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組成原理課程設計總結范文1
關鍵詞：機械原理課程設計；機械系統運動方案設計；機構尺度綜合；機構仿真
《機械原理》是高等工科院校機械專業必修的一門重要的專業技術基礎課[1，2]，《機械原理課程設計》則是使學生較全面系統地掌握及深化機械原理課程的基本原理和方法，培養學生綜合運用所學知識，提高分析和解決工程實際問題的能力的重要實踐環節。
一、問題的提出
我校《機械原理課程設計》所選用的設計題目以往多為針對不同類型的連桿機構進行運動分析及動態靜力分析。機構的類型機構及尺寸由教師指定，一般為平面六桿機構。班級各學生所需分析的機構類型或機構的尺寸不同。
隨著科技的進步與發展，對高等教育的要求也在不斷提高。培養具有創新精神和實踐能力的人才，提高工科學生的綜合能力已成為機械工程教育工作者的共識。在此大環境下，對《機械原理課程設計》進行改革，將以分析為主的《機械原理課程設計》改變為“機械系統運動方案設計[3，4]——型綜合——尺度綜合——運動動力分析”的設計型《機械原理課程設計》，勢在必行。
二、設計型《機械原理課程設計》
課題組首次在大三詹天佑班及車輛專業部分學生中試點，進行了設計型《機械原理課程設計》的探索與實踐。
課題組在充分調研查閱的基礎上，選用文獻[5]作為主要參考教材，并自編了與之配套的任務書等教學資料。
1.設計的目的及任務。設計型《機械原理課程設計》的目的在于：使學生鞏固理論知識，并使其對于機械的組成結構、運動學以及動力學的分析與設計建立較完整的概念；掌握機械運動方案設計的內容、方法和步驟，培養機構選型與組合和確定運動方案的能力；培養學生表達、歸納、總結和獨立思考與分析的能力。其任務為：針對某種簡單機器（它的工藝動作過程比較簡單）進行機械運動簡圖設計，包括機械系統運動方案的設計與評定，機構尺度綜合等。
2.設計題目。本次《機械原理課程設計》選擇了“圓盤型自動包本機進本系統”、“水稻插秧機”等六種機械系統作為設計與分析的對象。各個機械系統由多個能夠完成具體工作的機構組成，其各組成機構必須動作協調，方能實現預期要求的功能。教師根據各機械系統所包含的具體工作機構的數目，將學生分為2～4人一組，每位學生在完成所要求的整體機械系統運動方案設計的前提下，還須獨立完成該機械系統中的指定工作機構的型綜合、尺度綜合及其運動分析（動力分析部分為選作）。因此，任意一名學生的工作均需各自完成，不可能“拷貝”他人成果。
3.設計內容及要求。設計型《機械原理課程設計》要求學生根據教師下達的任務書完成：①全組討論及提出兩個以上系統設計方案；②經比較、選優，確定系統最終方案；③每個學生設計分析總體系統中的一個機構；④每個學生對自己設計的機構運用解析法完成機構運動分析；運用解析法選作機構受力分析；⑤每個學生運用軟件選作機構的仿真與驗證；⑥完成設計說明書。
三、《機械原理課程設計》指導方法的改革
1.《機械原理課程設計》前期工作?！稒C械原理課程設計》為期兩周，為使學生能夠有充分的時間消化理解《機械原理課程設計》的內容，做好先期準備工作，我們提前一周半進行《機械原理課程設計》授課。許多學生聽課后即開始查閱資料，重溫課程設計中所用到的相關先修課程的知識，討論方案，主動找老師答疑等，教師也插空到班級輔導，收到良好的效果。
2.集思廣益，確定機械系統運動方案。各組學生擬定出兩個以上機械系統運動設計方案。所有參加設計型《機械原理課程設計》的六十多名學生一起進行討論，集思廣益，優選機械系統運動方案。具體做法為：每組選派一名學生主講，其他學生補充，借助PPT介紹本組初定的幾種設計方案，指出各方案的優缺點及篩選原因，其他學生提出問題及建議。通過討論，學生對許多概念、基本理論有了新的認識和理解，鞏固了課堂教學中學到的知識，并且各組學生取長補短，相互學習，開闊了思路，對本組原有的設計方案又有了許多新的設想。
3.理論聯系實際，完成機構設計。由于所承擔的任務不同，每個學生必須獨立完成總體系統中一個機構的設計，難度較大。指導教師與實驗室老師一道，帶領學生參觀各類機構模型，演示各類機構動畫，講解各類機構的優缺點及適用場合，一一解答學生的各種問題。指導學生運用solidworks軟件對自己設計的機構進行仿真與驗證。
4.綜合運用知識，對機構進行運動分析和力分析。教師對運用解析法對機構進行運動分析和動態靜力分析進行了較為詳細的講解，對運用solidworks軟件和ADAMS軟件進行機構的運動分析和力分析的方法及常見問題的解決進行了輔導，使得學生在求解機構的運動過程中即“知其然”又“知其所以然”。
5.在課程設計的各環節中強化學生綜合素質的培養。教師在課程設計整個過程中注重對學生查閱文獻、基礎理論知識的掌握、各科知識的融會貫通、理論聯系實際、獨立思考、綜合運用所學知識解決實際問題、動手能力、克服困難、創新意識、團隊協作精神等多方面的能力進行培養，并在對每位學生單獨進行答辯的過程中加以考核。強化了對學生綜合素質的培養，效果較為理想。許多學生感慨，這次課設雖經歷了許多困難，但收獲了知識，獲得了成功的喜悅。
四、結束語
開展“設計型《機械原理課程設計》”，收效明顯：
1.使學生進一步鞏固和加深了對理論知識的理解，并逐步掌握了工科學生應具備的理論聯系實際的學習方法。
2.調動了學生學習的主動性和積極性，使學生動手實踐能力、創新設計能力、團結協作精神和綜合素質得到了提高。
3.促進了師資的培養，教師自身的業務水平得到提高，隊伍得到了鍛煉。
參考文獻：
[1]孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理[M].第七版.北京：高等教育出版社，2006.
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[3]孟憲源，姜琪.機構構型與應用[M].北京：機械工業出版社，2004.
[4]鄒慧君.機械原理課程設計手冊[M].北京：高等教育出版社，1998.
