jìn)行程序編輯。
一、復(fù)雜曲面數(shù)控加工中的技術(shù)
隨著社會(huì)的高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在航空、造船、汽車等交通領(lǐng)域中，對(duì)零件的加工要求逐步的提高，人們要求的零件越來(lái)越精細(xì)與精確，因此，復(fù)雜曲面數(shù)控加工技術(shù)得到了快速的提升。由于數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用廣泛，該技術(shù)可以應(yīng)用在已有零件的復(fù)制、受損零件的還原、新零件的設(shè)計(jì)等等方面，因此，數(shù)控加工技術(shù)包含了方方面面的技術(shù)，如：獲取數(shù)據(jù)的技術(shù)、曲面匹配的技術(shù)等。
數(shù)控技術(shù)是一種運(yùn)用數(shù)字來(lái)對(duì)某一工程的全過(guò)程進(jìn)行有效地控制，并且能夠達(dá)到機(jī)械自動(dòng)化的目的的一種新型技術(shù)。該技術(shù)能夠機(jī)械中的方位、角度、長(zhǎng)度、速度等的物理量進(jìn)行機(jī)械化控制，數(shù)控加工技術(shù)伴隨著高級(jí)數(shù)學(xué)的研究而發(fā)展。在數(shù)控技術(shù)加工中，需要運(yùn)用到數(shù)控機(jī)床進(jìn)行對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行操控，然后數(shù)控機(jī)床又是根據(jù)操作者的編輯來(lái)進(jìn)行操控的，在數(shù)控機(jī)床內(nèi)部中，機(jī)器內(nèi)部會(huì)自動(dòng)地對(duì)操控著輸入的數(shù)據(jù)以及規(guī)定進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等復(fù)雜的工程式的操作，最后再通過(guò)一系列的機(jī)器自動(dòng)操作，對(duì)需要加工的零件進(jìn)行制造，來(lái)完成這一零件加工的過(guò)程，即數(shù)控加工過(guò)程。數(shù)控技術(shù)一般分為數(shù)字控制、計(jì)算機(jī)控制、直接控制和微機(jī)控制。這幾種數(shù)控技術(shù)都是通過(guò)不同的機(jī)器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字的控制欲數(shù)字的轉(zhuǎn)換的過(guò)程。
二、數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)
數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)達(dá)與否是一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展的情況的標(biāo)志，因此，一個(gè)國(guó)家的工業(yè)是否發(fā)達(dá)，與該國(guó)家的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展是密切相關(guān)的。那么數(shù)控加工這種技術(shù)為什么會(huì)占有如此重要的位置呢？以下讓我們一起了解一下數(shù)控加工技術(shù)具備的各種優(yōu)點(diǎn)。
（一）機(jī)械自動(dòng)化
數(shù)控加工技術(shù)是一種全自動(dòng)化的高科技的技術(shù)，運(yùn)用對(duì)數(shù)字的控制進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)運(yùn)行的技術(shù)。在數(shù)控的加工過(guò)程中，操作者的工作量非常的簡(jiǎn)單與便捷，操作者只需要在數(shù)控系統(tǒng)中按下規(guī)定的數(shù)據(jù)，對(duì)零件進(jìn)行裝卸以及定時(shí)的給機(jī)械換道具，并且在過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)督。機(jī)械的自動(dòng)化，可以大大地減少工業(yè)員工的工作量，減輕了員工們的工作負(fù)擔(dān)，給人們帶來(lái)了許多的方便。在工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，運(yùn)用數(shù)控加工技術(shù)，可以使復(fù)雜的手工操作過(guò)程變得簡(jiǎn)便許多。
（二）精確度高
運(yùn)用數(shù)控加工技術(shù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的零件進(jìn)行加工，能夠在加工的過(guò)程中進(jìn)行很精確地計(jì)算，由于數(shù)控技術(shù)的機(jī)械化，計(jì)算非常精確，從而能夠確保產(chǎn)品的高度精確，在很大一定程度上，滿足了人們對(duì)產(chǎn)品的高度精細(xì)的要求，該技術(shù)的精確度高，不僅保證了零件的精細(xì)程度，而且為大型機(jī)器的制造奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
（三）工作效率高
由于數(shù)控加工技術(shù)在運(yùn)用數(shù)控機(jī)床加工能夠在一次的裝卸中同時(shí)對(duì)多個(gè)零件的表面進(jìn)行加工，就僅此這一個(gè)步驟，就比人工的操作快了許多，在數(shù)控加工過(guò)程中，還在許多過(guò)程上的效率高，如：數(shù)據(jù)的檢測(cè)、劃線等方面。這種數(shù)控加工技術(shù)大大地縮短了零件的加工時(shí)間，這也很大程度上方便了人們，為工業(yè)生產(chǎn)的員工減少了工作的壓力。
（四）用于創(chuàng)新產(chǎn)品的研制
在數(shù)控加工技術(shù)中，操作人員不要太多的制造過(guò)程，只需要對(duì)機(jī)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行高級(jí)編輯就能夠快速地制造出一種新型的產(chǎn)品出來(lái)，因此，運(yùn)用數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)出創(chuàng)新的產(chǎn)品，就比以往降低了一個(gè)等次，變得容易了許多。
雖然，運(yùn)用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行零件的加工具備了很多的優(yōu)點(diǎn)，但是這種技術(shù)也具有一些不足之處，如：數(shù)控技術(shù)的投資大、工業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)高、數(shù)控系統(tǒng)的維修要求高、運(yùn)行數(shù)控機(jī)床時(shí)遵守的規(guī)則繁瑣等缺點(diǎn)。數(shù)控技術(shù)的這些缺點(diǎn)也成為了該技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得不到推廣的主要原因，許多企業(yè)家不愿意投資大筆的錢財(cái)在工業(yè)生產(chǎn)中，從而放棄了數(shù)控技術(shù)的這種新型加工技術(shù)，從而，在一定程度上，限制了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。
三、復(fù)雜曲面數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用
數(shù)控加工技術(shù)在許多的領(lǐng)域里都可以應(yīng)用得到，不單單對(duì)復(fù)雜的曲面上可以應(yīng)用，在許多的零件中需要應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)這樣的大型機(jī)器才可以進(jìn)行，面向各個(gè)領(lǐng)域的高科技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展獲得了很大的提升，如今，在工程上的數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)子航空、航天等方面也得到了很廣泛的應(yīng)用，曲面的匹配技術(shù)也應(yīng)用在了許許多多的方面，如：建筑設(shè)計(jì)上的各種家具的相互匹配等。由于零件的配置應(yīng)用在人們生活中的方方面面，在汽車?yán)?，?huì)有零零碎碎的零件，在飛機(jī)中、航船中等等的大型機(jī)器當(dāng)中，也是由零件構(gòu)成的。總之，數(shù)控加工這種先進(jìn)的技術(shù)，在以后具有很大的發(fā)展?jié)撃?，且?yīng)用十分的廣泛。
（一）數(shù)控技術(shù)在交通行業(yè)中的應(yīng)用
