李二超， 李 煒， 蘇 敏， 趙正天， 劉微容， 李戰(zhàn)明

(1.蘭州理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，甘肅蘭州730050;2.甘肅省工業(yè)過(guò)程先進(jìn)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730050)

0 引言

畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科院校占用學(xué)時(shí)最長(zhǎng)、層次最高、綜合性最強(qiáng)、最能衡量學(xué)生綜合水平的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。但隨著我國(guó)高等教育大眾化的日益推進(jìn)，工科院校的師生比的日益加大，學(xué)生就業(yè)方式的改變，就業(yè)形勢(shì)日益嚴(yán)峻，都成為困擾畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量提高的重要因素。盡管按教育部的要求實(shí)現(xiàn)了1人1題，多數(shù)學(xué)校也引進(jìn)了許多具有二次開(kāi)發(fā)性質(zhì)的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以求改善畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，但仍存在以下問(wèn)題:

(1)學(xué)生專業(yè)知識(shí)欠扎實(shí)。大學(xué)第六、七學(xué)期一般為重要的專業(yè)課學(xué)習(xí)階段，但由于各種需求，學(xué)生們不得不面臨各種考試以及就業(yè)單位的簽約等實(shí)際問(wèn)題，用于專業(yè)課程的學(xué)習(xí)精力和時(shí)間明顯不足，導(dǎo)致專業(yè)知識(shí)掌握不夠扎實(shí)。而第八學(xué)期是畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間，同時(shí)也是研究生復(fù)試、就業(yè)簽約的關(guān)鍵時(shí)間，這些客觀問(wèn)題造成時(shí)間上的沖突，使得畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間難以保證。

(2)指導(dǎo)教師投入精力不足。目前，由于每位指導(dǎo)教師都帶有9個(gè)甚至更多個(gè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，而且多數(shù)教師都承擔(dān)有大量的科研和教學(xué)任務(wù)，使得教師投入指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)的精力明顯不足，造成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量難以保證。

(3)過(guò)程管理有待進(jìn)一步落實(shí)。學(xué)校在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)指導(dǎo)教師和學(xué)生都有比較明確的具體要求，但過(guò)程管理仍顯寬松，使畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量提高得不到保證。

(4)對(duì)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用和認(rèn)識(shí)不到位。一方面，許多的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)擱置于實(shí)驗(yàn)室，而畢業(yè)設(shè)計(jì)仍大多屬于紙上談兵;另一方面，即使在此類平臺(tái)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于教師對(duì)設(shè)備的開(kāi)放性認(rèn)識(shí)不足，使畢業(yè)設(shè)計(jì)成為了對(duì)平臺(tái)的復(fù)制，而未達(dá)到二次開(kāi)發(fā)、鍛煉提高學(xué)生的目的。

而國(guó)外大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的完成，主要通過(guò)大量投入專業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)間，并動(dòng)手比較早。我國(guó)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)大多在最后一個(gè)學(xué)期完成，采用目前的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式，用一個(gè)學(xué)期很難完成高水平的畢業(yè)設(shè)計(jì)。

1 改革內(nèi)容和解決的問(wèn)題

1.1 探索創(chuàng)新型畢業(yè)設(shè)計(jì)模式

1.1.1 科學(xué)選題

在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上開(kāi)展畢業(yè)設(shè)計(jì)，必須結(jié)合設(shè)備的軟硬件條件、注重適合專業(yè)方向、覆蓋本專業(yè)的主干課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程及學(xué)科前沿知識(shí)等，并培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力，同時(shí)注意創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)。題目的難度和工作量一定要適中，一人一題，并注意題目之間有共性的模塊，為學(xué)生的協(xié)作做好鋪墊，這樣既不會(huì)給學(xué)生造成過(guò)大的心理負(fù)擔(dān)，也要達(dá)到學(xué)校的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求。

針對(duì)不同的學(xué)生特點(diǎn)合理設(shè)計(jì)不同的題目，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，確保學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)的有限時(shí)間內(nèi)，運(yùn)用所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)和技能，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的條件完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。對(duì)于那些要讀研的學(xué)生，教師可以將學(xué)生的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)和考研后的研究方向相結(jié)合，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)的積極性。