組成原理課程設計總結范文2
摘要：本文介紹了我校對計算機硬件實驗課程體系及實踐教學環節進行的改革，建立了“基礎層－應用層－提高層”三層體系結構的硬件課程群實驗體系，并對多層次、系列化的硬件實踐教學模式及訓練模式進行了探討。
關鍵詞：硬件課程群；實驗體系；實驗內容；實踐能力
中圖分類號：G642
文獻標識碼：B
我校計算機專業自99級開始進行了較大規模的擴招，但由于師資力量跟不上、實驗條件和實驗內容相對落后等原因，造成計算機硬件教育存在層次單一、教學內容滯后、理論與實踐脫節等問題，學生普遍存在著“重軟怕硬”的現象，畢業后硬件設計能力差，軟件開發缺少后勁。為提高學生的硬件動手能力，增強畢業生的社會適應性，學院自2002年開始進行計算機硬件課程群建設及相應的硬件課程群實驗體系建設，包括“計算機組成原理”等九門硬件課程及5門相關的實踐課程。本文對我院計算機硬件課程群實驗體系建設及硬件實踐教學環節的改革進行了探討與總結。
1構建科學完整的硬件課程群實驗體系
在原有的課程體系下，我院為本科生開設的硬件實驗教學課程有“數字邏輯實驗”、“計算機組成實驗”、“微機接口實驗”、“單片機實驗”。由于實驗條件的限制，各課程實驗內容相對獨立，綜合性、系統性較差；尚有部分硬件主干課程沒有對應的實驗課程，如系統結構。實驗課程體系存在諸多問題。
(1) 缺乏對學生系統設計能力的培養。傳統的硬件設計和軟件設計相分離的設計方法成為阻礙設計和實現復雜、大規模系統的關鍵因素。系統平臺的搭建、軟硬件的協同設計驗證和軟硬件功能模塊的可重用性已成為現階段設計方法的熱點。培養學生具有系統設計的思想成為當務之急。
(2) 缺乏對學生可編程芯片設計能力及EDA技術的培養?？删幊绦酒cEDA技術是現代電子設計的發展趨勢，將可編程芯片設計及EDA技術引入實驗教學中是時展的需要。
(3) 缺乏綜合性的實踐課程，學生的創新能力發揮受限。由于實驗條件限制，原有的多數實驗是基于純硬件邏輯設計的，只是在面包板上用器件構建小系統，功能擴展性差；并且只能開設數量有限、技術含量較低的實驗，學生無法開展自主的綜合性設計，無法進行創新能力的培養。
為此，經過充分調研和論證，我院首先從修改03級教學計劃入手，對課程體系中的多門課程進行了調整，同時理順各門課程間的關系，構建起了新的硬件課程體系。該課程體系由必修課程、選修課程及配套實踐三部分組成。必修課包括“組成原理”、“接口技術”、“系統結構”等基礎課程。為適應社會需求，在選修課中刪去原有的“診斷與容錯”等一些過時的課程，增加“數據采集”、“計算機控制技術”、“嵌入式系統”等社會需求較強、實用價值高的應用性課程，同時新開了“模型機設計與組裝”、“硬件綜合實踐”等實踐課程。在07版教學計劃中，又新增了“DSP原理與應用”、“嵌入式系統實踐”等新課程，保證課程體系的實用性與先進性。
硬件系列課程從體系結構上劃分為三個層次：基礎層、應用層和提高層，其課程間的關系如圖1所示?；A層為“數字電路”與“組成原理”?！皵底蛛娐贰闭n程雖然在教學體系上不屬于計算機硬件系列課程，但它是計算機硬件系統的技術基礎，是必修的前續課；“組成原理”介紹計算機的基本組成和工作原理，解決整機概念；通過“電工電子實習”與“模型機設計與組裝”兩門實踐課程，強化學生的硬件動手能力。在應用層中，通過“接口技術”介紹應用層的接口和相關外設，以“嵌入式系統”等四門實用性強的課程作為選修課，每門課程都配有相應的實驗環節，并通過“硬件綜合實踐”、“嵌入式系統實踐”強化學生對基礎知識的掌握和綜合應用。提高層為“系統結構”及“性能測試與分析”實踐課程，通過學習和實踐，能夠使學生比較全面地掌握計算機系統的基本概念、基本原理、基本結構、基本分析方法、基本設計方法和性能評價方法，并建立起計算機系統的完整概念。
在硬件課程群實驗體系建設過程中，突出強調課程體系的系統性和完備性。從第1學期到第7學期硬件實驗不斷線，層次逐步提高，實驗內容銜接連貫。注意各硬件實踐的相互次序和互補，使硬件實踐訓練層次化、系列化，以此來系統強化學生的硬件動手能力。同時調整各課程的開設順序，理順每門課與前導課和后續課之間的關系，從而保證硬件課程體系的系統性和完備性。
注：所有必修課程與選修課程均開設課內實驗，包括驗證實驗(20%)、設計實驗(80%)；實踐課程單獨開設，包括綜合實驗(80%)、探索實驗(20%)。
2改革實驗教學內容與模式
計算機硬件系列課程的重要特點之一是工程性、實踐性強。為了使學生在學過該系列課程后具備較強的實際動手能力和計算機應用系統的開發能力，應在實驗教學內容的設置上體現出基礎性、系統性、實用性和先進性，既要重視計算機硬件的基礎內容，又要結合當今電子與計算機的最新發展。為此，我們對該硬件系列課程的實驗教學內容和教學模式進行了改革創新。
2.1優化實驗內容，引進實驗新技術，提高硬件設計的效率和興趣
隨著計算機硬件技術的日益發展，各種各樣的微處理器不斷更新，功能不斷增強，以FPGA為代表的數字系統現場集成技術取得了驚人的發展，嵌入式系統設計也逐步成為主流。為了使學生跟上時代潮流，了解最新技術，需要不斷引入新設備、新技術，提高硬件設計的效率和興趣。如更新的“組成原理”和“系統結構”實驗臺，通過RS232串口與PC機相連，可在PC機上編程并向系統裝載實驗程序，還可在PC機的圖形界面下進行動態調試并觀察實驗的運行，使學生像設計軟件一樣來設計硬件，做到了硬件設計軟件化，大大提高了硬件設計的效率和興趣?！澳Ｐ蜋C設計與組裝”，將CPLD和FPGA等技術引入，用CPLD來設計復雜模型機?！皡R編語言”和“接口技術”補充Windows下設備驅動程序的設計與實現，增加PCI、USB的應用等內容。“系統結構”通過局域網組建小型的微機機群，研究探索多處理機操作系統，試驗并行程序的運行與任務分配調控等功能。為適應當前嵌入式芯片的迅速普及應用，新開設了“嵌入式系統設計”課程設計。針對學生已學過多門硬件課程，但仍不能完成一個完整的、可獨立工作的計算機系統設計問題，新開設了“硬件綜合實踐”，使同學親自體會設計一臺微型計算機系統的全過程。
2.2建立“驗證型－設計型－綜合型－探索型”的多層次實踐教學模式
在實驗教學內容的改革上，本著“加強基礎、拓寬專業、注重實踐、提高素質”的方針，將實驗項目分為4類，即驗證型、設計型、綜合型、探索型,實驗項目由淺入深，循序漸進。在所有硬件必修和選修課程中，全部開設課內實驗。課內實驗由驗證實驗(20%)、設計實驗(80%)組成。所有實踐課程都單獨開設實驗，包括綜合實驗(80%)、探索實驗(20%)。這樣，課內課程中開設“驗證型”和“設計型”的實驗，在后續課程設計中，開設“綜合型”和“探索型”的實驗，形成“驗證型－設計型－綜合型－探索型”的多層次實踐教學模式，系統強化學生的綜合設計和硬件動手能力。