數(shù)控技術(shù)最早就是運(yùn)用在機(jī)器中的零件的制造當(dāng)中，隨著數(shù)控技術(shù)對(duì)零件的加工過(guò)程應(yīng)用得越來(lái)越多，在汽車、船舶、航空等交通運(yùn)輸行業(yè)中，交通工具的內(nèi)部的構(gòu)造的零件中，開(kāi)始廣泛地使用數(shù)控技術(shù)，對(duì)繁瑣、眾多的細(xì)小零件進(jìn)行精確地加工，在數(shù)控加工中，大到可以加工交通工具的發(fā)動(dòng)機(jī)，小到可以加工一個(gè)細(xì)小的螺絲。因此，在現(xiàn)今的數(shù)控加工技術(shù)，已經(jīng)普遍地應(yīng)用于交通工具的制造當(dāng)中。
（二）數(shù)控技術(shù)在軍事裝備中的應(yīng)用
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，不僅僅局限在交通生產(chǎn)方面上，海能夠推廣到軍事裝備的制造當(dāng)中。許多國(guó)家的軍事上的武器，已逐步地需要運(yùn)用數(shù)控加工這種技術(shù)。這一技術(shù)之所以能夠應(yīng)用于軍事武裝上面，最主要的原因在于該技術(shù)制作的精確性高，許多國(guó)家考慮到武器對(duì)國(guó)家的國(guó)防的重要性，制造出一種高度精確精細(xì)的武器成為了首先需要解決的問(wèn)題，運(yùn)用數(shù)控技術(shù)又恰好的符合了制造精確的零件的要求，而且，制造出一種精確度高的武器，也能很好地保證了武器的安全性與使用性。
（三）數(shù)控技術(shù)在通信行業(yè)中的應(yīng)用
如今的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)、手機(jī)通信的產(chǎn)業(yè)以及電視機(jī)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，大多需要運(yùn)用到一種含有納米技術(shù)、超精技術(shù)的高科技的精細(xì)制造配置。這些通信產(chǎn)品的內(nèi)部的精細(xì)構(gòu)造中，許多的零件需要有高度的精細(xì)與精確性，數(shù)控加工技術(shù)在很大地程度上滿足了制造通信產(chǎn)品中的這一要求，運(yùn)用數(shù)控技術(shù)加工通信產(chǎn)品的零件，將會(huì)成為通信生產(chǎn)行業(yè)的一大趨勢(shì)。
（四）數(shù)控技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備上的應(yīng)用
醫(yī)療行業(yè)當(dāng)中，數(shù)控技術(shù)將能夠應(yīng)用于現(xiàn)代的一些機(jī)械化的醫(yī)療器具當(dāng)中，現(xiàn)在醫(yī)院里的一些高科技的診斷設(shè)備實(shí)際上都應(yīng)用了數(shù)控技術(shù)，這些設(shè)備的應(yīng)用大多數(shù)是運(yùn)用了數(shù)控技術(shù)當(dāng)中的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的技術(shù)，利用了數(shù)控技術(shù)的獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。使得數(shù)控技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備上得到了應(yīng)用。
（五）數(shù)控技術(shù)在印刷行業(yè)上的應(yīng)用
在印刷行業(yè)中，印刷機(jī)器的內(nèi)部構(gòu)造同樣可以應(yīng)用到數(shù)控加工這種技術(shù)。該行業(yè)運(yùn)用數(shù)控技術(shù)，主要利用了數(shù)控技術(shù)的耗時(shí)少的特點(diǎn)，在相同的時(shí)間內(nèi)，運(yùn)用了數(shù)控技術(shù)的印刷機(jī)器比傳統(tǒng)的印刷機(jī)器的工作效率要打很多，使印刷術(shù)在短暫的時(shí)間內(nèi)得到最大量的工作量，滿足了人們對(duì)時(shí)間觀念上的要求，從而，使數(shù)控技術(shù)能夠在印刷行業(yè)中的得到了廣泛地應(yīng)用。
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不僅僅局限在以上的行業(yè)當(dāng)中，該技術(shù)甚至能夠滲透到人類的生活的方方面面當(dāng)中，由于數(shù)控技術(shù)的運(yùn)行方便的特點(diǎn)，現(xiàn)代的紡織業(yè)、包裝業(yè)等等的行業(yè)當(dāng)中也看可以運(yùn)用到數(shù)控這種技術(shù)，在簡(jiǎn)單的行業(yè)當(dāng)中也能很好的運(yùn)用數(shù)控技術(shù)。在以后的手工產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，主要由數(shù)控機(jī)床來(lái)進(jìn)行操控，見(jiàn)見(jiàn)地取代人工的手工制造業(yè)，方便人們的生活，減輕人們的勞動(dòng)力。
四、總結(jié)
本論文主要對(duì)數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的陳述，讓讀者能夠?qū)?shù)控技術(shù)有了進(jìn)一步的了解，并且通過(guò)介紹數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在，向人們推廣這種數(shù)控加工技術(shù)，向各大企業(yè)家推薦現(xiàn)今的數(shù)控技術(shù)是值得大家投入發(fā)展的技術(shù)，最后，再深入地介紹數(shù)控技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，說(shuō)明了數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用的領(lǐng)域是非常廣闊的，是一種非常有用的技術(shù)，是產(chǎn)品生產(chǎn)中的很有必要的一門技術(shù)。
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1推行導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式的現(xiàn)實(shí)需求
長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)研究生培養(yǎng)實(shí)行導(dǎo)師負(fù)責(zé)制。導(dǎo)師的職責(zé)從研究生的招收與錄取中就開(kāi)始體現(xiàn)，直到研究生培養(yǎng)方案的制訂、研究生部分課程的講授、研究生科學(xué)研究和學(xué)位論文的指導(dǎo)。由于導(dǎo)師負(fù)責(zé)制的責(zé)、權(quán)、利明確、清晰，在研究生培養(yǎng)中起到了關(guān)鍵性作用。
自2000年起，我國(guó)的研究生招生規(guī)模每年都以20%～30%的速度增加[1]。而作為研究生培養(yǎng)者的導(dǎo)師資源卻沒(méi)有快速增長(zhǎng)，指導(dǎo)教師數(shù)量無(wú)法滿足研究生的培養(yǎng)需求，導(dǎo)師與研究生比例失調(diào)，阻礙了研究生培養(yǎng)質(zhì)量的提高。
與此同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)科之間的聯(lián)系越來(lái)越緊密，學(xué)科的交叉、滲透日益突出。計(jì)算機(jī)學(xué)科是一個(gè)新興學(xué)科，發(fā)展速度快，應(yīng)用領(lǐng)域廣，學(xué)科交叉和滲透就更加突出?！敖馃o(wú)足赤，人無(wú)完人”，計(jì)算機(jī)學(xué)科教師掌握和積累知識(shí)的廣度是有限的，往往限于個(gè)別研究方向，即使是最優(yōu)秀的教師，也不可能成為“百科全書”式的導(dǎo)師。這樣一來(lái)，教師個(gè)人知識(shí)的專門化和計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展的快速化、綜合化形成了尖銳的矛盾，給傳統(tǒng)導(dǎo)師負(fù)責(zé)制帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
