發布時間：2023-04-19 16:48:06
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汽車電磁兼容性是指汽車在運行過程中，車上的電子電氣設備不互相影響，能兼容地工作。隨著汽車電氣設備數量和種類的不斷增加，直接導致了汽車內的電磁環境日益復雜，相互間的電磁干擾也將愈加嚴重。當電磁干擾發生時，可直接導致受干擾的敏感電子設備功能降級，甚至導致其功能失效，給汽車的安全行駛造成嚴重影響。因此保證各種設備在復雜電磁環境下正常運行顯得尤為重要。
二、汽車電磁干擾的產生與傳播
汽車上的電磁干擾問題按其耦合方式可分為傳導耦合干擾和輻射耦合干擾。
2.1汽車的傳導耦合干擾在汽車中電磁干擾能量以電壓或電流的形式通過某些部件把干擾能量耦合至敏感接收器，稱為傳導耦合干擾。汽車的直接傳導耦合是指電磁干擾直接通過汽車上的導線、金屬體、電阻、電感、電容等阻抗耦合到接收器；公共阻抗耦合是指電磁干擾通過印制電路板和機殼的接地線、電氣設備的公共安全接地線以及接地網絡中的公共阻抗或者公共電源中的公共阻抗耦合到接收器；轉移阻抗耦合是指電磁干擾通過轉移阻抗將干擾電流轉變為接收器的輸入電壓加到接收器的輸入端。將電磁干擾能量以電磁波的形式通過汽車及其周圍的空間耦合至敏感設備稱為輻射耦合干擾。
2.2汽車電子控制系統（ECU）ECU控制著汽車上電子設備的工作是重要的車載設備。由傳感器將信號輸入ECU，然后通過ECU對信號進行處理輸出到執行器件中。控制系統中的電器開關或點擊等負載的開關過程中的高電壓通過信號控制線進入ECU內部，影響ECU的正常運行。電磁波也可能通過線束和連接器的耦合進入ECU內部，使ECU的電磁環境變得更為復雜，容易導致它的誤操作和失靈，危及到汽車行駛的安全性。因此通過與ECU電磁兼容性的研究，可以降低誤操作進而提高行車安全的有效方法。
三、傳導干擾對ECU控制系統的影響
ECU連接汽車的傳感器、執行器和電源。這些電器元件不僅是空間電磁輻射的接收器，也是外界電磁干擾進入ECU內部的傳導耦合通道。
3.1電磁干擾通過導線傳導進入ECU的研究ECU控制系統傳導模型：設一屏蔽箱體，在其前端平面的中心位置開一孔。連接導線1首端接入50歐姆負載，末端接入屏蔽箱體內與印制電路板上的金屬帶相聯結；導線2一端(Port3)接入干擾源，一端與電路板金屬帶相連，并且分別連接導線電路板終端(Portl)和(Port2)后各接50歐姆電阻。電路板置于屏蔽箱體前端一定距離。通過散射參數(S參數)來反映入射波和反射波之間的關系參數。
MC9S12XE系列單片機于2009年9月推向市場，經過幾年的市場考驗，其應用已日趨成熟化。飛思卡爾公司為確保此系列單片機產品供貨的長期性和穩定性，提供了業內領先的長期市場供貨計劃，保證最短15年的供貨期和一流的技術支持，并在國內設有生產廠，目前市場售價60元左右。MC9S12XE系列單片機主要有五大特點。
1）單片機內部采用了增強型XGATE協處理器模塊，允許高速數據自主地在單片機外設和內部RAM、I／O端口之間進行數據傳輸與處理。XGATE內置有一個16位的精簡指令集內核，可以對要傳輸的數據進行預處理并執行復雜的通信協議，易于用C語言進行編程。XGATE可以顯著降低CPU的負荷，使CPU能夠集中資源運行關鍵的系統活動，從而提高了單片機的數據處理能力。
2）S12XE系列包括一個存儲器保護單元（MPU），用于防止軟件中的系統錯誤。這個MPU解決了不同模塊之間的錯誤交互導致的潛在問題，這項特性在汽車設計中非常關鍵，因為它有助于最大程度地控制汽車中系統故障的擴散。
3）單片機片內集成了可達1024KB的閃速存儲器Flash。近年來，隨著Flash在單片機片內的應用走向成熟，單片機的開發和應用又迎來了一次新的飛躍。Flash是一種非易失性存儲介質，讀取它的內容同RAM的讀取一樣方便，而對它的寫操作卻比EEPROM還要快。在系統掉電后，Flash中的內容仍能可靠保持不變。Flash的主要優點是結構簡單、集成密度大、成本低。由于Flash可以局部擦除，且寫入、擦除次數可達數萬次以上，從而使開發微控制器不再需要昂貴的仿真器。
4）簡單的背景開發模式（BDM）：PC主機BDM調試器目標板，使得開發成本進一步降低，也使得現場開發和系統升級變得比較方便。
