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摘要：介绍精密仪器设计理论教学内容及课程设计设置情况，分析传统课程设计中存在的主要问题，针对精密仪器设计课程特点，分析课程设计存在的问题，提出课程设计改革措施，从而提升该课程的教学质量。
关键词：精密仪器设计；课程设计；改革
仪器仪表工业是信息工业，是信息的源头，是认识世界的工具，是人们用来对物质实体机器属性进行观察、监视、测定、验证、记录、传输、变换、显示、分析处理与控制的各种器具与系统的总称，其实质是研究信息的获取、处理和利用。仪器仪表发展至今已成为一门独立的学科，即仪器科学与技术，而精密仪器则是仪器科学与技术的一个重要组成部分。精密仪器设计课程是以设计为主的专业课程，其目的是使学生综合运用基础理论知识，掌握光、机、电、算相结合的现代仪器仪表设计理论和方法，以培养学生独立设计与研究现代精密仪器及微纳米系统的能力。其课程设计旨通过设计环节的实际训练，加深学生对课程基础知识和基本理论的理解进而掌握，培养学生综合运用所学知识的能力，使之在理论、分析、设计、计算等方面的能力得到初步训练，培养学生工程意识，促进学生养成严谨求是的科学态度。
1 精密仪器设计课程特点
当今科学仪器技术最引人注目的发展是在生物、医学、材料、航天、环保、国防等直接关系到人类生存和发展的诸多领域中，研究的尺度深入到介观和微观。仪器的研制和生产趋向智能化、微型化、集成化、芯片化和系统工程化。利用现代微制造技术（光、机、电）、纳米技术、计算机技术、仿生学原理、新材料等高新技术发展新式的科学仪器已经成为主流，为精密仪器设计提出了新的研究课题。
随着科学技术的进步，特别是微电子技术、宇航工业、材料科学、生物工程等的发展，使精密仪器已进入亚微米、纳米级的新时代，为精密仪器提供了广泛的研究领域。为适应科技发展的需要，赶上世界科技进步的步伐，提高我国精密仪器的水平。本课程从实际应用出发，参照课程大纲设计理论和成果，着力反映这一学科领域的当代发展水平，使学生充分了解和掌握精密仪器的学术动态和最新成就。同时力图做到概念清楚、深入浅出，对精密仪器设计有关的共同性理论和方法进行系统、全面的阐述。每章都有设计实例和习题，便于学生自学并启发学生的创造性。
2精密仪器设计课程设计内容
2.1课程设计要求
合理并完整的设计一种精密仪器，每人独立完成一题，设计题目从拟定题目中任选一题。
2.2课程设计目标
（1）掌握光、机、电、计算机技术相结合的精密仪器总体设计基础理论知识。
（2）具有正确的估算和分析精密仪器精度的能力。
（3）掌握光学和机械结构的工作原理以及在精密仪器设计中的应用。
（4）合理并完整的设计一种精密仪器，培养学生分析和解决问题的能力，掌握精密仪器的设计方法和过程。
2.3课程设计内容
三个题目任选一题：
（1）精密微动工作台系统，运动范围：100um，分辨率：1um
（2）光栅定位测量系统，运动范围：100mm，分辨率：0.1um
（3）激光干涉测量系统，运动范围：100um，分辨率：0.1nm
课程设计说明书内容包括：
（1）国内外研究现状
（2）总体方案设计：方案构思、确定、说明
（3）测量方法设计：测量方案框图、描述测量原理和软硬件实现
（4）控制方法设计：描述控制方案和原理，软硬件实现
（5）测控电路总体设计：电路方案框图、原理图，软件程序框图
（6）总结：对课程设计的总结与展望
（7）参考文献
3课程设计存在问题分析
（1）时间安排紧凑
精密儀器課程设计时间安排在学期末的最后两周，理论课程上完第二周就要进行考试，中间还有其他的课程需要考试，学生需要备考，无暇准备课程设计前期工作。紧接着安排学生进行为期两周的生产实习，其结束后立刻开始课程设计，课程设计内容较多，学生很难在有限时间内独立完成课程设计要求内容。故学生只能基本了解设计步骤，不能深入进行创新性设计。
（2）实践背景结合不够紧密
理论与实践结合才能帮助学生夯实理论基础，才能激发学生勇于探索和改革的热情，培养学生较强的独立工作能力。设计的指导思想和程序都只是理论规划，学生对实际工作流程和机理没有直观的认识，单凭想象很难做到创新设计。
（3）设计内容固化