在這種情況下，推行導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式成為新時(shí)期計(jì)算機(jī)學(xué)科研究生培養(yǎng)的客觀需求。研究生導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，是由少數(shù)知識(shí)互補(bǔ)而又相互關(guān)聯(lián)、為實(shí)現(xiàn)特定目的而承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任的研究生導(dǎo)師組成的小組[2]。研究生導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)具有鮮明的特點(diǎn)。一是成員互補(bǔ)。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)不是高學(xué)歷、高職務(wù)教師的簡(jiǎn)單疊加，它由不同年齡、性別、職務(wù)的導(dǎo)師組成，他們各自擁有不同的個(gè)性特征、成長(zhǎng)經(jīng)歷、知識(shí)結(jié)構(gòu)和研究方向，因而有利于拓展思維，開(kāi)闊視野，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)。二是分工協(xié)作。研究生的培養(yǎng)不是單個(gè)導(dǎo)師所能完成的，而是基于團(tuán)隊(duì)成員，具有互補(bǔ)性，通過(guò)團(tuán)隊(duì)成員間的力量整合、通力協(xié)作實(shí)現(xiàn)的[2]。
2導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式的優(yōu)勢(shì)
2.1提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的源泉
導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式是提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的源泉。不同知識(shí)背景與學(xué)術(shù)專長(zhǎng)的導(dǎo)師組成的導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，改變了過(guò)去單一導(dǎo)師指導(dǎo)下帶來(lái)的知識(shí)面不寬、專業(yè)領(lǐng)域過(guò)窄的缺陷。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)由不同學(xué)術(shù)背景、成長(zhǎng)經(jīng)歷、學(xué)術(shù)風(fēng)格、思維模式的導(dǎo)師組成，每位導(dǎo)師都有自己獨(dú)特的研究視角、研究?jī)?nèi)容和研究方法。筆者所在的團(tuán)隊(duì)中，每個(gè)成員都有自己的突出研究方向：有的成員專門研究本體和語(yǔ)義技術(shù)，有的成員研究煤礦大型設(shè)備的故障診斷，有的成員則研究數(shù)據(jù)挖掘。研究生可以從每位導(dǎo)師那里接觸到相關(guān)學(xué)科不同的研究方向，甚至跨學(xué)科的有關(guān)知識(shí)，拓展知識(shí)面；研究生還能從學(xué)習(xí)內(nèi)容、科研方法等方面吸收每位導(dǎo)師的精華，擺脫導(dǎo)師負(fù)責(zé)制下的思維定式，開(kāi)闊學(xué)術(shù)視野，拓展研究思路，促進(jìn)學(xué)術(shù)創(chuàng)新[2]。
導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式還有利于團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)。在導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的共同指導(dǎo)下，研究生在一個(gè)群體性研究隊(duì)伍中從事科學(xué)研究活動(dòng)，每一個(gè)學(xué)生不再局限于狹隘的“師徒”關(guān)系中，其努力都是在為提高整個(gè)團(tuán)隊(duì)的學(xué)術(shù)影響力作貢獻(xiàn)。久而久之，學(xué)生將在潛意識(shí)中積聚團(tuán)隊(duì)意識(shí)，透徹理解合作的力量，產(chǎn)生集體榮譽(yù)感。
2.2進(jìn)行導(dǎo)師學(xué)術(shù)交流的紐帶
導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)不僅有利于提高研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，而且是導(dǎo)師間學(xué)術(shù)交流的紐帶，導(dǎo)師能通過(guò)學(xué)術(shù)交流提高自身的學(xué)術(shù)水平。有了導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)作交流平臺(tái)，有了實(shí)力雄厚、知名度較高的學(xué)術(shù)帶頭人，便可以形成良好的學(xué)術(shù)氛圍，每一位成員都將成為受益者。年輕導(dǎo)師有激情和活力，思維敏捷；中老年導(dǎo)師思想成熟、基礎(chǔ)扎實(shí)，兩者相互補(bǔ)充和促進(jìn)，共同進(jìn)步。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)可以充分發(fā)揮老專家“傳、幫、帶、導(dǎo)”的作用，培養(yǎng)一批高水平的研究生導(dǎo)師，尤其是青年教師，在“學(xué)生”與“導(dǎo)師”雙重角色的快速、反復(fù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，其綜合素質(zhì)將得到快速提升。筆者所在團(tuán)隊(duì)來(lái)了一個(gè)新成員，博士期間專門研究本體和語(yǔ)義技術(shù)，我們通過(guò)和其交流，拓展了知識(shí)面、開(kāi)闊了視野，收益匪淺。我們將本體和語(yǔ)義技術(shù)引入到各自的研究方向中，收到了很好的效果。
2.3實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉的有效途徑
導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式是實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉的有效途徑。以計(jì)算機(jī)學(xué)科為例，要想使計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化方面發(fā)揮作用，我們還必須熟悉機(jī)電工程、工業(yè)控制和自動(dòng)化等，進(jìn)行學(xué)科交叉研究。當(dāng)代工程技術(shù)和科學(xué)研究問(wèn)題往往具有跨學(xué)科性質(zhì)，單一學(xué)科的研究方法難以解決相關(guān)問(wèn)題，需要組織不同的學(xué)科，從不同的角度，用不同的思維方式，集成不同的研究手段來(lái)解決。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)成員具有不同的學(xué)科背景，采用導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式指導(dǎo)研究生，將研究生置身于多學(xué)科環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)，有助于理論知識(shí)、研究方法、思維方式的交叉和綜合集成。鼓勵(lì)和引導(dǎo)研究生從事多學(xué)科交叉研究，加深研究生對(duì)不同領(lǐng)域的了解，而合理、適度、持續(xù)的學(xué)科互動(dòng)有助于形成學(xué)科之間的協(xié)同效應(yīng)。通過(guò)吸收各學(xué)科精華，集各學(xué)科特長(zhǎng)，可以發(fā)現(xiàn)新的行之有效的方法，提高研究生的創(chuàng)新能力。
3實(shí)施導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式的保障性措施
3.1建立完善的梯隊(duì)結(jié)構(gòu)
