电子信息类论文:论中小企业电子信息安全技术研究 论文关键词:电子信息安全 安全技术 安全要素 论文摘要:随着我国信息技术的不断发展,对中小企业电子信息安全的保护问题也成为人们关注的焦点。本文以电子信息安全为主体,介绍中小企业信息化建设,对电子信息安全技术进行概述,提出主要的安全要素,找出解决中小企业中电子信息安全问题的策略。 在企业的管理信息系统中有众多的企业文件在流转,其中肯定有重要性文件,有的甚至涉及到企业的发展前途,如果这些信息在通用过网络传送时被竞争对手或不法分子窃听、泄密、篡改或伪造,将会严重威胁企业的发展,所以,中小企业电子信息安全技术的研究具有重要意义。 一、中小企业的信息化建设意义 在这个网络信息时代,企业的信息化进程不断发展,信息成了企业成败的关键,也是管理水平提高的重要途径。如今企业的商务活动,基本上都采用电子商务的形式进行,企业的生产运作、运输和销售各个方面都运用到了信息化技术。如通过网络收集一些关于原材料的质量,价格,出产地等信息来建立一个原材料信息系统,这个信息系统对原材料的采购有很大的作用。通过对数据的分析,可以得到跟多的采购建议和对策,实现企业电子信息化水准。有关调查显示,百分之八十二的中小企业对网站的应还处于宣传企业形象,产品和服务信息,收集客户资料这一阶段,而电子商务这样关系到交易的应用还不到四分之一,这说明企业还未充分开发和利用商业渠道信息。中小企业信息化时代已经到来,企业应该加快信息化的建设。 二、电子信息安全技术阐述 1、电子信息中的加密技术 加密技术能够使数据的传送更为安全和完整,加密技术分为对称和非对称加密两种。其中对称加密通常通过序列密码或者分组机密来实现,包括明文、密钥、加密算法以及解密算法等五个基本组成成分。非对称加密与对称加密有所不同,非对称加密需要公开密钥和私有密钥两个密钥,公开密钥和私有密钥必须配对使用,用公开密钥进行的加密,只有其对应的私有密匙才能解密。用私有密钥进行的加密,也只有用其相应的公开密钥才能解密。 加密技术对传送的电子信息能够起到保密的作用。在发送电子信息时,发送人用加密密钥或算法对所发的信息加密后将其发出,如果在传输过程中有人窃取信息,他只能得到密文,密文是无法理解的。接受着可以利用解密密钥将密文解密,恢复成明文。 2、防火墙技术 随着网络技术的发展,一些邮件炸弹,病毒木马和网上黑客等对网络的安全也造成了很大的威胁。企业的信息化使其网络也遭到同样的威胁,企业电子信息的安全也难以得到保证。针对网络不安全这种状况,最初采取的一种保护措施就是防火墙。在我们的个人电脑中防火墙也起到了很大的作用,它可以阻止非黑客的入侵,电脑信息的篡改等。 3、认证技术 消息认证和身份认证是认证技术的两种形式,消息认证主要用于确保信息的完整性和抗否认性,用户通过消息认证来确认信息的真假和是否被第三方修改或伪造。身份认证使用与鉴别用户的身份的,包括识别和验证两个步骤。明确和区分访问者身份是识别,确认访问者身份叫验证。用户在访问一些非公开的资源时必须通过身份认证。比如访问高校的查分系统时,必须要经过学号和密码的验证才能访问。高校图书馆的一些资源要校园网才能进行访问,非校园网的不能进入,除非付费申请一个合格的访问身份。 三、中小企业中电子信息的主要安全要素 1、信息的机密性 在今天这个网络时代,信息的机密性工作似乎变得不那么容易了,但信息直接代表着企业的商业机密,如何保护企业信息不被窃取,篡改,滥用以及破坏,如何利用互联网进行信息传递又能确保信息安全性已成为各中小企业必须解决的重要问题。 2、信息的有效性 随着电子信息技术的发展,各中小企业都利用电子形式进行信息传递,信息的有效性直接关系的企业的经济利益,也是个企业贸易顺利进行的前提条件。所以要排除各种网络故障、硬件故障,对这些网络故障带来的潜在威胁加以控制和预防,从而确保传递信息的有效性。 3、信息的完整性 企业交易各方的经营策略严重受到交易方的信息的完整性影响,所以保持交易各方的信息的完整性是非常重要对交易各方都是非常重要的。在对信息的处理过程中要预防对信息的随意生成、修改,在传送过程中要防止信息的丢失,保持信息的完整性是企业之间进行交易的基础。 四、解决中小企业中电子信息安全问题的策略 1、构建中小企业电子信息安全管理体制 解决信息安全问题除了使用安全技术以外,还应该建立一套完善的电子信息安全管理制度,以确保信息安全管理的顺利进行。在一般中小企业中,最初建立的相关信息管理制度在很大程度上制约着一个信息系统的安全。如果安全管理制度出了问题,那么围绕着这一制度来选择和使用安全管理技术及手段将无法正常进行,信息的安全性就得不到保证。完善,严格的电子信息安全管理制度对信息系统的安全影响很大。在企业信息系统中,如果没有严格完善的信息安全管理制度,电子信息安全技术和相关的安全工具是不可能发挥应有的作用的。 2、利用企业的网络条件来提供信息安全服务 很多企业的多个二级单位都在系统内通过广域网被联通, 局域网在各单位都全部建成,企业应该利用这种良好的网络条件来为企业提供良好的信息安全服务。通过企业这一网络平台技术标准,安全公告和安全法规,提供信息安全软件下载,安全设备选型,提供在线信息安全教育和培训,同时为企业员工提供一个交流经验的场所。 3、定期对安全防护软件系统进行评估、改进 随着企业的发展,企业的信息化应用和信息技术也不断发展,人们对信息安全问题的认识是随着技术的发展而不断提高的,在电子信息安全问题不断被发现的同时,解决信息安全问题的安全防护软件系统也应该不断的改进,定期对系统进行评估。 总之,各中小企业电子星系安全技术包含着技术和管理,以及制度等因素,随着信息技术的不断发展,不仅中小企业办公室逐渐趋向办公自动化,而且还确保了企业电子信息安全。 电子信息类论文:对电子信息与工程造价的相关问题探究 前言 目前,电子信息工程是信息化的现代产物,它将电子技术和通讯信息技术完美的结合起来,并应用于生产和生活的各个领域。但是我们不能满足于它的发展和应用的现状,应该对其不断的完善和更新,以更好更快的发展.更好地为社会主义现代化建设服务。 1 工程造价管理在电子信息化时代的特点 1.1电子信息工程的概念 电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术与一体的专业。电子信息工程的基本含义就是利用计算机等先进技术对电子信息进行控制和处理的学科,其研究的信息内容主要是电子设备与信息系统的设计、开发及集成。随着时代的发展,电子信息工程的内容更加广泛,电话信号处理、手机声音、图像传递、网络数据传递、信息数据传递等都需要与电子信息工程现代化技术相关联。现代的电子技术达到对信息的有效控制和各种相关处理的一种工程形式。电子信息工程控制的信息包括应用于各种设备中的信息技术。另外,电子信息工程在经过我国的这些年的发展和进步后,其涵盖的内容也更加广泛,并且在实际应用中同其他的先进的现代化技术开始出现交叉和融合的趋势。所以,我们要想更好的研究电子信息工程与其技术,可以从其产品入手。并且我们可以看到随着社会分工的细化.电子信息工程与其技术参与到的产品研发和应用的部分越来越多。 1.2 电子信息工程在工程造价中的应用 社会的不断进步和发展,工程项目的规模扩大,工程造价管理的数据处理量也越来越多。由此向工程造价管理工作提出了挑战,传统的被动式管理已无法满足日趋复杂的工程项目的需要;工程造价信息对工程造价的确定和控制影响越来越大。要想做好相应的管理和控制必然需要大量的信息作基础,也只有在充分掌握和详尽分析相关信息的前提下,实现工程造价的动态控制才有可能;工程造价管理与有关的各方面政府主管部门之间的信息传递日趋增加,这也即意味着在管理上需作出相应的信息化调整。 目前造价行业信息技术的运用有几个部分:以Internet/Intranet为内部、外部和内外通讯的网络平台,通过实施办公自动化和运用管理信息系统加强管理,提高办公效率;采用工程量计算软件、钢筋软件进行工程量和钢筋用量的计算,运用套价软件编制工程预决算;利用数据库技术建立指标收集和分析系统,用于已完工程的积累;利用信息网和获取信息,用于工程预决算的编制和造价管理。 2 电子信息在工程造价管理中的现状及分析 随着信息技术的快速发展和其在建筑行业的推广发展,我国信息技术在工程造价管理方面的应用,主要表现为人们在制定定额、编制标底、投标报价、造价控制等方面已经摆脱了手工劳动,实现了电子化、信息化管理,且各类工程造价管理相关软件的广泛应用就是最好的说明。进入21世纪,互联网技术不断发展,我国出现了大批为工程造价及相关管理活动提供信息和服务的网站。这些网站不同程度的提供了政策法规、理论文章,有些涉及项目信息、造价指标和材料价格信息等,它们为进一步建设全国规模的工程造价管理专项系统进行了有益的尝试,并取得了一些经验。但从另一个方面来讲,这些网站没有统一的规划,有些提供的信息不够严谨、内容更新不及时,从专业角度来讲,还属于比较浅层的信息服务,难以满足深层次造价管理工作的需要。我国造价管理体制是在计划经济模式下、以定额管理为基础建立起来的,而且信息技术起步较晚,工程造价管理领域完全进入市场经济运行体制较迟,这样在一定程度上影响了信息技术在工程造价管理中的应用。一方面静态的管理难以应对变动的市场,主要表现:静态定额;解决方案和途径的缺乏。另一方面滞后的数据收集与管理阻碍着工程造价动态控制进程,收集的数据得不到充分的利用,数据缺乏通用性。目前,我国正积极推行工程量清单计价方式,在此模式下,如何运用先进的信息技术进行工程造价管理,正处在探索与发展阶段,从长远来看,信息技术应用将会推动造价管理信息化的快速发展。 3 电子信息技术在工程造价管理中的前景与展望3.1 工程预(结)算软件:目前套价软件使用已经很普遍,但功能应从单一的套价、出预算书向多方扩展,一是向上扩展,增加工程管理功能,可以同时处理多个工程和一个工程的各阶段数据,贯穿从估算、概算、预算、阶段结算和竣工结算的全过程的造价管理;二是功能进一步细化,加强对计算结果的分析和细度的调整,以方便投标单位的造价调整和控制;三是与互联网络的连接,将预算软件所需的材料价格等数据通过互联网提供给用户,方便材料价格数据的维护,提高工作效率;四是对已完工程资料的积累方面功能的加强。 3.2 工程量、钢筋用量计算软件:①此类软件,用于协助从施工图计算工程量,现在使用较广的软件一般采用作图法,要求工作人员在识图的基础上用该软件重新输入图纸中各种构件及其尺寸,然后由系统自动计算工程量,得到工程量清单,这种作法计算出的工程量比较精确,但必须重新输入图纸工作量仍然很大。②另一种方法是直接将工程图纸扫描形成光栅文件,由软件处理矢量化后,抽取特征,用模式识别的技术识别构件类型和其几何参数,进而计算工程量;或由设计院生成的施工图CAD文件在CAD环境下作模式识别。这种方法要求在图纸的特征表示和建模上作大量的研究工作,抽取各种构件的特征参数,采用人工智能技术,为了最终能代替人完成识图的过程,这是较有前途的方法,但根据汉字识别技术的发展过程,必须对图纸的特征进行深入的分析研究,该软件要能真正代替人识图还有一段路要走。③第三种方法是在建筑设计所使用的CAD软件中直接加入构件特征参数的属性,定义各种构件对象,在进行结构和建筑设计时使用这些对象设计建筑物,而不用直接使用线条作图。这种方法使设计的结果中包括丰富的构件和参数而不是线条,经过一个语法分析器就能分离出所有构件和参数,避免了模式识别这个难关。因此,在人工智能的应用还未深入该领域时仍必须通过交互的过程来填补软件在智能上的不足。 3.3 Internet在工程造价管理中的应用设想:工程造价的管理与互联网整合无疑将给工程造价的管理带来质的飞跃和发展。传统的计划式的管理模式将被变动的市场的新型模式所取代,实现工程造价的协同控制也将成为必然。 3.3.1 相应网站的建立与壮大。①工程造价信息网:工程造价信息具体指的是与工程造价相关的法律、法规、价格调整文件、造价报表、指标等影响工程造价的信息。建 立起统一的造价信息网,不但有利于使用者查询、分析和决策,更有利于国家主管部门实行统一的管理与协调,使得工程造价管理统一化、规模化、有序化。②材料价格信息网:材料价格的变动将直接影响着工程的预算和结算,对工程造价的动态控制起着决定性的作用。 3.3.2信息网、软件间的相互整合。①信息网与造价软件:当前市场上的造价软件中所需的材料价格大多采用人工录入价格的形式。有的是整体的引入,有的则是一个个输入,大大影响了快速报价的进程,同时也不能及时与市场接轨,无形间削弱了企业的竞争力。信息网与造价软件的整合将消除这一矛盾,在造价软件中直接点击相应引入按钮,输入要引入信息所在地点的详细资料,即可随时得到相应材料的价格,若所引入的材料价格有所变动,软件中的预警系统将自动提醒操作者更新价格。这不但缩短了录入材料价格的时间,还达到了随时更新的目的。②信息网与进度控制软件:工程控制的一个重要目标是成本控制,而成本控制在无形中又影响着进度和质量的控制,同时市场的变动将直接影响着投入的成本和资源的分配,而这必将导致工程进度的变动。所以,工程项目现场的进度控制也应通过成本控制时刻反映着市场的变动。信息网与进度控制的整合也将成为必然。 4结束语 通过加强信息技术在工程造价管理中的应用力度,坚持工程量清单计价模式,统一全面管理认识、统一信息技术标准,优化整合工程造价管理软件,设计并推行人性化网络造价管理软件,建立健全工程造价管理信息系统,最终通过市场价格机制的运行,形成统一、协调、有序的工程造价全过程综合管理体系,达到合理使用投资、有效控制工程造价、取得最佳投资效益的目的。 电子信息类论文:电子信息工程在工业领域的设计和应用 引言 电子信息工程是指应用计算机网络技术对电子信息进行处理与控制的一门学科,随着技术的革新,电子信息工程涉及到通讯、电子及信息技术,和工业领域等产业的关系日益紧密,例如,射频识别技术在工业领域的广泛应用。目前,我国在电子信息工程在工业领域方面的应用还存在诸多问题,譬如,电子信息水平不高、自主创新不足及产业结构不合理等问题,本研究正是基于此,探讨加快电子信息工程在工业领域应用的现代化,为促进工业领域产业又好又快发展,提高其自主创新能力,因而具有一定的理论与实践价值。 1 电子信息工程内涵及发展过程中存在的问题 1.1 电子信息工程的内涵 现代社会工业领域中很多环节都离不开电子信息工程技术,借助电子信息工程在工业领域中的应用可以最大限度提高研发新产品,进而加速经济发展进程。近年来,电子信息工程早我国得到快速发展,它拓展了产业链,打破了行业之间的界限,我国政府所制定的适度宽松的货币政策为电子信息工程在工业领域中的应用创造了良好的条件。 1.2 电子信息工程在工业领域发展中存在的问题 1.2.1 产业结构不合理。我国电子信息产业起步于上世纪20年代,到了21世纪,电子信息产业已经成为我国经济中的支柱性产业,电子信息产业所创造的产值逐年增加,电子信息产品也朝着高附件值方向发展,然而,随着时代的发展,电子信息产业结构矛盾日益凸显,譬如,信息服务业与软件比重不平衡、数据库产业规模小及集成电路产业在发展速度与经济效益方面要远远低于国外企业。 1.2.2 缺乏良好的市场环境。由于我国电子信息工程起步晚,很多技术是从国外引进过来的,沉重的经济负担使得我国电子信息产业在国际竞争中处于被动地位,在加上目前我国电子信息市场中一些劣质或者盗版的电子信息产品严重扰乱了市场秩序,这种恶性的竞争使我国电子信息产业发展明显后劲不足。 1.2.3 自主创新不足,技术人才匮乏。我国长期以来,一些关键性的电子元件主要依靠进口,从某种程度上来说,严重影响了电子信息工程品牌的创建及创新能力的发挥,很多企业缺乏专利意识,在市场竞争中明显处于被动地位。此外,电子信息工程产业是一个资金与人才密集型的产业,由于我国电子信息工程起步晚,加上长期以来缺乏培养这方面人才的体制机制,随着信息产业的飞速发展,这种瓶颈性的矛盾日益凸显。 2 电子信息工程在工业领域中的具体设计应用 2.1 射频识别技术在工业领域中的应用 射频识别技术以其特有的快捷性与高准确率,在工业领域中发挥着日益重要的作用,目前,射频识别技术主要应用于工业领域中的汽车生产、邮政业务及航空包裹识别,例如,在汽车生产中应用射频识别技术来跟踪零部件,识别汽车标识、管理企业内部资源、轮胎压力检测及信道控制等。可以说,射频识别技术作为一种新的自动识别技术,它的读取速度快及可携带信息多的优点,在工业领域中的广泛应用,带来了可观的经济与社会效益。 2.2 电子信息工程在工业领域中造价管理应用 目前,我国已经开始普遍采用套价软件编制工程预决算,利用数据库信息技术来构建指标收集与分析系统,采用软件来计算工程量与钢筋用量。随着信息技术的快速发展,电子信息工程在工业领域中的应用已经使造价管理中的制定定额、编制标底及控制投标报价等方面摆脱了手工劳动,在很大程度上实现了科学的信息化管理,提高了造价管理的准确性与工作效率。 2.3 电子信息工程在机械领域中的应用 从某种程度上来说,电子信息工程在机械领域中的应用在当今信息社会显得尤为明显,很多机械装置已经开始朝着智能化、网络化及现代化控制技术方向发展,例如大型复杂的机械安装标准!的点知控制单元。再比如,自动分类垃圾桶及自动升降电梯。这种原本通过机械原理实现控制的机械,通过安装电子信息装置,可以在很大程度上实现智能化与自动化,提高了机械本身的性能,促进了工业生产效率的提高。 2.4 电子信息工程在公路工程领域中的应用 公路工程中不仅要处理海量的数据库,同时还需要更新、描述工程的进度、费用及质量,而电子信息工程正是基于此,在公路工程领域中的应用极大地节省了因为人工查询、整理及分析数据的人力与物力。随着信息技术的发展,我国正逐步采用现代化的电子信息工程管理来实现公路工程中文件管理、质量管理及通讯网络管理。 3 加快电子信息工程在工业领域现代化进程的对策 3.1 加大国家政策支持力度,优化电子信息资源环境 电子信息工程产业要想在激烈的市场竞争中取得长远的发展,国家的政策支持尤为必要,国家不仅要加大对电子信息工程方面的资金投入,更要在政策上向电子信息工程建设项目倾斜,例如,国家相关部门构建电子信息工程建设基金会,借助各种手段拓展电子信息工程融资渠道等。此外,电子信息工程产业的发展也需要营造良好的资源环境,来促进集成电路产业及软件产业的发展,例如,由国务院提倡的推进“三网融合”对规范市场秩序,推动电子信息产业的发展有着显着的影响。比如射频技术,GSM/GPRS手机主要在900MHz和1800MHz频段上运行,测试例主要分为三大部分:收发信机测试、发射机测试、接收机测试,每个部分,一般都是分900MHz和1800MHz分 频段测试,在每个频段,分别测试不同的信道,每个信道,又需要测试GSM模式及GPRS模式。依据的标准,主要是国际组织3GPP(3rd Generation Partnership Project)的相关标准,这一标准的编号为TS 51.010以及国内的相关行业标准YD/T 1215-2006。其中,这些标准的内容都极为丰富,涵盖了GSM/GPRS手机测试的主要全部内容,例如TS 51.010共五千多页、八十多个章节的内容。其中,最核心的部分就是针对收发信机、发射机和接收机的射频测试。 3.2 重视培养电子信息工程方面的创新型人才 人才是电子信息工程发展的根本,要想培养及留住人才,对企业来说,不仅要创造一个有利于人才发展的公平、公正及公开的环境,同时更要构建一个以人为本的人才激励与评价机制,鼓励人才技术创新。此外,要鼓励企业内与企业外人才加强交流与合作。对政府来说,要制定鼓励海外人才回国创业的优惠政策,加大基础设施与服务体系建设,努力培养电子信息工程领域中的技术人才、复合型人才及管理人才。 3.3 促进产品服务创新,增强知识产权保护意识 创新永远是企业的生命,要想电子信息工程取得长足的发展,就需要培育新的经济增长点,推动产品服务创新。例如,电子信息工程企业和制造设备企业合作,构建技术创新体系,优化产品与服务,使电子信息产业向智能化转型,增强以电子信息工程为核心技术的研发能力。此外,由于我国很多电子信息企业在知识产权方面意识不足,导致很多专利技术被侵权,影响了电子信 息产业本身的良性发展,因此,国家在完善知识产权保护制度的同时,要加大知识产权保护力度,为电子信息企业良好的竞争环境。 4 结束语 总之,电子信息工程是指应用计算机网络技术对电子信息进行处理与控制的一门学科,随着技术的革新,已经广泛应用于工业领域,例如,在汽车生产中应用射频识别技术来跟踪零部件,识别汽车标识、管理企业内部资源、轮胎压力检测及信道控制等。此外,电子信息工程在工程造价管理与机械装置中的运用,极大地提高工作效率,很好地实现了智能化与数字化,节省了人力物力。目前,电子信息工程中存在的结构性矛盾与体制机制问题,国家需要极大政策支持力度,优化电子信息工程发展的资源环境,企业要重视人才的引进与培养,推动服务与产品创新,增强知识产权保护意识。 电子信息类论文:关于电子信息工程的分析 由于电子技术、信息技术的飞速发展,语音自动顺序播放电路已越来越成为人们生活里不可或缺的一部分。随着电子元器件集成度的提高,这种电路的应用也越来越广泛,在自动分类垃圾箱、电梯自动升降控制、自动语音通知系统、电话外呼系统及电话交换网中都有不同程度的应用。这种电路可移植性比较强,而且结构简单易于安装使用,因此具有很好的发展前景。 1 对电子信息工程的认识 电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面,例如电话交换局里怎么处理各种电话信号,手机是怎样传递我们的声音甚至图像的,我们周围的网络怎样传递数据,甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子信息工程的应用技术。我们可以通过一些基础知识的学习认识这些东西,并能够应用更先进的技术进行新产品的研究和电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。 全国各地从事电子技术产品的生产、开发、销售和应用的企事业单位很多。随着改革步伐的加快,这样的企事业单位会越来越多,因此需要一大批具有能综合运用所学知识和技能,能适应现代电子技术发展,能从事企事业单位与本专业相关的产品及设备的生产、安装调试、运行维护、销售及售后服务、新产品技术开发等应用型的技术人才和管理人才。所以开设电子信息工程专业是必不可少的。 该专业的培养要求主要是学生需学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的基本理论和基本知识,受到电子与信息工程实践的基本训练,包括生产实习和室内实验。同时具备良好的科学素质,具备设计、开发、应用和集成电子设备和信息系统的基本能力,并具有较强的知识更新能力和广泛的科学适应能力。 2 电子信息工程的应用 2.1电子信息工程在工程造价管理领域的应用 目前造价行业信息技术的运用有几个部分:以Internet/Intranet为内部、外部和内外通讯的网络平台,通过实施办公自动化和运用管理信息系统加强管理,提高办公效率;采用工程量计算软件、钢筋软件进行工程量和钢筋用量的计算,运用套价软件编制工程预决算;利用数据库技术建立指标收集和分析系统,用于已完工程的积累;利用信息网和获取信息,用于工程预决算的编制和造价管理。 随着信息技术的快速发展和其在建筑行业的推广发展,我国信息技术在工程造价管理方面的应用,主要表现为人们在制定定额、编制标底、投标报价、造价控制等方面已经摆脱了手工劳动,实现了电子化、信息化管理,且各类工程造价管理相关软件的广泛应用就是最好的说明。进入21世纪,互联网技术不断发展,我国出现了大批为工程造价及相关管理活动提供信息和服务的网站。这些网站不同程度的提供了政策法规、理论文章,有些涉及项目信息、造价指标和材料价格信息等,它们为进一步建设全国规模的工程造价管理专项系统进行了有益的尝试,并取得了一些经验。但从另一个方面来讲,这些网站没有统一的规划,有些提供的信息不够严谨、内容更新不及时,从专业角度来讲,还属于比较浅层的信息服务,难以满足深层次造价管理工作的需要。 2.2 电子信息工程在公路领域的应用: 分析高等级公路信息数据结构,可发现大量的信息是建立在相同数据库上的,不同的参建的人员对数据有不同的要求。建立在有纸办公的基础上的相同数据的查询、整理和使用不仅会造成的大量的人力、物力的浪费,还在管理中出现数据的更新不能及时反映到施工当中去。如公路工程中的计量支付,一些数据的主要来源是工程计量中对工程进度、质量、费用的数据“描述”,还随时取算各种工程量数据书录指标,是工程信息管理的集中体现,计量数据的积累和还是工程信息管理的保证。计量时对照合同和工期,完成它对工程投资、进度的宏观调控功能。但目前人为的讲计量过程效率太低,数据缓慢,工程进度控制只能停留在宏观层次上,甚至只是为了达到支付的目的,同时人工计量中监理、业主方没有一套完善的“动态造价”(合同变更)来配合,建立起数字上宏观调控的体系。当然,关于工作效率和管理手段的其他三个重要方面:文件、质量管理和通讯联络,相对来讲也亟待改善的薄弱环节。解决目前管理现状的有效手段就是建立公路工程现代化计算机管理。 2.3电子信息工程在农业机械领域的应用: 拖拉机与自走式农业机械电子化正向网络化、智能化、分布式控制技术方向发展。一台大型拖拉机和复杂农业机械,已装置了若干个标准的电子控制单元(ECU),它实际上已是一个带有独立处理信息与控制功能的计算机智能控制终端,是针对农业机械使用环境专门设计的通用微型作业计算机,具有统一标准设计的接口5采用了控制局域网络(简称CAN)技 术及其网络通信协议。 2.4日常设备信息化 随着人们对生活信息化的渴求,越来越多的日常设备都或多或少的应用了信息技术。如冰箱的恒温控制系统、彩电的数字网络功能等等。而日渐走入寻常百姓家的汽车更是将信息技术在日常设备中应用发挥到了极点。 新的汽车电子系统由各个电子控制单元(ECU)组成,可以独立操控,同时又能协调到整体运行的最佳状态。举一个安全驾驶方面的例子,出于平稳、安全驾驶的需要,对四个轮子的操控,除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置(ABS)外,许多轿车,包括国产车,已增设了电子动力分配系统(EBD)。ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。 3 电子信息产业需求趋势 电子信息产业促进了人类生活方式的巨大变化,电子信息产业的发展现在不仅靠科技的推动,更多的是人们对高质量生活水平的追求促进电子信息技术不断基本。目前发达国家对电子信息产品的需求明显高于发展中国家,欧洲、美国、日本、韩国等国的电子信息产业比我国的发展情况要好。随着世界经济的发展,许多的发展中国家对电子信息产品的需求也在持续增加,如近年来我国的电子信息产业已获得巨大发展,这与我国人们的需求密切相关,也与国外的信息产业向我国扩展有关。我国未来电子信息产业的发展机遇将继续增加,农村、偏远山区、贫困地区也将会逐渐有市场需求,并且市场份额会逐渐增大。未来电子信息产业在全球范围内都会有所发展,亚太地区市场饱和后非洲市场会逐渐兴起。人们对电子信息产品的需求会促使市场进行产业结构调整,发展我国自身的电子信息产业的同时也要制定出向非洲等电子信息产业落后地区发展的战略规划。落后地区电子信息产业的发展大多以计算机技术与通讯技术为主,要根据当地的具体情况规划电子信息产业布局。 4 结束语 信息科学技术是当今社会起主导作用的科学技术,信息科学技术的兴起和发展在我国只有近10年,现在正以史无前例的高速向纵深发展,迎来了我国科学技术灿烂的春天。 电子信息类论文:提高电子信息类专业实验教学质量的方法分析 论文关键词:电子信息类专业 实验教学质量 模式 仿真技术 Simulink 组件 论文摘 要:实验室担负着向学生传播知识与技术、培养学生动手的能力和创新能力的重要使命。随着社会经济的发展及教学改革地不断深入, 实验教学在整个教学体系中的地位越来越突出,实验教学模式的改革已经迫在眉睫。本文主要分析了实验教学的传统模式与存在的问题,并提出了提高电子信息类专业实验教学质量的方法[1]。 0 引 言 实验教学是学校教学活动的重要组成,教学质量的好坏是对学校人才培养层次与质量的直接体现。实验作为实验教学活动的主要内容, 在改善教学质量方面发挥着不可替代的作用。实验室在传播知识的同时,更重要的作用体现在对学生的创造性思维与想象力的培养上。通过实验教学,学生分析解决问题以及动手能力明显提高。伴随教学改革的日益深入, 实验教学的改革也越来越引起人们的关注,以往的教师灌输式的理论教授方式,学生被动接受的教学模式,已无法满足社会经济发展的要求。当前,社会需要的是主动型、能力为主的人才培养。加强学生创新能力的培养,必须切实转变以往重理论教学轻实验教学的错误观念,重新认识实验教学在学校教学活动中的地位与作用,根据当前社会经济对人才的要求, 改革传统的实验教学模式,改革实验教学手段,优化更新实验教学的内容,切实提高实验教学质量。 1 实验教学的传统模式与存在的问题 国内高校工科教育当中,实验教学存在着硬件条件不足、硬件实验条件的发展与技术要求不相符[2],加上近几年高校扩招,实验教学的硬件条件更是供不应求。进一步加大对教学硬件条件的投入,丰富实践教学的内容、加强实验条件的改革及建设,在目看来具有特殊的重要性。面对这种情况,我国的教育主管部门采取了一些推进实践教学改革及建设的措施。如:在全国高校本科的教学水平评估中,实验室基地建设与建设投资及其实验教学改革被列为一项重要的指标。并且,各高校也逐渐开始响应教育部的的这一举动,纷纷实行了“双基”型实验室[2],与此同时,建设了“实验教学示范中心”。当前,传统实验教学模式的缺点主要有以下几点:验证性的实验所占比例较大,与综合性、设计性、创新性实验之间的比例失调;实验模式单一、实验室设备陈旧;实验教学中缺乏先进的实验教学手段。 2 提高电子信息类专业实验教学质量的方法 2.1 实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验 在实验教学中引入计算机仿真技术,能够充分调动学生主动学习的积极性,培养学生的学习兴趣。同时,教师能够通过计算机技术对学生的实验操作的全过程进行观察,对学生进行良好的跟踪与指导,更好地进行学生实验结果的采集工作,先进科学的教学理念与教学手段对于提升实验教学效果,提高实验教学水平具有重要作用。引入计算机技术后,理论与实验教学,教师教学指导与学生操作、思考融合成一个有机整体。以往传统实验教学中课堂、课时以及实验设备因素的限制作用得到了解决,实验教学更加灵活化,教学内容在时空上得到进一步的延伸,更好地激发了学生进行实验的热情。 将计算机仿真技术引入到实验教学中,通过相应技术进行的虚拟实验,为学生提供了更为灵活开放的实验环境,能够更好地培养学生在实验过程中独立思考能力,增强学生的的学习创新意识。对于实验教学内容,仿真技术的应用,将虚拟性实验与真实的电路实验整合成有机整体,实验的能动性与趣味性明显提高,同时实验内容的充实,有利于学生综合实践以及探索创新能力的培养。当前,已经有越来越多的高校重新进行了实验室的规划建设,通过计算机仿真技术进行虚拟实验是实验教学改革发展的新方向。将与实验教学相关的计算机软件技术引入到高校实验室中,为实验科研提供了良好的平台,对于激发学生学习的主动性与积极性,培养创新能力具有重要作用。计算机仿真技术的应用,一方面能够改善实验教学条件、充实实验教学的内容,另一方面,还能够明显降低实验成本,提高实验教学的效率。通过单片机的实验教学,能够发现,教学过程中引入proteus仿真软,通过该软件对单片机的硬件系统进行模拟,克服了实际实验过程中硬件电路固定以及实验内容不易改动等因素的限制。实验设计全过程,除计算机外不用再进行任何硬件的添加即可实验,这有力地推动了实验课程教学改革,更有利于学生创新能力的培养。仿真技术的另一重要应用主要表现在学生的业余爱好上,如挑战杯、电子设计大赛等等,学生就能够用计算机来实现仿真,首先用计算机仿真出实验的模型,再在计算机上进行相应的模拟调试,最终用硬件来实现。在整个仿真的过程中,学生可以自由发挥自己的潜能,通过大量的仿真对比,来达到设计目的,也可大胆反复地调试,避免了器件的损坏。电子设计竞赛中,由于proteus开发环的运用,培训过程中不需投入任何硬件的条件下,学生却普遍反映,对于单片机的学习比单纯理论知识的学习更易接受也更易得到提高。事实证明,运用proteus进行系统仿真成功后进行的实际制作,可明显的提高单片机系统的设计效率。此外,远程教学中仿真教学的运用具体重要的意义,对于教学改革是一种很好的尝试[2]。 2.2 实验中引入Matlab软件内建的Simulink组件技术 目前,我国开设了电子信息类专业的高校中,大部分都将Matlab软件作为重要的实验教学平台,对定理以及算法进行仿真和验证实验。Simulink组件作为Matlab的重要组成,能够为用户提供一个仿真分析与动态建模的集成系统环境。该环境下,只需利用鼠标进行简单直观的操作,就能够完成复杂系统模型的构建,在此过程中避免了大量繁杂的书写程序。由于 Simulink组件具有适应性强、效率高,结构仿真精细、流程清晰且贴近实际、效率高、使用灵活等诸多优点,Simulink组件技术已经被广泛地运用于处理数字信号与控制理论等复杂的仿真设计之中。同时Simulink能够通过连续、离散采样时间以及两种采样时间混合的的方式进行建模,该组件还可支持多速率系统,不同的系统组成部分的采样速率不同。此外,S imulink为动态系统模型的创建,提供的图形用户接口(GUI) ,使在进行模型方块图的创建时只需通过鼠标单击与拖动鼠等简单操作即可完成,为用户提供了一种更便捷、更直接的创建方式,同时能够立即获得系统仿真结果。 该组件的这一特性,一方面可以使算法的验证更为简单,减少学生投入在验证性实验中所用的时间,而将大部分精力投入到设计性、综合性试验中;另一方面,可以使学生更快捷的验证新思路、新算法,而不会由于代码调试方面的问题影响了创新实验的开展。以自适应滤波中的经典RLS 算法为例,如果直接采用Matlab编程方式,在进行代码调试时,就会消耗掉大量的精力,代码长度将达到200 行以上。而如果采用Simulink组件模块化设计的思想,只需要鼠标对模型的拖拽,就能以流程图的形式将滤波器搭建起来。由于Simulink提供了丰富的元件库,采用图形化的表示方法,学生在进行算法验证的时候只需调用成熟的模块进行参数设计即可。这样的实验方法事半功倍,思路清晰,参数的调整也十分便捷,广受学生欢迎。由此可见,引入Simulink组件后的实验,既不会影响实验效果,又能够提高实验效率,对学生模块化编程的思想也有较好的促进作用。 3 结 语 当前,社会对人才综合素质的要求不断提高,进行实验教学改革已经迫在眉睫,而大学实验教学的改革又直接影响到学生的动手和创新能力。实验教学必须能够跟得上时代的脚步,把计算机仿真技术与Simulink组件技术应用到实验教学中可以充分调动学生主动学习的积极性,充分发掘学生的创造能力,在学习到先进技术的同时,提高学生对社会的适应能力。 电子信息类论文:电子信息工程现代化技术浅析 1.电子信息工程内涵 电子信息工程为现代社会信息化发展的核心产物,通过令电子手段同通信应用技术的全面融合,渗透至社会生产、百姓生活、科学研究、教育培训等广泛领域之中,发挥了综合应用效益。当然,针对电子信息工程的综合优势,我们不应满足现状、停滞不前,应持续的优化、更新,方能真正推进电子信息工程实现又好又快的全面发展。 电子信息工程核心意义在于,应用现代化技术手段实现信息数据的全面管控与综合处理,进而提升实践效率,促进优势信息的优质共享。历经多年的实践发展,电子信息工程核心内容更为广泛,其实践应用同他类现代化技术逐步交叉与全面融合。因此,我们应深入研究探讨电子信息工程以及相关技术手段,注重安全管控、全面研发、创新分析、完善政策法规制定,开创良好的研究发展氛围,方能真正推进电子信息工程的全面扩充,开创全新的发展格局。 2.电子信息工程发展现代化技术核心意义 纵观我国当前电子信息工程以及相关技术手段的发展建设进程,我们不难看出,虽然应用实践范畴日益广泛,然而其真正成熟掌控与应用的核心手段仍旧较为欠缺。无法创建从属于自身的工程系统以及技术手段。较多先进技术仍旧直接引进国外的现成成果,没有契合我国国情特色,体现本土化应用优势。为此,要想真正实现持续全面的发展,该类状况需要全面扭转,否则将会对持续的电子信息技术发展形成制约影响,无法通过自主开发的成果以及技术产品提升核心竞争力,赢得竞争优势。伴随信息技术的全面深化发展,现代化电子信息工程逐步变为信息时代的影响推进者,并且对新时期电子商务的发展建设发挥了积极影响作用。当前,较多传统企业逐步对电子商务形成了全新认识,因此对其进行了创新布局与规划,令新兴服务业务以及系统平台逐步形成,并为自身企业赢取竞争主动、占领市场份额巩固了基础,推进了企业的全面发展。规模较大的优秀企业,其电子商务的发展规划将发挥更为显着的优势作用。因此,较多优秀企业逐步促进了信息公开、全面共享,并创建智能化、现代性、数字化工作体系平台,扩充信息化投入建设。时代的进步令该类企业持续推进了信息化工作以及工业生产建设的全面融合,实现了产业的快速升级与更新转变。通过信息化、现代化技术实现产业发展的全面创新,逐步形成了工业化发展的着力点。不但可实现产业升级,还会借助信息技术令传统优势产业形成全面优化,树立战略化目标推进产业全面升华、快速发展。 3.电子信息工程技术快速发展科学对策 3.1强化政府支持,加快信息化建设 为促进电子信息工程现代化技术的全面发展,相关政府单位应强化支持,全面拓展信息化工程建设,积极吸引各方参与,扩充融资途径以及投资渠道。同时,应创建电子信息工程发展基金,提供有力资源保障,确保电子信息产业的完善优化。应全面推进移动通信行业的快速完善,开拓数字电影、互联网技术、信息化软件服务等工程建设,进而为电子信息产业全面创新与技术完善提供优质保障。 3.2完善发展环境,注重新型人才全面培养 为促进电子信息工程的全面更新、优化发展,应致力于扩充人才队伍建设。可制定有效的人力资源管理培养策略,激发其综合优势价值,开创利于人才全面发展建设的优质环境,形成核心价值观。应注重培养具有先进技术水平的信息产业精英人才与行业专家,提升创新发展综合能力。还应开创公平、透明、良好的人才发展竞争氛围,通过有效的宣传、综合的激励,优化人才评估以及管理激励制度,不断鼓励吸引高级人才全面推陈出新、发挥核心潜能,提升竞争发展意识,快速适应市场激烈竞争环境,通过优质选聘吸引真正优秀人才贡献核心力量。同时,各单位应强化国际合作交流,通过全面配合、协同发展,扩充视野,缩短同发达国家的现实差距,进而全面奋进,实现信息化发展。对于海外归国人才应全面支持,给予有效的扶植引导,由政策制定、待遇管理层面,真正的吸引其积极主动的投入到单位经营发展活动之中,加快电子信息工程的发展建设,提升核心潜能。 3.3推进服务创新,激发新型增长点 为促进电子信息工程现代化技术的飞速发展、全面扩充,应致力于服务创新,全面激发新型增长点。面对国际竞争环境的日益复杂,加之经济危机的扩充深入影响,只有推陈出新方能赢取竞争主动,实现良好的生存与发展。为此各类单位应强化同设备生产方的有效配合,创建基于单位核心的创新技术系统,提升我国电子信息工程综合发展潜能与技术研究水平,真正推进产品的全面创新以及技术的优化完善,通过特色化电子信息技术产品赢取竞争主动。应促进产业系统的持续优化,确保核心产业的持续稳定提升。为全面符合现代化发展需要,应提升企业核心竞争力,注重计算机产业的全面发展,实现现代化技术产品的优化升级,令电子产品实现良好的创新转型。应通过实践应用推进发展,实现业务以及服务创新,全面推进现代化通信设施、优质信息服务以及创新技术优化发展,开创新型经济增长点。 4.结语 总之,为推进电子信息工程现代化技术的科学发展,我们只有明确电子信息工程内涵,探究现代化电子信息工程技术核心意义,强化政府支持、方能制定快速发展科学对策,探究新型增长点、实现服务创新,创设显着效益,真正推进电子信息工程的持续全面发展。 电子信息类论文:电子信息技术的应用和发展趋势浅析 一、电子信息技术的定义 “信息”即是对事物运动状态及形态的描述,是事物状态的体现形式。信息的传递可以通过文字、数据或一些特殊的符号、声音等形式实现。随着科技的发展与进步,电子信息逐步登上历史舞台,成为人们生活中不可缺少的沟通媒介。电子信息技术的具体含义是指使用电子技术获取、传递人们所需要的信息,主要包括传感技术、计算机技术、多媒体技术、网络技术等,通过这些技术手段达到信息传递、沟通交流的目的。由于通过电子技术获取信息方便快捷,所以电子信息产业通信业、计算机、视频音频产品甚至是餐饮企业等各个生产生活的产业均有涉及。 二、电子信息技术所具有的特点 随着人类社会的进步,电子信息产业得到了高速的发展。当前社会已经步入了电子信息时代,电子信息技术已成为当代最活跃、影响力最大的科学技术之一,为人们的经济发展与生活水平的提高作出了巨大的贡献。运用电子技术表达和传递出来的信息内容丰富,生动活泼,知识涵盖面广,且使用价值高,使得接受的一方能够在较短时间内学习更多的知识,在生活上为人们提供便捷,如电子信息技术在电器应用上的特点。家用电器技术的提高,产品的种类日新月异,各种功能不断出现,使用操作简单,为用户的生活提供更多的便利。在家用电器应用上的主要体现形式是一体化特点,即将传感技术、接口技术、系统化、微型模块化等技术相结合。机电的一体化可以提高产品的自动监视能力、报警能力,在遇到突发状况如过载、过压、短路之类的电力故障时,能够自动采取保护措施,避免事故的发生。同时还可以提高生产能力和工作质量。一体化机电在操作过程中可以节省能源的消耗,加快生产速度,使得机械性能得以改善。 电子信息技术在计算机网络上具有智能化、集约化、网络化、数字化、高效快捷的应用特点。(1)智能化,集约化。计算机智能是在科学的基础上建立进而研究的,在计算机的发展道路上,智能化是一个重要的方向。现代的网络信息技术能够对人的思维活动及感觉行为进行模拟,然后对其展开集约化逻辑分析及综合处理信息。(2)网络化,数字化。网络在计算机应用不断深入的现代社会中,已经成为计算机技术和信息技术结合的产物。计算机的高清晰数字处理技术和运行的网络化,使得信息资源的互动交流及共享得到了实现。(3)高效化,快捷化。现代的计算机网络技术,就其开发应用来说,是以整合和存储各种信息资源为基础,用计算机的电子信息处理技术,使得信息上的各类管理实现高效化及快捷化。 三、电子信息技术的发展趋势 1.多媒体化,智能化。 媒体是人与人之间进行信息交流的媒介,简单地说,就是信息的载体。关于“多媒体”的概念并不统一,一般人们将其解释为“多种媒体的综合”。而多媒体,即是指在计算机系统中,将两种或两种以上的媒体进行组合的一种人机交互式信息交流和传播媒体。使用的媒体包括文字、图片、音乐、特殊音效等,以及程式所能够提供的互动功能。使用起来方便迅捷。智能化是指由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术等技术汇集,最终形成一种针对某一个方面的应用的智能集合。数字化智能化的高低取决于信息技术的发展程度,技术含量及复杂程度越高,智能化效果也就越强。智能化的产品已逐渐渗透到各行各业,对我们的生活有着巨大的影响。如智能住宅小区,监管系统等都应用到了智能化技术。 2.网络化,数字化。 网络化是指利用通信技术和计算机技术,把各个地点的计算机及各类电子设备相互连接,按照一定的网络程序软件达到相互通信的目的,使得所有用户都能够在同一时间共享各种数据、图片等信息资源。通过网络能更好地传送数据和文本资料。用户可随时随地拨打电话或收看任意国家的电视和电影,网络化使得电子信息的应用更为普遍化。目前,计算机网络已被广泛应用,如交通、金融、企业管理、教育教学、商业交流等各行各业均有涉及。数字化就是将各种复杂多变的信息转变为可以度量的数字或数据,再将这些数字、数据建立起来,进行适当的数字化模型,把它们转变为一系列二进制代码,将其引入计算机的内部,再对数据进行统一处理。数字化的优势在于:首先,数字信号与传统的模拟信号相比,前者其信号有加工能力。加工过的信号对有杂波或易产生失真的外部环境来说,稳定性较好。在长距离的传送过程中数字信号传送具有较高的可靠性。数字信号需要使用集成电路和大规模集成电路,而且计算机系统更容易处理数字信号。数字信号在数字特技和图像处理的方面的处理能力也较传统方式强。其次,数字信号处理电路简单。它无需在模拟电路里进行各种调整,因而电路工作时较为稳定、技术人员也能够减轻工作负担,总的来说电子信息数字化可以节约人力物力资源,扩大经济效益。再次,数字信号更加易于压缩。例如,在模拟摄像机里,需要使用100个以上的可变电阻。在有些地方调整这些可变电阻的同时,还需要调整摄像机的摄像特性。各种调整彼此之间又相互有微妙的影响,需要反复进行调整,才能够使摄像机接近于完善的工作状态。在电视广播设备里,摄像机还算是较小的电子设备。如果摄像机100%地数字化,就可以不需要调整了。对厂家来说,降低了摄像机的成本费用。对电视台来说,不需要熟练的工程师,还缩短了节目制作时间。 四、结语 随着人类社会的不断发展,科学技术在不断进步,电子信息技术拥有了更大的发展空间。电子信息技术被应用在人们生活的各个领域,为改善人们的生活和促进经济发展发挥重大的作用。在应用方面上,电子信息技术的发展受到科技水平的制约,只有科学水平进步了才能促进电子信息技术的改进,可以说它的发展趋势是依赖着人类科技与社会的进步的。因此,要想电子信息技术更好地为生活服务,就必须提高科技水平。 电子信息类论文:浅谈提高电子信息类专业实验教学质量的方法分析 论文关键词:电子信息类专业 实验教学质量 模式 仿真技术 Simulink 组件 论文摘 要:实验室担负着向学生传播知识与技术、培养学生动手的能力和创新能力的重要使命。随着社会经济的发展及教学改革地不断深入, 实验教学在整个教学体系中的地位越来越突出,实验教学模式的改革已经迫在眉睫。本文主要分析了实验教学的传统模式与存在的问题,并提出了提高电子信息类专业实验教学质量的方法[1]。 0 引 言 实验教学是学校教学活动的重要组成,教学质量的好坏是对学校人才培养层次与质量的直接体现。实验作为实验教学活动的主要内容, 在改善教学质量方面发挥着不可替代的作用。实验室在传播知识的同时,更重要的作用体现在对学生的创造性思维与想象力的培养上。通过实验教学,学生分析解决问题以及动手能力明显提高。伴随教学改革的日益深入, 实验教学的改革也越来越引起人们的关注,以往的教师灌输式的理论教授方式,学生被动接受的教学模式,已无法满足社会经济发展的要求。当前,社会需要的是主动型、能力为主的人才培养。加强学生创新能力的培养,必须切实转变以往重理论教学轻实验教学的错误观念,重新认识实验教学在学校教学活动中的地位与作用,根据当前社会经济对人才的要求, 改革传统的实验教学模式,改革实验教学手段,优化更新实验教学的内容,切实提高实验教学质量。 1 实验教学的传统模式与存在的问题 国内高校工科教育当中,实验教学存在着硬件条件不足、硬件实验条件的发展与技术要求不相符[2],加上近几年高校扩招,实验教学的硬件条件更是供不应求。进一步加大对教学硬件条件的投入,丰富实践教学的内容、加强实验条件的改革及建设,在目看来具有特殊的重要性。面对这种情况,我国的教育主管部门采取了一些推进实践教学改革及建设的措施。如:在全国高校本科的教学水平评估中,实验室基地建设与建设投资及其实验教学改革被列为一项重要的指标。并且,各高校也逐渐开始响应教育部的的这一举动,纷纷实行了“双基”型实验室[2],与此同时,建设了“实验教学示范中心”。当前,传统实验教学模式的缺点主要有以下几点:验证性的实验所占比例较大,与综合性、设计性、创新性实验之间的比例失调;实验模式单一、实验室设备陈旧;实验教学中缺乏先进的实验教学手段。 2 提高电子信息类专业实验教学质量的方法 2.1 实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验 在实验教学中引入计算机仿真技术,能够充分调动学生主动学习的积极性,培养学生的学习兴趣。同时,教师能够通过计算机技术对学生的实验操作的全过程进行观察,对学生进行良好的跟踪与指导,更好地进行学生实验结果的采集工作,先进科学的教学理念与教学手段对于提升实验教学效果,提高实验教学水平具有重要作用。引入计算机技术后,理论与实验教学,教师教学指导与学生操作、思考融合成一个有机整体。以往传统实验教学中课堂、课时以及实验设备因素的限制作用得到了解决,实验教学更加灵活化,教学内容在时空上得到进一步的延伸,更好地激发了学生进行实验的热情。 将计算机仿真技术引入到实验教学中,通过相应技术进行的虚拟实验,为学生提供了更为灵活开放的实验环境,能够更好地培养学生在实验过程中独立思考能力,增强学生的的学习创新意识。对于实验教学内容,仿真技术的应用,将虚拟性实验与真实的电路实验整合成有机整体,实验的能动性与趣味性明显提高,同时实验内容的充实,有利于学生综合实践以及探索创新能力的培养。当前,已经有越来越多的高校重新进行了实验室的规划建设,通过计算机仿真技术进行虚拟实验是实验教学改革发展的新方向。将与实验教学相关的计算机软件技术引入到高校实验室中,为实验科研提供了良好的平台,对于激发学生学习的主动性与积极性,培养创新能力具有重要作用。计算机仿真技术的应用,一方面能够改善实验教学条件、充实实验教学的内容,另一方面,还能够明显降低实验成本,提高实验教学的效率。通过单片机的实验教学,能够发现,教学过程中引入proteus仿真软,通过该软件对单片机的硬件系统进行模拟,克服了实际实验过程中硬件电路固定以及实验内容不易改动等因素的限制。实验设计全过程,除计算机外不用再进行任何硬件的添加即可实验,这有力地推动了实验课程教学改革,更有利于学生创新能力的培养。仿真技术的另一重要应用主要表现在学生的业余爱好上,如挑战杯、电子设计大赛等等,学生就能够用计算机来实现仿真,首先用计算机仿真出实验的模型,再在计算机上进行相应的模拟调试,最终用硬件来实现。在整个仿真的过程中,学生可以自由发挥自己的潜能,通过大量的仿真对比,来达到设计目的,也可大胆反复地调试,避免了器件的损坏。电子设计竞赛中,由于proteus开发环的运用,培训过程中不需投入任何硬件的条件下,学生却普遍反映,对于单片机的学习比单纯理论知识的学习更易接受也更易得到提高。事实证明,运用proteus进行系统仿真成功后进行的实际制作,可明显的提高单片机系统的设计效率。此外,远程教学中仿真教学的运用具体重要的意义,对于教学改革是一种很好的尝试[2]。 2.2 实验中引入Matlab软件内建的Simulink组件技术 目前,我国开设了电子信息类专业的高校中,大部分都将Matlab软件作为重要的实验教学平台,对定理以及算法进行仿真和验证实验。Simulink组件作为Matlab的重要组成,能够为用户提供一个仿真分析与动态建模的集成系统环境。该环境下,只需利用鼠标进行简单直观的操作,就能够完成复杂系统模型的构建,在此过程中避免了大量繁杂的书写程序。由于 Simulink组件具有适应性强、效率高,结构仿真精细、流程清晰且贴近实际、效率高、使用灵活等诸多优点,Simulink组件技术已经被广泛地运用于处理数字信号与控制理论等复杂的仿真设计之中。同时Simulink能够通过连续、离散采样时间以及两种采样时间混合的的方式进行建模,该组件还可支持多速率系统,不同的系统组成部分的采样速率不同。此外,S imulink为动态系统模型的创建,提供的图形用户接口(GUI) ,使在进行模型方块图的创建时只需通过鼠标单击与拖动鼠等简单操作即可完成,为用户提供了一种更便捷、更直接的创建方式,同时能够立即获得系统仿真结果。 该组件的这一特性,一方面可以使算法的验证更为简单,减少学生投入在验证性实验中所用的时间,而将大部分精力投入到设计性、综合性试验中;另一方面,可以使学生更快捷的验证新思路、新算法,而不会由于代码调试方面的问题影响了创新实验的开展。以自适应滤波中的经典RLS 算法为例,如果直接采用Matlab编程方式,在进行代码调试时,就会消耗掉大量的精力,代码长度将达到200 行以上。而如果采用Simulink组件模块化设计的思想,只需要鼠标对模型的拖拽,就能以流程图的形式将滤波器搭建起来。由于Simulink提供了丰富的元件库,采用图形化的表示方法,学生在进行算法验证的时候只需调用成熟的模块进行参数设计即可。这样的实验方法事半功倍,思路清晰,参数的调整也十分便捷,广受学生欢迎。由此可见,引入Simulink组件后的实验,既不会影响实验效果,又能够提高实验效率,对学生模块化编程的思想也有较好的促进作用。 3 结 语 当前,社会对人才综合素质的要求不断提高,进行实验教学改革已经迫在眉睫,而大学实验教学的改革又直接影响到学生的动手和创新能力。实验教学必须能够跟得上时代的脚步,把计算机仿真技术与Simulink组件技术应用到实验教学中可以充分调动学生主动学习的积极性,充分发掘学生的创造能力,在学习到先进技术的同时,提高学生对社会的适应能力。 电子信息类论文:关于互联网电子信息安全防护问题研究分析 20世纪70年代以来,以信息技术为核心的高技术群的迅猛发展及其在社会各领域中的广泛应用,将人类社会推进到了信息社会。在信息社会里,信息网络系统的建立已逐渐成为不可或缺的基础设施,信息已成为社会发展的重要战略资源、决策资源和控制战场的灵魂,信息安全已成为国家安全的核心因素。无论是在平时还是战时,信息安全问题都将是一个战略性、全局性的重要问题。谋求国家安全,必须高度重视信息安全防护问题。 一、搞好信息安全防护是确保国家安全的重要前提 众所周知,未来信息化战争将在陆、海、空、天、电多维空间展开,网络空间的争夺尤其激烈。如果信息安全防护工作跟不上,在战争中就可能造成信息被窃、网络被毁、指挥系统瘫痪、制信息权丧失的严重后果。因此,信息安全防护不仅是赢得未来战争胜利的重要保障,而且将作为交战双方信息攻防的重要手段,贯穿战争的全过程。据有关报道披露,海湾战争前,美国特工曾在伊拉克从法国购买的打印机的引导程序中预埋了病毒,海湾战争一开始,美国就通过卫星激活病毒,导致后来伊军防空指挥通信系统陷入瘫痪。战争和军事领域是这样,政治、经济、文化、科技等领域也不例外。根据美国加利弗尼亚州银行协会的一份报告,如果该银行的数据库系统遭到网络“黑客”的破坏,3天就会影响加州的经济,5天就能波及全美经济,7天会使全世界经济遭受损失。鉴于信息安全如此重要,美国国家委员会早在初的《国家安全战备报告》里就强调:执行国家安全政策时把信息安全放在重要位置。俄罗斯于6月讨论通过的《国家信息安全学说》,首次把信息安全正式作为一种战略问题加以考虑,并从理论上和实践上加强准备。 二、我国信息安全面临的形势十分严峻 信息安全是国家安全的重要组成部分,它不仅体现在军事信息安全上,同时也涉及到政治、经济、文化等各方面。当今社会,由于国家活动对信息和信息网络的依赖性越来越大,所以一旦信息系统遭到破坏,就可能导致整个国家能源供应的中断、经济活动的瘫痪、国防力量的削弱和社会秩序的混乱,其后果不堪设想。而令人担忧的是,由于我国信息化起步较晚,目前信息化系统大多数还处在“不设防”的状态下,国防信息安全的形势十分严峻。具体体现在以下几个方面:首先,全社会对信息安全的认识还比较模糊。很多人对信息安全缺乏足够的了解,对因忽视信息安全而可能造成的重大危害还认识不足,信息安全观念还十分淡薄。因此,在研究开发信息系统过程中对信息安全问题不够重视,许多应用系统处在不设防状态,具有极大的风险性和危险性。其次,我国的信息化系统还严重依赖进口,大量进口的信息技术及设备极有可能对我国信息系统埋下不安全的隐患。无论是在计算机硬件上,还是在计算机软件上,我国信息化系统的国产率还较低,而在引进国外技术和设备的过程中,又缺乏必要的信息安全检测和改造。再次,在军事领域,通过网络泄密的事故屡有发生,敌对势力“黑客”攻击对我军事信息安全危害极大。最后,我国国家信息安全防护管理机构缺乏权威,协调不够,对信息系统的监督管理还不够有力。各信息系统条块分割、相互隔离,管理混乱,缺乏与信息化进程相一致的国家信息安全总体规划,妨碍了信息安全管理的方针、原则和国家有关法规的贯彻执行。 三、积极采取措施加强信息安全防护 为了应付信息安全所面临的严峻挑战,我们有必要从以下几个方面着手,加强国防信息安全建设。 第一,要加强宣传教育,切实增强全民的国防信息安全意识。在全社会范围内普及信息安全知识,树立敌情观念、纪律观念和法制观念,强化社会各界的信息安全意识,营造一个良好的信息安全防护环境。各级领导要充分认识自己在信息安全防护工作中的重大责任,一方面要经常分析新形势下信息安全工作形势,自觉针对存在的薄弱环节,采取各种措施,把这项工作做好;另一方面要结合工作实际,进行以安全防护知识、理论、技术以及有关法规为内容的自我学习和教育。 第二,要建立完备的信息安全法律法规。信息安全需要建立完备的法律法规保护。自国家《保密法》颁布实施以来,我国先后制定和颁布了《关于维护互联网安全的决定》、《计算机信息网络国际联网安全保护管理办法》、《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》、《计算机信息系统国际联网保密管理规定》、《计算机信息系统安全专用产品检测和销售许可证管理办法》、《计算机信息系统安全专用产品分类原则》、《金融机构计算机信息系统安全保护工作暂行规定》等一系列信息安全方面的法律法规,但从整体上看,我国信息安全法规建设尚处在起步阶段,层次不高,具备完整性、适用性和针对性的信息安全法律体系尚未完全形成。因此,我们应当加快信息安全有关法律法规的研究,及早建立我国信息安全法律法规体系。 第三,要加强信息管理。要成立国家信息安全机构,研究确立国家信息安全的重大决策,制定和国家信息安全政策。在此基础上,成立地方各部门的信息安全管理机构,建立相应的信息安全管理制度,对其所属地区和部门内的信息安全实行统一管理。 第四,要加强信息安全技术开发,提高信息安全防护技术水平。没有先进、有效的信息安全技术,国家信息安全就是一句空话。因此,我们必须借鉴国外先进技术,自主进行信息安全关键技术的研发和运用。大力发展防火墙技术,开发出高度安全性、高度透明性和高度网络化的国产自主知识产权的防火墙。积极发展计算机网络病毒防治技术,加强计算机网络安全管理,为保护国家信息安全打下一个良好的基础。 电子信息类论文:浅谈电子信息工程的应用和发展 随着21世纪信息时代的到来,电子信息及网络技术的迅速发展,电子行业蓬勃发展,电子信息行业也已经深入到各行各业的领域,成为了国民经济的支柱产业,推动了各行业的发展。电子信息工程已经广泛地应用到人们的生活和工作,本文主要分析论述电子信息工程在社会中的应用,同时对电子信息工程的优化发展提供一些建议,望能为电子信息工程的推广应用带来支持。 关键词: 电子信息 应用 发展 1.电子信息工程的概述 电子信息工程通过运用计算机现代化技术对电子信息进行控制和处理,主要研究设计应用系统及电子设备、获取信息对其并进行处理,其最基本的特点是对信息进行采集并进行处理,同时电子信息工程还能实现设备与系统的创新研究、设计开发和集成。当前,网络编程、模拟数字信号的之间的相互转化,通信的原理等方面的学科为电子信息技术现代化提供了基础,电子信息工程已经广泛地应用到人们的生活和工作中,电子信息行业也已经深入到各行各业的领域,带动了各行业的不断地发展和更新。 2.电子信息工程应用的特点 电子信息工程技术是计算机现代化发展的特征,其的应用特点主要为智能化、网络化、高效化。 2.1智能化。在科学高速发展的基础上,智能渐走进了人类研究的视野,智能化成为了计算机发展的重要方向。现代的电子信息技术通过模拟人类的言语行为及思维活动,对其进行逻辑性的分析及进行信息的有效处理。 2.2网络化。网络是计算机发展过程中信息与计算机的技术融合的产物。随着计算机运行网络化,世界融为了一体,实现了世界资源的交流和共享,为信息全球化提供了可能。 2.3高效化。现代网络信息技术的开发及应用主要是表现在对各种信息进行采集、整合、存储和处理,这样就使信息的管理走向了高效化,高效快捷地管理信息。 3.电子信息工程的具体应用分析 3.1在工程造价管理中的应用分析 当前,电子信息工程在工程管理中的应用有:网络通讯管理平台,通过信息技术实施管理,达到自动化办公,强化了工程管理,提升了办公的效率;软件应用,运用计算机软件对工程钢筋的用量和工程量进行计算,为工程的造价预决算提供了编制依据;信息系统应用,运用数据库的技术建立信息指标的系统,为工程的积累服务。随着时代进一步信息化,电子信息在工程管理的应用也得到相应的发展。人们将信息技术应用到工程造价的控制、标底编制等方面,使其摆脱手工,实现了信息化的管理,而且各类相关工程管理的软件也相继被开发应用。在信息时代网络技术的迅猛发展下,为工程项目造价和工程管理活动提供信息和服务的网站如雨后春笋般涌现,其一般提供了工程相关的法规政策,项目的信息和相关材料的价格信息等等,给工程造价工作管理工作的带来了一定的便利。 3.2在农业机械中的应用分析 网络化、数字化、智能化是当前我国农业行业发展的标志,这都有赖于电子信息工程技术的发展,使得农业迈向了机械化。当今时代农业机械已经发展成一个可以独自进行系统控制及对信息进行综合处理的智能终端,一台大型复杂的机械中能够完成安装多个电子标准控制的原件,微型作业计算机不但使用标准统一的端口,而且还将局域网的控制技术运用到其中。电子信息工程的应用促进了农业模式的转型,使得我国传统农业逐步向现代化农业迈进。 3.3在常用设备中的应用分析 随着信息化的发展,电子工程技术对我们生活的影响越来越大,其应用逐渐参与到我们日常生活的设备中。数字电视的网络、空调的制冷系统及电冰箱恒温系统的控制等,无一不体现了电子信息工程在我们日常生活设备中应用广泛。如一辆汽车,组成其的电子控制单元可以独立完成操作,也能相互结合协调,确保汽车处于最佳运行的状态,再如电梯,在使用机械原理的基础上安装电子信息系统,实现机械的自动化和智能化,优化了机械的性能,提高了工业生产的效率。 3.4在公路工程的应用分析 公路工程施工工艺复杂,工期较长,这些就导致公路工程各种复杂的数据,于此同时,还要不断更新施工过程的施工进度,施工质量以及费用控制。通过依据电子信息工程技术上的支持,利用计算机技术,极大的节省了人力和物力。因此,我国正在逐步实现采用现代信息工程来管理公路工程中产生的各种管理数据及管理文件,实现公路工程的现代化管理。 3.5在教育中的应用分析 随着人类进入信息化的步伐,决定时代命运的力量之一教育也进入了信息化。教育信息化是电子信息工程技术在教育中应用的一个具体表现形式,通过把计算机及网络技术运用到教学中去。教育的信息化不仅适应了信息时代的要求,而且在一定程度上推动了信息时代的发展。教育与电子信息工程技术存有深厚的联系,网络技术的发展起源于教育。现今,学校设置了众多电子信息方面的专业,注重对学生进行培养“获取信息、采集信息、分析信息及加工信息等的能力,推行网络及计算机教学的模式,这为教育信息化的发展带来了重要的驱动力。 4.推动电子信息工程发展的策略 4.1政府加大扶持力度 在电子信息工程的发展过程中,政府机关部门处于了引导者的位置,政府部门能否发挥引导者的作用,对电子信息工程的发展至关重要。政府部门应该加大对电子信息项目建设的扶持,增加对电子信息技术研 发资金的投入,扩宽电子产业的投资渠道,制定相关的鼓励政策对电子信息工程的创新技术进行鼓励,肯定及奖励电子信息工程技术的创新成果,同时并通过建立电子信息工程基金,确保促进电子工程持续的发展。作为引导者,政府相关部门还应强化通信技术、智能手机、多媒体技术、因特网等的研发,加强引导通信产业、电子信息产业的发展。 4.2培养专业型人才 人才在电子信息系统处于主导地位,是电子工程发展的关键。我国电子信息工程产业的发展需要树立“以人为本”的理念,注重培养专业的技术人才。拥有一个具有高技术水平的优秀人才队伍,是电子信息工程发展的重要驱动力。人才的培养应该从企业和学校这两个环境开展。电子信息工程企业应该增加对人才培养的投入资金,完善对人才的相关激励机制,创造适宜人才发展、成长及提高的良好氛围 环境;学校应该开设电子信息相关的专业,结合时势的发展,及时地融进科学前沿的知识,有效的开展人才培养教学,为社会培养出更多更专业的人才。 4.3加快电子行业的创新 当今世界是一个信息化的时代,电子产业市场的变化瞬息万变,电子技术的的发展日新月异,在如此的趋势及环境下,我国电子的行业的创新迫在眉睫。我们应该在电子信息工程应用及产品的发展创新方面着手,推动电子创新产品的更新和升级。电子企业应该加强对电子信息技术的改造创新,企业之间应该加强沟通交流和企业合作,跟随着国际化的步伐,共同一起实现创新技术和先进产品的研发。 4.4增强知识产权的保护 增强知识产权的保护,对电子信息工程的发展起到重要的作用。在我国有较多的科研人员在技术开发上取得了较高的成就,但由于自身知识产权的保护意识不强,以致较多的科研技术成果被盗窃,这些现象提醒了我们需要重视对知识产权的保护,推动普及知识产权的相关知识,提高科技人员知识产权的保护意识。同时,政府部门也要加强知识产权法律的建设,加强产权法的实施,严格执法,创造新产品新技术保护意识强的社会氛围环境,保护科学研究工作人员的成果,提高工作的积极性,维持科研者的创造热情。 结束语 通过上文对电子信息工程实际应用的论述,我们可以看到,在当今社会中电子信息工程已经融入渗透到各个行业。那么,在未来,随着科技的进步,电子信息工程将进一步发展,电子信息工程即将为我国电子行业以及其他行业提供技术上的支持,为我国经济的发展起到至关重要的作用。因此,我们在电子信息工程加大科研力度,跟上时代前进的步伐,使其更好的与社会相融合,从而实现我国经济的快速发展。 电子信息类论文:电子政务系统运行问题及电子信息安全技术的引入 电子政务系统对于一个国家或者是一些地区的综合竞争有着重要的促进作用。因此,电子政务系统的安全运行受到了广泛的关注。由于电子政务系统在处理数据方面以及系统的运行方面,还存在着一些欠缺。因此,经常会遭受到一些恶意篡改以及网络攻击,致使电子政务系统的安全受到了较大威胁,也使得电子政务的效率与便利没有办法得到有成效的保证,进而给我国社会经济的发展以及社会的稳定带来了威胁。所以,相关的工作人员必须要加强对信息安全技术在电子政务系统中的运用分析力度,进而促进我国社会经济能够健康平稳的发展。 1 电子政务系统运用信息安全技术的需求 电子政府系统给我国的政府部门提供服务,政府一般会引进先进的信息技术与通讯技术,用信息化对管理以及服务进行加工,进而在网络系统里面将工作程序与结构组合在一起,全面拜托时间与空间的限制,继而给政府部门或者是社会上的一些专业合法机构提供最高效、最优质的管理与服务。就我国当前社会的发展从现状,电子政务系统在运用信息安全技术时,对其提出了相应的要求。 第一点要求就是要对使用者的身份进行相应的识别。主要是识别实体与通信数据的来源是否真实。电子政务系统运用时是否拥有较高的安全性,这对于各个单位或者是个人都有着直接的影响,关系到使用者自身的利益,要想保证电子政务系统可以顺利运行,识别信息系统管理的对象非常关键。第二点要求则是需要有效地控制访问权限。对访问权限进行控制是安全信息技术服务的内容,是为了阻止一些没有经过授权的资源被访问到,避免某些不合法的信息被储存,做好访问权限的控制能够给电子政务系统增设一道有效的防护墙。第三点是要求确保相关的数据资料不会被外来非法分子截获,杜绝相关资料出现外泄。在电子政务系统里面,会有很多数据资料是与政府部门与各个单位的机密文件有着联系。因此,信息安全技术必须要阻止没有经过授权的使用者得到数据资料,将控制访问系统以及机密相关系统融合在一起,就可以进一步为电子政务系统加设另外一道防火墙[4]. 2 电子政务系统运用过程当中存有的问题 2.1 对信息安全技术没有足够的重视 现如今随着科学技术的快速发展以及互联网的广泛应用,我国很多政府部门也开始关注网络系统的建设,十分看重网络给工作带来的便利,但是部分政府部门在运用网络系统时,并未将网路的安全考虑在内,甚至是直接忽视了网络系统的安全问题,致使信息安全技术一直停滞不前。电子政务系统的运用至今还不是特别的成熟,有很多重要的资料文件并未直接上网,加之安全技术涉及到的范围较广泛,无法用具体的指标对其进行合理的量化,存在较大的间接性与不可见性,导致使用者对信息安全技术的关注程度不高,也没有足够的重视,信息安全技术在管理上存在较大缺陷,最终导致安全漏洞进一步扩大。 2.2 电子政务成系统本身存在缺陷 政府部门中使用的计算机本身就是十分脆弱的,换句话讲就是电子政务系统本身存在一定的缺陷,系统本身存在一定的缺陷。通过具体分析后我们可以看出,计算机中的操作系统一般是运用Windows 2000、XP 以及 NT、等等,但是运用的系统一开始就存在很多漏洞。除此之外,运用的网络设备以及通信等也存在较多弱点。政府部门的内网、外网以及涉及到的公共服务网,这些网络环主要就是利用 TCP/IP 协议建立起来的,而该项协议的基础就是自由与开放,但是这项协议在网络管理、服务模式以及合理规划等方面全部都存在较大的安全隐患。因此,可以看出电子政务系统本身就存在缺陷,还需要相关的技术人员协议方面、系统方面以及设备方面等做出科学的改进。 2.3 信息安全技术在管理方面存在欠缺 由于网络系统的推广与运用,部分政度部门已经开始重视起信息安全技术的重要性,但是却忽视了管理体系的建设与完善,未充分意识到信息安全技术的关键是人为因素。管理体系的建设就是将人为因素与技术因素二者融合在一起,然后将安全技术的保障能力充分发挥出来。事实上我国现在的保卫工作以及安全管理工作都是比较弱的,许多政府部门的内部并未真正在制度方面、人员方面以及技术方面建立起很好的防范机制,没有合格的保护措施。内部人员基本上都会有对系统进行访问的权限,能够较为容易的躲过很多访问控制布置的障碍;很多网络维护者没有网络安全的意识,有的使用者甚至会不遵守安保的相应规定,把内网直接和因特网进行连接,以上这些情况都会给网路系统的安全带来较大的隐患[3]. 3 电子信息安全技术在电子政务中的应用 3.1 有效保证服务器安全 有效保证服务器的安全,主要表现在加密服务与应急方法两个方面。当管理员要对网站进行相应的管理与维护时,一定要先进行身份的识别,防止一些不法分子钻了漏洞,如果管理员在认证账户密码时,超过三次没有将密码输入正确,可以把该账户进行及时的锁定。此外,使用者所应用的密码需要每隔一段时间更换一次,只有这样才可以有效地保证账户密码不会被泄露。如果出现系统受到外来侵袭致使数据资料产生破坏等情况时,系统的应急系统应该马上启动,并发出相应的警告,也可以直接关闭服务器,降低破坏所造成的损失。 3.2 确保系统数据的安全 确保系统数据的安全,是电子政务系统安全防护的重中之重,所以在分析问题时,应当根据实际情况,对问题进行详细的分析,找到最合适的处理方法,尽可能地保障系统数据的安全。例如使用者在进行访问权限核实与审查的时候,需间隔一段时间就对电子政务系统做全盘扫描,把部分重要文件与机密信息全部存储到对应的服务器里面;提升对电子政务系统管理员对账户密码进行有效管理的力度,如果遇到网络攻击能够及时地做好各项备份工作。以上这些方法都能对网络正常运行过程中,出现的各类政务信息窃取、恶意攻击与数据丢失等等突发情况进行预防与解决,就算是发现系统受到了破坏,也能够将不良影响降到可控的范围内[1]. 4 结束语 通过上述文章内容,我们从中可以看出,现如今我国科学技术的发展非常快速,而网络技术也在不断的推陈出新,信息技术在电子政务系统中的运用也越来越广泛,涉及到的公文、保密信息也逐渐增多,但是因为我国电子政务系统的发展还处于初级阶段。因此,还存在很多需要解决的问题,特别是系统的安全问题,如果系统的安全问题受到了影响,那必将会对我国经济的发展以及社会的稳定带来威胁。所以,需要将信息安全技术运用到电子政务系统中,做好系统的安全维护工作,进而确保用户信息的安全,促进社会经济的健康发展。 电子信息类论文:基于可靠性工程的电子信息装备质量管理研究 【论文关键词】可靠性工程 电子信息装备 质量问题 质量管理 分析 【论文摘要】电子信息装备的质量是实现现代社会经济发展和竞争的必要条件,对于现代社会经济的发展与提升各种竞争力有着决定性的作用。本文主要从电子信息装备日常应用中的质量问题出发,结合电子信息装备质量与可靠性工程建设,对基于可靠性工程的电子信息装备质量以及管理进行分析研究。 现代社会经济发展和竞争中,电子信息装备促成社会经济发展和竞争的重要因素。电子信息装备对于社会经济发展信息竞争发展的有着重要的作用。在社会经济发展和信息竞争中,电子信息装备的质量对于社会经济发展以及信息竞争力有着决定性的影响。现代社会经济发展和竞争中,对于电子信息技术等条件的要求都非常高,因此电子信息装备的质量问题对于电子信息技术体系的整体运用以及实施效果有着很大的影响作用,尤其是电子信息装备的质量可靠性对于电子信息装备系统和社会经济发展等都有着很大的影响作用。 1.电子信息装备的质量问题 电子信息装备实际应用中,对于电子信息技术装备系统有着重要影响的。最主要的问题是电子信息装备的质量问题。根据有关调查,电子信息装备的质量问题主要表现在电子信息装备的设计、电子信息装备的生产、使用管理以及电子信息装备的配套装置中。其中,电子信息装备设计以及生产、使用管理过程中出现的质量问题比电子信息装备在相关配套装备中出现质量问题的机率要相对较大。在有关调查中,电子信息装备的实际应用中,那些新型的电子设备装置中出现的质量问题多是由于电子信息装备的设计缺陷造成的质量问题,而且在实际应用过程中,这部分的电子信息装备的质量问题大部分是在应用中的使用管理阶段开始暴漏质量问题,而电子信息装备的质量问题一般是由电子信息装备的设计以及生产阶段造成的。电子信息装备应用过程中,另外一部分电子信息装备的质量问题主要是随着现代信息技术的提高和电子信息装备的复杂性的增加,电子信息装备在实际应用中不仅对于电子信息装备使用维护费用提高,而且也面临着一定的质量和使用完好问题。电子信息装备应用中之所以会出现各种影响电子信息装备质量的问题主要是由于电子信息装备系统的复杂性以及电子信息装备应用中的错误操作或者使用、电子信息装备的生产等造成的。 2.可靠性电子信息装备质量管理研究 2.1 可靠性工程以及与质量的关系 实际应用中,可靠性工程主要是针对缺陷的一种预防以及对于出现问题的一种有效改正,是对于产品以及工程质量的一种保证。它为了达到产品设备的相关质量或者可靠性要求实施的一系列建设工作。进行可靠性工程建设其实就是对于产品工程可靠性的确定和对于产品工程质量可靠性的保证,在实际应用中,可靠性工程主要是通过对于产品的可靠性设计、可靠性管理以及可靠性试验进行产品工程可靠性和产品工程质量可靠性的获取保证的。其中,对于产品工程的可靠性设计就是通过对于产品工程设计过程中的可靠性模型建立,可靠预计、分配和分析等实现对于产品工程的可靠性设计,以保证产品工程应用的可靠性。对于产品工程的可靠性管理主要是通过一些可靠性的计划制定和文件制度的建设,以实现对于产品设备以及工程的设计、生产等阶段的管理。对于产品工程的可靠性试验主要是产品工程的生产环境以及运行应用等可靠性的鉴定试验,是进行产品工程可靠性确定有效途径。 在电子信息装备应用中,可靠性工程与质量之间的关系主要表现在可靠性管理是产品全面质量管理的一个个重要组成部分,实现对于电子信息装备的质量管理首先应该进行电子信息装备的可靠性管理,通过对于电子信息装备系统的可靠性技术的应用、监控,通过电子信息装备的可靠性目标来逐渐实现对于电子信息装备的质量管理的可靠性的实现。在进行基于可靠性工程的电子信息装备的质量管理过程中还应注意对于电子信息装备的可靠性管理和质量管理之间的区别的划分,以能够真正的实现对于电子信息装备的质量的管理,保证电子信息装备应用质量。 2.2 可靠性电子信息装备质量管理应用 电子信息装备系统是一项拥有较为庞大并且复杂的系统结构,因此在实际应用中,电子信息装备系统的质量可靠性要求要相当的高,因此才能保证整个电子信息装备系统的稳定运行。对于电子信息装备系统来讲,提高电子信息装备系统的可靠性是通过对于电子信息系统的可靠性运行的分析实现的。一般情况下,在进行电子信息装备系统的设计过程中,通过对于电子信息装备系统的相关纠正措施,可以避免后期的生产以及应用过程中各种故障的发生,对于提高电子信息装备系统的可靠性有一定的作用。电子信息装备系统可靠性分析的方法有很多种,在进行电子信息装备系统的可靠性分析中使用的分析方法是根据电子信息装备系统的情况选择的。基于可靠性工程的电子信息装备的质量管理是通过在进行电子信息装备系统设计过程中装备的各种故障模式的分析,对设计中的薄弱环节的纠正,并对于电子信息装备系统中的关键系统部分进行控制,以实现对于电子信息装备系统质量的可靠性管理。保证电子信息装备系统的质量可靠。 3.结束语 总之,在电子信息装备系统中,电子信息装备系统的部分系统装备的可靠性,并不能够保证整个电子信息装备系统的可靠性,同样并不代表整个电子信息装备系统的质量可靠。电子信息装备系统质量的可靠性管理是在电子信息装备系统功能的可靠性维护上的。 电子信息类论文:地方电子信息产业的路径 1、发展广西电子信息产业科技发展的策略 我们应该清楚的认识到,虽然时机正好,但是广西电子信息技术产业的现状是不容乐观的。起步晚,电子信息制造业规模小,产业链不完整,软件服务能力弱,这些都是摆在广西眼前不争的事实。如何抓住机遇,实现“十二五”计划,其任务非常艰巨。根据中国的“十二五”规划,中国电子制造业要突破12万亿元,软件业要突破4万亿元,电子信息产业在“十二五”期间还会有一个快速的增长,而广西在“十二五”期间,应该不断扩大电子信息产业的规模,提高产业增长速度。到2015年时,要实现电子信息产业布局更为优化,形成“一区二带”的产业新格局。为此广西相关部门应该采取更加积极的措施,推动广西电子信息技术产业的跨越式发展。 1.1政府的支持 政府政策对电子信息产业发展至关重要,起到了方向性、绝对性的作用,广西政府应该认识到电子信息产业对广西经济的重要性,采取更为积极的策略进行支持。要加大投入电子信息产业研究开发需要的经费,加重资本支持,显示出政府支持电子信息产业的决心,释放正面信号,指明发展方向。对于电子信息产业的领头企业与创新企业给予税收优惠政策,或者对大型技术创新进行激励奖励政策,提升企业对电子信息产业发展的信心,激发企业创新的热情,从而带动广西电子信息技术产业整体创新水平的步步升高。广西政府要从一系列政策扶持、税收优惠、创新氛围、人才培育、国际间合作等多个角度,扶持和推动了电子信息产业转型升级。 1.2找到适合广西电子信息产业发展的模式 中国电子北海产业园位于广西北海市工业园区内,2009年正式开园。是广西目前发展非常成功的电子信息园地,采取“立足高端,构建产业链,打造北部湾电子信息产业基础”的发展战略,打造了多项电子主导产业,如整机、储存、软件开发、关键零部件等等,抓住北部湾经济区大开发、大开放的良好机遇,经过近5年的发展,已经成为一个“国内一流、国际先进”的现代、生态、人文、环保、绿色的高科技电子产品研发生产基地。归结中国电子北海产业园的成功,可以借用中国电子科技有限公司董事长贺海华的原话:“中央企业搭台、地方政府支持、各种所有制企业共同唱戏”,除了政府的支持外,企业的参与必不可少,将这些企业连结起来,成立一个成熟的产业园地,创造优良的产业发展环境,利用最短的时间实现生产的聚集,而后逐渐建立主导产业,发挥市场竞争灵活优势,提升电子信息产业园地的服务与创新能力,最终实现由工业园向新城的转变。建设产业新城,是后发展地区实现跨越发展的可行路径,这也是广西电子信息产业发展的重要的可行性模式。实践证明,电子信息产业园模式是成功的:第一台笔记本电脑、显示器等十项第一产业项目填补了广西电子信息产业的空白;入园企业达90多家,用工达6000多人,提供了丰富的就业岗位,同时孵化了一批创业青年;电子产业园被评为“国家科技兴贸创新基地”“、国家软件公共服务平台”“、高新技术创业服务中心”;2013年创业园区的社会经济产值达270亿元,充分发挥了广西千亿元电子信息产业基础核心作用,将北海市打造为智慧型城市。 1.3继续实施七大工程,促进产业结构优化 广西要不断扩大电子信息产业的规模,并严格落实“十二五”的规划,继续坚定不移的深入广泛的实施七大工程:新型计算机工程、新型电子软器件工程、通信产业化工程、电子信息技术应用产业化工程、光电绿色节能产业工程。现代新型家电产品工程、软件开发及服务工程,为此大力发展新一代的新型平板显示、关键电子元器件、数字家庭、网络通讯设备等新的信息技术,努力使电子信息企业能够做大做强,扶持和培育一批能促进经济发展、具有龙头带动作用的高端电子信息制造大企业,支撑广西经济的快速发展。 1.4提高产业从业人员素质 电子信息产业的发展离不开政策、技术的支持,更离不开人力资源的支持。人才短缺是制约广西电子信息产业发展的重要因素,要想突破人才的制约,就必须完善人才的培养机制,加强对人才教育的投资,不断提高电子信息产业人员的信息素养与职业素养、道德素养,为电子信息产业培养更优秀、更活力的新鲜人才血液。广西电子信息技术产业不仅要吸引人才,更要能培养人才,更多的留住人才。首先。要树立起积极主动的人才引进机制,拓宽人才引进的范围;要鼓励高校与电子信息企业联合培养人才,将电子信息企业的技术骨干和优秀人才输送到高校,提升现有人才的技术创新能力,或者将高校生输入到电子信息产业进行实习或实训,通过校企合作优化人才能力;企业要建立和完善人才使用、评价和晋升的一系列激励机制,调动人才的生产与科研积极性,从而留住人才。 2、结语 21世纪的社会发展已经愈来愈多的依赖信息技术,信息技术成为驱动社会、经济、文化发展的火车头,滚滚走向未来。我国的电子信息制造产业的规模已经越来越大,位居世界前列,但是由于缺乏创新技术,电子信息产品的技术含量、附加值都较低,都需要不断增强才能应对激烈的国际竞争。广西壮族自治区的电子信息产业发展一直不容乐观,与沿海发达地区还有差距,必须找出正确的适合自己发展电子信息产业的模式,加强政府的支持与投入,加强战略规划,培养更多卓越人才,将广西打造为电子信息产业大省,优化广西产业结构,全面提高广西区电子信息产业的综合实力。 电子信息类论文:电子信息工程现代化技术的探讨 1电子信息工程内涵 随着社会的进一步发展,电子信息技术逐渐在社会中崭露头角,事实证明,该技术是时展的必然产物,是社会发展的必然要求。无论是在生活中,还是在生产中,电子信息工程无所不在,并且获得了相应的经济效益以及社会效益。但是,我们不应该止步不前,仅仅看到当前的成果而不去想未来的发展是不现实的,当前我们的首要任务是促进电子信息工程的进一步发展,提高这一技术的水平,使其应用到更加广阔的领域中,这样才能促进社会的繁荣发展。要想做到上文中所提到的几点,就要对电子信息工程进行初步的了解,明确其核心意义所在。在当代的信息化时代,电子技术的应用主要体现在数字化的信息管理中,从而能够有效地提高工作效率以及加快时代的发展进程。更为重要的一点是,通过电子信息技术的应用,有助于信息的共享,使得信息在短时间内就会传播到四面八方。例如互联网的发展,就是电子信息技术的成果,人们能够在互联上网上获取相关的信息,并且只需要简单的几个步骤,并不像过去信息的传播那样繁琐。相信在今后的发展进程中,该技术一定会发展的越来越好,促进社会新格局的转变。 2电子信息工程发展现代化技术核心意义 电子信息工程的广泛应用为我国的现代化发展开启了新的时代。为了促进其进一步发展,就要不断对手段进行创新,使其能够满足变化着的时展的需要。当前,电子信息工程中面临的核心问题在于对于技术的掌握仍然处于一种表面的状态,没有掌握到其核心的技术,如果仅仅满足于这种程度,那么对于今后的发展是极为不利的,要想得到创新与发展,就要不断吸收先进的成果以及理念,向西方发达国家学习相应的技术,并且结合我国特有的理念进行创新,从而发展出属于具有中国特色的现代化技术。传统企业并没有对电子信息技术具有一定的了解,因此其发展相对落后,不能满足时展的需要,如果仍然坚持原有的发展观念而不懂得变革,就会造成企业无法得到成员的发展,不仅如此,在未来激烈的市场竞争中,传统企业根本无法与现代化的企业相抗衡。因此,实现传统企业的转变是十分必要的,其必然能够使我国占据国际市场中的一席之地。终上所述,企业的发展脱离不开电子信息工程的应用与发展,要想实现国家经济的繁荣富强,就要将电子信息工程应用其中,从而促进生产建设的现代化发展,在今后的社会在发展中,企业之中必然会全面实现电子信息的发展,促进传统企业的转型,实现企业的优化发展,为社会经济的进一步发展作出应有的贡献。 3电子信息工程技术快速发展科学对策 3.1强化政府支持,加快信息化建设 要想做到企业的全面发展,与政府的大力支持是密不可分的。只有政府加大投资力度,才能促进现代化技术的创新与应用,最终才会保证企业朝着更加繁荣的方向发展。除了政府的大力扶植,还需要各方的积极参与,以此达到扩大资金投入的目的。另外,我们还可以建立健全专门供电子信息工程发展的基金项目,这样在企业的发展过程中,就不必担心缺少资金的支持了。同时也要保证不断优化与完善电子信息技术的进一步发展,在其他领域进行相应的投资,这样在保证原有产业发展的基础上,也能够促进新兴产业的发展。 3.2完善发展环境,注重新型人才全面培养 为促进电子信息工程的全面更新、优化发展,应致力于扩充人才队伍建设。可制定有效的人力资源管理培养策略,激发其综合优势价值,开创利于人才全面发展建设的优质环境,形成核心价值观。应注重培养具有先进技术水平的信息产业精英人才与行业专家,提升创新发展综合能力。还应开创公平、透明、良好的人才发展竞争氛围,通过有效的宣传、综合的激励,优化人才评估以及管理激励制度,不断鼓励吸引高级人才全面推陈出新、发挥核心潜能,提升竞争发展意识,快速适应市场激烈竞争环境,通过优质选聘吸引真正优秀人才贡献核心力量。对于海外归国人才应全面支持,给予有效的扶植引导,由政策制定、待遇管理层面,真正的吸引其积极主动的投入到单位经营发展活动之中,加快电子信息工程的发展建设,提升核心潜能。 3.3推进服务创新,激发新型增长点 为促进电子信息工程现代化技术的飞速发展、全面扩充,应致力于服务创新,全面激发新型增长点。面对国际竞争环境的日益复杂,加之经济危机的扩充深入影响,只有推陈出新方能赢取竞争主动,实现良好的生存与发展。为此各类单位应强化同设备生产方的有效配合,创建基于单位核心的创新技术系统,提升我国电子信息工程综合发展潜能与技术研究水平,真正推进产品的全面创新以及技术的优化完善,通过特色化电子信息技术产品赢取竞争主动。应促进产业系统的持续优化,确保核心产业的持续稳定提升。为全面符合现代化发展需要,应提升企业核心竞争力,注重计算机产业的全面发展,实现现代化技术产品的优化升级,令电子产品实现良好的创新转型。应通过实践应用推进发展,实现业务以及服务创新,全面推进现代化通信设施、优质信息服务以及创新技术优化发展,开创新型经济增长点。 4结论 总之,为推进电子信息工程现代化技术的科学发展,我们只有明确电子信息工程内涵,探究现代化电子信息工程技术核心意义,强化政府支持、方能制定快速发展科学对策,探究新型增长点、实现服务创新,创设显着效益,真正推进电子信息工程的持续全面发展。 电子信息类论文:对于电子信息行业的4P营销策略浅析 [摘 要]本文主要通过对联想的4P营销策略浅析,探究了以联想为代表的整个电子信息行业的营销策略。虽然目前很多企业已经从4P理论增加到4C、10P理论等,但4P营销策略仍然是多数企业尤其是电子信息行业在短时间内深度认知自身竞争力的重要策略。 [关键词]4P营销 联想 营销策略 一、典型企业基本情况综述 新联想是 一家极富创新性的国际化科技公司,由联想及原IBM个人电脑事业部组成。公司主要生产台式电脑、笔记本电脑、服务器、打印机、主机板、手机等电子产品。2003年,联想将其英文标识从“Legend”更换为“Lenovo”,其中“Le”取自原标识“Legend”,代表着秉承其一贯传统,新增加的“novo”取自拉丁词“新”,代表着联想的核心是创新精神。2004年,联想公司正式从“Legend”更名为“Lenovo”。今年最新的世界五百强企业排名中,联想已跃居第449名,成为名副其实的电子信息行业的模范先驱和典型代表。 二、4P营销理论简介 4P营销理论产生于上世纪60年代的美国,是随着营销组合理论的提出而出现的。1953年,Neil Borden在美国市场营销学会的就职演说中创造了“市场营销组合”这一术语,指市场需求或多或少的在某种程度上受到所谓“营销变量”或“营销要素”的影响。 实际上,营销组合有几十个要素(博登提出的市场营销组合原本包括12个要素),杰罗姆·麦卡锡于1960年在其《基础营销》一书中将这些要素概括为4类:产品、价格、促销、渠道,即着名的4P。1967年,菲利普·科特勒又在其畅销书《营销管理:分析、规划与控制》第一版中进一步确认了以4P为核心的营销组合方法,即: 产品:通过满足市场需求表达产品功能以获取利润,为了更好地表达产品,进行产品样式规划、产品包装设计,突出产品的特色。 价格:通过价格调节规划产品定位,依照定价方法和定价策略,占据消费市场,创造财富收入。 渠道:构建产品到达消费者的路径,注重经销商的培育和销售网络的建立。 促销:企业注重销售行为的改变来刺激消费者,以短期的行为(如惠赠,活动等)说服或吸引消费者购买产品。 三、4P营销理论案例分析——联想 1.产品方面。联想集团根据市场细分的原则,确定各地域消费者的需求,有针对性的研制开发了多种、多规格的电脑产品,以满足不同层次消费者的需要。其中包括广受好评的ThinkPad笔记本电脑和ThinkCentre台式机,此外,联想还为这些产品配备了ThinkVantage Technologies软件工具、ThinkVision显示器和一系列PC附件和选件。在我国,联想个人电脑市场份额超30%。凭借新技术,易用性、个性化的设计及多元化的解决方案而广受用户欢迎。联想还拥有针对我国市场的丰富产品线,包括移动手持设备、数码产品、外设和服务器等。 2.价格方面。联想产品一直以树立品牌和品质形象为定价原则。 联想公司正是依靠品牌的支持,才能在激烈的竞争中生存并发展。公司更愿牺牲短期利益来占领长远的市场,继而提升公司的美誉度和知名度,创立自己“低价高质”的口碑。消费者更为关注产品的价值,因此核心在于价值而不是价格。 联想在市场的认识上,一直实行的策略可以用一句通俗的话概括:“茅台酒的质量,二锅头的价格。”所有产品的核心问题都是能否被市场承认和接受,而价格和性能又是接受的条件。联想在国内外市场的成功也付出了一定的代价,既必须生产比发达国家好的产品,更要有比发达国家同类产品低的价格。 3.渠道方面。进行合理的价值链地理布局、渠道业务部门的完善是联想渠道战略成功的关键。将产品研发和产品市场销售两大环节,设置在香港这样的世界转口中心的关键地区,能使信息渠道更为畅通,市场也更趋国际化,公司技术和市场人员能及时有效的获得最新的技术和市场信息,全面把握最新动态,紧跟国际潮流。生产基地则设置在劳动力成本和房价都远低于香港的内陆地区,生产成本大大降低。另外,还同国内其他厂家发展委托加工的合作关系,既避免了大量投资与基建,又能在订货量增大时保证供应。 联想中国区渠道业务部门还筹建了名为“大联想事业部”的下属组织,以期提升合作伙伴收益,从而巩固其渠道体系。此部门的组建意在“提升大联想体系的整体竞争力和凝聚力,创造更大的生产力”,联想集团将其合作伙伴归入了大联想体系中。目前为此开展的工作包括面向合作伙伴的产品征集与项目合作。很多渠道有非常好的自主研发产品,如中小企业CRM管理软件、集团财务管理软件、电子教室、电子商务软件、电子城管等, 并有多年的运作管理和成功案例,大家都希望这些产品能被充分交流和分享,在大联想体系内得到复制,提升大联想体系的整体竞争力和凝聚力,创造更大的生产力。这是一种渠道策略的创新,但能否持久仍面临诸多挑战。 4.促销方面。“如果失去联想,人类将会怎样?”这是一个令人印象深刻的广告词。联想的促销总是将品牌与自身的企业形象宣传、产品推广、促销相结合,这不仅为联想带来了良好的经济效益,对其品牌宣传也产生了极好的社会效益。联想的成功,最重要的内应就是对我国国情的深刻理解以及对环境资源的充分利用。在电子信息行业,能很好的结合国情、产品定位、市场需求和品牌战略,制定行之有效的市场策划的,联想可谓无出其右。在广告上面的投入更是不断加大,甚至一些好莱坞大片中也看到了很多联想的身影。 综上,联想集团围绕4P开展了大规模的战略布局和规划,4P策略对于电子信息行业来说意义重大 ,只有重视和加强4P策略的分析和规划才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。 电子信息类论文:论电子信息产业创新能力 1电子信息产业自主创新能力的研究 1.1电子信息产业的发展现状 电子信息产业在多年的发展过程中产品的结构更加合理化,产业体系也不断完善,形成了一定的产业规模,主要从以下五个方面体现了电子信息产业的发展现状:1.具有较为完善的政策和制度,政府的扶持力度较强;2.具有合理的产业布局和明显的集群效应;3.产业规模不断的扩大,发展速度较快;4.产业结构合理,拥有明显的优势领域;5.各个企业创新工作很到位,整体水平较高。 1.2电子信息产业自主创新过程中存在的问题 在进行了多次改革之后,电子信息产业虽然已经具有一定的规模,但欠缺系统的管理制度,所以还需要不断的探索从而形成较为完善的通用技术研发体系;电子信息产业没有完整的服务支撑体系,“产学研”的落实性不高,具体表现为缺乏科研、企业及政府等机构间的合作,没有实现集成创新和资源共享;企业在创新过程中因为科技资源分布不平衡的原因,没有发挥其重要的作用,在信息技术创新张占据的地位不高。电子信息产业中缺少关键领域的核心和专利技术,创新过程中如果不能掌握关键性技术,就很难根据实际市场情况来进行研发,此外,有些电子信息产品在研制成功后,因为没有机会和渠道进行推广,也就不能发挥其作用。首先,大量资本的投入是对电子信息产业进行创新的基础,缺乏充足的资金就无法保障创新的进行。其次,企业在引进海外人才的方法不恰当,加上缺少创新的奖励机制,人才的供给和需求无法吻合,人才不合理的分布等原因都造成了缺乏技术型复合人才的现象,不能为创新奠定基础。 2提升电子信息产业自主创新能力的措施 电子信息产业的发展涉及到多个领域,在进行自主创新的过程中要求科研机构、院校、企业以及政府等多个社会组织相互沟通和协调,将资源进行分享,为电子信息产业创造一个有利的创新环境。 2.1建立系统的产业自主创新体制 电子信息产业对技术的依赖性很大,很多创新产品的更新速度非常快,而且没有得到充分的利用,因此企业在创新时要加强对技术的吸收和转化,利用“产学研”来建立完整的服务支撑体系,通过研究机构和企业间的合作机制,充分的利用资源,从而使专利技术产业的转化率得到大幅度的提升。 2.2完善自主创新政策 首先,可以通过风险分摊机制的方式来对改变电子信息产业的投融资体系。由于电子信息产业的自主创新需要投入大量的资金,而且风险性很高,所以阻碍了很多企业进行创新,政府一方面可以指定相关的税收政策开鼓励创新发展,减少了企业的创新成本和风险,另一方面,通过创办像投资基金的融资渠道来支持企业。其次,要加强创新基础环境的建设,改善创新条件。企业通过创办知识产权的信息服务平台和评价指标体系将创新理念进行推广,让创新意识深入到群众中,并积极宣扬成功的创新例子,形成具有特色的创新文化氛围。 2.3对产业进行细分,分层次的进行开发 对于技术薄弱的领域要强化技术开发,在不断的技术改造过程中积累经验,然后创新。而具有优势(如移动通信)以及潜在优势的领域要利用国际先进技术,结合自己的资源进行集成式创新发展。在对不同领域进行由模仿学习到集成创新再到自主创新的创新开发时,要注重强化自己的核心竞争力。 3总结 基于电子信息产业的发展现状,只有通过建立系统的产业自主创新体制、完善自主创新政策、加强创新人才的培养,优化人才结构、对产业进行细分,分层次的进行开发等措施才能提高电子信息产业的自主创新能力。 电子信息类论文:分析发展电子信息工程技术 目前,电子信息工程是信息化的现代产物,它将电子技术和通讯信息技术完美的结合起来,并应用于生产和生活的各个领域。但是我们不能满足于它的发展和应用的现状,应该对其不断的完善和更新,以更好更快的发展.更好地为社会主义现代化建设服务。 一、电子信息工程的概念 电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术与一体的专业。电子信息工程的基本含义就是利用计算机等先进技术对电子信息进行控制和处理的学科,其研究的信息内容主要是电子设备与信息系统的设计、开发及集成。随着时代的发展,电子信息工程的内容更加广泛,电话信号处理、手机声音、图像传递、网络数据传递、信息数据传递等都需要与电子信息工程现代化技术相关联。现代的电子技术达到对信息的有效控制和各种相关处理的一种工程形式。电子信息工程控制的信息包括应用于各种设备中的信息技术。另外,电子信息工程在经过我国的这些年的发展和进步后,其涵盖的内容也更加广泛,并且在实际应用中同其他的先进的现代化技术开始出现交叉和融台的趋势。所以,我们要想更好的研究电子信息工程与其技术,可以从其产品入手。并且我们可以看到随着社会分工的细化.电子信息工程与其技术参与到的产品研发和应用的部分越来越多。 二、电子信息工程现代化技术的作用 电子信息工程的发展21世纪的前20年是我国在科学技术领域赶超世界先进水平的关键时期,信息技术作为科学技术领域发展最快的门类之一,其重要作用已受到国内外的广泛重视,并成为维护国家安全、增强综合国力的关键所在。党的“十六大”明确指出:“优先发展信息产业,在经济和社会领域广泛应用信息技术。”这是在新的历史条件和时代进步背景下,加快我国信息技术发展的重大战略部署。电子信息技术已经渗透到人们生产和生活的各个领域。 虽然目前来看我国的电子信息工程与其技术发展的还算比较迅速,但是仔细研究就会发现,我国虽然对此技术的应用范围比较广,但是真正掌握的核心技术和手段还是不够的。并没有一个属于自己的电子信息工程和技术的发展体系,大部分的先进技术还是直接引进先进国家的成果。这种情况必须予以改变,因为这样会严重的阻碍我国的电子信息工程技术的长期发展,没有自主研发的技术和产品是不会在电子信息工程的发展中立足的。随着信息技术迅速的发展,电子信息工程已经成为时代的推动者,对社会电子商务的应用越来越重要。 三、促进电子信息工程发展的途径 (一)加大投入力度,促进信息化建设 要想使现代化电子信息工程技术更好的发展,就应该加大支持力度,以促进信息化项目建设的发展。应该加大投资力度,不断的拓宽投资和融资渠道,并建立电子信息工程基金,以保证电子信息产业的发展。国家应引导移动通信产业跨越式发展、数字电视、电影推广、互联网的应用及软件信息服务等工程的开发,以促进产业自主创新及技术改造项目的顺利进行。 (二)优化发展环境,培养创新型技术人才 要想使现代化电子信息工程技术更好的发展,人才是必不可少的,而人才要想更好的发挥其作用,就应该创造一个有利于电子信息工程人才发展的环境。这二者是相辅相成的。因此,电子信息企业应该创造一个有利于人才发展的环境并建立以人为本的价值观。 (三)不断扩大网络平台交流 面对纷繁复杂的社会,多姿多彩的网络世界,有利于人们网络交流。网上交友,工作、学习、生活越来越方便,加强了人们之间的沟通、充分发挥了科技工程信息作用。让世人进入网络世界。 (四)促进产品服务创新,培育电子信息经济增长点 增强自主创新认识和知识产权保护意识,培育企业新经济增长点。 要想使电子信息工程现代化技术更好的发展,就应促进产品服务创新,培育新的经济增长点。在激烈的国内、国际竞争环境下,特别是经济危机的环境下,推陈出新才是电子信息企业的生存之计。在这种情况下,电子信息企业就应该加强和设备制造企业的合作,并建立以企业为主体的技术创新体系,以增强国内发电子信息工程的核心技术研发及制造能力,以实现产品创新和技术创新,以增强电子信息产品在国际的竞争力。 (五)着力培育人们自我维护 电子信息工程网络是一个开放的空间,特别是在因特网上,除了要做到本人不攻击他人之外,还要学会预防来自外界的攻击。诸如教会人们应用防火墙和反黄软件来防毒和防黄。在网上聊天时留意激进身份机密,不要随意将电话告知对方等,更不能随意和网友见面。保管好本人上网时运用的各种密码,不要随便泄露给其别人等等。 (六)合理、适时指导学生应用资源 在当今网络时期,作为一个信息技术工程不应局限于本人的喜好,应该组织人们应用网络带来的便利。通过网络联系增强团结、推进网络道德素养的建立,寓教于学、应用。这样既能让他们更多更深地去理解应用网络,更能使他们逐步认识到本人才是网络的真正主人。孙中山先生早在上个世纪初就说过:“世界潮流汹涌澎湃,顺之者昌,逆之者亡。”网络化是当今世界推进社会进步的潮流,上网是二十一世纪公民的“必修课”,我们要以积极的态度来引导人们学习使用网络,同时也要加强网络道德教育,使人们学会正确运用网络,享受科技成果,真正成为新世纪网络世界的主人。 总之,随着信息化产业不断的发展,电子信息工程也在不断的发展中,为人们工作、生活带来了方便。电子信息工程作为现代化信息技术,已经成为人们生活工作必不可少的应用技术。 电子信息类论文:对电子信息工程在建筑工程中的应用研究 一、建筑施工运用电子信息化的原因 (一)客观原因。随着我国经济的飞速发展,建筑业也随之发展起来,基础建设作为其他建筑形式的领头羊也如雨后春笋般飞速发展起来。因此,传统的人工计算工程造价,人工描绘施工图纸、设计图纸,以及单纯的靠人工劳动力进行建设的建设行为已经不能满足我国现今现代化生产建设的需要。所以,为了寻求更有效、快捷的方式,在建设施工方面,引进高科技的信息技术已经成为必要的手段,这也是市场经济大环境下对建筑施工企业提出的必要客观的要求。将信息技术运用到建设施工过程中的同时,也为建筑施工企业在激烈的市场竞争条件下,提高自身的管理水平和企业竞争力提供了可靠的技术保证。 (二)主观原因。在我国加入世贸之后,为了增强国内建筑施工企业的市场竞争力,打破了传统的由国家政府分配项目的方式,进而转变为通过招投标的方式,由建筑施工企业或者是开发商自行承包的建筑施工模式,促使我国建筑业在世界经济全球化的发展形式中占有一席之地。这种对建筑企业采取“投标竞争”机制的形式,有利于建筑企业提高自身的业务能力和市场竞争意识,进而根据自身的实际情况进行调整和改进。 二、电子信息化管理在建筑施工项目管理中的必要性 建筑施工的主要目的是利用一定的施工技术,建设有一定使用功能的建筑物。建设而成的建筑物具有位置固定、结构形式多变、外形变化多样、结构施工复杂、体积较大等特点决定了建筑施工工期较长、施工使用的材料和资源品种较多,同时,还需要对施工过程中的人力、物力和财力进行有计划、有组织的分配和控制,这也是建筑施工项目管理的重要内容。下列就对建筑施工项目管理的主要特点进行简单的阐述。 (一)涉及部门较多。建筑施工项目管理是一个涉及到多个部门、多个专业综合全面的管理,各部门之间协同合作,共同管理的管理形式。它不单单包括施工过程中的施工管理,还包括技术管理、施工质量管理、材料管理、施工安全管理和项目合同管理等等管理内容。 (二)工作量大。建筑物的形成,不仅需要大量建筑材料和建筑物资的投入,还需要大量的施工人员共同参与建筑施工活动。这就需要企业对施工过程中的材料和资源进行统一的管理和计划,众所周知,一个建筑物从建成到使用,期间涉及到的材料和资源的种类繁多,数量巨大,因此,造成建筑施工项目管理工作的难度加大、复杂程度加强、工作量增加等等问题。 (三)较强的制约性。任何一个建筑物的建设,其项目管理工作必须符合施工准备施工竣工验收,这一内在的需要循序渐进的建设规律。所以,施工项目管理工作不仅要符合工程施工中相关的现行规范要求,还要做到不同工种之间彼此协作,施工顺序安排合理有序。 三、电子信息技术在建筑工程项目管理中的应用 建筑工程项目管理是按照工程建设的常规规律,综合的运用系统的观点和理论以及现代科学技术手段对施工项目进行有计划、组织、安排、指挥、管理、监督、协调等全过程的管理。在此过程中需要综合各个方面的需求,并运用有效的经济手段达到预设的目标,是建筑工程项目管理的目标。下面就对计算机这一电子信息技术在建筑工程管理中应用的几个方面进行介绍。 (一)实现企业范围内的数据共享。计算机信息管理系统最主要的,也是最大的优点就是保证了对企业数据的共享。这就意味着能在建筑企业范围内采用的标准能够达到的统一。并且可以根据现代计算机数据库管理系统查找有效的计算方法,它能够在庞大的数据库中仅用几秒的时间,同时还可以运用较为复杂的组合条件进行查询,或者是模糊查询等。 (二)能够很好的保证资料的准确度。建筑工程项目的数据可以通过动态的形式以指定的精度向项目管理人员传递,杜绝了由人工层层向上汇报带来的弊端和误差,也避免了对实际情况的判断和时间上的延误。这些情况的发生给企业积累项目经验带来了很大的困难和压力。但是通过计算机项目管理系统就可以避免这种状况的发生,可以通过模拟技术,得出项目实施数千次的数据,然后将这些数据进行统计和分析,有利于辅助项目管理人员进行科学合理的决策措施。 (三)实现了施工过程的数据通信。建筑施工过程中,通过计算机管理系统和网络技术,可以实现项目管理人员之间的数据传输以及信息的,可以利用互联网和公共的通讯手段将企业、施工现场、业主或开发商、供货商之间的数据交流,实现了企业对数据的远程控制和总结分析。 四、计算机信息技术在建筑工程造价中的应用 计算机在工程造价管理与控制中是一个重要运用,随计算机技术和信息化技术的不断发展,也促使开发出了工程造价管理系统。计算机作为造价控制的依据正确计算工程量,核定月工程进度款,并及时将有关“量”的变更和工程款信息输入计算机,工程项目管理中的造价控制任务均可由计算机来完成,利用计算机对工程投资结构进行优化管理,并对资源投入进行优化分析。因此,计算机在建筑工程造价管理中起着举足轻重的作用。
随着医疗快速的发展,重症医学科逐渐地应用和建立,其是一个复杂性、实践性、多样性及应用性较强的临床医学学科。其业务主要包括:抢救危重患者的生命,保证生命的延续;治疗多器官功能障碍,改善器官功能;对多器官功能障碍进行有效的防治。所以,在重症医学科中医疗工作人员的能力和水平非常重要。以往传统的临床教学模式无法满足不断发展的重症医学教学的需求,因此,在我院成立了医学模拟教学培训站,对重症医学教学模式进行全面的研究,从而提高教学质量,提升重症医师的综合能力,改善重症的医疗技术水平。 一、对重症临床教学困难问题分析 1.无法满足临床实践的需要。随着教育改革的发展,医疗教育机构的大量招生,出现许多的医科教学机构,并培养了大批基础临床实践能力较强、理论基础知识扎实的高素质人才。但是,随着医疗的发展,仍存在重症临床实践教学的不足之处。随着社会经济的发展,人们对医疗水平要求的提高,重症医疗人才人处于严重缺乏的状态,所以,还应加强重症的临床教学工作。2.缺乏教学资源。目前,国内的医疗事业仍处于探索、发展、完善阶段,仍缺乏重症临床教学资源。另外,医科高校大量招生,医科学生也在不断的增多,临床教学资源不断增加,出现了临床教学资源的供需矛盾。针对相关地区发现,大中型城市、各大高校及军区医院中,临床教学资源较多,而在国内各城市的医科高等院校中仍然缺乏临床教学资源。3.临床教学存在较大的难度。重症医学主要的诊治的对象为危重患者,而诊治过程常会危及生命,患者和家属会考虑这一点,多数不会配合临床教学工作,这样显著的减少了临床教学资源,将现场的实践教学难度增加。 二、医学模拟教学的优点分析 医学模拟教学主要是指应用先进的模拟技术建立高仿真的模拟患者及模拟的临床场景,用其替代真实的患者,从而应用实践教学方法实现临床模拟教学。医学教育的模拟教学兴起于解剖学,而现代医学中主要以高科技为基础,以模拟临床实际工作情况为前提,并以情景教学、实践教学及一体化教学为主要特征等进行医学的模拟教学。虽然临床医学模拟教学与临床的实际操作教学存在一定的差异,但是医学教学模式存在较多优点被广泛的应用,主要是其具备可重复性,并具有规范的训练内容,操作训练的真实程度,丰富的教学手段,低消耗成本等多种优点,能够有效地帮助学生熟练地掌握基本操作规范,弥补了教学中缺少的复杂病种,显著的降低教学成本,从而使高等学生的临床实际操作能力、疾病的诊断能力及良好的临床思维等得到显著的提高,保证临床教学的质量。 三、重症医学教学中医学模拟教学的应用 医学模拟教学相对于传统教学优点较多,国外的一些教学模式被国内的部分医学院借鉴,他们应用现代快速发展的教育技术,成立了临床模拟技能锻炼中心,应用模拟、标准化患者,实现临床教学实践的目标,弥补了临床技能训练的不足之处。但是,基于国内的经济形势,大部分地区的医学院校无法应用大量资金构建这样一个医学模拟教学中心,但是,基于现阶段的经济条件,作为过渡国内建立了模拟教学站用来进行临床技能教学,应以培养学生的临床能力,提高医学人才的专业素质和能力。1.重症医学模拟战的建立,同时建立临床模拟教学平台。针对重症医学的教学内容核要求,整合重症医学教学资源,并将其高效率的应用,在建立的模拟的医学站中模仿医院的基本配置设施,建立模拟高仿重症医学技能,建立高仿真的模拟患者,保证内部的器物、布局及基础设施与实际的临床环境相同。2.建设标准化、规范化的模拟教学。依据教学大纲的主要内容及医学实验站的实际条件,调整教学课程系统,对教学的内容进行重组,从而制定较先进的教学提纲及完善、完善的教学计划,设计多样化的教学项目及实用性较强的教学方案,编写实践教学指导内容,并使其与模拟教学相配套,最后建立完善的临床考核评估系统,制定详细的考核项目及严格的考核标准等,将各项评分细化,全面的提升学生各项能力。3.重症医学教学中应用模拟教学。在重症医学站中建立仿真的临床模拟诊疗环境,并在此环境中进行模拟的教学,指导学生可多变化情景模式来进行实践的诊疗操作,并进行临床技能的操作,培养学生临床思维能力,规范学生实际操作,使学生能够感受到身临其镜。4.临床综合技能考核中应用模拟教学,并对教学效果进行评价,模拟临床诊疗结合临床实际技能操作对学生的综合技能进行全面的考核,制定相应的考核项目及考核模式,并将考核指标和评分指标一一细化分出,从而在技能考核中建立一个公正的评价体系,从而更完善对学生的临床诊疗能力进行评价。 四、小结 上述医学教学的改革,得到大部分医学生的认可,并积极的参与其中,取得较好的教学效果。因此,重症医学模拟站及模拟教学平台的建立,整合重症医学教学资源,并将其高效率的应用使医学模拟教学得以顺利的实施,使重症医学临床教学提高教学质量的重要途径,同时也是提高医学生临床技术水平的有效的措施。模拟教学的应用,不仅成为了实践教学的一部分,同时补充了学生在临床见习、实习中的不足。有效地结合临床实践,将模拟训练逐渐过渡并应用于临床实践工作,使模拟医学教学有效地施行,将模拟实验室的作用发挥到最大化,同时也应继续努力创造良好的条件,使临床模拟教学重心能够早日的建立,使学生有更高水平的学习平台,并在此平台中应用开放式管理模式,使学生能够在课余时间自由的练习,反复地锻炼自身的临床技能,自主的安排个性化学习机会。模拟教学使理论学习和实践学习间的桥梁,尽管模拟教学不能与实际临床相比,但其独特的优势,为学生的学习技能提供更广阔的发展平台,从而培养实践能力强,并能够较好适应社会的医学人才。 参考文献: [1]刘春艳,邹艳,钟芳芳.模拟教学法联合Seminar教学法在儿科规范化培训中的应用[J].中国继续医学教育,2018,(32):10. [2]宋云林,,潘鹏飞,白林林,杜欣欣,于湘友.工作坊教学模式在重症监护病房心肺复苏培训中的应用[J].安徽医药,2018,(11):2273. [3]王婷.病例分析式授课和模拟临床护理程序相结合的教学方法在重症医学护理教学中的应用[J].医学理论与实践,2018,(13):2036. [4]于朝霞,郭驹,张向阳,刘瑶,陈淑萍.医学模拟教学结合以问题为导向的教学模式在重症医学教学中的应用研究[J].现代生物医学进展,2017,(32):6367. [5]徐思成,王一,谷兴丽.医学模拟教学在呼吸危重症临床实践中的应用[J].医学教育研究与实践,2017,(03):415. [6]吕波,陈立,李兰,,刘盛冬.PBL教学法在重症医学科气管插管术培训中的应用研究[J].成都中医药大学学报,2017,(01):33. [7]吴若然,赵忠岩,刘天戟.模拟教学体系在重症医学临床实践教学中的应用与探索[J].中国实验诊断学,2016,(08):1419. 作者:孙佳斌 陈颖 尚进才 骆鹏 徐建博 单位:佳木斯大学附属第一医院
航空发动机论文:一种新型清洗剂NS851在航空发动机上的应用 摘要 本文介绍了一种用于清洗航空发动机进气道的水剂清洗剂NS851,将其与国内外成熟同类产品进行对比,并实测该清洗剂运用在发动机长试后,功率恢复效果。文中还综合比较了NS851清洗剂与国内、外同类产品的经济成本。从而论证NS851清洗剂的经济效益和社会意义。 关键词 水剂清洗剂;对比试验;功率恢复;表面活性剂 0 引言 国产航空发动机在外场使用没有整机清洗规范,对于在内陆飞行的航机,由于飞行高度高,腐蚀气氛少,发动机气道腐蚀污染情况不太严重,所以,对正服役发动机的防腐蚀维护技术要求并不突出。但由于近年来,从用于海上低空飞行的航机返厂修理的情况来看:气道腐蚀严重,发动机功率下降,从而导致飞行寿命减短。这是由于航机工作环境盐雾浓度大,发动机在工作时吸入盐雾、尘埃和自身产生的油污,在高温和氧化作用下形成油垢、积炭沉积于气道内的各零部件表面,从而导致气道内零部件腐蚀情况严重。为减少腐蚀,延长发动机的寿命,必须增强发动机的日常维护。因此,发动机需要频繁清洗,通过气道的冲洗减少气道内盐份和污物的附着并恢复发动机功率。 国内、外对发动机整机清洗剂的研究情况: 1)法国TM公司在WZ8发动机大修手册中明确规定了进气道清洗剂牌号:ARDROX6345; 2)北京航材院研制的发动机清洗剂:GT1。 根据海上飞行航机的工作环境及航机气道内零件材料的特点,我试验室自行配制了NS851清洗剂。工作后功率下降的发动机通过用NS851清洗后将恢复功率,而清洗剂本身不能对发动机气道内的材料产生影响。 1 理化测试及测试结果 研制过程中将NS851与GT1、ARDROX6345这3种清洗剂进行了理化对比测试,根据3种清洗剂的使用体积比来配制试验溶液(溶剂:去离子水): NS851:5%;GT1:20%;ARDROX6345:20%。 1)PH值:用PH计进行测量,见表1; 2)清洗剂对金属材料的腐蚀试验: (1)全浸腐蚀、缝隙腐蚀、高温腐蚀均按GJB20356进行,结果见表1; (2)洗剂对钛合金(TC1)的应力腐蚀试验:该项目由北京航空材料研究院完成。 试验结果:3种清洗剂对钛合金均无应力腐蚀,金相形态见图1~图3。 应力腐蚀500倍金相检查应力腐蚀500倍金相检查 3)清洗剂对非金属材料的影响 (1)清洗剂对石墨涂层的影响。试验材料:高温石棉石墨、低温石棉石墨、镍石墨; 试验方法:将3种带石墨层的零件浸泡在清洗剂中,室温,200h。浸泡结束对石墨层进行车削0.2mm,以检查石墨层的结合力。 试验结果:3种清洗剂对3种石墨层均无影响(石墨层无脱落现象)。 (2)清洗剂对涂层的影响:试验材料:H61-32涂料、H61-1涂料、氟橡胶。 试验方法:将3种涂层试片浸泡在清洗剂中,室温,200h。浸泡结束用划格、胶布法检验涂层的结合力。 试验结果:3种清洗剂对3种涂层均无影响(涂层无起皮、起泡、脱落现象)。 2 使用后功率恢复 XX航空发动机试车300h后,功率降低到94%,用NS851清洗剂对其进行进气道冲洗后功率恢复到97%。发动机试车前后,清洗前后功率情况见表2。 3 讨论 NS851是一种水剂清洗剂,它是由多种表面活性剂组成,不含无机盐成份,其中包括三乙醇胺油酸皂、脂肪醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚等表面活性剂。表面活性剂是由亲水基和憎水剂构成,亲水基吸附水分子,憎水基吸附油分子。通过表面活性剂使油和水结合起来,形成了乳化液,表面活性剂在此起乳化作用。只有保证乳化液的稳定才能使油污溶解在水中。吸附于油与水界面上的表面活性剂形成具有一定强度的界面膜,对油微粒起保护作用,油微粒在布朗运动下发生碰撞时不易聚结,所以界面膜的强度对乳化液的稳定性起着很大作用。NS851中含有脂肪醇和脂肪胺、脂肪酸类表面活性剂,界面吸附层中乳化剂分子与醇、胺、酸这些极性分子发生作用形成复合物,使界面膜强度增高。由于多种表面活性剂的使用,使混合的表面活性成分吸附在水―油界面上,分子间发生作用形成络合物,由于分子间强烈作用,界面张力显著降低,表面活性剂在界面上吸附量增多,形成的界面膜密度增大,强度增高。乳化液稳定性增强,从而清洗液溶解油污的能力加强。所以NS851能有效的去除了油污,恢复发动机功率。 4 社会效益及经济效益 NS851清洗剂由我厂自行研制,其组分完全国产化,通过多年在整机上的使用,清洗效果良好,能达到清洗发动机、恢复发动机功率、减少气道内金属零件的腐蚀,从而达到延长发动机工作寿命的目的。NS851的成功使用,使我们再不需要进口整机清洗剂,从而摆脱了发动机整机清洗技术受制于人状态。 由于NS851使用比例低,国内原料采购成本低,其使用成本是本是进口产品的1/10,是国内同类产品的1/7。 5结论 1)NS851是我厂自主研发的一种发动机整机清洗剂,其与国内外成熟同类清洗剂的理化性能相当,对发动机气道内的主要材料均无影响。长试后发动机使用NS851清洗后,能明显提高功率。所以说NS851清洗剂已达到了发动机整机清洗目的; 2)NS851原料采购方便,成本低廉; 3)NS851可以广泛运用到直升机、运输机、工业地面燃机的清洗维护。 航空发动机论文:基于虚拟仿真技术的航空发动机油封模拟系统 摘 要:我军航空发动机油封工作中存在的问题阻碍了航空发动机油封技术的训练。为解决该问题,开发了一套航空发动机油封模拟系统。它利用虚拟仿真技术模拟航空发动机油封操作过程,是一种集油封虚拟训练和考核评价于一体、经济实用的现代化教学手段。根据航空发动机油封操作规程,系统功能设计包括引导提示、油封仿真、考核评价三个模块,油封仿真是核心,它包括视景仿真、运动仿真、音响仿真、操作仿真四个子功能,能够提供等同于实操,甚至更好的训练效果,具有重大的经济效益和军事效益。 关键词:油封仿真; 航空发动机; 虚拟仿真技术; 军事效率 0 引 言 目前虚拟仿真技术广泛应用于自动控制、医疗康复、教育娱乐、维修训练、军事训练等各个领域[1-4]。虚拟本质是客观事物在计算机上的一种仿真实现,是一种由计算机全部或部分生成的多维感觉环境,通过特殊的头盔、数据手套等传感设备进入虚拟空间,感知和实时操作虚拟世界中的各种对象,使参与者有身临其境的感觉,能体验、接受和认识客观世界中的客观事物。 虚拟仿真技术应用于航空发动机油封训练是当前我军航空发动机油封工作的迫切需要。我军航空发动机的油封设备多为20世纪80年代生产,可满足老旧机种的油封工作。由于一些进口和国产的新机种逐渐成为我军主战机种,目前的油封设备已无法满足其发动机油封的需要。另外,航空发动机油封技术含量高,操作规程复杂,油封设备操作较为严格,要求操作人员本身应具有较强的责任心和专业的油封工作技术和经验。目前,我军院校基本没有开设相应的油封专业学科,油封人才基本靠“师傅带徒弟”的模式来培养,很难满足目前航空发动机油封工作的实际需要。 这些问题严重影响了航空发动机油封技术的训练,而利用虚拟仿真技术能够创建出真实感和沉浸感较强的航空发动机油封环境,为航空发动机油封工作提供油封虚拟训练,有助于提高油封人员的操作水平和操作技能。虚拟仿真技术已经成熟并广泛应用,因此开发一套航空发动机油封模拟系统已成为一种既经济又实用的解决方法。 1 开发工具 航空发动机油封模拟系统采用目前世界上广泛使用的工业仿真软件Creator,GL Studio,Vega Prime和Visual C++ 6.0进行开发[5-6]。 Creator是世界上领先的实时三维数据库生成系统,可以用来对发动机、油封设备、仓库等实物场景进行三维建模。油封设备的各种仪表是由GL Studio来建模的,并以可视化模型数据库的形式生成OpenFlight(.flt)文件格式标准的层次视景数据库。然后,OpenFlight文件再调入Vega Prime,成为实时仿真的一部分。 Vega Prime具有良好的图形环境界面和完全面向对象的C++语言应用程序接口API,丰富的实用库函数及大量的功能模块可满足拆卸油管,控制油封设备进行油封等多种仿真要求[7-8]。 但是,Vega Prime本身不能实现人机交互,还需要用Visual C++ 6.0进行系统集成。该系统以Visual C++ 6.0为开发平台,使用Vega Prime的函数库,并通过复杂的编程,实现对虚拟场景、环境、运动的模拟仿真。 2 系统分析及设计 航空发动机油封模拟系统包括训练和考核两种模式。训练模式的特点是系统需要具备操作引导和错误提示功能;考核模式的特点是系统需要具备评价功能。 为了满足油封训练和考核的需要,航空发动机油封模拟系统设置了引导提示、油封仿真、考核评价三个功能模块,如图1所示。 图1 航空发动机油封模拟系统功能模块 其中,油封仿真又包括视景仿真、运动仿真、音响仿真、操作仿真四个子功能模块。视景仿真、音响仿真是实现航空发动机模拟训练系统沉浸感的重要因素;运动仿真、操作仿真是实现学员与虚拟油封设备和环境之间交互的主要手段;引导提示、考核评价是整个系统的必要组成部分[9]。 2.1 引导提示 引导提示功能用于在初次练习时进行操作引导,操作错误时进行判断并提示。当操作熟练以后可取消引导或者提示再进行练习。 2.2 油封仿真 2.2.1 视景仿真 视景仿真是将航空发动机油封过程中实体建立数字化的模型,如道路、仓库、油封车、电源车、发动机、油管和电缆、扳手等工具、各种油料、履历本、包装材料、油封专用车等。其中,发动机的内部结构模型对于油封模拟训练系统来说不需要建模,所以重点是建立发动机的外部结构模型。发动机的外部结构模型比较复杂,主要是建立各种开关和油封时需要连接油管、电缆的器材及其接头帽盖、铅封的模型,其次是建立发动机及其外部附件的外形建模,细节部分要充分利用贴图来进行建模。 航空发动机论文:航空发动机电气附件线路绝缘性故障分析 摘 要:航空发动机经常工作在高温、高速、高负荷、强振动的恶劣环境下,其内部的电气附件线路在这些恶劣环境中容易发生故障。电气线路的绝缘性故障是一种常见的故障,分析电气附件线路中可能出现的绝缘性故障种类,并针对每种故障画出等效电路,然后进行仿真,从而得出结论。总结并分析常见的绝缘性故障种类,可以提高发动机的维修效率,并保证飞机的飞行安全。 关键词:航空发动机;电气线路;绝缘性故障 电气附件是航空发动机的基本单元,其种类繁多,连接电气附件的线路称之为电气附件线路,发动机体积庞大,电气附件数量极多,其内部的电气附件线路错综复杂,导线粗细不一,长度最长可达几十公里,发生故障时排查起来非常困难。在此对常见的电气附件线路的绝缘性故障进行了分类,并对每类故障进行了仿真,从而得出故障产生的机理,在故障排查过程中更具有针对性,从而提高发动机的维修效率,并保证飞机的飞行安全。 1 航空发动机电气线路绝缘性故障原因 航空发动机工作环境恶劣,系统之间互相影响,高温、高速、高负荷、强振动等因素都有可能引起电气附件线路产生故障,线路的绝缘层损坏是多种因素共同作用的结果。电气线路的绝缘故障有以下两种特点:(1)线路集中,线路间挤压、摩擦等造成线路绝缘层损坏;(2)大面积的化学腐蚀、高温、高压等条件下引起线路老化,提前对线路进行测量可有效减少该类故障所引起的事故。 造成电气附件线路绝缘层腐蚀老化的原因主要有以下四种:(1)机械老化;(2)化学腐蚀;(3)热老化;(4)电老化。 2 航空发动机电气附件线路绝缘故障种类 波音公司的标准线路施工手册和空客公司的电器标准线路施工手册都对所有相关的电气附件的绝缘电阻最小值和电压值做了相应的数值要求。通过查询PW4000系列某一型号航空发动机相应的标准线路施工手册,30多种电气附件涉及127处测量点,统计了这些绝缘测量点的测量方式,结果如表1。 表1 电气附件数量及绝缘测量方法 通过分析该表,得到了两种发动机电气附件绝缘测量点的测量方式:第一种是同一个电气附件的不同测量点之间的测量方式,即Pin/Pin方式;第二种是同一个电气附件的测量点与地面之间的测量方式,即Pin/Gnd方式。 (1)Pin/Pin(层间)绝缘故障。航空发动机电气附件数量极多,电气附件线路分布紧密,两束距离很近的导线如果出现线路绝缘层老化,并且没有及时发现并排除故障,则线路之间容易产生电弧,容易引发火灾,若该线路出现在油箱附近,则会引起爆炸事故,危害极大。 (2)Pin/Gnd(Φ兀┚缘故障。电气附件线路的绝缘层老化时,导线对地的绝缘电阻就会减小,有可能引起电压击穿,回流过大,使得线路绝缘层被烧焦,对飞行安全造成极大危害。 3 航空发动机电气附件线路绝缘故障仿真 为了更有效地保证飞机的飞行安全,我们要对发动机电气附件线路绝缘故障进行预防,在此对上述电气附件中的线圈两种绝缘故障进行仿真,分析电气附件的绝缘性能的好坏对系统的影响。 3.1 电气附件对地绝缘故障仿真 在电气附件的绝缘介质发生老化的过程中,产生绝缘故障的地方对地电容是随着绝缘老化程度的不断加深而逐渐增大,对地的绝缘电阻是随着绝缘老化程度的不断加深而逐渐减小的。 定义在航空发动机电气附件绝缘介质中某一处出现绝缘老化现象,当此处的等效绝缘电阻Ro、等效绝缘电容Co的值不断变化时,测出等效绝缘电阻Ro与接地线之间的电压,可以得到等效绝缘电阻Ro与绝缘处电压Uo之间的关系。通过固定等效绝缘电容Co的值,不断改变线圈对地的等效绝缘电阻模拟传感器线圈绝缘性故障,可以得到绝缘处电压与等效绝缘阻值变化的关系,测试电路的原理图如图1所示[1]。 当绝缘故障处的等效电容Co取一系列固定值时,通过不断的改变线圈对地的阻值模拟绝缘性能变化过程,可以得到绝缘故障处电压Uo随绝缘介质对地绝缘阻值Ro变化的关系如图2所示。 从图2中可以看出,当绝缘故障处的电容Co分别取不同值时,随着绝缘电阻Ro的不断减小,绝缘故障处的电压Uo存在着明显的过度变化,在图中的拐点之前,绝缘故障处的电压Uo随着等效绝缘电阻Ro的减小几乎没有任何变化,而在等效绝缘电阻Ro的值继续变小出现在拐点之后,绝缘故障处的电压Uo随着等效绝缘电阻Ro的减小直线上升。从图中可以看出,拐点对应的等效绝缘电阻最小值R'可以看作判断绝缘电阻性能好坏的标志,当等效绝缘电阻值大于R'时,航空发动机电气附件的绝缘性能良好,当等效绝缘电阻值小于R'时,航空发动机电气附件的绝缘性能出现故障。在等效绝缘电阻小于R'并持续减小时,可以看到对地电压值直线上升,发生了电压击穿现象。在飞机附件维修手册中对每一个电气附件的等效绝缘最小值R'都给出了详细的值。 3.2 电气附件层间绝缘故障仿真 航空发动机电气附件长时间运行在高温、潮湿、震动等十分恶劣的环境中,在电磁、电场、机械、化学等外因的作用下,电气附件中线圈的绝缘层十分容易发生损坏,绝缘层损坏导致两个线圈之间会出现金属导体裸漏,造成两者之间的气体间隙被击穿,发生电弧现象。 航空发动机内部一般使用的是幅值为115V、频率为400Hz的交流电,在线圈发生绝缘磨损后,将两线圈之间的绝缘值等效为Z,由此电弧故障的简化等效电路图如图3所示[2]。 当发动机电气附件中线圈的绝缘层磨损十分严重时,层间绝缘故障基本上相当于短路,取极端情况下等效绝缘电阻R的阻值,即等效绝缘电阻R趋向于零,得到电流的变化如图4所示。 在发动机电气附件中的线圈绝缘正常没有层间绝缘故障时,等效绝缘电阻R在兆欧的级别,取极端情况下等效绝缘电阻R的阻值,即等效绝缘电阻R趋向于无穷大,电流的变化如图5所示。 通过不断减小等效绝缘电阻R的阻值,即R从无穷大不断减小到0,仿真两个线圈之间绝缘老化现象发生时,两个线圈之间的电流与等效绝缘电阻R之间的关系如图6所示。 4 结束语 本文对航空发动机电气附件线路的绝缘性性进行了介绍,分析了各类故障产生的原理,为日后故障检测方法的研究与技术层面上的改善打下了基础。通过研究关于民用航空发动机电气线路绝缘性问题的大量资料,并将其按原理进行了分类,建立了故障模型,通过对模型的仿真,研究了有关电气附件线路绝缘故障问题,希望对提高发动机的维修效率和保障民航客机的安全有所帮助。 航空发动机论文:基于某航空发动机振动事件的高压涡轮转子叶片超温问题研究 摘 要:某航空发动机试验过程中发生振动大故障。分解后,发现高压涡轮转子叶片等多处零组件有磨损、变形甚至断裂的情况。将全台共计72片高压涡轮转子叶片委托中国航空工业集团公司失效分析中心进行分析,确认原因为高压涡轮转子叶片超温。分析高压涡轮转子叶片超温的多种可能原因,采用排除法,推断此次高压涡轮转子叶片超稳为局部超温,原因为高压涡轮导向器堵块脱落打伤高压涡轮转子叶片导致高压涡轮转子叶片冷却失效。根据推断寻找事实依据,推导故障模式。提出解决高压涡轮导向器堵块存在脱落可能性的方案,为后续高压涡轮转子叶片超温问题的判断提供分析思维导向。 关键词:航空发动机;整机振动;高压涡轮转子叶片超温;冷却失效 当代航空发动机的高压涡轮部件承接在主燃烧室后,是将高温高压气体内能转化为机械能最重要的部件之一。虽然目前绝大多数的高压涡轮转子叶片均采用高性能的单晶合金材料制造,但高温高压高转速的恶劣工作条件下,仍存在多种影响因素导致高压涡轮转子叶片局部超温,进而发生叶片基体脱落等恶性状况。 以最终确定为高压涡轮转子叶片局部超温原因导致的某航空发动机振动事件进行典型分析,探究造成局部超温的影响因素,充实完善振动问题数据库,为后续航空发动机振动问题的判断提供分析思维导向。 1.振动发动机分解检查情况概述 1.1 故障现象 某航空发动机试验过程中,出现振动值急剧上升,大幅超出规定值的现象。立即停止试验,用孔探仪检查发现,该航空发动机的高压涡轮转子叶片多处烧蚀。 1.2 发动机分解检查情况 故障发生后,对发动机按大组件进行了分解检查。外部管路、附件及尾喷口分解未见异常;分解加力扩散器时,发现少量金属颗粒;分解涡轮后机匣时,发现少量金属粉末状颗粒,且多为粉末状碎屑;分解低压涡轮转子组合件时,发现低压一级导向器密封片变形,低压一级涡轮叶片表面存在不同程度打伤;分解高压涡轮转子组合件时,发现16片叶片存在严重损伤掉块情况,其余叶片存在不同程度的变形,叶片叶尖磨损严重;分解主燃烧室联合单元体时,发现高压涡轮导向器叶片组上1件堵块缺失,高压涡轮导向器叶片表面存在多处不同程度的打伤,高压涡轮外环块磨损严重,外环块封严片严重变形;分解二支点支承组件时,发现二支点密封装置石墨断裂一处;分解低压单元体、高压机匣、高压压气机转子及中介机匣组件时,未见明显异常。 1.3 检定结果 因主要受损零件集中在涡轮部分,高压涡轮转子叶片受损严重,故将全台高压涡轮转子叶片(72片)委托中国航空工业集团公司失效分析中心进行分析工作。对高压涡轮转子叶片断口分析结果表明,为高压涡轮转子叶片超温导致的超温疲劳断裂。 2.高压涡轮转子叶片超温影响因素分析 叶片出现超温一般有以下几个来源:油体雾化不良、燃油品质不良、起动喷嘴油压过低等造成的燃烧不均匀,富油燃烧,火焰后移等导致的环境超温;冷却通道(气膜孔、型芯堵塞、叶片结构损坏)破坏造成温度场分布不均匀导致的局部超温等。从该航空发动机叶片试车情况以及其他部件的损伤情况,对此台高压涡轮转子叶片出现局部区域性超温的原因展开分析。 2.1 环境超温 从高压涡轮转子叶片损伤周向分布情况看,损伤掉块且超温的叶片集中在1/4的区域内。距离较远的叶片有过热,但无超温现象,可以说明高压涡轮转子叶片环境温度无明显异常,即部分叶片的超温疲劳断裂是由局部超温导致的。 2.2 局部超温 梳理经验树,导致高压涡轮转子叶片局部超温的原因有:高压涡轮转子冷却流路不畅;高压涡轮转子叶片顶端盖板脱落或翘曲;叶片内冷却通道堵塞;高压涡轮转子叶片损伤导致冷却失效。针对某航空发动机进行逐条分析。 2.2.1 高压涡轮转子冷却流路不畅 该冷却流路的空气从高压压气机出口引入转子盘腔内部,经高压压气机封严盘上的一道篦齿流入高压鼓筒轴外腔,然后又经一道篦齿与经预旋喷嘴后的主燃烧室内环腔的气流汇合后分为两股。一股经篦齿盘上的外篦齿后,从导向叶片和转子叶片根部的间隙流入主流道;另一股经篦齿盘上的孔后流入高压涡轮工作叶片,对高压涡轮工作叶片冷却后,分别从叶片前缘、盖板上和其他部位的气膜孔及尾缘的劈缝流入主流道。根据主燃烧室故检结果,预旋喷嘴处未发现异常,冷却流路未发现堵塞,故某航空发动机的高压涡轮转子叶片局部超温的原因不为高压涡轮转子冷却流路不畅。 2.2.2 高压涡轮转子叶片顶端盖板脱落或翘曲 高压涡轮转子叶片盖板缺失可造成叶片内冷却空气从顶端流出,叶片气模孔无冷却气流出,叶片气膜冷却失效,会造成叶片烧蚀掉块。检查叶片盖板,掉块较大的高压涡轮转子叶片的叶片盖板在前缘位置完全损伤,其他宏观未裂叶片的叶片盖板无明显掉块,仅存在^为严重的刮磨,及叶背叶尖棱边变形缺失。该航空发动机曾发生过高压涡轮转子叶片盖板脱落、翘曲故障,与此次事故的现象不符,且高压涡轮转子叶片已经采取多种措施,避免盖板翘曲故障发生。因此认为某航空发动机的高压涡轮转子叶片局部超温的原因为高压涡轮转子叶片顶端盖板脱落或翘曲的概率较低。 2.2.3 叶片内冷却通道堵塞 外来物堵塞高压涡轮转子叶片冷却通道,有可能导致叶片冷却的逆流裕度不足而发生超温。因此做如下工作,分解检查故障叶片榫头底部进气窗口,未发现堵塞物;解剖叶片未发现堵塞现象;复查叶片水流量均合格。据此排除某航空发动机的高压涡轮转子叶片局部超温的原因为叶片内冷却通道堵塞。 2.2.4 高压涡轮转子叶片损伤导致冷却失效 检查结果表明,一个高压涡轮导向器堵块缺失。该堵块尺寸为14.8mm×4.3mm×2.2mm,材料为K40M。装配于高压涡轮导向叶片上缘板后端,用真空钎焊方法固定,主要作用是封堵叶片缘板铸造时的工艺退渣口。 将全台共计72片高压涡轮转子叶片做能谱分析,结果表明第14块高压涡轮转子叶片表面存在K40M,且所有高压涡轮转子叶片表面未见其他异常外来成分。这表明缺失的高压涡轮导向器堵块脱落,并且撞击了高压涡轮转子叶片。分析认为如果高压涡轮转子叶片受到外物打伤产生裂纹或裂口,裂纹或裂口损伤随着高压涡轮转子工作出现扩展,使高压涡轮转子叶片内部冷却空气从损伤处流出,叶片气模冷却失效造成叶片超温烧蚀,在中国航空工业集团公司失效分析中心分析报告中,有3片叶片疲劳起源特征为外物打伤。 因此,高压涡轮转子叶片受到外物打伤引起叶片冷却失效有很大可能是某航空发动机高压涡轮转子叶片局部超温的主要原因。 3.某航空发动机故障检查结论并改进工艺 在初步判定为高压涡轮导向器堵块脱落打伤高压涡轮转子叶片引起叶片冷却失效后,有大量的故障检查事实满足以上推论,如:高压涡轮导向器工艺堵块掉落;高压涡轮转子叶片损伤严重;高压涡轮导向器及其他高压涡轮后的流道件均有不同程度损伤;高压涡轮之前的流道件故检未发现异常;掉块叶片主要集中在周向约1/4区域内;故障起始发生在高压涡轮导向器和高压涡轮之间;从断口分析结果来看,高压涡轮转子叶片出现疲劳断裂是由于叶片超温造成材质疲劳性能下降,在源区应力集中(气膜孔和烧蚀缺陷)和振动应力作用下出现疲劳开裂和扩展,最终导致掉块;从试车情况分析,应是高压涡轮转子叶片发生故障后引起的振动;从以往高导叶片堵块脱落故障分析,由于高导堵块焊接工艺存在问题,堵块存在脱落的可能性,且堵块脱落对高压涡轮转子叶片等零件会造成伤害;从故障原因分析,高导叶片堵块脱落打伤高压涡轮转子叶片可以造成高压涡轮转子叶片冷却失效导致局部超温,进而发生撕裂掉块等。 依据分析推得故障模式:发动机工作时,一个高压涡轮导向器堵块发生脱落,掉落在高压涡轮导向器与高压涡轮转子叶片之间的流道内。堵块随着气流撞击到高速旋转的高压涡轮转子某些叶片前缘,对这些叶片产生伤害,形成裂纹或裂口。裂纹或裂口损伤在热应力、离心应力及振动应力等的共同作用下,逐步扩展,导致高压涡轮转子叶片冷却失效,致使叶片超温造成材质疲劳性能下降,进而发生撕裂掉块的情况。撕裂掉块的叶片残骸四散,对相邻高压涡轮转子叶片继续产生伤害。叶片的撕裂掉块影响了附近其他叶片的冷却效果,致使其他叶片也发生了超温的情况。多个叶片的损伤使得高压涡轮转子平衡被破坏,高压涡轮转子发生振动,发动机振动值激增,振动引起高压涡轮转子异位,高压涡轮转子叶片与高压涡轮机匣外环以及空气导管与低涡轴等发生异常碰磨。 至此,某航空发动机试验过程中振动故障的原因判定为高压涡轮导向器堵块脱落。针对此问题,将高压涡轮导向器堵块的工艺方法由真空钎焊改为氩弧焊,某航空发动机后续试验过程中杜绝了此类问题的发生。 结语 航空发动机的发展很大程度上是由于一次又一次解决了振动问题。振动影响因素众多,如何准确抓住发动机振动的罪魁祸首,本次试验过程振动的排除方法可供相关技术人员借鉴: (1)全面系统检查故障航空发动机,得到翔实的故障检查结论; (2)抓住故障检查结论重要部分进行最高能力分析; (3)查阅振动问题数据库寻找故障发生可能原因,利用排除法分析; (4)大胆假设最可能原因,寻找事实证明,推理故障模式; (5)判定故障原因,进行技术改进,充航空发动机振动问题数据库。 在航空发动机振动问题的解决上,充实完善航空发动机振动问题数据库、建立符合航空发动机体系的分析问题方法,才是解决振动问题,提升航空发动机试验技术的正确途径。 航空发动机论文:论战略成本管理在我国航空发动机制造企业的应用 摘要:随着我国市场经济的不断发展,各行各业对于战略成本管理的关注越来越多,为了获得更好的收益和回报,各行各业也都在不断地改进成本管理模式和方法,其中也包括我国的航空发动机制造企业。从目前我国的实际情况来看,战略成本管理还没有充分地在这类企业中得到具体的应用,主要是由于其发展尚未成熟。本文通^对战略成本管理的内涵、战略成本管理与传统成本管理的对比以及具体实施战略成本管理应注意的问题进行细致的梳理和分析,协助我国航空发动机制造企业更好地管控成本,提高经济效益,同时也供学界讨论。 关键词:战略成本管理 航空发动机 制造企业 应用 一、关于战略成本管理的概述 (一)战略成本管理的内涵 对于企业来讲,制定长远的战略目标,是企业实现整体发展目标的重要工作。而企业长远战略目标的制定,需要进行很多工作,并将其作为决策的依据,收集有价值的信息就是主要工作之一。如果此项工作无法有效完成,则会造成企业无法了解自身与市场竞争企业的优劣,无法实现可持续发展的基本目标,这样就更不必说长远战略目标了。那么,战略成本管理到底指的是什么呢?实际上是指企业运用成本管理技术,提高企业战略地位,同时降低企业成本的管理过程。具体而言,战略成本管理其实就是一个通过对投资立项、研发与设计、生产环节和销售环节等整个链条进行全方位监控管理的过程,其重点是从战略的视角对影响成本的因素进行系统的分析,从而进一步发现能够有效降低成本的途径,最终目标是以此来营造企业的持久竞争优势。从另一个角度来讲,企业的实际需求是企业能否实现最终战略目标的决定性因素。21世纪是信息时代,战略成本管理工作无法脱离成本管理信息,而信息并不是固定不变的,所以,制造企业战略成本管理也会随之不断变化。 (二)战略成本管理的作用 从企业的角度出发,战略成本管理的作用很大。 首先,战略成本管理工作涉及的内容比较全面,可以说对企业实际运营中的方方面面均有所涉及,而且企业内部组织管理无法限制,能够从全局的角度掌控整个公司的运行。 其次,战略成本管理工作可以动态地掌控企业的实际运行。在进行战略目标制定的过程中,内外部环境因素都会被考虑,但是这部分因素并不可控,所以为了更好地保证战略目标制定的准确性,应当实时且充分地掌握企业内外部环境的变化,而战略成本管理工作可以很好地解决这方面的问题,从这个角度看,作用很大。 二、战略成本管理与传统成本管理的比较分析 (一)传统成本管理存在局限性 首先,对于传统成本管理来讲,其主要关注的内容是如何降低企业内部成本,而并没有考虑保证企业运转的供应商和顾客。传统成本管理主要通过压低材料采购价格降低成本,这样只会造成与供应商之间关系的僵化,很容易失去供应商,同时也会失去向前整合的机会,进而失去获得进一步降低成本的机会。另外,传统成本管理一般将产品销售至消费者作为成本管理的最后环节,无法获取精准的产品信息,在一定程度上可能增加分销和售后成本。 其次,传统成本管理仅仅是单纯的为了降低成本而降低成本,并没有过多地考虑企业降低成本的根本目的。制造企业在实际运行过程中,绝大多数环节都会产生成本支出,但是,并不是所有的环节成本都可以降低。比如,通过盲目缩减企业的研发开支,在很大程度上都会造成企业产品和技术缺乏先进性,无法进行同行业竞争,从而失去市场。还有,通过降低企业质量管控成本,极有可能发生产品质量不过关,造成企业整体形象受损,这将直接影响企业的可持续发展。因此,企业的工作重点必须向制定和贯彻竞争战略方面转移。传统成本管理片面追求成本节约,重视短期效益,这将大大削弱企业的长远发展能力。 最后,企业创造价值的表现是能够为顾客提供必要的便利需求,而企业的全部业务并不都可以创造价值,如生产出来的废品,只会减少价值。企业成本管理需要对内部价值链进行分析。市场经济时代,企业面临的是开放的、有竞争的市场环境,通过了解行业价值链等因素可以更好地实施成本管理,做到“知己知彼”,这样才能够更加有效地实现企业的长远战略目标。同时,了解并分析竞争对手的成本管理也是很重要的。企业内部的生产过程是传统成本管理的主要对象,供应和销售很少考虑,而战略成本管理对象则不同,涉及产品生产的整个生命周期。 (二)战略成本管理较传统成本管理优势明显 相较于传统成本管理,战略成本管理优势明显,主要体现在成本优势上,这也是其和传统成本管理的主要区别。市场竞争的法则就是优胜劣汰,制造企业要想更好的生存和发展,就必须通过加强成本管理,有效地降低成本。 首先,对于我国航空发动机制造企业来讲,通过实施战略成本管理,可以更加有效地促进企业进行统筹兼顾管理工作,在保证整体利益的基础上调整局部利益,保证长远利益的基础上调整短期利益,同时可以通过改善实际运营状况,提高企业的实际竞争优势。 其次,通过进一步实施战略成本管理,可以提升企业适应外部环境变化的能力。通过不断适应外部环境,可以更多地获取竞争对手的信息,做到知己知彼,另外,通过运用价值链分析法对目标企业与上、下游企业之间关系进行研究,可以达到共赢的目的。 最后,战略成本管理的实施,能够有效地更新传统成本管理理念,在保证成本最小化的基础上,提高企业资源的利用率,获得更多的使用价值,使得企业在资源一定的情况下,充分开发和利用这部分资源。当然,对于企业的管理者也是有一定要求的,那就是需要企业管理者从整体角度进行成本管理工作,为实现企业整体战略发展提供必要的支持。 三、实施战略成本管理过程中需要特别注意的问题 从我国航空发动机制造企业的实际情况来看,实施战略成本管理的基础是保证产品的质量需要符合要求,同时企业需要不断地适应外部环境的变化,与时俱进,并且需要重点关注以下问题。 (一)需要重点关注企业与上、下游之间的价值链关系 从管理对象来看,管理范围不同,战略成本管理对象涉及范围较广,涉及成本全方位的管理,而传统成本管理对象的范围相对较为狭窄,主要涉及企业内部的生产过程,所以,企业在实施战略成本管理过程中需要重点关注价值链的开发和运用。那么,如何做到呢?第一,需要企业必须了解自身内部的价值链,将非增值作业和增值作业加以区分,尽最大可能消除非增值作业;第二,需要了解企业自身的位置,然后通过强化上、下游价值链之间的关联和沟通,以保证供应过程与销售过程的成本管理;第三,需要了解竞争对手的价值链,通过运用SWOT分析法,分析自身的劣势和优势,不断地强化自身。 (二)需要更新成本管理观念,完成由传统成本管理向战略成本管理的过渡 从目前我国航空发动机制造企业的实际发展情况来看,传统成本管理模式仍然是主要的成本管理方式,而这存在着严重的局限性,仅是为了达到降低成本的目的而降低成本,并不能达到成本管理的目的。而这种情况的主要原因就是成本管理观念不到位造成的,因此,需要我国航空发动机制造企业更新成本管理观念,完成由传统成本管理向战略成本管理的过渡。 (三)进一步加强和推进企业文化建设工作 从企业发展的角度来讲,企业文化的建设和延续是企业发展之源,是企业价值理念的重要组成部分,能够影响各项职能的实现和发挥,同时可以制s企业的管理措施和政策。因此,加强企业文化建设工作是我国航空发动机制造企业实施战略成本管理工作的重点。这样可以提升员工的工作环境和积极性,促进其自觉节约成本,为企业实施战略成本管理工作打下基础。 (四)加强部门间的沟通与交流 对于企业的运营来讲,信息的有效传递是企业稳定运行的关键,因此,企业各部门之间应当加强沟通交流,对于主要业务环节建立必要的信息资源共享机制或平台,保证企业内部信息能够及时且有效地传递到各个部门及各个环节,为企业实施战略成本管理工作提供必要的信息数据,保证决策的准确性。 四、结语 在我国的传统成本管理过程中,降低成本被认为是企业成本管理的目标,而且手段就是节约。当然,节约可以降低成本,但这只是手段之一。随着相关市场经济的发展,仅仅依靠节约来降低成本,已经不能够满足现代企业的发展需求了,新的管理理念也逐渐诞生并快速发展,那就是战略成本管理理念。“支出最少的成本,获取最多的使用价值,得到最多的利润”,这才是现代成本管理的目的。随着战略成本管理的发展,其发挥的积极作用已经越来越明显,能够进一步突破传统成本管理的局限,从企业内部扩展到外部,同时能够把握成本管理的真谛,通过战略定位、价值链分析等手段降低成本,提升企业竞争力。 (作者单位:中国航发南方工业有限公司) 航空发动机论文:航空发动机涡轮盘腔空气系统瞬态仿真研究 【摘 要】空饫淙聪低彻岽谡个航空发动机,在热端部件的隔热与冷却、叶尖间隙控制、腔室封严、等方面起着极为重要的作用,直接决定着航空发动机能否安全可靠地工作。涡轮盘腔是空气系统的重要组件,对涡轮盘的冷却性能有显著的影响。本文应用Flowmaster对某型燃气轮机涡轮盘腔进行了仿真,对该涡轮盘腔设计进行分析。 【关键词】航空发动机;空气系统;仿真 0 引言 发动机的二次空气系统主要用去冷却封严发动机部件[1],其主要结构包括孔口、篦齿封严、以及特定的腔室结构等。本文的计算方法基于Miller[2]博士的理论,应用商业软件Flowmaster对瞬态条件下的发动机空气系统部件涡轮盘前腔进行了仿真计算。 1 计算模型 如图1所示,选取某型燃气轮机涡轮盘前腔建立计算模型,对盘腔的瞬态特性进行分析。在Flowmaster中搭建盘腔的"准二维"计算网络。 计算模型如图2(左)所示。流路系统中包含一个进口(涡轮盘前腔气流进口)和一个出口(涡轮前腔出口),流动方向为沿径向向外。将盘腔出口简化为阻力损失元件。出口间隙的系数由Flowmaster数据库以及经验公式提供。 以涡轮盘旋转轴为Y轴零坐标。为充分考虑盘腔几何外形对于气体流动的影响,将盘腔划分为8个小的腔室,每个腔室尽可能调整为矩形。盘腔内的节点及元件分布如2(右)所示。 计算过程中应用到的元件的尺寸参数及计算参数如下。 封严篦齿:直齿,流通面积0.0006m2,篦齿封严间隙0.6mm,封严齿距5mm,齿数7,封严齿宽0.5mm。 出口间隙:流通面积0.0001m2。 2 边界条件及发动机转速 发动机转速如图3所示,模拟发动机运行启动至运行稳定的过程。其中,0时刻为计算开始时间,并非发动机的实际启动时刻。进出口条件如图4所示。盘腔边界为绝热。 3 计算结果 计算的时间步长取为0.1s,计算总时间为120s。其他控制收敛的参数根据计算经验进行相应调整。 图5给出发动机稳定工作时(110s)盘腔内的总温分布。由图中数据可知,盘腔内节点的温度沿径向向外升高,并且越是靠近盘腔外侧,节点温度升高的越明显。引起温度升高的主要原因是右侧高速旋转的涡轮盘对气流的加速作用。 盘腔出口体积流量如图6所示,随发动机进口压力的提升,流经盘腔的空气流量逐渐增加。盘腔内其典型节点的总压分布如图7所示。从计算结果中可以看出,冷却气流流过篦齿封严,压力降低。节点11到节点7之间流动,压力降低,总温升高。由于右侧旋转盘对气流的加速作用,节点7到4之间,冷却气流的总温和总压同时升高。同时,由于盘腔的加速作用有限,各点的压力相差不是很大。 Flowmaster将盘腔简化为“准二维”模型,通过将盘腔离散为多个小的部件来完成盘腔的仿真计算。经由一维计算,可以求得盘腔内不同径向位置的压力、温度、涡流强度等数据。该方案能够较好将盘腔融入一维网络系统,并且能够考虑盘腔几何外形以及盘腔内离心效应的影响。相对于三维数值仿真,该方案极大的减少了计算量。对于搭建完整的空气系统仿真方案,具有一定的指导意义。 航空发动机论文:航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺分析 摘 要:随着科技的进步, 航空发动机的加工制造也日趋复杂。本文在分析某航空发动机锥形钣金件的拉伸特点的基础上对航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺进行了分析。 关键词:锥形钣金件拉伸成形;变形控制;工艺分析 航空发动机锥形钣金件的拉伸是拉伸成形的重点也是难点。在某型航空发动机制造的过程中所遇到的某一航空发动机锥形钣金件,其主材采用的是高温合金,材料的厚度为1±0.1mm,对拉伸成形的精度要求很高。根据设计要求,航空发动机锥形钣金件拉伸成形后最薄处板材的厚度减小量不得超过原材料厚度的10%。在传统的航空发动机锥形钣金件的拉伸后会导致锥形钣金件的型面变形较大,从而严重影响拉伸完成后的航空发动机锥形钣金件的拉伸精度。为提高航空发动机锥形钣金件的拉伸效果,需要根据航空发动机锥形钣金件的拉伸特点使用新型的航空发动机锥形钣金件的拉伸加工工艺。 1.传统航空发动机锥形钣金件的拉伸过程中所存在的问题 在传统的航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺中,航空发动机锥形钣金件的拉伸效果差的主要原因有以下几点: (1)由于航空发动机锥形钣金件的拉伸时所采用的板材在各批次之间的性能上有所差异,致使在对航空发动机锥形钣金件的拉伸进行拉伸加工时需要对每一批次的板材进行性能测试,测试出拉伸板材的压边力,而这一方式将会造成极大的材料浪费,也不利于提升航空发动机锥形钣金件的拉伸效率和拉伸精度。 (2)在航空发动机锥形钣金件的拉伸加工中,由于缺乏板材拉伸效果的研究从而无法对材料的塑性变形趋势进行模拟预测,从而导致航空发动机锥形钣金件的拉伸在拉伸加工中,容易导致航空发动机锥形钣金件的拉伸出现凸包、转接处出现滑移等缺陷,从而导致航空发动机锥形钣金件的拉伸后的型面精度出现超差影响航空发动机锥形钣金件的拉伸的使用。因此,在对航空发动机锥形钣金件的拉伸进行拉伸加工的过程中需要改进航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺,做好对于锥形钣金毛坯件拉伸工艺的优化,从拉伸操作、航空发动机锥形钣金件的拉伸模具结构的科学设计等方面入手,提高航空发动机锥形钣金件的拉伸质量。 2.某型号航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺分析 某型号航空发动机锥形钣金件在进行拉伸工艺和拉伸模具设计时需要以航空发动机锥形钣金件的锥形相对高度、航空发动机锥形钣金件的相对锥顶直径和板材的厚度等稻葑魑基础。在航空发动机锥形钣金件的拉伸中,对于不同的锥形件需要采用不同的拉伸参数。根据锥度的不同可以将航空发动机锥形钣金件分为浅锥形件、中等深度锥形件和深度锥形件等多种形式,根据航空发动机锥形钣金件深度的不同需要设计出不同的拉伸工艺。某型号航空发动机锥形钣金件采用的锥度是26°,这一锥度的航空发动机锥形钣金件在拉伸的过程中存在着拉伸变形量较差、复弹度较大等的特点,针对这一特点在航空发动机锥形钣金件的拉伸过程中需要采用更大的压边力。此外,其在拉伸的过程中容易因航空发动机锥形钣金件的毛坯处于悬空的状态而导致拉伸失稳起皱等的缺陷,针对这一特性,在航空发动机锥形钣金件的拉伸过程中需要采用较大的压边力。 在对航空发动机锥形钣金件的毛坯进行设计时,需要将航空发动机锥形钣金件的毛坯件设计成同心圆毛坯件。这是根据拉伸面料等面积变形的原理,加之对航空发动机锥形钣金件进行拉伸时需要采用由内向外两方向进行双向进料拉伸,因此需要将航空发动机锥形钣金件的毛坯料选择成同心圆毛坯件形式。 对于航空发动机锥形钣金件拉伸模具的设计时,航空发动机锥形钣金件的拉伸模具采用的是普通拉伸结构,在这普通的拉伸结构中加设了一些限制毛坯料活动的厚垫块以及一些限制毛坯料拉伸高度的限位块。航空发动机锥形钣金件的拉伸模具包含上模板、凹/凸模、压边圈等。在对航空发动机锥形钣金件进行拉伸时,第一阶段需要高度限制块用以对航空发动机锥形钣金件毛坯料拉伸高度的精确控制。完成了第一阶段的拉伸后,需要采用活动限制料厚垫块来保证航空发动机锥形钣金件的拉伸中毛坯料从外缘处顺利进料,从而完成对于航空发动机锥形钣金件直壁部分的拉伸,同时采用这一拉伸方式能够有效地避免航空发动机锥形钣金件转接处的滑移缺陷。 在对航空发动机锥形钣金件进行拉伸工艺设计时,为了最大限度地做好对于航空发动机锥形钣金件毛坯料从内外径走料量的控制,避免在航空发动机锥形钣金件的转接R处拉伸过程中出现滑移而导致“双转接”痕迹问题,在航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺的设计中需要加强对于毛坯料塑性变形量的精确控制。拉伸方案设计时采用一套模具两阶段的拉伸方案。在第一阶段首先采用较大的压边力用对毛坯料进行压死,避免毛坯料从外缘处走料,将航空发动机锥形钣金件在第一阶段的拉伸变形控制为翻边。航空发动机锥形钣金件的塑性变形依靠内孔变大来进料。在对航空发动机锥形钣金件毛坯料进行拉伸时第一阶段的塑性变形区都应当处于拉应力变形状态,处于拉应力变形状态有利于降低材料的复弹量,从而实现航空发动机锥形钣金件的拉伸精度的提升。对于航空发动机锥形钣金件第一次的拉伸高度确定为与转接R拉伸出时的量为宜。如超出这一拉伸量容易造成航空发动机锥形钣金件内孔拉伸塑性变形从而产生内孔拉裂的缺陷。航空发动机锥形钣金件毛坯料第二阶段的拉伸需要对航空发动机锥形钣金件的直壁部分进行拉伸,这一阶段的拉伸主要依靠的是毛坯料外部走料塑性变形,变形方式为拉伸。在这一阶段为了做好对于拉伸变形精度的控制,确保毛坯件的边缘为变形区,需要在毛坯料拉伸时增加限制料厚的活动限位板,将4块限位板均匀地放置于凹模的压边圈内。限位块宜采用与毛坯料相同的材质。通过上述两个阶段的拉伸将能够确保在航空发动机锥形钣金件的拉伸区并未失稳起皱的情况下使得材料能够从外缘区域顺利地进入到凹模区域,并最终完成对于航空发动机锥形钣金件的拉伸。新航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺核心是通过适当地添加活动限制控制块的方式来对航空发动机锥形钣金件的拉伸变形区的变形量与变形应力进行控制。通过此种航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺的改进能够有效地对航空发动机锥形钣金件毛坯料的塑性变形进行精确地控制,提高航空发动机锥形钣金件的拉伸精度。 结语 本文在分析航空发动机锥形钣金件的拉伸难点的基础上对如何通过工艺改进的方式提高航空发动机锥形钣金件的拉伸精度,确保航空发动机生产的顺利进行。 航空发动机论文:航空发动机试验中Pxi测试系统的应用 摘 要:文章对航空发动机试验中Pxi测试系统的实际应用情况进行详细分析和研究,根当前的实际情况,提升发动机各性能参数测试的准确性及有效性。 关键词:航空发动机;Pxi测试系统;应用;分析 在我国社会经济迅速发展的环境形势下,航空行业的整体发展势头也非常迅猛。在航空事业的发展过程中,其自身的质量以及安全稳定性能非常重要,不仅对行业事业整体发展有非常重要的影响,而且对人们的出行安全也提供了良好的保障。航空发动机作为飞行器的心脏,亦是其最主要的部分,其性能能够直接对飞行器的品质起到决定性作用。地面试车台进行的航空发动机性能、功能试验的准确性、可靠性,是保障发动机安全稳定性的有力基础。 1 Pxi测试系统 1987年,VXI诞生,其IEEE1014-1987在当时可以说是非常先进的PC总线,在某种程度上,加速了全球PC工业的整体发展。在当前社会经济不断快速发展的形势下,各个领域都取得了良好的成效,PC工业的发展也同样取得了进步。在实际操作过程中,可以看出,在PC插卡的基础上,这种数据采集板形势在经过不断的发展和改革创新形势下,已经发展为PCI总线的模块化自动测试设备系统,成为一种全新的测试平台标准。这种仪器系统在实际操作过程中,可以说是PCI扩展的一种通用性测试系统总线,不仅能够保证自动化系统在日常操作过程中的稳定性和坚固性,而且能够减少成本。 经过一段时期的发展,Pxi技术逐渐成为自动化测试以及控制的主流平台之一,Pxi测试技术不仅拥有高通道数据采集,而且能够将测试信号进行切实有效的混合,这样不仅能够从根本上保证试验效果的准确性和有效性,而且能够将其自身的应用效果充分发挥出来[1]。Pxi技术可以说是国防以及航空航天测控应用当中非常重要的主导技术之一。对各类测控设备的数字化、智能化以及综合化等科技水平的高要求,无形当中加速了高性能Pxi测控产品以及系统级的整体方案的创新。将计算机PCI总线扩展到仪器作为Pxi技术的整体发展思路,将PC以及与其相关的各个硬件自身的优势特点充分发挥出来。这样不仅能够满足航空航天在实际操作过程中的任何测试或者是系统的测量,而且能够实现未来自动化工业测试的发展趋势[2]。 2 Pxi技术在实际应用过程中的优势特点 2.1 机械性能良好 Pxi技术在实际应用过程中,为了将其自身的作用尽可能发挥出来,在实际操作过程中,将PC技术、仪器技术以及欧卡机械规范进行有效的结合,这样不仅能够具备软件的整体运行标准,而且能够保证数据在传输过程中的速度和效率,尽可能保证系统开发的时间被有效缩短。Pxi测试系统在实际应用过程中,能够从根本上有利于系统升级的模块化设计和处理,在无形当中增加了特殊冷却以及相对应的环境要求,提供了两种与标准PCI系统相互操作的方法。这样不仅能够保证其自身在实际操作过程中的稳定性和有效性,而且能够尽可能集中冷却和电磁兼容性能[3]。另外,Pxi测试系统在自身的操作过程中,其自身所需要投入的成本比较低,有利于集成,其自身的灵活性也比较良好,所以优势特点比较多,有利于维护系统工作寿命期限内的成本。 2.2 电气性能良好 Pxi测试系统实际应用过程中,可以说是保持了基本上PCI总线的所有优点,同时增加了一个100MHz差分系统时钟、差分信号和差分星形触发,来满足高级定时和同步的需要。在实际操作过程中,其自身具有一定的公共触发线、星形触发总线、以及本地总线等等,这些总线不仅能够在实际操作过程中,对其起到良好的辅助性作用,而且能够促使其自身的电气性能达到良好的标准。另外,高性能的I/O曹位很多,具有即插即用仪器的驱动程序在实际应用过程中,能够尽可能满足定时的准确性和有效性,并且能够实现同步旁带通讯的整体需求。不仅能够从根本上符合工业环境应用的整体坚固设计要求,而且能够将其自身的影响和作用充分发挥出来[4]。 3 Pxi测试系统在航空发动机试验中的应用 3.1 航空发动机试验测试参数 在航空发动机试验的过程中,将Pxi测试系统应用其中,不仅能够从根本上提高测试结果的有效性,而且能够保证对其进行科学合理的测试。航空发动机试验测试参数主要包括稳态数据采集系统和动态数据采集系统两个方面。首先,对直流电压与交流电压之间的有效值信号进行测试,比如直流为正负极10V,变流为36V,交流就是115V。其次,对电阻值参数进行测试,比如利用电缆来对电阻进行识别,对电阻的绝缘性、导通性等等,就要详细分析和研究。另外,对于频率信号也要进行相对应的试验测试,比如交流电源自身的频率、基准信号等等,这些都是在试验测试过程中非常重要的参数,能够直接对航空发动机试验起到一定的影响和作用。时序信号也是试验测试参数当中必不可少的一项重要部分,比如一些起动信号、停车时间等等,这些都能够提供非常重要的参数作为依据。 3.2 Pxi模块 温度采集:温度参数采集一般选用采用SCXI1503(16通道采集输出,用于普通热电阻温度采集)以及SCXI1112(8通道采集输出,用于热电偶温度采集)采集。 转速采集:一般采用SCXI1126(8通道采集输出)进行采集。 压力采集:压力参数一般采用SCXI-1102B(32通道模拟量采集变换)配合压力变送器使用。 电压、电流采集: SCXI-1102B(32通道模拟量拟量采集输出)配合电量、电压变送器使用。 配置windows操作系统的嵌入式Pxi控制器专为满足测试、测量和控制系统的苛刻要求而设计。它们配备的最新处理器选件被安放在专门设计的坚固结构中,适合在宽广温度范围以及高冲击和振动环境中运作。最佳CPU性能、坚固结构、高可靠性和长期可用性的结合让Pxi嵌入式控制器成为适合Pxi系统的理想控制选件。通过SCXI信号调理对结合Pxi采集器对频率信号进行测量。 4 结束语 综上所述,在对航空发动机进行试验分析和研究的时候,将Pxi测试系统科学合理的应用其中,不仅能够从根本上对其进行科学合理的测试分析,而且能够保证测试结果的有效性和准确性,并能够保证测试系统的高可靠性及长期可用性。 作者简介:徐杰明,男,汉族,本科。 航空发动机论文:航空发动机机匣类零件的变形控制研究 摘 要:航空发动机和燃气轮机已被我国列入十三五重大专项,航空制造业的发展对我国建设强大的国防具有重大意义。机匣类零件作为航空发动机的重要组成部分,起到了包容、承力、连接的重要作用,其加工技术也是航空零部件制造中的一个难点。本文主要研究了航空发动机机匣类零件的加工制造,阐述了机匣类零件的加工难点和易产生的问题,结合了生产科研实践,着重研究并探讨了几种机匣类零件变形控制的方法。 关键词:航空发动机;机械加工;机匣类零件;变形控制 一、航空发动机机匣简介 航空发动机被誉为现代工业制造业皇冠上的明珠,其生产制造覆盖材料、冶金、机械加工、热处理、特种工艺等多项技术领域,是一个国家工业水平的体现,被誉为“国之重器”。航空发动机由进气道,低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮、尾喷口等几大单元体组成。其中压气机、燃烧室、涡轮等核心部件又由机匣壳体、内环零件和叶片组成。机匣零件作为航空发动机上的重要零件,为整个发动机提供了一个封闭的空间,保证气流顺利进入,被压缩升压、充分燃烧、膨胀做功、排出后形成推力。机匣将航空发动机各个单元进行连接,形成整机;为控制系统、燃油系统、传动系统等搭建了一个互相连接的整体。航空发动机机匣按照结构可以分为整体机匣、对开机匣、异形机匣、附件机匣、带有整流直板的机匣几大类。机匣根据其使用部位不同,所用材料也不同,压气机部分工作温度较低,一般采用钛合金,涡轮部分由于气体经过燃烧室后温度大幅升高,一般采用高温合金进行制造。 二、航空发动机机匣制造难点 随着航空发动机设计的不断优化和使用指标的不断提高,新一代的航空发动机越来越追求高推重比和低油耗。这就要求各级零部件的重量尽可能的轻。故机匣类零件的壁厚一般都在1.5mm~3mm之间,而机匣类零件的直径大都在600mm~1000mm,属于大型薄壁类零件,因此在加工过程中极易产生变形,而且由于其使用功能的要求,往往具有复杂的构型和严格的尺寸及形位公差,在加工过程中不容易合格。同时航空发动机零件很多采用镍基高温合金制造,这种合金硬度高,不易加工,加之有时毛料余量大且不均匀,会在机加过程中产生大量的内应力,在后续的加工和存放过程中应力释放,导致零件变形,经常出现工序中检验合格但在精加工或最终检验时出现尺寸不合格的现象。 三、机匣类零件变形控制研究 1.增加去应力热处理工序 机匣类零件毛料多为圆环锻件,加工余量较大,原材料去除率往往高达80%以上,尤其是粗加工阶段,零件去除的余量是最多的,而粗加工要求尺寸精度较低,且采用的切削参数较大,刀具在切削时产生了大量的切削力,这就造成了零件内部产生了大量的内应力,而此时零件距离最终状态还有很多余量,零件刚性较好,这些内应力不能使零件产生变形,随着零件加工过程的深入,零件壁厚变得越来越薄,这时粗加工时产生的切削力逐渐释放出来而导致零件变形。因此,在粗加工之后,及时释放零件应力非常有必要。零件可以通过自然时效进行去应力,但是自然时效所需的周期很长,往往无法满足零件的生产进度。这时可以采取热处理的方式去消除零件的残余内应力。去应力热处理的温度较低,因此在整个热处理的过程中不会使金属组织发生相变,在零件的保温和逐渐冷却过程中,零件的内应力得到释放。去应力热处理之后,零件端面一般会产生1mm~1.5mm的变形,需要安排一道修基准工序将零件端面修平。值得注意的是,增加去应力热处理要充分考虑零件的变形量,否则零件变形过大,零件所剩加工余量小于零件的变形量会导致零件无法加工合格。 2.改进工装夹具 机匣类零件大多数为环形件,因此需要大量的车加工,在车床上典型的装夹方式有压紧,夹紧和涨紧。在进行粗车加工时零件往往采用四爪卡盘进行夹紧或涨紧,在精车加工中大多采用压紧的方式,相比较而言,压紧的方式不容易产生内力,因此从消除内应力的角度考虑,在半精加工中还是尽可能多地采用压紧的方式。对于高度100mm以上,直径800mm以上,最小壁厚2mm以下的大型薄壁机匣往往需要采用在夹具上增加辅助支撑的方式来减少零件的加工变形。辅助支撑块多需要采用橡胶材料,有一定的硬度但又不会挤伤零件表面。辅助支撑大多需要至少8点以上进行支撑,8个支撑块均匀地分布在零件的圆周方向上。在使用时需要注意的是支撑力不能过大,否则会使零件产生变形,效果适得其反,为保证辅助支撑力恰到好处,可以先用百分表找正零件圆周,然后使用限力扳手移动一个辅助支撑块至零件表面,当百分表指针刚要变化时记录限力扳手所用的力,这样在移动其他辅助支撑块时使用同样的力就能达到支撑零件且零件不变形的状态,增加辅助支撑可以机匣最“薄弱”的结构上增加强度,减少零件在加工过程中的震动,让刀等现象,有效减少了机匣的变形。 3.优化走刀路线和加工余量分配 优化车加工的走刀路线对提升零件变形控制有较大作用。对于加工余量较大和易变形的零件可以采取多层走刀,不要将所有余量一次去除。车加工零件轮廓时不要采取单独加工完成零件一侧表面后再进行另一侧加工的方式,而是应采用内外表面交替去除余量的方式进行加工。在加工两个相邻表面时可以采取相对,相背的方式进行加工。工程师在编制数控程序时不能单纯地考虑工人加工和测量的方便,还要从全局考虑零件所承受的切削力的状态来安排走刀路线,将机匣的变形控制在最小程度。 加工余量的分配在机匣加工中非常重要,好的余量分配可以使机匣的各个部分在整个加工过程中受力均匀,避免局部切削力过大而产生变形。零件的大部分余量去除都发生在粗车阶段,而粗车加工多采用普通机床设备进行加工,又要兼顾效率,所以粗车加工的型面设计地相对简单,但也要尽可能地接近零件最终轮廓表面以避免精加工余量过大,产生过多的切削力。还可以在粗车加工之后,精车加工之前加入半精车加工,将零件的轮廓形状加工出来。一般而言粗车留给半精车加工单边1mm~1.5mm余量,半精车留给精车单边0.5mm~1mm余量。 4.采用电化学加工去余量 电化学加工利用金属在电解液中的电化学阳极溶解去除金属表面材料。通过电化学加工去除余量的优点是没有切削力产生,因此零件不易产生变形和内应力。整个加工过程电极作为阴极,被加工零件作为阳极,工件和电极之间保持0.1mm~1mm的加工间隙,电解液不断以高速从间隙中流过,带走零件(阳极)溶解的产物,同时带走电流产生的热量。电化学加工加工范围较广,而且生产效率高,一般为传统机械加工的5~10倍。加工后的表面质量较好。电化学加工的精度低,多用于粗加工去余量,因其没有切削力,可以利用在薄壁机匣去余量加工,可有效消除由于切削力过大导致的机匣变形。该方法的缺点是设备资金投入较大,而且会产生污染,需要做好污染处理。 结语 机匣类零件变形控制是一个涉及到多种因素的复杂工程,需要从毛料材质、工艺路线、加工参数、零件装夹、热处理工艺等方面多重考虑。机匣变形的控制方法随着先进制造技术的不断发展也在不断增加和提升,无人干预加工,高速切削,新型刀具和更优化的数控编程方式的应用都能使得机匣的变形得到更好的控制。 航空发动机论文:某型号航空发动机轴承故障问题研究 摘 要:某航空发动机在生产过程中重复出现了轴承故障。为降低轴承的故障率,我们开展了对轴承故障问题的研究。将生产过程中常见轴承故障分为3类:轴承表面划伤、磕伤故障;轴承锈蚀故障;轴承试车后压坑、麻点故障。本文介绍这3类故障的形貌特点,为轴承故障的分析提供一定的思路;分析3类轴承故障产生的原因,针对性制定防护措施,达到降低轴承故障率的目标,减少经济损失,提高外场发动机使用可靠性。 关键词:航空发动机;轴承故障;防护措施 某航空发动机在生产过程中重复性地出现轴承故障问题。轴承故障问题的发生,既增加发动机的质量成本、带来因轴承报废造成的额外工作费用,又耽误了发动机的交付进度,降低发动机及轴承外场使用的可靠性。因此,有效降低轴承故障发生率非常重要。 1.常见轴承故障种类 将近些年生产过程中的轴承故障问题汇总梳理,根据轴承常见故障形貌特点将某航空发动机的轴承故障种类分为以下3类:轴承表面划伤、磕伤故障;轴承锈蚀故障;轴承试车后压坑、麻点故障。 (1)轴承表面划伤、磕伤故障 轴承跑道出现异物拖动造成的规则性轴向长条划伤,一般伴有滚动体出现轴向旋转划伤出现,严重时具有一定深度。 (2)轴承锈蚀故障 轴承跑道、滚动体表面形成坑状锈蚀或面积较大的浅表性腐蚀,锈蚀故障形貌一般呈点状或片状。 (3)轴承试车后压坑、麻点故障 轴承压坑故障形貌一般为圆形凹坑,有集中发生特性,会出现大压坑边缘有小压坑的现象;麻点故障形貌为黑色细小点状凹坑,直径一般在0.2mm以下,有扩散发生特性,表面抛修后成纵深形分支状扩散。 2.轴承故障原因分析 经过资料的查阅比对,结合发动机结构特点,分析3类轴承故障的原因。 (1)轴承表面划伤、磕伤故障原因分析 某航空发动机的轴承一般采用分体轴承,在装配过程中合套,而由于轴承的游隙非常小,在轴承装配过程中滚棒没有收到位,会造成轴承划伤;在大组件装配过程中的同轴度未对正,会造成轴承划伤;在轴承测量过程中,一些表面尖锐的测具与轴承工作面接触时,会造成轴承工作面划伤;另外,在轴承装配、保管过程中,也有可能与外物接触、磕碰,会造成轴承表面磕伤。 (2)锈蚀故障原因分析 轴承材料属高碳钢,材料与水汽接触极易产生锈蚀现象,主要产生原因有如下两种。 ①日常轴承防锈管理存在问题。存放过程中轴承被空气氧化,产生锈蚀。 ②人手上汗液中含有水分与盐,在搬运或装配的过程中,若人手出汗或沾有非中性辅助材料时,接触轴承会发生电离反应,加速氧化作用,产生锈蚀。 轴承的锈蚀故障一般在夏天湿度大时较严重。 (3)轴承试车后压坑、麻点故障原因分析 结合发动机结构特点,产生轴承压坑、麻点故障的原因主要有锈蚀和异物压伤。 ①锈蚀 当轴承发生锈蚀时,若未及时处理保持锈蚀状态,会导致锈蚀加深,形成麻点故障;若轻微锈蚀的轴承继续工作也会导致锈蚀处扩散形成麻点故障,一般此类麻点向轴承基体方向有较深的纵向延展。 ②异物压伤 某型号航空发动机由于滑油系统的特点,可能在滑油系统中存在黑色异物,导致轴承工作时被压伤。黑色异物来源分为以下6类。 (a)封严面磨损掉落 某型号航空发动机封严结构大部分采用的是空气封严,密封面为蜂窝或涂层,在工作中存在磨损脱落现象。蜂窝表面由电火花加工形成,存在金属材料融化后形成的颗粒与金属氧化物;涂层为金属或金属化合物粉末构成,磨损掉落后的脱落物硬度较高。 (b)空气系统的异物 某型号航空发动机的部分空气系统机件,如导向叶片,在加工过程中使用吹沙工艺,砂粒容易形成残留。 (c)涂层加工过程切屑残留 为保证封严环的同轴度,三支点、五支点轴承封严环为组合后加工,加工时虽然采取了一定的保护措施,但由于结构限制,涂层切屑易残留在滑油腔中。 (d)导管中存在砂粒 导管加工过程折弯时采取填充物方式保持导管材料延展不产生局部凹下。12mm以下直径的导管采用灌入松香的方式,12mm以上直径的导管采用灌入砂子的方式。灌入砂子的导管在管路折弯后形成了部分区域有静电吸附作用,吸附少量沙子。导管加工完成后被静电吸附的沙子不易清除,进入滑油系统会造成轴承压伤。在管路与接头焊接后表面焊道处理时,采用砂纸打磨的方式也很容易造成砂纸中的金刚砂残留,而这部分金刚砂表面含有粘接剂,很难清除,容易造成管路内含有砂粒。 (e)机件内壁表面氧化物脱落也会造成滑油系统出现异物。 (f)轴承等机件存放、运输或装配过程中,有微小多余物掉落或空气中的大颗粒物吸附在机件表面,未及时清除。 3.轴承防护措施的制定 根据故障产生的原因,针对轴承表面划伤、磕伤故障,轴承锈蚀故障和轴承试车后压坑、麻点故障进行了相关控制工作。 (1)轴承表面划伤、磕伤故障防护 为避免轴承表面划伤、磕伤故障的发生,在装配流程及轴承检测上尽量减少拆、合套的过程。对员工进行实际操作培训,提高员工轴承装配经验。在装配合套的过程中遇到卡滞情况不强行装配,将轴承轻轻旋转,使轴承内外套趋于平行,减少轴承的损伤程度;在轴承装配时,采用润滑脂将滚棒收起到位,避免装配过程中滚棒卡伤轴承;上部装配的部件与下部发动机均要用水平尺确定水平状态,在轴承将要接触时,下落速度要慢,采用手动吊装滑轮,便于明显感知装配状态。 将与轴承配合的工装材料更换为环氧树脂,避免与轴承接触时划伤轴承。派制专用工装,专人管理轴承及与轴承相关的工装。 (2)轴承锈蚀故障防护 日常轴承采取真空包装存放,避免原始包装不能完全实现与空气隔离。真空包装困难的已装配在组件上的轴承油封后尽量采取塑料袋包装,并放置防潮砂,确保小环境的空气干燥。在组件上放置时间较长的组件规定半年为期限,超过半年则将轴承分解进行油封管理。 轴承操作过程中,工人必须带防汗的一次性绢布手套,有效地防护手上汗液对轴承的影响,同时一次性手套的使用还可以有效的避免二次污染。 (3)轴承试车后压坑、麻点故障防护 加强对轴承锈蚀的防护,发现轴承出现锈蚀后及时处理,避免锈蚀扩大形成麻点故障。 控制滑油系统清洁度,加强对油品清洁度等级的控制;对涉及轴承腔及滑油系统流路的机件进行充分冲洗,将残留在成附件壳体死腔内的机加残留金属屑冲洗干净;在装配或装配后运输发动机过程中,用堵头、堵盖或防尘罩隔离发动机与外界环境,避免在发动机试车过程中,有残留金属屑、沙粒等异物进入轴承腔内。 结语 对近些年生产过程中某航空发动机轴承故障问题的汇总梳理,明确了其常见的轴承故障种类。通过轴承故障原因分析,从轴承的入厂、存放、装配、运输和与轴承故障问题相关机件的清洗环节入手,针对性提出对策,进行某航空发动机轴承故障发生的防控。一方面,这些对策可为其他型号航空发动机的轴承故障防控做参考;另一方面,我们也要认知到,@些措施并不能全面杜绝某型号航空发动机轴承故障的发生,针对某型号航空发动机轴承故障防控措施仍然需要认真研究,任重而道远。 航空发动机论文:浅析民用航空发动机维护机制优化策略 摘 要:随着我国经济的快速发展,航空领域也得到很大的提升,但是随着科学技术的不断提高,我国民用航空发动机也存在很多问题,并且相关的工作人员也一直致力于其研究中。本文正是对当下民用航空发动机的维护机制问题进行了深入的分析,并对其存在的问题提出了相应的优化策略,期望可以维护我国民用航空发动机制的安全、提升民用航空发动机的水平、完善民用航空发动机的功能、以及降低民用航空发动机的安全隐患。 关键词:民用航空;发动机;维护机制 对于航空飞机而言,发动机一直以来都是飞行安全中最主要的影响因素之一,尤其是民用航空飞机,发动机起到至关重要的作用,对我国民用航空发动机的维护机制进行优化对航空事业的发展有着重要意义。不但可以提高工作人员的技术水平,还可以健全我国保养制度体系。因此,以下就是对我国民用航空发动机维护机制的优化进行的深入分析。 1 民用航空发动机需解决的维护机制问题 1.1 民用航空发动机维护保养机制不完善 我国民用航空发动机需解决的维护机制问题之一,就是民用航空发动机维护保养机制不健全[1]。主要体现在以下两个方面:一是沟通机制运行未得到完善,我国民用航空的沟通机制涉及到地勤人员、飞行人员、以及维修部门等岗位之间形成的沟通机制,并且就我国目前民用航空发动机的发展现状而言,保养机制的正常运行就会被影响,飞行员之间无法将发动机发生的问题及时地上报到维修人员处,更无法对其具体情况进行仔细的描述;二是维护保养制度过于片面,但维护保养制度对我国民用航空发动机的维护机制又具有很大的影响,尽管在民用航空发动机的维护机制中经常进行定期性的检查,但是由于片面的维护制度,维修人员的具体责任也无法进行明确,除此之外,由于维护保养制度不具有弹性,维修人员也无法进行有效的约束自制力,进而降低自身的工作积极性。 1.2 民用航空发动机的技术管理不到位 民用航空发动机维护机制最突出的问题是缺少相应的技术管理,在维护机制中,缺少相应的技术管理标准,没有明确规定应采用的维护技术。很多民用航空发动机的技术人员,技术水平相对较低,而且也没有实战经验,这就使得发动机的维修保养难度加大。在民用航空发动机的维护中,技术的支撑是其解决问题的重要保障[2]。虽然在民用航空发动机的维护管理中引进了一些技术,但从实际的运用效果来看,并没有起到有效的作用,这归结于民用航空发动机对相应的技术管理不到位造成的。 2 优化民用航空发动机维护机制的策略 2.1 构建有效的发动机维护保养机制 对于民用航空发动机的优化,一方面需要注重的是对维护机制的构建进行完善,在这一过程中,维修部门要加强与地勤、飞行等人员的沟通与联系,能够及时的发现发动机的问题。另一方面是发动机的保养,也是维护机制需重点关注的内容,不进行定期的保养,也会使得民用航空飞机出现运行的危险。所以,要对发动机进行定期的保养,定期的检查,完善民用航空发动机的维护保养机制。使得维修人员根据这一机制,开展有效的工作,提高自身的责任意识[3]。还能够根据这一机制进行合理的监管,更加强了民用航空发动的安全性能。 2.2 加强航空发动机的技术管理 在民用航空发动机维护机制的优化当中,技术的管理是其重要的内容,在发动机的维护中应创新发展一些新技术,为发动机的维护提供技术支持。这就需要相关的技术研发人员进行相应的技术研究,比如说新推出的发动机监控技术,这种技术实现了对发动机的的监控,以及发动机在运行过程中的监控[4]。对于发动机的维修人员,也应该进行相关的技术培训,提高其对于民用航空发动机维护机制的技术水平。更要加强对于技术的管理,通过技术的管理,制定相应的维护制度,相关的设备维护机制等等,在保障发动机应用维护机制的基础上,进行相关机制的保障。 3 结语 综上所述我们可以知道,优化我国民用航空发动机的维护机制可促进经济的快速发展,尽管我国的民用航空发动机的维护机制存在很多问题,如民用航空发动机维护保养机制不健全、民用航空发动机的技术管理不到位等,但只要可以完善有效的发动机维护保养机制、加强航空发动机的技术管理等,还是可以完善民用航空发动机的维护机制。既可以维护民用航空发动机的安全,又可以完善相关的共同机制,还可以提高飞机的飞行安全。 航空发动机论文:航空发动机轮盘参数化结构优化 摘要: 为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,对发动机转子轮盘进行参数化结构优化设计.研究辐板不同高度处厚度与轮盘径向破裂裕度的关系,以简化轮盘辐板优化方法.以周向破裂转速裕度为约束条件,体积最小为优化目标函数,利用Isight软件和有限元数值模拟方法研究轮盘盘心优化方法,并通过算例计算验证其正确性.结果表明:在满足s束条件的基础上,轮盘体积减小8.66%,最大等效应力减少10.4%.该方法可为航空发动机轮盘轻量化开发提供参考. 关键词: 航空发动机; 轮盘; 辐板厚度; 破裂裕度; 破裂转速; 等效应力; 约束; 体积 0引言 轮盘是航空发动机重要的安全关键件之一,在高转速、高温度、高压力的恶劣条件下工作.轮盘的转速一般都达到每分钟数千转到数万转,负责固定叶片的轮盘除要承受自身的离心力外还要承受叶片的巨大离心载荷.由于叶片和轮盘的离心载荷很大,需要较大的盘心承受,所以轮盘设计得比较重.以高压涡轮为例,其单盘的质量能占到整个高压涡轮部件总质量的50%.由于涡轮盘质量巨大,其一旦破坏,产生的高能碎块是任何机匣都无法包容的,因此为保证涡轮盘的可靠性,其设计也不得不保守.随着优化技术的发展以及市场对产品效率的要求越来越高,对轮盘的轻质化设计需求也越强烈.早期国内有开展整体叶盘的设计研究[13],随着焊接技术和材料研究的发展[45],轻质化轮盘的优化方法又有双辐板轮盘设计的研究方向[69],但国内实际工程应用,依然是单辐板为主要设计形式.榫槽形状的优化也是轮盘优化的一种有效途径[10].考虑到多辐板涡轮盘的加工制造存在较高的技术要求,基于国内现有的成熟加工能力,本文从工程应用的角度考虑,对分体盘盘体寻求一种简洁、高效的优化设计方法. 1轮盘结构优化设计思路 轮盘破裂对发动机的破坏程度极其严重,而且是非包容性的.为防止轮盘破裂,轮盘的优化设计以轮盘的破裂转速储备裕度为限制条件.对于高速旋转的轮盘而言,径向破裂裕度和周向破裂裕度是轮盘安全性的2个重要指标. 径向破裂裕度最薄弱的区域为辐板,因此当轮盘的径向破裂转速有一定的裕度时,可以适当减薄辐板位置的厚度,通过降低径向破裂转速的裕度达到减重的目的.根据周向破裂裕度的计算方法[1112]可知盘心和辐板为周向破裂裕度的计算区域,而盘心是承载周向载荷的重要区域,因此,对轮盘的优化考虑采取2步:第一步对辐板优化,第二步对盘心优化. 以轮盘的破裂裕度为约束条件,优化轮盘设计.破裂转速的计算方法采用常用的平均应力法和有限元方法.破裂转速储备裕度的计算公式[1112]为Mburst=mσUTSσAVGTan式中:m为材料利用系数;σUTS为平均工作温度下的材料强度极限;σAVGTan为平均周向应力或平均径向应力. 2轮盘辐板优化 2.1幅板各高度处厚度变化交互影响研究 辐板的径向载荷主要由喉部以上结构的离心力产生,辐板自重对辐板的径向载荷影响较小,假定辐板某个高度处的厚度只对此高度处的径向破裂储备有影响,由于厚度变化而导致的离心载荷变化可以忽略,辐板各高度处的厚度对其他高度处的平均径向应力的影响可以忽略不计,幅板各高度处厚度变化无交互影响.轮盘辐板的A~D位置见图1,通过HyperMesh的Morph功能,逐渐减少辐板高度A处的厚度,计算轮盘辐板B,C和D处的径向破裂裕度,见图2.从图2可以看出,轮盘高度A处的厚度变化对B,C,D处的径向破裂储备影响非常小,因此可以认为对于径向破裂裕度,幅板A高度处厚度变化对B,C,D高度处无交互影响. 2.2辐板厚度变化与径向破裂裕度的关系 在轮盘的辐板上选取不同高度为handle 1,handle 2,handle 3,handle 4,handle,5和handle6 等多处截面,见图3.以每个截面高度处的辐板厚度为参变量,计算每个截面高度不同厚度的径向破裂转速储备.以辐板厚度的减少量为横坐标,较蚱屏言6任纵坐标绘制曲线,可以得到各处辐板厚度减少值与对应高度的径向破裂裕度关系.进而拟合辐板优化的曲线见图4. 由图4可知,在辐板区域范围,对应高度处的厚度变化与径向破裂裕度近似成线性关系为f(x)=ax+b (1)在辐板喉部,厚度参数变化与径向破裂裕度的线性关系匹配度较高;在接近盘心的部位,厚度参数变化与径向破裂裕度的拟合曲线为多段折线线性关系,例如handle 7处的辐板优化拟合曲线不再是一条直线.然而,轮盘的最小径向破裂裕度发生的位置是辐板的喉部位置,这个位置的辐板厚度最小,因此轮盘辐板的优化可以采用线性公式. 2.3辐板优化算例 以某轮盘为算例,辐板优化步骤如下. (1)基于HyperMesh网格模型,开展参数化建模.该方法在网格变化的同时,温度场随之变化,可减少温度场的反复迭代和反复分网过程. (2)研究辐板厚度变化与径向破裂裕度的关系,获取优化拟合曲线. (3)基于ANSYS环境进行有限元计算和后处理分析. 优化设计流程见图5.对轮盘原设计结构进行有限元建模,采用带中节点的四边形单元SOLID183.模型中的几何形状和载荷条件满足轴对称条件的位置采用轴对称单元,榫接位置采用带厚度的平面应力单元.边界条件约束辐板右侧,见图6.轮盘温度分布范围为450~500 ℃,呈径向梯度分布,见图7.转子叶片位置采用质量单元MASS21模拟叶片离心力. 轮盘的材料为FGH96合金[13],密度ρ=8.32×103 kg/m3,泊松比为0.311. 在轮盘辐板不同高度位置,通过改变各位置的参数值,计算轮盘的各点平均径向应力与径向破裂裕度.根据辐板优化的拟合方程,获取各高度处a和b的值,见表1. 径向破裂储备目标设为1.4,通过辐板优化的拟合方程,可以获得辐板各高度处的可减少厚度值.优化后的辐板模型见图8. 优化后辐板的最大等效应力水平相当,应力分布趋势相似,见图9和10.轮盘辐板优化前后的计算结果见表2. 优化后的轮盘体积减少6.77%,径向破裂裕度由1.540减少到1.400,满足优化设计约束条件.优化后,轮盘的周向破裂裕度未明显变化,与原始模型的周向破裂裕度相当. 3轮盘盘心优化 轮盘盘心是轮盘周向破裂裕度影响的重要因素.盘心优化流程见图11. 以盘心不同高度位置的厚度为参数,建立有限元模型.通过试验设计方法确定参数取值和样本点,变化盘心的几何形状进行仿真计算.以盘心的体积为优化目标,以盘心的周向破裂裕度为约束条件;通过Isight软件中的优化算法分析计算结果,获取优化的参数值;最后以优化参数值建立模型,完成有限元求解,验证优化参数的正确性. 4盘心优化算例 在优化后辐板模型的基础上开展盘心优化,以盘心厚度为参变量,见图12.参数P1~P6变化范围为-5~+5 mm,以周向破裂裕度大于1.297为限制条件,以体积最小值为优化目标. 通过试验设计确定样本点的值,采用HyperMesh的Morph功能生成有限元模型,完成各样本的有限元计算.根据各样本点有限元计算结果,在Isight软件中获取输入变量与输出变量的相关性.各变量对破裂裕度和体积的影响分别见图13和14.由此可以看出:P3对优化目标体积和约束条件破裂裕度影响比重都较大.在要保证约束条件的情况下减小体积,需要选择对约束条件不敏感、对优化目标影响大的参数,进行较大调整. 为较精确地找到全局最优点,采用多岛遗传算法[1415].多岛遗传算法是在传统遗传算法的基础上,基于群体分组的并行性遗传算法.多岛遗传算法将整体种群划分为若干子群,并将子群隔绝于不同的“岛屿”上,各个子群独立地进化,而非全部种群采用相同的进化机制,并且各个“岛屿”间以一定的时间间隔进行“迁移”,使各个“岛屿”间进行信息交换.多岛遗传算法能够有效地提高运算速度,并且若干独立进化的子群可提高整个种群的遗传多样性,回避传统遗传算法的早熟现象,有利于找到全局最优解. 通过多岛遗传优化算法,获取各变量的取值,建立盘心优化后的有限元模型.原始模型与优化完成后的模型对比见图15.模型优化前、后的应力云图对比见图16~19,计算结见表3.与原始模型相比,优化后模型的最大等效应力减少.由图18和19可知,优化前后方案轮盘周向破裂最大应力均发生在盘心位置.由图19和表3可知,优化后的轮盘最大周向应力为1 040 MPa,增加0.7%,周向破裂裕度满足大于1.297的约束条件.优化后的轮盘质量减少8.66%,径向破裂裕度由1.540减少到1.400,周向破裂裕度由1.299减少到1.297,满足约束条件. 由表3可知,盘心优化后模型的径向破裂裕度与辐板优化后模型的结果相同,均为1.400,盘心的形状改变未影响轮盘的径向破裂裕度,因此轮盘分步骤开展优化工作可行并高效. 5结论 本文以轮盘为研究对象,以轮盘厚度为参变量、破裂裕度为优化限制条件、体积为优化目标,研究轮盘的优化设计方法,得到以下结论. (1)对轮盘的优化可以采用辐板和盘心优化分步开展的方法,以减少优化参变量的个数和类型.本文仅选择厚度作为变量,优化方法高效、简单. (2)幅板各高度处厚度变化对其他高度处的径向破裂裕度无明显交互影响. (3)辐板的减重优化可按照线性拟合曲线,有利于简单、高效完成辐板优化设计,具有一定通用性. (4)辐板厚度的变化对轮盘的周向破裂裕度无明显影响. (5)盘心的优化设计并未影响轮盘承担径向破裂载荷的能力. (6)在满足设计目标的基础上,经过参数化优化,轮盘体积减小8.66%,最大等效应力减少10.4%. 该优化方法对轮盘的结构设计具有借鉴意义.后续工作可以在优化后模型的基础上,使轮盘的轮廓过度点更加平滑,减少局部的应力集中,消除几何角点的高应力区域. 航空发动机论文:航空发动机叶片工时定额测算方法分析 摘 要:航空发动机是一个国家工业发展水平的重要体现。对比于一般的机械加工制造,航空零部件对机械加工的精度要求更高,避免因加工质量缺陷而影响航空发动机的使用质量和使用寿命。在航空发动机机械零部件的加工中尤其是在对叶片进行加工时为避免加工工序出现偏差,需要对发动机叶片的加工工序进行严格的测算。文章在分析工时定额特性的基础上提出了基于SLFM神经网络模型的航空发动机叶片工时定额计算新方法,从而实现对于航空发动机叶片工时定额的快速估算. 关键词:工时定额;SLFM;特征参数;航空发动机叶片 前言 航空发动机叶片加工是航空发动机制造中的重点也是难点。为做好对于航空发动机叶片的加工制造,在航空企业生产制造中需要依照航空发动机叶片工时定额的精确计算来规划布控企业管理规划、生产调度、成本控制等多个环节。通过合理的调度规划实现航空发动机叶片加工环节、加工结构的优化,从而确保航空发动机叶片生产高效、稳定的进行。在现今的航空发动机叶片的加工制造过程中,大量的使用现今的五轴数控加工设备,做好航空发动机叶片工时定额的计算从而实现对于数控加工设备的合理调配是航空发动机叶片正常生产的重要保证。 1 航空发动机叶片工时定额现状分析 在国内传统的航空发动机叶片工时定额中主要采用的是人工查表法,此种方法既不科学也不效率,随着计算机技术和先进制造技术的不断引入,新的航空发动机叶片工时定额方法(如计算机查表法、数模分析法、神经网络法以及混合法)被逐渐的引入到航空发动机叶片工时定额中,在为航空发动机叶片工时定额带来方便、高效的同时也存在着一些不足,以计算机查表法为例,其需要将航空发动机叶片工时定额的相关数据存储在数据库中,数据存储的量大且维护较为繁复,影响计算机查表法的应用效果。数学模型法在应用的过程中对于数学模型的建立和应用要求较高,不利于航空发动机叶片工时定额工作的顺利进行。而在现今广为使用的BP网络模型,在航空发动机叶片工时定额的计算、规划过程中存在着网络性差、容易陷入局部最小的局限性。为规避上述航空发动机叶片工时定额方法中所存在的缺陷,通过对航空发动机叶片工时定额计算过程中各主要影响因素进行分析的基础上提出了基于SLFM神经网络模型的航空发动机叶片工时定额计算新思路,通过将各影响航空发动机叶片工时定额计算的特征参数作为模型的网络输入,通过与航空发动机叶片工件相似、相匹配零件进行对比规划构建航空发动机叶片工时定额计算网络模型,通过对网络模型的输入数据进行归一化处理,从而实现了对于航空发动机叶片工时定额的准确计算和划定,保障了航空发动机叶片生产的顺利进行。 2 航空发动机叶片工时定额计算方法与网络模型的建立 2.1 航空发动机叶片工时计算方法 航空发动机叶片在生产的过程中具有种类繁多、加工精度要求高等的特点。在航空发动机叶片加工过程中需要在分析航空发动机叶片毛坯料材料、毛坯料尺寸大小以及航空发动机叶片的结构、所采用的加工方式等的特征参数。在采用数控加工方式来对航空发动机叶片工进行加工的过程中,对于航空发动机叶片工的加工特性可以对其按照相似原则不同种类的航空发动机叶片进行规划分类,并对航空发动机叶片加工时的各种代表因素作为特征参数,并航空发动机叶片数控加工时叶片的特征信息与工时信息等进行规划分类,并对这些特征信息进行建模计算以对航空发动机叶片的数控加工工时进行计算。 在对航空发动机叶片工时进行计算时,在对同类航空发动机叶片各影响数控加工工时的各类特征参数进行提取筛选归纳分析,将这些归纳后的参数作为航空发动机叶片工时定额模型的输入,将同类航空发动机叶片的工时定额作为输出完成对于航空发动机叶片工时定额计算网络模型的建立。对于一种全新的航空发动机叶片进行工时定额计算时,首先对航空发动机叶片中的各类特征参数进行识别,而后从数据加工的数据库中选用相似零件集来作为航空发动机叶片工时定额模型的训练样本来对网络模型进行训练,最后根据匹配最相似的航空发动机叶片网络模型来计算航空发动机叶片的工时。 2.2 建立航空发动机叶片工时影响因素体系 在对航空发动机叶片进行工时计算的过程中,要选取影响零件工时的主要因素来作为相应的特征参数完成航空发动机叶片工时影响因素体系的建立。在对相应特征参数数据库的建立时应当根据现有典型航空发动机叶片的外形结构参数、加工工艺参数等,对影响航空发动机叶片工时的各种参数进行提取并综合归纳,从而对航空发动机叶片工时定额过程中的各类参数如航空发动机叶片的种类、航空发动机叶片的截面形状、航空发动机叶片的减震结构形状、尖部形状、航空发动机叶片根部形状、叶片尺寸、航空发动机叶片的材料种类、航空发动机叶片毛坯料形式以及所采用的数控加工设备等的各种特征信息进行提取归纳。在上述几种航空发动机叶片特征参数的基础上完成对于航空发动机叶片工时影响因素体系的建立。在上述的航空发动机叶片的特征参数中,航空发动机叶片的种类表示的是航空发动机叶片的分类特征,根据航空发动机叶片用途的不同,不同种类的航空发动机叶片在结构和功用上具有较大的差异。对于航空发动机叶片的截面形式的不同可以分为等截面、变截面以及根据坐标点所建立起来的航空发动机叶片空间曲面等,这一参数与航空发动机叶片加工的工艺性具有极大的差异性。航空发动机叶片的结构形状表示的是航空发动机叶片加工面的形状和复杂程度的特征。此外,航空发动机叶片的材料对航空发动机叶片的加工具有极强的影响。 2.3 做好航空发动机叶片相似零件的检索匹配 完成了对于航空发动机叶片各种特征因素的提取和归纳后通过对现有航空发动机叶片进行相似度匹配以确定航空发动机叶片的相似性,并在此基础上完成航空发动机叶片工时定额的计算制定。通常来说,对于同种类的航空发动机叶片具有相似的航空发动机叶片加工特性。因此,在对航空发动机叶片进行相似度检测时首先需要选取航空发动机叶片种类相同的典型叶片,而后通过对其他几种航空发动机叶片的特征因素进行匹配,并完成两航空发动机叶片之间的相似度计算,得出两航空发动机叶片之间的相似度值,将相似度值按照降序进行排列。在相似度值的选取中需要设定一个阀值,小于这一阀值的航空发动机叶片相似度值将予以剔除,同时需要对航空发动机叶片的相似数据库进行充分的建立。 2.4 航空发动机叶片工时定额网络结构与精度分析 完成对于航空发动机叶片特征库建立的基础上,通过将航空发动机叶片中的各种特征参数变量输入到网络模型中得出所计算的航空发动机叶片工时定额,而后将这一航空发动机叶片工时定额值与BP网络模型进行相应的对比以验证航空发动机叶片工时定额的网络精度,从而对航空发动机叶片工时定额的结果进行优化。 3 结束语 航空发动机叶片工时定额是航空发动机叶片加工过程中的重点也是难点。本文在分析航空发动机叶片工时定额特点的基础上提出了基于SLFM模型的航空发动机叶片工时定额新方法,并与BP网络进行了对比验证以确定了此种航空发动机叶片工时定额方法的准确性。 航空发动机论文:航空发动机叶片碎片对增压舱安全防护的适航要求分析 摘 要:该文将根据运输类飞机适航标准介绍有关增压舱安全防护的适航条款,分别对增压舱结构防护、增压舱系统安全和增压舱释压的适航要求进行分析;然后再对美国联邦航空管理局颁布的有关非包容转子和增压舱咨询通告进行分析。 关键词:航空发动机 飞机增压舱 安全防护 1 增压舱结构防护的适航要求分析 非包容转子爆破飞出的部分碎片会击中飞机增压舱,良好的增压舱结构能后抵挡一些能量小的碎片。适航审定中对转子非包容性的关注要素应包括:飞机关键部件和系统的布局,处于转子碎片影响区域内的关键部件和系统的防护、隔离和备份,以及对转子碎片影响安全分析。因此,对增压舱结构防护的适航条款进行分析。 1.1 条款内容 (1)CCAR25.365(e):增压舱内部和外部的任何结构、组件或零件,如因其破坏而可能妨碍继续安全飞行和着陆时,则必须设计成能够承受在任何使用高度由于以下每一情况使任何舱室出现孔洞而引起的压力突降:发动机碎裂后发动机的一部分穿透了增压舱[1]。 (2)CCAR571(e)损伤容限(离散源)评定,在下列任一原因很可能造成结构损伤的情况下,飞机必须能够成功地完成该次飞行。①受到1.80 kg(4 磅)重的鸟的撞击,飞机与鸟沿着飞机飞行航迹的相对速度取海平面VC 或2 450 m(8 000英尺)0.85VC,两者中的较严重者;②风扇叶片的非包容性撞击;③发动机的非包容性破坏;④高能旋转机械的非包容性破坏[1]。 (3)CCAR25.903(d)(1):涡轮发动机的安装对于涡轮发动机的安装有下列规定:必须采取设计预防措施,能在一旦发动机转子损坏或发动机内起火烧穿发动机机匣时,对飞机的危害减至最小[1]。 1.2 条款的技术解释 (1)CCAR25.365(e)条款:该条款规定了在飞机增压舱发生突然释压时,增压舱的隔框、隔板或者地板等结构必须能够经受住由于压力突然下降而产生的载荷。民用飞机的增压过程比较缓慢,并且地板、隔板之间是相同的,各个隔舱之间没有压差,增压舱内部的结构不受压差载荷,只有外壁承受压差载荷。如果增压舱发生破损,则各个隔舱将会由于突然释压而产生压力差,这种压力差可能会破坏机身结构,进而影响飞行安全。 (2)CCAR571(e)条款:该条款通过(a)4lb鸟的撞击,(b)风扇叶片的非包容性破坏,(c)发动机的非包容性破坏,(d)高速旋转机械的非包容性破坏,对以上4种外来物的撞击进行评定,能够使飞机受上述4种损伤的状态下完成此次飞行。 (3)CCAR25.903(d)条款:该条款是要求飞C结构设计必须采用必要的预防措施,来防止因为非包容的转子失效等引起的危害,并对所有的区域进行保护。其目的是要求采用必要的预防措施,以确保动力装置安装的各部件功能安全正常。 2 增压舱设备系统的适航要求分析 非包容转子碎片飞出后有可能还会击中一些安装在增压舱内部的一些关键系统部件,如液压系统、飞机操控系统,这些系统的安全也直接影响着飞机的安全飞行。因此,对增压舱系统安全的适航条款进行分析。 2.1 条款内容 (1)CCAR25.1309(a)凡航空器适航标准对其功能有要求的设备、系统及安装,其设计必须保证在各种可预期的运行条件下能完成预定功能[1]。 (2)CCAR25.1309(b)飞机系统与有关部件的设计,在单独考虑以及与其他系统一同考虑的情况下,必须符合下列规定: ①发生任何妨碍飞机继续安全飞行与着陆的失效状态的概率为极不可能; ②发生任何降低飞机能力或机组处理不利运行条件能力的其他失效状态的概率为不可能[1]。 (3)CCAR25.1309 (d)必须通过分析,必要时通过适当的地面、飞行或模拟器试验,来表明符合本条(b)的规定。这种分析必须考虑下列情况: ①可能的失效模式,包括外界原因造成的故障和损坏; ②多重失效和失效未被检测出的概率; ③在各个飞行阶段和各种运行条件下,对飞机和乘员造成的后果; ④对机组的警告信号,所需的纠正动作,以及对故障的检测能力。 2.2 条款的技术解释 (1)25.1309(a)中的“各种可预期的运行条件”是指飞机可预期的所有运行条件,例如:高度条件、环境温度条件、飞行包线以及各种气象条件等。 (2)CCAR25.1309(b)是根据各种失效状态概率以及严重性之间存在合理而可接受的反比关系提出的总的要求。FAA提出飞机系统及相关部件的设计,在考虑单独设计及与其他系统相关联设计时,必须满足以下规定: ①每种灾难性失效状态不可且不能由单个失效导致; ②每种危险性失效状态是极其微小的; ③重大性的失效状态是绝对不可能发生的。 (3)25.1309(d)规定在使用分析方法时,应采用适当的飞行、模拟器或地面试验验证各种失效状态概率以及严重性之间存在合理而可接受的反比关系。若是灾难性失效状态无需试验来验证。该条款是为了保障有序且充分地对可见失效或其他事件对安全性的影响而提出的。 3 增压舱释压的适航要求分析 非包容转子碎片击破飞机蒙皮结构后,增压舱则会发生快速释压现象。飞机释压导致客舱内空气不足而威胁飞行人员的生理健康,因此,对有关增压舱释压方面的适航条款进行分析。 3.1 条款内容 CCAR25.841(a) 载人增压舱和隔舱必须有装备为飞机在最大使用高度的正常运行条件下保持不超过8 000英尺的座舱压力高度。 如申请25 000英尺以上的运行合格审定,飞机的设计必须使得在增压系统发生任何可能的失效情况后,乘员不会暴露于超过15 000英尺的座舱压力高度。 CCAR25.841(2):飞机必须设计成在发生任何未经表明是极不可能的失效情况而导致释压后不会使乘员经受超出下列座舱压力高度: (1) 7 620 m(25 000 英尺),超过2min;或 (2) 12 192 m(40 000 英尺),任何时段。 CCAR25.841(a)(3):在评估座舱释压情况时应考虑机身结构、发动机和系统的失效[1]。 3.2 条款的技术解释 CCAR25.841(a)(2):人可以承受的最大大气压力极限为海拔高度4 500 m,若在一定时间内,人所承受的压力超过该海拔高度,这会对人生理上造成伤害,甚至会出现生命危险。因此,本条(a)款要求飞机在正常运行时,增压座舱压力高度不应高于7 620 m超过2 min,或者任何时段座舱压力高度都不能超过12 192 m。(a)(2)中要求在所有能够引起增压客舱释压的故障中,对故障发生概率在1×10-9以上的情况进行释压分析,故障包括发动机非包容转子爆破、轮胎爆裂等。在应急下降分析时,不仅要考虑动力损失,还要考虑发动机损坏造成的其他影响,如供气量减少和发动机液压动力的丢失。 4 有关非包容转子和增压舱的咨询通告的分析 由于非包容转子爆破的事故原因很多,所以对所有失效的可能的预防很难,同时也很难对所有的区域进行防护。适航规章33部中33.75b中要求不能出现转子爆破碎片击穿机匣的事故,但由于当前制造和材料本身等原因,以及发动机转子叶片长期在恶劣环境下工作,使得发动机叶片断裂和老化问题不可避免。法规中规定,必须采取设计预防措施,使得非包容爆破事故对飞机的危害降至最低[2]。但飞机的结构非常复杂且部件较多,因此适航规章中要求对飞机的重要部件要进行隔离、防护或者备份处理。 咨询通告AC20-128A对于小碎片的要求:小碎片的尺寸大小为转子叶片末端的一半[2]。根据维修经验,只有少数的非包容小碎片能够击穿增压舱蒙皮,大多数小碎片都不能穿透增压舱。对要防护的部件和系统,首先要对小碎片能够影响的区域进行安全性分析,根据分析的结果进行相应的防护。 AC20-128A中对增压舱的要求:对于申请需要在41 000英尺以上高空飞行的飞机,发动机应布置在增压舱不会受到非包容性碎片影响的位置。或者能够表明,由碎片造成最大洞口尺寸所造成的快速泄压率和相关舱的压力泄漏率能够满足紧急降落,其间不能让机组人员和乘客失去工作能力,机组人员启动紧急降落系统的反应时间为17 s。 咨询通告AC25-20中要求[3]:发动机转子爆破、发动机风扇失效爆裂、非包容发动机叶片失效等离散源对压力容器(增压座舱)的损伤,应通过分析证明对增压的影响。基于使用经验,应考虑发动机在巡航高度推力完全丧失下,飞机的释压相关情况。 咨询通告AC25-20在释压后应急下降中指出[3]:飞机增压客舱开始释压和飞机开始应急下降之间有一段机组人员的反应时间,该反应时间主要分为机组人员意识到释压时间和氧气面罩插管的时间。根据飞机机组人员在应急状态下的模拟时间的平均值为17 s,这17 s时间代表了75%的机组人员反应时间;而飞机在安装面罩的5 s内开始应急下降。也就是说,飞机从释压起到飞机开始应急下降的时间需要22 s。 5 结语 通过分析适航条款和相关咨询通告,结果如下: (1)对于申请需要在41 000英尺以上高空飞行的飞机,发动机应布置在增压舱不会受到非包容性碎片影响的位置。或者能够表明,由碎片造成最大洞口尺寸所造成的快速释压率和相关舱的压力释压率能够满足紧急降落,其间不能让机组人员和乘客失去工作能力。 (2)CCAR25.841中要求w机释压后,座舱压力高度大于7 620 m时不能超过2 min。 (3)飞行驾驶人员的反应时间分为:17 s的机组人员意识到释压时间和5 s的氧气面罩插管的时间,即飞机从释压开始到飞机正式应急下降的时间需要22 s的反应时间。