精密仪器课程是培养现代精密仪器设计方面专业人才的一门主修课程，是一门综合性、实践性很强的专业课。随着科学技术的发展和社会发展的需求，仪器的研制和生产已趋向智能化、微型化、集成化、芯片化和系统工程化。利用现代微制造技术（光、机、电）、纳米技术、计算机技术、仿生学原理、新材料等高新技术发展新式的科学仪器已经成为主流。
4课程设计的改革思路
（1）时间灵活化
课程设计的时间不必拘泥于固定安排时间，可与精密仪器设计理论课程同时进行，学生在此期间有意识的针对自己感兴趣的内容进行课程设计构思与设计，逐步完善。
（2）有效结合科研项目
指导教师讲授精密仪器设计理论课程时，应尽量与自己或是专业领域已有的科研项目结合，有效利用科研项目中涉及到的精密仪器设计实例，组织学生参观科研项目中现有的仪器设备，让学生对精密仪器的设计有一个直观的认识，为后续的课程设计提供一个有效的思路。
（3）探索多样化设计题目
学生可以选择已拟定的设计题目，也可以根据自己的兴趣和特长构思一个题目，经指导教师认可后提前或同步进行设计。但是必须按照课程设计大纲要求完成相关归档资料，成绩由指导教师根据设计方案和实际效果给予确认和评估，这样能有效激发学生自主创新设计的积极性。
5 结束语
课程设计是学生理论联系实际，实践能力进行实际训练的重要环节。本文首先分析了精密仪器设计课程的特点，接着介绍现有课程设计的内容，最后分析课程设计存在的问题，并针对存在问题提出改革思路。
参考文献
[1] 吴石林，张玘，熊九龙.精密仪器设计实验教学改革探讨[J].中国现代教育装备， 2014（17）：53-55.
[2] 周建民.《精密机械与仪器设计》课程考试改革探索[J].华东交通大学学报， 2006（12）：59-61.
[3] 徐志玲，王鹏峰，黄柳. 测控专业课程设计群改革与实践[J].实验室研究与探索， 2014（4）：171-174.
[4] 吴玲玲， 陈靖. 精密仪器设计课程教学中多媒体的合理运用[J].中国西部科技， 2010，9（33）：92-93.
[5] 肖艳军，杨泽青，周围，张鹏. 测控专业人才培养目标及培养模式创新性研究[J]. 实验技术管理， 2016，3（33）：20-22.
作者简介：
李艳（1983-），女，博士，讲师，研究方向：仪器科学与技术
关键词：精密仪器设计；课程设计；改革
仪器仪表工业是信息工业，是信息的源头，是认识世界的工具，是人们用来对物质实体机器属性进行观察、监视、测定、验证、记录、传输、变换、显示、分析处理与控制的各种器具与系统的总称，其实质是研究信息的获取、处理和利用。仪器仪表发展至今已成为一门独立的学科，即仪器科学与技术，而精密仪器则是仪器科学与技术的一个重要组成部分。精密仪器设计课程是以设计为主的专业课程，其目的是使学生综合运用基础理论知识，掌握光、机、电、算相结合的现代仪器仪表设计理论和方法，以培养学生独立设计与研究现代精密仪器及微纳米系统的能力。其课程设计旨通过设计环节的实际训练，加深学生对课程基础知识和基本理论的理解进而掌握，培养学生综合运用所学知识的能力，使之在理论、分析、设计、计算等方面的能力得到初步训练，培养学生工程意识，促进学生养成严谨求是的科学态度。
1 精密仪器设计课程特点
当今科学仪器技术最引人注目的发展是在生物、医学、材料、航天、环保、国防等直接关系到人类生存和发展的诸多领域中，研究的尺度深入到介观和微观。仪器的研制和生产趋向智能化、微型化、集成化、芯片化和系统工程化。利用现代微制造技术（光、机、电）、纳米技术、计算机技术、仿生学原理、新材料等高新技术发展新式的科学仪器已经成为主流，为精密仪器设计提出了新的研究课题。
随着科学技术的进步，特别是微电子技术、宇航工业、材料科学、生物工程等的发展，使精密仪器已进入亚微米、纳米级的新时代，为精密仪器提供了广泛的研究领域。为适应科技发展的需要，赶上世界科技进步的步伐，提高我国精密仪器的水平。本课程从实际应用出发，参照课程大纲设计理论和成果，着力反映这一学科领域的当代发展水平，使学生充分了解和掌握精密仪器的学术动态和最新成就。同时力图做到概念清楚、深入浅出，对精密仪器设计有关的共同性理论和方法进行系统、全面的阐述。每章都有设计实例和习题，便于学生自学并启发学生的创造性。