要完善導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的組成結(jié)構(gòu)，導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)由不同學(xué)科專業(yè)、不同知識(shí)層次、不同專業(yè)特長(zhǎng)的教師組成[3]。在學(xué)科和專業(yè)構(gòu)成上，強(qiáng)調(diào)以本學(xué)科專業(yè)的教師為主、以相近和相關(guān)專業(yè)的教師為輔；在學(xué)歷層次上強(qiáng)調(diào)博士、碩士學(xué)位的教師相結(jié)合；在職稱層次上應(yīng)以教授、副教授和講師等不同層次的教師相結(jié)合，組成一支在知識(shí)結(jié)構(gòu)上相互補(bǔ)充的研究生指導(dǎo)小組；在年齡問(wèn)題上，應(yīng)該考慮老中青的結(jié)合，充分考慮年長(zhǎng)者的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，年輕者接受新知識(shí)快的優(yōu)勢(shì)。另外，還要充分考慮導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)成員應(yīng)來(lái)自盡可能多的學(xué)校，以將其他高等學(xué)校的先進(jìn)思維方法融入到團(tuán)隊(duì)中[4]。筆者所在的導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)由2名教授，5名副教授和多名講師構(gòu)成，團(tuán)隊(duì)成員來(lái)自中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等高校，學(xué)科專業(yè)涵蓋了計(jì)算機(jī)、通信、控制和自動(dòng)化等。
3.2定期舉行學(xué)術(shù)交流活動(dòng)
耶魯大學(xué)每個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部都有每周一次的實(shí)驗(yàn)室會(huì)議和讀書報(bào)告，所有從事研究的人員輪流報(bào)告；每學(xué)期每位研究生都必須在全系匯報(bào)一次自己的研究進(jìn)展。筆者所在的團(tuán)隊(duì)參照耶魯大學(xué)的做法，并根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室的具體情況做了相應(yīng)的改動(dòng)。首先，研究室每個(gè)研究小組內(nèi)部每周進(jìn)行一次小組會(huì)議，由小組內(nèi)研究生輪流匯報(bào)自己最近的研究進(jìn)展與讀論文情況，并展開(kāi)討論。然后，每個(gè)月開(kāi)一次實(shí)驗(yàn)室會(huì)議，每個(gè)研究小組匯報(bào)最新的研究進(jìn)展、下一步的工作計(jì)劃等。另外，團(tuán)隊(duì)成員還要在新學(xué)期初開(kāi)展過(guò)去一個(gè)學(xué)期研究課題的總結(jié)、匯報(bào)和交流活動(dòng)。上述活動(dòng)為團(tuán)隊(duì)成員提供了相互學(xué)習(xí)、相互交流的機(jī)會(huì)，開(kāi)闊了團(tuán)隊(duì)成員的視野，拓展了知識(shí)面。為了更好地進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，每年每位研究生可以外出參加一次高水平學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。另外，研究室還不定期邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外知名專家來(lái)做學(xué)術(shù)報(bào)告。
3.3健全管理制度和考核獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制
“無(wú)規(guī)矩不成方圓”，健全管理制度和考核獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制是團(tuán)隊(duì)有效運(yùn)行的保證。團(tuán)隊(duì)成員為著一個(gè)共同的目標(biāo)而聚集在一起，需要有相應(yīng)的規(guī)章制度進(jìn)行管理。一方面要明確導(dǎo)師的崗位職責(zé)、權(quán)利與義務(wù)。團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)整個(gè)團(tuán)隊(duì)工作的協(xié)調(diào)。每位導(dǎo)師應(yīng)積極參與研究生的指導(dǎo)工作，履行學(xué)術(shù)義務(wù)，起模范帶頭作用，避免出現(xiàn)導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)虛化和流于形式的情況。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)成員要相對(duì)穩(wěn)定，以保證工作的連續(xù)性。研究室為每位導(dǎo)師提供一定的辦公場(chǎng)地和設(shè)施，以及必要的物質(zhì)保障。另一方面還要明確研究生的權(quán)利與義務(wù)。研究生應(yīng)積極參與學(xué)術(shù)討論，并按學(xué)校要求公開(kāi)發(fā)表學(xué)術(shù)論文。研究生還應(yīng)參與一定數(shù)量的橫向項(xiàng)目，提高實(shí)踐能力，積累項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。筆者所在的團(tuán)隊(duì)要求導(dǎo)師在內(nèi)的所有成員在過(guò)程中必須嚴(yán)格執(zhí)行論文審核程序，由導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)對(duì)論文進(jìn)行審核，無(wú)修改意見(jiàn)后方能投稿，絕對(duì)不允許私自投稿。每學(xué)期課題組都會(huì)從學(xué)術(shù)研究成果和參與橫向科研項(xiàng)目等方面對(duì)研究生進(jìn)行按績(jī)考核，根據(jù)考核結(jié)果給予不同數(shù)量的生活補(bǔ)助。
3.4科學(xué)處理學(xué)術(shù)分歧
每位導(dǎo)師都是具有獨(dú)特個(gè)性的知識(shí)分子，有自己的思維方式與學(xué)術(shù)思想。不同成員對(duì)某一學(xué)術(shù)問(wèn)題產(chǎn)生見(jiàn)解分歧是難免的。一方面可以通過(guò)充分討論，尋找科學(xué)解決學(xué)術(shù)分歧的方法。更重要的，成員之間對(duì)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)應(yīng)采取包容、容忍的態(tài)度，容許別人有判斷的自由，科學(xué)地處理學(xué)術(shù)分歧。寬容是做學(xué)問(wèn)的一種風(fēng)范、一種修養(yǎng)、一種理念、一種精神境界。學(xué)術(shù)思想、學(xué)術(shù)成就總是在寬容的學(xué)術(shù)氛圍與尊重不同意見(jiàn)的自由爭(zhēng)鳴中誕生、形成和發(fā)展的。學(xué)術(shù)需要寬容，寬容造就學(xué)術(shù)[2]。
4結(jié)語(yǔ)
計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使學(xué)科聯(lián)系日益緊密，學(xué)科交叉滲透日益突出，推行導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式成為新時(shí)期研究生培養(yǎng)的客觀需求。筆者總結(jié)了在計(jì)算機(jī)學(xué)科推行導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式的優(yōu)勢(shì)。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式是提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的源泉，是進(jìn)行導(dǎo)師學(xué)術(shù)交流的紐帶，還是實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉的有效途徑。本文還給出了實(shí)施導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式所需的保障性措施，包括建立完善的梯隊(duì)結(jié)構(gòu)，定期舉行學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，健全管理制度和考核獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制和科學(xué)處理學(xué)術(shù)分歧。
參考文獻(xiàn)：
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A Tutor Team Model for Postgraduate Cultivation
XIA Shixiong, WANG Zhixiao
2.不斷進(jìn)行教學(xué)改革，探索高職人才培養(yǎng)模式
高等職業(yè)教育在我國(guó)發(fā)展歷史不長(zhǎng)，辦學(xué)的現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)不多。四年多來(lái)，我院以轉(zhuǎn)變教育思想和更新教育觀念為先導(dǎo)，不斷進(jìn)行教學(xué)改革，在探索高職人才培養(yǎng)模式和方法方面做了一些工作.