5）應用鎖相環技術提高了系統的電磁兼容性。在以往不使用鎖相環的微控制器應用系統中，晶振電路由于其工作頻率比較高（通常為幾兆赫茲至幾十兆赫茲）而成為一個很大的干擾源，這一問題給系統設計、線路板布局帶來了很多不便。MC9S12XE系列單片機在時鐘發生系統中巧妙地使用了鎖相環技術，因而可在幾兆赫茲的外部晶振情況下，通過軟件編程產生上百兆的系統時鐘，從而降低了對外輻射干擾，提高了系統的穩定性。
2在汽車電子中的應用
現以一個典型的后處理系統電控單元的設計開發為例，說明XEP100在汽車電子領域的應用，該系統基于模塊化的設計思想，主要從電源模塊、信號輸入調理模塊、中央處理模塊、通信模塊、尿素泵的驅動模塊、尿素噴嘴的驅動模塊、尿素泵管箱加熱的驅動模塊、故障診斷模塊而設計。中央處理模塊采用了飛思卡爾16位單片機XEP100作為核心處理器，主要功能是根據從CAN總線上獲得的發動機的實時工況、數字信號（包括鑰匙開關、蓄電池的電源開關等）和模擬信號（包括尿素溫度、尿素液位、尿素壓力、催化器前溫等）由單片機XEP100進行精確的邏輯運算，來控制尿素溶液的噴射時刻和噴射量，尿素溶液被噴射到排氣管中與發動機尾氣進行化學反應，從而起到凈化尾氣的作用。電源模塊需要把蓄電池電壓24V轉換為5V的直流電壓，為單片機等集成芯片及傳感器提供5V電源。中央處理模塊是由中央處理器、晶振電路、復位電路、程序刷寫電路和接口電路組成，它是整個控制器DCU的核心，也是單片機XEP100工作必不可少的最小模塊單元。CAN通信模塊實現與發動機控制器ECU、儀表控制器信息的交互，通過CAN總線實現參數的在線標定調試、程序的刷寫。信號調理模塊主要用于處理模擬信號和鑰匙開關等數字信號，模擬信號需要經過一系列的調理電路處理成0~5V的電壓信號給單片機的AD端口，再由單片機進行AD轉換，數字信號經過一系列的調理電路給單片機的IO口。尿素泵的驅動模塊中采用了infineon公司的電機控制芯片，它內部集成了H橋電路，用來驅動泵內的電機，實現電機的正反轉；對噴嘴、尿素箱加熱、尿素泵加熱、尿素管加熱的驅動采用了安森美公司的MOSFET功率驅動芯片，對執行器的診斷可通過SPI接口與單片機通信，實時讀取故障信息。該后處理系統的電控單元被應用在重汽國Ⅳ重型柴油車輛上，主要包括A7車型和HOWO車型，以滿足重型柴油機國Ⅳ排放法規的需要。經過長期的試驗驗證，證明以單片機XEP100為主控芯片的電控單元具有非常好的穩定性和可靠性，并贏得了良好的市場反映。
3結束語
1.1實踐教學考核項目欠科學。目前實踐課成績評定主要參考以下幾個方面：學生的出勤率、在規定課時內完成實踐項目的情況、實踐教學設備是否完好、實踐報告的撰寫提交情況。然而，對于學生發現問題的能力、針對所發現問題解決的能力等反映學生創新意識、創新素質的考核項目卻未能體現。考核項目的不科學致使學生在參與實踐課時存在很大惰性。針對鶴壁汽車工程職業學院高職汽車電子（以下簡稱汽車電子）專業2013-2014學年第二學期開設的《汽車電控系統實習》課程，從實踐教學目的、實踐操作、實踐環節出現的問題及解決方案的設計四個方面就實習學生學習目的性進行調查。從隨機抽取的汽車電子1206班部分學生調查結果可以發現：超過半數的學生對實踐學習的目標較為明確，能夠認識到參與實踐課學習之前需要掌握哪些理論知識、通過實踐驗證了哪部分理論知識，并能夠按照教師要求較好完成實踐步驟。但是，也存在實踐目的性不明確、盲目參與實踐的學生，統計發現這部分學生約占學生總人數的20%左右。
1.2實踐考核內容有待優化。當前高職實踐課程教學內容大多由理論課程內容演變而來，兩者密切相關，實踐課程的輔主要體現在：
1.2.1考核方式相對獨立。由于實踐課課時相對于理論課偏少，且通常采取單獨考核方式，因此考核結果難免有失偏頗。
1.2.2考核內容缺乏創新性。在實踐課時有限的前提條件下，驗證性考核內容占據了實踐考核的半壁江山，而真正能夠培養學生創新思維、創新素質的設計和綜合性實踐占比卻很小。這種考核方式勢必導致學生的思維定勢，不利于其創造性的發揮。
1.2.3考核對象被動性。學生依據教師講解的原理、操作步驟、設備使用方法按部就班地進行實踐，幾乎沒有主動思考的機會，處于被動實踐的地位。對于在實踐環節出現的問題，學生解決的情況如何、是否有助于培養學生的創新能力、是否有利于發揮對后續課程的指導作用在實踐考核中均未得到體現，嚴重制約著學生綜合能力的發展和培養。
2實踐教學內容新特點