版图设计毕业论文:《集成电路版图设计》课程教学改革与探索 【摘要】《集成电路版图设计》课程对微电子专业学生理解电路设计的概念和工艺技术的认识,起到承前启后的作用,对此课程教学方法的研究有着重要的理论和现实意义。 【关键词】集成电路版图;教学方法;改革 集成电路版图设计是集成电路设计的最终结果,版图质量的优劣直接关系到整个芯片的性能和经济性,因此,如何培养学生学好集成电路版图设计技术,具备成为合格的版图设计工程师的基本潜质,是摆在微电子专业老师面前的一个普遍难题。如何破解这个难题,我们做了以下探索。 一、突出实践,理论配合 传统的《集成电路版图设计》课程采取理论教育优先,学生对于版图的基本理论和设计规则非常熟悉,但动手实践能力缺乏培养,往往在学生毕业后进入集成电路设计企业还需二次培训版图设计能力,造成了严重的人力资源浪费。这是由于没有清晰的认识《集成电路版图设计》课程的性质,造成对它的讲授还是采取传统教学方式:老师讲,学生听,偏重理论,缺乏实践,影响到学生在工作中面临实际设计电路能力的发挥。《集成电路版图设计》是一门承接系统、电路、工艺、EDA技术的综合性课程,如果按照传统方式授课,课程的综合性和实践性无法得到体现,违背了课程应有的自身规律,教学效果和实用意义不能满足工业界的要求。我们在重新思考课程的本质特点后,采取了实践先行,理论配合的教学方法,具体如下:集成电路版图是根据逻辑与电路功能和性能要求,以及工艺水平要求来设计光刻用的掩膜图形,实现芯片设计的最终输出。版图是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图使用不同的图案来表示。我们首先讲授版图设计工具EDA软件的使用,让学生掌握EDA软件的每一个主要功能,从图形的选择、材料的配置,让学生从感性角度认识实际的版图设计是如何开展的,每一个步骤是如何使用软件完成的,整体芯片版图设计的流程有哪些规定,学生此时设计的版图可能不是很精确和完美,但学生对于什么是版图和如何设计版图有了初步的感性认识,建立起版图设计的基本概念,对于后续的学习奠定了牢实的实践基础,此时再去讲授版图设计理论知识,学生更能理解深层的工艺知识和半导体理论,真正做到了知行合一,实践先行的教育理念,对学生能力的培养大有裨益。 二、注重细节,加强引导 传统方式讲授《集成电路版图设计》理论占大部分时间,学生知道二极管、晶体管、场效应管、电阻、电容等基本元器件的工作原理和构成要素,但是在版图设计中,这些元器件为什么要这样设计,其实内心中充满着疑惑和不解。针对学生的疑惑,我们从工艺细节入手来解决这个问题。作为集成电路版图设计者,首先要熟悉工艺条件和期间物理,才能确定晶体管的具体尺寸、连线的宽度、间距、各次掩膜套刻精度等。版图设计的规则也是由工艺来确定的,掌握了工艺也就掌握了版图设计的钥匙。我们将通用工艺文件的每一条规则向学生讲解,通用元器件的规则整理出它们的共性,最小宽度、长度、间距的尺寸提醒学生要记忆,不同芯片生产厂的工艺对比学习和研究,学生在这一系列规则的学习过程中,慢慢理解熟悉了工艺规则文件的组织构成及学习要点,能够举一反三的在不同工艺规则下,设计同一种元器件的版图,即使电路元器件的数量巨大,电路拓扑关系复杂,在老师耐心的讲解下,学生也能够依据工艺规则设计出符合要求的版图,这都是在理解了工艺规则细节的基础上完成的。所以,关注细节,加强引导,是提高学生学习效果的一个重要方法。 三、完善考核机制,争取比赛练兵 学生成绩的提高,合理完善的考核机制不可或缺。以往《集成电路版图设计》课程的考核主要是理论知识作业和课程报告,学生的学习效果和实际动手能力没有得到考核,造成不能全面评价学生的学习成绩。我们采取项目形式,全方位考核学生的学习效果。根据知识点,将通用模拟电路分成五大类,每个大类提取出经典的电路10种,使用主流芯片加工厂的生产工艺,由经验丰富的老师把它们的版图全部设计出来,作为库单元放在服务器中供学生参考。在学生充分理解库单元实例的基础上,将以往设计的一些实用电路布置给学生,要求在规定的时间内,设计出合格的版图,以此作为最终的考核结果。学生在学习课程期间,可以接触到不同工艺、不同结构的多种类电路,而且必须在规定的时间内设计出版图,这极大的促进了他们学习的积极性和时间观念。学生在设计版图的过程中,会遇到多种问题,他们会采取问老师答疑,和同学讨论的多种方式解决,不仅能督促他们平时上课认真听讲,而且对遇到的问题也能多角度思考,最重要的是他们亲自动手设计版图,将工艺、电路、器件综合考虑,在约定的时间内能力得到极大提高。老师根据学生上传至服务器中设计的不同项目版图打分,而且将每个项目的得分出具详细的报告,对学生的成绩进行点评。学生通过查阅报告,能够知道课程学习的缺点和得分项,为下一次提高设计成绩是一个很好的参考。除了日常学习设计版图项目,学生可以争取参加微电子专业的一些比赛,通过比赛体会一些具有挑战性的版图设计项目,来提高学生在实际场景下如何发挥设计能力和项目组织能力,为他们未来进入职场从事版图设计工作奠定坚实的专业能力和实际解决问题能力。 四、总结 《集成电路版图设计》课程是一门兼具理论基础和实践锻炼想结合的课程,对它的讲授不仅需要扎实的理论基础,还需合理的实践环节配合,才能取得良好的教学效果。 作者简介:鞠家欣(1972—),黑龙江双城人,硕士,讲师,研究方向:集成电路设计与测试技术。 版图设计毕业论文:微电子专业集成电路版图设计的教学研究 摘要:集成电路版图设计涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向。以CMOS反相器和基本MOS差分放大器为例,介绍了集成电路版图设计的教学内容。学生通过集成电路版图设计的教学环节,巩固了专业课程的理论知识,提高了集成电路设计的实践能力。 关键词:集成电路设计;版图;CMOS 集成电路(Integrated Circuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是新一代信息技术产业发展的核心和关键,对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展,我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局,产业链基本形成。但与国际先进水平相比,我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中,集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业,集成电路设计人才严重匮乏,已成为制约行业发展的瓶颈。因此,培养大量高水平的集成电路设计人才,是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题,也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1-4] 一、集成电路版图设计软件平台 为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要,合肥工业大学(以下简称“我校”)从2005年起借助于大学计划,和美国Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、华大电子等公司合作建立了EDA实验室,配备了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni设计系统等EDA软件。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程,如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计、ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订,注意相关课程之间相互衔接,关键内容不遗漏,突出集成电路设计能力的培养,通过对课程内容的精选、重组和充实,结合实验教学环节的开展,构成了系统的集成电路设计教学过程。[5,6] 集成电路设计从实现方法上可以分为三种:全定制(full custom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计,特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向,目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。 在集成电路版图设计的教学中,采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(Zeni EDA System),这是中国唯一的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优,已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能,并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。 九天EDA软件系统包括ZeniDM(Design Management)设计管理器,ZeniSE(Schematic Editor)原理图编辑器,ZeniPDT(physical design tool)版图编辑工具,ZeniVERI(Physical Design Verification Tools)版图验证工具,ZeniHDRC(Hierarchical Design Rules Check)层次版图设计规则检查工具,ZeniPE(Parasitic Parameter Extraction)寄生参数提取工具,ZeniSI(Signal Integrity)信号完整性分析工具等几个主要模块,实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。 二、集成电路版图设计的教学目标 根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点,在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。 在集成电路版图设计的教学中,首先对集成电路设计的一些相关知识进行回顾,介绍版图设计的基础知识,如集成电路设计流程,CMOS基本工艺过程,版图的基本概念,版图的相关物理知识及物理结构,版图设计的基本流程,版图的总体设计,布局规划以及标准单元的版图设计等。然后结合上机实验,讲解Unix和Linux操作系统的常用命令,详细阐述基于标准单元库的版图设计流程,指导学生使用ZeniSE绘制电路原理图,使用ZeniPDT进行NMOS/PMOS以及反相器的简单版图设计。在此基础上,让学生自主选择一些较为复杂的单元电路进行设计,如数据选择器、MOS 差分放大器电路、二四译码器、基本RS触发器、六管MOS 静态存储单元等,使学生能深入理解集成电路版图设计的概念原理和设计方法。最后介绍版图验证的基本思想及实现,包括设计规则的检查(DRC),电路参数的检查(ERC),网表一致性检查(LVS),指导学生使用ZeniVERI等工具进行版图验证、查错和修改。 版图设计毕业论文:基于平衡技术的微带低通滤波器版图优化设计 摘要:微带线结构的不连续性,使反射损耗和插入损耗较大,影响滤波器性能。利用平衡法提升滤波器并联分支中较低的特性阻抗,达到降低微带线宽度的目的,从而均衡整个滤波器的宽度,使版图仿真优化。以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明,滤波器通带内反射损耗从-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗从0.679 dB降低到0.322 dB,与直接采用Richards变换和Kuroda规则设计微带低通滤波器相比,该方法能缩短滤波器设计周期,获得满意的滤波器性能。 关键词:低通滤波器; 微带线; 平衡技术; 版图优化 微带滤波器是无线通信的重要部件。随着无线通信系统的发展,加速了微带滤波器的研究进程,发明许多Q值适中、重量轻、稳定性好的微带滤波器。计算机辅助设计软件的出现,使设计者在设计过程中避免繁杂的计算过程,提高复杂电路设计效率,缩短设计周期。设计者通常运用Richards变换与Kuroda规则设计微带低通滤波器[13]。该方法设计的滤波器在接头处会由于相邻耦合线线宽不同产生不连续性,使插入损耗较大,不满足一些射频通信的要求。为了解决此问题,采用电磁带隙结构与高低阻抗线结合的方法,改善了通带性能,但阻带性能变差,体积变大[4]。运用分形技术设计高低阻抗滤波器取得了一定的效果,但设计方法复杂,对于加工精度要求较高[5]。 本文提出一种采用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,并以5节切比雪夫微带低通滤波器为例,通过在低特性阻抗并联传输线节点处再并联相同长度的微带线,修改两条微带线特性阻抗为原来的两倍达到优化版图的目的。原理图仿真和版图仿真均验证了该方法的可行性。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,具有良好的应用前景。 1平衡技术设计原理 使用Richards变换和Kuroda规则设计微带滤波器,所得串并联传输线长度理论上是相同的。选取各支节传输线长度l为截止频率下波长的1/8,由终端开路传输线阻抗分布表达式:Zin(l)=-jZ0tan β1(1)式中:传播常数β=2π/λ;Z0为特性阻抗。将l=λ/8带入式(1)可得:Zin(l)=-jZ0(2)若传输线长度l保持不变,使两条特性阻抗Z0相同长度l相等的终端开路传输线并联于同一点,则其输入阻抗会减半为Z0/2;反之,将两段并联终端开路传输线特性阻抗提高1倍并联于同一点且保持传输线长度l不变,则输入阻抗保持不变为Z0。 由以上推导可知,用平衡技术修改滤波器并联终端开路传输线不影响各节的输入阻抗。 2用Richards变换、Kuroda规则设计微带低通滤波器由于当频率较高时电感和电容应选的元件值过小,由于寄生参数的影响,如此小的电感和电容已经不能再使用集中参数元件并且工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近,滤波器元件之间的距离不可忽视,需要考虑分布参数效应[67]。基于以上原因,设计者先设计出有电感、电容组成的集中参数滤波器,然后运用Richards变换和Kuroda规则转换为合适的微带滤波器结构。 本文设计的微带低通滤波器指标如下: 截止频率为f0=3 GHz,通带内波纹为0.5 dB,在2倍截止频率处具有不小于40 dB的带外衰减,输入/输出阻抗为50 Ω。基板厚度H=0.762 mm,基板相对介电常数Er=3.66,磁导率μ=1 H/M,金属电导率为5.88 mS/m,封装高度Hu=1.0+33 mm,金属层厚度T=0.035 mm。 通过计算选用5阶切比雪夫微带低通滤波器模型进行设计[8]。电路原理及其仿真结果如图1所示。 图1微带低通滤波器原理电路及仿真结果由图可以看出串联和并联的微带线长度均为λ/8,而宽度与特性阻抗大小相关。 由于原理图仿真是在理想条件下进行的,而实际的电路板需要考虑耦合和干扰等因素的影响。ADS版图仿真是采用矩量法进行电磁仿真,对版图的仿真结果更符合电路实际情况[8]。图1所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图2所示。 图2微带低通滤波器版图结构及仿真结果3用平衡技术设计微带低通滤波器 由于微带传输线的特性阻抗越高,传输线的宽度就越窄。反之,阻抗越低,宽度就越宽。从第2节中的滤波器原理图可看出,TL3和TL5两段并联的微带线,他们的宽度比较宽即特性阻抗偏大,使用平衡技术,在TL3并联点处再并联一根相同长度的终端开路微带线,将两根线的特性阻抗扩大为原来的2倍,并运用ADS软件中的LineCalc工具推算出线的宽度W。对于TL5用同样的方法设计。电路原理及仿真结果如图3所示。 图3改进后微带低通滤波器原理电路及仿真结果图3所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图4所示。 图4改进后微带低通滤波器版图结构及仿真结果由图1和图3的原理图仿真结果可以看出,优化前的反射损耗,插入损耗与优化后的数值几乎相同。这与使用平衡技术修改原理图后不改变原有滤波器阻抗的结论相一致。 由图2和图4的版图仿真结果可以看出,通带内反射损耗由-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗由0.679 dB降低到0.322 dB。 可以看出,运用平衡技术均衡微带低通滤波器微带线宽度后,使通带内反射损耗明显改善,插入损耗明显降低,达到了性能指标。证明了该方法的有效性。 4结语 本文提出一种用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,讨论了平衡技术的设计原理,并以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明此滤波器版图仿真性能优于传统方法设计的微带滤波器。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,有效地缩短了设计周期,具有良好的应用前景。 版图设计毕业论文:引入CDIO模式的《集成电路版图设计》课程开发实践 摘要:伴随着高等职业院校的教育改革,将CDIO的教育模式引入到《集成电路版图设计》教学开发中。鉴于CDIO教育理念的先进性、教学层面的系统性及其广泛的适应性,对《集成电路版图设计》课程进行了重新设计。本文从引入CDIO教育模式的必要性与必然性的分析到课程评估的结论,阐述了该课程设计开发的整个过程。 关键词:CDIO;高职教育;集成电路版图设计;课程开发 CDIO是基于项目学习的一种模式,是工科教育“做中学”的一种。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate),它以工程项目生命周期为载体,培养学生的学术知识、职业道德和运用知识解决问题的能力、终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。此教育模式是由麻省理工学院(MIT)和瑞典皇家工学院等发起,现已运用到几十个大学的众多专业,并获得产业界认可。 高职教育改革及引入CDIO教育模式的必要性与必然性 高等教育是在完成中等教育的基础上进行的专业教育,是培养高级专门人才的社会活动。职业教育是对受教育者施以从事某种职业所必需的知识与技能的训练,因此,职业教育亦称职业技术教育或实业教育。“高等职业教育”是“高等”与“职业教育”两个概念的复合。 我国高等职业教育的人才培养目标从开始提出的“技术型人才”、“应用型人才”,到后来的“实用型人才”,再到现在提出的“高技能人才”,多年来一直处于变化不定之中。高职培养的人才类型是实用型、应用型,与普通高等教育培养的人才是有差异的。所谓高技能人才,工作内涵是将成熟的技术和管理规范转变为现实的生产和服务,工作场合和岗位是基层第一线。 苏州工业园区职业技术学院的办学理念为“企业的需要,我们的目标;学生的需求,我们的追求”。近些年,我们在专业建设和课程教学改革方面做了许多探索,协助毕业生提高就业信心,实现优质就业,传统教育下的毕业生上岗适应慢,沟通能力差,动手能力弱,缺乏团队合作经验,缺少创新精神和创新能力、职业道德、敬业精神等人文素质薄弱,频繁“跳槽”等,而这些都难以符合现代企业的需要。教育模式的改革势在必行,而CDIO教育模式恰恰有针对性地对传统教学中存在的诸多弊端做出了全面、系统的指导,CDIO教育模式引领了高等职业教育改革的必然性。 应用CDIO模式开发《集成电路版图设计》课程 (一)《集成电路版图设计》的课程理念与思路 《集成电路版图设计》课程是一门实践性很强的课程,针对课程特点,课程设计的基本思路是从岗位实际需求出发,从培养学生学习兴趣入手,在传授知识过程中重视能力培养,强化学生的自学能力和分析、解决问题的能力。具体做法是: 全程实施项目教学 本课程围绕多个相对独立的案例展开。案例的选择强调源于工程实际,注重内容的代表性、针对性、实用性以及先进性,理论知识的选择以“必需,够用”为原则。教学实践表明,案例教学使教学内容直观、具体、形象,易于接受,也使教学内容与工程实际及职业岗位紧密联系,有利于课内知识向工程实际拓宽、技术知识向工程实践迁移,从而有力促进了学生职业能力的发展。 全程实施情境式教学 本课程改变了将理论与实训分开的传统模式,在教学中设计了8个学习情境,每个情境都以相应的工业案例为主线,按照“资讯决策计划实施检查评价”的流程授课,使学员在学中做、做中学,以提高IC版图设计技能训练的水平。同时,通过情境式教学,学生的学习兴趣和参与度大大提高,不仅培养了团队合作精神和沟通能力,还培养了学生的组织协调能力。 小班互动式教学 为达到更好的教学效果,本课程采用24人小班制教学,全程在实训室教学。根据教学内容采取“先讲,后练”、“边讲,边练”、“先练,后讲”等方法,从第一次课开始就设置实训操作内容,调动学生的主观能动性,增加师生互动性。 企业实训 通过校企合作建设校外实训基地的方式,安排学生到专业设计公司进行实训,扩展学生的知识面和工程认识,同时,提高学生对项目整个流程的认知,提高学生的抗压力,对职业道德和敬业精神的培养具有实践意义。 (二)《集成电路版图设计》之课程标准 《集成电路版图设计》课程标准涉及四个方面内容。 专业知识设计 专业知识方面围绕IC版图设计职业标准所要求的必要的基础知识和基本技能把本课程的内容分成多个模块:基础模块(系统操作部分)、应用模块(软件使用部分)、 基本技能训练模块(基本单元的版图设计)、技能提升模块(整体布局与项目掌控)等4个模块包含了8个情境。具体内容包括:Linux基础、版图识读与电路提取、design rule简表整理、绘制符合design rule的NAD2/NOR2版图、DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell的框架结构制定、standard cell版图设计、芯片CD4013的版图设计等,每一个情境都对应了某个特定岗位的部分工作内容。这些情境不仅可提供学生对岗位的认知机会,同时,也可激发自主学习的能动性和积极性。 个人职业技能和职业道德培养 在教学中注重对学生职业技能培养的同时也加强对学生职业道德的养成,用企业对员工的标准来要求学生进行实训,采用定期上交项目总结报告和分组进行项目实施进度报告等方式,为学生今后在企业的发展奠定基础。 团队意识的培养 能够快速地融入一个集体当中是从事设计与研发人员必备的能力,而常常被教育者和学生所忽视,因为传统的教育方式更多地关注对单独个体培养的成效,而实际工作中“独自作战”的时代过去了,取而代之的是团队合作,绝大多数的设计工作需要一个团队协作完成,所以这时人际交往就凸显其重要性。在教学中,我们让学生意识到团队协作的重要性和必要性,并在实训过程中从点滴做起,让学生具有团队合作的意识,如文件夹命名方式、文件管理等采取利于团队完成项目的方式进行设置。 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统的搭建 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统按照下面的框架完成了搭建任务,如表1所示。 (三)《集成电路版图设计》课程CDIO系统的具体实施 我们在CDIO教学大纲的指导下,对《集成电路版图设计》课程进行设计如下:本课程以源于企业真实的项目(如design rule简表整理,见表2)为载体,将所有需要学习和掌握的内容都围绕该项目设计,形成一个整体。紧紧围绕知识体系教学专业技能提升职业道德养成主线组织教学,快乐教学、快乐学习,引导学生主动学、能做事、会做人。 本课程特色 (1)双语教学,强化应用,适应外企工作。 教师采用双语教学课件与讲义,用两种语言进行教学,学生采用两种语言进行作业,从而强化专业词汇的学习,为适应全英文的工作环境打下了良好的基础。(2)按企业标准建设,内容先进、实用。采用了与众多研发设计公司一致的SUN工作站,建立以UNIX/LINUX系统为基础的网络,安装版图设计普遍使用的Cadence工具软件。(3)企业项目实训。以企业的研发项目(Reverse、design rule简表整理;DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell库的建立、芯片CD4013设计等)为载体,在真实的环境(按照企业标准进行实训室配置)下,完成生产性实训任务,完成课程开发教学任务的教师具有多年在外企研发设计的工程背景,学生完成工学结合的作品符合企业设计需要。(4)综合全面的评价体系。理论与实践评价结合,技能训练与表达训练结合,校内教师评价与企业评价结合,学生的自评与互评结合。评价方面包括学习态度、5S素养、项目报告的书写、项目汇报、实践考核和理论考试(按版图设计职业标准四级难度要求随机从题库抽取试题)。(5)增强教师的教学技能。中青年教师、工程师都有学院内部培训课程和企业项目参与的经验,并且要求每年都要开新课和实验、训练项目。每个月都有业务和管理能力评价和学期段考核。参加过的培训都要有项目报告和培训体验交流。在实行课程轮换的同时,实行岗位轮换,使教师熟悉专业核心技术并有扎实的基本功。专业教师通过深入企业和承当企业培训等途径,促使教学与生产实际结合。倡导教师既是讲师、又是实训指导教师,还是培训师和项目工程师,促进“双师型”教师培养。组织教师参加行业比赛,掌握行业的发展动向和需求,客观评价教师的技能水平。 课程质量监控体系的建立 教学质量的好与坏,不单是从学生的考核成绩上来评价,还在学院内设立了专门的教学监管体系,督导组会不定期地进行课堂教学的抽查与监管。更重要的是毕业的学生受到企业的好评,这是对我们课程质量最客观的评价。 课程评估 (一)基本达到预期目的 经过多年的教学实践,CDIO教学模式在《集成电路版图设计》课程中已初见成效,不仅学生在学习过程中表现出很高的积极性,参加职业资格认证测试的微电子专业的学生全部取得了集成电路版图设计师四级职业证书,通过对2008届、2009界毕业生就业调查,我院微电子类专业的毕业生,被苏州工业园区、苏州新区多家知名外企争相录用,就业率达100%。这些企业普遍认为我院的学生工作上手快,适应能力强,担任技术员及助理工程师以上岗位的占75%左右,不少学生已升任工程师助理及工程师。 (二)改进方向和途径 配合微电子专业建设,进行课程教学改革,使我们培养出来的学生全方位发展,符合企业的需求,不是单搞课程的开发,而是要建立起贯通的课程体系,从研发到制造,把先进的CDIO教学模式合理运用到自己的教学实践中去,不能机械地照搬照抄;要针对学生的实际水平和教学内容,提供知识供学生学习。要加强与企业的合作,紧随行业技术的更新步伐,及时更新案例项目。 CDIO教育模式的先进性、普遍实用性是毋庸置疑的,许多学院结合本校和行业特点都探索出新的模式。我们借鉴新加坡南洋理工学院教学模块化的成功案例,利用CDIO教育模式对《集成电路版图设计》课程进行开发,对高等职业教育的课程改革有一定的指导和借鉴作用。 版图设计毕业论文:基于九天EDA系统的全定制版图设计 摘要:以反相器等基本单元版图设计为基础,利用华大电子推广的九天EDA系统软件,采用0.6um硅栅CMOS工艺,按照全定制集成电路的后端设计流程,即基本单元建立、版图布局布线以及版图验证对用于数据采集的D触发器进行版图设计。其中着重对数字电路基本逻辑门版图设计技术进行了探讨。此版图已用于相关芯片的设计中,结果表明通过该软件系统设计的D触发器完全符合设计要求。 关键词:版图设计;九天EDA系统;D触发器 1引言 集成电路(Integrated Circuit,IC)把成千上万的电子元件包括晶体管、电阻、电容甚至电感集成在一个微小的芯片上。集成电路版图设计的合理与否、正确与否直接影响到集成电路产品的最终性能[1]。目前,集成电路版图设计的EDA ( Electronic Design Automation)工具较多,但主流的集成电路版图设计的EDA工具价格昂贵,而我国自主开发的九天EDA系统,具有很高的性价比,为我们提供了理想的集成电路设计工具。 2基本概念 2.1 版图 版图是将三维的立体结构转换为二维平面上的几何图形的设计过程,是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图用不同的图案来表示。它包括了电路尺寸、各层拓扑定义等器件的相关物理信息,是设计者交付给代工厂的最终输出。 2.2 版图设计 它将电路设计中的每一个元器件包括晶体管、电阻、电容等以及它们之间的连线转换成集成电路制造所需要的版图信息。主要包括图形划分、版图规划、布局布线及压缩等步骤[2]。版图设计是实现集成电路制造的必不可少的环节,它不仅关系到集成电路的功能是否正确,而且会在一定程度上影响集成电路的性能、面积、成本与功耗及可靠性等[3]。版图设计是集成电路从设计走向制造的桥梁。 2.3 集成电路版图实现方法 集成电路版图实现方法可以分为全定制(Full-Custom)设计和半定制(Semi-Custom)设计[4]。半定制设计方法包括门阵列设计方法、门海设计方法、标准单元设计方法、积木块设计方法及可编程逻辑器件设计方法等。全定制设计方法是利用人机交互图形系统,由版图设计人员从每一个半导体器件的图形、尺寸开始设计,直至整个版图的布局和布线。全定制设计的特点是针对每一个元件进行电路参数和版图参数的优化,可以得到最佳的性能以及最小的芯片尺寸,有利于提高集成度和降低生产成本。随着设计自动化的不断进步,全定制设计所占比例逐年下降[5]。 3九天EDA系统简介 华大电子推广的应用的九天EDA系统是我国自主研发的大规模集成电路设计EDA工具,与国际上主流EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了作用,成功开发出了许多实用的集成电路芯片[6]。其主要包括下面几个部分[7]:ZeniSE( Schematic Editor)原理图编辑工具,它可以进行EDIF格式转换,支持第三方的Spice仿真嵌入; ) ZeniPDT ( Physical Design Tool)版图编辑工具;它能提供多层次、多视窗、多单元的版图编辑功能,同时能够支持百万门规模的版图编辑操作;ZeniVERI ( Physical Design Verification Tools)版图验证工具它可以进行几何设计规则检查(DRC) 、电学规则检查( ERC) 及逻辑图网表和版图网表比较(LVS)等。 版图设计用到的工具模块是ZeniPDT,它具备层次化编辑和在线设计规则检查能力,并提供标准数据写出接口。其设计流程如图1所示[8], 4设计实例 任何一个CMOS数字电路系统都是由一些基本的逻辑单元(非门、与非门、或非门等)组成,而基本单元版图的设计是基于晶体管级的电路图设计的。因而在版图设计中,主要涉及到如何设计掩膜版的形状、如何排列晶体管、接触孔的位置的安排以及信号引线的位置安排等。以下以一个用于数据采集的D触发器为例进行设计。 4.1 D触发器电路图及工作原理 D触发器电路图,如图2所示,此电路图是通过九天EDA系统工具的ZSE模块构建的,其基本工作原理是:首先设置CLB=1。当时钟信号CLK=0时,DATA信号通过导通的TG1进入主寄存器单元,从寄存器由于TG4的导通而形成闭合环路,锁存原来的信号,维持输出信号不变。当CLK从0跳变到1时,主寄存器单元由于TG2的导通而形成闭合回路,锁存住上半拍输入的DATA信号,这个信号同时又通过TG3经一个与非门和一个反相器到达Q端输出。当CLK再从1跳变到0时,D触发器又进入输入信号并锁存原来的输出状态。对于记忆单元有时必须进行设置,电路中的CLB信号就担当了触发器置0 的任务。当CLB=0时,两个与非门的输出被强制置到1,不论时钟处于0还是1,输出端Q均被置为0。 4.2 D触发器子单元版图设计 图2所示的D触发器由五个反相器、两个与非门、两个传输门和两个钟控反相器组成。选择适当的逻辑门单元版图,用这些单元模块构成D触发器。 对于全定制的集成电路版图设计,需要工作平台,包括设计硬件、设计使用的EDA软件以及版图设计的工艺文件和规则文件。此D触发器的设计硬件是一台SUN Ultra10工作站,设计软件是九天EDA系统,采用0.6um硅栅CMOS工艺。 CMOS反相器是数字电路中最基本单元,由一对互补的MOS管组成。上面为PMOS管(负载管),下面为NMOS管(驱动管)。由反相器电路的逻辑“非”功能可以扩展出“与非”、“或非”等基本逻辑电路,进而得到各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。 在电路图中,各器件端点之间所画的线表示连线,可以用两条线的简单交叉来表示。但对于具体的物理版图设计,必须关心不同连线层之间物理上的相互关系。在硅CMOS工艺中,不能把N型和 P型扩散区直接连接。因此,在物理结构上必须有一种实现简单的漏极之间的连接方法。例如,在物理版图中至少需要一条连线和两个接触孔。这条连线通常采用金属线。可得如图3(a)所示的反相器的局部的符号电路版图。同理,可以通过金属线和接触孔制作MOS管源端连接到电源VDD和地VSS的简单连线,如图3(b)所示。电源线和地线通常采用金属线,栅极连接可以用简单的多晶硅条制作。图3(c)给出了最后的符号电路版图。 通过九天版图设计工具绘制的反相器版图如图4所示。其他基本单元的版图可依此建立。 4.3 D触发器版图设计 先建立一个名为DFF的库,然后把建立的各个单元版图保存在DFF库中,同时在库中建立名为dff的新单元。调用各子单元,并进行相应D触发器的版图布局,接着就是单元间的连线。主要用到的层是金属1、金属2和多晶硅进行连接布线。接触孔是用来连接有源区和金属1,通孔用来连接金属1和金属2,多晶硅和多晶硅以及相同层金属之间可以直接连接。版图设计完成后,再利用版图验证工具ZeniVERI对该版图进行了版图验证。最后,经过验证后D触发器的版图如图5所示。 5结语 在分析CMOS 0.6um设计规则和工艺文件后,采用九天EDA系统,以D触发器为例进行了版图设计。实践表明,九天EDA系统工具具有很好的界面和处理能力。该版图已用于相关芯片的设计中,设计的D触发器完全符合设计要求。 作者简介 杨依忠,讲师,主要研究方向是混合集成电路设计。 版图设计毕业论文:企业版图设计教学与实践 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4,5]。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 作者:李亮工作单位:苏州市职业大学电子信息工程学院 版图设计毕业论文:基于Virtuoso平台的单片射频收发系统电路仿真与版图设计 引言 在当前通信市场的带动下,通信技术飞速向前发展,手持无线通信终端成为其中的热门应用之一。因此,单片集成的射频收发系统正受到越来越广泛的关注。典型的射频收发系统包括低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、滤波器、可变增益放大器,以及提供本振所需的频率综合器等单元模块,对于工作在射频环境的电路系统,如2.4G或5G的WLAN应用,系统中要包含射频前端的小信号噪声敏感电路、对基带低频大信号有高线性度要求的模块、发射端大电流的PA模块、锁相环频率综合器中的数字块,以及非线性特性的VCO等各具特点的电路。众多的电路单元及其丰富的特点必然要求在这种系统的设计过程中有一个功能丰富且强大的设计平台。在综合比较后,本文选定了cadenceVirtuoso全定制IC设计工具。 Virtuoso是Cadence公司推出的用于模拟,数字混合电路仿真和射频电路仿真的专业软件。基于此平台,Cadence公司还开发了面向射频设计的新技术,包括射频提取技术、针对无线芯片设计的两个新设计流程。不仅如此,目前的Virtuoso已经整合了来自合作伙伴安捷伦、Coware、Helic和Mathworks等公司的技术,射频设计能力大为增强。使用该项新技术,可以减少设计反复,并缩短产品上市时间。其AMS工具可以实现自顶向下、数/模混合的电路设计;Composer工具可以方便地进行电路设计的输入和管理;spectre/SpectreRF仿真器精度高,适合不同特点的电路设计;Layout工具包含了布局、交叉参考、布线、版图验证、参数提取等功能;此外,Virtuoso能进行可靠的后仿真和成品率控制。 基于Virtuoso的行为仿真和系统规划 射频收发系统的设计最终能否成功,以及模块指标分配是否合理可行,都有赖于具体电路设计之前对系统的行为建模和计算,即所谓的行为仿真。这也是自顶向下设计模式的关键一步。Cadence内置的Verilog-A和VHDL仿真器,以及混合输入模式的仿真方法提供了这种可能性。而且,Cadence软件免费提供了大量的行为模型供选择使用,对于射频系统设计,所要做的就是调用并设定各个模块预期的指标要求,通过仿真很快就能得到系统的行为特征。根据要求可以方便地修改各个模块的指标重新仿真,直到系统的行为满足要求为止。以接收机为例,接收系统。每个模块的指标设定非常具体,如输入输出阻抗、增益、隔离度、噪声系数NF、线性度IP3、直流偏移IP2等。仿真完成后,每个模块的指标分配任务也同时完成。 每个模块用具体电路实现后可以逐一取代相应的设计模块,进行系统仿真,可以看出每个模块是否满足系统的需要,进而评估每个实际模块对系统性能的影响。 基于Virtuoso Spectre/SpectreRF的电路模块仿真设计 基于上述的行为仿真结果和指标分配结果,可以划分系统模块设计任务,对每个单元块分别进行设计仿真。 LNA LNA是射频接收机最前端的一个有源部件,它决定了系统的噪声性能。对它的要求主要是具有尽量低的NF和足够的功率增益、好的输入匹配,其次是高线性度和隔离度。其电路如图3所示。利用Spectre的SP分析或SpectreRF的PSS+Pnoise分析都可以进行NF分析。还可以利用NFmin的结果来挑选晶体管的尺寸,以使最优源阻抗满足最小的噪声要求。 Mixer 混频器是收发机的核心,由于完成的是变频工作,其主要仿真方法需采用SpectreRF仿真器。混频器的益、NF等与输入输出有关,但输入和输出工作在不同的频段上,往往要在PSS分析的基础上进行其它分析才能得到正确结果,如PSP、Pnoise、PAC等。混频器的结构是典型双平衡吉尔伯特。 VGA 基带VGA由于频率低、增益大,因此对噪声要求不高,主要是对线性度、增益等指标有较高的要求,SpectreRF的PSS扫描可以方便地对模块的输入进行扫描并自动对扫描曲线作延长,直接标示出线性度PldB和IIP3的交点位置及数值大小,非常方便直观。这种方法与传统的two tone测试相比更加灵活高效。VGA在不同增益状态下的IIP3指标的仿真只需把控制写成变量,在ADE环境中进行扫描变量的值即可完成。所得的结果可以方便地进行比较分析。通过调整可以获得理想的VGA电路。甚至可以把ADE下的各种设置保存成ocean的脚本文件,利用脚本的自动运行,只要事先安排好各种仿真任务,Cadence就能自动完成各项仿真并保存数据结果。对数据进行比较分析后能获悉电路的性能,以此为指导逐步改进,便可获得一个满足系统需要的电路模块。 PLL模块 PLL各模块的仿真是一个比较有挑战性的任务,PLL本身是一个数字/模拟混合的模块,但是一般都用模拟的方式设计各个模块。PLL的仿真包含了上百项指标的测试工作,这些仿真要用到几乎所有Spectre和SpectreRF的仿真工具。以其中VCO和CP的仿真为例,VCO非线性的工作特点决定了它的噪声计算不能以小信号的方式进行,采用PSS+Pnoise的方式则可以准确地仿真VCO的相位噪声性能。通过扫描可以得到VCO的频率调谐增益Kvcvcd。 电荷泵输出电流特性是衡量CP性能的常用曲线,CP决定了PLL环路的增益和带内噪声性能。通过扫描也可以容易地得到CP在不同状态下电流源的恒流和匹配特性。 以上所述是射频接收机几个典型单元模块的电路设计仿真过程。系统各个单元块的仿真是可以同时展开的,完成的模块可以随时代人行为系统来验证设计结果。经过若干次反复修改与验证,最终可以得到符合要求的接收系统。 温度分析 要保证最终系统设计的可靠性和成品率,很关键的一步是在各个单元块的设计中进行温度、极端情况等分析。这些功能可以在CadenceVirtuoso中通过设置不同的仿真温度、通过仿真模型的Corner设置,以及直接使用其提供的MonteCarlo仿真工具来进行。 射频收发系统的整体电路仿真 各个模块电路分别设计验证完成以后,就可以把所有模块连成系统,并加上PAD、ESD等构成一个完整的芯片系统,对这个系统加上激励进行仿真测试,可以对整个系统电路进行仿真。如果仿真计算所用的硬件资 源足够大,可以直接对系统进行tran、SP、PSS,以及PSP、Pnoise、PAC等分析,获得整个芯片的性能。如果资源不足,则可以考虑对系统按功能进行分组、分块仿真。由于分出的块之间相对独立,因此整体系统的特性与分块仿真差别不大。 版图设计与后仿真 在各模块的设计指标满足自身及系统要求的基础上可以开始各个模块的版图设计,首先利用Layout-XL的元件调入功能可以直接由原理图调入版图元件,进行各个模块的粗略布局,主要是安排与其它模块的连接端口以及一些重要元件的预布局。然后从系统上将所有模块的预布局调入进行整体布局考虑。利用Virtuoso Layout工具所具有的层次化管理和操作的特性,可以对每个模块的安放及其与其它模块的衔接进行系统考虑。 系统布局以后,将边界条件分配给每个模块。在模块单独的布局过程中要遵守其边界约定。版图进行到一定阶段后,即可以调入到系统版图中来检查,随时作必要的调整以满足每个模块的具体情况。 具体版图绘制过程中可以充分利用Virtuoso版图工具的强大功能,比如充分发挥快捷键功能可以使版图设计流畅高效;利用Layout-XL的交叉参考可以随时发现错误的连线或因疏忽造成的短路;利用DRD的实时规则检查可以避免绝大多数违反设计规则的布图。 版图的规则检查可以采用Virtuoso的Diva工具,DRC、LVS、Exlract等工作都可以在其友好的界面下完成。对于射频电路版图元件数规模不大的特点,利用Diva完成绝大部分工作是很合适的。如果想进一步提高版图提取和后仿真的精确度,可以考虑采用Assure工具来进行。 结语 本文详细讨论了基于CadenceVirtuoso设计平台的单片射频收发集成电路的设计过程。讨论了利用Virtuoso工具完成的自顶向下、从系统到模块、从前端都后端的整个设计步骤,直到实现一个完整的射频芯片。可以看出,Virtuoso平台工具在IC设计的各个阶段所发挥的重要作用。 文中所述的单片射频芯片设计中所采用的Virtuoso工具只是Virtuoso家族中最常用的几个工具,依靠他们的强大功能足以完成复杂的射频系统设计,是性价比较高的一种解决方案。如果再结合Virtuoso的AMs、UltraSim、VoltageStorm、ElectronStorm等工具,将会使设计效率更高,设计更精确。 版图设计毕业论文:数模混合集成电路版图设计的涨缩技术 摘 要:文章介绍了在数模混合版图设计中,如何把版图不同模块的涨缩需求,用一种完善的自动化程序技术方案来实现,并且可以批处理所有需要涨缩的版图数据。 关键词:数字;模拟;集成电路;版图设计;人工处理;程序化处理 随着集成电路技术的进步,晶体管尺寸越来越小。对于很多经过晶圆片验证的产品,需要通过版图等比例缩小,直接用于更小的工艺平台,不用重新设计版图,就可以流片,从而获得高集成度的效果,极大地提高了效率,节省了成本。而一个数模混合产品中包含数字部分和模拟部分,对于数字 IP,尤其是标准单元, 用于更小工艺平台的时候,可以直接采用版图等比例缩小的方式;而对于一些模拟IP来说,应用于更小工艺平台的时候,为了保持性能的最优化,需要保持原验证的同等条件;而对于工艺的临界尺寸(Critical Dimension, CD)来说,希望整个产品的接触孔的宽度是一致的。对于这样一个产品多种涨缩,部分还需要层次之间布尔操作的需求,本文提供一种完善的自动化流程方案来解决这种版图特殊涨缩的方法,可以程序化地批处理所有需要涨缩的版图数据。 1 客户项目涨缩需求概述 华润上华0.18 μm工艺线有3个差异不大的平台―0.18 μm, 0.162 μm ,0.153 μm。客户的产品很多已经在0.18 μm工艺平台验证过,为了增加单片晶圆片上的管芯的数量,提高利润空间,客户会直接把0.18 μm工艺平台验证过的产品等比例缩小到0.162 μm或者0.153 μm的两个工艺平台进行重新流片。而数字IP可以直接等比例缩小,但是模拟IP希望能直接用0.18 μm工艺平台设计方案,这两种IP类型共存于一个数模混合产品中,需要分别对这两种IP进行不同的操作,而且由于工艺要求需要,某些版图层次需要进行其他特殊的处理。 图1是数模混合的简化示意图,包含了数字IP和模拟IP。客户需求有两个要求:(1)模拟IP尺寸保持不变,数字IP尺寸缩小到原始的0.9倍;(2)整个产品的接触孔的宽度保持原始的0.22 μm。 2 人工涨缩技术操作方式 传统的操作技术中,大部分需要靠人工干涉和人工画图来实现,效率很低,下面简述一下传统人工操作技术方案: (1)在图1的版图EDA工具窗口菜单中,调用图2版图属性对话框,通过修改其参数选项Magnification等于0.9,把数字IP缩小到原始的0.9倍。 (2)这种修改的方式会导致版图层次之间出现0.001 μm的gap(空隙),如图3所示,金属层出现的gap图形;这种0.001 μm的gap会出现在很多不同分层结构的连接层次之间。 (3)人工修补版图,首先要把所有出现gap的图形一一填充好,然后把模拟IP和数字IP之间的连接金属线的位置分别调整好。 (4)因为原始接触孔宽度等于0.22 μm,如图4所示,而缩小到0.9倍以后数字 IP部分的接触孔宽度等于0.198 μm;为了保持全芯片的接触孔宽度一致,必须人工的把数字 IP内部的接触孔宽度修改为0.22 μm。 每一个数模产品都是非常巨大的,包含的contact的数量是数以万计的,模拟IP和数字IP连线也都是非常复杂的,而且要从底层单元开始修改,单靠这种传统的人工修改,工作量是超负荷的,从而使客户产品直接shrink的效率就大大降低,影响到客户产品的上市时间。 3 程序化处理涨缩技术 3.1 程序化涨缩技术原理 针对传统方案的缺点,结合我们客户需求,同时更多的是依赖个人技术经验,发明了一种自动化批处理,人工干预少的技术方案,从而大大提高了客户产品涨缩的效率。核心技术方案是采用EDA工具calibre drc语言,编写涨缩程序,再运行程序,从而达到客户需求。图5是客户数模产品的涨缩批处理流程。 基本原理:整个程序分为涨大(enlarge)和整体缩小(shrink )两个过程。IP涨大以后,会把相关的接触孔的宽度恢复到0.22 μm,然后把涨大后的IP重新整合在原始的版图中,最后把整合好的数据进行整体shrink,从而达到版图等比例缩小的目的。 3.2 批处理程序的结构 根据图5的客户需求原理,我们用calibre语言需要编写了两个程序,一个是enlarge程序,一个是shrink程序,两者程序架构大体相同。程序架构包含以下几个方面。 (1)Specification Statement(规范说明):定义版图数据基本信息和需要的功能选项。 (2)Input Layers Statement(输入层次说明):把版图数据的所有输入层次信息定义出来。 (3)Layer Operations(版图层次运算):根据项目要求,进行所有层次之间的布尔运算。 (4)Output New Layer(输出新的版图层次):把最终完成各种处理的版图数据输出。 通过上面3个语句,就可以把版图Metal1层次的gap修补,以此类推,所有需要修改gap的版图层次都可以按照此语法命令结构来完成。 整体shrink的程序和enlarge的程序结构相同,在shrink程序中可以把客户所有层次之间的布尔运算需求,通过命令语句执行,从而完成客户数据光罩层次的输出。其中的shrink选项,只需要在程序的规范说明里面来定义即可,命令行如下:DRC MAGNIFY RESULTS 0.9,即可完成shrink 90%的功能任务,如果定义DRC MAGNIFY RESULTS 0.85,即可完成shrink 85%的功能需求。 3.4 q缩程序的执行 编写完程序以后,把版图数据等比例缩小的任务就可以按照步骤执行,首先运行enlarge(涨大)程序,然后运行shrink(缩小)程序。步骤如下: (1)在enlarge程序里面定义要涨大的版图数据的gds;运行enlarge程序:caliberCdrc Chier enlarge程序。 (2)把前两步运行出来的版图数据,放入原始的版图gds中,修补接口连线;在shrink程序里面把第(3)输出的版图数据定义进入;运行shrink程序:calibre Cdrc Chier shrink程序。 (3)通过这几个步骤,我们就可以把版图等比例缩小,同时还维持了模拟IP的原始状态。 (4)程序运行出来的版图,我们就可以直接拿到工艺厂流片。 4 结语 本文详细讲述了如何利用常用的EDA calibre工具语言,批处理集成电路版图等比例缩小的方法。现在集成电路行业发展迅速,工艺水平不断提高,而器件特征尺寸也随着摩尔定律不断缩小,如果一些数模混合产品经过缩小,可以在新的工艺平台流片,有些经过验证的IP希望在原始的工艺尺寸下复用,这些客户需求,都可以通过本文所阐述的技术原理,高效率地实现,极大地节省了设计成本。涨缩程序可以推广于任何后端版图设计中,简单编写一个小的程序,就可以代替人工繁重的全定制版图设计,从而大大提高设计效率。 版图设计毕业论文:“集成电路版图设计”教学探索与实践 摘要:集成电路版图设计起着承接电路设计和芯片实现的重要作用,是集成电路设计流程中必不可少的环节,同时也是应用型集成电路人才的培养方向。对集成电路版图设计理论教学和实验教学过程的实施进行了探索和实践。以CMOS与非门为例,介绍了基于主流EDA工具的完整集成电路版图设计流程的教学实例。 关键词:集成电路设计;版图;EDA 集成电路是当今信息技术产业高速发展的基础和源动力,已经高度渗透与融合到国民经济和社会发展的每个领域,其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一[1],美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。我国拥有全球最大、增长最快的集成电路市场,2013年规模达9166亿元,占全球市场份额的50%左右。近年来,国家大力发展集成电路,在上海浦东等地建立了集成电路产业基地,对于集成电路设计、制造、封装、测试等方面的专门技术人才需求巨大。为了适应产业需求,推进我国集成电路发展,许多高校开设了电子科学与技术专业,以培养集成电路方向的专业人才。集成电路版图设计是电路设计与集成电路工艺之间必不可少的环节。据相关统计,在从事集成电路设计工作的电子科学与技术专业的应届毕业生中,由于具有更多的电路知识储备,研究生的从业比例比本科生高出很多。而以集成电路版图为代表包括集成电路测试以及工艺等与集成电路设计相关的工作,相对而言对电路设计知识的要求低很多。因而集成电路版图设计岗位对本科生而言更具竞争力。在版图设计岗位工作若干年知识和经验的积累也将有利于从事集成电路设计工作。因此,版图设计工程师的培养也成为了上海电力学院电子科学与技术专业本科人才培养的重要方向和办学特色。本文根据上海电力学院电子科学与技术专业建设的目标,结合本校人才培养和专业建设目标,就集成电路版图设计理论和实验教学环节进行了探索和实践。 一、优化理论教学方法,丰富教学手段,突出课程特点 集成电路版图作为一门电子科学与技术专业重要的专业课程,教学内容与电子技术(模拟电路和数字电路)、半导体器件、集成电路设计基础等先修课程中的电路理论、器件基础和工艺原理等理论知识紧密联系,同时版图设计具有很强的实践特点。因此,必须从本专业学生的实际特点和整个专业课程布局出发,注重课程与其他课程承前启后,有机融合,摸索出一套实用有效的教学方法。在理论授课过程中从集成电路的设计流程入手,在CMOS集成电路和双极集成电路基本工艺进行概述的基础上,从版图基本单元到电路再到芯片循序渐进地讲授集成电路版图结构、设计原理和方法,做到与上游知识点的融会贯通。 集成电路的规模已发展到片上系统(SOC)阶段,教科书的更新速度远远落后于集成电路技术的发展速度。集成电路工艺线宽达到了纳米量级,对于集成电路版图设计在当前工艺条件下出现的新问题和新规则,通过查阅最新的文献资料,向学生介绍版图设计前沿技术与发展趋势,开拓学生视野,提升学习热情。在课堂教学中尽量减少冗长的公式和繁复的理论推导,将理论讲解和工程实践相结合,通过工程案例使学生了解版图设计是科学、技术和经验的有机结合。比如,在有关天线效应的教学过程中针对一款采用中芯国际(SMIC)0.18um 1p6m工艺的雷达信号处理SOC 芯片,结合跳线法和反偏二极管的天线效应消除方法,详细阐述版图设计中完全修正天线规则违例的关键步骤,极大地激发了学生的学习兴趣,收到了较好的教学效果。 集成电路版图起着承接电路设计和芯片实现的重要作用。通过版图设计,可以将立体的电路转化为二维的平面几何图形,再通过工艺加工转化为基于半导体硅材料的立体结构[2]。集成电路版图设计是集成电路流程中的重要环节,与集成电路工艺密切相关。为了让学生获得直观、准确和清楚的认识,制作了形象生动、图文并茂的多媒体教学课件,将集成电路典型的设计流程、双极和CMOS集成电路工艺流程、芯片内部结构、版图的层次等内容以图片、Flash动画、视频等形式进行展示。 版图包含了集成电路尺寸、各层拓扑定义等器件相关的物理信息数据[3]。掩膜上的图形决定着芯片上器件或连接物理层的尺寸。因此版图上的几何图形尺寸与芯片上物理层的尺寸直接相关。而集成电路制造厂家根据版图数据来制造掩膜,对于同种工艺各个foundry厂商所提供的版图设计规则各不相同[4]。教学实践中注意将先进的典型芯片版图设计实例引入课堂,例如举出台湾积体电路制造公司(TSMC)的45nm CMOS工艺的数模转换器的芯片版图实例,让学生从当今业界实际制造芯片的角度学习和掌握版图设计的规则,同时切实感受到模拟版图和数字版图设计的艺术。 二、利用业界主流EDA工具,构建基于完整版图设计流程的实验体系 集成电路版图设计实验采用了Cadence公司的EDA工具进行版图设计。Cadence的EDA产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计、功能验证、集成电路(IC)综合及布局布线、物理验证、PCB设计和硬件仿真建模模拟、混合信号及射频IC设计、全定制IC设计等。全球知名半导体与电子系统公司如AMD、NEC、三星、飞利浦均将Cadence软件作为其全球设计的标准。将业界主流的EDA设计软件引入实验教学环节,有利于学生毕业后很快适应岗位,尽快进入角色。 专业实验室配备了多台高性能Sun服务器、工作站以及60台供学生实验用的PC机。服务器中安装的Cadence 工具主要包括:Verilog HDL的仿真工具Verilog-X、电路图设计工具Composer、电路模拟工具Analog Artist、版图设计工具Virtuoso Layout Editing、版图验证工具Dracula 和Diva、自动布局布线工具Preview和Silicon Ensemble。 Cadence软件是按照库(Library)、单元(Cell)、和视图(View)的层次实现对文件的管理。库、单元和视图三者之间的关系为库文件是一组单元的集合,包含着各个单元的不同视图。库文件包括技术库和设计库两种,设计库是针对用户设立,不同的用户可以有不同的设计库。而技术库是针对工艺设立,不同特征尺寸的工艺、不同的芯片制造商的技术库不同。为了让学生在掌握主流EDA工具使用的同时对版图设计流程有准确、深入的理解,安排针对无锡上华公司0.6um两层多晶硅两层金属(Double Poly Double Metal)混合信号CMOS工艺的一系列实验让学生掌握包括从电路图的建立、版图建立与编辑、电学规则检查(ERC),设计规则检查(DRC)、到电路图-版图一致性检查(LVS)的完整的版图设计流程[5]。通过完整的基于设计流程的版图实验使学生能较好地掌握电路设计工具Composer、版图设计工具Virtuoso Layout Editor以及版图验证工具Dracula和Diva的使用,同时对版图设计的关键步骤形成清晰的认识。 以下以CMOS与非门为例,介绍基于一个完整的数字版图设计流程的教学实例。 在CMOS与非门的版图设计中,首先要求学生建立设计库和技术库,在技术库中加载CSMC 0.6um的工艺的技术文件,将设计库与技术库进行关联。然后在设计库中用Composer中建立相应的电路原理图(schematic),进行ERC检查。再根据电路原理图用Virtuoso Layout Editor工具绘制对应的版图(layout)。版图绘制步骤依次为MOS晶体管的有源区、多晶硅栅极、MOS管源区和漏区的接触孔、P+注入、N阱、N阱接触、N+注入、衬底接触、金属连线、电源线、地线、输入及输出。基本的版图绘制完成之后,将输入、输出端口以及电源线和地线的名称标注于版图的适当位置处,再在Dracula工具中利用几何设计规则文件进行DRC验证。然后利用GDS版图数据与电路图网表进行版图与原理图一致性检查(LVS),修改其中的错误并按最小面积优化版图,最后版图全部通过检查,设计完成。图1和图2分别给出了CMOS与非门的原理图和版图。 三、结束语 集成电路版图设计教学是电子科学与技术专业和相关电类专业培养应用型集成电路人才的重要环节,使学生巩固了集成电路电路原理、工艺和器件等理论知识,掌握了集成电路版图设计流程、方法和主流的EDA版图工具的使用,提高了学生的工程实践能力,同时培养了学生分析问题、解决问题的能力。随着集成电路飞速发展到纳米工艺,版图相关的新技术和设计规则不断涌现。因此,在今后的教学改革工作中,与时俱进,围绕先进的实际设计案例将课堂教学和设计应用紧密结合,构建集成电路版图设计的教学和实践体系,具有重要的意义。 版图设计毕业论文:汽车电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证 摘 要 本文介绍了一款应用于汽车工程领域的电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证。采用标准双极工艺,全定制的设计对输入模块进行布局布线,并完成了后端验证。本芯片功耗低、成本低,性能稳定。 【关键词】电打火控制芯片 版图设计 1 引言 汽车电打火控制芯片是为使用霍尔效应管的无触点点火系统所设计的一款电打火控制芯片。芯片通过驱动外接的NPN达林顿管来控制点火线圈,使其获得足够的点火能量,只伴随很少的能量损失。本次设计的汽车电打火芯片共包含10个模块:基准电压模块、霍尔效应管输入模块、过压保护模块、占空比控制模块、限流保护电流模块、控制转换模块、缓慢恢复模块、不饱和感应模块、衡通保护模块、驱动电路模块和RPM模块。本文主要讨论了在系统设计和电路设计完成后,对输入模块:基准电压模块和霍尔效应管输入模块电路进行详细分析,并进行仿真,然后完成后端设计以及相关的验证工作。 本文电路中所采用的器件全部是双极型器件,采用5微米标准双极工艺进行版图设计。由于芯片整体电路图比较大,所以将电路图分成若干个模块分别设计,设计前先要将每个模块中的器件的大致位置规划好,在后面的整体版图整理中,再根据工艺线给出的封装结构调整各模块中器件和焊盘的位置。 2 电路分析、仿真结果以及版图设计 2.1 基准电压模块 电路如图1所示,当V3开始给整个电路供电时,随着V3的升高,Q58先导通,从而使Q60导通,Q57、Q58构成达林顿管。Q60的导通,使得镜像电流源Q59-1和Q59-2导通,开始为Q56,Q53,R33组成的能隙基准源供电,并最终在Q38的基极上产生1.25V的基准电压。基准电压产生后,Q61的B极电位为1.9V左右,高于Q60的B极电位(1.4V),所以,Q60截止。R31,Q57,Q58,Q60组成了基准电压部分的启动电路。 基准电压模块中的关键器件: (1)Q53和Q56的面积比要严格匹配,R33的大小影响基准电压值。 (2)R27、R28匹配。 基准电压模块的版图设计:根据隔离区划分标准,集电极电位相同晶体管可以放在同一个隔离区内,将基准电压模块电路图划分成10个隔离区。然后在各个隔离区内设计器件。 2.1.1 晶体管的设计 设计芯片一般情况下先调整晶体管的尺寸。虽然将晶体管的尺寸调到最小,会增大串联器件的电阻和增大时间常数,但是可以减小芯片面积,权衡利弊,缩小器件尺寸所Ю吹暮么σ远远大于它所带来的坏处。设计晶体管版图,首先要设计出一个最小尺寸的晶体管,这个最小尺寸的晶体管是根据本工艺线的工艺水平定出来的,本设计中最小尺寸晶体管的发射极面积是14×14μm2,然后在这个基础上考虑图形最小间距,逐步套合成一个最小尺寸的晶体管,也就是单位管。 根据对电路的分析、仿真,计算出电路图中所有晶体管发射区的尺寸,以单位管为标准,将计算出的发射区面积都表示为单位管的N倍。然后根据单位管的尺寸和本条工艺线所给出的最小设计规则,设计出各个晶体管的版图。 2.1.2 电阻的设计 根据不同类型的电阻具有不同的方块电阻,将大阻值的电阻设计为注入电阻,小阻值的电阻设计为扩散电阻,更大阻值的电阻设计为夹层电阻。 根据电阻公式: 可以根据工艺线的端头修正因子和版图中的布局情况电阻的形状和拐角个数。模块中共有15个电阻,经过计算分析,其中有一个是基区扩散电阻,其余的是注入电阻,方块电阻数全部标注在电路图中。 2.1.3 电容的设计 模块中只有一个电容,电容值为2pF,根据式(2)可以算出电容面积为: 算出电容的面积后,将这个电容做成梳状电容,使P区和N区的重迭面积为5000 就可以满足电容值为2pF的要求。 将电路图中的每个器件设计好之后,对比电路图,符合低风险合并规则的器件可以合并以减少面积。然后再参考电路图进行布线。基准电压模块版图设计如图2所示。 2.2 霍尔效应管输入模块 电路如图3所示,Q108的基极为其输出信号。霍尔效应管产生的信号从PIN5进入(V1),直接传给Q113的B极,Q113的B极与Q119的B极电位进行比较。当霍尔效应管产生的信号为高时,Q113极的B极电位为高,高于Q119的B极电位,所以,Q119导通,Q113截止。Q119的导通,使得Q111的B极电位为高,导通,从而将Q120-2的电流全部拉走,使得没有电流从Q108、Q112和R75中流过,此时模块的输出(Q108的基极)为低,约为0V。反之,上述各管子工作状态相反,模块输出为高,约为0.7V。Q114、Q115和D4组成了一个过压保护,使从霍尔效应管输入的信号不会过高,将其上限限定为(Vcc+2.1)V。霍尔效应管输入电路模块版图设计如图4所示。 3 版图验证 完成版图设计的电路性能由于诸多物理因素的介入,与逻辑设计、电路设计的结果相比,会有一定的变化,因此必须对版图进行验证,主要包括几何设计规则检查(DRC),电学规则检查(ERC),网表一致性检查(LVS),电路功能和性能验证(后仿真)等部分。这些检查工作能为电路的版图设计的正确性提供依据。本设计对绘制完的版图进行了DRC和LVS验证。 4 结论 这款电打火控制芯片的设计成功,填补了国内类似芯片的设计空白,更重要的是这款芯片的所有元器件几乎都采用最小设计尺寸,使芯片面积、功耗最小,从而提高了芯片的利用率,节省了设计成本。 版图设计毕业论文:JFET输入双运算放大器集成电路芯片的版图设计 摘要:介绍了基于4μm双极对通隔离兼容JFET工艺的双运算放大器集成电路芯片的版图设计。版图设计的主出发点是高精度、高速和高可靠性三方面。版图中各模块采用对称设计,关键元件的匹配采用了共质心对称设计。芯片测试结果表明,JFET输入双运算放大器的输入偏置电流和失调电流均达到了200pA以下,电路的转换速率达到了10V/μs,增益带宽积4.5MHz,很好的实现了预定电路功能。芯片成品率达90%。 关键词:JFET;运算放大器;版图设计;可靠性 0 引言 该JFET输入运算放大器主要用在高速积分器、快速D/A转换器、采样-保持等电路中,其关键技术指标是高精度、高速和高可靠。作为集成电路设计流程中最重要的一个环节,芯片版图的设计将是提高电路精度、成品率和可靠性的关键因素。 1 芯片功能及原理图 本文设计的JFET输入双运算放大器输入偏置电流最大200pA,失调电流最大50pA,失调电压最大2mV,共模抑制比最小85dB,电源抑制比最小85dB,电压增益最小90dB,转换速率最小10V/μs,增益带宽积最小4.5MHz。电路由失调调零电路、输入ESD保护电路、偏置电路、差分输入电路、电压放大电路、输出扩流电路、保护电路组成。电路原理图如图1所示。 2 芯片版图设计 2.1 芯片版图的平面设计 本文设计的JFET输入双运算放大器最大的热源就是输出扩流电路,为了保证电路精度,降低温度对输入部分的影响,应该将差分输入电路远离输出扩流电路;保护电路需要测量输出管的电流和结温(主要是电流),因此需把它放在贴近输出扩流电路的位置;电路失调调零电路考虑到电路中测应放在芯片边缘;偏置电路采用正温度系数的扩散电阻和负温度系数的齐纳二极管串联,基本消除了温度的影响,可以放在输出扩流电路边上,同时降低了温度对差分输入电路的影响。 考虑到电路的高可靠性能,在电路的输入、输出、电源端均加上ESD保护电路,提高电路抗静电等级。 综上所述,结合具体布线情况,得出了芯片版图的整体布局,如图2所示。 2.2 主要模块及元器件版图设计 本设计采用4μm双极对通隔离兼容JFET工艺,单层金属布线,共15次光刻版,全部采用负胶接触光刻。最小特征尺寸为4μm,外延层厚度12μm,电阻率3Ω・cm,基区结深2.5~3.0μm。 2.2.1 标准元器件版图设计 本设计中用到的标准元件主要有P沟道JFET、外延型JFET,小功率npn晶体管、横向pnp管、电阻、电容。P沟道JFET沟道长度设计为10μm。外延型JFET沟道宽度设计为32μm。小功率npn晶体管发射区下限尺寸主要受光刻精度的限制,小于4mA的npn晶体管发射区为φ22μm圆形,发射极电流按0.1mA/μm计算【1】;4~25mA的npn晶体管发射区设计为200μm×18μm的矩形。纵向pnp晶体管发射区设计为350μm×30μm的矩形,同时在发射区做重掺杂,提高纵向pnp管的大电流增益。横向pnp管基区宽度设计为14μm。 另外,设计时还采用了发射极铝层大面积覆盖(过EB结势垒区),以减少表面复合,提高npn管和横向pnp管的小电流放大倍数【1】。 本设计中采用的电阻主要有基区电阻和高硼注入电阻。对于精度要求高、匹配性好的电阻采用基区电阻,如差分输入端要求精确匹配的电阻。为了保证电阻的精度和好的匹配性,设计时尽量避免弯头的出现。其余要求不高且阻值较大的电阻采用高B注入电阻,为了形成可靠的欧姆接触,在接触孔下的扩散区做了重掺杂。 电容器的设计采用MIS电容器,考虑电路对转换速率的要求,电容面积按2pF/10000μm2计算。 2.2.2 差分输入电路的版图设计 差分输入电路的精度是影响JFET输入运算放大器的最主要因素。因此,在版图设计时除了合适的布局外,还要充分考虑到该部分电路所用元器件的匹配性,设计时主要采用以下匹配原则:(1)JFET采用统一的几何形状,放置在最相邻的位置,采用共质心拓扑结构交叉耦合的版图设计【2】;(2)JFET所属隔离岛外围实行N+重掺杂,保证隔离岛等电位,减小JFET表面漏电;(3)npn晶体管发射区采用φ22μm圆形结构,放置在JFET边上,采用交叉耦合的版图设计,减小输入级有源负载失配对失调的影响;(4)匹配好的JFET远离芯片热源,放置在芯片的对称轴上;(5)所用电阻均为基区电阻,条宽为20μm。采用上述原则设计出如下结构: 经布局规划,模块实现和版图优化,得到芯片的整体版图(图4),芯片版图尺寸为:3380μm×1860μm。 3 流片结果及分析 芯片版图经总体布局、布线设计完成后,对版图进行了DRC和LVS检查,并在流片厂双极对通隔离兼容JFET工艺线成功流片,芯片图形如图5所示。 表1是该运算放大器样品的上机测试参数与国外同型号产品对比结果。从表1可以看出,该运算放大器达到了国外同型号产品的参数要求(实测时TI公司同类产品IB为100pA左右,Linear Technology公司同类产品IB为150pA左右),可以替代进口的同型产品。 4 结语 为了实现高精度、高速、高可靠运算放大器,本文设计出了一种输入级完全对称的版图结构。芯片版图经总体布局、布线设计完成,并在流片厂成功流片。结果表明,该芯片的性能指标优于国内同型产品,版图设计很好地实现了电路功能,初测芯片的成品率达90%。 版图设计毕业论文:面向企业的IC版图设计教学探讨 摘要:本文在分析国内集成电路(IC)设计企业对版图设计要求的基础上,调查了已从事版图设计的一些学生在校期间所学的版图知识与企业要求的差异,针对版图教学存在的一些教学与企业对版图设计具体要求的不同,深入探讨IC版图教学内容和实现方法,规划版图教学与实践的紧密结合。强调版图教学与目前主流工艺、常用电路以及设计软件同步并重。 关键词:版图设计;集成电路;教学与实践 目前,集成电路设计公司在招聘新版图设计员工时,都希望找到已经具备一定工作经验的,并且熟悉本行业规范的设计师。但是,IC设计这个行业圈并不大,招聘人才难觅,不得不从其他同行业挖人才或通过猎头公司。企业不得不付出很高的薪资,设计师才会考虑跳槽,于是一些企业将招聘新员工目标转向了应届毕业生或在校生,以提供较低薪酬聘用员工或实习方式来培养适合本公司的版图师。一些具备版图设计知识的即将毕业学生就进入了IC设计行业。但是,企业通常在招聘时或是毕业生进入企业一段时间后发现,即使是懂点版图知识的新员工,电路和工艺的知识差强人意,再就是行业术语与设计软件使用不够熟练、甚至不懂。这就要求我们在版图教学时渗入电路与工艺等知识,使学生明确其中紧密关联关系,树立电路、工艺以及设计软件为版图设计服务的理念。 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4,5]。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。 2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。 3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。 2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。 3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。 集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 作者简介:李亮(1979-),男,内蒙察右前旗人,讲师,就职于苏州市职业大学电子信息工程学院,研究方向:集成电路设计与教学研究。 版图设计毕业论文:做好凹版图文设计 提高印品质量 在凹版印前制作中,需要对客户设计好的图文进行适当地修改,使其尽可能满足凹印的要求。其中,线条、文字和色彩等都是重要的考查对象,只有设计和控制合理,才能达到理想的印刷效果。下面,笔者将谈一谈我公司凹版图文设计的要点,供同行参考。 文字和线条设计 文字和线条的设计一般应注意以下3个方面。 (1)由于较细小的文字和线条在印刷时不宜采用多色套印,所以,不能在套色图案上设计更加细小的反白字,且不宜在套色图案上留白后,再套印其他细小的文字,否则会增加套印难度。 (2)文字字号不应小于5号字,字高不得小于2mm;线条线宽不得小于0.1mm,但如果采用金属油墨印刷,考虑到金属油墨颗粒太大,在印刷时较难呈现理想的效果,所以其线条线宽就要大于0.1mm;细小的线条、文字等在设计时需要加上宽度为0.02mm的实边,加上实边后这些文字和线条本身的宽度应保持不变。 (3)文字与底图之间的压边在印刷时往往容易出现变色问题,如果客户不能接受这种问题,在图文设计时就要在文字边缘加白边,且白边宽度不得小于0.3mm。 色彩控制 (1)对人像等套印精度要求较严的图像,在图文设计时黄品青各色之间尽量不要加入其他色彩。 (2)印品上条形码的色彩多以黑色、深蓝色为主,不宜采用金属油墨或浅色油墨印刷。另外,条形码的大小应符合国家要求,为保证条形码印刷的完整性及清晰度,条形码的线条方向应尽量与版辊圆周方向一致。 (3)在油墨色彩能够达到客户要求的前提下,设计图文时尽量不使用叠色,例如,如果直接采用黑色挂网能够满足色彩要求的话,就不要选择由黄品青叠加而得到的黑色;过渡网能通过改变加网线数来达到色彩渐变效果的话,就不需要采用多色叠加去完成。 其他方面 加网时必须充分考虑80%和5%这两个色彩跳跃区,渐变挂网时最小网点极限应在10%以上,可印刷的最小网点面积率为15%~25%,尽量不要做大面积挂浅网,以免大批量印刷时造成网点丢失。另外,透明油墨和金属油墨必须要采用专色版,大面积实地底色最好要与网目调图案分开制版,且尽量采用专色版。
高校计算机网络安全篇1 网络的发展使网络安全问题暴露出来,利用课堂教学来解决网络安全问题,是教育面临的一项重要的任务。高校计算机网络安全课程教学改革,成为新时代的一种教学趋势,也成为培养网络安全人才的有效途径。 一、当前计算机网络安全课程教学面临的现状当前高校计算机网络安全课程教学存在的一个问题是教学缺乏一定的实践性。当前的计算机网络安全课程由于受到传统教育的影响,在教学过程中教师只注重对学生知识的传授,而忽视了对学生实践能力的培养。由此可以看出,高校计算机网络安全课程教学改革势在必行,只有把这项教学任务做好才能真正地培养出专业的网络安全知识的计算机人才。 二、高效计算机网络安全课程的特点 (一)知识更新快,涉及面广 计算机和网络技术处于一个不断发展的状态中,因此,网络攻击手段的不断更新也推动了网络安全技术的不断发展。因此,网络安全知识处于一个不断更新的过程中。网络安全知识除了知识更新快,还有个特点是涉及面比较广,它包括操作系统、防火墙等应用系统的配置与构建,涉及病毒的防治,也包括了黑客的攻击。可以说它的知识面是比较广的,实践性也是比较强的。 (二)预备知识要求高 计算机网络安全课程是一门实践性和专业性都比较强的学科。因此在学习计算机网络安全课程前,学生应该掌握一定的计算机系统结构、计算机原理操作系统等相关课程。学生只有把这些课程的一些知识掌握好,才能够在学习计算机网络安全课程的时候更加容易理解知识,提高自己的学习效率。 三、高校计算机网络安全课程教学改革策略 (一)采用教学和实时演示相结合的教学方法 计算机教师可以利用网络平台和多媒体手段来进行计算机网络教学,利用案例进行实时教学。教师通过采用这种教学方式可以改变传统的理论说教,让学生在学习过程中充满无限的乐趣。例如,教师在讲解关于操作系统漏洞的修补时,可以利用网络上没有给操作系统安全补丁的计算机进行攻击,成功地使用仿真黑客攻击软件修改该计算机的密码让学生认识到网络安全的重要性。这样学生在具体的案例过程中就能够对计算机安全有更加深刻的理解。学生在这样的教学模式中学习就可以及时对理论知识有个把握,可以边学边练,对于提高自己的理论联系实际能力也有着深远的影响。 (二)激发学生学习兴趣,开展课堂谈论 学生具有一定的学习兴趣才能提高学习效率。教师应该注重培养学生的学习兴趣,让学生由被动地学习知识变为主动的探索知识,教师在激发学生学习兴趣的同时,可以开展课堂讨论,让学生在探究过程中学到一些计算机网络安全知识。例如,在讲密码学的时候,教师可以启发学生的思维,让小组讨论什么密码最安全,学生在观看实验的过程中能对理论知识有个直观了解。课堂讨论可以使计算机网络安全课程的教学环境变得具有灵活性,使课堂气氛比较活跃,学生在这样的课堂学习模式中,更容易激发学习兴趣。 (三)开展一些计算机网络安全知识教学的实训项目 计算机网络安全教学只有具有一定的实践性,才能真正提高学生的实践能力。高校可以开展一些计算机网络安全知识的实训项目,让学生在对计算机网络知识有全面的把握之后,让学生参与到项目的实训中。学生在实训过程中可以对学习的理论知识有更加深刻的理解,在参加实训项目的过程中,也能巩固自己学习的理论知识,对计算机网络安全知识有个更加全面的理解。可以说学生参加实训项目,对于以后提高自己的工作效率有着很大的帮助。高校通过开展计算机网络安全知识的教学实践项目可以让学生在实际操作中对计算机网络安全知识有个全面的认识,也能够提高自己的动手操作能力。高校计算机网络安全知识教学的改革,可以说是计算机教学改革面临的一项重要任务,也是培养学生计算机应用能力的有效途径。相信在广大教育工作者的努力之下,计算机网络安全课程改革将会实现质的飞跃,将会实现教学的发展。高校也会为企业培养出优秀的计算机网络安全知识的专业人才。 作者:阿巴白克力 单位:新疆教育学院 信息科学与技术学院 高校计算机网络安全篇2 1.引言 随着网络技术的迅速发展,电子商务、电子政务的开展、实施和应用,计算机网络成为日趋广泛的使用平台,高等院校为了适应时代的发展,培养具有较高、较全面的计算机网络安全知识的学生,就必须全面地讲授计算机网络安全的基本概念、理论、技术和方法,既符合高等教育的特点和要求,又符合高等院校培养计算机网络安全专业人才的要求。 2.高等院校计算机网络安全课程定义及特点 为了加强对互联网的安全保护,维护公共秩序和社会稳定,有效地打击控制互联网上的病毒木马传播和网络犯罪,增强网络监管部门的安全监督、检查和指导力度,当前我国的高等院校需要培养一批具有较高的法律知识和计算机网络安全知识的专业人才,计算机网络安全课程成为这类计算机专业学生的主要必修课程。计算机网络安全本身可以构成一门学科,其涵盖的内容极为广泛,是计算机、通信、电子、数学、物理、生物、法律、教育、物理等学科交叉而形成的,理论与实际联系密切,新概念、新方法、新技术以及新问题层出不穷。计算机网络安全课程作为一门课程也就具有自身很多的特点。[1] 2.1习主体的多样性和特殊性 高等院校一般都拥有普通计算机专业和计算机网络专业,学习的主体具有多样性和复杂性,普通计算机专业学生是面向社会的计算机实用性人才,只要掌握计算机网络安全的一般知识,能够保护计算机简单的网络安全即可。而计算机网络专业的学生毕业后大部分能够成为计算机网络安全维护的主要技术力量,因此,计算机网络安全课程对他们显得尤其重要。 2.2识更新快,涉及面广 随着计算机和网络技术突飞猛进的发展,网络攻击手段与防范技术相互较量,推动网络安全技术日新月异。计算机网络安全课程就必须紧跟技术发展,随时更新。计算机网络安全课程既涉及与数学相关的密码学理论,也包括了操作系统、防火墙,VPN等应用系统的配置与构建,既涉及病毒的防治,也包括了黑客的攻击,既涉及安全标准,也包括安全原理。 2.3习的预备知识要求较高 学习计算机网络安全课程之前,应掌握计算机系统结构、计算机原理、操作系统、数据通信、计算机网络基本原理、程序设计和数论基础等相关课程。比如:必须先在计算机网络课程中了解、掌握了TCP/IP协议,才能理解网络安全课程,才能理解利用协议漏洞进行Dos攻的原理,才能进一步了解计算机网络的安全的重要性。 2.4践性强 计算机网络安全课程离开实践,“纸上谈兵”,只会使学生兴趣索然,摸不着边际。比如密码学“晦涩难懂”的概念,不安排实验实训,不让学生亲于去操科,就永远不能真正理解和运用。防火墙技术只有通过自己配置,才能领会其工作原理和技术。 2.5验课程的技巧性 计算机网络安全课程的实验课程在安排上具有较强的技巧型,计算机网络安全课程的实验课程都是应用一些黑客软件,通过对网络安全的漏洞,提高对网络安全课程的进一步了解和提高。但是由于黑客软件具有一定的攻击性,难以监控,在安排实验课程时要注意技巧。首先,可以建立一个相应的网络安全课程实验室,实现专人专用,杜绝把黑客软件带出实验室。其次,建立严格的登记制度,实现以制度来核实仿真黑客软件的使用人,杜绝学生把黑客软件带出实验室,以免造成不良后果。[2] 3.等院校计算机网络安全课程目标定位 3.1习网络安全课程学生的定位对于学习网络安全课程的学生,他们毕业后,大多都能独立通过计算机控制病毒木马的传播,同时也是和计算机网络犯罪斗争的中坚力量,需要和计算机网络犯罪“斗智斗勇”,所谓“魔高一尺、道高一丈”。因此,学习计算机网络安全知识必须比一般计算机专业的要求还要高,为了加强实战能力,必须到电信企业计算机网络管理部门进行学习和锻炼,不能仅仅只流于表面,而是必须有较强的理论知识和实践经验,才能应对日趋复杂的计算机网络犯罪。 3.2普通学计算机课程学生的定位 对于一般网络用户,只需要了解计算机病毒传播和表现特征,黑客入侵的惯用手段和防范措施,以及密码对于网络应用的重要性等这样此网络安全基本常识,学会保护自己即可。对于这些学计算机课程的学生,则要求深入理解和掌握网络安全理论和方法,包括密码学原理、思想和算法,密码体系设计要领和密码算法设计方法,深入理解和掌握安全通信协议与网络安全防御系统的构造与实现方法。 4.高等院校计算机网络安全课程教学手段改革 计算机网络安全课程是一门极其重要的专业课程,具有知识内容更新快,涉及范围广的特点,因此,在教学过程中,如果使用“一成不变”的教学手段就难以达到良好的教学效果,改革教学手段就显得尤为重要。 4.1立专有实验室的制度 建立专门针对计算机网络安全课程设立实验室,严格管理制度,做到“专机专用”,黑客仿真软件只允许在实验室里使用,而且必须严格软件使用登记记录,防止由于工作的疏忽,让学生将黑客仿真软件带出实验室,学生受好奇心和好胜心的驱使而攻击公共计算机网络。在实验室中建立一个安全工具库,教师和学生都需要一个这样的资源库。在网络安全课程中,可以使用库中的黑客仿真软件工具来设计试验方案。例如,可以2~3个学生一组安装一个虚拟的网络系统,然后检测使用黑客仿真软件攻击工具计算机的合法服务。如果实验室有一套相应的工具可以使用,那么学生就可以亲身实践他们课堂上所学习的理论,以加深理解所学内容。[2] 4.2例教学和实时演示相结合 利用网络平台和多媒体手段在进行计算机网络教学时,利用案例进行实时教学。在网络安全课程教学实践中,边讲边操作,避免了单纯地理论说教,使学生有豁然开朗的感受,比方说在讲授关于操作系统漏洞的修补时。可以实际地利用网络上的没有给操作系统安全补丁的计算机进行攻击,成功的使用仿真黑客攻击软件修改该计算机的密码,使学生真正体会网络安全的重要性,从抽象的概念上升到形象上的认识。 4.3发学生兴趣、开展课堂讨论 兴趣是最好的老师,目前的学生具有强烈的好奇心,因此,必须使用科学的教学方法提高学生的兴趣,培养学生的专研精神。把被动的“要我学”转换为主动的“我要学”。在课堂教学,开展课堂讨论,活跃课堂气氛,使学生在良好、互动的教学环境中取得很好的教学效果,比如在讲授密码学时,可以启发学生的思维,以小组讨论的方式来讨论什么密码最安全,并做实际演示,使学生能够建立“密码学”的概念,体会建立一个安全密码的重要性。 5.高等院校计算机网络安全课程实验手段改革 5.1计网络安全实验项目搭建实验平台 熟练使用网络工具、掌握网络管理、测试和网络安全技术在计算机网络专业课程教学中有着非常重要的地位。但是,现在我们的计算机网络教学和实验环境却滞后于课程建设的要求,在专有实验室搭建一个计算机网络平台,设计一个完整的实验项目,例如:实验项目中完整地建立一个FTP服务器,提供合法的用户名和密码即合法的FTP服务,利用黑客仿真软件进行攻击,我们利用3台计算机搭建一个小型局域网,建立一个利用CAIN软件获取密码的项目,通过黑客软件的手段获取密码或通过操作系统和网络漏洞攻击计算机网络的安全性。使学生形象的获取FTP服务的登陆用户名和密码,帮助学生获得现实网络环境中多点之间关系的直接概念和网络现象,完成各种网络操作、管理和安全的学习任务。对于学生理解网络抽象概念,架构网络整体结构都大有裨益 5.2签订合同责任书保证实践课程的完成 高等院校学生都有一个学期到实践部门学习的机会,但是由于在针对计算机网络攻击的网络监控工作中,很多技术性的侦察手段是必须保密的、是不公开的,因此,学生在实习过程中不能接触到实质性的、具有针对性的技术。在实战方面很难有所提高。可以签订合同责任书,具体到每个参与实习的学生和实习部门签订一个关于保密的合同责任书,以合同责任书来约束学生,防止侦察软件和技术手段的泄密,既能保证学生能够实战和理论相结合,也能保证侦察手段的泄漏。 作者:吴强 单位:郑州轻工业学院 高校计算机网络安全篇3 一、课程体系现状 在计算机网络专业中,计算机网络安全课程是绝对的主要课程,因此教师应该提高对于计算机网络安全课程教学的重视。而在现阶段的计算机网络安全教学实施过程中,还有很多问题存在,而这些问题主要以理论教学内容与实践教学内容分配不够合理为主。网络安全课程教学中虽然是理论性的内容偏多,因为网络安全课程是一门综合性课程,里面所涉及的知识是方方面面的,不仅包括网络技术、数字密码技术,也包括计算机科学技术等。但是网络安全课程所针对性培养的是学生的实践能力,因此也必须要加强对实践教学方面的重视,而从事计算机网络安全课程教学的教师,却因为实践课时的分配过少以及实践环境过于简单,而无法为学生提供更多的帮助,导致当前的实践教学的效果不够理想。同时,计算机网络课程的考核方式不够合理,由于过于注重理论考核,导致学生将自己的注意力都放在了对理论知识的掌握和学习方面,但是却忽略了自己的应用能力以及创新能力。尤其是学生为了应付考试对课本内容进行死记硬背,但是却并没有真正的将知识掌握和理解,同时也很难将这些知识运用于实践中解决现实问题。且因为学生的学习态度不端正,所以在进行课程考核的过程中,还有可能会出现抄袭、作弊的现象。这以上种种原因都不利于计算机网络安全课程的开展,也不利于计算机网络安全课程质量和效率的提升,同时更无法满足高职计算机网络安全课程教学开展的目的。因为现阶段网络安全技术依然得到了快速的发展,所以网络安全课程中的实践教学内容也应该进行更新和调整,尽可能的保证其教学内容中包含先进科学技术内容,而这也提醒了教师改革网络安全课程的教学内容是十分必要的,教师应该尽可能的结合多媒体教学资源以及网络作业对学生进行网络安全知识技能方面的培养和提升,而在教学中,文字教材就是基础,通过文字教材能够引导学生学习更多的知识,也能够带领学生进入到知识的海洋,而好的教材就如同一位好的老师,能够帮助学生由浅入深的掌握和理解知识,并形成一定的知识体系和知识学习习惯,而网络课程作业主要是为了帮助学生巩固知识点,使学生的学习思路得到拓展,让学生能够快速的完成答题。所以这也说明高职计算机网络课程教学的改革,不应该局限于文字教材,而是应该考虑到多种有效的教学方式,再结合这些有效的教学方式进行改革。 二、方法创新,项目驱动 网络安全课程作为一门实践性十分强的课程,主要注重的是对学生的应用能力的提升和培养,而在学生学习网络安全课程的过程中,教师也可以利用项目驱动的教学方式,激发学生对于网络安全课程的学习兴趣,同时引导学生加强对网络安全知识的掌握。 (一)“项目驱动”教学法 项目驱动教学法的重点就在于教师按照教学内容设计相应的教学项目,通过这些项目引导学生自主学习、独立思考,同时也能够使学生为了解决问题而参与到项目中,这样不但能够帮助学生理解和掌握知识,同时也能够提升和培养学生的知识技能以及创新思维。教师也可以以分组的形式让学生能够更加积极的参与到项目中来,并且通过分组的方式也可以让学生学会合作,不过必须明确的是在教学的过程中,学生才是一切的目的,教师应该围绕学生展开项目。 (二)多教学方法交叉使用 学生不应该被动的学习,而是应该主动的参与到教学活动中,而教师在发挥自己主导作用的同时,也应该考虑到学生的学习积极性,尽可能的在调动学生学习积极性之后,促使学生主动地对知识进行思考和探索,同时也鼓励学生大胆的提出问题、发散思维,并借由实践教学提升学生的实践能力,帮助学生积累一定的实践经验,而网络安全课程只能够在多媒体网络教室上课,因此教师也可以将理论知识的教学与实践教学结合在一起。 (三)“项目协作”教学法 利用项目协作教学法,能够根据学生的不同能力以及学生的知识技能的掌握情况,给学生分配不同的任务。而教师也主要是以小组为单位对学生进行教学,小组成员之间就可以利用合作的方式来共同进步,而不同的小组之间也可以组织网络对抗,利用网络对抗也能够有利于让双方都更加明确自身的优缺点,并且要查漏补缺。同时,学校也可以和企业达成合作关系,安排学生进入企业中学习,提升学生的实践能力。 三、结语 改革计算机网络安全课程教学不仅仅是为了推动计算机网络安全课程教学的发展,同时也是为了加强对计算机网络安全人才的培养,使计算机网络安全人才更加符合社会市场的需求,而想要做到这一点,那么也必须要改革计算机网络安全课程中的内容,并且,利用实践教学能够激发学生的学习兴趣,提升学生的动手实践能力,为学生的未来职业发展道路提供一定的帮助,因此计算机网络安全课程教学改革也应该注重其实践教学的开展。 参考文献 [1]徐伟.计算机网络安全课程实验教学实践研究[J].教育现代化,2018(18):115-116. [2]谢晓霞.高专计算机网络安全课程创新方略[J].网络安全技术与应用,2018(3):20. [3]阿巴白克力.高校计算机网络安全课程教学改革[J].现代职业教育,2016(13):87. 作者:王宓 单位:江西警察学院
电子信息论文:谈中小企业电子信息安全技术研究 论文摘要:随着我国信息技术的不断发展,对中小企业电子信息安全的保护问题也成为人们关注的焦点。本文以电子信息安全为主体,介绍中小企业信息化建设,对电子信息安全技术进行概述,提出主要的安全要素,找出解决中小企业中电子信息安全问题的策略。 在企业的管理信息系统中有众多的企业文件在流转,其中肯定有重要性文件,有的甚至涉及到企业的发展前途,如果这些信息在通用过网络传送时被竞争对手或不法分子窃听、泄密、篡改或伪造,将会严重威胁企业的发展,所以,中小企业电子信息安全技术的研究具有重要意义。 一、中小企业的信息化建设意义 在这个网络信息时代,企业的信息化进程不断发展,信息成了企业成败的关键,也是管理水平提高的重要途径。如今企业的商务活动,基本上都采用电子商务的形式进行,企业的生产运作、运输和销售各个方面都运用到了信息化技术。如通过网络收集一些关于原材料的质量,价格,出产地等信息来建立一个原材料信息系统,这个信息系统对原材料的采购有很大的作用。通过对数据的分析,可以得到跟多的采购建议和对策,实现企业电子信息化水准。有关调查显示,百分之八十二的中小企业对网站的应还处于宣传企业形象,产品和服务信息,收集客户资料这一阶段,而电子商务这样关系到交易的应用还不到四分之一,这说明企业还未充分开发和利用商业渠道信息。中小企业信息化时代已经到来,企业应该加快信息化的建设。 二、电子信息安全技术阐述 1、电子信息中的加密技术 加密技术能够使数据的传送更为安全和完整,加密技术分为对称和非对称加密两种。其中对称加密通常通过序列密码或者分组机密来实现,包括明文、密钥、加密算法以及解密算法等五个基本组成成分。非对称加密与对称加密有所不同,非对称加密需要公开密钥和私有密钥两个密钥,公开密钥和私有密钥必须配对使用,用公开密钥进行的加密,只有其对应的私有密匙才能解密。用私有密钥进行的加密,也只有用其相应的公开密钥才能解密。 加密技术对传送的电子信息能够起到保密的作用。在发送电子信息时,发送人用加密密钥或算法对所发的信息加密后将其发出,如果在传输过程中有人窃取信息,他只能得到密文,密文是无法理解的。接受着可以利用解密密钥将密文解密,恢复成明文。 2、防火墙技术 随着网络技术的发展,一些邮件炸弹,病毒木马和网上黑客等对网络的安全也造成了很大的威胁。企业的信息化使其网络也遭到同样的威胁,企业电子信息的安全也难以得到保证。针对网络不安全这种状况,最初采取的一种保护措施就是防火墙。在我们的个人电脑中防火墙也起到了很大的作用,它可以阻止非黑客的入侵,电脑信息的篡改等。 3、认证技术 消息认证和身份认证是认证技术的两种形式,消息认证主要用于确保信息的完整性和抗否认性,用户通过消息认证来确认信息的真假和是否被第三方修改或伪造。身份认证使用与鉴别用户的身份的,包括识别和验证两个步骤。明确和区分访问者身份是识别,确认访问者身份叫验证。用户在访问一些非公开的资源时必须通过身份认证。比如访问高校的查分系统时,必须要经过学号和密码的验证才能访问。高校图书馆的一些资源要校园网才能进行访问,非校园网的不能进入,除非付费申请一个合格的访问身份。 三、中小企业中电子信息的主要安全要素 1、信息的机密性 在今天这个网络时代,信息的机密性工作似乎变得不那么容易了,但信息直接代表着企业的商业机密,如何保护企业信息不被窃取,篡改,滥用以及破坏,如何利用互联网进行信息传递又能确保信息安全性已成为各中小企业必须解决的重要问题。 2、信息的有效性 随着电子信息技术的发展,各中小企业都利用电子形式进行信息传递,信息的有效性直接关系的企业的经济利益,也是个企业贸易顺利进行的前提条件。所以要排除各种网络故障、硬件故障,对这些网络故障带来的潜在威胁加以控制和预防,从而确保传递信息的有效性。 3、信息的完整性 企业交易各方的经营策略严重受到交易方的信息的完整性影响,所以保持交易各方的信息的完整性是非常重要对交易各方都是非常重要的。在对信息的处理过程中要预防对信息的随意生成、修改,在传送过程中要防止信息的丢失,保持信息的完整性是企业之间进行交易的基础。 四、解决中小企业中电子信息安全问题的策略 1、构建中小企业电子信息安全管理体制 解决信息安全问题除了使用安全技术以外,还应该建立一套完善的电子信息安全管理制度,以确保信息安全管理的顺利进行。在一般中小企业中,最初建立的相关信息管理制度在很大程度上制约着一个信息系统的安全。如果安全管理制度出了问题,那么围绕着这一制度来选择和使用安全管理技术及手段将无法正常进行,信息的安全性就得不到保证。完善,严格的电子信息安全管理制度对信息系统的安全影响很大。在企业信息系统中,如果没有严格完善的信息安全管理制度,电子信息安全技术和相关的安全工具是不可能发挥应有的作用的。 2、利用企业的网络条件来提供信息安全服务 很多企业的多个二级单位都在系统内通过广域网被联通, 局域网在各单位都全部建成,企业应该利用这种良好的网络条件来为企业提供良好的信息安全服务。通过企业这一网络平台技术标准,安全公告和安全法规,提供信息安全软件下载,安全设备选型,提供在线信息安全教育和培训,同时为企业员工提供一个交流经验的场所。 3、定期对安全防护软件系统进行评估、改进 随着企业的发展,企业的信息化应用和信息技术也不断发展,人们对信息安全问题的认识是随着技术的发展而不断提高的,在电子信息安全问题不断被发现的同时,解决信息安全问题的安全防护软件系统也应该不断的改进,定期对系统进行评估。 总之,各中小企业电子星系安全技术包含着技术和管理,以及制度等因素,随着信息技术的不断发展,不仅中小企业办公室逐渐趋向办公自动化,而且还确保了企业电子信息安全。 电子信息论文:对电子信息与工程造价的相关问题探究 前言 目前,电子信息工程是信息化的现代产物,它将电子技术和通讯信息技术完美的结合起来,并应用于生产和生活的各个领域。但是我们不能满足于它的发展和应用的现状,应该对其不断的完善和更新,以更好更快的发展.更好地为社会主义现代化建设服务。 1 工程造价管理在电子信息化时代的特点 1.1电子信息工程的概念 电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术与一体的专业。电子信息工程的基本含义就是利用计算机等先进技术对电子信息进行控制和处理的学科,其研究的信息内容主要是电子设备与信息系统的设计、开发及集成。随着时代的发展,电子信息工程的内容更加广泛,电话信号处理、手机声音、图像传递、网络数据传递、信息数据传递等都需要与电子信息工程现代化技术相关联。现代的电子技术达到对信息的有效控制和各种相关处理的一种工程形式。电子信息工程控制的信息包括应用于各种设备中的信息技术。另外,电子信息工程在经过我国的这些年的发展和进步后,其涵盖的内容也更加广泛,并且在实际应用中同其他的先进的现代化技术开始出现交叉和融合的趋势。所以,我们要想更好的研究电子信息工程与其技术,可以从其产品入手。并且我们可以看到随着社会分工的细化.电子信息工程与其技术参与到的产品研发和应用的部分越来越多。 1.2 电子信息工程在工程造价中的应用 社会的不断进步和发展,工程项目的规模扩大,工程造价管理的数据处理量也越来越多。由此向工程造价管理工作提出了挑战,传统的被动式管理已无法满足日趋复杂的工程项目的需要;工程造价信息对工程造价的确定和控制影响越来越大。要想做好相应的管理和控制必然需要大量的信息作基础,也只有在充分掌握和详尽分析相关信息的前提下,实现工程造价的动态控制才有可能;工程造价管理与有关的各方面政府主管部门之间的信息传递日趋增加,这也即意味着在管理上需作出相应的信息化调整。 目前造价行业信息技术的运用有几个部分:以Internet/Intranet为内部、外部和内外通讯的网络平台,通过实施办公自动化和运用管理信息系统加强管理,提高办公效率;采用工程量计算软件、钢筋软件进行工程量和钢筋用量的计算,运用套价软件编制工程预决算;利用数据库技术建立指标收集和分析系统,用于已完工程的积累;利用信息网和获取信息,用于工程预决算的编制和造价管理。 2 电子信息在工程造价管理中的现状及分析 随着信息技术的快速发展和其在建筑行业的推广发展,我国信息技术在工程造价管理方面的应用,主要表现为人们在制定定额、编制标底、投标报价、造价控制等方面已经摆脱了手工劳动,实现了电子化、信息化管理,且各类工程造价管理相关软件的广泛应用就是最好的说明。进入21世纪,互联网技术不断发展,我国出现了大批为工程造价及相关管理活动提供信息和服务的网站。这些网站不同程度的提供了政策法规、理论文章,有些涉及项目信息、造价指标和材料价格信息等,它们为进一步建设全国规模的工程造价管理专项系统进行了有益的尝试,并取得了一些经验。但从另一个方面来讲,这些网站没有统一的规划,有些提供的信息不够严谨、内容更新不及时,从专业角度来讲,还属于比较浅层的信息服务,难以满足深层次造价管理工作的需要。我国造价管理体制是在计划经济模式下、以定额管理为基础建立起来的,而且信息技术起步较晚,工程造价管理领域完全进入市场经济运行体制较迟,这样在一定程度上影响了信息技术在工程造价管理中的应用。一方面静态的管理难以应对变动的市场,主要表现:静态定额;解决方案和途径的缺乏。另一方面滞后的数据收集与管理阻碍着工程造价动态控制进程,收集的数据得不到充分的利用,数据缺乏通用性。目前,我国正积极推行工程量清单计价方式,在此模式下,如何运用先进的信息技术进行工程造价管理,正处在探索与发展阶段,从长远来看,信息技术应用将会推动造价管理信息化的快速发展。 3 电子信息技术在工程造价管理中的前景与展望3.1 工程预(结)算软件:目前套价软件使用已经很普遍,但功能应从单一的套价、出预算书向多方扩展,一是向上扩展,增加工程管理功能,可以同时处理多个工程和一个工程的各阶段数据,贯穿从估算、概算、预算、阶段结算和竣工结算的全过程的造价管理;二是功能进一步细化,加强对计算结果的分析和细度的调整,以方便投标单位的造价调整和控制;三是与互联网络的连接,将预算软件所需的材料价格等数据通过互联网提供给用户,方便材料价格数据的维护,提高工作效率;四是对已完工程资料的积累方面功能的加强。 3.2 工程量、钢筋用量计算软件:①此类软件,用于协助从施工图计算工程量,现在使用较广的软件一般采用作图法,要求工作人员在识图的基础上用该软件重新输入图纸中各种构件及其尺寸,然后由系统自动计算工程量,得到工程量清单,这种作法计算出的工程量比较精确,但必须重新输入图纸工作量仍然很大。②另一种方法是直接将工程图纸扫描形成光栅文件,由软件处理矢量化后,抽取特征,用模式识别的技术识别构件类型和其几何参数,进而计算工程量;或由设计院生成的施工图CAD文件在CAD环境下作模式识别。这种方法要求在图纸的特征表示和建模上作大量的研究工作,抽取各种构件的特征参数,采用人工智能技术,为了最终能代替人完成识图的过程,这是较有前途的方法,但根据汉字识别技术的发展过程,必须对图纸的特征进行深入的分析研究,该软件要能真正代替人识图还有一段路要走。③第三种方法是在建筑设计所使用的CAD软件中直接加入构件特征参数的属性,定义各种构件对象,在进行结构和建筑设计时使用这些对象设计建筑物,而不用直接使用线条作图。这种方法使设计的结果中包括丰富的构件和参数而不是线条,经过一个语法分析器就能分离出所有构件和参数,避免了模式识别这个难关。因此,在人工智能的应用还未深入该领域时仍必须通过交互的过程来填补软件在智能上的不足。 3.3 Internet在工程造价管理中的应用设想:工程造价的管理与互联网整合无疑将给工程造价的管理带来质的飞跃和发展。传统的计划式的管理模式将被变动的市场的新型模式所取代,实现工程造价的协同控制也将成为必然。 3.3.1 相应网站的建立与壮大。①工程造价信息网:工程造价信息具体指的是与工程造价相关的法律、法规、价格调整文件、造价报表、指标等影响工程造价的信息。建 立起统一的造价信息网,不但有利于使用者查询、分析和决策,更有利于国家主管部门实行统一的管理与协调,使得工程造价管理统一化、规模化、有序化。②材料价格信息网:材料价格的变动将直接影响着工程的预算和结算,对工程造价的动态控制起着决定性的作用。 3.3.2信息网、软件间的相互整合。①信息网与造价软件:当前市场上的造价软件中所需的材料价格大多采用人工录入价格的形式。有的是整体的引入,有的则是一个个输入,大大影响了快速报价的进程,同时也不能及时与市场接轨,无形间削弱了企业的竞争力。信息网与造价软件的整合将消除这一矛盾,在造价软件中直接点击相应引入按钮,输入要引入信息所在地点的详细资料,即可随时得到相应材料的价格,若所引入的材料价格有所变动,软件中的预警系统将自动提醒操作者更新价格。这不但缩短了录入材料价格的时间,还达到了随时更新的目的。②信息网与进度控制软件:工程控制的一个重要目标是成本控制,而成本控制在无形中又影响着进度和质量的控制,同时市场的变动将直接影响着投入的成本和资源的分配,而这必将导致工程进度的变动。所以,工程项目现场的进度控制也应通过成本控制时刻反映着市场的变动。信息网与进度控制的整合也将成为必然。 4结束语 通过加强信息技术在工程造价管理中的应用力度,坚持工程量清单计价模式,统一全面管理认识、统一信息技术标准,优化整合工程造价管理软件,设计并推行人性化网络造价管理软件,建立健全工程造价管理信息系统,最终通过市场价格机制的运行,形成统一、协调、有序的工程造价全过程综合管理体系,达到合理使用投资、有效控制工程造价、取得最佳投资效益的目的。 电子信息论文:电子信息工程在工业领域的设计和应用 引言 电子信息工程是指应用计算机网络技术对电子信息进行处理与控制的一门学科,随着技术的革新,电子信息工程涉及到通讯、电子及信息技术,和工业领域等产业的关系日益紧密,例如,射频识别技术在工业领域的广泛应用。目前,我国在电子信息工程在工业领域方面的应用还存在诸多问题,譬如,电子信息水平不高、自主创新不足及产业结构不合理等问题,本研究正是基于此,探讨加快电子信息工程在工业领域应用的现代化,为促进工业领域产业又好又快发展,提高其自主创新能力,因而具有一定的理论与实践价值。 1 电子信息工程内涵及发展过程中存在的问题 1.1 电子信息工程的内涵 现代社会工业领域中很多环节都离不开电子信息工程技术,借助电子信息工程在工业领域中的应用可以最大限度提高研发新产品,进而加速经济发展进程。近年来,电子信息工程早我国得到快速发展,它拓展了产业链,打破了行业之间的界限,我国政府所制定的适度宽松的货币政策为电子信息工程在工业领域中的应用创造了良好的条件。 1.2 电子信息工程在工业领域发展中存在的问题 1.2.1 产业结构不合理。我国电子信息产业起步于上世纪20年代,到了21世纪,电子信息产业已经成为我国经济中的支柱性产业,电子信息产业所创造的产值逐年增加,电子信息产品也朝着高附件值方向发展,然而,随着时代的发展,电子信息产业结构矛盾日益凸显,譬如,信息服务业与软件比重不平衡、数据库产业规模小及集成电路产业在发展速度与经济效益方面要远远低于国外企业。 1.2.2 缺乏良好的市场环境。由于我国电子信息工程起步晚,很多技术是从国外引进过来的,沉重的经济负担使得我国电子信息产业在国际竞争中处于被动地位,在加上目前我国电子信息市场中一些劣质或者盗版的电子信息产品严重扰乱了市场秩序,这种恶性的竞争使我国电子信息产业发展明显后劲不足。 1.2.3 自主创新不足,技术人才匮乏。我国长期以来,一些关键性的电子元件主要依靠进口,从某种程度上来说,严重影响了电子信息工程品牌的创建及创新能力的发挥,很多企业缺乏专利意识,在市场竞争中明显处于被动地位。此外,电子信息工程产业是一个资金与人才密集型的产业,由于我国电子信息工程起步晚,加上长期以来缺乏培养这方面人才的体制机制,随着信息产业的飞速发展,这种瓶颈性的矛盾日益凸显。 2 电子信息工程在工业领域中的具体设计应用 2.1 射频识别技术在工业领域中的应用 射频识别技术以其特有的快捷性与高准确率,在工业领域中发挥着日益重要的作用,目前,射频识别技术主要应用于工业领域中的汽车生产、邮政业务及航空包裹识别,例如,在汽车生产中应用射频识别技术来跟踪零部件,识别汽车标识、管理企业内部资源、轮胎压力检测及信道控制等。可以说,射频识别技术作为一种新的自动识别技术,它的读取速度快及可携带信息多的优点,在工业领域中的广泛应用,带来了可观的经济与社会效益。 2.2 电子信息工程在工业领域中造价管理应用 目前,我国已经开始普遍采用套价软件编制工程预决算,利用数据库信息技术来构建指标收集与分析系统,采用软件来计算工程量与钢筋用量。随着信息技术的快速发展,电子信息工程在工业领域中的应用已经使造价管理中的制定定额、编制标底及控制投标报价等方面摆脱了手工劳动,在很大程度上实现了科学的信息化管理,提高了造价管理的准确性与工作效率。 2.3 电子信息工程在机械领域中的应用 从某种程度上来说,电子信息工程在机械领域中的应用在当今信息社会显得尤为明显,很多机械装置已经开始朝着智能化、网络化及现代化控制技术方向发展,例如大型复杂的机械安装标准!的点知控制单元。再比如,自动分类垃圾桶及自动升降电梯。这种原本通过机械原理实现控制的机械,通过安装电子信息装置,可以在很大程度上实现智能化与自动化,提高了机械本身的性能,促进了工业生产效率的提高。 2.4 电子信息工程在公路工程领域中的应用 公路工程中不仅要处理海量的数据库,同时还需要更新、描述工程的进度、费用及质量,而电子信息工程正是基于此,在公路工程领域中的应用极大地节省了因为人工查询、整理及分析数据的人力与物力。随着信息技术的发展,我国正逐步采用现代化的电子信息工程管理来实现公路工程中文件管理、质量管理及通讯网络管理。 3 加快电子信息工程在工业领域现代化进程的对策 3.1 加大国家政策支持力度,优化电子信息资源环境 电子信息工程产业要想在激烈的市场竞争中取得长远的发展,国家的政策支持尤为必要,国家不仅要加大对电子信息工程方面的资金投入,更要在政策上向电子信息工程建设项目倾斜,例如,国家相关部门构建电子信息工程建设基金会,借助各种手段拓展电子信息工程融资渠道等。此外,电子信息工程产业的发展也需要营造良好的资源环境,来促进集成电路产业及软件产业的发展,例如,由国务院提倡的推进“三网融合”对规范市场秩序,推动电子信息产业的发展有着显着的影响。比如射频技术,GSM/GPRS手机主要在900MHz和1800MHz频段上运行,测试例主要分为三大部分:收发信机测试、发射机测试、接收机测试,每个部分,一般都是分900MHz和1800MHz分 频段测试,在每个频段,分别测试不同的信道,每个信道,又需要测试GSM模式及GPRS模式。依据的标准,主要是国际组织3GPP(3rd Generation Partnership Project)的相关标准,这一标准的编号为TS 51.010以及国内的相关行业标准YD/T 1215-2006。其中,这些标准的内容都极为丰富,涵盖了GSM/GPRS手机测试的主要全部内容,例如TS 51.010共五千多页、八十多个章节的内容。其中,最核心的部分就是针对收发信机、发射机和接收机的射频测试。 3.2 重视培养电子信息工程方面的创新型人才 人才是电子信息工程发展的根本,要想培养及留住人才,对企业来说,不仅要创造一个有利于人才发展的公平、公正及公开的环境,同时更要构建一个以人为本的人才激励与评价机制,鼓励人才技术创新。此外,要鼓励企业内与企业外人才加强交流与合作。对政府来说,要制定鼓励海外人才回国创业的优惠政策,加大基础设施与服务体系建设,努力培养电子信息工程领域中的技术人才、复合型人才及管理人才。 3.3 促进产品服务创新,增强知识产权保护意识 创新永远是企业的生命,要想电子信息工程取得长足的发展,就需要培育新的经济增长点,推动产品服务创新。例如,电子信息工程企业和制造设备企业合作,构建技术创新体系,优化产品与服务,使电子信息产业向智能化转型,增强以电子信息工程为核心技术的研发能力。此外,由于我国很多电子信息企业在知识产权方面意识不足,导致很多专利技术被侵权,影响了电子信 息产业本身的良性发展,因此,国家在完善知识产权保护制度的同时,要加大知识产权保护力度,为电子信息企业良好的竞争环境。 4 结束语 总之,电子信息工程是指应用计算机网络技术对电子信息进行处理与控制的一门学科,随着技术的革新,已经广泛应用于工业领域,例如,在汽车生产中应用射频识别技术来跟踪零部件,识别汽车标识、管理企业内部资源、轮胎压力检测及信道控制等。此外,电子信息工程在工程造价管理与机械装置中的运用,极大地提高工作效率,很好地实现了智能化与数字化,节省了人力物力。目前,电子信息工程中存在的结构性矛盾与体制机制问题,国家需要极大政策支持力度,优化电子信息工程发展的资源环境,企业要重视人才的引进与培养,推动服务与产品创新,增强知识产权保护意识。 电子信息论文:关于电子信息工程的分析 由于电子技术、信息技术的飞速发展,语音自动顺序播放电路已越来越成为人们生活里不可或缺的一部分。随着电子元器件集成度的提高,这种电路的应用也越来越广泛,在自动分类垃圾箱、电梯自动升降控制、自动语音通知系统、电话外呼系统及电话交换网中都有不同程度的应用。这种电路可移植性比较强,而且结构简单易于安装使用,因此具有很好的发展前景。 1 对电子信息工程的认识 电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面,例如电话交换局里怎么处理各种电话信号,手机是怎样传递我们的声音甚至图像的,我们周围的网络怎样传递数据,甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子信息工程的应用技术。我们可以通过一些基础知识的学习认识这些东西,并能够应用更先进的技术进行新产品的研究和电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。 全国各地从事电子技术产品的生产、开发、销售和应用的企事业单位很多。随着改革步伐的加快,这样的企事业单位会越来越多,因此需要一大批具有能综合运用所学知识和技能,能适应现代电子技术发展,能从事企事业单位与本专业相关的产品及设备的生产、安装调试、运行维护、销售及售后服务、新产品技术开发等应用型的技术人才和管理人才。所以开设电子信息工程专业是必不可少的。 该专业的培养要求主要是学生需学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的基本理论和基本知识,受到电子与信息工程实践的基本训练,包括生产实习和室内实验。同时具备良好的科学素质,具备设计、开发、应用和集成电子设备和信息系统的基本能力,并具有较强的知识更新能力和广泛的科学适应能力。 2 电子信息工程的应用 2.1电子信息工程在工程造价管理领域的应用 目前造价行业信息技术的运用有几个部分:以Internet/Intranet为内部、外部和内外通讯的网络平台,通过实施办公自动化和运用管理信息系统加强管理,提高办公效率;采用工程量计算软件、钢筋软件进行工程量和钢筋用量的计算,运用套价软件编制工程预决算;利用数据库技术建立指标收集和分析系统,用于已完工程的积累;利用信息网和获取信息,用于工程预决算的编制和造价管理。 随着信息技术的快速发展和其在建筑行业的推广发展,我国信息技术在工程造价管理方面的应用,主要表现为人们在制定定额、编制标底、投标报价、造价控制等方面已经摆脱了手工劳动,实现了电子化、信息化管理,且各类工程造价管理相关软件的广泛应用就是最好的说明。进入21世纪,互联网技术不断发展,我国出现了大批为工程造价及相关管理活动提供信息和服务的网站。这些网站不同程度的提供了政策法规、理论文章,有些涉及项目信息、造价指标和材料价格信息等,它们为进一步建设全国规模的工程造价管理专项系统进行了有益的尝试,并取得了一些经验。但从另一个方面来讲,这些网站没有统一的规划,有些提供的信息不够严谨、内容更新不及时,从专业角度来讲,还属于比较浅层的信息服务,难以满足深层次造价管理工作的需要。 2.2 电子信息工程在公路领域的应用: 分析高等级公路信息数据结构,可发现大量的信息是建立在相同数据库上的,不同的参建的人员对数据有不同的要求。建立在有纸办公的基础上的相同数据的查询、整理和使用不仅会造成的大量的人力、物力的浪费,还在管理中出现数据的更新不能及时反映到施工当中去。如公路工程中的计量支付,一些数据的主要来源是工程计量中对工程进度、质量、费用的数据“描述”,还随时取算各种工程量数据书录指标,是工程信息管理的集中体现,计量数据的积累和还是工程信息管理的保证。计量时对照合同和工期,完成它对工程投资、进度的宏观调控功能。但目前人为的讲计量过程效率太低,数据缓慢,工程进度控制只能停留在宏观层次上,甚至只是为了达到支付的目的,同时人工计量中监理、业主方没有一套完善的“动态造价”(合同变更)来配合,建立起数字上宏观调控的体系。当然,关于工作效率和管理手段的其他三个重要方面:文件、质量管理和通讯联络,相对来讲也亟待改善的薄弱环节。解决目前管理现状的有效手段就是建立公路工程现代化计算机管理。 2.3电子信息工程在农业机械领域的应用: 拖拉机与自走式农业机械电子化正向网络化、智能化、分布式控制技术方向发展。一台大型拖拉机和复杂农业机械,已装置了若干个标准的电子控制单元(ECU),它实际上已是一个带有独立处理信息与控制功能的计算机智能控制终端,是针对农业机械使用环境专门设计的通用微型作业计算机,具有统一标准设计的接口5采用了控制局域网络(简称CAN)技 术及其网络通信协议。 2.4日常设备信息化 随着人们对生活信息化的渴求,越来越多的日常设备都或多或少的应用了信息技术。如冰箱的恒温控制系统、彩电的数字网络功能等等。而日渐走入寻常百姓家的汽车更是将信息技术在日常设备中应用发挥到了极点。 新的汽车电子系统由各个电子控制单元(ECU)组成,可以独立操控,同时又能协调到整体运行的最佳状态。举一个安全驾驶方面的例子,出于平稳、安全驾驶的需要,对四个轮子的操控,除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置(ABS)外,许多轿车,包括国产车,已增设了电子动力分配系统(EBD)。ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。 3 电子信息产业需求趋势 电子信息产业促进了人类生活方式的巨大变化,电子信息产业的发展现在不仅靠科技的推动,更多的是人们对高质量生活水平的追求促进电子信息技术不断基本。目前发达国家对电子信息产品的需求明显高于发展中国家,欧洲、美国、日本、韩国等国的电子信息产业比我国的发展情况要好。随着世界经济的发展,许多的发展中国家对电子信息产品的需求也在持续增加,如近年来我国的电子信息产业已获得巨大发展,这与我国人们的需求密切相关,也与国外的信息产业向我国扩展有关。我国未来电子信息产业的发展机遇将继续增加,农村、偏远山区、贫困地区也将会逐渐有市场需求,并且市场份额会逐渐增大。未来电子信息产业在全球范围内都会有所发展,亚太地区市场饱和后非洲市场会逐渐兴起。人们对电子信息产品的需求会促使市场进行产业结构调整,发展我国自身的电子信息产业的同时也要制定出向非洲等电子信息产业落后地区发展的战略规划。落后地区电子信息产业的发展大多以计算机技术与通讯技术为主,要根据当地的具体情况规划电子信息产业布局。 4 结束语 信息科学技术是当今社会起主导作用的科学技术,信息科学技术的兴起和发展在我国只有近10年,现在正以史无前例的高速向纵深发展,迎来了我国科学技术灿烂的春天。 电子信息论文:电子信息毕业生知识调查研究 一、引言 现今,电子信息类专业所涵盖的行业领域逐渐增加,同时各个细分的专业方向发展前景也相对广阔,作为一项新兴热门的高科技产业,微电子技术、计算机技术、网络技术、通信技术、软件技术和显示技术等电子信息技术涵盖运用到各个行业中[1][2],需要越来越多的电子信息专业人才作为科研和生产管理的核心人员。但是随着行业的发展,毕业生就业面临前所未有的压力。高校扩招后,几乎所有高校都设有电子类专业,其结果是高速增长的毕业生人数与市场的吸纳能力之间形成了巨大差额,加大了就业压力,致使供需失调,同时另一个就业困难主要是学校培养的毕业生不适应电子信息行业的发展和企业的需求。所以目前仍有一定数量额毕业生依旧待业或在所从事与专业无关的工作,其中一个重要因素之一就是电子信息类毕业生的专业知识的问题[3][4]。 二、用人单位对电子信息类毕业生的需求调查 通过招聘会走访电子信息类企业(公司),了解目前用人单位对电子信息类毕业生的用人要求。现代社会,各行各业及人们日常生活都与电子信息技术有密切的联系,全国从事电子信息技术产品的开发、生产和销售的企业很多,而重庆早就把电子信息产业作为支柱产业,几乎每个区县都有电子信息工业(产业)园,急需大批电子信息技术人才。结合大型单位的岗位信息,电子信息类就业岗位范围基本分为两大类:普通岗和技:请记住我站域名术研发岗。普通岗包含电子生产一线的装配人员、调试人员、检测人员、维修人员、一般管理人员、销售管理人员等,技术研发岗位主要就是设计开发新产品。用人单位反馈近三年电子信息毕业生普遍存在的问题,大致有如下三点:第一,毕业生整体专业素质不高,用人单位普遍反映毕业生由电子专业基础知识不扎实,以及专业基本技能训练较少,所以实践操作技能较差,有的甚至看不懂电路图和不能熟练地使用常见电子仪器仪表等;第二,仍存在多数就业观念落后的学生,虽然很多院校都对毕业生开展就业指导工作,但很多毕业生的就业期望值仍然很高,存在眼高手低、适应能力差等现象,经常把企业单位给予的薪酬待遇放在第一位,而不是根据自身的条件正确择业;第三,由于现在多数的毕业生为独生子女,从小在温室中成长,自然缺少吃苦耐劳的精神,很多毕业生不能吃苦,很难适应企业劳动强度的要求,加之经常抱怨,造成企业员工的流失率提高,同时也给企业造成很大的人力成本浪费,以及招聘和培训压力。 三、电子信息类毕业生专业知识调查研究 针对企业所反馈的情况,我们对近三年的电子信息毕业生专业知识做了调查,调查的对象为近三年重庆市应用型本科院校电子信息类专业毕业生共118人,收回问卷100份。主要是调查电子信息类专业毕业生在大学所学专业理论知识、专业英语水平、实验动手能力、行业的认知、研究项目能力、计算机编程水平问题等,从调查的数据看,电子信息类专业毕业生的专业知识不过硬,主要体现在以下六个方面。 1.专业课程过级率 评价电子信息类专业毕业生专业水平的重要因素之一就是考查专业理论知识学习考试合格率,这样才能够了解学生最基本的专业基础情况,因此为了掌握毕业生对专业知识的学习情况,设定对专业课程考试挂科情况,进行问卷调查。100份问卷里,大学四年中,自己专业理论知识课程没有挂科的有51人,占51%;而挂科1门和2门的人数分别为19人和16人,挂科三门及以上的人数有13人,共占11%,由此看出有过挂科记录的学生占半数,这体现出电子信息专业学生的专业理论学习情况。 2.实践动手能力调查 现在的用人单位很注重毕业生的实践动手能力,作为工科生拥有的基本能力之一,实践动手能力对电子信息类毕业生尤为重要。在调查问题的设定中,结合毕业生的工作实际情况,调查大家对于自己在学校的实践动手能力及工作后实际操作的认识与了解。在此项调查中,有18位调查对象认为自己的实验动手能力达到熟练,有20位调查对象认为自己的实验动手能力处于较好状态,相当一部分人认为自己的实验动手能力很一般,有45人,剩下的17人中表示对于实验动手情况表示担心,认为实际操作困难。 3.外语过级情况 根据调查和企业招聘消息分析,很多公司将英语水平列为一项基本要求,具备一定的英语水平在每一条招聘消息中都有体现。作为电子信息相关企业,很多都是采用国外先进技术,或者需要对外推广,能够看懂英文材料、用英语进行简单交流是必需的。英语水平往往是日后职场中加薪晋升很重要的筹码,但是根据问卷调查发现各高校大学生的英语水平情况有下降的趋势,通过对毕业生CET过级情况的调查,从数据表现上来看,过了CET-4的学生还是占大多数,占61%,但是未过级的学生的比例也相当大,而通过CET-6或雅思托福的学生则较少,占27%,可是从毕业工作的开展情况来看,比其他毕业生要好很多。 4.自主项目设计能力 对企事业单位的招聘需求分析发现,如果毕业生曾有过电子设计竞赛或者独立研发过某项设计,那么往往会被优先招聘,所以,可以看出项目研究能力是电子信息类专业毕业生从事电子信息行业的另一个经验筹码,这也是近年来学院不断增加创新课题项目、开 设实验小组、举行创新性实验项目等活动的目的。但是近三年的数据发现,曾经参加各类电子设计比赛,或参与老师科研,或独立完成某项专业设计的人都不是很多,如下表所示。 5.专业软件熟练使用能力 专业软件编程能力是电子信息专业学生的基本专业能力之一,也是被用人单位重点考查的能力。程序设计及进一步的系统开发要求学生有较好的逻辑思维能力、数学基础、建模能力,能熟练掌握集成开发环境、测试工具、软件工程规范,但是目前,通过调查问卷发现电信专业学生普遍编程能力不强、专业技能特征不明显,尤其女生在这方面的能力偏弱,导致学生从事技术编程开发就业质量不高,下图是毕业生对各个编程语言熟练掌握人数,可以分析得到,提高学生编程能力是目前电子信息专业人才培养亟待解决的重要问题之一。 四、建议及结论 专业知识水平决定了毕业生在电子信息行业发展的成就,依据调查分析结果,电子信息类专业毕业专业知识水平不能适应电子信息行业的发展,不能适应行业对专业人才的需求,也不能满足学校和学生对于专业理论知识水平的期望,因此电子信息类专业毕业生专业理论知识水平有待提高。这就要求学生较系统地掌握本专业领域宽广的技术基础理论知识,适应电子信息工程方面的广泛工作范围;掌握电子电路的基本理论和实验技术,具备分析和设计电子设备的基本能力;掌握信息获取、处理的基本理论和应用的一般方法,具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本能力;了解信息产业的基本方针、政策和法规,了解企业管理的基本知识;了解电子设备和信息系统的理论前沿,具有研究、开发新系统、新技术的初步能力。掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力。通过对电子信息类专业涉及的相关专业领域的调查,了解了电子信息行业的现状和前景,根据用人单位的需求反馈及对毕业生的专业知识问卷调查,总结高校电子信息类专业教学及学生对于专业知识学习中存在的不足与问题,提出学生优化改进的方法,旨在提高电子信息专业学生的知识水平。 电子信息论文:提高电子信息类专业实验教学质量的方法分析 论文关键词:电子信息类专业 实验教学质量 模式 仿真技术 Simulink 组件 论文摘 要:实验室担负着向学生传播知识与技术、培养学生动手的能力和创新能力的重要使命。随着社会经济的发展及教学改革地不断深入, 实验教学在整个教学体系中的地位越来越突出,实验教学模式的改革已经迫在眉睫。本文主要分析了实验教学的传统模式与存在的问题,并提出了提高电子信息类专业实验教学质量的方法[1]。 0 引 言 实验教学是学校教学活动的重要组成,教学质量的好坏是对学校人才培养层次与质量的直接体现。实验作为实验教学活动的主要内容, 在改善教学质量方面发挥着不可替代的作用。实验室在传播知识的同时,更重要的作用体现在对学生的创造性思维与想象力的培养上。通过实验教学,学生分析解决问题以及动手能力明显提高。伴随教学改革的日益深入, 实验教学的改革也越来越引起人们的关注,以往的教师灌输式的理论教授方式,学生被动接受的教学模式,已无法满足社会经济发展的要求。当前,社会需要的是主动型、能力为主的人才培养。加强学生创新能力的培养,必须切实转变以往重理论教学轻实验教学的错误观念,重新认识实验教学在学校教学活动中的地位与作用,根据当前社会经济对人才的要求, 改革传统的实验教学模式,改革实验教学手段,优化更新实验教学的内容,切实提高实验教学质量。 1 实验教学的传统模式与存在的问题 国内高校工科教育当中,实验教学存在着硬件条件不足、硬件实验条件的发展与技术要求不相符[2],加上近几年高校扩招,实验教学的硬件条件更是供不应求。进一步加大对教学硬件条件的投入,丰富实践教学的内容、加强实验条件的改革及建设,在目看来具有特殊的重要性。面对这种情况,我国的教育主管部门采取了一些推进实践教学改革及建设的措施。如:在全国高校本科的教学水平评估中,实验室基地建设与建设投资及其实验教学改革被列为一项重要的指标。并且,各高校也逐渐开始响应教育部的的这一举动,纷纷实行了“双基”型实验室[2],与此同时,建设了“实验教学示范中心”。当前,传统实验教学模式的缺点主要有以下几点:验证性的实验所占比例较大,与综合性、设计性、创新性实验之间的比例失调;实验模式单一、实验室设备陈旧;实验教学中缺乏先进的实验教学手段。 2 提高电子信息类专业实验教学质量的方法 2.1 实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验 在实验教学中引入计算机仿真技术,能够充分调动学生主动学习的积极性,培养学生的学习兴趣。同时,教师能够通过计算机技术对学生的实验操作的全过程进行观察,对学生进行良好的跟踪与指导,更好地进行学生实验结果的采集工作,先进科学的教学理念与教学手段对于提升实验教学效果,提高实验教学水平具有重要作用。引入计算机技术后,理论与实验教学,教师教学指导与学生操作、思考融合成一个有机整体。以往传统实验教学中课堂、课时以及实验设备因素的限制作用得到了解决,实验教学更加灵活化,教学内容在时空上得到进一步的延伸,更好地激发了学生进行实验的热情。 将计算机仿真技术引入到实验教学中,通过相应技术进行的虚拟实验,为学生提供了更为灵活开放的实验环境,能够更好地培养学生在实验过程中独立思考能力,增强学生的的学习创新意识。对于实验教学内容,仿真技术的应用,将虚拟性实验与真实的电路实验整合成有机整体,实验的能动性与趣味性明显提高,同时实验内容的充实,有利于学生综合实践以及探索创新能力的培养。当前,已经有越来越多的高校重新进行了实验室的规划建设,通过计算机仿真技术进行虚拟实验是实验教学改革发展的新方向。将与实验教学相关的计算机软件技术引入到高校实验室中,为实验科研提供了良好的平台,对于激发学生学习的主动性与积极性,培养创新能力具有重要作用。计算机仿真技术的应用,一方面能够改善实验教学条件、充实实验教学的内容,另一方面,还能够明显降低实验成本,提高实验教学的效率。通过单片机的实验教学,能够发现,教学过程中引入proteus仿真软,通过该软件对单片机的硬件系统进行模拟,克服了实际实验过程中硬件电路固定以及实验内容不易改动等因素的限制。实验设计全过程,除计算机外不用再进行任何硬件的添加即可实验,这有力地推动了实验课程教学改革,更有利于学生创新能力的培养。仿真技术的另一重要应用主要表现在学生的业余爱好上,如挑战杯、电子设计大赛等等,学生就能够用计算机来实现仿真,首先用计算机仿真出实验的模型,再在计算机上进行相应的模拟调试,最终用硬件来实现。在整个仿真的过程中,学生可以自由发挥自己的潜能,通过大量的仿真对比,来达到设计目的,也可大胆反复地调试,避免了器件的损坏。电子设计竞赛中,由于proteus开发环的运用,培训过程中不需投入任何硬件的条件下,学生却普遍反映,对于单片机的学习比单纯理论知识的学习更易接受也更易得到提高。事实证明,运用proteus进行系统仿真成功后进行的实际制作,可明显的提高单片机系统的设计效率。此外,远程教学中仿真教学的运用具体重要的意义,对于教学改革是一种很好的尝试[2]。 2.2 实验中引入Matlab软件内建的Simulink组件技术 目前,我国开设了电子信息类专业的高校中,大部分都将Matlab软件作为重要的实验教学平台,对定理以及算法进行仿真和验证实验。Simulink组件作为Matlab的重要组成,能够为用户提供一个仿真分析与动态建模的集成系统环境。该环境下,只需利用鼠标进行简单直观的操作,就能够完成复杂系统模型的构建,在此过程中避免了大量繁杂的书写程序。由于 Simulink组件具有适应性强、效率高,结构仿真精细、流程清晰且贴近实际、效率高、使用灵活等诸多优点,Simulink组件技术已经被广泛地运用于处理数字信号与控制理论等复杂的仿真设计之中。同时Simulink能够通过连续、离散采样时间以及两种采样时间混合的的方式进行建模,该组件还可支持多速率系统,不同的系统组成部分的采样速率不同。此外,S imulink为动态系统模型的创建,提供的图形用户接口(GUI) ,使在进行模型方块图的创建时只需通过鼠标单击与拖动鼠等简单操作即可完成,为用户提供了一种更便捷、更直接的创建方式,同时能够立即获得系统仿真结果。 该组件的这一特性,一方面可以使算法的验证更为简单,减少学生投入在验证性实验中所用的时间,而将大部分精力投入到设计性、综合性试验中;另一方面,可以使学生更快捷的验证新思路、新算法,而不会由于代码调试方面的问题影响了创新实验的开展。以自适应滤波中的经典RLS 算法为例,如果直接采用Matlab编程方式,在进行代码调试时,就会消耗掉大量的精力,代码长度将达到200 行以上。而如果采用Simulink组件模块化设计的思想,只需要鼠标对模型的拖拽,就能以流程图的形式将滤波器搭建起来。由于Simulink提供了丰富的元件库,采用图形化的表示方法,学生在进行算法验证的时候只需调用成熟的模块进行参数设计即可。这样的实验方法事半功倍,思路清晰,参数的调整也十分便捷,广受学生欢迎。由此可见,引入Simulink组件后的实验,既不会影响实验效果,又能够提高实验效率,对学生模块化编程的思想也有较好的促进作用。 3 结 语 当前,社会对人才综合素质的要求不断提高,进行实验教学改革已经迫在眉睫,而大学实验教学的改革又直接影响到学生的动手和创新能力。实验教学必须能够跟得上时代的脚步,把计算机仿真技术与Simulink组件技术应用到实验教学中可以充分调动学生主动学习的积极性,充分发掘学生的创造能力,在学习到先进技术的同时,提高学生对社会的适应能力。 电子信息论文:电子信息工程现代化技术浅析 1.电子信息工程内涵 电子信息工程为现代社会信息化发展的核心产物,通过令电子手段同通信应用技术的全面融合,渗透至社会生产、百姓生活、科学研究、教育培训等广泛领域之中,发挥了综合应用效益。当然,针对电子信息工程的综合优势,我们不应满足现状、停滞不前,应持续的优化、更新,方能真正推进电子信息工程实现又好又快的全面发展。 电子信息工程核心意义在于,应用现代化技术手段实现信息数据的全面管控与综合处理,进而提升实践效率,促进优势信息的优质共享。历经多年的实践发展,电子信息工程核心内容更为广泛,其实践应用同他类现代化技术逐步交叉与全面融合。因此,我们应深入研究探讨电子信息工程以及相关技术手段,注重安全管控、全面研发、创新分析、完善政策法规制定,开创良好的研究发展氛围,方能真正推进电子信息工程的全面扩充,开创全新的发展格局。 2.电子信息工程发展现代化技术核心意义 纵观我国当前电子信息工程以及相关技术手段的发展建设进程,我们不难看出,虽然应用实践范畴日益广泛,然而其真正成熟掌控与应用的核心手段仍旧较为欠缺。无法创建从属于自身的工程系统以及技术手段。较多先进技术仍旧直接引进国外的现成成果,没有契合我国国情特色,体现本土化应用优势。为此,要想真正实现持续全面的发展,该类状况需要全面扭转,否则将会对持续的电子信息技术发展形成制约影响,无法通过自主开发的成果以及技术产品提升核心竞争力,赢得竞争优势。伴随信息技术的全面深化发展,现代化电子信息工程逐步变为信息时代的影响推进者,并且对新时期电子商务的发展建设发挥了积极影响作用。当前,较多传统企业逐步对电子商务形成了全新认识,因此对其进行了创新布局与规划,令新兴服务业务以及系统平台逐步形成,并为自身企业赢取竞争主动、占领市场份额巩固了基础,推进了企业的全面发展。规模较大的优秀企业,其电子商务的发展规划将发挥更为显着的优势作用。因此,较多优秀企业逐步促进了信息公开、全面共享,并创建智能化、现代性、数字化工作体系平台,扩充信息化投入建设。时代的进步令该类企业持续推进了信息化工作以及工业生产建设的全面融合,实现了产业的快速升级与更新转变。通过信息化、现代化技术实现产业发展的全面创新,逐步形成了工业化发展的着力点。不但可实现产业升级,还会借助信息技术令传统优势产业形成全面优化,树立战略化目标推进产业全面升华、快速发展。 3.电子信息工程技术快速发展科学对策 3.1强化政府支持,加快信息化建设 为促进电子信息工程现代化技术的全面发展,相关政府单位应强化支持,全面拓展信息化工程建设,积极吸引各方参与,扩充融资途径以及投资渠道。同时,应创建电子信息工程发展基金,提供有力资源保障,确保电子信息产业的完善优化。应全面推进移动通信行业的快速完善,开拓数字电影、互联网技术、信息化软件服务等工程建设,进而为电子信息产业全面创新与技术完善提供优质保障。 3.2完善发展环境,注重新型人才全面培养 为促进电子信息工程的全面更新、优化发展,应致力于扩充人才队伍建设。可制定有效的人力资源管理培养策略,激发其综合优势价值,开创利于人才全面发展建设的优质环境,形成核心价值观。应注重培养具有先进技术水平的信息产业精英人才与行业专家,提升创新发展综合能力。还应开创公平、透明、良好的人才发展竞争氛围,通过有效的宣传、综合的激励,优化人才评估以及管理激励制度,不断鼓励吸引高级人才全面推陈出新、发挥核心潜能,提升竞争发展意识,快速适应市场激烈竞争环境,通过优质选聘吸引真正优秀人才贡献核心力量。同时,各单位应强化国际合作交流,通过全面配合、协同发展,扩充视野,缩短同发达国家的现实差距,进而全面奋进,实现信息化发展。对于海外归国人才应全面支持,给予有效的扶植引导,由政策制定、待遇管理层面,真正的吸引其积极主动的投入到单位经营发展活动之中,加快电子信息工程的发展建设,提升核心潜能。 3.3推进服务创新,激发新型增长点 为促进电子信息工程现代化技术的飞速发展、全面扩充,应致力于服务创新,全面激发新型增长点。面对国际竞争环境的日益复杂,加之经济危机的扩充深入影响,只有推陈出新方能赢取竞争主动,实现良好的生存与发展。为此各类单位应强化同设备生产方的有效配合,创建基于单位核心的创新技术系统,提升我国电子信息工程综合发展潜能与技术研究水平,真正推进产品的全面创新以及技术的优化完善,通过特色化电子信息技术产品赢取竞争主动。应促进产业系统的持续优化,确保核心产业的持续稳定提升。为全面符合现代化发展需要,应提升企业核心竞争力,注重计算机产业的全面发展,实现现代化技术产品的优化升级,令电子产品实现良好的创新转型。应通过实践应用推进发展,实现业务以及服务创新,全面推进现代化通信设施、优质信息服务以及创新技术优化发展,开创新型经济增长点。 4.结语 总之,为推进电子信息工程现代化技术的科学发展,我们只有明确电子信息工程内涵,探究现代化电子信息工程技术核心意义,强化政府支持、方能制定快速发展科学对策,探究新型增长点、实现服务创新,创设显着效益,真正推进电子信息工程的持续全面发展。 电子信息论文:电子信息技术的应用和发展趋势浅析 一、电子信息技术的定义 “信息”即是对事物运动状态及形态的描述,是事物状态的体现形式。信息的传递可以通过文字、数据或一些特殊的符号、声音等形式实现。随着科技的发展与进步,电子信息逐步登上历史舞台,成为人们生活中不可缺少的沟通媒介。电子信息技术的具体含义是指使用电子技术获取、传递人们所需要的信息,主要包括传感技术、计算机技术、多媒体技术、网络技术等,通过这些技术手段达到信息传递、沟通交流的目的。由于通过电子技术获取信息方便快捷,所以电子信息产业通信业、计算机、视频音频产品甚至是餐饮企业等各个生产生活的产业均有涉及。 二、电子信息技术所具有的特点 随着人类社会的进步,电子信息产业得到了高速的发展。当前社会已经步入了电子信息时代,电子信息技术已成为当代最活跃、影响力最大的科学技术之一,为人们的经济发展与生活水平的提高作出了巨大的贡献。运用电子技术表达和传递出来的信息内容丰富,生动活泼,知识涵盖面广,且使用价值高,使得接受的一方能够在较短时间内学习更多的知识,在生活上为人们提供便捷,如电子信息技术在电器应用上的特点。家用电器技术的提高,产品的种类日新月异,各种功能不断出现,使用操作简单,为用户的生活提供更多的便利。在家用电器应用上的主要体现形式是一体化特点,即将传感技术、接口技术、系统化、微型模块化等技术相结合。机电的一体化可以提高产品的自动监视能力、报警能力,在遇到突发状况如过载、过压、短路之类的电力故障时,能够自动采取保护措施,避免事故的发生。同时还可以提高生产能力和工作质量。一体化机电在操作过程中可以节省能源的消耗,加快生产速度,使得机械性能得以改善。 电子信息技术在计算机网络上具有智能化、集约化、网络化、数字化、高效快捷的应用特点。(1)智能化,集约化。计算机智能是在科学的基础上建立进而研究的,在计算机的发展道路上,智能化是一个重要的方向。现代的网络信息技术能够对人的思维活动及感觉行为进行模拟,然后对其展开集约化逻辑分析及综合处理信息。(2)网络化,数字化。网络在计算机应用不断深入的现代社会中,已经成为计算机技术和信息技术结合的产物。计算机的高清晰数字处理技术和运行的网络化,使得信息资源的互动交流及共享得到了实现。(3)高效化,快捷化。现代的计算机网络技术,就其开发应用来说,是以整合和存储各种信息资源为基础,用计算机的电子信息处理技术,使得信息上的各类管理实现高效化及快捷化。 三、电子信息技术的发展趋势 1.多媒体化,智能化。 媒体是人与人之间进行信息交流的媒介,简单地说,就是信息的载体。关于“多媒体”的概念并不统一,一般人们将其解释为“多种媒体的综合”。而多媒体,即是指在计算机系统中,将两种或两种以上的媒体进行组合的一种人机交互式信息交流和传播媒体。使用的媒体包括文字、图片、音乐、特殊音效等,以及程式所能够提供的互动功能。使用起来方便迅捷。智能化是指由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术等技术汇集,最终形成一种针对某一个方面的应用的智能集合。数字化智能化的高低取决于信息技术的发展程度,技术含量及复杂程度越高,智能化效果也就越强。智能化的产品已逐渐渗透到各行各业,对我们的生活有着巨大的影响。如智能住宅小区,监管系统等都应用到了智能化技术。 2.网络化,数字化。 网络化是指利用通信技术和计算机技术,把各个地点的计算机及各类电子设备相互连接,按照一定的网络程序软件达到相互通信的目的,使得所有用户都能够在同一时间共享各种数据、图片等信息资源。通过网络能更好地传送数据和文本资料。用户可随时随地拨打电话或收看任意国家的电视和电影,网络化使得电子信息的应用更为普遍化。目前,计算机网络已被广泛应用,如交通、金融、企业管理、教育教学、商业交流等各行各业均有涉及。数字化就是将各种复杂多变的信息转变为可以度量的数字或数据,再将这些数字、数据建立起来,进行适当的数字化模型,把它们转变为一系列二进制代码,将其引入计算机的内部,再对数据进行统一处理。数字化的优势在于:首先,数字信号与传统的模拟信号相比,前者其信号有加工能力。加工过的信号对有杂波或易产生失真的外部环境来说,稳定性较好。在长距离的传送过程中数字信号传送具有较高的可靠性。数字信号需要使用集成电路和大规模集成电路,而且计算机系统更容易处理数字信号。数字信号在数字特技和图像处理的方面的处理能力也较传统方式强。其次,数字信号处理电路简单。它无需在模拟电路里进行各种调整,因而电路工作时较为稳定、技术人员也能够减轻工作负担,总的来说电子信息数字化可以节约人力物力资源,扩大经济效益。再次,数字信号更加易于压缩。例如,在模拟摄像机里,需要使用100个以上的可变电阻。在有些地方调整这些可变电阻的同时,还需要调整摄像机的摄像特性。各种调整彼此之间又相互有微妙的影响,需要反复进行调整,才能够使摄像机接近于完善的工作状态。在电视广播设备里,摄像机还算是较小的电子设备。如果摄像机100%地数字化,就可以不需要调整了。对厂家来说,降低了摄像机的成本费用。对电视台来说,不需要熟练的工程师,还缩短了节目制作时间。 四、结语 随着人类社会的不断发展,科学技术在不断进步,电子信息技术拥有了更大的发展空间。电子信息技术被应用在人们生活的各个领域,为改善人们的生活和促进经济发展发挥重大的作用。在应用方面上,电子信息技术的发展受到科技水平的制约,只有科学水平进步了才能促进电子信息技术的改进,可以说它的发展趋势是依赖着人类科技与社会的进步的。因此,要想电子信息技术更好地为生活服务,就必须提高科技水平。 电子信息论文:浅谈提高电子信息类专业实验教学质量的方法分析 论文关键词:电子信息类专业 实验教学质量 模式 仿真技术 Simulink 组件 论文摘 要:实验室担负着向学生传播知识与技术、培养学生动手的能力和创新能力的重要使命。随着社会经济的发展及教学改革地不断深入, 实验教学在整个教学体系中的地位越来越突出,实验教学模式的改革已经迫在眉睫。本文主要分析了实验教学的传统模式与存在的问题,并提出了提高电子信息类专业实验教学质量的方法[1]。 0 引 言 实验教学是学校教学活动的重要组成,教学质量的好坏是对学校人才培养层次与质量的直接体现。实验作为实验教学活动的主要内容, 在改善教学质量方面发挥着不可替代的作用。实验室在传播知识的同时,更重要的作用体现在对学生的创造性思维与想象力的培养上。通过实验教学,学生分析解决问题以及动手能力明显提高。伴随教学改革的日益深入, 实验教学的改革也越来越引起人们的关注,以往的教师灌输式的理论教授方式,学生被动接受的教学模式,已无法满足社会经济发展的要求。当前,社会需要的是主动型、能力为主的人才培养。加强学生创新能力的培养,必须切实转变以往重理论教学轻实验教学的错误观念,重新认识实验教学在学校教学活动中的地位与作用,根据当前社会经济对人才的要求, 改革传统的实验教学模式,改革实验教学手段,优化更新实验教学的内容,切实提高实验教学质量。 1 实验教学的传统模式与存在的问题 国内高校工科教育当中,实验教学存在着硬件条件不足、硬件实验条件的发展与技术要求不相符[2],加上近几年高校扩招,实验教学的硬件条件更是供不应求。进一步加大对教学硬件条件的投入,丰富实践教学的内容、加强实验条件的改革及建设,在目看来具有特殊的重要性。面对这种情况,我国的教育主管部门采取了一些推进实践教学改革及建设的措施。如:在全国高校本科的教学水平评估中,实验室基地建设与建设投资及其实验教学改革被列为一项重要的指标。并且,各高校也逐渐开始响应教育部的的这一举动,纷纷实行了“双基”型实验室[2],与此同时,建设了“实验教学示范中心”。当前,传统实验教学模式的缺点主要有以下几点:验证性的实验所占比例较大,与综合性、设计性、创新性实验之间的比例失调;实验模式单一、实验室设备陈旧;实验教学中缺乏先进的实验教学手段。 2 提高电子信息类专业实验教学质量的方法 2.1 实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验 在实验教学中引入计算机仿真技术,能够充分调动学生主动学习的积极性,培养学生的学习兴趣。同时,教师能够通过计算机技术对学生的实验操作的全过程进行观察,对学生进行良好的跟踪与指导,更好地进行学生实验结果的采集工作,先进科学的教学理念与教学手段对于提升实验教学效果,提高实验教学水平具有重要作用。引入计算机技术后,理论与实验教学,教师教学指导与学生操作、思考融合成一个有机整体。以往传统实验教学中课堂、课时以及实验设备因素的限制作用得到了解决,实验教学更加灵活化,教学内容在时空上得到进一步的延伸,更好地激发了学生进行实验的热情。 将计算机仿真技术引入到实验教学中,通过相应技术进行的虚拟实验,为学生提供了更为灵活开放的实验环境,能够更好地培养学生在实验过程中独立思考能力,增强学生的的学习创新意识。对于实验教学内容,仿真技术的应用,将虚拟性实验与真实的电路实验整合成有机整体,实验的能动性与趣味性明显提高,同时实验内容的充实,有利于学生综合实践以及探索创新能力的培养。当前,已经有越来越多的高校重新进行了实验室的规划建设,通过计算机仿真技术进行虚拟实验是实验教学改革发展的新方向。将与实验教学相关的计算机软件技术引入到高校实验室中,为实验科研提供了良好的平台,对于激发学生学习的主动性与积极性,培养创新能力具有重要作用。计算机仿真技术的应用,一方面能够改善实验教学条件、充实实验教学的内容,另一方面,还能够明显降低实验成本,提高实验教学的效率。通过单片机的实验教学,能够发现,教学过程中引入proteus仿真软,通过该软件对单片机的硬件系统进行模拟,克服了实际实验过程中硬件电路固定以及实验内容不易改动等因素的限制。实验设计全过程,除计算机外不用再进行任何硬件的添加即可实验,这有力地推动了实验课程教学改革,更有利于学生创新能力的培养。仿真技术的另一重要应用主要表现在学生的业余爱好上,如挑战杯、电子设计大赛等等,学生就能够用计算机来实现仿真,首先用计算机仿真出实验的模型,再在计算机上进行相应的模拟调试,最终用硬件来实现。在整个仿真的过程中,学生可以自由发挥自己的潜能,通过大量的仿真对比,来达到设计目的,也可大胆反复地调试,避免了器件的损坏。电子设计竞赛中,由于proteus开发环的运用,培训过程中不需投入任何硬件的条件下,学生却普遍反映,对于单片机的学习比单纯理论知识的学习更易接受也更易得到提高。事实证明,运用proteus进行系统仿真成功后进行的实际制作,可明显的提高单片机系统的设计效率。此外,远程教学中仿真教学的运用具体重要的意义,对于教学改革是一种很好的尝试[2]。 2.2 实验中引入Matlab软件内建的Simulink组件技术 目前,我国开设了电子信息类专业的高校中,大部分都将Matlab软件作为重要的实验教学平台,对定理以及算法进行仿真和验证实验。Simulink组件作为Matlab的重要组成,能够为用户提供一个仿真分析与动态建模的集成系统环境。该环境下,只需利用鼠标进行简单直观的操作,就能够完成复杂系统模型的构建,在此过程中避免了大量繁杂的书写程序。由于 Simulink组件具有适应性强、效率高,结构仿真精细、流程清晰且贴近实际、效率高、使用灵活等诸多优点,Simulink组件技术已经被广泛地运用于处理数字信号与控制理论等复杂的仿真设计之中。同时Simulink能够通过连续、离散采样时间以及两种采样时间混合的的方式进行建模,该组件还可支持多速率系统,不同的系统组成部分的采样速率不同。此外,S imulink为动态系统模型的创建,提供的图形用户接口(GUI) ,使在进行模型方块图的创建时只需通过鼠标单击与拖动鼠等简单操作即可完成,为用户提供了一种更便捷、更直接的创建方式,同时能够立即获得系统仿真结果。 该组件的这一特性,一方面可以使算法的验证更为简单,减少学生投入在验证性实验中所用的时间,而将大部分精力投入到设计性、综合性试验中;另一方面,可以使学生更快捷的验证新思路、新算法,而不会由于代码调试方面的问题影响了创新实验的开展。以自适应滤波中的经典RLS 算法为例,如果直接采用Matlab编程方式,在进行代码调试时,就会消耗掉大量的精力,代码长度将达到200 行以上。而如果采用Simulink组件模块化设计的思想,只需要鼠标对模型的拖拽,就能以流程图的形式将滤波器搭建起来。由于Simulink提供了丰富的元件库,采用图形化的表示方法,学生在进行算法验证的时候只需调用成熟的模块进行参数设计即可。这样的实验方法事半功倍,思路清晰,参数的调整也十分便捷,广受学生欢迎。由此可见,引入Simulink组件后的实验,既不会影响实验效果,又能够提高实验效率,对学生模块化编程的思想也有较好的促进作用。 3 结 语 当前,社会对人才综合素质的要求不断提高,进行实验教学改革已经迫在眉睫,而大学实验教学的改革又直接影响到学生的动手和创新能力。实验教学必须能够跟得上时代的脚步,把计算机仿真技术与Simulink组件技术应用到实验教学中可以充分调动学生主动学习的积极性,充分发掘学生的创造能力,在学习到先进技术的同时,提高学生对社会的适应能力。 电子信息论文:关于互联网电子信息安全防护问题研究分析 20世纪70年代以来,以信息技术为核心的高技术群的迅猛发展及其在社会各领域中的广泛应用,将人类社会推进到了信息社会。在信息社会里,信息网络系统的建立已逐渐成为不可或缺的基础设施,信息已成为社会发展的重要战略资源、决策资源和控制战场的灵魂,信息安全已成为国家安全的核心因素。无论是在平时还是战时,信息安全问题都将是一个战略性、全局性的重要问题。谋求国家安全,必须高度重视信息安全防护问题。 一、搞好信息安全防护是确保国家安全的重要前提 众所周知,未来信息化战争将在陆、海、空、天、电多维空间展开,网络空间的争夺尤其激烈。如果信息安全防护工作跟不上,在战争中就可能造成信息被窃、网络被毁、指挥系统瘫痪、制信息权丧失的严重后果。因此,信息安全防护不仅是赢得未来战争胜利的重要保障,而且将作为交战双方信息攻防的重要手段,贯穿战争的全过程。据有关报道披露,海湾战争前,美国特工曾在伊拉克从法国购买的打印机的引导程序中预埋了病毒,海湾战争一开始,美国就通过卫星激活病毒,导致后来伊军防空指挥通信系统陷入瘫痪。战争和军事领域是这样,政治、经济、文化、科技等领域也不例外。根据美国加利弗尼亚州银行协会的一份报告,如果该银行的数据库系统遭到网络“黑客”的破坏,3天就会影响加州的经济,5天就能波及全美经济,7天会使全世界经济遭受损失。鉴于信息安全如此重要,美国国家委员会早在初的《国家安全战备报告》里就强调:执行国家安全政策时把信息安全放在重要位置。俄罗斯于6月讨论通过的《国家信息安全学说》,首次把信息安全正式作为一种战略问题加以考虑,并从理论上和实践上加强准备。 二、我国信息安全面临的形势十分严峻 信息安全是国家安全的重要组成部分,它不仅体现在军事信息安全上,同时也涉及到政治、经济、文化等各方面。当今社会,由于国家活动对信息和信息网络的依赖性越来越大,所以一旦信息系统遭到破坏,就可能导致整个国家能源供应的中断、经济活动的瘫痪、国防力量的削弱和社会秩序的混乱,其后果不堪设想。而令人担忧的是,由于我国信息化起步较晚,目前信息化系统大多数还处在“不设防”的状态下,国防信息安全的形势十分严峻。具体体现在以下几个方面:首先,全社会对信息安全的认识还比较模糊。很多人对信息安全缺乏足够的了解,对因忽视信息安全而可能造成的重大危害还认识不足,信息安全观念还十分淡薄。因此,在研究开发信息系统过程中对信息安全问题不够重视,许多应用系统处在不设防状态,具有极大的风险性和危险性。其次,我国的信息化系统还严重依赖进口,大量进口的信息技术及设备极有可能对我国信息系统埋下不安全的隐患。无论是在计算机硬件上,还是在计算机软件上,我国信息化系统的国产率还较低,而在引进国外技术和设备的过程中,又缺乏必要的信息安全检测和改造。再次,在军事领域,通过网络泄密的事故屡有发生,敌对势力“黑客”攻击对我军事信息安全危害极大。最后,我国国家信息安全防护管理机构缺乏权威,协调不够,对信息系统的监督管理还不够有力。各信息系统条块分割、相互隔离,管理混乱,缺乏与信息化进程相一致的国家信息安全总体规划,妨碍了信息安全管理的方针、原则和国家有关法规的贯彻执行。 三、积极采取措施加强信息安全防护 为了应付信息安全所面临的严峻挑战,我们有必要从以下几个方面着手,加强国防信息安全建设。 第一,要加强宣传教育,切实增强全民的国防信息安全意识。在全社会范围内普及信息安全知识,树立敌情观念、纪律观念和法制观念,强化社会各界的信息安全意识,营造一个良好的信息安全防护环境。各级领导要充分认识自己在信息安全防护工作中的重大责任,一方面要经常分析新形势下信息安全工作形势,自觉针对存在的薄弱环节,采取各种措施,把这项工作做好;另一方面要结合工作实际,进行以安全防护知识、理论、技术以及有关法规为内容的自我学习和教育。 第二,要建立完备的信息安全法律法规。信息安全需要建立完备的法律法规保护。自国家《保密法》颁布实施以来,我国先后制定和颁布了《关于维护互联网安全的决定》、《计算机信息网络国际联网安全保护管理办法》、《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》、《计算机信息系统国际联网保密管理规定》、《计算机信息系统安全专用产品检测和销售许可证管理办法》、《计算机信息系统安全专用产品分类原则》、《金融机构计算机信息系统安全保护工作暂行规定》等一系列信息安全方面的法律法规,但从整体上看,我国信息安全法规建设尚处在起步阶段,层次不高,具备完整性、适用性和针对性的信息安全法律体系尚未完全形成。因此,我们应当加快信息安全有关法律法规的研究,及早建立我国信息安全法律法规体系。 第三,要加强信息管理。要成立国家信息安全机构,研究确立国家信息安全的重大决策,制定和国家信息安全政策。在此基础上,成立地方各部门的信息安全管理机构,建立相应的信息安全管理制度,对其所属地区和部门内的信息安全实行统一管理。 第四,要加强信息安全技术开发,提高信息安全防护技术水平。没有先进、有效的信息安全技术,国家信息安全就是一句空话。因此,我们必须借鉴国外先进技术,自主进行信息安全关键技术的研发和运用。大力发展防火墙技术,开发出高度安全性、高度透明性和高度网络化的国产自主知识产权的防火墙。积极发展计算机网络病毒防治技术,加强计算机网络安全管理,为保护国家信息安全打下一个良好的基础。 电子信息论文:浅谈电子信息工程的应用和发展 随着21世纪信息时代的到来,电子信息及网络技术的迅速发展,电子行业蓬勃发展,电子信息行业也已经深入到各行各业的领域,成为了国民经济的支柱产业,推动了各行业的发展。电子信息工程已经广泛地应用到人们的生活和工作,本文主要分析论述电子信息工程在社会中的应用,同时对电子信息工程的优化发展提供一些建议,望能为电子信息工程的推广应用带来支持。 关键词: 电子信息 应用 发展 1.电子信息工程的概述 电子信息工程通过运用计算机现代化技术对电子信息进行控制和处理,主要研究设计应用系统及电子设备、获取信息对其并进行处理,其最基本的特点是对信息进行采集并进行处理,同时电子信息工程还能实现设备与系统的创新研究、设计开发和集成。当前,网络编程、模拟数字信号的之间的相互转化,通信的原理等方面的学科为电子信息技术现代化提供了基础,电子信息工程已经广泛地应用到人们的生活和工作中,电子信息行业也已经深入到各行各业的领域,带动了各行业的不断地发展和更新。 2.电子信息工程应用的特点 电子信息工程技术是计算机现代化发展的特征,其的应用特点主要为智能化、网络化、高效化。 2.1智能化。在科学高速发展的基础上,智能渐走进了人类研究的视野,智能化成为了计算机发展的重要方向。现代的电子信息技术通过模拟人类的言语行为及思维活动,对其进行逻辑性的分析及进行信息的有效处理。 2.2网络化。网络是计算机发展过程中信息与计算机的技术融合的产物。随着计算机运行网络化,世界融为了一体,实现了世界资源的交流和共享,为信息全球化提供了可能。 2.3高效化。现代网络信息技术的开发及应用主要是表现在对各种信息进行采集、整合、存储和处理,这样就使信息的管理走向了高效化,高效快捷地管理信息。 3.电子信息工程的具体应用分析 3.1在工程造价管理中的应用分析 当前,电子信息工程在工程管理中的应用有:网络通讯管理平台,通过信息技术实施管理,达到自动化办公,强化了工程管理,提升了办公的效率;软件应用,运用计算机软件对工程钢筋的用量和工程量进行计算,为工程的造价预决算提供了编制依据;信息系统应用,运用数据库的技术建立信息指标的系统,为工程的积累服务。随着时代进一步信息化,电子信息在工程管理的应用也得到相应的发展。人们将信息技术应用到工程造价的控制、标底编制等方面,使其摆脱手工,实现了信息化的管理,而且各类相关工程管理的软件也相继被开发应用。在信息时代网络技术的迅猛发展下,为工程项目造价和工程管理活动提供信息和服务的网站如雨后春笋般涌现,其一般提供了工程相关的法规政策,项目的信息和相关材料的价格信息等等,给工程造价工作管理工作的带来了一定的便利。 3.2在农业机械中的应用分析 网络化、数字化、智能化是当前我国农业行业发展的标志,这都有赖于电子信息工程技术的发展,使得农业迈向了机械化。当今时代农业机械已经发展成一个可以独自进行系统控制及对信息进行综合处理的智能终端,一台大型复杂的机械中能够完成安装多个电子标准控制的原件,微型作业计算机不但使用标准统一的端口,而且还将局域网的控制技术运用到其中。电子信息工程的应用促进了农业模式的转型,使得我国传统农业逐步向现代化农业迈进。 3.3在常用设备中的应用分析 随着信息化的发展,电子工程技术对我们生活的影响越来越大,其应用逐渐参与到我们日常生活的设备中。数字电视的网络、空调的制冷系统及电冰箱恒温系统的控制等,无一不体现了电子信息工程在我们日常生活设备中应用广泛。如一辆汽车,组成其的电子控制单元可以独立完成操作,也能相互结合协调,确保汽车处于最佳运行的状态,再如电梯,在使用机械原理的基础上安装电子信息系统,实现机械的自动化和智能化,优化了机械的性能,提高了工业生产的效率。 3.4在公路工程的应用分析 公路工程施工工艺复杂,工期较长,这些就导致公路工程各种复杂的数据,于此同时,还要不断更新施工过程的施工进度,施工质量以及费用控制。通过依据电子信息工程技术上的支持,利用计算机技术,极大的节省了人力和物力。因此,我国正在逐步实现采用现代信息工程来管理公路工程中产生的各种管理数据及管理文件,实现公路工程的现代化管理。 3.5在教育中的应用分析 随着人类进入信息化的步伐,决定时代命运的力量之一教育也进入了信息化。教育信息化是电子信息工程技术在教育中应用的一个具体表现形式,通过把计算机及网络技术运用到教学中去。教育的信息化不仅适应了信息时代的要求,而且在一定程度上推动了信息时代的发展。教育与电子信息工程技术存有深厚的联系,网络技术的发展起源于教育。现今,学校设置了众多电子信息方面的专业,注重对学生进行培养“获取信息、采集信息、分析信息及加工信息等的能力,推行网络及计算机教学的模式,这为教育信息化的发展带来了重要的驱动力。 4.推动电子信息工程发展的策略 4.1政府加大扶持力度 在电子信息工程的发展过程中,政府机关部门处于了引导者的位置,政府部门能否发挥引导者的作用,对电子信息工程的发展至关重要。政府部门应该加大对电子信息项目建设的扶持,增加对电子信息技术研 发资金的投入,扩宽电子产业的投资渠道,制定相关的鼓励政策对电子信息工程的创新技术进行鼓励,肯定及奖励电子信息工程技术的创新成果,同时并通过建立电子信息工程基金,确保促进电子工程持续的发展。作为引导者,政府相关部门还应强化通信技术、智能手机、多媒体技术、因特网等的研发,加强引导通信产业、电子信息产业的发展。 4.2培养专业型人才 人才在电子信息系统处于主导地位,是电子工程发展的关键。我国电子信息工程产业的发展需要树立“以人为本”的理念,注重培养专业的技术人才。拥有一个具有高技术水平的优秀人才队伍,是电子信息工程发展的重要驱动力。人才的培养应该从企业和学校这两个环境开展。电子信息工程企业应该增加对人才培养的投入资金,完善对人才的相关激励机制,创造适宜人才发展、成长及提高的良好氛围 环境;学校应该开设电子信息相关的专业,结合时势的发展,及时地融进科学前沿的知识,有效的开展人才培养教学,为社会培养出更多更专业的人才。 4.3加快电子行业的创新 当今世界是一个信息化的时代,电子产业市场的变化瞬息万变,电子技术的的发展日新月异,在如此的趋势及环境下,我国电子的行业的创新迫在眉睫。我们应该在电子信息工程应用及产品的发展创新方面着手,推动电子创新产品的更新和升级。电子企业应该加强对电子信息技术的改造创新,企业之间应该加强沟通交流和企业合作,跟随着国际化的步伐,共同一起实现创新技术和先进产品的研发。 4.4增强知识产权的保护 增强知识产权的保护,对电子信息工程的发展起到重要的作用。在我国有较多的科研人员在技术开发上取得了较高的成就,但由于自身知识产权的保护意识不强,以致较多的科研技术成果被盗窃,这些现象提醒了我们需要重视对知识产权的保护,推动普及知识产权的相关知识,提高科技人员知识产权的保护意识。同时,政府部门也要加强知识产权法律的建设,加强产权法的实施,严格执法,创造新产品新技术保护意识强的社会氛围环境,保护科学研究工作人员的成果,提高工作的积极性,维持科研者的创造热情。 结束语 通过上文对电子信息工程实际应用的论述,我们可以看到,在当今社会中电子信息工程已经融入渗透到各个行业。那么,在未来,随着科技的进步,电子信息工程将进一步发展,电子信息工程即将为我国电子行业以及其他行业提供技术上的支持,为我国经济的发展起到至关重要的作用。因此,我们在电子信息工程加大科研力度,跟上时代前进的步伐,使其更好的与社会相融合,从而实现我国经济的快速发展。 电子信息论文:电子政务系统运行问题及电子信息安全技术的引入 电子政务系统对于一个国家或者是一些地区的综合竞争有着重要的促进作用。因此,电子政务系统的安全运行受到了广泛的关注。由于电子政务系统在处理数据方面以及系统的运行方面,还存在着一些欠缺。因此,经常会遭受到一些恶意篡改以及网络攻击,致使电子政务系统的安全受到了较大威胁,也使得电子政务的效率与便利没有办法得到有成效的保证,进而给我国社会经济的发展以及社会的稳定带来了威胁。所以,相关的工作人员必须要加强对信息安全技术在电子政务系统中的运用分析力度,进而促进我国社会经济能够健康平稳的发展。 1 电子政务系统运用信息安全技术的需求 电子政府系统给我国的政府部门提供服务,政府一般会引进先进的信息技术与通讯技术,用信息化对管理以及服务进行加工,进而在网络系统里面将工作程序与结构组合在一起,全面拜托时间与空间的限制,继而给政府部门或者是社会上的一些专业合法机构提供最高效、最优质的管理与服务。就我国当前社会的发展从现状,电子政务系统在运用信息安全技术时,对其提出了相应的要求。 第一点要求就是要对使用者的身份进行相应的识别。主要是识别实体与通信数据的来源是否真实。电子政务系统运用时是否拥有较高的安全性,这对于各个单位或者是个人都有着直接的影响,关系到使用者自身的利益,要想保证电子政务系统可以顺利运行,识别信息系统管理的对象非常关键。第二点要求则是需要有效地控制访问权限。对访问权限进行控制是安全信息技术服务的内容,是为了阻止一些没有经过授权的资源被访问到,避免某些不合法的信息被储存,做好访问权限的控制能够给电子政务系统增设一道有效的防护墙。