在驗證型實驗中，注重使學生鞏固基本理論，進一步掌握基本概念和基本技能。在設計型的實驗中，注重培養學生的創新意識、設計能力和動手實踐能力。在這一類實驗中，以學生動手為主，教師輔導為輔，只給定實驗的課題及達到的目的，中間過程需學生自己去查閱資料和設計方案，直至最后調試完成。在綜合型實驗中，注重培養學生綜合運用所學知識的能力，使學生受到更為實際、更加全面的科學研究的訓練。綜合實驗的特點是沒有現成的模式可循，學生需要獨立完成硬、軟件設計和調試。在調試過程中，學生自己動手分析解決實驗中出現的問題，雖然有一定的難度和深度，但對學生很有吸引力，能使學生從應付實驗變為主動實驗，不僅提高了基本操作技能，也發揮了學生的主觀能動性和創造性。課程設計的部分內容屬于探索型實驗，學生可以自主選擇感興趣的課題及相關開發工具，寫出設計書，交給指導教師審核后實施。在這一過程中，學生需要查閱大量的資料，培養了學生的自學能力、研究設計能力、獨立分析問題及解決問題的能力和創新能力。
2.3確立“系列化硬件實踐訓練”方案
硬件實踐訓練由“課程實驗－課程設計－綜合訓練－畢業設計”四個系列組成。課程實驗――所有硬件課程都開設。課程設計――在“嵌入式系統”、“組成原理”等重點課程中開設，在這些課程的課內實驗中進行部件或模塊實驗，在課程設計中進行綜合性、創新性設計。綜合訓練――通過“硬件綜合實踐”展開。該課程安排在大四開設，是一門綜合性設計實踐課程，也是對前面所學課程的一個全面應用和總結，在硬件課程群建設中起著“總練兵”的作用。通過讓學生親自設計一臺小型計算機控制系統，包括計算機的各個部件和功能，“麻雀雖小，五臟俱全”，旨在讓學生真真切切感受到如何設計一個可獨立工作的計算機系統，強化和提高學生的綜合實踐能力，培養學生的創新思維和創造能力。畢業設計――每年精選一定數量的硬件畢業設計題目，提供實驗場所、設備及材料，讓對硬件感興趣的同學去實現自己的設計，放飛自己的理想。學生以接近于實際應用環境，完成高質量綜合設計為訓練手段，以掌握計算機硬件結構與應用系統設計作為主要訓練目的，使學生對計算機的整個硬件系統有較全面、較系統的掌握。要求學生能夠根據需要設計出一定規模的計算機硬件應用系統實例，從模板設計、制作、總線的走向、計算機部件選取、工作原理的分析、部件在模板上的部局、部件的焊接、運算能力的調試、結果正誤的判斷分析等流程的設計到具體的制作，直至最后寫出畢業論文，使學生建立系統的概念與工程的概念。
3結束語
上述改革取得了令人滿意的效果。大學生對計算機硬件實驗課程學習的興趣增強了，實驗室開放期間，有更多的學生走進了硬件實驗室。在畢業設計時，有更多的學生選擇了與計算機硬件系統設計和開發相關的課題。學生做完硬件綜合實習和硬件畢業設計課題后，普遍充滿自豪感和成就感，感到硬件設計及底層軟件開發不再可怕。通過這樣的訓練，提高了其綜合設計能力和創新能力，同時也鍛煉了他們的團隊合作精神，步入單位就能直接勝任計算機應用系統設計、開發的工作，實現高校、學生、用人單位等各方面的多贏。同時我們也應該看到，隨著新技術的不斷發展，計算機硬件系列課程及其實驗體系的建設和實驗內容的改革是一項長期不懈的工作，需要不斷完善。
參考文獻
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[2] 武俊鵬,孟昭林. 計算機硬件實驗課程體系的改革探索[J]. 實驗技術與管理,2005,22,(10):107-109.
組成原理課程設計總結范文3
“模擬電子技術”課程是電子信息、電氣工程、通信工程、自動化等專業本科生的一門重要的專業基礎課，也是學生知識體系結構的重要組成部分。該課程通過介紹二極管、三極管、場效應管、運算放大器等常用半導體器件的一般物理機制和外特性，研究由這些電子器件構成的各種模擬電路的基本原理和分析與設計方法。學好該課程對熟悉和掌握電路與系統、通信系統、信號處理方面的基本概念和技術，以及學好信號與系統、自動控制原理、高頻電路、電力電子技術等后續課程有著十分重要的作用。
但是，這門課程知識點多，理論部分抽象，尤對學生來說這是第一門接觸工程實際的課程，其工程思維方法難以被學生們適應和掌握，因此學生們普遍感覺這門課學習難度大，甚至被很多學生稱為“魔電”。
傳統的模電課程講授是以書本理論知識講授為主并進行習題訓練的教學模式，學生被動接受教師課堂講授的內容，這在客觀上弱化了該課程的實踐性和趣味性，學生接觸電路符號和數學公式多，接觸實際少。傳統教學方式容易使學生感到課程枯燥乏味，甚至產生厭學情緒。
教師的價值首先在于使學生對學習產生興趣，興趣是最好的老師，沒有興趣就難以將一件事情做好。筆者嘗試將基于專題作業和課程設計的實踐性教學環節引入模電課程的教學中，經過幾年的實踐性教學探索，發現實踐性教學環節可以提高學生學習的興趣，使抽象枯燥的知識更容易被接受，同時也培養了學生的團隊協作精神，收到了良好的教學效果。
一、實踐性教學可以激發學生的學習興趣
西方發達國家從中小學教育開始就注重培養學生們的學習興趣和動手能力。在美國，家庭常備有用做實驗室的房間，父母從小就注重培養孩子的實踐能力和興趣愛好，在這方面有投資預算，給孩子們一個認識自我、發現自己興趣所在的平臺。在英國，課堂的教學內容經常延伸到教室外，比如上植物學課程就帶領學生們去觀察各種植物；上歷史課，就幾個學生組成一個組演繹歷史劇情，每次課的內容是充滿實踐的，學生們也并不感到疲憊，教師在必要的講解后主要是學生在完成實驗或者項目，讓學生用所學知識解決實際問題，在用中學習。這些先進的教學理念值得中國教育工作者們借鑒。
二、基于專題作業和課程設計的實踐性教學
在模電課程中，除了布置與理論教學同步的習題作業外，根據教學進度擬定若干專題作業和課程設計題目，專題作業和課程設計與理論教學同步，并注意這兩方面在教學進度上的配合。本文以2013學年模電課程的實踐教學環節設計為例，介紹該實踐教學方法的基本內容和教學體會。
1.電路仿真專題作業
模電課程的第一次課用1學時左右介紹電子電路仿真軟件的使用。目前很多電路仿真軟件提供了大量虛擬儀器，有一般實驗室配備的電壓表、電流表、萬用表、雙通道示波器、信號源等，此外還提供一些虛擬儀器，如波特儀等，學生在使用該軟件的同時也對電子測量儀器有了全面的了解，擴展了知識面。教師可以現場演示，完成一個簡單電路的原理圖繪制、仿真和結果輸出。模電課程有較多結論可由仿真實驗驗證，如放大電路靜態工作點、輸入電阻、輸出電阻、電壓增益等。在課程前期，講解了二極管應用電路之后，布置一個電路仿真專題作業，將書內的內容用軟件進行驗證。要求學生上交電路原理圖，以及電路仿真輸出和結果分析。經過這個專題作業的訓練，學生們基本掌握了仿真軟件的使用，并可以用于之后的課程學習中。
2.單元電路分析與設計