2.1獨立性與系統性相結合。實踐教學在汽車電子專業中占有極其重要的地位，因此，應對教學計劃進行調整，整合專業理論課和實踐課的學時分配，改變以往實踐課作為理論課的依附，處于從屬地位的狀態，對實踐課進行單獨設課，使之成為獨立的課程體系。此外，要加強實踐課對于后續課程的指導地位，前后實踐項目應形成完整的課程體系。
2.2驗證性與設計性相結合。實踐教學內容的設計應本著“以學生就業為導向、以培養復合型高技能人才為目標、以綜合能力培養為本位”的原則，一方面要有利于學生對教材理論知識的鞏固消化；另一方面應增加設計性、綜合性實踐項目，強化對學生基本能力基礎之上的專項能力、綜合能力、崗位能力的培養，提升其就業能力。
2.3知識性與能力性相結合。傳統的以反映實驗原理、實驗目的為重點的單純知識性實踐內容被逐漸淡化，取而代之的是反映學生學習能力的實踐預習、實踐操作、實踐數據處理分析、實踐報告撰寫等方面相結合的實踐內容。
2.4專業性與職業性相結合。實踐考核的內容除了要體現學科專業特點，更應注重對學生職業綜合素質的培養，提倡按照職業實際的工作任務、工作情景組織實踐課程，形成圍繞工作過程的“綜合性”實踐內容體系。
3開放式實踐考核模式
3.1考核模式的依據。實踐考核應著重肯定“實踐教學的整體性、學生群體的差異性、師生交互的雙向性及學生實踐的主體性”，以上述思想為依據，采取“統一要求”與“差異區分”相結合的考核模式。為了克服傳統實踐教學中教師“填鴨式”講解操作、學生“機械式”被動模仿的弊端。“開放式”的實踐教學要針對高職實踐教學的新特點。在教學過程中，教師應扮演好導師的角色，只為學生提供完成實踐任務必須的實踐材料并提出實踐要求，具體的實踐方案的制定、時間步驟的安排、實踐操作的完成均應由學生自己承擔。學生成為實踐學習的主體，教師只是起到了積極引導的作用。這一素質教育和創新教育思想的確立，使得學生在實踐過程中不再過分依賴于教師的“指導”，而是被給予了更多“獨立思考”的機會，從而有效地培養了學生的創新能力和創新素質。
3.2考核模式的實施。開放式實踐考核模式在具體實施過程中應本著“統一要求”與“差異區分”相結合的原則，著眼大眾，突出個體，具體實施模式如下：首先，針對所有參與實踐課的學生采取統一考核方式，在實踐課程結束之后安排學生參加與理論考試同等效力的實踐操作考試和筆試，全面考查學生實際動手能力和創新素質，以檢驗所有參與實踐課程學生完成教學目標的情況。“統一要求”的考核模式采用“微觀專業考核”+“宏觀能力測試”考核辦法。“微觀專業考核”具體包括實踐目標、實踐操作、實踐過程中出現問題的分析及問題解決方案的設計四個方面的學習情況測試，通過對2013-2014學年第二學期汽車電子專業1206班的《汽車電控系統實習》考核測試，發現：90%以上的學生理解實踐前應具備的理論知識，實踐驗證了教材中哪部分理論；能夠按照教師的要求較好完成整個實踐過程操作。對于“宏觀能力測試”，則是在學生具備了扎實的理論基礎后，考查學生組織管理能力、解決實際問題能力的測驗。在已完成實踐任務的學生中抽選數名作為輔導教師指導其他班級實踐課的學習，通過指導其他同學，這些具備輔導教師身份的學生專業理論更扎實，技能操作更熟練，組織管理能力得到了相應提升。其次，由于學生之間存在個體差異，每個學生的知識接受能力和思維反應能力有差別，完成實踐任務所需的時間不同，在規定的課時內對實踐內容的掌握程度必然存在差異。高職教育倡導大眾化與高等化相結合，所以“差異區分”的考核對象應回歸到實踐知識掌握牢固、實踐動手能力強的學生之中。針對學生在實踐過程中發現的問題，教師應從專業角度給出問題解決的方向，通過教師的指導，學生能夠更深入地理解知識應用背景，并將知識點重新整合，并提出更有價值的觀點。通過將“開放式”實踐考核模式應用于汽車電子專業，發現“差異區分”的考核模式提升了學生學習的主動性，這可以由學生參加汽車維修工資格考試的人數及考試通過率得到驗證。此外，該考核模式培養了學生的創新素質和創新能力，該校汽車電子專業學生參加2012年河南省職業技能大賽汽車檢測與維修項目比賽獲得了第三名的好成績，這與實踐教學考核模式的改革息息相關。
4結語
由于CDIO的教育理念能夠讓學生獲得更寬更深知識的同時,還能夠逐步具備足夠的人際交流能力、專業知識應用能力、產品和系統的構建能力，適應行業對人才的需求，所以并聯機器人與機電系統實驗室(以下簡稱“機電實驗室”)作為機械電子工程專業教學、科研和人才培養的重要基地，于2009年開始積極引入CDIO教育理念，從培養目標、課程結構、實驗內容、教學方法及實驗教學評價體系等方面做了重大改革。