2.1制定貼近高職教育的培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)計(jì)劃
2001年我院去“籌，建校，并經(jīng)教育部定名為正德職業(yè)技術(shù)學(xué)院后，全院上下通過(guò)學(xué)習(xí)，分析國(guó)情，逐步認(rèn)識(shí)到發(fā)展高等職業(yè)教育是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科教興國(guó)的必由之路.雖然我們認(rèn)為，就培養(yǎng)層次來(lái)說(shuō)，高職教育不應(yīng)該僅僅是?？?，也應(yīng)該有本科和研究生培養(yǎng)層次，但是當(dāng)前我們必須面對(duì)現(xiàn)實(shí)，立足高職，辦好專科層次的高職，把培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才作為學(xué)校的根本任務(wù).就這樣，我們以較快的速度，結(jié)束了“本科壓縮型”的辦學(xué)模式，從大眾化高等教育的質(zhì)量觀和高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，從制定培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)計(jì)劃入手，逐步貼近高職教育.經(jīng)過(guò)幾年的探索和實(shí)踐，在我院新制仃的培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)計(jì)劃中，不以學(xué)科教育為核心，不追求學(xué)科體系的完整性，強(qiáng)調(diào)根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的職業(yè)崗位群所需要的綜合能力的培養(yǎng)，注重職業(yè)崗位培養(yǎng)的科學(xué)性、系列性和綜合性.改變由普通高校延襲過(guò)來(lái)的“公共課和基礎(chǔ)課、專業(yè)技術(shù)基擠出課和專業(yè)課”的課程體系，建立比較適合于高職教育的“公共課和基礎(chǔ)課、職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課和職業(yè)技能訓(xùn)練課”的新課程體系。除公共課和基礎(chǔ)課外，要求在職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課和職業(yè)技能訓(xùn)練課中，理論教學(xué)與實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)數(shù)之比為1:1。強(qiáng)調(diào)理論教育的實(shí)用性與針對(duì)性，以“必需”、“夠用”為原則，不注重公式的論證與推導(dǎo)，重點(diǎn)講清概念和應(yīng)用方法。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，突出職業(yè)技術(shù)技能及實(shí)踐性環(huán)節(jié)的培養(yǎng)與訓(xùn)練、實(shí)訓(xùn)教學(xué)貫穿整個(gè)教學(xué)的全過(guò)程.將課程設(shè)計(jì)改為實(shí)訓(xùn)，把畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)改為畢業(yè)實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)，學(xué)生完成這些實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)后，結(jié)合實(shí)訓(xùn)(實(shí)習(xí))的內(nèi)容和所學(xué)的知識(shí)，寫出畢業(yè)實(shí)習(xí)或?qū)嵱?xùn)報(bào)告。
2.2重視提高學(xué)生的素質(zhì)
在每屆學(xué)生的培養(yǎng)計(jì)劃中，明確指出了包括政治素質(zhì)、文化素質(zhì)、業(yè)務(wù)素質(zhì)、身體心理素質(zhì)在內(nèi)的人才培養(yǎng)的規(guī)格，把軍訓(xùn)、革命傳統(tǒng)和愛(ài)國(guó)主義教育、社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)、人文公共選修課、艱苦創(chuàng)業(yè)、敬業(yè)愛(ài)崗教育、法制教育、校園文化建設(shè)等列為綜合素質(zhì)培養(yǎng)的主要內(nèi)容。學(xué)校經(jīng)常舉行各種報(bào)告會(huì)，組織體育運(yùn)動(dòng)會(huì)、體育比賽、聯(lián)歡會(huì)、知識(shí)競(jìng)賽、演講比賽、辯論會(huì)、文化月等各類文化體育活動(dòng);開(kāi)設(shè)詩(shī)詞鑒賞、音樂(lè)欣賞、書法藝術(shù)、攝影藝術(shù)、普通心理學(xué)、公共關(guān)系學(xué)等20多門公共選修課?！墩聦W(xué)院大學(xué)生詩(shī)作二百首》收集了“詩(shī)詞鑒賞”課學(xué)生習(xí)作的部分作品，其中有48首分別在省市詩(shī)詞刊物上發(fā)表，由于校園詩(shī)教成績(jī)突出，我院被評(píng)為江蘇省校園詩(shī)教先進(jìn)集體;與雨花臺(tái)烈士陵園、江寧區(qū)人民檢察院、理工大學(xué)等單位共建愛(ài)國(guó)主義教育基地、法制教育基地和國(guó)防教育基地，步行2個(gè)小時(shí)到雨花臺(tái)掃墓已經(jīng)成為每個(gè)學(xué)生的必修課;每年假期社會(huì)實(shí)踐結(jié)束后，都要將優(yōu)秀論文匯編成專集，交流學(xué)生社會(huì)實(shí)踐的心得體會(huì);以上活動(dòng)，對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，建設(shè)優(yōu)良校風(fēng)、學(xué)風(fēng)起到了重要作用。
2.3面向社會(huì)需求設(shè)置專業(yè)
我院剛開(kāi)辦時(shí)，只有‘6個(gè)專業(yè)。隨著學(xué)校規(guī)模的擴(kuò)大和招生數(shù)量的增加，逐年增加了一些新專業(yè)。在設(shè)置新專業(yè)前，堅(jiān)持進(jìn)行人才市場(chǎng)和用人單位調(diào)研，按照社會(huì)需求和我院自身的辦學(xué)條件(師資和教學(xué)設(shè)施等)設(shè)置專業(yè)。目前，全院共有工、管、經(jīng)、文、藝各類專業(yè)共19個(gè)(2004年將增加到23個(gè))，其中工科類專業(yè)占58%，滲透到工科和管理類的信息技術(shù)〔JT)專業(yè)共有9個(gè)，學(xué)生數(shù)占全院學(xué)生總數(shù)6既以上。這些專業(yè)，教學(xué)投入大，辦學(xué)成本高，但是，市場(chǎng)需求和就業(yè)出路都比較好，我院不但堅(jiān)持設(shè)置這些工科和信.息類專業(yè)，同時(shí)決心辦出自己的特色。.當(dāng)我們通過(guò)調(diào)研了解社會(huì)上現(xiàn)代物流管理人才需求量較大時(shí)，2003年新增了這一專業(yè)，共錄取新生151人，大大超過(guò)了原定的100名招生計(jì)劃。在此同時(shí)，信息管理系還在三年級(jí)現(xiàn)有學(xué)生中分流了86名學(xué)生培養(yǎng)現(xiàn)代物流管理人才，以適應(yīng)市場(chǎng)急需。社會(huì)科學(xué)系2003年推出的復(fù)合型專業(yè)一一國(guó)際貿(mào)易與國(guó)際經(jīng)濟(jì)法專業(yè)受到了考生的歡迎，共錄取新生190名，大大超過(guò)了原定的80名招生計(jì)劃。對(duì)于就業(yè)前景好、但還未被考生和家長(zhǎng)看好的一些專業(yè)，如數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用(機(jī)電一體化)、電氣技術(shù)及自動(dòng)化(建筑電氣技術(shù)，建筑智能化)專業(yè)，學(xué)校仍積極扶持，加大投入，建設(shè)數(shù)控加工、數(shù)控編程和綜合布線等實(shí)驗(yàn)室。在招生時(shí)增加宣傳力度，2003年這兩個(gè)專業(yè)錄取的新生數(shù)比往年翻了一番。
2.4從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，因材施教，實(shí)施多元化培養(yǎng)