在期中階段，學生已經掌握了多級放大電路、功率放大電路等理論知識，但書本知識限于篇幅，主要講解直流分析、交流分析及各種參數，以分析為主，這時布置一個單元電路分析與設計的課程設計題目，如設計一個多級電壓放大器，滿足電壓增益、輸入阻抗、最大輸出電壓、截止頻率等指標，要求學生提交設計報告。學生們先進行電腦仿真設計，然后在模電實驗箱上搭建電路，確定無誤后選擇電子元器件和萬用電路板，然后進行調試和修改，撰寫設計報告。這個課程設計可由幾名學生組成小組合作完成，在相互交流中得到知識理解和動手能力的提升。
3.功能電路設計及制作
在模電課程的后半期，布置一個綜合性的功能電路設計與制作題目，包含模電課程的重要知識點（放大器、濾波器、信號發生和處理電路、穩壓電源），給出一些題目供學生選擇，如變調門鈴、直流穩壓電源、函數發生器、數字萬用電表、音樂彩燈控制器，要求學生組成項目團隊，將該設計與制作作為一個項目進行。該項目完成后，安排時間讓各位同學以小組為單位上臺展示自己的設計和實物作品，總結在設計制作過程中遇到的問題以及解決辦法，鼓勵同學對演講的同學進行提問，教師負責掌控課堂秩序和提出問題，把學生解決問題的思路和方法進行歸納總結，把敘述不充分的部分從理論的高度進行闡述完整。在這個課程設計中，學生完成了電路仿真設計、制作、撰寫報告、答辯等一系列內容。
三、需要注意的問題
1.學時安排問題
在總學時不變的情況下，增加實踐性教學內容必然會占用理論教學學時，如果處理不好會顧此失彼。在理論教學中，應以理論夠用為度。對于一門課程，總是可以分出主干部分和細枝末節部分。對主干部分應詳細講解，對枝節部分則引導學生自學，在實踐中鞏固理論，用理論指導實踐，使學生掌握理論知識的同時，提高實踐能力和創新能力。
2.傳統教學手段與多媒體設備的合理運用
對于理論難度大而需要詳細講解的部分，應采用傳統的板書方式，教師和學生一起努力，完成數學公式的推導、難點的理解，使學生聽后印象深刻，思維節奏也容易跟上老師的節奏；而對于難度較小的內容，可以充分利用多媒體課件講授，使用課件可以使講課內容形象生動，并且可以提高授課的效率。傳統教學手段與多媒體課件各有所長，二者合理搭配可以解決教學信息量大、課時有限的矛盾，并可以收到良好的教學效果。
3.專題作業和課程設計的選題
由于教學時間有限，在專題作業和課程設計的選題方面應緊貼理論教學內容，注意控制題目的難度。由于學生處于大二階段，學生的專業知識較少，選題除了要緊密結合理論教學內容外，還要注意趣味性，難度以學生們適當擴展知識就可以實現為度。否則不僅難以調動學生的學習興趣和積極性，反而會起到相反的作用。
四、總結
基于專題作業和課程設計的實踐教學擺脫了傳統的模電課程教學模式，在授課的過程中加入電路仿真軟件、電子測量儀器、電路基本制作工藝等結合實際的講解，擴展了課程內容。
組成原理課程設計總結范文4
［關鍵詞］機電類專業CDIO卓越工程師教育課程體系培養模式
［中圖分類號］G640［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2013）08-0046-03
一、卓越工程師教育與CDIO的關系
“卓越工程師教育培養計劃”是國家宏觀的培養目標要求，其工作思路是借鑒世界先進國家高等工程教育的成功經驗，創建具有中國特色工程教育模式，通過教育和行業、高校和企業的密切合作，以實際工程為背景，以工程技術為主線，著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，培養造就一大批創新能力強、適應企業發展需要的多種類型優秀工程師。CDIO工程教育理念和培養模式注重培養學生系統的工程技術能力，尤其是項目組織、設計、開發和實施能力，以及較強的溝通和協調能力，體現了當今工程教育的國際共識。可見，CDIO人才培養模式和理念與卓越工程師教育培養計劃的教育理念是高度一致的，而且CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，應該作為實現卓越工程師教育培養計劃的重要途徑，也是加入卓越工程師教育培養計劃的基礎。
二、機自專業卓越工程師教育培養要求
機械設計制造及其自動化專業是典型的工科機電類專業，培養卓越工程師正是這類專業教育教學所追求的理想目標。根據近年來專業進行CDIO工程教育改革實踐取得的經驗，開展卓越工程師教育培養模式的探索具有更積極的意義，而且卓越工程師教育對學生的知識、能力和素質的培養要有具體的要求。
1.接受通用知識的基礎教育，具有扎實的數學、物理、化學等自然科學基礎知識，較強的外語和計算機應用能力，較好的人文、藝術和社會科學基礎，初步的經濟管理知識。
2.接受專業基礎教育，較系統地掌握機械制圖、力學、機械設計、電學、機械工程專業基礎領域的基本知識和技能。
3.接受專業基本技能訓練，掌握本專業必須的零件測繪、力學分析計算、實驗、測試、數據分析、文獻檢索和基本工藝操作等方面的基本實踐技能。
4.接受專業知識教育與專業技能訓練，具有本專業領域或方向所必需的專業知識，了解專業領域技術標準，相關行業的政策、法律和法規，了解本專業及相關學科前沿及發展趨勢。
5.接受工程意識與創新意識的培養與訓練，具有綜合運用所學理論、分析解決工程實際問題的能力，能夠參與生產、并具有基本的運行和維護能力，具有進行產品開發和設計、技術改造與創新的初步能力。
6.獲得綜合素質的教育與培養，具有較強的交流溝通、環境適應和團隊合作的能力，具有較好的組織管理能力，具有良好的質量、環境、職業健康、安全和服務意識，具有應對危機與突發事件的初步能力，以及較高的綜合素質和職業道德修養。
三、課程體系改革規劃與實踐
課程體系改革始終是貫徹CDIO工程教育改革理念，落實人才培養方案的具體保證。
（一）調整兩課開設學期，優化課程布局
兩課是標示中國特色高等教育的重要課程，共有356學時，16個必修學分，一般集中開設在大學一、二年級，在限制每學期計劃學時的要求下，一些基礎性課程被迫后延，對學生的工程意識和創新能力培養和訓練非常不利。本專業在CDIO工程教育改革實踐過程中，多方考察、學習，并與學校主管領導和教務處領導多次研究，做出了調整兩課開設學期的重大決定。將兩年完成的兩課主要教學任務調整為四年完成，即每學年開設一門政治哲學類課程，保證兩課四年不斷線：大一第一學期開設 “思想道德修養與法律基礎”，大二第一學期開設“中國近代史綱要”，大三第一學期開設“基本原理”，大四第一學期開設“思想和中國特色社會主義理論體系概論”。在兩課教學過程中，可以通過課程內容的改革，重點教育和培養學生的職業道德和社會責任感。在大三、大四學年開設政治課更有利于準備考研的學生學習和復習，大二調整兩課余出的學時由技術基礎課來遞進填補，優化了課程布局，為學生開展創新訓練提供了專業基礎，更有利于專業培養目標的實現。