2基于CDIO的機電專業實驗教學改革與實踐
2.1培養目標的確定
CDIO的12條標準之一即為以CDIO工程教育為基本環境，強調技術知識和能力的教學實踐要以產品、過程或系統的構思、設計、實施和運行作為工程教育的框架，使學生的基本個人能力、人際交往能力和對產品、過程和系統的構建能力達到專業設定的目標，并且滿足企業對人才的需求。機械電子工程專業培養的是具有機械電子工程專業基礎知識與專業技能，且能在生產一線從事機械電子工程專業產品的設計制造、控制開發、應用研究和生產管理等工作的應用型專門人才。結合CDIO教育理念及機械電子工程專業的培養目標，機電實驗室將以應用型工程師的人才培養目標為主線、以企業對應用型工程師的能力需求為導向、以企業生產一線創新意識和能力的培養為提升來定位實驗教學的能力培養目標。
2.2實驗教學內容
CDIO教學理念注重一體化教學，強調能力培養，同時要求培養計劃的設計做到各學科之間相互支撐。隨著科學技術的發展，機械電子工程專業越來越多的與電氣、控制、通信、材料及系統學等學科進行交叉。因此，實驗教學特別重視基礎訓練、拓寬專業，重視綜合實踐性以及系統設計開發能力和創新能力的培養，合理構建實驗教學內容。
1）加強原有的專業基礎類實驗，開設課程三級項目。
機械電子工程專業方向的課程設置主要包括三大知識模塊：機械設計及制造知識模塊、強電知識模塊、弱電知識模塊，所涉及專業課程繁多，倘若側重理論教學而忽視學生的實際動手操作，則容易出現理論知識與實際應用脫離、學生感到學習枯燥的現象。所以，需要加強原有的專業基礎類實驗教學的同時，針對一門或兩門課程設計三級項目，將實驗融入到三級項目中，學生可以根據項目需要自行設計實驗方案，這種基于項目的學習，改革了枯燥無味的呆板實驗，給學生創造了更多動手動腦的機會，加深了對課堂理論知識的理解應用。
2）結合工程實際設計實驗內容。
隨著現代化工業的發展，產品設計技術趨于數字化、信息化和網絡化，生產自動化和智能化程度相當高，機、電、控已成為一個不可分割的有機整體，企業對機電類專業人才的工程能力和創新能力培養提出了更高的要求，培養適應性強且符合市場需求的創新型人才迫在眉睫。因此，機電實驗教學對機電專業工程應用型創新人才的業界需求進行分析，從市場需求出發來培養學生。打破各門課程的界限，拓寬實驗內容范圍，按照對學生綜合創新能力培養的基本要求設計實驗內容，為學生提供一種全新的工程應用教學環境。如結合工程實際，增設機、電、控綜合實驗，使學生學會綜合應用流體傳動、電氣控制、PLC、機械工程測試、傳感技術、嵌入式技術等多門課程的知識，并會使用各種實驗設備儀器。
3）完善機械工程研究實驗平臺，加強理論研究能力的培養。
引入CDIO教育理念后，機電實驗室不斷完善機械工程研究實驗平臺，為學生提供充足的實驗設備和計算機，制定具有綜合性、設計性、應用性及研究性的實驗教學內容，使學生在實驗過程中能夠結合相關技術進行系列理論研究，開發學生創新思維，激發學生探索新的理論知識，鍛煉學生的自學能力、增強學生綜合運用知識的能力，從而培養出具有機械電子工程領域較強實踐操作能力及扎實的理論分析能力的綜合性人才。
2.3實驗教學方法及考核方式
CDIO教育理念提倡基于項目教育和學習的新型教學模式，注重培養學生的工程能力、職業道德、學術知識、運用知識解決問題的能力、終生學習能力、團隊協作能力、交流能力和大系統掌控能力，從而培養既有過硬的專業技能，又有良好的職業道德的國際化工程師。為此，機電實驗室采取以學生為主體，以教師為主導，知識、能力、素質協調發展的教學方法，發動學生參與實驗教學和管理，培養學生的主人翁精神和意識；采用多方面、多樣化的綜合考核方式，不僅對學生進行考核，還要對實驗教學人員進行考核，各個環節的考核結果相互融合，不僅能夠實現對學生的技術能力、工程素質、交流與溝通能力、團隊協作能力和創新能力的全面考核，也能夠提升教師的技術應用能力，提高技能操作水平，積累工程應用經驗。
2.4實驗教學案例