第三点是要求确保相关的数据资料不会被外来非法分子截获,杜绝相关资料出现外泄。在电子政务系统里面,会有很多数据资料是与政府部门与各个单位的机密文件有着联系。因此,信息安全技术必须要阻止没有经过授权的使用者得到数据资料,将控制访问系统以及机密相关系统融合在一起,就可以进一步为电子政务系统加设另外一道防火墙[4]. 2 电子政务系统运用过程当中存有的问题 2.1 对信息安全技术没有足够的重视 现如今随着科学技术的快速发展以及互联网的广泛应用,我国很多政府部门也开始关注网络系统的建设,十分看重网络给工作带来的便利,但是部分政府部门在运用网络系统时,并未将网路的安全考虑在内,甚至是直接忽视了网络系统的安全问题,致使信息安全技术一直停滞不前。电子政务系统的运用至今还不是特别的成熟,有很多重要的资料文件并未直接上网,加之安全技术涉及到的范围较广泛,无法用具体的指标对其进行合理的量化,存在较大的间接性与不可见性,导致使用者对信息安全技术的关注程度不高,也没有足够的重视,信息安全技术在管理上存在较大缺陷,最终导致安全漏洞进一步扩大。 2.2 电子政务成系统本身存在缺陷 政府部门中使用的计算机本身就是十分脆弱的,换句话讲就是电子政务系统本身存在一定的缺陷,系统本身存在一定的缺陷。通过具体分析后我们可以看出,计算机中的操作系统一般是运用Windows 2000、XP 以及 NT、等等,但是运用的系统一开始就存在很多漏洞。除此之外,运用的网络设备以及通信等也存在较多弱点。政府部门的内网、外网以及涉及到的公共服务网,这些网络环主要就是利用 TCP/IP 协议建立起来的,而该项协议的基础就是自由与开放,但是这项协议在网络管理、服务模式以及合理规划等方面全部都存在较大的安全隐患。因此,可以看出电子政务系统本身就存在缺陷,还需要相关的技术人员协议方面、系统方面以及设备方面等做出科学的改进。 2.3 信息安全技术在管理方面存在欠缺 由于网络系统的推广与运用,部分政度部门已经开始重视起信息安全技术的重要性,但是却忽视了管理体系的建设与完善,未充分意识到信息安全技术的关键是人为因素。管理体系的建设就是将人为因素与技术因素二者融合在一起,然后将安全技术的保障能力充分发挥出来。事实上我国现在的保卫工作以及安全管理工作都是比较弱的,许多政府部门的内部并未真正在制度方面、人员方面以及技术方面建立起很好的防范机制,没有合格的保护措施。内部人员基本上都会有对系统进行访问的权限,能够较为容易的躲过很多访问控制布置的障碍;很多网络维护者没有网络安全的意识,有的使用者甚至会不遵守安保的相应规定,把内网直接和因特网进行连接,以上这些情况都会给网路系统的安全带来较大的隐患[3]. 3 电子信息安全技术在电子政务中的应用 3.1 有效保证服务器安全 有效保证服务器的安全,主要表现在加密服务与应急方法两个方面。当管理员要对网站进行相应的管理与维护时,一定要先进行身份的识别,防止一些不法分子钻了漏洞,如果管理员在认证账户密码时,超过三次没有将密码输入正确,可以把该账户进行及时的锁定。此外,使用者所应用的密码需要每隔一段时间更换一次,只有这样才可以有效地保证账户密码不会被泄露。如果出现系统受到外来侵袭致使数据资料产生破坏等情况时,系统的应急系统应该马上启动,并发出相应的警告,也可以直接关闭服务器,降低破坏所造成的损失。 3.2 确保系统数据的安全 确保系统数据的安全,是电子政务系统安全防护的重中之重,所以在分析问题时,应当根据实际情况,对问题进行详细的分析,找到最合适的处理方法,尽可能地保障系统数据的安全。例如使用者在进行访问权限核实与审查的时候,需间隔一段时间就对电子政务系统做全盘扫描,把部分重要文件与机密信息全部存储到对应的服务器里面;提升对电子政务系统管理员对账户密码进行有效管理的力度,如果遇到网络攻击能够及时地做好各项备份工作。以上这些方法都能对网络正常运行过程中,出现的各类政务信息窃取、恶意攻击与数据丢失等等突发情况进行预防与解决,就算是发现系统受到了破坏,也能够将不良影响降到可控的范围内[1]. 4 结束语 通过上述文章内容,我们从中可以看出,现如今我国科学技术的发展非常快速,而网络技术也在不断的推陈出新,信息技术在电子政务系统中的运用也越来越广泛,涉及到的公文、保密信息也逐渐增多,但是因为我国电子政务系统的发展还处于初级阶段。因此,还存在很多需要解决的问题,特别是系统的安全问题,如果系统的安全问题受到了影响,那必将会对我国经济的发展以及社会的稳定带来威胁。所以,需要将信息安全技术运用到电子政务系统中,做好系统的安全维护工作,进而确保用户信息的安全,促进社会经济的健康发展。 电子信息论文:对电子信息教学水平提升综述 业界厂商全程参与业界厂商积极地参与到电子竞赛前的专题培训,有利地推动了新技术的推广普及和应用。美国Xilinx公司对这次全国大学生电子设计竞赛大赛区的P-SoC专题培训给予了全程的支持。在培训期间,他们向各个参加培训的学校免费捐赠了最新的ISE13.1设计套件、基于Spartan-6器件的Nexys3板卡以及相关配套的教学资源,这些软件和硬件平台充分反映了FPGA设计技术的最新发展方向,使教师可以更全面地了解相关领域的发展动态和最新的设计方法。 培养学生工程能力这种竞赛前教师集中培训的形式使得教师可以有针对性的指导学生,让学生在竞赛的准备过程中得到系统工程化的训练。这次多省区的专题培训内容主要涉及:基于FPGA的数模混合系统的设计和基于FPGA的片上可编程系统设计两方面内容。这些内容贯穿了电子类课程的公共基本知识点和相关专业课程的内容。学生在教师的指导下运用所学的知识以及掌握的新技术和设计平台,基于系统建模的方法,实现一个具有创意的设计。通过这个过程,学生能够充分地掌握建模这一重要的方法,明白系统建模和具体实现之间的有机联系。 开放式网络教学平台“北化Xilinx学习社区主要目的即配合大学生电子设计竞赛开展相关网络辅导工作。该开放式平台将原有的课堂教学和课外实践教学模式,改变成集课堂教学、科学研究和创新实践相结合的全程化教学模式[2],对学校相关课程的课堂教学和学生创新实践活动以及相关电子竞赛起到良好的支撑作用。自该社区创建以来,访问量已经突破12万人次,成为重要的免费教学资源平台。该平台提供了论坛、问答、邮件群发和个人博客等开放式交流互动模式。学生在竞赛设计中通过组织学习素材、参与讨论话题、分享经验心得和形成竞赛成果等,培养自主学习、团队协作意识以及实践创新能力。网站所有竞赛培训的资料面向高校师生免费下载使用,并在线解答师生在学习使用过程中所遇到的各种问题。 1介绍SoC的关键技术和特点1)SoC设计技术实际上是软件和硬件的协同设计,即在硅片上通过布局和布线在FPGA内实现硬件平台。这个芯片内的硬件平台包含:软核处理器、块存储器、外设控制器知识产权核(IP)等资源。这些IP核资源通过互连线资源,在FPGA芯片内进行互联。SoC实质上就是若干IP核在硅片上的互联。2)在基于FPGA实现P-SoC的设计阶段,是以C语言为代表的高级语言为中心的软件设计,而传统数字逻辑使用的HDL在这里处于配角地位。这是由于在该设计阶段,HDL语言用于构建各种IP核资源,而最终的目的是通过软件来驱动硬件平台工作。3)P-SoC的最大特点是硬件加速,即将一些非常耗时的软件算法,比如FFT、MP4等,转换成使用HDL语言构建的硬件IP核来实现。这样在P-SoC内就实现了微处理器的串行处理和硬件IP逻辑并行处理的完美结合,提高了嵌入式系统的整体性能。 2在P-SoC内实现7段数码管的驱动显示 在理论讲解同时,通过具体的设计案例说明软件和硬件协同工作、并行处理和串行处理的设计思想。该驱动显示案例包含硬件IP设计和软件程序设计两个部分:①使用HDL语言在P-SoC内构建7段数码管的硬件驱动IP核;②用软件程序将需要显示的数据写入到硬件驱动IP核的寄存器中。该设计案例的重点在于说明在P-SoC内实现软件和硬件的协同设计的方法,即划分实现该设计的软件和硬件边界。通过这个案例,也将P-SoC技术与传统的单片机和纯数字逻辑实现方式进行比较,来说明SoC的优势和特点。传统单片机使用软件通过控制外设端口实现对7段数码管的显示控制,数字逻辑使用HDL通过数字逻辑电路实现7段数码管的显示控制。这两种传统的方式远远不能满足嵌入式系统对系统设计灵活性的要求。基于最新的P-SoC平台,可以根据性能要求,通过硬件IP核和软件的协同工作来实现。该设计案例中,通过HDL定制IP核实现对7段数码管的精确的时序控制,用软件实现将需要显示的数据写入7段数码管控制器IP核内的控制寄存器中。 3基于Xilinx的嵌入式设计套件EDK设计流程 本文通过具体实现过程,来说明软件的使用方法,以及设计过程所渗透的先进设计理念。我们在XPS开发环境中采用如下方法实现片上嵌入式系统的构建。1)这个设计通过使用基本系统设计向导实现最小的嵌入式系统的设计,这个实现过程包括:目标板的选择,CPU频率的设定、块存储器容量的选择和外设控制器的选择等步骤。当最小系统构建完成后,通过实现细节来说明P-SoC系统和微机原理课堂教学之间的有机联系。这样教师就理解为什么P-SoC实质就是在硅片上实现微机原理。通过介绍说明这个实现过程是强调系统级设计,而“微机原理”课程的教学强调具体实现细节。这种基于P-SoC的系统级设计,可以使教师和学生更好的从系统上把握嵌入式系统实现结构。2)通过创建和导入外设向导,介绍IP核生成技术。从微机原理的角度来说,定制IP实际上就是通过HDL语言来设计一个专用的外设控制器。而在“微机原理”课程中,只是介绍如何写控制命令字,而不涉及芯片内将这些控制命令转换成具体的逻辑行为的方法。从这个角度来说,基于P-SoC的系统设计比微机原理课程能“看到”更多系统实现的细节问题。3)在生成的IP核模板内,使用HDL语言添加用户端口和7段数码管的硬件驱动逻辑,目的是将寄存器保存的软件给出的数据,正确地显示在7段数码管上。在此设计过程中,教师,尤其是学生,能够更好地理解软件和硬件用 于实现系统设计的边界问题。4)验证IP功能正确后,将其添加到最小系统中,并使用XPS软件自动完成总线连接、地址分配等。此过程使教师清楚P-SoC系统的优势在于定制,即可以根据应用的要求设计特殊的外设控制器来满足应用的要求,这也是P-SoC技术比单片机和其它实现方式更具有优势的地方。5)Xilinx的EDK软件套件,体现着“生态系统”的重要思想,即设计重用,设计复用和节约设计资源。同时还体现着软件和硬件协同设计的思想,即在XPS中实现硬件平台的设计,SDK软件实现软件应用程序的设计,大大提高了设计效率。 4生成的比例流导入到SDK软件当完成片上硬件平台的设计后,将生成的硬件平台比特流文件导入到SDK软件中,SDK软件自动生成板极支持包和应用程序模板,根据需要可以修改应用程序模板。最后,将生成的硬件和软件比特流一起下载代码到FPGA芯片中。 在嵌入式系统设计中,除关注设计的细节外,更重要的是通过教师的指导,让学生能够独立完成系统调试,发现并解决问题。对学生来说,既可以巩固所学的理论知识,又可以提升自身解决工程问题的能力。通过使用这些典型案例的集中培训和对教师的指导,使教师很容易地将基础知识和新技术之间联系起来,能深刻地体会到使用新技术所带来的工程设计效率和系统可靠性的提高。这样,就可以对不同层次的学生因材施教,在理论和实践教学环节中,使用新技术来激发学生学习基础理论知识的热情和发挥学习的主观能动性。在全国大学生电子设计竞赛前,组织如此大规模的教师集中专题培训活动,也是电子设计竞赛组委会的一种大胆有效的尝试。通过这种组织形式,教师既可以快速地学习和掌握新技术知识,又能够掌握具体指导学生参加竞赛的方法和途径,促进创新人才和工程人才的培养。 电子信息论文:电子信息的安全存储和利用 1电子信息的安全存储 1.1外部设备的存储安全问题 电子信息的安全存储主要是为了是保证信息保存的有效性和完整可靠性,操作人员在对电子信息进行安全存储时,必须在电子信息存储的外部设备环节实现安全保护,避免信息存储的介质受到病毒和其他不良因素的干扰,而对于常用的外部存储设备U盘,光盘以及移动硬盘来说,其安全问题主要体现在存储设备本身的安全问题和存储设备的容侵和容错水平上,电子信息对应用环境要求严格,许多数据需要短期或长期的存储,针对外部设备的安全问题,首先:我们应该按照所用设备说明书上的使用要求以及注意事项来进行操作,从而有效的防止资源浪费;其次:操作者在存储信息时还应对电脑主机中存储的信息进行技术的转移和备份,并对本地信息进行彻底的删除,防止因信息泄露被不法分子恶意利用。 1.2网络环境中的存储安全问题 网络环境的安全系数直接关系电子信息数据的交换和整个服务存储器的安全,通常情况下,存储者所使用的U盘等存储设备容量比较大,因此,除了要保证这些外部设备自身的安全外,还要载入一些信息安全防护技术以防止外来的干扰,操作者要对网络环境有充分的了解,做好网络环境的检查和测评。尽量消除网络环境存在的安全隐患,另外不断发展的先进存储技术也值得提倡,比如非中心式存储方法在抵御病毒侵害的能力方面就远远高于单点存储方法,另外,近年来,信息存储已经进入云存储的环境中,电子信息的云存储是通过对存储信息实施授权加密,专用备份,身份验证以及接口安全和云端数据库等多项技术来完成电子信息的存储,云存储为电子信息的存储提供了可靠的网路环境,值得利用。 2电子信息有效利用的途径 2.1提高电子信息管理实际水平 电子信息的应用体系中主要包括电子信息管理人员,信息资源,信息使用者以及信息设备每一个方面都对电子信息的效率有很大的影响,为了提高电子信息的使用效率,我们不仅要对信息使用人员的行为进行规范,还要使信息管理者的管理水平有所提高,通过对信息管理者进行规范来实现电子信息的有效利用。主要体现在两个方面,首先,电子信息的管理人员要能够针对不同的信息进行不同的分类,实行不同的管理措施,对电子信息的文种、类型等各个方面进行分类,使信息使用人员能够快速的找到自己所需要的信息,满足其需求,其次,相关部门要加大信息管理工作方面的投入,不断的提升管理人员的技能水平及综合素质,从而真正提高信息管理水平,从而保证电子信息的存储安全。 2.2提高电子信息使用者的综合素质 作为电子信息的载体,信息使用者在利用电子信息的过程中,其素质的高低决定了信息使用质量以及使用效率。若要实现电子信息有效利用,就要确保电子信息的可再生性与共享性,这可以通过提高使用者综合素质来实现。首先:和可以对信息使用者进行专业的系统的培训,使使用者能够针对不同的信息需求,而运用不同的相关知识,使其对电子信息有足够的正确的认识。其次:电子信息的使用者可以通过使用电子信息的过程来进行自我培训,信息的使用者应根据自己对信息的需求,不断的学习与之相关的知识和使用业务,使电子信息能够更好的被利用。 3总结 电子信息的快速发展给人们带来了很大的方便,同时因为电子信息涉及到更多的个人隐私以及秘密,因此,需高度重视其安全问题。电子信息的安全存储和有效利用是电子信息能够发展进步的前提,对电子信息的安全存储以及有效利用问题应得到使用者和管理者以及其他相关人员的高度重视,只有在确保电子信息的安全下,才能保证其为使用者提供方便,电子信息的发展已经成为时代的趋势,但是电子信息的安全问题依然不可忽视。我们应该共同努力,保证未来电子信息的存储更具有安全性和有效性。 电子信息论文:基于可靠性工程的电子信息装备质量管理研究 【论文关键词】可靠性工程 电子信息装备 质量问题 质量管理 分析 【论文摘要】电子信息装备的质量是实现现代社会经济发展和竞争的必要条件,对于现代社会经济的发展与提升各种竞争力有着决定性的作用。本文主要从电子信息装备日常应用中的质量问题出发,结合电子信息装备质量与可靠性工程建设,对基于可靠性工程的电子信息装备质量以及管理进行分析研究。 现代社会经济发展和竞争中,电子信息装备促成社会经济发展和竞争的重要因素。电子信息装备对于社会经济发展信息竞争发展的有着重要的作用。在社会经济发展和信息竞争中,电子信息装备的质量对于社会经济发展以及信息竞争力有着决定性的影响。现代社会经济发展和竞争中,对于电子信息技术等条件的要求都非常高,因此电子信息装备的质量问题对于电子信息技术体系的整体运用以及实施效果有着很大的影响作用,尤其是电子信息装备的质量可靠性对于电子信息装备系统和社会经济发展等都有着很大的影响作用。 1.电子信息装备的质量问题 电子信息装备实际应用中,对于电子信息技术装备系统有着重要影响的。最主要的问题是电子信息装备的质量问题。根据有关调查,电子信息装备的质量问题主要表现在电子信息装备的设计、电子信息装备的生产、使用管理以及电子信息装备的配套装置中。其中,电子信息装备设计以及生产、使用管理过程中出现的质量问题比电子信息装备在相关配套装备中出现质量问题的机率要相对较大。在有关调查中,电子信息装备的实际应用中,那些新型的电子设备装置中出现的质量问题多是由于电子信息装备的设计缺陷造成的质量问题,而且在实际应用过程中,这部分的电子信息装备的质量问题大部分是在应用中的使用管理阶段开始暴漏质量问题,而电子信息装备的质量问题一般是由电子信息装备的设计以及生产阶段造成的。电子信息装备应用过程中,另外一部分电子信息装备的质量问题主要是随着现代信息技术的提高和电子信息装备的复杂性的增加,电子信息装备在实际应用中不仅对于电子信息装备使用维护费用提高,而且也面临着一定的质量和使用完好问题。电子信息装备应用中之所以会出现各种影响电子信息装备质量的问题主要是由于电子信息装备系统的复杂性以及电子信息装备应用中的错误操作或者使用、电子信息装备的生产等造成的。 2.可靠性电子信息装备质量管理研究 2.1 可靠性工程以及与质量的关系 实际应用中,可靠性工程主要是针对缺陷的一种预防以及对于出现问题的一种有效改正,是对于产品以及工程质量的一种保证。它为了达到产品设备的相关质量或者可靠性要求实施的一系列建设工作。进行可靠性工程建设其实就是对于产品工程可靠性的确定和对于产品工程质量可靠性的保证,在实际应用中,可靠性工程主要是通过对于产品的可靠性设计、可靠性管理以及可靠性试验进行产品工程可靠性和产品工程质量可靠性的获取保证的。其中,对于产品工程的可靠性设计就是通过对于产品工程设计过程中的可靠性模型建立,可靠预计、分配和分析等实现对于产品工程的可靠性设计,以保证产品工程应用的可靠性。对于产品工程的可靠性管理主要是通过一些可靠性的计划制定和文件制度的建设,以实现对于产品设备以及工程的设计、生产等阶段的管理。对于产品工程的可靠性试验主要是产品工程的生产环境以及运行应用等可靠性的鉴定试验,是进行产品工程可靠性确定有效途径。 在电子信息装备应用中,可靠性工程与质量之间的关系主要表现在可靠性管理是产品全面质量管理的一个个重要组成部分,实现对于电子信息装备的质量管理首先应该进行电子信息装备的可靠性管理,通过对于电子信息装备系统的可靠性技术的应用、监控,通过电子信息装备的可靠性目标来逐渐实现对于电子信息装备的质量管理的可靠性的实现。在进行基于可靠性工程的电子信息装备的质量管理过程中还应注意对于电子信息装备的可靠性管理和质量管理之间的区别的划分,以能够真正的实现对于电子信息装备的质量的管理,保证电子信息装备应用质量。 2.2 可靠性电子信息装备质量管理应用 电子信息装备系统是一项拥有较为庞大并且复杂的系统结构,因此在实际应用中,电子信息装备系统的质量可靠性要求要相当的高,因此才能保证整个电子信息装备系统的稳定运行。对于电子信息装备系统来讲,提高电子信息装备系统的可靠性是通过对于电子信息系统的可靠性运行的分析实现的。一般情况下,在进行电子信息装备系统的设计过程中,通过对于电子信息装备系统的相关纠正措施,可以避免后期的生产以及应用过程中各种故障的发生,对于提高电子信息装备系统的可靠性有一定的作用。电子信息装备系统可靠性分析的方法有很多种,在进行电子信息装备系统的可靠性分析中使用的分析方法是根据电子信息装备系统的情况选择的。基于可靠性工程的电子信息装备的质量管理是通过在进行电子信息装备系统设计过程中装备的各种故障模式的分析,对设计中的薄弱环节的纠正,并对于电子信息装备系统中的关键系统部分进行控制,以实现对于电子信息装备系统质量的可靠性管理。保证电子信息装备系统的质量可靠。 3.结束语 总之,在电子信息装备系统中,电子信息装备系统的部分系统装备的可靠性,并不能够保证整个电子信息装备系统的可靠性,同样并不代表整个电子信息装备系统的质量可靠。电子信息装备系统质量的可靠性管理是在电子信息装备系统功能的可靠性维护上的。 电子信息论文:电子信息操作课程设计思索 基础课程开得太多,像操作系统、组成原理,还有数据结构等等,占用了很多的课时,学生无法理解太多,实践性也差,所以这样的课程就应该让几门合为一门,综合在计算机的操作上来教学。现在的教学手段有很多是比较落后的。教育的进步,仅仅有设备的进步,教材的进步是不够的,教育手段也是很重要的,教育手段的成长以及成熟,是教育变得现代化的很重要的标志性建设。 所以,引进现代的教育手段,提高现有的教学质量对于计算机教学质量的提高是很重要的。市场的变化要求学校对课时的安排也要做出合理的调整,对教师做好思想工作的安排。教师上课也要讲究从一而终,这样对学生的理解,对老师的整体教学都可以从一个系统性的角度来看待。这是很重要的一点,教学手段的先进与否是学生学习水平高低的一个重要中间点。 实验课程的设定及其特征。因为实验性教学的迫切和开闸,需要将电子信息的教学与操作系统上的教学相结合。编写专门的教材,其中需要包含与实验、理论都相关联的原理、实验指导,以及实验的参考或者解答之类的。 这些实验性的教材除了要具有传统教材的基本特征以外,还有专业性要求也很高,覆盖面积要比以前广泛,内容也需要相对丰富,除了最基本的要求以外,还要加上存储,进程上的管理和文件系统的设计之类的实验。 相关课程的试验方法。对于这个环节,课程组经过长时间的整理,战胜了以前的重教轻用,加强了实践性的教学,不管是讲课还是实践的方法都设计了30个以上的实验,让理论和实践能力得以和谐发展,增强了学生的设计能力,使他们能够掌握技术的开发的实验相关过程,将学生可以做什么作为主要的教学目标。 这是新的教学方法,它注重培养了学生探索、独立动手的各种能力,以及设计开发的能力,并且注重创新,让之在实验教学中得到深入浅出的贯彻。通过实践性的教学,学生能够把所学的东西从脑袋里转移运用到社会上。 课程中实验的设计。我们要加强计算机教学中与通信有关系的部分的原理性教学,在理论的教学阶段完成以后,学校应该紧接着安排实验的课程,例如,通信的程序的编制,进程之间的数据的通信,程序的控制和编写,这些方面都要理论结合课程一步紧跟一步地设计,让学生不会停滞不前。 计算机的实验教学很重要,实验的设计过程也是很具体的,并且需要专业的、合理的、长时间的设计与制订,试验性地实施,然后不断改进。时代的进步要求实验课程的参与度很高,并且不能慢,国家政府、社会团体、高校教学都慢慢知道了这一措施的重要性,相信我们可以不断设计出更加精良的实验课程及其内容。 电子信息论文:地方电子信息产业的路径 1、发展广西电子信息产业科技发展的策略 我们应该清楚的认识到,虽然时机正好,但是广西电子信息技术产业的现状是不容乐观的。起步晚,电子信息制造业规模小,产业链不完整,软件服务能力弱,这些都是摆在广西眼前不争的事实。如何抓住机遇,实现“十二五”计划,其任务非常艰巨。根据中国的“十二五”规划,中国电子制造业要突破12万亿元,软件业要突破4万亿元,电子信息产业在“十二五”期间还会有一个快速的增长,而广西在“十二五”期间,应该不断扩大电子信息产业的规模,提高产业增长速度。到2015年时,要实现电子信息产业布局更为优化,形成“一区二带”的产业新格局。为此广西相关部门应该采取更加积极的措施,推动广西电子信息技术产业的跨越式发展。 1.1政府的支持 政府政策对电子信息产业发展至关重要,起到了方向性、绝对性的作用,广西政府应该认识到电子信息产业对广西经济的重要性,采取更为积极的策略进行支持。要加大投入电子信息产业研究开发需要的经费,加重资本支持,显示出政府支持电子信息产业的决心,释放正面信号,指明发展方向。对于电子信息产业的领头企业与创新企业给予税收优惠政策,或者对大型技术创新进行激励奖励政策,提升企业对电子信息产业发展的信心,激发企业创新的热情,从而带动广西电子信息技术产业整体创新水平的步步升高。广西政府要从一系列政策扶持、税收优惠、创新氛围、人才培育、国际间合作等多个角度,扶持和推动了电子信息产业转型升级。 1.2找到适合广西电子信息产业发展的模式 中国电子北海产业园位于广西北海市工业园区内,2009年正式开园。是广西目前发展非常成功的电子信息园地,采取“立足高端,构建产业链,打造北部湾电子信息产业基础”的发展战略,打造了多项电子主导产业,如整机、储存、软件开发、关键零部件等等,抓住北部湾经济区大开发、大开放的良好机遇,经过近5年的发展,已经成为一个“国内一流、国际先进”的现代、生态、人文、环保、绿色的高科技电子产品研发生产基地。归结中国电子北海产业园的成功,可以借用中国电子科技有限公司董事长贺海华的原话:“中央企业搭台、地方政府支持、各种所有制企业共同唱戏”,除了政府的支持外,企业的参与必不可少,将这些企业连结起来,成立一个成熟的产业园地,创造优良的产业发展环境,利用最短的时间实现生产的聚集,而后逐渐建立主导产业,发挥市场竞争灵活优势,提升电子信息产业园地的服务与创新能力,最终实现由工业园向新城的转变。建设产业新城,是后发展地区实现跨越发展的可行路径,这也是广西电子信息产业发展的重要的可行性模式。实践证明,电子信息产业园模式是成功的:第一台笔记本电脑、显示器等十项第一产业项目填补了广西电子信息产业的空白;入园企业达90多家,用工达6000多人,提供了丰富的就业岗位,同时孵化了一批创业青年;电子产业园被评为“国家科技兴贸创新基地”“、国家软件公共服务平台”“、高新技术创业服务中心”;2013年创业园区的社会经济产值达270亿元,充分发挥了广西千亿元电子信息产业基础核心作用,将北海市打造为智慧型城市。 1.3继续实施七大工程,促进产业结构优化 广西要不断扩大电子信息产业的规模,并严格落实“十二五”的规划,继续坚定不移的深入广泛的实施七大工程:新型计算机工程、新型电子软器件工程、通信产业化工程、电子信息技术应用产业化工程、光电绿色节能产业工程。现代新型家电产品工程、软件开发及服务工程,为此大力发展新一代的新型平板显示、关键电子元器件、数字家庭、网络通讯设备等新的信息技术,努力使电子信息企业能够做大做强,扶持和培育一批能促进经济发展、具有龙头带动作用的高端电子信息制造大企业,支撑广西经济的快速发展。 1.4提高产业从业人员素质 电子信息产业的发展离不开政策、技术的支持,更离不开人力资源的支持。人才短缺是制约广西电子信息产业发展的重要因素,要想突破人才的制约,就必须完善人才的培养机制,加强对人才教育的投资,不断提高电子信息产业人员的信息素养与职业素养、道德素养,为电子信息产业培养更优秀、更活力的新鲜人才血液。广西电子信息技术产业不仅要吸引人才,更要能培养人才,更多的留住人才。首先。要树立起积极主动的人才引进机制,拓宽人才引进的范围;要鼓励高校与电子信息企业联合培养人才,将电子信息企业的技术骨干和优秀人才输送到高校,提升现有人才的技术创新能力,或者将高校生输入到电子信息产业进行实习或实训,通过校企合作优化人才能力;企业要建立和完善人才使用、评价和晋升的一系列激励机制,调动人才的生产与科研积极性,从而留住人才。 2、结语 21世纪的社会发展已经愈来愈多的依赖信息技术,信息技术成为驱动社会、经济、文化发展的火车头,滚滚走向未来。我国的电子信息制造产业的规模已经越来越大,位居世界前列,但是由于缺乏创新技术,电子信息产品的技术含量、附加值都较低,都需要不断增强才能应对激烈的国际竞争。广西壮族自治区的电子信息产业发展一直不容乐观,与沿海发达地区还有差距,必须找出正确的适合自己发展电子信息产业的模式,加强政府的支持与投入,加强战略规划,培养更多卓越人才,将广西打造为电子信息产业大省,优化广西产业结构,全面提高广西区电子信息产业的综合实力。 电子信息论文:电子信息工程现代化技术的探讨 1电子信息工程内涵 随着社会的进一步发展,电子信息技术逐渐在社会中崭露头角,事实证明,该技术是时展的必然产物,是社会发展的必然要求。无论是在生活中,还是在生产中,电子信息工程无所不在,并且获得了相应的经济效益以及社会效益。但是,我们不应该止步不前,仅仅看到当前的成果而不去想未来的发展是不现实的,当前我们的首要任务是促进电子信息工程的进一步发展,提高这一技术的水平,使其应用到更加广阔的领域中,这样才能促进社会的繁荣发展。要想做到上文中所提到的几点,就要对电子信息工程进行初步的了解,明确其核心意义所在。在当代的信息化时代,电子技术的应用主要体现在数字化的信息管理中,从而能够有效地提高工作效率以及加快时代的发展进程。更为重要的一点是,通过电子信息技术的应用,有助于信息的共享,使得信息在短时间内就会传播到四面八方。例如互联网的发展,就是电子信息技术的成果,人们能够在互联上网上获取相关的信息,并且只需要简单的几个步骤,并不像过去信息的传播那样繁琐。相信在今后的发展进程中,该技术一定会发展的越来越好,促进社会新格局的转变。 2电子信息工程发展现代化技术核心意义 电子信息工程的广泛应用为我国的现代化发展开启了新的时代。为了促进其进一步发展,就要不断对手段进行创新,使其能够满足变化着的时展的需要。当前,电子信息工程中面临的核心问题在于对于技术的掌握仍然处于一种表面的状态,没有掌握到其核心的技术,如果仅仅满足于这种程度,那么对于今后的发展是极为不利的,要想得到创新与发展,就要不断吸收先进的成果以及理念,向西方发达国家学习相应的技术,并且结合我国特有的理念进行创新,从而发展出属于具有中国特色的现代化技术。传统企业并没有对电子信息技术具有一定的了解,因此其发展相对落后,不能满足时展的需要,如果仍然坚持原有的发展观念而不懂得变革,就会造成企业无法得到成员的发展,不仅如此,在未来激烈的市场竞争中,传统企业根本无法与现代化的企业相抗衡。因此,实现传统企业的转变是十分必要的,其必然能够使我国占据国际市场中的一席之地。终上所述,企业的发展脱离不开电子信息工程的应用与发展,要想实现国家经济的繁荣富强,就要将电子信息工程应用其中,从而促进生产建设的现代化发展,在今后的社会在发展中,企业之中必然会全面实现电子信息的发展,促进传统企业的转型,实现企业的优化发展,为社会经济的进一步发展作出应有的贡献。 3电子信息工程技术快速发展科学对策 3.1强化政府支持,加快信息化建设 要想做到企业的全面发展,与政府的大力支持是密不可分的。只有政府加大投资力度,才能促进现代化技术的创新与应用,最终才会保证企业朝着更加繁荣的方向发展。除了政府的大力扶植,还需要各方的积极参与,以此达到扩大资金投入的目的。另外,我们还可以建立健全专门供电子信息工程发展的基金项目,这样在企业的发展过程中,就不必担心缺少资金的支持了。同时也要保证不断优化与完善电子信息技术的进一步发展,在其他领域进行相应的投资,这样在保证原有产业发展的基础上,也能够促进新兴产业的发展。 3.2完善发展环境,注重新型人才全面培养 为促进电子信息工程的全面更新、优化发展,应致力于扩充人才队伍建设。可制定有效的人力资源管理培养策略,激发其综合优势价值,开创利于人才全面发展建设的优质环境,形成核心价值观。应注重培养具有先进技术水平的信息产业精英人才与行业专家,提升创新发展综合能力。还应开创公平、透明、良好的人才发展竞争氛围,通过有效的宣传、综合的激励,优化人才评估以及管理激励制度,不断鼓励吸引高级人才全面推陈出新、发挥核心潜能,提升竞争发展意识,快速适应市场激烈竞争环境,通过优质选聘吸引真正优秀人才贡献核心力量。对于海外归国人才应全面支持,给予有效的扶植引导,由政策制定、待遇管理层面,真正的吸引其积极主动的投入到单位经营发展活动之中,加快电子信息工程的发展建设,提升核心潜能。 3.3推进服务创新,激发新型增长点 为促进电子信息工程现代化技术的飞速发展、全面扩充,应致力于服务创新,全面激发新型增长点。面对国际竞争环境的日益复杂,加之经济危机的扩充深入影响,只有推陈出新方能赢取竞争主动,实现良好的生存与发展。为此各类单位应强化同设备生产方的有效配合,创建基于单位核心的创新技术系统,提升我国电子信息工程综合发展潜能与技术研究水平,真正推进产品的全面创新以及技术的优化完善,通过特色化电子信息技术产品赢取竞争主动。应促进产业系统的持续优化,确保核心产业的持续稳定提升。为全面符合现代化发展需要,应提升企业核心竞争力,注重计算机产业的全面发展,实现现代化技术产品的优化升级,令电子产品实现良好的创新转型。应通过实践应用推进发展,实现业务以及服务创新,全面推进现代化通信设施、优质信息服务以及创新技术优化发展,开创新型经济增长点。 4结论 总之,为推进电子信息工程现代化技术的科学发展,我们只有明确电子信息工程内涵,探究现代化电子信息工程技术核心意义,强化政府支持、方能制定快速发展科学对策,探究新型增长点、实现服务创新,创设显着效益,真正推进电子信息工程的持续全面发展。 电子信息论文:论电子信息产业创新能力 1电子信息产业自主创新能力的研究 1.1电子信息产业的发展现状 电子信息产业在多年的发展过程中产品的结构更加合理化,产业体系也不断完善,形成了一定的产业规模,主要从以下五个方面体现了电子信息产业的发展现状:1.具有较为完善的政策和制度,政府的扶持力度较强;2.具有合理的产业布局和明显的集群效应;3.产业规模不断的扩大,发展速度较快;4.产业结构合理,拥有明显的优势领域;5.各个企业创新工作很到位,整体水平较高。 1.2电子信息产业自主创新过程中存在的问题 在进行了多次改革之后,电子信息产业虽然已经具有一定的规模,但欠缺系统的管理制度,所以还需要不断的探索从而形成较为完善的通用技术研发体系;电子信息产业没有完整的服务支撑体系,“产学研”的落实性不高,具体表现为缺乏科研、企业及政府等机构间的合作,没有实现集成创新和资源共享;企业在创新过程中因为科技资源分布不平衡的原因,没有发挥其重要的作用,在信息技术创新张占据的地位不高。电子信息产业中缺少关键领域的核心和专利技术,创新过程中如果不能掌握关键性技术,就很难根据实际市场情况来进行研发,此外,有些电子信息产品在研制成功后,因为没有机会和渠道进行推广,也就不能发挥其作用。首先,大量资本的投入是对电子信息产业进行创新的基础,缺乏充足的资金就无法保障创新的进行。其次,企业在引进海外人才的方法不恰当,加上缺少创新的奖励机制,人才的供给和需求无法吻合,人才不合理的分布等原因都造成了缺乏技术型复合人才的现象,不能为创新奠定基础。 2提升电子信息产业自主创新能力的措施 电子信息产业的发展涉及到多个领域,在进行自主创新的过程中要求科研机构、院校、企业以及政府等多个社会组织相互沟通和协调,将资源进行分享,为电子信息产业创造一个有利的创新环境。 2.1建立系统的产业自主创新体制 电子信息产业对技术的依赖性很大,很多创新产品的更新速度非常快,而且没有得到充分的利用,因此企业在创新时要加强对技术的吸收和转化,利用“产学研”来建立完整的服务支撑体系,通过研究机构和企业间的合作机制,充分的利用资源,从而使专利技术产业的转化率得到大幅度的提升。 2.2完善自主创新政策 首先,可以通过风险分摊机制的方式来对改变电子信息产业的投融资体系。由于电子信息产业的自主创新需要投入大量的资金,而且风险性很高,所以阻碍了很多企业进行创新,政府一方面可以指定相关的税收政策开鼓励创新发展,减少了企业的创新成本和风险,另一方面,通过创办像投资基金的融资渠道来支持企业。其次,要加强创新基础环境的建设,改善创新条件。企业通过创办知识产权的信息服务平台和评价指标体系将创新理念进行推广,让创新意识深入到群众中,并积极宣扬成功的创新例子,形成具有特色的创新文化氛围。 2.3对产业进行细分,分层次的进行开发 对于技术薄弱的领域要强化技术开发,在不断的技术改造过程中积累经验,然后创新。而具有优势(如移动通信)以及潜在优势的领域要利用国际先进技术,结合自己的资源进行集成式创新发展。在对不同领域进行由模仿学习到集成创新再到自主创新的创新开发时,要注重强化自己的核心竞争力。 3总结 基于电子信息产业的发展现状,只有通过建立系统的产业自主创新体制、完善自主创新政策、加强创新人才的培养,优化人才结构、对产业进行细分,分层次的进行开发等措施才能提高电子信息产业的自主创新能力。 电子信息论文:分析发展电子信息工程技术 目前,电子信息工程是信息化的现代产物,它将电子技术和通讯信息技术完美的结合起来,并应用于生产和生活的各个领域。但是我们不能满足于它的发展和应用的现状,应该对其不断的完善和更新,以更好更快的发展.更好地为社会主义现代化建设服务。 一、电子信息工程的概念 电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术与一体的专业。电子信息工程的基本含义就是利用计算机等先进技术对电子信息进行控制和处理的学科,其研究的信息内容主要是电子设备与信息系统的设计、开发及集成。随着时代的发展,电子信息工程的内容更加广泛,电话信号处理、手机声音、图像传递、网络数据传递、信息数据传递等都需要与电子信息工程现代化技术相关联。现代的电子技术达到对信息的有效控制和各种相关处理的一种工程形式。电子信息工程控制的信息包括应用于各种设备中的信息技术。另外,电子信息工程在经过我国的这些年的发展和进步后,其涵盖的内容也更加广泛,并且在实际应用中同其他的先进的现代化技术开始出现交叉和融台的趋势。所以,我们要想更好的研究电子信息工程与其技术,可以从其产品入手。并且我们可以看到随着社会分工的细化.电子信息工程与其技术参与到的产品研发和应用的部分越来越多。 二、电子信息工程现代化技术的作用 电子信息工程的发展21世纪的前20年是我国在科学技术领域赶超世界先进水平的关键时期,信息技术作为科学技术领域发展最快的门类之一,其重要作用已受到国内外的广泛重视,并成为维护国家安全、增强综合国力的关键所在。党的“十六大”明确指出:“优先发展信息产业,在经济和社会领域广泛应用信息技术。”这是在新的历史条件和时代进步背景下,加快我国信息技术发展的重大战略部署。电子信息技术已经渗透到人们生产和生活的各个领域。 虽然目前来看我国的电子信息工程与其技术发展的还算比较迅速,但是仔细研究就会发现,我国虽然对此技术的应用范围比较广,但是真正掌握的核心技术和手段还是不够的。并没有一个属于自己的电子信息工程和技术的发展体系,大部分的先进技术还是直接引进先进国家的成果。这种情况必须予以改变,因为这样会严重的阻碍我国的电子信息工程技术的长期发展,没有自主研发的技术和产品是不会在电子信息工程的发展中立足的。随着信息技术迅速的发展,电子信息工程已经成为时代的推动者,对社会电子商务的应用越来越重要。 三、促进电子信息工程发展的途径 (一)加大投入力度,促进信息化建设 要想使现代化电子信息工程技术更好的发展,就应该加大支持力度,以促进信息化项目建设的发展。应该加大投资力度,不断的拓宽投资和融资渠道,并建立电子信息工程基金,以保证电子信息产业的发展。国家应引导移动通信产业跨越式发展、数字电视、电影推广、互联网的应用及软件信息服务等工程的开发,以促进产业自主创新及技术改造项目的顺利进行。 (二)优化发展环境,培养创新型技术人才 要想使现代化电子信息工程技术更好的发展,人才是必不可少的,而人才要想更好的发挥其作用,就应该创造一个有利于电子信息工程人才发展的环境。这二者是相辅相成的。因此,电子信息企业应该创造一个有利于人才发展的环境并建立以人为本的价值观。 (三)不断扩大网络平台交流 面对纷繁复杂的社会,多姿多彩的网络世界,有利于人们网络交流。网上交友,工作、学习、生活越来越方便,加强了人们之间的沟通、充分发挥了科技工程信息作用。让世人进入网络世界。 (四)促进产品服务创新,培育电子信息经济增长点 增强自主创新认识和知识产权保护意识,培育企业新经济增长点。 要想使电子信息工程现代化技术更好的发展,就应促进产品服务创新,培育新的经济增长点。在激烈的国内、国际竞争环境下,特别是经济危机的环境下,推陈出新才是电子信息企业的生存之计。在这种情况下,电子信息企业就应该加强和设备制造企业的合作,并建立以企业为主体的技术创新体系,以增强国内发电子信息工程的核心技术研发及制造能力,以实现产品创新和技术创新,以增强电子信息产品在国际的竞争力。 (五)着力培育人们自我维护 电子信息工程网络是一个开放的空间,特别是在因特网上,除了要做到本人不攻击他人之外,还要学会预防来自外界的攻击。诸如教会人们应用防火墙和反黄软件来防毒和防黄。在网上聊天时留意激进身份机密,不要随意将电话告知对方等,更不能随意和网友见面。保管好本人上网时运用的各种密码,不要随便泄露给其别人等等。 (六)合理、适时指导学生应用资源 在当今网络时期,作为一个信息技术工程不应局限于本人的喜好,应该组织人们应用网络带来的便利。通过网络联系增强团结、推进网络道德素养的建立,寓教于学、应用。这样既能让他们更多更深地去理解应用网络,更能使他们逐步认识到本人才是网络的真正主人。孙中山先生早在上个世纪初就说过:“世界潮流汹涌澎湃,顺之者昌,逆之者亡。”网络化是当今世界推进社会进步的潮流,上网是二十一世纪公民的“必修课”,我们要以积极的态度来引导人们学习使用网络,同时也要加强网络道德教育,使人们学会正确运用网络,享受科技成果,真正成为新世纪网络世界的主人。 总之,随着信息化产业不断的发展,电子信息工程也在不断的发展中,为人们工作、生活带来了方便。电子信息工程作为现代化信息技术,已经成为人们生活工作必不可少的应用技术。
1引言 人工智能时代下,培养人类思考如何与机器协同解决问题尤为重要。人工智能在1956年的达特茅斯会议提出后,经历了漫长的发展。近几年,随着大数据、机器学等相关技术的发展,人工智能给人们的生活带来了一定的影响。在这样的时代背景下,机器从未如此像人类,人类也未如此依赖机器,人类与机器的协同合作成为必然[1]。学会形成通过与机器的协作共同解决问题的思维,是协同合作的必要条件。这也正是计算思维(ComputationalThinking)的关注点,培养计算思维有助于人们更好地适应智能时代。对国内外计算思维的相关文献进行分析梳理后发现,计算思维融合在其他学科中的培养存在可行性。但国内对此研究存在较大的空白。因此探究国内计算思维学科融合的可行性十分必要。本文通过对Weintrop等学者建立的计算思维框架进行修改完善,并运用完善后框架对《普通高中数学课程标准(2017版)》(以下简称“课标”)进行内容分析,以期确认当前课标中是否包含计算思维成分,并发现其中包含计算思维的具体成分,从而探究计算思维与数学学科融合可行性。 2计算思维 计算思维是每个人的基本技能,不仅仅是计算机科学家[2]。计算思维作为基本技能之一,如何培养应当受到关注和重视。2011年,美国国际教育技术协会和计算机教师协会(ISTE CSTA)针对K-12计算思维的教育对计算思维进行操作性定义[3]。该操作性定义有利于探究对计算思维进行培养的具体内容,在一定程度上促进了计算思维的研究。随着对计算思维相关研究的深入,有学者提出“计算参与”。“计算参与”作为对计算思维的新解读,在社会以及文化的维度上补充说明了计算思维的内涵[4]。2017年,《普通高中信息技术课程标准》明确将计算思维列为信息技术学科核心素养之一,并指出计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法,在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动[5]。课标提出的计算思维有两个核心要点:解决问题的思维和计算科学的思维。综合以上分析不难发现,计算思维是以抽象和自动化为核心要素,在解决问题时,充分考虑人和机器的优势所形成的问题解决方案的思维过程。2013年,Dede等人指出,计算思维与21世纪技能相关,但又区别于其他21世纪技能,应该在课程中融入这项能力[4]。这说明将计算思维融入学科课程培养是计算思维培养的一种可能路径。由于计算思维本身即是动态、普适的思维技能,是可以在不同场景与不同学科背景下进行不固定、不机械的应用[4]。其思维的本质为学科融合培养计算思维提供了可能性。陈国良提出,计算思维要真正融入人类活动的整体中,成为人类解决问题的高效方法,必须与其他学科进行融合[6]。有学者就计算思维在其他学科的融合展开相关研究,Sengupta等人将计算思维与小学科学教育进行整合;Weintrop等人结合数学和科学学科总结了四个实践要素;Settle等人在跨课程计算思维教育项目中,在拉丁语、图形艺术、英语、历史课程融入计算思维的教学[4]。 3研究设计与实施 3.1研究对象 计算思维的思想是跨学科的,可以嵌入小学和中学的其他学科领域,如语言、科学、数学、计算机科学等[7]。但在国内,计算思维通常作为信息技术学科核心素养,而忽略其是能在其他学科中得到培养的。由于研究时间的局限,本文选择数学学科作为研究的对象。课程标准描述了教育体系规定学生在不同学科领域、不同年级阶段理应获得的成绩、展现的行为以及个人发展,其对教学具有一定的指导性,具备一定的代表性和权威性[8]。这使得对课标进行分析的结果,具有一定的说服力。 3.2研究方法 本文主要采用比较内容分析法。内容分析法是针对明显的传播内容,做客观而有系统的量化并加以描述的一种研究方法。它以预先设定的类目表格为依据,以系统、客观和量化的方式,对信息内容加以归类统计,并根据类别项目的统计数字,作出叙述性的说明。本文运用内容分析法对课标进行研究,通过制定的类目表格进行评判分析,确定课程标准中计算思维的具体体现,从而达到探究计算思维在数学学科融合的可行性的研究目的。 3.3研究工具 本文使用的主要工具是计算思维内容分析类目量表。该量表的设计主要参照Weintrop等人在数学、科学的学科背景中,进行相关研究后构建出来的计算思维框架。根据研究需要和学科的特点对其进行适当调整、修改、完善。例如在数学学科中,编程工具选择、开发、调试的维度,在我国的数学学科中较少体现,因此删除。最终形成文中对计算思维维度进行分析的基本框架,如表1所示[9]。 3.4研究实施 3.4.1抽样本文探究计算思维在非信息技术学科融合的现状及可能性。由于时间因素的制约,选取数学学科作为具体的分析科目。课程标准作为规定学科内容目标、实施建议等的指导性文件,从一定程度上代表着学科教学的广泛性。将教育部制定的课标确定为内容分析的样本来源具有一定的权威性和科学性。由于课程标准中的内容涉及该学科的课程性质、课程目标、课程内容、实施建议等多方面,内容复杂多样。结合研究课题,研究对课程标准进行单元抽样。抽取的单元样本包含:学科核心素养与课程目标、课程内容、学业质量三个单元,并对各单元内容进行编码。本文主要参考国外学者Weintrop等人对计算思维的解读,将计算思维划分为数据操作、建模仿真、计算问题的解决、系统性的思考四个基本维度,并在每个维度下面对具体的内容进行详细划分,例如:将数据操作维度划分为数据收集、数据创建、数据操作、数据可视化五个子维度。此外,在对课标进行抽样时,考虑到部分章节并未体现对教学的具体指导,将其排除在样本范围之外,只选取包含教学内容或具有教学指导性的三个章节,分别是学科核心素养与课程目标、课程内容、学业质量,并以此对其进行排序编码,设置为分析单元一、分析单元二、分析单元三。3.4.3评判本文的研究由两名评判者进行内容分析,其中一名研究者的专业为数学(师范类),另一名研究者的专业为教育技术学。两名评判人员先将内容进行科学拆分,并进行编码;结合预先设计类目表格、按照制定的分析单元的顺序,记录各个类目出现的频数并进行统计。在进行评判之前,两位评判者均对计算思维相关文献进行具体研读和整理,从而对计算思维形成具体科学的认识,尤其对学者Weintro等人的文献进行精读和学习,对其中计算思维下属维度的概念展开探究和讨论,为后续的评判工作奠定基础。评判员依据类目表格对课程标准分析单元进行评判。在开始评判工作后,两个评判员未就评判内容展开讨论,从而保证评判的科学性。例如在对课程标准当中“经历从具体情境中抽象出椭圆的过程”这一描述中,评判员A认为其包含抽象元素,但评判员B认为其抽象的内涵不同于分析框架当中的抽象的内涵。诸如此等意见不统一的情况,均不做讨论,按照实际情况由评判员记录进数据记录表中。 4数据分析与结果 在单元一的内容中,主要存在建模与仿真的模型评估、模型设计、模型建设。其中主要涉及课标所要求的数学建模的素养,学生在进行数学建模的过程涵盖了以上计算思维的要素。在单元二的内容中,计算思维的体现丰富,在数据操作维度中主要体现了数据分析和数据可视化的元素。其中数据分析体现为依靠计算机完成对数据的处理分析;数据可视化则主要体现为利用计算机绘制函数图像,呈现函数的变化特点。在建模与仿真维度,课标主要体现了概念理解、测试解决方案、模型评估、模型设计。其中概念理解强调学生利用模型促进对概念的理解学习,例如通过误差模型了解正态分布的随机变量,通过长方体认识空间点、直线、平面等;测试解决方案则聚焦于通过测试假设从而形成解决方案,课标中学生在建立数学模型后对模型进行求解验证的过程中体现了该要素;模型评估强调对模型与生活中存在的现象进行比对,建立二者的联系,本单元中阐述了大量将数学模型与生活现象建立对比联系的例子,例如将乐曲中的高潮与黄金分割相关联,将自由落体现象与二次曲线模型建立关联等;建立模型则主要体现为通过实例建立对应的是数学模型,例如就存款问题建立复利模型等。在计算问题解决维度下,解决方案准备强调学生需要在形成解决方案前对问题进行分解,本单元主要在数学建模过程中对问题的分解体现;解决问题评估考量的是结合效率等其他因素对解决方案进行选择,学生根据实际需要选择函数表示的不同方法中存在评估的过程;抽象指的是对重要内容前景化,无关内容背景化的能力,学生从实际问题中抽象出问题本质正体现该要素。在系统思考中,系统调查强调系统观念的形成,课标指明学生在学习数列时,不仅要有对项的认识,也要形成对数列的认识等内容均体现该要素;关系的理解强调对系统内要素的联系产生思考和认识,课标中学生在对一元二次方程学习中,还应理解根的存在性、实根个数、零点、实根的关系等;沟通聚焦运用合理方式表达对系统的认识,课标中的利用列表、图像、通项公式表达对数列的认识正体现该点;系统管理所强调的系统的边界观与学生在学习集合时对集合并集、交集、集合本身存在一定的相关性。在单元三的内容中,建模与仿真的模型设计主要涉及要求学生能够针对不同问题构造相应的统计模型,模型建设强调学生在原有模型中扩建新模型的能力,这与课标中要求学生在已有命题的基础上拓展新命题存在相关。计算问题的解决维度下,解决方案准备体现为在数学建模初步对问题的描述和分析,抽象则多呈现为要求学生在情境中提炼出教学概念和规则。研究表明,在数学课标中含有计算思维的相关成分,具体占比情况如图2所示。其中,关于建模与仿真维度的体现最明显,建模与仿真主要与数学建模存在较强的关联,例如其中的模型建设、模型设计、解决方案的测试在数学建模过程中建立模型、求解模型、检验结果步骤中得到了充分的体现,此外,模型评估所强调的建立模型与生活现象的联系在课标中的体现最广泛。其强调学生需要将所学习的模型与现实生活的现象产生思考联系,例如与自由落体现象、音乐的高潮低估现象相关联。概念理解维度有利于学生利用模型促进对学科知识的理解,例如在立体几何中,学生利用长方体模型有利于学生理解三维空间中的点、线、面。在系统性的思考维度上,学生对集合、函数等知识点形成的系统观、对例如集合中元素关系形成的对要素的理解,一一映射了计算思维下关于系统的相关要素。在计算问题的解决上,抽象与数学抽象产生了紧密的关联,数学抽象作为学科素养之一,贯穿于数学的教学中;而数学学科需要的对问题进行分析的能力映射出了计算思维中解决方案的准备。最后,在数据操作上,数学学科体现了数据分析以及数据的可视化操作,值得注意的是,在对数据收集、创建、操作上并未体现。这是因为计算思维中的数据收集、创建、操作都强调了对计算机或其他机器的运用,这与数学学科课程标准所体现的数据操作等概念存在显著差异。由于研究采用内容分析法时,设计两位评判人员就内容展开分析。为检测参与内容分析的研究者对类目判断的一致性,在对研究的数据进行统计整理基础上,进行信度分析。其中平均相互同意度0.8;内容分析的信度为0.89。 5研究讨论与启示 研究发现,数学课程标准含有丰富的计算思维元素。在数学课标中含有计算思维不同维度的相关元素,数据操作上以数据分析、数据可视化元素得到充分体现;建模仿真中对模型的评估是计算思维体现在课标中最多的元素,学生需要将模型与生活的现象建立联系,从而培养其对模型的敏锐程度,为此后模型的建立提供基础。此外,数学学科聚焦的数学建模能力,与模型设计、建设产生了紧密关联。计算思维所包含的系统性思考的能力,蕴含在相关数学知识点的学习中。计算问题的解决也在数学学科的课标中得到了充分的体现,其中的抽象元素与数学学科中的数学抽象紧密相关。此外,研究表明,数学学科有利于培养建模能力。在数学课程标准蕴含的计算思维元素中,建模仿真元素最高,达到25.37%。数学学科要求学生将数学的相关模型同生活中的现象建立联系,与计算思维的模型评估形成对应关系,有利于提高学生对模型的敏感度。同时,作为数学学科核心素养的“数学建模”聚焦于培养学生从生活的实际情境中发现、分析问题,建立、求解、验证模型的能力,与计算思维所要求的从问题中经过分析处理形成解决问题的模型一致。因此数学学科对计算思维中建模能力的培养提供了良好的基础和无限的可能。与此同时,数学学科为学生抽象思维的发展提供了基础条件。抽象要素在课程标准中多以数学抽象进行体现。数学抽象是数学学科核心素养之一,通过分析总结,可以发现数学抽象多以三种途径进行:(1)从实物的具体背景中,概括抽象出实物的一般结构、特征。(2)从综合的情境中,分离并抽象出数学问题、数学概念、数学命题。(3)从具体的实物或综合的情境中,抽离形成图形原型或几何图形。可以发现,三种不同的途径的共同点在于都需要从复杂的情况中,对各个要素进行处理,提取核心要素,并形成相关的结果。这与Weintrop等人提出的计算抽象(将想法的重要方面前景化,而将不太重要的特性背景化)是一致的。但数学学科弱化了对数据的相关操作。通过研究结果可以发现,借助计算机进行操作的数据处理上,数学学科停留在简单的数据分析和数据可视化上。数据可视化在课程标准中多体现为利用相关计算工具,绘制函数图像。其中包含希望学生能够运用相关计算工具绘制相关函数的图像,还包含希望教师能充分运用计算机软件向学生演示方程中参数变化对方程所表示曲线的影响。并没有充分挖掘机器对数据进行处理的优势,在关于数据的收集创建、操作甚至没有体现。综上所述,在课标中存在丰富的计算思维要素,因此理论上,在数学学科中对计算思维进行融合培养具有一定的可行性。 6结语 研究表明,在数学学科中对计算思维进行融合培养具有一定的可行性,但实验是检验真理的唯一标准。因此,计算思维融合培养的有效性还需要在实践层面对其进行分析验证,为在教育一线开展计算思维的培养作出贡献。一方面可以鼓励学者进行相关实证研究。另一方面,也可以鼓励一线教师就如何在学科中融合培养计算思维,展开尝试性的教学实践,助力计算思维的培养。本文的研究旨在探索计算思维在其他学科进行融合培养的可能性,但由于研究时间有限,仅仅以数学学科为例,进行相关的内容分析研究。本研究仅以数学学科为例,具有一定的典型性,但欠缺相关普适性特征。未来研究可以在本研究的基础上,采用其他合适的分析工具对数学学科的课程标准进行分析,以验证计算思维是否在学数学课具有学科融合从而进行培养的可能性。除了探究计算思维通过学科融合进行培养的可能性进行分析的相关研究,探究学科融合培养计算思维的相关教学模式、教学策略,也是未来的一个研究趋势。 作者:黄贤玲 杨宁 曹琦婷 单位:福建师范大学教育技术系 福建省厦门双十中学漳州校区
1引言 人工智能时代下,培养人类思考如何与机器协同解决问题尤为重要。人工智能在1956年的达特茅斯会议提出后,经历了漫长的发展。近几年,随着大数据、机器学等相关技术的发展,人工智能给人们的生活带来了一定的影响。在这样的时代背景下,机器从未如此像人类,人类也未如此依赖机器,人类与机器的协同合作成为必然[1]。学会形成通过与机器的协作共同解决问题的思维,是协同合作的必要条件。这也正是计算思维(ComputationalThinking)的关注点,培养计算思维有助于人们更好地适应智能时代。对国内外计算思维的相关文献进行分析梳理后发现,计算思维融合在其他学科中的培养存在可行性。但国内对此研究存在较大的空白。因此探究国内计算思维学科融合的可行性十分必要。本文通过对Weintrop等学者建立的计算思维框架进行修改完善,并运用完善后框架对《普通高中数学课程标准(2017版)》(以下简称“课标”)进行内容分析,以期确认当前课标中是否包含计算思维成分,并发现其中包含计算思维的具体成分,从而探究计算思维与数学学科融合可行性。 2计算思维 计算思维是每个人的基本技能,不仅仅是计算机科学家[2]。计算思维作为基本技能之一,如何培养应当受到关注和重视。2011年,美国国际教育技术协会和计算机教师协会(ISTE CSTA)针对K-12计算思维的教育对计算思维进行操作性定义[3]。该操作性定义有利于探究对计算思维进行培养的具体内容,在一定程度上促进了计算思维的研究。随着对计算思维相关研究的深入,有学者提出“计算参与”。“计算参与”作为对计算思维的新解读,在社会以及文化的维度上补充说明了计算思维的内涵[4]。2017年,《普通高中信息技术课程标准》明确将计算思维列为信息技术学科核心素养之一,并指出计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法,在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动[5]。课标提出的计算思维有两个核心要点:解决问题的思维和计算科学的思维。综合以上分析不难发现,计算思维是以抽象和自动化为核心要素,在解决问题时,充分考虑人和机器的优势所形成的问题解决方案的思维过程。2013年,Dede等人指出,计算思维与21世纪技能相关,但又区别于其他21世纪技能,应该在课程中融入这项能力[4]。这说明将计算思维融入学科课程培养是计算思维培养的一种可能路径。由于计算思维本身即是动态、普适的思维技能,是可以在不同场景与不同学科背景下进行不固定、不机械的应用[4]。其思维的本质为学科融合培养计算思维提供了可能性。陈国良提出,计算思维要真正融入人类活动的整体中,成为人类解决问题的高效方法,必须与其他学科进行融合[6]。有学者就计算思维在其他学科的融合展开相关研究,Sengupta等人将计算思维与小学科学教育进行整合;Weintrop等人结合数学和科学学科总结了四个实践要素;Settle等人在跨课程计算思维教育项目中,在拉丁语、图形艺术、英语、历史课程融入计算思维的教学[4]。 3研究设计与实施 3.1研究对象 计算思维的思想是跨学科的,可以嵌入小学和中学的其他学科领域,如语言、科学、数学、计算机科学等[7]。但在国内,计算思维通常作为信息技术学科核心素养,而忽略其是能在其他学科中得到培养的。由于研究时间的局限,本文选择数学学科作为研究的对象。课程标准描述了教育体系规定学生在不同学科领域、不同年级阶段理应获得的成绩、展现的行为以及个人发展,其对教学具有一定的指导性,具备一定的代表性和权威性[8]。这使得对课标进行分析的结果,具有一定的说服力。 3.2研究方法 本文主要采用比较内容分析法。内容分析法是针对明显的传播内容,做客观而有系统的量化并加以描述的一种研究方法。它以预先设定的类目表格为依据,以系统、客观和量化的方式,对信息内容加以归类统计,并根据类别项目的统计数字,作出叙述性的说明。本文运用内容分析法对课标进行研究,通过制定的类目表格进行评判分析,确定课程标准中计算思维的具体体现,从而达到探究计算思维在数学学科融合的可行性的研究目的。 3.3研究工具 本文使用的主要工具是计算思维内容分析类目量表。该量表的设计主要参照Weintrop等人在数学、科学的学科背景中,进行相关研究后构建出来的计算思维框架。根据研究需要和学科的特点对其进行适当调整、修改、完善。例如在数学学科中,编程工具选择、开发、调试的维度,在我国的数学学科中较少体现,因此删除。最终形成文中对计算思维维度进行分析的基本框架,如表1所示[9]。 3.4研究实施 3.4.1抽样本文探究计算思维在非信息技术学科融合的现状及可能性。由于时间因素的制约,选取数学学科作为具体的分析科目。课程标准作为规定学科内容目标、实施建议等的指导性文件,从一定程度上代表着学科教学的广泛性。将教育部制定的课标确定为内容分析的样本来源具有一定的权威性和科学性。由于课程标准中的内容涉及该学科的课程性质、课程目标、课程内容、实施建议等多方面,内容复杂多样。结合研究课题,研究对课程标准进行单元抽样。抽取的单元样本包含:学科核心素养与课程目标、课程内容、学业质量三个单元,并对各单元内容进行编码。本文主要参考国外学者Weintrop等人对计算思维的解读,将计算思维划分为数据操作、建模仿真、计算问题的解决、系统性的思考四个基本维度,并在每个维度下面对具体的内容进行详细划分,例如:将数据操作维度划分为数据收集、数据创建、数据操作、数据可视化五个子维度。此外,在对课标进行抽样时,考虑到部分章节并未体现对教学的具体指导,将其排除在样本范围之外,只选取包含教学内容或具有教学指导性的三个章节,分别是学科核心素养与课程目标、课程内容、学业质量,并以此对其进行排序编码,设置为分析单元一、分析单元二、分析单元三。3.4.3评判本文的研究由两名评判者进行内容分析,其中一名研究者的专业为数学(师范类),另一名研究者的专业为教育技术学。两名评判人员先将内容进行科学拆分,并进行编码;结合预先设计类目表格、按照制定的分析单元的顺序,记录各个类目出现的频数并进行统计。在进行评判之前,两位评判者均对计算思维相关文献进行具体研读和整理,从而对计算思维形成具体科学的认识,尤其对学者Weintro等人的文献进行精读和学习,对其中计算思维下属维度的概念展开探究和讨论,为后续的评判工作奠定基础。评判员依据类目表格对课程标准分析单元进行评判。在开始评判工作后,两个评判员未就评判内容展开讨论,从而保证评判的科学性。例如在对课程标准当中“经历从具体情境中抽象出椭圆的过程”这一描述中,评判员A认为其包含抽象元素,但评判员B认为其抽象的内涵不同于分析框架当中的抽象的内涵。诸如此等意见不统一的情况,均不做讨论,按照实际情况由评判员记录进数据记录表中。 4数据分析与结果 在单元一的内容中,主要存在建模与仿真的模型评估、模型设计、模型建设。其中主要涉及课标所要求的数学建模的素养,学生在进行数学建模的过程涵盖了以上计算思维的要素。在单元二的内容中,计算思维的体现丰富,在数据操作维度中主要体现了数据分析和数据可视化的元素。其中数据分析体现为依靠计算机完成对数据的处理分析;数据可视化则主要体现为利用计算机绘制函数图像,呈现函数的变化特点。在建模与仿真维度,课标主要体现了概念理解、测试解决方案、模型评估、模型设计。其中概念理解强调学生利用模型促进对概念的理解学习,例如通过误差模型了解正态分布的随机变量,通过长方体认识空间点、直线、平面等;测试解决方案则聚焦于通过测试假设从而形成解决方案,课标中学生在建立数学模型后对模型进行求解验证的过程中体现了该要素;模型评估强调对模型与生活中存在的现象进行比对,建立二者的联系,本单元中阐述了大量将数学模型与生活现象建立对比联系的例子,例如将乐曲中的高潮与黄金分割相关联,将自由落体现象与二次曲线模型建立关联等;建立模型则主要体现为通过实例建立对应的是数学模型,例如就存款问题建立复利模型等。在计算问题解决维度下,解决方案准备强调学生需要在形成解决方案前对问题进行分解,本单元主要在数学建模过程中对问题的分解体现;解决问题评估考量的是结合效率等其他因素对解决方案进行选择,学生根据实际需要选择函数表示的不同方法中存在评估的过程;抽象指的是对重要内容前景化,无关内容背景化的能力,学生从实际问题中抽象出问题本质正体现该要素。在系统思考中,系统调查强调系统观念的形成,课标指明学生在学习数列时,不仅要有对项的认识,也要形成对数列的认识等内容均体现该要素;关系的理解强调对系统内要素的联系产生思考和认识,课标中学生在对一元二次方程学习中,还应理解根的存在性、实根个数、零点、实根的关系等;沟通聚焦运用合理方式表达对系统的认识,课标中的利用列表、图像、通项公式表达对数列的认识正体现该点;系统管理所强调的系统的边界观与学生在学习集合时对集合并集、交集、集合本身存在一定的相关性。在单元三的内容中,建模与仿真的模型设计主要涉及要求学生能够针对不同问题构造相应的统计模型,模型建设强调学生在原有模型中扩建新模型的能力,这与课标中要求学生在已有命题的基础上拓展新命题存在相关。计算问题的解决维度下,解决方案准备体现为在数学建模初步对问题的描述和分析,抽象则多呈现为要求学生在情境中提炼出教学概念和规则。研究表明,在数学课标中含有计算思维的相关成分,具体占比情况如图2所示。其中,关于建模与仿真维度的体现最明显,建模与仿真主要与数学建模存在较强的关联,例如其中的模型建设、模型设计、解决方案的测试在数学建模过程中建立模型、求解模型、检验结果步骤中得到了充分的体现,此外,模型评估所强调的建立模型与生活现象的联系在课标中的体现最广泛。其强调学生需要将所学习的模型与现实生活的现象产生思考联系,例如与自由落体现象、音乐的高潮低估现象相关联。概念理解维度有利于学生利用模型促进对学科知识的理解,例如在立体几何中,学生利用长方体模型有利于学生理解三维空间中的点、线、面。在系统性的思考维度上,学生对集合、函数等知识点形成的系统观、对例如集合中元素关系形成的对要素的理解,一一映射了计算思维下关于系统的相关要素。在计算问题的解决上,抽象与数学抽象产生了紧密的关联,数学抽象作为学科素养之一,贯穿于数学的教学中;而数学学科需要的对问题进行分析的能力映射出了计算思维中解决方案的准备。最后,在数据操作上,数学学科体现了数据分析以及数据的可视化操作,值得注意的是,在对数据收集、创建、操作上并未体现。这是因为计算思维中的数据收集、创建、操作都强调了对计算机或其他机器的运用,这与数学学科课程标准所体现的数据操作等概念存在显著差异。由于研究采用内容分析法时,设计两位评判人员就内容展开分析。为检测参与内容分析的研究者对类目判断的一致性,在对研究的数据进行统计整理基础上,进行信度分析。其中平均相互同意度0.8;内容分析的信度为0.89。 5研究讨论与启示 研究发现,数学课程标准含有丰富的计算思维元素。在数学课标中含有计算思维不同维度的相关元素,数据操作上以数据分析、数据可视化元素得到充分体现;建模仿真中对模型的评估是计算思维体现在课标中最多的元素,学生需要将模型与生活的现象建立联系,从而培养其对模型的敏锐程度,为此后模型的建立提供基础。此外,数学学科聚焦的数学建模能力,与模型设计、建设产生了紧密关联。计算思维所包含的系统性思考的能力,蕴含在相关数学知识点的学习中。计算问题的解决也在数学学科的课标中得到了充分的体现,其中的抽象元素与数学学科中的数学抽象紧密相关。此外,研究表明,数学学科有利于培养建模能力。在数学课程标准蕴含的计算思维元素中,建模仿真元素最高,达到25.37%。数学学科要求学生将数学的相关模型同生活中的现象建立联系,与计算思维的模型评估形成对应关系,有利于提高学生对模型的敏感度。同时,作为数学学科核心素养的“数学建模”聚焦于培养学生从生活的实际情境中发现、分析问题,建立、求解、验证模型的能力,与计算思维所要求的从问题中经过分析处理形成解决问题的模型一致。因此数学学科对计算思维中建模能力的培养提供了良好的基础和无限的可能。与此同时,数学学科为学生抽象思维的发展提供了基础条件。抽象要素在课程标准中多以数学抽象进行体现。数学抽象是数学学科核心素养之一,通过分析总结,可以发现数学抽象多以三种途径进行:(1)从实物的具体背景中,概括抽象出实物的一般结构、特征。(2)从综合的情境中,分离并抽象出数学问题、数学概念、数学命题。(3)从具体的实物或综合的情境中,抽离形成图形原型或几何图形。可以发现,三种不同的途径的共同点在于都需要从复杂的情况中,对各个要素进行处理,提取核心要素,并形成相关的结果。这与Weintrop等人提出的计算抽象(将想法的重要方面前景化,而将不太重要的特性背景化)是一致的。但数学学科弱化了对数据的相关操作。通过研究结果可以发现,借助计算机进行操作的数据处理上,数学学科停留在简单的数据分析和数据可视化上。数据可视化在课程标准中多体现为利用相关计算工具,绘制函数图像。其中包含希望学生能够运用相关计算工具绘制相关函数的图像,还包含希望教师能充分运用计算机软件向学生演示方程中参数变化对方程所表示曲线的影响。并没有充分挖掘机器对数据进行处理的优势,在关于数据的收集创建、操作甚至没有体现。综上所述,在课标中存在丰富的计算思维要素,因此理论上,在数学学科中对计算思维进行融合培养具有一定的可行性。 6结语 研究表明,在数学学科中对计算思维进行融合培养具有一定的可行性,但实验是检验真理的唯一标准。因此,计算思维融合培养的有效性还需要在实践层面对其进行分析验证,为在教育一线开展计算思维的培养作出贡献。一方面可以鼓励学者进行相关实证研究。另一方面,也可以鼓励一线教师就如何在学科中融合培养计算思维,展开尝试性的教学实践,助力计算思维的培养。本文的研究旨在探索计算思维在其他学科进行融合培养的可能性,但由于研究时间有限,仅仅以数学学科为例,进行相关的内容分析研究。本研究仅以数学学科为例,具有一定的典型性,但欠缺相关普适性特征。未来研究可以在本研究的基础上,采用其他合适的分析工具对数学学科的课程标准进行分析,以验证计算思维是否在学数学课具有学科融合从而进行培养的可能性。除了探究计算思维通过学科融合进行培养的可能性进行分析的相关研究,探究学科融合培养计算思维的相关教学模式、教学策略,也是未来的一个研究趋势。 作者:黄贤玲 杨宁 曹琦婷 单位:福建师范大学教育技术系 福建省厦门双十中学漳州校区
冶金技术论文:冶金自动化技术现状及发展趋势 摘要:目前我国冶金行业发展较快,但在去产能的大环境下,要求冶金企业进行结构合理化调整,大力发展冶金自动化技术,进而确保冶金企业的生产效率及质量。阐述了我国冶金自动化技术的发展现状,分析了当前我国冶金自动化进程中存在的问题,并指出了未来我国冶金自动化的发展趋势。 关键词:冶金自动化;过程控制系统;生产管理控制系统;企业信息化系统 近年来,我国经济及高新技术的迅猛发展,特别是自动化技术在冶金行业的大范围应用,促进了我国冶金行业的快速发展,但自动化技术在冶金行业实际应用的过程中仍存在较多问题,需要及时进行更新和改进。 一、冶金自动化技术发展现状 目前,我国冶金自动化技术发展较快,大多数冶金企业已推广应用,相关工艺流程不仅配备了先进的单机自动化系统,还安装了多功能管控一体化系统,尤其是宝钢股份等企业的自动化技术已达到世界领先水平。自动化技术的大范围应用,促进了冶金行业生产效率、产品性能、环保水平的提升和能源消耗的降低。目前,在基础控制和过程控制等方面,很多冶金企业的高炉、转炉和工业炉已经采用了DCS和PLC处理技术,并结合自身实际构建了企业信息网,且已成为当前冶金企业生产经营的关键性设施之一。 二、目前我国冶金自动化应用过程中存在的问题 虽然我国冶金自动化技术发展迅速,但是部分冶金企业在自动化应用过程中仍存在一些问题,可能会制约冶金自动化技术的深入应用,主要体现为以下3方面:——炼铁系统(铁、焦、烧)生产流程成本高,且存在大量生产残渣,影响周边环境质量;同时,其生产过程可视性差,物料投加及温度难以精确控制,可能影响生产质量。因此,为了确保炼铁生产过程的连续化和高效化,就要求相关计划控制及管理系统针对整体生产流程相关工序之间物流、能源消耗及生产时序进行精确预报,以保证相关信息能够及时反馈,进而在较短时间内即可对生产工艺及产品方案实施有效调整。——目前,仍有很多冶金企业在生产过程中采用人工经验控制炼钢终点的做法,这样不仅生产效率低、稳定性差、生产成本高,而且难以达到高质量冶金生产的需求。而目前,坚持产品万能化的传统冶金厂的生产规模和效益日渐缩减,激烈的市场竞争要求冶金企业产品专业化、生产集成化——产品生产工序少,生产设备可单机匹配,产品生产流程及时间明显降低——这就需要计算机系统对高复杂性的冶金生产过程进行统一管理,以实现生产信息和决策的及时传递。——企业信息化建设存在明显不足。当前部分冶金企业虽然实现管控一体化,但信息集成度低,且没有标准化的企业信息系统编码体系,难以实现对企业运营的实时管理。同时,部分企业供产销流程协调性较差,导致在整体流程的执行过程中经常出现各种问题,严重影响了运营效率。此外,一些冶金企业缺少市场、成本及质量等方面的相关数据信息和战略预测方法,限制了企业的发展。 三、冶金自动化技术发展趋势 针对上述问题,未来冶金自动化技术发展应集中于过程控制、生产管理控制和建立企业信息化系统3个方向。1.过程控制目前,我国冶金行业自动化已普遍实现了对冶金流程的在线连续检测及监控,未来应集成各种传感器、软测量、数据采集及数据处理等诸多技术,提升冶金流程在线检测及质量监控水平,对金属成分、温度尺寸、组织及缺陷等不同指标进行实时监测及判断;基于我国环保要求的日趋严格,未来要重点着手于实现对冶金过程全线废气及烟尘的实时监测;此外,集成机理模型、统计分析、预测控制、专家系统、模糊逻辑、神经元网络、支撑矢量机等各类技术,实现生产过程相关变量高性能闭环控制的目的,例如开发高炉顺行闭环专家系统。2.生产管理控制(1)生产流程信息集成冶金企业应重点开发铁—钢—轧横向数据集成及传递技术,实现生产过程管理、计划及控制等诸多方面信息的集成,构建并丰富企业相关数据库;基于数据挖掘技术,对生产管控过程决策提供信息保障。(2)计算机全流程模拟使用计算机仿真、多媒体、计算力学等技术,参考不同类型的冶金模型,实施流程离线仿真及在线集成模拟,进而提升生产组织、流程的高效性及新产品开发的质量。(3)增强冶金生产智能性冶金企业应从以下3方面着手,提升冶金生产智能性:——生产组织管理。依据事例推理及网络规则等相关技术,对于生产作业计划进行及时调整,进而增强生产组织柔性及敏捷性。同时,实现对不同生产工序参数的自动计算,重点针对相关生产计划实施全线跟踪及控制。——质量管理。重点集成数据挖掘、统计计算及神经网络分析等诸多技术,针对产品生产质量实施有效分析及预测,判断产品在生产过程中是否出现异常情况;基于各种故障诊断技术及相关计算模型,构建高效率设备使用情况预报系统,提升设备维修管理效率。——成本控制。引入数据挖掘及预报技术,构建成本管理、监控、预测模型,全面改进材料配比、能源使用效率,并实现成本动态核算,进而有效降低冶金生产过程的实际成本。3.建立企业信息化系统企业应建立高效的信息化系统,实现信息共享;实现企业信息系统编码体系标准化、企业异构数据/信息集成、协作制造企业的信息集成和管控一体化,实现企业实时性能管控;对供产销流程进行有效协调,实现订货合同、生产计划、制造作业指令、产品入库及出厂发运等诸多信息的统一,使企业从产品生产至销售形成有机整体,确保有效的计划调度及生产控制;确保对企业业务活动的成本及资金实现事前、事中控制;实现知识管理及商业智能等功能——基于企业或行业相关数据信息,依据一定规则构建数据库,采用在线分析及数据挖掘等方法,获得市场、成本及质量等方面的信息并进行战略预测,实现企业管理经验和集体智慧的形式化,以及对企业运营过程的合理化创新。 四、结束语 综上所述,目前冶金自动化技术应用范围大幅扩大,技术研发更新速度不断提升,市场竞争日益激烈。冶金企业必须推进自动化技术纵深发展,强化冶金生产各环节的质量、成本控制,才能从根本上提升企业的核心竞争力。 作者:戴峰 冶金技术论文:冶金行业电气自动化技术的应用 摘要:钢铁冶金行业作为我国的支柱性产业,在国民经济发展过程中扮演着关键性的角色。为了进一步提升产业自身的发展质量与生产效率,控制能耗,增强企业竞争能力,钢铁冶金企业在发展的过程中,以电气自动化为主要调整方向,持续深入对生产模式与经营模式进行调整和升级。从技术领域出发,促进企业的健康快速发展。本文以电气自动化技术为研究重点,在相关科学理论的指导下,全面分析钢铁冶金行业实现电气自动化技术良性应用的途径,为后续生产实践工作的开展提供了参考。 关键词:冶金行业;电气自动化技术;应用方式 引言 我国钢铁冶金行业在过往制度红利以及劳动力红利的促进下,其生产规模、生产能力以及生产技术等方面获得了长足进步,涌现出一大批具有世界影响力的钢铁冶金企业。随着劳动力成本的增加,钢铁冶金企业在的运营成本与人员费用所有提升,为了保证钢铁企业的利润空间,实现钢铁冶金企业的可持续发展,同时现阶段供给侧结构改革工作的持续进行,要求钢铁冶金企业立足于宏观经济发展需求,在现有的政策环境下,持续深入的提升生产效率,提升有效供给,发挥自身的经济作用与社会价值[1]。因此越来越多的企业将电气自动化技术应用与轧材、采矿、浇铸、选矿以及冶炼等不同的工艺流程中,希望借助于电气自动化技术的技术优势,保证钢铁冶炼工程中电力资源、氧气以及水资源的持续稳定供应,通过这种方式有效提升生产效率,减少不必要的资源浪费与损耗,控制企业运行成本,同时增强冶炼产品的质量水平,实现钢铁冶炼产业的有效供给,促进钢铁冶炼行业的可持续发展。文章立足于现阶段钢铁联合式生产模式的发展实际,全面分析冶金电气自动化技术的特点与优势,在此基础上,将星型拓扑结构代替原有的总线结构,实现钢铁冶金行业电气自动化技术应用方案的规划设置,增强钢铁冶金行业的发展质量。 1冶金行业电气自动化技术的特点 1.1电气自动化技术体系复杂 钢铁冶金生产流程繁琐、技术工艺要求较高,因此在实际生产的过程中,为了满足电力资源的使用需求,保证生产加工的有序进行,需要将电气自动化技术覆盖于整个冶金流程作业之中,借助电气自动化技术在电气设备安装、调试、维护以及技术升级等方面的优势,实现钢铁冶金生产硬件与控制运行软件之间的良性互动[2]。但是由于钢铁冶金生产工艺较为繁琐,电气自动化技术在覆盖的过程中,需要大量的技术、资金与人力支持,这就在一定程度上增加了电气自动化技术体系的复杂程度,也在增加了电气自动化技术在冶金企业生产实践过程中应用的困难性,使得冶金企业在短时间难以实现电气自动化技术在冶金生产过程中的有效落实。 1.2电气自动化技术对电气的依赖程度高 随着我国产业结构调整工作的深入开展,国内大中型冶炼企业在发展的过程中,逐步认识到企业发展过程中电气自动化技术的重要性,立足于企业发展的实际情况,不断进行技术优化与升级,吸收国外冶金电气自动化技术应用的有益经验,逐步构建起现代化的自动化生产线,而自动化生产线的运行,需要以电气技术为平台,对生产线运行过程中的各类信息数据进行传输与信号转换,增强了钢铁冶金企业生产线运行的流畅性与稳定性,提升了生产效率。 1.3冶金生产技术较为广泛 钢铁冶炼作为冶炼行业的重要分支,生产环节较多、生产内容多样,冶炼过程中不仅涉及到化学变化,还包含了物理变化等多样化的物质性态转变,这就要求钢铁冶炼企业在进行冶炼作业的过程中,对生产过程中的影响因素以及原料特性进行梳理,严格控制冶炼过程中物理变化以及化学变化过程中的各类参数[3]。电气自动化技术在应用的过程中,为了保证应用的质量与水平,需要从冶金流程出发,针对于不同的生产环节,推动冶金生产技术在冶金流程中的高效应用。 2冶金行业电气自动化技术的现实意义 2.1电气自动化技术在冶金行业中的应用能够有效提升冶金行业自身的自动化水平,推动其健康快速发展。电气自动化技术以信息技术为框架,实现了对钢铁冶炼流程的远程监测与科学调控,对原有钢铁冶金过程中所使用的相关技术与组件进行优化与升级,推动了我国冶金行业生产工艺与技术的现代化。同时电气自动化技术在很大程度上满足了冶金行业对于自身管理能力的提升要求,增强了钢铁冶金企业管理工作的科学性与高效性。电气自动化技术在冶金行业中的应用,在一定程度上促进了电冶金企业运行模式的改变,提升了企业自身的竞争能力,推动了冶金企业的健康快速发展。 2.2电气自动化技术在冶金行业中应用,降低了冶金行业设备维护与保养的成本,保证了电力资源的安全稳定供应。电气自动化技术体系下,计算机与冶金行业中各个终端相互联系,因此借助于相关软件应用程序就可以对系统运行过程中出现的各类故障与问题进行及时诊断与排除,借助于这种方式,在满足冶金行业中设备维护的基本需求的前提下,能够大大减少工作人员的工作难度与压力,提升了人力资源的利用效率,减少了不必要的费用支出[4]。 3冶金行业电气自动化技术应用遵循的原则 3.1电气自动化技术在钢铁冶金行业中的应用必须要遵循科学性的原则。电气自动化技术在钢铁冶金中应用目标的实现,要充分体现科学性的原则,只有从科学的角度出发,对电气自动化技术应用的现实意义以及技术操作流程,进行细致而全面的考量,才能最大限度地保证电气自动化技术满足钢铁冶金生产工作的客观要求,只有在科学精神、科学手段、科学理念的指导下,我们才能够以现有的技术条件为基础,确保钢铁冶金行业电气自动化技术应用工作的科学实现。 3.2电气自动化技术在钢铁冶金行业中的应用必须要遵循实用性的原则。由于电气自动化技术工作大多位于室外,使得电气自动化技术的应用环境较为简陋,难以实现电气自动化技术应用方案与相关施工技术的细致处理与操作。为了适应这一现实状况,电气自动化技术在进行实际应用的过程中,就要尽可能的增加自动化技术应用方案的容错率,减少外部环境对电气自动化技术应用活动的不利影响。电气自动化技术以及相关技术应用流程必须进行简化处理,降低操作的难度,提升应用方案的实用性能,使得在较短时间内,进行批量操作,保证钢铁冶金生产工作的顺利开展,减少不必要的费用支出,节约生产成本。 4电气自动化技术在冶金行业中应用的途径 电气自动化技术在冶金行业生产环节中的应用是一个长期的过程中,在这一过程中,需要相关技术人员明确电气自动化技术的特点与应用的现实意义,在科学性原则与实用性原则的指导下,以现有的技术为框架,促进电气自动化技术在冶金行业中的应用。 4.1继电保护在冶金行业中的应用 冶金企业电力系统在运行的过程中,为了实现对电力故障有效隔离,减少电力故障对于冶金生产活动的不利影响,增强电力资源供应的可靠性,需要进行继电保护机制的设置。电气自动化技术在冶金行业应用的过程中,技术人员可以将继电保护作为电气自动化技术应用的切入点,实现电气自动化技术体系下继电保护工作的有序进行[5]。为了达到这一目的,一方面技术人员要在科学性原则的引导下,需要根据冶炼行业的电力需求,进行输电线路纵连保护体系的建设,实现故障的有效排除,其结构如图1所示。在电气化技术体系下,技术人员可以借助于纵连保护的结构优势,一旦输电线路发生故障,输电线路两侧的开关根据电流与电压的变化情况,及时进行跳闸操作,实现故障部位的有效隔离,并在隔离的过程中,借助于相关设备对线路两侧的判量关系,对线路故障类型进行分析,为故障排除方案的设定准备了必要的数据参考。在进行纵连保护的结构设计的过程中,为了提升继电保护工作的效果,技术人员需要针对于单侧电源网络的电力特性,对短路电压以及电流进行有效保护。冶金生产过程中,对于电力资源有着较为旺盛的使用需求,电力系统内部的电压环境与电流情况与其他生产部门有着一定的差异,因此为了实现对电力系统内部电压与电流的有效调节,减少输电线路故障对于电压电流的影响程度,确保生产流程的有序开展,在实际应用的过程中,技术人员可以进行特定值的设置,当线路故障发生时,电流电压低于或者高于特定数值时,输电线路中的断路器自动断开,实现电力故障的有效排除。另一方面对冶金生产设备进行接地与电网保护,电气自动化技术应用于接地保护与电网距离保护的过程中,为了限制漏电电流,避免漏电电流对于设备的损耗,需要技术人员可实用性原则为指导,增加接地方案的实用性,实现电路保护装置工作质量与效率的提升。对于电网距离的设置则应根据线路故障的发生位置以及反应保护装置的距离,最终确定保护装置安装位置,从而最大程度的提升保护装置的工作性能,增强继电保护的实际应用效果。 4.2PLC技术在冶金行业中的应用 PLC作为编程逻辑控制器,借助于自身内部存储程序,实现了逻辑运算以及顺序的定时控制,有效满足了自动化生产线对于设备运行的客观要求。PLC在冶金行业中的应用可以实现不同生产环节间,信息数据的有效沟通与交流,进行通信环状网络的构建,提升冶金生产流程信息交互的流畅度。其在冶金生产过程中应用,极大地提升了冶金工作的管理水平,实现了工艺流程操控的科学化,例如在对炼钢吹风处理的过程中,可以使用PLC对风机的高低速进行编程,使其能够根据实际情况调节风速,满足生产需求。 5结语 为了推动冶炼行业的健康快速发展,提升我国冶炼行业的整体竞争能力,文章以电气自动化技术为切入点,全面分析冶金行业电气自动化技术的特点与优势,在此基础上以科学性原则与实用性原则为指导,从多个角度出发,采取多种形式,促进电子自动化技术在冶金行业中的科学高效应用。 作者:何英春 单位:本钢板材股份有限公司采购中心 冶金技术论文:计算机技术对冶金自动化控制的应用 摘要:我国地大物博,物产丰富,又有大量的矿产资源,金属矿产种类多样。面对着当前工业化的进行,冶金技术开始出现了新的形式,而随着信息技术的发展,计算机技术开始被应用于冶金技术当中。冶金自动化可以有效提高金属冶炼的效率,而目前计算机技术在冶金自动化控制中具有非常重要的作用,本文探究冶金自动化控制中计算机技术的有效应用。 【关键词】冶金;自动化控制;计算机技术 我国有丰富的矿产资源,我国一直重视冶金业的发展,随着我国经济建设的进行,冶金业已经成为我国当前非常重要的产业。面对着计算机技术的普及以及自动化潮流的来袭,冶金业也在逐渐使用计算机进行工作并且逐步走向自动化。我国的工业在我国整个经济体系中占有重要位置,而冶金业在工业中有占据了相当大的比重,可以说冶金业的发展对我国经济发展具有较大的促进作用。计算机技术对我国冶金业自动化控制是有着较大影响的,因此要注重冶金自动化控制中计算机技术的有效应用,保证我国冶金业与工业的发展,促进我国经济增长。 1我国冶金自动化控制中对计算机的使用 冶金自动化最早出现在上世纪50年代,那时的人会使用一些简陋的机械在冶金的生产过程中进行配合,等到计算机出现与使用,冶金行业在生产方面的管理系统以及全线控制才开始真正意义上的出现并且发挥作用,计算机技术能够对冶金自动化控制产生积极影响,促进其内部系统之间的配合。计算机技术是一种划时代的技术,它可以被应用于各个方面,在每个方面都能发挥出重大的作用,冶金自动化控制也是它的受益者之一。随着当今计算机技术的不断发展,其内容不断丰富,因此在应用于冶金自动化控制中也可以体现中更多的新内容。目前计算机技术能够应用于冶金自动化控制的各个方面,我国的冶金企业也正在以计算机技术作为依托来开发新的软件,让国产冶金软件在世界舞台上占有了一席之地,因此,我们可以得出这样的结论,冶金自动化控制十分依靠计算机技术,计算机技术能够在我国冶金自动化控制中发挥出更大的作用,计算机在未来还会继续发展,或许会为我国冶金自动化控制带来新的内容。 2冶金自动化控制中计算机技术的具体应用 2.1冶金企业信息管理 冶金企业自身的经营需要大量数据作为辅助,每一家冶金企业都拥有自身的制作工艺以及与工艺有所关联的工序,工艺与工序之间的配合促进了企业的正常运行,但是企业自身的活动也会因此而产生大量的信息与数据,只依靠人的力量没有办法对这些信息进行收集与整理,在企业需要这些信息的同时也无法对相关信息进行调动,人力不能做到的只能够依靠计算机技术来完成了,计算机技术自身拥有对信息的处理功能,企业还可以以计算机技术为依靠建立一个虚拟数据库,将企业在生产中出现的信息全部储存到该数据库中。对计算机平台应该聘请专业技术人员进行管理,保证其中信息的安全以及企业对信息的调度,对各种金属都应该有所记录,包括这些金属的来源、制作材料、制作工艺以及制作流程等,让企业在需要对这些资料进行应用时能够找到相应依据,提高企业整体的运行效率。 2.2冶金过程控制 我国的冶金企业已经以计算机技术作为基础建立相应的过程控制系统,控制系统中的每一个步骤都需要使用到计算机技术,我国各个冶金企业已经建成了与之相应的控制系统,其中包含了互联网、工业以太网等方面的内容,冶金企业对区域控制系统的管理因为计算机技术的使用而得到了加强,过程控制系统可以在冶金生产过程中将生产所需要的数据进行整理,以此来形成一个数据库,之后利用区域控制系统对该数据库进行分析,将其中所包含的信息整理出来,之后将各类信息发送到冶金过程中各个需要的流程之中。工业以太网是冶金控制系统中的核心组成部分,它在其中承担了许多功能,例如传感器、控制器以及检测器等,增强了过程控制系统本身的安全性以及控制系统中各方对信息的反馈能力与信息传输能力等,让冶金企业能够对整个工作过程进行实时掌握,了解每一时段的工作情况,一旦出现问题能够迅速反应,做出相应的解决措施,保证整个冶金过程的顺利进行。 2.3局域网络 计算机与互联网在冶金企业中的应用带动了局域网络的发展。在冶金企业整个自动化控制进程中,对相关的硬件的精度以及数量的需求都在逐渐提高,这无疑加大了计算机对设备进行控制的难度,当这些设备对计算机的指令进行接收时与自身进行实际操作时会产生一定的时间差,各个设备之间的交流目前也存在着较大问题,面对这样的情况,局域网络可以发挥出很好的效果,局域网络可以将整个系统划分为若干个部分,之后将各个部分以局域网络的形式进行连接与管理,加强了各个设备之间的交流,提高了冶金企业整体的工作效率。 2.4人工智能 计算机技术正伴随着它的大规模应用而进行发展,很多冶金企业也注意到了这一问题,开始进行对自家企业使用的自动化控制系统的优化与改良,让整个系统向着网络信息化的方向发展,很多冶金企业已经完成了这一部分工作并且取得了良好的效果。部分冶金企业也开始在冶金自动化控制中进行人工智能的研究,这一研究的内容为:运用当前网络自身所具有的优势,总结与冶金相关的各方面知识以及与之相关的处理方法,再利用计算机对自动化控制系统内的相关设备进行控制。可以说就是利用网络、利用计算机来对整个冶金过程进行管理。人工智能系统的技术依据仍旧是计算机系统,它利用计算机系统所拥有的强大计算能力以及对数据、信息的分析总结能力,对整个金属冶炼过程进行模拟,在实际进行中进行监管并且对错误进行指出与调整,让整个冶金过程能够更加顺利地进行下去。 3结语 科学技术与信息技术的发展带给许多行业新的面貌。冶金行业在我国古时就拥有长久的发展历史,到了现代更是我国经济支柱之一,格外受到重视,因此冶金自动化控制自从引入我国以来就开始受到关注,随着计算机技术的普及与使用让冶金自动化控制进入了一个新的发展时代,让它具有了更多的功能,带动了我国冶金行业的发展。 作者:韩骏 冶金技术论文:电气自动化技术对冶金行业的应用 摘要:电气自动化技术是现代社会发展的主要技术形式之一,新技术在社会发展领域的综合性探索,是提升冶金行业技发展速率,并逐步进行行业技术创新应用的发展新趋势,本文对电气自动化技术在冶金行业中应用分析,基于电气自动化技术的基本特点,对电气自动化技术在冶金行业的应用进行分析。 关键词:电气自动化技术;冶金行业;应用 网络信息传输结构的逐步完善,为现代社会的发展提供了技术开发的炫新渠道。电气自动化技术在传统工业应用技术的基础上,融合计算机自动化系统,实现技术应用效果的进一步创新,结合现代电气自动化技术的基本设计,对冶金行业的电气自动化技术进行分析。 一、电气自动化技术的特点 电气自动化技术是基于传电气技术的基础上,融合计算机系统中自动化技术,达到传统技术与新技术的综合性对接,提升冶金行业效率的作用,电气自动化技术的特点分析主要包括:其一,电气自动化技术的技术广泛性较强[1],技术兼容性大,电气自动化技术技术的融合发展是中包含计算机技术,生产系统技术等多方面技术,在社会发展的多个领域都可以得到融合应用;其二,自动化技术性高,电气自动化技术的实现主要是基于计算机设计系统的基础上,从系统的单一性操作向集中化转变,大大提升了现代冶金行业整体生产加工效率;其三,电气自动化技术的安全性高[2],冶金行业是工业生产的主要领域,冶金行业的金属冶炼整体技术的应用与分析具有相应的危险性,实施电气自动化技术可以实现冶金行业危险职业由自动化代替人工操作,使冶金行业的安全性得到保障。结合以上对电气自动化技术基本概念及特点的分析,结合现代冶金行业对电气自动化技术的应用进行综合性探索,实现现代电气自动化技术在社会发展中的作用。 二、电气自动化技术在冶金行业中的应用 电气自动化技术在现代冶金行业的应用,实现了现代冶金行业生产效率的提升,生产系统一体化发展,并在电气自动化技术的逐步应用中逐步进行技术额综合性探究,从而实现现代工业生产技术的综合性完善的探究。 (一)冶金电力保护中的应用 电气自动化技术在冶金行业的应用,实现了电力资源供应系统电力资源应用结构的自动化发展,电力供应是冶金行业的发展动力,电气自动化技术的应用中包含了电力供应,例如:冶金领域的电气自动化趋向能保障电力资源供应中及时为冶金机械的加工生产提供相应的电力供应保障,同时实现电力供应资源的科学循环发展;另一发面,电气自动化技术在冶金领域的应用也可以达到现代冶金体系职工继电器的保护作用。例如:电力供应系统中继电器的检测保护主要包括继电器的运转信号的采集,分析,判断以及诊断几部分,电气自动化技术可以将这一过程综合为一个整体,并及时将冶金领域的供电系统进行电力维护,实现冶金行业的继电装置供电稳定性提高,电压应用的稳定性提升。 (二)冶金生产传感器 冶金行业中电气自动化技术的应用,在冶金行业的生产传感器的应用上具有体现。电气自动化技术中传感器技术可以把外部接收的信号转化为内部信号,自动化系统在计算机系统的控制作用下,能够快速的进行信号传输整理,在较短的时间内将冶金中接收的外部信号转化为电信信号。这一过程是冶金生产得以全面性自动化实施的基础。例如:冶金行业的技术应用主要是通过外部冶金材料的信息判断,到达控制性内部冶金加工的温度,加工的时间等问题,由此可见,冶金生产中传感器的应用是发挥电气自动化技术作用的技术基础。 (三)冶金温度检测器 电气自动化技术在现代冶金行业的应用中,温度检测器也是主要技术之一,温度检测器与压力传感器的应用往往是结合使用。一方面,冶金温度检测器在冶金领域的应用主要是从冶金生产的外部控制对冶金自动化具有控制作用,例如:钢铁冶炼的最佳温度,钢铁冶炼的外部温度和钢铁熔点之间的关系,冶金温度检测器的作用是通过系统对冶炼中温度的辐射温度收集进行信号传输,为电气自动化技术操作系统提供冶金中所需要的信息内容,把握冶金中温度的均衡性发展;另一方面,压力传感器技术是对冶金中的受压情况转化为技术分析,并将收集到的压力直接转化为信号,实现信号PLC控制中心的冶金环节的综合性控制分析。 (四)PLC技术应用 PLC技术是电气自动化技术的核心部分,PLC技术也可以叫做可编程逻辑监控器,冶金领域的的自动化控制技术在计算机系统的基础上,实现冶金生产环节的的生产环节的一体化管理。例如:PLC技术在钢铁冶炼行业中应用,可以实现钢铁冶炼环节脱硫、熔炉、除氧、转化以及水循环等环节的一体化控制,同时及时进行冶金环节的生产电波综合性转换,PLC技术的实施大大提升了我国冶金行业技术转换与循环的结构循环;同时,PLC技术的应用也可以与化学处理技术,冶金材料的运输部分结合在一起,扩展了现代电气自动化技术在冶金领域的综合应用。例如:PLC技术与冶金钢材运输结合应用,现代冶金技术的综合运输交流中采用PLC编程系统设定冶金产品的加工包装,将冶金行业的技术应用与技术应用综合性融合。 (五)冶金生产变频器的应用 电气自动化技术在冶金行业的应用也逐步达到冶金生产变频器的综合应用,变频器可以实现冶金电力资源供应中实现直流电转化为交流电再转化为交流电的系统性电力应用应用过程,新的电力供应系统在冶金行业的应用大大提升了冶金技术设备的变频速率,同时保障电力资源应用整体规划结构的电力信号在较短的时间内可以与系统接收传输信号进行同步融合,变频器的综合性拓展完善了传统冶金行业单一的电力资源应用作用,从不同的角度对电力资源的供应与传输进行多样化的融合。结合以上对电气自动化技术在冶金行业的技术应用分析,积极探索现代工业生产加工技术的未来发展趋势,推进我国工业生产技术的创新探索。 三、结论 电气自动化技术的综合应用,是现代工业发展的主要技术形式,基于电气自动化技术的基本特点,对电气自动化技术在现代冶金领域的开发与应用提供新的探索空间。 作者:陈建宏 何寅钦 单位:宁波宝新不锈钢有限公司 宁波东投置业有限公司 冶金技术论文:电气控制技术对冶金产业的运用 摘要随着科学技术的迅速发展,我国冶金产业也随之发展起来,并逐渐向着现代化方向发展。冶金企业工作效率显著提升在积极引进电子技术及信息技术等之后,企业的自动化系统运行也更加稳定,其中的电气控制技术在冶金产业中具有更大作用,一方面促进了钢铁及冶金行业快速发展,另一方面满足了社会对钢铁、金属等的需求。本文将重点探讨下电气控制技术在冶金产业中的运用,为其未来发展指明方向。 关键词电气控制技术;冶金产业;运用 冶金企业受科学技术发展进步影响,企业的技术及设备也越来越先进,工作效率也随之提高。随着我国社会经济的迅速发展,人们物质生活水平也不断提高,对冶金产品也提出了更高质量要求,需求量也逐渐增大,面对这种情况,冶金企业应积极优化改进使用技术,进一步提升冶金产品质量,从而促进冶金产业快速发展。 1冶金电气控制技术的特点 1.1涉及技术内容比较广 冶金企业生产工作过程中会涉及多项环节,而且环节间连续性较强,生产加工冶金产品包括了物理变化及化学变化,其中也存在着多项不确定因素,突变可能性也较大,因为涉及技术较多,发生波动现象的几率也较大。冶金生产要想更稳定地开展,首先要控制好原料成分,提升生产技术,制定出最佳生产流程方案,并及时进行生产过程中动态调整,确保冶金产品的质量及产量。 1.2技术难度大,生产工艺较复杂 冶金产业的电气控制技术较复杂,难度也较高,需要软硬件积极配合使用才能更好地应用自动化系统,此外还应做好细节优化工作,根据企业实际生产情况,调整生产工艺流程。将提高冶金产品质量作为原则,积极提升生产效率,这种工作对技术人员要求较高,工作人员不仅要具备一定专业知识及技巧,还应具备一定工作经验。 1.3较强地依赖电子技术 冶金企业积极向现代化方向发展过程中,积极引进并使用自动化技术,电子自动化技术是冶金企业的自动化控制系统的必备之物,企业只有合理使用电子技术,才能更好地进行自动化生产,冶金电气控制技术对电子技术依赖性较强。 2电气控制技术在冶金产业的运用情况 随着计算机、通信及网络技术的迅速发展,计算机控制技术出现了巨大变革,电气自动化控制技术是计算机控制技术变革的代表,它广泛地应用于电力、能源及环境等行业中,有效地改善了人们的工作环境及生活质量,增强了企业竞争力。电气自动化控制技术中的SCADA系统(监测监控及数据采集系统)和DCS系统(分布式控制系统)是典型代表,也是应用最广泛的,下面具体分析下SCADA系统在冶金产业中的运用情况。 2.1SCADA系统结构 SCADA系统能够对分布距离远、生产单位分散的生产系统进行数据采集、监控及控制,它的物质载体是计算机,系统以此物质载体为基础控制生产过程并进行自动化调度,有效地实现了现场设备的监视与控制,系统结构主要由远程控制单元RTU、通讯网络及中心站构成,不同应用领域对SCADA系统的发展也存在差异。 2.2SCADA系统在冶金产业中的运用 冶金产业属于能源行业,因此SCADA系统在冶金产业中的运用属于能源SCADA系统,这个具体的电气自动化控制技术主要监视、控制能源相关设施设备,系统工作运行中会涉及风、水、电等多种能源介质。SCADA系统在冶金产业的运用主要表现为2种主要功能的实施:1)数据采集功能,在SCADA系统中输入企业所需的能源数据,这些能源数据从企业能源管理中心获取,然后经过远控、监视及数据分析、计算等后,就能实现生产的调度指挥。进行过上述一系列实际操作后,也能连接计量中心、ERP管理系统等通过数据交换获取能源的产供、生产及设备检修计划等一些数据信息,确保企业所有人员能够对能源数据进行共享管理。2)监控功能,能源SCADA系统使用了无人值守管理技术,将涉及到的煤气柜、煤气加压站等燃气区域内进行无人值守,能源中心集中监控这些区域的情况,这有效提升了冶金能源企业劳动生产率,也能及时调整能源平衡,减少煤气排放,在快速处理异常运行情况及提升能源系统整体安全性方面具有良好的效果。此外,还能对能源管理中心下的供配电站、压缩空气站等进行系统进行实时监控与调整。 3电气控制技术在冶金产业运用的发展方向 3.1电气控制技术核心科技更具有原创性 科学技术是产业改革创新的源泉,我国的冶金工业科技研究从建国以来取得了历史性进步,有些冶金企业已经进入了国际领先水平,但是因为基础薄弱、起步较晚及缺乏科技人才相对缺乏等等,还不能很好地与欧美、日本等国家在总体技术实力上进行抗衡。我国的相关科研人才应扬长避短、发挥自己优势,研制出一套先进的冶金工业自动化控制技术体系。衔接配套好相应的软硬件,促进产学研的结合,进一步改善操作控制系统,提升冶金生产工艺水平,积极走自主研发发展道路。我国的首都钢铁集团在这方面做得就比较好,创造了数字化炼钢模式,改善生产流程在原有冶金流程上,并在控制系统运算比对上使用智能仿真技术,经过仿真模拟计算之后,从而将最佳控制效果调整展示出来。 3.2整套控制系统实时性及可靠性提高 电气控制技术的最大优势是实时性及可靠性,电气控制系统会采集最新数据,并对其进行综合分析及科学处理,具有实时、可靠及高效的特点。钢铁企业如果单纯生产生铁、粗钢等一些低端产品时,实时性要求会较低,但是若生产那些高端的钢铁产品如镀锌板、彩涂板及钒氮合金等时,就需要对提升整个系统运算速度、进行实时诊断、布控及处理,更好地及时发现问题,然后调整参数配比,进一步改善冶金生产工艺。 3.3数据挖掘及运用的实现 未来冶金产业使用电气控制技术时,会重视数据挖掘及运用的实现。钢铁及冶金产业应积极改善整套控制平台系统运行质量及水平,确保能生产出优质的产品,这是提升钢铁及冶金产业竞争力的关键。企业实现自动控制及精细化管理,应重视收集、整理及分析实时数据参数,优化数字模型的全过程。冶金产业的工程技术研发更普遍地使用数据挖掘,数字模型及控制算法也被广泛地引入生产中,冶金及钢铁工业的自动化控制系统未来将有更为广阔的发展空间,也会有更强大的发展动力。 4结论 随着科学技术的不断发展,产生了冶金产业的电气自动化控制技术,这种技术是科学技术的产物,也为冶金产业健康可持续发展提供了支持。电气控制技术优化与改进,能够有效提升冶金产业的生产效率。使用这种技术,也能保证冶金生产流程的规范化,促进我国冶金产业向着良好方向发展,是冶金产业发展的主流趋势,因此冶金企业应积极引进先进的自动化控制技术及设备,分析冶金企业对电气控制技术的运用情况,结合技术特点及冶金企业实际发展状况,明确电气控制技术在冶金产业运用的发展方向。 作者:周志红 单位:中国一冶集团有限公司 冶金技术论文:冶金机械设计关键技术的应用 【摘要】随着社会经济的发展,我国污染问题日渐暴露出来,各行各业的“绿色发展”意识越来越强,并借助先进技术设备和手段进行了一系列的生产工艺改革、优化。在这样的环境背景下,冶金机械设计关键技术也顺应了时代的发展潮流,大有向绿色技术转变的趋势,为推动冶金机械行业的可持续发展创造了有利条件。本文以“绿色”为基点,在对冶金机械设计关键技术发展作出简要分析和论述的基础上,就冶金机械设计的关键技术应用进行了研究。 【关键词】冶金机械设计;关键技术;发展;应用 1前言 在先进科学技术的大力推动下,我国冶金行业展现了勃勃生机,未来的发展前景不可限量。冶金机械是冶金行业发展的基础,是冶金企业生产经营的重要资源,其先进与否直接决定了冶金行业及企业的发展层次。而冶金机械设计又是冶金机械制造、生产与使用的前提和基础工作,其对先进关键技术的引入显得尤为重要。知识经济、创新经济时代背景下,不断有新的冶金机械设计关键技术被开发出来,并被广泛应用于冶金机械设计领域,为冶金行业及冶金企业的发展创造了良好技术环境和条件。有关冶金机械设计关键技术的研究受到了社会各界的广泛关注和重视。 2冶金机械设计关键技术的发展 绿色理念指导下的冶金机械设计关键技术开发加上了更多的条框限制,也被赋予了多样化的技术色彩,它不仅强调了是满足冶金机械设计需求的关键技术,还实现了冶金机械的节能、环保。绿色关键技术支持下的冶金机械设计在某种程度上延长了冶金机械的使用周期,它通过封闭环形设计,帮助冶金企业实现了产品的循环再利用,对环境保护具有重要的作用和意义。同时,绿色冶金机械设计关键技术还把环境影响因素纳入到了考虑行列,对各阶段的物流输入输出进行跟踪,建立了环境损坏风险评估体系,可以对冶金机械运行环境进行更好地监测,有效保证了冶金机械设备运行安全,有利于环境保护。相比传统冶金机械设计关键技术,新型关键技术更加注重冶金机械的节能设计,大大提高了生产材料的利用率,减少了材料处理过程中有害物质的排除,最大限度地保护矿产资源的同时,保护了生态环境。 3冶金机械设计的关键技术应用 作者基于对冶金机械设计关键技术发展的认识,从材料甄选、噪声治理以及废弃处理三个方面谈论了冶金机械设计的关键技术应用,并提出了一些应用建议,以供参考。 3.1应用于材料甄选 材料甄选对冶金机械设计质量的影响无疑是重大的。冶金机械一般都会有固定的使用寿命,但是也会随使用环境的变化而有所变化,报废是其始终无法回避的结果。因此,为了进一步发挥冶金机械的社会效益和环境效益,我们在设计使用冶金机械材料时,应该尽量选择一些易分解、可再生的新型材料,把冶金机械设备报废对环境的影响降至最低。长期以来,铁、铜及其合金材料是冶金机械设计的主材料,它们的特性基本满足冶金机械设计的技术要求。但是,冶金机械单单依靠这些金属材料是不可能完成整体设计的,还会不可避免的使用到橡胶、玻璃以及塑料等,而这些材料又是很难分解和回收使用的。所以,冶金机械设计的过程中,应该时时关注材料市场的动态变化,在达到使用精度要求的基础上,尽量选用绿色材料,减少环境污染性材料的使用。 3.2应用于噪声治理 冶金机械工作的过程中,不可避免的会因振动而产生不同程度的噪声污染,不仅不利于职工的身体健康,还给周边居民的工作和生活带去诸多不便。我们在利用关键技术进行冶金机械设计时,应该充分考虑伴随机械振动产生的噪音污染,深入分析冶金机械振动发生的原因,有针对性地采取一系列减震措施,发挥绿色关键技术的功能和优势,例如,对部分零部件进行减震处理如发动机等,可选装一些减震性能优良的弹性支撑。与此同时,我们还可以在市场上选配一些减震效果好、噪音低的发动机以及装配精良的齿轮减速箱,并注重对各机械零部件的日常维护保养,根据实际情况,定期涂抹润滑油等,减少机械部件摩擦产生的噪音。除了合理选用冶金机械配件,冶金机械设计师还应该提高自身的技术要求,认真合算各设计部件的尺寸,保证部件连接的紧密性,提升部件之间的匹配度。 3.3应用于废弃处理 冶金机械生产的过程中,总会伴随着一些废气、废水、固体废弃物的产生与排放,如若处理不好很容易对自然环境造成严重污染。但是,受现有技术水平和条件的限制,还很难实现冶金机械的废弃物零排放。现阶段,我们能做的就是尽量减少污染物产生和排放,并加强废弃物处理。在冶金机械设计的过程中,我们应该始终秉承绿色设计理念,利用先进技术手段和设备,对冶金机械进行封闭循环设计,具体而言,可以在冶金机械排放废弃物的末端,加装对应的废弃物搜集和处理设备,在废弃物尚未消散在环境的阶段,把废气、废水以及固体颗粒等积聚在容器内,并采用先进技术设备和手段进行分类处理,在确定检测结果达到排放标准之后,方可排入环境当中。对于重复使用的资源,冶金机械还应该设计回流系统,通过先进技术处理后,把回收资源重新投入到新一轮的生产当中,如此降低环境污染的同时,还提高了冶金机械的资源利用率,对提高企业经营效益具有重要作用。 4结语 总之,冶金机械设计关键技术的发展将偏向于绿色化,而且其应用也会更加广泛。由于个人能力有限,加之冶金机械设计关键技术发展日新月异,本文的研究可能存在不足,因此,希望其他学者持续关注冶金机械设计关键技术的发展,并结合其技术特点,提出更多的应用策略,以提高冶金机械设计的质量,推动冶金企业及整个行业的可持续发展。 作者:赵春旺 单位:天津天铁集团第一炼铁厂 冶金技术论文:冶金企业节能减排生产技术分析 在实际的钢铁生产过程中,除了会消耗掉一些能量外,还会排放出一氧化碳、二氧化硫等有毒气体。在此种形势下,为全面降低对环境及大气层造成的污染,实现自然生态及人类身体健康的保护,冶金企业采取科学、有效的节能减排生产技术具有非常重要的现实意义。 1我国冶金企业当前节能减排生产技术情况 随着我国钢铁业技术水平的提高,一系列环境友好型工艺技术,如干熄焦技术、高炉喷煤技术、以及炉外精炼技术等,均得到了较为广泛的应用。然而,相比于国外,我国冶金企业在有效利用能源方面,有着不小的差距。具体展开分析,此种差距主要体现在烧结、焦化、炼铁及转炉等钢铁生产工艺上。由此可知,为实现能源的充分利用,达到节能减排及环保的目的,冶金企业就需要加大对传统工艺的改进及新技术的应用力度[1]。 1.1焦化方面 ①干熄焦技术:通过应用此种技术,可将80%左右的红焦显热进行回收,并降低焦化工序约60kg标煤/t左右的能耗。除了具有显著的节能效果外,干熄焦技术还能大大减少采用湿熄焦技术时排放粉尘、硫化物等有害气体的量,从而实现生态环境的改善。②炼焦配煤优化系统:配煤指的是根据一定的比例,均匀配合两种及以上的单种煤料,从而制造出焦炭;而炼焦配煤优化系统则是将经验配煤的方法有效转变为精确度高的数值化配煤方法,在节约煤炭资源、降低配合煤成本、确保焦炭质量的基础上,促进冶金行业朝着科学化、精细化方面发展。 1.2烧结方面 ①烟气烧结技术:在利用低温烟气余热进行发电时,需要应用到梯次科学利用废气温度以及高效、低耗余热回收系统等核心技术的。在开展低温烟气余热发电建设项目时,通过应用上述核心技术,可大大提高烧结矿的发电量。②催化燃烧烧结助剂:除电能外,烧结还需应用到焦粉或煤等,而将催化燃烧烧结助剂加入其中,则可进一步促进烧结效率及烧结矿强度与厚度的提高,进而达到节能减排的目的。 1.3炼铁方面 1.3.1高炉喷煤助燃剂:在采用高炉开展喷煤操作时,关键技术是将喷吹的煤粉燃烧完全。我们可通过检测除尘灰来得到煤的具体含量,但,除尘灰中会含有50%及以上的碳粉,这就表明在高炉中,将喷吹的煤粉并没有燃烧完全。此时,为实现喷吹煤粉的燃烧效率及利用率的提高,就需要将助燃剂添加在煤粉中[2]。1.3.2TRT与CCPP发电技术:①TRT(即回收透平高炉煤气余压发电装置)指的是将高炉炉顶煤气的余热及余压转化为机械能,从而实现驱动发电的一种发电装置。通过应用此种装置,可起到充分回收高炉内煤气余压能量的作用,同时还发挥出了改善炉顶压力控制品质、净化煤气的作用。②CCPP(即联合燃气与蒸汽的循环发电装置)指的是将低热值高炉煤气作为燃料的一种联合循环发电机组。此种发电装置可借助高炉中富余、放散的煤气进行发电,既可实现大量电能的获得,同时还能达到煤气零排放标准,极大程度上减轻对环境的污染,具有绿色环保的意义。 1.4炼钢方面 回收利用转炉煤气:转炉内部在冶炼过程中,一直处于高温状态,当温度为1600℃左右时,就会发生碳氧反应生成一氧化碳气体,也即转炉煤气。在转炉炼钢时释放的能量,其载体主要是高温媒体,此时,为达到负能炼钢的目的,继续将煤气回收的数量及质量尽可能提高。②干法除尘技术:当前,冶金企业主要采用煤气湿法与煤气干法来净化回收氧气转炉炼钢。其中,相比于湿法除尘,干法除尘具有更为显著的社会经济及环境效益,究其原因,主要是干法除尘技术具有非常高的净化效率,无需进行污水处理;且具有较小的系统阻损与较高的煤气发热值,可直接利用回收的粉尘,充分达到了节能的目的。 2冶金企业节能减排生产技术未来的发展趋势 2.1焦炉朝着大型化方向发展,非回收型炼焦技术应用愈发广泛 现阶段,我国部分冶金企业主要采用最为先进的7.63m超大型焦炉作为焦化系统,热能回收则采用了干熄焦技术,装煤系统则采用了负压抑尘无烟技术,可进一步促进焦化系统朝着节能减排的方向发展。此外,美国的Sesa炼焦公司为降低生产焦炭过程中造成的环境污染,加大了非回收型炼焦技术的开发及应用力度,通过直接燃烧化工副产品而获得热能,在生产时不会排放明显的污染物,大大改善了焦炭产量及质量[3]。 2.2COREX熔融还原炼铁技术的应用 当前,在炼铁系统中,应普遍应用的节能减排技术有煤气回收、富氧喷煤以及双预热高风温热炉等。而作为一种成熟的炉外炼铁技术,COREX熔融还原炼铁的概念便是在熔融状态下,通过借助碳转变成二氧化过程中释放的热量,从而完成铁氧化物的还原反应。在理论上,通过应用此种技术,可实现碳的最低消耗,实现节能减排的目的。 2.3氢冶金技术的应用 在冶金企业中,其炼钢系统采用的技术主要有煤气回收、全连铸以及气化冷却等,同时还加大了冶金固废的综合处理及再生利用工程的建设力度。通过应用这些新型的技术,可将污染物的排放降至最低。考虑到焦炭及炼焦煤等资源的匮乏,对传统冶金工业的发展造成了重要的影响,因此,加大氢冶金工艺的发展力度,是切实可行且具有显著优势的。在开展铁氧化物还原反应过程中,通过应用氢气,可实现二氧化碳的零排放。但需要解决的问题是如何采取有效措施获得廉价且丰富的氢气资源。 3结语 综上所述,当前,我国冶金行业利用资源的方式已逐渐朝着循环再利用的方向转变,并在炼铁、炼钢系统的能源消耗研究、废弃处理利用以及节能减排新技术应用等方面,取得了较为理想的成绩,但与国外先进水平还有着不小的差距。因此,在今后的生产过程中,需加强对生态冶金技术的认识以及对节能减排生产新技术的开发及利用力度,促进冶金企业全面朝着生态化、环保化的方向发展。 作者:李宏亮 单位:重庆钢铁集团设计院有限公司 冶金技术论文:冶金行业电气自动化控制技术分析 一.冶金工业自动化控制技术的创新与发展 随着我国冶金行业的快速发展,科学技术进步日新月异,我国冶金电气自动化技术应用取得了显著的成效。我国不断引进大量自动化控制技术,进一步提高冶金生产集成控制水平。企业经过初期的资本积累,从原料准备到生产出最终产品,注重将资金投入到研发新技术、新工艺上。繁杂的生产工艺既促进了自动化控制技术在冶金行业的应用,也给企业带来了旺盛的生机和活力。在冶金企业的生产过程采取引进部分先进技术,不断发展中对自动化控制技术,实现适合自身发展的电气自动化设备的功能提升和技术创新。 二.冶金电气自动化技术的基本特点 20世纪80年代以前,冶金电气自动化技术的特点主要表现在适应冶金企业生产需要,主要从国外引进冶金工程自动化系统控制软件,基本属于流程型。到后期,冶金工程自动化系统控制软件技术的应用与创新有较大提升,生产过程工艺环节逐渐变多、连续性增强,逐渐意识到自主研发的重要性和适用性,而且包含有复杂的物理和化学过程,实现了较大的历史性转变。随之而来,生产流程存在着各种突变和不确定因素,更加注重向技术要效益理念的培育。其中,原燃料成分和生产技术条件经常发生波动。为确保新一代冶金工业工程自动化系统控制软件平台的应用冶金生产的顺利进行,生产人员需要根据生产工艺要求对物料、能量、质量等,制定最优的生产作业计划,推行自动化管理,使得冶金工业自动化管控效率和水平达到了国际领先地位。 三、冶金电气自动化技术的重要作用 随着工业技术的进步和自动化控制软件的研发,在生存中求发展的历史阶段下,冶金电气自动化技术在生产过程中发挥着越来越重要的作用。兴起了自主研发的冶金工业工程自动化控制平台技术类软件,大幅度降低人工操作故障率。在应用水平、管控质量、运行效率等方面通过采用冶金生产应用电气自动化技术,在很多环节和细节,创造出可观的经济效益。变人工操作为自动化操作,逐渐取代进口软件,使所用相关设备按照程序逻辑,优于国外进口自动化系统控制软件。按部就班的进行,在工业生产中得到了较为广泛的采用和实践,大幅度减少人力,使得国有大中型企业领军的能源管理控制系统等领域有了长足的进步和提升,从而节约生产成本。基于节能环保与钢铁产品制造流程优化的设计,保证设备正常运转,提高工作效率。 四、冶金自动化控制系统的未来发展趋势 早期的冶金工业自动化控制技术的应用主要局限在装备性能、产品质量、生产成本、运行效率等。虽然在创新的路上经历一些磨难挫折,但我国的电气自动化冶金控制技术已经取得了很大的发展,基本实现了生产效率的最大化、生产能耗的最小化。但也存在一些问题,例如我国各地的冶金技术水平仍然存在未来亟待解决的不平衡问题,因此对钢铁工业生产的结构、功能以及效率进行进一步优化和改善,自主研发创新已经成为未来发展的趋势。(1)提高并改善自主集成数字化控制系统的水平加强对制造整体流程的研究和投入。在坚持原有钢铁工艺流程的基础上,加大计算机模拟仿真技术研究,对生产过程进行改善,引入绿色环保、节能降耗等理念。改进控制系统的同时,也提高了生产效率。在数据采集方面利用最新的仿真计算,防止不合格产品的产生和资源的浪费。对历史生产过程调整模拟,建立广义模型、优化和完善控制技术过程,在脱离冶炼过程下改变参数与模型,从毕建良而实现全程自动化控制。(2)自动化控制技术数据挖掘与应用通过改善自动化控制系统的水平,对钢铁工业各环节产品实行实时监测、评估与控制生产出优质的钢铁产品,运转高效、误差率较低,工业产品质量得到有效保障。在钢铁自动化控制系统中,基于在线分析检测监控技术,对生产过程的实时数据进行收集整合,实施动态实时监控。并通过数学模型的优化,研发出对生产设备实施全过程实时诊断的新型自动化控制技术,达到对生产过程的精细化管理以及生产的自动控制。(3)冶金自动化控制系统优秀的服务提高冶金自动化控制技术核心科技的服务是技术产业之源,需要由被动服务向主动服务转变。以科学理论的研发为基础,对服务的质量要求与日俱增,可以在冶金工业科技研究领域取得历史性进步。目前,冶金企业追求一种零故障的目标,这就要求自主研发一套先进的冶金工业自动化控制技术体系。除了设备软硬件配套衔接,本身的检修外,还需要产学研相结合,改善操控系统。提供标准化的服务,提高生产工艺技术水平。(4)冶金自动化控制系统要不断开拓创新自动化控制系统产业创新主要以技术创新为基础,要想长期生存并保持旺盛的生命力,必须走自主发展的道路,取人所长补己所短,发挥自身优势,不断开拓创新。未来一些新技术,在其原有冶金流程的基础上,融入到自动化控制系统中,例如将智能仿真技术运用在控制系统运算比对上。机电一体化测量也必将取代现代的测量技术,通过仿真模拟计算,将测量精度大大的提高,调整出最佳控制效果。 五、冶金工业自动化控制系统的建议 我国建国以来,冶金工业自动化控制技术取得了很大的进步,步入国际领先水平。但是由于科技人才相对缺乏,与国外的一些先进技术还有不小的差距,在总体技术实力上还无法抗衡。因此,笔者提出如下建议:(1)提高整套控制系统的实时性和可靠性当前,由于我国企业在某些方面技术的不成熟,对实时性要求偏低,硬件技术的差距仍然很大。想要产出优秀的大型自动化控制系统,需要对各项数据进行综合分析并进行科学处理;相关专业人才应该开拓创新,提高整个系统的运算速度,研发出属于自己的硬件技术与产品,及时调整参数配比,进而迅速缩小与世界领先技术的距离。(2)要实现数据挖掘和运用通过采集最新数据,改善整套控制平台系统的运行质量和水平,加大创新意识,走自主研发道路。加强宣传推广实时性和可靠性的优势,增加企业与科研机构等的合作研究。注重对实时数据参数进行收集,促成冶金生产的电气自动化技术及其应用的更新和发展。对数字模型经过全过程优化,实现冶金工业的健康、和谐和可持续发展。 作者:毕建良 冶金技术论文:计算机技术在冶金自动化控制的应用 虽然当前国内冶金行业已经广泛的引入了自动化控制系统,但和西方发达国家比起来,国内的自动化水平依旧还有很大的差距,部分关键技术依旧需要进口,国产化水平较低。所以,冶金行业技术人员应当更加深入的进行研究,开发出符合国内冶金行业实际的软硬件系统,为冶金企业创造更多效益。 1计算机在冶金过程中的应用 在自动化产品方面,以计算机为基础的分布式控制系统逐渐开始替代过去的DCS系统,尤其是最近几年开始应用的现场总线、工业计算机以及网络信息技术。计算机过程控制系统将工艺知识、数学模型、专家经验以及智能技术有机的融合在一起,从而构成了一个全面完整的数据信息资源库,利用分布式控制系统结构,借助于工业以太网和传感器、控制器等进行连接,能够实现冶金企业生产情况的实时监控,有效的增强了系统的稳定性与控制型。比如说轧制作业,如下图1所示,我们在轧线上安装好板型控制、位置控制、厚度宽度控制等仪器,将获取到的信息通过PLC控制器传输到过程控制计算机中,在计算机进行分析之后,再借助于工业以太网传送到管理机,管理机根据这些数据信息发出操作指令。这样一套完整的管控一体化信息系统能够帮助我们对轧制生产的全过程进行有效控制,在很大程度上增强了冶金企业的自动化控制水平。 2人工智能的应用 所谓人工智能系统即是将神经元网络、专家系统以及模糊系统联系组合而成的控制系统,借助于模糊逻辑方式对传感器获取的测量数据实施判断与评价,从而发出相应的控制指令。在冶金自动化控制系统中,借助于计算机网络的优势,对冶金企业各方面的专业知识以及核心处理方案进行评价,通过计算机对相关设备实施智能控制。简要的说,即是将实际生产需要的工艺计算以及实际控制输入到计算机之内,而计算机通过模糊的逻辑方式对产生的情况作出深入的分析,从而再发出具有更高精确性的操作指令。现阶段国内大多数钢铁冶金企业都实现了从基础自动化到网络信息化的转变,也实现了冶金生产全过程的自动化控制。在网络化的技术前提下,我们能够实现对专家系统的开发升级,从而让冶金生产过程中的各项数据信息得以共享,作业人员只需要在操控室便能够进行控制与作出技术决策。 3计算机在企业信息管理中的应用 在冶金企业的生产过程中往往会形成大量的数据信息,若我们通过人工采集的方式不但需要耗费大量的时间,同时也容易出现误差,这就会对企业的基础管理工作产生较大的影响。在这一情况下,我们可以利用计算机构建一个性能强大的管理平台来完成这一任务。现代钢铁冶金企业通常来说包含了铁矿采购、烧结、炼铁、炼钢、连轧等复杂的工序,同时在这一过程中还需要供水供电等辅助工作,各个作业流程之间必须要紧密配合,关系到一系列的质量、调度和通讯管理,因此我们借助于计算机技术开发出一个综合的信息控制管理平台,在企业内部构建管理信息网络,把所有的数据信息以及生产工艺流程虚拟平台包含在内,利用这一系统我们能够使用计算机来进行更加优化的管理,确保各项管理工作的协调性。另外,信息控制管理平台还能够依靠其现代化的管理思路,将钢铁冶金企业内部各种资源充分利用起来,针对生产管理过程进行规划与调度,实现最佳的策略配置。 4计算机生产管理控制系统的主要功能 首先是冶金生产流程的全息集成,能够有效实现铁——钢——轧横向数据集成与相互传递,实现管理——计划——生产——控制的信息集成,另外还能够整合生产实时数据与关系数据库为数据信息仓库,借助数据挖掘技术来为企业的生产管理活动提供更加科学的决策。其次是计算机模拟技术,让企业的设计制造更加科学。利用计算机仿真、多媒体技术以及全流程模拟,基于各类冶金模型,实现流程离线仿真以及在线集成模拟,进而让企业生产组织、生产流程和产品设计开发更加优化。最后能够让企业生产制造更加智能化。对于生产组织管理来说,基于事例推理、专家知识的生产计划和运筹学中网络规则技术,可以为企业带来快速调整作业计划的能力,从而帮助企业增强生产组织的灵敏度。对于生产质量管理来说,借助于数据挖掘技术、统计计算以及神经网络分析技术,能够对冶金企业产品质量实施预报、跟踪和综合分析,按照生产过程中产生的数据信息,对生产中可能存在的品质异常问题进行判断。对成本控制管理来说,通过数据挖掘技术的应用,我们建立了动态成本模拟系统来对生产成本进行预测,依靠跟踪控制技术来实现原材料配比、能源供应以及生产调度的优化,在很大程度上降低了生产成本。 5结语 总之,科学技术的发展给冶金行业自动化控制和工业计算机提出了更多的要求,虽然当前国内冶金行业的自动化水平有了很大的进步,但是从整体上而言依旧存在很多需要完善的地方。所以对于冶金行业技术人员来说,必须要积极借鉴国内外先进技术,就核心技术和重点环节展开深入细致的研究,争取掌握更多核心技术,推动我国冶金行业的稳健发展。 作者:钟鸣 梁鹏 肖斌 冶金技术论文:冶金行业电气自动化技术论文 1、电气自动化元件在冶金行业的应用 电气自动化元件在冶金行业的应用非常广泛,常见的一些自动化元件例如:继电器:一种输入回路和输出回路的电子控制装置,其运作方式是通过控制电流,从而在电路中达到一个转换电路、控制电流等作用,是常见的电路安全装置。高压隔离开关:自动化系统中稳定性较高的一种安全保护装置,保证电路使用过程中操作人员的人身安全,隔离高压电源对人身和设备可能存在的安全隐患。高压熔断器:当电路电流超过负载或者超出规定值的一段时间后,高压熔断器会自动融化从而分离电流,断开电源,有效保证电路及人身安全。传感器:感知外界的信息并将其转化为可用信号的一种检测装置,被广泛应用于各个生产加工环节。传感器由敏感原件和转换组件两部分构成,常见的传感器有压力传感器(将压力变化转变为电流或电压的传感器)、温度传感器(能感受温度变化并将其转换为可输出信号的传感器)、流量传感器(可以感受流体流量并将其转换为输出信号的传感器)。 2、PLC技术在冶金行业的应用 PLC作为电气自动化技术现已在冶金行业中得以广泛运用。其本身是一种数字运算操作的电子装置,在工业生产环境的各个角落都可以得到有效利用。PLC技术的工作原理是通过可编程储存器来执行各种逻辑顺序运算,正确的完成指令,在工业生产中,PLC技术可以通过数字模拟输入输出的进给量与操作量,从而控制各类机械的生产过程。目前,PLC技术也被广泛应用与冶金行业,以此保障高温高电压的工作环境下,设备和操作人员的安全。其常见的实际应用,例如:物料管理系统中,PLC技术可以控制不同仓库的物料管理,并且实现有效控制。对物料进行编码储存管理,高效的运算能力可以保证大型仓库的物流管理实现可调节、高效运作的模式。同时可以连接各仓库系统中的通讯网络,保证良好的通讯网络构建。在冶金生产中,常见的生产原料和生产单位称重、同时将所得数据进行有效整理,这都是现如今PLC技术实际应用中可以轻松完成的,其在很大程度上提高了控制系统的自动化程度,为冶金行业的生产提供了有力保障。冶金生产中最难以解决的废料、废水处理问题,现如今也已经采用PLC技术代替原有的处理系统。首先,原有处理系统是利用离子交换树脂,从而将废水吸收。但这种做法对于使用时效不长的树脂原料耗损巨大,缺点明显。如今所采用的PLC自动化控制系统,可以通过高效的控制,让树脂还原处理系统与离子交换系统同时运行,即保证了废水的有效清除,又能保证工作的可循环性和稳定性,极大的提高了工作效率。 3、电气自动化技术在冶金行业中未来的发展方向 3.1提高自动化控制程度 随着工业发展的不断进步,市场对于生产要求的不断提高,高效稳定的工业化生产才能更好的满足市场的需要。在冶金行业中,自动化控制系统已经越来越符合工业生产的要求,其综合性、有效性实现了冶金过程中的快速判断和快速处理,保障了工作质量,同时提高产量、减少原材料消耗、减少废弃物污染以及保障设备和人员的安全。因此,提高电气自动化的控制程度已经成为在众多企业的竞争中脱颖而出的重要因素。 3.2提高自主集成数字化的控制水平 通过对整套控制系统进行实时监控,从而提高控制的有效性和安全性,并且实现对冶金过程的准确把握,避免出现操作失误。对于自主集成的数字化控制系统,要做到实时监控有效把握,不断提高数据探索技术的应用水平。 3.3提高自动化服务的水平 自动化系统在冶金生产中的发展方向,就是要通过优化与升级,在服务水平上做到精确稳定,减少故障与误差,提高服务标准,在今后的电气自动化发展中向着智能化、信息化以及微型化的发展方向不断前进,实现自动化系统的更高效利用。 4、结语 综上所述,冶金行业生产多在环境恶劣的条件下进行,其制作工艺流程繁多并且要求精确,对生产的产品质量要求很高,因此对先进技术的应用就显得尤为重要。电气自动化技术在冶金生产的过程中具有非常重要的地位和作用,其本身就代表着先进的生产力,只有更好的将电气自动化技术与冶金行业的生产相结合,才能提高行业竞争力,为社会创造出更大的价值。 作者:唐琦 陈汝强 冶金技术论文:仿真软件在冶金技术教学中的应用 一、传统冶金技术实践教学的弊端 实践教学环节在职业教育中占有相当重要的地位,职业教育培养的是适应现代化建设需要的高技能专业人才,要求具有一定的实践技能和创新能力。长期以来,受相关条件的限制,我国高职冶金技术专业一直沿用比较传统的教育教学模式。教学过程沿用传统的“三段式”教学模式,即基础课、专业基础课和专业课,理论教学与实践教学没能有效地结合在一起,同时,专业课程教学内容与企业生产实际相差很大,实践教学少,学生实践操作技能缺乏,没能真正学到相应的专业操作技能,毕业后不能适应企业生产岗位的需求。由于教学过程枯燥,很多学生上课不想学、不愿学,教师教学过程单一,学生就业不理想,企业难招聘到适用人才。另一方面,在专业课教学活动中重理论、轻实践,实践操作教学还只是理论教学的辅助手段,教学过程采取先进行课堂理论知识学习,然后再进行短暂的实践教学。这样的教学模式,使学生很难把学过的理论知识与生产实践结合起来,从而提高他们自身的实践操作能力、巩固他们的专业基础知识。把理论教学与实践教学隔离开来,达不到预期的实习效果。实习方式完全由教师包办,带领实习。为了保证学生安全和企业生产安全,学生在企业岗位上真正实践操作得很少。这种实习过程使学生的动手能力和创新思维受到严重制约,从进入冶金企业生产岗位进行实习到结束,整个实习过程都由教师和企业的相关人员组织安排,学生只能看岗位工人的操作过程,真正动手的机会很少,这使学生的实践操作技能没能得到有效提高。学生在整个实习过程中,仍如课堂教学一样,只是被动地接受知识,没能在实习岗位上去实践操作,把学过的理论知识与实践结合起来,使实践操作能力的培养受到制约,影响了学生实习的兴趣。冶金生产是一个高危行业,生产的连续性强,生产的环境恶劣,生产的条件苛刻,生产的技术含量高。在高职院校中,受各种条件的限制,冶金技术专业在实践教学中存在以下弊端:1.冶金实践教学课程开设少冶金生产过程规模大、投资大,设备种类多,生产工艺流程长,生产技术条件苛刻。在实验室内不可能进行相关生产操作实验,实践教学课程难以开设。只能进行某些简单的、单一的生产工序演示实验,同时,学校由于经费有限,实验室设备配置也无法满足学生单人单机的需要。实验课通常是由教师在课堂上介绍实验原理、实验要求、实验步骤以及安全注意事项,然后再到实验室进行实验操作。由于设备有限,有些实验是几个学生甚至十几个学生围在一起进行一套实验装置操作。另外,由于实验室设备与企业实际生产的设备相差甚远,学生不能学到生产实际操作技能,而且学生动手机会少,动手能力差。专业理论知识不能与生产实践相结合。2.冶金实验的危险性大冶金生产过程的条件苛刻,一般都是在高温、高压或酸、碱等条件下进行的,生产过程中也会加入一些有毒有害的介质进行反应。在实验室进行实验,会使用高温电炉、高压反应釜等危险设备。这些设备时开时停,长时间不使用也会增加设备的危险性。另外,这些设备操作要求高,错误的操作极易引发重大事故。同时,实验过程需用到一些有毒有害的化学药品,实验过程不可避免会产生有毒有害的废气和废渣,这些废气、废渣处理不好,必将直接影响师生的身体健康,同时也会对环境造成污染。在企业实际生产中这些废气、废渣必须经过处理达标,才能排放。但实验室由于条件有限,不可能按实际生产要求进行处理。因此,教师在实践教学活动中,为安全起见,一些有危险性的实验都不敢进行教学操作,只能进行演示实验。学生本应学习的操作技能,由于实验条件的限制无法进行。3.校外冶金实训基地实训效果有待提高冶炼企业的生产过程是—个复杂而庞大的系统过程,学生要学到相应的专业实践操作技能,必须进入企业生产岗位进行生产实训。但是,到企业进行生产实训存在很多无法解决的实际问题:(1)冶金企业大型化、自动化的特点,决定了生产过程整体性强、各生产工序衔接度高,生产设备庞大,工艺流程长。学生在企业实习,受时间的限制不可能各个工序都能进行在岗实习,只能走马观花,简单了解整个企业生产情况,无法了解主要设备的结构及各生产工序的生产要求。(2)冶金生产过程必须连续稳定,不可能让学生在生产岗位上进行实践操作,更不可能让学生亲自动手进行相关生产事故、故障的处理工作,学生到现场只能看和听,根本达不到提升实践操作技能的目的。(3)冶金生产过程不可避免会使用或排放一些有毒、有害物质,同时,冶金生产过程是在高温、高压、高腐蚀等工作环境进行的。安全生产是企业的头等大事,学生年轻好动,很多企业为安全起见,都不愿意让学生进入企业进行生产实习,常常以各种理由拒绝学生到企业进行实训。 二、冶金仿真软件在实践教学上的作用 2011年至2013年我院冶金技术专业得到中央财政专项资金支持建设冶金实训基地,通过参观区外院校冶金技术专业建设情况,并结合区域实际情况,学院与东方仿真、北京金恒博远钢铁生产仿真合作,引进了湿法炼锌仿真软件、铝冶金仿真软件和钢铁生产仿真软件,并建设了一间拥有五十台电脑的多媒体仿真实训室。湿法炼锌工艺仿真软件包括:锌精矿氧化焙烧工序、中性浸出工序、热酸浸出工序、预中和工序、沉铁工序、净化工序、电积工序。铝冶金仿真软件包括:氧化铝生产工艺仿真软件以拜尔法氧化铝生产工艺为原型,以氧化铝生产的开车、停车及事故处理为主体内容,由原矿浆制备、管道溶出、赤泥洗涤、晶种分解、多效蒸发、苏打苛化和氢氧化铝煅烧七个单元操作组成。铝电解虚拟仿真实训软件具有设备演示、工艺演示、工艺仿真操作以及铝电解生产知识及其考核等功能。钢铁生产仿真软件分为炼铁、炼钢、轧钢三大板块,及烧结生产仿真实训、炼铁生产仿真实训、转炉炼钢生产仿真实训、电炉炼钢生产仿真实训、LF精炼生产仿真实训、板坯连铸生产仿真实训、方坯连铸生产仿真实训、中厚板轧制生产仿真实训、热连轧轧制生产仿真实训、冷轧带钢轧制生产仿真实训、棒轧制生产仿真实训等工序。这些冶金仿真软件通过大量的现场高清视频、图片,采用3D和2D技术,形象展现生产现场、重要设备参数和结构,生动再现企业实际生产的全过程。主要工艺过程的三维虚拟场景,可对工艺过程和设备动作细节进行景进入和自由浏览。辅助大量生动详实的教学资源,把相关知识点串联并形象化讲解,彻底解决了“认知实习”中的教学难点问题。分工种仿真实训模块,直观的操作界面让学生更加便于对工序的设备运行状态进行监控。齐全的设备操控窗口使学生对设备操作技能培训得以强化。学生可以通过操作界面输入相关技术指标,对每一工序的运行状态进行有效操作,真实地再现冶金操作实况;同时,通过完善的报表系统,可随时查阅历史操作数据,总结操作过程的得失,不断提高操作技能。尤其是促进学生理解操作中各个技术参数相互影响的关系,进而提高发现问题与解决问题的能力。真正实现了“在做中学、在学中做”的新型教学模式。让学生能学到相关技能和进行生产实践操作,通过仿真实训,使学生能亲身体验生产过程,通过模拟操作掌握操作技能,真正实现了理论与实践相结合。让学生不仅学到了专业知识,同时又提升了实践操作技能,为其今后上岗提供了良好的锻炼机会。这样的人才也正是企业所急需的。 三、结束语 应用冶金生产仿真实训软件系统进行教学,使学生不用到企业生产一线,在校内就能完成相关冶金实训任务。学生在电脑上亲自动手进行操作,可以全面了解整个生产操作规程和各生产工序的主要技术经济指标,通过视频或3D影像技术可以对主体设备的内部结构有更深刻的了解。同时,教师可以根据需要设定相应的事故故障,让学生进行处理、排除,从而安全、经济、有效地完成各种冶金技术实训任务,仿真实训也必将成为冶金技术专业校内实训的重要发展方向。作为教学部门的专业教师,我们要深刻地认识到,随着科学技术的不断发展,冶金技术也在不断创新和进步,冶炼方法的多样性使得不同冶金企业在生产工艺流程和设备选择上不尽相同。我们在教学中运用的仿真软件也会随着冶金技术的发展而滞后,这就要求学院专业教师在实际教学中要不断提高自身的专业知识水平,及时更新相关知识内容。加强与仿真软件公司及生产企业的联系,与时俱进,使仿真生产实训教学内容始终紧跟先进冶金技术;在教学过程中不断完善和充实冶金技术教学资源,为社会培养更多的具有一定专业理论知识和一定实际操作技能的冶金专业人才,为服务地方经济建设提供人才资源,从而促进地方经济的迅速发展。 作者:林忠 单位:广西现代职业技术学院 冶金技术论文:新工艺及新技术冶金工业论文 一、教师在课堂中的作用 学生完成任务之后,教师要进行纠正说明以及总结评价,从而保证学生所讲内容的正确性以及完整性,进一步深化教学内容。除了专业问题外,每位学生要发表学习过程中的一些感受,其他学生要进行提问,使学生们都参与到课堂中来,提高学生们的学习兴趣。在学好专业知识的基础上,培养学生们的创新意识及科学素养。最后由教师进行总结与评价,评价内容包括学生在此次任务完成中的表现,对目标知识掌握的程度以及解决问题的能力和创新思维的能力等。 二、立体式教学法的应用 立体式教学法旨在保障知识传授的基础上,强化思维能力的训练。经过对三届选修冶金工程新工艺及新技术课程的研究生进行的对比实验教学,选取72名无显著差异的研究生作为研究对象,对立体式教学法进行了探索与研究。 1.对于拓展视野的帮助 研究生的学习需要以开阔的眼界来观察与研究专业领域内的热点问题。研究生不能沉浸在周围的小环境下,需要放眼世界,从更大的角度去审视问题、分析和处理问题。结果表明,绝大多数学生认为立体式教学法有助于拓展学生的视野,但仍有8%的学生认为该教学法无助于拓展学生视野。究其原因,主要有以下四点:(1)教师所设置的任务所包含知识面还不够广泛,具有一定的局限性;(2)学生在完成任务的过程中查找资料的途径比较局限,文献查阅能力有待提高;(3)教师应当收集一些学生收集能力范围之外的有用信息教授学生,从而起到引领作用;(4)各个学生在讲述自己所准备的材料过程中,因为个人表达能力等方面因素的差异,导致信息传递不畅。 2.思维创新能力的培养 有23%的学生认为,该课堂教学法对于其思维创新能力的培养非常有效,44%的学生认为该方法是有效的,完全认同的学生数量相对较少,同时,也有5%的学生认为该教学法对于其思维创新能力的培养没有效果。这主要是因为:(1)受大纲对于课程内容规定的限制,课程内容涉及面仍显较窄。因此,应该进一步加强授课内容的改进,强调交叉融合。(2)交流不足,学生们还没有完全适应该教学法,课堂上稍显怯懦,同时,教师由于长期受到传统教学思维的影响,在这种新型教学的课堂上,并没有完全消除“填鸭式”教学法的影响,教师往往在点评过程中,进行了某些灌输,对学生们的思考有些束缚。在立体式教学过程中,可适当邀请某些冶金领域知名教授前来参与课堂教学活动,与学生们开展对话与交流,锻炼学生的胆量,同时,也可以从自身实际出发,启迪学生们的思维,引导学生去发现问题。 3.对于提高科研能力的帮助 良好的科研能力是研究生所必须具备的基本功,这包括资料收集与处理的能力、科研创新能力、发现问题及解决问题的能力、逻辑思维与口头表达的能力等。研究发现,仅有20%的学生认为该教学法对于提高自身科研能力具有很大的帮助,这说明,就培养学生科研素养而言,该教学法仍需适当改进,以进一步提高学生的认可度。同时仍有3%的学生认为该教学法对于提高其科研能力没有帮助。究其原因,主要是:(1)学生的学习主动性有待提高。这需要教师融理论教学于实际之中,让学生明白所学专业知识的用途以及运用的方式,从而激发学生的学习热情。(2)在教学过程中,科研方法方面的内容应进一步增强,也就是增加方法论方面的内容,教授学生科学思考及科学研究的方法,从而帮助学生提高科研能力。 4.知识收获方面 对研究生而言,重在能力及方法的学习,但是作为课堂教学,知识的传授也必不可少,只是与本科生相比,所获得的知识应更加前沿,更加接近实际。通过调查发现,有20%的学生认为,通过该教学法,其所获取的知识量一般,更有5%的学生认为,并没有通过该教学法获取更为丰富的前沿知识。鉴于此,在应用这种方法开展教学时,应着重注意:(1)注重价值引导,强调知识的作用,诱发学生获取新知的欲望;(2)注意研究生教育过程中存在的“重科研、轻教学”的问题,处理好之间的关系,重视课堂教学,使学生的课堂学习与科学研究有机结合,实现课程学习为科研服务,在科研活动中又获取新知的良性循环。 三、结束语 基于冶金新工艺及新技术课程的立体式教学法,激发了学生主动接受最新前沿知识、科研动态及思维方法的兴趣,新工艺及新技术对于挖掘学生的创新潜能,培养学生的科学精神,调动学生的主动意识以及提高学生的创新素质具有良好的效果。同时,调查结果也可以看出,立体式教学法仍有进一步提升的空间。 作者:李林波 武姣娜 方钊 单位:西安建筑科技大学冶金工程学院 冶金技术论文:技术史价值冶金工业论文 一、冶金工业遗产所承载的技术史价值:以铁桥峡为例 以焦炭炼铁开始的近代冶金业的技术创新在工业革命时期对人类文明影响巨大,因此在工业遗产保护领域受到普遍重视。如英国于20世纪80年代末启动了历史遗迹保护项目,钢铁工业历史遗迹作为其重要部分,形成了398个影像资料和70个文件的档案记录。[4]在英国所有与冶金工业有关的遗址中,最重要的当然是位于伯明翰西北50公里的泰尔福德(Telford)地区的铁桥峡。近代冶金工业遗产对工业文明带来的巨大影响,其根本上是钢铁冶炼新技术及其大规模普及所带来的,从这一意义上,我们认为冶金工业遗产的技术史价值可以从四个方面来概括:一是核心技术的发明或引进;二是新旧技术体系的交替;三是冶金产品如钢铁及其重要景观的形成;四是新技术及其生产系统对社会和文化的影响。而铁桥峡遗址具备了上述四种技术史价值的全部要素,围绕这些要素,相应的工业遗产保护和开发实践得以展开:第一,焦炭炼铁技术的发明和使用,是铁桥峡成为工业革命主要发源地的根本原因,也是其作为工业遗产的核心价值所在。铁桥峡之所以成为工业革命的主要发源地,是因为1709年亚伯拉罕.达比(AbrahamDarby,1676-1717)在此成功地用焦炭炼出生铁,这一技术创新使炼铁业摆脱了对木材的依赖而获得充分的发展空间,也拉动了煤矿业的进一步繁荣。以钢铁为原料的动力机械、工程建筑和铁路交通因此得以大规模发展,人类开始进入“钢铁时代”。[5]基于焦炭炼铁在技术史上的意义,铁桥峡成为了英国工业遗产保护的首要对象之一,1959年,达比的焦炭炼铁高炉也因此成为首个被挖掘和保护的对象,其最初的目的是纪念Coalbrookdale公司成立250周年。直到1968年铁桥峡博物馆基金(theIronbridgeGorgeMuseumTrust)创立,负责对方圆6平方英里的铁桥峡地区的工业遗产进行保护和研究,铁桥峡工业遗产的保护和开发由此全面展开。第二,焦炭炼铁试验成功后,铁桥峡地区经历了近半个世纪的新旧技术系统交替的时期,这直接体现在高炉动力系统的变革上,这是焦炭炼铁系统得以最终确立并使这一地区成为工业革命摇篮的又一因素,也成为铁桥峡工业遗产保护和展示的主要内容之一。达比的高炉最初是靠上下水池的落差形成动力来鼓风的,为解决干旱的夏天上水池枯水的问题,最初是通过修建马车轨道来输送水,1742年,纽可门蒸汽机代替了马车,用于水的提升,高炉鼓风的动力仍然来自水轮机。直到1776年,直接将博尔登-瓦特蒸汽机用于鼓风的方法得以成功研制,蒸汽机才在高炉炼铁中取代了水力鼓风[5]。在铁桥峡,达比二世修建的上下水池间的运水轨道被保存下来,成为体现新旧动力系统交替过程的主要景观。科尔布鲁克代尔铁博物馆(CoalbrookdaleMuseumofIron)用文字、图片和模型,完整地展示了该地区新旧高炉技术系统的变迁过程,达到了更清晰地再现工业革命是如何发生的效果。第三,1779年修建的铁桥,作为世界上第一座用生铁建造的桥,是工业革命时期新炼铁技术所带来的钢铁新产品和新景观,构成了铁桥峡技术史价值的另一重要内容,这是炼铁新技术实现产业化的直接产物。而人们如何首次用生铁来建造这样一座大桥,本身就是另一项很重要的技术创新。针对高炉和铁桥,联合国教科文组织为铁桥峡作为世界文化遗产作出了以下两点评价:1)科尔布鲁克代尔高炉使亚伯拉罕•达比一世在1709年发明焦炭炼铁的历史得以永存。铁桥作为第一座生铁构建的大桥,同样是体现人类创造天才的杰作。2)科尔布鲁克代尔高炉和铁桥在技术和建筑发展历史上有着重要的影响。可见,正是因其在技术发展史上的意义,铁桥和达比的高炉成为铁桥峡工业遗产的核心价值所在。此外,铁桥本身的建造技术的复原也成为了工业遗产的重要研究内容。1997年,瑞典画家伊莱亚斯•马丁1779年的一幅水粉画在斯德哥尔摩曝光,这幅画描绘了铁桥建造的方法。随后,大卫(DavidDeHaan)等人进行了详细的考古学、历史学和图片的研究,为了验证画中描绘的方法的可行性,2001年在铁桥峡地区的比利斯特山露天博物馆的运河上,一座按1:2的比例的铁桥使用18世纪的材料和技术建造起来,这一成果成为了展示铁桥建造技术的景观之一。第四,新技术引发的工业化导致运输、生活方式和城镇景观的改变,是铁桥峡地区在整体上作为工业遗产的价值体现,正如联合国教科文组织对铁桥峡价值评价的第3条称:“铁桥峡提供了近代工业地区发展的一个极具魅力的缩影。采矿区、运输业、生产企业、工人住所以及交通网络被很好地保留下来,形成了一个非常协调的整体,具有显著的潜在教育价值。”如果说炼铁炉和铁桥承载着技术本身的历史,那么因冶金业的兴盛而形成的工业社会,则属于“外史”范畴。对这一层面的历史价值进行挖掘,可以为工业遗产的保护和开发提供更广阔空间。铁桥峡现有的10个博物馆中,BlistsHill维多利亚城镇(BlistsHillVictorianTown)是游客参观人次最多的景观,19世纪后半叶的维多利亚时代被认为是英国工业革命的峰端,通过BlistsHill维多利亚城镇的重建,铁桥峡地区还原了19世纪经过工业革命后的英国人的生活状况,这个露天景观包括维多利亚时期普通工人的住房、银行、公立学校、药店、食品店、糖果店、铸铁厂、蜡烛厂、印刷厂,以及火车站和铁路等。这些展示也使铁桥峡地区作为工业遗产景区,更具观赏性和吸引力。 二、中国近代冶金工业遗产的技术史价值特征 中国是世界上发明和使用生铁最早的国家,然而土法炼铁技术是与传统的农业社会相适应的,并未导致工业社会的诞生。近代西式钢铁技术在中国的兴起始于19世纪80年代。相对于西方工业化国家而言,中国近代冶金技术与工业化历史有其自身的特点,使中国近代冶金工业遗产的技术史价值具有一些不可忽视的特殊性:第一,中国近代冶金技术史是一段单向的技术转移过程,且这一时期的技术引进并未带来中国钢铁工业的发达,这是中国近代冶金工业遗产技术史价值首要的特殊性。1885年至1936年,先后有贵州青溪铁厂、汉冶萍公司等钢铁企业在中国创办(见表1),主要设备和技术全部来自英、德、美、比利时等国,其中汉冶萍公司是唯一的煤铁一体化企业,其炼铁和炼钢设备的产能超过中国钢铁企业总产能的2/3,1926年随着汉冶萍公司冶炼设备全部停产,中国近代冶金工业化走向了谷底,中国所需的钢材回到了完全依赖进口的状况。[6]虽然中国近代冶金工业最终走向衰败,但这一时期的冶金工业遗产有着不容忽视的技术史价值。首先,汉冶萍公司等企业的遗存作为中国冶金工业近代化的起点,见证了中国最初的技术近代化的努力,无论其成败以否,意义均非常巨大。其次,客观还原这段艰难而曲折的技术引进史应成为中国早期冶金工业遗产挖掘和保护的主旨所在,对中国来说,这段充满挫折的记忆或许更值得珍视,这是中国近代冶金工业遗产与英美等国的不同所在。第二,在大规模引进西方技术的同时,近代中国广大的乡村仍然长期存在一个土法冶炼系统,为人们日常耕作和生活提供材料。中国早在春秋以前就发明了生铁冶炼,几千年来,铁是支撑中国传统农业经济系统的主要技术要素之一。明清时期,山西因坩埚炼铁的发展和丰富的铁矿资源,逐渐成为铁的最大产地,(图3)这一状况一直持续到19世纪末20世纪初。相对于欧洲,中国近代新旧冶炼技术的交替显得更为艰难和特殊。在对中国近代冶金工业遗存进行挖掘和保护时,我们不能将目光仅仅锁定在新式冶金工业遗存,还应该重视逐渐消亡的近代土法冶炼遗存的价值。正如下塔吉尔宪章所说:“许多旧的或废弃的生产工艺中人类的技艺,是极为重要的资源,一旦失传无可替代。应当被详细记录并传给后代。”而目前中国对在工业化进程中逐渐消失的传统冶炼遗存的关注远远不够。第三,近代新冶炼技术和工业发展所带来的社会变迁,是这段并不成功的工业化进程给中国社会和文化带来的最大影响,是中国近代冶金工业遗产技术史价值另一重要内涵,值得工业遗产价值保护中深入的挖掘和展示。近代随着汉阳铁厂等现代工业的兴起,以农民和乡绅两大社会阶层为基础的传统社会关系逐渐改变。首先,部分农民从乡村手工业者转变成了新式产业的工人。其次,乡绅阶层也发生明显转变。以汉冶萍公司为例,地方乡绅参与到大冶铁矿和萍乡煤矿的开发中。此外,为培养技术人员,士绅的后代被公司选派出国攻读采矿冶金等专业,成为中国第一批本土钢铁工程师。[6]从工业遗产的角度来说,中国目前保留下来的近代冶金设备、厂矿建筑等实物留存已经非常罕见,但我们在现存的企业档案文献中可以挖掘出一批反映技术与社会变迁极具价值的遗产。例如我们在英国谢菲尔德大学找到的汉冶萍公司送培英国的留学生的档案。借助对相关文献的挖掘和整理,可以使中国冶金工业遗产的内涵更丰富,也更具讲述历史和教育后人的功能。 作者:方一兵 姚大志 单位:中国科学院 冶金技术论文:自动化技术应用于冶金工业论文 1我国有色冶金工业自动化发展现状 从国外引进的先进的自动化系统和设备后,我们将其进行消化和创新,改造出了与我国实际冶金生产相适应的设备,已经具备了较高的水平。不过从国际角度出发,我国自动化技术产品的生产还有很大的提升空间。我国自动化技术不具备自主的知识产权,主要还是以进口为主,而这些系统来自于不同的国家,甚至有一部分是国外已经淘汰的系统,阻碍了平台集合。此外,自然环境的污染和能源结构的破坏,要求生产必须要提高效率和降低消耗,一些老旧的设备应该淘汰。 2自动化技术在有色冶金工业中的应用 2.1现场总线技术 现场总线控制技术简称FCS,至今已经发展了30多年,在其发展过程中,已经在国际上拥有60多个不同生产厂家生产的总线产品。现场总线控制技术具有自身的特征,其拥有多种不同系统的无缝集成、控制设备和企业高层联系等,能够使系统开发和不同系统之间可以功能自治,也可以相互操作,并且能够进行系统结构分数,因此,其在有色冶金工业中得到了广泛的应用。 2.2管理信息系统在工业中的应用 企业的管理是企业的整体发展的重要部分,企业如果配备了一个良好的管理模式,那么就可以有效的提高企业的市场竞争力,推动企业的快速发展。企业信息化系统的自动控制是在冶金工业中,将冶金一系列程序的所有信息进行集成,从而通过实施管理、技术、生产的控制的信息集成,进行及时采集生产过程中所产生的数据。对有色冶金质量管理、实时监测和故障诊断进行智能管理,能够有效的降低生产成本,利用信息化管理能够达到能源管理和动态管理智能管理的目的,从而为企业的发展提供创新的基础。 3以太网在有色冶金自动化技术中的应用 3.1以太网的特点 随着有色冶金企业的持续扩大和发展,加大了有色冶金领域的竞争力。企业要想提升竞争力,就必须要改造落后的设备,引进新设备。不断更新的新技术,造成新技术与旧技术不能实现在控制系统上的高度集成。以太网是自动化的控制网络,其能够有效的解决此问题。以太网具有较高的数据传输速度,并且可以提供足够的带宽需求,存在时间相对较长,在设置、诊断等方面的具有较高的应用价值。以太网有相同的通信协议,其能够允许不同的通信协议在同一个总线上运行,为企业提供了一个公共网络平台基础。 3.2以太网在有色冶金自动化技术中的应用 在有色冶金工业生产过程中,通过以太网能够将不同类型的网络化的仪器仪表与工业计算机相连,并且在相同的总线上运行,从而对所有的系统进行控制。以太网在有色冶金自动化技术中的应用,减少了对原材料的铜矿石进行成分分析的步骤,这些分析大部分都能够利用网络化实现,检测结果直接传达到相关部门,同时还可以将这些数据结果进行共享,企业的成员及客户都可以通过网络进行查找所需数据。如图1,在现场利用以太网网络进行通讯,将可编程逻辑控制器作为主站,其余设备为副站,对所有独立系统的稳定性起到重要的保障作用。 4结语 随着经济的快速发展,有色金属的需求也越来越大,将自动化技术应用在有色冶金工业中,一方面能够有效的提升生产效率、产品质量,一方面还能够减少工作人员实际操作的危险,是有色冶金工业发展的必然趋势。不过我国引进自动化技术相对较晚,技术水平与国际相比还存在较大的不足,因此,我国有色冶金企业应该大力培养科研人员,投入资金,不断研发自动化技术,从而提高我国有色冶金工业自动化水平,推动有色冶金企业的发展。 作者:李其凡 单位:首钢京唐钢铁联合有限责任公司
生产与运作管理论文:信息化时代《生产与运作管理》课程教学改革探讨 摘 要:《生产与运作管理》是企业管理专业的一门核心课程。 现实中,随着信息化技术的发展,国际上制造业已开始进入工业4.0时代,但从《生产与运作管理》的教学实际来看,仍是以传统的理论讲授为主,理论与实践脱节问题比较突出,也不符合培养应用型人才的要求。因此,要提高该门课程的教学效果,引入信息技术对课堂教学进行全面改革就势在必行。本文从信息化时代《生产与运作管理》课程教学的新要求着手,就教学内容、教学方法的改革提出了新的思路和措施。 关键词:信息化;生产与运作管理;教学改革 1 《生产与运作管理》课程概述 生产与运作过程是一切社会组织将它的输入转化为输出的活动过程,它普遍存在于社会组织之中,是社会组织竞争与活力的源泉,也是影响社会组织活动效益的重要过程[1]。生产与运作管理通常包括从生产与运作系统的战略规划、生产与运作系统的设计到生产与运作系统的运行和改进全过程。目前,《生产与运作管理》是企业管理专业的一门综合性专业课程,其内容涵盖管理学原理、高等数学、运筹学、数理统计、会计学、组织行为学、人力资源管理等多学科,旨在研究企业经营管理活动及其规律以提升组织的运营水平、满足顾客消费需求。由于其概括了现代企业运作的理论和实践、总结了一系列指导企业运营的战略、战术、方法和工具,具有极强的实际应用价值,该课程内容在经济社会中应用广泛,不仅是管理类专业的主干课程,还是其他专业学生扩展知识领域、构建完整知识体系的重要选修课程[2]。 2 信息化时代《生产与运作管理》课程教学的新要求 1、信息技术发展带来的新要求 信息技术的迅速发展以及在企业生产实践中的广泛应用,正深刻改变着企业组织生产与运作管理的面貌。当下较为先进的新型生产方式,如精益生产、供应链管理、敏捷制造等,都是在计算机系统的支持下才得以实现的。此外,S多信息系统和信息技术如电子商务、ERP、CRM、PDM、BI、RFID等在社会经济中越来越广泛的应用,也对企业的生产产生了深刻的影响。因此,信息技术成为《生产与运作管理》教学中需要高度重视的核心内容,在《生产与运作管理》课程中培养学生的信息素养成为必然要求。 2、服务业兴起带来的新要求 信息化的普及推动了现代服务业的兴起。现代服务业是相对于传统服务业而言的,一般而言具有五大基本特性,即知识性、高增加值性、高素质性、高科技性和新兴性[2]。通常认为现代服务业大致包括通信、信息服务、金融保险证券、物流、中介和咨询服务、旅游、房地产等行业。一方面现代服务业作为相对独立的产业,有自身的特点和要求;另一方面制造业和服务业已密不可分,突出表现在:制造业企业活动外置带动现代新兴服务业的发展,现代服务业加速向现代制造业生产前期研发、设计,中期管理、融资和后期物流、销售、售后服务、信息反馈等全过程渗透,现代制造业内部逐渐由以制造为中心转向以服务为中心。因此,在《生产与运作管理》课程中需要加强对现代服务运作的教学内容。 3、全球化运作带来的新要求 信息化带来的全球化打破了原有的国界、地域壁垒,企业国际化步伐加快,资源配置范围由局部地区扩展到全世界,跨国公司间的兼并、收购和重组日趋频繁,全球设计、全球采购、全球制造、全球销售成为信息化时代企业运作的主要形式[3]。这在给企业带来机遇的同时,对企业管理尤其是生产与运作管理带来了巨大挑战。因此,在《生产与运作管理》课程教学中,培养学生全球化视野、树立全球化的运营理念,成为了迫切要求。 3 教学内容改革思路 1、突出信息化内容 信息技术已经渗透到现代企业生产与运作的各个方面,因而在课程教学中亟需突出信息技术的内容,如详细讲解或演示CRM、MRP、ERP、CAD/CAM、CIMS、电子商务、物流信息技术等各种信息系统的原理、功能和作用,介绍各种信息系统与先进的生产和管理模式的产生、发展和演变。同时,在实践环节注重学生信息系统应用能力的培养,如ERP软件、Microsoft Project等软件的掌握。 2、突出理论发展前沿 现代的生产与运作管理理论与实践发展很快,在教学中应注意与时俱进,将服务性制造、生态质量、绿色制造、供应链管理、敏捷制造、VMI、联合库存管理等前沿理论纳入教学内容,并可作为专题邀请专家讲座。 3、加强现代服务业内容 传统的《生产与运作管理》课程无论是教材还是授课内容都是以制造业为主,而随着现代服务业的兴起,服务业在社会经济活动中占据着越来越重要的地位。因而,现在的教学中应结合学校的专业特色和毕业生就业渠道,加强现代服务业的教学内容,如针对金融业、IT业、物流业等行业的运营管理,并在课时安排、课程设计方面有所体现。 4、培养学生的全球化视野 传统的生产与运作管理往往局限于组织内部或企业及其供应链之间,而在当今全球化的趋势下,运作管理全球化已成为必然。因而,在教学内容中,应增加国际运营管理的相关内容,以案例分析等方式介绍全球化对企业生产与运作的影响,以培养学生的全球化思维和视野。 4 教学方法改革思路 1、多媒体资料与课堂讲授相结合 信息技术的发展,推动了教学手段的革新,当网络课程、慕课已成为一种潮流,素来以难讲、难懂著称的《生产与运作管理》在教学手段上也需要与时俱进,通过引用信息技术来改进教学效果。在教学实践中,可在课堂讲授时辅以大量的多媒体资料如照片、录像、视频等来加深学生对课程内容的直观认识和感受,比如播放金蝶ERP生产计划、香港机场货运中心运作、蒙牛奶业集团生产管理、安徽烟草仓储中心运作等视频片段,展示双星鞋厂生产过程、波音飞机生产线、广州药厂生产等相关照片等[4]。通过这些多媒体资料的学习,不仅加深了学生对生产管理知识的理解和掌握,更增强了其学习的兴趣和动力。 2、应用Excel软件 生产与运作管理课程中,需要对大量的数据资料进行统计分析,并以此为基础进行决策。而Excel因其友好的操作界面和强大的数据分析功能被广泛地应用于报表处理、数学运算、财务处理、统计分析等方面[5]。将Excel引入生产与运作管理的教学,将帮助学生解决生产与运作管理中复杂的计算问题,不仅可以改变传统的教学方式,也可提高学生应用所学知识解决时间问题的能力。在教学实践中,用Excel进行线性规划分析,解决最优厂址、最优订货(生产)批量、最优产品组合、排队模型等问题时,效果显著。 3、应用计算机仿真软件 《生产与运作管理》是一门以实践为基础的应用型课程,因此在实际的教学中必然要包含大量的生产流程设计的案例,然而由于流程设计的专业化程度高,数学和专业知识都要求达到相当的水平才能够理解老师的讲授,因此学生的学习效率普遍不高。 有条件的学校,可以通过引入Flexsim仿真软件来有效提高学生的学习兴趣和效率。由于Flexsim软件本身所具有的可视性与仿真性,使得教学中的许多流程设计和方案选择更加简洁易懂,同学们可以更加方便的了解流程设计的问题所在,以及应该如何解决出现的问题[6]。同时可视性可以激发同学的学习积极性,窗口式设计又较易上手,所以,同学们在学习的过程中不自觉的就能体会到生产运作的理念。 以前的生产运作课程由于系统的复杂性,必然会引入大量的模型,但这样的文字模型往往要配合晦涩的数学公式,同学们难以理解,互动性不强。而Flexsim的直观立体性可以使同学和老师即时交流、共同探讨,同学可以修改参数设置,增强了参与性和互有浴 4、运用ERP沙盘模拟教学 ERP沙盘实验目前被认为是很好的企业模拟工具,很多高校都开设有沙盘演练课程。通过制造业沙盘和服务业沙盘的操作,学生能够对企业的运作管理包括原材料采购、生产、营销、财务等全过程有直观的体验,从而提升对课程的系统认识[7]。通过近十年的教学实践,学生普遍对沙盘教学的方式和效果比较认可。 生产与运作管理论文:生产运作管理教学模式改革与实践 摘要:生产运作管理是一门学科交叉性较强的课程,具有较强的理论性与实践性。本文首先分析了生产运作管理教学过程中存在的主要问题,随后提出了具体改革措施,以期让学生能够轻松学会和掌握基本的生产运作管理的理论和方法,并具有解决问题与分析问题的能力,全面提升自身的综合素质。 关键词:生产运作管理;教学模式改革;实践实训 一、引言 生产活动是人类从事的最基本活动,是从猿到人的自主性活动,同时也是创造社会财富的力量源泉。而提高劳动生产率进而提升企业的核心竞争力与利润是社会生产中永恒的主题。纵观美国、日本、德国等西方发达国家的经济发展历史,无不与其优秀的企业构成与发展紧密相关,而企业发展的历史在一定程度上又是生产运作管理的发展史[1]。生产运作管理在二战后经历了大产量时代、个性化定制时代、精益生产时代以及大规模定制时代,随着人们对生产运作管理认识的不断深入,其内涵已从制造企业的管理拓展为社会三大产业共同的管理。当前生产运作管理不仅在学术研究上,而且在实际应用中都成为一个较为热门的领域。基于此,对这门课程的熟练掌握将为学生今后走向工作岗位奠定夯实的基础。然而在实际的教学过程中,由于课程的性质本身要求理论联系实际,而通常的教师单一授课模式很难使学生对制造企业现场产生感性认识,因此在教学过程中,普遍存在教师难教、学生难学的情况[2]。如何提高学生的学习兴趣,将抽象的理论知识转变为具体的工程应用实践,从而提升教学效果,是生产运作管理教学改革与实践中亟待解决的一个问题。 二、生产运作管理教学中存在的问题 1.教材内容的针对性与实践性不强。国内有关生产运作管理的教材,较具代表性的为华中科技大学管理学院陈荣秋、马士华编著的教材。此书竭力通过案例、思考题、小组讨论题等形式,将理论与实际相联系,学生反映较好。然而,由于课程本身的实践性特点,且授课学生大多没有生产实习经验,缺乏针对性,因此学生难以把这些理论和实践联系起来,既提不起学习的兴趣,又觉得难以做到学以致用[3]。此外,国内其他一些教材的内容过于偏重于对理论知识的阐述,较少关注生产运作管理发展的新问题与新技术。 2.课堂教学方法单一,实践环节薄弱。生产运作管理课程的课堂教学大多以教师的口授加PPT讲解为主,基本都是教师从头讲到尾,学生被动地听。且由于学生缺乏实际工作经验,导致小组讨论、课题研究等直接让学生参与的方式展开困难,难以有效调动学生的主动参与意识,也很难培养学生利用理论知识解决实际问题的能力。此外,在课程实践环节,虽然也采用软件模拟仿真、沙盘演示、录像播放等方式,但由于实验内容本身只涉及到某一章或某一部分,且实验之间彼此独立,缺乏必要的衔接,不利于学生多方位了解问题的本质,这与企业实际经营运作状况区别明显。 3.学校与生产运作相关的实践实训基地较少。当前,很多学校既没有和当地优秀企业建立良好的合作关系,也没有为学生提供实际生产运作管理流程实验室,使学生难以获得实际的与企业生产经营过程相关的知识与技能[4]。这一方面受制于学校经费的制约,难以购买大量生产业务流程仿真软件与设备;另一方面受制于学校所授理论知识与实际操作的脱节,使大多数企业对学生能否胜任工作岗位产生疑虑。 三、生产运作管理教学模式改革具体措施 1.读、写、议教学模式的引入。读、写、议教学模式,通^在课堂上对现实生活中案例的分析与讨论,使学生对课程的内涵有进一步的理解,其中“读”是指布置一个课题,推荐一些书籍,让大家课后进行阅读,掌握解决问题的相应方法;“写”是指大家以书面的形式写下解决问题的具体方法并进行实际验证;“议”则是指大家做成PPT形式,教师利用上课时间组织学生进行分析与讨论。比如:可以布置学生对学校周围餐厅选址问题、学校食堂经营运作等问题进行实地考察与分析,形成书面报告,并在课堂上组成临时讨论小组(3―5人),并以小组为单位开展讨论,每一小组选派一人做代表性发言,由大家对其进行讨论,最后通过总结与评价,对每一个小组研究的结果进行分析对比,评价其效果。通过读、写、议活动,学生能对目前现状找出多方面的不足和原因提出多种多样的解决策略,极大地调动了学生参与的积极性。 2.利用仿真软件合理设置实验内容,注意各实验之间的衔接。从以下几个方面分析和优化生产运作系统:(1)生产运作系统描述;(2)仿真目标设定; (3)系统绩效指标设计;(4)生产流程和运作数据收集;(5)系统仿真模型的建立;(6)仿真模型运行及瓶颈识别;(7)系统优化策略及其评价。具体实验教学体系列表如下。 3.递进式课程教学体系结构的建立。考虑到《生产运作管理》课程的系统性与复杂性,为便于学生学习与理解,采用分层递进式的模式,将其分为4个层次:(1)《生产运作管理》基本理论教学(以课堂传授为主);(2)生产经营过程模拟训练――以电脑装配生产过程为例;(3)业务流程软件仿真与应用(课程设计);(4)企业车间现场的短期实习、实训。对不同基础、不同年级的学生开设程度应不一样,在教学内容上,根据专业的特点,应有不同的着重点,结构如图1所示。 4.现代智慧企业信息化实训实践基地的搭建。以典型企业业务流程为对象,设置阶段性实训项目。在确定《生产运作管理》课程体系和课程标准后,以典型企业业务流程为载体来设计企业经营活动。在经营过程中,以问题驱动为导向,以实训带动知识学习和技能的掌握,把知识与技能的学习相融合,激发学生的学习兴趣,体现《生产运作管理》课程设计的职业性与实践性。图2―图4为所构建实训基地原理图。 四、结论 随着国际国内经济形式的变化,要求我国从制造业大国向制造业强国转变。而生产运作管理作为信息管理、物流工程等专业的核心课程,如何在人才培养中发挥更大的作用是亟待解决的关键问题。基于此,要加强生产运作管理课程的实践实训环节,完善课程的培养目标,进而提高课程的教学效果,让学生轻松学会和掌握基本的生产运作管理的理论和方法,具有解决问题与分析问题的能力,全面提升自身的综合素质。 生产与运作管理论文:工业工程专业《生产运作管理》实验体系设计与实践 摘要:生产系统一直是工业工程的重要研究领域,《生产运作管理》已经成为工业工程各类人才培养的学科主干课程。针对课程理论性和实践性均很强的课程特性,以及目前实验教学相对薄弱且不成体系的状况,通过昆明理工大学研究生百门核心课程建设项目,以工业工程学科为重点研究构建了一个三维立体架构的生产运作管理实验体系,为《生产运作管理》的实践教学提供了良好支撑。 关键词: 实验体系设计;生产运作管理;工业工程 0 引言 工业工程(Industrial Engineering,简称IE)是对由人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行规划、设计、改进和实施的一门学科,其目标是提高生产率和效率、降低成本、保证质量和安全[1]。在它的发源地美国,工业工程已有上百年的历史,是工程界十大支柱学科之一,为美国经济的发展起到了举足轻重的作用。我国20世纪80年代引入工业工程,1992年在高校开设工业工程专业。我国工业工程学科发展迄今只有20多年的历史,尚属新兴的发展学科。随着我国社会经济的快速发展,对工业工程专业人才需求的日益增大,使得工业工程的教育有了飞速的发展,现形成了多层次(专科、本科、双学位、硕士、博士)、多种形式(电大、自考、高校、全日制、在职学习)、大范围(涉及全国25个省市)的格局[2]。工业工程教育正为我国社会经济建设发挥着越来越重要的作用。 生产系统一直是工业工程的重要研究领域,国家自然科学基金委已连续多年将生产管理、生产计划与控制等列为工业工程(IE)专题。作为一门研究如何将人力、物料、设备、资金、信息和技术等生产要素变换为有形产品和无形服务,为社会创造财富,为企业创造价值的学科,生产运作管理(Production and Operations Management)也已成为工业工程各类人才培养的核心课程之一,图1为我国工业工程学科各层次人才培养中生产管理类的课程设置概况。生产运作管理是对生产运作活动的计划、组织和控制,其内容包括生产运作系统的设计、运行、维护和改进[3]。通过该课程的教学,不仅使学生对生产运作系统有一个较深刻的认识,系统掌握生产运作管理的理论与方法,更重要的是培养学生能够运用这些理论与方法解决实际问题的能力。 由于《生产运作管理》是一门理论与实践联系十分紧密的课程,如何加强实践教学,使学生通过实践过程熟悉生产运作系统的生产运作过程,增强学生对生产运作管理理论的理解和掌握,提高学生运用相关理论分析和解决生产运作管理实际问题的能力,一直是生产运作管理课程的教学难点问题。 1 我国高校《生产运作管理》实践教学研究与应用状况 十多年来,国内很多高校在《生产运作管理》的实践教学方面开展了一些积极深入的探讨,在案例分析、录像播放、专家专题讲座、信息化模拟、企业参观、课程设计和实验教学等方面起得了很好成效,为《生产运作管理》实践教学体系的完善奠定了一定的基础。具有代表性的有:东北财经大学陈福军教授从生产管理的实践性出发,对经营模拟手段在生产管理计划教学中的应用进行了剖析,认为生产管理计划的实践性可以通过连续、动态的经营模拟,在以生产战略为龙头的纵向计划体系和以生产计划为核心的横向职能协调中得到充分体现,并提出教师在经营模拟中应扮演好“导演、导游、导师”三重角色[4]。冯根尧教授提出了运用虚拟现实仿真技术(VRS)组织《生产与运作管理》实验教学的基本设想,并就具体的实验项目设置进行了研究。认为运用虚拟现实仿真(VRS)进行实验教学,是增强学生学习兴趣、提高教学质量和教学效果的有效途径[5]。北京航空航天大学王晶教授以研究生“生产与运作管理”课程为例,提出了研究型的教师团队、与学术研究同步的教材、知识转移和学术研究一体化的教学过程、精细化全程管理的综合创新课程建设理念,强调学生参与和互动性教学的重要性[6]。对外经济贸易大学李兵博士对研究生ERP实践类课程教学内容与教学方法研究开展了专题研究[7]。中山大学陈志祥[8,9]、厦门大学许志端[10]、华中科技大学张世超[11]等学者也针对工商管理硕士(MBA)分别从教学方法、企业参观和IT实验平台等方面开展了研究。上海电机学院通过引进沙盘、ERP软件、模拟仿真系统,建立了生产运作管理课程教学的软硬件平台,开展了校内实验与校外实践(企业参观)相结合的生产运作管理实践教学,加大了学生实践能力的培养,使生产运作管理的教学取得了较好的教学效果,得到了学生的普遍认可[12]。其他许多高校在ERP实验、沙盘模拟、课程设计和实践基地建设等方面也开展了大量的、卓有成效的教学实践,取得了良好的教学效果,鉴于篇幅所限,在此恕不一一赘述。 从我国高校《生产运作管理》教学实践的经验来看,以上方法各具特点: ①案例分析:由教师选取实际企业案例,在课堂上剖析企业的实际做法,总结成功经验和失败教训,这是目前主流的方法。这种方法的关键在于要选取到合适的案例。 ②播放录像:通过录像在课堂上播放介绍典型企业的生产运作管理情况,并结合录像进行适当解析,与案例分析相比这种方法的优势在于它的“真实感”,但目前开放的、有针对性的企业生产运作管理录像资源还非常稀缺,同时这种方式的学生参与程度低。 ③专家专题讲座:通过校友、联合办学单位,邀请企业中具有实践经验的生产运作管理人员进入课堂开展专题讲座,介绍企业生产运作管理的实际做法。同样的问题,企业专家讲通常比任课教师自己讲效果好得多。这种方法的优点还在于沟通了学校与企业的紧密联系,但对于一些地区和学校,合适的专家资源还是少之又少。 ④信息化模拟:利用ERP、仿真软件等现代计算机技术建立信息化实验平台,供学生构建企业生产经营模拟环境,进行企业生产经营过程模拟训练,其特点是从直接体验中学习,不受时空限制。这种方式其实应属于“实验教学”的范畴,如何构建满足教学需要的信息模拟环境(实验设计)是这种方法的关键。 ⑤企业参观:带领学生到一些典型的企业中去参观访问,可为学生提供非常珍贵而实用的学习经验。但这种方式在参观企业的联系甄选、带队参观教师的素质要求,甚至在参观时间安排、交通安全等方面都具有一定的困难和要求。 ⑥实验教学:学生在教师的引导下,运用所学理论知识及和学校资源进行实验方案设计和实验操作验证,然后进行归纳、总结规律的一种教学模式。基本结构为:问题―假设―实验方案设计―实验操作―结论―应用。这种方法具有有利于培养学生的学习兴趣、有利于突出学生的主体作用、有利于充分挖掘学生的潜力,培养其创新能力等优点,是自然科学实践教学的主流方法。这种方法的关键在于科学合理的实验设计。 总之,《生产运作管理》是我国工程类、管理类人才培养的必修课,加强《生产运作管理》的实践教学已经被我国越来越多的高校所重视,各个学校根据专业特点和自身条件,开展了形式多样的实践教学活动,对学生生产运作管理能力的培养起到了良好的促进作用。但是,实验教学作为素质教育和创新教育的重要途径,在我国一些高校《生产运作管理》的教学中还存在着实验安散乱、不成体系的状况,尤其是综合性实验、学生自主设计和动手操作性实验较为匮乏,极大地制约了学生生产运作管理科学素质和综合能力的深入提高。学生自己设计设计实验的能力培养,是中国高等工程实验教育努力的方向。 2 我校工业工程专业《生产运作管理》实验教学体系设计与实践 2.1 背景概述 昆明理工大学工业工程专业于1999年开办,现已形成包括本科、工程硕士、工学硕士和工学博士等多层次的工业工程高级人才培养体系。在各层次人才培养中,生产管理类的课程设置是:本科生以生产系统的运行为重点开设《生产计划与控制》课程(专业必修课,48学时);全日制硕士研究生的教学则以生产系统的运行基础,在生产系统的设计和维护改善方面进行扩充,进行完整的《生产运作管理》教学(专业学位的专业必修课,32学时);非全日制硕士研究生(工程硕士)可根据学员情况有选择地开展《生产运作管理》教学(专业必修课,32学时);博士研究生的则在《生产运作管理》的基础上,进一步开展《生产管理理论与方法》教学(专业选修课,32学时)。由于学生缺乏生产运作的感性认识,实验实践教学建设滞后,填鸭式的理论教学无从调动学生的学习热情和学习兴趣。所培养的学生理论知识掌握不牢、实际应用能力不强的现象在所难免,生产运作管理对工业工程学科的支撑作用也难以体现。要从根本上解决这一问题,“生产运作管理实验开发”势在必行。 2.2 实验教学建设思路及架构 本着“形成几个常规实验,开展一些基础研究,建设一门精品课程,支撑一个学科方向”的思路,在昆明理工大学研究生百门核心课程建设基金项目的支持下,课题组立足于工业工程学科各层次人才培养,兼顾教师教学、科研的需要开展生产运作管理实验设计,构建了一个三维立体架构的生产运作管理实验体系,如图2所示。 验证型实验是学生巩固理论知识、提高实验技能的基本途径,是为了进一步加深学生对所学生产运作管理的基本概念、基本原理和常用方法的理解和掌握,培养学生的实验操作能力、数据处理能力以及其它相关能力而进行的一种基础性实验。验证型也常被称为体验型实验。例如,仿真软件应用体验实验、减速器拆装及结构分析实验、ERP 系统操作实验、ERP系统操作实验、库存控制仿真实验、用Excel求解生产计划实验、牛鞭效应验证实验、质量管理常用工具实验等。 综合性实验是指经过一个阶段的学习后,在学生具有一定的基本知识和基本技能的基础上,对学生实验技能和方法进行综合训练的实验。目的在于使学生能够深人理解生产系统分析的方法和技巧,熟练掌握各种工具对于实际问题的描述,以培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理能力及查阅中外文献资料的能力。例如,流水生产线仿真实验、需求预测实验、标准时间测定实验、生产线平衡分析实验、车间生产作业计划编制实验、ERP沙盘模拟实训和质量管理分析实验等。综合型实验面向的主要对象本科课程设计、综合训练,以及全日制专业学位研究生。 设计型实验是综合培养学生运用所学理论知识,以问题为导向对所要解决的实际问题提出设计方案,并通过实验或模拟分析等方法进一步发现问题、分析问题、解决问题。设计型实验的目的在于着重培养学生运用生产运作管理的基本原理和方法独立解决实际问题的能力、创新能力、组织管理能力和科研能力。例如,设施选址与布置实验、流程设计与分析实验、多品种小批量生产系统仿真实验、混流装配线投产顺序的仿真实验、ERP应用模拟实验、ERP集成开发实验、质量管理与控制实验、质量成本模型及其优化实验等。 3 实验开发与应用情况 近年来,昆明理工大学工业工程学科利用“德国银行贷款”和“中央资金支持地方院校发展”项目的支持下,启动了以物流与仓储实验系统、工业工程装配流水线、人因工程实验系统和IE模拟仿真与优化系统为主要内容的工业工程综合实验室,以及以ERP、MES、PLM实验研究为核心的现代工业工程实验室建设工作。为加强实验开发的“软件”建设,我们组织了工业工程本科生、研究生围绕图2的实验架构开展了生产运作管理实验设计,现已开发各种实验21个如表1所示。其中,包括主要面向本科生、以认知为主的验证型实验7个,面向本科课程设计、毕业设计的综合型实验6个,以及面向研究生课程设计、毕业设计的设计型实验8个。各个验证型实验一般可在理论教学中利用2~3学时进行安排,而综合型、设计型实验一般安排在课余,对有能力且有兴趣的本科学生和研究生开放,复杂、大型的实验可扩展完成毕业设计(论文)。这些实验的开发与应用激发了广大学生的积极性,对《生产运作管理》教学质量的提高起到了非常重要的作用。 4 结语 《生产运作管理》是一门理论与实践联系十分紧密的课程,加强实践教学是提高《生产运作管理》教学质量的关键。在各种实践方式中,实验教学作为高等教育中素质教育和创新教育的重要手段,对学生综合能力的培养锻炼具有非常良好的作用,在今后《生产运作管理》的实践教学中还有待进一步充实和完善。 生产与运作管理论文:生产运作管理者的技能与能力培养 摘 要:随着全球经济一体化,各企业间竞争日益加剧,生产1运作管理者对企业的发展起着至关重要的作用。通过文献研究和理论分析等方法,本文提出了生产运作管理者所应具备的五种技能,并对如何培养能力给出了相应的建议。 关键词:生产运作管理者;技能;能力培养 1、引言 从现代制造业发展趋势看,企业与外部环境的关系日益明显,企业对运作战略、竞争战略、生产运作规划等方面的技能要求越来越高。 生产运作管理是组织创造价值的主要环节,是组织竞争力的源泉。生产运作管理所追逐的目标是:高效、灵活、准时、清洁地生产合格产品或提供满意服务。因此,生产运作管理者在企业中扮演了一个至关重要的角色。 生产运作管理者运用了企业绝大部分资金来组织生产运作活动,他们活动的效果决定了企业效益的好坏,因此生产运作管理者对企业发展有着深远的影响,对生产运作管理者的研究就很有必要。 2、文献综述 1955年罗伯特・卡茨在美国哈佛商业评论发表了《高效管理者的三大技能》一文,为管理者技能的研究奠定了基础。温习章《现代管理者应具备的能力及其培养》通过对国内企业在管理者能力培养中存在的问题分析,阐明了他认为现代管理者应具备的技能,分析了当前现代管理者能力培养的现状,最终对管理者能力培养问题提出了相应的策略与建议。2008年冯根尧发表了《从制造业信息化看现代生产运作管理人才的培养》一文,通过分析制造业信息化对企业生产运作活动带来的变革,提出了信息化环境下生产运作管理人员应当具备的能力与知识结构,探讨了现代生产运作管理人才培养的创新思路。2012年许超的《基于时间相关性的危机管理研究》一文,对于如何解决时间短暂性这一危机管理的切入点进行了深入的研究,分别从改变人的主观认知和有效利用时间两个方面对危机管理问题提出系统性的分析思路和解决问题框架。 上述文章多是对管理者进行研究,范围比较宽,对具体部门的管理者应具备的技能研究不够详细。生产运作管理者是管理者中的一部分,他应该具备管理者所必备的技能,但是又由于其专业技能的限制,而有别于一般的管理者。因此,本文对生产运作管理者所需的技能及其培养进行研究。 3、理论分析 3.1有效管理者的三种基本技能 20世纪50年代,美国企业界掀起了一场寻找“理想经 理人”的热潮。罗伯特卡茨认为,许多企业如此强烈地执着于寻找类型化的经理人,以至于它们只盯住某些特定的性格特质或素质,反而忽视了真正应当关心的问题――这个人究竟能做成什么事情。因此,他提出了管理的“技能”说。 有效管理者的应具备三种基本技能。首先是技术技能,即管理者对某项特定活动的理解程度和熟练程度,主要是如何“处事”。其次是人际技能,即管理者作为团队的一员,高效的开展工作,以及促使大家团结协作的能力,主要是怎样“待人”。第三是概念技能,即管理者以整体视角看待企业的能力,即把企业视作一个整体的全局把握能力。 3.2生产运作管理者的分类及学习内容 正如将管理者分为基层管理者、中层管理者、高层管理者一样,生产运作管理者也被分为不同的层次,并且不同层次的生产运作管理者所需学习的内容也有分别。 对于生产现场控制的管理者应以生产过程分析为基础,加强创新研究和开发设计、工艺管理和加工制造、过程协同和质量控制等关键环节的学习。对于生产资源配置的管理者,应以成本分析为基础,加强对外部协作,内部计划及时响应等关键环节的学习。 对于生产运作决策者应对以信息管理为基础,加强产品市场和客户关系,人力资源与资本运作,发展战略和风险管理等关键环节的学习。 3.3危机管理 危机管理具有时间短暂性、不确定性和价值威胁性等特征。危机管理的管理难度大,管理时间短,如果在发生危机时没有进行及时有效的危机管理,那么,对于企业的打击将是十分严重甚至是毁灭性的。危机管理也是生产运作管理者需要面对的一个挑战。 对于危机管理而言,管理者一般有两种思路。第一种是:建立危机预警机制,通过预警机制提前预知公共危机,从而在危机发生之前就全面展开管理活动,针对危机问题进行决策、计划、积极进行资源准备。第二种是:缩短管理活动所需的时间,提高时间的利用效率,采用模式化管理。 4、建议 4.1生产运作管理者所应具备的技能 通过以上的研究,本文认为,一个卓有成效的生产运作管理者应具备以下五种技能。 ①专业技术技能。生产运作管理者对技术的深入掌握,会使得其在质量 管理、生产管理、库存管理中更加得心应手。此外,针对目前不断升级的信息化浪潮,掌握企业的信息化手段与技术也是必不可少的。 ②创新技能。创新能力和创新精神对于生产运作管理者来说是十分重要的,开阔的视野与发散性思维,能够更好地服务于生产 运作管理者在运作战略、运作规划等方面的工作,从而给企业带来价值的提升。 ③人际技能。生产运作管理者要组织工人和技术人员进行生产活动,他们必须具备处理人际关系的能力,要善于与他人合作共事,调动他人的工作积极性,协调众人的活动。要有良好的合作精神,使企业充分利用资源,获得更好地收益。 ④学习技能。制造业生产运作活动包括新产品研发或已有产品的更新,降低成本和提高性能,工艺流程的改进和革新等等。实现信息环境下这些活动的网络化、数字化、电动化、智能化,就需要对计算机控制,软件工程,工业工程,管理工程等有不断深入的学习与应用。这就要求生产运作管理者有较好的学习能力。 ⑤危机管理技能。在生产运作管理的过程中,难免有突发事件的出现。要求领导者立刻做出正确反应并及时控制局势,否则会扩大突发危机的范围,甚至可能失去对全局的控制。在处理突发事件时,领导者固然要有冒险精神,但也要倾向于选择稳妥的阶段性控制的决策方案,以控制事态的发展。要有循序渐进,准确预测事态发展的能力。因此危机管理技能对于生产运作管理者而言是一项非常难但是又必不可少的技能。 4.2能力的培养 对管理者能力的要求上升到一个新的高度,那么,对管理者能力的培养也成为管理的重要内容之一。通过培训提高他们在实际工作中系统地分析问题、认识问题、解决问题的综合管理能力。主要的培养方法有以下几种: ①讲授法。由专人对参加受训的人员讲课,其优点是时间集中,讲课不受干扰,传授知识较系统也较多。 ②讨论法。业务讨论会有组织选派有关管理人员参加,每次研讨会可定一个专题作为主要内容。对参加培训得人员提出共同的问题,让他们进行讨论,最后找出解决问题的方案。 ③案例研究法。把经营管理成功或失败的例子摆在参加培训的人员面前,让他们进行分析,然后找出原因以及对策,或将一个有待加强管理的例子拿出来,让受训人找出对策。(作者单位:河南财经政法大学) 生产与运作管理论文:“模块化、项目式”《生产与运作管理》教学改革与实践 [摘要]《生产运营管理》是管理类专业的专业课程。本文主要讨论以学生为主体构建《生产运营管理》的实践教学新体系,并论述了新实践体系构成模块化项目式教学的优点,为该课程的教学提供了一种有效的方法。 [关键词]生产运营管理;实践教学;模式 《生产运作管理》是现如今高校管理类专业的专业核心课程,该课程内容涉及学科众多,对学生的前期知识积累要求较高,目前传统的教学中重理论讲解,对实践环节投入相对较少,大多停留在课堂简单案例分析的阶段,这就让学生对学习该课程变得更加困难,学习效果不理想。企业实习与企业调研作为高校实践教学的重要平台,对学生动手能力和创新能力的培养具有重要作用。本文将探讨如何发挥学生为主体,借助企业调研构建《生产运作管理》课程实践教学新体系。 