我院屬于專科第二批錄取的院進(jìn)入正德的多分，考成績(jī)達(dá)到5的生的入學(xué)成績(jī)?yōu)?00分左右，不少學(xué)生則剛剛達(dá)到省控線(300分或280分)。面對(duì)差距如此懸殊的學(xué)生，如何將他們培養(yǎng)成才，這是一件十分困難的事。這幾年我院采取的方針是:從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，因材施教，實(shí)施分級(jí)、分班教學(xué)和多元化培養(yǎng)。芍’、又新生入校后，學(xué)校對(duì)他們的數(shù)學(xué)和英語(yǔ)能力進(jìn)行摸底測(cè)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)(2/3為普通班，1/3為快班)牛和分行分級(jí)班(分成小班)教學(xué)，讓學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好的學(xué)生能‘吃飽”、“吃好”;學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差的學(xué)生也能在原有的基礎(chǔ)上有較大的提高，達(dá)到高職的基本要求。爭(zhēng)子務(wù)婦和婦解趁斷悶陽(yáng)睡書七降_級(jí)或者轉(zhuǎn)專業(yè)學(xué)習(xí)，一學(xué)校規(guī)定，學(xué)生在校竹最長(zhǎng)學(xué)一習(xí)年限辦介冉從在2002年全省高等數(shù)學(xué)競(jìng)賽(大專組)中，我院共有23名學(xué)生獲得一、二、三等獎(jiǎng)。其中陸亞明同學(xué)名列全省第一。在2003年的全省?？朴⒄Z(yǔ)應(yīng)用能力考試中，我院94%大二學(xué)生參加A級(jí)考試，通過(guò)率達(dá)到“.2%，超過(guò)全省高職?？圃盒級(jí)通過(guò)率近12個(gè)百分點(diǎn)。此外，在2003年的全省專轉(zhuǎn)本統(tǒng)一考試中，有1171人英語(yǔ)上線，占年級(jí)總?cè)藬?shù)的“%，即該年級(jí)2/3學(xué)生的英語(yǔ)水平達(dá)到江蘇省教育廳專轉(zhuǎn)本英語(yǔ)統(tǒng)考的單科上線要求，這也從另一個(gè)側(cè)面反映了我院英語(yǔ)教學(xué)的質(zhì)量。2001年起江蘇省教育廳實(shí)行“專轉(zhuǎn)本”專轉(zhuǎn)本比例(專轉(zhuǎn)本學(xué)生數(shù)與年級(jí)學(xué)生總數(shù)之比)分別達(dá)到，8•88%、30•，8%和，6•79%，}、共有852名學(xué)生分別轉(zhuǎn)入南京大學(xué)、南京叫、卒航天大學(xué)、南京師范大學(xué)、中即達(dá)友擬菱州主蘭等高校進(jìn)行本j生縫泰J許多考生積極報(bào)考正德學(xué)院，專轉(zhuǎn)本率高是他們的重要選擇理由之一。幾年來(lái)，我院的指導(dǎo)思想是，一方面要適應(yīng)考生和家長(zhǎng)的需要，搞好專轉(zhuǎn)本工作;另一方面又要堅(jiān)持面上高職教育不偏離方向。為此，我們采取措施面上教育和專轉(zhuǎn)本輔導(dǎo)兩條線分開(kāi)抓，僅僅在考前安排周末時(shí)間組織專轉(zhuǎn)本輔導(dǎo)，盡量減少專轉(zhuǎn)本對(duì)正常教學(xué)的沖擊。事實(shí)證明，專轉(zhuǎn)本率高了，對(duì)建設(shè)優(yōu)良校風(fēng)和學(xué)風(fēng)，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)童起到了積極的作用.
2.5高起點(diǎn)、高投入、高水平建設(shè)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)基地
為了加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，把培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力作為主線貫穿三年教學(xué)的全過(guò)程，我院從開(kāi)辦起，就十分重視校內(nèi)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)，切實(shí)加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。三年中，學(xué)校先后建成高起點(diǎn)、高水平的計(jì)算中心、電工電子實(shí)驗(yàn)中心、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心、信息管理實(shí)驗(yàn)中心、藝術(shù)設(shè)計(jì)中心、機(jī)電實(shí)驗(yàn)中心、網(wǎng)絡(luò)信.息中心、電教中心等8個(gè)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)基地。全院教學(xué)用計(jì)算機(jī)共有850臺(tái)(每5名學(xué)生一臺(tái)計(jì)算機(jī))，多媒體教室23個(gè)，多媒體語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)3個(gè)(座位232個(gè))，為學(xué)生創(chuàng)造了良好的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。以能力培養(yǎng)為主線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。不少課程實(shí)行實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課、單獨(dú)考核;減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加應(yīng)用性實(shí)驗(yàn);增開(kāi)實(shí)訓(xùn)課;開(kāi)展第二課堂活動(dòng).在新一輪教學(xué)計(jì)劃中，從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，將傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)改為實(shí)訓(xùn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)改為畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)訓(xùn)。除公共課和公共基礎(chǔ)課外，實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)數(shù)與理論課教學(xué)的時(shí)數(shù)比接近電工電子實(shí)驗(yàn)室于2003年1月通過(guò)江蘇省教育廳合格評(píng)估，這是我省民辦高校第一個(gè)通過(guò)省廳評(píng)估的基礎(chǔ)課教學(xué)實(shí)驗(yàn)室?；@球場(chǎng)、6個(gè)排球場(chǎng)以及乒乓球、健美健身活動(dòng)中心.2003年學(xué)校又化400萬(wàn)元新建塑膠跑道、人工草皮運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，為學(xué)生創(chuàng)造良好的體育運(yùn)動(dòng)條件。我院五層大樓圖書館建筑面積為4500平方米，館藏各類圖書40.3萬(wàn)冊(cè)。2001年高速寬帶網(wǎng)開(kāi)通，師生可以方便地上網(wǎng)瀏覽各種信息和資料。
2.6加決雙師型教師隊(duì)伍建設(shè)
建校初期，我院教師大部分來(lái)自南京地區(qū)高校，他們有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，但是對(duì)高職教育還缺少經(jīng)驗(yàn);當(dāng)時(shí)招聘的年青教師，大多是剛剛畢業(yè)的本科生，既缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，又缺少專業(yè)實(shí)踐和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。為此，我們從高職教育培養(yǎng)應(yīng)用性專門人才的要求出發(fā)，努力加快雙師型隊(duì)伍建設(shè)。近三年中;先后引進(jìn)了近20名四十歲左右的雙師型人才，他們目前已經(jīng)成為各個(gè)專業(yè)的骨干;為青年教師開(kāi)辦碩士研究生班，提高他們的基礎(chǔ)理論水平;組織青年教師到企業(yè)接受鍛煉和培訓(xùn)，參加全國(guó)高職高專師資培訓(xùn)班;為每個(gè)剛工作的青年教師安排指導(dǎo)教師，并制定兩年培養(yǎng)計(jì)劃;組織青年教師開(kāi)展科研和教學(xué)研究活動(dòng)，鼓勵(lì)青年教師參加省市和全國(guó)的學(xué)術(shù)活動(dòng);為青年教師傳授教學(xué)方法，開(kāi)展青年教師教案、課件和授課競(jìng)賽等，從各個(gè)方面加快雙師型教師隊(duì)伍建設(shè)，促使青年教師迅速成長(zhǎng).