（二）公共基礎課程體現工程應用意識
英語課分層次教學，入學即可參加大學四、六級考試，通過者可以進入專業實驗室接受工程意識和創新能力訓練。
數學課教學內容與方式改革，在講述數學知識的過程中，啟迪學生的數學思維方式，教會應用數學理論進行工程建模的方法，數學中的實例應該以機械工程的具體對象為目標，使學生體會到學以致用的感覺，激發其學習興趣。
大學物理課教學內容與方式改革，在講授物理知識的基礎上，傳授和訓練進行物理實驗的基本方法、基本技能，訓練觀察現象與數據分析的能力，為工程實驗奠定基礎。
（三）技術基礎課程培養工程意識
在大一第二學期新增開設機械工程導論課程，介紹機自專業的培養目標、教學計劃、學科發展、工程案例，為學生提供一個開發產品、裝備和系統的理論知識與工程實踐的基本思維框架；勾勒出一個工程師的任務和職責，以及如何應用科學知識來完成這些任務的思維方法；并有意識地引導學生培養必要的個人能力和人際交往能力；進行學為所用的工程意識的啟蒙教育。
改革機械制圖課程體系，增加三維圖形教學內容，將獨立開設的零件測繪教學環節融入機械制圖理論課的進程中，理論與實踐應用綜合在一起，同步進行，初步培養學為所用的工程意識。
機械原理和機械設計課程體系改革，將獨立開設的機械原理課程設計和機械零件課程設計教學環節調整到對應的理論課學期，將課程設計內容與理論課內容綜合在一起，同步進行。在機械原理或機械設計理論課開始之初，將課程設計的任務布置給聽課學生，并要求理論課程結束時完成課程設計任務。教師講授理論課時始終關注課程設計內容，督促和指導學生完成所講相關內容的課程設計任務，使學生邊學、邊練、邊用，理論緊密聯系實際，不斷建立學為所用的工程意識。機械原理與機械設計課程與原培養計劃比較，分別提前1個學期開課，以便為后續專業基礎課提供前期知識。
（四）專業課程增強實踐能力訓練
專業課程的改革方式是減少專業課的理論授課學時，大幅度增加實驗、實踐訓練學時，盡量將CDIO理念貫穿于課程教學中。根據培養目標、對主要課程及學時比例進行了綜合調整，構成如表1所示，其中單片機原理及應用、井下作業設備與工具和海洋石油裝備概論為新增課程，目的是增強機電基礎和突出石油特色；合計增加100個實驗學時、88個理論學時。取消了獨立的專業英語課程，設置兩門以上的專業課程采用雙語教學，從而保證學生專業外語應用水平；專業英語（64學時）和思想和中國特色社會主義理論體系概論（96學時）后置余出的160個必修課程學時基本平衡了增加的專業課理論和實驗學時。
表1課程改革新增實驗學時課程列表
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（五）課程設計實施CDIO模式
“機構分析創新設計”和“機電一體化系統創新設計”是東北石油大學機械設計制造及其自動化專業參加教育部CDIO工程教育改革試點，實現“卓越工程師教育培養計劃”的目標，為培養本專業學生的個人、人際交往和團隊合作能力，產品、過程和系統的設計、建造和控制能力，而分別在大二和大三短學期新增設的2個理論與實踐相結合的教學環節。目的是為學生逐步獲得優良的工程素質和綜合能力（學會求知、學會做人、學會做事、善于合作）奠定基礎。
每個班分成6~7個設計小組，每個小組獨立承擔一個設計題目，由4~5人組成，自選組長，組長負責設計小組任務分配、組織管理和工作協調。每個小組提交一份設計報告和每個小組成員的個人工作過程記錄（手寫），并進行ppt匯報答辯。機構分析創新設計提交的設計報告包括：設計分析說明書、CAD 設計圖紙；機電一體化系統創新設計提交的設計報告包括：設計分析說明書、CAD 設計圖紙、控制原理圖、電氣回路圖、程序設計圖。
課程設計的考核方式進行了如下探索：
1.組長給定本設計小組成員的個人貢獻或成績排序。設計小組組長根據小組同學的個人貢獻、合作表現，按分差不小于2分給出小組成員個人成績，或給出小組成員成績排序。
2.指導教師組成的答辯組評定設計小組成績。答辯組根據每個小組設計總結報告撰寫的質量（結構層次、語言表達、分析計算、撰寫規范）；設計圖紙的質量（圖紙完整、表達正確、符合規范）；答辯過程表現（匯報講述、回答問題、PPT質量）等項目按百分制綜合給出該組設計的綜合成績。小組的答辯綜合成績為小組成員的個人成績中間值偏上。
3.指導教師還可以根據設計小組每個同學的平時表現（出勤情況、工作態度、提問情況）調整個別同學的個人成績，更好地維護公平性。
4.學生自評與團隊成員互評可以調整小組組長給出的成績排序偏差。小組成員自評主要考核學生的誠實性；團隊成員互評主要考核學生的公正性和團結互助精神。
（六）畢業設計實施CDIO模式
大四第二學期全部進行畢業設計，將畢業設計從13周延長至18周，有利于完整系統地實施CDIO工程教育模式。
在畢業設計的準備、進行和總結的全過程中，對各個環節都進行嚴格把關。首先在選題上，采取指導教師申報題目，然后由教研室從中優選確定，保證工程實際設計題目占到80%的比例。將確定好的設計題目下發給學生，使學生有很大的選擇權利，在個別嚴重沖突的題目上，由教研室做適當調整。這樣做，能夠激發學生的興趣，提高學生對畢業設計的積極性。
學生在畢業設計過程中，把幾年中所學的理論知識綜合應用于工程實際，不僅鍛煉了他們分析研究問題的能力，而且增強了他們的工作責任感，從而使他們投入更多的精力；遇到疑難問題，指導教師能及時地給予啟發，并與之研究、討論，激發他們的創新意識。對于常出現的問題事先講給學生，使其自檢、互檢，有問題及時修改，爭取交出一份質量較高的畢業設計答卷。
在畢業設計的最后階段，教師根據畢業設計的任務書對設計圖紙嚴格審查，杜絕在答辯時出現“設備無法安裝、機構不能轉動、機件互相碰撞、工件不能加工”等原則性問題。隨著畢業設計的完成，多數學生基本掌握了進行工程設計和解決工程實際問題的方式和方法，并培養了創新意識，已具備直接服務于生產與工程建設的能力。在教師嚴格要求、認真把關下，學生完成較好的畢業設計可以直接轉化為生產力，經過近兩年的統計，學生的畢業設計經修改后直接應用于工程實際生產的占18%左右。
四、CDIO實踐總結
2010年機械設計制造及其自動化專業代表東北石油大學成為教育部CDIO工程教育模式第二批試點院校。經過多年的實踐探索，機自專業基于CDIO教育理念的人才培養模式已經逐步形成，對專業培養目標、培養方向、教學計劃、課程教學大綱、實踐環節教學大綱、課程教學體系等進行了卓有成效的改革與建設。