1.1.2 合理進(jìn)行題目分配

在學(xué)生選題前，教師應(yīng)將選擇的題目的內(nèi)容、采用的方法、題目的難點(diǎn)等進(jìn)行詳盡地表述，使設(shè)計(jì)小組的學(xué)生做到心中有數(shù)，并根據(jù)自己的興趣、就業(yè)取向和研究方向選定自己感興趣的題目。在選題過(guò)程中，教師和學(xué)生應(yīng)多溝通、多討論，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，針對(duì)每個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)和特長(zhǎng)，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容等，真正做到合理分配題目、雙向選擇。

學(xué)生根據(jù)自己的興趣，對(duì)專業(yè)課程掌握程度，結(jié)合教師提供的設(shè)計(jì)題目進(jìn)行選題，也不排除學(xué)生的自主命題，努力做到因材施教，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的個(gè)性培養(yǎng)。

1.1.3 時(shí)間前移

針對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間的不足，嘗試將畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)前移到第7學(xué)期末，即在第7學(xué)期末，布置設(shè)計(jì)任務(wù)，完成選題，使學(xué)生在寒假期間即可開(kāi)始設(shè)計(jì)資料的查找，軟硬件知識(shí)和技術(shù)的準(zhǔn)備，從而減輕學(xué)生在最后一學(xué)期的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，使最后一學(xué)期進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究和撰寫論文、答辯，學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間不再過(guò)于緊張，在確保設(shè)計(jì)時(shí)間的前提下，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1.2 建立全程動(dòng)態(tài)監(jiān)控體系

通常為確保畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程管理，包括題目的設(shè)計(jì)與選擇、設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)施與監(jiān)控、成果評(píng)估三個(gè)核心環(huán)節(jié)。在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，考慮題目有一定的前瞻性及教師知識(shí)的互補(bǔ)性，項(xiàng)目組須對(duì)三個(gè)核心環(huán)節(jié)進(jìn)行共同研究和把握。

1.2.1 建立項(xiàng)目組對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)的統(tǒng)一管理機(jī)制

考慮教師知識(shí)技能的互補(bǔ)性，從題目的確定到中間過(guò)程的指導(dǎo)和監(jiān)控，及最后的答辯及總結(jié)等，進(jìn)行集體研究、決策。

1.2.2 建立3周一次(3-1)的項(xiàng)目組對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程階段考核制度

針對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容和研發(fā)性質(zhì)，須考查、了解學(xué)生每個(gè)階段任務(wù)完成情況，包括工作進(jìn)度、平臺(tái)上系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果、文檔資料及上一階段存在問(wèn)題的更正糾偏，從而使學(xué)生順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。

1.2.3 建立指導(dǎo)教師一周3次(1-3)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)機(jī)制

一方面使學(xué)生的問(wèn)題能及時(shí)得到解決，以確保學(xué)生能按時(shí)、保質(zhì)保量完成設(shè)計(jì);另一方面，教師對(duì)各位學(xué)生的出勤、進(jìn)度能隨時(shí)掌握，對(duì)學(xué)生也是一個(gè)很好的鞭策。

1.3 解決的問(wèn)題

進(jìn)入21世紀(jì)，工科類學(xué)校為提高學(xué)生的實(shí)踐能力，都先后引進(jìn)了國(guó)內(nèi)外許多先進(jìn)的開(kāi)發(fā)研究系統(tǒng)，主要解決的問(wèn)題:

(1)平臺(tái)可進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)內(nèi)容的論證。先進(jìn)控制實(shí)驗(yàn)室主要有PCS連續(xù)過(guò)程控制系統(tǒng)、MPS模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)、倒立擺等設(shè)備，三套設(shè)備各有特點(diǎn)，各有側(cè)重，平臺(tái)中所有系統(tǒng)全部采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)廣泛使用的主流控制設(shè)備及軟件，具有二次開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)［1～4］。為避免對(duì)平臺(tái)內(nèi)容的簡(jiǎn)單復(fù)制，滿足創(chuàng)新型畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，必須對(duì)可進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)內(nèi)容進(jìn)行充分論證。

(2)平臺(tái)軟硬件條件與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的緊密結(jié)合。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的軟硬件條件，必須確保進(jìn)行適合專業(yè)方向、覆蓋自動(dòng)化專業(yè)主干課程及學(xué)科前沿知識(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)［5-6］。