2.7加強(qiáng)職業(yè)技能培養(yǎng)
中圖分類號(hào):TP391.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
The Research of Cloud Data Alignment
CHEN San-qing
(School of Computer, Panzhihua University, Sichuan Panzhihua 617000)
Key words: cloud data; alignment;ICP algorithm
為了得到物體真實(shí)的三維模型,人們需要獲得三維物體表面的真實(shí)數(shù)據(jù)。但是,由于受到測(cè)量設(shè)備和環(huán)境的限制,物體表面完整測(cè)量數(shù)據(jù)的獲得往往需要通過(guò)多次測(cè)量完成。點(diǎn)云(三維數(shù)據(jù))就是使用各種三維數(shù)據(jù)采集儀采集得到的密集數(shù)據(jù),它記錄了有限體表面在離散點(diǎn)上的各種物理參量。三維曲面的重建就是依據(jù)這種密集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)來(lái)恢復(fù)原始曲面,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三維模型的真實(shí)重現(xiàn)的目的。
由于每次測(cè)量得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)往往只覆蓋物體部分表面,并且可能出現(xiàn)平移錯(cuò)位和旋轉(zhuǎn)錯(cuò)位,為了得到物體完整表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù),需要對(duì)這些局部點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和配準(zhǔn)。因此,在得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)之后,為了得到三維模型的原始曲面,必須要將不同角度,不同位置掃描得到的大容量三維空間數(shù)據(jù)點(diǎn)集轉(zhuǎn)換到一個(gè)統(tǒng)一的坐標(biāo)系中,該技術(shù)稱之為數(shù)據(jù)縫合,即三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)。點(diǎn)云配準(zhǔn)是點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取后的第一步處理,也是所有后續(xù)處理的基礎(chǔ)。因此,配準(zhǔn)的精度將直接關(guān)系到建模精度。
1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)算法的研究進(jìn)展
一般情況下點(diǎn)云都是以高密度形態(tài)存在,為了有效處理各種形式的點(diǎn)云,根據(jù)點(diǎn)云的分布特征(如排列方式、密度等)可以把點(diǎn)云分為[1]:散亂點(diǎn)云,即測(cè)量點(diǎn)沒(méi)有明顯的幾何分布特征,呈散亂無(wú)序狀態(tài);掃描線點(diǎn)云,即點(diǎn)云由一組掃描線組成,掃描線上的所有點(diǎn)位于掃描平面內(nèi);網(wǎng)格化點(diǎn)云,即點(diǎn)云中所有點(diǎn)都與參數(shù)域中一個(gè)均勻網(wǎng)格的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng);多邊形點(diǎn)云,即測(cè)量點(diǎn)分布在一系列平行平面內(nèi),用小線段將同一平面內(nèi)距離最小的若干相鄰點(diǎn)依次連接可形成一組有嵌套的平面多邊形。
針對(duì)上述各種形式的點(diǎn)云數(shù)據(jù),在20世紀(jì)80年代中期,很多學(xué)者對(duì)其配準(zhǔn)進(jìn)行了大量研究。1987年,Horn、Arun等人用四元數(shù)法提出點(diǎn)集對(duì)點(diǎn)集配準(zhǔn)方法。這種點(diǎn)集與點(diǎn)集坐標(biāo)系匹配算法通過(guò)實(shí)踐證明是一個(gè)解決復(fù)雜配準(zhǔn)問(wèn)題的關(guān)鍵方法。1992年,計(jì)算計(jì)視覺(jué)研究者Besl和Mckay[2]介紹了一種高層次的基于自由形態(tài)曲面的配準(zhǔn)方法,也稱為迭代最近點(diǎn)法ICP(Iterative Closest Point),并在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了許多的變種算法。ICP主要用于解決基于自由形態(tài)曲面的配準(zhǔn)問(wèn)題。但I(xiàn)CP算法對(duì)兩個(gè)點(diǎn)云相對(duì)的初始位置要求比較高,點(diǎn)云之間初始位置不能相差太大,并且要求兩個(gè)匹配點(diǎn)集中的一個(gè)點(diǎn)集是另外一個(gè)點(diǎn)集的子集。當(dāng)條件不滿足,或相差太大時(shí),會(huì)影響ICP算法的收斂結(jié)果,使得配準(zhǔn)變的不可靠。
Chen等運(yùn)用兩個(gè)曲面在法矢方向的距離來(lái)代替某一點(diǎn)到其最近點(diǎn)的距離,并將其作為匹配的目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)。這一設(shè)想最初是由Potmesil于1983年提出的,它被推廣為最優(yōu)加權(quán)的最小二乘方法。Masuda等對(duì)點(diǎn)集進(jìn)行隨機(jī)采樣,用最小中值平方誤差作為度量準(zhǔn)則,該方法在每次迭代后都需要進(jìn)行重新采樣。Johnson等使用特征提取策略去除沒(méi)有啟發(fā)信息的平面點(diǎn)來(lái)提高配準(zhǔn)速度,在點(diǎn)云數(shù)據(jù)法矢連續(xù)、突變比較少的情況下,其速度沒(méi)有明顯的提高。也有一些學(xué)者通過(guò)引入?yún)⒖键c(diǎn)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn),這些參考點(diǎn)實(shí)際也是一種標(biāo)簽,需要在測(cè)量前粘貼在被測(cè)物體上。此外,G.Barequet等人在幾何哈希技術(shù)基礎(chǔ)上采用投票機(jī)制實(shí)現(xiàn)了部分曲面匹配算法。還有使用卡爾曼估計(jì)子的三角片曲面匹配方法等。
2 ICP點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)算法及其改進(jìn)算法
ICP算法最初由Besl和McKay,提出來(lái)的時(shí)候,其原意是迭代最近點(diǎn)(IterativeClosestpoint)匹配算法,后來(lái)被廣泛理解為迭代對(duì)應(yīng)點(diǎn)(IterativeCorrespondingpoint)匹配算法。ICP法實(shí)質(zhì)上是基于最小二乘法的最優(yōu)匹配方法,它重復(fù)進(jìn)行“確定對(duì)應(yīng)關(guān)系點(diǎn)集并計(jì)算最優(yōu)剛體變換”的過(guò)程,直到某個(gè)表示正確匹配的收斂準(zhǔn)則得到了滿足。目前,ICP算法在點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛,并且得到了許多學(xué)者的進(jìn)一步研究和擴(kuò)充。基于ICP算法點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)過(guò)程如圖1所示:
2.1Beslhe和Mckay提出的原始ICP算法[2]