東北石油大學機械設計制造及其自動化專業已經分別在機自07級、08級、09級的部分課程和環節逐步開展了CDIO工程教育模式的探索性實踐，完成了機電一體化原理及應用、數控加工技術、電氣控制技術、液壓與氣動、機械控制工程、石油鉆采機械等課程為載體的CDIO三級項目實施試點工作，都取得了預期的效果，并獲得了良好的經驗；機自2010級、2011級的人才培養方案已經融入了CDIO理念，并根據調整后的課程體系有序地進行全面實踐和總結；機自2012級、2013級的人才培養方案在CDIO實踐基礎上又加入了卓越工程師培養計劃的新要求，正在進行著初步的實踐探索。
CDIO工程教育模式的廣泛實踐有效促進了本專業大學生創新創業訓練計劃和科技創新活動的開展。在創新實踐活動中，學生明確自己的發展目標，積極性、主動性非常高， 2010~2013年本專業學生承擔或完成 “國家大學生創新創業訓練計劃項目”15項，發表科技論文10篇，獲得以“挑戰杯”為主的科技競賽獎勵30余項。
五、結束語
東北石油大學機械設計制造及其自動化專業在CDIO工程教育改革實踐過程中不斷探索和總結，逐漸積累了一些工程教育改革的經驗，基本建立起CDIO工程教育的實施環境，為培養一批工程意識好，實際工作能力強的優秀學生奠定了良好的基礎。同時，我們也在實踐中漸進性地理解卓越工程師教育培養計劃的內涵，并逐步明確：CDIO工程教育與卓越工程師教育培養計劃的理念是一致的，卓越工程師教育培養計劃是宏觀指導方針，CDIO是具體實施模式和重要基礎。
［參考文獻］
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組成原理課程設計總結范文5
計算機技術作為信息化的核心技術受到全社會的普遍重視。深入掌握計算機專業知識、具有良好系統設計與分析能力的計算機高級專業人才在社會上深受歡迎。而系統設計與分析能力的培養需要通過長期、系統的實踐訓練才能獲得。
高等學校的實踐教學一般包括課程實驗、綜合性設計、課外科技活動、社會實踐、畢業設計，等。因此，實踐教學基本上可以分為三個層次：第一，緊扣課堂教學內容，以掌握和鞏固課程教學內容為主的課程實驗和綜合性設計；第二，以社會體驗和科學研究體驗為主的社會實踐和課外科技活動；第三，以綜合應用專業知識和全面檢驗專業知識應用能力的畢業設計。課程實踐(含課程實驗和綜合性設計)是大學教育中最重要也是最基礎的實踐環節，直接影響后繼課程的學習以及后繼實踐的開展質量。課程設計是屬于第一個層次的綜合性設計實踐教學。
課程設計以培養學生系統設計與分析能力為目標，通過團隊式合作、研究式分析、工程化設計完成較大型的系統或軟件的設計題目。課程設計不僅有利于學生鞏固、提高和融合所學的專業課程知識，更重要的是能培養學生多方面的能力，如綜合設計能力、動手能力、文獻檢索與分析能力、團隊合作、工程化能力、研究性學習能力、創新能力，等。因此，課程設計是提高學生動手能力和解決實際問題能力的一種非常有效的方法，越來越受到重視。
大力加強教學活動中學生的實踐動手能力的培養已經引起了教育與社會各界人士的廣泛重視。在教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導委員會制訂的“高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范”中，我們可以看出，教育部專業教學指導委員會對課程設計非常重視。從培養與提高學生綜合能力出發，教學指導委員會制定的四個方向的專業規范均建議有單獨課程開設綜合性課程設計，每個專業方向分別給出了6個綜合課程設計范例(每個本科學生可以選修其中3～4個)。
根據國家教育部教學指導委員會以及浙江省計算機教學指導委員會的調查，目前“計算機科學與技術”專業的開設數居全國專業點數之首，其中有很大部分為最近十年內開設的。這一方面反映了高等教育對國家信息化建設浪潮的積極響應，另一方面也反映了許多學校專業建設的經驗不足。一些專業師資隊伍薄弱，一些學生在校期間沒有得到足夠的、比較綜合或系統的訓練。根據浙江省計算機教學指導委員會的調查，浙江省高校計算機專業實踐環節的學分差距較大，一般在16至30學分之間。一般學校安排的課程設計為5門左右，多的學校有7門，少的只有2門。因此，目前各高校對課程設計環節的理解與實施的力度存在差距，其效果也有很大的差別。一些學校課程設計的工作量與深度不夠。
課程設計是提高學生實踐能力與綜合素質的重要與可行的手段。課程設計的內容建設與實施對教師的業務水平有較高的要求。一些師資隊伍和學生基礎相對薄弱的高校，實施高質量的課程設計確實存在較大的難度。因此，加強課程設計內容的研究與相應教材建設是十分必要的。教材是教學經驗和成果的凝固。通過總結課程設計實施經驗比較豐富的教師的成果，形成教材，必將有助于推動高質量課程設計在各高校中的開展，為提高計算機專業人才培養整體質量作出貢獻。
2計算機實驗教材出版狀況
鑒于學生實踐能力的培養引起了越來越廣泛的重視，國內各大出版社紛紛開始重視實驗教材的建設。目前實驗教材基本上分以下兩類：(1)課程基本實驗教材，以課程基本實驗為主，包含一部分設計實驗，這是目前實驗教材的主體；(2)課程設計實驗教材，以綜合性、設計型實驗為主。
近年來，雖然出版的實驗教材數量有所上升，但整體比重還是比較低。例如，作者對國內某大出版社公布的計算機類教材清單進行了統計分析：在570本教材中，實驗教材共73本，占總數的12.8%；而這些實驗教材基本上以大學計算機基礎和程序設計類課程(包括數據庫程序設計)的實驗教材為主，其中大學計算機基礎課程實驗教材占實驗教材總數的34%；程序設計類課程實驗教材占實驗教材總數的44%；其他所有課程的實驗教材只占22%。從各類別教材中實驗教材的比例上看，在大學計算機基礎課程教材中實驗教材占30%；在程序設計類教材中實驗教材占31%；而其他類課程實驗教材的比例僅占4.2%?？梢?，目前已出版的實驗教材主要集中在大學計算機基礎、程序設計這類計算機基礎課程上，專業課程實驗教材非常少，而綜合性設計(課程設計)的實驗教材更是非常缺乏。
從我們已經了解到的已出版的一些課程設計系列教材的情況看：
(1) 不同出版社計算機專業課程設計系列教材的側重點和風格不同，各有特色。但整體上來說，這些系列教材基本上都比較注重市場應用性廣的技術，專業覆蓋面和系統性都還不夠。已出版的課程設計教材主要也集中在程序設計、實用技術等方面。
(2) 不少教材的實驗案例偏重課程知識與相關技術的鞏固、掌握以及應用，而對系統分析與設計能力以及工程化方法方面的訓練份量還不夠。
因此，建設專業覆蓋面廣、體現綜合性設計和工程化方法的課程設計實驗教材是非常有必要的。
3計算機課程設計教材建設要點
課程設計是計算機及相關專業的主要實踐性教學環節之一。好的課程設計應該圍繞著一門或幾門主要專業基礎課或專業課，以培養學生系統設計與分析能力為目標，通過團隊式合作、研究式分析、工程化設計完成較大型的系統或軟件的設計題目。課程設計不應僅僅圍繞著鞏固、提高和融合所學的專業課程知識，更重要的是應該注重培養學生多方面的能力，如綜合設計能力、動手能力、文獻檢索能力、團隊合作、工程化能力、研究性學習能力、創新能力等。