實驗教學是高校培養人才戰略方案中不可或缺的教學環節,也是培養學生綜合能力的重要環節，以上從培養目標、實驗教學內容、實驗教學方法及考核方式等方面論述了機電實驗室引入CDIO教育理念后所采取的改革措施，下面以機電一體化專業核心項目體系的實施為例，談談機電實驗室引入CDIO教學模式后的教學實踐。該項目以《機電一體化系統設計》、《單片機原理及應用》和《機器人》三門課程為核心設立，包括兩個實施階段，其中在三級項目階段，學生以團隊的方式自主完成以嵌入式計算機（單片機）控制系統為核心的機電一體化產品—智能小車的構思－設計－制作－調試運行；在二級項目階段，學生運用四周時間，進行自主創新研發，自主設計集成一個取料手爪或運料的自動翻轉車廂，將智能小車升級成為移動式的抓取機器人和移動式搬運機器人，通過進行機器人運動控制規劃，控制機器人完成一系列復雜的動作，如手爪張合、車體回轉、智能循跡和避障、協同作業等任務，最終由兩個機器人協作配合完成一次物料的抓取和運送任務。學生自主完成從方案設計、詳細設計、加工制作到集成調試的全過程，最后以分組比賽的方式驗收。
3教學實施體會
1.器件與控制部分應注重練習。
電力電子器件及控制部分具有覆蓋面大、定性與定量相結合的特點，學好這一部分，就必須將概念的理解與相關的計算進行練習，在習題式的教學中，不斷提高分析問題和解決問題的能力。研究生階段，各高校幾乎很少帶領學生做與課程相關的習題，多數學生也只有在考試的時候才有機會在試卷中解答一些問題，雖說現在不提倡傳統針對考試的題海戰術，但是平時適當做一些典型的練習還是有必要的，電力電子器件種類多、特點各不相同，而控制方法也有很多，甚至與自動控制原理等其他學科相關聯，在教學中適當找一些典型例題進行講解，可以讓同學們在繁雜的知識中抓住重點內容進行突破，最終掌握這部分知識要點。
2.學生自主參與新技術教學。
電力電子技術具有發展速度快的特點，新的技術和應用領域不斷出現，加強電力電子新技術的教學可以擴展學生知識面，掌握電力電子技術發展新方向。這一部分的特點是沒有定量計算、難度不大、但對于資料的收集工作量比較大，根據這些特點，在教學中，可以將這部分安排給每個學生進行講解，在講解前每個同學查找相關資料，然后對資料進行分類總結，加入自己的理解，在講解過程中既可以使用多媒體也可使用板書的形式，講解后學生之間可以相互提出問題，相互討論，形成良好的研究氛圍。在這種學生自主教學的過程中，既提高了學生查找資料的能力，也能提高學生的概括的創新能力，還為研究生畢業學術論文的撰寫提供了相關的經驗。
二、實驗教學應進行分類
電力電子技術是一個應用性很強的一門學科，在理論教學的同時一定要有相應的實驗來配合和補充，開設實驗課是對理論課的延伸和補充，更能夠突出應用型學科的特色。在實驗教學上，應分為驗證實驗、探究實驗、拓展實習三個部分進行教學。
1.驗證實驗應緊密結合課本。
驗證性實驗的特點是對已經有的理論進行實驗驗證，與學生的理論教學緊密銜接，通過書上的理論來指導實驗的操作，同時實驗的結果又可以加深學生對于書本理論的深度理解。在理論課程之后，應當有相應的實驗課程相跟進，在實驗開始前，老師帶領學生對課本知識點進行回顧，確定實驗目的和實驗步驟，同學們按照實驗要求完成相應的實驗操作，并能夠運用書本上的知識來解釋實驗中的現象，最后通過實驗報告的形式進行總結，得出驗證性的結論。
2.鼓勵開展探究性試驗。
電力電子技術是一門正在快速發展的學科，在實驗教學中，應當鼓勵學生進行自主探究，通過對已有知識的學習讓學生們充分發揮想象力，制作一些相關的小制作、小發明，在探究性試驗的過程中培養學生的創新能力。學生根據自己掌握的知識，結合當今電力電子發展的前沿技術，加上自己的想象力和創造力，獨立設計出屬于自己的電子作品，而在探究的過程中難免會遇到一些問題，這時老師應進行適當指導，給出一些方案，讓學生自主解決實際問題。平時盡可能地開放實驗室，使學生增加動手操作機會。此外還應當鼓勵學生參加“挑戰杯”等科技比賽，增加在創新方面的交流合作，從而學會更多解決問題的新方法。
3.拓展實習應突出實際應用。
在傳統的教學環節之外，對于電力電子技術這種應用型很強的學科，應適當組織學生到某個單位進行參觀學習。學習的目的是為了應用，當今電力電子技術已經應用在了許多領域之中，在實驗教學中可以聯系某個具體單位進行參觀，在實際的生產過程中，讓學生們更加具體地了解電力電子技術的應用。除了參觀之外，也可由老師或者學生找一些與電力電子技術應用相關的視頻資料，分享給大家進行觀看，也可以起到非常好的效果。實習結束之后，學生以報告的形式寫出自己學到了什么或者是心得體會。這樣，理論聯系實際，對于理工科的教學是有很大幫助的。
三、總結
1.1建設機械電子實驗室是高職院校教育發展的迫切要求。