設(shè)掃描匹配過(guò)程中的參考掃描模型為Sr,待匹配的當(dāng)前掃描模型為Sc,模型中的數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)為N。參考掃描模型和當(dāng)前掃描模型間的變換矩陣為P=(p0,pl,p2,p3,p4,p5,p6)T 其中,PR=(p0,p1,p2,p3)T四元組表示旋轉(zhuǎn)偏移量,可轉(zhuǎn)化為3×3的旋轉(zhuǎn)矩陣R(PR),PT =(p4,p5,p6)T表示平移偏移量。這樣,模型間的變換矩陣可以表示為P=( PR | PT )T 。ICP算法在進(jìn)行點(diǎn)對(duì)匹配時(shí)采用的是比較點(diǎn)間歐式距離的方法,而掃描模型間的變換矩陣是通過(guò)最小化歐式距離平方函數(shù)得到。
整個(gè)ICP算法描述如下:
第一步:初始化迭代,P0=( l,0,0,0,0,0,0 )T,迭代次數(shù)k,設(shè)置歐式距離均方差閥值r以及最大迭代次數(shù)Kmax 。
第二步:迭代步驟:
(1)對(duì)待匹配掃描模型中的每個(gè)點(diǎn)搜索其在參考掃描模型中歐式距離最近的點(diǎn),生成整個(gè)掃描模型的鄰近點(diǎn)對(duì)集合Yk。
(2)由參考模型中的掃描點(diǎn)和匹配點(diǎn)對(duì)集合計(jì)算掃描模型間的變換矩陣Pk=(PR k | PT k )T和匹配點(diǎn)對(duì)間的歐式距離誤差dk。
(3)根據(jù)變換矩陣Pk=( PR k | PT k )T變換當(dāng)前掃描模型Sr中的所有掃描點(diǎn)位置。
(4)計(jì)算變換后,參考掃描模型與當(dāng)前掃描模型間的對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)間的歐式距離誤差dk+1,并計(jì)算第k和k+1次迭代中誤差變化量。當(dāng)該變化量小于歐式距離均方差閥值r或迭代次數(shù)k大于k max時(shí),停止迭代。
ICP算法是一種迭代算法,具有很高的匹配精度。但由算法描述可知,它存在計(jì)算量較大且迭代過(guò)程可能無(wú)法收斂到全局最優(yōu)解的缺陷。ICP算法最耗費(fèi)時(shí)間的步驟是求解鄰近點(diǎn)對(duì)的過(guò)程,因?yàn)樗捎玫氖侨炙阉?。為適應(yīng)不同的環(huán)境并克服ICP算法自身的部分缺陷,許多研究人員對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。
2.2ICP的改進(jìn)算法
為了提高基本ICP方法的可靠性和魯棒性,從匹配點(diǎn)的選擇到最小二乘度量目標(biāo)函數(shù)的選取等ICP匹配算法中的各個(gè)階段,許多研究者都提出了各種的優(yōu)化方法,形成了相應(yīng)的ICP變型算法。ICP算法的各個(gè)階段劃分如下[3]:
(1)匹配模型中進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)點(diǎn)的選取采樣;
(2)兩模型中有對(duì)應(yīng)關(guān)系的匹配點(diǎn)對(duì)的選擇;
(3)匹配點(diǎn)對(duì)的適當(dāng)權(quán)值賦予;
(4)過(guò)濾某些錯(cuò)誤的匹配點(diǎn)對(duì);
(5)度量準(zhǔn)則的選取;
(6)最優(yōu)化方法的確定。
對(duì)ICP算法的改進(jìn)主要集中在如下四點(diǎn)[4]:
(1)點(diǎn)集的不同選取方法。一般情況下點(diǎn)集的選取方法包含如下五種情況,分別是選取所有可用點(diǎn)作為點(diǎn)集;隨機(jī)選取抽樣點(diǎn)作為點(diǎn)集;采用平均抽樣方法進(jìn)行點(diǎn)集選取;根據(jù)點(diǎn)的特征信息(如梯度信息等)進(jìn)行點(diǎn)集選取;選取邊緣點(diǎn)作為點(diǎn)集。
(2)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)方法。點(diǎn)的對(duì)應(yīng)方法主要有二種,一種是搜索最近點(diǎn)作為對(duì)應(yīng)點(diǎn);另一種是采用投影求交的方法確定對(duì)應(yīng)點(diǎn)。
(3)點(diǎn)對(duì)的拒絕。點(diǎn)對(duì)拒絕的實(shí)現(xiàn)主要有以下三種情況:對(duì)于邊緣點(diǎn)的拒絕;對(duì)于對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)中距離過(guò)大的點(diǎn)對(duì)的拒絕;考慮法向量的點(diǎn)對(duì)的拒絕。
(4)加速迭代。主要采用減少迭代次數(shù)或使用非迭代的方法來(lái)實(shí)現(xiàn),作用是減少運(yùn)算量,提高計(jì)算速度。
Chen和Medioni兩位學(xué)者在Besl和Mckay的經(jīng)典ICP算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),該算法的不同之處在于改進(jìn)后算法的目標(biāo)函數(shù)中的距離是點(diǎn)到對(duì)應(yīng)點(diǎn)出的切平面的距離。事實(shí)上,因?yàn)橐婚_(kāi)始的匹配點(diǎn)對(duì)通常都是不精確的,這種方法認(rèn)為在這種不精確的意義下,嚴(yán)格地極小化匹配點(diǎn)對(duì)之間的距離平方和不能達(dá)到快速的收斂,因此它選取了到匹配點(diǎn)處的切平面的距離來(lái)代替點(diǎn)到點(diǎn)的距離。這種方法的好處是一開(kāi)始就可以使迭代誤差很快地減小,也就是快速的收斂,但是因?yàn)樗们衅矫鎭?lái)代替真正的曲面,也就是忽略了目標(biāo)函數(shù)的Hessian中的二次項(xiàng)信息,所以這種方法有時(shí)候會(huì)不收斂,尤其當(dāng)目標(biāo)物體表面曲率變化明顯時(shí),這時(shí),二次項(xiàng)信息在目標(biāo)函數(shù)種占有更多的比重。事實(shí)上,這種方法是一種Gauss-Newton法,它不保證收斂,但是如果收斂,速度會(huì)比較快,是二次收斂。后來(lái)有研究者對(duì)這種方法提出了改進(jìn),加上了步長(zhǎng)控制[5](Levenberg-Marquart方法),這樣可以保證該方法收斂,而且如果步長(zhǎng)選取地合適,并不影響收斂速度,仍然二次收斂。此外,Mitra等引入平方距離(Squared Distance)的概念。把Chen和Medioni的改進(jìn)中所忽略的二階信息做了一個(gè)理想的近似加入了迭代中,因此能保證更好的收斂性。這種方法在滿足標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)的情況下,是一種準(zhǔn)牛頓方法。準(zhǔn)牛頓方法是收斂的,而且是二次收斂的。
3 結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái)隨著三維掃描技術(shù)的發(fā)展,特別是三維激光掃描技術(shù)的出現(xiàn),高效、快速、準(zhǔn)確的獲取真實(shí)場(chǎng)景的高精度三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)變得較為容易。利用這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以恢復(fù)重建具有準(zhǔn)確幾何信息和真實(shí)感的原始物體。本文對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理中的配準(zhǔn)方法進(jìn)行了論述。本文首先總結(jié)分析了點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)算法的研究現(xiàn)狀,然后對(duì)其中比較具有代表性的ICP算法及其改進(jìn)算法進(jìn)行了具體的探討。目前,對(duì)ICP算法研究的主要集中在如何提高ICP算法的穩(wěn)定性、收斂性和可靠性等方面上,通過(guò)改進(jìn)搜索最近點(diǎn)以及計(jì)算的收斂性,來(lái)提高ICP算法的配準(zhǔn)精度和配準(zhǔn)速度。
參考文獻(xiàn):
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