1.《生产运营管理》课程教学改革 本次教学改革对象为成都信息工程大学银杏酒店管理学院2012级信息管理与信息系统专业学生,在课程的教学内容、教学方法、教学组织形式、实践环节及最终考试形式上进行了相应的改革尝试,具体做法如下: 1.1教学内容设计上的改革《生产运营管理》作为一门管理类的综合性课程,涉及交叉学科众多,单纯的理论讲解让学生难以接受,所以在课堂教学过程中应该综合理论学习与实例分析,新加入学生的课外企业调查活动,提高学生本身的课堂及课外参与度,积极发挥以学生的主体性,刺激学生的求知欲。这样既为《生产运营管理》增加了鲜活的实践资料,又培养了学生的综合能力。 1.2《生产运营管理》教学方法、教学组织形式改革《生产运营管理》主要是研究企业生产系统的设计、运行、维护和管理,这对在校大学生来说是相对抽象的,仅通过课本知识是难以很深入理解的。为了达到预期的教学效果,让学生对课程产生学习兴趣并获得丰富的收获,在教学方法及教学组织形式中,不断进行创新,有利于教师与学生及学校三方获益。为此本次教学改革,在传统方法相结合的基础上,还增加了以下教学方法: 第一,多媒体辅助教学。多媒体教学虽然在高校已经非常普及,但是大多数教师仅是把它作为陈列课本世纪知识的一个工具,极大了缩小了多媒体在现代教学中的作用。在《生产运营管理》的教学过程中,应该多运用多媒体给学生呈现课本中没有涉及到但又是与本课程极大相关的知识,图表及影片,这样既提高了学生学习兴趣,又增加了学习的知识面。 第二,增加实际案例分析。案例分析是课堂上教会学生如何运用课本知识的一个有效方法,大学课堂的理论讲解少不了案例的支持,但课本上的案例都比较的陈旧,数据比较过时,使得对不断变化的现实问题的支撑力降低,所以在这次的教学改革过程中,不断的增加新案例,对实际问题进行剖析,会更加增加教学过程的科学性,也更会大大吸引学生的注意力。 第三,引入形象图表分析。生产运作管理作为一门综合性交叉学科,理论综合性较强,学生接受困难。在教学过程中,不断的增加简单新颖的形象图表有利于学生对理论知识的深刻理解,在学习过程中更容易的接受知识并灵活的运用。 第四,有效利用学院网络平台应用。纸质版的传统作业提交形式已经开始让不少大学生感到没有新意并且越来越不认真对待。在本课程的教学过程中,取消学生的纸质版作业,改为利用学校网络教学平台来有效连接学生――作业――老师,既让学生感觉到创新,又提高了学生的参与,把被动作业变成了主动作业,大大的提高了学生的学习和作业兴趣。 第五,小组学习讨论。小组学习法已经普遍运用于各个高校的各种课堂中,既有利于学生之间的沟通,也为学生与教师的沟通增加了更多的机会。本课程在教学过程中,主要是让学生进行小组案例讨论,并在有限的准备时间后向全班同学展示各组最终讨论的结果并加以解释,这不但让学生参与其中,而且培养了相互沟通,团队合作的精神,提高了学习在课堂中的兴趣。 2.《生产运营管理》教学实践改革 《生产运作管理》是高等学校经济管理类各专业的主干课程,其传统教学中一直存在重理论轻实务、重科学知识轻传授能力的问题,其实践教学环节比较薄弱,大多停留在实验室教学的阶段。企业实习基地作为高校实践教学的重要平台,对学生动手能力和创新能力的培养具有重要作用。本文将探讨如何依托高校企业实习基地,构建《生产运作管理》课程实践教学新模式。 《生产运作管理》实践教学新模式与传统的实验室教学具有很大的不同,它将充分依托企业实习基地,根据企业实习基地的条件和生产实际进行实践教学体系设置,主要包括课程认识实习、课程设计实习、企业考察实践等三个方面内容。 2.1课程认识实习 本课程认识实习是结合课程教学内容要求,组织学生到企业实习基地参观企业生产车间、生产工艺流程、生产物流、库存管理等,使学生对实习企业的生产运作过程和设施有初步的感性认识,对本课程的深入学习打下基础,这是一种比较好的理论联系实践的实践教学方法。课程认识实习一般安排在课程理论教学的前期,时间大约为半天或一天,主要学生参观企业实习基地为主。 2.2课程设计实习 在课程理论教学结束后,让学生自行组织进入当地的一些比较熟悉的企业进行生产运作流程的考察,了解企业的实际运行情况,并要求学生利用自己所学知识和方法,对企业在生产与运作过程中出现的相关问题,进行分析并提出解决方案,从而完成本课程的设计。课程的设计实习的时间可以定为两周,让学生在调查过程中有充分的时间去了解企业和企业的文化,为本课程学习提供一定的实际案例支撑,让学生能够更好的把理论运用于实际生活当中去。 2.3企业考察实践 本课程的企业考察实践是利用寒暑假社会实践机会,学生以小组的形式,由专业老师带队组织学生进入社会实际企业进行实地考察与生产实践。企业的实践时间安排定为半个月。在去企业之前,教师与学生共同讨论在企业中可能存在的一些问题,并结合课本资料进行一定程度的讨论,明确在实际实践中要完成的目标与任务,让学生有目的的进入企业实践。企业生产实践可以提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力。 3.结论 通过此次课程的教学环节及实践环节的改革,大大提高了学生们对本课程的学习兴趣,激发了学生对课程学习的热情,加深了对课程本身的理解和对实践项目的掌握;同时减化了课程的难度,让学生在学习过程中更加的主动积极。 生产与运作管理论文:“生产与运作管理”课程案例教学的思考与探索 摘要:为符合全日制硕士专业学位教育规律,培养具有较强解决实际问题能力的高层次应用型专门人才,在面向工业工程专业全日制硕士专业学位研究生开设的“生产与运作管理”课程中,引入了全案例教学法,对案例的搜集与制作、案例前的准备、案例课中的组织、案例课后的总结评价的全过程进行了思考和探索,以期对全日制硕士专业学位课程建设提供参考。 关键词:案例教学;生产与运作管理;全日制专业硕士;教学改革 随着我国经济的快速发展,迫切需要大批具有创新、创业和实践能力的高层次专门人才。为此,教育部决定从2009年起扩大招收以应届本科毕业生为主的全日制硕士专业学位范围,将硕士研究生教育从以培养学术型人才为主逐渐向以培养应用型人才为主转变,以实现研究生教育在规模、质量、结构、效益等方面的协调和可持续发展。专业学位研究生教育在培养目标、课程设置和教学理念等方面与学术型研究生均有差异,如何深入研究和准确把握专业学位研究生教育规律,突出专业学位研究生教育特色,创新培养理念,改革培养模式,培养符合企业需要的,具有较强解决实际问题能力的高层次应用型专门人才是一个重要问题。 三峡大学从2011年开始培养工业工程专业全日制专业硕士研究生,“生产与运作管理”是其中的一门学位必修课。该课程研究如何对制造产品或提供服务的过程进行有效的组织、计划、实施和控制,以实现灵活、高效、准时、低耗地提供合格的产品或服务的目的。[1]通过该课程的学习,有助于学生形成对企业生产运作的系统认识,了解当前先进的生产与运作管理理念,掌握有效提高生产运作效率的科学方法,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的实践能力,为后续的工作打下基础。在课程建设中,分析了现有教学中存在的问题,基于案例教学法,提出了课程教学改革的思路,对教学过程中的组织实施进行了探索和尝试。 一、“生产与运作管理”教学现状分析 通过与授课老师及学生的访谈了解到在现有教学中存在以下困难: 第一,生产运作管理涉及对生产系统整个过程的管理,包括生产系统的规划设计、运行维护、改善创新等阶段。其中,生产系统的规划设计包括产品或服务的选择和设计、产能规划、设施选址、设施布置、工作系统设计等;生产系统的运行维护包括生产计划与控制、库存管理与供应链管理、质量管理等;生产系统的改善创新包括采用各种先进的生产方式和管理模式促使整个生产系统的不断改进,如精益生产、约束理论、大规模定制、敏捷制造、计算机集成制造等。课程内容庞大,知识点繁杂,在学时数有限的情况下不可能面面俱到,因此需要对教学内容进行选择。[2] 第二,受教材编写特点所限,教材中各理论知识点往往自成章节,独立编写,每个章节后所附案例仅为所在章节的理论所服务。[3]而在实际的生产运作活动中,各环节是互相影响互相关联的,单一环节生产效率的提高并不意味着整个生产系统效率的提高,因此如何让学生们理解各知识点之间的相互关系,能灵活综合运用各种理论解决实际问题是教学面对的难点之一。 第三,全日制专业学位研究生本科学习背景多样化,部分学生本科学的是工业工程专业。本课程中的部分基础理论在本科阶段学习过,部分学生本科不是工业工程专业的,缺乏该课程的基础理论知识,目前我专业这两类学生的比例基本在1:1左右。如何针对不同学生的特点进行教学是需要面对的另一个难点。 第四,全日制专业学位研究生经过本科阶段的学习,已经具备了较好的自学能力,因而普遍对传统的以教师讲授为主的理论教学兴趣不大,对来自生产实践的真实案例有兴趣,对理论如何运用于实践更感兴趣。但是全日制专业学位研究生大多没有企业实际工作经验,相比于有一定工作经验的在职专业硕士研究生和MBA学员,缺乏案例的背景知识,对案例的深入理解和讨论存在一定的难度。 二、案例教学法的特点 “案例教学法”始于美国哈佛大学法学院,后来逐渐推广到医学、管理学和其他学科领域的教学,成为著名的“哈佛模式”的一大特色。案例教学是指教师在教学过程中,根据培养目标和教学目的的要求,针对教学内容,选择恰当案例,在特定的教学情景中,培养学生运用理论知识分析和解决实际问题的能力,并逐步形成基本技能和技巧的一种教学模式。[4] 案例教学法与传统教学法有很大不同。在传统的讲授法中,案例处于配角的地位,其作用是为了解释印证相应的理论知识点,是一种辅助教学手段,理论知识点和案例之间的关系和结论是直接明确的,无论理论知识点还是案例都是由教师讲解,学生被动接受;而在案例教学法中,案例处于主角的位置,所有的教学内容围绕案例展开,所有的理论知识点隐含在案例中,需要学生们通过分析思考讨论挖掘,不存在唯一的标准答案或解决方法。在案例教学中教师不是权威,教师的作用更多的是引导组织学生进行自学分析讨论,学生在主动的分析思考讨论过程中得到提高。 案例教学作为一种启发式的教学方法,有助于激发教师转变教学理念,不断探索教学内容与教学方法的改革与创新;更能够激发学生浓厚的学习兴趣,不断地去汲取知识和探索研究,培养思维能力、沟通能力、合作能力、表达能力、实践能力和创新能力。[4]但是案例教学也有其局限性,不断出现新案例使得不存在结构化的稳定的教材,围绕案例进行的讨论比较耗时,在实施过程中如何保障教学效率,达到预期的教学效果都是其难点,需要在实施过程中有针对性地采取措施予以克服才能最大限度发挥其积极效果。 全日制专业学位研究生,自主学习的能力与意愿较强,班级人数相对较少,笔者认为全面采用案例教学有助于解决现有教学中存在的前三个问题,对第四个问题可以在案例教学的组织实施中予以重点关注。 三、“生产与运作管理”课程案例教学实践 完整的案例教学过程一般包括案例的搜集制作、案例课前的准备、课中的组织和课后的总结评价四个步骤。 1.案例的搜集与制作 案例的质量是成功实施案例教学的基础和前提。一个好的案例要符合教学目的,紧扣教学内容(知识点),题材新颖真实,能够激发学生的兴趣,背景材料充足,同时给学生留有一定的思考空间,没有唯一的标准答案或固定的解决方法,适合展开讨论等。 使用的案例有三类来源:借鉴教材上的经典案例;教师根据自己的项目工作经验编写案例;鼓励学生参与搜集制作案例,例如可以将《工业工程与管理》、《工业工程》等学术期刊上偏应用型的论文改编成教学用案例,可以根据跟随导师做项目的实际经验编写案例。有一名学生利用暑假去江苏一家手机厂实习的机会,搜集资料,编写了“某手机厂生产效率分析及改善”的案例。这类案例往往背景材料充足,容易为没有工作经验的全日制硕士研究生理解,编写的学生有成就感,其他学生参与案例学习和讨论的兴趣更强。 2.案例课前的准备 在课程开始之前做好总的课程进度安排,对于本科非工业工程专业的学生,须告知课外需要自学的基础知识和相应的时间节点。在案例课之前一至两周将案例资料分发给学生,要求学生按照要求做好预习,仔细阅读案例细节,以小组为单位分工协作,查阅相关资料,思考后面的问题,形成初步的想法或解决方案,利用Powerpoint软件制作演示文档,为课堂上的汇报讨论做好准备。 3.案例课中的组织 首先各小组分别阐述对案例的分析和提出的初步解决方案,然后在全班范围内对这些分析和方案进行讨论,甚至是辩论,在组织讨论的时候,教师要遵循以下原则: (1)理论与实践相结合。如果离开了理论支撑,尽管讨论很激烈,但很难达成教学目标,因此教师要适时提出一系列具有逻辑结构的问题引导学生运用所学的理论知识点进行分析。 (2)创新原则。鼓励学生从多个视角解读分析案例,鼓励学生大胆假设合理推理,提出创新性的解决方案;鼓励学生踊跃表达自己的观点,充分肯定各种见解的合理性。 (3)系统原则。鼓励学生综合运用所学的知识(包括运筹学、统计学、管理信息系统等)解决实际的生产管理问题,提高决策的正确性。 (4)定性分析与定量计算相结合原则。重视运用各种工具方法解决实际问题,例如运用matlab软件进行优化计算,运用用友ERP软件U8进行生产计划与控制,运用witness软件进行仿真与优化等。 例如在“某手机厂生产效率分析及改善”案例讨论中,有的同学提出在瓶颈工位增加机器和工人提高生产效率,有的提出对工作任务进行重新分配,在生产率保持不变的情况下减少工人降低成本,有的同学考虑到了流水线型式对生产效率的影响,有的建议采用双边装配线,有的建议采用U型单元组织生产。为了对各种方案进行评价,利用witness软件构建了仿真模型,在仿真模型的运行中同学们观察到了瓶颈的漂移,仿真运行参数对与仿真结果的影响等,在讨论中掌握了各种效率改善方法的特点和适用的范围。 4.案例课后的总结与评价 案例讨论课结束后,为了巩固课堂讨论的成果,学生需要对之前形成的初步解决方案进行修订,提交一份正式的案例报告,每位学生在课内的汇报讨论表现以及书面报告的成绩计入课程成绩的一部分,以激励同学们积极参与。 对于教师,要及时运用质量管理理念PDCA总结反思案例教学法实施中的经验教训,总结案例本身是否有缺陷,教学过程是否完善,课堂组织是否松弛有度,内容把握是否得当等,不断提升教学水平。 四、结束语 通过在两届全日制硕士专业学位研究生的“生产与运作管理”课程中采用全案例教学,取得了一些收获。学生对这门课程的学习积极性极大增强,课堂讨论气氛活跃,在案例的讨论和分析中,同学们能自觉运用各种所学的理论知识来分析问题,提出解决方案。有些本科非工业工程专业的同学结合自己的专业背景提出了不一样的看法和解决方案,实现了思维的碰撞。除此之外,学生的综合素质如沟通能力、合作能力、表达能力等均得到了提高。在与同学们不断的沟通交流中,也促使教师不断思考创新,这充分体现了案例教学是一种教学相长的有效模式。 生产与运作管理论文:生产与运作管理课程教学改革探析 摘要:针对目前生产与运作管理课程在教学内容和教学方法中存在的问题,结合学生的学习特点和社会经济的发展动向,提出该课程教学内容和教学方法的改革意见,以此提高该课程的教学水平,激发学生的学习兴趣和学习能动性。 关键词:生产与运作管理;教学内容;教学方法 在企业管理的各领域中,生产管理是最复杂的领域,其涉及的面最广,牵涉的部门最多,任何一个企业经营管理者都必须先了解企业生产管理的基本规律与特征,才能管理好一个企业。因此在大学管理工程类与工商管理类专业中,都安排生产与运作管理这门课程作为专业必修或选修课。如何对传统的授课模式进行改进,活跃课堂氛围,提高学生的实践能力,是生产运作管理课程所面临的问题。本文将根据该课程的教学要求,结合近年来的教学经验对该课程新的教学模式进行探讨。 一、生产运作管理课程教学中存在的问题 1.教学内容中不够合理。(1)教学内容重制造业轻服务业。目前,国内关于生产运作管理的教材内容大多以制造业的生产管理为主,大多数学生没有去过制造业的生产车间,对生产过程缺乏感性认识,对教材内容不易理解,尽管在教学过程中播放有关制造业生产的相关视频,也很难充分调动学生的学习能动性。对于服务业,学生或多或少在生活中体验某些服务业的服务过程,在学习理解相关内容时相对容易许多。另据调查,服务业在GDP中所占比重不断增加,而经管类的学生毕业后就业去向也大多集中在服务业。在这样一种现实背景下,必须对教学内容进行调整。(2)教学知识缺乏系统性。教学知识缺乏系统性主要体现在两个方面:一是缺乏对本课程内容的系统性总结。本课程目前教学内容重视知识点的讲解,缺乏对整个课程知识的系统性分析,没有帮助学生把各个知识点连成线,让学生感觉到整个课程内容多而杂,不知从何学起,对整个课程缺乏系统性认识。二是缺乏对课程之间的系统性连接。生产管理中的许多问题需要用到管理学、运筹学、管理信息系统、统计学等各门管理课程知识来解决。(3)不同专业教学内容趋于一致。目前,东南大学成贤学院经管系的财务管理、会计、物流管理、市场营销等专业开设了生产与运作管理课程,不同专业前修课程不同,生产运作管理课程应根据学生已学习内容做相应调整,不同专业将来从业方向不同,对生产运作管理不同章节内容的掌握程度要求应有所区别,但为了考查方便,目前教学内容趋于一致。 2.教学方法单一。目前生产管理学教学方法通常都是采用教师讲课的方式,但是教师一味地讲述并不能完全吸引同学们的兴趣,而且在教学讲授的过程中其内容局限于书本上的知识,加上理论知识的枯燥乏味很难激发同学们探索研究的欲望和热情。 二、生产运作管理课程改革的方法 1.调整教学内容。(1)增加服务业在整个教学内容中的比重。国内关于生产与运作管理课程的教材内容,大都偏于讲解制造业的生产管理,关于服务业的生产管理涉及较少,而服务业在整个国民经济中的地位越来越重要,经管类专业学生将来的就业去向大多集中在服务业,因此,在生产运作课程教学中应增加服务业的教学内容,比如服务业选址与设施布置;服务业运作规划;服务业流程管理等。(2)根据专业特点调整教学内容。生产与运作管理课程应根据不同专业需要分别制定教学内容及侧重点。如财务管理、会计专业要侧重于生产成本控制、盈利水平提高,物流管理专业要系统掌握生产流程、生产线布局、库存控制以及物流需求计划的基本理论和方法;对市场营销专业也要了解企业的生产运作过程,同时对市场预测、需求管理、库存管理以及新产品开发部分作为重点讲授内容。(3)对教学内容进行系统化管理。改变目前只讲解知识点的教学模式,老师帮助学生把各个知识点联成线,再把不同的线(各个章节)穿插形成面,建立关联,最后还要针对问题将各个知识面(各门管理课程)立体化。老师提出生产管理中实际问题,引导学生如何应用相关管理理论、建立数学模型和软件计算求解,最终给出优化方案。 2.根据章节特点改进教学方法。理论教学是枯燥乏味的,只有用恰当的教学方法提高理论知识的趣味性,才能提高学生的学习热情,运作管理每章节的内容不一样,特点不一样,所应用的教学方法也应有所区别。(1)案例教学法。“案例教学法”是通过教师采用案例引导来说明理论知识,学生通过案例的研究分析加深对理论知识的理解。本课程建立相关内容的案例库,每章通过简短的案例引出教学内容,让学生意识到我们将要学习的内容与企业生产经营紧密相联,即将学习的知识会帮助我们解决企业中面临的问题。比如在讲到产品研发章节时,提到巧克力的案例,当巧克力市场饱和时,巧克力商家怎样挽救销售收入下滑的局面呢?把问题抛给学生,让学生进行思考,并发表观点。进而介绍健达出奇蛋研发出巧克力包着精巧玩具的蛋形儿童糖果这样的一种产品,让其扭转市场局面,让学生意识到产品研发的重要意义,进而产生了本章的学习的动力和兴趣。每章知识讲完以后,再通过案例分析回归理论知识,让学生理论应用实践,解决实际问题。(2)课堂讲授与教学视频结合法。生产管理是一门实践性很强的课程,学生很少接触过生产制造企业,在教学过程中,适当地穿插一些制造企业的教学录像,有利于提高学生的感性认识,增强记忆。比如讲解加工装配式生产时,学生可能会感到很难理解,但是利用教学视频就非常清晰。通过播放教学视频,学生对对机床、生产线、生产车间、流水作业等有了感性的认识,从而有利于流程式生产、加工装配式生产、机床等相关概念的理解。(3)角色互换法。在运作管理课程的学习中,为了让学生融入课堂,我们有必要给学生赋予一定的角色。在综合计划章节,我们可以赋予学生生产经理的角色,你现在是位生产经理,面临的市场需求是什么样的,现在企业的生产能力如何,你如何分配生产能力来满足市场的需求,通过赋予角色让学生陷入思考,引出综合计划中的均衡策略、变动策略、折衷策略。让学生感受此章节在企业生产管理中的重要作用和意义。(4)情景游戏法。在讲到供应链管理章节时,我们可以在课堂中进行啤酒游戏,来加强学生对供应链中牛鞭效应的理解。具体方法是:让学生分别扮演啤酒制造商、批发商和零售商,这三个个体之间,通过订单/订货来沟通,下游向上游下订单,上游则向下游供货。彼此只能通过订单、送货程序来沟通。各个角色拥有独立自主权,可决定该向上游下多少订单,向下游销出多少货物,但只有零售商才能直接面对消费者,通过在课堂模拟十周的产、配、销,学生会发现当消费者需求振动了一下,经由整个系统的乘数作用将产生很大的危机。通过游戏提高了学生的学习兴趣和课堂参与度,加深了学生对理论知识的掌握。(5)模拟生产法。在物料需求计划章节,学生对MRP的运算逻辑搞不清,不能充分理解产品结构树。这时我们可以利用铝合金拼装玩具制造简易的生产线,学生5~6人一组,通过拆装拼装玩具,理解产品结构树的含义;玩具在拼装过程中有严格的拼装顺序,让学生分别承担不同的拼装任务,构成一条生产线,每一位同学在拼装的时候用秒表记下拼装的时间,根据产品需求时间,我们就可以倒推每一个零部件的具体需求时间,再结合产品结构树,很容易就理解什么时候需要什么产品需要多少。学生在快乐操作中深刻地理解MRP的运算逻辑。(6)理论教学与软件应用结合法。在需求预测、库存管理、项目管理章节,都涉及到复杂而烦琐的计算,学生倍感枯燥和乏味。这时我们可以引入软件来帮助解决复杂问题。在库存管理章节,可以应用EXCEL巧妙解决随机型库存问题的订货量和订货点,摆脱烦琐的公式推导,既方便学生理解课程内容,又提高了学生办公自动化的使用能力,感受EXCEL的强大功能。在项目管理章节我们可以借助PROJECT软件帮助分解项目工作,跟进项目完成时间,让学生体会到我们所学的内容在现实中都会用到,而且我们已有相应的软件工具帮我们解决、简化问题,提高了学生学习的兴致。(7)课后实践法。只有理论知识应用于实践了,才能提高学生的理论水平,培养学生的实践能力,在生产运作理论相关内容讲授后,让学生参与实践是非常有意义的。在生产/服务设施选址与布置章节,在课堂上先介绍选址的几种定量分析方法。假设学校要建一个超市,让学生选择其中的一种方法帮助超市选址。作业布置后,学生开始积极地收集资料、市场调研,充分激发了学生的学习能动性。在库存管理章节,让学生出去调研学校附近的企业,根据所学的知识看看一些企业的库存策略是否合理,帮助企业优化库存,有的组的建议还得到了部分企业的认可,大大提高了学生的学习成就感和学习热情。丰富的实践活动充实了教学内容。 三、结论 生产与运作管理课程教学质量的不断提高,离不开教学内容和教学方式的改革,只有根据学生的特点和社会发展的动向,结合运作管理课程的相关内容,采取恰当的教学方法,才能提高学生的学习兴趣和学习能动性,实现学生的实践创新能力,培养出适合社会需求的管理人才。 生产与运作管理论文:基于QFD的生产与运作管理课程顾客需求分析 摘要: 论文首先对高校顾客进行识别,并对重要顾客加以分析,然后以QFD理论为指导,利用问卷调查的方法对《生产与运作管理》课程的重要顾客进行需求调查,在此基础上利用亲和图方法对该课程顾客需求进行分析。 关键词: QFD理论;生产运作管理;课程;顾客需求 0 引言 随着社会生产力的发展,现代科学与技术的进步,产品要想在激烈的市场竞争中取胜,就必须提高其质量,降低其成本。因此,产品质量的提高应当是建立在对用户意见的有效调查和科学分析的基础之上,这种分析要找到用户意见与产品特性之间的本质联系,从而确定改进目标,最终满足顾客的需求。质量功能展开(Quality Function Deployment,以下简称QFD)方法便是一种行之有效的、被普遍接受的质量分析方法。 质量功能展开(QFD)是一个以满足顾客需要为手段,以扩大市场份额为目标的质量管理思想、方法与技术的集合体系。这个体系采用系统化、规范化的方法调查和分析顾客需求,并将其转换成为产品特征、零部件特征、工艺特征、质量与生产计划等技术需求信息,使所设计和制造的产品能真正地满足顾客需求。[1] 中国已是高等教育大国,它所承载的社会责任也越来越大,承担着培养理论知识丰富、实践能力扎实的现代高素质人才的责任。但是高校中许多课程设置偏离了客户需求,往往使最终的培养效果无法达到所设定的培养目标,因此明确学生、社会对课程教育的需求就突显出特殊的重要性。基于此,我们将QFD理论引入到《生产与运作管理》的课程设计中,希望找到“顾客”需求与教学特性的本质联系,从而确定改进目标,最终提高教学质量。 1 顾客识别与重要顾客 高校针对社会用人单位的需求制定人才培养计划,人才和用人单位通过人才市场互相选择;在服务市场上,学生根据社会需要选择自身的知识结构与专业方向,通过接受教育与高校发生联系,高校与学生之间联系的纽带便是高校教师;高校除了为社会培养人才外,还通过科技市场与企业发生联系,通过转化科研成果来服务社会。[2] 鉴于高等学校所拥有的顾客的多样性,它所面临的顾客需求则较之一般的企业更为复杂,一方面,高校需要向社会输送学生这样一种特殊的产品;而另一方面,高校也要在内部向学生提供教育这种产品。因此应用QFD理论对《生产与运作管理》进行课程设计时,识别顾客并区分不同顾客的重要程度就成为“顾客需求”分析的首要任务。 根据上面的分析,高校面对的主要顾客如图1所示。其中,高校教师、高校学生和企事业单位是重要的三类客户,其中高校学生是最基本顾客,也是高校客户的主体。 2 顾客需求获取方法 顾客需求分析是质量功能展开成功应用的基础。为全面收集顾客的信息,主要需要从以下几个方面入手: ①市场调查。通过调查问卷、顾客代表座谈会、顾客反馈信息等形式获得定性的信息,以便及时了解和归纳顾客的需求。②进行相同种类产品的质量跟踪以及售后服务信息分析。了解现有产品中哪些质量特性是顾客满意的,哪些质量特性是顾客觉得一般的,哪些是顾客不满意的或者抱怨的,并将其转化为以顾客需求的形式。③制定硬性的约束条件。例如:将有关的政策法规等纳入到顾客需求中。④产品开发的整个过程中要体现公司的战略和策略,对顾客的需求要加以提炼,以提供更好的产品或服务。⑤发展现状与未来发展的趋势要有所了解,能够把握大局。通过媒体、网络、报纸、杂志等手段收集信息并进行分析处理,对上述方式得出的顾客需求进行筛选与补充。 针对不同的顾客群体,在获取顾客需求过程当中,应采用多种方法对不同的顾客进行调查以获取全面的用户需求和期望。由于高校学生是高等学校最基本的顾客主体,数量较大,我们利用问卷调查法对已经学习过《生产与运作管理》这门课程的学生进行了需求调查,共收回45份有效问卷。 3 顾客需求分析 在进行了初步的分析之后,我们认为顾客需求是多种多样的,尽管每一项顾客需求都十分重要,但在它们之间还是存在轻重之分。为了集中有限精力使数据分析更加准确,以便使改进工作的重点更加明确、有效,我们设计了调查问卷让顾客对各项用户需求的重要度进行打分(见表1),以弄清各项用户需求的相对重要度。调查表从教学准备、教学过程、教学效果和教学评价四个维度共计十七个具体指标来调查分析顾客需求[3],并采用Likert Scale按从1到5的数字尺度进行重要度评判,具有实用、易操作、不易出错且能反应真实需求的特点。 通过发放调查问卷然后回收问卷进行分析计算,得到各项顾客需求的相对重要程度。然后采用亲和图法(KJ法)进行顾客需求识别。表2即为通过问卷获得的《生产与运作管理》课程的顾客需求及其重要度的调查结果表。从中我们可以看出顾客对哪些方面的需求高,哪些需求低。 从反馈回来的结果同时结合向一些负责该门课程的专业人士及企业中的在职人员的访谈可以发现,我校该门课程中教学手段还显单一、教学缺乏实践性、无法很好的培养学生的思维与应用能力问题较为突出,在课程需求中的重要度较高,这几方面也是改进空间与改进可行性较大的几个方面,将此作为该门课程形成差异化与培养特色的重点。此外,还有一些关于希望能够控制班级容量、对不同专业背景的学生讲授重点应该有所不同等意见,都可以作为该课程差异化的策略。 4 结束语 QFD技术强调服务要以顾客需求为驱动,保证在高等教育质量改进的过程中,顾客需求与质量特性始终保是一种客观的分析顾客需求,合理的设计质量特性,科学的开展质量改进,有效地进行质量控制的用户主导、面向顾客的质量改进技术。[4]本文以QFD技术为指导,对我校《生产与运作管理》课程的顾客需求进行了分析,从而为下一步针对存在的问题采取可行措施以提高课程的教学质量、提升顾客满意度提供了基础与可能。但是教学双方对课程的需求是不断变化的。尤其是学生,他们一开始对课程的需求往往是模糊的和潜在的,随着教学的深入,才会逐步凸现出来。因此,如何对顾客需求的满足状况进行实时评价并根据依此进行课程教学的调整与改进,从而形成动态监控和反馈改进机制,将成为研究的重要方向。 生产与运作管理论文:浅谈大剧场生产运作与管理的创新 摘要:由于剧场的外形和功能上的特殊性,在模版支护和施工管理方面都具有特殊的要求。本文主要针对以上问题通过对大剧场生产运作中的钢筋结构设计和模板处理的相关技术进行阐述,然后对生产管理方面提出一些创新型的办法,加强剧场的建设。本文对以后的相关研究和生产实践具有一定的指导意义。 关键词:大剧场;建设;管理;创新 引言:现在随着全国文化的大繁荣和大发展,各地不断的开展精神文明文化建设。同时,随着人们生活水平的不断提高,百姓的消费观念正在不断的改变,随之而来的是全国各地的大型剧场的兴建。大剧场由于本身属于大跨度建筑物,所以,在施工方面对钢筋结构的要求具有特殊性。同时在剧场的施工建设方面,技术难度正随着剧场规模的增大不断增大,剧场的建设技术和管理正在不断的受到人们的关注,成为业内认识的焦点。 一、施工的创新点 大剧场工程由于其使用功能特殊,所以要结合着复杂的水电设备来进行施工,以保证剧场今后运作过程中正常使用。与其他工程相比,大剧场工程具有施工空间狭小,施工环境复杂,操作人员操作空间特殊,需要多方密切协调,施工高度变化较大,施工作业面成阶梯状变化,施工跨度大等特点。所以,在大剧场的建设过程中,大跨度以及特殊形状作业面的钢筋绑扎有别于一般工程,同时混凝土浇筑过程中,由于作业面狭窄,空间位置变化大,主要还有弧形看台之间的高度起伏和宽度控制,都需要格外的注意。 首先大剧场是一个大跨度建筑物,而且,由于剧场用途的限制,使得剧场在建设过程中要涉及到水、电、灯光、音响等设施的施工,此外,大跨度建筑相比一般工程在钢结构的施工上较一般建筑有所不同。在施工的过程中需要负责人全面的了解相关剧场设施,这样才能使整个工程在建设过程中减少问题。 其次,施工总包方第一次进行大剧场的施工,甲方精心组织总包管理人员进行已经营业的剧场观摩和学习,取其他项目的在经营过程中遇到的专业问题提出建议,更好的指导现场在相关问题的具体施工。具体在施工过程中,甲方安排有多年丰富管理经验的人到现场指导和讲解,随时了解施工进展和施工效果。对于施工1600座大剧场及1000座中剧场座椅喉管的埋设,专业测量工程师到现场进行把控,最大限度的保证放线准确性。 最后,在施工过程中,注意看台尺寸,线路安全,舞台,安全通道这几个方面,尤其是大模板的细部处理和圆弧形模板的支设,对于施工过程中通道处的固有周期和共振频率要严格把握,避免发生事故。 二、钢筋绑扎 在剧场的施工建设中,钢筋的绑扎工作是工作难点也是工作重点。剧场底板的钢筋绑扎前要进行墙、地梁、柱轴线及模板线的安放工作,然后在按照设计进行排筋,这个过程要遵循先基坑然后梁板筋最后插筋的顺序。墙、柱插筋必须保证混凝土上有两条钢筋,同时以下还要有两道水平钢筋,用来实现限位固定。此外楼板钢筋绑扎时要注意用铁丝在模板上标注主筋分布线和主筋之间的分布间距。并且除了边沿上的钢筋交点全部需要绑扎外,其他相交点可以进行相互交错的绑扎。平台板钢筋预埋、预留由测量工放出楼梯平台板标高并在墙体网片筋上标记出平台板上下铁的标高线,根据上下铁的标高线顺板范围预埋钢筋,预埋钢筋应与墙体网片筋绑扎牢固。垂直梯架安装时将垂直梯架绑扎在两根柱中间附近的竖筋上,与墙内纵向钢筋绑扎牢固。在每层梁、柱完成后采用预埋钢板,把架体与混凝土梁、柱连接,以增加稳定性,钢柱与钢梁采用焊接。 三、模板支护 1.单侧模板支护 在单侧模板的支护上,在不同部位略有不同。在下面就将单侧模板吊装到位,并且安装好单侧模板的支架。在模板和支架定位之后,进行加强钢管的安装,以进一步加强强度和稳定性。然后进行压梁槽钢、埋件系统的安装,接着调节支架的垂直程度,然后进行操作平台的安装和调试,最后检查买件系统的稳定性和清理验收合格后进行砼的浇筑。 2.高大模版处理 高大支模板在施工时的注意事项与单侧模板类似,但是其支架的要求更高。在高大模板进行支架时,立杆位置要正确,立杆、横杆形成的支撑格构要方正。快速安装装置的可调丝杠插入立杆孔内的安全长度要大于丝杠长度的三分之一。同时在安装过程中,主龙骨要平稳放在支撑上,两根龙骨悬臂搭接时,要用钢管、扣件及可调顶托或可调底将悬臂端进行支撑。铺设模板前要将龙骨调平到设计标高,并放实。 四、混凝土浇筑 在混凝土浇筑时,不考虑时变结构效应的模型,在施工时也根据混凝土梁的浇筑顺序分阶段施工,而与考虑时变结构效应的有限元模型不同点在于,已浇筑的混凝土不会与支撑一起作用来承担下一阶段混凝土梁自身的和施工时的荷载,将混凝土的自重和施工支撑、施工设备、模板等荷载都通过计算等效为均布荷载作用在高支撑上。 在圆弧看台的浇筑过程中,模板全部采用木胶板,龙骨为方木及钢管,由于看台为台阶形式,混凝土流动性大,混凝土凝固以前可持续对模板产生较大的侧压力,所以模板要有足够的强度、刚度。浇筑的顺序按照浇筑钢骨柱C45混凝土,浇筑弧形看台斜梁、板C35混凝土,同时在看台主梁端部拦出施工缝,待预应力张拉完毕后采用C40微膨胀混凝土进行浇筑。 结束语 剧场的施工建设中仍然还具有很多问题,本文主要针对钢筋的绑扎、单侧模板的支护和高大模板的施工进行了基本的阐述,分析了其施工方法和注意事项。并且还阐述了混凝土浇筑时的主要注意事项,最后结合生产运作,阐述了施工安全中的注意事项。 生产与运作管理论文:《生产与运作管理》课程信息化改造探索 【摘要】 《生产与运作管理》是管理类专业必须的一门核心课程。在教学实践中,学生由于缺少对生产与运作管理内容的感性认识,普遍反映该课程比较抽象、不好理解、缺乏学习热情,教学方法的调整和完善已成为一个亟待解决的问题。根据该课程综合性、实践性、决策性强的特点,以及其在教学中存在的问题,采用信息化技术对该课程进行改造,已成为改进教学手段、提高课程教学质量的一个必然趋势。 【关键词】 生产与运作管理;特点;现状;信息化改造 生产,是人类从事的最基本活动,是一切社会财富的源泉,不从事生产,人类就无法生产,社会就不能发展。生产运作是社会组织的三项基本职能之一,是各种社会组织投入资源最多的活动,对社会组织的活动效益影响很大。因此,《生产与运作管理》课程作为高校本科工商管理类专业的核心课程之一,其教学方式和教学效果对学生专业基础的奠定和就业都有一定的影响。而在教学实践中,学生由于缺少对生产与运作管理内容的感性认识,普遍反映该课程比较抽象、不好理解、缺乏学习热情,教学方法的调整和完善已成为一个亟待解决的问题。 一、《生产与运作管理》课程特点 (一)综合性 《生产与运作管理》这门课的内容涉及非常广泛,既包括生产型企业,也包括服务型企业,涵盖了市场的需求预测、企业战略和生产策略、产品开发和技术选择、生产和服务设施的选址、工作设计和工作测量、综合生产计划、独立需求控制、物料需求计划、作业计划、供应链管理、项目管理、设备管理、质量管理等企业运作的各个环节。因此,该门课程对教师和学生的企业管理综合能力要求较高。 (二)实践性 《生产与运作管理》是一门与生产运作实践联系紧密的课程,是众多专业课程知识点的集合。生产运作管理理论的产生和发展都来源于企业的实践,是多年来各国生产运作管理实践经验的提炼和总结,经过不断地丰富、完善,逐渐发展成为一门系统性、科学性很强的应用学科[1]。因此生产运作管理教学必须重视实践教学环节,并通过运用丰富的信息化手段,加深学生对相关概念的理解和认识,培养学生解决生产运作过程实际问题的能力。 (三)决策性 在生产运作管理过程中,很多问题的解决有多种方案,但不同的方案对人的积极性的调动、产品质量的改善、工作效率的提高等方面会产生巨大的差异。因此《生产与运作管理》的教学中,需培养学生根据不同背景、不同特点设计个性解决方案,明确生产管理的目标和任务,以寻找实现目标的各种途径,并在对处理结果预测和比较的基础上,做出最优决策[2]。 二、《生产与运作管理》课程教学现状 (一)教师实践经验缺乏 生产运作管理是一门系统性和科学性很强的应用型学科,对教师的综合素质要求较高。该门课程理想的授课教师既要对生产运作管理的基础理论和发展趋势进行研究,又应有一线的生产运作管理经验,同时还需具备现代教育的思想和理念[3]。而目前大部分高校的教师都是从学校到学校,虽然具备渊博的学识,却没有任何企业工作经验,缺乏对一线生产运作管理的感性认识,在教学过程中很难对生产运作管理课程内容进行生动的讲解,更不能对学生在应用生产运作管理方法解决实际问题方面给予有效指导。因此,现有大部分高校的《生产运作管理》教学通常是注重传授系统的科学理论知识,强调书本知识的灌输和纯理论的探讨,忽视了对学识分析和处理实际问题能力的培养,知识变得生硬而抽象,老师台上讲,学生台下记,教学效果得不到保障。 (二)教学内容滞后 随着经济和信息技术的发展、社会分工的细化、服务业的兴起,生产运作管理学科的研究重点正在开始向运作管理倾斜。同时,服务业等非制造业占主体的就业选择和现实的工作性质,工商管理学生对未来的就业选择集中在非制造行业,或者是制造业的“两头”(研发和市场)而非中间的“生产”,这也使学生对以制造业为主体的生产运作课程内容热情不高。而我们现有的课程体系,并未能体现社会需求的学生兴趣的要求,教学内容、大纲的制定和教材的编写多以传统的生产管理为主,极少涉及运作管理,无法适应学生毕业后从事服务业的工作要求。 此外,生产运作管理学科起源于欧美,我国的起步较晚,目前的教学理论大部分都是舶来品。近几年来,很多高校尝试引进了不是国外原版教材和案例,但这些教学内容并不完全适应中国企业,导致教学理论和中国企业生产管理实际现象脱节,亦影响了教学目标的达成[4]。 (三)教学方式方法单一 长期以来,生产运作管理教学中普遍采用的是“传递-接受”教学模式,这种模式的基本程序是:激发学习动机-复习旧课讲授新知识 巩固运用检查评价。这种模式的优点是有利于教师主导作用的发挥,有利于教师对课堂教学的组织、管理与控制,其本质上仍属于以教师为中心的教学模式[5]。这种模式的弊端主要体现在:教师往往只以灌输的方式,向学生讲解系统化的教科书,作为认知主体的学生始终处于比较被动的地位,学生的角色是听讲者和知识的接受者,只是被动地接受老师所传授的理论。这种只注重理论、概念的教学方式,忽视了对学生潜能的开发,导致学生理论与实践的脱节,难以调动学生的学习积极性,教学效果往往不理想。 生产运作管理课程知识的广泛性和较强的实践性决定了它的教学方法应有别于其他管理课程,除了传统的教学方式之外,还应借助计算机进行讲解过程的推导和演绎,通过对该课程进行全面的信息化改造,丰富教学方法和手段,将理论和实践紧密联系在一起,增强学生的学习兴趣,从而提高教学效果。 三、《生产与运作管理》课程信息化改造建议 《生产运作管理》作为一门实践性操作性强的课程,教学的关键是让学生产生“真实感”,这就需要利用现代的信息化技术辅助教学,通过图像、文本、音频、视频等多种媒体信息,辅助实验平台的应用,使学生能够系统、直观地了解企业生产运作流程并参与解决企业生产运作管理中的实际问题,从而提高学生的动手能力。笔者认为,对该课程进行信息化改造可通过以下几种模式: (一)观看录像 观看录像是一种简单有效的帮助学生了解生产现场的方法。现有的很多国外教材都配有相应的录像教学光盘,网络上也有很多相关的教学视频,学生可以通过观看录像了解国内外先进生产企业的生产运作管理经验。比如针对质量管理的内容,我们播放美国著名酒店的全面质量管理录像;讲授5S现场管理,我们可播放有关现场改善的录像;讲授供应链管理、库存管理的内容,我们可根据需要选择相应的录像在课堂播放。 (二)实施网络教学 网络教学是现代教学模式的一种发展趋势,它通过计算机辅助教学,可将图片、文字、声音、动画集为一体,通过直观生动的形象来刺激学生的多种感官参与认知的活动,调动学生的学习积极性,使学生成为学习的主体。网络教学平台的搭建可以优化课堂教学结构,提高课堂教学效率,提升学生的课堂体验。在《生产与运作管理》课程教学中,我们选自了生产运作管理概述、产品开发与技术选择、生产和服务设施选址、生产和服务设施布置、工作设计与测量、综合生产计划、库存控制、项目管理、质量管理等章节,利用多媒体与网络技术,在PowerPoint、DreamWeaver、Frontpage等多媒体制作软件上设计文稿,并将教学内容通过多媒体教室的大屏幕演播进行教学。教师还利用学校的网络课堂平台,设计、制作和网页课件供学生学习,并对学生的学习进行跟踪、辅导、答疑。学生可在网络平台中自由交流,分享学习体会,并可自由选择课堂练习、模拟试题进行测验,训练成绩和答案均可及时得出以便于学生了解自己对学习内容的掌握情况[6]。 网络教学这种视听并举、声画同步、图文并茂的特点,为师生提供了一个高效的交互系统学习环境,使学生有了主动参与的可能,有利于激发学生的兴趣和创造力,在实践中,也显示出了较好的教学效果。 (三)利用实验教学软件模拟 利用实验教学软件模拟教学内容,可以使复杂问题简单化,繁琐问题条理化,抽象问题具体化,具体问题概括化,使教学过程以直观的形式达到人机一体,便于围绕某一学习主题进行密集、快速的活动,同时增加课堂教学的密度和广度[7]。目前《生产与运作管理》课程中常用的实验教学软件包括:物料需求计划/制造资源计划实验(MRP/MRPII)、项目进度计划实验(PERT)、质量管理实验、工作分析实验、ERP软件实验等。 (四)应用虚拟现实仿真技术 应用虚拟现实仿真技术,进行《生产与运作管理》课程的实验教学,可对企业业务活动进行多维仿真,能给学生产生各种感官信号,如视觉、听觉、触觉等,使学生有身临其境的感觉。借助虚拟现实仿真技术,学生可与虚拟现实环境之间进行多维信息的交互,从定性和定量结合集成的虚拟环境中获得企业生产运作活动的感性和理性认识,深化对概念、原理和方法的理解。在制造业生产系统的规划、设计、运行、分析和改造的整个生命周期,都可以使用虚拟现实仿真技术组织教学,具有代表性的主要有以下几种: 1、用于产品研发 产品研发可分为概念设计、细节设计、评审和再设计四个阶段,每一阶段又可进行进一步细分。如详细设计可分为总体CAD,零部件CAD,计算机辅助工程、技术设计、可装性设计等。产品研发过程仿真实验就是对上述活动进行模拟,让学生从进度、资源和成本等指标进行综合分析,选择最优方案[7]。 2、用于生产和服务设施布置 设施布置仿真实验,是指根据车间之间和内部空间组织方式,采用虚拟现实仿真技术模拟各种可行方案,判断车间整体布局是否能满足车间调度要求?车间设备是否得到充分利用,负荷是否平衡?物料处理系统是否和车间的柔性程度相适应?生产成本是否合理?等等。目前,国内外用于辅助设施布置的仿真软件主要有:WITNESS、GCMS、SMAN/CNEMA、AUTOMOD/AUTOGRAM、MMS等[8]。 3、用于车间生产调度 车间生产调度问题包括确定工件的加工路线、确定工件在机器上的加工顺序和加工时间、选则运输路线和工具等。生产调度仿真实验就是对这些调度问题进行分析和评价,目前常用的仿真调度问题的软件包括:Autosched, JobTimePlus, FACTOR, FACTOR/AM, SMNETD等[9]。 4、用于物流与供应链管理 供应链管理仿真软件可对供应链系统的库存、瓶颈、流程、协作和信息共享各方面进行快速的流程逻辑和决策数据的灵敏度分析,以达到优化系统的目的。例如,在物流系统配送路线的优化实验中,运用WITNESS软件的设计功能,以运输成本最小为目标,设计物流系统中的配送路线,使整个配送路线最优,从而达到运输成本最低。又如,在垃圾回收物流系统实验中,仿真程序研究的应用,可在满足时间约束、载重约束的条件下,使垃圾处理公司的物流总成本最低[10]。 如今,虚拟现实仿真技术在制造业的应用已经贯穿于产品设计开发、生产计划制定、加工、装配、测试和销售的整个生命周期。除了单一企业的生产管理虚拟现实防治技术为,以CM-OSA等软件为代表的用于虚拟企业业务流程集成的旬现实仿真技术正成为仿真技术研究的热点。此外,虚拟现实仿真技术的应用也正在向服务业领域不断渗透。目前,许多高校的《生产与运作管理》课程中,都引入了与服务业相关的仿真实验,如WITNESS等,通过这类系统的建模和仿真,学生能够较为直观地了解不同制造业、服务业的运作流程,并自行对管理、运作流程项目进行设计,同时从系统获取运行结果的反馈[9]。 生产与运作管理论文:基于工作过程的《生产与运作管理》课程模块化构建 摘要:文章针对《生产与运作管理》课程模块化建设展开讨论,对于模块化的建设思路,可行性分析以及实践展开都有论述,对教学实践有着一定的指导意义。 关键词:生产与运作管理;课程;模块化 《生产与运作管理》是国内大专院校企业管理类专业的核心课程之一,此课程站位于企业经营的角度上,是研究制造业生产体系管理和服务业运作管理的一门应用型课程。由于它的强应用性和与实践的紧密联系,成为培养学生现代经营理念、实际动手能力和现代生产控制和管理方法的核心课程之一。经调研,国内大专院校在以往教学过程中,普遍出现教学内容脱离企业实际,学生对制造业不了解,缺少工科基础,计算和图表使学生失去兴趣等教学效果方面的问题亟待解决。本文着重解决基于工作过程重新构建课程模块体系。 一、课程模块化建设的思路 第一,开展校外专家座谈会,明确《生产与运作管理》课程在专业建设的重要性,并根据专家所在企业的实际情况,确定进厂深入调研计划; 第二,课程组通过对制造业企业的深入调研,现有的生产相关的职业岗位具体有:生产统计员,班长,线/组长,生产工艺经理,生产改善经理,生产计划经理,调度员,质检员,库房管理员,维修组长,设备工程师,工装工程师,模具工程师,精益生产经理在,物料主任等; 第三,课程组对上述岗位工作任务和职业能力进行认真分析,结合企业管理类专业《生产与运作管理》课程开设的目的――使学生系统地理解企业生产运作管理的基本理论和基本知识,确立现代生产运作管理理念,掌握基本的生产运作管理的方法,培养和提高正确分析和解决企业生产运作管理中基本问题的能力,为将来的管理实践提供技能储备和理论指导。将《生产与运作管理》课程分为生产战略、生产设计、生产计划、现场管理等四个模块。 二、课程对应的职业工作任务分析 (一)典型工作任务 1.执行生产战略 2.优化工厂现有空间布局设计和生产时间调度 3.制定、优化生产计划 4.现场管理 (二)职业能力 1.符合企业组织结构要求,能够从职能层的角度制定生产战略、战术并执行。 2.根据企业选址,总平面布置,能够分析现有工厂空间布局中不足之处,优化工厂布置,车间布置和设备布置,实现“一个流”; 通过生产调度,能够按时完成订单。 3.依据企业愿景,竞争战略,结合企业硬件设施,通过项目计划法制定企业生产计划,确定工期,并能够解决工期优化、费用优化和环境优化等问题;计算出生产能力,为采购、接订单服务。 4.运用5s,定置管理、目视管理等方法,在车间里解决工艺、工装、设备等日常生产及突发生产状况;其中设备管理中制定设备维护制度,确定制度有效工作时间,保障交货期。研究运用先进生产管理技术,如精益生产,JIT优化生产管理工作。 三、课程模块化构建 基于工作过程的课程建设思路,《生产与运作管理》课程分为生产战略、生产设计、生产计划、现场管理等四个模块,14个项目,具体课程模块构建如下: (一)模块一:生产战略 生产战略模块通过制造业和服务业实际案例,引导学生了解生产战略作为执行层战略在企业管理体系中的地位、作用及如何开展,认识到制造业和服务业的生产运作战略的区别,在一定程度上具备制定企业生产运作战略的能力。 生产战略模块有三个细分项目分别是:项目1生产与运作战略案例分析、项目2生产与运作管理及生产战略相关概念认知、项目3制定生产战略的要点。 (二)模块二:生产系统设计 生产系统设计模块主要讲授企业生产系统空间组织设计和时间组织设计的内容,培养学生运用数学、经济学和管理学知识辅助工程选址;能够优化现有工厂布置、车间布置和设备布置;能够计算期量标准。 生产系统设计模块有四个细分项目分别是:项目4选址案例分析、项目5生产系统及生产过程概念、项目6如何选址布置、项目7期量标准。 (三)模块三:生产计划 生产计划模块讲授企业生产计划的制定,培养学生能够编制成批生产作业计划,绘制网络图并优化。 生产计划模块有三个细分项目分别是:项目8什么是生产计划、项目9如何制定生产作业计划、项目10项目计划。 (四)模块四:现场管理 现场管理模块讲授生产系统运行和维护,使得学生熟知当前生产管理技术、会进行现场管理、学会精益生产的原理、掌握设备磨损和故障规律,并制定设备保养维修制度等。 现场管理模块有四个细分项目分别是:项目11当代先进生产管理技术概述、项目12现场管理及5S、项目13设备管理与TPM、项目14精益生产。 四、课程模块化构建后的教学效果评估 (一)基于工作过程构建课程模块 大学的教育的趋势是向就业导向,一门课程能够延伸出哪些岗位供学生就业抉择,是教师在进行课程设置时首先要想到的问题。本文针对《生产运作管理》课程贴切制造业的特点,课程组进行了深入企业调研,获得了一手资料,明确了企业在生产管理中的岗位设置之后,再进行了典型工作任务和职业能力分析,基于工作过程将《生产与运作管理》课程设置为:生产战略、生产系统设计、生产计划、现场管理等四个模块。 (二)做中学的教学方法贯穿其中 课程组在进行课程模块化构建时,细分了14个项目,项目的设置是对模块化的补充,且模块中的每个细分项目都符合能力素质的培养过程,每个模块都有案例开始,汇报作业结束,旨在引导学生自主学习,开发学生学习兴趣,倡导做中学的教学方法。 (三)专业课讲座的形式新颖 课程组在进行模块构建时,安排现场管理模块聘请校外专家进行专业课讲座,学生们能够在课堂上看到生产现场的视频,了解当代先进生产管理技术。专业课的讲座的形式促进了学生们的学习积极性,并为未来择业提供参考。 (四)形成课程组,优化专业课 《生产与运作管理》课程模块化构建是有四位主讲教师共同完成的,课程组的形成极大促进了专业课的设置,尤其是校外专家主讲,能够带来新视野,新思路,也为学生走出校门,走进工作岗位拉近了距离。 (作者单位:秦皇岛职业技术学院) 生产与运作管理论文:《生产与运作管理》课程差异化教学模式研究 【摘要】本文阐述了《生产与运作管理》课程的体系构成与教学目标,根据学生的就业领域和发展方向的不同,分析了学生对该课程差异化的知识需求,针对不同需求,分别从教材选择、教学内容设置和教学方式三个方面研究了该课程差异化的教学模式。 【关键词】生产与运作管理 差异化 教学模式 引言 《生产与运作管理》课程是管理类专业的核心专业课程之一。该课程将生产技术、现代管理技术与信息技术相结合,以提高企业生产或运作效率为目标,研究企业生产或运作各个层次上的决策问题及其在现代企业中的应用技术,是一门多学科交叉的课程,其研究的主要内容随着生产技术、管理技术以及信息技术的发展而不断丰富和发展。文献中,有些承担该课程教学的教学工作者已从总体上对本课程教学中存在的问题进行了分析,并提出了一些改进的措施[1-5]。本文针对不同就业领域和发展方向的学生对该课程差异化的知识需求,分别从教材选用、教学内容和教学方式等方面研究该课程的差异化的教学模式,以改善该课程的教学效果,提高教学质量。 1.课程体系及教学目标 本课程主要研究生产与运作管理三个层次、十大方面的决策问题。三个层次为:生产运作战略决策、生产系统设计决策、生产系统运行与维护决策。十大方面包括:产品战略、生产流程战略、生产设施选址、生产设施布置、项目管理、供应链管理、库存策略、排产策略、质量管理战略、维护策略等。 通过本课程的学习,要求学生能够对现代生产与运作管理体系的系统性和逻辑性有比较全面、系统的认识;对生产与运作管理的基本概念和基本问题有比较系统、深入的理解;掌握生产系统的设计、运行、维护与改进等生产运作与运作管理的基本技术与方法(包括模型、算法、工具等),并能具体应用于生产实践;了解一些现代先进生产方式(如JIT、精细生产、敏捷制造等)及管理技术。 2.学生对该课程的差异需求 由于管理类专业学生毕业后的就业领域和发展方向存在很大的不同,有些学生毕业后选择就业,而有些学生选择自主创业,还有些学生选择继续深造,而且,即使学生毕业后都是选择就业,但是有些学生是选择在制造业就业,而有些学生会选择在服务业工作;对于选择自主创业的学生,也存在是选择在制造业领域创业还是选择在服务业创业的问题。而在制造业就业和自主创业和在服务业就业和自主创业的学生对生产与运作管理的知识需求是不同的,选择在制造业就业和创业的学生需要更多地掌握制造系统的设计、运行和维护与改进的相关理论和技术,而选择在服务业就业和自主创业的学生则更加关注服务系统的设计、运作和改进方面的知识。对于毕业后选择继续深造学习的学生,则希望在该课程的各章内容的学习过程中能够更加深入地研究所学的生产与运作管理的理论和方法,以为研究生阶段的学习和研究工作奠定坚实的基础。因此,为了使学生在毕业后能够很快适应新的工作或学习环境,在学生在校学习该课程的教学过程中,教师应该针对学生对该课程的差异化的需求,进行差异化的教学。 3.差异化的教学模式 (1)教材选用差异化 目前,在国内进行《生产与运作管理》课程教学,选用的教材主要有两类,一类是国内的从事该课程教学及研究的工作者编写的教材,选用较多的主要有:陈荣秋,马士华编著的《生产与运作管理》,由高等教育出版社出版;刘丽文的《生产与运作管理》,由清华大学出版社出版;另一类是从国外引进的英文原版教材,选用较多的主要有:Chase等人编写的《Operations Management for Competitive Advantage》;Stevenson编写的《Operations Management》。 由于管理类专业的本科生在高中阶段多数是文科生,在学习《生产与运作管理》课程之前缺乏对生产运作系统的了解,加之专业英语词汇相对匮乏,所以,对管理类专业的本科生,应该首选中文教材。而对于基础较好,毕业后准备继续深造的学生,可以向学生推荐上述英文原版教材供其深入学习参考,如果在研究生阶段有意研究制造业生产管理方向的学生,则推荐Stevenson的英文教材,因为该教材在制造业生产管理方面的内容要丰富些,案例比较好。 (2)教学内容差异化 《生产与运作管理》课程内容较多,而且与管理类专业的其它专业课程相比,课程内容计算推理的部分较多,难度相对较大,因此,在有限的教学学时约束下,应该根据学生差异化的需求,根据学生毕业后的就业领域和发展方向的不同,对讲授内容进行有针对性的取舍,以提高学生学习的积极性,取得较好的教学效果。针对不同就业领域和发展方向的学生,设计的差异化的教学内容如表1所示。 表1 差异化的教学内容 (3)教学方式差异化 《生产与运作管理》课程是实践性很强的课程,教师在讲授该课程时除了采用传统的课堂讲授以外,要结合讲授的内容和学生需求的不同,积极采用多样化的教学方式,使学生能够真正理解所学理论知识,并能够利用所学的生产运作管理的相关方法解决企业中的实际相关问题。 1)参观企业,进行生产实习:在课程开始之前的假期,可以要求学生去相关企业进行参观,以使学生对生产运作系统有一个感性认识,通过生产实习,学生可以深入了解生产运作中需要解决的问题,并鼓励学生思考解决这些问题的方法,这样可以使学生带着问题来学习该门课程,提高学习兴趣。对于有意在制造业就业和自主创业的学生,教师可以帮助联系管理基础较好的制造企业(如大型的加工-装配型企业等)作为参观和生产实习单位;对于有意在服务业就业和自主创业的学生,教师则要为其联系服务网点多、业务量大、运营效益较好的企业(如大型物流公司等)作为参观和实习单位;而对于有意继续深造的学生,则根据其研究方向来选择管理基础较好的制造企业或服务企业作为参观和实习单位。 2)视频教学:在讲授相关章节的内容后,针对学生的不同需求,为学生选择播放与讲授内容相关的国内外著名企业生产运作管理的视频资料,这样既可以提高学生的学习积极性,又可以让学生看到先进企业的生产运作管理方法。比如,在讲授“作业计划”一章时,可以为有意在制造业就业和创业的学生播放蒋伟豪讲授的《向丰田学管理》视频,让学生了解丰田公司装配计划的制定方法;而在讲授“服务产品设计与过程选择”一章时,可以播放UPS公司录制的《UPS运作过程》视频资料,让有意在服务业就业和创业的学生深刻了解该公司的服务过程与管理方法。 3)课程设计:在课程内容讲授完成之后,要求学生组成多个小组,结合本课程所讲授的内容,教师为每个小组安排一个设计题目,小组成员根据兴趣也可自主选题,完成一个项目的课程设计,来加深对所学知识和方法的理解和掌握。比如,要求有意在制造业就业和创业的学生完成题为“2013年格力空调在平顶山地区的销量预测”课程设计,通过该设计,可以使学生深刻理解并掌握“需求预测”一章中的定性预测和定量预测方法;要求有意在服务业就业和创业的学生完成题为“蜜雪冰城加盟店的选址决策”课程设计,通过该设计,可以使学生深刻理解并掌握“服务设施选址”一章中的服务设施选址的影响因素和定量选址决策方法;可以要求有意继续深造,并从事制造业生产管理研究的学生完成题为“加工车间生产作业计划的制定”的课程设计,通过该设计,可以使学生掌握“作业计划”一章中难度较大的离散式制造企业生产作业计划的制定过程和方法,为研究生阶段的学习和研究奠定扎实的基础。 4.结论 本文在分析《生产与运作管理》课程的研究内容、教学目标及管理类专业学生对该课程知识不同需求的基础上,分别从教材选择、教学内容设置和教学方式三个方面研究了该课程差异化的教学模式。 生产与运作管理论文:电子版企业经营沙盘在生产与运作管理教学中的应用 摘 要:在生产与运作管理课程教学过程中引入电子沙盘模拟,充分利用电子沙盘的可存储性和灵活性,在不同的章节、不同的教学阶段,使用电子沙盘模拟的不同的功能。将其引入课程教学体系,是继传统教学及案例教学之后的一种全新教学模式,能够将理论与企业经营实践相结合,全面提高学生的综合素质。 关键词:电子沙盘 沙盘模拟 课程教学 许多高校相继推出了一系列实验教学的创新教育形式,以提高大学生学以致用的能力,本文将探讨电子版沙盘模拟在生产与运作管理课程教学中的应用,目的在于将理论与企业经营实践相结合,全面提高学生的综合素质。 一、生产与运作管理课程描述 生产运作活动是一切社会组织的最基本活动,是社会组织生存和发展的基础和条件,生产与运作管理是一门研究如何将各种资源要素组织成现实生产力,以便有效地创造出产品和服务的实践性很强的应用学科,是工商企业管理的最重要内容。作为培育企业精英人才的摇篮,我国各类高等院校经管类专业一直以来颇为重视生产与运作管理的教学,在MBA、普研及本科生中都开设本课程。 与其他经管类课程相比,生产与运作管理课程的教学内容很多,包括生产运作战略与企业竞争力、需求管理与预测、生产/ 服务流程分析、生产/ 服务设施选址与布置、生产运作能力与生产运作计划、制造资源计划与企业资源计划、生产系统设计与优化、库存管理、项目管理、质量管理、设备管理、供应链管理、生产与运作管理前沿理论等知识模块,这些知识大多来源于生产实践,是企业生产运作实践的总结,很多知识在讲授时需要结合企业生产实践进行。 二、生产与运作管理课程教学现状分析 1.以理论教学为主 目前生产与运作管理课程的理论教学比较枯燥,即使普遍采用案例教学法,在一定程度上调动学生的主观能动性,提高分析问题、解决问题的能力 ,也仅仅限于介绍文字材料,无法给予学生感性认识,学生毕业后常被评价为光懂理论、不会实战,在实际操作时遇到种种意外障碍而束手无策,能力不能与学历匹配。这也是有些文科类毕业生一次就业率不高,进入企业后适应期太长的原因。 2.学生对授课内容缺乏直观的体验 学生由于没有在企业工作的实际经验,对很多内容缺乏直观的体验和感受,无法透彻理解,教学效果普遍不理想。 3.教师容易局限于一门课程内容 由于专业背景、授课学时等限制,教师往往容易局限于一门课程内容,很难把公司管理的全流程、全过程控制告诉学生,使学生头脑中形成一个整体和系统的公司操作实务。容易造成学生在学习过程中只注重理论学习,不关心也不了解企业运作实际,缺乏对所学知识融会贯通的训练。 4.学生对课程的兴趣不高 由于生产与运作管理课程相对于其他管理类课程,内容较复杂和枯燥,学生对该课程学习的积极性和兴趣往往不高,也有部分学生会受到上一届学生的影响,在还没有开课之前,已经在脑海中形成了该课程偏理论、数学模型和需要大量计算等印象,对该课程的学习兴趣有所降低。 5.学生对课程的教评结果偏低 由于生产与运作管理课程的偏理论、数学模型和需要计算的内容偏多,尽管在授课过程中引入了大量的案例、视频等多种教学手段,本课程在许多院校开展的教评活动中仍得分偏低。有的教师同时讲授多门课程,但各门课程的评价结果差距很大,教师对该课程的教学积极性有所降低。 6.实践环节滞后于课程教学 目前很多学校已经认识到该课程在教师授课及学生学习过程中遇到问题的严重性,先后引入了对企业的实地参观、沙盘模拟实训等教学方法。但由于对企业的实地参观、沙盘模拟等均是针对实践环节的课程,在理论课程结束后作为一门单独的课程存在,对生产与运作管理理论课程的教学效果影响甚微,学生们感叹如果实践环节的课程能够与理论课程穿插进行效果可能更好,学生会从中受益更深,体会更深刻。 三、对生产与运作管理课程教学改革的思考 基于上述的问题,有必要探索能够提高生产与运作管理课程教学效果以及学生竞争力的教学方法。目前广为使用的是沙盘模拟教学方法。 1.沙盘模拟教学方法简介 沙盘模拟源于战争中的沙盘模拟推演,指挥官在真实的模拟沙盘模具前,进行战略部署的过程,具有形象、直观、一目了然等优点。企业的经营管理犹如战场,要进行整体部署、产品的研发以及财务分析等决策,通过课堂教学展现无疑是纸上谈兵,而沙盘模拟运用独特直观的教具,结合市场变化,进行情景模拟以及角色扮演,通过老师点评,使学生在虚拟的市场竞争环境中,真实体会企业多年的经营管理过程。 沙盘模拟主要通过实战模拟演练完成体验式学习,具有互动性、真实性、挑战性、实用性等特点,能够最大限度地调动学生的学习兴趣,对所学内容进一步加强巩固,并能够将学到的管理思路和方法在实际工作中与运用。 2.沙盘模拟课程涉及的内容 (1)熟悉企业全面管理系统,确定企业整体经营战略。沙盘模拟课程分析企业内部资源与外部环境,预测市场趋势,形成企业计划管理体系,确定企业具体的市场经营战略、产品的研究与开发战略、财务战略以及人力资源战略等。 (2)了解企业整体运作流程。通过沙盘模拟课程能制定企业新产品开发战略,安排企业的生产计划,制定市场开发决策、目标市场定位等。模拟企业在同行之间的竞标过程,调查了解同行商情,抢攻市场,正确进行市场决策。 (3)谋求企业系统效率提升,进行正确的财务决策。通过沙盘模拟的运用,学会制订企业长期、中期、短期资金计划,多渠道筹措资金,制订投资计划,编制财务报表,运用财务指标进行正确分析,进一步评估决策效益,为管理决策提供可靠的数据。 (4)提升科学管理能力。通过对企业生产能力的计算,生产线的更新调整\库存的管理,原材料采购、现金流量的计算等提升科学管理的能力。 (5)从点评中获取更多的知识。在每一次教师的点评中,学生可以深刻领会到理论中学到的知识如何真正运用到企业的运营实践中,具体应该如何进行分析,为今后步入社会打下一定基础。 (6)从总结中收获。通过参与企业模拟经营的过程以及课程结束后的实训报告,学生思考、总结得失,获得最大的收获与提高。 3.沙盘模拟的形式 在各大院校主要引进和自行开发的沙盘模拟形式有物理沙盘和电子沙盘两种。通过教学实践发现,目前的企业经营物理沙盘训练课程对抗规则复杂,容易出现误操作和不规范行为,且问题无法追溯,影响公平性;另一方面由于采用独占式教学资源,学生需要至少2天的时间完成整个物理沙盘的对抗演练,效率较低,但学生的热情高涨,积极性非常高。而电子沙盘采用计算机软件的对抗方式来进行教学和竞技,通过程序的设计,可以使实验完全依照对抗规则进行,防止了学生的误操作和不规范行为。电子沙盘通过记录学生的每步实验操作,可以使实验最终的资产负债表和损益表自动生成。但是,这种模式直观性、体验性差,各小组缺少面对面交流,比较难以激发学生参与兴趣,教学效果不是非常理想,这与情景式教学的初衷相悖。 4.将电子沙盘引入生产与运作管理课程教学 基于物理沙盘与电子沙盘的优缺点,考虑在生产与运作管理理论课程结束后的实践环节仍然保留物理沙盘的模拟训练或物理沙盘与电子沙盘相结合,充分发挥两者的长处,扬长避短,最终实现电子沙盘的便捷性和物理沙盘的真实模拟性合为一体。而在生产与运作管理课程教学过程中引入电子沙盘模拟,充分利用电子沙盘的可存储性和灵活性,在不同的章节、不同的教学阶段,使用电子沙盘模拟的不同功能。 5.电子沙盘与生产与运作管理课程结合体现出的特点 (1)生动性。传统的生产与运作管理课程理论知识晦涩难懂,学生的学习兴趣不高,为了改变这种高耗低效的教学局面,通过沙盘模拟实际企业环境进行教学,学生能亲自运营企业,真正体验企业经营管理过程,十分生动有趣。 (2)真实性。在课程中,通过沙盘模拟运用让学生亲自体验“做”中“学”,以实际参与的方式体验企业的运作,在模拟企业实际环境中,真正体会企业面对多变的环境,使学生学会收集信息,培养分析问题解决问题的能力,并在将来应用于实践。 (3)合作性。沙盘模拟就是让学生在每一次商业决策中感受团队智慧的价值,领会如何在立场不同的部门间沟通和协调,进一步培养不同部门人员的共同价值观与经营理念,同时建立以整体利益为导向的组织团队,培养学生的沟通协调能力,并能真正领会团队合作的优越性。 (4)基于电子沙盘的灵活性与可存储性,在引入课程教学时可以随时调用任何模块进行讲解,这是与物理沙盘相比其最大的优点。电子沙盘可以将学生分为6~18组进行模拟,而物理沙盘只能模拟6~8组,解决了物理沙盘授课的困难。同时也解决了物理沙盘必须连续的将课程进行2~3天独占资源的缺点以及物理沙盘课程与理论课程在时间上脱节的问题。 (5)可作为开设物理沙盘课程的前期准备。与之前在理论课程结束后再上物理沙盘课程相比,学生在开课前已经对沙盘模拟有了一定的了解,在分组组成不同的企业后,对企业战略决策、资金运用、市场开拓、ISO认证、产品研发、厂房及生产线投资等问题会更加慎重,通过理论课程对各个决策环节会用到哪些知识点已经心中有数,会彻底改变之前的盲目决策以及部分学生的游戏心态。 (6)全面提高学生的综合素质。沙盘模拟在企业经营管理教学系统中运用,能全面提高学生的综合素质。通过沙盘模拟经营使学生亲自感受到树立共赢理念、全局观念与团队合作、保持诚信、个性与职业定位等综合素质的重要性。 (7)改进教学方法,提高教师的业务水平。沙盘模拟在教学中的应用,使教师充分认识到,在教学过程中,如何不断学习,充实自己,提高业务水平,并能不断改进教学方法,也能使学生学有所长,与实际贴近,充分调动学生的积极性,使所学理论与实际更好地结合,达到预期的目的。 四、结论 基于电子沙盘的灵活性与可存储性,将其引入课程教学体系,是继传统教学及案例教学之后的一种全新教学模式,将改变多年来“教师苦教、学生死学”的传统教育教学,能够将理论与企业经营实践相结合,全面提高学生的综合素质。通过沙盘模拟经营,使学生亲自感受到树立共赢理念、全局观念与团队合作、保持诚信、个性与职业定位等综合素质的重要性。对于经管类专业其他课程的教学也可以是一个借鉴。 生产与运作管理论文:供电公司生产与运作管理优化研究 【摘 要】 电力的应用已经渗透到国民经济的各个领域。如今经济的发展越来越需要电力工业可以大规模的生产与运输电能,并且有着高度集中、便于管理、易于清洁等优质特征。然而当今的供电公司现有的管理运作模式已经无法满足上述需求。因此,需要发掘潜力,优化现有的生产运作管理系统,以满足经济发展的需求。本文从供电公司生产管理现状入手,阐述优化生产运作与管理系统的现实意义,分析当今供电公司存在的问题,并提出合理化建议。 【关键词】 电网运作 生产优化 技术强化 人力培训 1 供电公司优化生产运作与管理的原因 1.1 经济环境变化的需要 随着我国国民经济发展方式的转变,产业结构的调整,我国正逐渐取消计划经济体制时给予电力企业的各项优惠政策。受这些宏观经济环境变化的影响,电力企业在资源获取时固定成本逐渐提高,沉没成本的比重加大,电力产品限价严重,市场销售不景气。然而,宏观经济环境的变化是大势所趋,供电公司只有在自身成产运作与管理上做出相应调整,才能顺应经济环境的变化,向市场寻求资源,在生产运作管理的优化中降低成本,提高收益。 1.2 行业环境变化的需要 电力行业是资源密集型行业,对于资金和技术的要求十分严格。随着市场经济的发展,电力行业的发展逐渐步入成熟期,因此获得的政府支持越来越小,销售瓶颈越来越多。由于市场经济反对非法垄断,以前各种形式的行业内部保护也逐渐失效,行业环境发生了巨大的变化:电力市场的垄断逐渐减少,电力销售市场的行业保护逐渐失灵。因此,电力行业需要在运作管理上进行优化,逐渐适应新的行业环境,转变经营理念,形成竞争意识。 1.3 市场环境变化的需要 我国的产业结构以前主要是以第一、二产业为主。随着产业结构的调整,以服务业为主的第三产业所占比重逐渐提高,商业用电逐渐增加且用电时间多集中于晚峰时间,因此给电网调配带来了巨大的压力。由于用电结构的改变,给电网的调配带来了一定的压力,所以需要对运作系统做出相应的调整来顺应市场环境的变化 在一级电力市场上,各地方的小发电机组在一线发电市场上为了自身利益成为竞争对手,争夺市场份额。这些发电机组在投资来源和投资时间等因素上的差异导致电价上的差异。随着电力市场推出的“竞价上网”的政策,一级电力市场上的竞争会越来越激烈。其次,由于能源结构的改变,新能源的使用逐渐走向电力市场的舞台,使得发电市场的竞争日益激烈。 面对产业结构的调整和电力市场激烈的竞争,供电公司需要对电力系统进行优化,从而提高产电、供电效率,适应市场环境的变化。 1.4 深化供电企业改革的需要 我国的电力企业一直沿用计划经济时代的管理运营模式,由于经济的发展和时代的变更,如此的管理模式已经不能适应时代的需要。很多供电公司的员工观念落后,整体素质不高,人力资源缺乏合理的奖惩体制;经营管理的效率低下,无法适应市场的变化。这些不足,制约着供电公司的可持续发展,因此需要从生产运作与管理上不断进行优化,从而深化企业改革,提高企业生产运作效率。 2 供电公司生产运作与管理中存在问题分析 2.1 电网基本运作方面存在不足 首先,在电网基层运作上,项目操作过程中人员冗杂,效率低下。项目的基层操作中,虽然能够按照项目审批、设计施工、竣工验收等流程操作,但是具体工作由于部门分的太细、人员冗杂,导致部门间互相推诿、扯皮,效率低下。 其次,在电网基本运作工作中,管理工作人浮于事,互相推诿。由于缺乏合理的人事制度和奖惩措施,导致人力资源得不到充分发挥。 最后,分工太细,重安排、轻落实,不能全方位,多层次落实项目,导致项目计划不能合理实施,工作任务不能保质保量的完成。 2.2 技术运作管理系统运营不足 企业运作生产的信息化系统已经得到普及,但是,其运作管理系统运营系统不足。首先,供电公司的信息化系统硬件支持不足,层次性能较低,信息处理设备功能较低,无法全方位地支持供电公司的日常工作;其次,信息系统软件的应用不能真正与实际工作进行衔接,信息兼容性差,资源共享水平低,导致信息资源的浪费,系统重复运作,工作负担重、效率低;最后,管理信息系统操作人员技术水平层次不齐,许多操作人员的技术性差,不能熟练掌握信息系统的流程,导致信息系统实用性差、工作效率低。 2.3 销售运作系统运营不足 电力销售运作系统中,销售流程过于复杂,关系混乱;客服受到信息系统硬件不足的影响,不能完善的发挥作用;电力营销系统依旧以卖方为中心,服务理念较差,无法准确把握客户需求和市场需求导向。缺乏对客户需求的分析,无法做到以需求为引导,促进社会合理地消耗电能和供电销售的可持续运作。 2.4 辅助系统运作不足 供电公司辅助系统运营不足主要表现在人员体制方面的不足:首先人事奖励机制存在不足,在人员工资分配上依旧摆脱不了“大锅饭”的体制,平均主义严重;此外,许多供电公司在进行人事考核时,不是按照绩效评价工资水平,而是按照岗位的不同来计算工资,导致在人事考核时出现畸形的考核制度;另外,正式员工与非正式员工在工资水平上存在较大的差异,同样的岗位和工作量,非正式员工那到的工资比正式员工那到的工资低很多,导致许多非正式员工消极怠工,影响整体工作情绪,影响工作效率;最后,在对员工职业技能教育上缺乏必要的投资,导致员工职业技能不能满足市场的需要,影响工作效益。 3 供电公司优化生产运作与管理的措施 3.1 电网基本运作系统的优化 第一,要缩减人员编制,控制部门结构臃肿的现象。并且部门之间专人专责,明确责任,减少互相推诿、推卸的现象。各个部门之间在部门独立的同时做好责任的衔接和职责流程的通畅,以此提高项目实施和建设的质量,提高工作效率。此外,在缩减人员编制的基础上,要精简机构,从而降低经济成本。比如,很多供电公司在监理部门和建设部门之间对工程进行审核的过程中,既有监理部门的参与又有建设部门的插手,这种职责混乱的现象,不仅影响到工作效率,而且还会造成管理成本的增加。因此,需要精简不必要的机构,去除职能重复的职责和人员,以此保证工作效率,减少经济成本。 第二,在电网基本运作系统中,要加入监督监理体系。工程的高质量可以减少工程的返工频率,减少了工程成本,所以,保证工程质量和安全是节约工程成本的一个重要途径。因此,供电公司需要建立监理部门,对工程进度和质量进行监督,确保工程系统、标准的完成。 第三,建立有效的风险制约体系,避免资金回收受阻,投资不利的现象。比如,当供电公司有政府投资的项目是由与政府投资无关的施工单位进行执行时,由于技术、资金方面的诸多原因导致项目无法如期完成或者项目出现质量问题时,如果缺乏有效的风险制约机制,损失只能由供电公司自行承担,从而对供电公司的经济效益造成影响。所以,供电公司需要建立合理、有效的风险制约体系,最大程度的发挥弥补经济损失的只能,将经济风险降低至最低,从而确保供电公司的经济效益。 3.2 技术运作系统的优化 在技术运作系统方面,主要包括配电系统的优化和配电网事故监督处理系统的优化。对于配电系统应该在硬件方面提高配电网输送、配电系统的设配水平,比如将配电网络同所在地域的航测图相关联,以此进行合理的输电、配电。在软件升级方面,应该按照国家标准统一规范图标、参数等信息数据,确保匹配的数据的科学性和准确性。 其次,在配电事故监督体系方面,要做好事前控制。在配电网络中加装遥感系统进行实时监控,有效地和配电网络系统相融合。在遥感监测方面,应该注意监测数据的准确性,遥感制图的真实性以及统计报表的可靠性。此外,时刻注意数据异常报告,并在事前做出应急预案,当事故发生时,将风险降至最低。 3.3 销售运作系统的优化 在电力销售运作中,首先要摆脱对政府的依赖,改变营销理念。作为电力服务企业,电力销售应该形成以市场需求为导向、以服务客户为理念的营销理念,致力于顺应市场的需要,满足客户的需求,从而提高经济效益。 其次,考虑到电力产品的特殊性,要制定相应的创新性的营销渠道。由于电力的无形性,需要借助网络营销构建产、供、销的网络营销体系。 与此同时,要做好售前和售后服务工作,由于电力商品需要进行事前安装和调试,因此要在产品需求密集区域设立服务网点。电力发生故障会给客户带来不便,需要供电公司提高服务意识,设置售后服务机构,方便电力设备的维修与养护。在建立实体服务体系的基础上,还要积极构建电话客户服务机构和网络维修服务中心,提高服务效率和服务质量。 3.4 辅助系统的优化 首先,建立合理、完善的人事考核体系和薪资制度,提高员工的工作积极性。在工作中,对工作量和工作质量进行等级量化考核。多劳多得、不劳不得,避免“大锅饭”下的平均主义,激发工作人员的工作热情,鼓励工作人员进取争优。 其次,加强对员工的职业培训和安全教育。组成学习型工作组织,提高工作人员的技术水平和职业道德素质,从而强化了服务质量,提高企业的核心竞争力。 4 结语 优化供电公司生产运作与管理,需要从电网基层体系、技术体系、销售层面以及辅助体系四个方面进行优化,实现整个运作、管理系统全方位、多层次的优化调整。电能是关乎国计民生的重要资源,受宏观经济环境和市场变化的影响较大,供电公司应该时刻关注市场变化,顺应经济环境的变化,致力于为社会主义经济服务、为人民服务的服务理念,优化生产运作与管理系统,提高工作效率,促进供电公司的可持续发展。 生产与运作管理论文:生产与运作管理课程的ERP实验教改研究 [摘要]本文从生产与运作管理课程开设ERP实验情况的调查分析入手,通过对生产运作管理与ERP的密切关系,明确开设ERP实验项目的重要作用,从高校生产运作课程开出ERP实验的效果分析,引出ERP实验教改这一主题,并深入研究ERP实验开发与设计的作用、目的、方法、方案,从而提出在生产与运作管理课程中改善ERP实验方式方法的措施 [关键词]生产与运作 ERP实验 教改研究 一、 生产与运作管理课程开设ERP实验情况调查与效果分析 (一)生产与运作管理课程与ERP 1.生产与运作管理课程培养目标、主要内容、课程性质与特点 服务业的兴起,使生产的概念得到延伸和扩展。过去,西方学者把与工厂联系在一起的有形产品的制造称作“production”,而把提供服务的活动称作“operations”。因此,生产与运作管理是以有形产品和无形产品的生产过程和服务过程为对象,以定量分析和定性分析为手段,为设计、运行和改善制造过程和服务过程提供科学的理论和方法。也就是对生产与运作活动进行计划、组织和控制。生产和运作活动是普遍的,没有哪一个行业不从事生产和运作活动,因此,生产与运作管理课程是一门具有相当广泛影响力的课程。 生产运作管理课程的培养目标是使学生掌握生产与运作管理基本理论与方法,了解企业生产与运作实践中各种管理方法与策略的应用条件与理论依据;了解生产与运作管理的发展动态和趋势,基本掌握制定各种生产与运作策略的技能和方法等。课程体系从战略的高度出发,以市场为基础,视生产为“投入——转化——输出”的过程系统,并以系统的思想观点研究此过程中的特征及其规律,再运用现代管理技术和方法对该系统在设计、运行与维护等环节进行计划、组织、协调、控制等管理活动。 本课程的主要教学内容有产品战略、选址与布局、工作岗位设计、生产方式的变革、生产计划与控制、作业排程、生产现场维护、项目管理、网络计划等等。作为专业基础课,学习本课程应该先修《高等数学》、《运筹学》、《管理学原理》、《经济学》等课程。另外,在学习本课程的基础上,后续课程可开设《战略管理学》、《物流学》、《市场营销学》、《组织行为学》、《供应链管理》、《采购预备供应管理》等。 生产与运作管理课程的特色包括知识范围涉及面广、具有明确的职能领域和专业性、管理方法技术性强、定量分析严密、作业强调可操作性、实用性等要求。 2.ERP与ERP实验的目的和作用 ERP是Enterprise Resources Planning的缩写,指企业资源计划。ERP是在制造资源计划(MRPⅡ)基础上发展起来的概念。ERP是以市场和客户需求为导向,以实现企业内外资源优化配置,消除生产经营过程中一切无效的劳动和资源,是将企业所有资源进行整合集成管理,将企业物流、资金流、信息流和人员流、客户和供应商进行一体化管理的信息系统。 生产与运作管理课程中从战略层的企业经营计划(BP)到职能层的主生产计划(MPS)进一步决定物料需求计划(MRP)的匹配,从而,影响执行层能力、需求、供应、库存、采购、结算等资源动态数据信息化管理。这部分内容是课程的核心,也是精华所在。培养学生总体运作能力。 ERP实验的目的就是帮助学生深入了解和掌握生产与运作管理关于ERP的原理、操作方法和信息系统。熟悉实验内容和操作技能。ERP实验教学运用体验式的教学方法,采取实战演练的方式进行。即使用ERP软件模拟企业的业务活动过程,在模拟实战的情景环境中,按照企业业务流程完成企业生产运作过程,体会各岗位的业务工作和各部门之间的协作关系。其中,分组进行模拟公司竞争经营,均由学生自己完成,以调动和发挥学生们的主动性和创造性,锻炼他们的组织能力、合作能力和操作能力。 ERP实验的作用主要包括:一是课程内容的验证作用,通过ERP软件和沙盘软件的使用,熟悉企业经营的脉络,掌握竞争的要素和操作要点,体验所学原理和方法;二是对经营管理业务的模拟作用,解决理论上抽象、枯燥,无法见识的现状;三是利用实验室软硬件条件提高学生动手能力,熟悉销售、库存、采购、装卸等操作环节的工具,掌握时间和空间的要求等;四是发挥学生参与开发和设计生产与运作系统的积极性,提高实际创新能力。 (二)生产与运作管理课程开设ERP实验的情况调查 经过对相关学校开设生产与运作管理课程实验情况的调查分析,总体可以分为三种情况: 1.没有设立ERP实验项目的占被调查开设生产与运作管理课程学校的半数以上,其中多数只是进行了理论教学,辅助一些案例和作业;部分设置了实验项目,但没有ERP实验项目。 2.设立ERP实验项目的学校约占三分之一,但实验项目的设计和内容出入较大,有些学校采用手工制表做出综合计划和制造资源计划以及材料清单等;部分学校采用沙盘模拟企业经营竞赛和企业调查方式替代ERP实验;还有一些学校采用ERP软件开设实验项目。 3.单独设立实验课程的学校主要是一些工科院校或要求比较接近工科的管理科学与工程学科的专业院校,特别是信息化要求相对较高的专业往往单独设立,其中又可以分为有ERP软件和没有ERP软件两种情况,应用软件又非常不同,比较有代表性的ERP软件包括:用友、金蝶、浪潮、博科等。选择ERP软件多数是教学版的系统,也有采用企业版的系统,当然这与学校的需求、投入、课时、实验方式、应用目的有关,实施的效果也十分不同。 (三)ERP实验的效果分析 1.教学效果分析:ERP实验从教学效果来看,最好的是独立开设ERP实验课程,这对于那些工科的专业,十分必要,不仅能够系统掌握ERP的来龙去脉,资源计划的编制依据和方法,而且能够帮助学生全面了解企业信息化的管理系统构架、层次、功能和操作等;特别是哪些一边授课一边实验系统操作的方式,非常方便学生理解和熟悉教学内容,所以,效果比较好;开设ERP实验项目的情况下,可以通过电脑窗口认识和熟悉部分功能模块,验证所学理论,演示系统功能等。 2.实验效果分析:从实验效果来看,教学版的ERP系统比较容易上手,教师可以与理论课程融为一体,根据课程要求和重点选择模块和操作,能够有效控制实验进度和评价实验教学效果。 3.社会效果分析:从社会效果来看,应用企业版ERP对学生就业和适应企业非常有利,但由于师资、实验条件、教学要求,使得学生掌握比较困难,多数靠学生自学,也有校企合作开展培训等方式,企业对具有这方面能力的学生总是另眼相看。 4.实用效果分析:从实用效果来看,针对不同专业应该有不同的选择,对生产与运作管理要求越高,越要加强ERP实验乃至实验课程,对于相关专业开设ERP实验项目就能够帮助学生理解和掌握课程中涉及的ERP内容和应用,注重每个模块的应用价值。 二、生产与运作管理课程的实验要求与ERP实验项目开发与设计的研究 (一)生产与运作管理课程的实验要求 1.本课程实验教改的目的、意义及特色; 本课程实验教改的目的是对面向工商企业的管理类专业涉及的生产运作管理课程的综合实验和实训进行教学改革,与企业合作,利用真实企业案例和数据,开发以企业生产运作为核心的ERP实验项目。通过教学改革,确保学生能够全面快捷掌握生产与运作管理课程专业技术;为整个管理类专业课程体系奠定生产领域的专业技术知识;为进一步完善课程的实践环节和教学资源库打好基础。本课程教改的特色:其一,专业与业务实践融为一体全面熟悉ERP系统和技能;其二,平台加模块方便学生系统训练和单元训练,掌握ERP的技术功能;其三,集中实验与分散自己练习结合,提高技能性训练水平;其四,角色扮演与竞赛结合的模拟实验,调动学生参与意识和应用ERP解决实际问题的能力。 2.本课程教改研究的主要内容,拟解决的关键问题; 本课程教改研究的主要内容包括:生产运作管理课程实验体系的构建;现有实验项目改革方案;如何应用ERP软件解决实践教学问题;在实验模块中怎样体现企业生产运作专业技术。拟解决的关键问题是ERP软件与教学融合的问题;运作技术、软件功能与实验项目三位一体的整合问题;解决ERP实验内容多与实验课时少的矛盾。 (二)ERP实验项目开发与设计的研究 1.ERP实验项目的定位 ERP实验项目是服务于生产与运作管理课程教学需要的一种实验教学手段,是培养学生适应现代企业实现管理信息集成共享之需要而设计的培养实操能力的环节之一。掌握ERP可以有效管理整个企业管理系统,是现代信息化管理的基础。这是教学面向企业、面向现代化、面向未来的重要环节。 2.ERP实验项目设计 本课程实验项目包括: 实验一,企业经营沙盘模拟,通过小组竞赛形式较全面应用生产运作技术,基本掌握采购、生产成本、库存成本、产品经营管理、资金运作等方法,分4-6个循环完成竞赛。 实验二,企业物流调查和访谈,了解企业生产流程和生产物流的特点方法。从设计调查方案、实施调查到完成企业调查报告。 实验三,ERP演练,熟悉物料需求计划(MRP)与制造资源计划(MRPII)和企业资源计划(ERP)的编制和运作过程。完成相关内容上机操作。 实验四,全面质量管理,掌握质量管理和质量的持续改进的方法。选择质量观察点,开展质量检查、分析,提出改进质量的管理措施。 3.实验设计方法: 在实验初学时,以学生个人练习为主,熟悉软件功能的操作,提高熟练程度;然后,在此基础上,以班为单位模拟一个企业,按照划分的部门和岗位,每一个学生担任一个岗位的工作,结合企业生产业务流程和软件的功能,根据所结合的数据,将企业生产经营活动演练完成。实验要求:教师提供业务内容和流程数据;学生自己设计业务发生的情景,用软件模拟企业的工作环境,最终提交实战演练报告。 4.实验指导 按照下列顺序组织实验:数据准备、客户订货业务、排程业务、产能管理、采购业务、委外业务、生产业务、销售发货、应收应付制单、期末处理,使用实验教程的数据,完成各项功能操作。实验是以企业生产经营活动为主线展开的,共9个实验内容。这9个实验完成以后,再进一步学习其他的内容。以这种方式组织学习,有利于掌握企业生产运作管理活动的全貌,使实验由浅入深,思路清晰,便于尽快掌握ERP管理系统的功能操作。 实验组织:根据学生对实验内容的掌握程度,和对软件操作的熟练程度,以及对数据模拟的正确程度,教师给学生评定成绩。 具体组织方法是将学生分成4人一组,以组为单位进行实验、案例分析、社会调查、企业访谈,按照课业要求撰写案例分析报告和社会调查(实践)报告,并制成PPT文稿,以小组为单位进行课堂讲演,交流并讨论;企业沙盘6人一组展开竞赛;ERP实验在集中教室里组织分模块完成,每人一机,按实验作业任务完成实验报告。 三、在生产与运作管理课程中改善ERP实验方式方法的措施 (一)进一步落实理论与实践相结合的教学原则 目前,许多学校的专业课内实验项目开设情况不是很好,研究发现原因是多方面的,其中涉及校方的管理制度与政策、专业发展水平和教师能力以及受限于供应商的服务等。无论如何实验课程或实验项目的开发与创新都是实验室建设的重要组成部分,不能期望实验室软硬件到位就开出实验,一定要抓好实验课程的开发,研究实验项目的开出,帮助教师和实验员开好每一个实验。一方面,千方百计应用ERP软件解决实践教学问题;另一方面,在实验模块中充分体现企业生产运作专业技术知识。使ERP软件与教学融合,做好运作技术、软件功能与实验项目三位一体的整合。 (二)充分利用现代科技手段模拟企业运作提高实验教学效果 在实验项目中设立模拟企业ERP运作沙盘、物流运作沙盘、供应链管理沙盘,通过信息化管理技术实现跨时空的模拟生产运作过程,让每个学生在虚拟的工作中心中完成规定项目或科目的操作,促使学生进一步用以研究现场运作管理和流程优化。运用ERP软件模拟企业经营一定会收到最佳的实验效果,并且,对于培养团队竞争意识、小组合作作业能力也是十分有益的 (三)采用虚实结合的方式有效改进动态直观效果 企业生产运作管理的实验是管理专业实验教学体系的内容之一,在建设综合实验室中设置仿真屏幕,设立三维情景模拟的仿真实验课程也是非常好的实践教学手段。利用仿真手段对生产运作管理课程教学的改善,可以开展情景直观教学,增加教学的生动性,以虚拟环境确保实验效果。采用虚实结合,可以大大降低硬件投入规模,节约场地,符合高校现实条件,采用三维互动的虚拟方式,可以实现多人同时不同步不同角色的操作业务,可以大大提高实验能力,模仿现场操作过程,达到实验效果。 (四)积极开展ERP实验项目资源数据库和案例库开发 由于ERP应用面比较宽,需要尽快建立典型企业资源数据库,保证学生上机操作需要,开发出一定数量的案例库,方便学生课下对比研究,找出企业生产与运作的管理经典和规律,充分发挥学生参与的积极性,引导他们进行课外研究和训练,这样就可以解决ERP实验内容多与实验课时少的矛盾。 (五)构建管理学科实验教学体系推动ERP系统的共享 学校统一构建管理类专业实验教学体系具有十分重要的战略意义和经济意义。这就要求学校层面必须达成共识,统一思想,站在学科和资源整合的基础上建设实验教学体系。并且以开放的观念,为其他院系相关专业提供实验平台,开出实验课程,共享学校资源。从扩大ERP应用的角度,这种共享扩大了受益面,也会推动师生开发实验项目和丰富课外实验活动的开展。 (作者单位:上海商学院)
电子学论文:硅微电子学研究论文 摘要本文展望了21世纪微电子技术的发展趋势。认为:21世纪初的微电子技术仍将以硅基CMOS电路为主流工艺,但将突破目前所谓的物理“限制”,继续快速发展;集成电路将逐步发展成为集成系统;微电子技术将与其它技术结合形成一系列新的增长点,例如微机电系统(MEMS)、DNA芯片等。具体地讲,SOC设计技术、超微细光刻技术、虚拟工厂技术、铜互连及低K互连绝缘介质、高K栅绝缘介质和栅工程技术、SOI技术等将在近几年内得到快速发展。21世纪将是我国微电子产业的黄金时代。 关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片 1引言 综观人类社会发展的文明史,一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的,科学技术作为革命的力量,推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和核心的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,与材料和能源一起是人类社会的重要资源,但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用,更好地满足了人们对信息的需求;而网络化则使人们更为方便地交换信息,使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同,它具有极强的渗透性和基础性,它可以渗透和改造各种产业和行业,改变着人类的生产和生活方式,改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。 50多年来微电子技术的发展历史,实际上就是不断创新的过程,这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验,而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时,每一项重大发明又都开拓出一个新的领域,带来了新的巨大市场,对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新,才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始,与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文,所以有人认为,1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代(siliconage)〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新,没有创新,社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”,但经过这种破坏后,又将开始一个新的处于更高层次的创新循环,社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。 在微电子技术发展的前50年,创新起到了决定性的作用,而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为:目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期,21世纪上半叶,也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面:以硅基CMOS电路为主流工艺;系统芯片(SystemOnAChip,SOC)为发展重点;量子电子器件和以分子(原子)自组装技术为基础的纳米电子学;与其他学科的结合诞生新的技术增长点,如MEMS,DNAChip等。 221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺 微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比,因此便要求提高芯片的集成度,这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例,沟道长度缩小可以提高集成电路的速度;同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸,提高集成度,从而在芯片上集成更多数目的晶体管,将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上;此外,随着集成度的提高,系统的速度和可靠性也大大提高,价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟,这样在器件尺寸缩小后,即使器件本身的性能没有提高,整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。 自1958年集成电路发明以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸缩小倍。在这期间,虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓,但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测,微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期,这是其它任何产业都无法与之比拟的。 现在,0.18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术,0.035微米乃至0.020微米的器件已在实验室中制备成功,研究工作已进入亚0.1微米技术阶段,相应的栅氧化层厚度只有2.0~1.0nm。预计到2010年,特征尺寸为0.05~0.07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。 21世纪,起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展;但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律,一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间,硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外,全世界数以万亿美元计的设备和技术投入,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力;同时,长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步,成为自然界100多种元素之最,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用,人们不会轻易放弃。 目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0.030~0.015微米的“极限”之后,将是硅技术时代的结束,这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外,还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展,这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术,很多著名的微电子学家也预测,微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域,它仍将保持快速发展趋势,就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。 随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题,究其原因,主要是:对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上,这些理论适合于描述微米量级的微电子器件,但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用;在材料体系上,SiO2栅介质材料、多晶硅/硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约,已无法满足亚50纳米器件及电路的需求;同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求,必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括:基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件,新型器件结构,高k栅介质材料和新型栅结构,电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀,SOI、GeSi/Si等与硅基工艺兼容的新型电路,低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。 3量子电子器件(QED)和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域 在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术,可称之为“scalingdown”,与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面: (1)量子电子器件(QED—QuantumElectronDevice)这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动,由于系统能量的改变和库仑作用,一个电子进入到一个势阱,则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高;由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低;由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间,所以速度很快;且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难,特别是制造大量的一致性器件很困难;对环境高度敏感,可靠性难以保证;在室温工作时要求电容极小(αF),要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。 因此,目前可以认为它们的理论是清楚的,工艺有待于探索和突破。 (2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。 量子点阵列由量子点组成,至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快,功耗低,集成密度高。但难以制造,且对值置变化和大小改变都极为灵敏,0.05nm的变化可以造成单元工作失效。 以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强,可支持高密度电流,而热导性能类似于金刚石,能在高集成度时大大减小热耗散,性质类金属和半导体,特别是它有三种可能的杂交态,而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管(CNT)成为当前科研热点,从1991年发现以来,现在已有大量成果涌现,北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0.33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件,更难以集成。 目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。 QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做,有待突破,离开实际应用还需较长时日!但这终究是一个诱人探索的领域,我们期待它们将创出一个新的天地。 4系统芯片(SystemOnAChip)是21世纪微电子技术发展的重点 在集成电路(IC)发展初期,电路设计都从器件的物理版图设计入手,后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计,极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品,它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高,传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108-109个晶体管,而且随着微电子制造技术的发展,21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代(即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒传输数据位数)。 正是在需求牵引和技术推动的双重作用下,出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片(SystemOnAChip,简称SOC)概念。 系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的,它是微电子设计领域的一场革命,它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似,它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。 SOC是从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能,它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下(Top-Down)的。很多研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0.35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下,能够相当于采用0.18~0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能;还有,与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l~2个数量级。 对于系统芯片(SOC)的发展,主要有三个关键的支持技术。 (1)软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论(FunctionalPartitionTheory),这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。 (2)IP模块库问题。IP模块有三种,即软核,主要是功能描述;固核,主要为结构设计;和硬核,基于工艺的物理设计、与工艺相关,并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础,在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线(Fabless)公司的基础上,90年代后期又出现了一些无芯片(Chipless)的公司,专门销售IP模块。 (3)模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogictechnologies)和IP模块综合分析及其实现技术等。 微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前,SOC技术已经崭露头角,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。 在新一代系统芯片领域,需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革,例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中,由于射频、存储器件的加入,其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构,因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外,为了实现胶联逻辑(GlueLogic)新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。 5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点 微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,这方面的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。 微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合,实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来,它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号,把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号,而且还可以通过电子系统控制这些信号,发出指令并完成该指令。从广义上讲,MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。 MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护;信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用;同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。 MEMS技术及其产品的增长速度非常之高,目前正处在技术发展时期,再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年,全世界MEMS的市场达到120到140亿美元,而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。 目前,MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期,其电路在今天看来是很简单的,应用也非常有限,以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资,促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度,对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动,形成了今天的双赢局面,带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强,单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步,最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业,从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。 当前MEMS系统能否取得更更大突破,取决于两方面的因素:第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展,使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统;第二是找准应用突破口,扬长避短,以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破,从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有:MEMS建模与设计方法学研究;三维微结构构造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力学和热学研究;MEMS的表征与计量方法学;纳结构与集成技术等。 微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础,利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程技术相结合进行加工生产,它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点,正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。 采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况,这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。 DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段,该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA(脱氧核糖核酸)是生物学中最重要的一种物质,它包含有大量的生物遗传信息,DNA芯片的作用非常巨大,其应用领域也非常广泛:它不仅可以用于基因学研究、生物医学等,而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统,这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面,那时,生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。 目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术,在固体芯片表面构建的微分析单元和系统,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。 6结语 在微电子学发展历程的前50年中,创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的课题,客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。 回顾20世纪后50年,展望21世纪前50年,即百年的微电子科学技术发展历程,使我们深切地感受到,世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇,也是一个严峻的挑战,如果我们能够抓住这个机遇,立足创新,去勇敢地迎接这个挑战,则有可能使我国微电子技术实现腾飞,在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权,促进我国微电子产业的发展,为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础,以重铸中华民族的辉煌! 电子学论文:光学与电子学相结合分析论文 0引言 光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术[1]。它主要利用电子技术对光学信号进行检测,并进一步传递、储存、控制、计算和显示[2]。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息,然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量,并进一步经过电路放大、处理,以达到电信号输出的目的[3]。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律,以便于进行相应的电路改进,更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性,从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号,同时提高检测系统输出信号的信噪比。 1光电检测电路的基本构成 光电探测器所接收到的信号一般都非常微弱,而且光探测器输出的信号往往被深埋在噪声之中,因此,要对这样的微弱信号进行处理,一般都要先进行预处理,以将大部分噪声滤除掉,并将微弱信号放大到后续处理器所要求的电压幅度。这样,就需要通过前置放大电路、滤波电路和主放大电路来输出幅度合适、并已滤除掉大部分噪声的待检测信号。其光电检测模块的组成框图如图1所示。 2光电二极管的工作模式与等效模型 2.1光电二极管的工作模式 光电二极管一般有两种模式工作:零偏置工作和反偏置工作,图2所示是光电二极管的两种模式的偏置电路。图中,在光伏模式时,光电二极管可非常精确的线性工作;而在光导模式时,光电二极管可实现较高的切换速度,但要牺牲一定的线性。事实上,在反偏置条件下,即使无光照,仍有一个很小的电流(叫做暗电流或无照电流1。而在零偏置时则没有暗电流,这时二极管的噪声基本上是分路电阻的热噪声;在反偏置时,由于导电产生的散粒噪声成为附加的噪声源。因此,在设计光电二极管电路的过程中,通常是针对光伏或光导两种模式之一进行最优化设计,而不是对两种模式都进行最优化设计[4]。 一般来说,在光电精密测量中,被测信号都比较微弱,因此,暗电流的影响一般都非常明显。本设计由于所讨论的待检测信号也是十分微弱的信号,所以,尽量避免噪声干扰是首要任务,所以,设计时采用光伏模式。 2.2光电二极管的等效电路模型 工作于光伏方式下的光电二极管的工作模型如图3所示,它包含一个被辐射光激发的电流源、一个理想的二极管、结电容和寄生串联及并联电阻。图中,IL为二极管的漏电流;ISC为二极管的电流;RPD为寄生电阻;CPD为光电二极管的寄生电容;ePD为噪声源;Rs为串联电阻。 由于工作于该光伏方式下的光电二极管上没有压降,故为零偏置。在这种方式中,影响电路性能的关键寄生元件为CPD和RPD,它们将影响光检测电路的频率稳定性和噪声性能。CPD是由光电二极管的P型和N型材料间的耗尽层宽度产生的。耗尽层越窄,结电容的值越大。相反,较宽的耗尽层(如PIN光电二极管)会表现出较宽的频谱响应。硅二极管结电容的数值范围大约在20或25pF到几千pF以上。而光电二极管的寄生电阻RPD(也称作"分流"电阻或"暗"电阻),则与光电二极管的偏置有关。 与光伏电压方式相反,光导方式中的光电二极管则有一个反向偏置电压加至光传感元件的两端。当此电压加至光检测器件时,耗尽层的宽度会增加,从而大幅度地减小寄生电容CPD的值。寄生电容值的减小有利于高速工作,然而,线性度和失调误差尚未最优化。这个问题的折衷设计将增加二极管的漏电流IL和线性误差。 3电路设计 3.1主放大器设计 众多需要检浏的微弱光信号通常都是通过各种传感器来进行非电量的转换,从而使检测对象转变为电量(电流或电压)。由于所测对象本身为微弱量,同时受各种不同传感器灵敏度的限制,因而所得到的电量自然是小信号,一般不能直接用于采样处理。本设计中的光电二极管前置放大电路主要起到电流转电压的作用,但后续电路一般为A/D转换电路,所需电压幅值一般为2V。然而,即使是这样,而输出的电压信号一般还需要继续放大几百倍,因此还需应用主放大电路。其典型放大电路如图4所示。 该主放大器的放大倍数为A=l+R2/R3,其中R2为反馈电阻。为了后续电路的正常工作,设计时需要设定合理的R2和R1值,以便得到所需幅值的输出电压。即有 3.2滤波器设计 为使电路设计简洁并具有良好的信噪比,设计时还需要用带通滤波器对信号进行处理。为保证测量的精确性,本设计在前置放大电路之后加人二阶带通滤波电路,以除去有用信号频带以外的噪声,包括环境噪声及由前置放大器引人的噪声。这里采用的有源带通滤波器可选通某一频段内的信号,而抑制该频段以外的信号。该滤波器的幅频特性如图5所示。图5中,f1、f2分别为上下限截止频率,f0为中心频率,其频带宽度为: B=f2-f1=f0/Q 式中,Q为品质因数,Q值越大,则随着频率的变化,增益衰减越快。这是因为中心频率一定时,Q值越大,所通过的频带越窄,滤波器的选择性好。 有源滤波器是一种含有半导体三极管、集成运算放大器等有源器件的滤波电路。这种滤波器相对于无源滤波器的特点是体积小、重量轻、价格低、结构牢固、可以集成。由于运算放大器具有输人阻抗高、输出阻抗低、高的开环增益和良好的稳定性,且构成简单而且性能优良。本设计选用了去处放大器来进行设计。 本设计选用了去处放大器来进行设计。 图6所示的二阶带通滤波器是一种二阶压控电压源(VCVS)带通滤波器,其滤波电路采用有源滤波器完成,并由二阶压控电压源(VCVS)低通滤波器和二阶压控电压源高通滤波器串接组成带通滤波器。 对于第一部分,即低通滤波器,系统要求的低通截止频率为fc,其传递函数为: 第二部分为高通滤波器,系统要求的高通截止频率为fc,其传递函数如下: 4完整的检测电路设计 本光电检测系统设计的完整电路如图7所示。为方便表示,电路中的R2、R3即为前面等效电路模型中的RT、RF。前级部分由光电转换二极管与前级放大器组成,这也是光电检测电路的核心部分,其器件选用高性能低噪声运算放大器来实现电路匹配并将光电流转换成电压信号,以实现数倍的放大。然而,虽然前级放大倍数可以设计得很大,但由于反馈电阻会引入热噪声而限制电路的信噪比,因此前级信号不能无限放大。 5结束语 本文研究了光电检测系统的原理和设计方法。通过从经济和实用的角度对相关的光电转换器件和前置放大器进行了选择和电路设计,从而确定了关键元器件的参数。实际使用证明:该设计可以满足一般光电检测场合的需要。 电子学论文:电子学院学习实践科学发展观实施方案 按照学校党委和学生工作处关于深入学习实践科学发展观活动的部署与要求,根据《*信息工程学院开展深入学习实践科学发展观活动的实施方案》和学生工作处《*信息工程学院学生党员深入学习实践科学发展观活动实施方案》,结合我院学生党员实际,特制定本方案。 一、指导思想和目标要求 我院学生党员的学习实践活动以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,全面贯彻党的十七大精神,高举中国特色社会主义伟大旗帜,紧紧围绕紧紧围绕“办有特色的高水平的人民满意的高等教育,实现建设特色鲜明的教学研究型信息工程大学”的目标,按照“党员干部受教育、科学发展上水平、师生员工得实惠”的总体要求,深入开展学习实践科学发展观活动。 针对学生的全面健康发展需要,组织学生党员认真学习科学发展观的基本理论,准确把握科学发展观的重大意义、科学内涵、精神实质和根本要求,充分发挥党员的先锋模范作用,坚持正面教育为主,突出实践特色,将学习实践活动与理想信念教育、学生党建、学风建设、文明修身等各项工作相结合,与学生的社会实践、科技创新活动相结合,与促进大学生成长成才相结合,与增强学生就业竞争力相结合,引导广大学生党员讲党性、重品行、做表率,知行统一,立志成才,积极为学校的科学发展建言献策,为创建优良学风、培养高素质优秀人才、推动和谐校园的建设和高水平大学建设作贡献。 通过学习实践活动,使学生党员的政治理论水平高于普通学生,遵纪守法观念好于普通学生,服务奉献意识强于普通学生,学习创新能力优于普通学生,充分体现学生党员的先进性和先锋模范作用。 二、大学生党员开展学习实践活动需要解决的重点问题 (1)通过学习实践活动,切实加强学生党员的党性修养,进一步明确努力方向,增强志愿服务、提高综合素质和保持学生党员先进性的自觉意识。 (2)解决学生党员发挥先锋模范带头作用不够的问题,进一步优化基层学生党组织设置,发挥学生党支部在学生党建和思想政治工作中的作用,创新党支部活动方式,完善学生党员经常性教育长效机制,增强学生党支部的凝聚力、创造力和战斗力,更好地发挥战斗堡垒作用。 (3)解决部分学生学习动力不足的问题,促进学风建设上新台阶。 (4)开展多种形式的科技创新活动,全面提高学生的创新能力和综合素质。 三、对象范围 学习实践科学发展观活动的对象范围是学院全体研究生党员和本科生党员。以学生党支部为活动单位,以学生党员为重点,带动入党积极分子、全体团员和广大学生积极参加学习实践科学发展观活动。 四、活动内容、时间安排和方法步骤 根据学校统一安排,本次学习实践活动历时半年,从2009年3月下旬开始,到8月下旬结束,分三个阶段进行。 第一阶段:学习调研(2009年3月下旬至5月上旬) 各支部要精心组织学生党员,采取个人自学、集中培训、专题辅导、集体讨论等形式,对学校、学院《实施方案》规定的材料进行认真的学习,并组织好以下各项活动: 1、学院成立学生党员学习实践活动工作小组,并制定实施方案。 组长:彭勇 成员:朱正华徐俊朱竞羽毕务忠代芯姜宇忠卓文君 王楠 2、认真开好动员大会,为学习实践活动开好头。 学院在3月31日下午召开学生党员和入党积极分子大会,学院党总支书记张斌兵同志作动员,对学生党员参加学习实践活动进行思想发动和全面部署。使全体学生党员明确开展学习实践科学发展观活动的指导思想、目标要求、基本原则和具体安排。 4月1日下午4:00召开全体学生党支部书记会,传达学院深入学习实践科学发展观活动第一阶段的具体安排。进一步明确要求,保证学习实践活动的效果。 3、将学习内容抓紧抓实。 以学生党支部为单位,采取集中学习和个人自学相结合的方式,组织全体学生党员认真学习学习党的十七大精神、等中共中央领导同志关于科学发展观的一系列重要论述。以十七大报告、《邓小平论科学发展》、《科学发展观重要论述摘编》等为主要学习内容,4月底之前,各支部组织全体党员进行一次集中学习讨论、参加全院党员的集中学习、自学时间不少于每周6小时。要严肃学习纪律,建立学习考勤制度,保证参学率。以科学发展观为主题,普通党员要做到参加一次动员大会,参加一次辅导报告会,参加一次专题组织生活会,参加一次主题研讨活动,为学校(院)发展提一条建议的“五个一”基本要求。 4、以丰富多彩的主体活动为载体,强化学习实践活动的效果。 (1)学院以学生党员为骨干组织广大学生开展一次以“学习实践科学发展观,红色记忆革命情怀”为内容的主题教育活动,以知识竞赛为活动形式。 (2)学院以党支部为单位,组织学生党员开展科学发展观之“寓科学于乐”、生活中的科学常识等系列活动,通过举办生活科学知识讲座,开展生活科学常识竞赛活跃校园内的科技氛围,引导大学生学以致用、用中求学。 (3)组织全体学生开展“安全意识进宿舍”活动。在学院分团委设立安全保卫部,并在各班学生中推选出安全保卫委员,制定相应的制度和职责,并邀请学校保卫处进行安全防范意识、安全保卫责任及法制宣传等方面的培训,旨在进一步提高学生的安全保卫意识,让学生知法、懂法、守法,让学生的安全、财产等到更好的保护,真正让学生受益。 5、开展支部讨论。 各支部统一布置学生党员根据中央相关文件和有关精神,围绕科学发展观,结合大学生培养现状,积极展开深入讨论。讨论题目如下: 科学发展观与高等教育改革 科学发展观与人才培养模式改革 科学发展观与办学特色和优势 科学发展观与大学生党员成长 科学发展观与大学生择业、就业、创业 科学发展观与家庭经济困难学生资助 6、深入调研。 在深入学习的过程中,以学生党支部为单位,组织学生党员深入广大同学中开展一次调研活动。调研以“坚持科学发展,加强学风建设,促进学风根本转变”为主题,围绕学校和学院在基层党组织建设、思想政治教育、学风建设等方面内容展开,在深入实际调查研究后实事求是地撰写出调研报告,并于4月30日之前以学生党支部为单位提交调研报告报学院党总支。 第二阶段:分析检查(2009年5月中旬至6月中旬) 1、学生支部在继续抓好学生党员学习的同时,要认真梳理同学和老师提出的意见,认真进行分析检查。 2、在分析检查的基础上学生支部安排学生党员在本支部范围内开展相互谈心、交心、沟通思想的活动。要根据同学和老师提出的意见和建议对照党员的要求,查找自身存在的问题和不足,明确自己在校风、学风和班风建设方面所承担的责任及努力的方向。 3、开展优良学风、班风创建活动。学生党支部要通过丰富多彩的活动,引导学生党员和广大学生将学习实践活动与创优良学风校风紧密结合起来,排查我校学生学风建设中存在的突出问题,有力解决好学风不正和校园不文明行为的问题。 4、支部组织专题组织生活会,开展批评和自我批评。 5、在本支部覆盖范围,组织部分非党员同学对支部工作,党员个人进行民主评议。 6、举行学生党员献爱心、义务劳动日活动。 7、毕业生党支部组织全体学生参加以“感激留给老师、关心留给同学、文明留给母校”为主题的文明离校活动。发挥学生党员联系宿舍制度的作用,及时发现并协助处理“特殊群体”中存在的不稳定因素。 第三阶段:整改落实(2009年6月下旬至8月下旬) 1、党支部组织党员按照要求参加学校、学院学习实践活动满意度测评。 2、做好工作总结。 学习实践基本完成时,各学生党支部要认真总结开展学习实践活动的有效方式和经验,撰写工作总结,并上报学院党总支。 3、暑假期间组织学生党员开展访问社区、访问农村活动,进一步深化对科学发展观的认识。 五、工作要求 1.学院成立学习实践活动领导小组,负责活动规划、组织协调。各学生党支部要高度重视学习实践活动,不走过场,不流于形式,确保活动取得实效。学习活动要做到时间、地点、人员、笔记“四落实”。 2.各党支部要根据学院党总支总体安排,针对不同特点创造性地设计活动方案,全面推进,开展行之有效的学习实践活动。 3、对于集中学习活动,要严格考勤制度,切实履行请假手续,并及做好补课、补学工作。无论是集中学习和自学都要认真做好学习笔记,撰写心得体会。 4.各党支部和学院新闻中心,要加强宣传工作,通过各种形式营造学习实践活动的浓厚氛围。学院将建立宣传信息上报、通报制度。 5.总结经验,系统提升。各党支部要按照学习实践科学发展观活动的目标要求及时做好分阶段和整体活动情况的总结工作,巩固学生党建制度成果。各学生党支部总结报学院党总支。 电子学论文:中国电子学会 在2011年8月13日~8月20日于土耳其伊斯坦布尔举行的第三十届国际无线电科学联盟理事会上,中国电子学会成功申办第三十一届国际无线电科学联盟大会,并将于2014年在北京举行,这是有着近百年历史的、国际无线电领域最权威的科学大会首次在中国举办。 受中国科协委托和批准,中国电子学会代表中国申办第三十一届国际无线电科学联盟大会,中国电子学会URSI中国委员会主席吴健,中国电子学会副秘书长、URSI中国委员会秘书长林润华,URSI中国委员会各学术委员会主席、副主席及青年科学家等30多位代表参加了此次申办过程。参与本次申办联盟大会的国家城市还有加拿大蒙特利尔及日本东京。 中国电子学会URSI中国委员会主席吴健在理事会上做申办陈述报告,加拿大及日本两国也分别派代表做陈述报告。各国陈述报告后,理事会进行了紧张的投票环节。最终,中国北京以高票击败日本东京和加拿大蒙特利尔,顺利成为2014年URSI GASS的举办城市。在场各国家代表均报以热烈掌声祝贺中国取得此次会议的承办权。 此次成功申办是在中国科协的指导下,中国电子学会URSI中国委员会近20多年来不懈努力的结果。自1982年作为国家学会会员加入国际无线电科学联盟(URSI)以来,中国电子学会曾组团参加过历届国际无线电科学联盟大会,提交联盟大会申办报告共6次,但均落选。 国际无线电科学联盟 (URSI)作为直属国科联理事会(ICSU )的科学组织之一, 拥有42个正式会员,在国际无线电科学界具有崇高的科学地位和社会影响。中国电子学会受科协委托代表中国参加到该组织。 由国际无线电科学联盟主办的第三十届国际无线电科学联盟大会也同期召开。大会聚集了来自世界上42个国家和地区的约1400位无线电科学领域的著名学者、产业界知名人士、专业高层技术代表和青年科学家,与会者就世界国际无线电科学领域的发展与进步等议题进行了深入探讨。 本次国际无线电科学联盟大会还设有多场学术委员会报告及张贴论文展示环节,内容涉及电磁计量、无线通信系统与信号处理、电子学与光子学、电磁噪音与电磁干扰、电波传播、电离层电波遥感、等离子体波、射电天文学、生物医疗电磁学、雷达遥感、光学遥感等多个领域。各分会场学术气氛浓厚,来自无线电科学领域的专家及学者就相关领域问题进行了激烈的讨论,取得了很好的效果。大会期间,理事会还向对无线电科学领域做出突出贡献的青年颁发了青年科学家奖,中国有6位青年学者获此殊荣。 通过参加第三十届国际无线电科学联盟理事会和联盟大会,中国电子学会URSI各委员会了解了国际无线电领域的研究方向和最新成果,探讨了该领域的具体科研项目,促进了专门方向的国际合作与交流。第三十一届国际无线电科学联盟大会在北京的举行将为中国无线电领域与国际社会的交流与合作搭建更大更广的平台。 电子学论文:基于绩效评价的网上电子学档系统的设计 [摘要]电子学档是评价学生学业成就的重要工具之一,在阐述电子学档应用现状的基础上。引入绩效评价思想,设计、开发了基于绩效评价思想的基于因特网的电子学档系统E-portfolio。该系统以学生发展为本,倡导发展性评价与总结性评价相结合的原则,创建了一个全方位的网上评价社区。 [关键词]电子学档;绩效;评价;因特网;系统开发 档案袋是学生作品有目的的集合体,用来展示学生在一个或多个领域中的努力、进步和成就,、随着因特网技术与应用的迅速发展,电子学档应运而生,它允许开发者以多种媒体形式收集、组织档案袋内容(音频、视频、图形、文本),基于标准的档案袋采用数据库或超链接将标准(或目标)、典型作业和自我反思之间的关系清晰地呈现出来。基于网络的电子学档则是利用网络和数据库技术,在一定学习目的之下,学习者对于学习过程中关于学习目的、学习活动、学习进步、学习成果等情况的记录,以及学生或他人关于学习过程和学习结果的反思及评价的集合体,其要素包括目标、读者、体现能力的证据、测评的标准和反思等。 一、电子学档及其应用现状 电子学档是随着信息技术(特别是网络和多媒体技术)的发展和应用出现的。国内外有关电子学档的研究与应用已初见成效,例如美国的Helen C.Barrett博士等人所做的研究,国内华南师范大学、上海师范大学、北京师范大学、华东师范大学等高校的专家学者都对电子学档做过相关的研究与应用。近年来,电子学档的实践研究比理论探索更为迅速,特别是在与中小学相结合的项目中可见一斑。 1.研究视角 电子学档应用的最终目的是作为评价的辅助工具。例如,华南师大所开展的一系列实验,并将其与学习管理联系起来。也有学者将电子学档作为教学软件的一员,即作为一种认知]:具。另外,也有专家利用电子学档的管理功能,在有关师资培训的网络课程设计中尝试应用学生电子进行模块设计,提供了一种新的设计框架。 2.功能模块 从已有的电子学档系统来看,其功能模块主要包括:作品提交、自评信息、互评信息、反思信息、展示网络日志、网络学习记录等。根据适用的对象不同,其功能模块也有所差异。但总体来说,形式较为单一,缺乏学校自身的特色,并且在模块的设计、对话的运用以及界面的设计上,设计者大多是从教师或家长的角度出发的,而不是从学习者的角度来设计的。因此,在某种程度上缺乏生动性和灵活性。 3.应用形式 从电子学档的应用形式上,可以分成以下四个层次。第一层次是单一的电子学档,诸如各种多媒体的、基于网页的个人作品或主页式的电子学档,这是目前应用较广的一种形式,也是比较容易实现的;第二层次是嵌入到大型管理系统或电子学档集里,国外许多中小学乃至大学都在使用这种电子学档集进行学习者电子文档的集成、展示、上传、评价等;第三个层次是多种媒体组合下的电子学档制作系统,类似于目前教学机构所使用的多媒体集成,这种系统能记录学习情况,并作出统计及分析,定期向老师、学生家长提供学习进度报告,协助监督学生学习过程;第四个层次就是一种集成化的多用户电子学档系统,展现学习者对学习历程和学习绩效的反思、评价和管理。 4.应用领域 从当前电子学档的应用来看,电子学档可用于信息化学习、个人发展、学习管理、学习交流、教学评价、信息技术教学等等,而主流应用莫过于教学评价的应用。目前,网络学习是电子学档应用最广的一个领域,即应用于中小学教学的混合学习(Blended-leaming)中。 综上所述,目前众多的研究者和应用者只是将电子学档作为一种评估手段,仅仅局限于“使用”阶段,并未真正将其融入学习者的学习过程,也未能提升为一种学习理念。因此,有些学者提出,要将学习、使用电子学档看成是一种信息技术环境下的新型学习和培训,真正做到“学会学习”。 二、绩效评价思想的引入 在信息化教育中,教学形式是以学生为中心的,学牛承担着自我学习的责任,他们的角色由被动的接受者转变为主动的知识建构者,并将最终培养成为具有处理信息能力的、独立的终身学习者。要达到这个目的,必然要对学生成长的各个阶段,每个阶段的各个不同时期,每个时期的不同活动制订切实可行的评价标准,绩效评价就为信息化教育注入了新的生机。 绩效是相对于一个人的工作而言的,即按照其工作性质,员工完成工作的结果或改造职务的结果。换句话说,就是指组织成员对组织的贡献,或对组织所具有的价值。绩效是结果、能力、态度、勤奋以及人际关系的综合体现,它不仅被广泛地应用于企业培训行业,同时也逐渐渗透到教育领域。网络环境下基于绩效的学习评价是运用系统方法,以学生为中心来研究其学习的背景、手段、方法,从而寻求适合学生的学习方式,考察学生学习质量,并根据评价的结果形成绩效改进方案从而促进学生的学习。 网络环境下基于绩效的学习评价主要由三方面的内容组成: 1.学生的学业成就评价 学业成就主要指学生在知识和能力方面的学习成绩。这和传统的学习评价内容相似,是定量评价的一部分。 2.学生的个性心理品质评价 当前,全球范围内将形成学生良好的个性心理品质这一日标提高到了前所未有的高度。对学生个性心理品质的评价主要是对学生的学习态度和学习兴趣,以及在学习过程中克服困难、持之以恒的品质的评价。对该项内容的评价主要采用定性评价。 3.学生的表现性评价 绩效评价主要是通过成果展示,进行“展示表现”为主的评价方式。信息技术环境下,“以学习者为中心”的教学方式强调学生是认知的主体,强调学习者与学习环境的交互作用。因此,通过与环境、学习伙伴、教师和家长的相互作用,从学习态度、相互交流、资源的利用等维度上进行质的评价。 由此可见,信息化教育中的学习评价不仅仅是一种量化的评价,更多的是质的评价。这为电子学档的设计提供了很好的导向作用,即在电子档案袋的设计过程中,不仅要关注学生的学业成就,更要关注学生的个性心理品质,而网上社区型的超越传统档案袋的电子学档则可以在这方面发挥重要作用。 三、网上电子学档的设计 以绩效评价思想为理念,以系统理论为指导,借鉴当前电子学档应用的成功做法和经验教训,笔者设计和实现了基于绩效的电子学档系统,也称为“电子成长记录袋”,简称E-portfolio。由于该系统的使用对象是中小学学生,系统在模块设计上应当针对他们的生理和心理特点,符合他们的兴趣爱好,激发他们积极参与的热情,在界面设计也尽量使用明快的色调和活泼的风格。系统的主界面如图1所示。 1.系统结构设计 在进行E-portfolio系统结构设计时,综合考虑需 求的各个方面,选择最为合理的系统结构。根据学校对系统安全性和交互性要求高、专业性强、数据处理量大以及长远规划的特点,系统采用基于B/S(浏览器朋艮务器)模式,开发技术采用ASP+SQL,测试版采用ACESS数据库技术。ASP属于ActiveX技术中的Server端技术,在Server端自动产生和执行动态、交互式、高效率的站点服务器应用程序。由于ASP传送给用户浏览器的是程序的执行结果,从而可以保证网络的安全性,同时对客户端没有特殊的要求,而且维护相对简单,且支持跨平台。 2.模块结构设计 该E-porttblio系统的用户主要有四类:学生、教师、家长和系统管理员。根据用户的不同,系统所呈现的功能模块也有所不同,下面陈列了该系统设计的主要模块。 (1)公共模块 陔模块下设资料库、休闲所、艺术廊、读书室、动态新闻等栏目。 资料库包括:中华美德(记录及同学中的美德小故事,网络中的美德故事或视频)、大千世界(教育类的视频及文章)、总结交流(同学自己的学习经验及总结)、学生网页(学生自己根据系统提供的模板制作的网上家园); 休闲所包括:八面来风(聊天室)、游戏地带(学生flash游戏); 艺术廊是由学生的一些小作品组成,是学生展示才华和魅力的场所; 读书室则向学生推荐优秀书籍,并提供相关的读书资料。 (2)用户模块 学生、家长和教师通过主界面的登陆窗口分别进入到各自的界面,执行各自的功能。 学生用户:个人资料、通讯录、悄悄话、成绩档案(学生自己只能查看,每学期一份)、作品展示(在生活窍门、大千世界、学生网页、游戏地带、成功舞台等栏目中)、天天成长(同学的话、老师的话、家长的话、成长历程、不足回收站、打算小日历); 教师用户:教师的个人资料、悄悄话、班级学生的通讯录、学生的成绩档案管理(任教学科成绩、本班素质发展水平报告单、本班综合评价表)、作品展示管理(中华美德、生活窍门、大干世界、学生网页、游戏地带、成功舞台)和天天成长管理(同学的话、老师的话、家长的话、成长历程、不足回收站、打算小日历); 家长后台管理:个人资料修改、悄悄话、子女的成绩档案(子女素质发展水平报告单、子女综合评价表)、查看作品展示、天天成长管理。 (3)系统管理员模块 系统管理员执行的功能主要包括:系统信息管理、管理员管理、教师管理、班级管理、设置科目管理、信息审核管理、通知公告、读书室管理以及网站数据管理。 E―portfolio。系统的功能结构如图2所示。 3.功能特点 由整个系统的架构可以看出,该系统主要有以下几个方面的功能与特色。 (1)全方位的评价体系 该系统采用三位一体的评价方式,即教师、家长和伙伴共同参与评价,构成立体互动的评价方式。家长通过系统可以看到孩子公开的信息,使其对孩子的学业成就、身体、心理发展有一个全方位的了解,并可以将自己的意见反馈给教师和学生本人;学习伙伴可以通过对话的形式对作品、个人计划、学习情况提出意见,供参考;教师不仅看到了学生本人的成长历程,同时从家长、学生反馈的数据中获取大量有用的信息,为制订学生的下一个学习计划打下基础。全方位的评价不仅体现在评价的参与者上,而且还体现在评价的方式上。该系统不仅从横向、纵向两个维度全面记录着学生的学习成绩,同时也记载着学生的身体发育情况,使学生看到自己正在茁壮成长,并且对于学生的兴趣、爱好及其他的心理发展状况通过作品、作业和言论的方式记录在案,加强质的评价。 (2)记录成长功能 该电子学档要求学习者随时对自身的学习情况、心理以及日常行为进行反思,而且这种反思和评价贯穿整个学习的始终,电子学档可记录学习者的点点滴滴;同时,利用系统平台的记录功能记录和体现学习者在整个学习期间的阶段性成果,有助于教师进一步掌握学习者的整体情况。 (3)互动反思 该系统记录了每一位学生的所有记录,同时,教师、家长和学习伙伴可传送悄悄话,使每位学生看到自己成长历程的同时,也能够了解身边的亲人、老师和朋友是怎样评价他的,做到人性化和情境化的融合。系统还提供了不足回收站,让学生指出自己需要进一步努力的地方,并以此督促改进。 (4)辅助功能 八面来风、读书室以及个人资料的管理等为学生提供了丰富多彩的网络社区生活,这既可以增加同学间的交流,又可以丰富学生的业余生活,发展其兴趣爱好,为整个系统增添了无穷色彩。 四、网上电子学档的意义 该学习成长记录袋是在目前基础教育改革的背景下开发的,其使用对象是各中小学校。该系统不仅能多层面、多角度地评价学生的成长记录,为客观形象地反映学生各方面的进步、成熟提供了很好的平台,而且还增强了学生的自信心,提高了学生自我评价、自我反思的能力。同时,也为学生、教师和家长提供了交流、互动的舞台,增强学生的自我管理能力,并进一步地促进家校合作。 1.促进学生的转变性发展 在传统的教学中,评价只是作为区分等级和测定能力的工具,而在新课改背景下,学习是让学生进入主动探求知识的过程。因此,面对不同的问题情境,不存在单一的评价标准。初中阶段的学生,正处于转型期,除了学习成绩外,学生的身体发展、心理发展都至关重要,这关乎青少年的身心健康发展。学生由自己的成长记录袋当中看到自己生理、心理和成绩的健康成长,才能促使其建立“挑战性”的新起点。 2.用“对话”实现评价的基本活动 所谓对话,即主体之间通过互动进行意义的重构,而不仅仅是语意―亡的交流,更不是权威的征服。在这个社区里,学习者可以通过网络上传自己的作品、发表言论,对自己的作品和资料拥有修改权,这种有意义的超越时空的对学习者的身心健康的发展具有很大的意义。 3.利用评价的多元性实现自我反思 评价的多元性表现在不仅是教师评价学生,还有家长、其他同学的参与。E―portfolio在提供个人隐私保密的同时,学习者均能看到其他人公开的作品和评价,促使其进行自我反思。对任何人的评价都必须建立在学习者的自我反思的基础上,最终才能实现自我意义的建构。因此,通过师评、互评、自评等能使学习者积极参与其中。 4.建立一个开放的学习评价社区 E―portfolio。不仅能提供一个评价学习成就的场所,更重要的是为学生创设了一个学习评价的社区,是学习者展示自己,反省自己,重新树立形象的平台,也为家长、教师、学校以及学生提供了一很好的交流平台,促使家校的进一步合作。 电子学论文:微电子学概论多媒体课件的设计 摘要:基于微电子学概论课程的特点,介绍了微电子学概论课程多媒体课件的设计方法与过程,从教学实际出发,精心组合多媒体中的各要素,实现课件最优化,为学生的自助式学习提供一个具有交互式功能的多媒体课件系统。 关键词:微电子学概论;多媒体;交互式 随着信息技术的飞速发展,传统的教学方式已经很难适应现代教育的需要,将多媒体技术应用到教学过程是弥补传统教学教育方式的诸多不足,提高教学效果的有效手段。多媒体课件是开展计算机辅助教学的一种基本的教学软件,其设计方法直接影响到课件的开发质量和课堂教学的实际效果。 微电子学概论课程的主要内容包括了微电子技术的发展历史、半导体物理和器件物理基础、集成电路基础、集成电路制造工艺、集成电路及系统芯片(SOC)设计方法学及设计技术、微机电系统(MEMS)技术、封装技术、微电子技术发展的一些基本规律等,是一门与实际联系很紧密,形象化教学素材十分丰富的课程,将这门课程开发转化为多媒体CAI课件对提高教学效果、教学质量非常有益。 一、多媒体课件设计的指导思想 现代教育观念强调素质与能力的培养,重视学生在教学活动中的自主活动,要求将学生作为教学的主体。为此,应该把“以学生为主体,以教师为主导”作为多媒体课件设计的指导思想,把它设计成助学式的并且具有交互功能的课件[1]。此外,多媒体课件必须既符合相关课程的特点,又符合一般教学规律,且利用多媒体计算机辅助教学的多种技术手段进行设计和制作。对于微电子学概论课程,多媒体CAI课件应该满足以下基本特点: 1.微电子学概论课程中的版图技术、制造工艺、器件、封装等内容均需要演示较为复杂的图形或过程。因此,需要充分利用多媒体技术,将图像、动画、音频、文字、视频等进行合理的处理,做到图文并茂,形象生动,以有助于提高教学质量。 2.多媒体CAI课件应当有丰富的信息资源,便于扩大学生的知识面。在传统的教学中,信息来源非常有限,且缺乏灵活性、方便性和交互性;随着信息技术的发展,教师可以通过更多的渠道获得文字、图像、音频、动画、视频,甚至三维虚拟现实等多方位信息用于多媒体课件制作,使教学内容更丰富,教学方法灵活多样[2]。 3.微电子学是一门发展很快的学科,所以多媒体课件需要及时更新。由于受到教材限制,传统教学方式所覆盖的教学内容、教学深度和广度都十分有限。而多媒体技术可采用硬盘、光盘等存放教学内容,易于从互联网获取更新的信息,具有强大的可扩展性,便于教学内容的及时更新,这是传统教材所远远不能达到的[2]。 二、多媒体课件的设计制作 多媒体CAI课件制作的基本过程是:首先,用相应的计算机软件对文字、图形、图像、音频和动画等各种素材进行采集或制作。其次,根据教学大纲的要求,把教学内容编写成脚本,设计好计算机每一屏幕所要呈现的教学内容,并且把教学信息链接成网状的、非线性的教学程序。最后,用多媒体素材编辑合成软件将各种教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统[1]。 目前市面上可用于多媒体应用程序创作的软件工具非常多,Authorware是一款交互式多媒体应用程序创作工具,它能够很好的支持多种格式的多媒体文件,并能够把这些多媒体文件集成到一起,起到丰富课堂内容优化课堂结构的作用[3]。通过Authorware实现微电子制造过程真实情景的再现和元器件内部载流子运动的模拟,有利于培养学生的探索、创造能力。 (一)素材的采集及制作 多媒体素材的采集和制作是CAI课件设计制作的前提。采集即收集各种相关材料如视频、音频、彩色照片等,而制作则是将多媒体素材转换为计算机所能识别形式的过程。 多媒体课件需要大量各种各样的素材,如声音、视频、图形图像、动画等等;对于微电子学概论课程而言,可有制造工艺流程录像以及版图层、封装结构、器件结构等各种各样的图形及动画。因此,素材的收集及制作需要大量的时间和各种各样的渠道,在平时应注意收集归类,以便日后方便使用。对于文本、图片资料可以用扫描仪等设备将书本内容直接扫描即可;但是对于制造工艺流程录像,则需要通过互联网获得;而一些演示器件内部载流子运动过程的动画,则需要亲自制作。但是,直接扫描和互联网得到的数据一般是非常原始的,必须经过处理过程才能用于多媒体制作。部分素材则需要采用专门软件进行设计制作,才能更好地满足多媒体课件系统的需要[2]。 (二)脚本的设计 多媒体课件软件脚本的设计应建立在对学生的学习心理和学习方式充分了解的基础上。对教学方式的描述,教学内容取舍的决定应具有很强的针对性,做到重点突出、中心明确、层次分明,并注重启发学生的思维,引导学生应用所学知识去创造性地分析问题、解决问题。因此,多媒体课件软件脚本的创作一般由教学实践经验比较丰富的教师来支持完成[2]。 (三)多媒体应用系统设计 一个助学式的并具有交互功能的多媒体课件应形成一个完整的系统,该系统在功能上应包括课件演示、动画演示、习题系统和课件管理等部分,并具有一个与之密切相关的多媒体文件集合。在完成多媒体课件素材的采集及制作和脚本的设计后,采用多媒体素材编辑合成软件将各种教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统,使学生能够通过网络进行学习、作业以及答疑解惑。 三、多媒体教学课件设计总结 一个良好的多媒体课件要能够发挥教师的引导作用,充分发挥学生的主观能动性,要以学生为中心,让学生自己思考,通过丰富的课件内容去感知知识的内涵。此外,一个成功的多媒体课件更离不开教师的精心设计,使教学情境环环相扣,引导学生积极的思考,最终达到掌握知识,应用所学知识去分析问题、解决问题的目的。 多媒体课件虽然种类繁多,但其目标始终是为教学服务,优化课堂教学结构,提高课堂教学效率,既要有利于教师的教,又要有利于学生的学。因此制作多媒体课件要根据课堂教学的特点遵循教学性原则、控制性原则、简约性原则、科学性原则和艺术性原则等基本原则。 四、结束语 多媒体教学提供了一种学生主动参与、师生互动、协同学习的良好环境,运用多媒体教学,具有传统教学手段不可比拟的优势。在微电子学概论课程中采用多媒体CAI教学,既节省了很多板书和作图时间,又可以借助动画、视频等多媒体技术直观地表现课程的重点、难点,使学生易于理解和记忆,取得良好的教学效果。 电子学论文:电子学习系统对计算机教学改革的促进与作用 摘要:本文介绍了我院在教学改革中引入电子学习系统平台作为教学手段的扩充,充分体现了以教师为主导,学生为主体的现代教学理念。实践表明,扩大了课堂和实验教学效果,学生的认知能力和创新能力得到了明显的提高。 关键词:认知能力;创新能力;电子学习系统;建构主义 现代教育的目标是培养具有认知能力和创新能力的高素质专门人才,传统的教学模式已经不能满足要求,因此,必须在教学实践中引入新的教学理念和方法。与此同时,科学技术的发展也带动了教育信息化的发展,使得先进的信息技术能与革新的教育理念和优质教学内容相整合,产生更加适合高素质人才能力培养的教学模式和效果。 1建构主义理论与现行教学方法融合 现行教学方法以教师为中心,充分发挥了教师“授业”的作用,“授业”的依据是明确的教学目标,但此模式没有注重培养学生思考和探索的兴趣与能力。建构主义理论则侧重于使学生主动完成意义建构,教师的角色转变为学习的辅导者,学生的自主性和学习兴趣能得到培养,但对于有重要意义的教学目标及目标指导者教师的作用没有得到应有的重视。探索将现行教学方法与建构主义学习理论相结合,形成充分发挥教师的主导作用和确立学生的主体地位,培养认知能力和创新能力的现代教学理念。 计算机教学尤需注重能力培养。计算机知识更新快,新技术不断涌现。如仍依传统“填鸭”式教学,在有限的课时内既要讲授相对稳定的基础理论,又要讲解新知识、新技术,是无法获得良好的教学效果的。因此,教师在课堂教学时应使学生掌握课程知识整体框架,并有选择地讲解重点和难点,然后引导学生利用计算机和网络等进行自主学习和协作学习。 在教学理念上,要明确教师的主导作用和学生的主体地位;在教学方法上,要对传统的教学手段进行扩充。将先进的信息技术与教学内容相整合,形成具有支撑环境、学习工具和系统管理的教学平台,以及内容丰富、便于使用和共建共享的教育资源库。 现在正在兴起的电子学习系统(e-Learning)就是这种教学理念和方法的一种实践。电子学习系统成为学习知识、培养认知和创新能力的平台,它能最大限度突破课堂教学时空限制,将有限的课堂教学与自主和协同学习相结合,随时随地满足师生的教学需求,让学生在学习过程中 巩固课堂教学效果、探究新的知识,自觉发现、分析和解决问题,学习知识和培养自己能力。 2电子学习系统 教学需求引发科学研究,科研成果促进和反哺教学改革。我们研发的电子学习系统是这种教学与科研互促的平台,目的是为了培养具有认知能力和创新能力的高素质专门人才。它为电子学习提供支持情景创设、信息整合、资源共享、交互协作的教学环境、工具、资源和管理,主要功能如下。 2.1网上电子学习平台 电子学习系统平台包括与教学相关的综合功能,多种学习方式有利于激发学生的学习兴趣,让学生有意识地锻炼自己的认知能力,推动他们进行更深更广的研究。多种教学手段能让教师更有效地进行备课、上课、作业、答疑、评测、考试和管理,学生是相应教学的实施对象。平台如图1所示。 2.2教育资源库共建共享 教育资源库能为学习者提供内容丰富,数量庞大的学习资源,包括课堂教学录像、课件、作业、试题、实验、案例等。除了课堂讲授的主题知识外,资源库还容纳了相关知识以及师生上传的资源。学习网站上的内容还能实时或及时更新,便于师生对新知识、新技术的理解和运用。 2.3丰富的协作交流手段 学习的过程也是讨论和交流的过程,不同观点的碰撞和辩论可以补充、修正和加深学生对问题的理解,并使学生能从多种角度看问题,有利于产生创新性思维。基于互联网的电子学习平台能为师生之间以及学生之间的互动沟通提供多种实时和非实时的交流手段,如聊天室、BBS、电子白板、网络电台、E-mail等。 相对于其他教学手段,电子学习系统较充分地体现了教师为主导,学生为主体的教育理念。在学习平台上教师主要任务有两个,其一,参与设计教学目标和知识框架;其二,引导学生解答在学习过程中出现的问题。学生则根据自身情况,在教师的指导下制定学习计划,选择学习策略,完成学习任务,评价学习结果,并据此对自己的学习过程进行调整。这样,以教师课堂教学为基础,通过使用电子学习平台,巩固和扩充学生课堂所学的知识、训练学生的认知能力,开拓学生的视野,激发学生的创新性思维。 3电子学习系统在计算机教学中的应用 我们以“微机系统与接口技术”课程及其课程群(如图2所示)为例来展示电子学习系统在计算机教学中的应用情况。“微机系统与接口技术”是应用微处理器和接口技术设计各种功能模块、组成微机系统的基础。因此,在教学中不仅要对微处理器、接口技术和微机系统进行介绍,还要注重它与课程群中其他课程的关联,以便学生能对微机系统乃至各种计算机系统形成整体的认识。该课程难点较多且不易理解,学生很容易产生畏难情绪;并且该课程又是一门实践性、系统性强的课程。教学实践和教学改革的需求促使我们研究开发并在计算机教学中全面引入电子学习系统。 3.1教学环节 在教学环节上主要使用的是教学支撑环境和课程开发工具。教学支撑环境能为学生提供与现实学习基本一致的情境,它是实际学习环境的仿真与扩展。课程开发工具主要用于教师进行课件制作等备课活动,以便提供图文声像并茂的网上课程;也为学生提供相应学习环境和工具。 (1) 课堂教学与自主学习 在进行课堂教学的同时,教师将教案、课件以及录像上传到电子学习资源库,学生可以通过网站点播和下载所需的学习内容;也可以自主选择与课堂学习主题密切相关的问题作为学习内容。学习策略也是多样的,有知识型、趣味型和研究型。比如,对于微处理器的学习,在课堂上主要讲解的是Intel公司的32位微处理器,对于新出现的多核处理器等只作了一些介绍。为了弥补不足,教师可以将更详细的资源上传到电子学习资源库,然后学生通过选择相应的学习策略来深入了解多核技术和并行编程、64位微处理器、AMD等公司的微处理器系列。而这些新技术、新产品可以随时在电子学习系统的资源库中更新和增加。 此外,教师可以根据教学效果、学生需求以及技术发展的情况,通过系统的多媒体教室开设专题大讲堂,学生可有选择地参加大讲堂学习自己感兴趣的新技术,扩大知识面。在学习期间学生还可以根据学习的效果,对学习计划和策略做出相应的调整。 (2) 作业评阅与辅导答疑 教师在系统平台上给学生布置作业,并规定提交时间,学生完成作业后提交给系统。教师可以进行网上评阅,而学生也能及时看到评阅结果。通过这种方式能加速课后作业的反馈,使教师和学生都能及时了解教学效果并对教学和学习进行调整。 学生在学习过程中会产生各种问题,若不能及时对这些问题予以解答,将会影响其对后续内容的理解。比如,如果学生不能很好的理解32位微处理器的几种工作模式,那么就会影响后面对中断、DMA等内容的学习。这时,学生可利用辅导答疑提问,教师可以在线回答,也可以由系统从资源库中查找相应或相近的答案反馈给学生,问答过程可反复进行。 (3) 自动组卷和在线考试 电子学习系统试卷库中的试卷可以利用相应的工具手工制作生成,也可以通过电子学习平台提供的组卷工具自动生成。通常情况下,根据考试目标我们只需要设置试卷的一些整体属性参数和题型结构参数,便可以快速组成一份满意的试卷。 目前,我们主要将在线考试用于学生的平时自测和阶段考试,经教务部门批准,也可推广到期终考试等。学生自测可以在课后任何时候进行,而阶段考试和期终考试则有规定的考试时间和地点。考试完成后,学生可以提交给系统等待教师批阅,批阅的结果也会及时反馈给学生;对于自动组卷生成的试卷可以对照标准答案自动评分。 在上述学习环节中,学生可以形成对概念的多角度理解,并与具体情境联系起来,形成背景性经验,这将有利于学生在面对具体问题时建构解决问题的思路和方法。 3.2实践环节 (1) 教学实验 除了学习理论知识和培养认知能力之外,我们还利用电子学习系统的虚拟实验室辅助实物实验来培养学生的动手能力和创新思维。在电子学习平台上设置的虚拟实验室,既能进行每个章节的专题实验,也能进行综合实验,它与实体实验室互为补充。 学生在实体实验室进行专题实验后,可以利用虚拟实验室对实验内容进行仿真,探究同一个问题可能存在的不同解决方案。综合实验涉及的知识点范围较大,设计需要的参数和要调试的硬件部件较多,程序也较复杂,在有限的时间里,学生往往无法完成设计的实验过程和得到理想的实验结果。将电子学习平台引入教学后,学生可以先在虚拟实验室中模拟实验过程,对程序进行初步的调试,然后再在实体实验台上进行操作,实验的效率得到很大提高。 (2) 科研实践 电子学习系统中计算机系统课程群的丰富教育资源激发了学生科研的兴趣,他们在教师引导下进行更深更广的研究活动。学生们积极参加学校大学生科研立项、学院大学生业余科研项目,以及微软创新杯等各种计算机仿真大赛、嵌入式大赛,均获得了优秀成绩。他们在毕业实践中都参与到教师的科研团队,写出有价值的毕业论文并获奖,有些本科生还被推荐成为免试研究生。 4.3教学效果 电子学习系统引入到计算机教学中是对现行教学手段的一个有力扩充,教学效果很好,大学生的科研也出现了更多成果。 (1) 教师与学生的知识结构发生了变化 教师角色的转变,对其自身素质和知识提出了更高的要求。教师如果只了解本课程的知识是不能满足要求的,一是需要从总体上把握专业知识结构以及本课程群中课程之间的联系,二是不断追踪本学科发展的前沿,这样才能从整体上对学生的学习研究加以引导。学生不再是了解知识点,而是以点带面,以面带全,以整体知识框架为基础,熟悉、掌握并进而探索新知识、新发展。 (2) 学生对课堂教学的兴趣明显提高 由于通过电子学习系统接触到了丰富的、直至前沿的学习资源,使学生更有兴趣探究问题和带着问题到课堂听课。学生对课堂教学兴趣的提高,促进了师生在课堂内外的互动,使得学习氛围更加浓厚。学生对教学的评价也由过去的“太枯燥,不知道要怎样应用学到的知识”转变成为“能结合现在实际应用和未来发展情况讲解课程内容,学以致用,课堂效率高”。 (3) 教学与科研相互促进 教学改革促进了科技创新,我们研发的一系列电子学习、网络远程教育国家及省部级项目都源自计算机教学改革;而这些科研成果又反过来促进了教学理念、结构、方式和手段的改进。电子学习系统的研制和引入促进了教师知识结构的变化,教师专业知识的深度和广度有了很大的扩展,教师在教学过程中更加注重基础与前沿的结合、理论与实践的结合,在教学方式上也更加注重用多种方式进行知识讲解与思维引导。 (4) 学生的知识、素质和能力得到较大提高 我们在2005年将电子学习系统引入到计算机系统课程群的教学中,三年多来的使用结果表明,该系统对提高学生的认知和创新能力有着积极的作用,并在有力促进了学生的科研活动。比如课程群老师指导的毕业设计,2006年在省级毕业论文评奖中,一等奖1人,三等奖1人,提名奖4人;而2007年获得的一、二、三等奖分别提高到2、3、4人,学士论文质量有了较大的提高。又如教师指导的智能垃圾箱及其监测系统设计、Smart Library System、Learn Language Assistant(微软2007嵌入式设计大赛中位列全球前200强)、盲人学习帮助器、Acme Rural Education System等项目都是优秀的本科生科研成果。 4结束语 实践表明,将电子学习系统应用于计算机教学活动,体现了教师为主导和学生为主体的教学理念,能让学生掌握系统的专业知识和了解知识的新发展,对培养学生的认知和创新能力有着积极的作用。 电子学论文:电子学籍有望制止择校痼疾 关键字:电子学籍/IC卡 从五指山野菜、菠萝,到近日的香蕉有毒事件,海南农产品屡遭一些失实报道的损害。为此,海南省农业有关部门近日表示,海南省的农产品马上会推行农产品“身份证”(条形码)制度,将农产品的产期、规格、售价、产地等信息编码上网,在网上可以查到该产品出自哪里,十分便于监督管理和电子商务的开展。 每年到了小学升中学的时候,总会有许多学生家长想利用各种关系来打破按区域就学的规定,把孩子的学籍转到自认为较好的学校去。这一现象将随着电子学籍的出台被改变。 电子学籍这一信息化手段的应用,有望从根本上制止屡禁不止的非正当途径择校问题。在北京市2007年的小学升初中工作中,第一次使用的学生电子学籍管理系统,就是对按照规定方式升学就位的学生建立学生电子学籍,中学录取后的学生电子档案,学校只有补充或修改内容的权力,而不能随意增加或者减少一个电子档案的内容,同时这份电子档案还将作为3年后学生中考报名的依据。这项工作的关键是要做好IC卡的信息提取和信息导入。学生的始发地是哪个学校,在IC卡里必须得到真实、明确的记录,然后,由学生所在的区县教委,根据就近划片的原则,将该学生导入合适的学校,如果学生拒绝按照导入的学校报到,其他的导入系统对该IC卡不能识别。所用的卡一旦被识别,该卡存储的当年入学信息立即被清空,这也就意味着每个学生只有一次刷卡机会。 对于实现公平教育而言,电子学籍IC卡的出现确实是一件简便快捷的好方法。随着银联卡、公交IC一卡通、通用病历等信息技术手段的应用,信息化已经不仅仅是技术问题,而是一种制度和观念的变革和更新。美国和加拿大早在上个世纪就开始实施社会保险号码唯一的办法,但是它的功能要远远超过我国现行的身份证。美国和加拿大的社会保险卡是公民的最基本的证件,相当于一个人的电子档案。每个公民出生都要到社会保险部门办理保险卡,每个公民终生只能有一个保险卡号(SSN),它可以用于个人生活的所有领域,如医疗卫生、银行存取款、工作申请、移民申请、升学转学等等。而我国目前的身份证虽然有唯一的编号作为识别,但还没有电子档案的功能。 回头我们再来看这个电子学籍,它的功能可以逐步完善起来。也许未来,它应该能够从每个孩子上学的第一天起,到他参加工作为止,所有的教育记录都能够用一张小小的IC卡记录和保存。同时,这张卡还具备与教育相关的各类功能,例如报考、录用、参加各类等级考试等,相当于一个学生身份证。这个卡的内容还可以更丰富,比如对学生开放和优惠的场馆门检、寒暑假的火车票学生优惠卡等针对学生群的功能都整合起来,集中在一张卡上。 信息化给我们的生活带来越来越多的便利,未来,更多的社会行为,应该都能够整合成一卡通。这样,既能提高工作效率,也更能体现政府执政为民的精髓。 电子学论文:中国科学院电子学研究所:打造传感技术国家重点实验室 中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室成立于1987年。实验室面向国家战略需求和世界科技前沿,开展基础性、战略性、前瞻性的研究工作,致力于提高我国传感技术的自主创新能力和国际竞争力,推动我国传感技术的应用和产业的发展,为国民经济建设服务。 中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室立于1987年,实验室面向国家战略需求和世界科技前沿,开展基础性、战略性、前瞻性的研究工作,具有电子学、信息技术、生物技术、化学、材料科学等多学科交叉的综合优势,在微纳传感器及微系统的研究中获得巨大进展,取得了突出成绩,逐步形成了以基于微纳加工技术的微传感器和微系统为主要创新方向的研究特点,并已成为国内外广泛认可、具有一定国际影响力和较强竞争力的传感技术研究基地,同时形成了具有一流人才与完整学术梯队以及先进仪器设备与科研条件的国家级研究基地。 传感技术国家重点实验室侧重进行传感器的新原理、新方法、新技术、新器件、新系统的研究,实现传感器的微型化、集成化、智能化和网络化。 实验室自建立以来得到了迅速发展,先后承担和完成了“973”、“863”、国家自然科学基金、重大专项、国家科技攻关等一批国家级科研项目,在新型传感器和微系统研究领域取得了一批有特色、高水平的创新性研究成果,如电场传感器及系统、SPR生化分析仪、生物传感器及系统、气体传感器及系统、微流控芯片系统、集成气象传感器、高精度压力传感器、微惯性传感器等,具有雄厚的研究基础和技术攻关与自主创新能力。 实验室现有面积4000多平方米,其中1000平方米超净间,拥有一条完整的微电子机械系统(MEMS)加工工艺线,具有先进的工艺和测试设备,形成了一整套加工工艺规范,具备各种微结构器件的加工能力,并提供传感器及系统的设计、加工、封装等服务。 电场传感器 实验室研制出多种新型电场传感器,电场传感器在雷电预警、智能电网、气象预报、工业静电测量等领域具有广泛的应用前景。 高精度谐振式压力传感器 实验室研制出电磁激励、电磁感应检测的硅微机械谐振式压力传感器,可广泛应用于工业控制压力测试、大飞机气压高度计、天气预报气压检测、压力校验仪等。 抗高过载微惯性传感器 实验室研制出扭摆式抗过载微型加速度计和电磁式振动环微机械陀螺仪,抗过载冲击大于10000g,主要应用于惯性制导及惯性测量系统。 气象传感器 实验室研制出温度、湿度、压力单片集成传感器和固态仿生集成风速传感器芯片,主要应用于探空气象参数监测。 水污染监测传感器及系统 实验室研制总磷传感器、COD(化学耗氧量)传感器、磷酸盐传感器,用于水环境与水污染实时现场在线监测。 气体传感器 实验室研制出MEMS半导体金属氧化物气体传感器和固态电解质气体传感器,用于乙醇、CO、氨气等微化品和有毒有害气体检测。 微流控芯片系统(uTAS) 实验室研制出集成样品血样预处理芯片、集成光纤电泳芯片、微泵等微流控芯片系统,主要应用于疾病检测、食品安全等领域。 低成本手持式生化检测仪 实验室研制出手持式生化多参数检测仪和糖化血红蛋白检测仪,适用于个人、家庭、农村、社区便捷、廉价的预测和诊断。 SPR(表面等离子体谐振)生化分析系统 实验室研制出便携式、电化学联用、高通量等具有自主知识产权的系列SPR生化分析仪,可广泛应用于药物筛选、环境检测和食品安全检测等领域。 集成光波导生化检测仪 实验室研制出具有自主知识产权案的集成光波导生化检测仪,可开发出面向众多应用需求的低成本、便携式、快速检测装置。 离子迁移率谱仪(IMS) 实验室研制出离子迁移率谱仪(IMS),可实现对胺类、农药、神经药物、化学战剂等物质的检测,应用于痕量物质实时现场快速监测。 电子学论文:基于电子学档的大学英语口语翻转课堂设计研究 摘 要:英语口语表达能力是大学生和用人单位关注的主要英语应用能力之一。能否流利顺畅地用英语进行交流与大学生毕业后待遇和前途发展直接相关。但是,目前大学生的英语口语表达能力普遍欠缺。本研究在分析学生口语表达能力缺乏原因的基础上,提出基于电子学档的大学英语口语翻转课堂教学模式。这个模式可以充分利用计算机互联网技术,增强学生的口语输出量,提高口语表达能力。 关键词:电子学档;口语;翻转课堂 一、引言 大学英语课程是大学生们比较重视的公共基础课。但是由于长期以来的应试教育思想的影响,大学英语教学很难彻底摆脱应试教育模式,学生英语应用能力的提高并不乐观。其原因主要归结于大学英语大班制教学,学生课堂口语表达机会少,无法有效激发学生的积极性和以四级为导向的教学模式。针对此,笔者提出电子学档下的大学英语口语翻转课堂教学模式。 电子学档,顾名思义,就是电子化的档案袋,这是一种形象的表达法。利用电子学档,学生可以根据一定的标准有意识地选择、展示并收集自己的电子作品,还可以对自己的学习过程和学习成果自主进行评价与反思。电子学档的使用,使得学生的学习呈现出个性化、分布式的特点。国外目前对电子文档的研究主要是理论和应用研究且相对成熟。在国内,随着教学的改革和推进,对电子学档的相关研究和应用也逐渐发展起来,并得到了一定的进展。王佑镁(2009)进行了系统的电子学档的设计与应用研究;北京科技大学的李晓东(2014)对电子学档应用于课堂教学进行了实证研究。但是针对核心课程的基于电子学档的研究还是较少,研究空间较大。本研究拟在基于电子学档云平台上进行大学英语口语翻转课堂研究。 二、翻转课堂 “翻转课堂”起源于美国,是一种新兴的教学模式,依托现代化的教育技术。我国教育界的研究者们在几年前就对此给予关注。不少学者对“翻转课堂”进行了相关的探索、研究与实践。 如果以“翻转课堂”作为关键词在期刊论文库进行检索,笔者发现,近几年与“翻转课堂”相关的论文多达五百多篇。早在2013年,南京大学的梁乐明和张金磊就较为系统地对“翻转课堂”进行过研究。梁乐明认为翻转课堂的设计要以“微课程”为主要样本,而“微课程”的设计要结合相应的新型组织管理模式。张金磊进一步完善了翻转课堂的教学模型,夯实了翻转课堂的理论基础。虽然不少学者对此进行了相关的研究,但对此的实证研究还处于初级阶段,在国内将翻转课堂应用于英语口语教学实践为数不多。国外教学研究中,翻转课堂更多地是与教学实践相结合,研究信息技术在教学中的整合效果。课外活动主要为学习者学习提供所需的音频和视频等资料,而课内活动则涉及到学生之间,师生之间交互的学习活动。 三、基于电子学档的大学英语口语翻转课堂教学模式 由于受课堂规模限制,学生在大学英语课上用英语交流的机会很少,导致学生对英语口语能力表达缺乏自信心,因此基于电子学档的口语教学模式的提出能有效增加学生的口语表达的时间和提高口语表达的兴趣和自信心。 (一)电子学档的构建 本研究在云环境下,构建电子学档系统,包含两类空间,私有空间和公共空间。私有空间是为每个学生单独建立的操作空间。学生拥有自己的账号,有一定量的存储空间,学生可以保存各种口语学习资料。也可以将自己的口语作业,作品,反思报告等提交给教师查看,同时可以自我评价。公共空间是所有学生共享的操作环境。公共空间为学生搭建了一个公共的学习平台,教师可以上传班级需要的学习资料,每个学生都可以访问公共空间上的学习资料。 教师利用电子学档的公共空间,给学生共享关于英语口语的入门和进阶的相关音频和视频,学生可以由易到难,从掌握发音、跟读、模仿到自由表达,不断提高自主学习能力和目标语言运用能力。教师课上预留项目式口语作业任务,同时在电子学档的公共空间共享相关资源。学生在课下,通过个体或团队合作的方式完成项目,学生可经多次练习,将最优秀的项目成果提交到电子学档上,教师依此做出评估并给学生反馈。代表性的项目式的成果可以在课堂上共享,教师对此做出点评,学生可以相互学习,取长补短。目前微课程是翻转课堂成功的关键,因此本研究在微课程的选择上注重资料的系统性。微课程资料可以是文字的,音频的或视频的,但是内容上应该是系统化的,如:口语语音作业模块,教师上传发音规则音频或视频,学生自学后完成口语作业。 (二)评估手段 大学英语是一门综合基础课,不单独设口语n。虽然有听说课时,但由于课时量少,班级容量大,口语课的课堂效果不理想。大学生哑巴英语的现象很普遍。因此,充分利用网络技术和资源提高口语的输出量才能让学生克服讲英语时的紧张感,增强自信。适当的评价手段也是本教学模式的保障。因此,学生除了提交每次的口语作业之外,学生还可在期中,期末分别提交电子学档,内容包括:学习成果,评价标准,自我反思等。档案袋作为诊断工具记录学生的口语技能训练情况,这有利于学生自主学习能力的培养。 四、结束语 大学英语教学目前遭遇教学效果的瓶颈。我们大学英语教师要大胆的改变教学模式,与中学英语教学模式区分。大学英语教学方向不应该是以四,六级为方向,应该是建立在市场对人才能力需求上的。培养学生的口语表达能力,使其毕业后能直接用英语进行交流是目前大学毕业生的英语需求。但是,由于缺乏英语语境和输出机会,大学生英语口语输出量极度缺乏,因此,大学英语教师应该顺应时代潮流,运用计算机网络技术改变教学思路和方法。目前,在互联网+时代,教师也要大胆创新,改善教学方法,提高教学效果。作为大学教育的主体,高校也应适应互联网教育的潮流,优化学院的计算机网络设备,扩大互联网连接渠道,为师生提供强大的技术保障。 电子学论文:MATLAB仿真技术在《机械电子学》教学中的应用 摘要:为了克服常规教学方法的不足,提高机械电子学课程教学质量,在该课程教学过程中引入了MATLAB仿真技术,对基于MATLAB的课程教学方法与教学内容进行了分析,并以某型炮弹制导控制系统阻尼回路的设计为例,进行了MATLAB仿真技术的教学应用研究。实际应用表明,采用MATLAB仿真技术,可以有效解决机械电子学课程教学中的难点问题,为该课程的教学提供一种全新的途径和方法。 关键词:机械电子学;MATLAB;教学;仿真技术 引言: 机械电子学兴起于上个世纪80年代,是一门交叉性学科,随着现代科技发展逐渐形成的。机械电子学知识量大,并且机电融合,内容更新快,对实践的要求十分高,所以学生在学习过程中不仅要熟悉掌握各个专业知识和关键技术,还要去理解机械电子学的精髓,掌握机电一体化的理论实践方法,以便能够很好地运用这些技术。但在实际教学过程中发现,由于各种原因,学生对信息、控制及系统论方面知识比较欠缺,并且由于硬件教学条件的限制,许多机电实验无法正常进行,这给《机械电子学》课程的教学形成了一定的阻碍。 MATLAB作为工程领域最为流行的仿真软件之一,已被广泛应用于信号处理、电路设计与仿真、控制、机械、管理等领域,其提供的图形界面仿真手段――Simulink,使得机电系统的建模与仿真效率得到大大提高[2-3]。本文就MATLAB在《机械电子学》课程教学中的应用做一些探讨。 一、课程研究内容及难点 机械电子学是一个综合的概念,包含了技术和产品两方面的内容,首先是机电一体化技术,其次是机电一体化产品。机电一体化的原理、技术、设计理论和方法,构成了机械电子学的研究内容。 机电一体化技术是以系统论、控制论和信息论为理论基础和方法论,在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术等现代高新技术群体基础上发展起来的一种高新技术。概括起来,机电一体化共性关键技术主要有六项:机械技术、计算机与信息处理技术、检测与传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术,其基本体系结构如图1所示[4]。机电一体化产品是富含高新技术的技术密集型产品。机电一体化为机械产品注入了新的技术,把计算机和电子器件的传感检测、信息处理、自动控制等功能融合到机械装置中去,从而获得了过去只靠一种技术而无法实现的功能和效果,在功能、性能、质量和效率等方面都有高水平的发展。机电一体化技术应用系统工程的观点和方法来分析、研究机电一体化产品或系统,综合应用各种现代高新技术进行产品设计和开发,通过各种技术的有机结合,实现产品内部各组成部分的合理配置和外部的整体性能最佳。因此,机电一体化产品表现出整体结构最佳化、系统控制智能化和操作性能柔性化。 机电系统静态和动态设计是课程的核心内容,要求学生能够从系统设计的角度分析机械系统和微机控制系统的元部件特性,掌握机电系统稳态和动态设计的分析方法。但是,动态系统设计涉及到的知识既有系统论和控制论方面内容,又有诸如系统动态参数整定等实践性非常强的内容,学习难度相当大。鉴于此,在该课程的教学实践中,笔者以计算机为工具,借助于MATLAB仿真技术,充分利用其强大的优化设计及仿真分析能力,把该课程中抽象内容形象、直观地表达出来,取得了良好的效果。 二、基于MATLAB的教学方法 在《机械电子学》课程的整个教学环节中,需要涉及机械传动系统、执行元件以及控制系统等多个用于实现机电有机结合的功能模块,如何将这些不同系统、模块的共性表达出来,是帮助学生理解、消化并建立学习主线,是实现各个章节知识串联的一个重要环节。MATLAB工具可以实现该功能,通过采用该软件对不同类型的系统进行仿真和特性分析,不仅使学生对机电系统特性有了直观的认识,而且帮助学生掌握了一门有用的学习工具,为以后的学习和工作奠定一个良好的基础。 在教学过程中,可以通过MATLAB/Simulink实现机电系统动态仿真功能,解决学生对系统动态特性的理解只是停留在公式这一难题;可以通过调节模型参数,研究延迟力矩和积分控制器的效果,让学生对控制以及一些典型的调节手段有了更为直观的认识;还可以利用提供的大量机械模块的仿真工具包,通过这些工具,可以方便地对一些常见的机械元、部件进行特性分析,如液压元件、齿轮传动系统等,并能随时改变约束条件和连接方式,及时观察所设机构在变参数下运行时的工作特性。 综上所述,基于MATLAB建成一个能够模拟实际系统问题的虚拟实验室,从而加深学生对知识的认识和理解,掌握其基本分析方法。 三、基于MATLAB的教学内容 基于MATLAB的教学内容主要包括五个方面: 1.利用MATLAB分析系统时间响应。在完成系统间响应求解方法的讲解以及系统时域指标的讨论后,将利用MATLAB提供的函数系统在不同输入作用下的时间响应,并在单位阶跃响应的基础上,求取系统时域性能指标。在MATLAB中,可以采用impulse函数、step函数、lsim函数对线性连续系统的时间响应进行仿真计算。其中,impulse函数用于生成单位脉冲响应,step函数用于生成单位阶跃响应,lsim函数用于生成对任意输入的时间响应。在求出系统的单位阶跃响应以后,根据系统性能指标的定义,分析系统上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间等性能指标。 2.利用MATLAB分析系统频率特性。Nyquist图和Bode图是系统频率特性的两种重要的图形表示形式,也是对系统进行频率特性分析的重要工具。MATLAB提供了绘制系统频率特性极坐标图的nyquist函数和绘制对数坐标图的bode函数,通过这些函数不仅可以得到系统的频率特性图,而且还可以得到系统的幅频特性、相频特性、实频特性和虚频特性,从而通过计算得到系统的频域特征量。 3.利用MATLAB分析系统的稳定性。在MATLAB中,如果已知系统的特征方程,应用roots函数可以直接求出系统的特征根。根据特征根的分布情况,判定系统是否稳定。通过MATLAB提供的margin函数,求出系统的幅值裕度、相位裕度、幅值穿越频率和相位穿越频率,从而直接分析系统是否稳定以及系统的相对稳定性。 4.利用MATLAB设计系统校正。通过MATLAB进一步讨论系统校正的设计问题,所采用的设计方法仍然是基于Bode图的频率分析方法。教学过程中,设定某单位反馈控制系统可以通过调整增益满足稳态性能指标要求,但相位裕度过小,不满足相对稳定性要求,从而通过采用超前校正环节进行校正。 5.利用MATLAB分析线性离散系统。与可用于线性连续系统分析和设计的函数对应,MATLAB提供了用于线性离散系统分析和设计的函数。教学中,采用c2dm函数和d2cm函数实现系统模型变换。其中,采用c2dm函数将线性连续系统模型转换为线性离散系统模型,d2cm函数将线性离散系统模型转换为线性连续系统模型。另外,利用dstep函数、dimpulse函数和dlsim函数对线性离散系统的时间响应进行仿真计算[5]。 四、教学案例分析 利用MATLAB进行某型炮弹制导控制系统阻尼回路的仿真设计,是《机械电子学》课程教学中采用的经典案例之一。 对于轴对称弹体,俯仰通道和偏航通道结构相同,因此在制导控制系统设计时常以俯仰通道为例进行控制系统设计。控制系统的内回路是阻尼回路,阻尼回路主要由舵机环节、弹体环节和校正网络三部分组成。阻尼回路的结构框图如图2所示。 特征点选择与5.2.3节相同,特征点处的弹体传递函数为: 从弹体传递函数可以看出,在特征点T1处原弹体阻尼为0.1,属于严重欠阻尼,因此将特征点处阻尼回路的期望阻尼设置为0.8。 校正网络设计主要是对阻尼回路传递函数系数 弹体开环传递函数Bode图如图4、图5所示,由图可知在增加阻尼回路前,弹体已经是稳定的,在增加阻尼回路滞后,弹体保持较好的稳定性,弹体带宽变小,因此弹体振荡得到抑制。MATLAB仿真结果表明,阻尼回路明显改善了弹体动态特性。 五、结束语 通过上述研究可以得出,在《机械电子学》教学过程中采用MATLAB软件可以有效地完善课程教学内容,实现了理论教学与实践教学的有机结合,不仅对加强学生的理论学习有较大的帮助,而且也提高了学生对所学知识的运用能力和分析问题、解决实践中问题的能力。 电子学论文:虚拟仿真实验系统在电子学科的应用 摘 要虚拟仿真实验系统从学生,教师,实验管理员三方面对实验过程全面控制,满足了对学生基础理论的认知、专业技术的掌握和综合设计能力的要求。 【关键词】虚拟仿真实验系统 管理系统 多样性 近几年,教育部一直在提出并让高校贯彻执行教学资源的先进性和创新性理念,这是适应当前社会的高速发展对人才提出的综合要求。如今,高等院校在教育理念上一直在摸索和发展中前进,但光有深刻的理论基础尚且不够,创新性需要在实践中才能得到体现和应用。尤其工科是一门实践性非常强的专业,要求毕业生在工作岗位上有很强的动手实践能力。在以往的实践中,学生的实践大部分是局限于在实验室展开。这种传统的实践模式存在以下几个弊端,一是高校资金短缺,实验室无法满足日益扩招的学生数量,这样从教学资源配置上无法很好的满足学生的需求;二是对理论知识学习不深刻的同学直接进入实验室进行操作实验,很容易因为误操作而损坏仪器仪表,直接造成了资源的浪费;三是一些高危险和能源型的会造成污染的实验也无法在实际的实验室中操作完成。近年来,高等学校逐渐的大规模引入了虚拟仿真实验系统,并且也形成了学科体系。 1 传统仿真软件的特点 在使用虚拟仿真实验系统之前,高校工科专业近些年也在一直使用一些仿真软件作为对课堂和实践教学的补充,以电子专业为例,常用到的一些电路软件有EWB、Multisim,主要用于电子电路的功能仿真;还有由欧洲DesignSoft Kft.公司研发的Tina Pro软件,主要用于模拟及数字电路的仿真分析;美国Wake Forest大学基于SPICE开发的CircuitMaker软件,主要用于电子电路仿真实验;英国Labcenter electronics公司出版的Proteus软件不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。这些软件在很长一段时间里对教师和学生起到了很好的辅助作用,但在使用的过程中,也发现了一些弊端。一是这些国外的软件都是针对企业,工程使用开发,而不是针对学校的学生实验开发,很多软件的功能在基础学习中无法使用,没有针对性。二是国外的这些仿真软件更新换代太快,各门课程需不断的购买正版软件这对于学校和学生都不太现实,但是用下载的盗版软件又存在使用过程中有时软件不稳定的情况,对于一些电路的仿真和参数的分析会造成波动及误差。三是这些仿真软件的界面都是英文,对于英语基础较差或者是学生没有学习专业英语之前,是存在一定困难,从而造成了学生对软件的畏惧情绪。四是人机界面比较单一,没有配套的知识辅助资料和实验过程指导,教师要在很多学生中进行巡回指导,工作量大,效率低。 2 虚拟仿真实验系统的应用 2.1 虚拟仿真实验系统的特点 虚拟仿真实验系统是以计算机作为控制中心,采用多媒体技术手段在计算机上虚拟实验环境,软件构建逻辑结构模型,再和硬件相结合,构成虚拟系统。并利用互联网形成网络化虚拟系统在计算机人机界面上完成实验。该系统由课程实验仿真平台和实验管理系统构成,这也是和传统使用的仿真软件的最大区别之处。该系统引入了实验管理系统,也就是说,该系统搭建的平台可以针对学生,教师和实验管理员分别使用,每个学生,教师,实验管理员都有属于自己的管理账号。学生登录账号可以选课,可以提前预习实验要求,获取实验信息,并进行虚拟实验,最后提交实验报告和查询成绩接收实验结果反馈。而教师登录账号可以布置新实验,并提供一些实验案例和提出实验要求,还可以在线指导学生实验,对学生实验作出批改,实时与学生进行交流。实验管理人员登录账号可以添加和查看实验室,对学生和老师的考勤进行管理,对整个系统进行维护,做好后勤保障工作。这种基于网络的流程化管理完成了对实验过程的全面控制,大大的提高了效率。 2.2 虚拟仿真实验系统的发展 虚拟仿真实验系统充分的降低了实验实践成本,搭建了一座从理论到实践的桥梁,使得实验过程安全可靠。通过网络化的实验管理系统,突破了空间和时间的限制,打造了生动直观的教学环境,提高了师生的互动性。虚拟仿真实验系统是在课堂,实验室,传统仿真软件,企业实践四种环节的基础上汲取经验弥补不足发展而来的。该系统连同以上四个学习环节可以优化组合,发挥最大优势。比如原理性概念性的理论知识可以结合课件或动画的形式在课堂完成,基本操作型的实验可以通过传统仿真软件验证后在实验室操作来锻炼学生的动手能力。创新性的,开发性的实验可通过虚拟仿真实验系统完成,学生可以反复设置参数,反复调试验证,反复的进行修正直到最后满意的结果,这个过程极大的减少了资源的消耗,降低了实验的成本。 3 虚拟仿真实验系统在电子学科的应用 3.1 虚拟仿真实验系统的建设 全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会在虚拟仿真实验教学系统的开发方面制定了一系列的规范和标准草案,为各高校学科资源的共享应用奠定了基础。一个虚拟仿真实验系统的建设是集成了多门学科资源的,在这个方面,我们国家像北京邮电大学等高校潜心研究开发出了结合高校学科专业特点的虚拟仿真系统,建立了信息电子类课程的虚拟仿真实验平台。通过该平台提供的仪器设备可进行几百个电路、电子、信息的典型实验项目,充分的满足了高校学生的基础需求。另外,把一些前言的科研项目渗入到虚拟仿真实验范围,丰富了实验内容,开拓了学生视野,充分的满足了高校学生的深层次拓展要求,有利于培养创新性的人才。 3.2 虚拟仿真实验系统在电路中的应用举例 以北京邮电大学开发的虚拟仿真实验系统为例分析,仿真平台模拟真实实验中用到的器材和设备,而且该仿真平台是中文界面,学生用起来直观方便。该实验平台提供了二十二种典型电路实验,在实际中,可以根据学科专业特点需要选取其中的典型性实验。下面以戴维南定理的验证与认识电路为例进行说明。该定理比较抽象,对其中的电路分析结果学生课堂难于掌握,通过虚拟仿真实验系统的流程化学习系统,学生可以轻松的对定理作出深刻理解。如图1所示,在界面的主器材库选取相应的器材设备,在右面的实验台搭建电路,完全模拟真实化的实验环境。如图2所示,是教师登录后的界面,教师可以在这个系统里对所有学生的实验进行批改,设置,操作。如图3所示,是学生登录后的界面,学生可以对老师提前选好的一些实验进行操作。 4 小结 虚拟仿真实验系统为电子类专业的学生提供了多样的可选择实验项目,利用虚拟技术实现了理论与实践的密切结合,拓展了理论的深度和广度,在综合设计和创新方面,为学生提供了一个良好的平台。 电子学论文:高职机械电子学专业项目驱动课程体系研究 摘 要 本文通过对高职毕业生面临的供需偏差进行了归因分析,并在分析的基础之上提出构建高职机械电子学专业项目驱动课程体系的必要性。提出高职机机械电子学专业项目课程的教学内容和课程体系的构建方案以及措施。 关键词 机械电子学 项目驱动课程 课程群 1研究背景 2012、2013、2014、2015连续这四年以来,高职机械电子学专业的毕业生的工作与所学专业的相关性均低于全国其他高职专业的平均水平。换句话来说就是近四年来的高职机械电子学专业的毕业生在毕业之后大部分人从事着与学校所学专业几乎无关的工作。因此,高等机械电子学专业的人才供给与市场需求之间还存在很大的偏差。分析出现这种偏差的原因,在很大程度上是因为高职院校机械电子学专业的课程设置已经不能适应当今的经济发展与社会需求了。所以各个高职学院的机械电子学专业要根据目前的市场和社会需求、重新确定专业定位,全面的整合教学内容, 选择能够提升学生就业潜力的课程内容。 2高职机械电子学专业教学内容的选择与课程体系的构建 2.1选取专业课程内容的方法与原则 2.1.1选择不同的课程模式来安排专业课程 在课程安排中可采用“以专业化生产过程为课程安排主线”、“围绕生产项目组织课堂教学和实训”以及“以职业实践为导向安排课程”等不同的模式来安排专业课程内容、在教学过程中采用案例式或者实例式教学。 2.1.2在课程选择过程中遵循实用原则 在课程选择过程中要安排好“描述性知识”和“程序性知识”这两部分的教学内容。“描述性知识”主要用来说明事物的各种性质、特征以及状态,通常用来区别和辨别事务。“程序性知识”是只能借助某种具体的作业形式间接推论其存在的知识。“描述性知识”用来解决“是什么”的问题而“程序性知识”解决“为什么”的问题。 2.1.3要改变课程内容选择的标准 高职机械电子学专业的课程选择要从原来力求单一学科知识的完整性逐渐向诸多相关学科知识的综合性转变。例如《机械设计基础》这本教材的课程内容可综合机械原理、机械设计、接口技术、机械工程材料等内容,在课程实施过程中按机械设计的过程组合上述内容的教学。 2.2专业课程内容综合模式 2.2.1综合基础专业课程 高职机械电子学专业的课程包含了机械制造、电子技术、计算机技术等模块的基础知识。传统高职机械电子学专业的课程安排中每个模块的基础知识都要由几门相关专业基础课程来完成。具体分析这些相关专业的教材,会发现其具有将这些课程综合的条件。例如机械制造技术这个模块的基础知识一般由机械制图、计算机基础、计算机绘图、机械设计基础、公差配合与技术测量、电工学及工业电子学、工程力学、机械原理、等课程组成。基础专业课程综合中可将计算机基础和计算机绘图这两门课程综合;将机械原理、机械设计基础以及机械制图这三门课程综合。 2.2.2综合核心技术课程 高职机械电子学专业在新的就业形势下要做到针对职业岗位安排教学内容。核心技术课程的课程内容安排要以核心技术为主线紧密的结合起来,综合为一门新的技术课程。由核心技术组合的课程不仅包含基础含理论知识,也包括理论与实践相结合的教学内容,具体如何组合就要根据各个高职院校的具体情况而定。例如:数控机床操作这个岗位是所有机械制造企业比较重要的岗位之一,以数控机床操作为核心技术可供综合的课程有:机械材料基础知识、零部件加工及装配工艺、计算机编程设计。如果高职学生能够认真学完这一综合课程之后,在企业的生产实践环节进行练习操作,毕业之后就能胜任数控机床的编程以及操作工作。 2.2.3综合核心技术与支撑技术课程 核心技术是专业技术的核心,而支撑核心技术的支撑技术普遍属于专业基础。如果将核心技术与支撑技术以及其他的相关课程综合,打破高职机械电子学专业传统的三段式课程设置,形成一种新的课程设置模式,或许会为高职院校学生的培养提供新的方向。目前国内外有不少学者在探讨打破基础课、专业基础课以专业课这三段式的传统课程结构的可能性以及利弊。许多学者主张将专业课与专业基础课综合起来,形成基础课和专业课的模式。这种综合核心技术与支撑技术课程模式的教学能够使学生投入更多时间学习专业课。 3实施高职机械电子学专业课程建设的措施 3.1重视课程的个体差异, 实行开放式教学 在机械电子学专业的课程安排中选择应用性、操作性以及技术性强专业课程,在专业课程的教学计划中针对市场需求的某种能力进行有目的的培养,根据培养目的组合课程模式。这样高职院校毕业生就能够满足社会上的职业需求,从事与所学专业相关的职业。 3.2 在教学过程中要严格控制教学质量 由机械电子学产业界、机械电子学专家、学校的管理层、相应专业的教师等编写机械电子学课程大纲,然后由专业任课教师根据课程大纲实施教学。在教学过程中,要有完整的严格的教学管理制度来保证教学质量。 3.3实施措施控制课堂教学质量 各高职院校要加强对专业课教学质量的监督和评估。建立一套适合本院校的、有理论依据的、具体可行的评价机制,并通过考试等各项措施及时反馈专业课的教学质量信息。 3.4积极发挥教师在专业课程建设中的作用 在高职机械电子学专业课程的建设中,不仅要有效发挥教师队伍的带头作用,而且要培养大量的能够把理论知识与实践过程结合起来的教师队伍,鼓励他们积极投入到课程建设和课程改革中。 电子学论文:工科留学生电工电子学实验课程教学实践 摘要:本文针对工科非电专业留学生特点,从实验内容、教学方法与手段入手,对留学生电工电子学实验课程的教学改革进行了探讨。实践表明,所采用方法有助于提升留学生学习热情,强化其对相关基础课程的掌握,具有一定借鉴意义。 关键词:留学生;电工电子学实验;教学改革;实验技能 随着我国石油企业海外项目的不断拓展,资源国企业及我国海外企业都迫切需要掌握石油开发、运输等技术的国际化人才。中国石油大学(北京)为了顺应高等教育向国际化发展趋势,提高综合办学实力,从1997年开始,陆续招收了来自中亚、中东、南美等50多个国家和地区的留学生。目前在校留学生人数达800多人,生源涵盖了本、硕、博各个层次。因此,设立针对提高留学生教学质量的课程教学改革也势在必行。 电工电子学实验是工科非电专业学生继大学物理实验之后的又一门实验课程,是培养学生掌握基本实验技能,提高动手能力和科技创新能力的基础。留学生是高校教学中一个特殊的受教群体,提高留学生实验教学质量,培养留学生的实践能力,对提高我校国际化办学规模和提升学校知名度都是至关重要的。作者在多年的留学生教学实践中,通过在教学内容、教学方法及教学手段等方面的不断探索和改革,取得了良好的效果,希望这些教学经验和体会对提高留学生的实践水平具有借鉴意义。 一、强化基础,参差兼顾,以突出留学生特点为主优化实验内容 我校与国内外石油公司合作,以联合培养模式招收的留学生大多来自石油资源丰富的国家,受教育的程度及个人学习能力参差不齐,实践动手能力也与中国学生相差甚远。例如,第一次使用万用表时,教师不需要给中国学生讲解,但对留学生却不然,需要详细讲解和演示万用表的使用方法。这种生源质量的差异,决定了对留学生的实验要求不能过高,应该以强化基础知识和基本技能训练为主,降低实验难度,选择相对简单、趣味性高、实用性强的实验内容,来激发留学生的学习兴趣。而对少数基础扎实、能力较强的留学生,则可以采取与中国学生使用相同教材,并视其能力和素质,适当增加一些综合设计性实验的培养方式,从而使不同水平的留学生都能找到适合自身状况的学习点。 二、分组合作,以优带差,充分发挥留学生之间语言沟通无障碍的优势 近年来,我校招收的留学生多数来自哈萨克斯坦、土库曼斯坦等俄语系国家,教学语言成为留学生课堂教学的主要困难。尽管这些学生在选择进入专业学习之前,要在预科班学习一年汉语,但即便如此,多数留学生的汉语水平也仅限于简单的日常对话和交流,完全理解和掌握老师所讲的内容或专业术语还存在困难。而多数专业课教师俄语基础薄弱,只能采用汉语进行授课。语言障碍给留学生在理论课上对关键知识点的理解带来困难,同时也制约了实验技能的提高。为了克服语言交流问题,在实验教学中,我们通常把留学生分成若干小组,每组确保有一位汉语语言表达及领悟能力较好的学生。老师在课堂上讲解完实验原理和实验内容后,先重点辅导各组中语言能力较好的学生,一旦该学生掌握了实验过程和方法,便可作为老师的助手,代替老师在小组中用他们自己的语言帮同学辅导,发挥助教的作用。该方法不仅可以在师生之间搭起语言桥梁,解决师生间的沟通障碍,也缓解了课堂上老师被学生频繁招呼的现象。 三、积极探索,改变模式,借助现代化教学手段提高留学生实验教学质量 受各方面因素的影响,留学生缺乏基本的实践能力,实验时经常不知从何入手。针对这种情况,我们采取了“仪器操作训练、接线能力训练、测试分析训练”三个单元训练法,从夯实基础入手,循序渐进,逐级强化,达到培养和提高留学生实验技能和素质的目的。课上课下注重与留学生沟通和交流,课程结束前,让留学生根据自身学习和对知识掌握的情况,填写对该实验课程现有教学模式及实验内容等方面的建议。通过信息反馈,可帮助教师及时改进教学方法和教学手段,进一步加强师生之间的互动交流。 在具体实施“三个单元训练法”时,我们主要采取以下措施: “仪器操作训练”单元。熟练使用电子仪器设备是完成实验过程的重要基础。在这个单元中会安排一次课的时间对仪器设备进行讲解和强化训练,并采取多种教学手段帮助留学生加深理解和掌握。例如,在介绍数字示波器使用时,首先要求学生登录学校课程网络教学平台,观看示波器使用视频,让留学生先对示波器操作有个直观的了解。随后在课堂讲解时,让学生将示波器的界面显示语言设置成自己的母语文字(如俄语、英语或其他语言文字),再对照老师的中文讲解慢慢消化吸收,这样学生便很快地掌握了示波器的基本功能和使用方法。 “接线能力训练”单元。实验初期,留学生的电路接线能力普遍较差,很简单的电路在他们看来都觉得很复杂。不能正确连接实验电路,就无法完成后续的参数测量。最初我们采用教师先演示实验,然后让学生自己动手接线的授课方式。这种方式的弊端是学生每接一根线都要先跑到演示台前看一次,不仅实验效果不好、效率低下,而且还影响课堂秩序。后来,我们将现代化的多媒体技术融入课堂,把电路接线过程做成动画,让学生跟着动画提示连接电路,既直观有趣,又提高了实验效率。经过几次训练,多数学生都能够脱离动画提示,独立完成实验电路的连接,效果立竿见影。 “测试分析训练”单元。该单元是培养实验技能的重点和难点。在这个训练单元中学生不仅要理解实验原理,正确使用仪器仪表并掌握不同参数的测量方法,同时,在实验中可能还会遇到各种故障或实际问题。为此,我们采取了以下教学手段。 1.课堂讲解实验原理时,充分利用电子电路仿真软件,通过电路仿真过程让学生对实验原理有更深层的理解,对实验结果产生一个直观的印象。例如,在做单级共射放大电路实验时,采用Multisim仿真软件,让学生观察工作点变化对放大电路的影响;通过改变工作点位置,使三极管工作在不同区域,观察各区域中放大电路输出波形的特点,从而使学生充分理解和掌握失真波形产生的原因及改善方法,把抽象的问题通过直观的方式显示出来,更便于留学生对知识的理解。 2.由于部分留学生理论知识掌握不足,课前又没有预习的习惯,所以实验课上许多留学生都不清楚实验该从何做起,该怎样用测量数据验证实验结论。针对这种情况,我们采用“课上提出问题讲解实验原理观察仿真结果根据动画提示测量参数课上互动、讨论并验证提出的问题”的授课程序,使学生通过分析实验结果彻底克服理论知识掌握不足的弊病。例如,在做直流电路基本定律实验时,老师先提出基尔霍夫电流、电压定律的概念,让学生根据动画提示测出电压、电流值,然后通过互动与学生讨论实验过程中出现的各种问题及解决办法,用测量数据反推并验证基尔霍夫电流、电压定律。通过这种方法,留学生不仅掌握了实验测量及分析的方法,而且很容易就理解了理论课上未搞清楚的基本概念。 3.为兼顾部分动手能力较差的学生,让大多数留学生跟上授课节奏,在做比较复杂、实验步骤相对烦琐的实验时,老师会把实验分成多个单元,等每个学生都完成该单元的测量之后,再进行下一个单元,以避免挫伤个别留学生的自信心而失去对实验课的兴趣。 4.充分利用网络教学平台,把每个实验的操作过程和仪器设备使用做成动画或视频,增强真实感和临场操作感。以形象直观的方式,把用语言难以表达清楚的问题,通过动画或视频表现出来,帮助留学生理解和记忆。 四、因材施教,层次教学,有效利用开放实验室培养留学生实践创新能力 有些留学生思维活跃,善于思考,想法较多,且对电子学方面的知识非常感兴趣。针对这部分学生,可以在他们掌握了基本实验方法后,鼓励他们进入开放实验室,实施分层次教学。在开放实验室轻松自由的学习环境中,学生可以继续做课上没有完成的实验,也可以根据个人爱好,尝试一些设计性的实验。另外,在开放实验室还备有焊接工具及一些小电子产品的套件,例如小音箱、电子门铃等。学生可以自行焊接组装这些小电子产品。这样不仅可以激发留学生的学习热情和求知欲望,同时也可以让他们意识到自己所学知识对将来职业发展的重要性。在整个开放环节,完全以留学生自主学习为主,充分发挥他们的主观能动性,对提高留学生的实践能力起到了很好的促进作用。 五、结束语 留学生教学质量是决定高校国际竞争力的重要因素之一,如何提高留学生实验课教学水平是广大教育同行所面临的共性问题。针对我校留学生特点,本文探讨了留学生电工电子实验课教学方面的一些有效措施,仅供广大教育同行参考。