2精密仪器设计课程设计内容
2.1课程设计要求
合理并完整的设计一种精密仪器，每人独立完成一题，设计题目从拟定题目中任选一题。
2.2课程设计目标
（1）掌握光、机、电、计算机技术相结合的精密仪器总体设计基础理论知识。
（2）具有正确的估算和分析精密仪器精度的能力。
（3）掌握光学和机械结构的工作原理以及在精密仪器设计中的应用。
（4）合理并完整的设计一种精密仪器，培养学生分析和解决问题的能力，掌握精密仪器的设计方法和过程。
2.3课程设计内容
三个题目任选一题：
（1）精密微动工作台系统，运动范围：100um，分辨率：1um
（2）光栅定位测量系统，运动范围：100mm，分辨率：0.1um
（3）激光干涉测量系统，运动范围：100um，分辨率：0.1nm
课程设计说明书内容包括：
（1）国内外研究现状
（2）总体方案设计：方案构思、确定、说明
（3）测量方法设计：测量方案框图、描述测量原理和软硬件实现
（4）控制方法设计：描述控制方案和原理，软硬件实现
（5）测控电路总体设计：电路方案框图、原理图，软件程序框图
（6）总结：对课程设计的总结与展望
（7）参考文献
3课程设计存在问题分析
（1）时间安排紧凑
精密儀器課程设计时间安排在学期末的最后两周，理论课程上完第二周就要进行考试，中间还有其他的课程需要考试，学生需要备考，无暇准备课程设计前期工作。紧接着安排学生进行为期两周的生产实习，其结束后立刻开始课程设计，课程设计内容较多，学生很难在有限时间内独立完成课程设计要求内容。故学生只能基本了解设计步骤，不能深入进行创新性设计。
（2）实践背景结合不够紧密
理论与实践结合才能帮助学生夯实理论基础，才能激发学生勇于探索和改革的热情，培养学生较强的独立工作能力。设计的指导思想和程序都只是理论规划，学生对实际工作流程和机理没有直观的认识，单凭想象很难做到创新设计。
（3）设计内容固化
精密仪器课程是培养现代精密仪器设计方面专业人才的一门主修课程，是一门综合性、实践性很强的专业课。随着科学技术的发展和社会发展的需求，仪器的研制和生产已趋向智能化、微型化、集成化、芯片化和系统工程化。利用现代微制造技术（光、机、电）、纳米技术、计算机技术、仿生学原理、新材料等高新技术发展新式的科学仪器已经成为主流。
4课程设计的改革思路
（1）时间灵活化
课程设计的时间不必拘泥于固定安排时间，可与精密仪器设计理论课程同时进行，学生在此期间有意识的针对自己感兴趣的内容进行课程设计构思与设计，逐步完善。
（2）有效结合科研项目
指导教师讲授精密仪器设计理论课程时，应尽量与自己或是专业领域已有的科研项目结合，有效利用科研项目中涉及到的精密仪器设计实例，组织学生参观科研项目中现有的仪器设备，让学生对精密仪器的设计有一个直观的认识，为后续的课程设计提供一个有效的思路。
（3）探索多样化设计题目
学生可以选择已拟定的设计题目，也可以根据自己的兴趣和特长构思一个题目，经指导教师认可后提前或同步进行设计。但是必须按照课程设计大纲要求完成相关归档资料，成绩由指导教师根据设计方案和实际效果给予确认和评估，这样能有效激发学生自主创新设计的积极性。
5 结束语
课程设计是学生理论联系实际，实践能力进行实际训练的重要环节。本文首先分析了精密仪器设计课程的特点，接着介绍现有课程设计的内容，最后分析课程设计存在的问题，并针对存在问题提出改革思路。
参考文献
[1] 吴石林，张玘，熊九龙.精密仪器设计实验教学改革探讨[J].中国现代教育装备， 2014（17）：53-55.
[2] 周建民.《精密机械与仪器设计》课程考试改革探索[J].华东交通大学学报， 2006（12）：59-61.
[3] 徐志玲，王鹏峰，黄柳. 测控专业课程设计群改革与实践[J].实验室研究与探索， 2014（4）：171-174.
[4] 吴玲玲， 陈靖. 精密仪器设计课程教学中多媒体的合理运用[J].中国西部科技， 2010，9（33）：92-93.
[5] 肖艳军，杨泽青，周围，张鹏. 测控专业人才培养目标及培养模式创新性研究[J]. 实验技术管理， 2016，3（33）：20-22.
作者简介：
李艳（1983-），女，博士，讲师，研究方向：仪器科学与技术