高職院校培養的人才要求具有較強社會實踐能力，因此機械電子專業的學生應該具有將自己在學校學習到理論知識轉化為實踐技能的能力，而學生實踐技能的提高則需要學生要經過不斷的學習、實驗鍛煉而獲得，因此機械電子實驗室建設是適應高職院校教育發展的迫切要求。
1.2建設機械電子實驗室是實現產學研結合的有效手段。
產學研是高職教育發展的一大特色，通過高職院校與相關企業、科研機構的結合、借助各自的資源優勢，形成具有科學研究、人才教育培養以及產品生產一體化的系統，而要實現產學研的有效結合，發揮他們各自的最大資源優勢，需要借助某種中介，為他們的結合提供實現的場所，而實驗室的建設則滿足了產學研結合實現的手段。
2機械電子實驗室建設存在的問題
雖然近幾年高職院校意識到建設具有產學研結合的實驗室的重要性，并且也在積極地建設機械電子實驗室，但是產學研結合的實驗室的建設還是存在著一些方面的不足：
2.1實驗室的配套資源不能滿足教學和科研的需要。
目前高職院校的實驗室建設無論是在軟件配置上還是硬件設備上都遠遠不能滿足產學研結合下的機械電子教學和科研的需要，一是高職院校受到資金和場地的限制，高職院校的實驗室建設面積較小，實驗器材的科學技術含量不高，學生在實驗室進行的實驗也只是簡單的基礎性實驗，而不能滿足師生的創新科研實驗需要；二是高職院校的教師能力不足，高職院校的教師在進行實驗教學時，他們只是對學生進行一些重復性的基礎實驗，而不能對學生進行具有創新性的實驗教學。
2.2創新型、綜合型實驗的挖掘不夠。
產學研結合要求高職院校的實驗室建設要積極開展具有創新型、綜合型的實驗，但是實際情況卻是高職院校的實驗內容大部分集中在本專業的基礎知識實驗，而缺乏其它學科知識的實驗鍛煉，這樣的單一實驗模式不能適應具有產學研模式的高職教育發展，同時機械電子專業的技術更新速度非常快，而高職院校的實驗室建設又缺乏前瞻性，結果導致實驗室在建設完成后就已經落后于社會電子機械技術的發展。
2.3機械電子實驗室的制度不健全。
產學研結合的實驗室應該具有一個寬松的實驗鍛煉制度氛圍，師生可以在實驗室內進行各種創新實驗，但是目前高職院校的實驗室的各種制度相對來說比較繁瑣，尤其是實驗室的使用制度過于嚴格，不利于學生的使用，限制了學生的創新能力的發揮，使得實驗室的學術氛圍不濃厚，影響了產學研的結合效果。
3提高產學研結合的機械電子實驗室建設創新的對策
3.1以競賽為契機進行機械電子實驗室的創新實踐建設。
競賽是以教學活動為基本并且注重學科前沿技術，以培養學生的創新能力和協作精神的群體性科技競技活動，目前針對大學生開展的各種競技比賽非常多，比如全國大學生電子設計競賽以及各個地方舉辦的大學生機械設計大賽等，大賽命題是專家、學者經過多方面的論證而確定的，因此大賽的命題具有一定的學科前瞻性，學生通過參加各種競技比賽可以在實驗室內進行相關的實驗，而學生進行的各種實驗又為實驗室的創新建設提供了實踐經驗。
3.2加強機械電子實驗室資料電子文檔建設。
學生通過實驗可以獲得比較理想的科研結果，但是由于學生的科研報告撰寫不規范，使得學生的實驗結果不能與其它實驗方案進行比較，分析原因主要就是實驗室的相關資料比較缺乏，學生不能獲得足夠的資料，同時紙質的資料又由于查找困難，影響學生查找的積極性，因此產學研結合的機械電子實驗室要加強對電子文檔的建設，一是要與高職院校的圖書館建立電子網絡對接；二是高職教師要廣泛收集機械電子專業的資料，并將其轉化為電子文檔。
3.3建立健全創新型實驗室管理制度。
首先將模擬電子技術課程的教學體現在三個方面：課堂理論教學、計算機仿真技術輔助教學和實踐教學。其次，模擬電子技術相關知識點的實踐應用則貫穿于大二（下）到四年級的畢業設計，如大二的電子技術基本技能訓練、模擬電子技術課程設計，大三的綜合電子系統設計，大四的畢業設計等。其三，除了這些必修科目以外，在一些選修類項目，如大學生科技創新、電子設計競賽、社團組織中也體現了模擬電子技術知識的運用。通過培養方案的調整，可以行之有效的保證學生在校學習期間不斷學習、實踐模擬電子的相關知識，將學以致用的理念貫穿于整個在校學習期間，使學生在反復學習實踐中不斷拓展知識的深度和廣度，具有分析問題、解決問題的工程實踐能力。
二、改革探索更加有效的教學模式
（一）教學手段不斷改革
為了改進教學質量，提高教學效果，為培養應用型人才提供有力支持，近年來，我們在教學手段的不斷改進方面做了有益的嘗試。