计算机软件基础论文:计算机软件开发的基础架构原理研究 摘要:计算机软件开发行业的发展得益于当前信息技术的快速发展和信息受众不断增加,当然计算机软件开发也需要遵循特定的规律,依照其基础架构原理来进行操作,才能够保证计算机软件开发朝着有效性的方向发展。且计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。文章由此入手,积极探究计算机软件开发的概况,进而分析计算机软件开发的基础架构原理。 关键词:计算机软件开发 基础架构原理 信息技术 计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。 1 计算机软件开发的概况 1.1 计算机软件开发的概况 计算机性能的不断提升,使得人机交互效益得到不断展现,越来越多的行业开始尝试以计算机软件开发的方式,实现自身运营模式的信息化转变,由此以对应需求为基础的软件开发行业得到了快速的发展。计算机软件开发具备以下的特点:持续性特点,就是软件开发是一个循环往复的完善过程,在计算机逻辑基础上,计算机软件的缺陷是一直存在的,只有不断的采取措施去修正,才能够更好的发挥计算机软件的性能;针对性比较强,往往都是针对于某一行业或者领域而开展的计算机软件开发工作,其开发工作的目的性更强,对于效益的追求也是更加强烈的。 1.2 计算机软件开发基础架构的重要性分析 当前计算机软件开发过程中,使用量比较多的基础架构,就是三层结构体系,其分别可以归结为:其一,表示层;其二,逻辑层;其三,数据层。在上述三个层次的基础上,可以使得软件的人机交互界面展现出良好的性能,使得逻辑关系和计算机语言之间得以分离,这样在后期维护和修改的时候,单独的对人机交互模式进行调整,就可以使得软件开发的节奏变得更加快捷。由此可见选择合理的计算机软件开发基础架构,对于软件性能的最大化发挥,对于软件后期的维护和管理工作质量提升而言,都是有很大帮助的。 2 计算机软件开发的基础架构原理分析 2.1 从计算机软件开发基础架构需求的角度来看 无论是开发设计怎样的软件,都需要在明确开发目的的基础上进行,也就是需要对于软件的需求进行全面分析。不同的企业,归属的领域不同,所需要展现的功能也是很有差异性的,此时企业都会提出对应的软件开发需求。在此过程中,计算机软件开发者与信息企业之间会展开大量的协商工作,对于软件的功能进行分析,结合企业业务运行特点,实现计算机软件开发方案的敲定。为了做好需求分析方面的工作,需要特别注意以下几个方面的工作:建立完善的软件企业与需求企业之间的沟通机制,保证在软件需求分析的过程中,能够充分的了解企业组织的业务特点和规律,保证软件开发需求能够更加明确。 2.2 从计算机软件开发基础架构编写的角度来看 计算机软件开发基础架构需求分析结果得出之后,就需要进行实际的软件编写工作,从当前的实际情况来看,多数使用的是C语言,这种语言的特点为:语言结构结构比较好,编写操作比较快捷,是当前程序员使用频率比较多的语言模式。在实际的软件编写的过程中,会依照对应的功能划分,实现不同模块的敲定,保证不同模块都能够发挥自己的功能,此时需要建立对应的函数模式,使用这样的主函数对于各个模块进行调节和改善,这样可以保证结构能够更好的维护。当前一个计算机软件的开发工作,都是有多个程序员来共同完成的,这样可以尽可能的保证软件编写工作的高效性。 2.3 从计算机软件开发基础架构测试的角度来看 在计算机软件开发基础架构编写工作完成之后,就需要对于软件的不同功能实现测试,实现对于软件测试阶段的管理和控制,是保证软件性能发挥的关键所在,这也是将对应计算机软件投入使用之前必然要进行的工作。在此过程中,需要关注以下几个方面的内容:其一,输入特定的参数,对于软件的运行情况进行记录,验差运行情况与理论情况之间差异性;其二,使用白盒子和黑盒子的方式去进行测试,同样对于软件测试的效果进行记录,由此实现实际计算机软件开发工作的顺利开展;其三,除了测试工作之外,还应该做好计算机软件开发基础架构的维护和管理工作,定期对于软件的性能发挥进行检查,并且推出全新的版本,进而实现软件自身的修复,这样可以使得其自身的性能得到全面提升。 3 计算机软件开发基础架构选择的基本原则 计算机软件开发基础架构的选择,关系到计算机软件效能的发挥,牵涉到各行各业信息化的快速发展和进步。在选择计算机软件开发基础架构的时候,需要关注以下几个方面的内容:其一,树立软件设计目标意识,在需求分析的基础上,对于不同的基础框架进行选择;其二,使用先进的逻辑语言和编程技术,对于计算机软件架构进行合理的编写和操作,由此才能够保证基础架构开发工作的高效性;其三,依照软件目标功能和结构选择之间的关系分析,选择合适的结构,进而使得软件开发行为朝着有目的性的方向发展和进步;其四,注重计算机软件开发团队的塑造,处理好不同模板开发之间的关系,保证计算机软件基础结构选择得更加科学和合理。 4结语 综上所述,计算机软件开发过程并不简单,其中不仅仅涉及到专业领域的知识,还关注到计算机软件基础结构的原理,处理好这两者之间的关系,才能够保证计算机软件开发的基础架构工作朝着更加高效的方向发展和进步。从当前计算机软件开发基础架构原理的运用实践来看,其基础架构选择还存在很多不合理的情况,此时就需要采取对应的措施来改善和调整,相信随着在此方面实践经验的积累,计算机软件开发的基础架构将会展现出更加大的效能。 计算机软件基础论文:计算机软件基础课程实验教学研究 摘 要 计算机软件基础是一门实践性强的课程,为增强教学效果,增强学生的编程能力,强调以学生为本,提高学生的学习兴趣;实验教学应尽早介入教学过程,让学生边学边用;建立多层次实验教学内容,发掘学生实验潜能;建立多样化实验教学方式,方便学生自学。把实验教学做好做实,既能巩固理论知识的学习,又能切实提高学生的编程能力。 关键词 计算机软件基础;实验教学;编程能力 计算机软件基础是我国高等院校电类非计算机专业本科生的一门基础课,为相关专业学生打下利用计算机语言编写程序的基础,为后续专业课的课程设计、实践环节以及最后的毕业设计做准备,其重要性不言而喻。然而在实际教学过程中,由于多方面的原因,使得本课程教学效果不佳,学生普遍编程能力不强,甚至影响了后续部分课程的学习。要提高学生的动手能力,关键还是要多练。本文在肯定理论教学重要性的前提下,着重就计算机软件基础课程的实验教学部分进行分析,对实验教学环节的介入、实验内容的优化以及实验教学方式等提出一些探讨性的做法。 1 坚持“以学生为本” 计算机软件基础教学如何实现教学目标,其关键的一点就是以谁为出发点,是以教为主,还是以学为主,还是实现教学互动,教学互长,教学互推。从目前的现实状况来看,以教为主的弊病还很明显,迫切需要改变,实现以学生为本,实现教学互动。 以“教”为主的模式已经成为制约学生创造性、积极性发挥的重要因素 计算机基础课程从本质来看应该是一门实操性课程,其涵盖的内容广泛且繁杂,而且实验性强是该课程的基本特点,甚至可以说离开了实验操作,也就实现不了其课程目的。然而从目前的课程安排状况来看,以书本理论知识教学为主仍是该课程教学的主流,计算机软件基础教学都侧重书本理论学习,而忽视了学生实验环节。实践证明,这种教学方式就跟学游泳不下泳池,学骑车而没有自行车一样,学生在学习计算机软件基础知识时,绝大部分是事倍功半,导致学用脱节,无法学以致用。更有甚者,有些学生直到课程结束连最简单的程序编写都掌握不了,这既给教师教学造成很大的困惑,也彻底地打击了学生的自信和学习该门课程的积极性,更遑论实现知识创新,成为软件人才了,这与教学初衷显然是不符的。 原因是在现有的教学模式中,课程实验环节的设置和实验环节介入的时间发生了问题。从实际情况来看,实验环节介入越早,实验安排越多,教学效果也越好。而部分采用边教学边实验,教学与实验融为一体的教学方式,其实现的教学效果更是明显。因此,改变现有的以教为主的教学模式,从理论和实践上探索该门课的一些新的教学方法,已经成为计算机软件教学题中之义,不断创新教学方式,才有可能从根本上改变现有的学习费力不讨好、效果欠佳的状况。 深入浅出地解析理论知识是增强学生学习兴趣的重要途径 “学生是教学活动的主体,教学活动要以学生为中心而展开”,这已经成为现代教学理念的主流观点。从学生学习的心理来看,一方面由于计算机软件课程是基础课程,学生对学习开始阶段接触的软件知识有一定的好奇感,求知欲也相对比较强烈。同时,由于是刚进校门的低年级学生,对大学环境还不是特别了解,仍然具备认真学习的态度,因此,好好学习知识的想法也比较明显。另一方面是由于目前大学生数量急剧增加,社会就业压力明显,学生普遍有学习好专业课,实现良好就业的外在动力。因此,可以说,学生在开始阶段的学习兴趣是比较浓厚的。但由于语言、算法、数据结构等知识,是进行程序设计所必须具备的基础知识,而低年级学生在这方面基本没有知识储备,对其学习方法也并不适应,而原有的知识结构又很难同化现有课程知识,导致难以自学和分析、解决问题,引发学生学习的挫败感,一旦处理不得当,就会使学生学习提不起兴趣,缺少主动参与的积极思维活动、创造性思维活动,更有甚者还会使学生抵触学习,削减学生本身己经调动起来的积极性,影响后续课程的开展。 教育心理学的研究也表明[1]:学生在没有精神压力和心理负担并且情绪饱满、心情舒畅的情况下,大脑皮层最容易形成兴奋中心,思维也最活跃,此时的实践能力最强。因此,如何使学生保持这种状态就成为教师应该考虑的重点问题之一。单就理论教学而言,如何使理论变得通俗易懂,接近生活,易于学生理解,这是计算机软件基础课程理论教学的关键。从实践来看,在授课过程中,教师通过深入浅出地讲解,设置理论问题情境,解答学生在实验中产生的疑问,肯定和鼓励学生的想法等方式,都能比较充分地调动学生的积极性和主动性,使学生更加容易融入教学环节中,也便于学生深入理解理论知识。比如说针对学生提出的一些设想,经常正面地肯定,能使学生更加信任自己,更加愿意去创新,从而与学生实现良好互动。 同时,在课后对学生进行必要的关心,用人格魅力引导学生参与教学,也不失为一种好的方式。比如,通过课后深入学生,与学生建立亦师亦友的关系,与学生打成一片,学生往往会因喜欢教师而喜欢该教师教授的课程,实现良好的教学效果;而相反,教师冷冰冰的态度往往也会成为影响教学效果的一个重要因素。 2 尽早引入实验教学环节 实践证明,计算机软件基础的教学,引入实验教学环节越早,教学的效果往往越好。因此,计算机软件基础课程教学要想在培养软件人才、促进软件产业发展方面有所突破,尽早引入实验教学环节是一条必由之路。 现有的实验课程安排作用并不明显 计算机软件基础是计算机软件的核心课程,其主要内容包括数据结构、操作系统、数据库系统概论,教学目的是让学生掌握数据结构的相关算法,理解操作系统的基本概念,熟悉数据库的基本操作,从而具备初步的软件编程能力。同时,从目前的教学安排来看,该课程安排了一定数量的常规上机实验练习,以便提高学生的软件素质[1]。 但现有的课程安排还存在一定的问题,突出表现在: 一是学生上机练习的题目规模较小; 二是上机内容以章节为主,有的章节有上机内容,有的没有,导致上机实验没有连贯性和系统性; 三是上机安排的内容发挥作用不充分。 从实践来看,培养学生的软件素质必须适当结合电子信息类专业的特点,这对于培养应用型人才的作用至关重要。但从目前上机安排的内容来看,主要是从计算机专业的角度提升学生的软件素质,而并没有与电子信息类专业特点充分结合,其结果就是导致学生对硬件有较好的掌握,而对信源编码等通信软件知识知之甚少,影响课程设计的整体进度。由此可见,目前安排的实验课程其作用甚微,难以达到为学生打下软件知识基础的教学目的。 尽早引入实验教学,利于学生在操作中学习,达到学以致用的目的 从现有的教学来看,学生对计算机软件基础课程学习的困难点主要在于:课程理论知识比较枯燥难懂,上机操作能力不足,导致学生学习兴趣降低,影响了教学效果。比如说在C语言教学中,C语言程序设计作为学习计算机其他课程如数据结构、JAVA语言程序设计等课程的先修课,对于培养学生的计算机技能具有至关重要的作用,因此,提高这门课程的教学质量意义也十分重大。 但是,这门课程首先要讲授C语言的特点、运算符和表达式等内容,而这部分内容恰恰又相对比较枯燥,学生难以提起学习兴趣,而这部分内容通常是安排三周学完,对于初学者来说要在这么短的时间内理解这些理论并不容易。于是等到这部分理论教完开始接触程序设计时,部分学生已经远远落后于教师的进度,导致没有继续学习下去的动力,有些学生就此掉队。 同时也有研究表明[2],部分教授在教授这门课程时,调整了讲课顺序,提前给学生讲授程序设计的内容,安排学生提前实验,让学生亲身体验计算机如何运行C语言程序,而等到学生对C语言程序有一定了解后再讲授运算符和表达式等内容。由于之前学生对C语言有了切身的体会和感受,再学习其他理论时,往往能将这些理论与实验知识结合,加深对运算符和表达式等理论的理解,也提高了学习C语言的兴趣,作用都相当明显。 由此可见,针对计算机软件基础课程的内容特点,尽早安排学生上机实验,让学生体会学以致用、现学现用、现用现学的乐趣,对培养学生兴趣和创新能力、提升教学质量有着不可替代的作用。 3 建立多层次实验教学内容,发掘学生实验潜能 学生的素质和潜能并不完全一样,孔子时代就已经讲究因材施教,实验教学中也必须根据学生的实际情况,适当地分层次安排实验教学内容,建立多层次实验教学内容体系,从而更好地提升学生的学习兴趣,激发学生潜能,实现教学目的。可以分为基础性实验、应用性实验和创新性实验。 基础性实验要求精 基础性实验是课程的统一安排,目的是验证和巩固课堂知识,针对群体为所有学生。要充分发挥这部分实验内容的作用,主要在于求精。 首先要精选实验内容,针对每个知识点,都要精推细敲,并在每个实验内容中设置开放性思考题,要求学生认真思考做答,不求数量,但求质量。 其次要精讲实验内容。针对学生实验内容的答案,要进行深入的讲解分析,肯定学生做得好的地方,指出其不足,并指导如何修改完善,务求每个实验内容都讲透,并通过实验内容夯实学生对每个知识点的理解。 最后,引导学生运用发散性思维进行解题,提升学生对知识点的认识水平,如引导学生运用多种方法解题。 基础性实验是学生对知识点的深入掌握,也是开展应用性实验的必要准备。 应用性实验要求实 应用性实验是课程的适当补充,是学生对课堂知识的具体运用,旨在培养学生应用知识的能力,针对的群体是大部分学生。其主要任务就是培养学生解决实际问题的能力,具体方法是由教师选择合适的项目,让学生自愿分组,在规定的时间内按计划完成。 在应用性实验教学中,项目的选择非常重要,其主要原则是既要覆盖计算机软件基础课程的主要内容,也要贴近实际,是实际生活中有应用价值的项目,还要便于学生理解完成项目的方法,能最终形成一个完整的软件作品。比如说各种信息管理系统都是比较合适的项目。 在这个阶段,教师重在引导学生开展项目,指导学生解决项目实施中碰到的难题,检查学生项目实施情况,及时纠正项目的方向性、原则性错误,并引导学生及时进行反思总结,便于更好地掌握编程技巧和语法知识等内容。 在应用性实验阶段,学生的实验成果,不仅是要通过提交相关文档以及编写的程序代码来体现,还要在一定的范围内进行实际测试,便于学生将理论知识与实际挂钩,也便于学生进一步认识实验项目与实际项目的环境差别,更好地融入社会实践。 本阶段的实验由于应用性强,对于学习计算机软件基础理论知识感到吃力的学生,可不强行要求。 创新性实验要求新 创新性实验是课程的升华内容,主要是激发学生的创新思维和创新能力,所针对的群体是小部分学有余力的学生。在这部分实验内容中,由学生自行选择实验项目,设计实验方案和实验步骤,学校提供相应的实验环境和其他保障措施,教师则对学生选择的实验项目进行把关指导,确保项目具有创新性。在这个实验中,整个过程都由学生独立完成,学生要自行解决实验中遇到的各种问题,总结各种错误出现的原因和避免出错的方法,并在实验结束后,自行检验实验结果的应用价值,从而达到融合知识、锻炼素质、提升能力的效果,培养软件人才。 4 建立多样化实验教学方式,方便学生自主学习 实验教学的方式要多种多样,并优化实验教学载体,为学生实验提供更多的便利。 首先是可以充分发挥校园网的作用。目前,绝大部分学校已经建立自有的校园网,一方面为学生提供了大量的实验教学资料储备,如教学大纲、实验大纲、实验指导书、实验室开放时间表、指导教师安排等实验教学的所有技术支持文献信息,为学生开展实验提供了极大的便利;另一方面还提供了学生自测系统。在自测系统中,学生可以回答教师指定的问题,并完成打分,并可对回答问题的正确与否进行分析,纠正错误答案,进一步消化知识。同时,有的学校还设计了基于C语言的计算机软件基础自学系统,学生可以通过系统进行应用程序学习,循序渐进地学习和掌握知识,有力地巩固课堂教学的知识。 其次是可以充分发挥社会单位的作用。学校可以和与计算机软件专业对口的企业合作,在企业相应建立学生实践基地,让学生参与企业的实际设计,以干代学,从而进一步提升学生对计算机知识的认识,也进一步了解软件产业对软件人才的要求,适应软件产业的环境,从而更好地增强教学效果。 5 结束语 计算机软件基础是一门实践性强的课程,其实验教学要适时推进,这是增强课程教学效果的需要,也是提升学生素质的需要。在实验教学中,教师角色的转换,学生主体地位的重申,社会单位作用的发挥,都深刻影响着学生学习本门课程的效果。在目前的形势下,要充分发挥计算机软件基础作为培养应用型人才的重要基础课程的作用,充分发挥教师、学生、社会单位在该课程中的积极作用,就必须抓好实验环节的教学工作。只有实验教学才能更好得实现教师与学生互动、学校与社会互动,才能培养出适合软件产业发展需求的应用型人才。 计算机软件基础论文:计算机软件基础教学的改革思考 【摘要】本文针对计算机软件技术基础课程教授过中出现的主要问题,提出了对教学实践环节的几点改革意见。 【关键词】计算机软件技术基础;课程;软件设计 “计算机软件技术基础”是计算机基础教育的基本内容,是学生在本专业学习和研究中,开展计算机应用和系统开发的立足点。计算机基础教育的任务和目标是培养既精通本专业知识,又能掌握计算机应用技能的复合型人才。这种复合型人才所具有的能力结构不是简单的一维层次结构,而是网状的空间结构,即包括:学生的本专业知识、计算机应用能力和信息素养。如何适应素质教育的要求,如何使学生的专业知识与计算机技术结合,如何使学生在已有的操作使用能力基础上,提高应用开发能力,培养研究创新能力,《计算机软件技术基础》课程教学有着重要的作用。 1.教学现况与存在的问题 1.1 学生方面 由于非计算机专业学生来源不同,故其基础也是不同的。学生在高中所学的前续程序课程分别为C语言、VB和VF,个别地区的高中甚至没有开设计算机语言课程。由于软件基础课的第一部分为数据结构,涉及到相当多的指针操作,所以学过C语言的学生基础相对较好,教学中容易理解教学内容。而学VB,VF的学生对指针没有任何概念,对教学内容的理解相当困难,更不用说没有学过语言的学生。这是由前续课程带来的问题。 半数以上的学员一开始对该门课程的学习抱有极大的热情,然而随着课程难度的逐渐加大,编程技术底子较薄或接受能力较差的学员开始退缩,主要反映在大型程序设计作业完成情况上,分工不均衡,出现能者干、庸者看的现象。这与课程的设置有关。 1.2 课程设置方面 这门课程涉及到的内容很多,主要包括数据结构、结构化程序设计、面向对象程序设计。这几个部分对于计算机专业而言都是单独的一门课程,但是现在要把各部分的内容综合到一门课程中去,便给教学带来一定的难度。 这门课程的学时数有限,笔者所在学校安排了58学时(理论28学时、实验28学时、考试2学时),教学的时间非常有限,要在这么短的时间内学好所有的内容,对学生和教师都是一个挑战。 2.教学改革方面的几点建议 2.1 传统的课堂教学与新兴网络教学的完美结合 传统教学模式的主要手段就是“粉笔+黑板”,这种教学手段可以充分展示教师的教学思路,展示教师的个人教学魅力,同时可以留给学生充裕的思考时间和完成笔记的时间。这种教学主要应避免“满堂灌”和“面面俱到”,而是对一些原理性、概念性较强的教学内容采用这种教学。如:链表的概念,几种查找、排序的方法以及他们之间的差异等内容都可以使用这种教学方法。例如,在讲授应用结构体处理数据时,我们举了一个显示输出输入的几组学生数据的例题,在课堂上,采用板书方式分步介绍了如何定义结构体,如何建立输入功能子函数,如何建立输出功能子函数,要求学生给出完 整的程序和输出结果。然后又给学生布置一个作业,要求使用链表处理信息,程序运行后需按序显示输入的学生信息。这样就可以让学生进一步掌握动态分配空间函数的应用及如何创建链表和它在C语言程序中的应用。 “粉笔”黑板”这种教学看似简单和落后,但如果提供了完善的网络环境,学生就能在园区网上看到教师已经制作完成的课件,就能根据自己的学习需要检索教师当天教学的板书,播放教师的某段讲解。这种教学模式使学生能够在课堂上紧跟教师思路,减少了完成笔记的时间,提高课堂效率。 2.2 目标驱动理念在课堂教学中的应用 建立在建构主义理论基础之上的目标体验教学是以学生为中心,以教学目标为驱动的教学方式,属于探究式教学模式的一种。其显著表现是:教师的教学与学生的学习都是围绕着一个目标,而这个目标又包含着几个小目标,每一个具有建构思想的目标驱动都要符合学生的“最近发展区”规律。最近发展区主要是指学生的潜在发展水平,在此水平上,学生还不能独立完成学习目标,但经过启发、帮助和努力,就能完成目标。例如,在讲述“排序”时,首先就要求教师已经介绍过冒泡排序和快速排序这两种互换类排序方法,而且学生已熟练掌握。在这基础上,就可以对学生讲解简单插入排序和希尔排序这两种插入类排序,也可以讲授简单选择排序和堆排序。在这个教学过程中,冒泡排序和快速排序就是学生现有的发展水平,学生能独立地、自如地完成教师提出的教学目标;而其他排序方法则是尚处于形成状态,还不能独立完成的教学目标,是学生的潜在发展水平,在教师帮助下,通过训练和学生自己的努力才能完成的教学目标。 2.3 注重培养学生的动手能力 在计算机课程的教授中,许多老师比较注重概念、语法的讲解,却忽略对能力的培养,这样培养出来的学生在上机时就会不知从何下手因此在教学过程中,在介绍完基本概念和语法知识后,可以利用更多的课时来对学生的思维方式进行引导对常用的软件设计方法可以从“拿到题目”“如何分析”“如何解决”“最后具体程序实现”的整个过程进行全方位的启发这样能提高学生的软件设计能力,使学生如何设计该类软件有一个基本思路,知道如何去思考问题,如何去解决问题,方向明确、思路清晰。 2.4 改变单一考试模式 考试是学生学习导向的指挥棒,也是检验教学效果的基本方法。计算机软件技术基础是典型的实践性课程,单一理论考试模式无法掌握学生上机操作水平。我们采取厂“笔试+上机”的考核方式,任何一项成绩不通过这门课程学习就不合格。机试成绩并不是一次给出,在平时上机实验中就分阶段进行考核,可以随时掌握学生的学习和应用情况。例如,可以给出一些应用题,让学生通过分析找出解决方法,训练学生掌握应用领域的知识并综合运用知识的能力。新的考核方法给了学生一个发挥才能的空间。变被动的应试为主动的学习,使学生成为考试的主人。学生在解决问题时若有创新,就可以得高分。这样。可以激发学生的学习积极性和求知欲,给他们展示自己才能的机会。充分发挥创造力和想象力。 3.结束语 “计算机软件技术基础”课程对于从事计算机应用领域的非计算机专业人员是相当重要的,同时对于计算机应用领域的发展也起着十分重要的作用本文中针对该课程现阶段教学中存在的问题,提出了改进的方法实践证明,该方法能有效地提高学生的软件设计能力和创作能力,是教学上的一种较好的开拓。 计算机软件基础论文:探究计算机软件基础数据结构之算法 摘要:近年来计算机在我国各行各业扮演的越来越重要的角色,加强对计算机的有效性探讨是实现计算机为各行各业服务的关键。计算机数据结构主要指的是信息在计算机内的寄存方式和信息的集合和整理。计算机数据结构经常与算法相联系。算法是被计算机所识别的指令,算法是通过数据结构所进行的信息储存。算法和数据结构二者是相互作用的,通过对算法蕴藏信息的分析可以有效的解决计算机存在的一些问题,提高处理效率和速度。 关键词:计算机软件 数据结构 算法 一、引言 随着计算机在在我国各行各业发挥的作用日益凸显,计算机的数据结构只的是信息在计算机 寄存方式和信息的集合和整理。计算机结构与算法关联甚广,因此加强计算机数据结构算法的研究对于计算机研究十分重要。下面我们将对计算机基础数据的算法进行相应的介绍。 二、计算机软件基础数据结构之算法概述 (一)算法的两要素 算法包括两要素,一部分指的是对信息的操作处理,这部分对信息的操作处理包括四种处理方式,分别为逻辑符合,数学计算,信息的对比以及信息的传递另一部分指的是对信息的处理方式的操作,它引导指令进行有序的进行。 (二)算法的特征 算法是有限指令的整体,这些指令表明了处理问题的步骤,针对相应的问题,算法可以对定值按照原先设定的指令进行运算处理,并且通过一定数量的运算后传送出计算机得出的最后结果。这就要求算法包含有限的指令,同时各项指令都 应该明确,不能多层含义,同时也要求这些指令都是计算机能力范围之内的,超出计算机范围以外的不仅不能起到积极效果反而会对以后的操作造成一定负面影响。算法对处理对象没有要求,同时被处理对象也不会对这些指令产生影响。 (三)算法的表示 很多人可以通过文字或者符合翻译算法,一般翻译法包括一般性文字,C语言,程序图,PAD图等。其中一般性文字和C语言是具体详细的描述算法的。他可以使学习者更容易学会。 (四)常用的算法 1.枚举法 枚举法是指对信息的某些独特特点估计运行结果的区域,然后通过一些手段检验该区域的每种结果,直到验证到所有饿都符合才加以停止。这些验证有的是可以满足算法的要求的,同时也存在着一些不能满足算法要求的,这些满足的对象就是计算机最终会传递的结果,那些不能满足算法要求的就表明该算法无解。 枚举法具有工作原理简单,容易接受的优点,但是枚举法有显著的缺点就是工程量大工作时间长,枚举法一般只适用于无法用别的方法解决的问题。 枚举法包括以下步骤: 1.1通过对问题的思考,预估问题的大致方向 1.2选出合适的枚举形式。枚举形式包括顺序法,对比法类型列举法等 1.3将可能的方向进行一一验证 1.4确定哪些情况是合理的哪些是不合理的,得出最终结果。 2.迭代法 迭代法与枚举法相比比较粗糙,生活中很多方面都需要这种方式进行问题的处理它的显著特点就是可以将一个麻烦的问题转化成为比较简单迭代算式,这样就会形成问题由难至简的循环,从何最终得出答案。 3.递推和递归法 递推和递归法是比较常用的一种方法,通过对一些特殊的公式的性质加以推导得出结果。递推法和递归法从简单入手,把前面得出的结果进行到后面的推理之间可以更加方便结果的得出。 三、计算机软件基础数据结构之算法的设计要求 算法就如同人与计算机之间进行沟通和交流的语言,通过算法作为中介可以加强人与计算机的距离,让计算机按照预先设定的指令一样去执行任务。但是要遵循一定的原则。 (一)正确性 设计者首先要按照算法的规则编译指令进行编译,只有按照规则的编译才能实现和计算机的交流,让它按照规定执行任务。如果出现错误的指令那么将会对引出不准确的结果。 (二)可读性 算法一定要具有可读性的原则,只有可读性才能让人对算法一目了然,如果算法过于复杂和晦涩会让人难以理解原理。 (三)稳定性 算法的稳定可以使得计算机在运用时的稳定性能的保持,试问如果计算机在运行的时候总会出现错误,给人的感觉整体下降。稳定性对于算法来说至关重要,同时对于计算机的规范使用也至关重要。 (四)高效低耗能性 计算机内部器件的好坏对于计算机性能的高低具有决定性作用。算法亦如此,好的算法可以在最短的时间得出答案并且使用最低的耗能得出答案。 四、计算机软件基础数据之算法的复杂性分析 (一)运行时间长 一般设计者并不是根据计算机的算法衡量时长,算法运行的载体依然是计算机,因此计算机地运行速度是受很多因素的影响的。一样的计算法在不同的载体上会产生不一样的效果,这一效果并不是对算法效率的评判而是表现在时间的耗损上,耗损程度作为评价算法的好坏标准。 (二)内存消耗 内存消耗指的是计算机在运行算法时需要用到空间大小的尺度。内存消耗有传入传出信息所占的内存以及算法在运行过程中暂时占用内存的大小。传入传出信息占据的比例和问题相关,并不会随着算法的变化而变化,在运行过程中暂时性占用的内存大小往往是由算法决定的,好的算法可以占据比较小的内存,相反坏的内存则会占据教的的内存。 五、结束语 计算机在近年来以及其迅速的脚步占领各个行业,计算机软件基础数据结构之算法是学校者了解计算机数据结构的基础,通过对它的学习可以帮助学生更科学的认识到计算机的运行情况,并且使得学习者更好的掌握。本文从计算机软件基础数据结构之算法概述,计算机软件基础数据结构之算法的设计要求,以及计算机软件基础数据之算法的复杂性分析进行了相关的介绍。 计算机软件基础论文:计算机软件基础数据结构之算法分析 摘 要:计算机软件的基础数据结构,主要负责讲解计算机内信息的寄存方式、集合和整理,通常是与算法密不可分的。算法是能够被计算机分辨和识别的指令,指令的内容就是通过计算机软件基础数据结构来进行寄存的信息。数据结构的算法分析,可以使计算机处理比较复杂的难题,提高了效率,本文对计算机基础数据结构的算法进行了分析。 关键词:计算机软件;基础数据结构;算法分析;复杂度 1 算法的概述 1.1 算法两要素 算法主要包括两部分:信息的处理操作和信息处理方式的操作结构,对信息的处理操作一般包括逻辑符号、数学计算、信息传递和信息对比,操作结构可以指引指令有序进行,通常用流程图来描述。 1.2 算法的主要特征 有限指令的主要部分就是算法,有限指令能够明确处理问题的步骤。面对问题,算法能够对各种定值指令进行预算处理,通过运算传达最后的计算结果。算法的特点主要为:指令的数量必须有限;指令不能超出计算机的能力范围;被处理的对象不受指令影响,对象数量不影响指令,必须要有至少一个传递末端。 1.3 算法表示方法 目前编译算法一般都用符号和文字来进行,主要包括程序图、C语言、PAD图,一般性文字等。C语言和一般性文字能够具体详细的描述算法,其他方法描述算法是大致内容并进行作图,更加直观的表达,便于学习理解。 1.4 常用的算法 常用的算法主要包括枚举法、迭代法、递推和递归法。枚举法内容是指通过信息特点对运行结果的可能区域进行估计,然后利用一些方法手段检查各个结果,直到所有结果都符合。在验证过程中,验证对象如果满足算法要求,这个验证对象就是最终计算机传递的结果,如果没有达到要求的对象,那么算法就无解。迭代法是一种较为粗略的方法,可以把麻烦复杂的问题转化为较为简单的迭代式子,通过循环这个步骤,达到由繁化简并最终得出答案的目的,该法适合非数值类问题的计算。递推法和递归法是主要的算法制定编写法,都通过运用特殊公式逐项推导而来的。 2 算法设计要求 算法像语言一样,是计算机和人类沟通时的语言,通过算法,人们不仅可以跟计算机进行交流,还可以按照指令执行任务。因此所有的指令必须要符合一定的行为准则,算法的设计要求主要包括以下几点: 2.1 具有正确性 设计者编译指令时必须要按照算法的规则来进行,从而保证人和计算机正确的交流,保证计算机执行好任务。正确性中最重要的就是避免语法错误的出现,从而能够为正确答案的得出做好准备。 2.2 具有可读性 算法具有可持续性,是指算法总体思路容易让人理解,是想一下,一个非常混乱的算法,即使再聪明的人也很难明白算法原理的,更不用说得出计算机答案。 2.3 具有稳定性 就像机械设备似的,如果工作状态不稳定,那么就会很容易出现难懂奇怪的问题,算法如果不够稳定,计算机在正常运行的时候,也会很容易出现错误。经常出现的错误就是乱码,就会让人感觉像是算法存在严重问题。 2.4 具有高效低耗的性能 计算机性能的好坏取决于内部的器件好坏,算法也是这样的。好算法可以用最低能耗最短时间来得出答案,计算机内部的工作原理可以决定这些因素,其中最主要的就是存储大小和运算速度的联系。 3 算法复杂度的分析 算法复杂度决定了一个算法执行并得出结果需要的总时间,设计者通常是根据算法复杂度来判断对算法的总效率来进行判断的,这是因为时间的消耗和算法需要的内存情况是直接联系挂钩的。评判者主要是依据运行的时长以及内存的消耗来进行判断的。下面就简要介绍一下运行时长以及内存消耗: 3.1 运行的时长 通常来讲设计者不是依据算法的总运行时间来衡量时间长短的,这是因为计算机仍然是算法正常运行的载体,计算机的运行速度跟许多因素有关,例如计算机的运行环境、计算机内部使用损耗等。因此,同一种算法在不同的计算机运行载体上运行的效果也是有很大差别的。一般来说,计算机运行时长的大小不是衡量算法效率的一种标准,而是判断算法运行时间损耗的一项指标,能够在一定程度上评判算法运行的好坏。 3.2 内存的消耗 计算机运行算法,会暂时占用相关的空间,被占用的空间大小尺度就是常说的内存消耗,内存消耗与相关的函数紧密联系。内存消耗主要内容是传入和传出信息占用的内存、算法在运行过程中暂时占用的内存等。传入和传出信息占用的内存跟需要解决处理的问题是相关的,不会因算法变化而变化;算法运行中暂时占用的内存大小是由算法来决定的,不同的算法需要不同的内存,因此,比较好的算法需要的内存也比较少,这也是内存消耗成为评判算法好坏的又一个非常重要的标准。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程教学探讨 摘 要:针对计算机软件技术基础课程的内容与特点,探讨了传统教学中存在的不足,提出几点行之有效的教学改革方法。这些方法在实践中取得了实效,对该课程的教学改革具有一定的意义。 关键词:计算机软件技术基础 课程 教学改革 计算机软件技术基础是为非计算机专业开设的课程,该课程是后续课程的基础,涉及内容比较广泛,包括数据结构、操作系统、数据库系统、计算机网络、软件工程技术、管理信息系统等内容,具有很强的理论和实践性。本课程有如下三个难点。 (1)该课程的内容多、跨度大、学生把握重点有些困难。 (2)计算机软件技术基础是一门内容综合的课程,涉及的知识面广,学生对基础课程的知识和理解程度有所差别,授课中比较难掌握。 (3)计算机软件技术基础是一门应用性很强的课程,需要理论与实践相结合。 针对以上难点问题,本人分析了目前该课程在授课中普遍存在的问题,并从实际要求出发,对计算机软件技术基础课程的教学改革进行探讨。 1 计算机软件技术基础课程存在的 问题 (1)目前,大多数老师采用常规的灌输式教学方法,以教师讲授为主,学生处于被动的学习接受状态,缺乏对课程学习的兴趣和主动性,启发式教学没有充分运用。 (2)有时为了增强学生的兴趣和信心,往往较低教学难度,大部分时间讲授基本概念,而对程序设计和调试技巧等较深的知识只是点到为止或者避而不谈。导致大量学生学完本课程,只会背诵几个基本概念,并没有真正掌握程序设计的很多精华思想和编程技巧,更没有了解软件是如何管理计算机全部资源的。 (3)计算机软件技术基础实验课在机房内进行验证性实验,实验时教师只是把实验目的、具体程序、程序实现的功能等内容介绍给学生,学生直接输入程序代码,然后获取实验数据,验证理论知识。这样,学生只是机械的进行程序录入,不用独立思考,所以不能深入细致的分析和调试, 2 课程教学改革 (1)教师主导性和学生主体性相结合 充分调动学生学习的主动性,引导学生自觉的学习和发展,教学过程实质是教师教和学生学的互动,只有这样,才能使师生之间和学生之间教学相长、信息交流,从而达到知识与兴趣共存,进而实现教学共赢。课程教学过程中,采用启发式教学,随时了解学生对知识点的理解和掌握,调动学生学习的热情。 (2)采用案例引导式教学 在课堂理论知识的讲授中,尤其是讲解新知识时,采用实际的案例进行演示说明,把学生带入特定的情景中进行思考;在演示过程中,逐步引出各个相关概念,加深学生对基本概念与原理的理解,进而提高学生运用理论知识分析和解决实际问题的能力。 案例引导的课程教学,能为学生在理论和实践之间搭起一座桥梁。学生带着多个基本概念和知识点的任务通过生动形象的案例进行学习,既容易激发学生的学习兴趣,又有利于学生迅速掌握抽象、枯燥的概念,以及各相关知识点之间的内在联系。在讲授的过程中循序渐进、环环相扣,优化教学内容。 (3)注重实践环节 对于计算机软件技术基础这门实践性特别强的课程,必须把理论课和实验课结合起来讲解才能培养学生的能力,而且实践教学不再是理论教学的附属,它与理论教学同等重要,学生可以通过实验课的练习领会理论教学中所学的知识,在上机的指导过程中,不仅要指导学生软件设计的基本方法、程序调试的基本技巧,还要对学生思维方式进行引导。对实践环节中的软件设计从“给定题目”―“具体分析”―“解决问题”―“程序实现”―“运行调试”的整个过程进行全方位的启发。使学生掌握软件设计的基本思想,知道如何思考问题和解决问题. 3 结语 计算机软件技术基础是一门理论与实践相结合的课程。该文针对该课程现有教学中存在的问题,提出了改进方法。实践证明,该方法取得了良好的教学效果,能够帮助学生系统掌握课程知识,切实提高实践能力。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程教学研究 【摘 要】本文阐述了计算机软件技术基础课程教学特点和教学目的,针对课程教学现状,分别从明确教学目标、丰富课堂教学手段、巧设学习情境和构建良好师生关系等几方面对计算机软件技术基础课程教学策略进行了探讨。 【关键词】软件技术基础 课程教学 研究 一、引言 科学技术的飞速发展,使计算机技术在社会生活各个领域得到了广泛的应用。计算机软件技术基础是高校计算机基础教学中的重要内容,随着《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)》 的出台,国家对计算机基础教学提出了新的要求,即打破传统教育模式,以人为本,学生为主体,造就既精通本专业基础知识,又能掌握计算机应用技能的复合型人才,达到素质教育的培养目标。 计算机软件技术理论,是学生学以致用的基础,其涉及的知识面广、概念多、原理复杂和抽象,理解上会有一定的困难。因此,从计算机教学出发,对计算机软件技术基础课程教学知识体系、教学模式和教学方法等进行深入的分析和研究,寻找科学的教学方法,全面提升学生软件开发应用技能和解决实际问题的能力,为学生终身可持续发展提供更为广阔的空间,就显得尤为重要和迫在眉睫。 二、计算机软件技术基础课程教学特点和教学目的 计算机软件技术基础课程既是集计算机网络基础、操作系统、数据结构、软件工程以及数据库等多门专业课为一体的综合课程,涉及面广,内容相对独立,也是一门理论与实践结合性较强的课程,其线性结构、非线性结构、图、查找、排序等数据结构与算法之间关系复杂。教学中,应针对应用实例,对编程中常用的算法给予重点讲解,对典型数据结构数据元素的集合关系以及基本运算展开教学研究和深入的讲解。 计算机软件技术基础课程的教学目标,是用科学的方法引导学生,通过课程学习,既掌握计算机软件技术基本理论知识、具备开发应用软件所必需的软件基础知识、懂得高级编程语言知识、丰富编程技术和基本算法,又熟练运用程序设计的思维和方法,使其软件素质得到提高,抽象思维能力,灵活运用高级语言进行程序设计和动手编程解决实际问题的能力得到加强。 三、计算机软件技术基础课程教学现状分析与对策研究 (一)现状分析 基础知识不扎实。学生计算机知识较薄弱,尤其是该课程是以概念多、抽象而复杂的“C语言程序设计”为基础的学科,理论知识多、应用层面的内容相对较少,学生难以理解的同时,感觉枯燥乏味,产生畏难情绪,加重了思想包袱,严重影响了学生的学习热情。 教学方法单一。缺乏先进的教学理念的指导,教学策略上缺乏创新,沿袭着“你教我学”的教学模式,学生始终处于被动学习的地位,积极性受到压抑,自身创造力和潜能未能得到有效发挥,知识传输与能力培养相互割裂。 课时限制。该课程知识点较多,课程学时安排较短,教师偏重基本理论讲解,学生在短时间内难以消化吸收包括数据结构、操作系统等繁杂的基本概念,而程序设计和调试技巧等实践性较强的部分往往因课时限制只能点到为止,学生无法体会课程的乐趣,更无法进行深入研究,严重影响了教学目标的实现。 (二)对策研究 明确教学目标。摒弃传统教学方式,倡导以学生为中心,注重学生知识水平和技能的培养。教师应对计算机软件技术基础有一个全新的定位,在对教材知识点内涵与外延正确把握的基础上,精心设计和巧妙安排学生易于接受的课堂教学活动,准确驾驭计算机软件技术基础课堂教学,将“任务驱动法”、“合作学习法”等优秀教学方法组合运用,创设探究情境,激发学生的学习热情,使其对操作系统、 数据结构、 数据库技术等功能和运用产生浓厚的兴趣,不断提高学习能力。 丰富课堂教学手段。以“任务驱动法”为代表的互动教学法,是上世纪80年代后逐渐发展成熟的实践型教学方法,是国内外运用较多的、先进的教学理念。它是让学生在“做中学”,通过学生的参与和体验,在完成任务过程中主动地去分析和思考问题,加深对知识的理解和感知,共同探讨解决问题的方法,进而达到对知识、技能的理解和掌握,既增强了知识点的融会贯通,也强化了学生主动积极的学习意识。 巧设学习情境。软件技术基础课程教学目的,是让学生打破常规,启迪思想,通过探索、实践,掌握理论知识并能灵活地加以应用。“情境教学”正是基于这一先进思想的教学方式。如学习语言编译时,使用“栈”可实现函数过程的调用。当计算机输出数据打印时,打印机速度慢,为解决这个问题,教师安排学生们分组讨论,最终在操作系统中设一个打印队列,将打印任务逐个完成,避免了数据丢失或打印次序混乱。任务进行过程中,学生们热情高涨,积极思维,体会知识的奥妙,深刻认识到了这门课程的意义和作用,同时小组成员团结协作,焕发出可贵的集体智慧,在目标实现过程中体验成功带来的巨大喜悦。 构建良好师生关系。教师传道授业,是学生学习的组织者和倡导者,更应成为学生的良师益友,将抽象的、枯燥的软件技术基础,用实用化和情趣化的现代教学思想巧妙呈现,产生共鸣、碰撞智慧的火花,使学生充分感受学科魅力,从而启迪心灵,放飞思想。当学生暴露出畏难或厌烦情绪时,教师应给予最大限度的宽容和理解,并用科学的思想加以引导,鼓励他们打破常规、迎难而上,与学生共同完成知识点的跨越。 四、结论 综上所述,打造充满生机和活力的计算机软件技术基础课程教学,是新时期高校教学的需要,也是实施素质教育的关键。只有对教学现状进行深入的分析和研究,采用科学的方法正确梳理教学思路,将优秀的现代教学思想融入计算机软件技术基础课程教学,优化教学过程,才能实现教学相长,不断提高计算机软件技术基础课程教学的实效。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程的案例建设 摘要:案例教学能有效提高学生分析问题和解决问题的能力,是现代教育的常用教学方法之一。文章分析案例教学中的案例特征,以实际工程项目的一个子系统为背景,设计实时仿真监视系统案例并介绍案例的具体建设情况,指出该案例对提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力具有明显的效果。 关键词:软件技术基础;案例教学;案例建设;实时仿真;监视系统 1、计算机软件技术基础课程中案例教学的必要性 计算机软件技术基础是仿真工程与自动化专业的核心课程之一,是一门应用性很强的专业基础课。该课程是整合课程,主要包括c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统、软件工程等方面的内容,知识庞杂且难以掌握。学生在学习该课程之后常常感到困惑:所学知识有什么用,怎样运用所学知识?一些学生虽然能够在考试中考出高分,却不知道怎样解决实际问题。如何使学生认识所学知识的用途,融会贯通并灵活运用,是这门课应重点考虑的问题。目前,案例教学在法律类和管理类课程教学中的地位和作用已在教育界达成共识。教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会于2006年6月了《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)》白皮书,明确指出在教学方法和手段上运用案例教学的必要性,因此,将案例教学作为一种教学方法引入工科类课程的教学,具有可行性和必要性。 2、认识案例 案例教学法就是在教师的指导下,根据教学目的和要求,以案例为基本素材,把学生带人特定的教学情境中进行思考,以此加深学生对基本原理和概念的理解,进而培养并提高学生运用理论知识分析问题和锯决问题能力的一种教学方法。 案例是案例教学的基础,离开了案例,案例教学就无从谈起。案例与一般教学中的例题有着本质区别,案例教学中的案例是将多个知识点融人一个整体来解决实际问题,涉及的知识面广,知识间具有连贯性和系统性,涵盖的知识具有综合性的特点,知识和原理蕴藏于案例之中。一般教学中的例题往往是配合某一章节或某一知识点,从某个角度、某个方面或某个层次反映所学理论和方法,起着验证和说明作用,常常带有为讲知识而杜撰例子的痕迹,各个例题之间相对独立,涵盖的知识单一,知识和原理孤立地呈现在学生面前。一般说来,工科类课程的案例应具有以下基本特征。 1)真实性。 客观真实性是案例的基本特征。教学案例应源于真实,取材于工程实际或科研课题,但是又要高于真实。为了突出主题,可以对真实做一定的删减处理。 2)综合性。 案例应是综合知识的载体,既要以学生已掌握的知识为依据辐射足够多的知识点,又要在匹配教学内容的基础上对知识有一定程度的扩展。 3)完整性。 案例是完整过程的载体,涉及了解背景、查询资料、分析信息、发现问题、探求方法、采取行动、解决问题的全过程。 4)启发性。 案例教学着眼于能力的培养,希望得到的不是案例的标准答案,而是解决问题的思维方法和能力。案例中,解决问题的方式是开放性的,可以留给学生想象的空间和发挥的余地。 5)实践性。 学生可以对案例进行复现、改进和完善,也可以按照自己的思考去实现,增强理论应用于实际的能力,实现从理论到实践的转化。 3、案例建设 案例教学的前提是高质量的案例,高质量的案例既要覆盖足够的知识,又要控制合适的规模。规模过小,则不能溶入足够的知识,也不能提供足够的研讨与思维空间;规模过大,则在短时间内难以被学生接受,不能得到预期的教学效果。笔者以实际工程项目卫星实时仿真系统的一个子系统为案例背景,在突出主题的前提下,进行了适当的详略及删减处理,形成了“实时仿真监视系统”案例。 3.1 案例背景简介 卫星实时仿真系统能够对卫星的方案、设计、集成、测试和运行各个阶段进行仿真验证,是提高卫星总体设计水平的重要手段,其网络关系连接如图1所示。在此系统中,仿真模型解算、物理设备接口等苛刻实时约束的节点通过反射内存互联,构成实时内环,外环则通过普通网络互联,将人机交互、可视化、数据处理等实时约束弱的节点互联,内、外环都可以根据需要扩充且内环不受外环影响,苛刻实时得到保障。转发计算机完成内存数据的提取并转发外环,仿真管理计算机则同时管理内、外环系统。卫星仿真监控是卫星实时仿真过程中的重要一环,它将抽象的仿真活动形象化,并及时将信号数据以各种方式反馈给用户,以利于用户分析、理解和决策。卫星实时仿真监控系统,能够模拟通过控制、监视和测量星上设备的工作状态实现实时连续地记录工作过程、测试数据和描绘曲线。图1中,人机交互计算机、曲线显示计算机和三维显示等外环计算机共同实现仿真监视功能。我们将人机交互计算机和曲线显示计算机的功能提取出来,要求系统具有一定的通用性,能够适应不同监视任务和不同数据类型,形成“实时仿真监视系统”案例。 3.2 实时仿真监视系统案例 实时仿真监视系统的工作原理为:转发计算机完成内存数据的提取并转发外环,外环上的实时仿真监视系统首先进行初始化,随后自动生成系统主界面。系统支持两种运行模式:监视模式和回放模式。在监视模式下,系统既要处理主界面信息,又要处理网络数据。主界面信息的处理包括响应用户交互消息、更新实时监视界面、实时绘制曲线;网络数据的处理包接监听网络端口,接收、解析和保存数据包,将有效数据写入共享数据结构,供给系统绘制曲线。在回放模式下,不再需要对网络进行监听,直接读取监视模式下保存的原始数据文件,然后进行相应处理即可。 为实现上述目的,使系统具有一定的通用性,我们设计了如下方案: (1)在软件工程思想指导下,进行需求分析、总体设计、详细设计、编码实现以及综合测试。通过该案例,让学生对软件工程思想指导下的软件开发全过程有一个感性认识; (2)采用多线程技术实现监视模式下的主界面信息处理和网络数据处理,仅用单线程实现回放模式; (3)设计一个数据包发送测试程序,模拟转发计算机的功能。 为此,我们结合本课程的基本知识点将系统的主要功能模块划分为界面管理和数据处理两大部分,界面管理部分主要承担主界面信息的处理,数据处理部分则主要负责数据的处理。 3.2.1 界面管理 系统运行过程中始终需要对系统主界面进行管理。从运行初期的生成主界面,到运行中的监视过程的显示,再到最终的系统结束,都需要对主界面进行即时的调整。为了提高通用性,系统采用基于配置文件的方式,通过用户提供的配置文件,动态改变系统监视任务,也就是说,系统能够改变每次运行时的任务,主界面显示的内容具有不确定性。 1)读取配置文件,获取初始化信息。 系统运行之前,需要进行初始化,这就需要系统读取配置文件,包括全部信号、实时显示信号、数据包类型等配置文件。用户必须按照约定的正确格式提供配置文件,否则系统有可能无法正确识别相关信息。从软件工程的角度,配置文件的设计与确定应在总体设计阶段完成。配置文件的类型、组织方式以及数据正确性的检验,都是学生可以自由发挥和扩展的内容。 2)自动生成实时监视界面。 监视对象的不确定性使得系统的监视界面无法固定,然而,不能将界面的生成工作完全交给用户完成,这就需要设计一种适用于不同监视任务的界面生成算法,使系统将界面生成工作承担下来。另外,系统界面的尺寸等信息是用户所不知道的,因此被监视的信号在系统主界面中的显示位置无法由用户设定,这就需要系统自己完成界面的排布任务。因此,要求设计一个具有较强通用性的监视界面自适应生成算法,这部分涉及算法设计和计算机系统配置的获取等基础知识,算法设计是学生能够自由发挥并出彩的部分。 3)定时更新监视界面。 为了实现实时监视功能,系统需要对监视界面进行定时更新,以显示当前被监视信号的实时数据。为了满足用户的不同需求,系统提供0.5s、1s、2s三种刷新频率。系统可以根据用户选择的刷新频率对主界面进行更新。这部分主要涉及定时器的使用。 4)处理用户交互消息。 系统需要对用户的交互消息进行处理,主要为鼠标消息,包括运行模式的切换、仿真的开始与结束、加载历史数据包文件等。这部分涉及所选编程环境下的消息响应机制问题。 3.2.2 数据处理 系统在运行过程中,需要对数据包进行接收、解析和存储,还要为曲线绘制提供原始数据,因此需要设计一个专用的数据结构。 1)接收网络数据包。 在监控模式下,系统既要处理主界面信息,又要通过网络接收数据包。为了避免“漏掉”数据包,系统必须对网络持续进行监听。如果主线程将大量时间用在网络监听上,势必无法对用户的交互做出及时响应。因此,需要将数据包的接收放在一个单独的线程中。这涉及操作系统进程管理的相关概念,是多线程程序设计技术的典型应用;也涉及网络通信技术,需要了解网络通信协议等相关知识。 2)解析数据包。 在接收到数据包后,需要将数据包内的数据进行解析,获得数据包内的数据,将最新的数据更新至系统对应的变量中,以供实时显示。解析数据包涉及网络通信程序设计技术。 3)保存原始数据包。 系统要求有回放功能,因此需要将接收到的数据包写入文件,进行永久保存。数据包的保存有两种方式:解析后按段保存和作为整体进行二进制保存。第一种方法耗时,需较大工作量。第二种方法简便,工作量小。显然第二种方法更适合本系统。由于系统必须适应两种类型的数据包,因此,进行数据保存时,采用以形参类型为区别的方式进行同名函数的重载,实现两种类型数据包文件的存储。这部分功能涉及C++面向对象程序设计中的重载技术以及文件操作技术。 4)读取数据文件,获取数据包。 在回放模式下,系统不再对网络进行监听,不进行数据包的接收,需要通过读取之前保存的原始数据包文件获得数据包。原始数据包文件保存的是二进制形式的数据包,系统每次读取之后需要对数据包进行解析,这与接收到数据包的过程是一样的,不同之处在于回放过程不再需要将数据包进行保存。这涉及C++面向对象程序设计中的文件操作,同时,通过监视模式下的多线程程序设计与回放模式下的单线程程序设计的对比,使学生真切感受并理解多线程程序设计技术及其应用场合等。 5)共享数据。 系统嵌套了曲线绘制模块,因此,数据处理与曲线绘制之间需要有一块共享数据内存。在收到数据包并解析后,马上将有用的信息写入该共享内存。写入操作由数据包接收线程处理,读取操作由主线程内的曲线绘制模块完成,因此,需要对两个线程进行同步。这涉及数据结构的设计和操作系统的同步与互斥。 6)快速查找。 系统支持大数据量下的仿真监视,对数据的快速查找有较高的需求,因此,需要设计支持快速查找的哈希表数据结构,包括哈希函数的确定、冲突的解决等,这涉及数据结构的哈希表技术。 4、结语 “实时仿真监视系统”案例,涵盖了软件工程、c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统和网络通信等计算机软件技术基础课程及其先导与后继课程的知识点,是一个与学生所学专业密切相关的实际应用系统,容易引起学生的兴趣,也容易被学生理解和接受。这样的案例既与教学目标相吻合,又便于教师驾驭和把握。 从学生反馈的情况看,学生普遍认为,案例教学法方式新颖,实时仿真监视系统案例与专业基础结合紧密;能引导学生积极思考,提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力。该案例在教学过程中取得了明显的教学效果。 为了更好地开展案例教学,我们必须把建设高质量的案例作为重点来抓,选择合适的案例背景,制定合理的案例建设计划。实践证明,只有经过长时间的积累、认真的思考、精心的选择和多次教学实践,才能获得高质量的教学案例;只有经过团队的长期努力,才能建设高质量的教学案例库。 计算机软件基础论文:基于 Flex的《计算机软件基础》电子教案系统的应用研究 摘要:针对当前《计算机软件基础》电子教案开发中存在的问题,在调研了各种多媒体支持比较好的开发技术的基础上,结合多年的教学实践,提出了基于Flex 和 AIR 技术平台的《计算机软件基础》电子教案系统开发的技术解决方案。该系统提高了课程教案的可复用性和可维护性,实现单机运行功能和网络化功能,顺应了电子教案的网络化发展趋势,克服了传统 PPT 在课程电子教案制作方面的不足。 关键词:计算机软件基础 电子教案 RIA Flex 电子教案,是将传统教案中的内容转换成计算机能处理的数字信息格式后存储于记录介质(如磁盘、磁带、光盘等) 中的一种形态。同其他的电子出版物一样,在观看阅读时必须事先输人计算机主机中,由显示器输出。目前课堂上比较流行的电子教案一般有两种类型:PPT 教案和 WORD 教案,调研中发现在《计算机软件基础》课程教学当中 PPT 教案使用的比例非常高。与传统教案相比,电子教案不仅仅是形式上的变化,而是对传统教学手段、教学方法和教学模式的深层次变革。在教学过程中有效运用电子教案是新课程改革的必然要求、是教育现代化的必然要求、也是未来社会发展的必然要求。 《计算机软件基础》作为工科专业的必修专业基础课程之一,主要介绍了程序设计语言、数据结构和软件工程基础知识,强调基本算法的理解和运用。传统教学无法演示程序设计实践和算法演示,充分利用多媒体、网络技术发展带来的契机,采用新的教学模式改进原来的以教师讲授为主的单一课堂教学模式是课程发展的趋势。 一、现有《计算机软件基础》电子教案开发中存在的问题 软件复用是一种由预先构造好的、为软件复用是一种由预先构造好的、为复用目的而设计的软件构件来建立或者组装软件系统的过程。目前用 PPT 等软件开发的《计算机软件基础》电子教案的大部分内容是直接打包在一起的,用户根本看不到动态演示过程,也没法对内容进行修改,所以根本就谈不上软件的复用,网络共享也困难。目前少数一些用Authorware,Director,Flash 和 Html 等软件开发的《计算机软件基础》电子教案,由于在打包或时把教学内容和程序放在一起,一般没有计算机培训的用户根本就没有办法对其进行修改。由于现在网络的快速发展,基于 PPT 等开发工具开发出来的电子教案都不支持网络浏览,这样不利于课程电子教案内容的及时更新。同时,PPT 要做出很强的交互性需要熟悉它的脚本开发,而 PPT 的交互设计能力不强,限制了教案的二次开发能力,使得教师的教学活动设计和组织受到现有电子教案的约束,很难达到理想的教学效果。 二、系统整体设计结构 电子教案系统总体上被分为两大部分,一个是电子教案的编辑器部分,另一个是电子教案的内容前台展示部分(播放器功能)。编辑器部分的界面设计要力求简洁明了,逻辑结构清晰。播放器部分是教师上课时用来展示教学内容的程序,它包括导航部分、内容展示部分、以及电子白板。系统的功能需求主要集中在图文混排、多媒体支持、用户交互、编辑和修改、文字批注和电子排版等功能。 系统总体上采用由电子教案编辑器和播放器两部分组成,电子教案编辑器在完成电子教案内容的制作后导出素材内容,打开播放器播放电子教案。 编辑器主要是为电子教案的制作人员提供添加和修改课程电子教案内容的功能。编辑器部分包括电子教案文件处理部分,电子教案逻辑的设计,具体的每个页面内容的添加和页面相关属性的设置。其中文件处理部分对电子教案进行新建、打开、保存;逻辑结构对电子教案内容之间的逻辑结构进行安排,使其符合电子教案整体的结构或教师教学的具体要求;页面内容的添加负责在页面中添加具体的教学内容素材,如图片、文本、音频、视频等;页面相关属性的设置对页面背景颜色和背景图片的添加和修改,对页面切换效果的设置。另外还有具体的媒体素材的风格设计,同时还提供备课时添加批注的功能。播放器通主要负责对编辑器生成的电子教案素材文件的展示,供教师上课使用。播放器的交互设计和 PPT 类似,保持了 PPT 的一些版面设计风格和快捷键操作等。另外播放器提供弹出式导航栏,方便教师上课时的导航操作,每种素材对象都有自己特定的交互方式。编辑器打包把播放器和电子教案素材内容放在一起,播放器在打开时会调用同级同名文件夹里的 XML 文件和素材文件。 三、主要模块实现 1、电子教案文件操作模块 该模块在设计时把电子教案文件作为一个整体内容来进行新建、打开和保存。新建电子教案时对原有已打开电子教案的处理,如果用户对已打开电子教案做了修改,但是未保存,会提示用户先保存,然后再新建电子教案文件。 作为该系统的重要模块之一,内容结构编辑模块的设计要方便用户对电子教案文件的逻辑结构进行编辑和修改。本系统采用树的数据结构来标示电子教案的内容结构,不仅结构清晰,而且操作方便,符合一般用户的习惯。 该树形结构的节点可以拖动以调整节点的位置,在节点上单击右键会弹出右键菜单,包括对节点的添加、复制、粘贴、删除和修改等操作。 四、总结 《计算机软件基础》电子教案设计和开发的过程中,不仅使电子教案结合了桌面应用良好的用户体验与网络课件轻松部署,带给用户更好的交互体验。该系统实现了电子教案对网络的支持,提高了教案的可重用性和可扩展性。本系统结构在细节上还有部分可以改进和提高的地方。比如系统定义的各种资源素材 XML 表示文档没有遵循 Scorm 技术标准,给以后电子教案素材内容网络复用带来不便。 计算机软件基础论文:计算机软件开发基础知识浅析 一个软件从开始计划到废弃为止,称为软件的生存周期。它包括计划、开发和运行三个周期,每一时期又可细分为若干个更小的阶段。计划时期为问题定义和可行性研究;开发时期为需求分析、概要设计、详细设计和编码;运行时期为测试和维护。我们在开发软件项目时,要做到系统计划、分析、设计、编码、测试及维护等基本的六大步骤。软件开发首先从制定计划开始,这是必不可少的一步,在制定计划时,要准确地弄清软件项目最终要解决的问题,并考虑相应的对策,宁愿花一些时间充分作好计划,也不要在计划不周的情况下仓促着手。 一、系统计划:它包括系统定义及分析、可行性研究和实施计划报告的编写。1、系统定义是制定软件计划的第一步,它应决定所开发软件的总目标,其任务包括首先是确定所开发软件的总体要求和适用范围,描述所开发软件与外界接口的关系;其次是确定所需硬件和软件的支持,对开发的进度和成本作初步估计;第三是分析系统的可行性是否确定所开发软件与原软件的兼容性或其它关系;最后是确定所开发软件的性能与其内部复杂性之间的折中关系。2、可行性研究它包括技术可行性、经济可行性及社会可行性方面。技术可行性是研究应弄清现有技术条件能否顺利完成开发工作,对参加开发工作的人员应有哪些技术方面的要求。硬件配置能否满足开发的需要,估计的进度是否恰当以及对用户的技术方面的要求是否合理等等;经济可行性研究的目的是希望以最小的开发成本取得最佳的经济效益的软件产品;社会可行性研究则是指所开发的软件项目是否涉及到版权纠纷等法律问题,这样的软件产品投入运行后,对生产、管理或经营体制带来有什么社会影响。3、实施计划报告的编写是开发进度、人员投入计划、人员的组织及其资源的利用作个计划报告提纲。 二、系统需求分析:需求分析的任务在于完全地弄清用户对软件系统的确切需求,它具有三大特点:准确性和一致性;清晰性和没有二义性;直观、易读和易于修改。比如,你首先要知道做这个项目是为了解决什么问题;测试案例中应该输入什么数据等等,为了清楚地知道这些需求,你经常要和客户、项目经理交流等。需求分析的步骤:1、通过对现实环境的调查研究,获得当前系统的具体模型;2、去掉具体模型中的非本质因素,抽象于当前系统的逻辑模型;3、分析当前系统与目标的差别,建立目标系统的逻辑模型;4、对目标系统进行完善和补充,并写出完整的需求说明;5、对需求说明进行复审,直到确认文档齐全,并且符合用户的全部需求为止。 三、系统设计:主要分成两步即概要设计(总体设计或结构设计)和详细设计。概要设计阶段应着重解决实现需求的程序模块设计问题,如何把被开发软件系统划分成若干模块,并决定模块的接口,模块间的相互关系以及模块之间传递的信息。详细设计则是要决定每个模块内部的具体算法。经概要设计和详细设计完成后,需要进行必要的阶段评审,其目的在于使设计发生问题能够及时发现并得到及时的解决。实际上软件设计的主要任务是就是将软件分解成模块,该模块是指能实现某个功能的数据和程序说明、可执行程序的程序单元。 四、系统编码:系统编码即编程序是软件开发的最终目标,是产生能在计算机执行的程序,其目的是使用选定的程序设计语言,把模块的过程性描述翻译为用该语言书定的源程序。实质上,软件=程序+文档。编码的目的是产生程序,其余阶段是产生文档。软件编码是指把软件设计转换成计算机可接受的程序,写成以某一程序设计语言表示的“源程序清单”。能充分了解软件开发语言、工具特性和编程风格,有助于开发工具的选择以及保证软件产品的开发质量。 五、系统测试:包括测试的方法与技术和测试步骤。测试在软件生命期中占重要地位,不仅是因为测试阶段占的时间、花费的人力和成本占软件开发的比重很大,而且它直接影响着软件的质量。程序中许多细微的地方要求绝对正确无误,不能半点马虎。软件开发工作在测试以前已经历了制定计划、需求分析、设计和编码等许多阶段,每一个人的思维不可能绝对周密,而不可能不出现差错,更不用说,在大中型软件开发项目中,系统内各部分之间、各种数据之间、各种人员之间存在着复杂的关系,因而目前可采用的开发方法都不能完全避免发生差错。1、测试的方法与技术主要是机器测试与人工测试和白盒测试与黑盒测试。机器测试是在设定的测试数据上执行被测程序的过程,又称为动态测试。人工测试并不是可有可无的,为了节约计算机机时采取的权宜措施。它是机器测试的准备,也是程序测试中不可缺少的环节。而白盒法和黑盒法主要依据是软件的功能或软件行为描述,发现软件的接口、功能和结构错误。其中接口错误包括内部、外部借口、资源管理、集成化以及系统错误。2、测试步骤。分单元测试(模块测试)、综合测试、确认测试和系统测试四部分组成。它是整个计算机系统(包括软件与硬件)的测试,可与系统的安装和验收结合进行。测试的目的是让你知道,什么时候算是完成了,这样可以及时知道你是否真的完成。 测试是软件开发时期最繁重的任务,也是保证软件可靠性最主要的手段,测试的目的是发现程序的错误,而不是证明程序没有错误,软件的测试通常分散在3个阶段进行。编码阶段完成单元测试,包括静态分析与动态测试。 六、软件维护:当软件产品交付使用后,就进入生存周期的最后一个时期——运行时期。必须搞好软件的维护,才能使它正常工作,还使它扩充功能、提高性能,为用户带来显著的效益。一般软件维护工作包括三个方面的内容:改正性维护、适应性维护和完善性维护。在软件生存期中,维护工作是不可避免的,按照不同的目标,维护活动可以分为四类:1、以加强软件功能为目标的完善性维护;2、纠正软件遗留错误的纠错性维护;3、为了适应运行环境变化而进行的适应性维护;4、以及为改进软件的可维护性,减少将来的维护工作量而进行的预防性维护。软件的可维护性,主要决定开发时期的活动,用软件工程的方法来开发软件,编制齐全的文档,严格进行软件测试和阶段复审,是改善软件可维护性、降低维护费用的关键。要加强对维护的管理,尤其是配置管理。有效地对软件配置进行跟踪和控制,避免造成文档的混乱。为确保维护中修改的正确性,消除因修改不当给拥护带来的不良影响,要求对修改工作持谨慎态度。 软件工程环境是在开发软件工程时,开发者要求环境支持他们按照软件工程的方法,全面完成生存周期中的各项任务环境。它要求有适用的语言、良好的工具、有力的编辑和调试手段,以及尽可能丰富的实用程序。良好的环境可以提高开发效率和软件质量的重要条件。软件项目的特点是软件产品和其它任何产业不同,它是无形的,既没有重量,也没有体积。对于这样看不见、摸不着、完全没有物理性质的产品,如何组织生产和研制,却有许多与众不同之处。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程教学团队的建设探索与实践 摘 要:该文是将我们对于计算机软件技术基础课程教学团队的多年建设经验进行了探索与实践,为相关基础课程教学团队的建设提供一些宝贵的经验,使国家“质量工程”建设工作落到实处。 关键词:计算机软件技术;基础课程;教学团队 我校计算机软件技术基础课程教学团队经过多年的建设和发展,形成了鲜明的特色,为信息类专业学生的培养做出了一定的贡献。 一、团队设置特色 计算机软件技术基础课程教学团队是在多年的教学改革与实践中自然形成的老中青相结合的教学团队。本团队是在不断适应国家建设需要的过程中形成、发展和壮大的。当今我国经济飞速发展,在信息化建设中对高素质人才的培养提出了新要求,本团队根据这些要求大力开展计算机科学与技术人才培养模式与课程体系的研究、建设与实践,团队自身水平稳步提高。组成了以教授、博士为核心的教学小组,并结合学科发展方向,建立多渠道师资培养机制。 二、切实可行的创新性改革措施 本团队按照课程内涵,适应国家现代化建设对人才的需求,通过长期的教学实践探索、总结、形成了以下创新性改革措施。 (一)树立先进教学理念,优化课程内容 团队以“厚基础、宽口径,知识、能力、素质协调发展”的教育教学理念,针对社会发展需求,结合各专业特点,分别制定教学计划,将课程划分为“基础类”、“专业类”和“应用类”三个层次的课程类型。 (二)采用灵活教学方法和手段,提高教学质量 本团队在长期的教学研究过程中,归纳、总结和形成了若干种实用的教学方法。将省级重点学科、精品课程建设的经验应用到本课程教学改革中,充分发挥教授、博士的作用:教授、博士全部承担课程的主讲工作,定期研讨本课程的新技术及发展动向;由团队带头人主持培养方案、教学计划、教学大纲制订等教学活动;将科研课题引入课程设计和创新实验等实践活动中。紧跟学科发展的步伐,面向市场需求、结合各类专业特点,制订了一套全新的课程大纲和人才培养方案,加大基础实验的课时数,着力培养实际动手能力。 (三)强化课程设计,提升学生综合素质 从课程设计的选题、指导教师的配备、设计过程,我们从制度上实现了全方位的考核和监控。近年来,课程设计的选题中有15%来自团队成员的基金项目和科研课题,35%来自企事业单位横向课题,有30%的选题跟踪学科领域的新技术。 三、实验教学或实践性教学 (一)依托优势资源,强化实验教学 依托我校的计算机科学与技术国家级实验教学示范中心、光电技术与智能控制教育部重点实验室、甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室、铁道部通信与自动化重点实验室、甘肃省网络测试技术研究中心、甘肃省网络监测中心等11个实验室和研究所,建立了面向本科生的课程实践体系。实践教学中突出知识的综合运用能力培养,设立了综合性课程设计体系,并对某些专项内容单独设课,突出了计算机软件分析设计能力、创新能力和团队协作能力的培养。 (二)结合学生兴趣,建立个性化的培养方案 利用国家级实验教学示范中心的先进软硬件平台,开设设计性、创新性的综合实验,并作为实践活动的必修环节。这些活动不仅向学生提供了接触、学习先进软件工具的机会,而且也通过教师的言传身教,掌握科研的基本实验技能,为后续实践活动奠定基础;通过本科生参与团队成员承担的科研项目,使学生一开始就处在一个较高的起点,能够涉猎学科前沿。 (三)完善实验教学管理制度,保证实验教学质量 团队切实加强教师队伍和管理制度的建设,确保高质量地实施课程计划。借鉴ISO9001认证体系中的过程化管理、按要素评估的思想,建立完善的教学质量保障体系。 四、资源建设 课程建设依托计算机科学与技术国家级实验教学示范中心、光电技术与智能控制教育部重点实验室、甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室、铁道部通信与自动化重点实验室、甘肃省网络测试技术研究中心、甘肃省网络监测中心等实验室,先后通过教育部、甘肃省教育厅和学校共同投入,补充和更新了一大批实验设备,使实验条件得到较大的改观,能满足教学科研的需要。同时,团队通过校企联合,建立了一批计算机设备比较先进、技术力量雄厚、指导能力强、稳定的校外学生实践基地。各实习基地的实践活动按照教学大纲和任务书进行,保证了实践教学效果。 五、网络教学建设 建立本课程网上课堂及在线立体化智能教学系统。网上课堂设计的目的是能够给不同层次、不同需要的学生提供帮助,提高教学质量。根据网络立体化教学环境的要求,系统主要包括用户管理、公告系统、网上教学、动画演示、在线测试、网上答疑、课程实验、课程设计及论坛多个模块构成,系统的设计思想确定为:以知识点为中心组织教学子系统;利用动画技术设计演示子系统;建立交互式的考核子系统;建立答疑教室,为教学交流提供桥梁。 六、结束语 我校的计算机软件技术基础课程教学团队是一支实力雄厚,极具影响力的教学科研队伍。该团队很好地把握了当前“计算机”教育的特点,坚持理论与实践并重,一方面,注重对国际上新理论、新方法以及实践中的热点问题进行跟踪和研究。另一方面,注重运用现代信息技术,精心制作了多媒体课件,采用多媒体手段进行教学,同时利用现代信息技术,实现了网络化教学,方便了师生之间的教学互动,有助于促成教学质量的提高。该团队的很多研究成果已经达到国内领先水平,并被评为国家级教学团队。 计算机软件基础论文:以计算机软件工程为基础的现代化技术研究 摘 要 为了推进我国现代化产业的健康发展,各界对于计算机软件工程技术的发展非常关注。目前,电子计算机的覆盖面非常广泛,这对于计算机软件工程的发展提供了动力。为此,本文首先分析了计算机软件工程的具体情况,其次,提出了促进以计算机软件工程为基础的现代化技术发展的可行性方法,最后,就计算机软件工程未来的发展趋势作以分析。 【关键词】计算机 软件工程 现代化技术 研究 现如今,已经步入信息化时代。在此背景下,现代信息技术以其特有的优势为各个行业提供便利。其中,计算机软件工程也属于应用现代化信息技术中的重要一员,为了更接近理想发展目标,有必要提升其现代化水平。因此,了解计算机软件工程现代化技术发展现状,并提出合理性的改进意见,是非常必要的。只有这样,才能让计算机技术得到更充分的应用。 1 计算机软件工程及其发展现状 计算机软件工程,具体是指参与软件工程活动的软件工程师和管理员进行开发、维护、管理软件产品的过程。在这期间,他们需要在软件工程的方法指导下,利用计算机及其软件工具完成上述工作。自计算机软件工程技术传入我国以来,其也得到了一定的发展。分析其发展现状,不难发现,计算机软件工程技术与其他先进技术相比,存在明显的共通性。因此,计算机软件工程技术得到了众多应用领域的认可。为了促使计算机软件工程技术更好的发展,分析其存在的不足之处,有利于实践过程中调整或者改正。具体而言,在软件工程化开发过程中,会产生较多问题,例如,最突出的问题就是工程软件设计需求与实际业务需求存在出入。除此以外,关于软件工程的管理也不是一件容易的事情,其涉及的环节较多,内容较为繁杂,给软件工程的管理造成诸多不便。就其根本,限制我国计算机软件工程的发展因素主要有两个方面: (1)缺少自身的自主研发手段; (2)缺少一套计算机软件工程管理体系。 2 促进以计算机软件工程为基础的现代化技术发展的可行性方法 2.1 加强自主产权的保护 计算机软件工程借助现代化技术实现发展,因此,在计算机软件的自主创新技术上,相关企业应注重保护自主产权。在此过程中,要通过优化投资结构,创建出属于自主研发的创新技术,进而推出相应的技术与产品。除此以外,为了缩小我国计算机软件工程现代化技术与国外的差距,有必要密切关注国外的发展状况。同时,保护知识产权是一项重要工作,企业或者相关人员应增强自身的知识产权保护意识,明确科学、合理的知识产权保护举措,以促进我国现代化技术向更好的方向发展。为实现该目标,应做好以下几点, (1)针对知识产权方面的知识,应大力宣传。 (2)针对相关知识产权方面的法律法规,应积极完善。 (3)将违背知识产权保护条例的行为给予相应的处罚。 从上述几点入手,调动计算机设计人员的工作积极性。 2.2 重视创新技术和产品 我国计算机软件工程上的技术自应用以来,取得了不错的发展。但停滞不前的技术水平,很难让我国计算机软件工程技术实现更好的发展。为了扭转这种局面,我国相关部门与科研人员在技术方面应实现创新。国外的先进技术固然能够被引进或者借鉴,但是这不是长久之计。在计算机软件工程技术中融入自身更多的自主性,才是创造优质产品的根本。通过技术创新,促进行业整体平稳发展,是我国的计算机软件工程走向可持续发展的道路唯一途径。现阶段,我国相关部门与科研人员应该通过引进新型、专业型的技术人才,提出新颖的技术理念等方法实现计算机软件工程技术的创新。这样计算机软件工程的建设才能打好基础,进而推动其的整体进程。 2.3 政府增加扶持力度 信息化项目建设的发展,对于一个国家来说是非常重要的。作为信息化项目建设中的重要组成部分,现代化计算机软件工程技术相关项目应该受到政府的重视,得到更多的扶持。为此,政府部门,应该做好以下几项工作: (1)通过增加投资和融资渠道让项目建设获取更多的投资。 (2)由政府负责牵头成立相关的计算机软件工程基金,为计算机软件信息产业的发展贡献出重要的力量。 (3)政府还应该通过引导和开发,促成相应的技术改造项目顺利完成。 3 以计算机软件工程为基础的现代化技术发展方向 从计算机软件工程的技术应用现状来看,以计算机软件工程为基础的现代化技术发展前景非常好。在未来,以计算机软件工程为基础的现代化技术更倾向于向智能化方向发展。只有实现智能化,才能提升计算机在办公效率方面的能力。不仅如此,在软件工程技术开发中,也可以增强自动化的作用。因此,加大软件开发技术的智能化推进力度刻不容缓。另外,分析以计算机软件工程为基础的现代化技术发展方向,可以明显看出,其更加趋向开放性的发展趋势。计算机的应用领域越来越多,全面推动技术的开发是必然的选择,如此一来,增强开放化程度也成为了唯一方法。网络化程度增强也是以计算机软件工程为基础的现代化技术发展的一个主流。在计算机软件工程开发的过程中,涉及的信息数据越来越多,需要存贮的内容也随之扩大,因此,在未来,计算机软件工程需要更加趋向网络化。否则,将难以快速的进行信息处理。同时,与全球信息的交汇也需要增强其网络化。 4 结束语 综上所述,为推动现代化社会发展,关注并重视现代信息技术非常必要。在现如今的信息化社会的背景下,促进信息化技术的发展不能仅仅借鉴或者引入国外的先进技术。我国应该本着积极创新产品的目的,提升自主研究技术水平,为提升服务质量与水平做出努力。我国计算机软件工程的现代化发展,需要当代科研人员和相关人员贡献力量。从政府加大扶持力度到科研人员重视创新技术和产品,都是推动计算机软件的开发与进步的方法。此外,企业自身也要尽可能创造积极的环境为计算机软件工程的优化升级奠定基础。 计算机软件基础论文:认知案例教学法在“计算机软件技术基础”课程中的探讨与应用 摘要:针对目前“计算机软件技术基础”课程教学中存在的共性问题,结合专业特色,着重探讨了将基于Zadeh认知原理的认知教学法与案例教学法相结合形成的认知案例教学法及其在该课程中的应用。通过三年的教学实践,收到了良好的效果。 关键词:软件技术基础;教学法;认知;案例 一、引言 “计算机软件技术基础”课程是非计算机专业的计算机基础教学内容之一,有着广泛的应用。课程的教学目标是使学生能够全面系统地了解并掌握计算机软件技术的基本概念、思想、原理和方法,并且具有一定的软件系统设计能力,更好地利用计算机软件技术解决本专业领域中的实际问题和日常事务性问题[1-2]。目前,很多高校都开设了“计算机软件技术基础”课程并取得了一定的成效,但该课程的综合性较强,在教学过程中出现了一些不尽如人意之处。本文针对目前该课程在教学中存在的共性问题,结合作者的教学实践,从教学方法的角度出发,对该课程的教学改革进行探讨。 二、课堂教学存在的共性问题 “计算机软件技术基础”课程教学目前面临的共性问题主要体现在以下几个方面[3]:(1)学生对该课程的学习目的不明确,认识不到课程内容的重要性;缺乏学习动力、主动性和自觉性;(2)学生的程序设计、调试能力薄弱,缺乏解决实际问题的经验,对课程内容的实用性体会不深;(3)教学学时较少,一般为32或者48学时。课堂教学大部分时间集中在基本概念、原理的讲授上,而程序设计、调试等实践性较强部分通常只能点到为止,无法进行深入讲解和布置练习。 对于第一个问题,普遍采用的对策是引导学生重视课程;后面的两个问题,目前的解决方式主要集中在教学方法和教学手段的改革上,不同的授课者在具体实施的时候,会因情况而各异。本文作者承担着内蒙古大学通信工程、电子信息科学与技术两个专业的“计算机软件技术基础”课程的授课任务,面对目前该课程教学中的共性问题,进行了深入的思考、分析和研究,除了对学生进行科学研究层面的适当引导外,尝试采用合理有效的教学方法展开教学工作。 目前,一门课程大多采用一种教学方法,主要有任务驱动教学[4]、案例教学[5]、问题教学[6]、引导教学[7]、认知教学[8]等。前四种方法侧重于教学形式与手段的变新与改革,认知教学从讲授内容的本质出发,研究教学内容的认知过程。“计算机软件技术基础”课程以高级程序设计(C或C++)为基础,内容涵盖“算法与数据结构”、“操作系统技术”、“数据库技术”和“软件工程”等,各内容之间既互相联系又比较独立,每一部分内容都是计算机专业的一门专业课程。对于这样具有繁杂的内容并且注重理论联系实践的课程,仅采用单一的教学方法组织教学肯定满足不了授课的要求,同时学生也不容易掌握其内容。基于Zadeh认知原理的认知教学能够从牢牢抓住教学本质出发,深化知识的组织、粒化与因果关系,将所有知识融为一体。案例教学能够使理论和实践有机地结合起来,利于学生的思维能力、知识应用能力、团队合作精神的培养。本文将基于Zadeh认知原理的认知教学与案例教学两种教学方法紧密地结合起来(以下称认知案例教学法)并应用到该课程的教学实践中,借此加强学生的程序设计、调试能力,缓解因教学学时较少与加强实践能力间的矛盾。 三、认知案例教学法及在“计算机软件技术基础”中的应用 基于Zadeh认知原理的认知教学是按照人类认知事物的规律进行教授知识,将教学知识组织、粒化、因果化,使学生抓住知识的本质,全面地掌握知识。其中,组织是对知识宏观的掌控,粒化是对知识微观的演化,因果则是知识之间的关联。因此,认知教学能够条理地、逻辑地、系统地组织教学内容,是一种符合学生学习逻辑认知过程的科学方法[8]。案例教学是一种以教学案例为基础的教学方法,以学生在课堂内外对案例的分析、思辨为重点,目的是提升学生应用理论创新性地解决实际问题的能力。具体形式是在教师的精心策划和指导下,根据教学目的和教学内容要求,运用典型案例将学生带入特定事件的现场进行案例分析,通过学生独立思考或集体协作,进一步提高其识别、分析和解决某一具体问题的能力[5,9,10]。对于认知案例教学法,首先综合考虑认知教学法和案例教学法的内涵,认真分析课程的特点和内容,提取宏观知识点(教学内容)并把它们合理地组织在一起;然后对每个宏观知识点进行细化,得到微观知识点;接下来搭建宏观知识点之间、微观知识点之间的相互关联,从而得到一个课程的认知系统;最后在这个认知系统的基础上,对微观知识点或宏观知识点选择合适的案例开展课程教学。 根据“计算机软件技术基础”课程的内容,把“算法与数据结构”、“操作系统技术”、“数据库技术”和“软件工程”四部分作为宏观知识点,并用系统工程作为基点把它们关联起来;依靠采用的教材和使用的参考资料对这四个宏观知识点进行细化,并建立微观知识点的彼此关联,这样就得到了“计算机软件技术基础”课程的认知系统,如图1所示。图1中的宏观知识点和微观知识点形成了一个多层次、逐层深入的组织结构。每一层是其上层的粒化,每层的微观知识点之间、上层和下层之间都有直接或间接的因果关系。依据图1所示的认知系统,在实际教学中采用了对底层一个或多个关联紧密的微观知识点精选有真实场景的应用案例展开课堂授课。为了能够成功地进行认知案例教学,需要对学生进行科学研究层面的引导,较好地激发学生对课程的强烈求知欲和学习积极性,使其在课堂之外能够主动地投入更多的时间和精力认真完成课堂教学的准备工作,同时自主地学习和发现问题。对于教师,需要在图1的认知系统框架下,根据微观知识点有针对性地选择案例。仔细研究案例的内容,做好案例分析。明确给出本次案例教学重点讨论的问题、有关的背景知识、参考资料和预习要求,把这些内容文档化提供给学生,要求学生提前预习,找出具体问题,同时准备分组讨论提纲。注重程序设计和调试,布置相应的练习,要求学生提前熟悉程序,并准备调试结果。课堂教学中,引导学生就一个问题进行讨论,根据学生的发言进行相应的点评和讲解;并引导学生从一个问题的讨论过渡到另一个问题的讨论;最后进行小结和归纳。 认知案例教学注重培养学生的程序设计和调试能力,教学中布置的练习都有相应的应用背景,学生通过调试和设计程序对课程内容的实用性有了进一步的体会。一般一个案例包含多个知识点,学生的预习和准备工作缩短了授课教师讲授基本概念、原理所需的时间,这让授课教师能够在有限的课堂教学中集中更多的精力去讲解实践性较强部分。经过三年的认知案例教学实践,发现学生的学习积极性和学习效率都有了明显的提高,学习效果良好。 四、结束语 本文把认知案例教学法应用到“计算机软件技术基础”课程的教学实践中,对于该课程的教学有一定的独到性之处。较好地处理了理论与实践相结合的关系,进一步激发了学生的学习兴趣,使学生能够更加牢固地掌握课程的知识点,同时培养了学生的自学能力和创造能力,提高了教学质量。 计算机软件基础论文:计算机软件开发的基础架构原理研究 [摘 要]计算机软件开发行业的发展得益于当前信息技术的快速发展和信息受众不断增加,当然计算机软件开发也需要遵循特定的规律,依照其基础架构原理来进行操作,才能够保证计算机软件开发朝着有效性的方向发展。且计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。文章由此入手,积极探究计算机软件开发的概况,进而分析计算机软件开发的基础架构原理。 [关键词]计算机软件开发;基础架构原理;研究 1 引言 计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。 2 计算机软件开发的概况 2.1 计算机软件开发的概况 计算机性能的不断提升,使得人机交互效益得到不断展现,越来越多的行业开始尝试以计算机软件开发的方式,实现自身运营模式的信息化转变,由此以对应需求为基础的软件开发行业得到了快速的发展。计算机软件开发具备以下的特点:持续性特点,就是软件开发是一个循环往复的完善过程,在计算机逻辑基础上,计算机软件的缺陷是一直存在的,只有不断的采取措施去修正,才能够更好的发挥计算机软件的性能;针对性比较强,往往都是针对于某一行业或者领域而开展的计算机软件开发工作,其开发工作的目的性更强,对于效益的追求也是更加强烈的。 2.2 计算机软件开发基础架构的重要性分析 当前计算机软件开发过程中,使用量比较多的基础架构,就是三层结构体系,其分别可以归结为:其一,表示层;其二,逻辑层;其三,数据层。在上述三个层次的基础上,可以使得软件的人机交互界面展现出良好的性能,使得逻辑关系和计算机语言之间得以分离,这样在后期维护和修改的时候,单独的对人机交互模式进行调整,就可以使得软件开发的节奏变得更加快捷。由此可见选择合理的计算机软件开发基础架构,对于软件性能的最大化发挥,对于软件后期的维护和管理工作质量提升而言,都是有很大帮助的。 3 计算机软件开发的基础架构原理分析 3.1 从计算机软件开发基础架构需求的角度来看 无论是开发设计怎样的软件,都需要在明确开发目的的基础上进行,也就是需要对于软件的需求进行全面分析。不同的企业,归属的领域不同,所需要展现的功能也是很有差异性的,此时企业都会提出对应的软件开发需求。在此过程中,计算机软件开发者与信息企业之间会展开大量的协商工作,对于软件的功能进行分析,结合企业业务运行特点,实现计算机软件开发方案的敲定。为了做好需求分析方面的工作,需要特别注意以下几个方面的工作:建立完善的软件企业与需求企业之间的沟通机制,保证在软件需求分析的过程中,能够充分的了解企业组织的业务特点和规律,保证软件开发需求能够更加明确。 3.2 从计算机软件开发基础架构编写的角度来看 计算机软件开发基础架构需求分析结果得出之后,就需要进行实际的软件编写工作,从当前的实际情况来看,多数使用的是C语言,这种语言的特点为:语言结构结构比较好,编写操作比较快捷,是当前程序员使用频率比较多的语言模式。在实际的软件编写的过程中,会依照对应的功能划分,实现不同模块的敲定,保证不同模块都能够发挥自己的功能,此时需要建立对应的函数模式,使用这样的主函数对于各个模块进行调节和改善,这样可以保证结构能够更好的维护。当前一个计算机软件的开发工作,都是有多个程序员来共同完成的,这样可以尽可能的保证软件编写工作的高效性。 3.3 从计算机软件开发基础架构测试的角度来看 在计算机软件开发基础架构编写工作完成之后,就需要对于软件的不同功能实现测试,实现对于软件测试阶段的管理和控制,是保证软件性能发挥的关键所在,这也是将对应计算机软件投入使用之前必然要进行的工作。在此过程中,需要关注以下几个方面的内容:其一,输入特定的参数,对于软件的运行情况进行记录,验差运行情况与理论情况之间差异性;其二,使用白盒子和黑盒子的方式去进行测试,同样对于软件测试的效果进行记录,由此实现实际计算机软件开发工作的顺利开展;其三,除了测试工作之外,还应该做好计算机软件开发基础架构的维护和管理工作,定期对于软件的性能发挥进行检查,并且推出全新的版本,进而实现软件自身的修复,这样可以使得其自身的性能得到全面提升。 4 计算机软件开发基础架构选择的基本原则 计算机软件开发基础架构的选择,关系到计算机软件效能的发挥,牵涉到各行各业信息化的快速发展和进步。在选择计算机软件开发基础架构的时候,需要关注以下几个方面的内容:其一,树立软件设计目标意识,在需求分析的基础上,对于不同的基础框架进行选择;其二,使用先进的逻辑语言和编程技术,对于计算机软件架构进行合理的编写和操作,由此才能够保证基础架构开发工作的高效性;其三,依照软件目标功能和结构选择之间的关系分析,选择合适的结构,进而使得软件开发行为朝着有目的性的方向发展和进步;其四,注重计算机软件开发团队的塑造,处理好不同模板开发之间的关系,保证计算机软件基础结构选择得更加科学和合理。 5 结语 综上所述,计算机软件开发过程并不简单,其中不仅仅涉及到专业领域的知识,还关注到计算机软件基础结构的原理,处理好这两者之间的关系,才能够保证计算机软件开发的基础架构工作朝着更加高效的方向发展和进步。从当前计算机软件开发基础架构原理的运用实践来看,其基础架构选择还存在很多不合理的情况,此时就需要采取对应的措施来改善和调整,相信随着在此方面实践经验的积累,计算机软件开发的基础架构将会展现出更加大的效能。 计算机软件基础论文:基于计算机技术发展基础上的计算机软件安全检测技术 摘要:计算机软件安全检测技术已经成为了计算机软件开发过程中不可或缺的一项核心内容。计算机软件开发人员,在进行计算机软件开发过程中,非常有必要对不同类型的计算机软件进行安全性检测,以便于软件开发人员事先发现安全隐患,从而采取适当的改进措施,确保不同计算机软件在使用过程中顺利运转。 关键词:计算机软件;安全检测技术 在社会经济飞速发展的今天,计算机作为意义上的生产或者生活用品已经融入人类社会的各个领域,并且随着科技的日新月异,电子计算机科学技术也随之日臻完善和成熟。是计算机软件在支撑着计算机的正常运转,人们依赖计算机进行生产和生活要借助不同的计算机软件来进行,因而,计算机软件的安全性也就提到了计算机维护的首要日程。否则,其安全性就极有可能对计算机的使用带来极大的安全隐患,同时也会给互联网安全造成极大威胁。鉴于此,计算机软件开发人员,在进行计算机软件开发过程中,非常有必要对不同类型的计算机软件进行安全性检测,以便于软件开发人员事先发现安全隐患,从而采取适当的改进措施,确保不同计算机软件在使用过程中顺利运转。显而易见,计算机软件安全检测技术已经成为了计算机软件开发过程中不可或缺的一项核心内容。 1计算机软件安全检测的基本内容 当今社会,计算机的使用在不同领域越来越广泛,而且越来越具有依赖性,因而,计算机软件使用过程中的安全性则越来越成为计算机用户的终极要求,主要表现在以下几方面::第一,软件之间的冲突导致计算机运行的不通畅。安装某一款计算机软件后,用户发现这对计算机本身并没有产生多么明显的影响,甚至会因为该软件和其他软件冲突因而导致计算机运行速度明显变慢等;第二,计算机软件安全性得不到保证。计算机用户在使用软件的过程中许多个人信息会被留下,用户的私密信息随之就不可避免地被泄露,自然,用户的个人隐私就会得不到有效的、必要的保护。因此,在不同计算机软件开发过程中,软件开发人员要利用成熟的安全检测技术对计算机软件中存在的安全漏洞进行检测,并对其进行安全修复,从而达到提高安全性,降低风险的目的。 计算机软件安全检测是指在软件开发过程中,计算机软件开发人员采用安全检测技术,采取科学的手段,对计算机软件的漏洞和缺陷进行系统性地检测。安全漏洞检测是指计算机软件开发人员对计算机软件的安全缺陷及在使用过程中产生的安全隐患进行有针对性的检测、修复,软件升级或版本修复是这一过程的主要运用手段。不过,这类检测只是停留在技术的层面问题;而真正的技术检测,则是计算机使用过程中系统运转过程中的安全管理、授权、访问控制和机密性等核心内容。 2计算机软件安全检测的基本要求 计算机软件检测是一项复杂、严谨技术含量较高的工程,不仅对检测的软件有着科学严格的要求,同事对检测方法、技术手段、操作人员素质等都有着严格的要求。 首先,由于计算机软件程序具有复杂性的特点,要使用科学有效的安全检测方法对计算机软件安全进行实质性检测。软件中很多潜藏的安全问题,采用简单的检测方法是不能被排除的,所以开发人员一定要事先对软件的相关特性以及检测软件的使用条件进行全面了解后,再根据实际情况选择适当的检测方法,制定出科学合理的检测方案,对计算机软件安全进行实质性检测,不仅如此,开发人员还要在细节方面也要依据相关程序进行细化和深化。 其次,因为软件漏洞具有存在于软件开发程序的各个环节的特点,需要多类人员共同参与对计算机软件的检测,才可能确保尽可能多地排除软件中潜在的安全威胁。多元化的人员参与有利于实现检测方法的多极性、多样性,这有利于及时、准确地排除安全隐患。不过,在软件安全检测过程中,必须需要具有专业软件安全检测技术的人员参与,同时还需要有了解软件工作和使用特性的人员,从而实现多角度、全方位的检测,以排除更多的安全风险,满足软件使用的安全要求。 最后,对计算机软件进行安全检测必须要按计划选择合适的方法进行安全检测。选择大体说来,需要通过以下做法具体执行:首先,要对计算机软件检测的各种方案和案例进行必要地分析研究,并且最后要进行汇总,在此基础上再进行分析、归纳、总结,寻找出普遍通用的检测规律。之后,再根据检测的具体要求,对比、筛选合适的方法予以检测。但是,再进行检测之前,为了确保检测程序的顺利推行,事先必须制定出切实可行的检测方案,并将检测过程的方案制定的形象化、具体化,以确保检测过程准确无误地予以开展。以上工作做好、做细后,还要对上述拟定的检测方案采用电脑模拟建立数据模型。特别需要指出的是,在这个过程中,一定要把语言支持作为实现模型形式化表现过程中的动态帮助。以上环节结束之后,作为对软件进行运行和结构的安全测试,再开始检测模拟系统。 3 计算机软件安全检测的具体技术 3. 1 语法安全检测技术 语法安全监测技术主要是对计算机软件中的语法进行实质性、技术性检测。最初输入条件的不同会使最终检测结果产生差异。语法安全检测技术通常被用于检测源程序中的安全漏洞,该检测技术可及时有效地检测出系统函数与C语言库函数的切换,并及时恰当地做出处理,从而建立以语法为基础的测试数据。同时该检测技术还能实现对计算机软件的安全检测,排除潜存的安全风险,保证计算机安全运行。 3. 2 动态安全检测技术 这项技术是对计算机软件运行环境变量进行的必要检测,漏洞等风险因素是它主要进行的检测目标。这种安全动态检测技术的使用,计算机软件源码不需要在运作过程中进行修改,因而计算机用户的隐私安全得到了很大程度地保证。在这类检测技术应用过程中,如果计算机软件的漏洞被发现,就会自动完成相关修复工作。今天,由于计算机在商务应用中也发挥着越来越大的作用,这种软件的检测技术更加适用于商务性,随着普及率的越来越高,对保证商业机密的安全,必将发挥着越来越大的作用。 3. 3 静态安全检测技术 近年来,计算机程序开发人员根据程序代码内部特性和结构是静态安全检测技术这一特征,事先构建合理的测试模型,以满足计算机读取的相关要求,对计算机进行安全静态检测,这就是所谓的静态安全检测技术。这种检测技术的检测程序是:开发人员先利用这种安全检测技术对需要检测的计算机进行检测之后,再将选定的测试模型和待检测的程序数据进行全面比对,如果待测的计算机软件安全性能良好,其对比数据就会高度一致。近年来,由于这项技术日臻成熟,并且简洁易行,越来越多的软件技术开发人员倾向于此项研究之中,从而推动了这项技术得到更为充分的发展,并且越来越大地在计算机软件安全领域中发挥了重要的作用。 3. 4 混合安全检测技术 近年来,随着计算机检测软件越来越多样化,检测技术要求的不断提升,对计算机软件越来越趋向于多项或者混合检测,以确保效果的精准化、全面化。鉴于此,实践中,我们往往倾向于多种检测软件并行的检测方法,也即这里我们所说的混合安全检测技术。这种混合安全检测技术双管齐下,动态安全检测与静态安全检测并驾齐驱,采用了动态安全检测与静态安全检测两种检测技术的优势,扬长避短,强强联合,确保计算机软件检测过程精准、全面、不留死角,极大地扩大了检测范围。 3. 5 基于web技术的安全检测技术 计算机技术检测采用web技术是近年来计算机检测技术领域的一项尝试和技术突破。Web技术是近年来伴随着计算机互联网技术出现的网络资源开发技术。随着web技术的不断革新,这项技术也逐渐渗透到计算机软件安全检测领域中,并且和其他检测手段比起来越来显示出它独特的优越性能――与同是作为计算机软件安全检查的传统的检测技术,Web安全检测技术更具有灵活性、高效性和先进性的特点,在检测性能等各方面都表现出优异的成绩。大体说来,基于Web技术的安全检测技术不仅能够及时检测出风险和漏洞,而且能够及时对这些安全风险和漏洞进行有效修复,为计算机系统安全、可靠、高效地运行提供了有力的保障。鉴于这种检测技术的精准、高效、安全的特色,基于Web技术的安全检测技术已经越来越多的运用到不同行业的计算机检测技术中,并且大有取代传统检测软件的趋势。 4 结束语 综上所述, 随着计算机网络越来越大的影响着人类的生产和生活,计算机安全检测技术作为计算机运用过程中的辅助技术,势必越来越彰显出它的必不可少的重要作用。同时,计算机技术越先进,势必要求计算机安全检测技术也必须随之越先进,在科技日新月异的今天,相信我们人类社会在计算机安全检测技术方面,也必将取得更多成果,以更好地服务于计算机技术,更好地造福于人类。
计算机硬件论文:计算机硬件维护管理创新论文 1计算机外围设备的维护与管理创新 1.1显示器 计算机显示器是呈现所有内容的必要工具,如果显示器使用不当,其使用寿命就会大大缩短。因此,显示器应当作为计算机外围设备维护工作的首要任务。具体措施包括两个方面:第一,由于室内灰尘和烟尘不可避免,电脑显示器外壳部分就会出现发黄或发黑。因此,就要用专门的电脑清洁剂和抹布擦出灰尘,然后用软毛刷清理散热孔隙中的灰尘,避免显示器遇潮湿以及灰尘的侵害;第二,显示器不能经常开关。 1.2鼠标 鼠标是最容易出现故障的器件之一。现在光电鼠标广泛使用,应注意:第一,注意感光板清洁,不要让污物遮挡了光线而影响了鼠标的感光性能,可以使用专门的鼠标垫,减少鼠标与桌子之间的摩擦和避免污物附着在鼠标上;第二,注意保护弹性开关,不要使劲点击鼠标。 1.3键盘 第一,先关掉计算机,然后再将键盘插拔,这是更换键盘的正确顺序,否则键盘和计算机的其他部件都会受到损失。第二,注意保持键盘清洁,不要将液体洒在键盘上,避免出现腐蚀和短路现象。 2计算机主机内部器件的维护与管理创新 第一,CPU,又称中央处理器,是计算机最核心的部分。在CPU的维护和管理中:(1)重视CPU的散热性能。首先应该有一个性能良好的CPU风扇,同时要经常性地清理CPU散热片和风扇。否则就会出现计算机无故重启、死机以及系统非正常运行等故障;(2)一定要使CPU在正常的频率下运转。如果一味地为了提高计算机的性能而采取超频措施,就会对CPU造成极大地损坏。 第二,内存,是计算机硬件中最重要的部分。在对其维护和管理中,应注意以下几点:(1)在对内存进行升级时,为了避免系统不兼容和运行不稳定等故障的发生,应该选择和以前原装内存条的品牌和外频一样的使用,同时注意更换内存条时要注意工作电压一致;(2)发现内存条发生氧化,可以用橡皮擦对氧化的部位擦出。 第三,硬盘。(1)不要随意移动计算机,也不要在震动的地方使用。用泡沫或海绵包装保护准备移动的硬盘,减少震动;(2)不要靠近音箱、电视、手机等能够产生强大磁场的物品,注意保持环境卫生,不要在潮湿、灰尘、粉尘等环境中使用。 3结语 总之,计算机硬件的维护与管理创新,可以保证计算机设备以及系统的正常运行使用,有利于减少和控制计算机设备系统对于正常工作和应用的影响作用。因此,在对计算机设备的实际使用过程中,应该结合设备的运行情况,采取适当的维护与管理措施,进行创新管理,保证计算机硬件的正常运行。 作者:丁杰 单位:江苏省连云港市新浦区人力资源和社会保障服务中心 计算机硬件论文:计算机硬件设备常见故障与维修 摘要:随着我国经济的逐渐发展和科学技术的不断进步,计算机与人们之间的联系越发密切,计算机在人们的日常生活随处可见,给人们提供了很大的便捷。但是计算机作为一种电子设备,在实际的日常使用过程中,极易出现一些物理性的硬件损坏及外界带来的功能损坏的问题,发现并解决这些问题是保证人们正常使用计算机的前提。分析了计算机的硬件设备常见故障及检验与维修方法。 关键词:计算机;硬件设备;常见故障;原理及维修 在当今社会的发展形势中,电脑对于人们的工作、生活和娱乐带来了极大的调剂作用。目前我国的计算机已经深入到普通民众的日常生活。但是由于计算机的过于普及,导致了充分了解计算机的专业人士的比例大大减少,造成了计算机在工作的过程中发生硬件故障时不能够及时地被解决。为了确保民众对计算机的正常使用,解决计算机硬件设备所出现的故障是必须要解决的问题。 1计算机硬件构成 计算机的硬件主要分为主板、CPU、内存、显卡、硬盘、光驱、声卡、网卡等,前3项是电脑的必备硬件后几项是选配硬件,同时计算机硬件又可以分为:控制器、外设备、输入设备。控制器的作用是对计算机正在运行的进程进行控制,保持计算器的流畅地运行;输出设备有很多,比较熟悉的有显示器、投影仪等,输出设备是将计算机运行处理后的信息直观地进行展示,让使用者能够对信息进行读取和使用,在整个计算机设备运行中是必不可少的一个设备;输入设备主要有鼠标和键盘等,是使用者接触最多的外部设备;外设备硬件相对较多,外制备主要是指通过外部直接与计算机连接使用的外部设备,其包括耳机、摄像头、音响、麦克风等,这些外设备作为计算机的扩展功能,通过计算机才能实现自身的功能。 2硬件故障与维修方法 2.1死机所谓死机是计算机突然无法正常工作,键盘和鼠标都不能正常地对计算机进行输入,显示器的画面被定格无反应。造成计算机死机的原因多种多样,计算机死机所发生的时机可能是在系统刚刚开始启动的时候,也可能是在程序已经正常运行了一段时间之后。当今的计算机市场上的竞争十分激烈,使消费者对于计算机的选择性越来越大,而计算机性能配置是消费者在选择计算机的时候首要关注的地方,配置较高的电脑在实际运行的过程中,不仅运行更加流畅,还能尽可能地避免计算机死机的状况。散热情况不良也是直接导致计算机死机的原因之一,电脑在长时间的工作状态下会产生大量的热量,此时如果计算机无法及时地散出内部热量。就会造成CPU的温度过高,直接导致计算机进入死机状态。计算机经过长年的使用,极易吸附许多的灰尘,如果对于灰尘的清洁不够彻底,也会引起硬件上的故障导致死机。如果内存条发生了故障导致程序无法正常运行也会造成计算机的死机[1]。要想避免计算机频繁死机的状况,必须要做好计算机的清洁工作和保持计算机的散热通畅性,更换显卡也可以避免这种情况。 2.2声卡计算机突然没有了声音,这也是对计算机的使用过程中经常遇到的问题。计算机没有声音有可能是因为驱动程序将默认输出设置为静音。声卡是否与其他的插卡有冲突,对声卡不发声的状况有着较大的影响,插卡不正也会导致声卡发出的噪音过大,播放CD的时候,如果只有一个声道发出声音是因为音频线的接线顺序发生错误。在插孔正常的状态下无法正常录音是因为对于录音的“混合器设备”设置不正确[2]。解决计算机无声的故障的方法主要是检查电脑对于音量设备管理器的设置,首先可以先检查电脑桌面右下角音量滑块是否处于最小值,用钳子矫正声卡的位置和更换新的声卡都可以保证减少声卡无声及噪声过大的状况。 2.3光驱光驱作为计算机的基本配件,它的使用寿命较为短暂,目前有许多的笔记本电脑都取消了光驱这个硬件,但是光驱对于人们的工作和生活还是有极大的使用价值。但是在使用的时候也极易出现一些读写错误或者无盘的显示,这是因为在进行对光驱操作的时候,未等换盘就位就进行操作。光驱如果读不出文件还可能是因为激光管过于老化或变形,所以需要对激光管的位置进行调整[3]。当开机的时候检测不到光驱可能是因为光驱的数据线接头过于松动,此时需要将接头重新插好即可解决问题,如果发现是因为数据线发生质量问题,更换一条数据线即可。 2.4系统重启计算机在运行一段时间之后,有时会发生系统自动重启的状况,计算机的性能和内存不足会导致程序无法顺利运行,计算机的用电功率不稳定也是造成系统自动重启的原因,避免这种需要提高计算机的性能[4]。 2.5显示器不能显示在使用过程中,计算机显示突然异常,不能正常显示是可以经常遇到的计算机故障。造成这个故障的主要原因可能是由于显示器接口松动,或者CPU故障等原因。解决方案为在检查显示器接口线没有松动且接触良好后,仔细观察倾听主机是否发出报警声,若有,根据报警声次数与长短判断计算机故障,同时仔细检查CPU和主板,确认是否是由于主板电源故障导致显示器不能显示。 2.6CPUCPU作为计算机的核心元件,对于计算机而言至关重要。一般情况下,其不会产生技术性故障,通常情况下导致CPU故障的主要原因有:散热故障。CPU风扇不能正常工作或者与处理器接触不是很好,还有CPU出现超频现象等导致出现过热情况,进而使计算机自动重启、黑屏和死机等症结,解决方案是对故障的风扇进行更换,将硅脂涂抹在风扇跟CPU之间,保持CPU在正常的频率下运行。 2.7内存计算机内存是比较容易出现故障的设备,内存在出现故障时计算机系统不能正常地运行,程序运行时可能出现错误,不能正常地安装程序。导致内存故障的原因主要有:由于长时间不使用,计算机长期闲置时,开机会有一定规律的报警声,若发出一长一短的报警声则为主板和内存出现故障,如果报警声为长两短,则说明是显卡或者显示器出现错误;若报警声长响时,表明计算机的内存已经损坏。针对此类故障,应该采取立即关闭计算机电源的措施,让计算机保持断电状态,仔细检查机箱内的内存,查看是否由于机箱内进入灰尘,由于灰尘进入内存接口导致内存接触不良,同时检查显卡是否出现接触不良的情况,如果有这种情况,应及时处理,对内存槽进行清理,安装完毕后故障将得到解决。 2.8硬盘硬盘在计算机运行中发挥十分重要的作用,它是计算机各种信息储存的设备,如果硬盘出现故障,将会导致计算机大量数据流失,对于计算机使用者是较大的损失。通常硬盘出现异常的表现为,在使用计算机时,硬盘的容量出现迅速的锐减,导致硬盘出现这种故障的主要原因是硬盘内部出现坏道或者坏块。(1)通常而言随着计算机使用时长的增加,硬盘出现损坏的概率会越来越大。面对这种故障,可以采取的措施是通过安装硬盘修复软件对硬盘进行修复,若修复软件修复无效时,只能采取更换硬盘实现硬盘的正常运行。(2)在使用过程中,磁盘出现大量文件丢失的情况,但是容量并没有得到相应的释放。解决的方法是采用系统中的磁盘中扫描程序,对磁盘进行全盘扫描,对丢失的容量进行找回。(3)计算机感染系统病毒,病毒通过自动复制的方式将硬盘的内存全部占用,通常情况下可以通过杀毒软件解决此问题,还有可能由于硬盘的不正确的安装导致硬盘运转声音过大。 3计算机维修的基本原则 在面对计算机出现故障对计算机进行维修时,应该遵循以下几点维修原则:(1)先外设备后主机。在大多数情况下,外设出现故障时可以在短时间内将故障处理,因此使用者应根据计算机系统所报告的错误信息对鼠标、显示器等外设进行检查。若排除外设备无任何异常的情况下再对较为复杂的计算机主机进行检查。(2)检查的顺序应该由易到难,对于故障的计算机进行维修时,用户应该从最简单的细节开始,检查各项常规设置,由于不少计算机仅仅由于一些细微的细节导致的,如机箱内灰尘过多,内存条不能正确安装,接触不良,确认此类简单的小细节没有问题后,再对计算机硬件进行检查,。(3)先电源后部件。电源问题是计算机用户通常容易会忽略的一个问题,一般情况由于电源输入功率不足可能导致输出电流异常,因此可能增大计算机出现故障的几率。但是许多用户对于计算机电源的重要性认识不足,所以在出现故障时盲目对计算机显卡、主板、硬盘进行拆卸,既没有把计算机的故障进行处理,反而耽误了许多时间,反而可能导致新的问题出现。 4结语 在使用计算机进行工作的时候,要注意将做好的工作数据进行及时的保存,以免在计算机发生意外故障时,丢失自己工作的成果,加大自己工作的强度,计算机经过长时间的使用,发生一些故障是不可避免的。计算机的故障跟人为因素、环境因素、硬件自身因素都有关系,所以在出现时应选择合理的检修方法,否则很难在短时间内查明故障的原因并正确处理。,在故障发生的时候首先应该分析故障所发生的原理,不要在不了解故障原因的时候自行对计算机进行修理,这极容易造成对其他硬件的损耗,必要时要让计算机在专业人士的帮助下恢复正常。逼着由此探讨了计算机硬件设备故障的影响因素以及解决措施,探讨了若干故障及其检修方法。 作者:刘明 单位:江苏省盐城市第二人民医院设备科 计算机硬件论文:计算机硬件维护论文 一、计算机硬件故障维护的基本原则 (1)计算机需要在良好的工作环境下运行,如果计算机工作场所有大量的灰尘,或工作场所比较潮湿,容易造成计算机使用寿命减端,在一定程度上影响了计算机电源的稳定性,若计算机工作场所的灰尘较多,容易导致计算机部件老化、设备接触不良等故障,因此,保持环境清洁是计算机硬件维护的基本原则,为了避免工作场所积累的灰尘对计算机硬件的影响,用户应将计算机放置在防尘、防潮的地方,若用户长期不使用计算机,则应在一段时间内持续开机2个小时左右,并做好计算机周围环境的灰尘清洁,使计算机正常运行。 (2)计算机故障分析应从各个环节和各个设备入手,计算机元器件、内部芯片故障;计算机设备接触故障;计算机部件老化现象;计算机外部设备的故障;电源稳定性、连接故障;计算机软件故障等。 二、计算机故障排除方法 计算机在使用过程中,容易出现硬件故障等现象,做好硬件故障的排除是计算机维护的前提,因此,探讨计算机故障排除法是非常重要的。第一,插拔替换法是计算机故障排除的最有效的方法,由于插拔替换法可以直接反映计算机出现的故障部位,因此,当前大多数计算机工作人员都采用插拔替换法排除计算机故障。插拔替换法的工作原理是用出现故障的相同部件更换到正常运行的计算机上,从而检查计算机硬件故障,例如计算机内存条故障检验,采用相同内存条更换到可以正常工作的计算机上,若计算机能正常工作,则说明计算机的内存条接触良好;第二,系统最小化法,若工程师无法确定计算机的故障部位,采用系统最小化法可以确定故障部位,其工作原理是将计算机硬件设备全部摘除,如主板、CPU等,待设备摘除完后,运行计算机,若计算机不能正常工作,则采用插拔替换法对计算机进行故障排除,如果没有出现计算机故障,则说明计算机主板、显卡等硬件出现了故障;第三,采用专门的诊断软件排除计算机故障,目前市场上使用较多的诊断软件是诺顿工具箱,其可以迅速检测出不容易发现的计算机故障,不仅可以检测出计算机硬件设备等运行情况,同时也可以检测计算机系统的稳定性和运行情况,诺顿工具箱对计算机故障检测完成后,将自动生成分析报表,以便于用户找出计算机故障部位,并采取有效的措施排除故障。 三、计算机硬件维护措施 计算机主要有显示器、主板、鼠标、内存、硬盘、电源等硬件设备组成,做好计算机硬件的日常维护,以提高计算机的使用性能。第一,计算机显示器的维护,虽然显示器由屏幕、外壳保护,但是显示器容易受灰尘的影响,若显示器上积累了大量的灰尘,不仅影响了计算机的显示效果,也造成使用者视力的损伤,因此,显示器的维护应做好防尘除尘处理,可以在显示器上带一个防尘罩或用专业的清洁剂清洗电脑显示器;第二,计算机内部CPU的日常维护,CPU是计算机运行的主要工具,CPU运行容易受到温度的影响,若环境温度过高,容易造成计算机运行缓慢,因此,控制CPU工作环境的温度,以70度为最佳温度,并且改用性能较好的风扇,如英特尔原装风扇,风扇可以降温除尘;第三,计算机硬盘的维护,计算机硬盘是使用者存储数据的主要设备,硬盘在计算机中具有重要作用,但是,由于使用者操作频繁,并且硬盘由于告诉运转而产生振动现象,导致硬盘设备容易损坏,因此,计算机硬盘的维护加强使用者的维护意识,即要求使用者减少硬盘的使用负荷,减少文件下载、读写等操作;第四,计算机内存的维护,若计算机长期处于未使用的状态下,电脑容易出现无法启动、黑屏等问题,其主要原因可能是电脑内存存在问题,在检查内存过程中,首先需要检查内存条是否接触良好,然后清理内存条、插槽后,重新插入内存条,最后重启电脑,内存维护应确保内存条接触良好性、防止静电、兼容性等;第五,鼠标维护保养,鼠标是使用者操作电脑的基本设备,由于使用者使用鼠标频率过高,鼠标容易出现控制失灵、和按键弹性消失等问题,针对鼠标出现的故障,首先需要拆开鼠标设备,其次对鼠标内部进行清洁检查,以排除鼠标故障。 四、计算机硬件的日常保养技术 计算机硬件日常保养有助于提高电脑的使用性能,尤其是计算机内部的灰尘清洁,首先将主机箱内部的连接线拆除,并将机箱内的主板、CPU风扇、驱动器吧、硬盘、显卡等设备安全拔出,采用毛刷清洁办卡接口的灰尘,并用吹风机清除CPU风扇、光驱、硬盘表面的灰尘;其次,灰尘清除干净后,需要将拆卸的各个部件按顺序依次安装,装上吉祥外壳后,需要对计算机的显示器屏幕进行灰尘清理;最后,启动电脑,检查计算机是否运行正常。使用者是计算机的主要实施者,在计算机使用过程中,使用者使用完后,应用防尘罩改善电脑,为了延长计算机电源的使用寿命,在运行过程中,应经常性设置电源的保护程序,避免手机、电子产品等设备靠近计算机,这些设备容易干扰计算机正常运行,使用者也应养成良好的使用习惯,如正确关机、开机等。 五、结束语 计算机的使用虽然给人们的生活带来了方便,但是人们的不正确使用容易造成计算机硬件出现故障,因此,做好计算机硬件的日常维护和保养,尤其是使用者的保养措施,维护和保养措施到位,才能提高计算机的使用性能。 作者:苑丽贤单位:辽宁本溪市机电工程学校信息技术教研室 计算机硬件论文:高校计算机硬件资源利用率提高 摘要在计算机普遍普及的今天,如何充分利用计算机的资源,提高计算机及硬件资源利用率,促进高校教育教学效率的提高必将成为我们教育工作者认真研究和探讨的一个方面。依据教学实践经验,本文从机房及教学管理、机房建设等方面来做好这方面的工作。 关键词计算机资源;利用率;机房建设 1引言 计算机利用率是指在正常工作时间内计算机的使用率,计算机资源利用率指计算机在正常运行中所需求的硬件资源使用率,如CPU、内存、显卡、硬盘等硬件的使用率。计算机机房是高校计算机及若干科目教学质量的保证。随着信息时代的飞速发展,计算机已经渗透到各个领域,高校为了满足教学需要都在不断地扩建计算机机房,随着计算机机房数量的增加,规模不断地扩大。与此同时,计算机硬件性能的提升发展更是迅猛,从而导致现在的电脑CPU资源严重浪费,利用率不到15%,克林顿总统访华做过的演讲中,有一次大部分讲了能源的节省方面,说每年全球,电脑浪费掉的电费就达55%。怎样加强对现有计算机的科学管理,积极推广应用,提高使用效率,是迫切要求解决的问题。本文结合教学实践经验及在计算机机房长期工作中所积累的经验,就机房及教学管理、机房建设两方面谈谈如何提高高校计算机及硬件资源利用率。 2机房及教学管理 提高计算机利用率最重要的因素就是机房及教学管理模式,高校机房是教学、科研的重要基地,是人才培养、实施素质教育的重要场所。它的工作质量也是衡量学校办学水平的重要标志之一。管理机房,必须要有一个合适的管理机构,才能最大限度地推广应用和提高利用率。目前管理形式可分为统一集中管理、分散管理、集中和分散相结合。 1)统一集中管理 近年来,为了优化教育资源的配置,进一步提高办学质量,促进学科发展,深化素质教育,各高校纷纷建设统一的实验教学中心,以实现资源共享、提高效率,适应全校师生的实验教学、科学研究以及学科发展等的需要。优点是计算机和人员均能集中管理,维护方便,能有效地开放和研制新的软硬件产品、接受较大的科研和协作项目,以及对用机学生能统筹兼顾,集中安排上机。缺点是用机安排一般为有计划的分批集中上机,对临时及少数用机人员较难做到灵活服务。 2)分散管理 即有需要的单位自己组建机房,自行管理。优缺点也较明显,优点是使用方便,有各学院(系)自行组织安排教学。缺点也主要体现在管理和维护力量差,开发软件、硬件能力薄弱,不能同意安排使用设备资源,以致用机负担轻重不一,一般所能提供的机时数多余所需机时,会造成经常性的停机待用,在很大程度上造成机时浪费。 3)集中和分散相结合 以统一的实验教学中心为主,各学院(系)一定数量的计算机为辅,大型公共课、公选课集中安排在实验教学中心,各学院(系)独立专业课可灵活自行安排。 笔者认为集中和分散相结合这种管理方式综合了前面两种的优点,在管理制度上确定双重领导职能,机房利用空余时间的开放等措施,给学生营造一个进行自主学习,具有宽松、自由、良好的学习环境,并能充分发挥计算机的功能,更能提高计算机利用率。 3机房建设 计算机更新换代速度非常快,追随着遵循着摩尔定律惊人发展。当然计算机配置越高,对教学越有促进作用。而正如引言所说,现在的计算机CPU资源严重浪费,利用率不到15%,电脑浪费掉的电费却高达55%。如何提高每台计算机硬件资源使用率,成为了我们建设机房时需要考虑的一个问题。 计算机多用户终端设备(拖机卡)技术的出现,其出发点也正是为了充分利用每台电脑的硬件资源。目前该类产品都可以支持Windows和Linux操作系统,都能达到一台主机共享达32台以上终端设备,利用Windows多用户终端设备解决方案(如图1),或是利用拖机卡解决方案(如图2),我们可以让多个用户独立、同时运用一台主机的软、硬件资源和所有外部设备资源。以1拖6为例,需购买的设备仅仅为:一台配置较高的计算机、6台计算机多用户终端设备(或只需购买一个拖机卡)、6个显示器、6个键盘、6个鼠标。 图1利用多用户终端设备连接图 图2利用拖机卡及USBHub连接图 图1中,每个终端都配置了显示器、键盘、鼠标、多用户终端设备,通过网线连接多用户终端设备,而显示器、键盘、鼠标都接入到多用户终端设备的接口;图2中,利用VGA分频器连接终端显示器,利用USBHub连接键盘、鼠标。由此可以看出采用图2方案需要键盘、鼠标为USB接口,而图1方案则没有这个要求。 显而易见,其优点也非常突出,主要表现为以下几个方面: (1)花费极少的硬件费用就可以让多名学生同时独立使用一台计算机,无须购买昂贵的计算机,更可省去以后升级电脑的费用。 (2)可省去大量维护、管理工作,仅需要维护少量几台主计算机即可。使您省去大量时间来管理和维护多台电脑。 (3)能够实现个性化的真面设置和个人私有文件的安全与保密,以及共有文件的共享设置。本地断电也不会导致信息丢失,重新开机后自动恢复到关机前的状态。 (4)大大降低了电费的支出。 (5)最大限度地发挥了计算机的能力。 (6)有效避免了电脑主机辐射,更加绿色,更加环保。 然而其缺点也暴露了出来,如果学生运行一些比较耗费电脑系统资源的软件(如:三维制作、图像制作等)时,那么系统的运行速度将会变得缓慢;如果某一个学生由于操作不当而造成死机现象,则其余公用同一台电脑的用户就必须跟着主机重启。为了改良这种情况,笔者结合上文提到的管理形式进行了优化,分类组建机房将是最好的选择,可以组建1拖2机房甚至标志的一人一机的机房用于要求较高的课程,其余机房可以组建1拖多的形式,笔者认为1拖4或1拖6的形式最恰当,即可完全满足教学要求,减少故障辐射面积,又大大降低采购成本和维护成本。 3结束语 在能源紧缺的当今社会,绿色环保意识越来越受到重视。据统计:制造一台电脑要用700多种化学原料,其中约有一半的原料都含有对人体有害的有毒物质,例如电脑的塑料外壳涂层中的溴化阻燃剂,可以想象拥有几百台电脑的机房的辐射又有多少。利用笔者提出的解决方案,不仅降低了采购成本、维护工作量、电费支出,更加重要的是既绿色又环保。我们要时刻站在先进技术的前沿才能提高我们的工作效率。 计算机硬件论文:计算机硬件类课程实验教学模式改革 摘要: 在教学内容、学时分配、教学方法、考核方式四个方面,对计算机硬件类课程实验教学进行改革与实践,构成多级实验体系,取得了良好的教学效果。 关键词:教学质量;实验教学改革;计算机硬件类课程 为培养学生的学习兴趣、增强其对概念及理论的理解、便于掌握知识点,自2013年以来从实验内容、学时分配、教学方法、考核方式四个方面,对硬件类课程的实验教学模式进行研究和改革,并加以实践。 1实验内容 1.1增加综合类型实验,提高学生动手能力。 在《计算机接口技术》课程中增设综合类型实验《PC机系统中的小型I/O接口系统》。通过PC机系统中的小型I/O接口系统电路硬件设计、安装或焊接元器件、进行PC机系统中的小型I/O接口系统控制程序设计(采用ASM或CPP语言)、在PC机中运行此系统这一系列过程,使学生能够自主设计和实现PC机系统中的小型I/O系统,从而进一步加深理解,对所学知识融会贯通。 1.2引入先行课程实验,温故知新。 《汇编语言程序设计》是《计算机组成原理》的先行课程,在编程过程中,由于助记符多、指令难记、使用范围窄,学生容易遗忘,从而增大了学习《计算机组成原理》指令系统部分的难度。在实验中引入汇编语言部分后,结合debug调试环境,能有效利用汇编语言编程加深学生对指令编码、指令运行过程的理解与掌握,真正做到温故知新。 1.3严格进行实验分类,构建多级实验体系。 将实验分为四个层次:演示性实验、验证性实验、综合性实验和设计性实验。首先通过教师演示,让学生初步认识相关原器件,将所学知识和实物联系起来;然后用五、六个验证性实验,加深学生对理论知识的印象,熟悉并掌握课堂所学部分;接着利用综合性实验,系统地将所学知识组织起来,形成知识体系;最后完成设计性实验,使学生能够熟练运用相关知识。以《数字电子技术》为例:改革前实验类型混乱,综合实验和设计实验看似很多,实际训练并不能达到相关要求,所有实验均为必做类型,导致部分学生实验完成不了。在修正实验类型、将实验分为选做和必做之后,能更好地结合学生实际情况循序渐进,构成多极实验体系,以达到培养学生的实际操作技能和动手实践能力的实验教学目标。 1.4增加选做实验,多种选择贴合学生实际。 选做实验设置少,教学时可选择的余地很小,不能根据学生的学习能力、知识掌握程度、学习兴趣等实际情况来进行选择,灵活性差。增设选做实验后,《单片机及应用》课程选做实验达到7个:指示灯/开关控制器、16×16LED点阵显示实验、查询式键盘实验、电子琴模拟实验、直流电动机控制实验、I2C总线实验、电子万年历时钟实验,总计18学时,教学弹性大,更贴合学生实际情况。 2学时分配 由于各实验的性质和复杂程度、学生对知识点的掌握程度不同,实验学时不能“一刀切”,简单的实验安排少量学时,难度大的实验增加安排的学时数。改革前,《计算机组成原理》所有实验一律安排为2学时。重新分配学时后,PCC实验箱的使用和熟悉实验环境这样的简单实验,安排1个学时,而综合性、设计性实验安排4个学时。改革前,《计算机接口技术》的波特率时钟发生器实验、音乐发生器设计与制作实验均安排2学时,由于实验比较复杂,学生在2学时内无法独立完成;增加到4学时后,学生不再手忙脚乱,有充足的时间进行设计、记录实验数据和分析实验结果,加强实验效果。同时,结合教师科研项目开展综合性、设计性实验,将实验教学分为课堂教学和课下教学两部分,不再局限于实验室。教师通过教研会和科研活动,教学和科研相辅相成;学生参与教师课题,既能促进实践能力,又能提高科研水平,一举两得。 3教学方法 3.1仿真与实验箱结合,发挥学生创造性。 传统的硬件实验主要采用实验箱联机进行,各模块已经集成在实验面板上,只能根据已有模块做实验,学生对实验箱的依赖过重。在单片机实验中引入Proteus和keil软件的联合仿真,学生先通过实验箱进行实验,对各种部件的连接有一个清楚的认识,再用Proteus绘制电路图,最后通过keil加载程序、仿真运行,能更清晰地认识到实验原理。修改已验证过的电路和程序,观察并分析产生的结果,可以激发学生的学习兴趣,便于发挥创造性和求知精神。 3.2开放式实验教学,因材施教。 综合性、设计性实验涉及面广、难度大,仅仅只靠课堂的4学时是不够的,因此需要采用开放式实验教学做为实验环节的补充和拓展,使实验开展的时间不再局限于实验教学的课堂时间。第一阶段:理论教学时布置实验的预习内容,学生课外通过查阅资料、网络资源等方式自主学习,设计出相关电路图,做好充足的准备;第二阶段:实验开始前提出实验要求、拟达到的实验目标,实验过程中通过问答、分组讨论等环节,加深理解;第三阶段:实验结束时进行拓展训练,修改已验证的电路和程序,观察并分析实验结果,将所学知识加以巩固。大部分学生能够完成前两个阶段,优秀的学生能完成第三阶段。对少数落后的学生进行单独辅导,经常表扬和鼓励,调动他们的学习积极性。 4考核方式 增大实验成绩在总成绩中的比例,将实验考核进一步细化,根据方案或实验结果的验收、总结报告等综合评定方法进行考评,最后上机实验成绩为一学期上机实验成绩的平均分。 5实施结果 改革实施2年来,学生的考试成绩有了显著提升,以《计算机组成原理》为例,对2011、2012级学生的实验教学进行改革,改革前后平均分对比如图1所示。很多学生表示不再对计算机硬件漠不关心,理论知识也不再晦涩难懂,感觉自己真正学习到了计算机的专业知识“,对以后的学习很有帮助”等。实验教学模式的改革,使学生养成了自主学习、独立思考的好习惯。 6结论 经过2年的实验教学改革,引入仿真软件、联系教师科研,形成了一套计算机硬件类实验教学方法,提高了学生自主学习的意识,培养了学生解决实际问题的能力,教学质量得到了较大的提高。 作者:苏静 刘明 朱晓静 蔡娜 单位:琼州学院计算机工程学院 计算机硬件论文:计算机硬件常用维修方法及技巧 摘要:计算机在使用过程中由于人为操作不当或者使用年限等原因,出现故障是不可避免的,想要快速准确的排除故障,计算机维修人员既要具备扎实的基础理论外,还需要掌握一定的维修方法和排查技巧。本文以计算机硬件的常见故障分类及原因入手,介绍了常见的维修方法和技巧。 关键词:计算机硬件;维修方法;维修技巧 在当代社会计算机的应用非常广泛,计算机硬件是电脑的核心,出现故障的原因较多,硬件维修过程麻烦耗费时间较长。在进行计算机的维护和维修工作中,了解计算机硬件的工作原理,掌握有效的维修方法和技巧对于维修人员是非常有帮助的。 1计算机硬件故障分类和原因 (1)故障分类:按照硬件故障时间分类则为先期故障、中期故障、后期故障三种。在设备存放期、设备开箱以及用户保修期前后出现的故障为前期故障,造成这类问题的原因是计算机设计不合理、计算机组装工艺差和运输受震导致;中期故障一般是计算机工作2-3年以后,由于计算机一个或者多个元器件质量问题导致,更换有问题的元器件就可以解决;后期故障是指使用多年以后,硬件设备的可调电位器、电阻电容这类器件因为长期使用发生老化或失效。对于已经找到的故障元器件,使用新器件更换即可。除了器件老化之外还有硬件的连接导线因为长期使用出现氧化、连接点漂移;电阻元件的变质等问题,这类问题也需要重点检查,需要维修人员具有足够经验和耐心来排除(2)故障原因分析:造成计算机硬件故障主要是人为原因、外部原因、内部原因这三点。人为原因就是在运输过程中出现的磕碰或者自己拆卸电脑、改装电脑造成的;外部原因是指在用户使用期间外部环境对计算机造成的影响,例如电网电压不正常造成电源和电路元件的损坏或者尘埃等原因造成硬件老化;内部原因就是元器件的性能不良造成的,元器件虚焊、开关触点氧化、印刷板漏电、锡连由于生产方面造成的故障,机械部件和器件使用寿命到期也都是内部原因。 2常用维修方法概述 (1)观察法:常规观察法是指维修人员打开设备后盖,直接查看计算机设备原件是否存在损坏、脱焊、烧坏等情况。随后将设备连电观察硬件是否存在异味、异常声响。通过常规观察法可以判断出下列问题:断线、短路、漏电、设备过热、接触不良等问题。故障观察法是指在维修人员掌握电路结构和特点的前提下,通过对主要电路故障进行检查,会加快故障位置和故障点的判断。例如显示器屡烧行输出管,一般就是过压、过流或行输出管质量差造成的。根据分析原因在结合测量故障不难被排除。熟练的运用故障现象观察法对主要电路进行检查,往往能快速的定位故障原因。(2)电路检测法:检查硬件设备电源电路负载电流可以使用电流法。在电流符合硬件设备的要求时,设备晶体管和芯片工作就正常。如果电流过大说明相关的电路出现故障,使用电流法测量常用的方法是切断电流回路串入电流表。电压法用来检查硬件设备电路主要端点和元器件的电压,再与正常数值进行比对,检验设备是否存在故障的方法。在实际判断过程中常用的两种方法是静态和动态两种电压进行综合分析。(3)替换法:替换法就是采用新的元器件对于检测中怀疑出现问题的元器件进行更换,如果在替换后故障消失就证明判断正确,如果替换后故障仍然出现,再进一步的检查和分析。对于硬件检修过程中无法判断的疑难问题采用替换法往往会有奇效。(4)拆除法:在电脑的硬件设备中,有的元器件设计目的是起到辅助作用。当这部分元器件出现故障后,有可能会对电路产生影响或者瘫痪,对于这种元器件在找不到替换原件的情况下,可以进行拆除。这种应急式的维修方式也经常使用。 3硬件故障维修技巧 计算机硬件设备故障种类多,每种故障伴随的现象也多种多样。是否掌握硬件故障的判断技巧是维修人员能否快速及时维修计算机的重点,所谓的技巧就是经过大量的工作积累经验,维修人员根据设备故障的表象,可以快速的在思维中形成排查故障和检查方法与次序。(1)先清洁后检查:硬件设备的不少原因是外部原因造成的,例如计算机工作环境差,计算机内积累了大量的尘埃可能会影响设备的散热等问题,在检测开始后要把机箱内清理干净,排除由于机箱内沉积的灰尘引起的故障,再进行其他检测工作。(2)先机外后机内:每一种硬件设备的故障,都会伴随着外部表象,在进行计算机检测时需要先从外开始,例如在检修设备时,首先应该排查开关和按键的位置是否正常、连接线、插头、插座是否异常。在确定正常后再分析可能出现的故障电路。然后再开机对出现故障的电路进行检测,从而大大提高工作效率。(3)先电源后负载:在进行维修时,首先要检测计算机的电源设备,确认供电正常后再进行其他功能的检查。(4)先静态再动态:静态是指计算机不通电的状态下检查设备,首先在断电的情况下进行检查;动态是计算机通电的工作状态。进行硬件维修必须要进行静态的检测后才可以进行动态检测,否者可能会加重计算机的故障。(5)先易后难:在维修中,首先要考虑优先检测和排查简单带有共性的故障,如果没有检测出来再考虑复杂的故障。实践证明,由于简单原因出现的故障占多数,而同时有多个原因造成的故障相对较少,在检查带有共性的故障时也可以由点及面,排除一个故障的同时也可能排除其他故障。 作者:吴新奥 单位:寿光现代中学 计算机硬件论文:计算机硬件设计安全问题与策略 摘要:随着时代的发展,信息逐步走进每个人的生活,与人们的生产与生活息息相关,在信息时代下计算机也在迅猛发展,但是随之暴露出来的问题也是不容忽视的,重点引起人们关注的问题就是计算机硬件设计安全问题,因为这关系到人们信息的安全。基于此,就重点针对这一问题进行分析研究,并根据现有问题状况提出几项策略。 关键词:计算机硬件;信息安全;创新技术 在现阶段中,世界已成功步入信息时代、科技时代,我国也不甘落后,我国有关计算机的科技技术也在迅猛发展,然而随着发展速度的加快计算机硬件的问题逐渐显现出来,相较于计算机的发展来说较为落后,尤其引起人们关注的就是计算机硬件设计安全问题,这是一个很严肃的问题,这个问题会对计算机系统、人们的信息数据造成或大或小的影响,所以,解决计算机硬件设计安全问题势在必行。 1计算机硬件安全的概述 在使用计算机的过程中,外部环境对计算机有很大的影响,所以对计算机运行时外部环境的要求很苛刻,要求计算机外部环境清洁度较高,计算机温度不能过高要适中,计算机四周电压要保持稳定,做到这些并保证外部环境良好就能够尽可能确保计算机硬件正常运行、不出故障。保证计算机硬件安全还有一个很重要的技术,这个技术叫做加固技术,计算机在设计生产中使用加固技术加固后能够防震、防腐蚀以及防水,这样的计算机能够一整天在野外工作,所以加固技术是一个很重要的技术。计算机的硬件除了自身有问题会影响自身安全外也会有其他多方面因素对计算机系统造成安全影响。例如,计算机的中央处理器内部都会存在一系列集成保密的指令代码,虽然说这些指令代码是保密的,但是到底是否是绝对保密、安全的并不能得知。据悉,我国的中央处理器或许存在着病毒指令代码或者陷阱指令代码,外国能够通过无线代码激活中央处理器内部的各种指令,使得计算机内所有的信息、资料泄露,同时也可能会使计算机崩溃,并且这一崩溃将是毁灭性的,一旦这一消息是真实的,那么我国的计算机系统将随时可能会被攻击,导致硬件泄密、信息泄露,甚至更严重的是硬件泄密还会很大程度上影响电源安全,从而导致产生电源泄密的情况。电源泄密是什么呢?电源泄密是计算机所发出的电磁信号顺着市电电线被传导出去后被人为使用特殊的手段和工具把这一电磁信号拦截下来并加以还原。其实,计算机就像是人的身体,有很多零部件,计算机中的零部件每一个皆是能够控制的,所以又出现了一个专业名词就是可编程控制芯片,一旦这一可编程控制芯片的程序被准确破解,那么就能够控制计算机,所以现在要做的就是保证芯片是不能够被控制的,因此,要做好计算机硬件安全防护工作,保证计算机硬件安全,保证计算机硬件的设计安全。综上所述,可以看出,计算机硬件的最主要也是最重要的安全问题就是信息安全问题,信息安全重点工作就是保密、集成、实用,想要保证信息是安全的,就需要工作人员教授计算机购买用户操作计算机的方式方法,从而确保计算机硬件安全以及整个系统信息的保密安全。计算机硬件一直在发展中,它的发展过程比较漫长,通过它的发展过程能够知道一点,那就是计算机硬件安全是什么,它指的就是一个安全系统,这个安全系统是由以下三点结合在一起产生的,这三点分别是集芯片设计、电路设计以及工程设计。 2计算机硬件的设计安全发展现状 计算机系统中有各种各样的元件,这些构件组合起来构成了物理部件,也就是所谓的计算机硬件。根据分析调查得出,现阶段,计算机硬件发生的安全问题基本上可以分为三种,相应的,产生问题的原因也大概能分为三种,包括输入设备、储存介质、输出设备。首先,就输入设备来说,以它为源头产生的计算机硬件安全问题大致有两种,一种是所输入的信息资料、数据资料存在问题引发安全威胁,一般情况下发生这种情况是因为输入的信息存在木马病毒,从而导致计算机系统信息数据安全受到一定程度的威胁。另一种是在输入过程中没有依法进行运作而造成安全问题爆发,一般情况下发生这种情况都会导致计算机内部信息数据被破坏与泄露,后果严重。其次,就储存介质来说,以它为源头产生的安全问题主要是计算机系统内部的储存介质没有给信息资料、数据资料提供安全保障,安全保护层没有搭建起来就会导致信息数据在面临被破坏以及非法拷贝时毫无抵挡之力。最后,就输出设备来说,以它为源头产生的计算机硬件安全问题主要是输出设备自身具备的记忆性能会导致信息数据输出时的操作动作留下痕迹被复制下来,这在一定程度上使得信息数据处于危险状态下。 3计算机硬件的设计安全分析 在信息时代迅猛发展的潮流下,计算机硬件设计安全问题逐步显现出来,相应解决这些安全问题的方案也逐渐被提出来,其中有一些新兴安全方案设计精妙,实用性高,并且成本不高、功耗不高,这类新兴安全方案的主要代表有设计多样性以及独特数字签名等。除此之外,在新兴安全方案出现的同时还有一大批新兴技术产生,如纳米技术、光纤技术、射频互联技术以及等离子技术等,新兴技术的出现使得新兴安全方案发挥出更大的作用,但是任何事物都有两面性,内在变异有好的一面也有坏的一面,它能够使得检测恶意攻击行为的复杂程度大大提升[1]。现阶段已普及使用的硬件系统主要有新的安全原语设置、硬件木马检测、新型综合技术、物理不可复制技术、硬件安全协议等。 3.1硬件木马 根据上述可知硬件木马检测已被普遍应用于计算机,硬件木马与病毒相似,都会对计算机硬件、计算机系统安全造成威胁,是一种较为恶意的程序,这一恶意程序主要针对的是计算机原始芯片,它会恶意改变原始芯片。尽管在现阶段看来仅有少部分硬件木马被发现,但是由于硬件木马对计算机硬件、计算机系统安全影响程度很大,所以现阶段大部分有关研究人员都积极对硬件木马进行研究。研究人员在研究过程中选用的研究模型有很多种,所以每个研究人员研究的难易程度不同,普遍情况下,那些过于标准规范的结构以及性能检测无法有效检测木马攻击。如果将工程变异忽略不计,那么检测木马的工作实际上就是针对一截输入序列的有关功耗进行测量,主要测量的功耗有两个方面,一方面是开关功耗,另一方面是泄漏功耗,然后将测量结果与研究所用的模拟模型进行对比。但是,之前忽略不计的工程变异对于硬件木马的检测工作来说,使得检测工作的困难程度以及复杂程度大幅度加大。若在不是关键的路径上安放木马,或者让已有的门电路和硬件木马连接在一起并且将其隐藏起来,会使得硬件木马检测工作难度、复杂度加大,这时对硬件结构或者对旁道进行的检测都无法达到预期效果。在近期又有新的检测方法被提出,它们能够避免前面提到的传统检测方法的弊端进行木马检测,如热调节技术。硬件木马检测方法仍在不断被提出,这对计算机硬件设计安全具有很大的意义。 3.2物理不可复制技术 计算机硬件设计安全发展至今普遍被研究的还有一个课题就是物理不可复制技术,物理不可复制技术是一个新兴的比较新的概念,物理不可复制技术前景广阔,它能够提供一组特殊的映射,该映射与芯片的制造工艺间存在依存关系,这种映射的方向是从输入开始到输出结束。其实物理不可复制技术采用数学或者是统计的方式实现逆向工程是很难的,这正是由于物理不可复制技术中存在的依存关系,除此之外,芯片的映射还存在不可预测的问题,这也使得实现逆向工程变得更加困难。现阶段,随着对计算机硬件设计安全问题以及物理不可复制技术的研究深入,越来越多的物理不可复制技术被研究人员提出,并加以试验,最终成功实现,然而,在很多现在被提出的物理不可复制技术方案里,仍旧存在输入到输出的映射数量有限、芯片结构存在线性或者偏低非线性特性等问题,这些问题使得物理不可复制技术的安全水平大幅度降低[2]。通常情况下我们所知道的物理不可复制技术的结构都或多或少存在一部分弊端,例如输入到输出数据库的指数级不稳定时常变化。物理不可复制技术中有一种是公开物理不可复制技术,它是一种能够轻易被反向工程的特殊物理不可复制技术,能够制造出一种刚刚兴起的加密系统,这种系统被叫做非对称加密系统。这种非对称加密系统里,相应的加密和解密密钥是不一样的。非对称加密技术中,加密密钥和解密密钥不相同。在很多种状态下,需要像物理不可复制技术或者公开物理不可复制技术以某种方式集成到设备电路的安全原语,有很多方式能够实现集成。 4计算机硬件设计安全的策略 4.1做好内置安全确认工作 想要很好保证计算机硬件设计安全,第一个需要做的事情就是做好内置安全确认工作,内置安全确认工作重点是在测试和制造计算机芯片时使用物理不可复制技术和外延平面集成电路技术以电路设计形式来保护硬件网络之间互联的协议也就是IP。那么怎样来进行内置安全确认工作呢?计算机硬件内置安全确认工作、保护工作的程序大概是下面的几步,首先,使用物理不可复制技术将最初设计好的集成电路在集成电路制造工厂中进行制造,在制造后能够获得一种发生变异的公开物理不可复制技术序列,再通过电子设计自动化工具进行编译工作,从而能够得到新的产物也就是物理版图,把前面已获得的公开物理不可复制技术序列和已经过加密处理的集成电路信息进行合成然后得到校验密钥,接下来就在刚刚得到的集成电路的物理版图中挑选关键区域,把校验密钥进行加密处理后得到验证模块,随后把验证模块加在最初设计好的已形成保护层的集成电路的物理版图上,最后将其应用到集成电路产品的生产制造中[3],从而就完成了内置安全保护工作。有关工作者通过对内置安全保护工作的了解和认识能够更好进行内置安全确认工作,从而更好保障了计算机硬件设计安全。 4.2检测外置辅助安全 想要更好改善现存的计算机硬件设计安全问题还需要采取的策略就是做好外置辅助安全检测工作。现阶段,大多数都会使用可靠性R、可用性A、可维修性S3个指标也就是RAS技术来进行对外置辅助安全的检测工作,与此同时,外置辅助安全检测工作还要依赖可以信任的密钥关机部门制造公开密钥以及私用密钥,其中公开密钥一般是被把信息数据进行加密然后保存在电路里面,而私用密钥一般被安置在用于检测外置辅助安全的密钥储存器内。 4.3研发时注重安全设计 计算机硬件设计安全问题是多方面存在的,所以在进行计算机安全设计的整个过程里不仅仅需要加强对技术领域的监管检测,还需要关注多方面,避免因为设计方案、设计想法、设计工作者以及实施工作时的重点这些因素产生计算机硬件设计安全问题。除此之外,现阶段存在的一个问题是计算机硬件的设计研发工作者不够了解计算机硬件,认识计算机硬件的程度不深,所以还需要提高他们对计算机硬件的了解与认识,与此同时,还需要更加注重计算机硬件的设计安全功能[4]。总之,在设计研发中要注意内置以及外置,搞好设计安全,制定计算机硬件设计安全检测制度以及相关检测程序,除此之外,还要注意评估输入设备、储存介质与输出设备,以便发现问题、解决问题。 4.4注重创新技术 计算机硬件设计安全问题的出现追根究底还是由于相关技术水平还有待提高,在目前来看无法适应时代的进步,所以,想要解决计算机硬件设计安全问题重点需要注意创新技术,进一步完善计算机硬件的安全设计技术。 5结语 综上所述,计算机硬件设计安全问题需要引起设计人员、研究人员、使用人士的广泛注意,不可以忽略问题、轻视问题,要敢于面对问题并采取正确的方式,研究更为有效的技术来解决问题,保证计算机硬件设计安全,保护计算机系统内部的信息数据。 作者:唐淑珍 单位:天津市静海区医院 计算机硬件论文:计算机硬件技术的构成与作用 摘要:随着人类社会的快速发展,计算机网络时代是不可逆转的趋势,在应用计算机过程中,能够给人们提供诸多便利。计算机是以软件和硬件技术为依托的,通过对相关技术的了解,有助于促进我国计算机技术的发展。但是,在计算机技术更新换代速度极快的今天,对硬件技术的完善有更高的要求。本文主要从计算机硬件的构成、作用及其相关技术视角出发,做进一步的思考。 关键词:计算机;硬件技术;思考 前言 硬件是计算机的重要组成部分,而硬件技术的发展决定着计算机系统的技术水准与完善水平,对国内计算机网络行业发展产生重要影响。在计算机的硬件组成看,运算器、控制器、存储器、输入和输出设备是主要构件,在计算机运行过程中,发挥其独特的作用。通过对计算机硬件技术的发展与完善,其技术水平得到明显的提高。在学习计算机硬件技术知识内容后,我能够对该技术有着进一步的了解和认识,并进行深入的思考。 1计算机硬件的构成及作用 软件设施、硬件设施是构成计算机的重要部分,以硬件为例,其构成也相对较为复杂,对计算机的有效运行发挥着重要作用。首先,运算器,能够对计算机数据信息进行加工与处理,借助控制器,可以与存储器之间相互转换数据信息。这是CPU的重要部件,对数据计算发挥着重要影响,也是决定计算机运行效率的关键。其次,控制器,相当于计算机系统的控制指挥中心,与运算器共同组成中央处理器,可分析系列指令,并根据指令而发出控制命令信号,促进计算机各部件的协调工作。可见,控制器如同人体的大脑或中枢神经系统,对计算机的正常运行发挥重要作用。再次,存储器,相当于记忆装置,能够对用户的保存信息读取。通常,存储器是由主存、辅存两部分组成,计算机运行的程序和数据信息内容大多在主存储器中存储。最后,输入和输出设备,是实现计算机与人交互的重要部件[1]。 2计算机硬件技术分析 2.1开发技术:当前,开发技术主要表现在嵌入式硬件平台开发方面。该平台为嵌入式微芯片提供工作场所,借助处理器和系统外围设备,使其能够正常运作。对于嵌入式的计算机硬件,由嵌入式处理器、控制器、数字信号处理器等组成,可将计算机硬件的工作效率提升层次。其中嵌入式控制器发挥重要作用,其在单片机的内部芯片中具有诸多功能,如集成总线、脉宽调制输出等,不仅能够降低控制器的成本,而且其体积下,有利于计算机朝着为控制的方向发展。在计算机开发技术水平提高中,相关技术人员应加强对数字信号处理器的开发力度,缩小其体积,同时也加强其工作能力,达到提升计算机硬件整体性能的目的[2]。 2.2加速技术:近年来,计算机硬件加速技术得到广泛的应用,能够提高计算机的处理速度。加速技术主要有:Huffman算法、XML、像素光照计算、CUDA等硬件加速技术,利用硬件模块代替软件算法,能够发挥影响速度快的优势,对数据信息内容进行快速处理,达到提高计算机工作效率的目的。计算机硬件加速技术研究中,可借助芯片、处理器等硬件元件,用以解决CPU的诸多问题,减小CPU的压力,使其能够运行其他程序。就我国计算机的发展趋势看,硬件加速技术是计算机硬件技术未来发展的重要方向,技术人员能够在该方面有着突破性进展,有利的促进我国计算机技术的发展进程[3]。 2.3硬件存储技术:从存储技术看,是计算机得以在社会众多行业领域中有着广泛应用的重要技术支持,伴随计算机技术水平的提高,存储技术也逐渐实现突破。目前,常见的计算机硬件存储技术主要包括:首先,DAS技术,其存储设备在连接装置的作用下,可以直接连接计算机,具有操作简单、成本低廉、性能良好的优势和安全性低、扩展性差的劣势。其次,NAS技术,这是专门为网络数据的存储而开发和研究的新型服务器,具有独立的PC服务器,尽管其扩展性能良好,但数据传输速度并未达到理想标准,而且在使用过程中,单点故障相对较多,对计算机正常运行有影响。最后,SAN技术,可以形成存储网络,其扩展能力较强,而且数据信息的传输速度十分快,但应用该技术的成本相对较高,且对技术水平的要求更高。 2.4故障诊断技术:在计算机硬件运行中,可能发挥故障,相关人员应对故障加以合理的定位及检测。为能够及时开展故障诊断工作,可设置自动诊断的程序,只需要在数据生成系统、诊断控制系统的条件下,方可实现。在此过程中,相关人员构建故障模型,进行硬件数据测试,并输入精准的数据,在计算机硬件内部创造“词典”,在计算机硬件发生故障时,则启动自动诊断程序,针对相关数据而形成一份初步诊断报告,供技术人员参考。随着科学技术水平的飞跃发展,计算机体积越来越小,但其构件越趋复杂多样,增加故障诊断难度,通过发展故障诊断技术,可以提高计算机硬件故障诊断工作的效率,这对计算机技术的发展有利[4]。 2.5运行维护技术:运行维护技术是计算机硬件技术的重要组成部分,通过有效开展计算机的维护工作,能够使计算机处于正常运行的状态。就计算机硬件的元件看,主板、显卡、内存、硬盘比较容易出现故障,一旦故障产生,则影响计算机的运行,因而用户应定期检测故障,对硬件部件开展必要的检查、保养工作,可延长计算机硬件的使用寿命。例如,对于风扇部件,应定期对其进行清洁,避免灰尘积累过多而影响风扇的转速。另外,机主还应定期检查内存及做好杀毒工作,为计算机硬件设施提供有利的运行环境。 结论 现阶段,我国计算机硬件技术水平不断提高,有力的推动着计算机事业的发展进程。我学习计算机硬件技术知识的过程中,能够对计算机硬件技术有更多的理解,有助于为我以后学习计算机知识内容奠定基础。国内的计算机技术研究道路上,必将以硬件技术知识为依托,从而加大技术研发力度,为国内计算机硬件技术的可持续发展进程创造有利的条件。该技术未来发展中,开发技术、加速技术、存储技术、故障诊断技术、运行维护技术也将占据主导地位和发挥导向作用。 作者:方可 单位:湖北咸宁市鄂南高中二(8)班 计算机硬件论文:计算机硬件组装与维护技术分析 摘要:当前随着计算机网络技术的普及与发展,计算机作为日常工作和生活中使用到的重要工具在人们的生活中扮演着重要的角色,一旦计算机的硬件或是软件系统出现问题,将不可避免地给人们带来一定的损失。因此,掌握一定的计算机软件、硬件组装和维护技术,提升计算机保养技能对于普通用户来说是非常重要的。笔者基于现实的角度详细介绍了计算机硬件和软件的组装技术,并对一些常见的软、硬件维护和保养问题进行了相关探讨,希望能为计算机用户提供一定的帮助。 关键词:计算机硬件;维护;组装 1引言 计算机是人们日常生活中接收和处理信息中应用到的常用工具,且计算机在推动人类第三次工业革命的过程中扮演着不可或缺的重要角色,目前随着个人笔记本和微型计算机的普及,计算机几乎成了人类生产和生活中的必需品。计算机主要由硬件系统和软件系统两部分组成,在使用的过程中难免会出现一些硬件问题或是系统问题,因此,掌握基本的计算机组装和维护技术,不但可以最大限度保护数据安全、延长计算机的使用年限,还可以节省下一大笔维护资金。本文以此为基本出发点详细论述了计算机硬件组装技术,并针对计算机系统常见的几种故障问题提出了自己的看法。 2计算机硬件系统组装技术概述 计算机系统是网络信息技术支撑下的技术设备,其硬件系统是支持计算运行的核心。计算机硬件系统是一个由机箱、电源、CPU、硬盘、显卡、基本电路板、散热装置、输入装置和输出装置等组合在一起的复杂系统,主要根据电子及电子元件工作原理、计算机系统的工作步骤以及系统操作规程将这些硬件系统有机组合在一个空间内,保证各个物理硬件装置之间协同工作,从而达到获取、处理、输入及输出信息的功能。计算机硬件系统的组装是其他维护技术的前提和保障,只有了解了计算机硬件系统的基本组装技术才能在计算机硬件系统的维护过程中做到游刃有余,从而保证计算机系统的正常运行。 3计算机硬件系统组装的具体步骤 计算机硬件系统的组装对于初学者来说是一个颇为复杂的工程,其涉及诸多物理设备的安装和调试,并需要严格遵循一定的操作规程进行组装,在本章节中将计算机硬件系统的组装过程分为以下三个过程。首先是主机箱的安装。首先打开主机箱,利用改锥和螺丝将计算机主板固定在机箱上,根据螺丝孔的大小和深浅准备相应型号和数量的螺丝。同时安装过程中要确保螺丝的固定质量,防止出现松动的情况。固定好计算机主板后下一步是要安装电源系统,通常情况下机箱内的电源插口位于机箱左上方,固定好四颗螺丝,同时保证电源的排风扇是朝机箱外面的目的是保证散热质量。接下来就是安装CPU,CPU作为计算机系统中的核心部件往往做工非常精细,针脚部位非常脆弱,在外部应力作用下极易损坏。因此,在安装过程中一定要格外注意,小心翼翼地将CPU与主板上的插口对应,并注意在固定螺丝的过程中一定不能加大力度,保证CPU在主板上不会松动即可。同时CPU作为主要的工作中心发热量较大,必须在CPU上安装散热风扇,同时建议在CPU和排风扇之间涂抹散热硅胶,然后再固定风扇上的螺丝或是挂钩。最后环节是要连接风扇的电源接口与主板上相应的接口,在保证衔接质量的同时避免连接线路对其他设备的安装造成影响。其次是内存的安装。计算机系统中的内存分为运行内存和存储内存两个板块。其中运行内存为条状的集成电路板,需要将其插入计算机主板上相应的插槽内,目前市面上主要有2G、4G、8G和16G几种容量的内存条,用户可以根据自身的需要选择合适容量的运行内存进行组装。同时为了保证内存的安装质量在插槽设计期间在两边设计了挂钩,起到稳定内存条的目的。安装过程中将内存条与插槽的边缘对齐,调整好方位后用两个手指按住内存条的两侧将其同步安插在插槽内,两侧同时听见“咔哒”的声响同时挂钩卡住内存条的两侧边缘时即为安装成功。通常情况下主板上设置有四个内存条卡槽,有的机型则为两个,实际应用时可以根据个人需求或是实际情况安装多条内存条,计算机的总运行内存为单个内存条容量之和。在这里需要强调的是当出现四个内存条卡槽时不可以安装三条内存条,且当安装两条内存条时需要采取间隔一个卡槽位置安装的形式,这是由运行内存的设计原理所决定的。存储内存俗称硬盘,是驱动计算机运行的重要设备,安装时需要将其固定在机箱的前端,用螺丝将其固定好之后将引线安插在主板上指定的位置,电源线连接在主机电源上,确保计算机可以更好读取硬盘数据。最后是计算机显卡以及控制线的安装。显卡又被称为显示适配器,是电脑进行数模信号转换的主要设备,也是计算机硬件系统中的重要组成元素之一。通常在计算机主板上预留有显卡安装插槽,安装时将显卡对准插槽的接口往下小心按压,然后用螺丝将其固定在主板上。另外,一些机型的主板集成显卡、声卡和网卡,即在制作主板的过程中已将这些硬件设备安装在了主板上,因此不需要手动安装,实践过程中需要注意这些问题。然后是控制线的安装,由于大部分的机箱控制按钮如电源键、重启键以及显示灯等都分布在机箱上的显著位置,因此,首先要确定主板上的对应接口,并注意正负极,选用合适的控制线将这些按钮和显示灯与主板上对应的插口连接起来,同时尽可能注意线路的布局,避免内部线路混乱,从而为后期使用过程中维护和更换硬件降低难度。在机箱内部部件安装完成后,安装好机箱盖,连接好机箱外部的其他设备,如键盘、鼠标、显示器、音响、光驱等,接通电源并开机,观察主要的显示灯和屏幕显示情况,确定可以正常启动后再安装操作系统。 4计算机硬件系统的日常维护技术分析 4.1硬盘的维护 计算机硬盘是硬件系统中的重要组成部分,同时也是用户数据最主要的存储设备,硬盘一旦出现问题将给用户带来不可估量的损失。因此,首先要保证硬盘的工作环境必须干净、清洁,污染物附着在主轴电机内部以及电路板的表面上,会影响主板的散热效果,甚至造成电路板短路等重大问题。同时要保证外部温度维持在合理的范围内,以23摄氏度左右为宜。其次,要注意硬盘的防震工作,硬盘是精密的电路元件系统,在外力震荡作用下易造成磁头和盘面的碰撞,进而造成存储设备的损坏。最后,在硬盘的日常使用过程中要注意采取一些必要的维护手段,包括及时清理硬盘内的垃圾,定期对硬盘进行病毒及恶意软件检测,以及存放系统文件的分区内尽量少放其他文件,等等。 4.2CPU的维护 CPU是计算机系统内主要的信息交互和数据处理设备,运行时间过长和过短都会对CPU系统带来致命的破坏作用,若CPU出现故障,将很有可能导致正在运行中软件损坏和处理数据丢失,因此,在合理控制计算机工作时间的同时,要定期检查散热器的工作状态,并做好散热器的除尘清洁工作,保证散热器的正常运行。同时在工作中要尽量避免强制关机,在CPU出现故障时要首先检查散热器的工作状态,然后在断电的状态下更换CPU。另外,一定要避免CPU长时间高温作业,确保外部环境的干净和凉爽,减轻散热器的工作压力。 4.3内存的维护 内存条是计算机硬件系统中的重要设备,同时也是较易发生故障的设备,如果在使用过程中发现计算机显示屏无法正常显示,或是出现错误提示,且机箱内伴随异响,可以初步判断为内存故障。这时断电打开主机机箱,首先查看内存条与主板卡槽的接触是否良好,然后采用拔插检测法检测内存的故障(注意不可一次性全部插拔,只移动部分内存条即可),然后接通电源重新启动观察计算机是否可以正常运转。如果插拔法无效,则需要更换内存,如果更换新的内存条后计算机还是不能正常启动,则初步判断为卡槽故障或是计算机主板故障,需要交由专业的维修人员进行进一步的故障检测。 5结语 总之,计算机是人们生活与工作中非常重要的设备,逐渐成为人们的生活必需品,熟练掌握计算机硬件组装以及维护方法是保证计算机运行的重要措施,根据对计算机硬件的详细了解,更好维护计算机。 作者:张宏 单位:呼伦贝尔职业技术学院 计算机硬件论文:计算机硬件维护原则及方法 摘要:在计算机各个组成部分中,计算机硬件是其核心部分,如果硬件遭受损害,会对计算机的使用性能带来严重的影响,而如果计算机硬件出现严重的故障,甚至可能导致其他部件不能正常运行,最终致使系统瘫痪。因此,全面的、有效的、合理的以及科学的保养和维护方法,可以提高计算机的使用效率,延长其使用寿命。笔者主要针对计算机硬件维护原则与方法进行分析和阐述,希望给我国计算机用户提供参考和借鉴。 关键词:计算机;硬件维护原则;维护方法 信息时代下,随着我国科学技术的蓬勃发展,计算机已在各个领域、各个行业中获得广泛而深入的应用,其已成为人们日常工作、学习以及休闲的重要工具,尤其是在最近几年,计算机更是走进了千万家庭中,在我国实现了大规模的普及。而随着计算机的全面普及,其日常保养和维护越发重要,但是由于多数用户缺乏专业的养护知识,导致硬件设备受到损害,严重影响其使用寿命。由于计算机硬件比较容易出现问题,而问题也相对复杂,因此,对计算机硬件进行正确的维护和保养,是计算机用户需要掌握的重要技能。 1计算机硬件维护的主要原则 1.1以预防为主 人们对计算机硬件维护的理解,通常是维修硬件,但是实际上,维护与维修是两个不同的概念,维护是预防与维修的充分结合,并且更加重视预防。因此,用户要在平时的计算机使用中,养成良好以及正确的习惯,进而正确使用计算机,延长其使用年限,保证计算机性能稳定,满足用户的工作以及学习需求。计算机如同人体,当硬件出现问题后,不能着急而胡乱处理,如果在平时不注重硬件保养,在出现问题后又随意处理,可能会引发更大的问题。因此,用户一定要注重平时的预防工作。首先,一些用户认为开机比较简单,但简单的开关机中却蕴含了大学问。正确的开机做法是:在打开电源后,过一段时间再启动计算机,因为我国家庭用电电压为220V,但是计算机电压为110V,如果在接通电源后立即启动计算机,由于电压瞬间增大,会对其硬件性能带来负面影响。其次,在关闭计算机的过程中,用户也要注意使用计算机系统关机,不可以为了省事,在非特殊情况下按动主机按钮,进而确保其使用寿命和运行良好。最后,在关闭计算机后,需要拔下电源插头,这样不仅省电,同时也消除了火灾隐患。 1.2具备计算机维护常识 首先,用户在使用计算机过程中,相关硬件会发出一定热量,特别是在炎热的夏季,机箱会快速升温,而如果温度较高,不仅会影响计算的运行速度,同时也可能为硬件带来伤害,因此,为了保证有效散热,用户需要将计算机安放于通风和阴凉的地方;其次,在下雨打雷等恶劣天气下,用户尽量不要使用计算机,防止计算机遭遇雷击,进而为硬件带来伤害;最后,用户不要频繁关闭和启动计算机,如果长时间不使用,要通过正常的关机程序将其关掉,同时,为了保证计算机的运行效率,要选择正版软件,盗版软件也会为计算机硬件带来一定的伤害。 1.3保证卫生环境良好 通常情况下,计算机最佳工作温度为20~30℃,计算机温度过高或者过低,都会为计算机硬件带来影响,轻则导致硬件老化,缩短其使用年限,重则会导致硬件损坏,致使计算机不能正常使用。因此,用户在使用计算机的过程中,要将其放置于空气流动好以及通风效果好的地方,调节计算机温度,如果条件允许,可以为其配置专用空调。同时,用户需要注意,不能将计算机放置于阳光直射下,由于温度较高,会导致计算机运行温度不断升高,而阳光直射也会为屏幕带来一定的损害。计算机运行环境的湿度要合理,如果环境十分潮湿,可能会导致电路板元件引线和触点腐蚀生锈,出现短路以及断路的情况;如果环境十分干燥,其产生的静电会导致计算机出现开机错误,造成硬件损坏。因此,在冬季或者秋季,天气寒冷干燥,用户一定要注意控制环境湿度,根据气候调解环境。在阴雨季节,要保证计算机每周工作两个小时,避免由于环境潮湿而导致元件受潮。用户在检测故障的过程中,要使用毛刷细致清理计算机机箱,排除由于粉尘而引发的故障。 2计算机硬件维护的主要方法 2.1合理分配计算机资源 用户在启动计算机的过程中,系统会自动为计算机分配动态内存和资源,为了保证其工作正常,分配的动态内存都是唯一地址。对于即时性设备,系统分配的资源都能够保证计算机正常运行,对于非即时性设备,系统分配的资源不能完全保证计算机正常运行,因此,需要用户进行手动分配,保证计算机正常使用。具体分配步骤如下:右键点击“我的计算机”选择“系统属性”选择“硬件”选择“设备管理器”选择“属性”选择“资源”选择“设置基于”选择“更改设置”选择“确定”。在完成上述步骤后,计算机配置就已生效。 2.2应用系统还原功能 如果计算机系统出现问题后,用户需要对其进行重新设置,系统还原功能可以满足用户的实际需求。系统还原功能保存系统最好的状态,如果用户在使用中系统出现了问题,可以使用系统还原功能,将计算机恢复到最好的状态。系统还原功能十分实用,如果计算机硬件出现任何问题,都可以利用系统还原功能将其恢复到最好的状态,并且不会丢失以前的数据,在系统还原后,计算机的运行速度会得到较大提升。 2.3科学保护主机 显示器和主机是计算机的两个关键组成部分,而主机对于计算机,如同大脑对于人体,主机中的CPU相当于大脑,声卡相当于听觉系统,显卡相当于视觉系统,主板相当于神经系统,每个硬件都有属于自己的功能和职能,因此,对每个硬件的维护都是至关重要的。首先,用户在使用计算机的过程中,不能频繁开关机,通常情况下,每次开关机都需要间隔六十秒以上,在进行关机操作时,要注重关机顺序,在软件全部关闭后,进行关闭操作,防止出现软件损坏以及数据丢失的情况;其次,如果用户并非专业人士,不能随意打开主机箱,尤其要注意不能在开机状态下触碰电路板,防止出现电路烧坏以及人体触电的情况;最后,计算机如果处于开机状态下,不能随意搬动机箱,更不能将主机与液体容器放在一起。 2.4正确维护硬盘 硬盘是储存数据的重要硬件,因此,用户要重视正确维护硬盘。首先,用户不能频繁进行开关机操作,频繁操作会导致硬盘处于频繁启动的状态下,增加了其出现故障的概率;其次,硬盘要尽量远离磁场,否则可能导致其出现数据丢失的情况;再次,硬盘处于工作状态下,其指示灯会不断闪烁,这证明其正在储存数据,在这个时候,用户不能进行关机操作,如果此时突然关机,可能会为硬盘带来伤害,因此,需要等到指示灯不再闪烁时关机,在特殊情况下,例如电脑死机,用户可以利用热启动键,重新启动计算机;最后,为了防止由于病毒感染而为硬盘带来破坏,用户需要安装正版的杀毒软件,并且对计算机进行定期病毒查杀,当前,主要使用的软件包括瑞星、360以及卡巴斯基等,用户还要定期检查硬盘,确保硬盘数据的安全。 2.5正确维护显示器 人们利用显示器开展工作和学习,因此,为了确保显示器的正常使用,用户需要注重以下几点:首先,显示器需要远离电话卡、银行卡、手机以及电视机等磁性物品;其次,如果用户长期不使用显示器,需要用防尘罩对其进行保护,防止灰尘落到其电子元件以及内部电路上,出现短路的情况;再次,显示器不宜过亮,如果过量会导致荧光粉和显像管老化,缩短其使用年限;最后,分辨率不能超出额定范围,设置保护程序可以有效防止其出现老化的情况。 2.6正确维护键盘与鼠标 键盘是人们经常使用的计算机部件,用户在使用过程中,需要用力适中,如果用力过大会为其带来伤害,降低键盘弹性,键盘要保证整洁干净,液体不能落到键盘上,在不使用键盘时,需要使用保护罩对其进行保护,并且定期清理键盘。当前,鼠标基本为光电式,在使用过程中,要防止灰尘进入鼠标中,保证鼠标垫的平整和清洁。 3结语 新时期下,随着计算机技术的发展,计算机已成为人们工作和生活的关键工具,因此,用户需要注重维护和保养其硬件,延长计算机硬件的使用寿命。 作者:赵金库 单位:四川旅游学院 计算机硬件论文:EDA技术在计算机硬件设计的实践 【摘要】科学技术的发展离不开计算机硬件的发展,EDA技术的发展为计算机硬件的设计提供了全新的解决思路,以一种高效、快速、便于调试的方式,提升了计算机硬件的发展水平。本文简单介绍了EDA技术,并以UART的设计和实现为例,阐述了EDA技术在计算机硬件设计方面的应用。 【关键词】计算机硬件设计;EDA技术;实践分析 前言 电子设计从手工设计逐步走向了自动化设计,它的发展以EDA技术的发展为主要标志。EDA技术以计算机为操作工具,融合了最新的应用电子技术、计算机技术和智能化技术的成果,并且将设计人员从繁重且重复的劳动中解脱出来,使得电子产品的设计效率提升了。 1EDA技术概述 1.1EDA技术的基本内容 在没有EDA技术的时代,计算机硬件的设计需要通过人工手动完成集成电路的设计、布线等工作。而随着集成线路复杂程度的增加,基于手工的设计方式已经无法满足工作需求。因而人们开始寻求一种更为高效的硬件设计方式。EDA技术的诞生,成功改变了这一情况。它以计算机为操作工具,让学生可以在软件平台上,通过软件化的设计方式来描述计算机硬件。由计算机代替人工完成逻辑编译、优化、布线、仿真等工作。整个过程是自动的,直到能够完成对既定芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作[1]。 1.2一般设计流程 它创新性的颠覆了传统电子产品的设计方式。将设计的顺序从由下至上翻转过来。这使得硬件设计者能够从更为宏观的角度去掌控产品的开发。包括设计的质量、成本、功能需求、研发周期等。在拥有比较全面的宏观分析后,从系统设计出发,进行顶层功能模块的解构和划分。并能够按照方框图系统级的次序逐级完成仿真纠错和验证。从而能够使设计问题更早的被凸显出来。当所有的仿真和验证确认无误后,再用逻辑综合优化工具的门级逻辑电路的网表来实现硬件的物理级呈现。通过该项技术的应用,将设计者的设计强度减轻,仅需要通过软件平台,就可以实现硬件的电路设计和功能仿真。整体的设计效率被大幅度提升。硬件设计流程如图1所示: 2基于EDA技术的计算机硬件设计的实践探究 本文以可编程器件开发工具MAX+PLUSⅡ为开发平台设计,它的运行速度快,界面统一,功能集中。同时该开发平台具备十分完整的可编程逻辑设计环境,能够完成从指标设计、输入、编辑综合处理、校验直至编程下载的EDA设计的全过程。设计者可以按工作流程选用工作模块。适用于多平台操作,是一种理想的开发平台。本部分就计算机的基本硬件之一通用异步收发传输器基于EDA技术的设计实现进行了简要的阐述。 2.1UART的基本介绍 通用异步收发器(UART),是计算机中不可缺少的组成部分,它是一种短距离串行传输接口。能够作为微机与下位机的通讯串口,来实现有效通讯。根据当前的计算机运行机制,需要进行数据的交换和传输。但是并行数据并不能够直接发送到调至解调器中,而必须要经过异步传输才能够解决。UART就是此过程的必要部件。它将信息有序的发送到调制解调器中,实现计算机的正常运转。 2.2硬件设计 在进行硬件设计时,考虑各项功能模块的调试工作,设置了三个按键输入来实现UART的复位、接收和发送数据功能的启动。整体硬件结构如图2所示。 2.3模块设计 (1)基本设计思路UART在工作中主要涉及两个过程,发生和接收。在设计时,考虑模块化的方式来进行设计。发生的过程即并行数据的准备阶段,UART按照既定的格式,将信号进行转换。在此过程中涉及到关键的时钟信号。需要通过波特率发生器来产生与本地系统同步的时钟信号。而接收的过程,就是在信号转换成RXD串行信号后,转换成调制解调器需要的并行数据信号。在整个进程中,由于本地时钟信号与UART的时钟信号会产生一定的延迟和误差。当这种误差产生持续性的积累时,会产生接收偏差。使得UARD的功能不能够被顺利的实现。因此,在进行设计时,需要采用一个远远高于波特率的本地时钟信号对输入信号RXD不断地采样,来保持工作过程中UARTDE接收和发生不会出现步调不一致。(2)奇偶校验位发生器模块设计奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法,以保证串行数据的准确性。在基于EDA技术进行UART奇偶校验位发生器设计需要考虑几个关键点。一是该模块能够执行奇偶校验规则,正确的选择数据。从而实现系统既定二进制数据与输入的串行数据校验位的合理比较。验证输入的正确性。二是该模块必须要满足计算机功能的持续拓展性。在计算机工作中,会产生不确定的并行校验位的增加。那么该模块应该能在后续定义的规则基础上进行校验位的添加。对已经设计完成的奇偶校验位发生器模块采用EDA的工具mod-elsim12.0进行功能的仿真,对仿真结果进行详细的分析,以确保所有期望的功能都已经实现,对于发生问题的地方及时进行修订。(3)波特率发生器模块设计此模块的主要功能就是能够根据时钟的频率和既定的波特率来计算出波特分频因子。分频因子就是分频数。对于波特率发生器的系数一般在现场可编程门阵列实现时基本上是固定的,但是当实现出现变化时,波特发生器的系数就要发生改变。在UART中采用的是专用的芯片,使得波特率的改变变得比较困难,需要加上相应的接口来实现波特率的变动。在使用硬件描述语言的parameter语句(VerilogHDL)或者Generic语句(VDHL)就可以实现UART专用芯片的波特率的改变。那么就不需要通过后续的接口添加来改变系数,也就减少了设计和调试的难度。该发生器的分频时钟与波特时钟的频率比设置为16:1.那么信号采样的准确性就会增高,使接收和发生保持在同一步调上[2]。(4)顶层模块设计UART顶层模块是硬件的综合模块。它涵盖硬件中全部接口定义。主要是为了接收和发生与其他模块的通讯和连接。若通用异步收发器的波特率为9600bit/s,分频因子则为9600*16*2。运用EDA仿真软件,在进行发送功能仿真时将能够得到相应的仿真结果。对该模块的仿真结果进行详细分析的时候可以发现,等待发送的数据在接触发生信号后,其串行信号发生了改变,由01010101001010101[3]。利用EDA技术进行UART的实际,能够实现利异步串行通信功能,同时可以利用EDA仿真工具就功能模块进行分别和整体的仿真校验,解决了计算机硬件设计问题发现晚的劣势,能够在设计的过程中及时调整设计方案。 3结束语 EDA技术是计算机硬件设计向软件化转变的重要标志,它为计算机硬件设计提供了全新的思路。这种设计方式使得计算机的硬件设计具备可视性、直观性,且可以在设计过程中进行实时的控制和调整,解决了复杂电路设计问题发现滞后的问题。 作者:景帆 单位:中煤科工集团西安研究院有限公司 计算机硬件论文:计算机硬件故障与日常维护方法 摘要:随着计算机技术发展速度越来越快,计算机给人们的生产、生活和学习带来了极大的便捷,提高了工作效率与工作质量,促进了各行各业的迅速发展与崛起。然而,计算机在使用过程中,由于计算机自身原因以及大多数用户缺乏计算机养护方面的知识,往往会出现各种故障。本研究以计算机硬件故障为例,着重分析了目前计算机常见的硬件故障点,并就此提出相关的日常维护方法,旨在为计算机用户提供一定的技术支持,以期能够对计算机硬件进行自我保护与修复。 关键词:计算机硬件;故障点;日常维护;方法 引言 随着计算机技术地迅猛发展,其已经逐渐发展成为人们生活以及娱乐中不可缺少的一项必备设施。但是,随着计算机更新速度的持续性加快,计算机硬件设备发生故障的比例也越来越多,对计算机的正常使用产生了一定的影响。本研究主要探讨了计算机硬件具体的故障点,并据此提出了具体的日常维护方法。 1计算机硬件常见故障点分析 1.1CPU故障 CPU就是我们常称的中央处理器,是计算机核心硬件设备,它若一旦发生问题,计算机的功能则会迅速丧失。根据笔者日常的工作经验,总结出CPU故障主要包括如下2个方面的表现:(1)CPU温度水平过高,不仅会使得计算机运行速度显著下降,严重者还会导致CPU被烧毁。对于计算机用户来说,若要准确判定CPU的温度,可在计算机中安装相关检测软件,如360下面的鲁大师,就可以对CPU温度进行检测。若检测出来的温度较高或者出现异常,则应将电脑立即加以关闭,应及时对CPU散热器及风扇等设备进行除尘处理,以确保计算机具有较好的散热效果。(2)超频死机,通过对超频进行一定的设置,能够促使计算机运行速度得以快速提升,但是CPU的运行速度如果过快,那么很有可能会使得计算机系统稳定性较差,导致死机现象的产生。所以,应根据计算机硬件设施以及系统的基本性能,合理、规范化地设置工作频率。 1.2自动重启故障 引起计算机自动重启的因素非常之多,具体而言,主要包括如下3个方面的原因:(1)CPU存在问题。不管是温度过高还是功能电路受损严重,计算机均很有可能会进行自我保护,自我进行重启;(2)内存方面的问题。如果计算机内存与主板之间连接不佳,内存数据加载量过大,同样会使得计算机出现自动重启的现象;(3)电源方面存在的问题。计算机运行是否稳定,受到计算机电源自身的稳定性所决定,若计算机所连接的电源的性能水平低下,或者电源功率不能补给计算机运行所需要功率大小,计算机同样会处于频繁的自动重启的状态。 1.3存储方面出现故障 计算机存储方面出现故障一般表现在计算机无法正常开启以及系统运行错误等方面计算机若长时间放置不使用,那么会因为内存存在接触不良或者松动的情况,会导致计算机不能正常启动的产生,对此,用户可拔出内存,将内存槽内部的灰尘清理干净,然后将内存条重新插入内存槽开机即可。若因为增加新的内存条之后而导致计算机不能正常地启动,那么可对新增加的内存条的插入方式是否正确、接触是否可靠等进行检查与判断,对内存条进行调整之后,再开机进行测试。 2计算机硬件的日常维护措施 2.1主板的日常维护 主板日常维护方法主要包括两种:(1)系统处于正常状态,当将主板卸下来之后,重新安装之后开机则未产生任何响应,具体的处理办法为:首先对计算机电源进行全面地检查,若更换后依然存在故障,那么就可以怀疑主板存在故障。将主板进行仔细检查后,发现整体出现扭曲,则可断定为安装不合理而造成主板线路接触不佳。将主板重新卸下后,然后重新进行安装,开机后则正常运行。(2)对于一台长期使用的计算机,系统时间往往会变慢,经过多次校准,但是过不了多久仍然会出现变慢的情形。对此,可采取如下处理措施:之所以会发生时钟变慢的情形,主要原因在于电脑主板电池电量不足而引起的,但是若更换电池后仍然不能得以解决,那么此时应该对主板的时钟电路进行仔细检查,可以使用无水乙醇对控制时钟的电路进行清洗,如果仍然有故障存在,那么则需要联系厂家对其进行维修。 2.2CPU的日常维护措施 CPU的日常维护主要包括如下两个方面的措施:(1)电脑CPU的温度水平总是处于偏高的水平,即使CPU的温度水平不足以达到报警水平,但是其对计算机硬件自身也会存在一定的影响。具体的维护措施如下:将CPU散热风扇以及散热片上面的灰尘进行清理,灰尘过多会影响到计算机的散热效果以及使得风扇转速水平显著下降;此外还可以在CPU的表面位置与散热片之间涂抹一些硅脂,从而有效提高热量的散发效率。(2)对于涂抹硅脂之后,CPU的温度并未降低,反而还升高了一些。对于这种状况,可进行如下处理:应该在CPU芯片的表面薄薄地涂抹一层硅脂,以基本可以覆盖芯片为准。若涂抹的硅脂厚度过大,那么则会影响散热。 2.3硬盘的日常维护方法 对于硬盘而言,其日常维护方法如下:系统常常无法正确地识别硬盘。对于此种情况,可作如下处理:这种情况一般是硬盘自身、主板、BIOS设置等方面出现问题。经替换的方法对其进行反复性检查,然后将上述各个部分的问题一一排除。进一步检查发现,硬盘数据线出现扭曲等情况,对此应该解决这个问题。 3结论 综上所述,计算机硬件故障点主要表现在CPU故障、自动重启故障、存储等方面的故障,对此,在日常使用过程,应该对这几个方面进行关注,从而按照对应的日常维护对其实施维护,以期提高计算机的使用时间,降低计算机折旧率,更好地为人们服务。 作者:王玉玺 单位:青岛黄海学院 计算机硬件论文:计算机硬件安全保障及维护对策 【摘要】当前我国信息化速度发展较快,新时代信息革命的浪潮使得人们的生活以及工作方式发生了相应的变化,计算机网络技术在现代社会中占据着重要的位置。随着网络技术的快速发展,网络环境下人们对于计算机的综合性能要求逐步提升,计算机产品的更新速度也在不断加快,为了使得计算机硬件发挥出自身的实用性,需要切实完善计算机硬件安全保护性措施。 【关键词】网络环境;计算机硬件;安全保障 我国口前网络信息技术发展较快,人们的生产生活方式与计算机网络环境的联系日益紧密。计算机和网络环境之间密不可分,网络环境下为人们的生活提供了诸多便利,但同时也为计算机硬件系统带来了相应的安全隐患。本文对当前网络环境下计算机硬件安全的问题进行探析,并提出相关安全保障以及维护的对策,促进计算机硬件系统的稳定运行发展。 1网络环境下加强计算机硬件安全的必要性 现阶段我国计算机硬件具体指的就是计算机系统中各类机械、电子以及光电元件构成的设备总称,其代表的是一类物理机构,硬件系统的性能高低对于计算机的整体运行系统以及服务效率都有重要的影响川。当前网络运行环境较为复杂,计算机硬件的安全运行受到诸多因素的综合影响。比如空气中的潮湿度、计算机运行的空间温度、外界的网络侵入等。放置计算机的房间也有相应的空间湿度标准,要符合正常的湿度标准才能使得计算机系统正常稳定运行,比如房间内的湿度不能高于80%,不然空气中的湿度会不断侵入,从而使得硬件中的电线以及金属原件受潮之后发生生锈和腐蚀等现象,从而限制计算机的正常运转。此外家庭相关的微波设备、家用电器等都会给计算机硬件设备的正常运转造成相应的十扰,使得硬件受到十扰从而导致计算机系统的整体瘫痪。复杂的网络环境下,网络黑客的入侵以及网络病毒都会给计算机硬件的正常运新造成巨大的十扰。 2网络环境下计算机硬件安全保障及维护对策探析 当前的网络环境指的是通过通信连接线路将不同地域的具有独立功能计算机以及相关设备进行有效连接,在合理的通信协议范围内,实现信息的有效传递和资源之间的共享。硬件设备是计算机网络系统中的重要设备,其自身的安全性能对于计算机网络系统的稳定运行具有重要影响。所以当前网络环境下为了使得计算机系统能够有效运行,就需要使用者管理维护好计算机各个硬件设备的安全性。 2.1处理器的基本维护 当前计算机硬件运行系统中处理器是系统的核心构件,其性能和综合稳定性对于计算机系统的运转能力具有重要的影响。此外,处理器也是维护计算机硬件安全的重要部分,在实际操作过程中都会进行相关加密性的操作,使得计算机自身的安全性能得到有效维护。对于处理的基本维护措施来看,外部的环境因素能够影响到处理器的综合性能以及使用的稳定性。所以在外界环境温度较高的情况下,比如在夏季处理器的发热会更严重,如果故热的能力不够的情况下,处理器会因为自身温度较高而影l]向自身的使用寿命。所以当前可以通过研究水冷故热系统来对处理器进行故热,此类故热方式还可以进行循环使用,对于硬件设施具有较好的作用。此外还可以使用专业化的UPS进行降压,使得处理器能够稳定运行。对于处理器进行有效的加密也能够预防外界环境的侵入,提高处理器的安全。 2.2计算机主板的维护 计算机主板在计算机系统中具有重要作用,是连接计算机硬件系统的基础设备的,也是各个模板进行有效链接的主要桥梁,能够使得各个硬件之间加强联系操作。当前对主板构成威胁的主要因素是静电,主板由晶体、芯片等设备构成,在实际运行的过程中会产生相应的静电,静电会扰乱主板正常下作的稳定性,更严重的后果还会导致主板相关的元件造成损坏。所以当前需要切实做好计算机的接地下作,让主板在实际下作中产生的电流能够全部释放到地面上。此外外界的重力作用也会导致主板发生变形,从而使得主板发生损坏。所以当前在主板的实际安装过程中需要将其固定到计算机的机箱上,安装时还需要控制好用力情况,避免用力振动造成主板的损坏。 2.3硬盘的维护 计算机存储系统中硬盘起到了重要作用,硬盘属于的外部的存储器,计算机中绝大部分的存储数据都记录在硬盘当中。当前我国许多计算机还是采用HDD硬盘,此类硬盘大多都是机械机构,其内部结构相对复杂且紧密,对于外界的环境因素较为敏感。当其自身受到不同程度地震动时,就会使得盘片被磁头触碰到,从而使得磁盘发生损坏,最终影响硬盘的下作效率,导致硬盘中存储的大量数据丢失。此外随着当前计算机技术以及硬盘技术的全面发展,SSD硬盘也得到了有效的普及应用,当前SSD硬盘对于实际下作环境的要求较高,主要是为了有效防止静电对于电路元件的综合影响,所以需要切实做好接地防护措施。 3结语 总而言之,当前复杂的网络环境下加强计算机硬件设备的安全维护具有重要意义,能够使得计算机硬件设备正常运行,从而保障计算机系统的稳定,更好地发挥出自身实用性。 作者:冯磊 单位:山东超越数控电子有限公司 计算机硬件论文:电子应用技术在计算机硬件维修的作用 [摘要]现代社会经济发展越来越快,人们对于电子应用和网络技术的认识也在逐渐的提高。在近几年,计算机技术和网络技术逐渐得到普及,并且被大多数人所应用。目前,无论是在学校的课堂教学还是企业单位的工作中,电子应用技术都是不可缺少的一种应用技术。电子应用技术包括模拟电路、数字电路、系统的应用技术等。将电子应用技术中的理论基础与实践应用技术应用到计算机硬件维修中,通过对计算机的运行状况进行检测,可以加强故障检测系统的分辫能力,发现计算机硬件的故障问题。在计算机的硬件系统维修中,电子应用技术起着至关重要的作用。现代社会不断的进步和发展,电子应用技术也在不断地改革和创新。本文首先对电子应用技术进行了分析,然后对电子应用技术在计算机硬件维修中的作用进行了研究。 【关键词】电子应用技术,计算机硬件维修作用分析 相关的计算机专业学者对电子应用技术以及计算机硬件维修做了相应的调查和研究,电子应用技术中包含专业的检测技术和计算机网络维修技术,在对计算机硬件进行维修时,利用电子应用技术对计算机硬件的故障问题进行检测,可以节省时间,加强了故障检测系统的分辨能力,提高了计算机硬件系统的检测效率。电子应用技术可以对各种电子产品、通讯设备以及相关的计算机系统进行操作和维修。计算机硬件维修离不开电子应用检测技术。 1电子应用技术分析 电子应用技术是指将现代的电子通讯设备系统和电子应用系统结合在一起的一种新的技术。电子应用技术所涵盖的内容比较复杂,包括电子技术功能、电路设计原理、电子线路设计、检测技术、计算机网络技术、维修技术、通信检测技术、机械制造原理等等。电子应用技术对我们日常中所应用的电子仪器设备、自动装备系统、普通家电等,都可以进行组装、检测、维修,还可以通过电路设计功能和设计原理对电子产品进行分析和观察,了解电子产品的生产过程、组装过程、检测过程,一日_这此电子产品出现问题或者故障,电子应用可以通过其检测系统在短时间内检测出问题原因以及维修方法。近几年,电子应用技术在不断的发展和进步,相关的专业人士也在对电子应用技术进行研究和创新,口前,电子应用技术对于解决电子产品的一般性技术问题是不可缺少的一种技术。电子应用技术还可以对传统的计算机设备进行维修和改造,对于新的电子产品的开发也起到一定的作用。电子技术从专业的角度来说,也是一种理论体系与下程技术的结合,是现代电子系统与计算机系统结合的产物。电子系统离不开信息技术的支持,电子系统在运作过程中应用信息技术理论进行相关理论技术的分析,以信息技术作为支撑。电子应用技术可以为不同领域和不同的研究对象提供专业的信息采集、归类、整理,同时还可以处理运行过程中所遇到的问题。口前,各个领域都在逐渐的进入信息化模式,管理也逐渐的进入智能化,所以,电子应用技术无论是在各个领域的应用研究中,都属于一种基本的专业技术。电子应用技术的主要特点是将计算机技术与信息化设备进行电子信息化管理和控制,从而进行更加专业化和信息化的处理模式。在电子设备和电子系统的应用和设计方面取得了很多专业性技能。电子应用技术是以电子信息产品和信息的处理技术为基础和前提,应用的范围较广。电子应用技术是电子技术科学、计算机技术科学、通信与信息科学综合在一起的一门综合性电子技术。其支撑点是电子信息处理模式和信息技术核心系统。将电子技术应用到计算机硬件的维修中,是以电子科学和信息科学为基本的技术原理,以电子应用技术中的操作系统和设计系统来对计算机硬件的故障原理进行检测和维修。 2计算机硬件维修中遇到的问题 2.1计算机硬件的主板问题 计算机的主板是计算机硬件的核心组成部分,有多个小的电子元素构成,包括内、存、CPU、电脑板卡以及与之关联的外部计算机设备。计算机的主板出现故障,电脑的软件在运行过程中会出现问题,还会导致电脑死机。计算机主板出现故障的原因大多是主板被破坏或者是电脑病毒的侵入。电脑一日_被病毒侵入后,会造成数据的丢失,还会损坏主板的扩展卡和扩展槽。一日_扩展卡和扩展槽遭到损坏,用户的声卡将会无响应。如果CPU的计算机频率出现问题,可能会使电脑故障不显示。出现这种情况,应该对电脑的CMOS进行检测和维修。只要清除CMOS,电脑故障便会得到有效的解决。通常计算机的主板出现问题,还会导致计算机画面出现问题,这种故障需要更新BIOS计算机软盘。计算机的电池用的时间过长会损坏电路板,从而导致主板的损坏。计算机的主板出现问题会严重影响计算机的正常运行,需要及时进行维修。在对计算机的主板进行重新安装之后,如果依旧还是无响应,这时,应该对计算机的其他硬件进行检测,了解计算机故障的具体原因,检查计算机是否能够正常启动。在确定计算机电源正常的情况下,应该对计算机的主板进行专业的维修。计算机主板是计算机硬件系统的重要组成部分,在计算机主板出现问题后,应该对主板进行全面系统的检测,然后进行专业的维修,从而不影响计算机的正常运行。 2.2计算机硬件的硬盘故障问题 计算机硬盘是存储的主要下具,计算机硬盘对于计算机用户信息的安全性和稳定性有重要影响,硬盘影响着计算机的正常运行情况。在计算机的日常使用中,可能会出现硬盘无法读取、计算机不识别硬盘,出现此类状况时,大多是硬盘出现了故障。此时,应该检测计算机上硬盘设备的数据线连接是否正常,电源处是否断电。计算机硬盘关系到计算机的软件系统和安装系统,简单的硬盘故障问题,可以通过重启电脑进行自动修复,如果是硬件的故障,那么重启电脑是无法解决此类问题的。通常来说,硬盘故障分为两种,一种是硬件故障,另一种是软件故障。硬件故障引起的问题通常比较好处理,软件故障引起的问题比较复杂,处理的时间也较长。比如计算机系统的无法启动和无法关机问题通常是硬件问题,通过格式化或者重新启动即可解决。如果是硬件的设备不兼容、电源不适配等计算机硬盘问题,在处理的过程中会比较复杂,首先要先检测电路板中的线路是否正常,再来检查计算机启动时是否异常,如果这两者都不存在问题,那么应该对计算机系统中的BIOS进行重新清除设置。 3电子应用技术在计算机硬件维修中的作用分析 3.1利用电子应用技术准确的检测出计算机硬件的具体故障 电子应用技术中包含电路检测技术和通讯检测技术,计算机硬件系统通常是由多级电路构成,在计算机硬件系统出现问题之后,可能会出现硬盘无法读取、计算机系统无法正常开机、运行、电脑死机等情况。一日_出现上述情况,说明计算机硬件出现了问题和故障,首先应该对计算机硬件进行专业的检测,了解故障产生的原因,再进行全面系统的维修。电子应用技术中的电路检测技术是一项专业的检测维修系统,可以对计算机硬件的电路进行系统的检测,还可以检测出某一级电路的具体运行情况。在对计算机的硬件进行检测过程中,如果由于检测设备或者人为的检测失误,放大了硬件系统中某一个子器件的故障,都会影响硬盘中电路的正常运行,还会影响对于硬件故障的判断,导致判断失误。利用电子应用技术,结合了电子通讯设备系统的检测,首先通过电路设计功能进行观察,然后结合计算机硬件的设计原理对硬件进行分析和观察,可以通过其检测系统在短时间内检测出问题原因。近年来,电子应用系统在不断地升级和完善,在检测系统方面也做了相应的调整,利用电子应用技术对计算机硬件故障进行检测时,可以通过检测系统进行全盘的扫描,对电路设计进行观察,先了解到电路设计是否合理,如果计算机硬盘的电路设计合理,那么需要对计算机硬件的其他环节进行检测和分析。通过检测系统对计算机硬件进行故障原因分析,主要分为两大原因,一是由于人为原因造成的,二是计算机使用年限过长导致机身内部零件老化。其中人为原因造成的计算机硬件故障,主要是指用户在使用过程中的错误操作,比如长时间使用计算机导致主板过热,没有定期的对计算机内部进行拆卸和清洗,强制关机等错误操作。计算机使用年限过长,会使计算机内部零部件老化,电压过高或者过低,从而影响计算机的正常运行。 3.2利用电子应用技术中电路检测技术对计算机硬件故障进行维修 利用电子应用技术对计算机硬件进行检测,在检测出具体的故障原因后,可以通过电子应用技术中的电子线路设计、通讯检测技术以及维修系统对计算机硬件进行全面系统的修复。计算机硬件的维修方式分为常规故障维修和计算机设备电路检测技术维修。首先应该对计算机内部零件进行拆除,检测具体的故障原因,在拆除计算机的前提下对计算机的硬件进行维修。还可以利用电子应用技术中的设备信号检测快速的对计算机硬件系统进行扫描分析。由于计算机内部的零部件较多,在对计算机硬件进行检测时,应该全面系统的检测每一环节,避免在检测过程中产生遗漏现象,需要二次返下和重复拆卸。在对计算机硬件进行实际维修中,应该根据计算机的实际故障原因,制定合理的维修方案和维修计划,采取合适的维修方法,对计算机硬件系统进行修复。在对计算机硬件系统进行常规的故障维修时,首先可以通过观察的方式找出故障的基本原因,在对计算机硬件进行维修之前,应该先将计算机通电,然后将机箱进行拆卸,主要检查电路故障,应用电子技术对硬件电路进行检测,可以采用电流检测法和电压检测法,观察机箱内的电路是否有漏电、短路等情况,根据不同的故障情况采取不同的维修方案。 4结语 电子应用技术在近年来不断的发展和进步,将电子应用技术应用到计算机的硬件维修中,可以准确的检测出计算机硬件出现故障的具体原因,可以应用电子技术中的电路检测技术对硬件中的主板以及硬盘进行全面的检测及维修。计算机硬件的维修离不开电子应用技术,在硬件维修中利用电子应用技术进行检测和维修可以保障计算机的正常运行。 作者:冯书玮 刘玉倩 李乐 单位:郑州铁路职业技术学院软件学院