因此，課程設計教材的建設應該緊緊圍繞著以上目標進行，突出以下特點：
(1) 系統性。課程設計適用于計算機專業絕大多數專業基礎與專業課程；學生系統分析與設計能力、工程實踐能力的培養是長期、系統的過程。為了加強學生實踐能力，課程設計教材最好能形成系統性，涉及專業主要課程，以給學生不同角度、不同層次、持續的實踐訓練。
(2) 典型性。課程設計中的案例應該圍繞相關課程的主要知識與技術，具有典型的代表意義，這樣有利于學生更深入地鞏固與掌握相關課程的主要知識。
(3) 工程性。目前，計算機軟硬系統的設計與開發基本上都需要應用工程化方法、進行團隊式合作。因此，課程設計作為實踐能力訓練的重要階段，也應該體現和突出工程化方法和團隊合作意識。
(4) 探索性。課程設計不同于一般課程實驗的主要表現點之一是：希望學生能圍繞課程設計目標，通過查找與分析有關參考資料，進行探究式的學習，激發創造的意識和能力。所以，在案例分析與練習方面，不應該只是“手把手”地教，更應該留有進一步發揮與想象的余地。
(5) 可仿性。課程設計一般通過案例分析引導學生進行進一步的課題設計，因此這些案例本身應該具有可再現性，即學生通過教材的案例分析可以自己設計實現相應案例；另外，學生也可以在案例基礎上進一步擴展和創新。
(6) 層次性。近幾年來，越來越多、不同層次的學校在計算機專業中開始實施課程設計。由于不同學校學生層次的差異比較大，建議在課程設計的題目上有一定的訓練梯度，盡量能使不同水平的學生都能從中受益，既有詳盡的指導，也有適當的提示。
4浙江大學計算機專業課程設計實驗教材
浙江大學計算機學院在專業課程中實施課程設計(project)已有10多年的歷史，積累了豐富的經驗和資料。目前，該學院80%以上的專業骨干課程要求學生必須完成相應的綜合實驗，其中大多數是以團隊合作方式完成。
為全面總結專業課程設計的建設經驗，推廣建設成果，該學院特別組織相關課程的骨干任課教師編寫了一部以課程設計內容為主的“高等院校計算機專業課程綜合實驗系列規劃教材”，并將于2007年下半年由浙江大學出版社陸續出版。
該系列教材的作者們不僅具有豐富的教學經驗而且還具有豐富的科研經驗，是浙江大學計算機科學與技術學院和軟件學院的教學核心力量。這支隊伍目前已經獲得了兩門國家精品課程(C語言程序設計基礎及實驗、操作系統)以及四門省部級精品課程，出版了幾十部教材。系列教材涵蓋了絕大部分專業必修課程和部分選修課程，是一部比較完整的專業課程設計系列教材，也是國內首部由研究型大學計算機學科獨立組織編寫的專業課程設計系列教材。
系列教材由《C程序設計基礎課程設計》、《軟件工程課程設計》、《數據結構課程設計》、《數值分析課程設計》、《編譯原理課程設計》、《邏輯與計算機設計基礎實驗教程與課程設計》、《操作系統課程設計》、《數據庫課程設計》、《Java程序設計課程設計》、《面向對象程序設計課程設計》、《計算機組成課程設計》、《計算機體系結構課程設計》、《計算機圖形學課程設計》等十三門課程的綜合實驗教材所組成。
下面舉例介紹其中幾本教材的主要內容及特點。
《C程序設計基礎課程設計》：在分析C語言高級編程技術的基礎上，通過對“通訊錄”、“計算器”、“俄羅斯方塊”等3個完整案例的解析，指導讀者按照軟件工程的生命周期開發過程，從問題分析、設計、編碼到測試，循序漸進地完成大型程序的開發。教材還提供了9個大型程序訓練的題目及簡要分析，供讀者練習。本教材還針對教學需要，提供了可參考的實施過程說明、開發文檔模版、考核方法和評價標準，特別強調學生團隊合作精神的培養。
《數據結構課程設計》：針對堆棧、樹、圖、排序、哈希查找、算法設計等方面的內容提供了8個課程設計案例，分別從基本知識回顧、設計題目、設計分析、設計實現、測試方法、評分要點等幾個方面進行分析。教材還提供了8個課程設計習題，并對實現要點進行了簡要的分析。
《計算機組成課程設計》：要求實驗者用硬件描述語言(Verilog HDL)設計單元電路、功能部件和指令條數有限而功能較齊全的單時與多時鐘CPU。在計算機功能單元仿真模擬正確后, 實驗者能把自己設計的結果寫入到Spartan-3 Starter Kit Board開發板的FPGA可編程芯片上，并能直接實驗自己的設計(芯片)是否達到預期目標。實驗設計由淺入深，內容豐富。
《數據庫課程設計》：以圖書管理系統的開發為例，從需求分析開始，到數據庫設計、數據庫應用和應用開發等過程。其中應用開發的環境和工具包括MySQL數據庫和ODBC接口技術，以及SQL Server和JDBC等。本書側重于介紹“怎么做”和做的過程，而非原理性和全面性的闡述。
《軟件工程課程設計》：主要圍繞軟件工程的基本知識點，通過詳細分析一套典型的實際案例――銀行系統的開發，指導學生應用軟件工程生命周期的理論以及使用相應工具完成實際項目的開發。同時提供了一系列練習項目，供讀者進一步練習。
《編譯原理課程設計》：主要圍繞設計、實現一個簡單的程序設計語言SPL(Simple Pascal Language)及其編譯器；涵蓋了編譯原理的詞法分析、語法分析、中間代碼生成、代碼優化和目標代碼生成等各階段的內容。通過對該語言編譯器的分析，使學生們對編譯原理有一個形象、直觀和透徹的認識和感受，以便更深入了解和掌握編譯原理的內容和實現方法，進而提高分析問題與解決問題的能力。
組成原理課程設計總結范文6
關鍵詞：認知學習理論；工程類；網絡課程設計
《中國百科大辭典（第二版）》對“工程學”一詞給出明確定義，即將自然科學原理應用于生產實踐所形成的各學科，如機械工程、材料工程、建筑工程等。從此定義可以看出工程類專業的教學目標主要在于自然科學原理的應用，也就是掌握技術。所謂熟能生巧，巧就指技術，所以工程類學生需進行大量的實踐訓練來掌握技術。
網絡課程是現代遠程教育的重要載體，其質量直接影響著遠程學習者的學習效果和教育目標的實現，而由于遠程教育師生在時間、地點上的分布式特點，使網絡課程的設計模式不能等同于傳統課程的設計模式。近年來網絡教育的發展步伐日益穩定，并且涌現出一些不錯的網絡課程案例，比如目前評出的網絡教育國家級精品課程及部分省市級精品課程等。但是，由于工程類課程的特殊性，主要表現為計劃性、技術性和復雜性它需要學生在意義建構與統籌運用知識、判斷與分析處理問題以及溝通協作等方面都具有較高的能力，這對網絡課程的設計提出了更高的要求。
一般認為，技術與教學結合的過程至少涉及3個方面：學習理論、技術本身和教學實踐而本文僅選擇“學習理論”這一維度進行分析。任何的課程設計必須基于一定的學習理論，并以學習理論的思想作為設計原則貫穿始終。本文結合目前對網絡教育影響較大的認知學習理論的一些基本觀點，探討如何才能更好實現工程類網絡課程的培養目標，并嘗試性地提出一些適于工程類網絡課程的設計策略。