第一，引入計算機仿真技術，將理論與實踐有機結合。在教學中引入仿真技術，有效的改進了教學效果，增強了學生分析問題、解決問題的能力。首先，站在教師的角度，仿真技術的使用，使教師在原有電子課件的基礎上，加入了對實際電路的分析過程，使得教學生動直觀，加深學生對概念和規律的理解和掌握。通過仿真軟件，不僅可以幫助學生理解一些抽象概念，并且可以使其深刻理解在電路中，各元件參數對電路的影響。其次，從學生的角度看，將計算機仿真技術與模擬電子技術教學內容有效結合，使學生通過仿真直觀的了解本課程研究中所能解決的實際問題，有利于激發學生的學習興趣與參與探索的求知欲。如在學習完相關理論后，引導學生利用仿真軟件自行設計波形信號發生器、多路輸出的直流穩壓電源、心電圖信號放大器、低頻功率放大器、光電報警器等。學生通過這樣一些模擬電路的實際應用，了解了課程的作用，明確了學習目標，產生了好奇心，激發了學習動力。在教學中引入計算機仿真技術，使學生在教師的引導下帶著問題進行自發學習，使整個學習過程始終處于探索研究、再探索研究到最終驗證的良性循環過程。
第二，開放實驗室，提供探究和創新的良好環境。模擬電子技術是一門實踐性很強，并且面向工程的課程，基本的應用電路在掌握了基本理論后，都需要實驗來驗證。通過實驗驗證理論發現問題結合理論修正問題再次進行實驗驗證，通過這樣一個螺旋式過程，學生學習知識的深度和廣度均不斷拓展。同時，也讓學生深刻體會到了實踐和理論的差異，在實踐中切實鍛煉了學生分析解決問題的能力。院系面向電子信息類學生開放電子技術實驗室，為學生提供了理論聯系實踐的場所，更為學生進行探究式學習提供了不可取代的自主學習平臺，是培養學生探究未知能力、實踐能力和創新能力的必要途徑。
除集中實驗外，課后及其他學期學生根據自己的興趣及時間安排，自行登記到實驗室進行實驗和研究。電子技術實驗室安排值班教師為實驗學生答疑，幫助學生探究和創新。實驗室的開放，滿足了不同層次學生培養實踐能力的要求，體現了因人而異、因材施教的教育理念。第三，充分利用網絡資源，引導學生自主學習。模擬電子技術課程為校級精品課程，目前在建校級資源共享課程。現有的精品課程網站，為學生的課外學習提供了一個高效的研究型學習平臺。精品課程網站提供了豐富的和教學相關的資訊。學生可以根據自己的興趣和愛好，進行探索式研究式自主學習。這樣的學習模式不受空間和時間的制約，延伸了學生獲取知識的途徑，不僅使得學生的學習變得更加便捷，而且學習起來更加自主、高效，更重要的是在學生能力培養方面起到了不可或缺的作用。
（二）教學方法不斷改進
教學是一個獲取知識、啟迪思想、激發潛能、培養能力的過程，它需要教師根據自己的教學能力設計一種教學策略，通過優化的教學手段和教學方法，在課堂上將教學內容精彩而生動地展示給學生，并且在課后進一步挖掘學生自主學習的潛力。在培養應用型人才思想指導下，我們不斷在教學方法上進行探索和改進，側重培養學生的工程應用能力。
1.采用啟發探索式教學激發學生學習興趣，提高教學質量。
采用啟發探索式教學提高學生的學習興趣，教師在教學中主要承擔主導作用。在對課程進行教學設計時，在保證基本概念的基礎上部分重點采用案例式教學，通過分析實際電路，引入知識點。通過課堂討論、仿真軟件演示、習題研究等環節，引導學生自主學習，讓學生由被動的接受知識轉化為主動的探索知識，充分發揮學生在教學中的主體作用。教師在完成一個知識點或一個章節的教學后，布置兩到三個綜合性的問題，讓學生自由分組形成課題組。利用課余時間自行通過查閱資料完成題目的分析、方案選擇、電路仿真設計、結果分析，并制作出一份多媒體課件及電子文檔說明原理、分析過程、重難點及注意事項，由課題組選派一名同學在課堂上進行講解，并且接受老師和同學的提問，進行討論。在這個過程中，學生不僅從中領會自學的思路，學會分析問題和解決問題，而且還培養了團隊協作能力和科技論文的寫作能力。還有一點也是很重要的，即講解之后還要接受老師和同學的提問，進行討論。在這個環節中，不僅可以查漏補缺，檢查出學生在學習過程中的薄弱環節，及時加以彌補，而且也可以有效的促進教學相長，教師可以根據討論中學生反映出的興趣點對教學過程進行進一步優化。最后，在教與學的位置互換中，學生親身體驗了“教”，這有助于加強師生之間的互相理解。
2.鼓勵支持學生自主學習，拓展知識廣度與深度。