虚拟现实技术在医学专业实验教学的应用:虚拟现实技术在医学职业教育实验教学中的应用分析 摘 要:随着科学技术的快速发展,虚拟现实技术作为一种全新的技术也逐渐发展起来。在医学教育领域中,虚拟现实技术在实验教学中的应用范围在不断扩大,为医学教育的教学提供了良好的前提条件。本文对虚拟现实技术在人体解剖实验教学、麻醉实验教学以及针灸实验教学三个方面的应用进行分析研究,以提高虚拟现实技术在医学职业教学中的应用,并且充分发挥出其在医学教育中的作用。 关键词:虚拟现实技术;医学职业教育;实验教学 虚拟现实技术是在近几年中开始发展起来的一项全新的技术,在社会各个领域中均有较广阔的应用,尤其是在医学教学中,应用范围在不断扩大。虚拟现实技术主要是将多媒体技术和仿真技术相结合,从而形成逼真的虚拟环境,可以让使用者以一种自然的方式和虚拟环境的事物进行互动,产生身临其境的感觉,更好地理解所学知识,提高教学效率。 一、虚拟现实技术在人体解剖实验教学中的应用 教学人体解剖实验的时候,可以使用虚拟现实技术进行教学。针对人体解剖实验教学中遇到的难点以及凝点问题,可以通过虚拟现实技术将其直观展示出来,方便学生更好地理解相关知识点。例如:教师在讲授人体解剖学中的消化系统的时候,可以借助虚拟现实技术构建三维立体的假人,并对假人的消化系统进行虚拟构建,从而让学生直观地了解人体消化系统的构造和位置,并且对其功能和作用进行了解,进而有效提高对消化系统的进一步认识,更好地掌握消化系统知识。另外,利用虚拟现实技术将神经冲动的传导过程以三维动画的形式体现出来,也可以将人体肌肉、关节、骨骼的运动变化规律等通过虚拟现实技术直观、形象地展现出来,从而让学生更加直观地了解人体结构,对人体各个系统的运行进行详细的了解,以便提高教学效率。 二、虚拟现实技术在麻醉实验教学中的应用 使用虚拟现实技术,可以将难以进行实际操作的知识和实验通过虚拟现实技术体现出来。尤其是在麻醉实验教学的过程中,通过虚拟现实技术,研究出虚拟麻醉机,并对其进行参数的设定,设计相关的操作练习功能,可以有效地帮助学生进行麻醉实验学习。这样不仅可以有效提高学生学习的积极性,还可以提高学生实践操作能力,确保学生能够积极主动地参与到实验教学中。与传统的实验教学方法相比,虚拟现实技术具有无与伦比的特点和优势。使用虚拟现实技术进行麻醉实验教学,可以有效地打破空间的局限性。 在传统的实验教学中,由于难以观察到分子、原子等微观物质的运动情况,学生无法建立系统的物理表象。运用虚拟现实技术,将微观物质可视化,可以有效地为学生提供感性认识。例如:通过虚拟现实技术,将氧分子进入肺部的过程,以及进入到血液中的过程通过模拟实验体现出来,让学生直观感受到其运行情况,这样在麻醉实验教学的时候,他们就会更加清晰地感受到麻醉的流程。另外,使用虚拟现实技术进行教学,可以有效地解决实验麻醉机使用不足的问题。模拟实验不需要耗费相关的麻醉材料和设备,实验成本比较低,可以有效解决实验中麻醉机设备不足的问题。 三、虚拟现实技术在针灸实验教学中的应用 针灸经络学是中医历代医学家对人体结构研究的结晶。在实验教学中,采用传统的教学方法,存在较多的不足之处,学生无法深入感到人体经络的分布和运行情况。在针灸实验教学过程中,采用虚拟现实技术进行教学,可以建立虚拟针灸系统。相关研究者通过应用虚拟现实技术,采集针灸数据,使用虚拟现实技术在仿真系统上进行人体模型的三维重建,并标记好人体穴位和经络。使用人员只需要带上特制的立体眼镜就可以看见虚拟现实的立体假人,还可以利用仿真系统的特殊设置在三维人体模型上进行针灸实验教学。此外,佩戴特殊配套的立体感官手套,可以体会到针刺入肌体的感觉,并且能够从多角度观察针刺的要点和相邻的结构。例如,在学习十二经脉的时候,运用虚拟现实技术,可以对针灸经络的实验学习提供数字化平台,让学生直观了解人体十二经脉的内涵、特点、分布情况等,为学生实际操作能力的锻炼提供了较好的平台。 四、总结 在医学职业实验教学中,充分利用虚拟现实技术的教学,可以有效解决医学职业实验教学中遇到的难点问题,以及教学资源和设备不足的问题,并且能够将教材中的知识点直观地呈现在学生的眼前,从而使之更加深入地了解知识内容,提高动手操作能力。 虚拟现实技术在医学专业实验教学的应用:虚拟现实技术在心脏医学教学中的应用与实现 摘要:虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统, 人们可在此进行操作或控制,实现特殊的目的。虚拟现实技术在医学领域的应用备受关注。该文主要探讨虚拟现实技术在心脏医学教学中的应用与实现。 关键词:虚拟现实;医学教学;交互性;心脏 1 概述 虚拟现实是指用计算机生成的一种逼真的三维环境,在电脑模拟产生的一个虚拟世界中,用户可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物,它是计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术等许多相关学科领域交叉、集成的产物。虚拟现实系统具有三个基本特征:浸没感(Immersion)――用户在模拟环境中的真实性,交互性(Interactivity)――用户对模拟环境内物体的实时可操控性),构想性(Imagination)――虚拟现实技术具有广阔的可想像空间及环境。虚拟现实强调了在虚拟系统中的人的主导作用,实时交互性是虚拟现实技术最本质的特征和要求之一,也是虚拟现实技术的精髓。 虚拟现实技术开始于军事领域的需求,现在已开始从高端领域全面走向专业应用领域,在娱乐、教育、艺术方面的应用占主流,发挥的作用也越来越大。 2 虚拟现实技术在医学教育中的应用 虚拟现实技术正在广泛地应用于各个领域,在医学领域的应用备受关注。 国外的起步较早,美国作为虚拟现实的发源地,早在上世纪80年代就进行了人体解剖图像数字化资料研究,90年代末,开展了虚拟解剖学、虚拟放射学、虚拟内窥学等学科的计算机辅助教学。目前,已研制出了人体虚拟解剖,一套完整的人体虚拟解剖系统,学生利用在虚拟的组织和器官问的模拟操作感受触觉反馈,使学生更快地掌握手术要领和技术。从而提高诊断和治疗水平。 我国与国际相比,虽有一定的差距,但目前已引起政府、科技界的高度重视,九五规划、国家自然科学基金委、国家高技术研究发展计划等都把虚拟现实列入了研究项目。目前,已成为当今最有影响力的高新产业技术之一。国内一些重点院校,已积极投入到了这一领域的研究工作。从2004年首届虚拟现实峰会举办以来,中国虚拟现实峰会已成为业内具有重要影响力的业内活动。绿色医疗研究院也在2012年的峰会中正式宣告成立,伴随着我国医疗事业和IT技术的不断发展壮大,虚拟现实在医学课堂教学、实验教学、临床培训等领域得到了广泛应用 。采用虚拟现实系统来辅助医学教学,可以使教师与医学学生以三维的形式看到人体结构的形状、位置及器官间的相互空间关系等,从不同角度,真实模拟及分析,从而获得前所未有的直观感受,不仅降低了成本,而且是传统的文字、二维图像、生物标本所不能达到的学习效果。 3 虚拟现实技术在心脏医学教学中的应用与实现 心脏是人体重要器官之一,是一个结构复杂、快速活动的立体器官,一直都是临床医学研究的重点。心脏病很可怕,它限制人的活动、降低生活质量,甚至威胁人的生命。然而更可怕的是人民缺乏对心脏病的认知。虚拟现实技术的发展使得三维虚拟心脏的教学应用成为可能。不仅可以应用于医学学生的教学中,也可以应用在心脏的科普教育中。 虚拟现实在医学教育的应用与实现需要以下几个步骤:三维虚拟心脏的建模、三维心脏模型的表面纹理贴图处理、虚拟心脏动画及交互功能的仿真。 适当动画可以让画面更生动有趣,便于表述心脏的工作及病变情况。用FFD修改编辑器和动画的设计,可以充分体现心脏的跳动过程。完成了对心脏结构及血管系统的可视化处理后,最后将在3DMAX中完成的模型及刚体、柔体动画导入虚拟现实引擎平台,在后期引擎中调整贴图色彩、优化作品,编写交互脚本及交互界面设计,程序调试正常、作品。 用计算机系统可以帮助医学生试验不同的选择,分析病理问题,操作虚拟的心脏模型,不会危害到患者,对心脏的医学教学、病理分析、科普教育起到了一定的辅助作用。 4 小结 本次设计虽然仅仅涉及了心脏结构及心血管方面的虚拟现实应用,取得了较好的效果。下一步,我们将继续研究技术,并结合硬件,融合较完整的心脏病理知识,向临床实践靠拢。在医疗诊断、手术模拟方面进行实践与应用。随着我国医疗事业和IT事业的不断发展壮大,虚拟现实在医学中的应用将更广泛、深入。 虚拟现实技术在医学专业实验教学的应用:虚拟现实技术在医学生物化学实验教学中的应用策略研究 摘 要 新兴的虚拟现实技术应用于生物化学与分子生物学实验教学,将发挥其优势,解决实验教学过程中存在的不足,完善生化实验教学模式,为更好地教与学提供便利。 关键词 虚拟现实;生物化学与分子生物学;实验教学 虚拟现实(Virtual Reality),简称VR技术,也称灵境技术或人工环境,是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,使其如同身临其境,无限制地观察并感受三度空间内的事物。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术[1]的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。虚拟现实技术具有的沉浸、交互、构想三大特征[2],使得虚拟现实技术在教育领域应用有其独特而明显的优势。 虚拟现实作为一种先进的电子信息技术已经深入各行各业中,如在医学领域,虚拟现实方面的研究正在逐步形成,目前相关的研究主要有医学可视化、医学增强现实、医用机器人、手术模拟、图象引导手术、计算机辅助手术等。虽然国内研究者在虚拟现实应用于医学领域中取得大量的成果,但是现有医学虚拟现实方面的研究重点主要在临床诊断、手术等临床应用方面,而在医学教育方面的应用研究尚属少见,已有的研究也多是基于理论方面的探讨或者是只限于针对视觉教学方面的应用。 近年来,生命科学的发展突飞猛进,而生物化学与分子生物学(简称生化)是生命科学的重要基础学科,是医学教育的主干课程,其理论和技术已渗透至基础医学和临床医学的各个领域,是现代生命科学的共同语言[3]。为了使医学生更好地掌握生化内容,本研究主要针对生物化学与分子生物学实验教学理论与实践,在不断摸索过程中探讨利用虚拟技术解决传统实验教学过程中无法解决的难题,进而完善生化分子实验教学模式,为更好的教与学提供参考。 1 虚拟现实技术应用于生化实验教学的原因 1.1 实验教学场地受限的要求 实验教学需要用到的培养室、无菌工作台等因成本问题无法满足教学需求而影响教学质量,这种高成本的实验场地往往少数的学生才能够进入,比如研究生等;本科生的使用几乎少有,除非是特殊情况。如此使我国的本科生实验教学内容限制在只有普通实验可操作的几项内容,而大大影响了本科教育的发展水平。 1.2 实验教学试剂材料的要求 由于某些实验用品,比如氯仿、异丙醇等易挥发且具有毒性,普通的本科教学实验室设备简陋,通风设施不完善,且使用量巨大,如果每一位学生在做实验的时候都用到这些试剂,将会使实验室形成一个有毒气体存在的半封闭环境。这样的环境不利于身体健康,如果教学人员长期接触这种环境,更是对身体有极大伤害。或者是有些实验用品有辐射致癌等,也不利于实验教学使用等。若开发出虚拟现实教学软件,将能够解决这一问题。 1.3 实验教学仪器受限的要求 部分实验内容需使用的仪器非常昂贵,少数的仪器无法满足多数实验学生都会操作的需求,传统的实验教学也因教学经费的限制而对涉及昂贵实验仪器的内容感到无奈,很多教研室的做法是选择忽略不授,严重影响生化教学的质量。这就使学生的知识面得不到扩大,对新技术新知识无法实践和掌握而只停留在了解的层面,从而严重制约我国学生对生化新知识的掌握。 2 虚拟现实技术应用于生化实验教学的优势 沉浸和实时交互要比文字、模型或效果图更形象、完整和生动,它营造了特殊的自主学习环境,由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过与信息环境的交互以获取知识、技能的学习方式,学习知识的过程变化多端,亲身的体验使学生印象深刻,主动地交互增加了学生的兴趣,使学生能动性提高,容易投入到学习环境中去,并且培养了学生自主探索问题的能力和创新能力。 基于虚拟现实技术的生化实验教学不仅解决了传统实验教学无法满足的场地、实验试剂材料以及仪器等对条件要求高而在现实中做不了的,或是危险性高的难题,发展了课堂教学,弥补了教学中的不足;也为学习主体带来了心理上的愉悦和自我满足,增加了学生学习的信心和动力,与虚拟环境零距离的接触使得学习者能以第一人称方式参与知识的建构。 此外,虚拟现实实验教学拥有传统教学难以比拟的优势――节省成本[4]。 3 虚拟现实技术在生化教学中存在的问题 3.1 专业合作以及技术上的问题 生化实验教学和虚拟现实技术软件开发是两个几乎完全不同的研究方向,如何促进两个不同学科研究与教学人员之间的合作和交流是目前亟需解决的问题。此外,虚拟现实实验教学软件的开发环境和语言没有统一的标准,三维建模软件使用十分复杂,并且它们对运行的计算机性能要求很高等问题也是要解决的。 3.2 生化实验教学虚拟现实系统设计和应用问题 软件设计必须考虑到如何让使用者用起来不迷失方向,让使用者知道如何到达一个特定的位置或角度。同时还要考虑到使用者应用教育软件的能力问题。一方面,从教师的角度看,教师角色已发生转变,教师已不再是传统课堂上的传授知识者,他还必须能够会使用并指导学生去使用实验教学虚拟现实软件;另一方面,从学生的角度看,处在虚拟环境中,他们必须改变学习方式,改变思考问题方式,但是很多学生没找到适合这种环境的学习方式和思维方式,造成学生跟不上教师讲解等问题。 3.3 学生对教学软件的认知问题 当学习主体沉浸在一个高分辨率,全景式的虚拟空间中时,其与虚拟环境的距离感觉就会消失,没有了距离,在虚拟“存在”范围内,人的认知机制受到影响,并导致不可低估的认知问题的出现。因为当一个人长期沉浸在一个虚拟的环境中时,再回到现实中,必然会导致他有种“落差”感觉。 4 虚拟现实生化实验教学应用的对策 4.1 加强学科合作和技术研究 创造多渠道多方式,促进生化与软件开发两个学科之间的合作交流;加强更快更高质量的三维建模语言的研究,同时应该加强价格较低、用户界面良好、对编程依赖少的三维建模软件的研发。综合考虑两个学科的内在联系,建立起一套完整的理论,支持虚拟现实技术教育应用达到理想的效果。 4.2 设计和应用要体现以人为本并加强能力培训 使用者在使用虚拟现实技术开发的生化实验教学软件时要做到适用为先,乐用为上,同时要充分考虑到教师和学生的兴趣。此外,应该加强对使用者的能力培训,以便他们能正确地操作这些软件。 4.3 对学习者进行必要的心理辅导 应该积极引导学生把握虚拟和现实的界限,让他们明白使用这些软件的目的是为了习得知识和建构对知识的理解。 5 结语 生物化学是一门以分子水平和化学变化的深度研究生命的科学,内容比较深奥抽象,是一门比较难学的医学基础课。生物化学这门学科的特点是系统性、抽象性、联系性比较强,难度比较大,发展比较快。基于虚拟现实技术在生化教学领域中的应用必将为学习者提供很多独特的机会,使学习者和授业者都享受到其带来的便利。虚拟现实技术作为新型的教育教学媒体和手段,必将以其强大的优势和潜力受到青睐而发挥其更加重要的作用。
工业工程专业论文:工业工程专业实践教学的革新 一、浙工大之江学院工业工程实践教学的现状 课程设计,质量管理、设施规划与物流分析、生产计划与控制、管理信息系统等课程设计,共7周;工程训练,包含金工实习、数控倍训、电子工艺实习、电气控制大型试珑等环节,共4周;专业认知实习,共1周;生产实习、毕业实习环节等,共2月。但是,由于独立学院的特殊性,在办学投入、实窥设备、师资队伍等方面的限制下,工业工程专业实五夫教学环节过程中出现了不少问题:实五夫教学模式较为单一,实验室利用率低,缺乏形式灵活、多变的实践教学方式;实验多为验证性、演示性为主,缺乏系列化的综合性、设计性、创新性的开放式实验教学;实五夫教学考核方式较为单一,缺乏有效的教学质量监督;实践教学环节之间相互较为独立,缺乏层次性与有效衔接。根据上述问题,如何在现有的实践条件基础上,理顺实践教学的各个环节,整合实践教学资源,创新实践教学体系,强化学生的动手能力、实践能力、创新能力与综合能力。 二、之江学院工业工程专业实践教学的改革 1、工业工程专业实践教学体系的建立 工业工程专业的实践教学目标,要紧紧围绕学院“倍养知识结构合理、富有创新和实践能力的高级应用型人才”的教育目标。既倍养学生的实际动手能力,加强IE理论和意识的训}练;又突出现代IE中信息化和系统化的特点,倍养学生综合运用知识进行系统分析、设计、优化、评价和创新的能力。要理顺现有的实践教学环节,构建系统化的工业工程专业实践教学体系,必须考虑到之江学院的办学条件限制,即尽可能不添置实验设备的条件下,理顺实践教学的各个环节,充分挖掘与整合现有实验教学资源,开设分层次、多模块、分段式相互衔接、实践与理论教学相结合、技能训练与课程实验相结合、创新实窥与科学研究相结合的开放性综合创新实窥项目,川衔接各实践教学环节,使学生完成将工业工程专业的各个知识点的融合贯通、系统化应用。该实践教学体系,将实践教学环节分为四大模块:基础实践模块、强化实践模块、综合实践模块以及创新实践模块。其中,创新实践模式是基础实五夫模块、强化实践模块、综合实践模块之间的联系纽带,将实践教学各环节有机地衔接起来。学生在完成教学计划下的各实践模块下,根据所学知识点,选择相应的创新实践模块,加强工业工程知识的应用与实践创新能力。 2、形式多样的创新实践模块的开设 在确保实践教学环节的正常开展的前提下,充分挖掘和整合现有实五夫条件,开设形式多样、个性化强的创新实践模块。一方面,充分利用已有工业工程专业实验设备,开设开放性综合实验。结合已有的人因工程实验室的实验设备,对教学、食堂、图书馆、宿舍等场所进行综合分析,结合人因工程知识,完成综合设计。已开设基于人因工程的教室设计、校园环境的噪声分析、基于人因工程的数控加工中心的分析与改善、基于人因工程的食堂布局的设计、基于人因工程的大学生宿舍盟洗室的设计、基于人因工程的超市收银台设计等开放性实验项目;根据现代生产与物流实验室的特点,开设了微型小汽车等生产线的综合设计,并用ED软件进行仿真与优化;结合现有的计算机软件系统,利用物流仿真软件ED开发了基于ED的食堂排队系统优化、基于ED的超市排队系统设计等,结合供应涟管理软件开发了工厂供应涟管理综合分析、连锁超市配送路线优化、啤酒游戏等综合性实验项目。 在保证正常的教学条件下,学生可在实验中心网贞的实验预约系统上自主选择实验项目、实验时间、实验成员,完成实验内容,提交实验报告。另一方面,工业工程专业实验室向学生进行全方位开放。课外科技项目、教师科研项目、教学改革项目等“柔性化”创新实窥项目,学生通过实验预约系统提出预约实验室开放的申请,获审核后即可在约定的时间与实验室进行相关实验内容,提交实验报告。通过多层次、形式多样、个性化强的创新实践模块,实现了工业工程各实践模块的无缝衔接,丰富与充实了学生工业工程知识面,同时充分倍养了学生独立思考的思维模式,强化了学生工业工程专业的系统设计与优化能力。 3、实践教学考核的建立健全 为了有效实时监控实践教学环节的教学质量,规范实践教学过程管理,避免学生的走马观灯现象,摒弃传统、单一的考核方法,建立“多元化”的实践教学考核评价方法。“多元化”的实践教学考核评价方法,是针对不同类型的实践模块,采取不同的考核内容与方法。基础实践模块重点考核过程的操作能力和总结报告的准确性;强化实践模块重点考核学生在实践过程中运用专业知识的方案设计以及实验报告的综合分析能力;综合实践模块,尤其是各类实习环节,重点考察学生发现问题能力、问题分析能力与解决问题能力;创新实践模块则考核学生自主学习的能力,包括自主设计实验方法、组织实验过程、实施实验、数据分析处理、总结报告等能力。“多元化”的实践教学考核评价方法的实施,不仅对实践教学过程进行了有效监督,同时提高了学生在实践过程的自我管理能力与自主学习能力。 三、总结 为了倍养工业工程的应用型创新人才,工业工程专业实践教学必须创新。通过理顺各个实践教学环节,建立了较为系统的实践教学体系,开设了面向学生的多层次、个性化的自我创新实践模块,并针对不同的实践模块建立了“多元化”的实践教学考核评价方法,使学生工业工程知识得到系统应用,强化了实践能力和创新能力。 作者:叶海虹 单位:浙江工业大学 工业工程专业论文:谈工业工程专业课程设置 1《产品结构设计》的课程设置规划 本课程作为工业工程专业的一门实践性强的专业核心课程,其主要任务是学习产品功能的设定、常用材料的种类和特性以及加工工艺、产品结构设计的原则以及与产品造型有关的通用结构设计知识,使学生掌握与产品设计相关的基本知识,具有产品结构设计的基本技能,能够完成简单产品设计中从功能定义到材料选择以及最终的结构设计。 1.1本课程的知识模块包括:①产品材料与表面处理工艺常识;②塑料件结构设计的基本原则;③钣金类产品结构设计基本原则;④模具基础知识;⑤产品结构布局设计;⑥产品典型结构。其目的是使学生掌握结构设计的基础知识,培养学生的三维空间想象能力,在实际应用中养学生的新产品开发以及应用计算机绘图的能力。 1.2课程的重点内容包括:①常用塑胶材料基本知识;②常用金属材料基本知识;③常用表面处理知识;④产品结构设计总原则;⑤产品结构关系分析与结构绘图的基本要求。 2《产品结构设计》课程的教学思路 2.1选用教材。目前还没有适合工业工程专业使用的《产品结构设计》教材,所以国内普遍做法是选用产品结构设计方面教材,暂定的教材是黎恢来编写的《产品结构设计实例教程》。该教材将作者十几年的产品结构设计经验总结而成,系统、精细、全面地介绍了产品结构设计知识及设计全过程,明确了产品结构设计的概念和岗位职责,并通过讲解一款电子产品的全套产品结构设计的整个过程,帮助学生融会贯通,更加高效地学习和掌握实用技巧。 2.2教学内容。依据工业工程专业的整体人才培养方案和教学大纲的具体要求,将《产品结构设计》分为六大模块,每个模块里面包括若干的章节,各章节之间既自成体系,又互相有衔接,条理清晰,通俗易懂。 ①“产品材料与表面处理工艺常识”模块,主要介绍注塑工艺理论、常用塑胶材料和金属材料基本知识,以及注塑件、钣金件表面处理方法。塑胶的定义及分类方面,介绍ABS、PS、PP、PVC等的应用范围、注塑模工艺条件和化学和物理特性,重点是使学生了解注塑件的常见问题分析及解决,比如缩水、飞边、熔接痕、顶白、塑胶变形等。金属材料方面,介绍一些金属的特性和应用范围,比如不锈钢、铝、铜、镍和锌合金。常用表面处理知识方面,主要涉及塑料二次加工的基本知识,学生需要了解丝印、移印、烫印、超声波焊接、喷涂、电镀和模内覆膜等表面处理工艺。 ②“塑料件结构设计规范”模块,重点介绍塑料件在设计和修改阶段需掌握的通用设计规范,比如塑料件的料厚、脱模斜度、圆角设计,能够分析塑料件的加强筋、孔、支撑面的使用范围。在细节部分,应了解塑料件文字、图案、螺纹和嵌件设计。 ③“钣金件结构设计规范”模块,介绍钣金类产品设计的工艺要求,包括冲裁、折弯、拉伸、成形工艺,并且让学生了解压铸类产品结构设计的工艺要求。在此模块的教学中,应引入企业实际产品案例进行讲解,以便于学生更好地掌握钣金件的设计规范。 ④“塑料模和钣金模基础知识”模块,介绍塑料模和钣金模的基本类型及典型结构,包括模具概述,模具的分类、注塑机介绍等,重点讲解的是注塑模结构里面的浇注系统、顶出系统、排气系统和行位与斜顶,以及二板模和三板模之间的区别和应用,以“实用、够用”为度,学生只需了解典型的模具结构,不需要进行后期的模具设计。 ⑤“产品结构布局设计”模块,主要介绍壳体形状结构、密封结构、卡扣结构、螺钉柱结构、螺纹连接结构和嵌件连接结构等知识,以及各个特征的定义、作用和设计原则,特别是特征在使用时的相互配合关系。拓展知识方面,要了解塑料零件自攻螺柱及通过孔设计规则,以及模具设计与产品结构设计之间的联系。 ⑥“典型产品结构”模块,重点介绍目前国内普遍使用的三大产品(电子产品、家电产品和电动产品)的典型结构设计知识。每类产品选取一款经典的已批量的产品作为蓝本,深入解剖结构知识在产品设计的运用。比如电子产品选手机为代表产品,讲解手机产品各零部件的结构、前壳与底壳的止口设计、LCD屏限位结构设计和电池固定结构设计,以及内藏摄像头结构设计。家电产品则以电吹风为例,学生要掌握电吹风的功能、材料、结构工艺性等,了解CAD软件在电吹风设计中的应用,能对产品塑料件进行结构分析。在此过程中,还要掌握项目管理方面的知识。 2.3教学方法。在教学中,提倡基于工作过程为导向的项目化教学,理论教学与实践练习相结合,增加实践课时的比例,培养产品设计的实践能力。教师引导学生建立实用合理的知识结构,强化学生的自觉体验和掌握知识的迁移能力,淡化理论和实践的界限。在基础知识够用的前提下,采用任务驱动教学法、项目教学法,通过在具备多媒体教学设施的校内实训基地开展新产品和新工艺的开发工作,使学生体会具体产品的外观造型和结构设计过程,提高学生的综合应用能力和实际应用能力。 3《产品结构设计》在工业工程专业总体实训的具体应用 在面向制造业的工业工程专业总体实训里,结合各校的实际情况,以典型产品的流水线装配设计为主体,总体实训内容分为五个阶段:前期的准备环节、产品设计与组装环节、生产线装配改善环节、三维系统模拟环节、总结交流环节。在这些实训中,可以实现“教-学-做”一体化的行动教学,让理论和实践紧密结合,从而使学生在知识和技能上达到双重提高;另一方面,可以锻炼学生的综合专业知识运用能力,提高团队协作能力,也有利于提升学生的实际动手能力,更好地让学生参与企业模拟项目,融入企业生产实践。在产品设计与组装环节,教师把学生分成六人左右的项目组,根据企业的某一个典型产品布置项目任务书。学生综合考量校内实训基地的实际条件和设备,运用产品结构设计的知识,共同完成项目。在此过程中,教师可以对新产品提出具体的要求,比如产品的结构尺寸不能过大,必须与生产线相匹配;结合人因工程学,运用动作分析和双手操作分析,在工艺上要符合车间的零部件装配顺序,有利于工序和工位的确定;新产品各零部件的装配要牢固可靠,可以满足多次拆卸而不容易损坏;产品的价格应合理,要用最少的成本做出符合客户要求的产品;考虑试验的可行性和零部件的可修改性。 作者:李敏 刘璇 单位:佛山职业技术学院 工业工程专业论文:应用型工业工程专业建设探讨 1应用科技大学的办学模式 大学设置在企业周围,企业为学生提供实训或者实际的生产岗位,为保证学生实践教学质量打下基础。德国应用科技大学的成功举办依赖于高水平的师资队伍。该大学所聘请的所有教授都必须满足他们严格的要求,其规定所有的教授都必须具有博士学位,并且有超过五年的职业实践,其中在高等学校范围外进行的至少三年,还需要在有关的一些应用或科技开发方面取得特殊成就。如此一来,这些拥有着丰富实践经验的教师可以有效的把理论知识和实践经验结合起来,从而进一步的提高学校的教学水平。同时,师资队伍还承担着应用型科研与技术转让的重要任务和教学需要。因此,现在应用科技大学社会的影响力越来越大,就变成了顺理成章的事情。德国应用科技大学的教育面向应用、面向实际。在培养目标、培养方式和师资水平反映了它的成功经验。对发展我国应用技术本科教育有实际的借鉴意义。 2工业工程专业 2.1工业工程定义 工业工程(IndustrialEngineering,简称IE),它是一门交叉型综合学科,它的实践性很强。如果是参照国际工业工程学会的标准来定义,工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行规划、设计、改进和实施的一门学科。它综合了很多方面的专门知识和技术,比如数学、物理学和社会科学等,结合工程分析和设计的原理和方法,然后对系统所取得的成果进行说明、预测和评价。 2.2工业工程专业所属学科门类 在华中科技大学李培根院士等的建议下,工业工程由原先的管理科学与工程下的二级学科升级为管理学下的一级学科,地位的提升为工业工程的发展带来了新的机遇。在已加入中国应用科技大学联盟的广东白云学院全力建设应用科技大学的背景下,建设应用型工业工程专业视为必然。 2.3我国工业工程专业教育存在问题 2.3.1定位不清。部分院校将工业工程专业放在机电学院,简单地以机械工程技术为背景增加管理知识。部分院校将工业工程专业放在管理学院以管理科学为背景增加机电基础知识。这两种培养模式,均使工业工程的定位变得模糊,使学生感觉工业工程专业像是“大杂烩”。这两种模式只是简单的机械加管理或者是管理加机械,不能够和其他的一些学科的专门知识紧密的结合在一起,比如计算机、电子、材料、能源等,如果是这样,在这种形势下培养出来的人才是不能够满足企业对人才的需求的,这样的人才也不能够算得上是真正的复合型人才。专业教育中理论与实践差距大。工业工程类学科是实践性很强的一门学科。它所有的作业方法和标准时间的制定都是通过不断的进行试验,然后收集出各项实验数据,最后再经过科学的分析制定出来的。实际教学中,理论与实践明显脱离,教师们照本宣科,缺乏结合实际的案例式、启发式、综合应用性教学。 2.3.2对社会的宣传不够。在工业工程专业得到发展的近20年里,我国都只是注重在工业工程专业的建设上,对加强该专业在社会上的影响力这一方面缺乏重视,导致社会上的很多用人单位甚至都不知道有这个专业,偶有耳闻的也不知道该专业是做什么的。这让该专业的毕业生的就业变得十分艰难,从而对IE教育产生负面的影响。 3应用科技大学背景下的应用型工业工程专业建设 德国应用科技大学的办学主体是各州政府,而各州政府办学校的目的就是促进地方经济的发展,为地方经济的发展培养出更多的优秀的人才。所以办学的指导思想、专业设置是在人才培养上注重应用实践能力。香港城市大学校长郭位教授认为,要想使工业工程专业始终保持旺盛的生命力和竞争力,工业工程专业自身必须紧跟时代前进的步伐,以解决工业界和社会生活中的实际问题为宗旨。工业工程专业是一门新学科,它是在原有基础学科的相互交叉和渗透中产生的新学科,所以,工业工程专业所涉及的学科非常多,并且这些学科之间没有一个明确的界限,这为培养出更多的符合社会要求的人才提出更多的挑战。应用科技大学和普通大学最大的区别就是更加的注重对学生的专业能力和应用能力的培训,在进程上,会把更多的时间安排给专业课程和实践教学;在系统上,基础课程不要求系统,但要求体现出专业优先的原则;在实践中,必须要求理论知识和实践教学结合在一起,以实践促进理论的掌握,以理论保证实践的有效性。在广东白云学院建设应用科技大学大背景的前提下,建设有特色的应用型工业工程本科专业。应用型工业工程人才培养模式采用“3+1”学制。优化课程体系,学生前3年在学校学量的整合后的专业知识,包括生产系统现场工作研究、人机工程学、生产计划与控制、设施规划与物流、质量管理、计算机仿真等。采用“3+1”教学模式不会单纯的压缩课时,反而会增加课时。学生要在3年之内学完原来4年要学的内容,普遍感到学习任务紧张,适度的紧张会促进学生们提高学习的主动性。最后一年深入企业实践,从企业实践中发现问题,将所学知识用于实践,使最后阶段的毕业设计做到“真题真做”。 4基于应用科技大学模式的应用型工业工程人才培养模式 根据珠三角制造业的地方特色,围绕应用型工业工程人才培养目标,构建如下应用型“3+1”工业工程人才培养模式:重基础,培养出的学生既具备良好的人文素养又坚实的掌握自然科学基础、深厚的技术基础和工程基础及扎实的专业基础;重综合,培养出的学生既掌握工程技术领域内的知识,又系统掌握管理等方面的知识,既掌握本学科专业知识,又掌握相邻学科知识,既掌握自然科学知识,又掌握一定的人文与社会科学知识等;重能力,所培养的学生既具备较强的创新能力又具备及时解决生产过程中随机出现的多种复杂问题的能力。重意识,培养出的学生具备工业工程意识,即成本和效率意识、问题和改革意识、工作简化和标准化意识、整体和全局意识、以人为本的意识、创新意识。 4.1优化课程体系与内容 确定该专业以机械工程和管理学为主干学科,以机械工程为背景。重点强化专业基础课和专业课。通过工业工程相关课程的学习,使学生受到良好的工程技术教育,具备基本的工程与制造技术知识,掌握工业工程的基本理论与基本知识。建设应用型工业工程课程体系的构建必须有的放矢。为实现应用型“3+1”工业工程人才培养目标,以生产服务业应用型人才培养为导向,将课程体系分为五大模块:①工业工程核心模块,包括工业工程的专业知识与技术:如基础工业工程、人因工程、生产计划与控制、物流设施与规划;②生产制造类模块,包括生产服务业的专业知识与技术:如机械设计与制造基础、工程制图等;③经管类课程模块,包括管理学、管理心理学、组织行为学、人力资源管理、财务管理、质量管理、市场营销学等;④数理类课程模块,包括高等数学、概率论与数理统计、线性代数、运筹学等。精选教学内容,为避免相关课程内容重复,协同审核教学大纲,规定哪些内容在哪门课程中介绍,介绍到何种程度,后面的课程在内容上如何覆盖和加深等。通过课程体系的优化,使得整个课程体系融为一体。 4.2加强教师队伍建设 应用型工业工程人才的培养,关键在于教师。多渠道提升教师的素质,构建学习型的教师队伍,创新教学思路,增加教师实践经验,引进具有实际工业工程工作经验的资深工程师担任教师。 4.3改革教学方法与手段 依据应用型工业工程专业实践性的特点,进一步加强实践教学与案例教学。利用先进的多媒体,多形式的培养学生的分析能力、语言和文字表达能力、综合应用能力。走出课堂,走出校园,走向实体企业,参观学习企业生产现场的管理和相关的专业知识,让学生体验到所学知识的价值和生命力,激发学生的学习热情。 4.4强化校内与校外实践教学 因为工业工程具有很明显的工程属性,所以,一个优秀的工业工程专业人才,既要掌握深厚的理论知识,也要拥有丰富的实践经验。在人才培养过程中,要注重知识与能力的结合。实践教学环节是对学生进行生产实践训练,操作技能、技巧培养,分析、解决实际问题能力锻炼的重要环节。对工程技术人员来说,能力的表现是多方面的,既有学习的能力,也有发现问题的能力、解决问题的能力、分析能力、判断能力、组织能力、沟通能力等等。实际上,这些能力的培养比传授知识更困难,更复杂,一些能力只能通过实践教学来培养和锻炼,在实践教学环节中使学生的知识与能力得以融合。设计相应的实践教学内容,并努力将校内和校外实践教学贯穿到整个教学过程中。校内实践主要包括课程设计、实验室操作、金工实习与电工实习等多种方式。校外实践需要深入到实际生产一线从基层做起,从操作工做起,通过轮岗了解整个产品的生产过程。 4.5大量开发校外实践基地 应用科技大学模式的应用型工业工程人才的培养,需要企业和学校的协同培养,学生们在完成理论学习之后走进企业进行实践,进入企业实践不是做企业的廉价劳动力,企业实践是教学的重要组成部分,企业教学的质量会影响到整个人才培养的质量。工业工程专业的学生需要进入不同类型的企业,同一专业的学生不能超过五位学生到同一个企业实践。这就要求校企合作部门开发大量的校外实践基地。 5结语 在分析应用科技大学模式下,浅析现阶段工业工程专业教育存在的一些问题。就应用型工业工程专业人才培养体系及模式研究中的一些主要内容和实践进行了探讨。“3+1”教学模式下的应用型工业工程人才培养刚刚开始,至于培养的效果如何,需要接受企业和社会的检验。 作者:伏开放 洪建波 单位:广东白云学院机电工程学院 工业工程专业论文:工业工程专业大学生考试成绩相关性分析 摘要:课程的成绩是衡量一个专业教学效果的重要指标之一。储速梅在《基于SPSS的成人教育课程设置相关性分析》中提到了分析课程的相关性,得到课程相关性的定量数据[1]。但在得到数据后课程应该如何改善,与教学计划设计预期的差距等方面没有提出解决方案。试图通过课程预期的相关性效果和实际相关性效果的对比,找出具体的差距以及提出改善意见,对专业设计课程体系的完善提供一定帮助。 关键词:四川大学锦城学院;工业工程;课程体系;相关性;期末成绩 0引言 课程的实践与理论探索是大学教育活动的主要行为,是大学质量与水平、能力与活力的标志[2];所以高校专业的课程体系设置是高校教学非常重要的环节。课程设置是指学校对各类专业各种课程的学习目标、学习内容和学习要求的设立和安排。因此对课程设置的相关性、合理性进行分析有利于教学质量的改善。当前我国高校的课程设置都有严格的要求,设立了培养的预期。对预期效果的评价,需要一个比较合适的体系指标。一方面是对学生的学习情况进行评价,更重要的是对具体的专业和具体的课程进行评价。有利于教师对课程的完善,学校对课程体系的完善。文章尝试通过数据挖掘和统计分析的方式,通过期末成绩来分析四川大学锦城学院工商管理学院工业工程专业的课程体系设置是否合理,能否达到教学预期进行研究和探讨。并提出未来对本专业课程体系设计的一些建议。 1相关性分析 1.1相关性分析前提条件四川大学锦城学院工业工程专业为理工科,以四川大学锦城学院工商管理学院2013级工业工程的学生为研究总体,他们已经完成大学的所有专业课程,并通过期末考试,成绩得到了体现。对相关性研究课程的选择,笔者认为课程的综合成绩是体现学生对课程掌握情况最典型的评价方式。综合成绩由平时成绩和期末考试成绩组成。而期末成绩与平时成绩一般应呈正相关趋势,它表明了平时考核成绩好,期末考试成绩应该也较好的规律[3]。李爱凤、陈启买在《基于数据挖掘技术的课程相关性模式研究与实现》中提到针对产生的大量规则提出了适当的约束条件来剔除用户不感兴趣的关联规则,从而为学分制体系下的学生选课提供指导以及为今后的教学课程设置提供参考[4]。因此我们剔除了与期末成绩有相同数据性质的平时成绩;剔除专业实践类课程,因为这类课程大部分以五级制(优、良、中、及格和不及格)打分,不利于统计分析;剔除公共基础课程因为体现不出专业性的差异。只保留能够体现专业差异性和有较强课程链的专业基础课程和专业课程。1.2线性回归方程和拟合优度判定系数成绩数据线性验证。线性相关性进行分析和判断的首要条件要求是所分析的变量需要是线性的。而判定变量的分布状况是否线性,需要进行拟合度分析,通过判定系数来呈现。以工程经济学为例:对学生成绩进行线性回归得到回归方程:Y=1.15X+55.1,拟合优度值R2=0.93。符合相关性分析的要求。通过SPSS计算出部分课程的线性回归模型并进行拟合优度分析1.3预期结果假设高校在设置专业的相关课程时会预先设计好课程以起到承上启下的作用。每一门专业课程都会有相关的基础理论课程和后续的进阶课程。因此从学校设计的工业工程的课程中,我们应该判断出,如果要学好生产计划与控制,需要学好管理运筹学和线性代数。那么反过来我们认为,线性代数、管理运筹学和生产计划与控制这三门课程的成绩应该呈现出正相关的形式。我们通过与相关专业的老师进行沟通,得到以下预期有较强(R>0.5)正相关关系的课程链:概率与统计->统计学->质量控制与可靠性。管理经济学->工程经济学->精益管理及成本控制。线性代数->管理运筹学->生产计划与控制。管理运筹学->系统工程->设施规划与物流分析。1.4结果分析,除了《现代工程制图》和《先进制造系统》的拟合优度系数不高,其余的课程成绩的线性回归模型的拟合优度都符合进行相关性分析的条件 2基于相关性分析结果得到的一些结论 一方面由结果可以看出,有一些较强的相关性的课程(R>0.8),在实际情况中,课程本身并没有太大的相关性,没有承上启下的关联,对专业核心课程学习没有体现出支持作用。另一方面由表4可以看出,有一部分课程预期有较强相关性,但通过spss分析后发现实际相关性较弱,符合钱吴永在《工业工程课程体系设置优化研究》分析中提到的部分专业课程群、专业课程之间的开设顺序和衔接存在不足[5]。除以上问题外,其余的课程设计基本都较符合要求。从期末成绩的数据来看,课程的设计和课程的内容大都能够达到难度逐渐深入、内容较好衔接的效果。 3结语 通过对原始成绩数据进行数据挖掘与统计分析,我们能看出工业工程专业在以下几方面还存在问题:一是部分课程对整体课程体系脱节,没有相关后续衔接课程。二是部分相关系数较大的课程,其实际课程本无任何相关性,而预期有较大相关性的课程其相关系数偏低。三是对预期有相关性的课程链,部分课程的衔接性体现不突出。由于存在以上三点问题,提出以下四点建议。1)对于课程体系严重脱节的课程,要么将课程删除,要么增加与后续课程有衔接内容,或者在后续课程中增加能运用到本课程的知识点或技能。2)对相关系数较高却课程相关性不大的课程进行深入研究,尝试找出原因。3)对于有预期相关性的课程链进行深入分析,对相关性较差的课程进行完善,增加衔接内容。本次研究给教学改革提出了一个较好思路的新的尝试方向,仅仅通过学生的原始成绩就能分析出部分有参考价值的信息,分析学生的期末总评成绩,就能鉴别出学生是否达到了教学的基本要求,是否具备了学习下一阶段教学内容的必要基础,更主要的是它还具有教学反馈作用[6];同时对于符合预期相关系数强度的课程链,可试图进一步探索专业课程学习成绩优秀的学生的优秀学习习惯。但是还有很多方面的影响考虑的不完善,比如课程内容的影响、老师考评学生成绩的影响、分析过程还太过表面等。在后续的研究中会逐步的深入。 作者:李真 廖兴 单位:四川大学 锦城学院工商管理学院 工业工程专业论文:创建有特点的工业工程专业研究论文 论文关键词:工业工程专业建设专业特色南京大学 论文摘要:旨在探索工业工程专业建设的特点和规律,应用理论联系实际的方法,在分析工业工程学科体系和一般特点的基础上,结合综合性大学的学科特点,提出了南京大学工业工程专业的培养目标和课程体系及教学实践等所体现的专业特色,为工业工程专业发展和成熟提供理论指导。 根据最近的统计资料(2006年4月),目前全国已有161所高等院校开设工业工程(IE)专业。有迹象表明,开办工业工程专业的院校还在不断增加。南京大学是在2003年向教育部申请开办工业工程专业的,在全国开办工业工程专业的院校中,属于新办院校。当年即在南京大学其它专业选拔了愿意转入工业工程专业的23名学生作为第一届学生。2004年正式在全国招生。2007年将有第一届毕业生,接受社会和市场的检验,目前就业情况良好。从着手开办工业工程专业开始,我们一直在思考的问题是如何培养具有南京大学特色的IE专业?我们的培养目标是什么?因为这两个问题不解决,后面的教学计划、课程设置、教学实践将无法设计、安排和落实。 1工业工程的学科体系 在回答上述两个问题之前,首先必须弄清楚的是工业工程的学科体系和特点,即回答什么是工业工程以及如何区别工业工程与其它学科的界限问题。说到什么是工业工程,业内人士自然会想到AI-IE(美国工业工程师协会)关于工业工程的那一大段定义,把定义念完之后,非工业工程专业人士还是未能理解什么是工业工程。简单地说,工业工程就是“用技术的方法系统、经济、有效地解决技术和管理问题”。这一简单定义首先将IE专业与其它专业区别开来。IE用技术的方法来解决管理问题,而其它管理专业(企业管理、公共管理等)则不能用技术的方法来解决管理问题[1];IE与其它工程学科的不同在于:①IE可以解决管理问题,其它工程学科则只能解决技术问题;②IE用系统方法解决复杂系统的技术和管理问题,其它工程学科做不到。 下面我们再来分析这一简单定义背后所隐含的IE学科体系和特点。①交叉性。IE是把技术和管理有机结合起来的一门边缘学科/交叉工程学科[2],这意味着IE专业学生不仅要学习技术类课程,而且要学习管理类课程,更重要的是把技术和管理有机地结合起来,这需要在整个的教学过程中具体贯彻落实;同时也决定了IE专业培养的是复合型人才[3]。②系统性。IE用系统方法解决复杂系统的技术和管理问题,这意味着IE专业学生对系统有着更高、更抽象的见解,能够站在系统的高度,对系统问题进行规划、设计、管理、改进和创新[4];这同时意味着IE专业学生能够领导跨学科团队进行工作,能够成为一个有效的管理者。③创新性。从IE发展历史看,一百多年来,这一古老的学科,仍然具有生命力,长盛不衰,其根本原因就在于它的创新性,根据社会发展需求,不断改革课程体系和教学方法,以适应社会经济环境的发展变化[5]。这也印证了IE专业的一句行话,“改善无止境”(Itisalwaysabetterway)。④工程实践性。IE专业的目标是用技术的方法来经济、有效地解决社会系统的现实问题,这意味着IE培养的学生具有解决社会系统现实问题的能力。IE重在应用、重在实践,离开了实际系统的应用,离开了实践,IE也就不复存在了。 在充分分析IE特点的基础上,再来描述IE学科体系如图1所示[6-12]。 第一层:公共基础,包括数学、物理学、文学和外语。 第二层:专业公共基础,包括社会学、经济学、管理学、工程学、系统科学。 第三层:专业基础,包括运筹学、计算机与信息科学、控制论。 第四层:专业课程与应用方向,包括设计改善、分析评价与决策、过程控制和综合应用。 2培养目标 在对IE学科体系及特点充分讨论,形成共识的基础上,我们制定了IE专业的培养目标:使学生具有良好的人文素养和沟通技能;掌握扎实的数理基础理论、宽广的经济管理知识、实用的工程信息技术;能够熟练运用工业工程的基本原理和方法,对生产和服务系统进行分析、规划、设计、运作和管理,成为适合制造业和服务业需求的复合型高级工程技术管理人才。 上述培养目标勾画出了南京大学工业工程专业的基本特色:①强调文理基础。在南京大学办工科,应充分利用南京大学文理见长的优势,这也是大学科交叉的基础,将文、理、工融合起来,要比将技术与管理融合起来具有更加深远的意义和影响。②明确工业工程技术体系。在前面的IE定义中,我们只强调用技术的方法来解决技术和管理问题,并没有规定用什么样的技术,这就给各个学校的IE专业发展提供了广阔的空间,各校在开办IE专业时,将根据各自学校的优势和师资的优势,选择恰当的技术作支撑。全世界各个学校的IE专业几乎都各不相同,其最大不同,就在于所采用的技术不同。文献[13]认为,工业工程的技术体系包括三大类,社会学、经济学、管理学、工程学和系统科学是其理论基础,工程技术、信息技术是其支撑技术。我院在信息技术方面具有长期的研究积累和成果,不少教师具有计算机或信息科学专业背景,大部分教师具有信息系统设计、开发与实施经验,未来的社会将是信息社会,因此,将信息技术作为IE的关键技术之一写入培养目标,是恰当的[9],也是符合我院实际的。③明确具体的应用对象。前面谈到,IE特点之一是工程实践性,培养的IE学生在什么行业发挥作用呢,我们的培养目标明确指出在制造业和服务业。制造业包括各类离散制造型企业和流程型企业,主要应用工程信息技术来解决制造过程中的技术和管理问题,如管理控制一体化问题、企业内部物流问题等。服务业主要是指物流与供应链管理以及金融工程,这是我院的强项,可以将许多科研成果应用到教学工作中。④强调从系统级解决问题。作为南京大学培养的IE专业学生,要求能从系统角度解决生产与服务系统存在的问题。 3课程设置 明确了IE专业学科体系和培养目标之后,课程设置应该不是一件困难的事。但在教学实践中,我们发现如何教好每一门课和界定课程之间的联系与差别是关键。 从图1可以清楚地看出IE学科体系及其相互关系,但不能保证所有任课教师都是IE出身,都能理解IE,这就是困难之所在。我们的学生经常会问,为什么要学习这一门课,它和IE有什么关系?不是每一个任课教师都能清楚地回答这样的问题,也不是每个任课教师的回答都正确。这需要IE专业的教师来回答。 我们可以把IE专业课程体系分成6个模块,如图2所示。每个模块包含若干课程。如分析计算模块,课程包括运筹学、高级运筹学、概率与数理统计、数值分析;计算机信息技术模块,包括计算机技术基础、C++程序设计、数据结构、数据库原理与应用、微机原理与应用、管理信息系统等;工程技术模块,包括工程图学和计算机图学、机械设计基础、机械制造基础、现代制造系统等;经济模块,包括管理经济学、财务会计、工程经济学、金融工程、金融计量学等;管理模块,包括管理学、供应链管理、人力资源管理、质量管理、项目管理等;IE核心模块,课程包括工业工程基础、生产管理、人因工程、物流工程等;每一个模块内的课程有实验和设计项目,每一个模块内的课程之间也有实验或设计项目,在模块之间也有实验和综合性实验项目,以培养学生综合应用所学知识解决实际问题能力;最后还有产业/方向模块,其目的是给学生在某些产业方面更多更强的知识和训练。在实施这一教学理念的过程中,我们强调,1)要界定清楚每一个模块内的课程之间的联系和区别。规定课程的学时数、课程大纲和教学要求,规定哪些内容在哪门课程中介绍,介绍到何种程度,后面的课程在内容上如何覆盖和加深等。2)模块之间的衔接和关联,这是体现技术与管理有机结合的关键。超级秘书网 4教学实践 由于IE的工程实践性,在教学过程中必然要强调IE专业的实践环节。这可能包括两个方面,实验教学和实践教学。在我国,经过十多年的发展,在管理科学与工程教学指导委员会的指导下,再加上学习发达国家的先进经验,IE实验教学体系已基本形成,各门课程所要求的实验内容已基本确定,但问题在于如何开展实验课,保障实验课的质量,改善实验效果。由于受实验场地、设备资源和时间的约束,实验已成为一个验证过程。我们的理念是提供一个实验平台和实验要求,让学生自己来设计实验,分析实验结果并提出改进方案,真正让学生自己动手做实验,使学生印象深刻。实验中出现的问题,让学生自己解决,不知不觉中培养了学生利用所学知识综合解决实际问题的能力。 鉴于现在的学生极少经历过社会实践的事实,在教学环节上加强实践教学环节。如金工实习、工厂参观、短期企业调查、专业实习等,使学生对企业有一个感性认识。这虽然加大了教学投入,但对于改善教学效果,起到了良好的促进作用。 5结论 实践已经证明,IE无论是在发达国家,还是在发展中国家都得到了蓬勃发展,在社会经济建设中发挥了重大作用,中国对IE专业人才的需求将大大超过供给。而且,社会对IE专业人才的需求是多方面、多层次的,各个学校在办学过程中,如能注意发挥各自的特色和优势,必将充分发挥IE专业潜能。良好的培养目标和教学计划的设计是成功的基础,但真正的成功还有待于社会实践的检验。 工业工程专业论文:应用型本科院校工业工程专业建设 摘要:应用型本科院校工业工程专业的建设,应注重人才培养与地方需求相结合。本文从西昌学院工业工程专业的师资建设、课程建设、实验室建设、实践教学等等方面入手,提出改善教学环境,改革教学模式,培养适应攀西地区企业发展需求的思路。 关键词:应用型本科高校;工业工程;教学改革;西昌学院 一应用型本科高校工业工程专业建设现状 现阶段,中国的高等教育大概可以分为三个层次。一是以科研理论研究为主的研究生教育,例如清华、北大等教育部直属的高等院校的研究生及重点本科教育;二是以培养适合企业需要的技术型人才为主兼具科研理论的本科教育,大多数的省属高校为这一层次。三是以职业教育为主科研理论为辅的专科教育。应用型本科高校毕业生既要求有专业技术及动手能力,又要具备向更高层次教育方向发展的理论基础。这种特殊的人才培养要求,一方面在于高校教育和地方企业要相结合,让毕业生能为当地经济发展出力。另一方面则是保证向第一层次院校持续的人才输送。 (一)工业工程专业的人才培养方向 从近年来工业工程专业毕业生就业状况来看,企业对工业工程专业毕业生最初的定位一般是单一型的技术人员、研究人员或管理人员。而在日后将是集技术、研究、管理于一身的高级复合型人才。这要求工业工程专业必须培养具有扎实的专业知识,具备一定的学习能力,动手能力强的人才。工业工程广泛应用于制造业,并着重于对系统的优化改进。较强的实践动手能力是发现问题,解决问题的基础,对于系统的优化改进是必不可少的条件。 (二)国内各大高校工业工程专业的课程设置情况 国内工业工程专业主要划分为两大发展方向,一是以机械工程为主干学科;二是以管理学为主干学科。两种不同的发展方向,对课程设置的侧重点有所差别。第一种人才培养方案的主干课程是系统工程、工程经济学等;第二种人才培养方案的主干课程是管理学、人因工程等;前者以技术类学科为主,培养的是生产过程中所需的技术型人才,后者则侧重培养管理方面的人才,在企业管理过程中发挥作用。 (三)工业工程专业毕业生就业状况 我国有200多所高等院校开设了工业工程专业。学生毕业后可在工业企业、金融银行、咨询服务或政府部门任职。就业可选择岗位包括工业工程师、软件工程师、项目经理等。从事系统规划设计、生产管理、现场管理等方面工作。调查显示工业工程专业已经呈高比例的快速发展趋势,相反其专业人才还较少。毕业生数量满足不了企业需求。有关调查显示工业工程专业毕业生超过70%从事制造业方面的工作,由于专业限制等诸多因素从事冶金业仅占20%左右,5%从事服务业,从事其他行业的人数远少于制造业、冶金业、服务业。由此可见,工业工程专业的毕业生非常受到制造企业的欢迎,市场需求很大。 二西昌学院工业工程专业建设现状 (一)专业师资力量薄弱 西昌学院地处攀西地区,经济发展比较缓慢,教学条件与沿海地区有很大差距。西昌学院专业教师引进困难,这是西昌学院师资力量薄弱的主要原因。西昌学院工业工程专业在师资方面主要依托管理学专业教师团队,同时也有经济学、工程学教师授课。缺乏工业工程的专业教师,这无疑严重制约了专业的建设发展。 (二)专业课程设置偏重文科 西昌学院工业工程专业属文理生兼收,标准学制4年。毕业授予管理学学士学位。专业主干课程包括管理学、运筹学、统计学、经济学、系统工程学、管理信息系统、基础工业工程、物流工程、人因工程、生产管理、标准化工程、质量管理工程。因此,工业工程专业管理类课程占比大,忽略了技术课程的开设。 (三)实践教学建设落后 西昌学院工业工程实践教学又三方面组成。一是实训课程方面:开设有基础工业工程实训、物流工程实训、生产系统管理实训、项目规划设计实训、企业综合管理实训五大实训模块。二是实验室建设:在校内建设了工业工程综合实训中心,包括基础工业工程实训室、人因工程实训室、质量管理与控制实验室。三是企业实践方面:在校外与省内外的企业建立了合作关系,成立了校外实训、实习、就业基地。其不足之处在于,实训项目缺乏创新,由于教学条件所限未完全落到实处。实验室建设刚刚起步。校外企业中适合工业工程专业进行教学的企业数量少。学生在实训过程中难以达到发现问题、解决问题的目的,学生通过这些训练还远达不到企业对人才要求。 三西昌学院工业工程专业的改进思路与方案 (一)改进目标 西昌学院工业工程专业应积极响应国家建设应用型本科高校的政策,以培养应用型人才为主要目标,改革自身,提高学生的就业竞争力。将本校工业工程专业的人才培养与攀西地区的企业需求相结合,明确人才培养的方向,做到与地方行业相融、相长、相促、相亲,形成共生共存的互利双赢的办学态势。并着重提高学生面向社会的适应性,按照“社会需要、市场(就业)导向、德育为先、能力本位全面发展”来引导人才定位,以专业岗位或岗位群的需要,在学习能力、实践能力、创新能力、交流能力和社会适应能力的指向上更加具体。在“本科学历学位+职业技能培养”的前提下,在“应用型”“地方性”“民族性”的政策方针下完善应用型人才培养方案。除了提高学生的就业竞争力以外,注重培养学生毕业再深造的意识,开阔学生的视野,让学生有更高的目标。为学生毕业后的发展方向提供多项选择。 (二)改进的依据 “应用型本科”是对新型的本科教育和新层次的高职教育相结合的教育模式的探索,培养适应社会经济发展需求的应用型本科专业人才。西昌学院作为向应用型高校转型的试点高校积极贯彻国家建设应用型本科院校的政策,重视实践教学、强化应用型人才培养。培养学生的实践能力和创新能力,提高学生社会职业素养和就业竞争力。 (三)改进内容 1.加强师资建设 强化师资力量是西昌学院工业工程专业改革的首要目标。具体方式有:(1)完善优惠政策,吸引高层次人才。充分利用我市引进高层次人才的优惠政策,大力吸引具有硕士研究生以上学历学位或高级职称的人员来我院任教。(2)创新方式方法,大力引进“双师”素质专业带头人和骨干教师。争取优惠政策,对于高学历、高职称的“双师”专业带头人和骨干教师,给予不占编制、不占岗位的引进政策,优先引进。对于企业行业一线技术骨干或能工巧匠,采用人事制的模式,实行合同聘用制。(3)重点面向社会,招考专业技术人才。继续面向企业、行业一线招考具有中级以上职称或技师以上资格的技术人才,壮大“双师”骨干教师队伍。深入重点高校,选拔招考优秀本科毕业生。(4)利用社会资源,聘用技能型兼职教师。不断加大投入,从与专业设置相关行业或企业的工程、技术、管理人员中,选聘既有丰富实践经验又有教学能力的专业技术人员兼课。(5)对原有教师队伍的专业素质进行提升。对技能型教师,要以业务理论进修为主进行培训。对于高学历教师,要以到企业实践锻炼为主进行培训。 2.课程调整及教学方法改革 结合应用型本科高校建设的初衷,学校应该适当增加专业技术培养的课程,让学生掌握一定的专业技能。同时改革课程结构,采取多种课程模式。在校内教学中改革教学内容与方法采用启发式、讨论式、讨论参与式、探讨式、科学研究式等教学方法提高学生独立思考、综合分析的能力,并更多地给学生以方法论、发散思维、多维思想等启迪。最新科研成果及前沿知识采用活页教材。尊重学生个性发展,开放设计性、创意型、虚拟现实型等实验。在当今社会互联网高速发展的前提下,有效利用网络资源,增加网络教学,寻找网络上的相关课程融入到本校工业工程的教学中去,利用其他高校的课程资源,弥补本校工业工程教学刚刚起步的不足。开展案例教学,将生活中企事业单位的生产、管理案例记录下来,带到课堂当中,在老师的引导下,让学生积极讨论研究,找出其中的优点与不足,培养学生自主获取知识的能力。与其他高校进行合作,共同培养人才,资源共享,做到资源利用最大化。多邀请社会上相关企事业人才、工业工程领域专家到学校举办讲座,使学生能够多方面接受知识。 3.实践教学 与校外专业相关的企业加强联系,建立合作关系,为学生提供更多的实训机会,让学生在周末,寒暑假等课余时间能够到企业中去参与工作。一方面可以让学生有效利用空余时间;另一方面可以提高学生的就业竞争力。加强实验室建设。工业工程的许多学科都是基于实验的研究。西昌学院的工业工程专业自从2013年首次进行招生,录取人数逐年上升,然而实验室建设却迟迟跟不上。2016年9月才建设了工业工程、质量工程、人因工程三个实验室,可供学生进行实际操作和实验,为毕业设计提供了硬件条件。但相比之下,西昌学院的实验室建设在同类院校中仍处于落后水平,学校应加大投入力度,重视工业工程专业的持续发展。 4.科研建设 科研成果是衡量一所大学办学质量的重要标准,学校的科研实力强大,能第一时间让学生掌握最先进的专业理念,了解到最先进的科研成果,而学生参与到科研当中可以培养学生的创新意识,增强学生的实践能力。学校应该让学生学习发明创造学等相关课程,鼓励学生积极参与课外科技创新活动,加强创新意识和创新思维素质的养成教育。成立工业工程专业科研兴趣小组,配备一名专业教师担任组长,让学生可以自由探讨、交流想法,教师及时给予参考意见收集学生的想法,好的创意鼓励进行实践探索。组织、参与相关科技创新比赛,调动学生的积极性,培养学生的兴趣。充分利用学校的科研项目,给学生机会参与到国家级、州级、校级科研项目中去,在指导老师的带领下完成科研项目。 作者:刘宇翔 岳良 单位:西昌学院 工业工程专业论文:CDIO理念下工业工程专业人才培养 摘要:本论文通过分析工业工程专业人才培养模式现状,将CDIO理念应用于工业工程专业人才培养模式的改革。根据本专业实际情况从CDIO理念的学习、培养方案的修订、项目驱动式教学模式改革、课程内容及教学方法改革,创新性实践教学开展等方面进行了改革与实践,从而实现培养具有创新精神的高素质应用型人才的目标。 关键词:CDIO;工业工程;培养模式改革;项目驱动式教学 CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),CDIO以完整的项目研发为载体,产品研发到产品运行的过程,学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习,完成专业知识、创新能力、职业能力的培养[1]。工业工程具有鲜明的工程属性,但工业工程又不同于一般的工程学科,它不仅要应用自然科学和工程技术,而且要应用社会科学及经济管理知识,是一门技术与管理相结合的交叉学科,特征是综合性[2]。工业工程师需要具备自然科学、工程技术、社会科学及经济管理知识的高级复合型人才[3]。我校工业工程专业在制定培养方案时一直遵循培养德、智、体、美全面发展,知识、能力、素质协调发展,适应社会建设和发展需要,具备坚实的机电工程技术基础,掌握现代工业管理基本理论和方法,具有一定的创新精神和较强的工业工程实践能力的复合性高级应用型人才。通过引入CDIO理念对工业工程专业人才培养模式探索式改革,达到培养具有工程创新能力、人文素质和职业道德标准的新型工程技术人才。 1工业工程专业人才培养模式现状分析及改革内容 1.1工业工程专业人才培养模式现状分析 从近年来需求单位招聘毕业生的要求和就业质量跟踪反馈的信息来看,企业需求的工业工程人才主要包括专业技能水平和能否融入团队两个方面。我校以培养特色鲜明的工业工程应用型人才为目标,强调学生实践能力和创新意识有机统一,同时学生的素质教育也逐渐被重视,在过去的人才培养模式上存在着以下问题: (1)实践教学体系缺乏先进性、实用性、创新性和有效性。各实践教学环节独立,多为具体的课程服务,实践教学环节系统性较差,没有形成体系,综合性、设计性和开放性实验比例不高,不利于学生的动手能力和创造力的培养。 (2)忽视了人文、素质教育,缺乏团队合作意识。注重专业知识的培养,在职业道德,团队合作,人格魅力等方面的人文素质教育未达到足够重视。 (3)人才培养与企业需求有差距。在知识结构上,还存在不尽合理的问题,课程内容知识更新慢,教学内容偏重经典理论传授缺乏学科前沿动态介绍,部分课程与实践脱离。 (4)教学方法单一,学生学习兴趣不足。缺乏教学方法的创新与改革,学生对课程学习兴趣不浓,课堂教学效果不理想,应开创一种新的教学模式,让学生在寓教于乐的氛围里主动参与学习。现有的教学环节很难使学生受到创新思维训练,学生只是完成实纲或计划中规定的内容,去学应知应会的知识,科研和各类科技竞赛相结合不够深入,这不利于提高学生的创新精神与实践能力,本专业中的拔尖人才培养受局限。 1.2基于CDIO理念的改革内容 基于CDIO模式的工业工程专业培养关注知识传授的系统性,强调通过项目类课程来培养学生的发现问题、分析问题和解决问题的综合创新能力、沟通与合作的能力[4]。根据我校实际情况主要从以下三方面进行人才培养模式的改革: (1)课程体系建设方面改革,形成以项目驱动为主导的课群。将基础课、专业基础课和专业课,并结合实验课程、生产实习、毕业实习和毕业设计等环节以课程群组的方式将整个课程体系有机整合。避免相关课程之间的重复,并综合相关课程知识点形成以项目驱动式的课群。 (2)教学内容及教学方法改革,基于CDIO理念对核心课程进行教学内容及教学方法改革,紧密结合专业最新发展趋势和工程实际应用需求现状及时更新和发展教学内容,教学方法方面实现以教师为主导、学生为主体的系统工程培养方式的教学方式。同时加强课外指导和辅导,鼓励学生参加丰富多彩的科技活动、参与实践创新的科研项目,培养其系统的项目设计实施能力及团队合作创新意识。 (3)创新实践教学改革,鼓励学生带着项目问题进行主动探究实践学习。重点开展创新实践教学,以CDIO创新项目为载体,教学指导,学生分组合作,共同参与完成项目从构思、设计、运行到实施方案及措施。 2基于CDIO理念人才培养模式改革与实践 2.1CDIO理念的学习和培养方案的修订 我校专业教师通过学习CDIO工程教育模式,明确其培养目标及相关标准,借鉴国内外高校CDIO教育模式经验,根据工业工程专业特征及我校工业工程特色,修订了2013培养方案,培养方案加强了实践教学环节的合理设置,突出了创新教育,培养方案的修订内容包括:(1)增加相关课程提升专业知识的集成综合应用能力,例如:增开《供应链管理》、《产品开发》、《精益生产》等课程。(2)在集中实践环节增加《工程训练》来提升学生的工程实践能力和创新能力。(3)由专业老师吸纳不同年级、不同层次学生开展《工程培养创新学习团队》课外课内CDIO理念下的实践学习。 2.2项目驱动式教学模式的改革 CDIO理念强调项目驱动下的一体化教学模式,结合工业工程专业属性及CDIO模式培养能力要求,确定了三个项目类别。 2.2.11级项目驱动式教学模式的改革1级项目要求能完整的贯穿于整个本科教学阶段,使学生系统地得到构思、设计、实现、运作的整体训练[2]。本专业1级项目除了通过工程训练、毕业实习、毕业设计等大四的课内实践环节外,还通过工程培养创新学习科研教学团队课内外开展CDIO理念下的项目式教学模型,专业老师吸纳不同年级、不同层次学生形成1级项目小组。1级包含本专业主要核心课程和能力要求的项目,本专业1级项目的工程训练/内容包括:(1)创新产品方案及设计;(2)节能或环境友好的产品构思与设计;(3)面向人因工程学的产品设计与制作;(4)机电产品的结构设计及性能分析;(5)电动、液压、气动部件成本分析与设计;(6)电气、PLC、微机控制系统开发与应用等内容 2.2.22级项目驱动式教学模式的改革2级项目以相关核心课程群和相关能力要求为基础,作为1级项目的支撑,2级项目即是对相关课程群的综合,也是对整个教学体系的补充,主要培养学生综合应用相关课程内容的能力[6]。本专业课程建设项目梳理课程,建立CDIO理念的二级项目驱动的课程体系,构思2级项目,建立分层次,重综合,切实际的2级项目驱动式课程群,二级项目主要包括(1)工程设计及工艺优化类;(2)成本与质量控制类;(3)计算机应用类;(4)生产与物流系统优化类。二级项目驱动下的教学模式通过教师开展课群的教学内容及方法改革,同时课程群的专业老师通过课内、外教学环节,进一步扩展、优化、整合3级项目内容,进行课群的综合性2级项目的设计和实现,并培育1级项目团队。 2.2.33级项目驱动式教学模式的开展3级项目是根据核心课程内容需要而设,加强课程知识的理解,加强能力的培养,3级项目主要通过课程设计、实习过程,采用不同方面的实践环节提升学生的实践能力,培养创新精神,本专业带有3级项目的实践环节主要包括:(1)提高机械工程基础能力方面的实践环节:机械设计基础课程设计、制造工艺与质量控制课程设计。(2)巩固专业课程的实践环节:物流工程课程设计、生产与运作管理课程设计、人因工程学课程设计。课内实践采用一人一题(项)的方式开展项目式教学模式,3级项目的类别包括:某产品的质量管理、某设备的可靠性分析、人机工程学设计、人机工程学应用、计算机辅助产品设计、某产品工艺优化、采用MRPⅡ/ERP软件编制物料需求计划、某车间设备布置设计、生产流水线质量管理系统的设计等3级项目,3级项目的开展为1、2级项目的实施打下基础。 2.3多元化的教学方法改革 CDIO理念的教学过程中应采用以教师为主导、学生为主体,基于项目、问题的探究式教学模式进行课堂教学及实践教学。本专业主要以2级项目驱动下的课程群教师为教学团队进行了教学方法的改革。在教学手段和方法上,将启发式、讨论式、生产实际案例式等多种教学方法运用于课堂教学和实验教学环节之中,充分调动学生积极性,引导学生自主学习,培育创新能力,请企业相关专家进行讲座等方式指导学生的课程学习及CDIO项目实施。在实践环节上,依托我校渔业生产工艺与装备工程实验实训平台,开展产学研一体化实践教学,深化校企合作模式,以教师科研项目、创新创业训练、工程培养创新学习团队等方式开展项目驱动式实践教育,培养学生创新实践,培养拔尖人才。 3结束语 本专业依据我国工程教育指导方针及CDIO理念进行了人才培养模式的改革,将CDIO理念应用于工业工程专业人才培养模式,贯穿于教学方法、创新实践教育开展、课程体系建设、师资队伍建设、团队建设,专业提升等方面。根据我专业实际情况从CDIO理念的学习、培养方案的修订、项目驱动式的教学模式改革、课程内容及教学方法改革,创新性实践教学开展等方面实现了CDIO理念的工业工程专业应用型人才培养模式的改革与实践。促进了学生深入掌握各门核心课程知识、并将知识融会贯通应用于工程实践领域,培养具有创新精神的高素质应用型人才的目标。 作者:潘澜澜 慕光宇 潘颖 薛冬娟 单位:大连海洋大学机械与动力工程学院 工业工程专业论文:工业工程专业实践能力提升策略 【摘要】本文以工业工程专业为例,探讨了民办本科高校应用转型过程中提升大学生专业实践能力的途径:加强“双师型”师资队伍建设;推进校企合作,顶岗实习;注重工业工程专业社团建设;考取见习工业工程师资格证书。通过这些途径拉近了校企间的距离,提高了学生的专业知识应用能力、团队合作意识,提升了双向就业能力。 【关键词】民办高校;工业工程专业;学生实践能力;提升途径;效果 我国高等教育已经由精英教育进入到大众教育阶段,随着高考人数的减少,高校的扩张规模基本稳定。民办高校经过近30年的高速发展,也由规模扩张期进入到内涵建设发展期。2014年2月26日,国务院召开常务会议提出了要“引导一批普通本科高校向应用技术型高校转型”。民办本科高校积极响应纷纷申请加入了向应用技术转型试点高校。民办高校的本科专业人才培养模式也进行了调整和完善,突显出应用技术型的特色,加强了专业实践能力的培养。工业工程专业从1993年开始在我国高校开始设置,经过20多年的发展,已经取得了辉煌的成绩,民办本科高校开设工业工程专业也在逐步发展壮大中。工业工程(IndustrialEngineering,简称IE)是对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和设置的一门学科。它综合运用数学、物理学和社会科学方面的专门知识和技术,以及工程分析和设计的原理与方法,对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。[1] 一、专业实践能力提升途径 工业工程专业在我国高校经过20多年的发展已经形成了包括实验、课程设计、社会调查、各类实习、实训、毕业设计等实践教学环节。[2]这些实践教学环节为学生开展专业实习实践,增强动手能力提供了重要保障。笔者认为要进一步提升民办高校工业工程专业学生的实践能力在此基础上还应该做好以下四个方面。 1、强化“双师型”师资队伍建设 高水平的师资队伍对工业工程专业的建设和发展起着关键的作用。民办高校可以聘请既具有企业实践工作经验,又具有对工业工程专业理论研究的高素质人才担任大学生的实践指导教师,效果会事半功倍。学生在“双师型”老师的指导下,能将课本的理论知识灵活运用于实践实习中,活学活用,既加深了对专业知识的理解又能解决实际问题,突显了应用技术型师资队伍建设。 2、校企合作,顶岗实习 校企合作,产学研结合已经成为应用型高校发展的必由之路。当下,校企合作模式有校企股份合作模式、实训室进入企业模式、院校国有民营模式和产学研用一体模式等,[3]这些模式有效的整合了校企双方的资源,实现了合作共赢。大学生顶岗实习深入一线,可以将自己的专业知识应用到实际生产中,既能提高实践动手的能力,又能锻炼自己的意志品质和吃苦耐劳的精神。 3、工业工程专业社团建设 科技类专业社团建设在高校的团委社团中占据重要位置,工业工程专业社团组织成员洞察专业学科的前沿动态,关注专业领域发展的热点,通过团队研究讨论,可以发表工业工程专业相关领域论文,定期举办和组织学生参加专业知识讲座,承担着参加校内外科技竞赛活动角色。陕西省高校每年都举办工业工程创意改善竞赛,这给工业工程专业的学生提供了展示自我的平台,优秀作品也可以参加“挑战杯”等国家级大赛。通过专业社团的建设,使爱好科技科研的同学进一步加深对工业工程专业的理解,增强工业工程专业实践创新能力。 4、考取见习工业工程师资格证书 工业工程专业的资格认证有见习工业工程师、工业工程师和高级工业工程师资格认证。工业工程专业的在校大学生可以参加见习工业工程师的认证。该证书是企业选用人才的重要参考依据,也是申请工业工程师资格认证的有效文件之一。考试内容包含了基础工业工程、工效学、生产计划与控制、设施规划与物流分析、质量管理五个模块,包含了工业工程专业绝大部分专业课内容,这些课程都需要较强的实践能力。通过这样的认证环节,可以检验学生对专业的综合运用能力,也为就业打下坚实的基础。 二、专业实践能力提升的效果 1、提高了专业知识的应用能力 通过“双师型”老师的讲解,能使学生缩短对所学知识的理解应用时间,提高了学习效率,也提高了理论知识转化为生产力的能力,从而对知识掌握地更加牢固。 2、拉近了校企间的距离 通过顶岗实习,学生能深入了解企业生产的现状。在工作实践过程中,能够发现生产现场存在的问题,通过对问题的分析和思考,能运用所学的专业知识加以改善和解决,从而提高了解决问题的能力,这也为大学毕业后能够很快适应并投入到现实工作中奠定了基础。 3、提高了团队合作的意识 专业社团的建设过程增进了同学们之间的交流和沟通,大家可以共同探讨工业工程专业的相关问题,对共同关注的问题可以进行深入的研究,可以通过创新发明、申请专利或等形式提升专业知识水平。在组队参加竞赛活动中,需要队员之间的分工明确、协作配合,以取得优异的成绩。 4、提升了双向就业能力 学生在学习专业知识的同时,能考取专业相应的资格证书,不仅是对自己学习成绩的肯定,更是反应学生实践能力的提高,能够将所学知识转化为解决现实问题的能力。这也增加了学生就业能力的自身资本,在当今双向选择的就业环境中占据有利位置。 三、结语 民办高校已经发展到提高内涵建设的新阶段,向应用技术转型也已成为民办高校发展的方向。工业工程是一个实践性非常强的专业,需要学生具有创新意识和改善进取的精神。通过对以往工业工程专业学生实践能力的观察和了解,结合工业工程专业发展到的新阶段和民办学校大学生的特点,在原有实习实践的基础上,提出了拓宽学生专业实践的途径,从而使学生的专业学习与专业实践成为有机整体,以培养符合我国经济社会发展需要的应用技术型人才。 作者:王维荣 胡贵生 单位:西安思源学院商学院 工业工程专业论文:工业工程专业教学改革探讨 摘要:以社会需求为导向是高校教学发展的必然趋势,就工业工程专业发展的新形势,分析了教学中存在的问题,提出了以社会需求为导向的课程教学和实验实践教学改革策略以及建设教师团队的方法,并提出了实施3+X教学新模式。这对于高校工业工程专业课程教学效果和实验实践教学水平具有一定的提高作用以及很好的指导和借鉴意义。 关键词:工业工程;社会需求导向;教学改革;实践基地 在经济全球化的背景下,我国市场经济获得了迅猛发展,推动了我国制造业的持续发展,对工业工程人才的需求在数量和能力上提出了更高的要求[1,2]。因此,面对需求日益增加的人才缺口和毕业生毕业即失业的两难困境,中国各个高校在培训工业工程人才培养过程中应以社会需求为导向,加快工业工程教学改革,培养出拥有国际视野和创新创造能力的应用型以及高水平的人才走出这一困境,满足制造业发展的需求。目前,以社会需求为导向的教学模式与专业教学模式兼容性不好,有效实施的难度较大。近年来,我国高校招生规模迅速扩张,虽然相应的办学条件、教学模式、科研水平等也不断提高和完善,但是依然滞后于规模的扩张,实验实践教学水平滞后于相应技术的发展[3]。随着经济危机的突然爆发以及我国的产业调整和经济转型,在教学中对大学生的实践和创新能力提出了更为高层次的要求,导致高校专业人才培养不能满足社会的多样化需求,教学面临着严峻挑战[4]。另外,随着越来越多的毕业生进入市场,失业率迅速增长,再加上毕业生的综合应用能力较差,学生也无法在毕业后立即应聘到合适工作。传统的教学培养模式越来越难以解决这个矛盾,取而代之的要克服自身教学的不足,以满足社会需求为导向,转化“重理论、轻实践”的传统培养模式,改革专业实验实践教学模式,发展以“重能力、重应用”为核心的新培养模式。本文以上海理工大学的工业工程专业培养为例,以社会需求为导向提出了专业能力培养与实践基地应用相结合的改革方法,并且提出了实施3+X教学的改革思路。 一、工业工程专业教学存在的不足 1.大多数教师承担很重的理论教学,忽视了课程间的联系。工业工程专业知识体系往往较综合、交叉性强,不同的专业课程联系很紧密,像人因、设施规划、生产计划等课程彼此交叉[5,6]。但实际教学中,教师忽略了课程间的交叉性,忽视了课程综合理解在专业知识体系中的作用,使学生对专业知识的理解停留在表面,并且实际知识应用能力就会较差,综合能力得不到有效的全面提高。 2.实验教学体系的系统性和综合性不强。很多专业知识点在一些课程实验中重复出现,对于重复出现的专业知识点,在进行实验教学过程中都浅尝辄止,这种分流的实验教学模式不具有系统性,不利于学生形成完整的知识体系。另外,传统的实验教学模式都是对单课程专业知识点的应用,虽然通过实验,学生了解和掌握了单课程知识点的应用,缺乏对不同知识点的综合协调应用,无法利用实验提高学生解决问题的能力。 3.实践教学条件落后,实践教学模式单一,缺乏实践强的团队。实践教学资源的建设落后,无法满足教师在实践教学上的需求,对学生的专业和综合实践缺乏有效平台,难以提高学生的知识应用能力。传统的教学模式“生产实习—课程设计—毕业设计”基本都在校内完成的,没有根据社会需求融入到企业中去,与社会实际需求相脱节。另外,大部分教师都是从学校毕业后直接从事教学工作,缺乏实践的专门训练,难以建设实践教学较强的教师团队。 二、以社会需求导向的课程和实验实践教学改革的构想 以社会需求为导向的教学关于创新性、应用性、综合性的特点,要求教学过程由独立、分散、封闭的架构体系转向交叉、集中、开放的综合化体系。由注重课堂教学转向更多地关注实验实践教学[7]。在工业工程专业教学实验实践中,可以从以下几个方面进行改进: 1.建立课程教学与实验教学的横纵向联系。以专业课程为主线,改革课程设置,分析现有专业课程中相同的实验内容,是不是存在重复,但是又不重要的内容,针对这些问题,重新确定课程教学内容和实验教学的安排,建立课程教学与实验教学的横向联系。同时,实验教学都是相互之间有联系的,比如人因、立体仓库、设施规划、物流、生产线等,在时间上都有前后承接关系,在实验过程中,学生逐步加深对专业知识的领悟和应用,学生可以更好地掌握整个实验体系,这种课程教学与实验教学的纵向安排,使学生更易掌握工业工程专业知识和技能,为实践服务。 2.以社会需求为导向,改善实践教学条件,搭建实践平台和实践基地。通过与校友企业进行融合,建立专业学生的实践基地。积极拓展产学研合作,搭建实践平台,比如联合实验室、模拟车间、创新研发中心等,从根本上改善实践教学环节,达到与企业资源共建、互利共赢的目的。上海理工大学管理学院与上海庞源机械租赁股份有限公司共建工业工程专业实践基地,采取学生轮岗实践的方式,目前已经输送完第一批学生,取得了一定的效果,充分调动了学生的积极性,收获颇大。 3.建立实验实践教学团队。要实现以社会需求为导向的教学改革,需要建设实验实践能力较强的教学团队,培养双师型教学团队,一方面联合校企建立教师实验实践基地,联合培养青年教师;另一方面,进行青年教师的教学能力和实验实践能力双向发展,派送青年教师到企业进行锻炼,同时邀请具有丰富实践经验的企业界优秀人才对学生进行指导。通过双向培养,建立一支教学和实验实践能力较强的综合教师队伍,确保高质量的课程教学和实验实践教学的实现。 三、实施3+X教学模式 对于新的教学模式,采用3+X模式,即教学模式、实验模式、实践模式、教学反思模式,消除传统的单个模式孤军作战状态,进行3+X融合教学。首先,通过与国际进行交流合作,吸收和借鉴各国在教学方面的成功经验,引进优秀的教学模式,另外,加强与国内各高校同专业教师们的交流,提高工业工程专业的教学水平。其次,工业工程专业是课程教学与实验实践教学相结合的专业,教学实验是在实践中有效地创新和应用专业知识的前提,建立以创新能力培养为主导的实验教学,建设层次实验:基础知识验证性实验教学、综合类实验教学、自主创新实验教学,通过三个层次的实验培养,提高学生的综合能力。再次,培育企业实践基地,搭建学生能力培养的校外平台,根据工业工程专业培养目标,逐步完善与企业的实践基地建设,规范和完善基地的管理和评估。聘请企业优秀人才作为学生的兼职教师,配合专职教师的实践教学,让学生更好地了解社会实际情况,与课程和实验结合紧密结合,提高教学效果。最后,对课程教学、实验和实践教学的事后反思,借助行动研究不断探究与解决自身教学方面的问题,将“学会教学”与“学会学习”统一起来,努力提升教学实践合理性,使自己成为综合型教师的过程。实施3+X模式,提高工业工程专业教学和实验实践水平。 四、结束语 以社会需求为导向,对工业工程专业课程教学和实验实践教学及其策略进行改革。本文结合目前各高校工业工程专业课程和实验实践教学的现状,在专业培养方案和社会需求的基础上,对专业能力培养进行了再设计,对建设实践基地的必要性进行了肯定,并且对教学手段和方法进行了改革。根据工业工程专业的实际需求,改进教学形式,更新和完善教学内容,加强重视教师团队建设,从事相关的实践工作,增强实践经验。另外,还提出了3+X教学模式,课程教学是积累学生的专业知识,实验教学激发学生的学习兴趣,实践教学提高学生的创新性和应用能力,真正起到了课程促进实验,实验促进实践的作用,培养出社会需要的工业工程专业人才。 作者:刘勤明 吕文元 单位:上海理工大学 工业工程专业论文:高校工业工程专业实验教学 一、工业工程专业背景及意义 工业工程(IndustryEngineering,IE)于20世纪初产生于美国,是一门以提高质量和效率、降低成本为目标的集多种工程技术和管理于一体的交叉性学科,其对西方发达国家的工业化及韩国、新加坡等的经济腾飞起着非常重要的作用。我国从20世纪80年代正式开始应用工业工程,经过二十多年的发展,工业工程的应用领域已由最初的传统制造业扩展到服务业、金融业、运输业等多个行业;工业工程的应用内容也由传统的工作研究、设施规划与物流分析,延伸到与信息技术、业务流程再造等紧密结合的现代制造系统等各个领域。近年来,工业工程学科发展十分迅猛,开设工业工程专业的高校数量直线上升,同时教育部也不断出台新的政策,对工业工程的学科建设、办学思想、办学水平等进行规范和评估。工业工程是一门实践性很强的学科,必须通过实验、深入现场,才能真正掌握这门学科的知识。在新形势下,为了适应高校教学改革的要求,须对高校工业工程综合实验进行改革。 二、工业工程专业相关课程介绍 高校工业工程综合实验包含工业工程专业多门专业基础课程和专业课程,是各知识点的综合。其相关课程有“:基础工业工程”“人因工程“”生产计划与控制“”设施规划与物流分析”等。通过对影响企业生产效益的各种因素的研究,包括人因研究、生产线布置及产品制造、生产计划与控制等环节的实验研究和分析,围绕降低成本、提高企业生产效益,提出相应的实施计划和方案。 三、工业工程综合实验教学改革的原则与方向 工业工程实验教学改革应遵循的原则有: (1)循序渐进的原则。工业工程综合实验教学最大的特点是强调实验过程的系统性,应遵循循序渐进的原则。 (2)理论联系实际原则。实验教学应以学生所学知识为指导,整合、序化教学内容。 (3)可操作性原则。实验内容既要考虑学生的知识背景和能力状况,又要考虑在一定时期内实验内容实现的可能性,确保实施的可行性与可操作性。工业工程综合实验教学改革思路: (1)引入“启发引导式”实验教学模式。采用“启发式”实验教学,让学生由被动学习改为主动学习。 (2)增加综合实验内容。以往都是对理论内容的验证进行实验,内容虽然有序,但每次内容比较单一,有些同学老是靠本组同学帮助完成,缺乏学习主动性。增加工业工程综合实验内容,则既能提高学生的实践能力,又能培养其学习主动性。 四、工业工程专业综合实验的任务、教学方法及学时分配 实验课程的任务是培养学生分析问题、应用知识以及动手操作的能力。主要方法是在IE两个专业实验室及计算机房等实验场所进行实际操作和训练,教师在现场加以指导。时间为两周,分人因研究综合实验、流程分析研究综合实验和生产计划编制综合实验三个训练模块。 五、工业工程专业综合实验项目与内容提要 (1)人因研究综合实验。主要仪器和设备:JGW-B心理实验台4台,跑步机两台,功能自行车,噪声频谱分析仪两台,计时器若干只,照度计、亮度计各两台。通过声简单反应时实验等实验项目,获取相应的实验数据,了解人的听觉、视觉、触觉、识记等各个方面的能力差异及对工作效率的影响。上述实验,分别在被测试者处于安静状态和运动后状态(在跑步机上以中等速度跑10分钟后)两种情况下进行,通过对实验数据的比较,分析疲劳对工作效率的影响程度。实验的基本操作是:逐个检测被测试者对光、声的反应及注意力、动作稳定性等能力,获取相应的实验数据;正确使用仪器进行实验数据的测试;分析人的听觉、视觉、触觉、识记等各个方面的能力差异及对工作效率的影响。 (2)流程分析研究综合实验。主要仪器和设备:小型流水线设备一台、监控系统一套、电视机两台、计时器若干只。通过小台钻的装配工艺流程分析实验,进一步熟悉和掌握人机操作、双手操作、工时评价、测时研究、动作研究等实验手段在生产实际中的应用。主要完成确定流水线节拍、进行流水线的平衡、确定工作地数、配备工人及设计流水线的平面布置等工作任务。实验的基本操作是:逐个进行人机操作、双手操作、小台钻装配等实验,获取相应的实验数据;正确使用仪器进行实验数据的测试;分析流水线节拍、进行流水线的平衡、确定工作地数、配备工人及设计流水线的平面布置等。 (3)生产计划编制综合实验。主要仪器和设备:ERP软件一套(网络版)。通过生产计划及物流分析实验,对小台钻的生产进行规划设计,完成小台钻装配流水生产标准计划的编制、生产作业控制设计、核算单件生产方式下的成本和大量生产方式下的成本等设计任务。实验的基本操作是:正确使用ERP教学软件,进行相应实验数据的录入和归档;制作各种表单;小台钻装配流水生产标准计划的编制、生产作业控制设计、核算单件生产方式下的成本和大量生产方式下的成本。 六、结束语 通过对工业工程综合实验的深入研究,提出了详细的实验项目、内容及要求,为工业工程教学和培训提供了一个良好的基础。这样,既开阔了学生视野,又大大提高学生的实际能力,使学生更好地掌握工业工程的专业知识。 作者:周峰 单位:盐城工学院机械优集学院 工业工程专业论文:工业工程专业双语教学研究 伴随我国改革开放程度的不断加深、范围的持续扩大,国家对大量具有对外交流能力的专业人才需求不断增大。双语课程教学适应了教育国际化发展的需求,能够培养出具有国际合作意识、交流与竞争能力的人才[1]。工业工程的产生和发展是以现代工业化生产为背景,它在发达国家已得到广泛应用,在我国虽然已有20多年的历史,但仍处于建设时期,仍需要向发达国家学习交流。好在可以借鉴国外先进的教学理念,可以利用他们丰富的教学资源,因此,在该专业开展双语教学有助于培养学生的国际视野,增强竞争意识,为进一步培养具有国际竞争力的高质量专业型人才夯实基础。同时,在学生未来成长过程中,离不开用外语进行专业交流[2]。当前国内许多院校工业工程专业开展的双语教学都有着不同程度的随意性和盲目性,质量和数量都不能匹配社会发展对该专业的要求,在教学内容、模式、方法、组织和评价体系等多个方面有待进一步的规范和理论上的完善。作为工业工程专业的核心入门课程,《工业工程导论》的基础性、综合性和实践性较强,对其采用双语教学有着得天独厚的优势,但在教材选择、双语教学模式、教学考核等方面还缺乏实践经验和系统的理论研究,对于怎样有效地发挥双语教学的作用还需要进一步探讨和检验。本人曾在国外学习,能熟练使用英语进行交流,于2010—2011学年在我校率先开展了《工业工程导论》的双语教学工作。为提高课程的教学质量,现将在教学实践中的研究和方向呈现为论文,以期为同类院校开展相关双语教学提供借鉴。现报道如下: 1《工业工程导论》课程的性质与特点 《工业工程导论》是工业工程专业的基础课程。工业工程是一种将人、设备、物料、环境和信息等生产要素进行优化配置,并对工业等生产过程进行系统规划设计、评价创新,进而提高工业生产率和社会经济效益的专门化综合技术,内容日益广泛。它既带有鲜明的工程属性,又有着显著的管理特征,是一门工程技术与组织管理等有机结合的交叉学科。通过学习《工业工程导论》课程可以使学生了解与认识工业工程的基本内容、特点和方法,从而为后继专业课程的学习与实践打下良好基础。《工业工程导论》涉及的内容宽泛,以我们所使用的教材为例,包括如下三个部分的内容。第一部分是工业工程历史、定义和地位,具体有工程和工程教育的历史概述、工业与系统工程、工业与系统工程职能的组织和管理;第二部分是工业工程的职责范围,具体有生产工程、厂址选择、工厂布置、工作测定和设计、财务补偿、作业计划与控制、质量管理、财务管理和工程经济、人事管理、管理系统设计、物料搬运、分配和路程安排;第三部分是运筹学和大规模系统分析的影响,具体有运筹学、确定性的数学规划、工程项目管理、概率模型、系统概念。所以内容宽泛,跨度大,就我校教学计划中规定的32学时来看,只能是选择性的重点讲授上述内容的1/3左右。《工业工程导论》部门内容相对有难度,特别是与工程紧密相关的部分,如:制造工程里面的各种加工方式、流程等相对专业的内容,对于管理类的学生来说有难度。因为低年级的学生只是在认识实习时对制造企业有个初步了解,而认识实习只是走马观花,难以取得更为深刻的理解。另一方面,对于工科院校的学生来说,财务管理、成本控制和质量管理方面的课程显得偏难。再者,运筹学、概率模型等又需要有较好的数学功底。 2《工业工程导论》双语教学的组织与实施 我校在制定本专业培养方案时,选择《工业工程导论》进行双语教学的原因如下:首先,工业工程导论部分内容虽然涉及面广,但难度相对较低。其次,工业工程导论是整个工业工程专业的知识基础,进行双语教学可以使学生在专业知识和外语能力两方面打下坚实的基础。最后,工业工程与承担教学任务的教师专业方向一致,因此,在教学过程中,教师可以对于专业外语更为娴熟,在期望使学生切实掌握课程基本内容的同时,也可通过对外语的大量运用,进一步锻炼和提高自身的英语听说读写的能力。下面从三个方面具体分析该门课程双语教学的组织与实施。 2.1英文教材的筛选 选用什么样的教材,首选要考虑学生的接受能力。因为,作为双语教学知识的吸取方,学生的外语水平和学习思考的积极性对双语教学的效果有着关键的作用。工业工程专业近年来成为工科院校的热门专业,该专业学生的高考英语成绩总体较好。但中学阶段的哑巴英语教学模式导致学生口语和听力偏差。同时,专业词汇贫乏是导致原版教材无法直接使用。另外,学生在课堂上的学习需经过语言和语思维的双重转化。考虑到双语教学的特殊性,教材既要注重专业知识的传授,又要兼顾对学生外语能力的提高[3,4]。因此,生源好、学生基础扎实的院校,应尽量采用原版教材。原版教材语言地道、信息量大、可读性强、内容详实,能够提供该领域前沿专业知识。在选用原版教材的过程中,还应注意英文的难度,语言过难会导致学生的厌烦,进而对专业知识的理解和掌握产生不良影响。需要注意的是,原版教材并非完美无缺,有些内容本该简单精炼,却过于详细,书本过厚,价格过高。因此本人在国外将原版教材《工业与系统工程概论(第3版)》,进行了部分影印编册后发给学生作为教材使用。 2.2教学方法的改进 鉴于《工业工程导论》课程涉及的概念、定义、公式、术语、专有名词的数量较多,并且这些术语不仅仅来自管理科学领域,也来自工程技术领域及计算机技术领域,使用英语讲授对教师和学生都要求很高。教学过程中信息量大,学生在掌握课程的众多知识点之外,还需要记忆大量的专业词汇,并采用英语来进行理解和思维。为保证课堂45分钟的教学质量,课前预习成为必须的过程。在每节课结束前的5~10分钟,在布置该节内容的课后作业的同时,还须安排学生对下一节内容进行课前预习。双语课程的教学不是单纯的英语教学,不能像大学英语授课那样,把对单词、句子和段落的阅读和理解作为重点。只用英语解释会让学生费解,教师还需要用中文讲解,即采用穿插式的教学模式。在课外,学生更需要主动学习,到图书馆或网络,包括一些专业论坛来查阅相关资料,及时温习并整理已学知识。对于生源一般的普通院校各专业,由于课程的专业性和理论性,采用英文教材+中文讲授的模式更与实际情况相符。经过4年的摸索,研究者已从最初采用的全英文教授转变为目前的混合型,并且结合图文并茂的多媒体课件替代课堂板书,丰富了教学内容。如此一来,学生在听教师英文授课的同时,可与授课老师用英语进行课堂专业知识的互动讨论。授课过程中的重点与难点主要用汉语讲授,再让学生精读教材后与老师交流讨论,以真正受益。通过这种模式,优化了传统的教学方法,尝试借鉴MBA教学中的“案例讨论式”教学活动,挖掘学生的主观能动性和参与性,发挥多种教学活动及教学方法的优势,真正提升双语教学效果。 2.3多元的考核制度 在双语教学实施过程中,一个科学合理的考核制度不仅对整个教学的成败起着决定性作用,同时也是调动教师和学生积极性的重要机制[5]。或者说,科学合理的考核制度一方面是可以检验教学效果。另一方面反映了双语教学的教学目标和重点、难点,可以督促学习和引导教学过程。首先,从教师的角度来说,专业素质和外语素质是双语课程教师的基本素质要求。为同时满足大纲和与实际相接的要求,教师要收集和整理很多针对当下中国国情的资料,以充实教学内容,因此其隐性和显性的工作量和难度要比普通教师高很多。此外,由于学生外语能力和专业素质存在差异,采用双语教学往往会对课堂上的师生互动产生影响。一些外语基础弱的学生会产生厌恶情绪,教师可能会在课堂上面临更多的难题。为此,需要学校管理者在政策上鼓励教师深化研究、大胆实践,完善教师的奖惩制度,对其超额付出给予认可。其次,从学生的角度来讲,双语课程的考核应同时关注教学过程和最终考试结果,使二者实现统一。建议教师采用多样化的考核方式,灵活运用笔试、开卷、闭卷、半开卷等方法。并可将教学过程中学生在课堂上的发言及讨论的次数和质量作为评价内容,鼓励学生阅读英文文献、撰写外文报告,学期末考核可将口头考试与书面考试结合。书面考试可中英文结合,建议多考主观题,让学生自主思考,有更大的答题自由度,以锻炼学生的独立分析与解决问题的能力。最后,从管理的角度来讲,双语教学的监督机制也需要建立完善,并纳入日常的教学管理议程,从制度层面对双语教学实行管控,制订详细可行的评估细则,对教学大纲、教材的选用、教案、教学进度表、教师准入条件、课堂教学检查、试卷、学生意见反馈等进行规范化管理,做到有案可查,有章可循。 3《工业工程导论》双语教学效果 经过连续4届的讲授,从10级学生的反感厌恶,到11级学生的新鲜有趣,到13、14级级学生的适应融合。连续4届的统计数据来看,《工业工程导论》双语课程较好地完成了专业基础课的教学任务,并培养了学生的外语兴趣和专业外语水平。从学校近3年的大学英语四六级考试的统计结果来看,工业工程专业的国家英语等级考试通过率和优秀率大幅度提高。从学校教务管理系统“学生评教”模块的统计来看:68%的学生反映经过一学期的双语学习,自身的思维和英语水平有显著的进步,学习兴趣大大提高;12%的学生反映课程讲授的速度太快,信息量过多,导致学生的印象模糊,为此,需要教师精心备课的同时提高学生的参与性。由于学生英语水平差距较大(以12级学生为例,58名同学中,8人通过六级考试,24人通过四级,还有26人未通过四级考试),学生接受能力差异很大。学生在学量专业知识的同时,大量阅读、理解英语必然难度增大,因此,需要根据学生英语基础的不同,因材施教,进行分类教学。 4双语课程教学的建议 双语教学中课程选择与学期设置方面。双语教学的课程设置需要根据专业培养方案的整体性要求,专业基础课程由于相对浅显,且有后续更为深入的专业课程来精讲,是开设双语教学的最佳选择。从授课学期的角度来说,在二年级或三年级上学期开设专业基础双语教学应该是比较理想的选择,此时,学生对专业有一定初步了解,并且在英语阅读和理解方面有所积累。关于汉语和外语之间比重的把握方面的建议。目前双语教学方模式包括如下三类:全外(授课英文,教材英文),混合(授课英汉结合,教材英文)和半外型(授课中文,教材英文)。研究者以为,对普通工科院校各专业而言,因为专业课程的系统性和理论性,采用混合和半外式更为合适。对于文科类专业、且生源质量高的学校,可以尝试全外型。在本人的教学中,学期初期更多的采取半外型,学期中后期则采取混合型,因为本校学生的质量层次偏弱,需要循序渐进的适应过程。需要说明的是,双语课程教学在该校以及国内同级别工科高校仅是起步阶段,许多工作尚在探索中,为使课程质量得到保证,需要教师对教学方法进行认真研究,全面设计与规划双语教学的难度、深度和方法,认真备写教案,准备模型及原版参考资料,使双语教学有目的、有计划地实施。相信在师生共同能力下,双语教学一定可以达到预期目的和要求。 作者:徐宣国 李悦 单位:江苏科技大学经济管理学院 江苏科技大学马克思主义学院 工业工程专业论文:工业工程专业实习方式浅析 一、引言 工业工程生产实习是该专业一个重要的实践教学环节,其目的在于理论联系实际,使学生对所学专业及课程有更深入的认识,提高学生的工程意识和分析解决问题的实际操作能力,目前由于社会经济环境和体制的变化以及其他各种因素的影响,工业工程生产实习工作已出现不少新的问题和矛盾,如何搞好生产实习提高人才质量以适应市场经济的需要是一个急待解决的问题。 二、传统生产实习模式面临的困境 (一)企业接受高校学生实习的意愿降低,导致难以建立充足、稳定的实习基地 近年来,随着市场经济以及人们思想观念的变化,很多企业越来越不愿意接受学生实习。主要原因是:(1)学生到企业实习,由于理论知识不够、实践经验缺乏,很难直接给企业创造利润,相反会给企业正常生产带来不便。(2)一些技术和管理方法先进的企业由于担心企业核心技术泄密而不愿意接待。(3)高校实习经费紧张,付给企业的实习费过低,导致企业不愿接待。 (二)传统实习方式效果较差 我校工业工程专业实习有两种:一种是制造工艺生产实习2周,该实习目的和要求是:学生到汽车制造企业去了解一些典型汽车零部件如:发动机曲轴、缸体、连杆等零件的制造方法、加工工艺以及企业现场的各种装备、刀具、辅具。另一种是工业工程专业实习2周,该实习目的和要求是:学生到企业现场利用所学IE方法和技术对生产线、生产工艺及生产现场进行改善。上述两种实习分别在大三和大四进行。 1.传统制造工艺实习方式与不足。 目前传统的制造工艺实习方式基本上是:学生在教师的带领下来到某一实习企业下属某个车间,由实习企业的工程师简单讲授一下这个车间生产的概况、生产零件的工艺后,就开始带领学生参观生产线和设备。这样的实习效果一般相对较差。原因:(1)一般车间噪音较大,厂方工程师在车间生产线边讲授工艺时,只有在他周边少数人能听到,大部分人听不清。(2)参观时间较短,由于到实习企业参观实习的车间很多,一般半天就要参观实习完一个车间(很多车间实际参观时间在2个小时内),在如此短的时间内,学生要熟悉实习企业的生产工艺、设备、管理方式相当困难。 2.传统工业工程专业实习方式和不足。 我校传统工业工程专业实习方式和制造工艺实习方式类似,也是带队教师带领学生到企业现场,然后在企业工程师讲解完企业概况、生产线和生产工艺后,由学生在企业现场利用所学IE方法和技术对生产线、生产工艺及生产现场进行改善。一般也是半天实习完一个车间,由于时间短,要在如此短的时间内达到实习目的和要求也是非常困难的,因此造成实习效果较差。 三、传统生产实习模式的改革与实践 (一)首先加强实习基地建设 选择好合适的实习企业是搞好实习的前提。近几年我校通过和东风汽车公司进行产学研合作并利用十堰是中国汽车城,十堰市及周边地区有众多的汽车零部件制造企业的区域特点,以及这些企业有我校众多毕业生,且很多都走向中层以上领导岗位,通过充分利用这些资源,我系工业工程专业已经建立了几十个稳定的实习基地。如东风公司发动机厂、东风公司变速箱厂、湖北三环公司等大中型企业。另外为了扩大实习基地,引入生产技术水平和管理水平更先进的企业作为我们的实习基地,我们还实施走出去发展方式,如:经过两年学院、系和实习教师的联系、沟通,通过产学研双赢模式,我系每年派出高职称、高学历青年教师下厂锻炼,同时到企业为其做课题,为企业解决实际问题,而企业为我们的学生提供实习场所。利用这种模式我系工业工程专业在襄樊也建立了5~6个稳固的实习基地,如日产乘用车公司、襄樊变速箱公司。这些企业技术和管理水平先进,学生在这些合资企业实习时积极性很高。 (二)实习方式的改革和实践 1.制造工艺实习方式的改革和实践。 (1)合理安排实习过程和内容。 传统的实习方式,把实习内容和要达到的要求完全寄托于在企业现场由企业工程师、指导教师和学生来解决,由于学生人数多,环境差,时间少,这种指导思想是不可行的。为了提高实习效果,我们改变了传统做法,把一部分实习内容放在校内解决,如在下厂之前,在校内安排一天到二天的实习讲课,在教室里通过多媒体进行教学,结合实习的内容。详细介绍与实习现场有关的理论知识,着重介绍实习企业现场可以看到的各种生产线,各种机床、装备和各种典型零部件加工工艺和关键工序,并配以图片和相关视频,使学生在实习前就对所要实习的内容和现场有一个大概了解,配以多媒体教学详细介绍该车间凸轮轴加工工艺流程和特点、每道关键工序和加工方法,如该工序中最后工序用到砂带抛光加工工艺技术,该工序是学生实习时的兴趣点也是难点,教师可结合图片和视频介绍。这种方式一方面增强了学生实习的积极性;另一方面可以充分利用下厂实习时间,提高实习效率,使学生在企业中的实习收到事半功倍的效果。 (2)建立合理的生产实习考核内容评价体系。 采用多种方式来评定学生实习成绩,我院工业工程专业学生生产实习的考核内容有四部分:考勤、实习日志、实习报告和实习答辩,其中实习报告占总成绩50%,答辩成绩占30%,实习日志占20%,考勤为扣分制,缺勤一次扣5分。缺勤时间占总实习时间30%以上时,实习成绩不及格。实习答辩以5人一组进行,答辩时,实习教师提出一些实习现场的工艺问题,学生进行解答,根据回答的准确性进行评分。另外为了保证实习质量,加强实习过程管理也很重要,如,在实习期间经常抽查学生的实习日子,实习日子记录了学生每天实习学习内容。这样可以督促学生在实习时认真观察记录,防止日后实习报告相互抄袭。 2.工业工程专业实习方式的改革和实践。 我院工业工程专业生产实习是该专业一个重要的实践性环节,共两周,该实习的主要内容是:学生到汽车企业生产现场,把所学工业工程的方法和技术在企业现场进行实际应用。但该实习环节在进行时存在以下问题:①企业提供的实习时间较少,一般只是参观性质的。②受企业产量制约,没产量不生产时,该实习难以进行。针对传统实习方式存在的不足,我们对现行的专业实习方式也进行了改革。即,采用上机虚拟实践+企业现场再实践的模式进行。具体如下:上机虚拟实践,事先对学生要参观实习企业的相关生产线每个工位进行摄像,然后利用购买的工业工程体验式应用平台(ISE系统),在此平台上学生利用所学工业工程知识对该生产线完整视频资料进行工业工程方法和技术分析,即进行虚拟实践,并且得到各种分析结果和报表。如:在利用ISE平台分析一套完整的生产线视频资料基础上,学生可制作该生产线上各工序的SOP(标准作业指导书),制定产线各工序的标准工时和产线工时、制定各工序的标准作业方法并得到《工序标准作业组合表》,制定生产线的《标准工时与人力排布表》、《产线标准作业组合表》,得到产线现状的《平衡率山积表》,对产线进行虚拟改善得到改善后的产线《平衡率山积表》和《作业改善报告》等。由于这些分析手法和得到的相关分析报表与企业实际所用完全一样,经过“实际案例,虚拟实践”后,学生的实践能力极大地提高。在这个基础上学生再到企业现场实习,在企业现场对工业工程方法和技术再实践,再应用。这当中上机虚拟实践和下厂实习可以相互穿插。采用这种实习模式,实习时间利用率提高,效果提高,学生不再走马观花,学生对实习满意度也提高。 (三)加强实习指导教师队伍建设,保证教学质量 工业工程专业的综合性和实践性对实习指导教师综合素质提出了更高的要求。指导教师需要具有扎实的专业知识以及相应的实践经验,才能较好地传授专业知识,解答学生提出的各种理论和实际问题。针对此种情况,我们在选派实习指导教师时有严格要求,对没有带过生产实习的教师必须进行必要的岗前培训,尽量选派有高学历或高职称的教师进行带队指导,另外每年选派没有工业工程实践经验的青年教师到企业锻炼,提高青年教师的实践能力。 四、结语 工业工程生产实习是我校该专业一个重要的实践教学环节,我们通过多年的改革探索逐步形成了以东风汽车公司为长期稳定的生产实习基地,加强生产实习师资队伍的建设,充分利用校外和校内两种资源,改革实习方法,加强实习制度建设,调动学生学习的主观能动性,经过几届学生实习实践表明,这些方法和措施提高了生产实习质量,取得了较好的实习效果,对传统生产实习工作出现的一些问题和矛盾的解决,有一定的借鉴意义。 作者:李峰 单位:湖北汽车工业学院机械工程学院 工业工程专业论文:工业工程专业课程教学探究 一、课程教学体系结构 生产系统建模与仿真课程的教学体系结构分为三大部分:理论教学、实验教学、实践环节。 (一)理论教学 理论教学是生产系统建模与仿真这门课的基础。我校该课程的理论教学为40学时,理论教学部分的内容包括以下九大部分: 1.概述。主要介绍有关系统仿真的基本概念、系统仿真的分类、离散事件系统仿真的基本概念,如仿真钟、时间、活动、进程等。 2.仿真输入数据的收集与分析。主要介绍系统仿真输入数据的收集方法、分布的识别、参数估计方法、拟合度的检验等。 3.伪随机数的产生及其统计检验。主要介绍伪随机数及其产生方法、伪随机数的统计检验(包括均匀性检验、独立性检验、数字特征检验等)。 4.随机变量与随机过程的仿真。包括离散型随机变量的仿真方法、连续型随机变量的仿真方法并介绍随机过程中关于泊松过程的仿真。 5.离散事件系统的建模方法。包括实体流图法及其应用举例、活动周期法及其应用举例以及Petri网建模方法。 6.离散事件系统的计算机仿真策略。主要介绍事件调度法、活动扫描法、进程交互法以及三种仿真策略的比较。7.排队系统的计算机仿真。介绍排队系统的基本概念、分类、排队系统仿真举例。 8.库存系统的计算机仿真。介绍库存系统的基本概念及库存系统仿真举例。 9.仿真结果分析。主要介绍终态仿真、稳态仿真的基本概念,终态仿真的结果分析,稳态仿真的结果分析,多个系统性能的比较分析以及方差缩减技术等。但理论部分涉及的概率论与数理统计的内容较多,如何将枯燥的仿真理论与实际问题联系起来,以提高学生的学习兴趣呢?笔者认为可以从以下两个方面入手:首先,在每次有新的理论介绍之前先以一个背景问题引入,从而提出解决该问题的理论知识。例如生产系统常常会受到市场需求、原料供应、生产环境、生产状态等多方面随机因素的影响,那么在具体仿真时,这些随机因素如何体现出来?从而引入随机数的产生、随机变量的产生、随机过程的仿真等内容。又如在对一个系统具体仿真时,提问:当采用不同的随机数流,仿真结果会随之发生变化,那么实际中如何对仿真结果进行分析,从而得到科学的结论?从而引入数理统计的内容,将其应用于仿真结果的分析。其次,鉴于工业工程专业的性质,有些复杂的数学推导过程可以适当删减,力求学生理解原理,达到能够灵活应用相应理论的目的即可。这里有一点需要强调的是,在多年的教学中,笔者认为第一次课尤为重要,其实这不仅仅是对生产系统建模与仿真这门课,对任何一门专业课都是如此。在第一次课中虽然不能涉及太多的课程内容,但在第一次课首先要告诉学生这门课是研究什么问题的,在什么情况下我们可以借助这门课的理论来解决问题,最好举与实际问题相关联的例子。例如,我在第一次上课时会介绍什么是系统仿真、系统仿真的应用领域、应用系统仿真时应注意的一些问题等等,同时课堂上演示几个可视化的仿真模型,如流水生产线加工系统仿真、服务系统仿真等,通过一些感性认识,使学生对这门课有一个初步的了解,以提高学生对该门课程的兴趣。 (二)实验教学 实验教学是对理论知识进一步理解和深化的有效方式,通过实验教学,一方面可以加深学生对理论知识的理解,另一方面有利于培养学生分析和解决实际问题的综合能力。目前关于离散事件系统仿真的流行软件也有很多,比如:Extend、Flexsim、Gpss、Arena、Witness、eM-plant、Auto-Mod等等。我们在教学过程中采用了Witness和GPSSWorld软件。这两款软件在使用上有较大区别。GPSSWorld属于第二代仿真语言,是基于进程交互的仿真编程语言,特别适用于排队系统的仿真。当然这里的排队系统范围也很广泛,比如,订单的到达可以抽象为排队系统的顾客,订单的处理过程可以抽象为排队等待过程,订单处理完成可以抽象为顾客服务完后离开系统等等。通过此软件的学习,一方面可以加深对离散事件系统仿真的理解,另一方面也可以提高学生调试程序的能力。因为目前即使是可视化的仿真软件要仿真一些复杂的系统,有时也需要编制相应的程序才可以完成,所以通过GPSSWorld仿真软件的学习和应用,对于应用其他的仿真软件也有帮助。Witness是由英国lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。它既可用于离散事件系统的仿真,又可用于连续流体(如液压、化工、水力)系统的仿真,可视化效果好,通过Witness开发的系统仿真模型易于理解和控制,为加强学生在学习期间深入理解实际运作系统提供了直观的、可行的实验场景。目前在国内有近60所设有IE专业的高校引进了Witness仿真平台。我校的生产系统建模与仿真课程的实验部分为16机时,如果把Witness和GPSSWorld软件的使用连同学生上机实验都放在这16机时完成,很显然时间是不够的,所以我们目前的做法是:在理论课的40学时课堂讲授时,安排部分时间讲授软件,边讲解边演示(约8学时),同时将Witness和GPSSWorld软件的学习版先拷贝给学生,这样学生就可以在自己的个人电脑上安装使用,课下学生自己先练习,同时给学生布置相关的上机大作业,具体上机时,教师主要是解决学生在练习或完成作业时遇到的困难和问题。由于学习版的部分软件功能受限(其实对大多数的仿真已够用),所以我校建立了软件网络互联环境,学生也可以通过校园网在宿舍就可以使用正式版练习,满足了部分学生进一步学习的需要。 (三)实践环节 生产系统建模与仿真这门课的教学目标就是培养学生将仿真技术应用于实践,并解决生产、管理等领域的实际问题。因此,实践环节我们主要从三方面入手: 1.在1周的课程设计中,提供有关生产加工、物流、服务管理等方面的素材,启发学生利用仿真技术完成系统的分析和改善; 2.在大四的毕业设计题目中,设计一些应用仿真技术的相关题目,如关于企业生产流水线的改善; 3.鼓励学生积极参加校大学生创业大赛、工业工程改善大赛等竞赛活动,利用仿真技术结合具体的问题进行分析,我校在这一方面已取得了一些成绩,达到了学以致用的目的。 二、课程教学方法设计与教学手段 本课程采用以课堂讲授为主,其他方法为辅的教学方法。通过课堂讲授,可以使学生理解掌握系统仿真的基本原理和基本方法。但纯粹采用课堂讲授对于理论教学有时会显得有些枯燥,因此在教学过程中适当增加了实验法、演示法、讨论法等。如在介绍系统仿真软件时,一边讲解软件一边进行演示,同时将相关的仿真理论穿插于仿真软件的介绍之中,这样更便于学生理解和体会仿真的基本理论和原理,也便于学生掌握仿真软件的使用和操作方法。课程的教学手段采用以多媒体教学为主,板书为辅(个别时用到的数学理论)的方式。另外,教师在第一次上课时就将联系方式包括E-mail、QQ号、电话等告诉学生,学生可以通过以上方式随时咨询学习中遇到的问题。 三、课程考核 本课程的考核方式采用“期末闭卷考试+大作业”模式,其中大作业包括上机报告和英文文献翻译两部分。上机报告是关于Witness和GPSSWorld仿真软件布置的上机大作业,要求对具体问题建立适当的仿真模型,运行后对结果进行分析,必要时进一步提出改进措施或建议。英文文献翻译要求查找一篇关于仿真技术发展或应用的英文资料,将其翻译成中文,这样做的目的有两个:一方面可以使学生进一步了解仿真技术的发展动态及应用领域,另一方面也可以适当的加深、熟悉一些关于仿真的专业英语词汇,便于以后工作和科研的需要。目前期末闭卷考试成绩占80%,大作业占20%,可考虑加大平时作业成绩的比例到30%,以加强学生对实验环节的重视程度及仿真技术动态的关注程度。 四、课程教材的选取 关于生产系统建模与仿真这门课,目前还没有非常适合我校工业工程专业实际情况的教材,原因是有的教材中所介绍的软件不是Witness和GPSSWorld,而介绍Witness和GPSSWorld的教材关于仿真理论部分又介绍得较少,所以笔者给学生推荐的两本关于理论部分的教材为:肖田元等主编的《离散事件系统建模与仿真》以及周泓等主编的《生产系统建模与仿真》;关于仿真软件部分的教材为:王亚超等主编的《生产物流系统建模与仿真-witness系统及应用》以及谢毅等主编的《离散事件系统建模仿真与GPSSWorld教程》。 五、结束语 生产系统建模与仿真作为工业工程专业的一门专业基础课,其技术目前在生产、管理、物流、服务等领域已得到了广泛应用,我们希望,通过对该课程教学体系的探讨使其在学生今后的科研和工作中发挥越来越大的作用。 作者:刘云 田斌 龚小军 王亚民 单位:西安电子科技大学 工业工程专业论文:工业工程专业人才培养方案研究 1云南农业大学人才培养方案的要求 (1)凝练专业特色,准确定位专业目标。各专业根据社会经济发展及人才市场的需求,明确专业培养定位,根据专业特点和实际情况,合理设置课程体系,优化人才培养方案,形成自身的优势和特色。 (2)强化专业和实践教学。各专业根据自身优势和特点,适当增加专业课、专业选修课学分,强化专业主干课程和专业实践、突出专业特色。要保证列入教学计划的各实践教学环节累计学分不低于总学分的25%(理、工、农类专业)。 (3)优化课程结构,合理设计课程模块。坚持以学生为本,充分考虑学生在能力、兴趣、特长等方面的差异,构建分层次、模块化的培养框架。科学合理地安排必修课与选修课、理论课与实验课、基础课与专业课之间的比例。 (4)推进素质教育,提高学生素质。改革公共课程,把人文教育和科学教育融合到人才培养的整个过,落实到教育的各个环节,通过文理交叉、学科融合,促进学生综合素质的全面提高。 2工业工程专业人才培养方案的主要内容 云南农业大学工业工程专业自2003年成立并招生以来,高度重视本专业人才培养方案的制定与研究工作。2010年,根据学校《云南农业大学本科专业人才培养方案修订实施意见》,工业工程系在2007版人才培养方案的基础上,广泛收集资料,学习和参照国内外高等院校工业工程专业人才培养计划和要求,反复讨论并充分征求本专业教师及学生的意见,进行了认真细致的修订工作。修订后的培养方案包括以下几方面的主要内容。 2.1工业工程专业的培养目标和要求 本专业培养具备扎实的工程技术和计算机技术基础;掌握现代管理科学与系统科学的理论和方法;具有一定的科研能力、实践能力及创新能力;能应用工程技术和管理科学知识,在各级管理部门及企事业单位从事管理系统、生产系统及服务系统的规划、设计、决策、运营、评价、优化等工作;既懂技术又懂管理的复合型工程技术人才。本专业学生主要学习机械工程基础、管理工程基础及计算机应用基础等工业工程专业的基本理论和基本知识;研究管理系统、生产系统及服务系统的规划、设计、运营、管理与控制;接受应用工业工程相关理论与分析方法解决实际问题的基本训练;初步具备规划、开发、设计、运营和评价管理系统、生产系统及服务系统的能力。 2.2毕业生应获得以下几方面的知识和能力 (1)具有扎实的自然科学基本理论知识,较好的人文社会科学基础,较强的本国语言、文字表达能力。 (2)系统掌握机械工程、管理工程、技术经济与管理等与本专业领域相关的基本理论和基本知识。 (3)掌握工业工程学科的基本理论和方法,具备本专业领域的基本知识,了解学科前沿、应用前景和发展动态,熟悉经济建设和企业管理的法律、法规和政策。 (4)具备较强的计算机应用能力和较强的英语听、说、读、写能力,掌握科技文献检索、资料查询的基本方法,具备独立获取知识、信息的能力和一定的科学研究能力。 (5)具备较好的人际沟通能力和创新能力,具有较强的协作精神。 2.3工业工程专业的主干学科及主干课程 工业工程专业的主干学科是机械工程、管理工程、技术经济与管理。其主干课程包括机械制造基础、机械设计基础、运筹学、管理学、工程经济学、基础工业工程、人因工程学、生产运作管理、管理信息系统、设施规划与物流分析、质量控制与质量管理等。 2.4工业工程专业的主要实践教学环节 大学四年的学习过程中,工业工程专业要完成认识实习、金工实习、生产(服务)系统实习、工业工程专业综合训练、运筹学课程设计、数据库技术课程设计、机械设计基础课程设计、基础工业工程课程设计、人因工程学课程设计、工程经济学课程设计、管理信息系统课程设计、生产运作管理课程设计、设施规划与物流分析课程设计、系统建模与仿真课程设计、质量控制与质量管理课程设计、毕业实习、毕业论文(设计)等实践教学环节。 2.5工业工程专业的修业年限 本专业修业年限为三至六年。有条件的学生在按要求修满规定学分的前提下可提前毕业,但最低修业年限不得少于3年;对不能在4年内按要求修完规定学分的学生,经学校批准后可以延期毕业,但修业年限最高不得超过6年。 2.6工业工程专业的毕业学分要求及授予学位 工业工程专业的本科学生毕业时应修学分为176个学分,其中公共必修课模块35学分,人文社会科学及自然科学类课程选修12学分,学科公共课模块20学分,专业基础课模块25学分,专业课模块21学分,专业选修课30学分,实践教学33学分。工业工程专业授予工学学士学位。 3工业工程专业课程体系的基本结构 工业工程是技术与管理相结合的交叉学科,既有鲜明的工程属性,也有明显的管理特征。工业工程专业培养的人才要对各种类型的系统有全面深入的理解,能够对系统问题进行规划、解决和阐释,使系统优化,系统效率明显提高,并因此具备领导跨学科团队的能力。要达到这样的培养目标和培养要求,研究工业工程专业人才培养方案,确立工业工程学科的课程体系,协调工业工程专业课程与工程专业、管理专业之间的关系十分重要。云南农业大学工业工程专业的课程包括必修课和选修课两大类。课程体系是平台式和模块式相结合的复合型结构。课程纵向设置包括公共课、学科共同课、专业课。横向设置以实践教学和素质教育贯穿整个培养过程,形成纵横交错的复合结构。工业工程学科发展过程中,融合了数理统计、工程技术、运筹学、系统工程等技术的思想和方法,其研究领域从制造业扩展到商业、运输业、服务业及政府部门。工业工程专业的课程设置要满足专业发展的要求,其课程体系必须包括素质教育、专业教育、实践教育三大平台。 3.1素质教育平台 包括公共必修课模块(35学分)和公共任意选修课模块(不低于12学分),这部分课程由学校统一安排,也是全校所有专业的学生必须学习的课程,主要包括大学语文、大学计算机基础、大学英语、公共体育基础课、政治理论课、职业生涯与发展规划、就业指导等课程。 3.2专业教育平台 (1)学科共同课模块。包括高等数学I、高等数学II、线性代数与概率论、普通物理学、普通物理学实验等5门课程20学分。 (2)专业基础课模块。包括机械制图、管理学、机械制造基础、运筹学、数据库技术、机械设计基础、基础工业工程、工程经济学等8门课程25学分。 (3)专业课模块。包括人因工程学、系统工程、管理信息系统、生产运作管理、设施规划与物流分析、质量控制欲质量管理、系统建模与仿真、项目管理、制造技术与制造系统等9门课21学分。 (4)专业选修课模块。提供CAD工程制图、工程力学、电工与电子学、管理经济学、会计学原理、微机原理与运用、市场营销学、应用统计学、控制工程原理、产品开发技术与管理、专业英语、供应链管理、工业工程专业系列讲座等课程,要求学生至少选修30学分。 3.3实践教育平台 (1)公共实践模块。包括入学教育/专业教育、军事训练、国家学生体质健康标准测试、毕业论文(设计)等,共计11学分等内容。 (2)专业实验课模块。包括普通物理学课程试验、工程力学课程试验、电工与电子学课程实验、数据库技术课程实验、运筹学课程实验、微机原理与应用课程实验、机械制造基础课程实验、机械设计基础课程实验、人因工程学课程实验、设施规划与物流分析课程实验、系统建模与仿真课程实验等,共计12学分。 (3)实习实践模块。主要包括认识实习、金工实习、生产(服务)系统实习、工业工程专业综合训练、毕业实习以及本专业主干课程的课程设计等,共计22学分。 4问题及建议 工业工程专业高等教育的核心是创造力的培养,培育具有实践能力和创新精神、集技术与管理于一身的复合型人才。虽然我们对云南农业大学工业工程专业的人才培养方案进行了精心的设计、修订和研究,力求科学合理,适应社会发展的需要,但是云南省工业工程专业人才培养存在以下问题。 (1)云南地处西南边疆,社会经济发展水平较低,对工业工程专业的认知程度有限,制造企业中几乎不设工业工程部门和工业工程师岗位,工业工程专业人才对口就业困难。 (2)区域内缺少以集中化管理的先进技术和设备为技术创新提供服务,为工业工程教学提供高新技术教育训练平台的工业工程研究中心,学生少有机会接受工业工程专业先进技术培训和实践的机会。 (3)理论教学与实践脱节。由于教学经费的限制,学校实验室建设不能满足课程建设的需求,教学过程以课堂讲授为主,注重理论性、系统性、专业性、知识性,结合实际的案例式教学较少,学生的专业实践训练不足。要解决工业工程专业人才培养过程中存在的问题,我们提出以下几点建议: ①工业工程是系统的综合优化技术,是解决系统优化,提高系统效率的学科专业,具有广泛的适应性和广阔的发展前景。要加强工业工程专业的宣传,让社会充分认识工业工程专业人才培养的重要性; ②切实加强工业工程专业实验室建设。工业工程作为技术与管理相结合的学科,其生命在于实践。学校的实验室是学生实践的第一课堂。 ③高等教育主管部门应该出台相关政策,鼓励和支持相关单位和部门为工业工程专业的学生提供实习、实践的机会,使该专业的学生广泛参与各种生产、管理和服务系统的运行过程,有机会运用工业工程的理论和方法获得系统优化并提供系统生产效率和效益的实践体验,增强学生的专业信心和专业能力。 作者:阮建雯 唐秀英 商茹 果霖 顾丽春 杨文彩 单位:云南农业大学
信息化教学论文:教师信息化教学实用技术全员培训总结 为提高我校教师的信息技术水平,使我校教师能充分利用现代信息技术教学资源,使用多媒体设备教学,提高教学效率,本学期初开展对本校教师全员培训活动。经过近一学期的培训,教师们在多媒体运用及课件制作方面都有了较大的进步。现将此次活动开展情况总结如下: 一、领导重视,人员到位 学校领导高度重视远程培训工作,并将这个培训列入重要议事日程,召开专门会议布置了相关工作。由本校教师中曾参加过长清区教育局统一组织的教师信息技术学科培训活动的专职教师定期进行辅导,保障了培训工作的顺利开展。 二、科学管理,措施落实 在培训过程中,注意做到"三个重视",即重视教师在讲座中所咨询问题的及时解答;重视理论联系实际;重视培训交流研讨。本着“边培训、边研究、边行动、边总结”的思路,在远程培训实践中不断积累经验,探索有效的运行机制,逐步构建“以教师培训机构和教育科研部门为依托,校本研修为基础平台,远程培训为主要手段”的教师终身学习体系。 三、搭建平台,展示交流 为了增强培训的时效性和针对性,我校将培训与研讨研修有机结合,于2010年8月16日至8月30日期间分阶段分层次地进行了全员集中学习,研讨交流气氛浓厚,扎实有效地推进此次培训活动的进行。 四、跟踪考核,保证质量 我校不断探索教师培训工作的新机制,努力实现教师培训的“提高教育理念素养”与“切实转变教育观念”相结合,“掌握知识”与“运用知识”相结合,“看”与“做”相结合,“培训”和“教研”结合,不断提高我校教育的工作效率。 五、培训效果 1、更新了观念 通过培训,参加培训的教师普遍反映更新了教育、教学观念,拓宽了思路,对新课程的认识与实践都有了一个质的飞跃,对自身的素质提高有很大的推动作用。 2、提高了能力 通过培训教师在多媒体有效运用方面有了较大进步,现在大部分教师可以做到得心应手地制作课件。 3、看到了不足 通过培训,加强自身科学素养和教育素养的提高成为每位老师的共识。教师要给学生一杯水,首先自己要有一桶水乃至源源不断的溪水,这样才能有准备地给学生一杯水。大家认识到:一个好的老师首先是一个课程工作者,再是一个教学工作者,我们必须要善于学习,善于思考,善于研究。我们的知识要不断更新。这样才能做到与时俱进,才不会被社会所淘汰。教育的意义是让学生得到充分发展。 4、开阔了视野 培训让广大教师获得了很多的信息,开阔了视野,同时为今后的工作打下了坚实的基础,许多教师都表示培训学习不但学有所获,更重要的是一定要做到学有所用,把学到的知识应用到今后的教学实践中去, 四、存在问题及反思 1、教师参与交流的意识还不够强。 2、学习中“听听激动、想想感动”,“沉”下来思考不够。 3、认识不够,忙于应付。个别教师对此次培训认识不够,没有从思想上重视起来。年龄稍大教师对自己信心不足,培训中有畏难情绪。 总之,信息化教学实用技术这种全新的教育理念,为教师的专业发展搭建了广阔的平台,为教师队伍建设提供了新的模式。我们将不断总结和研究,争取在以后的培训中取得更大成绩。 信息化教学论文:高校教学管理信息化需要更新的几个观念及建议 摘 要:高等学校管理信息化进程面临着诸多信息化观念上的障碍,直接导致信息化绩效低下,需要信息观念上的更新和普及。本文从对几个错误观念的分析出发,依据信息系统理论及管理学相关原理,为树立正确的信息观念同时提出相关建议。 关键词:高校;信息化;管理;观念 高校教学管理信息化就是在现代教育思想指导下,运用信息管理理论与信息管理方法,以现代信息技术为基础,统筹组织和配置教学信息资源,实现以资源数字化、传递网络化、流程科学化为表现形式的教学管理活动,从而高效率地达到既定的教育教学目标。目前,全国高校已经普遍建成校园网,信息化改变了传统的教学管理工作方式,无论是信息化的决策者还是应用者都应摒弃那些阻碍信息化进程的错误观念,尽快建立信息化的教学管理观,为信息化的管理方式的转变提供思想保证。这些影响信息化进程的观念如下: 一、管理信息化就是业务管理系统的集合 由于对信息化概念认识的限制,很多人认为,购买(或开发)若干个管理信息系统,使每个部门都有自己的业务处理系统,这就实现了信息化。这种认识存在于管理者,尤其是高层管理者的观念中,将导致严重的后果,其最直接的表现就是多个业务系统应用后,人们发现各职能部门的信息沟通困难或根本无法沟通,不同系统间的数据无法共享,当需要数据传递的时候人们有时不得不返回原始的工作方式,当需要上报数据的时候不同系统得出不同的统计数字,这些现象我们称之为“信息化的尴尬”。如果这些问题经常发生的话,人们就会怀疑信息化的效能,甚至会质疑信息化投资的正确性。实际上,问题产生的根本原因在于信息化建设初期缺乏统筹规划,或者不能严格遵循规划的要求,各业务部门各自为政,数据不统一,从而产生了大量的“信息孤岛”。这些系统开发平台不同,数据平台各异,数据结构多样,信息标准缺乏,使系统间的数据交流变得无法实现或成本极高,信息化的努力可能以失败告终。 高校教学管理信息化涉及教学管理的全过程,而高校管理机构的相对松散化配置又决定了系统的功能模型复杂,数据源分散,因此,信息化建设必须遵循“统筹规划、分布实施、以点带面、重在应用”的原则展开。信息化建设的重中之重是规划先行,特别是数据规划。在进行充分的技术及经济可行性论证的基础上,制定出学校信息化的总体规划,通过对各职能部门的业务数据分析及编码的标准化,建立统一的数据字典,预先定义各mis系统间的接口规范,按照“业务分散,数据集中,系统分散,数据统一”的原则建立集中的数据库,并将这一原则在整个系统建设的全过程中严格坚持,唯有如此,才能避免“信息孤岛”、“信息错位”等带来的严重问题。国内高校信息化的研究已经为我们提供了较为科学、实用的数字化校园的构建模型,比如清华大学的urp( university resources planning)模型等,已经在多个校园中得到实施并取得良好效果。 二、重硬轻软,中投入轻管理,重建设轻实施 信息化建设中的一个普遍现象是,校园网经过几期工程,投入大量资金,建成了先进的网络环境,购买了多个管理系统,这时人们认为信息化工程已经基本完成,可以享受信息化的成果了。 信息化的理论和实践证明,信息系统的核心是数据,信息化工作的重点是应用。网络等硬件环境建设,相当于修好了“路”,这是发展的前提和基础,购买了应用系统,也就是买回了“车”,但是信息系统应用的最终目标体现在车中的“货物”即数据。系统实施的第一项任务应该是数据建设,基础数据不准确、不确切、不完整、不一致等都会导致后续工作产生严重问题,甚至使系统无法正常工作,因此必须得到充分重视。在基础数据和公共代码建立后,必须制定科学的管理办法及实施策略,保证车中的“货物”准确、完整、可靠。 三、忽视信息系统对管理变革的需求 信息系统的实施及管理应用方式有两种,即集中式与分布式,集中式的管理适合于小型的、基于单机的、功能相对简单,涉及业务部门较少的系统,采取专门人员集中管理的模式,易于保证系统的应用效率及质量。而对于一些大型的信息系统,比如企业中的erp系统,必须实行分布式的管理应用模式,即各业务部门与本部门工作对应的系统模块的使用,并分别相对应的数据负责。高等院校教学管理系统是一个庞大的信息系统,涉及校园中的每一 个教师、学生和职员,贯穿于人才培养的整个进程,这样一个基于网络的综合管理信息系统,必然要求全员参与的分布式管理模式与之相对应。 四、重技术、轻管理 信息化是一个技术过程,更是一个管理过程。但是人们往往把它作为一个技术工程来对待,认为技术是硬要素,它是直接创造效益的源泉,而管理则不然,管理因素对组织绩效的贡献因其难以量化的非显性特征而被忽视。信息系统的理论表明,系统投入运行只是系统应用的开始,更重要的工作是系统的管理保障,是如何统筹规划数据、制定应用策略、组织人员、协调机构、划分职责以保证系统发挥最大效能的管理过程,所谓“三分技术,七分管理”是一个普遍适用的管理理念。 从系统工程的观点看,管理科学作为一门学科,和其他科学技术一样,都是远离平衡态的开放系统,均具有系统自组织的属性。正是这一共同的属性,使得科学技术与管理科学在发展中形成相互依赖、互为动因的正反馈耦合关联,它们共同在系统的成功应用中以一种辩证统一的形式存在。 综上,决策者应站在一个新的管理模式的角度去考虑理性的、主动的应用,能以积极的心态,认真地研究信息化发展的基本规律,我们就会越来越接近信息化管理的美好目标。 信息化教学论文:信息化教学在高中英语课堂教学中的作用 摘 要: 作为信息时代服务于高中教学的必然产物,信息化的教育手段,在现代社会背景和技术支持下应运而生。信息技术的发展对信息时代背景下的人才提出新的更高的要求,将来的社会需要具有创新能力和创新精神的人才支撑,这就对现行的高中英语教育教学提出改革的要求,强调高中英语教育教学要培养高中生的创新意识和创新能力。 关键词: 信息化教学 高中英语 有效应用 创新能力 新课标对高中教学具有深刻的指导意义,新课程标准对高中英语教学的方方面面都进行了改革,如由传统的注重知识的传授改变为注重高中生综合能力的培养,这些改变是全方位的,并作为一个有机的整体不断地推进。就高中英语的教学目标来说,其由过去的传统教学中单纯的知识目标改变为发展高中生听、说、读、写的基本技能,培养在口头上和书面上有效运用英语进行交际的能力,注重培养阅读能力的全方位的教学目标体系。我们应该看到这样的变化对高中英语教学起到了至关重要的指导作用。这就意味着教师的教学方法要改变,高中生的学习方式要变化,以适应新的教学目标的变化。 高中英语教学中最明显的外部变化,无外乎教学手段的变化。由于新课程标准更强调发展高中生听、说、读、写的基本技能,培养在口头上和书面上有效运用英语进行交际的能力,因此对教学手段的使用提出了新的更高的要求。教师要利用教育信息化手段辅助英语课堂教学,努力创设身临其境的教学环境,营造活泼生动的教学气氛,充分调动高中生的学习积极性,优化课堂教学质量。只有这样才能充分发挥教育信息化教学的优势,最大限度地增强教学效果,更重要的是达到新课程对高中生发展和能力的要求。对于这些认识,可能有的老师认识不清,不能很好地把握教育信息化更好地服务于教学,进而实现新课程下的高中英语教学目标。为此,有必要对在高中英语课堂教学中教育信息化的重要性作一番分析,使广大一线高中英语教师更好地利用好教育的信息化教学,为实现新课程标准下的高中英语教学目标服务。 作为信息时代服务于教学的必然产物,教育手段的信息化,在现代社会背景和技术支持下应运而生。信息技术的发展对信息时代背景下的人才提出新的更高的要求,将来社会需要具有创新能力和创新精神的人才支撑,这就对现行的教育体制提出改革的要求,强调教育要培养高中生的创新意识和创新能力。在这种背景下,高中教学由传统的教学向新课程标准下的教学改革过渡,教育教学信息化的教学手段为培养高中生的创新意识和创新能力提供更好的技术支持,更有利于培养高中生的英语综合能力,促进高中生的发展。 一、利用信息化的教学手段,激发高中生的学习热情。 如何设计教学,就会达到什么样的教学效果,高中英语教学为高中生提供能够进行语言实践活动的自然情景和教学情景是极其重要的,因为高中英语教学与其他科目的教学相比,更依赖教学情境,有趣的、逼真的教学情境能够激发高中生进行语言交流的欲望和兴趣。高中生的语言学习,其根本目的在于高中生能在各种不同的场合灵活地运用所学语言材料进行交际。这些语言场合不可能实际具备,但可以利用现代信息技术进行辅助教学,通过逼真的教学场景,创造高中生学习英语的交流环境,以激发高中生的学习热情。在这一点上,信息技术具有得天独厚的重要作用和不可替代的地位。可见,利用多媒体信息化教学能为高中生创设良好的学习环境、逼真的学习场景,提供更多的语言实践和交际机会,促进高中生的语言实践经验和锻炼高中生的语言交际能力。 二、信息化教学手段,能够增强高中生学习英语的乐趣和实效性。 新课程改革要求教师的教学要围绕高中生的学习展开,教师要想尽办法提高高中生的学习积极性和学习兴趣。在课堂上,我们依据教学内容和高中生的实际情况,精心创设有意义的教学情境,激起高中生的学习兴趣,促使高中生通过自主学习,实现知识的增长和能力的培养。可见,创设教学情境已经成为广大教师进行教学,激发高中生学习兴趣的重要方法。教学情境创设的效果怎样,直接影响着教学的实际效果和高中生的学习程度,以及高中生自主性的发挥。反观我们在进行情境教学中使用的各种手段,我们不难发现,利用多媒体等信息化手段取得的效果更加有效和明显。因为多媒体与教师单纯地用语言创设教学情境比较,多媒体更具有得天独厚 的优势。我们借助多媒体教学手段自制课件,多媒体将声音、文字、图形、动画有机结合,具有直观性,使语言与语境相结合,从而使高中生有身临其境之感,生动、形象,印象深刻。多媒体传播教学信息时有生动形象性、直观趣味性等特点,这些更适应高中生的年龄和心理特征,满足他们旺盛的求知欲。现代信息技术辅助教学,通过声情并茂的演绎,向高中生提供形式多样、功能各异的感性材料、形象生动的画面、悦耳动听的音乐,增强教学的魅力,让高中生保持浓厚的学习兴趣。多媒体教学通过声音、图像、视频作用于高中生的“眼、耳、口、脑、手”,更有效地促使高中生动脑思考,积极思维,激发学习热情,活跃课堂气氛,对高中生全方位地施加影响,提高教学的有效性。 三、信息化教学可以开阔高中生视野,培养高中生的创新精神。 在不用信息化教学的课堂上,教学是封闭的,与外界不发生联系,对高中生的思路有极大的局限性,阻碍高中生创新能力的培养。而在信息化教学的高中的英语教学,教师可充分利用因特网这一世界上最大的知识库、资源库,开阔高中生的视野,培养高中生的创新精神和创新能力。 总之,随着新课程标准的不断实施,高中英语课堂教学信息化的作用已经越来越被我们认识。在信息化教学的帮助下,我们上课更得心应手,更好地对高中生的能力展开培养,教学的信息化更适应于新课程标准下对高中生英语综合能力培养的要求。 信息化教学论文:浅谈信息化教学在学前教育专业中的作用 摘 要:在信息技术渗透到经济、生活各方面的今天,全民教育、优质教育、个性化学习和终身学习已经成为信息时代教育发展的重要特征,教育信息化在提高国民素质和增强国家创新能力方面的重要作用备受关注。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》(以下简称《教育规划纲要》)明确指出:“信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视。” 关键词:学前教育;信息化;教学手段;互动性 信息化教学手段在中职学前教育专业教学中的运用改变了以往单一的教学模式,开展了具有个性化的教学课堂,不仅可以使学生对教师教授的内容提高兴趣爱好,而且能力突出的学生也可以通过信息化网络教学平台搜索适合自身技术特点的技术理论、视频等,这样即实现了分层教学的具体要求,又最大限度地激发了学生的求知欲,从而提高教学质量。 一、信息化教学提高了学前教育专业教师对现代教育技术的思 想认识 信息化不仅是一次技术革命,更是一次深刻的认识革命和社会革命。如何能让学前教育专业教师运用好现代教育技术进行教学最主要的是转变教师的思想观念,只有在思想上接受了教育信息化,才能在行为上更好地运用信息化教学手段进行教学,这就需要在实际教学过程中教师创造良好的教学环境,普及现代教育技术,促使教师不断地运用信息化进行教学,从而使教师的思想得以提高。 二、信息化教学能充分发挥学前教育专业学生的主体地位 传统的教学模式完全是以教师为主导,教学的内容、策略、教法和过程等都是教师事先安排好的,在这个过程中学生只能是被动的参与者。而信息化教学完全是以学生为中心,注重对学习者学习能力的培养,教师则是作为学习的促进者,引导、监控、评价学生的学习进程。在信息化教学中,学生可以根据自己的学习需要和兴趣来选择所要学习的内容和习题进行个性化教学,有了很强的自主选择性和参与性,不再是以往的被动接受学习内容和方式,充分发挥了学生学习的主动性和积极性,摆脱了以往以教师、教材为主要渠道接受知识的局面,成了学习的主体。 三、利用信息化教学加强了互动性,教学效率提高 利用图、文、音、视、画、虚拟仿真等信息化教学手段的综合运用来辅助教学,大大提高了教学效率,使教学过程中的直观性、形象性、生动性、趣味性和具体性在信息化教学条件下得以实现。在我国现在的教学体系中,随着信息化教学水平的飞速发展,大量的电子设备进入教室,改善了传统教学环境,增强了教学的互动性,以此推进了教育信息化在学前教育中的进程。教师可根据学科和教学内容以及学生在学习过程中的实际需要进行高效的人机互动,充分实现了信息化教学手段在教学中的重要作用。 四、信息化教学提高了学生的学习兴趣,促进了学生自主学习 信息化教学手段的综合运用提高了学生的学习兴趣,促进了学生自主学习。由原来的被动学变为主动学,出现了学生主动找资料学习的现象;由原来的讨厌学变为热爱学,主动提问题的学生明显增多;由原来的不会学变为自主学,出现了自学实训教学软件的可喜场面;由原来的学不会变为学得好,多数学生把玩游戏的劲头用在了学习上;由原来的坐不住变为赶不走,即使下课铃响过也无人起身离开;由原来的听不懂变为路路通,大量学生能用更少的时间完成更多的教学内容;由原来的不自信变为比着学,由记不住变为记得牢,学生可以自学自练,教师辅导答疑。 五、信息化教学提高了学前教育专业学生的信息素养 在国家大力推进教育信息化、提升信息化教学能力的今天,如何培养幼儿教师应用信息化手段进行教学的能力是目前十分紧迫的问题。这样就要求学前教育专业学生能把信息化学习与其他专业课的学习同等对待,使自己成为一名合格的、符合现代化需要的应用型、创新性、实用性人才。通过熟练地运用互联网查阅教育教学资源,学会对教育教学信息资料进行分析、加工、组合、储存和运用,运用各种教学软件实现教学的现代化,从而提高其信息素养。 总之,教育信息化为学前教育专业展示了美好的前景,把课堂教学和网络教育有机地结合起来,把虚拟世界和实际生活结合起来,寓教于乐,促使学习者愉悦身心。因此,在新时期的教学改革中教育信息化发挥着不可替代的作用。 信息化教学论文:信息化教学的优势及其对职业教育可持续发展的作用分析 摘要:在分析时代背景和政策要求的基础上,指出信息化教学在职业教育中的重要作用,并从信息化教学的六大优势分析信息化教学对职业教育可持续发展的促进作用。 关键词:信息化教学;优势;职业教育;可持续发展;学习方式;教育教学改革 随着信息化时代的来临,持续发展的信息技术已渗透到社会各个领域,人类的生产生活方式、获取信息和知识的途径已经发生了巨大改变。信息技术对教育领域的影响更是十分突出。表现在学校教学方面,自20世纪80年代学校多媒体教室、计算机网络教室等现代化教学设施的建设,到校园网的普及、精品课网站的大量涌现、数字化校园的构建、网络公开课的流行,再到现代信息技术与教育深度融合,特别在职业教育方面,资源库、资源云、虚拟仿真工厂等信息化资源的出现与应用,不仅拓展了教育资源、革新了教育手段、推动了教育方法和模式的改革,更为职业教育的可持续发展带来了新的理念和动力。随着教育教学方式的深层次变革,智慧校园、公开课、微课、慕课、三通两平台、颠倒教室、电子书包、byod、移动学习、教育云、微信学习公众平台等关键词已然成为当今教育信息化时代的流行语。据美国最新的《新媒体联盟地平线报告(2013基础教育版)》,翻转课堂、大规模开放课程、移动设备应用程序、平板电脑应用、基于游戏的学习、物联网、学习分析、三维打印、柔性显示器、下一代电池、可穿戴技术等最新信息技术将在 5年内广泛进入并影响教育领域,成为教学、学习和创造性探究的主流应用。由此可以预见,技术的革新将改变教学方式和管理模式。 在这样的时代背景下,在教育部《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》、教育部《关于加快推进职业教育信息化发展的意见》、教育部《职业教育与成人教育司2013年工作要点》等政策文件的指导下,信息技术与职业教育的融合等问题成为人们的研究热点。本文主要从时代要求以及信息化教学的优势阐述信息化教学对职业教育可持续发展的助推作用。 研究背景 我国以不足世界总量2%的公共教育支出承担着在占世界人口总量21%的人群中实施职业教育的艰巨任务,这无疑是“穷国办大职教”。在实训基地装备相对不足、东西部地区经济文化差异较大、缺乏与企业生产零对接现实条件、教师培训交流成本过高、教学资源浪费、企业人才需求标准提高等问题存在的情况下,融合现代技术的信息化教学对职业教育起着不可替代的推动作用。首先,在政策方面,2005年10月,国务院了《关于大力发展职业教育的决定》,明确提出加强职业教育信息化建设,使职业教育信息化有了突飞猛进的发展。2012年3月,教育部《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》,提出“大力推进职业院校数字校园建设,全面提升教学、实训、科研、管理、服务方面的信息化应用水平。以信息化促进人才培养模式改革,改造传统教育教学,支撑高素质技能型人才培养,发挥信息技术在职业教育巩固规模、提高质量、办出特色、校企合作和服务社会中的支撑作用”。同时,还提出“要全面提升职业院校信息化水平,建设仿真实训基地等信息化教学设施,建设实习实训等关键业务领域的管理信息系统,建成支撑学生、教师和员工自主学习和科学管理的数字化环境”,从而以信息技术促进教育与产业、学校与企业、专业与岗位、教材与技术的深度结合,有力支撑高素质技能型人才培养。 2012年5月,教育部“关于加快推进职业教育信息化发展的意见”,特别指出:要建成国家职业教育数字化信息资源库;要建成全国职业教育综合管理信息系统;职业教育信息化能力要达到发达国家水平。与此同时,每年如期举行的全国职业院校信息化教学大赛促进大多数职业院校对信息化教学重要性的认识,并将构建网络课程、搭建虚拟仿真实训平台、工作过程模拟软件,汇集通用主题素材库、名师名课音像、专业群落网站等作为发展信息化教学的重点工作。 研究意义 信息化教学区别于传统教学的最大特点就是移动、开放、参与。就学习者而言,据外媒称,年轻一代的职业者急需掌握全球化经济时代的三种新技能:学会处理海量信息;进行全球交流;学会学习,懂得如何自我导向学习。而数字媒介素养也将成为教育工作者必须掌握的一项关键技能,并积极开展应 用新技术提高教学质量的创新性实践探索。 无论从时代背景、政策指导还是社会对人才的需求方面,以上信息无一不证明了信息化教学正在大步推进职业教育教学改革,信息化教学是信息时代的必然选择,更是职业教育可持续发展的必走道路。因此,提倡信息化教学,开展信息化教学如何在职业教育中发挥其优势的研究显得意义非凡。 相关概念界定 (一)信息化教学的定义 “信息化教学”在国内说法较多,目前较有影响的说法主要有:祝智庭先生提到,信息化教学是与传统教学相对而言的现代教学的一种表现形态,它以信息技术的支持为显著特征,因而我们习惯于将之称为信息化教学。而信息技术支持只是信息化教学的表面特征,更深层次上,还应关注到现代教育教学观念和现代教学方法。李莉在《信息化教学案例之评析》中提到,信息化教学是以现代信息技术为基础的新的教学体系,包括教学观念、教学内容、教学组织、教学资源、教学模式、教学技术、教学评价、教学环境、教学管理等一系列的改革和变化。信息化教学是以教学过程的设计和学习资源的利用为特征,实现人才培养目标。 信息化教学是与传统教学相对而言的以现代信息技术支持为显著特征的一种教学形态,而非“技术决定论”。是利用现代信息技术更好地创造“以人为本”、“以学生的发展为本”、“以适应信息社会的生存为本”的教育教学条件和环境,优化教学效果,使学习者的学习更有价值。 (二)可持续发展与职业教育可持续发展的涵义 可持续发展作为观念,是一种新的社会发展观和科学发展观,也可以作为一种战略,即可持续发展战略,也可作为一个过程,甚至一个结果。它是一种有限制的发展,要求对世界实施“可控的干预”。可持续发展首先肯定发展是第一位的,内涵中贯穿着“以人为本”的理念,从而奠定了作为培养人之活动的教育的地位。它的含义是保证人类社会具有长远的、持续发展的能力。1987年第42届联合国大会通过的《我们共同的未来》报告中将可持续发展表述为:“既满足当代人的需要,又不致损害子孙后代满足其需要之能力的发展。”这一表述被公认为是对可持续发展这一概念的界定,是指导21世纪社会发展的神圣宣言和行动纲领。1994年联合国国际人口与发展会议通过的《行动纲领》也指出:教育是可持续发展的一个关键因素。《中国21世纪议程》更明确指出:“发展教育是走向可持续发展的根本大计。” 职业教育与可持续发展的关系,主要表现在:职业教育如何为经济与社会的可持续发展战略服务(可持续发展的职业教育)和职业教育自身如何根据可持续发展的观念与原则进行改革(职业教育的可持续发展)。教育的可持续发展包括三个层次的含义:一是宏观层次,即整个教育、大教育的可持续发展;二是中观层次,即某类、某种形式教育的可持续发展;三是微观层面,即某所学校、某个专业、某位学生的可持续发展。职业教育可持续发展属于教育可持续发展的范畴,职业院校可持续发展是构成高等职业教育可持续发展的重要组成部分。 (三)职业教育可持续发展中职业教育信息化的必要性分析 随着信息技术的广泛应用和普及,职业教育信息化成为教育发展和改革的一个突破点。现代教育技术如何促进职业教育的发展,成为职业教育教学改革的制高点。现代教育技术在职业教育中的应用,不仅会促进现代职业教育理念和教学模式转变,而且会促进职业教育教学方式、教学环境、教学方法和教学手段的变革。除此之外,开展信息化教学有助于推进职业教育信息化,促进职业教育综合改革;信息化教学有利于重构师生角色,创新职业教育人才培养模式;信息化教学优化职业教育教学全过程,促进人的可持续发展;以发展信息化教学为推手,可以促进校企深度合作。因此,分析清楚如何在高职院校的教学中充分、科学、合理地发挥现代教育技术的优势,是推动职业教育可持续发展的必要过程。 信息化教学及其在职业教育教学中发挥的优势 (一)开放式的教学环境 职业教育的学习领域课程,是以一个职业的典型工作任务和以工作过程为导向的课程。开放式的教学环境强调不受教学时间、地点、内容、方法、对象等人为因素限制,要求学生能够利用课堂及业余时间充分发挥他们的积极性、主动性、创造性,进行自主和协作学习。而信息化教学的开放性正满 足了职业教育的这一需求。 开放共享的教学资源首先,信息化教学在学习内容上突破了教科书、单纯文本知识、传统固化的课件、投影的局限。教学者和学习者可以很方便地利用搜索引擎、智能手机、平板电脑等终端设备获得课堂内外、企业内外、行业内外的相关资源,可以利用相关资源库、资源云中的文本、视频、音频、动画、仿真模拟等多种资源进行对比学习,并与资源进行良好的交互。其次,打破了师资资源的局限性。由于不同教师自身知识技能水平、技术偏好、审美习惯、教学风格、所处环境的差别,对教学内容的理解、对资源的占有和选择不一样,使学生获得知识、技能受教师自身影响很大。而信息化教学将教师的上课资源变为学生学习的资源,学生不只是在课堂中接受被教师“先加工”了的资源,而是成为自身“无限扩展”的“用户”。再次,汇集行业企业的人力资源,形成教学共同体的人力资源库。学习者不但可以和教师、同学互动,还可以利用交互平台与行业企业的专家、一线技术员、工程师进行交流互动,直接获得问题答案和实际工作经验。这点在职业教育教学中尤为重要,是校企深层合作的体现,也是未来职教课堂的发展趋势。 开放多元的教学组织形式信息化教学将使学习者从单一封闭的班级授课制、集体授课模式中走出来,摆脱了传统教学中教室、黑板、粉笔、实验室有限仪器的限制,打破课堂教学时间的限制,学生可以利用教师上传的网络课件、微视频等在宿舍、家中随时随地学习,做到了时间空间化;打破学生排排坐、教师一言堂的形式。教师可以携带自己的设备到课堂中借助无线网络与学生在线交互,实施教学设计。学生可以光明正大地使用智能手机、平板电脑进行信息搜索、有效学习,可以形成亲密互助的学习小组,可以利用3d打印机实现学习任务。据调查,上海等发达城市的部分中小学已经将3d打印技术引入课堂,如上海市闸北区和田路小学的3d打印课程,学生利用三维软件设计创意产品的外观,并利用3d注塑机制作成品。而在大力提倡“工学结合”、“教学做”一体化教学的职业教育中,3d打印技术将拥有更加广泛的应用范围。例如在桥梁设计专业,可根据教师要求设计并制作不同的桥梁;在电子技术领域,可以制作替代部件、模型夹具、设备外壳等;在化学领域,可以制作3d立体分子模型;在机电工程领域,可以制作出齿轮、连杆等部件,还可根据设计快速制作出原型;在烹饪领域,可以制作出菜品展示模型、人造食品;在生物、医学领域,可以打印出分子、病毒、器官、人工关节等模型;在数学领域,可以解决几何曲面问题、城市布局设计等;在动画设计领域,可以打印出人物、动画角色的3d模型等。学生将学习到的理论知识经过现场或在线与课堂内外的实践专家进行讨论、提问,先转化为具体的设计图纸,再利用3d打印技术将图纸转化为实物,最后用实物是否符合生产生活实际对理论进行再验证和再学习。 (二)参与式的学习方式 信息化教学模式多元化,改变了“教师教、学生学”的单一模式。 一方面,教师坚持“以学生为中心”的理念做好教学设计,选择符合教学目标的综合性任务,做好充分的准备工作,利用开放式的信息化资源变传统课堂为参与式课堂,承担一定的情境角色,与学生一起完成教学任务,从以往“权威”的讲授者成为与大家分享经验的引导者和全程参与者。 另一方面,每个学生都有平等交流的机会,不再被动地接受学习。学生在信息化技术的支持下,具有平等的话语权,可以与教师单独交流,实施个性化学习;可以利用微信平台、微博平台等信息化平台各抒己见,发表各种观点,与外界发生思想的交流碰撞,再利用小组合作的方式完成学习任务,开展协作式学习;还可以突破时空限制,与信息化资源库中汇集的行业企业专家直接进行在线交流,将理论与实践对接起来,形成以教师主导、教学共同体辅助、学生主体共同建构的参与式教学,无论是学习者还是教育者甚至是企业专家,每一个人都在教学活动中担任一定的角色,共同达成学习成果。 (三)个性化的教学过程 第一,传统教学忽视了学生的个性特征,以同样的目标要求所有的学生,难以真正发挥学生的潜能。在信息化教学中,学生运用不同的信息化资源在教师的教学任务中可以承担不同的角色,发挥不同的创造力,充分开展合作学习,还可通过自己感兴趣并擅长的方式,如图片、视频、动画等 行学习并发展自己的个性特长。 第二,利用信息化资源平台,学生可以和教师、专家等教学共同体针对自身的问题进行点对点交流,教师可根据学生特点采用点对点订制式的教学服务,提高学习的有效性和资源的利用率 第三,学生的能力有大小,接受知识和技能的时间有差别,学生可以利用虚拟仿真软件、视频等信息化资源反复练习相同的内容,直到学会为止。 第四,学生可以利用业余时间观看视频进行学习,而在课堂上与师生讨论、合作完成具体的任务,辩论自己的观点,开展“翻转课堂”的学习方式。 (四)过程化的监控与评价 利用智能手机、微信公众平台,一方面教师可以在线测试题、相关的静态和动态学习资源,对学生进行再培训,可以在线打分,在线与学生进行评价交流以及时改变教学策略;还可以利用微信公众平台的后台管理有效地进行学习过程管理、监控和评价,教师可以清楚地知道哪些学生在什么时段利用了资源,在某项学习资源上停留的时间、停留的人数以及对资源的评价,从而了解学生的学习兴趣,了解资源的有效性和被利用率,再通过学生完成任务的表现核实对资源的学习情况;教师还可利用信息化平台设计个性化的考核评价体系,对学生的工作能力、考勤、工作方法等多方面进行评价并就评价结果与学生及时沟通。 另一方面,学生可以随时进行在线测试和自我能力评价,做到了解自己、心中有数,及时与教师进行沟通,调整自己的学习策略。 (五)虚拟仿真化的实训实习 工学结合的现代职教理念强调学生在学校要能学习到企业需要的实践技能,而像诸如化工生产、机械维修类专业领域,由于企业规模大、工艺高危险、技术保密、生产不可再现、操作不可重复等原因,无法使学生学到与生产现场一致的知识,无法重复训练学生的实践技能。而虚拟仿真工厂利用其高度的仿真性和综合性有效地解决了这个问题。例如,ots仿真操作培训系统的应用,学生可以利用3d技术像玩游戏一样身临其境地体验生产现场,对设备进行组装拆卸;可以利用仿真软件学会对工艺的操作与参数的控制;可以组合模拟事故现场,训练其对问题的分析、解决能力;可以单独训练某个项目,也可以组成工作小组在线合作完成整个工段的工作任务,真正实现了学校学习与企业实践的“零对接”,这是传统教学不可能实现的。 据调研,很多企业在同类生产项目和装置上存在竞争,技术保密性强,安全管理要求高,本地企业不愿意接受他厂人员培训,企业不得不大量派员工到能接收的外地企业进行培养,造成企业培养成本奇高。职业学校利用中高端的虚拟化仿真技术可以帮助企业完成对新老员工的岗前培训和再培训,大大节约了企业培训的费用。同时,虚拟仿真系统的可重复操作性,可以增强员工技能的熟练程度,减少事故和错误的发生,提高工作效率和质量。 另外,对于一些抽象的、无法观看到的学习内容,如医药学中人体的经络状况,药物进入人体内部后对各部分的影响等,可以通过动画仿真模拟的方式,使学生直观地认识到本质,并提高学生的学习探究兴趣。 (六)微时代的移动学习 微学习是利用移动通信技术实现双向交流的学习方式,可以实现任何时间、地点的学习。内容以实用短小的模块实现,提高学习的时效性。学生可以在实训车间利用平板电脑等智能终端随时点开教师关于某部分设备操作的微视频讲解,可以在企业随时点开所需要的学习内容,可以随时与教师交流。随着技术的不断进步,微时代的移动学习必将成为主流的非正式学习方式,也将成为终身学习和学习型社会的重要组成部分。 信息化教学对职业教育可持续发展的作用分析 我们虽然无法预计哪一种信息化技术将会在不远的将来盛行,但我们可以判断,技术一定会向着更加灵活、便携和个性化的方向发展,而信息化教学的应用也将越来越成熟,越来越贴近职业教育本质,越来越体现技术对人类的服务功能,对职业教育可持续发展也会发挥越来越显著的推动作用。 (一)开展信息化教学有助于推进职业教育信息化,促进职业教育综合改革 职业教育信息化是职业教育可持续发展的必然道路,而信息化教学是推进职业教育信息化的主要手段。积极开发并利用信息化技术整合职业教育教学资源,有利于加快职业教育现代化发展水平,培养社会需求的高端技能 型人才。 信息化教学以其显著的特征与优势成为促进职业教育教学综合改革的正催化剂,体现在:(1)方便、快捷、交互式的现代信息技术的大量使用潜移默化地改变了人们的学习理念和交流方式,从而带动教学活动和学习方式的变化,使人们从被动地接受固化单一的知识转变为主动获取有效信息并通过自我建构内化为技能或经验。(2)开放的学习环境和共享的教学资源改变了传统的教学模式和师生关系,将被动式的学习变为主动、互动、移动、泛在式的学习,学习变成了多元化开放式的活动,教师、行业企业专家、学生变成了合作者,学生变得乐于研究、主动参与、勤于动手。(3)微课、微信公众平台等丰富多彩的信息化技术手段促进教学方法手段的改革。(4)虚拟仿真实训平台的建设,促进了实训教学的改革。将虚拟与生产实际协同交互,超越了普通实训的效率,缩短了技能训练的时间,避免了实训中的安全事故,实现了多人协同合作和个人独立操作的实训方式。(5)现代化技术手段的广泛使用需要教师及时更新理念、不断学习,掌握一些必要的技术手段,研究教学设计,具有较强的合作服务意识。因此,利用现代信息技术的手段,可以有效促进教师专业能力,促进教师的可持续发展。(6)信息化教学利用其强大的功能性和过程的可监控性有效推动了过程考核和过程评价的改革,建立以能力为核心的考核评价体系,制定相应的个性化考核标准,借助信息化平台和虚拟仿真软件,实现理论题库随机考、实训全程跟踪考、自我测试随时考、互动交流及时评,并将虚拟仿真考试与职业资格鉴定衔接,作为技能评价的一部分,不但对学生的知识技能进行综合评价,还能承担企业的员工考核培训任务,帮助企业缩短员工考核鉴定的成本和时间。 (二)信息化教学有利于重构师生角色,创新职业教育人才培养模式 《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》指出:“高职高专教育人才培养模式的基本特征是:高职高专教育人才培养模式以培养高等技术应用型专门人才为根本任务;以适应社会需要为目标、以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,毕业生应具有基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点;以‘应用’为主旨和特征构建课程和教学内容体系。”针对以上政策指导,“工学结合”的人才培养模式被广泛提出,但是由于生产设备昂贵、生产规模大、生产程序复杂以及传统一体化教室的局限,“工学结合”在实际实施过程中遇到较大困难。 而随着信息技术与教育教学的融合不断深化,翻转课堂、分散合作互动式的扁平化学习、即时性学习、游戏化学习等重视合作、参与、共享的学习方式的出现,有利于深化“工学结合”模式,创新职业教育人才培养方式。 课堂外,教师不再是重复的备课者,学生不再是被动的完成作业者。教师要依据社会需求、学生发展需求重新设定人才培养目标,要针对生产实际、要与实践专家共同设定培养目标、设计教学,设计综合性任务;学生要学会利用各种信息化教学形式主动学习和提出问题。 课堂中,学生不再是一个孤立的学习者和被灌输者,教师也不再是一个孤独的权威人物。利用信息技术,生生之间、师生之间、师—生—外界专家之间共同参与学习任务,在知识、技术、情感上互补,相互讨论、协作,拥有民主平等的话语权,在不同侧重点的任务角色中将理论学习与实践动手有机结合。学生的学习理念和方式变了,培养的能力侧重点自然也会改变。信息化教学从以人为本、共同参与、全面发展的角度搭建行业企业、学校、学生之间的桥梁,创新人才培养模式。 实训中,信息化教学大大推进了工学结合模式的切实深入。在虚拟仿真的学习环境中,个性化学习与协作学习将得到最大化的结合,虚拟软件和真实生产场景最大化协同交互。教师无法用语言表达的企业生产活动和学生无法进入的生产场景都可用技术展现,学生使用鼠标就可以实现全方位的三维互动,实现与真实工作环境一致的操作场景,为培养学生和企业培养员工构建了超越现实实训效率的环境。 (三)信息化教学优化职业教育教学全过程,促进人的可持续发展 信息技术与职业教育教学的深度融合不是一般的技术应用,更不是为了技术而技术,而是用信息技术与职业教育教学相互促进。除了用技术单纯改变教学环境和教学方式以外,更要从教学理念、 教学设计、教学实施、实习实训、校企合作、教改科研等各方面,将信息技术有机地融入到教育教学的全过程。在保留传统有效教学过程的同时,结合学生特色、人才需求、教学内容特征,运用信息技术逐步优化、改变与学习者发展不相适宜的教育教学过程与模式,实现从以知识传授为主的教学方式向以职业综合能力素质培养为主的教学方式的转变;并根据生产生活实际、社会发展和学习者的需求,在全国乃至世界范围内跨时空地选择最优质的教育资源,突破传统教学活动的时空限制,提升教育教学的效率与质量;改变学习者的学习内驱力、学习习惯和方式;改变教学者传统的教育观念;促进人的综合能力提升和可持续发展;促进资源共建、共享,促进教育公平。 (四)以发展信息化教学为推手,促进校企深度合作 一方面,信息化教学要求将信息化技术融入教学全过程,要基于实际工作环境和过程设计并实施教学,要以开放式的平台共享人力资源和信息资源。这就要求学校和企业之间加强合作;教师和实践专家之间需要技术融通、互通有无;学生和实践专家要能够有效沟通;生产设备与实习实训设备有机结合;企业培训和学生培养相互联系。这些要求都从不同的角度促进校企之间的深度合作,反之,只有当教学、技术、研究合作到一定深度时,才能发挥出合力作用,推动职业教育的发展。 另一方面,借助信息化平台的建设,重视发挥市场配置资源的决定性作用,尤其是在优质资源建设上,鼓励企业和社会力量投资、参与教育资源建设与服务,把市场配置资源的优势充分发挥出来,把企业等机构专业化服务的优势发挥出来,积极鼓励企业加大力量投入,通过适当的机制和政策引导,形成企业搭平台、政府和学校买服务的有效运行机制,从而深层次推动校企合作。 结语 在信息化高速发展的时代,加快推进信息技术与职业教育的深度融合、有效利用信息化教学推动职业教育信息化势在必行。但是,国内各地区职业院校中的信息化教学发展水平还很不平衡;信息化运行维护与支持服务体系还有待完善;信息化技术对创新人才培养的支持力度亟待加强;信息化深度服务、优化职业教育教学的实践探索还远远不够。因此,要建立健全相关机制,要鼓励开展信息化教学的应用研究,更新教育理念,要充分发挥信息技术对职业教育发展具有的革命性影响作用,创新人才培养模式,促进学习革命,深化职业教育领域综合改革,从而推动职业教育事业跨越式发展。 信息化教学论文:农村环境下中小学信息化教学的应用 【摘要】随着数字化、网络化技术的迅速发展以及我国教学改革的深入,许多以网络、多媒体计算机等技术为主的现代教学技术已应用到中小学教学实践中,并得到了广泛应用。它不仅改变了原有的教学手段,同时还促进了教学观念、教学形式、方法及课堂教学结构的革新,也酝酿了新的教学思想与教学理论。但也面临着诸多的困难和挑战,就农村信息化建设工作中存在的一些问题,如何促进,教育信息化的推广和不断深化,改革传统教育模式、提高教学效率的一些途径进行了探讨。 【关键词】新农村中小学 信息化 困难与挑战 随着科学技术的不断发展,信息技术在短短的20多年也发生了突飞猛进的变化,但由于经济发展不平衡和城乡之间的差距,导致农村的信息化起步晚、师资力量薄弱,信息化程度远远落后于城市和经济发达的地区。在当今的教育模式中,为了有效推动教育均衡化发展,我们应该积极创设农村中小学信息化环境,在信息技术环境下农村教育者对教育的认识才能与城市教育者站在同一起跑线上,才能真正实现资共享。 1. 农村中小学信息化的现状分析 由于农村地区地域广阔,经济发展相对缓慢,信息化教育水平较低,尤其是偏远地区的农村中小学,信息技术教育还处于刚刚起步阶段,虽取得了一些成绩,但与城市及经济发达地区相比,困难重重。 1.1 农村信息化教学的资金不足,设备老化。 信息化教学需要大量的资金注入,但由于经济发展滞后,基层组织对农村中小学的资金投入严重不足,特别是农村初中、小学自实行近几年以来,可自由支配经费甚少,一些学校连校舍、校园环境建设资金都感到举步维艰,很难从有限的仅能维持正常教学运转的资金中抽出一部分用于添置教育信息化的硬件设施。