1工程類網絡課程概述及培養目標
1.1網絡課程及網絡課程設計的特點
何克抗教授曾經在2005年提出過網絡課程的定義：“網絡課程是在先進的教育思想、教學理論與學習理論指導下的基于Web的課程，其學習過程具有交互性、共享性、開放性、協作性和自主性等基本特征”。
網絡課程通過網絡創設虛擬化的集成教學環境和豐富的教學資源使學生通過自主化、個性化和協作化的學習來實現課程的培養目標。網絡課程不同于傳統的課程，在進行網絡課程設計時需考慮師生分離的教學形式、遠程學習者的學習特點、技術支持等因素，所以網絡課程不能完全依照傳統的課程設計理論，它應該有自己的一套理論原則。
1.2工程類網絡課程的設計目標
根據前文所述的工程學及網絡課程的定義，本文對“工程類網絡課程”也進行了界定：工程類網絡課程是在現今的教育理論與學習理論的指導下基于互聯網開展的以傳遞自然科學原理及如何將其應用于生產實踐為目的的課程，課程的學習過程具有交互性、自主性、開放性、協作性與實踐性。
工程學是將自然科學原理應用于生產實踐所形成的各學科。根據此定義可分析出工程類課程的培養目標，即：（1）掌握自然科學原理；（2）學會如何運用自然科學原理；（3）準確應用于生產實踐。
簡單來講，工程類網絡課程是在一定的教育理論和教學設計思想的指導下，基于網絡的工程類課程。因此，工程類網絡課程的培養目標就是學習者通過學習網絡課程，實現以下目標：（1）理解并掌握課程中的概念與原理；（2）已獲得概念與原理的運用法則；（3）形成技能，可在生產實踐中熟練運用。
2認知學習理論及其對工程類網絡課程設計的指導
以心理學家安德森（Anderson）為代表的現代認知心理學家認為，根據個人反映活動的形式不同，知識可以分為陳述性知識、程序性知識和策略性知識。在解決問題的過程中，三者相輔相成，缺一不可。陳述性知識在整個知識系統中往往起到基礎的作用，各種一般程序性知識的獲得和運用都要受到策略性知識的指導和支配。
工程類網絡課程的三項培養目標分別與陳述性知識的學習、策略性知識的學習和程序性知識的學習相互映射。本文將從工程類網絡課程的培養目標入手，結合認知學習理論進行分析，試圖尋找更宜于各培養目標實現的理論依據與設計策略。
陳述性知識是對定義、原理、規律等的描述性知識，而這恰好映射了工程類網絡課程的第一個培養目標，加涅指出這些定義、規律等陳述性知識在整個知識系統中起著基礎的作用，并且還是思維的工具，所以學生智力技能、認知策略或動作技能的培養和鍛煉無不需要其掌握廣泛和精確的陳述性知識。
認知心理學家認為，環境知識提供潛在的刺激，至于這些刺激能否引起以及引起何種反應取決于學習者內部的心理結構。美國心理學家布魯納認為學習由一系列過程組成，要重視研究學生的學習行為，教學應注意學習各門學科的基本結構，而這些知識結構的小元素，就是我們所說的陳述性知識。陳述性知識是對定義、原理、規律等的描述性知識，而這恰好又映射了工程類網絡課程“理解并掌握概念與原理”的培養目標。
為了有效的將外界客觀事物的關系內化為學習者的內在認知結構，認知學習理論認為課程設計應堅持一些基本原則，而這些原則對陳述性知識、程序性知識和策略性知識的學習，也就是對實現工程類網絡課程的培養目標有一定的指導作用。
（1）逐步分化原則，要求課程內容的呈現要從最基本的概念開始，根據具體細節逐步分化。并且認為概念和原理越是基本，在解決問題和學習新內容時應用性越大。（2）分類處理原則，要求課程設計者根據所闡述事理的屬性和關鍵特征將它們進行分類處理，便于學習者在學習過程中系統的選擇和抽象概括，并且這種分類處理既符合人類認知事物的基本規律，也容易使學習者形成概念。（3）積極參與原則，是指學習者不是被動地接受刺激，然后給予反應，而是積極主動地參與學習活動，主動獲取并內化知識。
3工程類網絡課程的設計原則探究
筆者從上文對工程類網絡課程的培養目標及認知學習理論的深入分析的過程中，結合學習理論的課程設計原則，總結出了幾條工程類網絡課程在進行課程設計時應遵循的原則，在此一一列出，供大家探討。
3.1以學習者為中心，支持學習者自定步調、自主學習
工程類網絡課程的設計應該更關注學習者的需求，及學習者與學習課程的關系，網絡課程不是用來規范和約束人的工具，而是學習者自我實現的階梯。因此，學習者應該在網絡學習的過程中占絕對的主體地位，根據自己已有的知識結構，有目標的選擇合適的學習內容，自主管理學習步調與學習方式。
所以在設計網絡課程時應該思考四個問題：（1）課程內容能否滿足學習者的需求（2）課程設計是否適合遠程學習者的學習特征？（3）課程設計是否有成熟的評價與反饋機制，供學習者自主學習？（4）課程設計是否給學習者留下了自我思考與自主建構的空間？
3.2課程內容分層分類設計
工程類網絡課程的一個重要目標是技術的統籌掌握與應用，此處的技術一般是指程序性知識。而程序性知識學習的各個階段對應著網絡課稗中不同稗度與不同類犁的知識，為了便于學習者意義建構和程序性知識的形成，應該根據學習者特點和知識特點分層分類的進行設計。
建議在設計課程時，應根據知識的屬性和內容關鍵特征，將其進行分類處理，并且知識呈現的序列應由最一般的基礎性概念開始，再根據具體細節逐步進行知識分化。
3.3積極參與與主動建構
認知主義思想認為在學習過程中應該讓學習者積極參與，在網絡課程設計中我們應注意課程的交互性和可操作性的設計，保證在進行每一個小單元的學習時，學習者都可以積極的參與到其中，比如：通過選擇、填空、書寫答案或游戲等方式，使學生保持積極的學習動機。網絡課程應該給學習者的信息加工活動提供條件和空間，使其能夠積極主動的參與到知識的意義建構中，最終真正的獲取知識。
3.4即時強化與反饋
即時強化與反饋可以提高學生學習興趣，減少負遷移，加快概念原理性知識向技能操作轉化，使技能達到自動化并保持在較高水平等。比如，設計網絡課程時，設置實時在線交互與答疑、評價機制、錯誤記錄機制、鼓勵與懲罰機制等。
3.5創設學習情境與實踐環境
應該給學習者提供與其現實生活相似的或真實的情境，以利于激發學習者內部的動機，讓學生參與到整個學習過程中，提高學生的認知水平，培養學習者解決問題的能力和探索精神。學習者能否有效學習并熟練運用操作技能是衡量工程類網絡教育成功與否的一個重要因素。
近年來，幾何與物理建模方法、高性能計算、新型傳感和感知機理、高速圖形圖像處理以及人工智能等技術已經相對成熟，網絡試驗系統和虛擬實驗室的研究與應用也有了很大的發展，筆者在此不多闡述。但認為在網絡課程中應用這些技術的時候需考慮2個問題：（1）應用此技術解決了什么問題？（2）應用此技術的初衷是什么？
3.6課程的開放性