課堂教學無論在時間和內容上都是有限的，除了課堂教學，課后可供學生自主支配的時間很多。引導學生利用好課余時間，是提高學習質量的一個有效工具。如在初期給出參考書目，讓學生閱讀，撰寫讀書報告；給出優秀的模擬電子技術學習網站或電子論壇，指導學生進行自主學習；訂好答疑時間，定期解答學習過程中遇到的問題；鼓勵學生參加專業社團及校省級大學生創新項目；在學生自愿報名的基礎上，優選學生參與省及國家的電子設計競賽和智能車大賽；鼓勵和幫助學生在校學習期間發表學術論文等。參與以上活動的優秀學生，根據培養方案中規定，均獎勵相應的學分，旨在鼓勵和培養學生的研究創新能力。通過近幾年的實踐，反映出學生普遍對面向實際、有挑戰性的課題比較感興趣。而興趣是促進學習的強大動力，在強大的興趣驅動下，在團隊精神的鼓舞下，學生自發學習，分析問題、解決問題的能力得到了迅速的提高。近年來，電信專業的學生在大學生電子設計競賽、智能車大賽中均獲得省級以上獎項。
（三）重組優化教學內容，充分發揮課堂教學的效果
在課時壓縮的客觀條件下，教學內容必須進行優化重組。教學內容在保證本課程基礎及關鍵知識點完整的前提下進行了合適的優選。在電子教案中增加了本學科領域的技術前沿和新科技成果的應用介紹，在不多占用課時的基礎上擴展了知識的廣度，提高了學生的學習興趣，同時也為學生的自主學習指引了方向。
1.1利于工業生產的更新換代
電力電子技術的應用能夠讓我國的民用電力設備效果得到大幅度的提升，讓我國人民的用電質量感受到明顯的變化。如今是一個科技化的時代，所以針對一些用電量較大的工業企業來說，電力電子技術的應用將會有助于其改造傳統工業的生產工藝，讓企業能夠將工作效率得到進一步的提升，并且穩步的邁向機電一體化的隊伍當中。
1.2智能化發展
我國的電力電子技術已經進入到了一個相對成熟的階段，而國家的相關科研單位也開始著手在其中加入更為高端的科技手段。這種做法不僅有利于電力系統的向前發展，同時還會增加電力電子技術的使用范圍，讓其更加的智能化與人性化。
1.3電力電子技術的高頻化
伴隨著電力電子技術的廣泛使用，為了讓其能夠更好的為我國的電力系統服務，已經開始逐漸的對傳統技術手段進行了突破，將運行系統不斷的高頻化。這樣不但節約了企業的設備占地面積，同時還從很大程度上提升了電力系統的運行效率。
2電力電子技術在電網中的應用現狀
2.1在發電系統中的應用
發電系統是整個國家電網中的重中之重，那么電力電子技術在這個系統中的應用也將起到至關重要的作用。其主要的功能為改善發電設備的運用效率以及調節運行系統中的功能效率等，其中包括發電機勵磁的控制、恒頻、以及水泵的調速等等。電力電子技術主要應用的是晶閘管在勵磁中的價格、性能、結構等優勢，從而保證其能夠更完美的應用與電力系統當中。除此之外，在風力以及水力發電機的操控當中，電力電子技術主要依靠的是變頻電源來掌控轉子勵磁電流的轉換頻率，以保證電力能源能夠發揮出最大的有效使用功效。在我國的各大企業中，能夠制造高壓力變頻器的實屬鳳毛麟角，所以電力電子技術將有效的填補這一部分的空白。
2.2在輸電系統中的應用
電力電子技術在我國電網的輸電系統中主要應用的是柔流輸電技術，這種技術能夠將電力系統中的電壓、功率、相位角進行有效的控制與調節。在電力能源進行輸送的過程當中，難免會出現不同程度上的消耗，而這種技術的應用將從很大程度上將其輸電能力的穩定性進行改善。針對我國電網目前的情況來看，如果采取遠距離高壓直流輸電的話將會相比交流輸電降低很大一部分的損耗，因為直流輸電將避免電抗壓降的問題，并且還會降低電纜網線等設備的投入資金，這樣不僅能夠解決穩定性差的問題，同時還會緩解企業的經濟壓力。
2.3在配電系統中的應用
在配電系統中最為重要的就是提高電力能源的質量和供電系統的穩定性。而這兩項是否能夠過關將取決與電壓、不對稱度以及頻率等相關因素的質量能不能達到標準。而電力電子技術在國外的一些大企業當中也取得了比較成功的成績，并且也為企業帶去了相當可觀的經濟收益。電力電子技術可簡稱為DFACTS技術，在配電系統的應用中可以被理解為是一種控制單利能源質量的新型技術。與此同時，由于DFACTS設備同FACTS設備的功能與使用方法大致相同，所以DFACTS的設備也可以被理解為是FACTS的濃縮版本。
2.4在節能環節中的應用
節約電能大致包括兩個方面：電動機的節電潛力和電動機的調速節電技術，這兩中節能方法有效的相結合才能夠形成一個比較完善的節能體系。就我國目前的形式來看，交流調速技術已經被廣泛的應用到了礦山以及煉金等重金屬行業中，而在國外較發達的國家中，在水泵以及風機等設備的運行中也都相繼的應用了交流調速技術。
3結語