很多学校仅有几台计算机,条件稍好的学校拥有的计算机不是数量不足,就是计算机配置较低,根本不能满足信息化教学的基本要求。 1.2 领导和教师对信息化教学的认识不足,观念淡薄。 受传统教育观念的影响,农村教师队伍中有一部分人还坚持“一支粉笔一块黑板一张嘴教学”,他们在思想上还没有转变观念,认为信息技术离农村很遥远,师生学无所用,还有就是有一种畏难的情绪,不敢或恐惧尝试新的教学方式。部分农村政府领导对信息化教育不关心,只顾搞经济建设,忽视了基础教育,对当前农村教育起不到多大的作用。 1.3 专业信息化教学人才短缺,水平有待提高。 由于信息化教学在农村刚刚兴起,很多地方还不完善,与之相匹配的信息化教育师资队伍也相对不完善,有些教师有点计算机基础,对信息教育技术运用热情也很高,但使用不熟练,技术水平不高,缺乏技巧,在教育教学中机械地应用信息教育技术,不从教材内容和教学对象的实际考虑,生搬硬套,仅把激发学生精神愉悦当作是理想的教学效果,没有互动教与学的效应,其实这种做法是背离了信息教育技术原初精神的。有甚者在教学中硬件出了点小故障教学活动就无法进行下去。受思想观念、资金投入、应用软件、信息源、专业教师、广大教师的应用水平等因素制约,经济欠发达的广大农村中小学教育信息化的步伐滞缓。 1.4 信息设备利用率低,未能实现信息技术与其他学科的真正整合。 目前各农村中小学的现代教育信息技术设备数量虽然在逐渐增加,但设备使用率很低。学校学生上微机课,每周只有一到二节。教师课堂教学主要采取信息技术为主的课堂演示型教学模式,学生只能被动的接受,导致学生学习的主动性得不到充分体现,基于网络资源的自主性学习、协作学习那更谈不上了。对于运用,是以教师操作为主,学生观看屏幕(的教学形式,其强大的网络功能、超文本功能和交互式功能尚未得到合理开发;一些学校投资近万元的资金,只能供领导或个别教师作为一般上网服务使用,没有在教学发挥应有的作用。 2. 加快发展信息化教学的对策 2.1 基层部门领导及相关教育工作者要转变观念、提高认识。 基层部门的相关领导要认识到信息化教学对未来教学发展的重要作用,必须引起高度的重视。只有领导重视了,才会制定出学校教育信息化发展的长远规划,才会舍得投资学校的教育信息化设备,也才会给教师提供更多的培训机会,学校教育信息化的发展才能得到有效的保障。相关的教育工作中也要重视,教师作为投身教学改革第一线的教育工作者,对学校教育 息化起到推动作用。如果把学校教育信息化比作前进的车,那么,司机就是学校的领导,车轮就是教师,只有方向统一,步调一致,学校教育信息化的发展才能稳步向前。 2.2 多渠道加强对信息化资金的投入和政策的支持。 教育公平是科学发展观的具体体现,国家应该对农村地区适当的给与政策倾斜和加大资金投资力度,尽快缩小城乡教育差距,实现教育均衡发展;当地的基层政府和领导应该抓住机遇,利用学校有效的资金和资源,实现因地制宜发展信息化教学体制;很多当地知名企业和个人为反哺母校、回报社会,热衷于慈善教育事业,学校方面应与他们取得联系,达成共识,共同来完成基础设施建设,保证信息技术教育的开展。 2.3 加强农村信息化教育的师资队伍建设。 师资队伍培训是实施教育信息化工程的重中之重,是否拥有大批掌握并能应用现代信息技术的教师是推动教育信息化的关键。首先要对学校教师、技术与管理及行政人员的不同层次的全员培训,注重提高教师使用计算机的实际操作水平,培养教师自己设计制作课件的能力及网上操作能力。只有教师把互联网技术密切渗透到日常教学中,才能全面体现教育信息。其次要注重教师观念的转变。在一定层面上讲,培训首先要对教师进行教育观念转变及心理疏导方面的培训,使他们真正认识到教育信息化对国家,对学生,对教师职业的积极意义,消除他们对计算机的畏惧心理。培训要对全体教师进行计算机操作能力的全员培训,使每位教师都能进行单机教学和网络教学。 2.4 促进信息化技术在农村中小学的普遍应用,实现信息技术与学科教学的整合。 要加强信息技术与其他学科教学的整合,不单单是把计算机作为教师演示的工具,也不单单是教师利用现代信息技术对学生进行知识灌输,而是用信息技术构建学生自主学习、探究学习的环境,提高学生自主获取信息和加工和整理及应用信息的能力。只有注重运用,才能使设备不被闲置,资源不被浪费,才能产生实实在在的效果。在农村中小学中,注重运用的方法有很多。比如:将教育信息化设备的使用纳入日常的教育教学中,要求每学科教师在每周内至少使用多媒体设备或网络教室或远程教育资源进行有效教学两个课时;对每学期举行的上课比赛都严格要求必须采用现代信息技术教学方式;每学期举行2-3次多媒体课件制作比赛等等。要挖掘与学科教学整合术手段为学生自主学习和探究学习创造良好地环境,让学生结合自身学习需要,利用先进的信息手段和技术去获取知识、解决问题;积极开展教学研究,结合新课程的实施标准,探索学科教学的新方法、新思路,更好地发挥信息技术的优势,提高课堂教学质量。 农村中小学信息化教育是一项长期而艰巨的系统工程,其基础设施建设、教育资源开发和利用、人才培养等都需要教育部门、企业、社会机构和政府的参与,在安全、投资和体制等方面建立健全的保障体系,共同为农村中小学教育信息化营建一个良好的氛围和环境。 信息化教学论文:高校会计信息化相关课程教学研究 引言 会计信息化是指企业利用计算机、网络通信等现代信息技术手段开展会计核算,以及利用上述技术手段将会计核算与其他经营管理活动有机结合的过程。会计信息化相关课程主要包括“会计信息系统研究”、“会计信息系统”、“计算机审计”、“erp原理与应用”、“excel在会计中的应用”、“初级会计电算化”6门课程,此外,根据会计信息化的发展与企业的人才需求,未来高校有必要开设《xbrl应用实验》课程(或将其整合到现有课程的实验内容中去)。笔者根据10多年的教学经验与体会,对当前还没有引起大家重视的几个问题进行了梳理,对相关课程的课堂教学与实验教学进行了总结和思考,并提出了建议。 1 对相关课程课堂教学的思考与建议 1.1 关于“会计信息系统研究”课程的教学内容 目前,高校对会计专业硕士研究生的会计信息化教学内容差异较大,而且普遍对硕士研究生层次会计信息化方面的教学还没有引起应有的重视,从已经开设会计信息化相关研究生课程的高校来看,将“会计信息系统研究”作为课程名称的居多。开设了该门课程的高校虽然在教学内容的安排上大相径庭,但是总体上看,大致可分为两类,一类是以会计信息系统的分析设计为主要教学内容,另一类是以会计信息系统的高级应用与管理为主要教学内容。 笔者认为,“会计信息系统研究”课程应通过介绍国内外会计信息系统最新理论发展和实践动态,使会计专业研究生在了解会计信息化发展历史的基础上,深刻理解信息技术对会计的深远影响,掌握会计信息系统的开发、应用、管理控制、绩效评价的理论及其研究方法,为进一步的研究与发展奠定基础。 建议教学内容主要涵盖如下6个专题:①会计信息化的历史发展:会计信息化的产生背景与发展历程、学科内容及知识结构;②会计信息系统开发全生命周期的理论与方法:会计信息系统规划、分析、设计、实施、运行维护;③集团财务与成本控制系统:信息技术在集团财务与成本控制中的应用;④网络财务报告的xbrl技术、标准及应用:xbrl的产生与发展、xbrl在中国的应用与未来的趋势;⑤it治理、it环境下的内部控制、风险管理与审计:国际国内的相关标准、规范、理论框架;⑥it价值管理及绩效评价:理论框架、绩效评价方法的应用。 1.2 关于“计算机审计”课程的定位与教学内容 “计算机审计”不同于信息系统审计,信息系统审计关注的核心问题是信息系统的可用性、安全性、完整性和有效性。国际信息系统审计与控制协会即isaca (information systems audit and control association)是信息系统审计、控制与安全等专业领域唯一公认的全球性组织,自1978年以来,由isaca发起的国际注册信息系统审计师(cisa)认证已经成为涵盖信息系统审计、控制与安全等专业领域的全球公认的标准,它的信息系统审计和信息系统控制标准为全球执业者所遵从。从cisa的执业内容来看,与人们理解和所熟知的常规审计存在很大差异。cisa主要对组织的it治理与管理、信息系统的获取、开发与实施、信息系统的运行、维护与支持、信息资产的保护等进行审计,对组织信息系统的风险控制与安全管理提供评价与建议。 而常规审计主要是注册会计师(cpa)对组织的财务信息进行鉴证。“计算机审计”课程应主要关注常规审计中cpa在计算机信息系统环境下要求具备的知识和能力,关注的是财务信息在计算机信息系统环境下的鉴证及其相关的内部控制与风险管理,遵循的执业准则是审计职业界所的计算机环境下的审计准则,这类审计准则是在cpa所具备的知识结构体系下开发的准则。当组织采用大型化和复杂化的信息系统时,财务系统内部控制与风险评价过程中超过cpa知识范围的那一部分,就转为cisa的业务范围,这也是cisa的一部分执业内容。 笔者认为,随着信息化的普及与发展,信息系统在企业经营与管理中的地位越来越重要,信息资产已成为企业的重点保护资产,企业越来越重视信息系统相关的内部控制与风险管理,因此,应面向高校会计专业的本科生单独开设“计算机审计”课程,而不是在“会计信息系统”课程中简单介绍一下。建议“计算机审计”课程的教学内容主要涵盖如下4个方面:①计算机及网络环境对传统审计的影响;②计算机及网络技术条件下的内部控制审计、系统开发审计;③计算机辅助审计技术即caat(computer-assisted audit technique),包括审计人员如何利用计算机对财务数据或管理数据进行获取和检查,以及利用审计信息化工作平台开展审计各个阶段的工作;④网络审计、世界计算机审计及其发展趋势。 2 对相关课程实验教学的思考与建议 2.1 关于“会计信息系统”与“计算机审计”课程的实验教学 笔者认为,“会计信息系统”课程是会计专业本科生必修的专业方向课,“会计信息系统”课程的实验教学环节,应主要配合课程课堂教学内容,通过学生上机实验,使其理解会计信息系统开发方法,理解主要计算机会计应用子系统的基本结构,掌握计算机会计应用子系统的使用和日常维护,最终使学生形成科学的会计信息系统分析和设计理念,对it环境下会计业务流程有一个完整的认识,使学生能比较熟练地综合应用企业管理软件中涉及财务会计及管理会计的部分,并能将先进的管理方法与计算机结合起来,提出应用解决方案,最终目标是将学生培养成为适应社会信息化发展需要的新型会计人才。 随着审计对象与审计手段的信息化,“计算机审计”的实验教学环节对于会计专业的本科生而言,将会越来越重要。笔者认为,“计算机审计”课程的实验教学环节,其主要目的应是使学生对计算机辅助审计技术有一个比较全面的概括了解和掌握,使学生基本掌握计算机审计的基本原理和基本方法,熟悉计算机审计业务活动的具体运作方式、规则,掌握计算机审计信息化管理的方法,培育使用审计软件及相关软件工具的习惯,从而为今后从事计算机审计的理论研究与实际工作打下较为坚实的专业基础。 2.2 配合实验教学的实验室建设 2.2.1 建立“xbrl应用实验室” 2010年10月,财政部正式了企业会计准则通用分类标准和xbrl技术规范,成为中国会计信息化领域的重要里程碑;2011年财政部组织了通用分类标准首批实施工作,各实施单位为通用分类标准的实施积累了宝贵经验,取得了良好效果。财政部决定自2012年1月1日起,在14个省(自治区、直辖市)的部分地方国有大中型企业中实施通用分类标准,并鼓励其他省(区、市)在自愿的基础上组织本地区国有大中型企业参加实施。可见,从xbrl的应用实践来看,xbrl的普及指日可待。 在这种现实背景下,高校迫切需要将xbrl的内容纳入会计信息化相关课程的课堂教学与实验室建设中去。2012年12月17日,财政部颁发了财办会[2012]47号——《企业会计信息化工作规范(征求意见稿)》,征求意见稿的第二章第十二条明确规定:“会计软件应当能够生成符合国家标准的可扩展商业报告语言(xbrl)财务报告”,并在工作规范起草说明中指出,对工作规范新规定的会计软件必备功能(如生成可扩展商业报告语言财务报告),软件供应商不承担免费为客户提供软件更新的义务。因此,从目前的情况来看,高校会计信息化相关课程配备的教学软件一般无法通过更新或升级的途径来获得与xbrl相关的功能模块,需要相关管理软件供应商考虑教育领域的需求,为高校xbrl实验室的建立与推广提供良好的技术平台。 2.2.2 建立并完善“集团财务实验室” 从财政部刚刚的《企业会计信息化工作规范(征求意见稿)》来看,对于处于会计核算信息化阶段的企业来说,规范要求“企业应当结合自身情况,逐步实现资金管理、预算控制、成本管理等财务管理信息化”。对于处于财务管理信息化阶段的企业来说,规范要求“企业应当结合自身情况,逐步实现财务分析、风险控制、绩效考核等决策支持信息化”。可见,规范对企业会计信息化应用的深度与广度均提出了更高的要求。 因此,高校会计信息化相关课程的实验室不能停留在会计核算信息化的实验教学上,需要纳入财务管理与管理会计信息化的实验教学内容。当前管理软件供应商提供的管理软件产品,可以分为部门级的(或称之为低端的)、企业级的(中端的)、集团级的(高端的)管理软件,一般而言,集团级的管理软件包含了丰富的财务管理与管理会计功能,如资金管理、预算管理、成本管理与控制、绩效考核等等。高校如果要实现财务管理与管理会计信息化的实验教学,最好是能够建立独立于会计核算信息化实验室的“集团财务实验室”。到目前为止,笔者了解到,从用友的集团级管理软件产品nc以及金蝶的集团级管理软件产品eas来看,还很少有高校配置这个级别的管理软件,即使配置了这个级别管理软件的高校,也还没有开始使用或者是还没有充分利用它们进行实验教学。所以,从会计信息化的实践发展来看,高校会计专业的实验室建设需要满足社会需求,建立、完善并充分利用“集团财务实验室”。 信息化教学论文:浅议教学管理信息化背景下的高校教学秘书队伍建设 1 高校教学管理信息化现状 在高校,教学管理是学校运作的中心枢纽,教学教务管理水平的高低,在某种程度上反映了一所学校管理水平的整体状况,对学校的教学工作、管理工作、建设工作、教育改革等产生重要影响。当前,高校对于教学管理信息化的内涵和重要性认识不足,教学管理观念较陈旧,习惯于传统的理论和方法,习惯于运用传统的手工方式进行信息收集、管理、反馈和交流,不注重信息化综合技能的提高,导致教学管理工作仍然陷于繁琐、复杂、混乱的状态中。再者,近几年来高校教学管理体制和学生培育机制的不断改革和调整,办学形式更加多样化,高校的教务部门对各种教学信息的处理与分析工作越来越繁重和复杂,传统的教务管理方式已不能适应高校教育管理形势的发展和工作的需要。因此,必须运用计算机及其网络信息技术,摸索一种高校教务管理工作的现代化、科学化的模式。 一所高校要走在管理的先进行列,首先要实现教学管理工作的现代化、科学化、规范化,就必须要运用现代网络信息技术建立计算机教学管理系统,实现管理的信息化。高校教学管理信息化涵盖高校教务管理工作的所有环节,主要表现在对教学计划、教学资源、课表编排、学籍处理、教学评估等一系列教学管理环节进行科学化、规范化、程序化的信息管理,形成一个严密的、有机的完整体系,能够为高校建设面向未来的、先进的数字化校园奠定坚实的技术基础与管理基础。并由此利用管理数据库将各类原始数据进行分类收集整理,大大减少了过去人工有纸化收集材料时的繁琐和遗漏。 2 教学秘书岗位与现状分析 2.1 教学秘书岗位职责 (1)上令下达,要及时准确。教学秘书要将学校、教务处等上级教学管理部门的各项规章制度以及相关规定,传达给分院的各教研室、各位教师以及全体学生,使教学工作井然有序。(2)下情上报,要客观公正。教师对学校和学院各类通知的疑问,学生对任课老师讲课的意见等,教学秘书都要负责将这些信息加以收集、整理,按程序上报给学院、教务处或学校的相关领导,以备各级领导采取有效的措施和相应的对策,解决实际问题。(3)配合主管领导做好日常教学管理。一切日常教学管理工作都必须围绕着教学活动这个中心进行,从专业教学计划、教学安排细到停调课,既实实在在又繁重复杂,而且应根据教学进度表做到有计划地安排,不能出现遗漏和差错。(4)各种档案材料的教学档案资料包括教学计划、授课计划、试卷、课程论文、毕业实习材料等,既是过程性资料,反映原始状态的真实性,为各类评估做好积累,同时也为学院领导做好教学管理提供基本依据,保证教学管理顺利进行。 2.2 教学秘书队伍现状分析 2.2.1 教学秘书人员构成 教学管理岗位人员结构是否合理,直接关系到学院日常教学秩序稳定。从学历上讲,以我校为例,高校教学秘书岗位学历层次主要为本科,比例约占80%,其次为专科及硕士,各占10%左右;其次,从专业上讲,教学秘书多为非教育管理专业毕业的人员,对于教学秘书岗位没有专业的系统学习,缺乏理论知识;再者,从年龄上讲,我院的教学秘书队伍年轻,大多为30岁左右,占总人数的80%以上,综上所述,可见教学岗位的队伍“学历一般,专业性不强,阅历较浅,经验缺乏”。 2.2.2 教学秘书岗位存在的问题教学秘书岗位虽然对于高校的教学管理工作起着至关重要的作用,但存在着以下问题:(1)从业人员多为非教育管理专业人员,高职学校尤为明显,缺乏秘书学及教育学相应培训,导致岗位适应性不强;(2)教学秘书工作繁重,但缺乏相应的激励机制,使得从业人员积极性不高;(3)教学秘书处于教学管理岗位的前线,工作的重要性得不到相应的理解,对教学秘书造成一定的心理影响;(4)教学秘书岗位职称晋升困难,工资待遇较低,队伍稳定性差,对高校正常教学管理秩序产生影响;(5)年轻的团队虽然更有利于繁重工作的开展,但由于年轻人正处于工作、生活、学习的初始阶段,对环境压力、心理压力、人际交往的种种往往处于未成熟阶段,起伏比较大,也直接影响到工作的整体状况。针对上述问题,高校应该重视教学管理队伍的建设。 3 信息化背景下教学秘书应具备的能力素质 (1)教学秘书应具备坚定的思想政治素质。教学秘书必须具有拥护中国共产党的领导,坚持马列主义思想,具有优良的政治思想品格,正确的世界观、人生观,坚定的信念和执着的追求,实事求是的思想作风,敢于坚持真理,批判错误,改变守旧的精神状态,敢于创新。 (2)教学秘书应该具有丰富的知识结构。教学秘书具 备的知识结构包括基础知识类,如语文、政治、哲学等社会自然科学类知识;专业知识类,如计算机技术类、各类软件的应用,教育学等相关专业知识;其他还需要行政管理、社会学、心理学、公共关系学、运筹学、编辑学、领导科学等相关知识。 (3)教学秘书应具备良好的综合实践能力。教学秘书要求思路清晰,反应敏捷,表达准确简练,有条不紊,具备熟悉各类应用文的写作的文字表达能力,及时为领导决策提供准确全面的信息调研能力,能够联系上下,广交朋友,与各部门打交道的交际能力,围绕领导工作的要求培养独立处理事务的办事能力,能够熟练掌握计算机等各类现代办公设备的操作能力。 (4)教学秘书应具备良好的心理素质。教学秘书需要具备良好的心理素质,善于自我调节和自我控制心理活动,经常保持心理平衡,以坚强的意志和毅力,克服工作中的困难,增强自信心,做好教学秘书工作。 4 结语 信息化时代瞬息万变,信息技术日新月异,高等学校在与时代接轨的同时,是否能打造一支适应现代数字化形式下的高校教学管理团队,还有许多的路要走,针对上述问题,我院在这些方面做了一些尝试,有效促进了教学管理队伍的建设。具体措施有:每年暑假进行定期开设教学秘书业务培训与提高班,提高教学秘书岗位的业务素质;在薪资方面,实行了按岗定酬,同岗同酬,避免了同岗不同酬引起的部分秘书的心理落差;学院每年争取若干个进编名额,来解决教学管理人员的编制问题等等。这些措施的出台与实施不仅激励秘书人员认真努力工作,也同时给予了希望,使得该岗位的秘书人员更加有归属感,从而能够全心全意地服务于师生,这充分体现了学院重视教学秘书岗位的重要性,了解该岗位的枢纽作用对于高校的发展的推动。当然,教学秘书队伍的诸多问题不能在短时间里全部得以解决,还有待在以后的工作中逐一改善,共同提高。 信息化教学论文:关于会计信息化课程的分层次教学探讨 【 论文 关键词】 会计 信息化 会计电算化 分层次教学 【论文摘要】 会计信息化既是一门理论课,同时也是一门实践性很强的专业技能课,会计信息化实践教学尤为重要。通过会计信息化实践教学,不但可使学生具备相关的职业能力,形成知识、能力、素质三位一体的能力体系,而且能培养学生的创新能力。实践中,为了让不同层次的学生得到训练,会计信息化教学应考虑分层次进行。文章从分层次的涵义和原理出发,对会计信息化分层次教学进行探索,以期改变现有的教学方式,促进现行 教育 、教学改革。 引言 2005年8月,由会计之友杂志社承办的 (二)把握分层次教学的目的,安排好分层次的具体内容 1.学生定位的分层 会计 信息化教学过程中,不可能把学生按其他课程成绩或综合成绩进行排名,然后分班或分组进行。然而,必须承认学生经过大学前一阶段的学习确实存在差异,而且这种差异不小。有的学生认真,专业基础和 计算 机基础都好,对学习也非常有热情;有的学生曾经有挂科,已对学习没有好心态,根本没有兴趣;有的学生基础一般,态度也一般,主要看课程开始后,教师上课的内容有没有吸引力(这占多数)。只有承认了这些差异,并能在实验课中尽早将学生层次对号入座,根据不同情况学生进行差异指导和引导,争取让基础好的学生自己努力实践,达到或超过课程的要求,让基础一般的学生提起兴趣,让基础较差的学生培养起兴趣。 在会计信息化实验中,学生层次是没有绝对划分的,只能是依据学生的表现及提问等来作基本判断,而且这种分层次会随着实验内容及过程的变化而变化。因此,体现了分层次教学是教师主导的,教师应在分层次教学中发挥主要作用。 2.分层次备课 分层次备课是分层次教学的关键。既然学生是有层次的,备课就一定要有层次。作为实践课程为主的教学,教师不仅要按课程的基本教学目的进行准备,还要按课程的实际可能情况做好充分准备,以满足教学要求,从而保证让基础好的学生在实验中得到极大的满足。另外,对于基础差的学生,备课要按心 理学 加上实务案例,由浅入深地做好准备工作,要通过心理、思想引导 教育 ,利用最简单和适用的知识等将他们引入教学,这样做的目的是保证层次差的学生也能重视这门课程教学,积极投入到实验训练中来。分层次备课对教师要求较高,故教师要不断在教学中进行 总结 ,在不断总结之后完善分层次备课。 3.分层次实验 会计信息化课程主要是实践训练,以学生们通过案例资料进行验证式实验为主,可以说没有很多新知识,多是原来所学知识的贯通运用。多操作、多思考后再操作,一般都能有较好的效果,但这整个过程,分层次的讲解,分层次的要求都将对课程有极大帮助。实验中要确定基本的要求,提高后的要求,实验的目的并不是简单的验证,而是要让学生知道具体实验操作对信息化建设有怎样的影响,会造成怎样的后果;甚至要让学生知道出现情况后要如何调整和补救等等。整个实验教学过程是针对不同的学生给出不同的操作要求,针对不同的操作情况给出不同层次的处理方式。 在分层次的实验中,还可充分利用学生差异来进行,让部分优秀的学生变得主动起来,帮助一部分基础差的学生。会计信息化的实验课程中,不妨让一些计算机知识很好的学生来帮助处理些涉及到计算机操作过程中出现的问题,让出现同样问题已得到解决的学生来帮助需要的学生,这样既能减轻教师实验课的压力,又能让这部分学生在展示自己才能的同时加深实验效果,同时被帮助的学生也可从中感悟很多,学生之间的感情会更深,课堂氛围也会更好。在多年的实验课教学过程中,笔者常这样利用学生差异,效果确实很不错,很多在实验课中帮助别人或被别人帮助的学生还常联系,沟通现在工作中的具体操作与应用。 (三)不断在实践中分层次、分层次中实践,最终达到教学目的 会计信息化课程实验通常是在计算机中完成,而且实验课中每位学生都将有一台属于自己操作的计算机。这对实验的独立检验和操作是有一定好处,但在分层次教学中,这种方式也有一定的不利。因此,可以在单人组实验结束后,特意安排一个综合实验,并考虑将不同层次的学生或是知识能互补的学生安排2~3人为一组进行实验,还可以比赛的方式进行,最终可作为学生平时成绩加分。 相对于很多课程重视结果而言,会计信息化课程的教学中更重视的是过程。在实践过程中学生可以学到很多其他专业课本中学不到的知识,所学的更能贴近将来工作实务。实践业务在不断 发展 过程中,实验也就会不断出现新的问题。学生层次的差异所提出的问题也将有差异,差异的问题解决后还会产生新的差异,这不仅要求学生不断实践,不断努力实践,同时,也要求教师在整个实验教学过程中不断的分层次,并在分层次中不断总结,最终通过不同层次的教学实践来达到最终的教学目的。 四、结束语 总之,分层次教学不仅是一种教育观念和教育思想的转变,更应体现在实实在在的教学中。应作为一种全新的教学模式和教学方法在实践中不断检验、不断发展。让分层次教学不是简单地分班,更不能是流于形式的“换汤不换药”,而是作为一种教学组织模式和创新教学方法的具体应用。本文只是笔者在教学工作中的一些思考和探索,难免偏颇,希望能抛砖引玉,以学习同行更好的教学经验,将教育、教学越做越好。 信息化教学论文:网络环境下应用型本科管理学课程信息化教学模式探讨 一、网络环境下管理学课程信息化教学的必要性。 当前,应用型本科高校教育是培养以满足社会需求为导向、理论与实践相结合、能够解决实际工作中的具体问题、具备适应社会多种岗位的综合素质、“懂技术、会管理”的复合型人才。管理学是一门在高校经济管理类专业中广泛开设的课程,通常作为必修或选修课。因此,在应用型本科高校的管理学教学中,必须根据管理学特点,结合教学实际,有针对性地研究教学内容与方法。然而,现实中教师主要通过课堂讲授的方式向学生传授相关理论知识,讲解相关管理方法,学生完全处于一种被动的地位。学生也普遍觉得这门课似乎并不难学,通过死记硬背就可以在考试中拿到高分,但同时觉得这门课“没有用”,对于求职和工作帮助不大。这种重灌输轻理解、重知识轻能力、以教师为中心的传统教学模式,已不能适应社会对于创新型应用型管理人才的需求。 随着信息时代的到来,网络环境为管理学教学提供了一种新的途径,利用网络资源进行教学成为未来的一种发展趋势。如何将信息技术用来既辅助教师“教”又促进学生“学”上,真正实现信息技术在课程教学上的“双向整合”,让教师的角色并不仅仅是传播知识,而且要努力激发学生的创造性思维,使之既获得新知识,又学到如何获得知识的本领,这是由管理学的课程特点决定的。 首先,管理学是一门综合性学科。管理学涉及经济学、哲学、社会学、历史学、心理学、人类学、数学及各种工程科学等,这种研究对象的多样性和管理实践过程的动态性、复杂性决定了学习管理学要借助的知识、方法和手段的多样化。 其次,管理学是一门“不精确”的科学。同数学、物理、化学等自然科学相比,由于影响管理工作的因素很多,存在不可控和不确定的因素,解决这些问题,管理学往往没有标准答案。管理的最终目的是有效地利用各种资源,以较少的投入争取较大的经济和社会效益,而管理创造的价值很难被明确地划分出来,是个模糊概念,需要借助各种各样的手段,以定性和定量的方法分析解决。 再次,管理学是一门实践性很强的学科。管理学一方面具有不以人的意志为转移的客观规律,即科学性,但另一方面,在运用这些管理学原理解决复杂多变的管理实际问题时,必须对具体问题作具体分析。可见,运用管理知识的技巧性、灵活性和创造性,决定了培养应用型管理类专业的学生必须在实践中学会管理。 最后,管理学是一门正在发展中的学科。和其他学科相比,管理学的兴起比较晚,在近几十年才作为一门现代科学研究,它与社会经济发展紧密相关,其理论正处于新旧更替的关键时期,并必将随着社会经济的发展和科技的进步,特别是随着信息技术的发展而不断发展。 可见,传统的教学方法在收到诸多效果的同时存在许多不足之处,难以适应当今网络信息时代的客观要求。 二、管理学教学内容与方法的现状。 (一)教材内容的实践性不强。 国内相当多的教材内容上存在以理论阐述为主,对案例、思考题等内容设计不充分、结合不紧密等问题,缺乏生动性和启发性,学生很难把这些理论和实践联系起来,既提不起学习的兴趣,又觉得难以学以致用。此外,部分教材的内容还存在不以学生思维的逻辑过程编写和难以及时反映管理理论与实践的最新发展变化等问题。随着经济全球化、经营国际化等外在环境和对管理内涵的认识的变化,管理过程还应包括在实践中的沟通、激励和创新等管理行为。这些变化客观上要求《管理学》也应相应地发生变化,进行一些观点的更新和理论的修正,以避免因教材内容陈旧而使管理理论与实践相脱节。此外不同专业的学生知识结构存在差异,但接受同样的教学内容,所学内容欠缺实用性、有效性,因此授课教师必须结合各专业特点对教材内容和课程设置进行调整。 (二)教学方法和教学手段单一、现代网络技术手段应用不够。 目前的管理学课程在教学方法上主要是灌输式的课堂教学,很多教师采用以理论讲授为主的一言堂式教学法,教师唱独角戏,没有积极地引导学生参与教学活动中,学生参与意识差,教师只作为知识技能的传授者,实践环节很少。即使偶尔使用其他方法,也只是形式而已。比如当前教师在课堂上也经常使用案例讨论法,但讨论的主题和进程都是由教师控制的。好的案例教学法相对传统的教学方法,注重培养学生的管理能力、管理素质,能做到理论与实践相结合,是非常适用的教学方法。但目前多数的案例教学法也存在着许多问题,如案例教学往往结合课堂上的多媒体课件的方式进行,播放的课件在内容和时间上有限制,较少采用现代网络技术手段,往往使学生对案例信息的了解不够充分和全面。 (三)难以开展教学实践活动。 管理学课程实践性很强,但由于现有教学内容和教学进度的要求,管理学课程偏重于理论讲授,案例讨论和现场实践教学很少或是没有,很难把学生的理论知识转化为实践应用能力。课堂上管理学的教学脱离了实际的管理环境和管理对象,难以开展教学实践活动,也很难被仪器和设备替代,因此,管理学课程实践教学的难度也很大。 (四)课程考核方法单一,不够系统和全面。 目前的管理学课程对学生学知识的考核比较单一,缺乏灵活性。通常根据课程最后期末考试成绩(卷面分)和平时成绩(出勤分)按一定的比例计算确定总成绩。仍然把考试成绩作为评判学生成绩的主要标准。考核方法上仍旧采用闭卷笔试的形式,题目设计也缺乏新意,客观题较多,发挥性的主观题、分析应用题较少,重点检验学生对知识的记忆,难以检验学生的综合素质和能力。这使得学生竞争的意识逐渐淡化,参与意识与动手能力不断减弱,甚至有不少学生通过期末突击,死记硬背获得高分的成绩。 三、网络环境下应用型本科管理学课程信息化教学模式设计。 构建信息化环境下的管理学教学模式,应该紧紧抓住应用型本科管理学的教学特点,在先进的教育科学理论的指导下,改变传统的以教师为中心的教学方法和手段,创建既能发挥教师主导作用,又能发挥学生主观能动作用的新型教学理念、教学内容和教学技术。 (一)管理学信息化教学的理念。 在管理学的教学活动设计中,应注重激发学生的求知欲和主观能动性。学生的学习活动不仅仅只限于接受、记忆、模仿和练习,还应倡导自主探索、动手实践,沟通交流、团队合作、阅读自学等多种学习方式。因此,在网络环境下,应做好以下三方面工作。 第一,在学习方面,重建教师与学生的交流互动。主要是考虑如何依托校园网平台,建设管理学的虚拟教室,强调对学生特点的分析,开辟教师空间和学生空间,充分支持课堂教学、学生自主学习、网上实时教学和讨论交流等教学模式,并支持整个教学过程的各个环节的实施和自动管理。 第二,在教学条件方面,学校需要加强信息化建设。信息化教学是一种基于信息资源的学习方式,对信息资源的丰富程度和质量要求较高,信息化的教学效果与信息资源的丰富性、多样性和质量密切相关。 第三,在课程考核方面,实施科学的学习评价方式。信息化教学环境不仅能为师生提供快捷的信息交互工具和丰富的教学资源,而且能提供一种更为科学的评价工具给教师使用,教师可以利用网络评价工具和原有评价工具,更好地关注学生的发展过程,体现学生主动性和创造性,客观、公正地评价学生。 (二)管理学信息化教学的主要内容。 在网络环境下,管理学的教学将会使教学内容更充实,更完善。管理学作为专业基础课程,起着养成系统科学管理思维模式的作用,为以后学习其他专业管理课程和为日后的实际管理工作奠定基础。 管理学的课堂教学内容应主要以管理相关的基本范畴和管理职能为主,揭示管理的基本内涵和理论体系,系统介绍管理过程中各种职能的主要内容和实施要点,体现管理的科学内涵和理论体系。由于管理学理论体系本身还在不断发展和完善,因此,在网络环境下,在管理学的教学内容中,还应适当介绍管理学科体系及与其他学科的渗透、融合,并不断补充和更新管理学的前沿和热点问题的研究内容,以体现管理学的宽广视野和管理学的动态发展。管理学教学中,将自主性学习与课堂教学相结合,从“教”和“学”两方面进行教学方法的改革和创新,形成一个以学生为主体的比较完整的开放的教学体系。 (三)管理学信息化教学的主要技术。 在管理学教学中可以使用的网络技术和网络工具有网络教学技术、数据库技术、bbs留言板技术和博客技术等。 1.网络教学技术。这是网络技术在教学中使用最广泛的一类技术。国内外很多著名大学均会定期制作各类开放课堂的视频课程,通过网络教学视频可以大幅度拓宽学生视野,加深学生印象,灵活安排学生学习时间。 2.数据库技术。数据库技术是现代信息技术的主体之一,包括建设案例库、习题库、资源库等手段,能有效开阔学生视野,提高学生学习积极性。 3.bbs留言板和qq群等即时通讯软件技术。这是一个非常好的师生互动平台,建设简单,使用方便,师生之间可以随时进行网络沟通,拉近师生关系、加深师生感情,有助于提高学生对课程学习的兴趣。 4.博客技术。博客具有公开性、互动性、公共性、即时性、私密性、个性化等特点,越来越受到人们的青睐。教师可以围绕管理学的主题建立博客,学习资料,开设专门的案例分析讨论区,允许学生开展有关讨论,使之成为教师指导学生的一个公共资源平台。 信息化教学论文:关于建设信息化教学环境的思考 论文关键词:信息化建设;校园网络应用平台;资源中心;教师个人主页;管理机制 论文摘要:本文对信息化教学环境的建设与应用过程进行思考与总结,其中谈到的一些问题具有普遍性,采取的一些做法重在解决实际问题,有一定的理论依据。 教育信息化建设是一项系统工程,包括硬件设施、软件平台、教育资源、教师培训等要素,建设信息化教学环境应整体推进,要求几个要素同步向前发展,只有这“几条腿”同时驱动,才能向教育信息化的目标迈进。 一、硬件环境建设是学校信息化的基础 1.重视网络设施、网络安全设备的建设。这属于学校的基础设施建设,相比其他终端设备(升级频率大于网络设备),对网络设备应加大投人,主干选用性能好、可管理的网络设备,对网络性能、网络安全有决定性的作用。 要点:主干千兆光纤,百兆到桌面,采用可网管的交换机设备,便于全网监控,接人主干交换机上的网络过滤设备镜像从防火墙接人的外网连接端口,实现对外网信息的访问控制,防火墙把内外网隔离,保障内网安全,服务器区建立在防火墙的dmz安全区,增强服务器的安全性,减少网络资源占用。 2.划分区域,控制网络访问权限。采用vlan技术,把网络从逻辑上划分成若干个虚拟工作组(网管组、办公组、教室组、学生机房组等),这样既可以控制流量提高网络性能,也能增强网络的安全性。 3.做好设备技术文档的管理工作,充分发挥设备应有的效率。网管人员掌握网络关键设备的使用,根据实际应用状况,正确配置网络设备参数,对提升网络性能,增强网络安全,排除网络故障是至关重要的。因此,重视网络技术文档的管理,有利于更好地服务于网络管理工作。 4.建设有特色的合作学习教室。合作学习作为新一轮课程改革所提倡的教学模式和学习方式给我们的课堂带来了活力与希望,推动了课堂教学改革创新。它有效地改善了课堂内的学习氛围,扩大了学生的参与面,与此同时,培养了学生自主、探究的学习能力,以及与他人合作的技巧,充分体现了新课标“自主、合作、参与”的核心理念。 5.学生机房采用上网方式。多台电脑同时上网,占用了大量的网络带宽资源,严重影响其他用户的网络应用需求。学生机房采用上网方式,是有效的解决方案:每间机房可独立配置一台服务器,把机房设备隔离单独管理,学生机共享服务器的连接。这样既可以减少学校公共ip地址的占用,服务器的缓存功能,又能提高机房的网络访问速度,减少公共网络带宽的占用,还有利于任课教师对本电脑室学生上网行为的管理。 6.改变班级设备配置方案,确保教室多媒体设备的正常使用。学校的多媒体设备进人班级,但学生课后擅自使用,上网玩游戏、安装一些与教学无关的软件、擅自更改系统设置、感染病毒致使系统无法正常使用的情况时有发生。针对这些问题,我校配置带有vga接口(到投影机)、用45接口(网络)、音频接口、电源插口的多媒体设备控制面板,只需购置班级数一半的笔记本电脑就足够支持学校的多媒体教学的需要。这样一来既方便管理,杜绝了因学生因素导致的使用问题,又不会因个别台笔记本电脑的故障而导致某教室不能正常上课,并可减少设备投人资金。有条件的学校还可考虑建设校园无线网络接人系统,方便教学上的网络连接应用需求。 二、加大软件投入,建立学校核心的信息化数据库模型 现阶段的软件市场的相关资源、软件的数据接口标准不统燕存在较多设计不规范、兼容性差的问题,导致数据不能自由转换,一些软件不能得到长期稳定的应用。笔者建议学校在建设软件环境时,可遵循以下几条原则:教育部颁布的标准性文件应作为学校软件平台建设的指导性文件;学校应根据教育信息化的发展目标,制订软件环境发展规划;根据标准性文件和发展规划,建立学校核心的信息化数据库模型;学校应主导自己的软件平台建设,而不能被市场主导,要求软件开发公司应在学校建立的核心数据库上开发学校所需的各种应用。 三、基于网络的教育资源建设与应用是学校教育信息化的重中之重 目前学校的资源内容主要来自购买商业化的资源库和学科教师自主开发。商业化的资源缺乏针对性、系统性,对教学缺乏支持,可用性较差;教师制作的资源满足了个别应用需求,但缺乏系统性。笔者认为,教师在学校的资源库建设过程中应成为中坚力量,学校在建设基于网络的教育资源库时,最重要的就是搭建一个网络资源管理平台,让教师愿意把自己的辛苦劳动成果(资源)放入学校的资源平台。要做到“愿意”,最重要的是平台的建设要以教师个人的信息化需要为本,让教师感觉系统是专为之服务的,能体现个性化,能作为展示其成果的平台,能让其分享别人的成果、自主决定属自己所有的资源的使用权限。只有这样学校才能建设成一个有学校特色的、有用的、高效的网络资源库。 一个合理的资源信息汇集流程还只是个基础,围绕该流程,以人(教师、学生)为本,提供完善的系统功能服务是资源平台建设的关键,资源平台系统提供简里应用,满足初级应用是必须的,一些复杂的·高级砰钾需求同样必不可少,这样才能确保资源系统应用能持续发展。 1.教师个人主页系统是教师信息化应用的平台。建立“教师个人主页系统”,实现教师个人教育信息应用管理的需要后,作为学校整个网络平台下的一个子系统,该子系统必须充分考虑教师信息化应用的需要,提供完善的、从初级应用到高级应用的需要。具体说来:(1)教学资源信息管理。教师可以自主创建管理资源栏目.收集、上传、管理控制资源。教师主页在教学资源信息管理所提供的这些功能,其实是集成网络存储与网站信息各自的优点,让教师对属于自己的资源有完全自主控制权,这样才能让教师个人感觉系统是“以人为本”。(2)个人成果展示。教师可以在这个虚拟空间、展示平台上、管理各类成果,在主页模板和自由创建主页两种模式中,选择符合自己需求的模式。(3)交流互动。在主页上提供留言板、教学辅导讨论区、收件箱。并集成个人e-mail管理、qq即时通讯等。就能满足教师与学生的交流互动的需要。(4)学校的管理单元。学校管理部门也经常要与教师进行信息交换,提供的信息、文件群发与收件箱功能把管理部门与教师联系起来,为学校的现代化办公管理奠定了基础。 2.资源库建设采用基于“教师个人主页”的建设策略。教师个人主页就是一个小小型、微型独立式专题知识资源实库,这些小型资源库在教师个人各自的管理更新下,就能确保学校的网络平台有源源不断的教学资源流入,成为学校建设好资源库的有力保障。 因此,将学校资源构建应与教师的个人主页。系统可以采取教师在上传资源文件到自己个人主页的同时,由教师选择要置入资源库的位置的办法来汇集来自各教师的资源文件,解决资源来源问题。接下来就是如何保证质量的问题,质量的保证自然就由学科资源管理员来监控,只要投于其相应的控制权限。在这样的机制下,大家各负其责,一个极具学校特色的资源库就可以形成。 3.教师个人主页与资源库的关系图 4.资源库的效益。基于教师个人主页系统的资源库建设策略,其资源将发挥最大效益,就像前面提到的.教师最接近学习者,教师筛选、加工处理、自制的资源最适合学习者的使用,教师在评价资源对学习者的效用时,还能根据实际情况调整资源结构,因此,这种模式建立起来的资源库的效率是毋庸置疑的。 四、教师培训 加强教师培训,提高教师信息素养,是确保教师开展信息化教学的有效手段,在网络安全建设有一基本,仗里的“七分管理”,这里面蕴含着网络安全管理员的技术培训,再好的技术、设备,如果网络管理员不懂得使用,就不能发挥技术设备的作用和效率,同样道理,学校投人巨资,建设校园网络的软、硬件环境.教师若不学习新技术、新设备的使用,也将是巨大的浪费。 五、结束语 教育信息化是一个复杂的系统工程,是时展的方向,每个学校、每个教师都将主动或被动地参与到这项工程当中,解决好教育信息化发展过程中的各个要素.更快、更好地发展,才是明智的选择。 信息化教学论文:浅析计算机专业电力特色教学中电力信息化课程的改革与研究 论文摘要:为了培养智能电网急需的信息人才,为使电力大学计算机专业毕业生能有效抓住国家发展智能电网的机遇,提出电力大学计算机专业开展电力特色教学首先要开设“电力信息化”课程。首先分析了我国电力信息化现状及智能电网的目标,然后分析了“电力信息化”课程教学的特点和教学现状,并提出了相应的改革措施和方法。教学实践表明,这些改革措施提高了“电力信息化”课程的教学效果,并在计算机专业电力特色教学中发挥重要作用。 论文关键词:智能电网;电力特色教学模式;电力信息化和智能化 随着智能电网、绿色能源席卷全球,电力行业迎来了蓬勃发展的新时期,电力不但要信息化还要智能化,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又有电力专业背景的人才,这给电力大学计算机专业人才培养带来机会和挑战。结合电力大学的大电力特色,为培养智能电网急需的高素质复合型人才,开展计算机专业电力特色教学模式的研究和实践具有重要的意义。为了培养智能电网急需的信息人才,需要开展计算机专业的电力特色教学,首先要开设“电力信息化”课程。 一、我国电力信息化现状及智能电网的目标 电力信息化是指计算机、通讯等信息技术在电力工业各个环节应用全过程的统称。我国当今电力信息化现状是实施电力工业生产过程各个环节的信息化,包括电力工业规划、设计、施工、发电生产、输电、变电、配电、用电、电网调度、供电营销、物资及管理等各个环节。由此可见,信息技术是电力信息化的基础,各类电力资源的开发和利用是电力信息化的核心。提高电力企业的经营决策水平和经济效益是电力信息化的宗旨。智能电网将使电力信息化从数字化向智能化发展。智能电网是电力信息化的延续和飞跃。智能电网是飞速发展的信息技术与新能源变革融合在一起的产物。中国的智能电网目标是分三个阶段推进:2009年至2010年为规划试点阶段,重点开展“坚强智能电网”发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制及各环节试点工作;2011年至2015年为全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术、装备实现重大突破和广泛应用并自主可控;2016年至2020年为引领提升阶段,全面建成统一的“坚强智能电网”,技术和装备全面达到国际先进水平。 通过分析我国电力信息化现状及智能电网的目标可见,各国探索智能电网建设的先行策略是信息技术应用。为实现智能电网的战略目标,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又懂电力信息化业务的复合型人才,因此,对计算机专业学生开展电力特色教学是非常必要的。 二、电力大学计算机专业电力特色教学模式 面对电力行业信息化飞速发展的形势,特别是智能电网席卷全球,电力大学计算机专业的教学模式在保有原有优势的基础上创建特色,开展以计算机技术为主、电力专业背景为辅的特色教学模式。2010年学校设立了计算机专业电力特色教学模式研究和实践的教改项目,以实现计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养。电力特色教学重点要放在计算机技术和电力专业交叉点上,电力特色教学的先行策略是由电力信息化这门课程承担此重任。2010年学校将电力信息化课程列入433门核心课程中。修改后的2008版教学大纲中电力信息化这门课程是计算机专业学生的必修课程,这不但要求电力信息化这门课程的内容不断优化,同时也要求对电力信息化课程的教学进行改革。 电力大学计算机专业电力特色教学模式的后行策略是在电力信息化这门课程改革和研究的基础上进行课程群建设,开设代表计算机技术和电力专业最新技术交叉点的“电力云平台”、“电力物联网技术”等课程,并将“电力信息化”、“电力云平台”及“电力物联网技术”三门课程纳入到一个课程群来建设。可见电力大学亟待探索并建立适合计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养模式。 三、电力信息化课程特点与教学现状分析 1.电力信息化课程的特点 电力信息化这门课程具有如下特点: (1)涉及面广。电力信息化这门课程内容涵盖电力工业生产发电、输电、变电、配电、用电、电网调度等全过程的信息化与智能化。课程内容包括发电企业的信息化与智能化、变电站的信息化与智能化、电力调度中心信息化与智能化、配用电生产管理信息化和智能化、电力信息安全技术及物联网在智能电网中的应用等。 (2)技术先进前沿。电力信息化这门课程内容涵盖当今信息和电力领域的前沿技术、热点技术。如在讲解变电站的信息化与智能化这部分内容时要详细分析电力领域的热点技术iec61850。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时要详细分析信息领域的热点技术soa和电力领域的热点技术cim及其在电力调度的应用。在讲解物联网在智能电网中的应用这部分内容时要详细分析当今信息和电力领域的前沿技术物联网、智能电网及云平台。 (3)与电力行业实际工程紧密结合。在讲解课程的各部分内容时紧密结合实际工程。如在讲解发电企业的信息化与智能化这部分内容时紧密结合发电企业的实际工程,如水电站厂级监控系统、火电站的dcs系统、发电厂?sis系统、发电厂智能管理信息系统等。 (4)多学科的交叉。电力信息化课程是计算机技术、通讯技术、控制技术、电力系统背景知识的融合与交叉。在讲解课程的各部分内容时处处是多学科的交叉,如在水电站厂级监控系统中涉及计算机的网络通讯技术,涉及控制领域的plc技术和现场总线技术,涉及水力发电特性专业背景知识等。 (5)电力信息化课程的教学内容是动态的,是与时俱进的,随着电力信息化和智能化的发展而不断地补充新内容,没有现成的教材。当今世界电力信息化和智能化发展非常迅速,如国家电网公司已经开展广域全景分布式一体化的电网智能调度技术支持系统研制。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时就必须补充这部分新技术。 2.电力信息化课程教学现状分析 (1)没有现成的教材,课程难度大,师资紧缺。从上述分析的电力信息化这门课程的特点可见,要求老师具备丰富的知识储备及电力工程经验。 (2)课程内容与电力实际紧密结合,学生没有现场工程概念,又是多学科的交叉,学生感觉课程难度大且抽象,学习兴趣不足。很多学生很想学好这门课,但他们中只了解信息技术,没有其他学科技术知识的积累。本课程开设在大三的第六学期,很多学生感觉困难后就放弃了,准备考研复习。 四、电力信息化教学改革的思想和方法 电力信息化这门课程是综合应用课程,教学思想和方法的改革是必要的,具体措施如下: 1.组建一支优秀的教学团队 通过引进发掘培养人才,组建一支优秀的教学团队。吸纳不同学科的拥有前沿的信息技术、丰富的电力背景和工程经验的老师进入团队,可以根据老师的特长安排讲解相应的章节。电力信息化这门课程可由若干老师共同完成。由于国内市场几乎没有相关专著和教材,已经组织讲课团队老师撰写并出版电力信息化教材。教材包含当今电力信息化和智能化最新技术并提供老师们的最新研究成果。该团队的老师需要及时了解电力行业的信息化和智能化最新动态的最新技术。除了合作项目途径外,老师要利用一切机会参加合作、进修和交流。通过团队的力量来解决没有现成的教材、课程难度大的问题。 2.补充课程中需要的其他学科知识 鉴于计算机专业学生的知识结构比较单一,在学习电力信息化课程时先为学生补充必需的计算机控制与通讯基础技术知识,包括计算机控制通道接口技术、plc技术、串行通讯技术、现场总线技术及工业以太网技术等。在学习电力信息化的具体相关内容时为学生铺垫必需的电力背景知识和工程背景内容,如讲解水电站厂级监控系统时要先补充水力发电厂相关内容。通过利用一定的学时补充课程中需要的其他学科知识来降低学生课程学习的难度,使学生能快速全面地了解并掌握电力信息化技术。 3.新技术、新理念的引入 由于没有现场工程概念,学生在学习电力信息化课程时会感觉抽象、难以理解,老师有必要与时俱进地将新的技术和理念引入课堂中。例如可以引入当今电力行业流行的先进仿真培训软件,比如三维变电站仿真培训软件,让学生在软件上仿真漫游变电站并模拟各种操作。通过仿真软件让学生模拟接触电力工业现场,建立对电力工业现场的感性认识,提高学生的学习兴趣。 为了加强学生课后巩固教学环节,帮助学生消化和应用所学知识,可以将新的理念引入课堂中。借鉴西方本科教学及我国研究生培养的经验,本课程课后作业巩固环节可以尝试不同于常规计算机专业课程的方法。本课程要求学生在课后查阅大量的文献资料。每章的作业是查阅与本章相关的文献资料并撰写提交小论文,期末每个学生制作ppt文件并开展讨论。 在学生课后巩固教学环节中老师起着重要的引导作用。指导本科学生查阅相关文献资料时,首先要教会学生如何在海量信息中查找到需要的优秀文献,如何充分利用校图书馆提供的优质库资源,然后指导学生如何读文献,如何写小论文。要求学生在每章节后阅读15篇以上相关文献资料并提交小论文。教师要认真批阅学生的小论文,总结学生容易出现的普遍性问题,在下次写小论文时提醒学生注意。 4.实施案例教学 新的电力信息化教学实施方案与国内外电力发展紧密结合,既具有理论性又有很强的实用性。此课程在教学方法上必须将理论与工程案例结合,实施案例教学。案例可以来源于实际经典案例,也可以来源于老师们的最新研究的相关成果。在案例教学的过程中要培养学生如何将工程应用问题转化为计算机问题的能力。如在讲解iec61850和cim技术时,要剖析iec61850和cim是如何利用计算机技术中的面向对象技术来建模的。 五、结论 电力信息化是电力大学计算机专业的特色课程,在计算机专业的电力特色人才培养中起着重要的作用。通过本课程的改革促进计算机专业学生对电力信息化、智能化技术的理解和掌握,使电力大学计算机专业的学生更具有自己的特色,以实现计算机专业电力特色及工程应用能力的培养,进一步提升学生的专业素养和就业竞争力。 信息化教学论文:浅谈教学管理信息化的建设与发展 【摘 要】本文从教学管理信息化建设的必要性入手,通过分析教学管理信息化的现状,指出了教学管理信息化建设存在的问题,对教学管理信息化的建设方向提出了几点建议。 【关键词】教学管理信息化 现状 措施 教学管理信息化是现代化教学的重要组成部分,同时也是现代化教学实践活动的重要推动力量,教学管理信息化对提高教学管理效率和质量、实现培养全面发展的新世纪创新人才的目标,具有十分重要的意义。 一 教学管理信息化建设的必要性 教学管理信息化建设就是在现代教育思想指导下,运用信息管理理论与信息管理方法,以现代信息技术为核心技术,充分考虑教育教学的内外因素,组织和配置教学信息资源,开发教学管理信息系统,进行信息化教学管理的过程。当前,我国的高等教育已经逐渐由“精英教育”向“大众教育”转变,由于教学规模的扩大,学科类别的增多,导致教学管理工作的事务更多,任务更重。新的形势下,高校教学管理如果还采用过去的手工作业方式,很难满足学校扩招后教学管理工作的需要,因此必须对现行教育观念、教育内容、教学环境、教材体系、教学模式、教育教学方法等进行深刻变革。在高校中,只有运用现代信息技术,全面更新教学管理手段,建立现代教学管理模式,加大教学管理信息化的建设力度,才能真正实现教学管理的科学化和现代化。 二 当前教学管理信息化建设的现状 近年来,我国的高等院校在教学管理信息化建设工作中取得了一定的成绩,但因为教学管理信息化实行的时间短,管理人员的管理理念、素质有待提高,以及缺乏有效的管理规章制度等,在一定程度上影响了教学管理信息化建设进一步发展完善,影响了教学质量与人才发展。 1.对教学管理信息化建设的认识不到位 对教学管理信息化的内涵和重要性认识不足,教学管理观念较陈旧。在教学管理上,习惯于传统的理论和方法,习惯于运用传统的手工方式进行信息收集、管理、反馈和交流,甚至有的教学管理人员认为,只要在办公室摆上几台电脑就是教学管理工作的现代化,由于教学管理思想落后,不注重信息化综合技能的提高,导致教学管理工作仍然陷于繁琐、复杂、混乱的状态中。 2.教学管理信息化建设缺乏硬件建设,系统使用效果不显著 由于计算机技术和网络技术发展迅速,计算机硬件设施的更新周期短,但许多高校在硬件设施方面投入不足,不能及时更新计算机硬件设施和网络硬件的配置,同时各教学管理岗位彼此孤立,没有实现教学管理数据的充分共享,造成了大量不必要的重复工作,同时也降低了数据的准确性。 3.教学管理人员信息化水平整体不高 由于教学管理队伍组成结构复杂,水平参差不齐,信息化水平普遍不高,信息处理能力较低,其中既熟练掌握计算机技术又懂管理的教学管理人才更是紧缺,多数教学管理人员依然停留在简单的文字操作和报表处理上,对信息收集、处理、多采用手工的传统信息传递方式,没有使网络技术、智能技术在常规管理实际工作中发挥它应有的作用。 4.教学管理软件的开发不够,软件的适用性较差 高校的教学管理软件一般都由外部专业的程序员来设计,但由于设计者本身并未亲身参与教学管理的相关环节,对其内在联系不甚了解,同时往往是不同的学校使用同一套软件系统,使得软件的适用性很低,达不到预期的管理目的,有的甚至出现软件重复开发、中途搁置等现象,造成资源的严重浪费。 三 加强教学管理信息化建设的措施 1.更新观念,规范教学管理制度 任何体制创新、制度创新都取决于观念的更新,因此,转变观念是教学管理信息化的首要任务。各级教学管理部门在教学管理过程中采用全新的管理理念、思维方式、服务习惯和指导原则,要围绕学科建设、人才培养模式设计、日常教学运行、教学质量评价等教学管理的重难点问题,进一步转变教育思想,更新教学观念,加快教学管理信息化与科学化的步伐。同时要根据教学管理信息系统的要求,制定规范、严密、适应计算机管理需要,并具有相对稳定的教学管理规章制度,真正实现教学管理的标准化、程序化、科学化和规范化。 2.加强硬件建设 为了使教学和管理信息资源能够高度共享,提高教学管理的效益和质量,调动管理者的积极性和创造性,高校必须加大资金投入,尽快更新落后的教学管理硬件配套设施,同时建设性能优异的网络技术设施,实现学校校园网与互联网的链接,以适应现代教学管理的需要,形成教学管理信息化建设的良性循环。 3.提高教学管理人员综合素质,优化管理队伍结构 教学管理人员是系统的操作者,是系统能否正常运行的保证。因此,高校应首先加强教学管理人员的培训工作,针对教学管理人员的岗位特点,有针对性地加强信息管理能力的训练,加强考核。其次,提高教学管理人员的信息意识和信息化操作能力。能够熟练的运用基于网络技术的教学管理信息系统,并自觉转变教学管理职能,强化教学管理的顶层设计和辅助决策职能,推动现代化教学向纵深方向发展。三要引进具有较高信息素养与信息能力的专业人才,做到管理人员队伍建设和硬件、软件建设并重,充分发挥管理人员的积极性。 4.加强教学管理信息系统建设 优质的教学管理软件是实现教学管理信息化的重要条件。要实现学校的教学管理系统在网上评教、教学运行、考务管理等方面的作用,必须在开发研制教学软件时,调动所有的技术力量,最大限度的与软件公司一起进行前期的需求分析,而且在开发期间一线的教学管理人员要适当的介入,以求对软件有更好的理解和把握,在使用过程中还要对系统进行监控和调试,随时根据具体需求进行改进和完善,力争提高系统的实用性。
电力电气论文:电气自动化技术在电力工程中的运用 摘要:伴随着我国科学技术水平和经济实力的不断提升,电力工程也迎来了它们发展的黄金时期。电气自动化技术在电力工程中得到普遍使用,从而使得电力工程不断的发展进步。基于此,对电气自动化技术在电力工程中应用的相关问题进行了深入探讨。 关键词:电气自动化;电力工程;应用 伴随着国家社会经济的飞速发展,电力企业中新技术也得到了广泛使用,使电力工程的自动化水平得到了不断提高,从而使电气自动化呈现出迅猛发展的态势。电气自动化技术使用了良好的自动控制功能和自动检测功能,对于电力系统可以实现实时监控、远程调节和远程控制。随着信息化技术的不断发展进步,借助信息监测技术可以实现对电力工程的远程管理和操控。电气自动化技术在工作的时候,需要有配电网技术和自动化电网配置来进行辅助作业。在电气工程中使用电气自动化技术需要满足的原则包括简便经济的设计方案、满足生产的最大限度需求以及处理好电气与机械之间的关系等,进而使电力系统的安全运行得以保障。 1电气自动化技术 伴随着社会经济的飞速发展,电力企业中的新技术层出不穷,使电力工程的自动化水平得到不断提高,从而使电气自动化也快速发展起来。电气自动化技术的主要电气装置功能包括自动控制功能和自动检测功能,能够实现对电力系统的远程控制、远程调节和远程监控。随着信息化技术的大力推进,电力工程在实现远程管理和远程控制的时候,可以通过信息监测技术来完成。电气自动化技术里,可以使用网络将电力工程的有关信息进行分析、搜集和整理,使电力系统的稳定运行得到较好的保障。使用电气自动化设备可以使电力工作人员的工作量得到一定程度的降低,遇到紧急情况的时候,电气自动化装备可以及时采取有效措施进行处理,从而确保电力工程平稳运行。要想改善城乡配电网水平,可以将配电技术和电气自动化技术进行有机的融合,使城乡电力网络运行能力得到不断提高,使电气自动化技术在城乡电网中得到普遍使用。电气自动化技术的使用范围比较广,小到电气开关,大到电力工程中都包含电气自动化技术在其中,电力工程的不断发展进步直接受电气自动化技术的影响。 2电气自动化技术在电力工程中的使用 2.1电网调度中使用电气自动化技术 电力工程在运行的时候,以计算机和显示器等设备为基础开展了电网调度工作,为今后电网调度工作研究提供了重要的根据。在电气自动化技术作用的影响下,工作人员可以对电网的运行情况进行实时监控,同时也可以传输信息数据,从而使电网调度工作得到了较好的开展。电力运行过程中,电网调度起着至关重要的促进作用,电力运行的积极作用要想得到较好的发挥,就要高效的开展与电网调度有关的工作。在传统电网调度工作中,工作人员对于电力故障的反应情况不能及时的了解,这就会导致安全事故发生,给电力企业造成了很大的经济损失。通过电气自动化技术的使用,工作人员可以借助大屏幕将电网的运行情况进行及时的监控,可以及时发现故障,并找到解决问题的办法,从而使电力运行的风险得到有效降低。 2.2变电站中使用电气自动化技术 首先,电气自动化技术是建立在计算机和现代通信技术等电子技术基础上的,使电力企业实现了对变电站设备的整合和优化,使人力资源的利用率得到了提升,使电力工作者的工作压力降低了,促使电力企业朝着更快、更好的方向健康发展。其次,在变电站中使用电气自动化技术,使工作人员可以更好地检测变电站设备的运行情况,从而使电气设备的性能得到较好的发挥,使电力运行的可靠性和安全性得到较好的保障。再次,通过使用电气自动化技术,将传统的设备淘汰了,使变电站的电力运行情况得到了较好的控制,从而使电气设备实现了可视化和智能化。最后,变电站运行中的大多数任务都可以通过电气自动化技术实现,为电力现代化发展打下了良好的基础。总之,在电力工程变电站中使用电气自动化技术可以促使电气设备得到不断更新,实现了对电气设备的监管,使变电站的运行成本得到有效控制。 2.3分散测控系统自动化的使用 电力工程发电厂分散测控系统中,通过使用高速数据通讯网、工程师工作站以及过程控制单元可以对其生产情况进行有效的监控和测试。借助过程控制单元,在生产运行的过程中通过接收电气量、热电偶、热电阻等信息,可以对运算的参数和结果进行处理,从而实现对电网的监控,使电气自动化的控制、保护和检测等性能得到不断提高。 2.4计算机操作系统中使用电气自动化技术 首先,在电力工程中,电气自动化技术已经得到普遍使用,同时计算机操作系统的引入,可以实现及时记录电力信息,还可以对电气设施的运行情况进行及时反馈。其次,将电气自动化技术广泛使用到计算机操作系统中,可以高效确认工作人员反馈的信息,使信息误差得到有效控制。再次,可以实现对电力工程的高效管理。通过使用计算机操作系统,可以严密监控电力运行情况,对有关信息进行认真分析,促使工作人员更好的开展工作。最后,只有合理选择计算机操作的监控模式,才能确保电力系统的运行更加的可靠、安全,使计算机操作系统的工作效率得到不断提高。 3电气自动化技术在电力系统中的发展 3.1实时仿真系统 如今,在电力系统中负荷动态监测和仿真建模已经得到了普遍使用,电力系统中已经将实时数字模拟仿真系统引入其中。仿真实验室的环境特征主要表现为实时性和混合性,这样就可以给电力系统的稳态实验和暂态实验提供更加可靠、更加真实的实验信息,给多种电力控制装备提供了比较封闭的闭环系统,为科研人员提供了良好的新装备实验检测空间。 3.2实现人工智能化 伴随着电气自动化技术的飞速发展,在电力系统以及元件当中进化理论、模糊逻辑以及专家系统已经得到广泛使用。比如,设计与规划电力系统整体性能、电力系统元件的故障清查以及分析电力系统的运营情况等。伴随着电力行业的发展和进步,电力系统中有关智能控制的理论研究越来越普遍,这就使得现代电力系统的智能化水平得到了不断的提高,电力系统运营的稳定性、可靠性和安全性都得到了不断的提升。 3.3智能保护与综合自动化 伴随着电力系统中自动化保护理论的飞速发展,电气自动化保护设备在许多领域都得到了普遍使用,比如网络通信技术、微机技术、综合自动控制技术、人工智能技术以及保护装置适应技术等,这就使得电气自动化保护设备的智能控制功能得到不断强化,提高了电力系统运行的安全性。对分层式综合自动化装备的研究和使用,使电力系统电气自动化的使用范围变得越来越广泛,在不同电压等级的电站中都可以使用。如今,电力系统中对智能自动化保护技术和综合自动化控制技术进行了深入的分析和探究,使其技术含量在国际上已经遥遥领先。 4结束语 伴随着国家经济的飞速发展,电气自动化技术水平也得到了不断的提高。如今,电气自动化在电力工程中已经得到了普遍使用,促使电力系统稳步发展。随着人类社会的不断进步,对于电力的需求量在不断的增加,电力自动化水平的不断提高,给电力系统的安全运行提供了较好的基础保障,从而使电力工程的发展水平得到了不断的提高。 作者:温馨 单位:广州市南电电力工程有限公司 电力电气论文:电力电气工程监理要点与施工质量控制 【内容摘要】电气工程是一项比较复杂的系统工程,它需要方方面面的科学来对其进行支持。对于一项电气工程,首先应该做到对这个工程进行科学的规划,了解工程的投资效益及工期。本文将从电气工程的重要性、电气工程监理的原则、电气工程监理的要点以及电气工程监理的措施等对电力电气工程施工质量的监理进行探索。 【关键词】电力工程;电气工程;监理要点;施工管理 一、引言 电力给人们的生活水平和日常生产提供了最基本的保障,电力是人们生活不可或缺的重要部分。随着社会的发展与科技的进步,人们对电力的需求越来越大,并且电力在各领域的发展也在不断深化。从另一方面来说,能够影响工程质量好坏的因素有很多,这些因素会贯穿于工程的始终。故而,只有在施工的过程中更好地控制施工因素,严格依据施工要求及程序做事,严格规范工程质量,才能使得项目得到更好的质量保障。此外,随着社会以及科技的不断进步与发展,电气工程的作用范围也越来越广泛,其要求也越来越繁琐,但工程建筑里的电力系统却很难维持。故而,在建筑施工中的监理工作是控制质量的重要环节,它直接影响到建筑工程是否能够正常稳定地使用。关于建筑电气工程的监理现已成为目前监理工作中相当重要的一个环节,这就需要监理工作的相关人员必须在掌握应用技术的同时提高自身的职业技能,为做好建筑工程的监理工作打下良好的基础。本文将会对电气工程中的安装以及系统的调试中常遇的一些问题进行总结,并提出合理的解决方案。 二、电气工程施工质量监理的原则 由于电气工程在设计许多方面的工程问题,例如土建和给排水等。这都是需要设计方、施工方以及监理方来共同协作完成的,所以,在电气工程质量的监理过程中必须要遵守其基本的原则,主要原则有下列几个方面。第一,应当严格按照相关部门所下发的监管工作的规章及制度进行施工,接受公司的合理委托,按要求做好电气工程施工过程中的监理工作。第二,设计方的责任是掌握工程设计的所有权以及修改权,而监理公司应当依据具体的情况及需求,去决定是否参与设计方的监管及协调,督促设计方在预期的时间内做好工程设计,还应当保证严格符合设计要求以及相关的规定。监理公司还应当监管设计方对设计中一些比较复杂的部分进行讲解,帮助及时发现问题并解决问题。第三,在施工过程中,由于其中一方出现的问题而导致整个工程的质量受到一定的影响时,监理方就可以向设计方寻求整改意见,若是设计方并没有及时给出相应的整改意见,监理方就可以依照实际的情况提出合理的技术改进要求,但是需要对改进的要求进行详细的记录,并及时通知设计方,得到设计方的认可。第四,监理公司的职责还需要监督施工方对设计文件进行详细的阅读,对设计方案有一定程度的了解。假如在施工过程中发现设计方面存在着问题,不能独自对设计进行修改,必须通过设计方的认可,通过双方的共同协商来进行决策。必须在接到正式的通知之后,才可以对设计内容进行修改。监理公司是代表业主对施工过程进行监察的。故而,如果施工方在现实的施工过程中发现任何的错误及问题都可以向监理方和设计方反映。第五,依据业主提出的设计要求进行变更,或是因为其他任何方面的原因从而对原设计进行变更,电气部门不应当完全依照自己的想法去进行修改,应当在业主方以及设计方作出设计修改后,把修改后的文件提交给监理方,通过监理方才可以对修改后的文件实施监理工作。 三、监理过程中的要点 (一)施工前的监理。 在项目开始成立之际以及合同开始签订之时,监理公司就应当去选派符合施工监理专业要求的监理师去进行工作,对施工过程的详细状况以及业主自身的想法进行了解及沟通,例如在电气工程的施工中,监理方就应当选派出专业的电气监理工程师对相关的电气专业施工设计进行详尽的了解,并且能够快速熟悉电气专业的设计内容,做到对将要施工的设计内容了如指掌,例如,主要的电器设备配置以及施工项目的配电系统等方面的内容。在施工之前,监理方就一定要做好准备工作,并能够依据实际的情况来适当分配不同的工作,从而全面做好施工前的技术以及材料准备等工作。 (二)施工中的监理。 在施工的过程之中,电气施工在开展之前的一段时间,经常是先进行土地的基础建设,监理工程师应当督促施工单位去严格禁止不符合施工设计的施工工作和质量验收等状况的产生。这就要求施工单位要对自身进行检查,合格后填写检查的检验单,在监理工程师进行审查之后,应与施工单位的有关人员共同到施工的现场进行现场勘察。一是严格检验所采用的材料,除了材料的种类以及规格必须符合设计的要求之外,还应当确保在施工中所采用的所有相关材料的质量都合格。二是进行基础的施工时,必须第一时间配合土建等方面做好强弱电进入业主家穿墙管和水管的装配准备工作,处理好相关问题。三是在主体进行施工时,最重要的是对所使用材料的质量进行严格的把关,如电气管材以及线盒等重要零件,在检测到不合格材料时,必须坚持不能采用。详细填写每一批材料审批表,只有在检测合格以后才可以进行采用。考虑到施工结构以及电线保护层厚度的原因,预埋的电线不能留在钢筋的外侧,在同一点处也不能有三条及以上的管路的交叉,不能将线管并排进行捆绑。另外,一些捆绑在一起的零件如管与盒,管与管之类都应当对其牢固性进行检测,保证其捆绑牢固。 (三)施工后的监理。 当施工单位的工程达到竣工的条件时,施工单位应当进行自查及自纠,随后根据结果认真填写竣工检查单,竣工检查单主要是对工程的检验审批、工序合格签证、原材料合格签证、其他合格测试等材料进行分析,并把竣工的所有材料全部报给监理机构,提出竣工申请验收。 四、加强电气工程施工质量控制的对策措施 (一)在施工前对设计图纸进行认真的会审。 自项目立项时开始,相关的施工人员就应当尽快投入到工程的施工状态,施工方应该积极主动和设计方对施工过程进行交流及协商,了解客户公司的具体情况,了解所施工工程的具体用途等,认真详尽地了解及分析设计图纸,同时还应当督促设计方尽快交出图纸的会审意见,从而能够快速顺利地进行下一阶段的工作。 (二)加强施工过程中的质量监理与控制。 施工的监理单位在控制施工质量时,所应当依据的是经过上级审批的设计图纸以及厂家的要求或者相关制度的施工文件等。所以,施工单位应当严格按照设计图纸来进行施工,监理人员应当严格监督施工方,不能令其随意修改原本的设计图纸。并且,监理方还应当向施工单位进行施工技术的交流以及设计图纸的会审工作,使施工方能够更加了解图纸,掌握图纸的图意。另外,监理人员在会审设计图纸时,还应该与排水,安装空调的相关专业技术人员进行及时的沟通与交流,通过协商去完成设计图纸的会审工作,从而及时发现并解决设计图纸中所存在的各类问题。在施工的过程中,监理人员还应当监督施工单位遵循相关的施工制度严格进行施工,加强对内部进行管理,保证每一个工序都可以顺利认真地完成。完成一定的工作后,施工方还应当进行自我检验,对施工中的每一个细节都进行严格细致的审查,尤其是一些隐蔽的工程。而这些都需要监理人员对设计图纸和施工中存在的隐蔽工程非常了解和熟悉。一个施工项目从最开始的立项到施工的设计再到施工的进行最后到竣工验收,这是一个复杂且相当漫长的过程,在这期间需要各个相关单位进行组织、参与及协商来共同完成,虽然每个单位和组织的立场一定是有所不同的,但他们有一个共同的目的,就是使这个工程可以很好地完成,所以,在施工过程中的协调工作是整个建筑工程管理中相当重要的一环。 五、结语 在电力电气施工过程中所出现的问题可能是施工过程中任何一个方面的,故而对监理工程师的要求就是不仅仅要具备良好的职业素质及职业修养,还应当去掌握相关的专业技术知识及资料,了解所处行业中高新技术的发展趋势及动态,严格遵循相关施工规定。与此同时还要求监理工程师具有一定的实践工作经验,娴熟的专业知识,能够做到防患于未然,从而就可以更好地保证电力电气施工工程的质量。 电力电气论文:电力电气自动化系统及元件技术的运用 摘要:在信息化以及网络化逐渐发展的进程中,我国的电力事业也经历了巨大的转变,实现了电力电气的自动化。而在电力电气实现自动化后,相关的电力系统以及元件也开始向着自动化的方向发展,这样才能够满足如今电力系统自动化发展的需求。本文主要就针对电力电气自动化的点开系统及元件技术的运用进行了简要的探究,仅供同行交流和参考。 关键词:电力电气自动化;电力系统;元件技术;运用 随着电力市场竞争的加剧,电力企业要想能够实现长远的发展,就必须针对自身的技术水平进行有效的提升,使得电力电气逐渐向着自动化的方向发展,从而最大限度的满足电力市场发展的需求,保障电力供应的充足性和电力应用质量。而要想使得电力电气可以有效的实现自动化,就需要从电力系统以及元件技术的运用两个方面入手,这样才能够使得电力系统实现自动化的升级,从而更好的实现电力电气自动化的转变。下面本文就针对电力电气自动化的电力系统及元件技术的运用进行深入的探究。 1电力电气自动化技术的发展 1.1电子开关 控制电力电气设备运行的主要构件就是开关,开关是一个基础性元件。电子开关的运行主要基于交流变频技术的应用原理之上的,最早出现的电子开关就是交流变频电子开关,然后在自动化技术逐渐发展的过程中,又衍生出全控制式的电子开关,现阶段,相关的人员又研究出一种新型的电子开关,该开关就是复合型电子开关,在这种开关的基础上,相关的人员成功的研制出了功率集成电路电子开展,这一电力开关在目前的电力电气设备中得到了广泛的应用。 1.2电路的发展 电力电气自动化的电力系统在实际的应用中,电路也逐渐实现了自动化,并且电路的发展从开始的低频逐渐向着高频转换。在利用普通晶闸管的过程中,主要是利用整流来实现对直流传动变换器的控制,使得交流变频传动能够与直流传送变换器之间实现交叉作业,从而构成交-直-交变频器,有效的保障了电路的应用合理性。在电力电子器件不断发展的进程中,其逐渐由一代转变为二代,PWM变换器也开始进一步的得到应用。在该变换器加大了利用率后,使得电力系统运行的功效得到了明显的提升,同时也使得电网受到的高次谐波的影响降低,保障了电网运行的安全,使得电动机在低频区域运行过程中存在的相关问题得到了良好解决,而在对PWM变换器进行深入利用的过程中,其所具有的一些弊端也逐渐暴露出来,这时候就需要针对其进行改进,这就衍生出了谐振式直流逆变器电路。 1.3其他自动化技术的发展 我国电力电气自动化系统中,除了电子开关、电路得到了有效的发展之外,其他的自动化技术也得到了有效的发展,其中就包括调速器以及变频器等。这些自动化技术的发展,是建立在科学技术发展的基础之上的,在科学技术发展的进程中,调速器以及变频器也不断的进行更替,使得电力电气自动化水平得以提高。 2电力电气自动化系统的功能作用 电力电气自动化系统所具有的功能较为全面,相对来说,电力电气自动化系统的应用保障了电力系统在运行上的安全,实现了电力事业可以实现长远的发展。应用电力电气自动化系统,能够及时的发现电力系统中出现的各种故障问题,并积极的采取相关的措施进行解决。除此之外,如果以单元机所具有的运行特征以及电气在控制上所具有的特点来进行分析,就可以得出电力电气自动化系统在实际的应用中,所具有功能主要体现在如下几点:首先,能够实现对变组的保护,使得厂高变也能够实现良好的保障,并进一步的保障励磁变压器的运行安全。其次,可以有效的实现26kV高压厂能够针对电源实现有效的监控功能,保障厂用电压能够实现轻松的切换,保障相关装置可以有效的进行状态的监控,并能够手动来对系统进行启动。再次,可以使得高压变压器得以良好的操控,而且能够使得2台机可以进行联用。然后,220kV开关以及500kV能够在联网上实现自动化以及手动化的联合应用。最后,就是能够使得变组断路器以及隔离开关能够得到有效的操作以及控制,使得低压厂能够用相关的低压装置进行监控。 3主要的电力电气自动化元件技术 3.1全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 现阶段,我国在对电流以及电压定额进行研制的过程中,需要对开关的时间进行分阶段的控制,使得不同的元件都可以发挥出其应有的作用。在相关技术发展的进程中,交流变频技术逐渐得到了应用,这一技术在广泛应用的前提下,各种不同的全控式器件也逐渐开始产生,而其中最为常见的就是GTR全控式器件,但是这种器件在实际的应用中,很容易受到各种因素的影响,而使得器件出现各种不同的问题,这在一定程度上就使得相关人员在对器件进行个性化设计的过程中,只专注于进行保护线路的设计,而忽视了对线路的优化设计,从而使得线路组成过于繁杂,无法使得相关的人员清楚掌握线路的走向。 3.2交流调速控制理论日渐成熟 大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节产生PWM信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。其控制思想新颖,控制结构简单,控制手段直接,信号处理物理概念明确,转矩响应迅速,限制在一拍之内,且无超调,是一种具有高静动态性能的新型交流调速方法。 结语 综上所述,电力电气设备融合了先进的网络技术以及信息化技术,逐渐实现了自动化。在这些先进技术的应用下,电力电气设备的发展与原件技术之间的关系更加的密切,电力电气设备的发展推动了原件技术运用效率的提升,使得电力电气自动化的电力系统实现了整体质量的提高。然而,即使是这样,我国的电力电气自动化发展水平依然无法与西方发达国家相比,我国的电力电气自动化还有着较深的发展潜力,还需要相关的研究人员能够更为深入的进行研究,从而使得我国的电力电气自动化水平能够赶上世界水平。 作者:齐秀锋 单位:海伦电业局 电力电气论文:电力工程中电气自动化的作用 0前言 电气自动化技术是电力工程的基础。通过电气自动化技术可实现满足自动检测、自动计量、自动调适和供电、配电、发电无缝连接的传输平台。随着我国智能电网以及超高压、特高压电网的不断推进和大量采用,无论是大专院校,还是科研机构、厂矿企业都看到了这一巨大的市场潜力,不断地把研发重心和投资主体向电力工程的智能化方向转移,其中作为电力工程最基本、最重要的技术—电力电气自动化技术来说,就成为现代信息化条件下电力技术革新的突破口。 1电力电气自动化介绍 本文讨论的电力工程电气自动化技术,摒弃了传统的以强电为主的电磁式继电器控制模式,主要突出的是以现代的互联网技术、微机技术为基础的电子信息控制技术,它包括信号检测、传输、计算、执行、反馈几个部分,对现场的信息采集,把模拟量转化为数字量,通过逻辑运算进而控制在线设备、设施运行。实现了自动诊断、自动检测、自动控制功能。达到快速、高效、精确、安全、经济的控制运行目的。 2电力电气自动化对电力工程的影响 2.1提高测量精度 我国电力工程已经规划在建设坚强智能电网的过程中,必须确保自动化、数字化的要求。我国地域广阔,环境复杂,对于坚强智能电网中的智能配电网来说,同样需要高度的自治性,特别要求电气测量精度比传统测量技术更快更准确,这样才能确保电网数字化继电保护、故障测距、电网暂态稳定性监控、输电走廊的分相技术、电网实时PMU、WAMS的监控和测量高精度运行。传统的电力工程计量系统整体误差达到0.7级。假设CT、VT误差都是0.2级,信号在电缆输送过程中受到电磁干扰又会带来0.1级的信号误差。进入到A/D转换环节后,电能表自带的VT和CT同样会引入额外的0.2级信号误差。和传统电气测量方式相比,采用EIT作为基础原件的电气自动化技术系统误差可以降低45%。主要原因在于采集的模拟信号在一次转换成为数字信号,通过全光纤系统传输,不需要二次转换就直接投送到合并单元。同样假设ECT、EVT误差等级为0.2级,由于传输信号为数字式,在全光纤传输过程中不会受到电磁干扰,免去了二次转换环节。因此以EIT为基础的电气自动化测量系统误差仅为0.4级。 2.2提高对配电网保护性能 经过大量实际运营数据分析和动模实验表明,传统电气技术在智能配电网保护过程中,当故障发生在设定区间外,一旦传统电磁式原件出现饱和现象,就可能会导致继电差动保护误动作;而当故障发生在设定区间内时,传统电磁式原件差动电流中出现的谐波就可能会导致继电差动保护动作时间被延长甚至出现拒动。在电网长输距离保护中采用电气自动化技术后,由于电子式电流互感器不存在磁饱和,二次侧电压响应波形可以更好地反应一次侧的电压暂态过程,降低电压基波幅值误差,使得保护范围扩大,有利于继电保护的迅速、灵敏、可靠,大大提高了电网系统的保护性能。 2.3满足暂态保护的要求 目前我国有关实验室进行过针对EIT暂态仿真实验。从实验图形和数据分析,总的来说EIT具有较宽的带宽和较小的相位延迟,动态和线性特性都很好,可以迅速测量出高频信号的幅值和相位,为暂态响应提供可靠的数据,满足智能配电网灵敏、安全、高效的暂态保护要求。同时,我国的电力系统正向高压、特高压方向发展。大容量、远距离的输送要求需要选择高度自动化的、精细测量、全数字化的智能手段来保证安全、经济运行。传统的电力设备局限于自身的结构和技术特点,只能对工频参数进行测量,在系统运行中很容易受到电路振荡、电阻阻尼、磁饱和影响而失真,因此,在智能配电网中基于暂态保护原理的电子信息技术会逐渐取代传统测量技术。 2.4可以准确测量畸变波形 大电网、智能化的时代来临,造成即插即用的电力电子设备越来越多,许多不确定因素也随之出现,如电网安装了更多的智能断路器、闭合开关,增加了通断开合的几率,以及大量的电子设备,都会造成电网波形畸变,对电网的运行参数产生干扰,使其分布的频率复杂。传统的电磁式设备动态范围窄、频率特性差,无法实现在复杂频率条件下的测量和保护工作。电子式电气控制技术解决通过记录暂态和稳定条件下的工作状态,分析一次大电流的值,确保了在频率复杂条件下的测量和保护工作。 2.5增加对智能配电网维保的安全度 以微机为代表的电气自动化技术从结构上来说,与传统电气技术相比,省去了复杂的绝缘结构,不需要使用绝缘油品,避免了高温失效、燃烧爆炸的发生,减少了大量的不必要的危险性检查工作和定期更换绝缘油的繁琐;同时,由于集成电路大量使用和光纤信号传输方式,小电流信号改善了对传输通道的冲击和材料质化,不需要高频度的检查和检测,极大地缩减了工作量,现有的检测模式也可以得到优化。通过在线监测、后台报警即可排查隐患,既安全又高效。 3结束语 综上所述,以电子信息技术为基础,以及大规模集成电路的开发,都为电力工程电气自动化技术提供了广阔的天地。随着我国高压、特高压电网的开发,以现代电力电气自动化技术为代表的智能电网一定会成为电力工程发展的趋势。这也是解决电力工程技术落后的最好选择。 作者:苏琦 单位:郑州煤炭工业技师学院 电力电气论文:电力电气工程施工质量监理分析 1背景概述 经济的不断发展,促进了社会文明的进步,电力在人们的正常生活中扮演日渐重要的角色,应用范围也越来越广泛。人们对于电力的需求也在逐渐增加,电力电气的工程建设要求更为迫切,然而电力工程的特殊性决定了它的质量要求必须更加严格。所以,对于电力电气工程项目的建设来说,提高质量是必然要求,有效途径就是质量监理。质量监理是一个十分重要的环节,贯穿项目的全程,不仅影响工程施工效率,对于施工效率和工程质量的提高也有着十分重要的现实意义。电力电气工程项目属于比较特殊的工程,有很多因素都会影响到工程质量,所以在施工前期、过程中、以及后期加强监理力度都是十分必要的。工程监理通过对各方影响因素进行控制,协调各方利益,才能保证电力工程项目的建设目标如期实现。然而,在目前的工程监理工作中还存在不少的问题,监理工作并没有发挥出应有的作用,施工监理力度还有待于进一步加强,监理工作也需要进一步改进。 2电力电气施工中经常出现的问题 2.1图纸的设计问题 以前的电力工程设计的时间一般有3个月,但是对于现在来说,由于工期不同程度的缩短,留给图纸设计的时间大概只有1个月,设计时间比较紧张,这也就意味着设计工作的效率必须提高。在具体的电力电气工程建设过程中,图纸审核尚未完成,但是工程建设却已经开始进行的现象并不少见,这样做很有可能会给施工方带来不可预知的麻烦,比如标准层的施工时间平均下来每一层只有4~5d,有时候会出现索赔、变更问题,增加不必要的成本。 2.2工程施工过程中的问题 2.2.1安装开关和插座盒或接线时的问题 安装开关和插座盒,或者接线时,有可能出现以下问题:线盒预埋时,普遍存在过深现象;标高不符合要求;有时候由于施工技术原因,面板和墙体之间会出现巨大的缝隙,施工质量不达标。 2.2.2进户管预埋的问题 进户管的预埋和线盒预埋一样,也会出现预埋过深的情况,并且有时候本来需要的是厚壁钢管,最后却用了薄壁铜管,部分施工材料并不符合施工要求。但是,当进户管预埋的深度没有达到要求的时候,就会造成巨大的位置偏差,转弯处需要作烧弯处理,上墙管和电焊驳出现直角。 2.2.3灯具和吊扇的安装问题 灯具和吊扇的安装也会出现一定的问题:灯位位置偏移、没有处于中心;每排灯具的水平度和直线度缺乏准确性;选择不当的材料造成质量问题,影响美观程度,比如天花吊顶,如果简灯开孔太大,看起来就会很不美观。 2.2.4导线接线问题 在导线接线时会出现多股导线没有使用铜接头而是仅做成半成品,并且没有扩锡;开关和插座的连接时,接线端连接的导线数量过多并且没有按照顺序排列,线头直接裸露在外面;导线的色标不统一,很容易使后续工作人员分不清楚。 3电力工程监理对策分析 3.1规范图纸审核过程 首先,必须对建筑结构比较了解和熟悉,通过审核结构图纸,看平面布置和标高情况,及时发现问题,确保图纸的有效性和科学性;其次,对于消防和给排水与桥架的并列间距,看设计图纸是否给符合规定要求,对于一些比较复杂的情况,设计方面要拿出更加具体和详细的施工图解,仔细审核;考虑到火灾问题,图纸审核中要注意确认预留管线和模块的位置与数量是否同施工要求相一致。 3.2施工时的监理措施 3.2.1施工质量的监理工作 施工质量的监理工作,开展依据是上级批准的图纸和技术相关说明书,这就要求施工方必须严格遵守图纸要求,严格按图施工,保证工程质量。监理者必须督促施工方的行为,使他们的施工过程严格遵守设计图纸的要求;除此之外,还要注意保证设计方与施工方要及时进行技术交底和图纸会审,注意这两项,才能对图纸细节和设计意图更加了解。 3.2.2施工过程中应注意细节问题 对于施工过程的监理工作应注意细节问题,工作人员必须要具备一定的专业知识,对于工人的施工操作有一个基本的判断能力,清楚相关的规定和标准,做出科学的督促,及时纠正出现的不良施工现象,杜绝违规操作行为;基础施工应配合土建,做好预留、预埋工作;主体施工对材料要保证质量,坚决拒绝不合格产品,材料审核工作必须要严格;充分考虑保护层的厚度等因素,保障施工的科学性。 3.2.3监理人员应与设计者及时沟通 工程监理人员还必须与设计者进行及时有效的沟通,做好督促工作,会审图纸时,要与空调和排水等方面的施工者和设计者进行有效沟通,找出不足和需要改进的地方,并且及时纠正错误。施工时,监理人员应该对于施工方的质量管理工作予以督促,规范施工操作;每一道工序都要认真对待,完成之后施工方要自己先检查,确保没问题之后就可以填写单据,之后再由监理人员进行检验。监理人员在进行检验工作时,必须严肃对待,加大检查工作的力度,确保合格之后才能允许进行下一步骤。为了尽量避免某些将来可能会出现施工问题比如错位和碰撞等,监理人员还要注意互相之间的配合工作。 3.2.4注意协调各方利益 电力工程项目十分复杂,一般需要多方努力才能完成,主要包括三方,即设计方、施工方、监理方,在项目实施过程中各方的利益协调非常关键,利益冲突对于施工质量的提高十分不利。有效的监管和督促措施,可以保障施工的有序进行,具体来讲可以通过对施工材料和工艺的监督,保证承包方能够按照合同规定进行;对于承包方在施工中遇到的困难或者问题,监理方都应该尽力协助解决,保障各方的切身利益。 3.3细化监理实施细则 制定更为详细的工作规范和实施细则,确定合理的监理工作目标。电力工程的施工质量监理工作必须有一套严格的执行规范,严格要求工作人员的行为。对于质量检查标准和评定验收工作必须有明文规定,确保监理工作遵守一定的章程进行,使施工单位和操作人员对于自身的职责有一个明确的认识和了解,清楚自己的任务以及应当发挥的实际作用,每种工作和工序之间要进行科学的衔接;建立完善的质保体系,明确质检人员的职责和权限,落实工作内容。电力工程与其他项目不同,它有很多独特之处,因此,工程的质量监理工作量很大,监理工作人员要注意对影响施工质量的因素进行有效控制,落实管理工作,加大工程监理实施力度,为电力电气工程的施工质量的提高提供可靠的保障。 4结语 电力电气工程项目主要包括工程立项、图纸设计、工程施工、验收等几个重要步骤和程序,在这个过程中涉及到许多单位,必须由多方共同参与,为一个工程目标而努力。虽然工作重点各不相同,但是彼此之间有着共同的利益和目标,施工的顺利进行,要求各方必须要加强配合,做好协调和控制,保证施工目标能够实现。 作者:林烽 单位:福建闽能咨询有限公司 电力电气论文:电力企业电气工程项目管理研究 工业和民用建筑都会使用到电气工程,所以电气工程项目管理非常重要,设计工程的质量、工期、投入等多方面内容,质量关系建筑整体的设备安全以及能源消耗,对建筑使用功能有直接影响,所以电气工程项目管理必不可少。 1电气工程项目管理 1.1电气工程项目管理的定义 对电力企业而言,在市场经济环境下,随着电力供求关系由卖方市场转向买方市场,逐渐向法人企业转变,电力市场竞争日益激烈,提高服务质量和开拓市场就成了电力企业(供用电施工企业)搞好经营管理的主题。但电力企业的管理,关键在于项目管理,项目管理的好坏直接影响到企业的信誉、效益,能否在电力市场占有一席之地。与一般项目管理一样,电气工程项目管理就是由一支项目团队执行一定的规程、运用一定的工具和技术、做出一定的经济分析、按照一定的流程来满足或超越客户的需求和期望,完成既定的电力供应与安装任务的全过程。成功的电气工程项目管理,对项目团队、所执行的规程、所做的经济活动分析、所使用的工具和技术以及工作流程(程序文件)等方面都有着严格的要求。 1.2电力企业电气工程项目管理的现状 现在我国的电力企业在电气工程项目管理上属于粗放管理,将管理的工作下放到部门和工作人员,寄希望于他们能够自己完成,得到好的效果,可是导致了项目的延期;也有一些是有计划和目标的,但是却缺乏执行。有些电力企业的项目管理杂乱无序,企业软硬件管理不科学、不规范,设备器械随意摆放,没有使用计算机进行全程管理。有些企业的规划部署并不合理,进度要求不统一,相互的配合不和谐,延误了进程。一个项目进度要有科学的管理,如果放任其发展就会导致其工期延长,人力和物力有所浪费,当纯的对工期进行追求,就会降低质量,留下安全隐患。 2电力企业电气工程项目管理内容 时间、成本和质量是电气工程项目所需要管理的三个主要内容,任何项目对这几个要素都有一定的侧重,保持这三个要素的平衡才能够保障项目的顺利完成,所以应该要做好这些要素的平衡和管理工作。 2.1项目进度管理 项目进度管理是对项目进展的不同阶段以及最终完成期限的管理。主要是为了让项目可以在计划时间内完成目标,该项管理有计划的制定以及进度的控制。电气工程项目的进度管理对动能转供间歇应该要最大限度的降低。 2.2电气工程项目质量管理 项目质量管理是为了让项目的结果能够满足质量标准,而质量是企业生存之本,电力企业中一个线路故障就会导致大范围的停电,造成巨大的社会损失,对电网的经济损失严重,所以电气工程项目质量管理应该要高标准,严要求,施工企业应该要把好管理关,能够让施工质量得到保障。建立项目质量保证体系。为了让项目不同阶段的结果都能够达到质量要求,项目小组在开始项目前应该要进行质量标准制定,建立相应的规章制度以及责任制度,这样才可以让质量按照既定的方向完成,也可以超标完成。工程施工质量管理。施工之前,对会造成电气安装工程质量的隐患进行排除,对不同环节都进行有效的管理和控制,让工程的整体质量有保障,施工的时候,采取现场技术管理工作责任制,以科学务实的要求来敦促自己。各项技术政策要落实到位,让工程技术有序完成,集中注意力放在技术管理上,让工程质量获得提升,减少工期,提升经济效益。施工质量管理要以图纸、施工、验收作为管理的重点内容,对质量的标准严格制定,完善管理制度。对会造成工程质量的要点和部位、因素给予关注,安排专员来管理负责。建立质量信息反馈系统,对质量信息进行收集和传递,及时的上报项目经理,以便根据获得的信息来调整施工,对偏差进行纠正。 2.3电气工程项目成本管理 成本管理是对项目成本进行控制,对成本的使用和执行进行了解,及时调整偏差,寻找原因,用技术和方法来让项目满足客户的要求,完成目标成本。企业的经济效益增长都是以利润最大和成本最小化作为基础的。项目成本控制的优劣对项目管理水平可以直接体现出来,企业管理中项目成本管理是必不可少也是非常重要的,在电气工程项目整个过程都有所体现。电器项目成本管理的要点有以下一些。提升企业员工成本控制的意识。电力企业的生产人员以及外包单位都是成本控制的主体,材料费、人工费、机械费都得到了控制才能够提升整个项目的经济收益。所以,提升一线人员的成本意识,做好自我管理,让职工能够意识到成本控制的重要性才能够让企业效益提升得到满足。项目工程成本管理基本数据有总目标成本、人力资源、材料、实际成本等,这些数据都是进行成本管理,成本预测和控制的依据。 2.4电气工程项目安全管理 贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产方针。安全工作是企业的生命,也是最终完成项目目标的保证。电气工程项目的安全管理离不开加强检查监督、强化基础工作、落实安全责任三个环节。就电气工程项目的安全管理,它贯穿在从签订施工合同、进行施工组织设计、现场平面设置等施工准备工作阶段,直至工程竣工验收活动全过程。所以,电气施工企业要以安全管理为先导,确保员工的生产安全,对设备和物资进行保护,提高员工积极性,安全的生产条件才能够有高效的生产效率。 3结论 当前时代是机遇和挑战并存的时代,电力企业的发展要以管理为依托,提升自身的竞争实力,做好项目管理才能够获得前进的动力,保持持续发展,所以电力企业工程项目管理对企业来说是非常重要的事情。 作者:于鹏 单位:唐山三友氯碱有限责任公司 电力电气论文:电力线路及电气设备安全检查分析 1电力线路的安全检查 1.1架空线路的安全检查 ①电线杆有无出现倾覆、腐朽或基础下沉等问题。②在架空线路下方有无堆放强腐蚀性、易爆性或易燃性物体。③在架空线路铺设的周围有无危险建筑物或构筑物。④架空线路上有无杂物悬挂。⑤板桩与拉线的固定情况是否牢固可靠。⑥架空线路接头部位有无腐蚀、老化、过热或断掉等现象出现。⑦避雷装置的安装情况是否良好,有无绣断情况发生等。这些看似不起眼的检查工作,一定要从细节处入手,不能有丝毫的麻痹大意,以保证检工作的全面性。 1.2电缆线路的安全检查 电缆线路通常需要布置在地面以下,这就决定了要想做好电缆线路的安全检查工作,就必须要对地下线缆的敷设方式、走线方向、结构布置和电缆头布置等情况进行详细的调查和了解。所以每个季度要对地下电缆进行一次安全检查,遇到特殊情况如洪水、特大暴雨等还要增加检查的次数。检查的主要内容如下:①电缆终端和瓷套管有无放电痕迹或破损情况,对于填充有电缆油或电缆胶的电缆终端头等,还需要检查其有无漏油或漏胶情况。②对于裸露在地表之上的电缆线,在检查有无损伤、锈蚀或支架脱落等问题的同时,还要检查电缆线路附近有无强腐蚀性或易燃易爆性物体堆放。③对于地下敷设类型的线缆,检查线缆的敷设保护物和盖板的情况是否良好,线路的标桩是否完整。④电缆沟内是否有渗水或积水情况、是否有易燃易爆或腐蚀性物体堆放。⑤线缆线路上各种接地情况是否良好,有无锈蚀、断股或松动问题等。由于电缆线路通常深埋于地下,所以检查周期会长一些,检查工作的难度、强度也更大一些。 1.3车间配电线路的安全检查 同线缆的安全检查类似,要想做好车间配电线路的安全检查工作,就需要对车间配电线路的辐射情况、结构形式和配电箱位置等情况先进行详细的调查和了解。通常需要一周一检,而具体的检查内容主要包括以下几个方面:①车间配电线路的导线有无发热问题。②线路有无负荷问题。③检查配电箱、开关、分线盒、母线槽和熔断器等的实际运行情况,尤其是对线路母线接头的腐蚀、损害情况和接线情况进行详细的检查。④对线路上及其周边的情况进行检查,确保不存在影响线路运行的情况,如导线上有悬挂物等。⑤对于那些敷设在腐蚀性或者潮湿环境中的线路,要定期进行绝缘性检查。这项检查工作比上面提到的两种都要复杂琐碎,却又无时无刻不伴随在生产和生活的周围,发生事故的几率也比较高,因此要格外重视,务必保证这项工作的常态化。 2电气设备的安全检查 完好的电气设备是确保各类机械设备正常运行的基础和前提,而电气设备的安全检查则是确保电力设备正常运行的有效手段和措施,所以对电气设备的安全检查进行探讨是十分必要的。下面以电动机、发电机和高、低压柜等电气设备的安全检查为例,对检查工作中的一些要领和注意事项进行阐述。 2.1电动机的安全检查 电动机的安全检查内容主要有:①电动机的电流和电压是否稳定,有无超标问题。②电动机的运转是否正常,有无卡壳问题。③电动机的风扇罩、外壳有无破损问题。④电动机风扇罩内部有无杂物。⑤电动机螺栓的固定是否牢固。⑥电动机在实际运行的过程中有无杂音或异味。 2.2发电机的安全检查 发电机的安全检查内容主要有:①发电机的线圈和铁芯运转是否稳定,进出口的风温是否有超标问题。②发电机内部有无火花或放电问题。③发电机的电压和励磁电流与其一次电流和电压是否保持一致,有无超标问题。 2.3高、低压柜的安全检查 高、低压柜的安全检查内容主要有:①油断路器的油位是否过低或过高。②互感器、绝缘子和断路器的包面是否清洁、干燥,有无破损或放电现象。③高、低压柜的柜顶有无杂物。④断路器、指示灯和转换开关的状态是否保持一致等。 3结语 电力线路和电气设备的安全检查工作是企业生产和居民生活的重要保障,检查工作不但要细致入微,而且还要常态化。发现问题在妥善处理的同时还要及时上报给有关单位和领导,为以后的检查工作提供可以借鉴的经验。 作者:孙绚 单位:南阳市中心医院 电力电气论文:电气设备安全检查电力线路论文 1电力线路的安全检查 1.1架空线路的安全检查 通常情况下,一般每隔一个月就要对相关的架空线路进行一次彻底的安全检查。但是如果在此期间发生特殊情况,如大风、大雨等,必须增加检查次数。架空线路安全检查的主要内容包括以下几个方面:①电线杆有无出现倾覆、腐朽或基础下沉等问题。②在架空线路下方有无堆放强腐蚀性、易爆性或易燃性物体。③在架空线路铺设的周围有无危险建筑物或构筑物。④架空线路上有无杂物悬挂。⑤板桩与拉线的固定情况是否牢固可靠。⑥架空线路接头部位有无腐蚀、老化、过热或断掉等现象出现。⑦避雷装置的安装情况是否良好,有无绣断情况发生等。这些看似不起眼的检查工作,一定要从细节处入手,不能有丝毫的麻痹大意,以保证检工作的全面性。 1.2电缆线路的安全检查 电缆线路通常需要布置在地面以下,这就决定了要想做好电缆线路的安全检查工作,就必须要对地下线缆的敷设方式、走线方向、结构布置和电缆头布置等情况进行详细的调查和了解。所以每个季度要对地下电缆进行一次安全检查,遇到特殊情况如洪水、特大暴雨等还要增加检查的次数。检查的主要内容如下:①电缆终端和瓷套管有无放电痕迹或破损情况,对于填充有电缆油或电缆胶的电缆终端头等,还需要检查其有无漏油或漏胶情况。②对于裸露在地表之上的电缆线,在检查有无损伤、锈蚀或支架脱落等问题的同时,还要检查电缆线路附近有无强腐蚀性或易燃易爆性物体堆放。③对于地下敷设类型的线缆,检查线缆的敷设保护物和盖板的情况是否良好,线路的标桩是否完整。④电缆沟内是否有渗水或积水情况、是否有易燃易爆或腐蚀性物体堆放。⑤线缆线路上各种接地情况是否良好,有无锈蚀、断股或松动问题等。由于电缆线路通常深埋于地下,所以检查周期会长一些,检查工作的难度、强度也更大一些。 1.3车间配电线路的安全检查 同线缆的安全检查类似,要想做好车间配电线路的安全检查工作,就需要对车间配电线路的辐射情况、结构形式和配电箱位置等情况先进行详细的调查和了解。通常需要一周一检,而具体的检查内容主要包括以下几个方面:①车间配电线路的导线有无发热问题。②线路有无负荷问题。③检查配电箱、开关、分线盒、母线槽和熔断器等的实际运行情况,尤其是对线路母线接头的腐蚀、损害情况和接线情况进行详细的检查。④对线路上及其周边的情况进行检查,确保不存在影响线路运行的情况,如导线上有悬挂物等。⑤对于那些敷设在腐蚀性或者潮湿环境中的线路,要定期进行绝缘性检查。这项检查工作比上面提到的两种都要复杂琐碎,却又无时无刻不伴随在生产和生活的周围,发生事故的几率也比较高,因此要格外重视,务必保证这项工作的常态化。 2电气设备的安全检查 完好的电气设备是确保各类机械设备正常运行的基础和前提,而电气设备的安全检查则是确保电力设备正常运行的有效手段和措施,所以对电气设备的安全检查进行探讨是十分必要的。下面以电动机、发电机和高、低压柜等电气设备的安全检查为例,对检查工作中的一些要领和注意事项进行阐述。 2.1电动机的安全检查电动机的安全检查内容主要有 ①电动机的电流和电压是否稳定,有无超标问题。②电动机的运转是否正常,有无卡壳问题。③电动机的风扇罩、外壳有无破损问题。④电动机风扇罩内部有无杂物。⑤电动机螺栓的固定是否牢固。⑥电动机在实际运行的过程中有无杂音或异味。 2.2发电机的安全检查发电机的安全检查内容主要有 ①发电机的线圈和铁芯运转是否稳定,进出口的风温是否有超标问题。②发电机内部有无火花或放电问题。③发电机的电压和励磁电流与其一次电流和电压是否保持一致,有无超标问题。 2.3高、低压柜的安全检查高、低压柜的安全检查内容主要有 ①油断路器的油位是否过低或过高。②互感器、绝缘子和断路器的包面是否清洁、干燥,有无破损或放电现象。③高、低压柜的柜顶有无杂物。④断路器、指示灯和转换开关的状态是否保持一致等。 3结语 电力线路和电气设备的安全检查工作是企业生产和居民生活的重要保障,检查工作不但要细致入微,而且还要常态化。发现问题在妥善处理的同时还要及时上报给有关单位和领导,为以后的检查工作提供可以借鉴的经验。 作者:孙绚单位:南阳市中心医院 电力电气论文:电气设备电力工程论文 1.控制配线、配管工程质量 配线是电气设备安装用到的最为重要的耗材,导线与电缆数量和质量事关工程安装进度和质量。建筑物所用的导线和电缆必须由阻燃材料制成,结合图纸要求,选用既符合国家质量标准又合乎图纸要求的导线与电缆。导线穿管是不允许有接头的,而且严格控制线管中的导线数量,以10根为最多上限。同一线管中的导线要求同样的电压,如果导线电压差距较大,需要分别选用线管,如果导线连接的是不同的电表量程,也应分别穿管,接地线和支流回路才可以在同一跟线管中同行。连接导线也要严格按照相关工艺要求,接头需要一般都要采用压接工艺,确保导线界都没有加渣、裂缝问题出现,制作线头一定要规范,密实包扎。配管是电气设备必不可少的材料,所有的配管必须符合国家标准,PVC管是用的最多的材料,一定要确保PVC是阻燃材料制造,而且严格根据图纸和设备要求选用型号。如果需要用到钢管,一定要确保未经腐蚀,不能有任何锈迹,截取钢管时需要用钢锉处理管口,不能存在毛刺,防止割裂或者刺破导线绝缘层。施工时选用配管的管径一定要和图纸要求相一致。需要用弯管设备进行煨弯,煨弯半径必须符合要求。对于薄壁钢管需要借助丝扣来连接,并且整齐排列丝扣,薄壁钢管不能采用焊接方式处理。严格根据相关要求来埋砼,必须达到深度要求,如果配线管需要暗敷就要随墙埋入。 2.控制配电箱安装质量 首先需要根据工程施工实际定植配电箱,确定好是用明箱还是暗箱。如果是暗箱需要认真研究预留洞大小,找平、竖直、确定标高,并将箱体的周边用砂浆填实。如果是明箱,在确定好尺寸的前提下选用合适的膨胀螺栓来固定牢固,确保箱体不能倾斜,箱体的油漆不能蹭破。订货之前认真研究图纸中三相负荷是否平衡,如果不平衡则要及时调整。最后根据调整的具体情况来区分导向的色别,并把具体的参数以书面形式提交供货商家。其次,在安装箱体过程中,第一步要检查箱体的尺寸规格,根据电气施工预埋管的管径和数量开启敲落孔。如果商家已经根据常规需要设计了预留孔,直接打开就行;如果商家没有预设,则要选用专业开孔器根据配管数量和口径来开孔,电气焊开启很容易对箱体造成破坏,同时需要做好开孔处的防腐蚀处理。再根据箱体的形状、大小和图纸及施工环境选择合适的位置。安装牢固以后用水泥灌注,等箱体足够牢固以后再进行箱内走线和设备安装,用专用PE保护线汇流排引连接接地螺栓,不仅能够解决箱体的接地问题,而且能够有效解决钢管进箱焊接灼伤箱体的问题,防止箱体受热变形。安装固定好配电箱以后,需要实施穿线,仔细研究图纸设计,根据要求选好导线规格型号,并且保障导线都要整齐顺直穿入,折弯也应整齐划一,不能高低起伏,更不能出现交叉交合问题。同时,考虑以后维修和优化等后续工作,需要预留一定的导线,根据箱体半周长截取预留导线长度。每一个接线柱上只能接入一根导线,不得已也最多只能接入两根导线。依照图纸对应回路做好编号,并标注控制回路名称。 3.整理好相关资料和竣工图 在施工过程综合考虑安装的特殊环境和业主的临时要求,需要对相关内容作出一定的变更,施工完成以后必须对整个施工做好整理,尤其是对施工过程中的变更一定要在施工图中作出相应的标注,并做好有关资料的记录,最后绘制出完成的竣工图。施工单位与监管人员同时到场开箱检测合格证及相关资料,交工时需要把与之相关的资料和图纸一并教给监管人员审核,确认无误后装入竣工资料档案保管。总之,电力工程相关电气设备安装工艺是一项综合性系统工程,需要安装好电气设备,还需要做好合作单位、各个工种间的相互关系,确保工程顺利施工,保障工程质量和安全。 作者:罗玉苹赵华平单位:国网江西新建县供电有限责任公司 电力电气论文:电气自动化电力论文 一电力自动化发展历程及应用现状 1.1配电自动化配电自动化 就是借助网络,通过计算机系统可以实时了解电力的相关参数,并在此基础上进行配电的设置。自动化技术的应用,一方面有利于降低劳动强度与投入资金,提高工作效率。配电自动化系统可以按照配电容量与规模分为三种:大型、中型以及小型配电自动化系统。通常说来,在进行智能配电自动化系统类型的选择时,必须要与工程建设目标、要求以及未来的发展规模相结合,以确保其可扩展性、经济性以及安全稳定性。配电自动化系统最为突出的优点表现在:具有非常好的灵活性,并且在建设初期,可选择中型配电自动化系统建设类型,装设主站、子站和终端。在今后的发展中,如果需要扩建配电系统,就需要对主站系统的数量有所增加,并且将其中一个主站当作中心站。在智能配电网自动化系统建设过程中,自动化系统的作用是非常大的,但也有很高的要求,如开关设备符合标准要求,又满足管理操作系统,配电自动化系统建设过程中的相关技术指标,可参见标准文件。 1.2电网调度自动化电网调度自动化 就是利用计算机和网络等一系列现代化高科技技术对电网进行自动的调控,所有操作通过软件进行分析和决策,能够做到比人工更加精准,同时也能避免一些意外事故的发生。我国的电网不仅能够供应大量的电力,还要保障供电系统的稳定性和监管系统地安全性,因此电力自动化变逐渐扮演更重要的角色。 (1)SCADA应用系统SCADA系统即为数据采集和监视控制系统。在电力系统中,可以运行的SCADA系统的现场监控设备,实现数据采集、设备控制、测量、参数调整和各种报警信号等功能,即我们所说的“四遥”功能。远程终端单元和馈线终端单元是SCADA系统的重要组成部分,在目前的变电站综合自动化建设中起到了相当重要的作用。 ()AGC应用系统应用AGC系统自动发电控制系统,能量管理系统是一个重要的功能。应用变频调速系统AGC输出模块以满足用户不断变化的需求,使电力系统经济运行情况。AGC应用系统的基本功能有:负荷频率控制、经济调度控制和备用容量监视。AGC应用系统通过对电力系统安全运行的管控,可以对运行中的故障及时报警,然后运用数据采集与监视控制系统对电力的运行质量把关,以提高电力系统的运行质量和运行效果。 (3)仿真应用系统仿真应用系统,根据系统分析各要素之间的关系的基础上,建立系统的体系结构可以描述的行为或过程的仿真模型。在计算机中,运用系统仿真技术创建模拟电网模型,提供仿真环境,可供电力调度工作人员使用。此外,利用仿真应用系统有利于工作人员积累实际经验,提高操作技术。 (4)PAS软件的应用PAS软件主要是通过电网各种实时信息,分析电网运行状态,从而为调度员提供科学的据侧依据,使其制定出最优的电网运行方案,有利于进一步提高电网运行的经济、可靠性。其中,电网各种实时信息主要包括了实时测量值、断路器隔离开关的实时状态等。 二电气自动化的发展趋势 1.平台开放式的发展 电气自动化发展的需要一个通用的平台,先进的技术才可以发挥作用。电气自动化的发展趋势表明,使用标准化接口程序,按目前国家标准,规范使用IEC接口所有电气设备和管理更加简单方便,而且使设备运行编程过程缩短。标准化是电气自动化具有统一接口和编程语法,以及利用互联网技术在设备允许信息交流更容易。实际的操作方式为利用一个和外界相通的接口,实现对电力系统各个部件和相应系统的监视调节,实现有效的管理控制,是电力系统运动技术、信息管理方面的技术核心。 2.操作系统通用化发展 Windows操作系统是目前最为通用的操作平台,其具有操作简单、维护便捷的优点。通常,电力系统的正常运行需要多个系统进行协调,通过内部网络结构实现各个设备系统的有效控制。因此,系统结构的通用化是一大重要发展趋势,其有利于实现电力系统内部的协调一致性,以最大化地发挥电气自动化控制系统的作用。 作者:张举刚单位:万山供电局 电力电气论文:电力电子技术教学电气专业论文 一、“电力电子技术”课程教学改革具体内容 1修改人才培养方案人才培养方案制定得是否合理,关系到本专业的生存和发展。随着现代科学技术的迅猛发展,电类的各专业的界线越来越模糊,各学科相互交叉、相互渗透,电气专业传统的“发电、输电、用电”知识结构已经不能满足当今人才培养要求。因此,对人才培养方案和教学计划要进行适当的修改和调整。由于电气工程及其自动化专业是一个强电和弱电相结合的宽口径专业,而电力电子技术是诸多学科相互交集的学科,是由基础课到专业课过渡的桥梁和纽带,是强电和弱电的有机结合。因此,在修改和调整人才培养方案和教学计划时,要体现出电气专业的“以强电为主、弱电为辅、强弱协调”的主导思想,加大教学力度,要意识到“电力电子技术”课程在电气工程及其自动化专业教学中重要性和必要性,以拓宽学生的知识面,提高学生的工程实践能力和创新能力以及扩大学生毕业后的就业面。 2教材内容的合理取舍任课教师要选择一本合适的电力电子技术课程教材作为主教材,再参考其他的辅助教材,取长补短,主讲教师应具有宽阔的知识面及丰富的电力电子工程实践经验,注重应用型人才培养目标。教材的内容既有丰富的理论知识,还要注重工程实际的应用,要体现电力电子技术发展的新技术,也要体现出“电力电子技术”课程是基础课到专业课平稳过渡的桥梁,使教材内容更符合二本院校电气工程及其自动化专业的人才培养的要求。主教材中除重点讲授交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流四大类基本变流电路及它们的组合之外,还要联系当今电力电子技术的发展趋势及应用情况,注重电力电子技术在电力系统及其他工程领域中的应用,注重主电路设计、驱动电路设计、保护电路设计、参数计算及元器件选择,还应该适当介绍SVC、SVG、高压直流输电、开关电源、UPS电源、感应加热电源、光伏逆变器等装置的工作原理和实际应用情况,以适应电气工程及其自动化专业宽口径就业要求。 3课堂教学方式改革教学过程中应以学生为主,教师为辅,避免一人堂和填鸭式教学方法,针对教学内容和学生的具体情况组织安排教学内容。由于“电力电子技术”课程的教学内容繁多,课堂教学中需要绘制大量的电路图和波形图,以及诸多公式推导及各种参数计算等。由于课程学时少而教学内容又多,仅仅依靠传统的黑板加粉笔的教学方式显然是达不到教学效果的,所以多媒体技术逐渐走进了“电力电子技术”的课堂教学,大大地提高了课堂教学效果。这里需要强调的是,多媒体教学的引进并非完全取消黑板加粉笔的课堂教学方式,二者应该相互协调、相辅相成,各有各的长处。对于复杂的电路及波形的绘制和分析,可以充分利用多媒体的音容并茂的特点,使学生更容易理解和掌握电路的基本原理和工作过程,如以flash动画的方式显示电力电子器件的开通和关断过程、过电流和过电压的产生过程、电路的输入输出电压和电流波形等,使学生感到生动而有趣,使学生的课堂学习不再枯燥无味;而对于简单电路的分析以及例题习题的讲解,还是黑板加粉笔的方式显得更简单便捷,更具亲和力,加强了教师与学生间的互动和情感交流。总之,课堂教学十分重要,教师要根据自身的特点、教学内容、学生的素质,充分利用现代化教学手段及互联网资源,在有限的课堂教学时间内,最大程度地使学生理解和吸收所学的知识。 4改革实验教学环节为了提高学生的工程实践能力,对原有的电力电子实验室设备进行了更新和改造,引进近几年内较为先进的电力电子实验设备,对原有的验内容和实验计划进行了修改和调整,尽量减少简单的验证性实验,增大设计性和综合性实验的比例,根据专业的特点和理论教学情况组织实验教学。我院现有的电力电子综合实验室可开出多种实验,囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大电力变换所需的实验,如整流及有源逆变实验、交流调压及交流调功实验、直流斩波实验、无源逆变变实验等。为了培养学生的科技创新意识,还增设了开放性实验和创新性实验,加强了教师与学生间的知识交流,也使电力电子课程的实验教学延伸到课外,对教学时间的不足起了一定程度的弥补作用;同时,在我院的大学生电子挑战杯大赛中,部分学生的竞赛题目与电力电子技术有关,提高了学生的电力电子技能。另外,我院每个学期举行教师实践技能大赛,有相当一部分竞赛题目与电力电子技术有关,大大提高了教师的电力电子技术实践能力和实验教学水平。 5将Matlab仿真软件引进课堂教学和实验教学Matlab仿真软件是各院校普遍开出的课程,将Matlab仿真软件与电力电子技术课程相结合,在课堂上,利用Matlab仿真软丰富友好的图形界面,使学生更直观地掌握所学的知识,也避免了教师画电路图、波形图的繁琐及时间的浪费;将Matlab仿真软件与电力电子技术课程实验相结合,是原有的实验操作的有益补充,同时又具备原有实验装置不具备的优点,如解决设备费用高、实验所花时间长、危险性大的缺点。而利用仿真教学工具代替实际元件在计算机上进行仿真,既不担心元器件损坏,也没有任何危险,学生完全可以在无人指导的情况下,在任何地点的计算机上自行完成电力电子电路的仿真实验,在此基础上再进行适当的真实性实验,这样不仅激发了学生的学习兴趣,更重要的是提高了学生发现问题、解决问题和实际动手的能力,会收到事半功倍的实训效果。 6课程设计环节的改革“电力电子技术”课程教学改革后,在课程教学的后期,增加了课程设计环节,由主讲教师布置该课程的设计任务,为避免雷同,每人一题,主要以电力电子技术的四大电力变换为核心,结合工程实际,根据给出的技术参数和技术指标,要求学生综合运用所学的相关知识,设计出总体方案、主电路图、驱动电路、保护电路等,并进行相关参数计算及元器件选择。较简单的题目,要求制作电路板和元器件焊接,并使用实验室的仪器和工具进行调试;较复杂的题目要求用实验室的实验设备验证或进行matlab仿真,最终以论文的形式完成课程设计,并进行课程设计答辩。课程设计环节的增加,拓宽了学生的知识面,提高了学生独立分析问题、解决问题的能力,是理论与实践相结合的有益补充,同时为后期的毕业设计、就业及将来打下基础。 7毕业设计环节的改革为了提高电气专业学生的电力电子技术理论知识和工程实践能力,近几年来,在电气工程及其自动化专业毕业实习过程中,除了到发电厂、变电所参观实习外,有相当一部分学生到电力电子装置的厂家实习;有时也请电力电子产品的专家学者做专题报告。在毕业设计选题方面,除了发电厂、变电所、继电保护、电气照明等传统设计题目外,许多教师在本科毕业设计中也增加了许多有关电力电子技术方面的设计课目,如感应加热电源、大功率开关电源、UPS电源、光伏逆变并网系统、SVC、SVG、高压直流输电等方面的题目。有些设计题目还获得了省级或校级优秀学士学位论文。 二、结束语 二本院校的电气工程及其自动化专主要是为社会培养业急需的本科层次的应用型人才,既有相应的理论知识,又有较强的工程实际能力,既不同于重点本科院校的研发型人才培养模式,又不同于高职高专的纯技能型人才培养模式,而是二者兼而有之。几年来,通过我们对电力电子技术课程各教学环节的改革探索,取得了一定的教学效果,调动了学生学习电力电子技术的积极性,提高了学生的实践动手能力和科研创新意识,为应用型人才的培养打下了一定的基础,同时也为其他课程的教学改革提供了一定的经验。当然,“电力电子技术”课程教学改革是一项长期而艰巨的任务,需要我们师生和学校乃至整个社会的共同努力,积极探索电力电子技术教学改革的经验和方法,培养出更多的符合社会要求的本科层次应用型人才,为社会做出我们二本院校应有的贡献。 作者:巴金祥原琳单位:辽宁工业大学电气工程学院 电力电气论文:电力拖动控制线路设计电气专业论文 一、掌握典型控制线路的原理图及安装调试 1.能够画出典型控制线路的原理图如三相异步电动机的单向运行控制;正反转控制(含接触器联锁的正反转控制、按钮联锁的正反转控制、双重联锁的正反转控制);星三角降压起动控制(含手动控制的星三角降压起动控制、自动控制的星三角降压起动控制);双速电动机控制(含手动控制的双速电动机控制、自动控制的双速电动机控制)等。学生通过理论学习以后,应具有相应的画图能力;然后通过到实训室学习,不仅可以强化学生的画图及动手安装接线的能力,还可以为后面的课程设计打下基础。 2.正确安装典型控制线路通过分析电气原理图后,进行安装接线;学生要能够把原理图中电气元件符号,与实物上的各对应部分联系起来,正确接线;先接主电路,在接主电路时,要注意电源的进线是上进下出;接控制电路时,根据编号,依次完成接线;在接按钮盒时,要注意,进盒的线要通过接线端子引入。对每个元件在所接线路中的作用,学生一定要清楚。 3.调试学生安装接线完成后,先通过静态检测,对所接线路有一个初步的判断,即是否存在短路或断路情况,静态值是否合理;然后是进行通电测试,通过通电试验,可以直观看到各元器件的动作,及电动机运行情况是否正常。这一过程,让学生看到每个元件的动作情况,以及所接线路完成的控制功能。 二、学习简单控制线路的设计 1.首先根据所设计控制线路的要求,对所需要用到的电气元器件写出材料清单(元器件的名称、数量、型号)。 2.根据所设计线路的要求,通过自己在理论学习和实习学习中掌握的知识,考虑如何设计。 3.通过分组完成或自己完成,画出能够实现设计要求的电气原理图,分析工作原理,请带实习的教师审核图纸,提出建议,方可照图安装接线。 4.在我们设计线路时,还要考虑一个重要的因素,就是要根据现有的元器件条件,完成我们的设计课题。因为,每个设计线路的功能,可以通过很多种控制方式来完成。 三、设计实例(三相异步电动机单向运行控制,扩展为两地控制的两台电动机手动顺起,手动逆停控制线路,具有短路、过载、欠压及失压保护) 1.元件清单三相空气开关1个、主熔断器3个、控熔断器2个、交流接触器2个、热继电器2个、三联按钮2个。 2.设计思路 (1)由于要完成两地控制,必须考虑甲、乙两地均有起动按钮和停止按钮;根据现有的条件,我们只能提供两组三联按钮,所以,在设计线路时,学生必须考虑其中两个按钮,即要做起动按钮使用,又要做停止按钮使用。学生还需要掌握一个要点,就是只要是多地控制,每台电动机的控制电路,起动按钮要并联、停止按钮要串联。 (2)两台或多台电动机要求顺序起动时,控制第一台电动机的交流接触器常开辅助触头,必须串联在第二台电动机的控制电路里,以此类推。 (3)两台或多台电动机的逆序停止时,控制第二台电动机的交流接触器常开辅助触头,必须并联在第一台电动机的停止按钮上。 3.画出设计电路根据设计思路,画出能够实现控制要求的电路图,(主电路省略)。控制电路中SB11、SB12是第一台电动机的停止按钮,SB21、SB22的常开触头是第一台电动机的起动按钮,SB21、SB22的常闭触头是第二台电动机的停止按钮,SB31、SB32是第二台电动机的起动按钮。通过这六个按钮,我们就能够实现在甲乙两地控制两台电动机的运行。KM1控制第一台电动机,KM2控制第二台电动机。 四、我们在设计了手动控制基础上,进一步学习自动控制的设计(两地控制的两台电动机自动顺起,自动逆停控制电路) 1.元件清单三相空气开关1个、主熔断器3个、控熔断器2个、交流接触器2个、热继电器2个、三联按钮2个、增加一个时间继电器、一个中间继电器,减少两个按钮。 2.设计思路 (1)起动时,第一台电动机起动一定时间后,第二台电动机自行起动。根据要求,我们可以采用通电延时型时间继电器或断电延时型继电器完成顺序控制的要求;通常情况下,首选通电延时型时间继电器,利用它的延时闭合常开触头串接在第二台电动机的控制电路中,实现按时间顺序起动的控制要求;相当于利用时间继电器的延时闭合常开触头,代替第二台电动机的起动按钮,当延时触头自动闭合时,第二台电动机就自行起动。由于是两地控制,所以,两个起动按钮需要并联完成两地控制要求,如图二所示。同学们也可以在此电路的设计思路上,考虑如何采用断电延时型时间继电器完成顺起逆停的控制电路的设计。 (2)停止时,第二台电动机停止一定时间后,第一台电动机才能自行停止。根据要求,我们在设计上可以采用两个时间继电器完成顺起逆停控制,但是,由于实际现场情况,只有一个时间继电器可用,在设计上,就必须考虑同一个时间继电器需要完成两个功能,起动时经过延时,使第二台电动机自行起动。当第二电动机起动后,KM2的常闭触头分断,时间继电器线圈断电,时间继电器暂时停止工作。当需要停止时,按下停止按钮,第二台电动机停止的同时,时间继电器重新工作,通过延时分断的常闭触头延时分断,切断第一台电动机控制电路,第一台电动机就可以自行停止了。 (3)为了能够正常顺序起动逆序停止,电路中需要采用一个中间继电器,通过中间继电器的常闭触头可以保证起动正常完成,在时间继电器暂时断电时,第一台电动机不会停止工作;在完成自动逆停时,由于中间继电器工作,常闭触头分断,使第二台电动机不会重新起动。3.画出设计电路根据设计思路,画出能够实现控制要求的电路图,如图二所示(主电路省略)。控制电路中SB11、SB12是第一台电动机的起动按钮,SB21、SB22是第二台电动机的停止按钮,通过这四个按钮,我们就能够实现在甲乙两地控制两台电动机的运行。KM1控制第一台电动机,KM2控制第二台电动机。KT、KA、KM1、KM2、共同完成自动顺起、自动逆停的控制。通过设计手动控制的两台电动机顺起逆停,到自动控制两台电动机顺起逆停的设计,学生对设计线路有了一定的认识;感兴趣的学生对以上两个线路还可以设计出不同的电路来。随着PLC技术的迅速发展,接触器控制的顺序控制已经被取代,学生可以在PLC实验室将自己设计的顺序控制电路,改为由PLC控制实现。学生通过学习简单的课题设计,对今后在学习PLC课程设计时,有积极的帮助作用。 作者:丁晓松单位:云南机电职业技术学院电气工程系 电力电气论文:电气自动化电力工程论文 1电力系统自动化技术 ⑴变电站自动化。运用全微机化的装置替代电流信号电缆式设备,采用数字化技术、网络化技术,以计算机电缆或者光线替代电流信号电缆,实现自动化的监控和操作,从而减少人力资源的浪费,提高工作效率和运行水平,保障变电站运行的安全性和稳定性。 ⑵电网调度自动化。通过电网调度加强对计算机网络系统的控制,使电力在生产的过程中能够获取实时数据,能够对电网运行情况进行实时监控和分析、评估和电力负荷的预测等操作,提高电网运行的质量,适应电力市场运营的需求。 ⑶发电厂分散测控系统(DCS)。能够有效的对运行参数和设备状态进行实时显示和打印,促进整个系统生产过程的检测、控制盒联锁保护等功能,保障系统运行的安全。 2电力工程中电气自动化技术 ⑴全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管。晶闸管作为第一代电子电力器件,在我国电力工程发展中起着十分重要的作用,伴随着电力技术的发展和提高,交流变频技术的兴起,第一代半控型晶闸管已经不能适应现代化电力系统发展的要求,以CTR/GTO/P-MOSEFT为代表的第二代全控式电力电子开关逐步的被广泛的研制和应用。根据各种器件的性能适应于各个电流、电压额等电力系统范围中。而由于第二代全控型器件必须要有较大的控制电流,使电流在控制方面难度增加。而MOSFET作为一种电压驱动器件,其对驱动电力要求简单,开关时间快,并且安全工作区十分稳定,但是其通态电压额会随着额定电压的增加而倍增加,从而不利于P-MOSFET的推广和应用。在这种背景下,作为新一代的复合型电力电子器件IGBT/MGT应运而生,IGBT拥有和MOSFET一样的高输入阻抗、高速特性和GTR大电流面密度特性的混合器件。开关速度快,通态电压低,工作频率高,并且具有宽而稳定的安全工作区,工作效率高,驱动电路简单,更符合现代化对电力器件的需求。新一代的复合型电力电器件,随机复合化技术的不断提高,电器件生产范围不断扩大,应用也不断的深入,在电器复合化的同时,加强对电器向模块化的发展,使电力电器件向更高要求发展。 ⑵变频器电路从低频向高频方向发展。在电力电子器件不断更新的过程中,为了能够适应电力电子器件的需求,由它组成的变换器电路也在不断的更新换代中,以往的变频器电力已经不能满足新一代电力电子器件的需求。采用谐夺式直流环逆变器能够有效的降低开关损耗,保障开关在频率上的提高,把逆变器挂在高频振荡过零的谐振路上,使电力电子器件在零电压或零电流下转换。加强变频器电力从低频向高频方向的发展不仅能够有效的降低开关损耗,并且节约成本,提高逆变器集成化,在电气自动化技术中具有广阔的发展前途。 ⑶交流调速控制理论的日趋成熟。随着对交流调速控制理论的深入研究,将复杂的矢量变化与电动数学模型进行简化处理,在对交流调速控制理论研究过程中,其控制思想独特,具有创造性,控制结构简单,控制手法直接,对信号处物理概念明确,转矩响应迅速,大大的提高了调速效率,形成一种高静动态性能的新型交流调速方法。适应现代化的电气自动化技术发展的需求。 ⑷通用变频器开始大量投入使用。随着变频器技术的成熟发展,高动态性能矢量控制性开始大量投入生产和实用中,它主要采用全数字控制,通过相关的软件能够对系统进行自动化的设定和操作,提高变频器的变结构控制盒自适应控制。伴随着技术的不断提高,变频器的可靠性、可维修性、可操作性等相关的功能在单片机控制动技术的支持下不断的提高。 3结束语 随着电力系统的深入发展和应用,电气自动化技术在电力工程中所起到的作用也越来越突出,电气自动化技术作为当前最具有发展前景,最活跃,最具研究价值的综合性学科之一,在电力工程发展和应用中电气自动化技术起着十分重要的作用。而电气自动化技术本身应用范围广泛,几乎是渗透到国民经济的各个部门,是推动社会进步的重要技术依据,因此,在我国科技技术不断发展的过程中,加强电气自动化技术的提高成为了电力系统发展的必然选择。 作者:马沙萍单位:内蒙古阿拉善右旗电力公司 电力电气论文:电力工程的电气设备安装技艺 1电力工程中相关电气设备的安装工艺 1.1配管及配线的工程质量的控制 首先配管材质的选择一定要符合国家的标准,还有钢管一定要没有经过腐蚀的,而且不能带有锈迹。对于PVC管材不但要有阻燃的性能,还要满足技术方面的要求。施工时用的管径必须符合设计图的要求。还有对于接地的部分,一定要严格按照规定的要求进行安装。弯管一定要用弯管设备进行煨弯,一定要保证煨弯的半径不能小于规定的半径,该偏差一定要在允许的范围内,还有一定不要有清晰的折皱。薄壁的钢管应该用丝扣连接,而目丝扣排列要整齐,薄壁的钢管禁止用熔焊焊接。在施工过程中,金属管和装线盒要匹配适当,金属管里穿线前一定要给金属管戴好护口,还要把管口的毛刺去掉,这样才能保证整体平整光滑。埋入砼的深度一定要符合有关部门的要求,对于砖墙暗敷的配线管,一定都要随墙埋入。建筑物中照明等生活中用的导线和电缆几乎都是用阻燃材料制造的,安装时用的导线和电缆一定要在符合国家标准要求的材料的基础上,再符合图纸上的要求。通常管内的导线是禁止有接头的,而且对管内的导线数量也是有要求的,至少一根以上,最多不能超过10根。还有不同电压等级的导线以及不同电表量程的导线是不能连接在一个管内的,只有支流的回路和接地线才可以在一个管内。导线的接头要用压接工艺进行连接,同时要保证接头处不能有裂缝、加渣等问题存在。电缆线头的制作一定要严格按照规范要求进行,包扎一定要密实。 1.2配电箱的安装 首先,配电箱要根据设计的要求进行加工定货。工程配电箱有暗箱和明箱两种,如果是暗箱,要根据预留洞的尺寸,找好标高、水平、竖直的尺寸,并且还要用砂浆填实将箱体的周边;如果是明箱,要量好尺寸,用膨胀螺栓固定,保证箱体水平端正不歪斜,而且不要破坏箱面的油漆。但在订货前,一定要认真仔细的检查设计图纸上三相负荷是否平衡,如果设计图纸上三相负荷不平衡,要对其进行调整。最后根据调整的结果,区分箱内导线的色别,把调整的结果作为技术的参数,进行书面整理后提交给供货的厂家。同时还要根据设计图的要求,绘制箱壳的预留孔洞的大体图。这样厂家可以根据大体图预留孔洞,这就可以避免了在安装过程中开孔处易生锈或开孔不适宜等麻烦。其次就是箱体的安装过程。一般在安装箱体前,要先检查箱体是否符合要求的规格和尺寸,然后根据现场预埋管的数量和管径尺寸的要求,再进行打开敲落孔。如果厂家没有留预留敲落孔,那么就得用专用的开孔器来开孔,孔径大小要适宜,这就要选取合适的钻头,钻头大小要根据管的外径尺寸来选取,为了防止开孔是对箱体造成破坏,一定不要用电气焊进行割孔,同时为了防止箱体防腐,还要对于开孔处进行补漆处理。在安装箱壳时,要先把箱壳稳固在墙上,这样才能根据箱盖的大小、形状去考虑箱壳凸出墙面的尺寸。在箱壳安装后要用水泥砂浆对箱壳的周边进行灌注,等水泥砂浆凝固后,再进行箱内管道的连接。对进箱管和出箱管选取跨接线时,要根据管径尺寸的大小来选择,然后再进行接地。进线的电源专用PE保护线经过汇流排引与接地的螺栓连接在一起,这就可以作为箱壳的专用接地线了。箱体的外壳使用这种接地方法不但可以使其有可靠的接地,同时也避免了对钢管进箱交接处进行焊接时烧伤箱体的问题,保证了箱体不会出现受热变形的现象。最后在箱体安装完成后,进行穿线工作。但在穿线前要认真仔细的核对安装图,然后严格根据规则进行导线的选取。穿线时,为了便于以后的维修使用,要考虑预留导线。而预留导线长度的选取,要根据箱体的半周长进行选取。配线一定要沿着箱体底部进行安装,在导线的弯曲处要留有一定的弧度,同时也要预留适当的长度。还有每一个接线柱最好只接一根导线,但最多也就只能接两根导线。而且对于箱内的出线,要根据系统图对应各回路进行对应的编号,在箱盖的正面一定要有各控制回路的名称。 1.3竣工图及相关资料的整理 由于在施工的过程中,为了更好的设备安装,为了更好的满足业主的需求,所以可以根据施工的具体地理位置环境,对施工的内容进行适当的变更,但这要求施工单位和监理工程师等相关负责人要及时的在施工图中做出标记,还要在相关资料上做上记录,并及时的要求施工单位,制定出变更后的完整的竣工图。在设备开箱时,监管人员和施工单位要一起到场,对相关资料和合格证进行检查审核,而且监管人员和施工单位还要列出相关资料及图纸清单的会签。一些有关的图纸和资料也可由施工的单位代管,在交工时,由施工的单位一起将所有的资料交给监管人员进行检查审核,如果监管人员检查无误后,可以将所有的资料装入竣工资料档案中。 2结束语 综上所述,我们了解到,对于电力工程中相关电气设备的安装工艺不仅仅只是电气设备的安装,还要有组织有准备的协调各合作单位、各工种之间关系,这样才能保证安装工作安全顺利地进行。 作者:刘海军单位:广东可信电力建设有限公司 电力电气论文:管窥电力电气工程施工质量监管 1电气工程质量监理的原则 电气工程涉及到土建、给排水等诸多方面的工程问题,并且设计施工方、设计方以及监理方等多方共同作业,因此,在电气工程质量监理过程中,应遵循一些基本的原则,主要原则如下: (1)设计方应该掌握有对设计的所有权和进行修改的责任,而监理公司则是根据具体情况,如有需要,才参与与设计方的协调和监督,督促设计方要在规定的时间内完成设计,并保证符合相关规定。监理公司还应监督设计方对图纸中较为复杂的问题进行相关讲解,以便问题的及时发现和解决。 (2)严格遵照有关部门下发的有关监理工作的规定和章程,接受公司的委托,实施电气工程施工的监理工作。 (3)当施工过程中出现由于一方的临时问题而导致工程质量受到影响的情况,监理方可事先寻求设计方意见,若设计方没有做出及时的相应,则监理方可以按照实际情况和相关规定提出相应的技术变更要求。时候要对变更内容进行详细的记载,并及时报知设计方,寻求认可。 (4)针对业主提出的设计变更,或出于其他考虑提出的对原设计图更改,电气部门不能盲目的对自己的设计进行相应的修改,应该先由业主方设计方对该设计做出了相关的变更后,由文件形式报知监理方,此时监理方才应按照更改后的文件内容进行施工监理。 (5)督促施工方对设计文件进行详细的阅读,具有一定程度的了解,也是监理公司的职责之一。如果工作期间发现图纸有问题,不能随意对图纸进行变更,应先征求设计方同意,双方协商解决。等到有正式的书面通知下发之后,方可对设计内容进行正式的变更。监理公司在施工过程中是代表业主方对工程进行监督的,因此,施工方在具体工作中如发现任何问题,都应及时向监理方和设计方提出。 2监理要点 2.1事前的监理 在项目立项之初,合同签订之时,监理公司就应当选派符合专业要求的监理工程师对施工的具体情况和业主意图进行了解,如电气工程中,监理方就应当选派专业的电气监理工程师对电气专业的施工设计图纸进行一定的了解,尽快熟知电气专业的设计内容,做到对施工设计内容了然于胸。如:项目的供配电系统;主要的电器设备配置等等。在施工开始之前,就必须要做好预埋件工作,根据实际情况安排不同程度的仿佛工作,充分做好施工前的技术与材料准备。 2.2事中的监理 在具体的施工过程中,往往要在土建基础施工开展一段时间之后,才逐步开展电气施工,监理工程师应督促施工单位严格控制不符合设计图纸及质量验收要求的问题和现象。首先由施工单位自检,合格后填写报验单报监理,监理工程师审查后,会同施工单位等相关人员一起现场检查。 2.2.1严把材料进场检验关:除了材料品种、规格必须合格且符合设计要求外,还要保证在工程施工中所使用的材料符合要求。 2.2.2在进行基础施工时,应该及时的配合土建等方面做好强、弱电专业的进户电缆的穿墙管以及止水当班的预埋和预留等相关工作,并做好预埋件。 2.2.3主体施工时,主要要对材料质量进行严格的把关,如电气管材、线盒等,遇到不合格的材料,要坚决弃之不用。对于每批材料的报审表都应该详细填写,经由审理合格之后方可投入使用。另外出于对结构和保护层厚度的考虑,预埋的电线不得敷设在钢筋的外侧,管路也不能在同一处有超过三条的交叉,线管不得并排绑扎,另外该绑扎在一起的东西诸如管和管、管与盒则要确认绑缚的牢固。 2.3事后的监理 当单位工程达到竣工验收条件后,施工单位在自查自评后,填写工程竣工报验单,主要包括该分析工程的检验审批,相关工序的合格签证,原材料合格签证及其他测试合格的资料等,并将全部竣工资料报监理机构申请竣工验收。 (1)审查施工单位报审的电气分部工程的各项质量控制资料。 (2)电气工程实物质量的主要抽验部位。 (3)外观质量检查。 3电气工程施工质量控制的措施 3.1施工前对图纸进行认真的会审 项目立项开始,施工人员就应当尽早进入施工状态,积极主动的与设计单位交流协商,了解公司的情况,以及工程的概况及施工的具体意图等,对图纸进行认真的了解和分析,并督促设计方尽快交出规范的会审意见,以方便下一阶段的工作。 3.2施工过程中的质量监理与控制 监理单位在进行质量控制时,其依据主要是上级审批的设计图纸和厂家出具的说明书及相关制度文件等。因此,施工单位首要注意的就是严格按照图纸进行施工,监理人员要严格监督施工方,绝不能有随意更改设计的行为。监理方同时还需要向施工单位进行必要的技术交底和图纸会审工作,方便施工方对图纸进行更详尽的了解,最大程度的掌握设计意图,提高质量意识。另外,监理人员在设计图纸会审的时候,还应与给排水、空调等专业的施工人员进行及时的沟通,共同协商完成图纸的会审工作,对图纸中存在的问题进行及时的发现和改正。施工过程中,监理人员还应督促施工单位严格按照相关制度进行施工,加强内部管理,确保每一道工序都认真进行。完成一定的工序后,施工方要先进行自检,确认无误后填写验收通知单,再由监理人员进行检验。必须对每一个细节,尤其是隐蔽工程的细节进行严格的审查,这就要求监理人员要对图纸及施工中的隐蔽工程都十分熟悉,另外也需要一定的发散思维和其他专业知识的融合。一个项目从立项、设计、施工到竣工验收,这是一个及其庞杂而漫长的工作程序,其间需要许多单位共同参与组织和完成,虽然每个单位的立场和利益倾向有错不同,但是其共同的目的,都是使得工程得意又好又快的完成,因此,做好施工工程中的协调工作就成为了建筑工程管理的重中之重。 4结束语 电力电气施工工程中的问题可能来自于施工过程的方方面面,因此要求监理工程师不仅要具备良好的职业素质,对专业技术的资料掌握透彻,及时把握行业新技术的发展趋势和发展动态,严格按照相关规定,而且还要求其在具体的实践工作当中,要积累相关经验,深化所具备的专业知识,始终做到防患于未然,从而保障电力电气施工工程的施工质量。 作者:巨提国单位:陕西乾县供电分公司
机械手设计论文:智能仓储机械手的结构设计 摘 要:工业机械手在工业生产的各个方面得到广泛使用。文章根据国内外先进的机械手技术,设计出一种用于物料搬运,结构简单,维护方便的机械手的结构。主要设计机械手臂部分和机械手抓手部分的机构。 关键词:机械手;机械手臂;机械手抓手,结构设计 1 引 言 目前工业机械手面临的问题主要还是成本的高昂和精度控制的不易达到要求。从工业机械手的具体应用情况来看,生产过程的机械自动化已成为现代工业的主要问题。虽然现代机械制造业中的加工、装配等各生产工序主要是间断的,但自动化生产中装卸、搬运等工序亟待实现机械化,工业机械手的出现便可满足这一需求。无论国内还是国外,工业机械手的应用前景广阔,而对机械手使用性能的要求则越来越高,面对越来越多样的产品需求,机械手结构上在向着小巧型,灵活型的方向发展,因此机械手结构设计的合理性变的至关重要。 2 机械手结构设计 2.1 机械手手臂部分原理 欲满足机械手的搬运功能,即将货物从某一水平高度提升至另一水平高度,可采用曲柄连杆机构实现规定搬运动作。本课题应用平行四边形机构的运动特点,依靠电动推杆驱动平行四边形机构转动实现货物高度上的变化。 平行四边形机构是一种平面连杆机构,由于构件联接呈平行四边形,因此也叫做平行四边形机构。平行四边形机构结构简单,易于分析,构件运动一致性好,广泛应用于各种实现平移搬运等功能的机构。 2.2 机械手手臂部分结构设计 机械手手臂在整个工作过程中起着至关重要的作用。本文所设计的机械手臂为平行四边形机构,由于机械手臂也是机械手负载的主要施加部位,故应具有良好的强度与刚度,保证在机械手工作中不能发生弯曲或折断的情况,同时搬运机构若过于沉重则会影响搬运功能的实现。 工业铝型材表面经氧化处理后,外观漂亮且耐脏,工作中沾染的油污易于清洗,可根据不同承重采用不同规格型材组装,同时搭配铝型材配件,无需焊接,安装拆卸方便,轻便环保,整体机械性能较好,广泛应用于生产制造行业。 本文的搬运机构选用密度小强度大并广泛应用于工业机械手行业的工业铝型材较为合适。机械手手臂结构整体布局及各个部件,如图1所示。 机构中的工业铝型材之间通过铰接的方式联接而成,支撑连杆梁1通过销轴5与固定在底座板材上的连接件联接,由角铝3将支撑梁与联接电动推杆4的横梁联接起来,而电动推杆4与底座板材则通过电动推杆连接座2固定于底座上。 2.3 机械手抓手部分原理 搬运机械手末端的机械手爪是机械手直接与货物接触的部分,机械手爪能够直接完成对货物的拾取和夹紧动作,它可以依据人手动作通过设计实现相应功能,通常机械手爪被安装在手臂的端部。机械手爪结构形式与人手有较大区别,它的结构外形拥有机械式的特点,通过不同部件的联接组合完成指定运动过程,依靠自身的运动而将物件抱住,故手爪即为主要的传力构件。 本课题所设计机械手的手部结构应为钳爪式,钳爪式手部结构包括手指和传力机构。如图2所示,机械手爪1在电动推杆的驱动下向右移动,当左部碰到左侧连杆机构时带动手爪2处,机械手爪的两部分1、2完成张开手爪动作;当右侧手爪在电动推杆缩回时,手爪2在弹簧作用下回复原来位置实现对货物的抓取动作。 2.4 机械手抓手部分结构设计 对机械手爪设计过程中,应考虑以下几个方面:机械手爪部件至少要有一定负载承受力,在将货物重量计入影响后,鉴于搬运动作中由于颤动所产生的影响也应适当增大设计强度,避免工件发生松动或脱落的情况。 为使机械手爪和被运输货物间保持较为稳定的姿态,应根据货物的实际外形设计相应的末端执行机构形状。所设计机械手爪主要受到被夹持物的反作用力,必须达到设计所需强度和刚度防止手爪断裂或弯曲变形的状况发生,同时设计机械手结构应该简单,缩小尺寸,尽量轻便以免影响运动过程。本文所设计机械手结构,如图3所示。 其中,机械手抓取动作的通过以下动作实现:由电动推杆1伸长驱动一体式小抓手向右移动,同时与一体式小抓手通过螺栓连接的连接杆4被带动向右移动,当连接板5接触到连杆6时,在连杆机构作用下,连杆8将沿水平方向向左移动直至小抓手突出部分完全缩回连接板9内,此时连接板右端面接触货物,电动推杆1缩回直至右侧一体式小抓手3上的连接板与货物接触并实现夹紧,在回缩过程中,当连接板5与连杆6不再接触时,连杆8在弹簧7的作用下回复原位,两个机械手爪的承重板通过支撑货篮的缺口位置,完成对货篮的抓取动作。 3 结 语 本文主要设计一种用于搬运货物的机械手,在生产过程中的搬运货物环节里替代工人,提高工作效率,节约更多的人力成本和物力成本。主要进行机械手的结构设计,通过对机械手臂和机械手抓手的结构设计,使整个机械手机构较为简单,维护方便。 机械手设计论文:一种新型空调换热器自动插翅机械手设计 摘 要:我国是全球最大的白色家电生产国和消费国,现在空调散热翅片国内几家大型空调厂的翅片插管大多都还是工人手动完成。本文介绍的空调换热器自动插翅机械手装置就是将空调换热器中的散热片无损伤地插到已经摆好的U型管中的机械设备。从而达到降低废品率,提高劳动效率和自动化的目的。 关键词:空调换热器;自动插翅;机械手 0 引言 作为全球最大的白色家电生产国和消费国,现在国内大型空调厂的空调散热片翅片插管大多都还是人工插翅,效率较低。而在国际上,日本的日高集团已经成熟的掌握了空调散热器的翅片插管问题。目前正在推广,该设备从翅片冲压到胀管等几个步骤都实现了全自动,不需要人为干预,废品率已经达到了行业要求。但是价格比较昂贵。本文介绍的空调换热器自动插翅机是一种由计算机控制的自动化翅片展开和翅片抓取并将翅片插到已摆好的U型管中的设备。 1 空调换热器插翅机工作流程 如图1,空调换热器插翅机包括:接料部分、翻转翅片、翅片展开、插片机械手和U型管循环5个部分,具有工作效率高,节省人力,废品率低的特点。其工作流程如下: 接料设备将冲压机冲出来的翅片接到接料设备上的接料针上,每20片一组进行循环,当翅片运到接料设备的取片处时,翻转机械手开始工作,翻转机械手先用接料针插入翅片孔内,然后夹取翅片,进行翻转,使得翻孔面是朝上。翻转过后,翻转机械手将翅片放在展开机构上,然后展开机构将按组等距离展开,每组距离为165mm。然后插片机械手开始工作,将展开机构上的翅片全部插入到U型管中后,U型管循环设备将已插好的U型管运走,并将新U型管运到插片位置,整个设备就这样不停地循环。 2 插翅机械手结构 机械手固定在Z轴上,控制其沿Z轴运动,控制机械手沿Z轴运动用线性模组控制。因为直线模组单体运动速度快、重复定位精度高、本体质量轻、占设备空间小、寿命长。因为我们设计的是20个翅片为一个单位,20个翅片落料的是时间为40s,所以分给机械手的时间为12s(一共要插2次,按一次6s,共12s),为了能跟上节拍,使用了两组机械手。同时进行工作,两组机械手同时从两侧向中间插。Y轴方向也用模组驱动。因为跨距为3000mm,而现有的线性模组,一般行程大都小于1600mm,行程过长会导致模组变形和精度降低,承载量会大幅降低。所以这里Y方向,采用两个线性模组。单个线性模组的行程为1400mm。X方向因为行程过大,一侧用行程为2000mm的丝杠和导轨组合驱动,另一侧用直线滑轨导向。 3 插翅机械手动作过程 插翅机械手有3个动作:夹爪左右加紧收缩,夹爪托住翅片上下运动和下压板的下压运动。下面我们就对这三个动作进行详细介绍: 3.1 夹爪左右加紧收缩 当机械手运动到指定位置,机械手开始夹取放在展开机构上的翅片,机械手沿着Z轴向下运动,当机械手上的定位针和展开机构上的定位针对齐并接触时,机械手夹爪开始运动,夹爪向内收缩,运动的距离为25mm,夹爪底部平托住翅片,一个机械手上一侧有4个夹爪托住翅片,防止翅片有过大的挠度变形,一侧机械夹爪托住的宽度,大约为一个翅片宽(翅片宽18.19mm)。 3.2 夹爪托住翅片上下运动 当夹爪左右手缩加紧完成后,夹爪向上运动,将翅片向上抬起,目的是将翅片脱离展开机构的接片针,接片针的长度大约为80mm左右,这就要求机械手夹爪要抬升100mm左右,机械手夹爪不能和翅片有过大的力作用,不能过分的加紧翅片,否则翅片会容易变形(翅片的厚底为0.1mm,易变形)。 3.3 下压板的下压运动 当机械手取翅片时,下压板不运动,当机械手沿Y轴运动到U型管循处时,机械手整体沿Z轴下降,当机械手定位针顶与U形管上的锥帽距离2mm时,机械手开始运动,夹爪拖着翅片向下运动,当夹爪底端到达U形管口下方30mm处(当一次插20片翅片,20片翅片的总厚度约为30mm)时,机械手夹爪开始向两端展开,展开的距离为20mm,因为U形管的直径与翅片孔的直径相差很小(翅片孔的直径为7.3±0.03mm,U形管直径7±0.1mm),所以翅片依靠自身的重力不一定能完全下落,所以这时,下压板开始下压,使翅片完全插进U形管中,同时还可以平整翅片。 4 插齿机械手驱动原理 4.1 夹爪伸缩运动原理 夹爪伸缩运动是通过连杆机构实现的,气缸(图片中左上角)推动推块(绿色)向前运动,推块是在微型导轨上进行滑动,导轨宽为10mm,推块上有4组推杆,推杆推动着4组夹爪进行左右移动,从而实现了前后运动转化为了左右运动。推杆在导轨上移动,同时推块推动着连杆展开,连杆推动着夹爪在滑道里左右运动,实现了展开与合并运动。 4.2 夹爪上下运动原理 夹爪上下运动是通过连杆机构实现的,气缸(左下)先推动着推块(红色)在直线滚珠导轨上向前运动,同时推块连接着连杆(上下),因为导轨底座被限制只能上下运动,所以,当推块带着连杆(上下)向前运动时,连杆顶着导轨底座向上运动从而实现夹爪的上下运动。为了阻止上下运动的支架不前后运动,设计了挡板,在上下运动的支架两端各安装了一个滚轮,滚轮在挡板的阻挡下,只能上下运动,实现了支架的上下运动。 4.3 下压板的下压运动原理 气缸(中间)伸缩带动固定板上下运动,固定板带动导柱进行上下运动,导柱通过螺栓固定在固定板上,同时导柱固定在下压板上,所以气缸运动就传动到下压板上,从而实现下压运动。下压运动的行程即为定位针的长度。 5 结语 本文主要介绍了一种空调换热器自动插片机中的插片机械手的结构与工作原理,该结构的优点在于不需停机的情况下,实现换热器的连续自动插片,减少了人力,提高劳动效率,对于大量依赖人力插翅的当前空调生产线的改进具有一定借鉴意义。 机械手设计论文:光盘库机械手的驱动控制系统的设计 摘 要:光盘库机械手驱动控制系统是光盘库系统的关键部件,对光盘库机械手驱动控制系统进行了设计与实现,控制系统使用STC12C5628AD系列单片机作为控制核心,采用L293及驱动电路实现对机械手电机的驱动控制。按照设计的控制程序流程,进行了驱动控制实验,实验结果表明本系统实现机械手的上升、下降、左移、右移、手爪抓盘、放盘等功能,快速性和稳定性能够满足光盘库机械手性能的要求,对提升国内光盘库的研究、应用水平有一定的现实意义。 关键词:光盘库,机械手,驱动控制系统,电机 引言 光盘库是以光盘作为存储载体的高可靠性的海量、安全机电一体化近线存储设备,对海量光盘数据进行集中管理,其主要由机械手、光盘架和光驱(CD-ROM驱动器)三部分组成。光盘库广泛地运用于煤矿监控系统,作为数据存储和备份的重要方式,它利用机械手从机柜中选出一张光盘送到驱动器进行读写。光盘库可通过光纤通道或 SCSI 端口与服务器相连,光盘驱动器则通过自身接口与主机交换数据。当用户要访问光盘库时,首先,由机械手将驱动器中的光盘取出并放置到光盘架上的指定位置,为光盘腾出位置,然后,再从光盘架中取出所需的光盘并送入驱动器中。 关于光盘库,国外进行了大量的研究与应用,技术相对领先,但由于技术保密等因素限制,相关研究文献很少,国内从事光盘库产业的公司主要有广州影达影像设备有限公司、上海美佳达计算机工程有限责任公司、福特瑞斯(北京)科技有限公司、北京鸿瑞智达科技有限公司等,但国内光盘库的起步较晚,他们中大多是外国公司的国内,即销售国外光盘库产品,而真正从事光盘库研发的公司很少[1]。 除了光盘驱动器以外,光盘自动换盘机构即机械手要保证安全、高速、准确地将光盘片从库中取出并送入空闲的指定光盘驱动器中,是整个系统中关键的执行机构。另外,光盘库数据的平均访问时间比磁带和磁盘高很多,磁盘的平均寻道时间在毫秒级,显然光盘库的机械手已经成为光盘库系统的性能瓶颈[2][3]。因此,对光盘库机械手控制系统进行设计、开发具有较重要的现实意义,本文设计的机械手将装、卸盘片的功能设计在一起,在主控制电路设计上,将机械手控制、定位检测部分和光盘驱动器中的光头控制部分结合在一起,由一片单片机控制。 1 机械手驱动控制系统设计 要实现机械手所期望实现的功能,机械手的各部分之间必然还存在着相互关联、相互影响和相互制约,它们之间的相互关系构成机械手控制系统的控制原理,如图1所示。 控制系统使用宏晶科技生产的STC12C5628AD系列单片机作为控制核心,扩展了必要的外围电子元器件。主机通过TTL-RS232电平转换实现与上位机通信,并和从机保持交换数据。接口板模式下根据上位机传来的指令设置输出,把检测到的数据送到上位机。 1.1 电机驱动控制。机械手各活动部件采用直流电机驱动,单片机发送的控制信号经过功率放大,转换后,控制直流电机转动与停止,各个电机的协调转动。设计的光盘库机械手共需4个直流电机,每个电机上均配有变速箱。一个控制上下移动的大电机额定电压为9V,功率为2.4W;另三个小电机额定电压也为9V,功率为1.1W,分别控制中间支点部分的旋转、机械臂的伸缩和机械手抓放物体。 电机驱动控制电路如图2所示,采用L293及驱动电路实现对电机的驱动控制。L293将2个H-桥电路集成到1片芯片上,这就意味着用1片芯片可以同时控制2个电机[4][5][6]。H-桥电路的输入量可以用来设置马达转动方向,使能信号可以用于脉宽调整(PWM)。另外,每1个电机需要3个控制信号EN12、IN1、IN2,其中EN12是使能信号,IN1、IN2为电机转动方向控制信号,IN1、IN2分别为1,0时,电机正转,反之,电机反转。选用一路PWM连接EN12引脚,通过调整PWM的占空比可以调整电机的转速。 1.2 位置检测。初始位置检测利用主机的P2.2、P2.3、P2.5和P2.6使各部分碰到行程开关,即达到指定位置后断开;INT0和INT1中断来进行位置检测;P1.1-P1.4引脚为电机驱动输出,最后通过P1.0-P1.3口对电机电流进行检测,判断是否堵转。 本设计限位行程开关安放在机械手的四个运行方向上。限位行程开关在没有触碰时信号处于低电平状态。当机械手运行时,触碰到限位行程开关,信号处于高电平状态。单片机采集到限位行程开关的高电平信号,发出指令,使机械手停止运行,并进行下一个动作。计数行程开关安装在齿轮旁边,计数行程开关在没有触碰时信号处于低电平状态。当电机转动时带动齿轮转动,计数行程开关被触碰处于高电平状态,齿轮每次触碰,单片机记下一个高电平信号,因此只需记录下行程开关的触发次数即可知道电机的转数,从而可控制手臂在垂直方向的位置。 2 控制系统调试 光盘的入库及出库是光盘库自动化管理的一个重要方面。光盘入库和出库不仅仅限于光盘的正确插入和抽取,还包括数据库信息的同步更新,保证光盘库和数据库内容的一致,从而准确地返回客户端请求。光盘正确入库和出库减轻了人工操作的负担,保证了系统正常运行,是光盘库自动化管理的重要组成部分。通过按键或者上位机远程控制,实现机械手的上升、下降、左移、右移、手爪抓盘、放盘等功能,控制程序流程图如图3所示。 在某个Linux终端向机械手服务端循环发送取盘、放盘指令,使机械手满负荷运行。经测试,该系统平均无故障时间大于30万次,换盘时间最长为7秒,具有运行速度快、工作稳定等特点,如表1所示。 另外,将光盘插入光盘库后,请求光盘的内容,机械手能正确地定位到光盘,并将请求的文件拷贝到本地光盘正确出库,再次请求光盘内容,提示光盘不在光盘库中。 3 结语 本文对光盘库机械手驱动控制系统进行了设计与实现,控制系统采用STC12C5628AD作为控制核心,采用L293及驱动电路实现对电机的驱动控制。按照设计的控制程序流程进行驱动控制实验,实验结果表明本系统实现机械手的上升、下降、左移、右移、手爪抓盘、放盘等功能,快速性和稳定性能够满足光盘库机械手性能的要求。本项目是对光盘库系统实际开发工作的一次尝试,对提升国内光盘库的研究、应用水平有一定的现实意义。 (作者单位:苏州市职业大学机电工程学院 来稿日期:2015-06-17) 机械手设计论文:基于液压驱动的注塑机上料机械手的设计与研究 【摘 要】本文依据液压机械手的组成和运作原理,以四自由度液压机械手为例,设计了一款注塑机嵌件自动上料液压机械手,并验证其功能的可靠性。 【关键词】四自由度;液压控制;机械手;嵌件上料 0 引言 随着工业生产自动化的快速发展,机械手因其高效和灵活的特点被广泛的关注和应用。机械手是一种可以模仿人手和臂的某些动作功能,并按照设定的轨迹、要求和程序抓取、搬运工件或进行操作工具的自动化装置,尤其适用于较大规模、自动化流程生产和一些复杂的生产环境中;例如高温、粉尘、放射性强、噪音较大的生产环境。机械手的应用对于提高机械生产率,降低工人的劳动强度,保障一线工人的安全都具有重要的意义。目前机械手常用的三种驱动方式为:液压驱动、气压驱动、电机驱动,其中液压驱动以输出转矩大,动作灵敏,可实现无极调速,调速范围较大的特点,多被用于运动速度较低并且扭矩要求较大的工作场合。 随着注塑行业的发展,人们对于塑料制品的需求量越来越大,对于塑件的工艺和强度也提出了新要求。为了提高塑件的局部强度,嵌件在塑件加工中被广泛使用。然而工厂在生产过程中手工安装嵌件的居多,这中安装方式效率低下,严重影响了注塑机的工作效率,降低了塑料制品的加工精度,自动上料机械手需求愈加强烈。 1 液压机械手基本组成 本文设计了一款四自由度液压机械手,通过液压缸进行控制,可以实现手臂的升降运动、伸缩运动、旋转运动,以及夹持部分的夹紧运动。其结构示意图如图 1 所示。 液压机械手主要包括控制系统、传动装置、执行机构、传感器装置等。其中,机械手的核心部分是控制系统,它是用以控制整个系统具体的运动过程。液压驱动是执行机构运行的传动装置。在机械手的组成中,最重要的是执行机构,而执行机构也同样是机械手内部的主体部分,机械手的执行机构是其夹持部分,主要由拉簧、杠杆、手指、楔块、杠杆支座、夹紧缸体等部分组成,其结构组成如图 2所示。 2 液压机械手运作原理 2.1 机械手运作原理 液压机械手可实现在两台立式注塑机之间交替进行安装嵌件的工作。机械手拥有四个自由度,分别为手臂的升降运动、手臂的旋转运动、手臂的伸缩运动,以及夹持部分的夹紧运动。采用液压驱动的控制方式,以圆柱坐标作为坐标形式,其动作原理如图3所示。液压机械手开始运行,首先手臂下降到嵌件上方预定位置A,张开机械手夹持装置,机械手手臂下降到嵌件上方,夹持装置夹紧嵌件,随后机械手臂上升到起始位置,并顺时针旋转90°到注塑机1上方位置,手臂开始向前伸出到注塑机上方预定位置B,手臂下降到指定位置,夹持装置松开,放置好嵌件后,手臂上升到起始高度,手臂缩回,顺时针旋转90°回到原点位置,注塑机1开始工作;其次手臂下降到嵌件上方预定位置A,张开机械手夹持装置,机械手手臂下降到嵌件上方,夹持装置夹紧嵌件,随后机械手臂上升到起始位置,并逆时针旋转90°到注塑机2上方位置,手臂开始向前伸出到注塑机上方预定位置C,手臂下降到指定位置,夹持装置松开,放置好嵌件后,手臂上升到起始高度,手臂缩回,顺时针旋转90°回到原点位置,注塑机2开始工作,机械手第一个工作周期完成,待注塑机1完成运作,机械手开始下一周期的工作。 2.2 液压系统的设计 机械手搬运物体是依靠液压系统实现的,液压系统是机械手运动的主要驱动方式,是机械手运动过程的核心控制部分。主要用来完成机械手的夹紧/松开、上/下伸缩、前/后运动以及旋转运动。机械手运动过程的液压系统主要由油泵、执行油缸、控制调节装置、以及辅助装置组成。此次设计中系统的主要参数如下表1、表2、表3所示。 2.3 液压系统元件的选择 (1)手部夹紧缸的分析计算 3 结论 本文简要介绍了液压机械收的组成及工作原理,设计完成一款由液压驱动的、可实现两台注塑机嵌件上下料的四自由度机械手,并对液压机械手的工作可靠性进行了验证。结合数据,液压机械手简单可靠,稳定性较好,可实现较重嵌件的安装工作。 机械手设计论文:搬运机械手仿真设计和制作探讨 [摘 要]搬运机械手根据坐标可以分为很多种,例如:直角坐标型和极坐标型还有圆柱坐标型以及多关节型等。搬运机械手是一个自动化的设备,对搬运焊接以及装配等有着很大的作用,国内外都在不断研究搬运机械手,企业的生产经营走向自动化。本文设计的搬运手主要是用于冰箱U壳的搬运。 [关键词]搬运机械手 仿真设计 制作探讨 引言 机械手主要是代替人的手和胳膊去完成一些动作,根据固定工序进行抓取和搬运物品的一种机械电子装置。可以帮助人们有效生产,降低劳动强度。机械手在生产中运用越来越广。 1、U壳搬运机械手的结构设计 1.1 滑座部件结构设计 U壳搬运手设备也是自动化设备,它的主要作用就是将冰箱U壳搬运到传送带上[1]。它的滑座部分支撑着设备的水平移动。衡器缸和z轴承载着设备的主要重量,但是它们之间的固定需要依靠滑座部件的中间部分,同时滑座中间部分的右侧还可以控制水平交流伺服电机和行星齿轮减速器,减速器和齿条的连接需要借助齿轮来实现。滑座在水平移动的最大距离为1.5米,并且滚珠丝不易于加工,以及它在市场上的价格比较高,所以选择齿轮齿条来减速。 1.2 z轴结构设计 Z轴结构是用于竖直移动。Z轴结构的最左端是交流伺服电机,电机是维持设备的安全,因为它具有过载能力且带有抱闸系统,一旦发生故障时,抱闸系统就可以对电机进行抱死[2]。与z轴相连的是片联轴器,它是有金属制作而成的,拥有减震和无需润滑和维护等特点。Z轴系部件的左边有2个角接触球轴承,角接触球轴承可以对竖直的载荷进行抵消。Z轴结构中间是丝杠螺母传动装置,特点就是损伤小和效率高。Z轴系部件的设计原理是一端固定一端移动,轴的移动方向是经过严格控制的,它是由固定制成装置完成的。轴的伸缩变化时随着温度变化的,游动轴控制着温度。Z轴两边运用直线的导轨,帮助z轴做竖直运动。Z轴上有两个行程开关和光电开关,它的主要功能就是确定对竖直方向限位和竖直零位。1.3开1.3合横梁结构设计 Z轴和手爪的连接需要依靠开合横梁装置,开合装置依靠六组螺栓就可以实现和z轴的连接,并且它前后有依次有开合气缸,气缸上安装了传感器的端锁,这样气缸的位置就是由传感器进行控制的,端锁是固定气缸,避免气缸在停止运行时还会继续运动。装置的大臂和小臂在直线导轨上的水平运动需要气缸的引领。 1.4 夹爪结构设计 夹爪结构包括大臂和小臂以及手爪挡板。大臂上端连接开合横梁装置,并且连接处需要加强加固处理,这样就可以保证装置安全性能。大臂下段与小臂相连,它们之间的连接需要连接轴来实现的,小臂的转动是需要连接臂和连接轴之间相互配合才能完成的。小臂上端是挡板装置,它的主要作用是当小臂停止转动,减少小臂和大臂阻尼撞击,达到减缓振动的作用。内支撑气缸和直线轴带动手爪挡板装置是用来帮助小臂进行夹持活动。开合气缸带动大、小臂对冰箱u壳进行夹持;小臂上的气缸保证u壳在夹持时,形状是完好的,所以它们的夹持都是由外而内进行的。 2、搬运机械手的仿真设计 2.1 小臂结构的仿真设计 为了满足生产需要通常将小臂的旋转过程时间控制在两秒以内,气缸的启动回路控制着进出口节流回路,所以通过控制调节节流阀的横截面积就能够对活塞运动速度进行控制,让小臂在两秒之内完成九十度的旋转,因为节流阀会影响活塞运动速度[3]。同时,小臂在旋转过程中,气缸力矩会大于或者等于重力矩,并且气缸力臂是在逐渐变小,重力力矩又不断变大,这就导致小臂的加速度数值越来越小。同时旋转时间越长缓冲力越小,并且负载厚度和负载质量也越大。在这里选取旋转时间为1.2秒时,计算出负载厚度压迫保持在0.66米 ,负载质量要控制在50千克,这时候的缓冲力就是10429牛顿,所以,通常设置小臂运动时间在1.2秒和2秒之间,负载厚度(U壳厚度)保持在0.49米和0.66米之间,这就要求负载质量(冰箱质量)控制在0和50千克之间。这就可以分析出小臂的应力是够满足生产需求。 对小臂结构的仿真设计不仅表现在对冲击力的校核,同时还要对小臂变形与强度进行校核。小臂的强度校核主要是运用相应的模型和ansys静力分析理论来完成的。并运用相应的数学计算可以得出,小臂不易发生变形,无论使用环境有多恶劣,它都可以正常工作。 2.2 连接臂结构的仿真设计 连接臂的结构设计也需要ansys进行分析,ansys分析程序包括:设计变量初始化,这就要求在进行分析前处理器应该根据设计变量的初始值进行输入;定义问题,前处理器的主要任务就制定出最优化的有限元模型;执行初始结构状态结构分析,应力和应变;力以及变形量就是来源于状态结构分析;获得计算结果,它的主要工作就是收集和存储目标函数和约束条件值;进行仿真设计分析,它的任务就是对相关文件以及变量和设计方法进行分析;结果输出,根据分析的数据绘制出相应的变化图表。根据相应的理论和运用ansys 系统分析,可以得出在对小臂进行设计时u,它的半径是九毫米,厚度保持在十三毫米之间。 2.3 支撑架结构的仿真设计 支撑架的仿真设计主要是通过对支撑架结构的瞬间动力学进行分析,得出它的振动幅度和的速度。在对支撑架结构进行仿真设计时,首先是通过运用软件ansys对支撑架建立相应的模型,并设计支撑架的参数。根据ansys软件分析的数据我们可以发现当u壳材料是Q235时,它的弹性木梁是210000mpa,泊松比为0.3,密度是7850千克每立方米。这就可以对支撑架进行瞬态动力学分析,并确定支撑架在不同冲击力喜爱振动幅度的变化以及支撑架的其他特点。 3、u壳搬运机械手的控制软件设计 3.1 机械手初始化 机械手初始化包括水平和竖直都归零,同时,所有的气缸恢复初始化。电机归零的方法可以通过对电机2坐标轴安装零位信号,并且在进行归零处理中选择先高速后低速的方式进行归零处理,归零处理一共要进过三次不同方向的瑰丽处理,才能达到让电机彻底的归零[4]。在首次归零处理时,就可以将正向高速归零;接着启动第二次归零程序,让反向的低速也归零,使用puls设置脉冲量,sped决定着是否执行操作;最后一次归零处理时让它向正向低速归零,sped是启动归零处理程序,ini则是让归零处理程序停止,这时候电机就彻底的归零 。同时,归零过程中脉冲值是在触摸屏中显示的,数值通过脉冲传送到寄存器中,寄存器就将数值显示在触摸屏中。它们之间相互配合才使得电机归零顺利完成。 3.2 触摸屏控制 搬运机械手的触摸屏控制是在气缸复位和机械手自动循环完成之后进行的,对触摸屏控制主要包括u型伴型号输入界面和主菜单界面以及手动运行和分布运行以及自动运行和坚实画面和系统设置[5]。其中,手动运行包括对伺服电机手动运行和气缸与吸盘手动运行,分布运行时针对自动循环单步运行,自动运行的主要包括:示教点参数设置1和示教点参数设置2以及自动运行调整界面,监视画面是对伺服电机坐标以及气缸与吸盘和系统故障报警实施监控,系统设置是对司机电机速度以及触摸屏系统的参数进行设置。 总结 U壳搬运机械手的设计运用先进的科学技术,并应用了ansys等系统软件来帮助u型搬运机械手的设计,对支撑架和连接臂以及小臂的仿真设计中分析它们相应的参数。冰箱u型搬运机械手的仿真设计和制作,让冰箱u壳的搬运实现自动化,为企业生产经营提供便利。 机械手设计论文:基于plc的三自由度机械手控制系统设计与实现 [摘 要]文章从三自由度机械手控制系统的角度入手,在plc可编程控制器支持下,对三自由度机械手控制系统的结构运动特点进行了简要分析,然后重点对plc下三自由度机械手控制系统的硬件、软件设计与实现要点展开研究,望能够使三自由度机械手控制系统的综合性能更加完善与可靠。 [关键词]机械手 三自由度 控制系统 PLC 设计 在工业化生产中,机械手能够对人的手臂部位动作进行模拟,操作人员可以通过预先设置机械手运行轨迹,动作程序等相关参数的方式,在实际工况中代替人手执行工件搬运、抓取、以及操持等相关工作,具有机电一体化的特点,在现代机械一体化领域中有着非常重要的应用价值。随着现代科学技术的不断发展与完善,机械手的应用范围也在不断扩大,为了能够满足现实工况对机械手操作的要求,当前已经成功研发了基于三自由度的机械手,即3D机器人。此类机械手能够支持对三个自由度方向(包括水平方向、垂直方向、以及旋转方向在内)的手臂操作,在机械化生产中具有操作灵活性好,应用范围广,以及操作范围大的特点。而通过引入plc的方式,能够使三自由度机械手控制系统的整体功能更为完善,以达到提高其综合使用价值的目的。 1 三自由度机械手控制系统结构运动特点 下图(如图1)为三自由度机械手控制系统的基本结构示意图,整个控制系统结构具有圆柱坐标型特点。结合图1来看,控制系统内,伸缩步进电机可以实现对机械手手臂左右方向运动的控制,而升降步进电机则能够实现对机械手手臂上下方向运动的控制。逆时针和顺时针旋转运动则由底盘直流电机的正反转控制。机械手的夹紧装置采用关节结构,其夹紧与松开用气压驱动,并由电磁阀控制。图1中,SQ1、2、5、6分别为水平风向以及垂直方向上的限位开关装置,SQ3、4则为原点所对应的光接近开关以及终点所对应的光接近开关。在整个控制系统的运行中,操作人员可以通过预先设置操作程序的方式,实现对工件的搬运、抓取、以及操持等相关操作。 2 基于plc的硬件设计方法 从三自由度机械手实际应用的角度上来说,为了满足不同工况对系统运行所提出的要求,机械手需要同时支持自动工作以及手动工作两种运行模式。同时,在自动控制模式中,需要根据操作需求,支持包括返回原点、单步骤、单周期、以及连续性四种工作方式。 在引入plc控制器的条件下,三自由度机械手控制系统优先选择具有晶体管输出特点的plc控制器装置(本文中选择三菱FX2N系列plc控制器)。该型号plc控制器共对应有10个信号输出点以及14个信号输入点,能够满足三自由度机械手控制系统对plc控制器中I/O点数的具体要求。且该型号plc控制器为晶体管输出,输出高速脉冲信号最高频率为100kHz,能够在系统运行过程当中直接面向步进电机驱动器提供脉冲信号支持。 与之相对应的输入控制信号地址分配情况为:①复位信号对应输出地址分配为IO.0;②步进电机正转信号对应输出地址分配为IO.1;③步进电机反转信号对应输出地址分配为IO.2;④电机转动停止信号对应输出地址分配为IO.3;⑤手臂伸出信号对应输出地址分配为IO.4;⑥手臂收回信号对应输出地址分配为IO.5;⑦手抓下放信号对应输出地址分配为IO.6;⑧手抓提升信号对应输出地址分配为IO.7;⑨手抓开信号对应输出地址分配为I1.0;⑩手抓合信号对应输出地址分配为I1.1;?自动演示信号对应输出地址分配为I1.2。输出控制信号地址分配情况为:①步进电机脉冲输出信号对应输出地址分配为Q0.0;②步进电机转动方向信号对应输出地址分配为Q0.1;③气缸4#电磁阀控制信号对应输出地址分配为Q0.2;④气缸5#电磁阀控制信号对应输出地址分配为Q0.3;⑤气缸6#电磁阀控制信号对应输出地址分配为Q0.4。 同时,步进电气驱动器选用SH-20403型。整个机械手控制系统的外部接线方案如下图所示(如图2)。 结合图2来看,在三自由度机械手控制系统的运行过程当中,当机械手在最上方(最右方),同时底盘旋转至X3光接近开关,夹紧装置处于松开状态下时,整个控制系统处于自动控制模式下的原点控制状态下。如图2中,X10为系统手动控制按钮,操作该按钮,能够对X20~X27的按键开关进行手动控制。而X11~X15则分别为系统自动控制模式下返回原点状态按钮,单步骤状态按钮,单周期状态按钮,以及连续工作按钮,通过按下X11~X15任意操作按钮并启动X0的方式,能够执行相应的工作模式。 3 基于plc的软件设计方法 在选择以单步骤、单周期、或连续工作方式运行前,整个控制系统应当处于原点状态,若未满足该条件,则需要选择返回原点的工作方式。在这一过程当中,相关操作指令的执行流程应当为:第一步,做上行方向移动至X1上限位;第二步,做右侧方向移动至X2右限位;第三步,做顺时针旋转移动至X3光接近开关装置;第四步,松开夹紧装置。 在 plc系统支持下,整个三自由度机械手控制系统的自动工作方式顺序功能可如下图所示(见图3)。结合图3,在控制系统对相关操作进行响应的过程当中,可通过对步进电机所输入脉冲频率参数进行调整的方式,实现对三自由度机械手手臂运动速度的合理调整。而脉冲数则决定了机械手臂在沿下行方向以及做性方向运动的距离。而脉冲频率参数以及脉冲数的设计可以在工业现场实际工况中进行设定,具有重复操作的特点。 整个基于plc系统的三自由度机械手控制系统在软件设计过程当中以基于plc技术的梯形图顺序编程为依据,脉冲个数基于MOV指令进行设定,脉冲输出则通过PLSY脉冲输出指令的方式进行设定。在指定脉冲输出完成后,指令执行完成标志M8029置1。需要注意的一点是,由于基于PLSY的操作指令仅能够使用一次,但控制系统中所配置的两个步进电机需要同时有脉冲输出信号。因此,在软件设计中,通过面向两个步进电机引入外部继电器的方式解决该问题。软件设计中,将Y0点输出脉冲与继电器动触点结合,常开触点则与电机驱动器脉冲信号输出端连接,上/下脉冲控制以及左/右脉冲控制则与两个外部继电器的控制端进行连接,根据这种方式,能够通过操作上/下脉冲控制以及左/右脉冲控制的方式,实现对步进电机脉冲输入的合理控制。 与此同时,从基于plc系统的三自由度机械手控制系统复位操作角度上来说,软件设计中可应用特殊存储器SM0.1位以及按键10.0的方式进行控制。在plc控制器收次扫描的过程中,状态取值为1,可直接用于机械手控制系统的上电复位操作。同时,操作人员可以根据现场运行情况,对plc控制器所产生的PTO脉冲信号进行合理设置,并经过Q0.0输出点输出信号,实现复位指令。 4 结束语 PLC可编程控制器是一种专门用于工业领域的电子控制装置,该电子控制装置是基于数字运算操作的方式所实现的。在PLC控制器的实际运行中,具有包括功能强大,可靠性高,编程简单,以及人机交互界面友好等多个方面的特点,在工业控制系统以及机电一体化产品设计中有着非常好的应用价值。本次研究中,从PLC的角度入手,对三自由度机械手控制系统的设计与实现进行了分析,该控制系统实现了电动式机械手与气动式机械手优点的融合,除了具有操作简单,定位精确的优势以外,还有效节约了行程开关以及I/O端口,综合优势非常确切。 机械手设计论文:基于“三自由度关节型机械手”对回转关节的研究与设计 摘 要:关节型机械手是一类具有与人手肘类似的“关节”,可以模拟人手操作的自动化装置。它主要以电气结合的方式驱动,再通过齿轮等进行机械传动。但因为机械摩擦较大,传动部位(回转关节)仍有改进的空间。结合开关磁阻电机的原理,该文探讨了一种利用电磁驱动的新型回转关节。这一设计有效地避免了齿轮传动带来的机械摩擦损耗。 关键词:三自由度关节型机械手 开关磁阻电机原理 新型回转关节 机械手是一种智能装置,能够实现模拟人手的所有动作。在实际的工作过程中,机械手会按照预先设计的固定程序进行对工件的工位转移等。关节型机械手是机械手的一种类型,但它具有与人类手肘类似的“关节”,比一般的机械手结构更精巧、操作更灵活,具有广阔的研究与应用前景。 现有的机械手主要以电气(即电动机和气缸)结合的方式进行驱动,应用齿轮等机械装置进行传动。但因为机械摩擦的缘故,传动效率仍有较大的提升空间。该课题在对一种现有“三自由度关节型机械手”[1]的研究基础上,对回转关节部位进行了更深入的调研,并提出通过电磁驱动减小机械摩擦的新型旋转关节设计。 1 三自由度关节型机械手的基本情况 1. 1 整体设计 该关节型机械手为圆柱坐标,包含3个自由度,其中机械手在进行工作时完成对工件的两个方向的回转和实现一个方向的转移。机械手运用回转关节实现所夹持工件的前后和左右的回转运动,而运用移动关键来实现所夹持工件的上下的移动,从而实现整个机械手的运动工作。 机械手的整体设计如图1,主要包括手部、腕部和臂部。 手部(亦称抓取机构)是用来直接握持工件的部件,根据设计要求,利用夹钳式手部结构。其中,夹钳式机械手有两个半圆形或者椭圆形的机械手指,手指由驱动电机通过连接传动装置实现其张合以及闭合,从而实现了机械手对所夹持工件的抓紧动作。这种方式的机械手抓具有很好的通用性,能够实现不同外形结构工件的抓紧,所以适用性比较强。 机械手的主要组成部件为手腕部分,手腕在机械手传动中起到传动中介的作用,其连接机械手的手部以及机械手的臂部,实现机械手在臂部的所有动作的转换,有效地实现了手部动作的完成。另外,机械手手腕还可以实现机械手工作范围的扩大化,使得机械手的工作范围有效提高,并对机械手的灵活度有了明显的提高。手腕的回转动作运用回转液压气缸来实现机械手在空间上270 °的回转动作,液压气缸机构简单,操作方便,很适合机械手的运用,但是,机械手的手腕要求工作严格,不能出现振动等现象。 机械手的臂部主要是对机械手整体起到支撑的作用,机械手在进行工作过程中所有的运动惯性以及自身和工件的所有重量都由臂部来承受,所以,机械手的臂部要求结构强度高、抗疲劳性强等特点。同时,机械手的臂部还能够实现机械手部分动作的实现,一般在机械手的臂部运动采用液压或者气压缸实现。文中所设计的机械手臂部主要包括大臂和小臂。 1.2 回转关节 大臂和小臂的回转运动由回转关节完成。回转关节由45BF005π型步进电机驱动,通过两个啮合的直齿圆柱齿轮进行传动,如图2。当电动机运行时,左侧的齿轮轴发生转动,右侧的啮合齿轮也相应转动起来,再通过轴的带动,与之相连的臂部也发生转动。 2 回转关节的分析 这种传动方式本身所需要的传动扭矩比较小,并且传动精度也比较低,所以在选择驱动的方式时应该考虑驱动源的误差积累等问题,研究者采用的驱动源为步进电机。经过查询资料《机电综合设计指导》中的表格2-11,关于步进电机的相关参数可以看出,此文选择的电机型号为:45BF005π型,其中,这种步进电机的主要参数包括如下:步矩角为1.5°,其中电机的额定电压为27 V,总体质量为0.4 kg,该电机具有外形结构比较紧凑,结构简单,控制方便等优点。 通过精度验证,机械手在传动过程中,如果只依靠步进电机的传动精度是远远不够的,还需要运用不同的传动机构以及变速机构等进一步实现传动精度的提高。文章中所提及的机械手的传动采用一级减速齿轮的传动,其中主动轮的传动齿数为20,从动齿轮的传动齿数为70,经过查询资料可以得到,该齿轮传动的传动模数应该选择m=1,齿轮的宽度应该设计为20 mm,在传动过程中,由于齿轮传动会有一定的振动,所以此文设计的齿轮的宽度为24 mm。 3 新型回转关节的研究与设计 3.1 电磁驱动的可行性探讨 通过查阅文献,利用开关磁阻电机原理进行电磁旋转的理论已经比较成熟。 开关磁阻电机的工作机理基于“磁通总是沿磁导最大的路径闭合”的原理。当定、转子齿中心线不重合、磁导不为最大时,磁场就会产生磁拉力,形成磁阻转矩,使转子转到磁导最大的位置。当向定子各项绕组中依次通入电流时,电机转子将进一步沿着通电相序相反的方向转动。如果改变定子各相的通电次序,电机将改变专向,但相电流同流方向的改变是不会影响转子的转向的。 一类新型的磁旋转地球仪[2]就是依据该原理设计而成的。 该地球仪沿赤道线每隔一段距离会贴上永磁片,通过FEMM软件仿真,可见永磁片的磁场呈对称周期排列,如图3。具体的磁场分布可以通过对永磁体本身的磁感应强度的检测进行分析确定,从而实现所设计的悬浮球体的旋转动作。 综上所述,利用开关磁阻电机原理,借鉴磁旋转地球仪的设计,可以利用电磁驱动替代回转关节本来的电机驱动和齿轮传动。这样的设计避免了齿轮传动机械摩擦的损耗,也避免了电机精度不高的缺陷。 3.2 新型回转关节的设计 新型回转关节利用贴永磁片的圆柱体和电磁线圈替电机和直尺圆柱齿轮。 圆柱体的设计尺寸参考原有的右侧齿轮大小,R=35 mm,h=24 mm。 沿圆柱体圆周中线每隔一段距离贴上小铁片,每个铁片上贴有一圆形的永磁片。在圆柱体周围安装两组电磁线圈。这两个电磁线圈组成一个弧度,弧度的圆心与圆柱体的柱心尽量保持重合。其中一个线圈正对一个永磁片,另一个电磁线圈正对相邻的另一个永磁片,如图4。正常工作时,通过检测永磁片位置,两个线圈同时通电使电磁线圈同时产生相同的极性。通过对流入线圈的电流进行控制,使得圆柱体实现了旋转。若要使圆柱体停止旋转,切断线圈中的电流即可。 旋转的圆柱体与原有的右侧的轴相连,如图5。当线圈通电时,圆柱体带动轴旋转,与轴相连的臂部也随之发生转动。 4 结语 新型回转关节利用电磁驱动的原理,用带永磁片的圆柱体替代本来的电机和直齿圆柱齿轮。这样的设计避免了齿轮传动机械摩擦的损耗,也避免了电机精度不高的缺陷,具有很高的研究价值。但是囿于研究者现阶段的知识储备与精力,该种设计仍存在许多待进一步讨论的问题。比如电磁驱动能否带来足够的驱动力、回转的精度是否能有效地控制等。 机械手设计论文:4轴机械手的STC单片机控制及PC组态监控设计 摘 要:为组建单片机实践教学系统,设计了一种4轴机械手。该机械手的水平移动由直流电机驱动,其它轴由舵机驱动,由一片STC单片机控制各轴运动,该单片机还能够与PC机进行Modbus网络通信。在PC端,通过运行组态画面实现对机械手的实时监控。通过机械手本体设计、单片机软硬件设计、PC组态画面设计及联网调试,对整个系统进行了验证。该设计方案对组建单片机工控网络实践教学系统具有参考价值。 关键词:机械手;STC单片机;Modbus;单片机控制 一、引言 本题目是我校2015大学生大创新项目“单片机机电控制及工控网络应用”的一个组成部分,其设计内容是:用STC单片机控制一台4轴机械手的运动,且单片机的串口与PC电脑通过Modbus网络协议进行通信,PC端则通过运行组态画面对单片机进行实时监控,详见图1机械手实物图。 在图1中,机械手的水平移动由直流电机经齿轮组减速驱动双螺线螺杆,在直流电机轴的另一端安装有光电码盘,以检测电机的角位移。螺杆的转动带动其上的滑块作X轴水平运动。在滑块上安装有一台三坐标机械手,其底盘旋转(A轴),手臂摆动(B轴),夹爪开合(C轴)分别由三只数字舵机S1501驱动。整个机械手由一片STC12C5A32S2单片机控制。该单片机的串口经MAX485与PC进行通信,以Modbus RTU协议实现主从联网。 二、控制电路设计 4轴机械手的控制电路如图2所示。 在图2中,STC12的P1.3/CCP0引脚用于接收与直流电机同轴安装的码盘的光电脉冲信号,并把PCA0设置为对该引脚上升/下降双边沿触发中断的工作方式,每当PCA0中断发生,就根据电机转向对码盘脉冲数加1或减1操作,由此确定出滑块(即X轴)的当前位置。P1.4/PWM1引脚的作用是向直流电机驱动电路发出PWM脉冲,实现直流电机的PWM调速。该PWM脉冲是通过把STC12的PCA1通道设置为8位PWM输出方式来实现的。此外,在X轴两端的极限位置,各安装有一个光电开关,其信号分别接入P3.2/1NT0和P3.3/1NT1引脚。两引脚的下降沿脉冲输入能够触发STC12的1NT0、1NT1中断。P0.0、P0.1、P0.2引脚用于向机械手底盘舵机、手臂舵机和夹爪舵机发出控制信号。STC12的P3.0、P3.1引脚通过MAX485芯片实现TTL/RS485转换,转换后的信号再接到FT232模块的A、B端,经FT232模块把RS485信号转为PC电脑的USB信号。STC12的P3.7引脚用于MAX485的收/发控制。 三、PC组态监控设计 PC端采用uscada组态软件进行上位机监控设计。在用uscada设计监控画面前,要配置串口设备(即从机)的参数和数据区,并进行模拟量和状态量管理。首先,应把串口通信协议设置为Modbus RTU,设置从站地址,该地址应与STC单片机自设的Modbus站址一致。然后再对串口设备数据区进行设置。uscada为从站设备配备了4种类型的数据区:Discrete Input,即DI,离散量输入;Input Registers,即AI,输入寄存器 ;Coil,即DO,线圈输出;Holding Registers,即AO,保持寄存器。在uscada这4个区设置的变量应与在单片机XRAM中DI、AI、DO、AO型变量区设置的变量相对应,但名称可以不同。主从机通信时,单片机的Modbus RTU函数将按照这种 对应关系处理变量。设置好从站的数据区后,就可以 定义模拟量和状态量,并进行监控画面设计。图4为4轴机械手组态监控画面图。 在图4的画面中,分别对机械手的X、A、B、C轴设置了数字框图元,用以显示各轴坐标值,各轴数字框图元右侧的阀门图元用于设定该轴的坐标值。机械手有手动/自动两种工作方式,由图中的档位开关图元进行转换。手动方式下,机械手按图4中左侧各轴坐标设定值进行动作。自动方式下,机械手以手动方式的设定值为起点,以图4中右侧的设定值为终点,进行自动往复循环动作。画面中,滑块起点和终点是DI型变量,手动/自动档位开关是DO型变量,X轴当前位置为AI型变量,其它为AO型变量。当主机与从机通信后,画面即显示出各变量的当前值。 uscada具有串口通道通信数据实时监视功能,图5为主从机通信数据实时监视窗口图。本系统的Modbus RTU从站函数能够处理Modbus 01,02,03,04,05,06,15,16功能码。 四、结语 本文所设计的4轴机械手,首先,具有一个由直流电机驱动的水平移动轴,与全部采用舵机驱动的机械手相比,增加了运动方式和控制方式的多样性,并用到了STC增强型单片机的多种片内资源,是更好的单片机教学与实践模型。其次,本机械手能够通过Modbus工控网络与PC机联网,在PC端通过设计组态画面实现对机械手的实时监控,这就把单片机的学习与实践提升到了网络应用的层面。再次,由于利用了STC单片机丰富的片内资源,并通过上位机监控实现人机交互,这就使得系统的控制电路简单,且uscada为永久免费的组态软件,所以使用本设计方案,能够经济的组建具有工控网络应用的单片机实践教学系统。 机械手设计论文:博世机械手采用最新D3模块化 设计实现整线自动化 作为针对一次和二次包装技术解决方案的领先机械手技术供应商,博世包装技术最新设计的Delta机械手包装设备,为食品厂家提供更多解决方案及提升性能。 最新的GD(齿轮驱动)系列Delta机械手采用开放式的框架和平台,在提供了标准化和模块化方案的同时,又可根据不同的应用配置各种可选项。博世包装技术提升了D3机械手的平台,将负载增加至3公斤,从而确保更快的速度来提升拾取率。其快速的产品切换、操作和维护简易的设计有助于生产商降低总拥有成本(TCO)以及减少投资回报期限(ROI)。 据博世包装技术(瑞士)的销售总监Marc de Vries介绍:“随D3平台机械手的推出,我们为一次和二次包装提供了更多样化的解决方案。这种新的模块化和可升级的设计提供了结合标准设备模块的多种机械手方案。通过增加模块化的设计,博世证明了其以客户为核心的承诺,从而提高生产效率,降低总拥有成本(TCO),同时更快速地推向市场。另外,通过提高灵活性,新的平台可帮助我们的客户利用机械手自动化来形成竞争优势。” 广泛的应用范围,增加多样化 D3机械手平台包含了多种特点用来提高生产效率以及帮助生产商满足日益增长的产品多元化需求,例如:饼干、糖排、巧克力、糖果、烘焙食品以及立式机包装的产品等。Marc de Vries说:“很多客户在寻找能够在同一台设备上包装多种产品的机械手设备。通过提升性能、增加有效负载和工作高度以及可选的用于产品转向的第4轴或第5轴,我们显著地扩大了产品应用范围。” 凭借行业领先的Gemini 4.0 Delta机械手控制器和软件设计,新的产品可以通过线下模拟运行而不需要实物,从而减少了安装和调试时间。更简洁的平台设计增加了产品切换速度和可操作性。 方便清洁,更有助于食品安全 D3平台机械手的另外一个优势就是,它的卫生性和开放式的框架设计,采用了更少的零部件和可视性更强的移动部件,这有助于制造商遵守日益严格的食品安全法规。电气控制柜被放置在设备的顶部,使得操作人员在设备的正反面都可进行操作,以减少清洁和维护时间。 模块化设计,提高生产的灵活性 作为博世模块化设计和一站式供应理念的一部分,D3机械手可以轻松地与博世或者其他第三方的一次或二次包装设备进行整合。D3机械手的设计是为了增强中小型企业和跨国公司的生产灵活性。这个新的产品组合提供了更为灵活和可升级的机械手解决方案,从而使得客户能够更迅速地适应当前生产的需求,同时达成未来的生产目标。 值得一提的是,博世包装新推出的Paloma D3进料和顶装式机械手将会被整合在Module++饼干包装整线中。 机械手设计论文:基于PLC的气动抓取式工业机械手设计研究 摘 要:机械手在设计过程中,注重其自动化控制,能够实现一些较为复杂的工业操作。文章对气动抓取式工业机械手设计的研究,主要是基于PLC自动化控制下的抓取式机械手的设计分析,注重提升机械手的灵活性和智能性,以期更好地实现工业发展自动化。 关键词:PLC控制;工业机械手;设计研究 前言 工业生产领域中,很多工业操作靠人工是无法完成的,并且,一些操作具有较大的危害性,因此,要想实现工业生产目标,保证工人施工安全,工业机械手得到了较为广泛的应用。工业机械手可以进行一些高温、有毒环境下的工业生产,极大程度上保证了工人安全,同时也在很大程度上减缓了工人的劳动强度。基于PLC的气动抓取式工业机械手设计,将注重相关程序的具体应用,注重把握机械手设计的灵活性和自动性特征,通过一系列编程控制,更好地实现机械手的实际效用。PLC气动抓取式机械手,具有较高的可靠性,并且编程简单、功能强大,延伸和扩大了人的手足和大脑功能,更加广泛地应用于工业生产中。 1 气动抓取式工业机械手的构成分析 基于PLC的气动抓取式工业机械手设计,需要具有较高的灵活性和自动化发展特征,能够根据相应的程序设计,满足实际生产需要。因此,在进行设计过程中,气动抓取式工业机械手应包含以下几部分:执行机构:执行机构是气动抓取式工业机械手的重要组成部分,包括了手部、手腕、手臂和立柱等部件,是机械手完成生产目的的关键部分;气动驱动系统:气动驱动系统是指挥机械手完成工业生产的重要部分,利用气体压力进行驱动,使机械手完成任务;控制系统:控制系统相当于机械手的大脑,对机械手执行任务进行指令下达。一般来说,气动抓取式工业机械手的控制系统,主要以PLC自动化工业控制系统为主;相关检测装置:检测装置是进行位置调节的装置,通过检测装置可以更好地确定抓取目标,为实现抓取目的提供依据。机械手的构成,以PLC控制系统进行指令下达,之后由气动驱动系统进行机械能传输,使执行机构能够进行实际行动,并且根据位置检测装置,进行目标操作[1]。 2 基于PLC的气动抓取式工业机械手设计研究 2.1 设计要点 基于PLC的气动抓取式工业机械手在设计过程中,要注重机械手的抓取性能,在实际工作中,能够实现快、准、狠的工作效果。机械手设计过程中,手臂的运行方式有所不同,在进行手臂设计时,需要考虑到生产的实际情况,使机械手设计能够与生产实际状况符合。关于PLC气动抓取式工业机械手设计,要把握以下几点:第一,机械手臂设计时,坐标可分为直角坐标式、球坐标式、关节式等方式。第二,手臂的升降、收缩和回转运动要保证灵活性,能够较好地适应生产和抓取情况。第三,手臂的上下升降、左右旋转、上下摆动动作要具有较好的灵活性。第四,手臂要保证五个自由度,符合抓取需要。 2.2 设计方案 文章对基于PLC的气动抓取式工业机械手的设计研究,将从手指、手腕、手臂、三个方面进行。 手指设计分析:机械手在设计过程中,要具有较好的通用性能,能够进行有效的更换,以实现设计的效率性和多用性。手指在设计过程中,主要以气动抓取方式为主。气动机械手是用压缩空气为动力源的机械手。其特点是方便、输出力小、气动迅速。但是由于空气的可压缩性使其运送过程不稳定,抓取力控制在三十公斤以下。手指设计时,要有足够的握力并且手指间具有对应的开闭角,能够对工件进行准确定位。 手腕设计分析:手腕设计时,同样要以生产实际需要为主,手腕要具有较好的灵活性,更好地满足生产需要。设计时,若是抓取的物件是水平放置,则可以设置成为上下摆动的形式即可,若是抓取物件存在一定的复杂性,就需要将手腕设计成“球坐标式”,能够进行有效地活动,从而完成抓取工作[2]。 手臂设计分析:机械手臂在设计过程中,要保证其具有较大的灵活性。手臂是进行抓取工作的重要设计点,其速度关系到了机械手手指的抓取速度,文章对机械手臂的设计参数为最大移动速度为1.0m/s,回转速度为90°/s,移动速度为0.8m/s。手臂设计要具有速度性,它是实现抓取效率的关键部位。 2.3 控制设计 控制设计是基于PLC的气动抓取式机械手设计的难点,具有较大的复杂性,同时,控制设计也关系到了机械手能否发挥真正的作用。在控制设计过程中,需要考虑到机械手的通用性,并且采用点位控制方式,实现精确控制。控制设计时,要注重PLC工业自动化控制系统的应用。关于利用PLC自动化控制系统进行机械手控制的问题,如图1所示[3]。 PLC在实现这一目标时,需要通过程序编制,并且对程序进行执行处理,才能实现。PLC应用于气动抓取式机械手设计时,主要涉及到了以下设备装置:中央处理器、系统存储器、用户存储器、电源、编程器五大部分。这五个部分当中,中央处理器是PLC系统的核心,对气动抓取式机械手进行控制,电源、线路是实现PLC系统进行相关程序操作的关键。同时,编程器、系统存储器、用户存储器之间,需要通过I/O信号输入,才能实现效果。 PLC控制作用发挥时,需要事先有PLC系统进行命令,并且通过总机的数据处理系统,将指令进行传达,实现信号输送。关于PLC的气动抓取式机械手的工作情况,主要如下:机械手位于初始位置,受到控制系统控制,执行系统将推动机械手进行运动。同时,机械手各个主要部位受到执行系统控制,执行系统通过完成主系统下达的任务,进行机械手控制,完成机械手操作任务。基于PLC的气动抓取式工业机械手设计,将更加广泛的应用于自动化生产线。国外很多国家已将其成功的应用于成套的自动化生产设备中。机械手未来的发展,将朝着自动化、智能化、网络化的发展方向迈进,将更好的代替人从事高危险、高危害的工作环境,实现生产管理的智能化和自动化。 3 结束语 综上所述,文章主要分析了基于PLC的气动抓取式机械手的设计原理、设计方案、控制设计三个部分内容,并就气动抓取式机械手的特点进行了分析,实现了气动抓取式机械手的设计。气动抓取式机械手在工业生产过程中起到了重要的辅助作用,在实际设计过程中,必须注重这一点,使机械手设计能够更好地促进工业生产的发展和进步,满足我国现代工业更加自动化、智能化的发展需要。 机械手设计论文:基于PLC的气动机械手控制系统现状和程序设计算法分析 【摘要】机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程以变动的多功能机器,在工业自动化生产中占据着重要位置。驱动方式可以液压传动,也可以气压传动,也可以是电气控制等方法。随着传感器技术、气动技术、计算机技术等发展,基于计算机技术为基础的控制技术发展较快,其中气动技术以经济、廉价、灵敏等优点,而成为研究热点之一。本文介绍的是气动机械手模型基于专用计算机―PLC的控制系统设计。 【关键词】机械手;现状;程序设计;算法分析 一、PLC的气动机械手控制系统现状 随着社会与科技的进步,工业生产自动化设备越来越广泛应用,其中机械手的诞生就是基于生产技术不断提高,是现代生产与科技应用相结合形成的一个重要技术。工业机械手的应用减轻了劳动强度、可提高产品加工精度、减少危险性生产由人工操作环节,尤其是在一些危险性大的行业生产中应用较为实用,如化工生产有存在有毒物质的;如核电厂等存在放射性物质的地方;如烟花等易燃易暴的生产场合等生产环境非常适合使用机械手进行生产。在机械行业中(铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配等)应用也十分广泛,如在柔性生产线中用气动机械手来搬运上下料材;机械零件的装配生产线中,利用机械手抓零件与另一零件装配在一起;如啤酒生产中用机械手把盖压在瓶子上等等。以上种种应用极大的减轻了劳动强度、促进安全生产、提高产品质量,适合现代化的生产趋势,具有较强的生命力。机械手的驱动方式有气压传动、液压传动、电气传动和机械传动。广泛使用的气压技术以压缩空气为介质,具有动作迅速、平稳、可靠、结构简单、较轻、体积小、节能、工作寿命长的特点,特别是对易于控制、易维护、无环境污染场合,因此气动技术常作为机械手的驱动系统的首选。气动机械手与其它控制方式的机械手相比,具有无污染、抗干扰性强、价格低廉、结构简单、功率体积比高等特点。在机械行业越来越多的自动化设备中采用了机械手,主要是液压控制和气压控制两种方式。其中气动机械手以其取之不尽、用之不完的气源,及较低的生产成本受用户喜爱,各国对气动机械手的研究越来越重视,现已发展成为满足生产需要的一种重要的实用技术。 在工业自动化中液压与气压均有较在应用,而气动技术被称为工业自动化的“肌肉”,其应用灵活,夹持工件的重量越来越重,在各种机械加工行业和制造行业中,尤其在有毒的环境下作业等其应用程序越来越受重视,并得到相应广泛使用。随着科技不断日新月异发展,自动化控制技术也不断更新,在微电子技术、计算机技术等技术的迅猛发展形势下,气动技术不断技术创新,以工程实际应用为目标,不断取得巨大的进步。另外气动技术作为一种相对来说比较廉价的自动化技术,由于其元器件的制造技术以及使用性能的不断提高,并且生产成本和流通成本不断的降低,气动技术现已被广泛的应用在现代工业、医疗业、生产以及输送领域。例如南昌市第一附属医院中引入了气动控制药品传输线,从药房配药师输出到住院部等各部门,每次提高了近5分钟,大大减少人力劳动及工作人员数量。 我国在机械手的应用方面,不是世界最发达国家,但已经较为广泛使用并取得了较成熟的技术。基于Programmable logic Controller为核心技术进行控制的液压机械手或气动机械手在工业自动化领域应用较多,非常适合PLC最基本功能,即逻辑控制。如用来上料下料、装卸机械零件、搬动物品等重复性的工作过程。我们国家原来的继电接触器控制系统大多已改造为基于 PLC 为控制器的自动化装置,通过最近20多年的应用实践表明,在机械制造及自动化领域具有强大生命力。研究的基于气动技术的可编程控制器控制的机械手是现代机电一体化自动生产线中重要辅助装置,可实现上下、左右、伸缩六个方向的三维空间运动,较适合经常变更批量生产与柔性制造生产的现代加工方法。它能按预定程序和控制要求完成物品、材料、机械零件等进行运送、上下料、搬运等作业,并可以在需要时修改程序实现动作变更。 二、PLC 程序设计算法分析 算法是决解决问题的清析思路的描述,对于一种可行的解决方案均有算法。当然对于不能解决的方案可能就没有算法可言。在本课题中编程环节要求按照机械手的工作要求实现控制要求,我们通过假定其初始位置为原点,其条件为右边、后退、松开状态为原始条件,基于此条件下实现自动操作与手动操作。 (一)分治法 设计中利用了重要的分治法实现各功能模块。依照气动机械手的工作顺序要求,划分为各小功能模块,如向左伸出与向右缩回、向下伸出与向上缩回、水平伸出与缩回等均可分为小的模块,设计中称为状态。从初始状态开始依次按要求将可画出相关系统流程图。各相关的状态中动作利用步进指令转换为梯形图程序,实现完整的控制功能。 (二)贪婪法 贪婪法的总体思路中把符合控制条件的所有情况均最大限度的列入考虑范畴,从中选取一个解决问题的办法。课题设计中考虑符合设计要求的思路会有多种,如采用最基本的思维,即把每一步均作最基本的“起-保-停”处理,并线圈内加入限制条件,在最开始作最基本的起动控制程序以实现控制功能。另一种方法可以采用 SET、RST 指令来实现控制功能。还有方法就是后续设计中用的用流程图把所有出现的动作当成状态,设计其流程图并转化为梯形图程序。 (三)递推法 对于设计的程序图中各状态的实现方法,采用逻辑递推法,依次基本逻辑关系递推。如课题设计中关于机械手控制工作顺序中的各状态中执行动作及各状态间转换关系,不断利用这种递推办法,把气动机械手的工作过程按顺序设计其控制逻辑图。在程序设计过程中存在各种逻辑限制关系,要依照控制要求反复推敲后加入程序以实现各种功能及相关条件限制。 机械手设计论文:机械手自动控制系统设计研究 摘要:随着科技的不断进步,工业自动化产品的性能日益加强。在工业生产和其他领域内,由于工作的需要,人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害,增加了工人的劳动强度,甚至于危机生命。因此,迫切需要一种东西代替人在恶劣的环境中作业的要求呼之欲出,机械手由此而诞生。本文就机械手自动控制系统的设计进行了分析研究,以供参考。 关键词:机械手 PLC 自动控制 系统设计 1、引言 随着可编程序控制器(PLC)在工业生产过程自动控制中的广泛应用,解决了在各种恶劣环境下工作的难题。机械手在工业自动化生产得到了很好的利用,它不仅灵活多样,而且耐高温、抗腐蚀,可以较强适应各种恶劣的工作环境完成人无法完成的操作,大大降低了工人的劳动强度,提高了生产效率。机械手是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备,是工业机械系统中传统的任务执行机构,它的出现不仅提高了产品的质量与产量,而且加快的实现了工业生产机械化和自动化的步伐。 2、机械手与PLC的概念 2.1机械手 机械手主要由手部和运动机构组成,可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化。主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度 。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3个自由度。 2.2 PLC PLC为可编程序控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC),是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制装置。主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。PLC的特殊功能模块用来完成特殊的任务。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则设计。PLC具有可靠性高、适应面广、控制性强、操作方便、抗干扰能力强、编程方便、对环境要求低、与其他装置配置连接方便等特点。在工业自动化控制系统中占有极其重要的地位。 3、机械手自动控制系统设计 3.1 I/O地址分配 I/O地址分配见表3.1。 表3.1机械手控制PLC输入/输出(I/O)分配表 3.2 PLC控制系统设计分析 由机械手的工作过程可知,这是一个典型的顺序控制系统。为此,可从机械手的连续工作方式入手编写程序。首先应绘出连续工作时的功能表如图3.2,然后直接列写逻辑表达式,用触点线圈指令编程,也可使用置位复位指令或顺序控制继电器指令来完成。为了将每一步的工作状态显示出来,动画模拟软件使用了内部存储器位 M5.1 、 M5.2 、 M5.3 、 M5.4 、 M5.5 、M5.6 、 M5.7 、 M4.0 、 M4.1 来分别表示①~⑧的运行状态。编程过程中,需要注意特别处理的问题是①、⑤和③、⑦步的动作问题,虽然①、⑤步都是下降操作,但却具有不同的意义,①步下降是空钩下降,而⑤步下降则是夹着工件下降。③、⑦步的上升操作也是这样。 图3.2机械手动作功能表 图3.3机械手控制系统程序结构图 单周期操作的程序实现可在连续工作程序的基础上通过经验修改实现。其要点是是设法阻止机械手在一个周期工作结束后自动进入下一周期,一般在下降的启动回路想办法。 单步操作的实现与单周期工作的实现是相似的。即设法在每一步工作结束后,不是直接启动下一步的工作,而是等待启动按钮的命令后再工作。 以上是在同一个顺序控制程序中完成的连续工作、单周期工作和单步工作的程序编制思路。实际上本文采用分段跳转的办法来完成这三种操作,这使得程序结构如图3.3所示。这种方法编制的程序结构清晰,但程序数量长于前一种方法。 4、系统调试 4.1控制系统的程序调试步骤 (1)对于比较复杂的控制系统,需要绘制系统流程图,用以清楚的表明顺序和条件。 (2)设计梯形图,这是程序设计的关键一步,也是比较困难的一步,要设计好梯形图,首先十分熟悉控制要求,同时还要有一定的电气设计的经验。 (3)将程序输入到PLC的用户存储器,并查找程序是否正确。 (4)对程序进行调试和修改,直到满意为止。 4.2调试过程中注意的事项 (1)数据线与计算机的接口必须要与软件的端口保持一致,否则运行会产生通信错误问题。 (2)连接PLC上的输出端口对应的动作必须与程序中的输入输出点的定义动作保持一致。 (3)PLC上的输入输出点都必须接入电源,连接的外部模块也必须接通电源与接地线 (4)由于条件有限,外部接线模块中部分用开关代替按钮,在执行点动程序注意执行完应该将开关拨回到停止状态。对于限位开关也用普通开关代替,当执行完该步程序后,进入下一个步,需要将限位开关拨回OFF状态。 结束语 机械手控制系统采用PLC进行控制,大大提高了该系统的自动化程度,减少了大量中间继电器、时间继电器和硬件的接线,提高系统的可靠性。同时,使用PLC进行控制可以方便更改生产流程,增强控制功能。另外,在实际的生产中,可以设置远程控制,可以利用监控软件对控制系统进行实时控制,以提供较为直观、清晰、准确的机械手运行状态。也为维修、故障诊断提供多方面的可能性。 机械手设计论文:仿人机械手的结构设计与现实意义 【摘 要】本文阐述了仿人机械手研发的国内外发展现状与存在的问题,并针对这些问题对仿人机械手进行了三维建模以及运动学仿真,同时阐明了仿人机械手研究对社会生活的现实意义。 【关键词】仿人机械手;三维建模;运动学仿真 0 引言 机器人技术的发展是一个国家高科技水平和综合能力的重要标志,而服务机器人是未来社会发展的必然产物,对于服务机器人的研究,尤其是仿人机器人的研究是具有巨大经济价值和历史意义的,其原因有两个:第一,世界老龄化进程的加快,尤其是中国也正进入老龄化社会,照顾老人问题即将成为一个严重的社会问题,而仿人机器人在解决这一社会问题中有着不容置疑的作用;第二,由于各种灾难和疾病造成的残障人士也逐年增加,他们需要越来越多的关心和照顾,如果采用专门的人力将严重增加社会的负担。所以对于服务型机器人的研究,显得格外重要。 目前有很多服务型机器人,但是没有一个机器人可以像人一样有一双灵巧的手,完成只有人类才能实现的复杂动作,本课题就是针对这一问题从仿人机器人的机械手开始研究的。 1 国内外发展现状与问题 从1960年由通用电气公司设计制造的造型为两只手指的爪状物开始,为以后的各类机械手打下了基础,到现在为止美国的宇航局(NASA)、哈佛大学和耶鲁大学,日本的东京大学在机械手的研究上都取得了不小的突破。 我国机械手的研究比较晚但是也做了很多工作,国防科技大学[1]、哈尔滨工业大学[2]也研制出了多指灵巧手。尤其是哈尔滨工业大学机器人研究所研制的“仿人型机器人灵巧手”,2006年5月亮相德国慕尼黑国际机器人及自动化展览会,以其精美的外观、可靠的软硬件系统等赢得了众多参观者的赞赏,并率先进入了国际市场。 由此可见,目前多数国家和企业高校都在对仿人机械手进行研究与设计,不过现在还存在一系列问题,例如:价格昂贵,实时性不理想,设备笨重,并且大都停留在实验阶段,这些都制约其在实际当中的应用。 2 五指仿人机械手设计 本文设计的五指仿人机械手具有的优势有:采用欠驱动控制方式[3],所以机械系统大大简化,机械手大小基本与普通人手大小一致,便于安装到各种服务机器人的移动平台上;同时每个手指都靠手指末端拉力进行运动,也就是说只需要一个拉力便可以实现机械手指的人类手指运动方式,结构紧凑、便于控制、动作灵活;材料可以采用塑料纤维进行加工实现,因此质量轻、价格便宜,易于普及;可以采用嵌入式的控制方式进行控制,处理速度快,响应时间短。 本文通过Solidworks对五指仿人机械手进行建模,其单指与整手建模图形如下所示: 图1 单指结构与整手三维建模 本文通过ADAMS实现仿人机械手的运动学仿真,其仿真图形如下所示: 图2 约束添加以及手指运动效果图 3 现实意义 对于仿人机械手的研发对社会有着重要意义:其一,对于服务机器人的研制,尤其仿人机器人的研究应用,必将对机器人行业起到积极的促进作用;其二,仿人机械手的研发隶属于制造业,其研制成功与推广,可以增加就业,创造经济价值;其三,其技术的实现可以促进制造业的信息化、自动化和产品的智能化,提升产品技术含量和附加值,从而促进制造业相关技术领域的发展;其四,实现服务机器人上机械手的灵活运动与控制,对于老年人以及残障人士在心理上和身体上都非常有益处,为解决我国社会问题,创建和谐社会做出贡献。 机械手设计论文:炼胶生产线气动机械手的优化设计 【摘 要】本文介绍了气动机械手的基本功能,在此基础上,主要对气动机械手的结构进行设计与改善。在 PLC 和气动控制技术相结合的基础上,使其功能更加完善,运行更加精准、合理。它由 PLC 控制四个气缸来实现机械手横向和纵向的运动以及气动夹持机构的伸缩动作,利用气动能源分别完成对生产中使用到的工件进行抓取、放置等动作,实现了节能环保的特点。 【关键词】气动机械手;气缸;优化设计;PLC 0 引言 炼胶生产线一般包括上辅机(包括胶料、粉料和油料的称量及投送系统)、胶料混炼设备(密炼机)和下辅机(胶片挤出、冷却和称量系统)三大部分。由于密炼机和下辅机之间的胶料需循环返回多次精炼的要求,而气动机械手是传递机构中的重要部分,通过夹持机构将物料从某一位置和方位,按一定运动轨迹传递到另一位置和方位,且是以空气为介质,具有使用、维修方便、安全、可靠、成本低、寿命长等特点,采用气动方式控制机械手机构被很多场合所采用[1]。设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象的作业技术要求,拟定最合理的作业工序和工艺,并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性,定位精度要求,抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等,从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求。 1 气动机械手的工作原理 图1 气动机械手的运动示意图 图2 气动机械手工作流程图 如图1所示,此气动机械手具有两个弧线升降运动,一个旋转运动和一个直线运动的自由度,将炼胶机的出料搬运至左侧或右侧的炼胶机上。机械手的动作除了左右旋转应用电机控制之外,其余全部动作由气缸驱动,气缸由电磁阀控制,整个机械手在工作中能实现上升和下降、左转和右转、夹紧和放松的功能,是目前较为简单的、应用比较广泛的一种气动机械手。 在主臂立柱底座上安装电机以便控制其回转自由度。小臂a与主笔立柱之间用气缸A控制连接,以便控制小臂a的弧线升降。在小臂a与小臂b之间采用气缸B连接,以便控制小臂b的弧线升降,在小臂b和夹持机构之间采用气缸C连接以便当小臂运动时夹持机构在气缸C的作用下能保持平稳的运行和垂直度,气缸C的充放气特性以及运动轨迹根据气缸B和A的充放气特性来决定。夹持机构的开合和夹紧由气缸D控制。将气动机械手的零点(原始状态)定为开始工作位的回转限位、升降限位、伸缩限位及放松状态。气动机械手为实现移料动作,需要完成如图2所示的工作流程图。 2 气动机械手气动回路的构成及原理 气动回路主要是由气源、各种控制阀以及执行气缸等组成,下面介绍回路的关键部件-执行气缸。 执行气缸包括连接主臂立柱和小臂a的气缸A,连接小臂a和小臂b的气缸B,连接小臂b和夹持机构的气缸C,以及控制夹持机构的气缸D。由于不同的气缸控制不同机械结构,其输出力也不同,所以四种气缸的型号也不同。同时要求气动机械手能够在升降过程中任意位置实现精确定位,精度要求为 1mm以内。由负载性质及气缸运动速度选定负载率β值,即可求出所需的气缸理论输出力P=F/β。 气缸D所控制的夹持机构和物料最大重量约为50kg,气缸C所控制的最大重量约为55kg,气缸B所控制的小臂b的最大重量约为70kg,气缸A所控制的小臂a的最大重量约为80kg。 一般来说,气缸可以保证起点和终点的定位精度,因此,对于夹持机构Z轴方向的定位,应用一般的气缸就可以保证其定位精度和使用要求。而对于小臂a和小臂b的升降精度要求,则可以使用 SMC公司一种新型CEI型气缸,在结构上增加了位移传感器件,使之与气缸浑为一体,整体结构紧凑合理,设计新颖,提高了气缸位移监测的性能,CEI型气缸在杠杆的两侧刻有细纹磁栅,当气缸左右移动时,位移传感部分将以双向脉冲方波形式输出能够实现中间任意位置的定位[4],而且其定位精度可达到1mm以内,因此,应用上述气缸可以满足小臂a和小臂b的升降定位精度的要求和使用要求。根据以上原则和条件,详细选型见下表1。 总体气动系统原理图如图3所示。气源首先经过滤减压阀处理,通过相应的电磁换向阀后进入各个气动执行元件。 图3 气动系统原理图 1、2、3、4―2位5通双电控电磁阀;5―气源处理组件;6―气罐 3 气动机械手控制系统配置 根据机械手运动仿真方案,机械手的循环动作依次为:上升正转下降伸出夹紧上升反转放松缩回反转下降下一循环。为了根据实际工作环境确定机械手工作时磁性限位开关的位置并调试机械手,对机械手的每一动作设定一个手动控制按钮。同时,为了保证气动机械爪工作时,整个机械手只能执行其一个动作,需要在程序上设计互锁功能。气动控制系统一般由控制器,电―气控制元件、气动执行元件、稳压气源、传感器和接口电路组成[2]。控制器一般指计算机、单片机或可编程控制器等控制器件,气动执行元件常用的有气缸、气爪、控制阀等,传感器一般指位置传感器、速度传感器和加速度传感器,接口电路指控制器与控制元件、控制器与传感器之间的接口[3]。 气动机械手有两种控制方式:操作面板控制和个人计算机控制,两种控制方式均以 PLC 为主要控制模块,其中个人计算机控制要求 PLC 与上位机实现有效通讯,通过上位机程序的改变来实现 PLC 程序的更新与运动参数的变化。为了实现气动机械手操作面板控制和个人计算机控制两种操作方式,拟采用PLC 为下位机,PC 机为上位机的控制模式,PLC 与 PC 机之间通过 RS232 协议实现通信,完成控制过程中的数据交换[5]。可编程控制器的程序运行方式是循环扫描方式,而非顺序方式,因此任何一个气缸在条件满足后即开始动作,在机械手运行中遇到突然停电时,可以关闭气源,对工件进行处理, 来电后重新初始化各项个元件与程序。 我们所要控制的系统中,有8个行程开关信号、一个按钮开关信号、一个由定位系统动作结束发出的信号共10个输入点,因此我们选用了西门子S7-200系列CPU224型号PLC,它有14路数字量输入点和10路数字量输出点,具有体积小、处理数据和通讯能力强、存储器容量大等优点。基本位布尔运算执行时间为0.22μs,用户存储器容量SK字节[6]。而且它还具备6路30kHz单相高速计数器和2路20kHz高速脉冲输出可以分别用来接收旋转编码器信号和直接控制步进电机运行。有模拟量输入/输出模块、高速计数器模块、位置控制模块、数据输入/输出模块、通信模块等,可以实现模拟量控制、位置控制和联网功能,在功能上完全满足了控制系统的要求,并留有一定数量的FO通道作为照明电路和其它储备用途。 4 结论 本文主要研究了气动机械手的执行机构和驱动系统的原理并进行了设计,采用气动驱动作为机械手的驱动方式,通过分析设计执行气缸及其控制阀等模块,以满足相应的动作要求,根据气动机械手的功能要求绘制了机械手的控制系统流程图,使机械手能实现多点连续的控制,同时分析气缸C和气缸B的充放气特性,以便优化两者的先后动作,再结合S7-200可编程控制器,使气动技术在顺序动作的逻辑控制系统的优点得到充分发挥。