(3)動(dòng)態(tài)過(guò)程監(jiān)控的落實(shí)。從選擇題目→開(kāi)題報(bào)告→過(guò)程管理與檢查(3-1、1-3)→畢業(yè)答辯管理→論文歸檔→后期統(tǒng)計(jì)分析等整個(gè)過(guò)程的、集體管理與指導(dǎo)的落實(shí)是一極其重要且有難度的環(huán)節(jié)，也是確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵。

2 主要特色

旨在探索一種借助于開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)進(jìn)行創(chuàng)新型畢業(yè)設(shè)計(jì)的模式，主要特色為:依托開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)設(shè)備的軟硬件，集體論證、科學(xué)選題、合理進(jìn)行題目分配、時(shí)間前移、全程動(dòng)態(tài)“3-1、1-3”監(jiān)控。使學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、工程實(shí)踐能力得到實(shí)實(shí)在在的提高。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)自動(dòng)化專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)，組織學(xué)生座談，大多數(shù)學(xué)生對(duì)改革試點(diǎn)表示滿意，同學(xué)們普遍反映只要下手去實(shí)踐，便會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，能夠提高自己的動(dòng)手能力。

畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能分析、解決實(shí)際問(wèn)題的重要平臺(tái)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、科研能力有重要作用［7-15］。要從思想上充分重視，合理安排時(shí)間，抓好各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題、開(kāi)題、設(shè)計(jì)、寫作、答辯等環(huán)節(jié)進(jìn)行全過(guò)程嚴(yán)格監(jiān)控。只有不斷地研究、探討畢業(yè)設(shè)計(jì)各教學(xué)環(huán)節(jié)中所存在的問(wèn)題，并通過(guò)實(shí)踐改進(jìn)其教學(xué)方式，提高學(xué)生和指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視，學(xué)生才能完成高水平、高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計(jì)。

［1］ 李二超，李 煒，劉微容.基于WinCC和Matlab的一種簡(jiǎn)單在線仿真方法［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，25(3):69-72.

［2］ 劉微容，李二超，李 煒.一種基于WinCC的PID型自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2009，2:29-31.

［3］ 李二超，李戰(zhàn)明.單輸入模糊控制在液位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.航空制造技術(shù)，2009，5:82-84.

［4］ 李二超，李 煒，劉微容.利用WinCC改進(jìn)PD控制的實(shí)現(xiàn)［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，25(4):97-99.

［5］ 李二超，李 煒，李戰(zhàn)明.半實(shí)物網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.電氣自動(dòng)化，2012，34(2):21-22.

［6］ 趙正天，李 煒，段曉燕，等.自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的思考與探索［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2008，31(S2):13-18.

［7］ 王 君，李 煒，李戰(zhàn)明.不確定非線性NCS魯棒H∞保性能容錯(cuò)設(shè)計(jì)［J］.華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，39(9):72-77.

［8］ 王 君，李 煒，李戰(zhàn)明.基于T-S模型的不確定NNCS魯棒容錯(cuò)保性能設(shè)計(jì)［J］.系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2011，33(10):2288-2294.

［9］ 李 煒，許德智，李二超.基于RBF網(wǎng)絡(luò)的逆系統(tǒng)多模型內(nèi)模主動(dòng)容錯(cuò)控制［J］.華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，37(S1):98-101.

［10］ 李 煒，許德智，李二超.動(dòng)態(tài)補(bǔ)償逆的非線性不確定系統(tǒng)LSSVM 內(nèi)?？刂疲跩］.華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，38(8):85-88.

［11］ 李 煒，程應(yīng)峰，許德智.多變量未知非線性系統(tǒng)容錯(cuò)逆控制方法［J］.華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，38(8):114-118.

［12］ 李 煒，程應(yīng)峰，許德智.基于逆系統(tǒng)多模型內(nèi)模主動(dòng)容錯(cuò)控制［J］.計(jì)算機(jī)仿真，2011，28(3):222-226.

［13］ 李 煒，曹慧超.具有區(qū)間快變時(shí)延的NCS魯棒H∞保性能容錯(cuò)控制［J］.華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2011，39(3):105-110.

［14］ 李 煒，蔣棟年.基于T-S模糊模型的非線性網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)H∞魯棒容錯(cuò)控制［J］.控制與決策，2010，25(4):598-604.

［15］ 李 煒，王艷飛.一種少保守性的NCS魯棒H∞保性能容錯(cuò)控制［J］.控制與決策.2011，26(12):1768-1776.