大学物理实验课程教学篇1 实验教学是大学本科教学的重要环节之一,是教学内容和课程体系中不可分割的组成部分。实验教学体系的构建是提高实验教学质量的关键[1]。大学物理实验课程是理工科学生的必修基础课程,它在大学阶段开设早,对后续的实验具有重要影响。通过大学物理实验课程的系统学习,不仅可以加深学生对物理概念和规律的理解,而且在培养学生的创新能力、分析问题和解决问题的能力等方面具有优势[2]。然而,目前国内部分高校开设的物理实验课程还在沿用常规实验教学手段,实验过程中教师讲学生做,导致学生被动地完成实验;实验项目的开设大多为验证性实验,科学技术领域的新发展以及工程技术领域的新应用在日常实验教学中极少反映;实验课程的考核方式也存在弊端,不能对学生在实验中的表现给予公正评价。因此很难激发学生的学习兴趣,大大制约了物理实验课程的发展,大学物理实验课程教学体系的改革迫在眉睫。 1丰富教材内容编写分层次的新型实验教材 实验教材作为实验教学过程中的重要载体,对实验教学质量和学生能力培养起着至关重要的作用。《普通物理实验》为我校目前使用的教材,2015年3月由清华大学出版社出版,已在教学中使用5年。这一版本的实验教材,验证性实验内容偏多,综合性、设计性实验内容较少,不利于学生能力的培养。因此,亟须对实验教材进行修改和补充,编写新型实验教材。新型教材的编写要注重基础性实验与综合性、设计性实验的结合,并与本校的专业需求相结合,突出对学生基本能力的训练及创新能力的培养。新型教材应具有如下特点: 1.1按层次化模块编写 新型实验教材的编写可分为基础性实验、综合性实验、设计性实验和创新性实验4个模块,适应不同层次学生的需求。在内容安排方面,尽量减少实验原理中的物理理论和公式的推导,注重实验方法、实验操作技能和数据处理方法的介绍。基础性实验的目的是让学生掌握一些生产生活中常用的基本物理量的测量方法、基本仪器的使用方法和实验数据的处理方法。综合性实验一般选择物理知识在工程技术中应用的项目。设计性实验项目着重培养学生综合运用所学知识、独立完成实验的能力;学生需要选择实验方法、测量仪器、测量条件,自主设计实验步骤并获得实验结果,因此挑选的项目不能太难,保证大部分学生能在规定时间内独立完成,获得结果。创新性实验类似于小型科研课题,内容应具有一定的科研性、综合性和创新性,所选的创新性项目应充分考虑本校各专业的特点,着重挑选跨学科交叉创新实验项目。 1.2适当融入现代信息技术 教材形式应紧跟时代发展,为学生提供更加快捷、方便、丰富的教学资源。大部分经典物理实验,一般都在科学发展史上起着里程碑的作用。如光电效应实验,在历史上曾把人类对于光的认知,从波动性跨越到波粒二象性。基于光电效应的产品,如光电传感器、光电二极管等,已广泛应用于生产生活。可以将光电效应实验、迈克尔逊干涉仪的使用等经典物理实验的背景和相关科学家的故事,在图片、文字、视频等表现形式中植入二维码,学生扫码就能了解到这些实验背后的故事,增强他们对物理实验学习的兴趣[3]。 1.3紧跟科技发展 及时补充实验教材内容应及时将物理学发展的新成果、新技术补充到实验教材中,使学生能及时接触到物理学发展的前沿知识和技术。 2改革实验教学方式培养学生自主学习和积极思考的能力 以往的实验教学方式是教师详细讲解实验原理、方法、步骤、仪器使用、数据记录、数据处理等[4],甚至部分教师还会在学生实验之前把实验步骤完整演示一遍,学生在整个实验过程中只需机械地重复,就能获得实验数据,完成实验任务。这就导致部分学生不重视实验操作,在课前没有对实验内容的进行预习,课上注意力不集中。学生对实验原理和实验方法思考较少,阻碍了学生创新能力的培养,学生无法认识到实验设计与理论证明之间的必然联系[5]。为了改变这种状况,学生课前主动预习实验内容十分必要。在实验前已经了解实验原理的学生,课上再听教师简单讲解,就能很好地理解实验操作和理论知识之间的联系。对他们而言,实验的过程是分析问题、解决问题的过程,学生学习兴趣高,教学效果也会得到提升。我校学生的预习成绩占实验成绩的20%,以往的评价标准是仅考核学生实验报告的撰写,就能获得预习成绩,这就导致了部分学生只是将文字从教材中“搬到了”实验报告上,没有主动思考,对实验目标、实验原理不甚了解。为了督促学生有效地预习,培养其独立思考能力,我校对预习成绩的评定进行了改革。在课上,教师会提问抽查学生的预习情况。这些问题涉及实验目的、实验原理、公式推导、实验技术等方面。回答正确的学生,可以获得预习成绩满分;反之,则不能获得本次预习成绩。这样做的好处是促使学生有目的地主动预习,真正掌握实验原理,提高其自主学习的能力。学生进行了有效预习后,教师在课堂上只需简要讲解实验原理、实验方法和实验注意事项,可将重点放在讲解这些实验原理、方法在现代科技中的应用方面。教师可以在课堂上适当引入一些物理实验的历史渊源吸引学生的注意,激发学生的求知欲望。以迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验为例,可以引入当时设计干涉仪的背景和目的,学生能够思考、理解其思路和解决问题的方法,提升教学效果。了解物理学家的思维过程,对学生科学创新思维及创新能力的培养有着非常重要的作用[6]。对于一些操作过程较为简单的实验,学生可自行参照说明书中的步骤进行实验,教师只协助学生解决其在实验过程中碰到的困难。对于一些操作步骤较为复杂的实验,学生可以在实验之前分组讨论,共同研究实验步骤的具体实施,再推选出小组代表演示实验操作步骤,教师在旁点评,对其实验步骤有误的地方及时指出。在整个实验过程中,学生处于主导地位,教师只起引导作用。 3优化评价方式改革考核制度 3.1分层次的实验报告书写形式 课程考核作为实验教学过程中的一个组成部分,能够起到考核学生学习情况、检验实验教学效果、实现实验教学目标的作用,是促进和完善教学机制的有效手段之一,也是衡量人才培养质量的重要环节[7]。本校目前的大学物理实验课程考核中,由学生上交的实验报告所获得的成绩占了总成绩的80%,另外的20%则由学生在规定时间内自行完成一个实验获得。以往的实验报告书写要求学生依次写出实验名称、实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据及处理、误差分析与讨论[8]。这种固定格式的实验报告存在一定的弊端,实验报告内容基本雷同,很难体现学生对待实验的态度以及是否真的仔细思考、总结本次实验。教师也很难进行合理的评定,部分没有完成实验教学要求的学生的实验报告也可能获得较高分数,这也是造成学生普遍不能积极对待实验课的原因之一。针对此种状况,提倡实验报告的形式多样化,这样既能发挥学生学习的主动性,又能让教师更好地把握学生的学习动态和过程。同时,为了提高实验报告的质量,不同层次的实验,实验报告的要求也应不同。对于部分设计性、创新性实验,提倡学生以科技小论文的方式撰写实验报告,学生需要借助网络或者学校图书馆查阅与实验相关的文献资料。这不仅锻炼了他们利用工具获取知识的能力,同时也锻炼了独立思考能力,拓宽了知识面,为其以后的科技论文写作奠定了一定基础。这种新的方式会提高学生对物理实验的兴趣。同时,科技小论文没有固定的格式,形式可以灵活多变,避免学生之间互相抄袭。对于计算量不大、容易在较短时间内获得计算结果的实验,可以让学生直接在课堂上完成实验报告,教师根据学生课堂表现,结合实验报告情形,给出成绩。对于一些需要作图、数据处理较多的实验,学生只需在课后完成数据处理,并提交一份简明的实验报告即可。这种简明的实验报告,没有固定形式,但要求学生在数据处理和画图时尽量使用各类计算机软件,如Excel,Origin,MatLab等。有些实验需要进行大量的数据处理,学生需要花费较多时间和精力完成。有的实验要求采用作图法处理数据,但由于学生的作图准确性有限,实验结果的误差往往较大。采用计算机软件辅助处理实验数据和画图,不仅可以提高实验结果的精度,还可以提高效率,为学生节省了大量时间,在一定程度上也激发了学生对实验的兴趣。 3.2拓宽成绩评定渠道鼓励创新 为了使创新能力、动手能力较强的学生在实验考核中成绩更加突出,可将物理创新引入考核评价体系中。学校还可以举办各种形式的物理实验创新竞赛,鼓励学生积极参与。写出具有创新性的科技小论文,开发出实验设备的新功能,或者利用实验室闲置的废旧仪器组装不同功能的装置,均可获得名次。同时也鼓励学生积极参加各类校外的科技创新大赛,并将在校内外竞赛中获奖的学生按照获奖的层次,以较为合理的分值附加在实验课程的成绩上。这样做不仅激发了学生积极参加创新竞赛的热情,也增强了学生在物理实验课程中的积极性与主动性。 4加强实验室基础设施建设完善实验项目种类 在以往的教育观念中,存在“重理论、轻实验,重课堂教学、轻实验教学”的问题[9]。本科实验教学应放在重要位置上。正如侯洵院士所说:大学标志性成果首先是培养优秀的本科生,一流的大学需要有一流的本科教育,而一流的本科教育也必须要有一流的实验教学作支撑[10]。一流的实验教学需要有数量众多、种类丰富的实验项目作为支撑。目前,部分高校还存在开设的实验项目数量少、种类单一,大多为基础性、验证性的实验项目,很少有综合性、设计性项目等问题。学生无法自行选择实验项目,需要将所有实验项目全部完成来获得实验成绩。单调的实验项目难以调动学生的学习积极性,也难以开阔学生视野,导致学生对实验缺乏热情和积极性。因此,加强实验室的基础设施建设,是许多高校需要开展的工作。除了增加综合性、设计性实验项目外,实验室应根据学校的专业特点,开发一些既能展现物理学发展的前沿性与先进性,又能对学生的专业学习有帮助的实验项目。学生则可根据自身兴趣、专业需求、学习计划、未来规划等选择实验项目,获得实验成绩。 5结语 针对目前部分高校的大学物理实验课程教学中,在实验教材、教学方式、考核评价、实验室建设等方面存在的问题,提出改进措施。实验教材提倡采取分层次的模式编写,并及时将物理学最新成果补充到教材中。改变原有教学方式,以学生为主导、教师为引导,提高学生自主学习、分析问题和解决问题的能力。改革实验报告的书写形式,拓宽成绩评定渠道,让成绩考核更加公正合理,同时也能提高学生的创新能力。加大实验室的基础设施建设,引入能展现新技术、新成果的实验项目和交叉学科的实验项目,使学生能接触到前沿知识和技术。这些措施可操作性强,容易实施,部分改进措施已在我校实施,效果良好。 作者:贺柳良 张长伦 黄伟 马黎君 单位:北京建筑大学 大学物理实验课程教学篇2 一、大学物理实验课程在线教学方案 (一)实验项目的模块划分 根据实验内容和对各个实验要求的具体情况,将原教学计划(大纲)中的实验项目划分为A、B、C三个模块。模块A为“居家线上实验模块”,是通过教学视频和虚拟仿真实验软件(平台)完成的实验项目;模块B为“居家线下实验模块”,是学生在家自己完成的实验项目;模块C为“到校线下实验模块”,是学生返校后到物理实验室进行操作完成的实验项目。以我校56学时的《大学物理实验Ⅰ》为例,我们将原教学计划(大纲)中的19个实验项目划分为3个模块,如下表所示。三个模块的学时数分别占总学时数的43%、25%和32%。模块A(居家线上实验模块)占56学时中的24学时,包含绪论和7个实验项目,主要是线上资源较成熟可靠的实验项目,采用教学视频和前期购置的科大奥瑞虚拟实验仿真软件(平台)相结合的方式进行。其中,绪论采用前期录制、已放在校园网上的4学时的教学视频,学生上网观看,了解大学物理实验课程的意义、地位和任务,掌握测量误差、测量不确定度、有效数字和数据处理方法等,学习其他有关的实验预备知识;其他各个实验项目的教学视频主要是实验原理部分,也放在校园网上,要求学生进行每个实验项目时,先观看完该实验项目的视频,掌握该实验的原理后,再上网进入虚拟仿真实验平台进行实验。模块B(居家线下实验模块),占56学时中的14学时,包含5个实验项目,由学生在家进行。实验项目选择的是实验器材容易得到、或学生可以自制、学生完全可以居家自己搭建的那些实验项目。依据这一原则,将原教学计划中的“三棱镜折射率的测量”和“液体黏度系数的测量”实验内容,分别调整为“显微镜和放大镜的设计与制作”和“液体表面张力系数的测量”。模块C(到校线下实验模块),占56学时中的18学时,包含6个实验项目,这部分的实验内容,是对实验的操作要求相对较高、必须现场测量数据、不宜用虚拟仿真实验代替、或现有仿真实验内容不够成熟的实验项目。 (二)实验报告的要求 由于实验项目划分成3个不同的模块,因此对学生的实验报告的要求,也有所不同。模块A是居家线上实验,实验报告采用虚拟仿真实验软件(平台)提供的在线实验报告功能,教师在线安排实验报告并提出具体的要求,学生实验后在线提交报告,数据处理部分系统自动评阅,实验分析讨论部分教师手动评阅。模块B是居家线下实验,要求学生手写实验报告,拍照提供给指导教师。由于这部分的实验内容,是学生居家自己搭建并进行的实验,实验的器材也是学生自己购买或自制的,与原来实验室有现成的实验仪器相比,对学生的实验能力、创新能力和主观能动性,都有更新和更高的要求。模块C是按原教学大纲的要求提供实验报告。 (三)实验成绩的评定 原教学计划(大纲)的实验成绩的评定是按20%的平时成绩(含实验预习、考勤、遵守实验室规则等)和80%的期末成绩(以所有应交的实验报告得分算出:包含实验报告、操作考核、课堂表现等),由于现在教学方式有所改变,因此,实验成绩的评定也作相应的变化。新的实验成绩评定,根据划分的3个实验模块,分别评定实验成绩,最后3个模块的成绩加权相加,得出每个学生的实验总成绩。3个模块的成绩分数分别占总成绩分数的30%、30%和40%。模块A(居家线上实验模块)的实验学时数为总学时数的43%,但该模块内的实验项目,是通过虚拟仿真实验在线上进行,实验的难度相对较小,所以尽管该模块是实验学时数最多,但成绩的权重不宜取得过大。模块B(居家线下实验模块)的实验学时数为总学时数的25%,是3个模块中学时数最少的,但由于该模块内实验项目中的实验器具,绝大多数需要学生自己选择或自制,实验的步骤需要学生在教师的指导下自己设计,对学生的主观能动性和创新能力有更高的要求,在强调对学生创新能力培养的形势下,这部分的成绩的权重应该较大。模块C(到校线下实验模块)的实验学时数为总学时数的32%,实验成绩的权重为40%。由于模块A和模块B的实验,都是学生在家进行的,客观上指导教师无法现场观察和考核学生操作动手的能力,所以在模块C的实验成绩的评定中,应加强对学生操作能力的考核,提高实验操作得分在实验成绩中的权重。 二、大学物理实验课程在线教学思考 1.线上进行的大学物理实验课程,是学生通过电脑、手机等终端设备,上网进入相关网站,通过虚拟仿真实验项目,完成相应的实验。目前这方面的资源主要有三方面来源,一是部分学校自己开发或建设的一些大学物理实验网上资源,其次是国家正在全力建设的国家级虚拟仿真实验平台,三是一些商业科技公司开发的虚拟仿真软件。经过统计,大多数学校自己开发的这些资源,基本上都是通过精品课建设的形式,将大学物理实验课程的部分内容(如课程绪论、实验目的、实验原理、数据处理方法等)通过小视频、PPT等方式放在网上,供学生使用,每个实验项目缺乏完整的、交互式的内容,大多只能满足实验的预习。国家级虚拟仿真实验平台,目前上线的物理类实验项目有53项,但该平台实验项目是本着“能实不虚”的策略建设的,所以其中的大部分项目内容,并不涵盖大学物理实验课程的实验项目。商业科技公司开发的大学物理虚拟仿真实验软件(平台),基本涵盖了大学物理实验课程所要求的实验项目,每个虚拟仿真实验项目内容,从实验目的、实验原理、实验步骤、实验操作、数据处理、思考题、实验报告等,都有较完整的流程,所以目前来说,这是大学物理实验课程能够选择的最好的线上教学资源。 2.居家线下实验实际上是一种线上线下相结合的新的教学模式,对一个具体是实验项目来说,实验原理、实验背景等知识,可以通过线上教学实现,但具体的实验器具的选择、制作、实验的操作等需要学生自己完成,虽然这对学生能力的培养有极大的作用,但由于实验项目的具体内容和学生居家的不同条件,同一实验项目,很难达到每一个学生都可以实现。 3.线下到实验室进行实验,是大学物理实验课程传统的教学模式,这种模式能够让教师与学生在教与学的过程中密切互动。实验是一个过程,学生通过操作真实的仪器设备,进行实际的测量,得到结果,最后完成实验。不同的实验会遇到不同的问题,同一个实验,不同的实验者也会遇到不同的问题,线下实验,教师可以及时指导学生,引导帮助学生分析问题、解决问题,这些都是线上实验不可替代的。 三、结语 大学物理实验课程,是对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程,是训练学生系统实验方法和实验技能的开端。课程的教学目的,是让学生掌握物理实验的基本知识,培养学生自学与独立实验的能力,培养学生分析与研究的能力和设计与创新的能力。 作者:代锦辉 王华军 单位:成都理工大学地球物理学院 大学物理实验课程教学篇3 一、引言 “大学物理实验”作为理工类专业独立于“大学物理”而单独开设的一门基础必修课,是学生进入大学后接触的第一门实验技能训练课。通过对实验课程的学习,来加强学生对物理概念的认知,培养学生基本的实验技能、实事求是的工作作风以及严谨的科学态度,提高学生独立分析解决问题的能力。同时,“大学物理实验”中丰富的实验思想和巧妙的实验手段也帮助学生开阔了眼界,有助于引导与激发学生的创新思维和意识[1]。随着互联网技术的发展和大规模普及,“慕课”这一新型的教学模式自2008年被提出后受到了世界各国教育专家和学者的广泛关注。“慕课”是大规模开放性在线课程的简称,在这种教学模式下,学生主要通过在线观看教学视频来完成对知识的学习,教师则主要负责解决学生在学习中遇见的问题并对课程内容作进一步的延伸,从而完成知识的迁移和深化过程。“慕课”这种开放的学习环境不仅打破了学习过程中对时间与地点的限制,更重要的是它改变了传统教学中以教师讲授为主导的教学模式,使得学生可以根据自己的意愿主动选择想要学习的内容,引导学生积极主动地带着问题去思考和交流,从而真正实现了以学生为中心的教学目标[2]。本文在传统“大学物理实验”教学模式的基础上,提出了一种将在线开放课程融入到“大学物理实验”中的教学思想。学生主要通过在线开放课程对实验内容进行预习,在课堂上则主要进行实验系统的搭建、实验现象的观测以及实验结果的讨论。这样不仅丰富了教学内容,而且充分锻炼了学生的实验操作水平,通过与学生之间的交流讨论,激发学生对实验的热情,培养学生分析、解决问题的能力,增强其创新意识,这对促进理工科“大学物理实验”的教学改革有着重要的意义。 二、传统大学物理实验教学模式及不足 “大学物理实验”教学内容主要包括力学、热学、声学、光学、电学等普通物理实验和在近代物理学发展史上起着重要作用的近代物理实验两大部分。由于实验设备以及实验教学学时的限制,在物理实验教学过程中很难确保每一个学生都能够独立完成实验操作,这使得物理实验教学从某一方面讲只是传授给学生一些基本的实验测量方法,并没有真正意义上锻炼学生的实际动手能力,这样势必使学生丧失锻炼自己独立分析和解决问题的机会,达不到物理实验教学的真正目的。传统的“大学物理实验”教学模式主要包括实验前的预习、实验中的操作以及实验后的报告三大部分内容。实验前的预习要求学生通过教材对实验内容进行初步的了解并完成相应的预习报告。但是书本上的内容很难将一些深奥的物理现象和实验操作步骤生动地展现在学生面前,因而难以达到理想的预习效果。实验中的操作是指学生在预习的基础上,通过课堂上教师的讲解完成实验操作并记录下测量数据。由于学生层次具有不一致性,教师在讲解实验的过程中很难照顾到所有学生,这会导致一部分学生在教学时间内无法完成实验,达不到真正的学习目的。实验后的报告则要求学生对测量数据进行处理,得出结论,并完成相应的实验报告内容。这部分内容是学生成绩评定的依据。由于实验报告数量非常多,且数据处理的计算量较大,教师在评定的过程中根本无法核对每一位学生的计算情况,这会让一部分学生觉得有机可乘,从自己编造测量结果甚至去抄袭他人的实验报告,导致实验成绩无法完全反映出学生真实的实验态度。由此可见,传统的教学模式思想比较单一,教学方式比较落后,很容易使学生失去作实验的兴趣,因此急需在物理实验教学中加入新的教学理念,为物理教学注入新的活力[3]。 三、在线开放课程与传统物理实验相结合的教学模式 在线开放课程有着传统教学模式无法比拟的优势。首先,学生可以根据实际情况自由地选择学习时间及地点。其次,学生可以针对学习过程中遇到的困难反复观看教学内容,并且可以通过网络将问题反馈给教师,通过与教师间的交流互动来解决出现的问题。这种教学模式将学生被动的学习转化为主动的学习,能够提高学生的学习热情,真正意义上地实现了以学生为教学中心的教学目标[4]。基于此,我们提出了一种将在线开放课程融入到“大学物理实验”中的教学思想。这种教学模式的基本形式是:教师将实验讲义、虚拟仿真实验以及微课视频等完备的学习资料上传到网络,学生根据教师提供的学习资料完成预习,并总结在学习过程中所遇到的问题。课堂上的教学中心则不再是传统教学中单纯地教会学生如何去作实验,而是通过开放式的教学研讨引导学生对实验过程中遇到的实验现象及数据处理等问题进行分析探讨。课下,学生将实验数据以及写好的实验报告上传到网上,教师通过网络给出实验成绩。这种将在线开放课程与传统物理实验教学相结合的模式能够弥补传统“大学物理实验”教学中存在的不足,极大地丰富和完善了“大学物理实验”的三大教学内容。首先,对于实验前的预习来说,传统的教学模式学生只能从实验讲义上大致了解实验内容,对于一些复杂的实验原理及实验现象并不能产生直观的认识,这会导致学生在预习时比较盲目,很难达到理想的预习效果。学生在预习过程中产生的这些疑问会直接影响到实验中的操作,这就使得一些学生在完成测量任务时,只是机械地去模仿教师所讲的实验步骤,而不是去主动思考实验中所蕴含的物理思想,失去了锻炼自己主动思考及分析解决问题的机会。在线开放课程不仅可以为学生提供实验讲义,还可以利用丰富的网络资源为学生呈现出一些虚拟仿真实验结果。这使得实验现象能够更加直观地展现在学生面前,有助于学生全面深刻地理解物理规律,掌握实验方法。随着软件编程以及建模技术的发展,网络虚拟实验室的搭建为学生提供了更加逼真的虚拟元件及可视化交互环境,学生只需通过鼠标点击虚拟元件便可以搭建自己想要的实验系统并仿真出实验结果,也可以利用虚拟实验平台来验证自己设计的实验方案的可行性,从而真正激发学生的学习兴趣,提升其自主创新能力。其次,在实验操作上,传统的教学模式主要由教师进行实验内容的讲授,之后学生根据自己的理解完成实验操作。为了给学生留有足够的操作时间,教师的讲授时间通常不超过半小时。但是在这么短的时间内学生很难消化所有的实验内容,这就让学生在作实验时会表现出动手能力不足,甚至无法完成实验等问题,这无疑失去了开设“大学物理实验”课的最根本意义。在线开放课程中最重要的一个环节就是微课视频的加入,这使得学生在课前就可以通过视频对教学内容进行详细的了解,并且可以根据自己的实际理解程度对教学内容进行反复的学习,同时,学生还可以将学习过程中遇到的问题通过交互平台向教师提问,教师可以通过在线解答或者在课堂上讨论的方式完成对学生的答疑解惑,这样就解决了传统教学模式中存在的问题,真正实现了以学生为本的教学理念。再次,传统的教学模式学生需要将实验报告上交到指定地点,如实验报告箱、教师办公室等处。教师则根据学生的实验报告情况给出相应的成绩,然而,这个成绩的评定很难做到公平、公正。因为大部分实验报告都是千篇一律的格式,更有甚者会出现一样的测量数据。另一方面,由于“大学物理实验”是面向全校的教学科目,因此教师所需要批阅的实验报告数量就会非常多,教师根本无法准确判断每一位学生的计算能力,这就会导致实验成绩无法完全反映出学生的真实水平。而在线教学的互联网功能能够有效地解决上述问题。首先,学生可以将自己完成的实验报告通过网络递交给教师,这就节省了学生上交报告的时间。其次,教师可以将逐差法与最小二乘法等典型的数据处理方法通过计算机辅助软件进行编程,学生只需将测试结果输入到指定位置,系统便会根据计算程序给出相应的计算结果。这样就可以有效地考察学生在数据处理过程中的计算能力,并杜绝抄袭现象。 四、新型教学模式给教师带来的机遇与挑战 在线开放课程与传统物理实验相结合的教学模式符合信息化时代的发展要求,为每一位实验教师提供了展示自己才华的舞台。教师可以利用网络上的优秀资源丰富和完善自己的实验教学内容,扩大教学空间,丰富教学手段,从而促进精品课程的建设,更好地完成教育教学目标。与此同时,教师为了能够适应教育信息化的发展趋势,需要不断地调整、充实和完善自身的知识结构,不断探索行之有效的教育方式,以促进自身专业的成长和综合素质的提高。在新的教育模式下,教师应该主动适应角色的转变,真正地成为学生学习上的朋友和引导者,使“大学物理实验”的教学呈现出一种新的发展趋势。 五、结语 “大学物理实验”作为理工类专业的一门重要基础必修课程,在提升学生基本的科学素质和综合能力方面有着不可替代的作用。本文探讨了将在线开放课程融入到传统实验教学中的教育模式,并充分发挥在线开放课程的优势来弥补传统实验教学中存在的不足,激发学生的学习兴趣。这种将网络教学与传统教学相融合的模式符合信息化时代的发展要求,必将成为未来“大学物理实验”教学的发展趋势。 参考文献: [1]陈欢等.基于慕课模式的大学物理实验教学改革[J].轻工科技,2016(10). [2]张会娜,何昊.“慕课”背景下我国未来教育的发展趋势分析[J].科技资讯,2016(21). [3]张燕,李晓敏.新视角下的大学物理实验教学[J].科教导刊,2015(8). [4]巩学梅,陈振,张新光.慕课(MOOCs)在高等教育中的应用现状及发展前景探讨[J].宁波工程学院学报,2014(3). 作者:栾照辉 刘欣 赵磊 单位:哈尔滨理工大学
通过探索中高职工业机器人方向师资培训“1+4+3”模式,提高中高职教师的工业机器人专业水平,丰富知识层面,进而提高中高职学生的培养质量,为中国制造2025提供新鲜动力。 “中国制造2025”是中国工业未来十年的发展纲领、顶层设计,机器人作为一种新型劳动力,正悄然改变着制造业的用工模式,机器人(自动化)替代人工成为产业结构调整与升级的催化剂。2016年中共中央、国务院提出我国人才发展的“24字”指导方针:服务发展、人才优先、以用为本、创新机制、高端引领、整体开发。在未来的十年里,职业教育一定要起到人才引领的目的,要为产业的发展主动培养人才。据2016年报分析,中高职院校专业设置主动适应产业新发展,服务新兴产业发展的专业点数明显增加,例如工业机器人技术专业点成倍增长。2009年教育部启动实施“国培计划”项目,该项目以“有效教师培训”为主题,旨在中高职学校在职教师的学历提高、加强专业能力以及丰富知识层面等。广西科技大学职业技术教育学院是全国重点建设职业教育师资培养培训基地,负责中高职学校在职教师的学历提高和继续教育培训等工作。2016年开始举办工业机器人方向培训工作,共有66名广西中高职教师参加。培训前通过问卷调查方式,统计得知参加培训的中高职教师所在学校95%已经开设或准备开设工业机器人课程,高达77%的培训学员从来没有接触过工业机器人,师资培养迫在眉睫。本文从中高职工业机器人方向师资培训的需求角度,确定培训目标;借助智能制造协同育人平台,完善培训资源配置;通过问卷调查,组织培训内容;全程监控上课过程,有效控制培训质量。通过优化中高职工业机器人方向师资培训的模式,本文提出了“1+4+3”模式,即1个平台、4个铺垫、3类实施。力求通过探索实践中高职工业机器人方向师资培训“1+4+3”模式,提高中高职教师的工业机器人专业水平,丰富知识层面,进而提高中高职学生的培养质量,为中国制造2025提供新鲜动力。 1“1”智能制造 协同育人平台工业机器人产业是《中国制造2025》规划提出的“未来大力推动的重点领域”,也是国家工业化发展进程中的战略重点。中国目前已经成为全球工业机器人增长最快的重要市场,机器人市场在以每年20%-30%的速度递增。随着机器人应用的日益广泛和装机容量的直线上升,工业现场严重缺乏技术技能型人才,这已经成为制约机器人应用和推广的瓶颈之一,对这类人员的理论教育、操作和维护实践培训等,需求变得极为迫切。根据《广西推进机器人产业发展工作方案》的要求,通过广西科技大学职业技术教育学院与武汉华中数控股份公司、深圳华中数控机器人有限公司、上海ABB工程技术公司、江苏汇博机器人技术有限公司的深度合作,建立长期紧密的战略合作关系,共同创设工业机器人“智能制造协同育人”平台。基于平台探索协同育人的创新模式,为社会培养高素质技术技能型人才,推进“中国制造2025”的顺利实施。 2“4+3”培训模式的提出 基于智能制造协同育人平台构造一个层次式教学、高度真实的运作环境,为培训教学提供一个先进的、创新的、紧密联系工业生产实际的工程实践平台。理论教学与动手实践相结合,使培训教师直接实操工业应用型机器人设备,贯通理论教学和实际使用环节。中高职师资“4+3”培训模式具体分为两个阶段:“4”为调查铺垫阶段,即培训目标、培训资源、培训内容、培训目标与内容的逻辑建立;“3”为培训方案实施阶段:理论课程与实践课程动态调整、虚拟仿真、项目综合应用。 3“4”培训方案探索 3.1培训目标 中高职院校立足于当地的社会经济之中,为当地行业、企业、社区服务体现了中高职院校的区位优势。职业教育最为鲜明的特点就是其在培养人才的过程中,侧重于工作能力和实践技能的培养,而不是理论知识的灌输。寻找中高职教师的职业成长规律,并以此为基础建立科学合理的培养培训模式,具有重要的现实意义。教师是影响职业教育质量的关键因素。为提升职业院校师资队伍质量,国家启动了多项与教师专业能力提升相关的培养培训项目。尽管培养培训项目为中高职教师的专业能力发展提供了机会和平台,但调查发现,并不是所有项目都能达到令人满意的效果。培训效果差,原因有很多,经调查发现,70.16%的教师认为培训内容影响培训的效果。因此科学合理的培训内容设计,能因才因教施培,根据教师职业能力发展的实际状况和需求,设计合适的培训内容。随着社会对技术技能型人才的要求越来越高,作为培养输送职业技术人才的基石,中高职教师已经不再满足于传统的面授教学方式的培训形式,更多希望培训可以有以下几种形式:理论教学要浅显易懂;理论知识分解并融入实践教学,从实践中认知更多的理论知识;项目教学务必贴合企业实际问题,从企业需求、企业研发生产角度出发进行更多的项目应用学习方面的交流和学习。为使师资培训更加适应国家战略性新兴产业培育发展方向,立足应用技能培训,培养目标要体现满足操作、维护、设计等不同应用需求,发挥好师资培训对机器人产业发展的支撑作用,最终形成现代化机器人技术与高素质技能人才培养培训的示范基地。 3.2培训资源 培训资源是影响培训质量的最关键因素。培训资源分为软件资源和硬件资源两部分。软件资源指的是在整个培训任务中担任教学工作的培训教师,培训教师由高校专业教师和生产企业专业技术人员以及培训机构等综合而成,合理优化培训师资资源,结合理论知识、生产应用实例、社会培训机制等,发挥培训主体的引导作用。硬件资源指的是为师资培训提供的多媒体教室以及培训设备等。多媒体教室可采用最先进的录播教室;工业机器人实训基地则建设成为功能齐全、设备先进、与企业工业现场吻合的基地。 3.3培训内容 中高职教师的质量、知识结构存在较大差异,从深入参与“国培计划”的过程中看到一些问题的存在,在设计培训内容时培训需求与培训目标之间没有建立有效的逻辑关系。出现这些问题的原因是诸多方面的,中高职教师培训积极性不高,由于本身知识体系、知识结构形成的长期浅层、固定式教学使教师对培训内容无法产生共鸣而产生厌倦心理。在这种现状下,我们需要建立起培训需求与培训目标之间的逻辑关系。国培计划培训项目必须以需求为导向,需求显然来自中高职教师,但如何获得中高职教师对国培计划项目的需求,要做详细并且持续的调查。因此必须在任何一个国培计划项目中做调查,项目实施过程中也要穿插做调查,逐步形成与培训目标的一致性,培训效果才是可预期的。对参加培训的66名中高职教师提前做好开课前的问卷式摸底调查,确定调查对象、发放问卷、对被调查者的反馈信息进行汇总分析。调查得知:66名中高职教师仅有6人熟悉工业机器人操作;高达77%的学员没学习过工业机器人课程,甚至没见过和没操作过工业机器人;95%的学员所在学校准备要建设工业机器人实训室、已经开设或者准备开设工业机器人课程;66名学员表示希望学习到工业机器人发展历史、未来发展方向、工业机器人示教编程、工业机器人离线编程、示教器操作、编程实例、工业机器人电气图知识、工业机器人故障排除和维护等内容。通过这次调查,对培训教师的基本情况有了较为全面的了解。在培训过程中,还通过课堂观察和座谈会的形式对中高职教师进行更进一步的了解。 3.4培训目标与培训内容逻辑关系的建立 从国培计划的社会价值来看,通过国培计划提高中高职教师的整体素质;推动中高职教师教学内容改革,提高教育质量;培训一批工业机器人种子教师,推进素质人才培养模式的改变;开发工业机器人优质培训资源,创新教师培训模式和方法,推动工业机器人培训项目的大规模开发计划。从国培计划的项目价值来看,培训内容要由具有丰富生产实际的工业机器人生产厂家、应用企业以及丰富理论知识架构的工业机器人专家提供的预设知识构成。在培训课程学习过程中,通过不定时研讨、学术报告等方式来组织教师培训,有可能对教师积极性的提高起到促进作用。从国培计划的教师发展价值来看,中高职教师的质量参差不齐,有些教师具有非常丰富的教学经验,要通过国培计划提升他们的认知能力;有些教师专业不对口,为了占用国培计划名额,来学习跟他们本专业不相关的工业机器人知识;有些老师是新晋教师,没有任何教学经验,要通过国培计划提升他们的教学能力和实践能力。对于多层次的培训教师质量体系,需要在国培计划的项目中实施构建教师认知能力结构。在这种现状下,我们需要建立起培训目标与培训内容之间的逻辑关系。培训目标以国培计划的社会价值、项目价值、教师发展价值为优先考虑,如何确保培训目标与培训内容的协调性,通过国培项目实施过程的实时监控、课堂跟踪、沟通交流、座谈会等,进行适时调节。通过实时跟踪协调因培训目标而设置的培训内容,达到培训目标与培训内容的统一性。 4“3”培训方案实施 4.1理论教学与实践教学的动态调整 工业机器人是一门理论性和实践性都很强的课程,涉及的学科有机电一体化、机械工程、电气工程、控制科学与工程、计算机技术、工业设计、物流存储等等,学习内容的广泛性、应用性、实用性都非常强。中高职教师的数学基础比较薄弱,对培训理论知识(如:坐标变换、矩阵理论、微积分等高等数学的内容,运动规划、轨迹控制掺杂过多的算法)的内容无法理解,无法掌握,内容抽象,与企业实际应用脱节,学习起来难度大,兴趣低,严重影响培训教学质量。鉴于以上问题,课程内容设置必须遵守实践教学内容增加,理论教学内容减少,理论教学穿插实践教学的原则。在实施过程中,考虑到多数中高职教师对实践教学兴趣远远大于理论教学,培训教师必须把理论教学适当地在实践教学过程中进行穿插,让中高职教师对机器人的运动学知识更容易理解。通过中高职教师教学实践能力提升和理论教学能力巩固,进而提高他们勇于探索的理论分析能力和解决问题的实践操作能力。 4.2虚拟仿真的引入 机器人代替人进行作业时,必须预先对机器人发出指令,规定机器人应该完成的动作和作业的具体内容,同时机器人控制装置会自动将这些指令存储下来,这个过程就称为对机器人的“示教”。目前工业机器人的示教主要分为直接示教和离线示教。直接示教(示教盒示教)是由操作者手持示教盒引导,操作简便,易于掌握,但很难规划复杂的运动轨迹以及准确的运动路径,精度完全靠操作者的经验决定,效率较低。离线示教(虚拟仿真)是在离线编程系统中进行编程和在模拟环境中进行仿真,生成目标程序代码,最后生成机器人路径规划数据以控制机器人运动。离线编程软件还带有仿真功能,通过对编程结果进行三维图形动画仿真,离线计算、规划和调试机器人程序的正确性,解决编程时障碍干涉和路径优化问题。离线编程程序易于修改,模拟精度高,能够实现基于传感器的自动规划功能,是一种非常有效的示教方式。借助机器人离线编程软件InteRobot、Delmia、Robotstudio等,就像搭积木一样,从最基础的构建开始一步步循序渐进,一站式构建工业机器人离线编程示教工作站。通过场景搭建——生成轨迹——仿真——后置,在虚拟环境中模拟真实的工作环境,规划机器人运动路径,最后生成机器人可执行的代码,开展工业机器人的虚拟仿真教学,突破实践过程中对配套的工业机器人设备数量、场地、工作站系统等多项限制,为每一位学员提供自由操作学习、设计工业机器人工作站、创新工业机器人生产线等创新综合实践平台。 4.3项目综合应用 按照“完整的工作过程”进行综合性和案例性的教学项目开发,这些教学项目与企业实践密切相关,实现了理论学习与技能训练的统一。项目教学都是实践导向式和任务驱动式的教学,以工业机器人模拟仿真与离线编程软件Delmia为例,利用工业生产实例(汽车前板点焊)来讲解离线编程软件的使用,讲解各大模块导入、模拟仿真建模和运动制作、机器人行业应用模拟仿真典型应用案例、机器人系统仿真项目实战演练等。以华数离线编程软件HNC为例,利用工业生产实例(手机壳打磨)来讲解离线编程软件的使用,通过工具台轮廓建模和工件手机壳建模,按照工业生产路径优化要求,对手机壳进行打磨。 5结束语 随着工业技术智能化的快速发展,工业机器人应用技术越来越渗透进各行各业,以人为主的生产模式逐渐向机器人为主的模式转变。对机器人及自动化生产线的设计、集成、安装、维护、使用操作等专业人士的需求也越来越高,中高职师资特别是专业课教师既要具备扎实的专业基础理论知识和较高的教学、教研水平,又要具有较强的专业实践能力,才能更好地为当地经济发展培养合格的人才。本文通过借鉴发达地区中高职师资培养培训的经验,基于智能制造协同育人平台构建层次上教学环境,为培训教学提供企业工程应用实践平台,满足操作、维护、设计等不同层次人才需求,发挥好中高职师资培训对机器人产业发展的支撑作用。
1引言 2020年5月,教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》明确提出,要紧紧抓住教师队伍“主力军”、课程建设“主战场”、课堂教学“主渠道”,深入挖掘各类课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源,让所有高校、所有教师、所有课程都承担好育人责任,把思想政治教育贯穿人才培养体系,将价值塑造、知识传授和能力培养紧密融合,将显性教育和隐性教育相统一,推动构建全员全程全方位育人大格局。[1]课程思政将体现社会发展的价值理性需要的思政教育和体现社会发展的工具理性需要的专业教育两者协同[2],符合“现代工匠”的人才价值内涵与标准,符合学生成长成才的需要。专业课程是课程思政建设的基本载体,专业课教师必须认识到课程思政的价值在于立德与树人、育才与育人的完美结合,落实到专业课教学过程中的思想和行动自觉,厘清课程思政教育教学改革的规律,进一步加强教学方式方法的创新研究,不断提升课堂教学质量与实效,探索在专业课基础上融合思想政治教育的实践路径方法,综合提升学生职业素养,努力实现立德树人这个根本任务。本文以机电一体化技术专业核心课程“液压传动与气动”为例,对接装备制造产业链,分析岗位群对人才的具体要求,在学校通力构建“三全育人”工作体系的环境下,做好课程思政顶层设计,修订人培方案和课程标准,优化课程设计,统筹思政资源并有机融入,形成本课程的思政大格局。课程思政教学设计按照“强情怀、强基础、强实践、强融通”的四强教学理念设计,将价值引领、知识传授、技能培养和职业素养养成融成一体,推进德智体美劳五育并举,为行业企业输送符合要求的人才。 2课程概况 “液压传动与气动”是面向机电一体化技术专业开设的专业课,4学分,64课时,在大二上学期开设。课程旨在培养学生液压气动系统装配、调试和维修相关职业岗位关键能力,以“液压气动系统的分析、设计、调试与维护”为课程核心技术技能,主要讲授液压与气压传动的基础知识和基本计算方法,常用液压气动元件的结构原理、特点及应用,液压气动回路的安装与调试,液压气动系统的应用实例与原理分析。通过课程学习,能正确选用基本的液压气动元件,能识读分析、绘制液压气动系统原理图,能按照操作规程安装、调试与维护基本液压气动系统,能根据实际需求设计简单的液压气动系统。课程基于工作过程和在线开发课程平台,实施理实一体化和信息化教学。 3“液压传动与气动”课程思政改革思路和做法 借鉴上海出版印刷高等专科学校课程思政改革的建设思路和实施经验,探究“液压传动与气动”课程思政改革的“道法术势器”:聚焦课程思政的温度、广度和深度,不断优化教师、课程和课堂等课程思政建设的关键要素。 3.1深刻领会思政内涵,建强教师队伍“主力军” 亲其师,才能信其道。教师情怀决定课程思政的温度。抓实教师队伍“主力军”,建强“骨干教师+思政导师+企业导师”的多元协同教学团队。首先深化党员教师的使命意识,感染带动非党员教师,让教学团队每位老师都主动贯彻落实践行为党育人、为国育才的初心使命。其次教学团队坚持参加课程思政教学相关的培训,在教学中一直借助学习强国等平台时刻关注社会、丰富思想,注重对思政资源的积累和梳理,通过与社会、行业、企业紧密对接的案例积累,不断挖掘“液压传动与气动”课程中蕴含的思想价值与精神内涵,营造鲜活的教学情境,设置贴近岗位的工作任务,切实提升课程思政的育人实效。同时团队中思政导师为思想政治理论课教师、辅导员等思政工作者,他们为课程思政育人全过程进行协同设计和把关,通过合作教研,多渠道提升专业教师的课程思政技能。另外,聘请校外企业专家作为兼职德育导师,引入企业育人机制和育人资源,探索校企协同育人新路径。 3.2深入挖掘思政元素,建好课程建设“主战场” 课程思政建设的根本在课程,课程资源决定课程思政的广度。课程思政的有效性来自于课程教学素材和资源的鲜活性与深刻性。思政元素在教学内容、载体、教学组织、评价等层面的有机融入,需要教学团队精准把握、精细设计,从而让学生自然而然地接受,达到润物无声的育人效果。 (1)思政目标入课程标准 首先,对标职业教育国家教学标准等制度文件修订完善机电一体化技术专业人才培养方案,基于职业工作过程和岗位群素养要求制定完善“液压传动与气动”课程标准,清晰定位“爱国爱党、爱岗敬业、协作创新”的课程思政目标,做好课程思政顶层设计,精准育人;然后深化“岗课赛证创”融通,重构课程内容,采用以学生为中心,项目引领任务驱动、线上线下混合式教学模式,学生在执行工作任务的过程中获取知识、增进技能、提升素养;最后充分挖掘课程中蕴含的思政元素,进行思政设计,教学模块基于显性的思政主题内容,教学过程中线上、线下、课内、课外隐性渗透思政元素,贯穿于整个教学流程。通过重构教学内容,设计教学环节,设置工作任务,改革考评方案,推进课程思政底层落实。课程整体思政主线为“液压赋能中国力量,气动助力中国速度”,以液压气动技术助力中国战“疫”速度贯穿两大教学模块。化疫情之危为育人之机,通过构建“云课堂”构筑线上“云思政”,化用疫情活教材,传播中国速度、中国精神,将抗“疫”主题与课程内容有机结合,注入立德树人的“精神疫苗”。液压部分教学模块从参与建设雷神山火神山医院的是什么神车视频引出液压技术的应用,结合当前“中国制造2025”,给学生展示中国超级工程等,阐述液压与气压传动领域科技进步对制造强国战略的支撑作用,使学生了解液压气动技术最新发展动向,了解我们国家的先进技术,增强民族自豪感和坚定“四个自信”。气动部分教学模块展示在抗疫情防反弹的工作中,各医疗企业持续开足马力生产口罩,为对抗疫情树起一道坚实屏障,但呼吸机核心零部件被国外“卡脖子”的案例,激发学生科技报国技能强国的使命担当。教学过程中在任务设置、新知喂养、任务实施、课堂讨论、案例分析、课件文化育人、多元化考核等各个环节中隐性渗透式地融入思政元素,切实提升课程思政的育人实效,实现课政融通。图1是是思政主线贯穿的课程教学内容重构。 (2)思政资源入课程平台 思政元素更多是隐形的,需要挖掘,挖掘是起点,融入是落脚点,挖掘的针对性强,融入的契合度才高。坚持思政元素的“政治性、价值性、专业性”原则,充分挖掘共性元素,深入挖掘个性元素,深挖“液压传动与气动”课程中的职业道德、行业先锋、专业泰斗、技术巅峰等思政资源,持续优化思政内容供给。依托在线开放课程平台【名师名家】【企业零距离】【维修小课堂】【技术应用】【技术难题】【技术研讨】等矩阵内容,精选高契合度的思政案例和育人资源,巧妙渗透思政元素,促进职业素养入耳入脑入心。 (3)思政案例入课程教材 完善教材建设可以从源头牢牢把握正确政治方向和价值导向,确保育人元素科学规范融入课程建设体系。在新编教材中显性表述和隐性渗透呈现,纸质印刷与现代信息技术相结合,以案例引入、职业提示等开篇引导,以视野拓展、任务训练、课后调研等形式展现,教材案例素材库、电子课件和教案引导学生发现专业领域的真善美,树立正确的人生观与价值观,陶冶家国情怀,激发远大理想抱负,增进职业素养。 (4)思政考核入评价方案 课程思政不仅需要教育引导、文化熏陶、典型示范,而且更加需要完善考核激励制度,形成长效机制。因此课程遵循知行并进、德技并修的原则,改进终结评价,强化过程评价,探索增值评价,健全综合评价,形成专业考核与思政考核融合的多维考核评价方式。运用课程平台记录学生过程性学习行为、预习、任务得分情况,教师和企业专家分别根据学生课堂表现以及技能操行给予综合评价,学生通过学习平台和任务单分别完成相互评价以及自我评价,即学习平台客观评价、教师和企业导师综合评价、以及学生互评和自评三种评价方式相结合,实现评价主体多元化。将过程评价贯穿整个教学过程中,强化职业素养操行考核,注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核。对在学习和应用上有创新的学生应给予特别鼓励,全面综合评价学生能力。对于有效运用本课程的知识技能参加各类创新创业技能竞赛、创新创业训练项目的学生,可考虑按实际完成情况或者获得奖项折算成一定分值,作为综合成绩的一部分,以此鼓励学生参与创新创业的热情,激发创造创新的活力。 3.3深度融合知技内容,用好课堂教学“主渠道” 课堂教学设计决定课程思政的深度。用好课堂教学“主渠道”是课程思政建设的基础。创新课堂教学模式,借助现代信息技术打造课程思政线上线下混合式教学模式,灵活运用企业案例、影音素材等鲜活载体有效提升课程思政实效性。充分发挥在线开放课程的育人功能,推动思政教育贯通课内外。适应生源多样化特点,以实训设备、FluidSIM仿真软件和宇龙机电控制仿真软件为线上线下教学载体,完善以学习者为中心的一体化课程实施和评价体系。课程思政必须从第一次课开始,与学生约法三章,定好规矩,规范课堂行为,端正学习态度,坚持“勿以善小而不为,勿以恶小而为之”理念,一以贯之,培养良好的学习习惯和行为习惯,形成良好的职业素养。考勤环节引导学生凡事从诚信做起,引出平时作业、期末考试、任务单训练都需要按照课堂要求,独立思考不弄虚作假等。让学生知道诚信是一个人的根本,践行社会主义核心价值观从诚信开始,可以借鉴企业用人原则:德才兼备优先录用,有德无才培养使用,有才无德限制使用,无德无才坚决不用。课堂教学中通过递进式的任务将液压气动技术、电气控制技术及PLC技术有机地融合,锻炼学生的专业能力和可持续发展能力,引导学生对复杂问题的攻坚、钻研、持之以恒的态度,养成追求极致、精益求精的工匠精神。在教学模块中以爱国爱党、坚定“四个自信”的显性思政主题切入,在任务设置、新知喂养、任务实施、课堂讨论、案例分析、课件文化育人、多元化考核等各个环节中隐性渗透式地融入工匠精神、劳动教育、团队、安全、责任、环保意识等思政元素,螺旋式上升形成德技融合课堂。同时课内外联动,社团、兴趣小组、技能大赛、志愿服务等实践活动丰富课程思政内涵,让课堂育人、实践育人、志愿文化育人形成合力。 4结语 “液压传动与气动”课程以实训设备、FluidSIM仿真软件和宇龙机电控制仿真软件为线上线下教学载体,辅以在线开放课程平台,以实际工作过程情景,完成教学项目设计,通过深入实践一体化课程改革,实现了“做、学、教”的深度融合,学生真正将知识与技能、岗位基本素质、职业资格标准和岗位技能需求融为一体,实现“做中学、做中教”,培养学生的协作创新能力和解决实际工作问题的能力,将思政元素全过程全方位融入,引导学生树立正确的人生观、价值观,激发爱国情怀和民族自豪感,培育新时代又红又专的“现代工匠”。 参考文献: [1]教育部网站.教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知2020-06-05. [2]腾跃民,张玉华,肖纲领.高职专业“课程思政”的“道法术器”改革[J].辽宁高职学报,2018(20):53-61. [3]李春萌,马翠凤.三全育人格局下课程思政建设的实践探索[J].中国职业技术教育,2020(9):55-58. [4]沈伟,沈超,钱炜.课程思政背景下的流体力学及液压气动技术课程教学模式改革探索[J].液压与气动,2021(6):135-141. [5]路珍,夏连鹏,束世辰.建设科技强国——流体传动与控制课程思政“全链条”教学模式[J].液压与气动,2021(9):180-188. 作者:朱丽琴 李剑 王琰 单位:南京科技职业学院
锅炉发电机组的节能技术探讨:DCS在发电机组锅炉热工自动化改造中的运用 (广州恒运企业集团股份有限公司) 摘 要: 随着现代社会技术水平的不断进步,发电机组锅炉热工自动化水平也多有提高。其中分散控制系统在发动机组锅炉热工自动化改造中有着十分重要的意义。本文从分散控制系统的基本特性以及基本组成出发,简述了它在发电机组锅炉热工自动化改造的改造内容和应用现状,强调了 分散控制系统 系统的优势特性,总结了发电机组锅炉热工自动化改造的发展方向。 关键词: 分散控制系统(DCS) ;发电机组;热工自动化改造 传统热控系统线路复杂,维护监控成本高,不符合日益增长的生产需求,自动化水平的落后严重制约了机组的生产性能和安全性能。近年来,将分散控制系统用于发电机组锅炉热工改造,大大提高了自动化水平。其中,东方集团的300MW机组具有代表意义,汽轮机、锅炉、发电机是主要组成,在试运转中不断完善调试后,该机组商业运行状态良好,热耗平均数值为:8484 kj/kw・h。部分参数具体数据见表。 一、分散控制系统的基本组成 分散控制系统也称DCS,由监视控制级和过程控制级组成。首先,操作员站是指运行人员监视操作控制平台,它可以提供并完成相关信息数据采集和生产过程的干预。可以通过实时通信网等设备的运用完成对整个系统动态监控,如实时设备状态和操作记录,还能做到相关数据、报表的简单处理、以及应急事故的报警和分析等其他多种功能。历史数据站是数据储存检索的主要完成载体,它可以计算效能,监控设备,但和操作员站不同的是,它不能发出控制指令。打印站可以完成数据等资料的实体输出。以上三者共同组成监控站。过程控制站的核心是数据处理和驱动执行,是接受指令反馈信息的重要关节。数据采集站主要参与预处理和过程量的采集。工程师站是逻辑组态等功能的专用工具。分散控制系统在网络、软件、以及多个模板、多个逻辑的全方位支持下,可以实现多种控制模式,如二进制控制等等,分散控制系统有着极强的延展性和多样性,因地制宜的选取合适的控制模式,对于提高整个系统的安全性和稳定性有着十分重要的意义。 多控制站可以有针对性的完成不同任务,如输入、记录、输出、驱动、扩展等,多个控制器并行组成完整的控制系统,最终实现实时数据监测和驱动等综合功能。 二、发电机组锅炉热工自动化改造内容 将分散控制系统应用于发动机组锅炉热工自动化改造内容主要包括MCS、DAS等多系统的自动化改造,具体的系统配置依据实际情况各有不同。改造具体流程如下:首先,依据实际生产的需求,将各控制站进行任务分工。具体任务如保护、风力调节、风烟顺控、燃烧器管理、协调、制粉、减温、旁路、轴封、泵系统以及数据采集功能。依据具体功能的不同配备各种有针对性的模板。针对待改造的传统发电机组的现状和不足,强调提高改造发电机组锅炉热工的生产效率、安全性能以及可靠性能。因此,分散控制系统采取双冗余结构提高系统的安全可靠性,同时,将被控制对象的重要程度进行分级,重要级采取超级分散配置,进一步保障了数据安全。分散控制系统通过使用硬接线减轻网络负荷,一方面保障了系统的开放性和兼容性,另一方面提高了网络通讯的稳定性和容错率。分散控制系统还可以通过设置多操作员站,减少个别控制站的增减对整个系统的影响,这也大大提高了系统的开放性和稳定性。 机组协调自动化控制是发电机组锅炉热工自动化改造的单元核心,代表着自动化水平程度,是实现电网调度等整体控制的必然基础。提高发动机组锅炉热工自动化程度,就要提高机组协调控制,具体要求从锅炉、发电机的单元机组等被控对象的基本特征出发。控制器接受压力相关数值计算指令控制汽机和锅炉机组。锅炉机组等各组间及组内多个子系统间协调一致,最终稳定的提供机组所需能量,从而在提高机组安全性和稳定运行能力的同时,提高系统的经济效益。 机组协调控制系统的主要现状难点在于多变量带来的不确定性。输入数据不是单一变量,锅炉调节量是由多子系统组成,水、风、燃料等多数据共同影响的。因此子系统的多方协调和平衡是实现机组输入输出强耦合的必要基础。这就要求我们从实际出发,调节机组运行中的具体问题,通过参数自适应等多逻辑组态的手段,进一步控制计算,最终实现适于生产的系统的优化改造。比如:减少锅炉和汽机的互相影响,可以采用解耦算法,增强抗噪能力。子系统中,要注意水汽滞后性的控制、矫正氧量提高经济性能、注意避免一次风压不当引起燃烧不稳等现象。值得一提的是,将前馈和反馈结合可以更好的增强被控内容的稳定性。参数自适应保护等多种逻辑组态的选择大大的丰富了系统的多样性,可以根据被控对象和逻辑关系的不同选择适当的模块组态,适用于不同的实际生产问题。 最终,通过机组现场运行和多次实践证明,分散控制系统改造的发电机组运行过程平稳顺利,符合预期既定效率目标,安全性等多系统评价指标反馈良好,改造后明显优于传统控制方法机组,较好的解决了基建遗留问题,带来了可观的经济效益和安全保障。我们得到结论,分散控制系统大大提高了我国发电机组锅炉热工自动化水平。为保证发电机组锅炉热工自动化的可持续发展,就必须深化扩大分散控制系统在发电机组锅炉热工自动化改造的应用,进一步提高系统生产效率,提高系统稳定性和安全性,提高兼容性和应变能力。 三、分散控制系统在发动机组锅炉热工自动化改造的优势 分散控制系统在发动机组锅炉热工自动化改造中有着不可替代的运用优势。首先,分散控制系统具有实时性,可以在控制对象要求的时间限度内完成数据的采集处理分析以及指令的传送和完成。现场处理和直接控制也凭借分散控制系统得以完成,其次,分散控制系统具有更高的稳定性,一方面,分级的控制和多节点接入以及多站点的并行模式可以尽量降低个别节点缺失的损失,同时降低维护管理成本,另一方面,多拓扑结构的网络模式也可以保证数据传输的稳定性。再者,分散控制系统的兼容性强,在线网络的重构能力保障了信息的可扩充性,提高了整个系统的承载能力和容错能力。开放性的系统设计以及模块和逻辑组态的多样性丰富了控制系统的功能,可以实现多种先进控制和自定义的特殊算法。最重要的是,分散控制系统提高了效率。多站点分担任务,通过专业分工,提高了任务完成能力。值得一提的是,分散控制系统整体上降低了系统的维护成本和故障率,由于多模块的组成形态,有别于传统链式结构,故障一旦发生,可以缩小故障范围,保证系统通畅的同时,完成系统维护。 四、总结和展望 自动化信息化建设是工厂管理的必由之路,随着算法、设备的不断进步,机组运行效率和安全性不断提高满足生产要求。分散控制系统分散控制系统综合计算机技术等多学科知识,通过通信网络连接各组件,最终实现各组件分散控制和灵活管理,甚至影响企业决策,是发电机组锅炉热工自动化改造的重要基础。实践证明:分散控制系统的应用,有效的提高了经济效益和生产能力。 锅炉发电机组的节能技术探讨:火力发电机组锅炉控制技术的新进展 【摘 要】近年来,国家经济和科技不断发展,国内外的火力发电机组控制技术也得到了显著提高。研究表明现阶段火力发电组锅炉控制技术存在着惯性大、不确定性等因素,使得传统的控制方法不能够完整的对建立的数学模型进行精确的控制和解析。本文从非线性角度介绍了一些不依赖于锅炉模型的新的控制技术,能够很好的控制锅炉,有利于从整体上提高锅炉机组的性能,具有很大的研究意义。 【关键词】火力发电 锅炉 控制技术 随着信息技术的不断提高,在火力发电系统中引入了计算机技术,从而为火力系统的控制提供了更加复杂的控制策略。随着发电机组的数学模型趋于精确化,由于锅炉系统零部件具有非线性、不确定性、惯性大等问题,使得传统的控制技术难以实现对其进行精确的控制。自20世界90年代以来,各国广泛的开发新技术,研究新的控制方法。特别是模糊控制、自适应控制、神经控制、预测控制等技术的研究最为广泛,逐渐成为了各国研究火力发电机组锅炉控制技术的热点。 1传统控制技术的局限性 现阶段火力发电机组的锅炉控制技术是由PI算法的多个单输入和单输出的反馈回路构成,在预定的负荷工作点整定控制器的参数并将其固定。由于现在的电网负荷需求的波峰和波谷差很大,难以避免的使用容量较大的机组参与调峰。为了能够高效的参与负荷的调度,火力火电机组的控制必须在调度周期内适应负荷变动和随机波动。随着工作点的不断变化,在负荷调度中,传统的控制技术中的零件的非线性降低了发电机组的运行性能。锅炉机组是一个复杂的非线性系统,各个通道之间都存在着耦合和惯性滞后,这些原因导致了控制困难。另外,发电机组正在朝着大容量、高参数等方向发展,锅炉运行的安全性对火力发电机组的过热蒸汽温度、再热蒸汽温度的控制性能提出了更高的要求。因此,传统的火力发电机组锅炉控制技术不能够满足锅炉的运行安全性指标,也不能够解决零件非线性等不利因素造成的影响,为此人们研究了各种各样的新的控制策略来解决控制中出现的问题[1]。 2研究新技术的意义 火力发电机组传统的控制方法具有单一性,输入和输出都不能满足当前锅炉控制的新要求,通过研究新技术能够更好的服务于锅炉控制行业,此外由于控制技术是一种综合性技术,研发出新的锅炉技术,能够带动其它相关行业的发展,从而从根本上能够促进社会经济的发展,提高社会生产力水平。 3 锅炉的新技术 3.1 自适应性控制 自适应性顾名思义是指实时跟踪系统的运行状态并且不断的变更各个控制器的参数,能够解决动态特性变化的过程控制问题。当机组在电网负荷在大范围变动条件下运行时,自适应性为多输入和多输出的非线性火力发电机组。这样能够为发电机组提供高效的控制策略。 通过自适应性控制解决煤炭的性质、管束老化等问题对锅炉蒸汽温度动态特性的影响问题,运行结果表明自适应性控制比传统的单输入 、单输出控制要有明显的高效性。另外,美国弗吉尼亚工学院的研究人员设计的自适应性控制器,能够控制锅炉的汽包水位,研究仿真结果表明,控制性能明显的高于传统的PI单输入和单输出控制。通过这些研究实例也可以得出自适应性控制能够较好的解决非线性问题,效果比传统的控制技术优越[2]。 3.2神经控制 神经控制是通过建立神经网络进行控制的技术。由于神经网络具有非线性映射能力和函数逼近能力,因此这种控制能够对锅炉中的非线性建模和控制提供良好的控制工具。希腊国立工业大学等人提出的汽包锅炉控制方案,能够通过误差反向传播算法对锅炉动态特性进行逆向研究,建立逆向的神经动态控制器,,通过对汽包锅炉压力控制进行仿真表明,这种控制器的响应时间要明显比传统的控制技术短。德国工业大学的相关研究人员采用将复杂系统分解的方法,采用多智能体系统来控制锅炉的燃烧过程。研究实例表明,通过利用神经网络的自组织和自学习的能力,能够发现机组运行数据中的动态信息,补偿对象的非线性,克服不确定性的影响,能够将系统进行线性耦合[3]。 3.3 预测控制 在热工程控制中,普遍存在着系统的惯性较大,滞后性较大,以及非线性等因素导致难以建立精确的数学模型,这样传统的控制技术难以解决非精确模型的控制,导致控制出现偏差。而预测控制对模型的精度没有很高的要求,鲁棒特性较好,能够很好的解决这些问题,因此预测控制在热工程技术中有着广泛的应用。通过预测控制技术能够实现对200MW汽包锅炉过热蒸汽压力的自调整控制,研究的仿真结果表明:在大范围运行条件下,预测控制能够明显的提高控制性能。英国的贝尔法斯特大学的研究人员基于广义的预测控制设计变量大的预测控制器,对运行范围内负荷速率变动较大时主蒸汽压力和温度进行仿真,结果表明:此类控制器的性能明显优于传统单输入和单输出控制器性能。 3.4 模糊控制 所谓模糊控制是指将工作人员的操作经验和操作过程应用语言变量总结为若干条件语句,建立模糊关系,并且建立模糊的逻辑推理,从而能够实现对复杂控制对象的控制。应用模糊控制技术来控制电站锅炉,不仅在仿真研究上取得了一定成果,在工程实践中也取得了长足的进展。相关的仿真研究有美国俄亥俄大学的研究人员设计应用在流水量控制的模糊控制器。澳大利亚新南威尔士大学的科学家,通过对不同负荷运行条件设计的局部线性控制规律进行线性组合,构造控制系统实现全局控制,实现对汽包水位的调节[4]。 4结语 随着改革开放的不断深入,我国的火力发电机组锅炉控制技术也得到了显著提高,使得我国锅炉行业的应用从整体上得到了应用。但锅炉零件也不免存在着一些滞后性大、非线性、惯性大、不确定性等不利因素,导致传统的控制技术难以实现精确模型的良好控制。本文介绍了一些不依赖于锅炉模型的新的控制技术:自适应控制、神经控制、预测控制、模糊控制,使得锅炉控制朝向智能化方向发展。通过对锅炉控制技术的非线性研究,能够为提高火力发电机组锅炉控制系统的稳定性、安全性、高效性提供一种新的研究思路。 作者简介:江清凌(1995.2-),女,华北水利水电大学,本科,研究方向热能与动力工程。 锅炉发电机组的节能技术探讨:CS3000集散控制系统在锅炉汽轮机发电机组中的应用 摘 要 本文简要介绍了锅炉汽机发电工艺,并通过举例介绍CS3000集散控制系统在锅炉汽轮机发电机组中的应用情况。自2011年7月此机组投运以来,DCS系统稳定,控制效果良好,各项技术指标均正常,收到了很好的经济效益和社会效益。 关键词 集散控制;顺空表;逻辑图 0引言 日本横河公司的CENTUM CS3000是基于Windows XP操作系统的集散控制系统,具有开放的操作环境。控制站采用了双CPU冗余、容错方式能够在任何故障及随机错误产生的情况下进行纠错,不仅提高了运算数据的可靠性而且实现了连续不间断地控制。本文结合某钢铁厂发电机组实际情况举例介绍了CS3000集散控制系统几个主要控制功能及应用情况。 1锅炉汽机发电工艺 发电机组工艺流程是通过锅炉汽包加热水产生的水蒸汽进入蒸汽轮机膨胀做功产生动能带动发电机转动从而转化成电能。本套机组由1台锅炉,1台双抽凝汽式汽轮发电机组,及除氧和循环水站等配套辅助设备组成。 2 CS3000集散控制系统组成 在此系统中采用一台工程师站(EWS)、三台操作站(HIS)。锅炉和汽机(包括除氧、循环水站)采用两个控制站(FCS)分别控制,这样一旦汽机出现故障造成停机,锅炉本身不受影响仍然可以向外网输送蒸汽,避免因停汽机造成停炉的损失。通过Vnet/IP网络与控制站(FCS),四台计算机可以分别与锅炉控制系统和汽机控制系统相互通讯。即便有一台计算机故障,其他计算机也可以操控所有画面。网络图见下图: 3 CS3000集散控制系统在机组中的应用 在CS3000集散控制系统中,设计人员可以通过顺控表和逻辑图组态完成非常复杂的逻辑功能,可以实现反馈控制、顺序控制、算数运算等多种控制功能。 3.1反馈控制功能 锅炉中的水位调节,主蒸汽压力和温度调节,引送风机调节;汽机中的凝汽器、高低加、除氧器液位调节,减温减压器压力、温度调节等等均需要反馈控制功能实现,这里由逻辑图实现。 以汽机除氧器液位调节为例。除氧器液位调节以除氧器水位作被调量,通过控制除氧器水位调节阀开度,以维持水位在正常值。见图: 3.2顺序控制功能 锅炉中的引送风机电机控制,紧急放水阀门,加药泵等;汽机和公共部分中的凝结泵,射水泵,给水泵,各个油泵及阀门调节等等均为顺序控制可由顺控表来完成。以锅炉系统中排污阀门为例,见下图。 3.3锅炉炉膛安全保护系统(FSSS) 锅炉由FSSS完成自动点火并实现炉膛安全保护功能。当运行工况不符合要求或有不稳定趋势时,依照规定的运行工序保护动作跳闸,以避免锅炉不正常运行。锅炉运行时,任何一种危险工况出现,系统发出MFT信号,并指示出MFT首次跳闸的原因。来自FSSS或手动MFT的锅炉跳闸指令将切断所有燃料的输入。 为方便操作人员,CRT屏幕上提供锅炉跳闸首出报警原因指示。由FSSS检测出的MFT首出原因在跳闸后立即在屏幕上显示。 4结论 以上介绍了CS3000集散控制系统在某钢铁厂锅炉汽机发电机组中的一些应用。自2011年7月此机组投运以来,DCS系统稳定,控制效果良好,各项技术指标均正常,收到了很好的经济效益和社会效益。这是一个很好的CS3000集散控制系统的应用实例。 锅炉发电机组的节能技术探讨:600MW火力发电机组锅炉水平烟道炉底管出口集箱管座泄漏原因与对策 【摘 要】分析了河北省西柏坡发有限责任公司600MW火力发电机组1950T/h超临界锅炉水平烟道炉底管出口集箱管座泄漏的原因,认为底管出口集箱管座泄漏与锅炉膨胀受阻有关。根据分析结果,制定相应对策,采取增加设备柔性、消除膨胀受阻等措施,在2013年大修中进行了现场改造。经实际运行未发生过泄漏,值得在火力发电行业同类机组中大力推广。 【关键词】炉底管座;泄漏;对策 一、前言 600MW火力发电机组已是电力生产的主力机组,锅炉大多为超临界参数,因结构设计不合理造成锅炉泄漏而引发的机组停运事故时有发生,已是影响发电厂安全生产的主要隐患之一,从而严重影响电厂的安全性和经济性。为此就河北省西柏坡发电厂锅炉水平烟道炉底管出口集箱管座泄漏的问题,进行了原因分析并制定了可靠相应对策和改造方案。经实际运行考验,改造方案十分成功。 二、设备概述 河北省西柏坡发电厂1950T/h超临界锅炉为北京巴布科克?威尔科克斯(B WB)有限公司生产的B WB-1950/25.41-M型超临界直流锅炉。单炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、露天布置的P型锅炉,锅炉配有带循环泵的内置式启动系统。 带循环泵的内置式启动系统布置在炉后侧,炉膛上部布置屏式过热器,炉膛折焰角上方有中间级过热器和末级过热器。在水平烟道处布置了高温再热器。尾部竖井由隔墙分隔成前后两个烟道,前部布置低温再热器。后部布置一级过热器和省煤器,在分烟道底部设置了烟气调节挡板。烟气调节挡板后布置两台回转式空气预热器。 锅炉本体汽水流程,来自高加的给水首先进入省煤器进口集箱,然后经过省煤器管组和悬吊管进入省煤器出口集箱。省煤器出口集箱经一根外部炉膛下降管被引入位于炉膛下部的水冷壁下集箱,然后沿炉膛向经下部螺旋水冷壁进入位于炉膛中部的中间过渡混合集箱。从中间过渡混合集箱出来的工质再进入炉膛上部垂直水冷壁,之后,工质由水冷壁出口集箱经连接管进入出口混合集箱,经充分混合后进入炉膛顶棚管,再由炉膛顶棚管出口集箱进入位于锅炉后部的汽水分离器。 三、存在问题及分析 #1锅炉高温再热器自1993年12月投产至1997年12月4年时间里,共发生泄露27次,更换管子67根。1995年至1997年期间利用水压试验发现泄露43处。1995年大修时更换21根严重热变形管子,上部承重管卡有1/3脱落。针对不同泄露情况进行以下详细分析。 (一)管材复杂造成膨胀偏差。为了降低锅炉的制造成本,锅炉厂家依据热力计算,按再热器沿程介质温度的不同采用了五种不同材质的管子(Φ60×4.5,15CrMo,12Cr1MoV,12Cr2MoWVB,TP304,T22),但未充分考虑到因不同管材线性热膨胀系数不同,各管子受热膨胀量不同,胀差在管卡子及管材对接焊口处产生非常大的应力,从而严重影响了管子寿命。 (二)管卡结构及工艺存在缺陷。再热器管排中管子间的导向定位板结构不合理,如图2所示,其膨胀间隙统一设计为15mm,由于余度不大,而且装配工艺不良,无法保证间隙均匀,膨胀严重受阻。在导向定位板与管子的焊趾部将管子拉裂而造成泄漏停炉。另外,定位导向板直接焊在管壁上,其焊接质量也很差,未熔合、咬坑、过烧缺陷严重。大修检查中发现,#1炉再热器 2301多个导向定位板30%~40%已脱落。 (三)高再管道的受力分析。高再出口段由于材质不同、壁温不同,其膨胀量也必然不同,尤其是TP304H为奥氏体钢,其壁温又最高,与其他管子的膨胀量相差很大。以高再向火第1根和第8根为例,经计算,运行工况下第8根较第1根膨胀量大25.4mm。这样由于膨胀量大的管子和膨胀量小的管子相互制约,使膨胀量大的管子承受压应力而弯曲,膨胀量小的管子则承受拉应力。同时,由于管子之间的管卡设计不合理,只有15mm的单向位移量,加上制造、安装误差,相临管子之间常因膨胀量不同而导致管卡卡死,在管卡与管子的焊接部位产生应力集中。这两种应力的存在导致了管卡裂纹的产生。 例如,高温再热器出口管组第1根与第8根为同一管圈(见图1)。第1根管材质为钢研102,计算壁温为590℃,线膨胀系数为13.7×10-6mm/℃;第8根管子上部有7883mm长的TP304H,计算壁温为605℃,线膨胀系数为18.8×10-6mm/℃。如果以承重管卡子为死点,只计算不同材质但相同长度段(4914mm)的两种管子膨胀差如下: TP304H L1=(605-20)×18.8×10-6×4914=54.00mm 钢研102 L2=(590-20)×13.7×10-6×4914=38.4mm 胀差 L=L1-L2=54-38.4=15.6mm 在运行状态,不考虑任何热偏差、也不考虑超温的可能性,同一管圈在不足5m长的管子上就产生15.6mm的膨胀差,作用在管圈上的附加应力就可想而知了。在运行和水压试验中发现的全部泄漏,均是在管排导向定位板焊趾和钢研102管子对接焊口的焊趾处,呈横向断裂。经金相分析,高再管子的开裂是管子在运行过程中金属晶界因发生了微量元素P的偏聚及网状碳化物的析出而显著弱化,材质严重脆化后,在应力作用下发生的脆性开裂。 (四)失效炉管化学成分分析。将失效炉管的化学成分进行了分析,结果见表1,失效炉管的化学成分符合国标GB5310-1995的规定。 (五)室温及高温拉伸性能。在第34排第7根和第40排第10根第1道管卡处取样进行室温和高温拉伸,试验结果如表2所示;可以看出,第40排第10根的室温和高温强度显著偏高,同时塑性指标δ5低于GB5310-85的要求。 (六) 膨胀应力对管子性能的影响。钢102是经长期实践证明具有优良综合机械性能、工艺性能、焊接性能和较高热强性的材料,已广泛使用于过热器和再热器,没有发现过材质的迅速脆化问题,该炉高再管子的脆化与该炉的结构有关。 从上面高再管子的受力分析可以知道,由于高再管子间膨胀量不同,以及管卡的设计不合理,在运行工况下,高再管子将承受很大的热应力;不管是拉应力还是压应力,它们产生的应变将明显加速材料的析出过程。#1炉高再管子晶界碳化物的析出和微量元素P的偏聚,正是较大膨胀应力导致材料析出加速的结果。再者,由于管排外圈的重量是靠管子之间的承重管卡子依次传递到中间与联箱连接的垂直管上,其管卡与管子的连接与导向定位板的连接相同,在膨胀应力及管子和介质的自重的作用下将其沿焊口撕裂,造成管子泄漏。 (七)钢研102异种钢焊口裂纹造成的泄漏。采用五种钢材制造的再热器,造成大量异种钢对接焊口,而异种钢焊接工艺复杂,技术条件要求高,并且存在许多难以解决的问题。比如,异种钢焊口的焊接,是采用氩气保护焊,在现场检修或抢修中,很难达到其焊接工艺规范要求。因此,异种钢焊接质量就不能得到可靠的保证。 另外,国内对钢研102本身的焊接工艺标准都不统一,机械工业部的标准要求进行焊后热处理,电力工业部的标准对≤φ60 × 6mm的管子,不要求热处理,而从现场情况来看,不论执行那一个标准,都出现了钢研102焊口裂缝。 分析其原因,钢研102与其它钢种的焊接存在以下几个问题: ① 异种钢的焊接应力是温度分布不均的热应力和相变引起的组织应力;加上异种钢焊接时,导热系数的不同,膨胀系数的不同使焊口产生非常大的应力集中,再迭加上管排异种钢膨胀差产生的附加应力,超过塑性较差的钢研102母材或焊缝金属极限强度时而发生开裂。② 由于钢研102含奥氏体化合金元素很少,使焊缝的奥氏体形成元素不足,产生低塑性的马氏体脆性层,而且焊缝热影响区在焊接热循环作用下形成淬硬组织。如果再考虑到近缝区经受1300℃以上高温后晶粒显著长大,晶界面积相对减小,晶界强度降低,塑性大为下降,就使热影响区呈现非常敏感的裂纹倾向。③钢研102在焊后热处理或是高温运行条件下,产生较严重的脱碳和晶粒变粗。④在焊后热处理或是高温运行条件下,异种钢焊口处发生碳扩散迁移现象,晶界上各种碳化物逐步聚集,相互作用,形成大颗粒的复合碳化物,使钢研102一侧产生较重的脱碳和晶粒变粗。而现论认为对低合金钢来说,金属含碳量低到一定范围,就有一凝固裂缝敏感性急剧增大的区间。这一临界含碳量大致为0.05%。 四、高温再热器的改造 针对以上原因分析,经过调研和专家论证确定了以下改造方案。 (一)利用T91取代钢研102。更换高温再热器管材。利用T91取代钢研102和12Cr1MoV管材。T91钢是美国橡树岭实验室和燃烧工程公司冶金材料实验室合作研制的9CrMoNbVGANG 钢,主要用于电站锅炉过热器、再热器管。其主要特点是高温持久性能、蠕变性能优异,冲击韧性好,用于金属壁温≤625℃的高过和金属壁温≤650℃的高温再热器管及超临界锅炉高温集箱和主蒸汽管道,具有良好的冷加工性能和传热性能。 这样解决了大量的异种钢焊接及不同材质管子存在涨差的问题。 (二)改造管卡构造。将原承重管卡改造为套管式,增加管卡与管子焊接面积,提高了其承重强度。将管排原定位导向定位板改造为对夹手铐式管卡,增大了管子膨胀的自由度,避免了管卡撕裂管壁的弊端。 (三)改造后情况。自1997年大修中对高温再热器改造至发稿历时5年的时间里,设备运行稳定,从未发生过受热面泄露,管排整齐无变形,管卡完好无脱落,使再热器频繁泄露问题得到彻底解决。 五、结论 在管子材料设计较为复杂的高温再热器改造中,使用91钢替代原设计管材以解决管子异种钢焊口过多和管子涨差引起的变形应力而发生的管子失效是成功的;采用套管式承重管卡和对夹式管卡,替代焊接式承重管卡及导向定位管卡彻底解决了管卡脱落撕裂管子的弊端。在同类型机组和同类型设计的高温再热器上采用上述方案是可行的、可靠的、有较高的应用价值。 锅炉发电机组的节能技术探讨:循环流化床锅炉BT对汽轮发电机组运行的探讨 摘 要:循环流化床锅炉(CFB)因本体自身或辅机系统出现故障,导致锅炉BT(Boiler Trip),即停炉不停机,对整台机组的运行产生较大的影响,该文主要针对这个运行过程对汽轮机及发电机系统安全、寿命影响进行描述、分析,对越来越多的循环流化床机组有一定的借鉴和指导。 关键词:循环流化床锅炉 停炉不停机 汽轮机及发电机安全、寿命 锅炉BT(Boiler Trip)即停炉不停机,是指循环流化床锅炉因本体自身或辅机系统出现故障,锅炉风烟系统风机停运,炉膛内暂处于焖火工况,用焖火状态下的余热为蒸汽系统供汽,在这种情况下,汽轮发电机仍继续带低负荷并网运行,为了维持更长时间,负荷可保持在2MW―3MW运行。在较短时间内将缺陷处理后,恢复锅炉风烟系统风机运行,逐步将机组负荷带到要求的数值,恢复正常运行方式。 1 循环流化床锅炉BT后,对汽轮发电机组系统运行的影响 1.1 对汽轮机系统运行的安全因素 高、中压胀差变化情况 在BT持续过程中,机组中压胀差正值降低,负值方向增大,主要原因是中压缸进汽量很小,对于中压转子、中压缸来说均是冷却状态,这种情况下,中压缸缸体庞大,缩回速度较慢,转子受到的冷却 影响要远大于汽缸,从而出现中压胀差正值降低、负值方向增大现象;在BT工况下,高压缸不再进汽,高压转子高速旋转产生的热量不能被排汽带出,高压缸排汽温度升高很快,通常该温度很快可由320℃升至380 ℃,当高压缸通风阀开起后,缸内蒸汽密度降低,排汽温度逐步下降,高压胀差也逐步降低。 1.2 汽轮机系统寿命的影响 汽轮机转子的脆化现象是由于杂质元素(特别是P和Sn)的晶界偏析而引起的,当晶界偏析达到极限值时,整个部件可能发生断裂事故。高、中压转子,以蠕变和热疲劳损伤作为劣化的主要原因,重点要对这些损伤进行评价。 高、中压缸及高、中压转子应力变化情况 在锅炉BT后,随着持续时间的增长,高、中压缸的缸体温度下降的幅度越大,且下降得速度均较大,远大于正常停机后的自然冷却缸体下降速度,这样对汽缸的金属寿命影响很大。 机组在锅炉BT后2 h时,高压转子外表面受到的拉应力上至 最高75.8 MPa,几乎同时中压转子外表面受到的拉应力也上至最高115.9 MPa,这样高拉应力对转子的破坏性特别严重。在此之后,随着主汽、再热汽温度下降速度的变缓,应力变化也逐步降低。 在锅炉系统缺陷处理后,启动风烟系统风机恢复机组负荷过程中,汽轮机高压转子最大应力达138 Mpa(压应力)(此时高压上缸缸体金属温度达418 ℃、高压下缸缸体金属温度达443 ℃),中压转子最大应力达142 Mpa(压应力)(此时中压上缸缸体金属温度达450 ℃、中压下缸缸体金属温度达453 ℃),随着机组负荷逐步稳定后,应力趋于降低并稳定,这样整体转子应力变化完成一个循环,每这样循环一次,对汽轮机转子寿命都有一定的损耗。 1.3 对发电机系统的影响 机组由高负荷或正常负荷工况下快速降低至2―3MW时,发电机本体发热量急剧降低,其本体线圈温度降低,其内部氢气湿度升高,特殊情况下可能产生结露,快速大量的冷缩使得线棒滑移量增大,频繁这样的工况,可能导致线棒磨破漏水,损坏发电机内部设备。 发电机由高负荷降到极低负荷,运行一段时间后,再将负荷升起至正常负荷的过程,就是发电机内部发热部件热应力循环的一个过程,负荷率变化越大导致的交变应力量越大,这样频繁的变化,会导致发电机内部部分零部件松动或摩擦损坏。 1.4 BT工况下危险因素分析 低负荷工况下运行存在的危险隐患: (1)汽包水位不易控制,易引起水位波动,主汽、再热汽处于低温运行状态,且此时为了尽量保持主汽、再热汽压力下降速度慢,各疏水门均不开起,为此汽轮机存在水冲击的隐患很大。 (2)主汽温度、再热汽温度下滑较低,过热度偏低,易产生汽中带水现象,对汽轮机组有一定威胁,特别是长时间运行后,主汽、再热汽温度都已很低,都已远低于对应汽缸金属温度,为此汽温对每个汽缸金属都是一种强制的冷却,有一定的破坏性。 (3)在BT极端低负荷2MW―3MW工况下运行,给水系统中的一台汽泵必须退出给水系统,此时为了减缓主汽、再热汽压力下降速度,高旁、低旁均在关闭位置,由于主汽流量少、给水流量也相应较少,运行汽泵的再循环门必须伴随着开起,长时间这样运行,此再循环阀的磨损相当严重。 (4)单台汽泵运行,电泵在运行状态作为热备用方式,消耗厂用电量。 (5)高过减温水门、再热汽减温水门必须严密,否则影响到主汽、再热汽的降低,严重时可能导致汽中带水、水冲击。 (6)这种工况下,只有中压缸进汽而高压缸不进汽,要特别注意高压缸至排汽装置通风阀开起及高压缸内部金属温度变化情况,防止因缸内鼓风损失大导致金属温度高、动静部分发生摩擦损坏设备。 (7)锅炉BT后机组从大负荷突降或重新启动时,对锅炉本体、汽机本体的运行都是很大的冲击,锅炉系统的膨胀节、焊口都是热胀冷缩、风压波动可能造成薄弱环节处破裂泄漏。 (8)在锅炉BT操作及恢复过程中,反复进行切缸、反切缸、厂用电切换等重大操作,引起人员误操作的概率较大。 2 为了防止设备损坏、延长汽轮发电机组寿命,特制定以下防范措施 循环流化床锅炉因设备或系统故障原因,可达到短时间的停炉不停机工况、减少发电机与电网解列引起的非停次数,但这些工况对机、电、炉系统及寿命都有不同程度的损伤,为此要尽量避免或减少这些工况的发生。 (1)提高锅炉系统中设备的健康水平,尽量减少BT的发生。 (2)在锅炉发生BT进行调整操作过程中,如果10 min内,主汽、再热汽温度下降超过50 ℃,必须立即打闸停机,防止汽轮机进水,导致汽轮机大轴弯曲事故的发生。 (3)汽轮机降负荷运行,保证主汽、再热汽汽温与相应的汽缸内壁金属温度偏差不得高于50 ℃,如果超过该值,必须立即打闸停机,防止汽轮机系统损坏。 (4)按照汽轮机运行说明书要求,过热汽和再热蒸汽温度降低速率不得超过1℃/min,且过热度最低必须维持在80 ℃以上,汽轮机降负荷采用“中缸控制”运行方式,再热汽温度必须高于430 ℃。 (5)在锅炉系统缺陷消除、各种风机启动恢复过程中,各挡板开起速度要缓慢,各种风压变化要适度,防止风压大起大落导致风烟系统非金属膨胀节超压破裂。 (6)在汽轮发电机升负荷过程中,严格控制升负荷率,防止加负荷速率过大导致发电机内线棒或其他部件碰摩损坏。
航空新技术论文:“福特级”航空母舰新技术 一提起航空母舰,映入人眼帘的往往是其海上巨无霸的形象。作为现代海上作战体积最大的移动堡垒,航空母舰不仅是一个国家大国地位的象征,更拥有极为强大的战斗力,是一国海上军事威慑的重要战略力量。美国是当前拥有航空母舰数量最多的国家。载有大量战机的核动力航空母舰,无疑是美国强大军事实力的招牌。在各国的武器库中,还找不出一款比航空母舰战斗群更具有惊人战力的进攻性武器。航空母舰能够在远离路基支援的战场条件下,驰骋于占地球表面积70.8%的海洋之中,并可在数个月的时间内对特定目标展开持续攻击。战力如此卓越的航空母舰战斗群显然早已成为美国各战区指挥官的“宠儿”。这也导致美国航空母舰在海外的战备值班周期不断延长。除了航空母舰战斗群的攻击实力外,航空母舰上所配备的各类高科技武器与装备,也是支撑其得以驰骋深蓝的重要利器。 从“尼米兹级”到“福特级” 美国当地时间2017年4月9日,全球第一艘“福特级”航空母舰福特号进行了海上测试。当天,“福特号”航空母舰被拖船从位于弗吉尼亚州的纽波特纽斯造船厂内拖出进行出海测试。作为“福特级”的首舰,“福特号”航空母舰的设计、施工和制造前后耗时十余年,总造价高达130亿美元。“福特号”航空母舰原计划于2015年正式在美国海军服役。不过,核反应推、发电机等部件的故障问题,导致“福特号”的出海测试时间一拖再拖。美国海军称,“福特号”航空母舰在出海测试期间,将进行飞行甲板测试验证等事项。待“福特号”航空母舰正式服役后,美国的核动力航空母舰将拥有11艘。作为新一代的航空母舰,美军计划最迟于2058年建造十艘同级航空母舰,以取代当前承担主力任务的“尼米兹级”航空母舰。 在“福特级”正式服役前,“尼米兹级”航空母舰乃是美国海军现役的主力航空母舰,且在数十年间中均为美军乃至全球范围内最大的军舰。“尼米兹级”航空母舰首舰“尼米兹号”自1975年正式服役后,美先后共建造了10艘同型航空母舰。“尼米兹级”航空母舰均采用核动力推进,属于大甲板弹射型航空母舰。其设计长度为330米,宽度为40米,吃水11米,满载排水量在10万吨左右,可以搭载一支约70架战机的舰载机联队。根据作战任务以及性质的不同,航空母舰上搭载的作战飞机类型也有所区别,通常包括了战斗机、预警机、固定翼反潜机以及电子战飞机等。每艘“尼米兹级”航空母舰都装载有四台蒸汽弹射器、四条拦阻索以及四座升降机,平均每20秒钟时间即可弹射出一架舰载作战飞机。 可以说,“尼米兹级”航空母舰战斗群能够控制的海域面积大、攻击性能强,是当前世界范围内作战能力最为顶尖的海上机动作战编队。不过,航空母舰战斗群并非仅仅只有一艘航空母舰所组成。航空母舰自身除配备少量用于自卫的武器外,其主要的武器装备即为所搭载的各类舰载作战飞机。这些作为重要武器装备的作战飞机可以对敌方的舰船、潜艇、飞机以及陆地目标等进行攻击,直接将敌方消灭于航空母舰数千米以外的区域,并对海上舰队进行保卫。除航空母舰所搭载的战机外,以其为核心的战斗群通常会由巡洋舰、驱逐舰、潜艇和补给舰等混编而成。 尽管“尼米兹级”仍是现役航空母舰中无人能匹敌的佼佼者,但其设计与制造毕竟发端于20世纪60年代,舰上的各项技术已显得较为老旧。譬如,“尼米兹级”所使用的弹射系统、推进系统等基本均采用机械结构,不仅极为复杂可靠性较低,且需要大量人员进行操作和维护。在此背景下,新一代“福特级”航空母舰应运而生。 “福特级”航空母舰的新技术 “福特级”航空母舰从外表来看,与“尼米兹级”航空母舰并没有较大的差异,两者在飞行甲板上也极为接近。从数据上而言,“福特级”首舰“福特号”航空母舰长度为330米,宽度为41米,设计的满载排水量为10万吨,这些数据与“尼米兹级”亦相差无几。“福特级”在吨位和尺寸等方面较之“尼米兹级”并未有多少提升,但在舰船的电力容量、舰载机的数量、舰船故障率等诸多关键性指标上,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”相比有了质的飞跃。譬如,“福特级”航空母舰搭载的舰载机联队数量可达到75架,大大提升了作战飞机的出动率。通过采用全新的电磁弹射系统、电磁阻拦系统等所使用的各类前沿技术,“福特级”航空母舰真正成为了一艘适应未来战争环境下作战的超级航空母舰。 电磁弹射技术的应用 航空母舰诞生之初,舰载机均是依靠自身发动机带动螺旋桨产生拉力,进而使轰炸机或战斗机从航空母舰飞行甲板上起飞。彼时,这种起飞方式对于以轻金属和木质为主的螺旋桨飞机而言并非难事。不过,随着喷气式飞机的普及,其在短短一百多米的航空母舰甲板上的起飞,需要借助于外界的推力帮助,这也使得弹射系统随之产生。 “尼米兹级”核动力航空母舰所使用的是蒸汽弹射系统。其由核动力装置生成的热能来产生蒸汽,进而推动舰载机非短距离起飞。蒸汽弹射装置从结构而言较为复杂,包括了蒸汽系统、液压系统、起飞系统、归位系统、润滑系统以及控制系统等。 舰载飞机在从航空母舰甲板上起飞前,需要由位持器钢圈把尾部扣在一处坚固点上。当蒸汽弹射系统运作时,蒸汽由航空母舰上的锅炉输出,经增压后输入弹射装置唯一露在飞行甲板之上的滑梭中。被位持器扣住的飞机在起飞时需要开足马力,当蒸汽弹射系统一启动,飞机引擎的动力加之蒸汽的压力,令钢圈断开,飞机立即向前冲去,在短短数十米的距离内即可将时速提升至250公里每小时。当舰载机被弹射起飞并脱离滑梭后,滑梭回到原位,并继续推动下一架舰载机起飞。 从数量上来说,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”航空母舰一样,都装载有四部弹射器。但两者在设计理念和技术层面上有着显著的区别。由于舰载机在“尼米兹级” 航空母舰第四号弹射器时,其机翼已接近甲板边缘,这也导致该级航空母舰的四号弹射器无法弹射满载起飞的作战飞机。为了提升舰载作战飞机的出动能力,“福特级”航空母舰对飞行甲板的构造进行了改进,从而令其第四号弹射器能够弹射满载起飞的作战飞机。 “尼米兹级”航空母上所用的蒸汽弹射系统,其体积和重量均较大,不仅需要消耗大量的海水,还需要大量的人力和资金进行维护和更换,这显然不利于长时间的海上持续作战。此外,由于在弹射过程中需要消耗大量的蒸汽,“尼米兹级”航空母舰在连续弹射出几架满载起飞的作战及飞机后,其航速就会受到较大的影响,从而限制了下一个攻击波中能够出动的战机的数量。蒸汽弹射系统的最大局限性,还在于其输出功率有限。“尼米兹级”航空母舰采用的蒸汽弹射方式,决定其只能弹射载重30吨以下的舰载飞机,难以满足舰载机未来发展的方向。加之蒸汽弹射系统存在功率无法调节的限制,只能有效弹射重量较轻的无人机。若要进行强行弹射,很可能会造成飞机受力过大,从而影响其服役时限。 在此情形下,美军在其最新型的“福特级”航空母舰采用了前沿的电磁弹射技术,以规避和完善当前“尼米兹级” 航空母舰蒸汽弹射系统所存在的实际问题。所谓电磁弹射技术,即是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外进行运动。电磁弹射技术的主要应用是大载荷物体的短程加速,其起步与发展相对较晚,目前在航空母舰的舰载飞机起飞弹射上已得到高度重视和应用。相较于蒸汽弹射系统,电磁弹射系统不需要使用蒸汽来驱动活塞,而是使用电来驱动。同时,电磁弹射技术的容积小、效率高、质量轻,对航空母舰上的辅助系统相对要求较低,且运行和维护的费用较为低廉。在功率损耗方面,电磁弹射系统要远小于蒸汽弹射系统。其可控性能也优于蒸汽弹射系统。当蒸汽弹射系统的蒸汽阀门打开后,飞机起飞的弹射过程中基本无法控制。但电磁弹射的全过程均可以有效掌握,并可根据不同机型、飞机速度与负载变化等进行调整。这也使得电磁弹射技术成为了未来航空母舰发展的核心技术之一。 电磁阻拦技术的应用 除了将重型飞机送上天空外,如何能够令舰载机顺利降落在航空母舰甲板上也是一项困难重重的任务。舰载飞机在运动的航空母舰上降落,其风险之大、难度之高,被全世界公认为“刀尖上的跳舞”!通常情况下,陆地机场的跑道会长达数千米,而航空母舰上的甲板长度不会大于300米,可供利用的降落距离仅有100米。然而,舰载机降落的速度却高达300公里每小时。在如此高的速度、如此短的距离,再加之随时处于颠簸中的航空母舰,如果没有航空母舰阻拦系统,现代喷气式飞机在航空母舰上的安全着落显然是一项难以实现的“天方夜谭”。航空母舰上安装的阻拦系统,能够有效帮助舰载机在极短的距离内强制制动。 “尼米兹级”航空母舰所使用的是液压式阻拦系统。其由液压缓冲系统、制动器具以及冷却系统共同组成。当舰载机降落时,其机尾钩挂上阻拦索后,阻拦索一边利用滑轮阻尼器来减缓飞机的速度,另一方面则持续将动能转化为压缩空气罐,从而令飞机趋于平稳并有效制动。不过,液压式阻拦系统的阻拦能力较为有效,但缺乏灵活机动性。面对不同的机型降落,航空母舰上的海军航空兵需要依靠人工对配重物进行更换,这也直接影响到了舰载机的出动频率。如果不对液压式阻拦系统予以适当的配重,在阻拦过程中产生的过大峰值拉力甚至可能造成飞机损坏。 为此,在全新的“福特级”航空母舰上,设计者采用了前沿的电磁阻拦技术。在这一技术中,阻拦机和电脑控制系统是最为核心的两部分。阻拦机的构成较为简单,包括了水力涡轮、感应电机、旋转轴以及机械制动装置等,在阻拦系统中起到吸能的作用。电子控制系统则包括了操作人员工作平台、维护人员工作平台以及动态子系统。该系统可以精准地对飞机阻拦着舰的即时受力情况进行分析和控制,并反馈给电动机后施予阻拦索合适的拉力,从而令舰载机在阻拦着舰的过程中能够获得更为平稳的力,进而也可控制舰载机在飞行甲板上制动的距离。作为电磁阻拦系统中的重要一环,阻拦索采用了新型轻质合成缆索,这不仅可以减少结构载荷,降低系统惯性,并可由此缩小滑轮减震装置的尺寸。 电磁阻拦技术的工作方式主要可以分为两个环节。第一个环节也就是初始接触阶段时,舰载机的机尾钩一旦与阻拦索相接触后,其就会牵动阻拦索,进而带动换轮索牵出,并令旋转轴转动。这一工作的关键,是为了令舰载机和阻拦索之间得以平稳接触。在实现了第一环节的既定目标后,第二环节则是如何对于舰载机的动能吸收。舰载机在降落时,其自身带有极大的动能。电磁阻拦系统中的水力涡轮、感应电机和摩擦制动器就是为了吸收舰载机的动能。通常情况下,水力涡轮和感应电机正常工作,即可吸收舰载机的动能,并实现飞机的安全着舰。可是一旦发生水力涡轮或感应电机不能正常工作,阻拦机的摩擦制动器就作为备用的吸能装置,以保障电磁阻拦系统的安全、可靠。较之液压式阻拦系统,电磁阻拦系统更为简洁、可靠,且无需大量的人力、物力进行维护,令其维护成本得以大幅度降低。 无论是电磁弹射技术,还是电磁阻拦技术,都是用于提升航空母舰战斗力的关键技术和措施。考虑到航空母舰在未来会搭载有各类无人飞机,前述新技术的应用,也可为未来航空母舰的发展奠定重要基础。 航空新技术论文:遥感及航空摄影测量中的新技术探讨 摘要:随着当前生产的发展需求,大比例尺航测成图技术的应用在国内各城市测绘单位快速得到推广应用;同时一些与航空摄影测量和遥感相关的测绘高新技术也在不断的投入。本文首先对摄影测量与遥感的发展的重要作用进行阐述,进而分析遥感及航空摄影测量中的新技术以及应用。 关键词:遥感技术;航空摄影测量;新技术;应用 一、摄影测量与遥感的发展的重要作用 从摄影测量与遥感的发展来看,在近三十年来,摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起,摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来,已经进入了数字摄影阶段,摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。 (一)摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步 从二十世纪七十年代后期开始,我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量,并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段,也标志着我国的传统测绘技术体系的解体,新的数字化的测绘技术体系的兴起。 首先,从数字影像的类型来说,我国目前已经建立了数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)、数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)、数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)、数字栅格图(DRG,Digital Raster Graphic),同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库,多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性,推动了测绘技术的发展。 其次,国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外,还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1:1000000、1:250000、1:50000比例尺级别的地理信息数据库;除了国家级外,省一级的1:10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1:500至1: 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。 另外,我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等,于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据,开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究,并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。 (二)摄影测量与遥感有利于提升 空间数据的获取能力经过近50年的发展,我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,以此为核心建立了国产卫星遥感影像地面处理系统,并开展了定量遥感反演研究,为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。 首先,从数据获取能力方面来看,在国家973与863计划的支持下,成功研制了一系列传感器,发射了50多颗对地观测卫星,包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系,从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测,可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像,并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。 其次,在数据储备方面,已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。 二、几种测量新技术的应用探讨 (一)GPS在航空摄影中的应用 (1)GPS用于航摄飞机导航 在航空摄影测量获取航片的过程中,航空摄影飞行必须按航摄计划中的要求,在一定的高度沿设计的航线飞行,以保证所得影像具有一定的摄影比例尺、航向重叠度及旁向重叠度。随着GPS的广泛应用,已普遍使用GPS对航空摄影飞机进行导航。 (2)GPS辅助空中三角测量中的导航与定位 GPS辅助空中三角测量的目的是利用GPS精确测定的摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置,将所测数据应用于摄影测量内业加密,以便尽可能减少对地面控制点的数量要求。用于确定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置时需采用高精度相位差分的GPS动态定位方法,其实时差分定位可用于摄影导航,而确定航摄仪物镜中心的位置则利用布设在地面的2~3台GPS基准站的观测数据进行后处理获得。目前已采用QPS/IMU。 (二)LIDAR激光测高扫描系统的应用 LIDAR激光测高扫描系统利用GPS辅助空中三角测量技术,可以减少地面控制点,缩短作业周期,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。利用该种测量技术,在有地面控制点的四角带,完全可以满足1∶10000比例尺的地图精度要求;在地面特征丰富、影像较好时,可以达到1∶50000比例尺的精度要求。这种测量技术对于实施西部大开发战略、完善国家基本地形图有重要意义。 (三)机载侧视雷达技术的应用 机载侧视雷达是利用装于飞机机身两侧或下方的天线,随着飞机向前飞行而扫描飞机下方两侧的带状地面,进行高分辨率地形测绘的雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。侧视雷达具有下列特点: (1)具有全天候工作性能; (2)分辨率高,所摄照片清晰; (3)覆盖面积大,提供信息快,把飞行中连续拍摄的照片拼接起来可构成大面积的地形图; (4)不易受干扰 航空新技术论文:浅析航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:随着科学技术的进步与发展,航空摄影测量新技术被广泛应用于城市地形图测绘中,并取得了重大的成果。本文针对我国航空摄影测量的发展历程,分析我国航空摄影测量新技术的应用及注意事项,从而推动我国航空测绘的发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;应用;发展 航空摄影测量即是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄,绘制地形图的过程,其原理是利用航摄仪器的摄影光束相交而确定地面点的位置。随着科学的进步,以及社会建设中对土地利用的现状,航空摄影测量技术在不断得到创新和完善,并推动了航测行业的发展。 一、我国航空测绘的发展现状 我国对航空摄影测量技术的应用可以追溯到20世纪80年代。当时,我国各大城市开始应用航空摄影测量技术进行对城市大比例尺地形图的测绘,以便科学合理的使用土地。在城市化进程以及生产的需要中,大比例尺城市测绘技术被广泛应用于各城市测绘企业单位。在科学技术不断发展的今天,数字化技术迅猛发展起来,在航空摄影测量技术上,涌现出数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR 激光测高扫描系统、雷达等先进技术设备,为城市大比例尺地形图的测绘创造了更多的技术条件,不断推动着航测行业的发展。然而,受诸多客观因素的影响,我国航空摄影测量技术力量还相对薄弱,其测绘精确度仍有待落实,航测工作有待进一步完善。 二、航空摄影测量主要新技术的应用 1、对数字航摄仪DMC的应用 数字化技术是现代信息社会不可或缺的技术手段呢,无论对人们生活和社会各项工作的开展都起到不可比拟的作用。而数字航摄仪DMC也是在数字化的基础上创造的航测产品,它是一种用于高精度、高分辨率的航空摄影测量的数字相机系统。这一航空相机摒弃了传统胶片相机的设计思想,由四个全色传感器及四个多波段传感器组成。其四个全色传感器用于捕捉每一个设想的特定区域,从而确定一个大的镶嵌影像;四个多波段传感器则主要用于捕捉红、蓝、绿色及进红外数据。因此,航摄仪DMC能满足小比例尺和高分辨率大比例尺航摄的需求。与此同时,在低空进行测绘时,DMC能够在无人控制的情况下实现机动、快速的摄影测量,其测量精度高。 2、对IMU/DGPS新技术的应用 IMU技术是惯性测量单元的简写,主要是由陀螺、加速度、电路构成,它能够独立提供高精度的导航参数,同时具有抗电子干扰、隐蔽性好等特点。但这一技术的不足之处在于不适合长时间单独飞行,否则容易造成导航位置参数的误差。而大家熟知的GPS全球定位系统功能强大,被广泛应用于航空摄影测量、工程测量等诸多领域。因此,将IMU与GPS集成起来构成组合导航系统,能有效提高系统的导航精度与其测绘性能,就是目前的IMU/DGPS航空摄影测量系统。这一新技术的应用能够减少地面控制的工作,提高了测绘效率,并降低了在高山荒漠等区域测绘的危险性,推动了航测事业的发展。 3、对LIDAR 激光测高扫描系统的应用 对LIDAR 激光测高扫描系统的应用,主要是针对困难地区、无图区及边界区而实施的新技术。该技术主要利用GPS辅助空中三角测量技术,从而减少地面控制点,完成对外空难度大的测绘区高精度及大比例尺的测绘工作,这一技术的应用有利于缩短作业周期,减低生产成本而提高生产效率。这一技术对于实施我国西部大开发战略、完善国家地形图有深远的意义。 4、SAR合成孔径雷达成像系统 SAR合成孔径雷达成像系统具有高分辨率的成像技术,不受客观恶劣天气条件的影响便能获取空间数据,大大改善了对困难地区地形图绘制的困境。这一成像系统的使用原理是将合成孔径雷达安置于飞机上,利用孔径雷达发射微波对地面目标扫描,从而经过对空间坐标的计算,记录回波特性得出地面目标的空间特性,再经过数据处理成像。这一系统的运行主要由天线系统、数据记录系统、监控系统、发射与接收系统协调运行而完成。 三、对航空摄影测量技术应用的和主要注意事项 1、落实测绘区选点工作 航测人员在开展航空摄影测量工作过程中,运用IMU/DGPS作业的前提必须对测绘区做好现场踏勘的选点工作,这一选点工作要按照前期设计图纸要求并结合GPS定位测量范围的选点要求进行实地选点定位。选点的点位要位于交通方便、便于安置设备便于埋石操作的区域;点位还要在视野开阔的地方,避开建筑物及水域便于信号及电磁波的传输。同时,点位之间还要做好加密与联测工作,以便测量工作的连续开展。 2、确定航摄仪、比例尺及航高 在航空摄影测量工作开展之前,首先要做好航摄仪、比例尺及航高的选择与确定工作。在选择航摄仪时要优先考虑其性能质量,进而保证航摄资料的准确性。在确定比例尺时,首先要按照国家对大比例尺地形图航空摄影标准并根据当地地形实际与相应的精度要求,以及配套仪器的利用,综合确定航摄比例尺与航高数据。 3、策划检校场的布设方案 检校场的布设方案主要针对IMU /DGPS 系统设备生产商而言的,这些生产商在从事 IMU /DGPS 系统设备生产过程中对于检校场的布设方案的策划,一般要考虑达到如下工作的因素:检校场要根据比例尺大小设置相邻的平行航线;检校场要能保证航向重叠和旁向重叠都是60%;采用直接定向法,使航测高度与摄区高度一致;对于检校场的位置可以选择在离摄区较远的区域或摄取中任意两条航线位置等。 四、结语 在科学技术迅猛发展的今天,我国航空摄影测量实现了岁数字测绘技术的应用与完善,取得了相应的进展。但是,我们也应看到在航空摄影测量新技术应用方面较西方先进国家还有很长的距离。我国的航测领域应该在认识航摄新技术优点的同时,找寻并探索其对于该技术应用中应注意的问题,有针对性的做好航摄工作,提高航摄效率,保证影像质量,进而推动整个数字摄影测量事业的发展,满足社会经济发展和环境的可持续发展需求。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘 要:随着科技进步,航空摄影测量技术广泛应用于城市测绘、复杂地形及国界等测绘区域。目前,航空摄影测量技术发展迅速,测绘技术向数字化转变,出现了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空航摄仪;新技术;应用与发展 引言 自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。随着生产发展的需要,各城市测绘单位,在航测机构增添航空摄影测量业务,大比例尺航测成图技术在国内各城市测绘单位得以快速的应用推广。目前,随着数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LI-DAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用,航空摄影测量技术逐渐成为大比例尺地形图的主要测绘方法。但是,航空摄影测量技术应用于地籍测绘领域时间短,加之航测本身的技术缺陷以及测绘精度问题,有时仍然难以达到预期目标。 一、航空摄影测量技术的分类 (一)按处理方法分 在航空摄影测量技术的分类中按处理方法可分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。模拟摄影测量通过模拟测量的方式,使测量达到最真实的效果,同时减少了使用过程中的出错率,用模拟的方式实现了对实际的掌控能力,使技术取得最好的实用效果。解析摄影测量是指通过对形状、大小、和数据进行解析达到对综合数据的了解,使出现的问题和错误得到改善,并增加对具体内容的了解,让数据达到还原效果,增加图像的准确率,并通过分析和应用提供最真实的影像和数据,更好的为地形摄影和非地形摄影的发展服务。数字摄影测量使测量的结果更接近于对数字的掌控,通过对数字摄影的掌握加强测量的数字化能力,通过对数字及影像的综合处理达到理论和实际的有效结合,使摄影测量达到数字化和科学化,使数据更加准确,更加接近测量的实际。 (二)按研究对象分 在航空摄影测量技术的分类中按研究对象可分为地形摄影测量技术和非地形摄影测量技术。地形测量是指对地形图的测绘过程,通过对地表和地形在水平面的投影中显现的数据,把数据按比例尺进行缩放来实现摄影和测量的目地。地形的测量一般采用航空摄影测量技术,在飞机上就可以拍摄和掌握各种测量数据,实现数据和图像的高标准。非地形测量不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的精确测量使理论知识更加丰富,它为生物领域、军事领域、建筑领域、矿山工程领域、文物领域的发展提供更多的理论基础,使各领域的技术得到发展,并通过摄影和测量使这些领域得到实际的发展,使非地形测量应用到这些领域中,取得更长远和丰富的发展。 (三)按摄影的位置分 在航空摄影测量技术的分类中,按摄影位置进行分类,包括航天摄影测量技术、航空摄影测量技术和地面摄影测量技术。其中航空摄影测量技术通过航天摄影来完成整体测量,要根据具体的测量对象进行不同的研究。航天测量的测量距离相对更远,技术水平也更难达到标准,对摄影及测量人员的要求也更严格,并且环境造成的干扰对摄影的影响也更大。工作人员需要更精细的测量,并对地形进行精准的勘测,来保证摄影测量技术符合测量和勘测的规定。航空摄影测量技术是指在空中进行摄影并根据比例尺对具体的距离进行计算的过程,航空摄影测量一般是在飞机上。而地面摄影测量技术一般需要对摄影进行处理,使形状、大小等综合数据达到预期的效果,通过采用地面测摄影测量技术使很多难以测量、难以勘测、难以计算的地形得到勘测,很多大坝和地形复杂铁路的测量就采用地面摄影测量技术,它攻克了地形勘测带来的危险,为地域勘测服务。 二、航空摄影测量技术的任务 (一)非地形测量 在非地形测量中不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的测量促使理论知识更加丰富,达到为各种领域服务的目的。非地形测量的发展促进了生物领域的发展,使生物医学领域可以通过对地形的利用,取得更多的生物医学资源,带动更长领域发展。同时也有利于公安机关侦破案件,通过对非地形的勘测,了解罪犯的藏身之处,和犯罪窝藏点,使案件得到侦破。在文物和建筑领域也得到了发展,很多文物就存放在复杂的领域内,通过测量可以找到它们的位置,开垦出更多的古文物。非地形测量也有利于军事侦查,通过非地形测量检查各军事地点,保证军事地域内没有军火和其它领域的军事人员。 (二)地形测量 地形测量指加强对地形图的了解,通过对地表和地形在水平面投影来掌握数据,按比例尺进行准确的缩放,以此达到测量的目的。在测量中第一点要掌握具体的数据和具体的图像,按照比例尺来还原真实的指标,要建立专题的图片,对各种地图要进行了解,掌握各种硬件条件,要了解具体的摄影影像,对各种图形要分类型掌握。第二点,要建立相关的数据库,通过对数据的掌握,通过对数据的分类、筛选和汇总来了解各种数据的不同,了解测量的变化,使数据可以互相参考、互相借鉴,达到为测量服务的效果,达到测量的数字化。数据库的内容要系统化,方便管理人员查阅和掌控。 三、航空摄影测量的要点和作业方式应用 (一)质量检查准确,成果提交合理 在航摄摄影测量的最后阶段要对质量进行高标准的检查,对整体的过程进行准确核实和分析,达到整体质量的准确性,在最后的检查中一定要严把质量关。针对作业方式要加强各步骤的联系,区别各步骤的不同,对内容进行整体计算,并对结果进行重复的分析,使结果符合真实的效果。要对数字精度、数据完整性和准确性进行检查,检查的单位是质量检查机构,对检查和验收工作要合乎规定,以合同为根据。在检查合格后进行相应的验收工作,当检查资料不合格时验收单位可以拒绝验收。当核实无异议后要把成果提交给相关部门,提交过程中要把内容标记的详细些,确保相关部门能够根据数据开展以后的工作,作业方式也要列出相关数据和相关表格,使内容清晰易懂。 (二)空中采集准确,数据处理合理 在航空摄影测量中要对控制采集的数据和图像进行准确的处理,采集过程要正确,作业方式要符合标准,通过找准正确的距离和采用正确的拍摄方式,使效果更真实、更具准确性。拍摄人员也要掌握合理的拍摄方法,针对不同的高度,拍摄的方法也要有所不同。同时对数据的处理也要合理,要经过科学的研究和科研人员的重复计算,实现对不同数据的合理分析和比较,使航空摄影测量任务完美的完成。要在飞机上安装摄影仪,对地面垂直拍摄,获取相片或影像,使数据采集向自动化和数字化方向发展。数据处理过程中用绘制比例尺进行空中测量,用模拟法和解析法测绘,使精度和质量达到高标准。要用正确的采集方式取得最优异的内容,并通过科学的数据处理,达到整体测量的准确性。 (三)航摄准确,航摄设计合理 在航空摄影测量中要对航摄进行精准的计算,促使其它指标合理发展,并且要加强对航摄的设计。作业方式要通过找准目标和进行合理角度的拍摄实现精准化计算。拍摄过程一定要符合实际,通过合理的比例来还原数据和图像 , 要加入大比例尺的数字图,提高航摄的精度要素,提高航高、比例尺、焦距和影像质量,通过上述要素加深设计的合理性。还原的方式一定要合理,数据和图像设计也要有根据,要根据具体影像来开展数据和图像设计,测量不要局限在绘画图上,需要信息性的影像图件。要用科学的方式和科学的设计达到预期标准,实现测量的目的,实现测量的高标准,使作业方式合理的完成。 结束语 随着计算机技术和互联通信技术的发展,航测技术由模拟测绘向数字测绘转变,由计算机代替“人眼”,迈向信息化测绘时代。航空摄影测量已成为当前大比例尺地图绘制技术中的热门话题,各种航空摄影新技术一定会逐步完善。根据航摄地区的特点选择合适的技术获取影像,极大地提高航摄效率,缩短获取影像周期,提高影像质量。 航空新技术论文:航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:伴随着计算机以及互联网通信相关的技术的开发与研究,航空摄影测绘技术已经从模式测量朝着数字化测量转化,从而做到了运用高科技技术来代替人进行测绘,令摄影测绘全面地走进数字信息化的测绘阶段。本文对航空摄影测量新技术的应用与发展进行了分析探讨。 关键词:数字航摄仪;DMC IMU/D GPS;激光测高扫描系统 引言 航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器,进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展,地形变化的速度非常快,同时由于我国地形结构复杂,依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量,因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量,并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期,提高测量数据的准确。 一、航空摄影测量技术的任务 目前我国航空摄影测量技术的任务主要包括对地形面貌的测量和非地形测量两种: 1、地形测量 地形测量是航空摄影测量的主要任务,它是通过对测量地形的摄影,加强对地形的了解,并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放,以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作:一是要保证摄影图形的具体数据和图形,并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原,并且根据还原的数据图像,建立相应的图片库;二是要建立数据库,航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库,掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况,以此实现在航空摄影时实现测量的数字化;三是积极掌握测量地形的相关数据,并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量,最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工,保证摄影的图像数据真实、准确,使测量数据更加符合标准。 2、非地形测量 航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域,其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的,而是通过对地形的摄影观察地形的变化,以此更加地形变化发现其中的问题,比如航空摄影技术应用在军事领域中,就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察,以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况;航空摄影技术应用在工程领域,通过航空摄影技术可以对地形进行勘测,分析该区域是否存在矿物质等,以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用,其发挥的价值也越来越大。 二、航空摄影操作的关键和方式应用 1、摄影精确,设计科学 在航空摄影测绘的过程当中需要先对摄影实施准确的计算,从而令别的相关要求都有一个很好的发展,同时需要注意的是要优化航拍的设计。摄影办法是要先确定好摄影的地点以及实施一个适合的角度摄影从而能够进行准确的设计计算。进行摄影测绘必须要切合现实情况,利用适合的比例来对收集到的数据以及图像进行还原,此外还需要添加一个大比例尺的数字图,增加摄影的准确因子,增强摄影高度、比例尺、以及摄影的焦距以及图像的清晰度,经过以上的因素从而对摄影设计进行优化。另一方面,对图像进行还原的方案必须要是科学合适的,图片以及数据的收集设计需要有根有据,需要依据实际的图像从而进行数据以及图片的收集相关设计,测绘不能仅仅关注在绘制图像上,应当具有数据性的图像视频。 2、收集精确,处理科学 在航空摄影测绘过程当中需要对摄影器械摄影收集到的数据以及图片实施精确的计算分析,收集的方式要合理,满足相关的指标要求,利用精确的定位以及摄影的方式是科学合理的,从而使摄影的结果更加的切合实际情况、更加的精确。另一方面实施摄影的相关作业人员也需要对于摄影的方法有个准确的认识,根据摄影的高度不同,所采用的摄影办法都要根据实际做出调整。同样需要关注的是相关数据的处理方式,处理方式需要通过反复的分析探究以及相关人员的反复推算,从而可以完成对于各种数据的科学统计分析,因此令航空摄影测绘工作能够很好的被执行。航空摄影首先要在使用的飞机外体组装好测绘过程当中所需要使用到的相关装置,因此能够对地面实施竖直摄影,从而得到有关的图像视频,指导数据的采集朝着自主化以及数字化方面进行开发。 3、质量检测精确,结果提交科学有效 在实施航拍测绘的最终阶段需要针对收集到的相关数据实施高要求的检测,对于摄影的整个过程实施精确审核以及研究,从而达到整体的质量准确性标准,此外在最终阶段的检测作业中必须要把控好质量的这个标准。针对摄影的方式要增加每个操作单元智联的相互联系,能够分辨出各个操作单元之间的异同点,对于摄影的具体项目实施整体的计算,同时对于计算得到的结果要进行多次推导验证,验证结果是否符合实际情况,增加其真实性。此外对于数字的准确度、数据的完整性以及精确性都要实施验证,而进行验证的部门都是相关的质量检测部门,对于检测和验证的过程都需要依照相关的要求,将合同中的规定作为依据。在检测合格之后再实施相关的验证,如果出现检测资料不达标则验证部门能够拒绝验证。 三、航空摄影测量新技术的应用 1、数字航摄仪DMC DMC航空摄影相机是利用四个多频率的接收器分别接收红、蓝、绿三色光以及近红外数据;而四个全色传感器分别捕捉的影像,依靠少量的重叠区域生成一个大的768013824镶嵌影像。此系统能够在各种光线环境中,通过调整相机的曝光时间,保证图片的质量,该系统对于地面的分辨率能够达到5cm。低空数字航空摄影测量以2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器,采用无人飞机进行低空航摄,具有机动、快速、经济等优势。此种技术可以在较短的时间内获得部门地区较为准确的高分辨率的数字图像,另外对于天气以及机场的依靠性较小,目前已经被广泛的应用在应急保证、防灾减灾、图形测绘等方面。 2、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 GPS,即是全球定位系统,运用在航空摄影测绘后,利用空三素的办法得到角元素,从而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS,即是惯性测量单元/差分GPS,运用在航拍之后,能够直接取得三个线元素以及三个角元素,极少需要甚至不需要地面控制点就能够实施航空摄影测绘,从而大大的简化了摄影测绘工作。IMU/DGPS协助航空摄影的工作原理是利用了IMU、DGPS两种新技术的综合分析验算,从而得到了具有十分高的准确度的航空摄影测绘相关的概念、技术以及方案。 这种摄影方法的工作方式是首先利用组装在飞机外体上的GPS接收装置或是地面站点的GPS接收装置,进行持续的并且同步的检测太空中的GPS卫星信号,接下来是利用GPS载波相位测绘差分定位技术的协助从而得到了航空摄影仪的有关定位数值。IMU/DGPS技术能够直接的得到每一张摄影到的图片外方位元素,把其当作加权检测值参加到摄影测绘区域网的平差,因此得到了准确度更加高的图片外方位元素结果,这种测绘的方法叫做IMU/DGPS协助航空三角测绘方法。高准度的差分GPS与惯性测绘部分得到航拍的曝光时间的图像定位期空间位置,之后再针对去实施变差的更正,因此得到个各张图片的高准度外方位元素的方法称作直接定向法。 3、LIDAR激光测高扫描系统 LIDAR激光测高扫描系统通过GPS辅助空中三角测绘技术,能够减小地表的控制点,减短测绘时间,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。 结束语 航空摄影测量技术的发展,为我国的经济发展提供了重要的贡献,带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用,突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端,促进了我国测量事业的发展。 航空新技术论文:“地沟油”华丽转身新技术助其成为航空用油原料 “民以食为天”,中国人痛恨“地沟油”危害食品安全,却每天制造出成千上万吨的餐饮废油。如今能源技术的进步,给中国人带来了福音――“地沟油”转换成航空生物燃料。每多一千克“地沟油”转化成航空油,也就意味着餐桌上少了一份用“地沟油”回收做出来的“口水菜”! 2014年8月14日,波音中国公司在北京召开航空生物燃料油研讨会,并在会上宣布,波音与中国商飞合作的“废气油脂”(包括地沟油、食用油边角料、餐饮废油等)研究项目正式进入到了筹建“中试车间”阶段,最早于八月底开通一条日产500千克航空生物燃料的生产示范线。 2012年8月16日,波音公司正式与商飞合作成立了节能减排技术中心,中心的第一个项目就是研究如何将“地沟油”转化成航空燃油。该项目在此前的一年当中均处于试验阶段,试验目的是为了打通“地沟油”转变成航空油的技术路线。然而餐饮废油变航油,波音-商飞并非首例,国外有荷兰航空的成功案例,国内也有中石油1号生物航煤的技术先例,波音与商飞之所以耗费一年多时间打通技术路线,是因为中国的“地沟油”与其他生物油脂存在不同的特性。 荷兰航空旗下SkyNRG与中石油1号生物航煤采用的多为石油化工技术路线,比较适用于结构较稳定,成份较纯的餐饮废油,如肯德基,麦当劳炸鸡剩下的油。而波音与商飞此次针对具有“中国特色”的”地沟油“采用油脂化工技术路线,其目的是为了适应中国八大菜系,蒸煮炒爆涮等各式各样烹饪手法所遗留下来废油。如全国闻名的重庆火锅,最地道的做法就是用一锅被重复利用的老油涮食,试想火锅废油的成份会何其复杂! 解决这些“成份复杂”难题的最佳办法就是“去除杂质”。中国商飞-波音航空节能减排技术中心对此已研发出相适应的解决技术路线:“我们将首先对其进行去杂质处理,得到成份较纯的中间产品,之后再利用优化过的催化剂工艺对其进行转换。” 目前,中国商飞-波音航空节能减排技术中心已成功利用“地沟油”转换出了一定量的航空油,转换比例在40%左右,即100万千克“地沟油”可转化成40万千克航空油。但不得不承认,该转换技术在成本上仍需进一步优化,因为相对普通航油,“地沟油”转换航油的成本是其2倍左右。 在大多数人眼中,那些脏乱差的“地沟油”应该是一文不值,但事实并非如此。事实上,目前“地沟油”的收购并不容易,价格也远非我们想象的那么廉价。从食堂、餐馆回收的泔水价格很低,但现在并没有形成行业性的集中回收,而是被一些不法商贩零散回收炼制成泔水毛油获利,转手又卖回餐馆,扰乱食品安全环境。 对于民众一直期盼的“地沟油”转航油,其成熟商业化运作仍需要企业技术研发,社会自觉回收,政府政策扶持等多方面的持续努力。但好消息是通过诸如波音中国,中国商飞与中石油这类有社会责任感的企业的不懈努力,该事业离商业投产又更进了一步。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘要:随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展,航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步,其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;DMC;LIDAR 引言 摄影测量指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型,为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。伴随生产的不断发展,各航测机构都开始增添航空摄影测量业务,在我国个城市测绘单位中,大比例尺航测成图技术得到了广泛应用。 一、数字航空摄影测量的最新进展与应用领域 从本世纪初数字航空相机问世开始,ADS40、DMC、UCD、SWDC等航空摄影仪相继出现,近些年,GPS技术、惯导技术、数码扫描、激光扫描、雷达等高精端技术跟航空摄影联系紧密,产生了很多新的航空摄影技术,比如GPS辅助航空摄影技术、IMLJ(POS)/DGPS辅助航空摄影技术、运用高解像率的CCD阵列将胶片替换,获取地面的地物地貌光谱数字信息的数字航摄仪、SAR合成孔径雷达成像系统、LIDAR激光测高扫描系统等,都在很大程度上促进了数字航空摄影测量的良性发展。 二、数字航摄仪DMC 数字航摄仪(DigitalMappingCamera)简称DMC,是用于高精度、高分辨率航空摄影测量的数字相机系统(如图1)。基于替代胶片相机的设计思想,DMC具有历史意义的技术突破。DMC数字航空相机由8个内部传感器组成:4个全色传感器与4个多波段传感器。4个多波段传感器一个捕获红色数据,一个捕获蓝色数据,一个捕获绿色数据,一个捕获近红外数据。4个全色传感器每个捕获一个影像的某个特定区域,区域之间有少量重叠以便形成大的7680×13824镶嵌的影像。所有传感器的动态辐射分辨率均为12比特。 一次飞行中由4个全色传感器获取的数据产品:全色、真彩色与彩红外。还有由4个多波段传感器获取的分辨率为2048×3072数据产品:真彩色、彩红外、四波段和近红外。通过获取相机影像数据,可利用PPS软件得到各类影像输出。DMC兼顾小比例尺与高分辨率大比例尺航摄业务的具体需求,其地面分辨率为5cm。这一系统可光线不同的条件下,用多种曝光时间来曝光,保证影像的质量。 (一)1:20000比例尺摄影的试验 为了对DMC数字航摄仪1:20000比例尺摄影的成图精度情况进行研究,在某处选取一个Ⅱ地形测段进行航摄,共30个像对。控制点的布设采取双五点法,基线数16条,运用GPS对控制点进行观测。用VirtuoZo进行内业加密,全数字摄影测量系统进行量测,采用PATBNT光束法软件来平差,加密精度统计如表1。 表1 1:20000比例尺摄影的加密精度统计 从统计的加密精度看,完全符合规范要求。运用JX4数字摄影测量工作站恢复立体模型来测图,之后跟该区域GPSRTK实地量测的72个显著地物点进行精度统计,平面误差是0.167m,高程误差是0.15m。 (二)试验主要成果 1、DMC航空摄影分辨率高,影像清晰,加密自动选点成功率较好,连接差小,碎玉提升加密精度十分有利,且测图地物判读精度高。 2、运用DMC相机进行航空摄影,可放宽其摄影比例尺到传统摄影比例尺的115~ 2倍。 3、可在传统布设方法基础上将控制点的布设降一个地形等级。 4、通过现有设备,完全可完成DMC摄影的成图作业。 二、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 IMU/DGPS辅助航空摄影测量指的是运用装在飞机上的GPS接收机与设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号,通过GPS载波相位测量差分对技术获取航摄仪的位置参数进行定位,应用和航摄仪联系紧密的高精度惯性测量单元(IMU,InertialMeasurementUnit)对航摄仪的姿态参数直接测定,通过联合IMU,DGPS数据后的处理技术获取测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术与方法。 IMU/DGPS辅助航空摄影测量的主要方法有直接定向法与IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 (一)直接定向法 运用高精度差分GPS与惯性测量单元(IMU),获得航空摄影曝光时刻影像的空间方位,通过校正系统误差,获取每张像片的高精度外方位元素。该方法就是直接定向法。 (二)IMU/DGPS辅助空中三角测量方法 把基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素,作为带权观测值参和摄影测量区域网平差,获取精度更高的像片外方位元素成果。该方法称为IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 四、LIDAR激光测高扫描系统 LiDAR(LightLaserDeteetionandRanging),是激光探测及测距系统的简称。用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是结合了激光技术和雷达技术的产物。主要是发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分构成的。发射机是各种形式的激光器;天线是光学望远镜;接收机通过各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外与可见光多元探测器件等。激光雷达用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测和外差探测。 激光自身的测距能力就非常精确,其测距精度可达几厘米,而LIDAR系统的精确度不仅仅取决于激光自身因素,还由激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素所决定。伴随商用GPS和IMU的不断发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获取高精度的数据已被广泛应用。 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,从而被接收器接收。接收器准确地对光脉冲从发射到被反射回的传播时间进行测量。由于光脉冲以光速传播,因此接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。因为光速为已知,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可能够对每一个地面光斑的座标X,Y,Z准确进行计算。激光束发射的频率能够从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例来说,一个频率为每秒一万次脉冲的系统,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。通常情况下,LIDAR系统的地面光斑间距为2-4m不等。 激光雷达是一种在从红外到紫外光谱段工作的雷达系统,其原理与构造和激光测距仪非常相似。科学家将利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称作连续波激光雷达。激光雷达的作用是可以对目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状进行精确测量,对目标进行探测、识别、分辨和跟踪。在多年的努力之后,科学家们已经研发出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。 结语 我国航空摄影测量技术起步较晚,它用计算机代替“人眼”,在理论和实践中使数字摄影测量得到了快速发展,在三维可视化、GIS数据更新、数学近景摄影测量等方面它将会被应用的更加广泛。其发展使得胶片摄影被数字摄影所取代成为必然趋势,而新型数字航空摄影机的应用必将为航空摄影测量技术带来一次变革,并把我国航空摄影测量技术推向数字航空摄影时代。 航空新技术论文:探索民航空管新技术的应用情况 【文章摘要】 随着国家综合国力的提升,我国航空领域取得重大成就,民航空管新技术在现代高新技术的带领下,逐渐走向成熟;同时民航空管局也在尝试着改变发展模式,提高运行的安全性,以确保经济效益与社会效益的统一。在此民航空管新技术的应用发挥着不可代替的作用。 【关键词】 空管新技术;必要性;发展;问题 1 空管新技术应用的必要性 1.1 运输量逐渐提高为航空事业带来了巨大压力 改革开放以来,我国在航空运输领域有了很大突破,与往年相比,不管是安全性能还是技术层面都有了很大提高,同时我国也成为世界中航空总运输量排名第二的国家。根据最近几年的经济发展情况、以及我国现有的科学技术水平来推测,到二零一五年,我国的机队规模将超过两千六百架,全国的机场总数将增加到大约二百五十个,而每年的飞行次数将达到1143万,与二零一零年相比,将提高一倍。然而由于我国经济发展水平不平衡以及地理环境等因素的影响,我国的大部分机场位于华北、华东、中南以及西南这些地势相对优越的地区,随着技术条件的提高,西部等地质环境恶劣的这些地方,也将会感受到便捷航空带来的好处。正是这些运输需求的增加,对我国航空事业带来很大压力,这对于航空事业来说不仅仅是一次新的挑战,更是一次难得的机遇,因此空管技术的应用在很大程度上,促进了航空事业的快速发展。 1.2 航空运行环境复杂,有待进一步改善 我国的大部分机场,在建设过程中以及航线制定中,会受到当地经济发展水平的影响;一般情况下,机场建设地区是经济较为发达,或者具有非常显著政治地位的城市或地区,或者作为中转站而建设的,在机场运行过程中,会产生一定的放射圈,其中具有非常复杂的电磁波、地形特点等,这会在很大程度上影响到航空运输的安全性,再加上人民群众对航空运输安全性要求的提高,就增加了航空建设的难度。尤其是在西部地区一些机场的运行中,由于其经济发展水平有限、人流量有限,再加上地区环境十分恶劣,就需要在航空运行中,花费大量的财力物力去进行维护和检修工作,不仅仅没有实现经济效益,同时由于传统空管技术的落后,使航空运输的安全性、可靠性大大降低,因此空管新技术的应用就势在必得,也是确保航空运输实现精确性的重要手段。 1.3 是实现航空领域可持续发展的必然要求 伴随着我国经济的快速发展,现在航空领域面对的最大难题之一,就是资源供应不足,将可持续发展作为航空行业的发展宗旨,能够在很大程度上为未来的发展打下基础,具有非常重要的实际意义。针对这个问题,民航空管系统就不得不采取多种方式来提高航天领域的飞行效率,但是其前提条件是要确保飞行安全以及容裕度。我们要在科学统筹规划的基础下,对空域资源进行优化配置,缩短飞行距离、提高飞行准确率,尽可能的达到节能减排的效果,降低飞行成本,以实现经济最大化。 民航空管新技术的应用,需要在效率、服务、安全、容量等方面进行重点提高,这就对新技术的推广提出了更大挑战,同时也表现了提高飞行系统综合能力的迫切性,使新技术应用得到更快速的发展。 2 空管新技术的发展和问题研究 2.1 我国民航空管新技术的发展 我国民航局是在一九九四年成立的,在成立之初就特别重视新技术的研发和使用,并还开设了相应的技术研究部门,在相关法律法规的严格督促下,以及相关政策的支持下,将一系列先进技术投入研究实验中,如卫星导航、自动监视等;2000年,经过一段时间的研究,在我国西部地区建立了世界上第一条投入使用的FANS航路,即L888航路,这一成果为我国航空事业的发展奠定了扎实的基础,到如今,短短的十几年的时间内,在民航局的大力支持下,加强对新技术的研发力度,并成立了一系列科研基地,取得很大的科研成果。但是我们不能忽略在新技术研发应用中,所凸显的问题,要重视我们在实践中,积累的相关经验,并对航空领域的发展做进一步的贡献。现如今 2.2 空管新技术应用中应重点关注的问题 空管系统从构成上来讲,是一个相当复杂的系统,不管是哪一种的新技术,在实际应用中,总会或多或少的对目前的运行产生一定的影响,为了最大程度上确保飞行安全,在新技术投入使用时,要进行一定的测试工作,包括整体评估、工程验证、数据分析以及安全性考察等等,在新技术的应用中,我们需要对以下几点问题进行重点掌握。 首先是就是空管技术的软件功能,在科学技术的快速发展的影响下,空管设备的价值已经由原来的硬件主体转变成软件主体,并且逐渐实现了自动化操作系统;对于软件功能来讲,其主要的特点就是在系统性、兼容性以及验证性上,提出了更高的要求,需要在严格的管理中,提高运行效率,这些特征在间接说明了对新技术及逆行那个测试的必要性。 其次就是在系统验证方面,一项新技术从研发到最后的推广,需要经过一个非常复杂的验证工作,任何一种技术都是需要一定的外界环境或者操作技能来配合完成的,而是在一遍遍的实验中,不断整理相关数据,而明确其是否能够达到可靠、可用的效果,是否能够与我国的飞行条件和外界环境相适应,是否能够实现预期的运行效果。所以在整个测试过程中,我们要对评估、验证等工作进行严格的控制,并在新技术的测试中引进现代化、科学化的管理模式,为新技术的推广奠定基础。 然后就是在新技术应用中的过渡性,从多年工作经验中,我们可以看出,很多新技术的投入使用,都需要进行非常长的一段时期的过渡,在此过程中,要充分考虑到技术应用的可行性,对外界环境进行准确的测量,对技术的成熟度进行精确测定,在多种综合因素的考虑下,制定出长期的发展规划、以及各阶段的发展目标,以确保新技术的顺利使用。 最后就是在空管新技术的掌握上,我们要进行重点把握;纵观整个世界中的民航技术发展情况来看,每个国家之间在技术上都有一定的合作互助,但是国家与国家之间为了进一步保存实力,并不会将一些关键技术进行共享,一些西方发达国家仍旧在技术上保持着绝对优势,对于我国来说,我们要在技术上加大投资力度,将技术研发作为我们航空事业发展的重要内容之一,逐步实现国产化,并要逐渐提高航空管理的有效性。 3 结语 经过一段时间的发展,我国民航空管新技术的研发和应用,取得良好成效,在其中我们对民航空管新技术发展的必要性以及发展概况和要重点关注的问题,进行了简要的概述,希望能够为同行业的研究者提供一定的理论参考。 航空新技术论文:改变航空工业的制造新技术 引言 英国《经济学人》杂志2012年制作专题论述了当今全球范围内工业领域正在经历的第三次革命,认为这次革命是一种建立在互联网和新材料、新能源相结合的工业革命,它以“制造业数字化”为核心,并将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。新材料、新工艺、新机器人、新的网络协同制造服务,生产会更加经济、高效、灵活、精简。3D打印技术作为“第三次工业革命的重要标志”,被认为是推动新一轮工业革命的重要契机,已经引起全世界的广泛关注。3D打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术,正在使传统生产方式和生产工艺发生深刻变革。3D打印技术将以其革命性的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”在制造业掀起一场革命,它最适合应用于多品种、小批量、结构复杂、原材料价值量高的结构制造领域,因此有望在航空制造领域获得广泛应用。 3D打印技术(3D Printing)是快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing)的一种,也叫做增材制造( Additive Manufacturing)。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面,然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起,形成一个实体的立体模型。3D打印技术使用的方法有很多种,表1给出了美国科技政策研究所对3D打印技术按过程、主要厂商、所用材料和典型市场进行的分类。 国内外3D打印技术及产业发展情况 世界主要国家竞相从战略高度重视发展3D打印 3D打印技术的历史由来已久。1986年,美国3D System公司推出了第一款工业化的“3D打印”设备,1990年开始销售,短短几年中,形成了巨大的市场。近年来,美国以企业和大学及科研机构等半政府半民间的组织为主导力量,明显加大加快了对3D打印技术研发的组织力度。2009年,以美国相关大学为主的“增材制造路线(RAM)研讨会”就未来5~10年的技术发展进行了广泛的讨论,并发表了较有影响的路线图研讨报告。根据这一报告的建议,由爱迪生焊接研究所(EWI)牵头于2010年成立“增材制造共同体AMC(Additive Manufacturing Consortium)”,试图将相关的制造商与供应商同大学与研究机构联结成为一个互动良性促进发展的生态组织,共同解决3D打印技术中还存在着的大量问题。AMC目前已有30余家企业、研究所、大学、军方和政府等机构成员,以金属材料的增材制造技术为主,每季度活动一次。目前,AMC整合EWI及其成员的设备、技术和专业知识,初步构成了一个分布式、网络化的增材制造“国家实验平台中心NTBC(National Test Bed Center)”。AMC和NTBC的使命就是提高3D打印增材制造技术的成熟度,促进相应的产业投资,在全美范围内将这一新兴的制造方式早日转化为主流的制造方式。自2011年起,AMC每年都向其会员增材制造的现状报告。此外,近3年来美国政府、军方及企业还多次组织3D打印技术的有奖挑战大赛,希望以此加速相关技术的发展、应用和普及。 尽管美国在3D打印的整体技术上领先全球,但在基础研究设施、研发组织和政府支持上,欧盟明显领先。首先,欧盟在政府研发方面的投入要大于美国(不计不公开的国防军事投入),著名的大型合作项目包括英国的增材制造创新中心、欧盟第六框架项目大航空航天组件快速生产Rapolac(Rapid Production of Large Aerospace Components),全程专注航空航天的SMD(Shaped Metal Deposition)技术等。其次,欧洲工业界也主动组织形成3D打印产业群,开发增材制造的市场。一度形成原始创新技术源于美国,但其后的研发和应用及商业化却是由欧盟等国家完成的局面。此外其他一些国家也都竞相从国家战略高度重视发展增材制造业,澳大利亚近期制定了金属堆积制造路线,南非正在扶持基于激光的大型堆积制造机器的开发,日本也在着力推动堆积制造技术的推广应用。 3D打印行业处于迅速兼并与整合过程中,专利成为竞争的重要武器 2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元。目前,快速成型技术的市场应用份额如图1所示,其中航空航天约占8%。目前,全球有两家3D打印机制造巨头,分别为3D System 和Stratasys,均在美国上市,2011年营业收入分别为2.3亿美元和1.6亿美元。3D Systems公司自2009以来已连续收购了25家公司,并于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,一举奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司继2011年5月收购Solidscape公司之后,又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前,国际3D打印行业正处于迅速兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。 3D打印行业巨头积极展开收购行动,在扩大公司规模的同时也吸收了大量的相关专利,并以此专利优势,在专利上限制对手的发展。目前全球拥有3D打印专利前5名的公司见图2、表2。 从2005年开始,3D Systems利用自己的专利优势成功狙击了纳博特斯克的7项专利申请。2012年底,3D Systems又控告Formlabs公司推出的初级3D打印机涉嫌侵犯其专利技术。 我国3D打印的技术水平基本与国际同步,但在产业化方面严重落后 20世纪90年代初,我国开始推进增材制造设备,即3D打印机的研发,在快速成型技术方面取得了长足进展。我国的华中科技大学、清华大学、西安交通大学、北京隆源公司、中航重机激光和南京航空航天大学等单位,于上世纪90 年代初率先开发快速成型设备,以及进行相关技术的研究、开发、推广和应用。其中,清华大学成功开发了无木模铸造工艺 (Patternless Casting Manufacturing),即采用逐点喷洒粘结剂和催化剂的方法来实现铸造沙粒间的粘结。华中科技大学研发出世界最大激光快速制造装备,使得我国在快速制造领域达到世界领先水平。西安交通大学研制出了激光快速成型设备LPS、SPS 系列成型机,并成功推向国内外市场。在国家科技部领导和组织下先后成立了近10家旨在推广应用快速成型技术的“快速原型制造技术生产力促进中心”,863/CIMS 主题专家组还将快速成形技术纳入目标产品发展项目。可以说我国在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面获得了重大进展,我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。但在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。国外快速成形技术在航空领域有超过8%的应用量,而我国在这方面的应用量则非常低。据估计,3D打印设备在我国企业级装机量在400台左右,2010年以来年增速均为70%左右,市场规模超过1亿元。 3D打印技术在航空领域的应用情况 欧美已将3D打印技术视为提升航空航天领域水平的关键支撑技术之一。3D打印技术在航空领域的应用主要集中在3类:1)外形验证,整机和零部件外形评估和测试、验证;2) 直接产品制造,例如无人机的机翼、云台、油箱、保护罩等,美国一些大飞机中也有多个零部件采用3D打印直接制造;3) 精密熔模铸造的原型制造,采用精密浇铸工艺来制作部件前的原型等。 国外应用情况 波音公司已经利用3D打印技术制造了大约300种不同的飞机零部件,包括将冷空气导入电子设备的形状复杂导管。目前波音公司和霍尼韦尔正在研究利用3D打印技术打印出机翼等更大型的产品。 空客在A380客舱里使用3D打印的行李架,“台风”战斗机中也使用了3D打印的空调系统。空客公司最近提出“透明飞机概念”计划,制定了一张“路线图”,从打印飞机的小部件开始,一步一步发展,最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。“概念飞机”本身有许多令人眼花缭乱的复杂系统,比如仿生的弯曲机身,能让乘客看到周围蓝天白云的透明机壳等,传统制造手段难以使用,3D打印或许是一条捷径。 GE航空2012年11月20日收购了一家名为Morris Technologies的3D打印企业,计划利用后者3D打印技术打印LEAP发动机组件。GE把这次收购看作是对新制造技术的投资,认为具备处理新兴材料与复杂设计的工艺制造开发能力,对GE的未来至关重要。 美国空军对3D打印也报以厚望,近日与3D Systems签约,投资29.5亿美元用于其开发打印F-35战机部件和其他武器系统的3D打印系统。 国内应用情况 中航重机激光技术团队早在2000年前后,就已经开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发。目前,中航重机激光产品已经应用于我国多款新型飞机上,并起到关键作用。除了军用飞机,中航重机激光还在开拓世界最先进四代航空发动机最核心技术之一——整体叶盘应用市场,以及大型水面水下舰艇市场。 北航同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作,瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求,历经17年研究在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术,并已在飞机大型构件生产中研发出五代、10余型装备系统,已经受近十年的工程实际应用考验,使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。2013年1月18日,王华明联合研发团队凭“3D激光快速成型技术”获国家技术发明一等奖。3D打印对生产方式的变革 相比较传统制造业,3D打印在制造模式、流程、供应链等方面发生巨大变化。1)定制成为新标准。制造模式上,过去是生产线规模化生产,今后则可能更多的是数字化、个性化、分散化的定制生产,不再需要库存大量零部件,也不需要大量生产。2)缩短上市时间。3D打印无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期。3)更优越的产品性能。3D打印的产品是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法。4)开放式的产品设计。3D打印产品设计者与消费者之间可以通过互动改进产品,这个互动是双向的,消费者也可以自己设计产品。5)改变离岸经济模式。3D打印对产品供应链有重大影响,选择生产地时,劳动力成本不再那么重要,而是考虑如何接近消费者,传统过程的供应链就变得短了,使得传统的离岸经济模式得以改变。 3D打印产业的未来发展前景 对于3D打印未来的发展前景,业界普遍看好。作为全国工业的主管部门,工信部准备组织研究制订3D打印技术路线图、中长期发展战略,推动完善3D打印技术规范和标准制定,研究制定支持3D打印产业发展的专项财税政策。据报道科技部的3D打印相关战略规划也正在研究制定中,近期即将公布。高德纳( Gartner )公司2012年的新兴技术炒作周期报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,在5~10年的时间内将迎来发展高峰(见图3)。 据Wohlers Associates报告分析,全球3D打印产业产值在1988~2010年间保持着26.2%的年均增速。2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元,到2016年产业总产值将达到31亿美元,2020年将达到52亿美元,其中零部件制造将占80%。而对于快速成型应用领域,则市场更为广阔。2012年,全世界快速成型制造的产值估计为230亿美元,2015年产值将会达到350亿美元。 不过3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着一些瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽如人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。 3D打印技术未来发展的主要趋势 随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。 提升3D打印的速度、效率和精度,开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法,提高成品的表面质量、力学和物理性能,以实现直接面向产品的制造;开发更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等,特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的体积小型化、桌面化,成本更低廉,操作更简便,更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化,实现CAD/CAPP/RP的一体化,使设计软件和生产控制软件能够无缝对接,实现设计者直接联网控制的远程在线制造。 航空制造业整合3D打印技术的建议 我国是制造业大国,3D打印技术对中国诸多企业将是颠覆性的变革。我国航空制造业必须未雨绸缪,积极为迎接此技术革命做好准备。 (1)推进“产学研用”结合,拓展应用领域,延伸产业链,提高产业化程度。 (2)改变产品,如研发现有产品的数字版及3D打印所需相应的硬软件。 (3)改变制造过程和方法,将现有制造系统智能化自动化,引入3D制造系统,形成复合体系。增材制造和减材制造相辅相成,复合制造体系在今后将成为主流。 (4)改变商业模式。这一次新工业革命要求完全不同的价值获取与盈利模式,及相关的流程设计,资源配置和组织机构的形式。 (5)提前专利布局,在发展初期就要将目光放长远,不能满足于现有已经被国外企业掌握的核心技术,而是要更多的走自己的专利之路,努力发展创新技术,抢占技术先机,积极进行合理的专利布局,包括国际市场专利布局,同时摆脱对国外3D打印耗材的依赖,避免陷入不必要的专利泥潭,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。 (5)GE收购3D打印企业,某种程度上给航空企业提供了借鉴:通过一些资本化运作手段,兼并收购一些具有核心技术的3D打印企业,以核心制造能力为重点,打造航空企业自身的价值元宝曲线,或许是在这次工业革命中实现快速赶超的有效途径。 (作者单位系中国航空工业发展研究中心) 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机燃烧室新技术 航空燃气涡轮发动机燃烧室的功能是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。在航空燃气涡轮发动机上燃烧室分为主燃烧室和加力燃烧室,主燃烧室是发动机核心机的三大高压部件之一,加力燃烧室主要用在战斗机发动机上以短时间增加发动机推力,使飞机加速,在除战斗机以外的其他飞机发动机上一般不设加力燃烧室。主燃烧室将燃料燃烧后形成的高温高压燃气驱动涡轮做功带动压缩部件,除去带动压缩部件所消耗的功之外,剩余的高温高压燃气的能量通过喷管排气产生推进力推动飞机前进,或通过动力涡轮带动螺旋桨、桨扇、旋翼产生拉力及升力。发动机吸入的空气中的氧气在主燃烧室燃烧过程中并未全部消耗,因此在涡轮后可以设置加力燃烧室,再次喷入燃料燃烧加热燃气,进一步提高燃气能量以增加发动机的推力,主燃烧室和加力燃烧室在发动机上的位置见图1。 随着航空发动机技术的发展,发动机的工作压力和涡轮前温度越来越高,燃烧室的工作条件和技术指标要求越来越苛刻,突出的技术矛盾是在燃烧室负荷越来高的情况下,满足高的燃烧性能和轻的重量要求,在传统燃烧技术基础上必须采用新的原理和技术方案以提高发动机总体性能指标。 主燃烧室新技术 航空燃气轮机主燃烧室的传统结构形式可分为单管燃烧室、环管燃烧室、环形燃烧室,这基本与航空燃气轮机的发展历程相对应。早期的燃烧室多为单管燃烧室,后来发展为环管燃烧室,上世纪60年代,环形燃烧室出现并成为燃气涡轮发动机的必然选择,随着燃烧技术的发展,短环形燃烧室是目前普遍采用的方案(图2)。在采用离心式压气机的燃气轮机中为了缩短轴距并利用离心压气机径向尺寸较大的特点,发展了环形回流燃烧室或环形折流燃烧室。 现代高性能发动机对主燃烧室提出了越来越高的要求,对于军用发动机主燃烧室而言,要求其具有更高的温升工作能力和更宽的工作范围;而民用发动机对燃烧室污染排放指标提出了极为苛刻的要求,以满足发动机适航取证。因此主燃烧室主要朝两个方向发展:高性能军用发动机使用的高温升燃烧室及民用发动机需要的低排放燃烧室;为应对上述挑战,提出了以下燃烧室新技术方案。 旋流器阵列多点喷射燃烧室(图3)。此类燃烧室是将常规燃烧室头部的旋流器和喷嘴的尺寸缩小,在传统燃烧室单个头部大小的空间内布置多个喷射点,每个喷射点的燃料和空气快速均匀的混合,每个喷射点有自己的回流区和燃烧区,燃烧时有多个火焰,由于每个喷射点的回流区长度短,燃烧驻留时间短,在降低污染物的生成方面有很大的潜力。同时该类型燃烧室由于有多个喷射点的存在,可以将喷射区域进行分区燃烧,兼顾燃烧室在低工况下的稳定工作及高工况下的高效燃烧,适合于工作范围宽广的高温升燃烧室;还可以对喷射点进行控制,具有温度场主动调节能力,能够满足高性能军用发动机高品质燃烧室出口温度场的需求。 驻涡燃烧室(图4)。驻涡燃烧室是一种采用独立凹腔进行稳焰的燃烧室,其原理是由超声速燃烧的背风台阶稳定火焰原理演变而来,最早在美国的IHPTET计划中提出。驻涡燃烧室由产生值班火焰的凹腔结构和钝体稳焰主燃区组成,其主要特点是可以实现分区分级燃烧,发动机在点火、慢车等小工况状态时,燃烧室只驻涡区工作,保证了燃烧室低工况稳定性;而在起飞等大功率状态下燃烧室驻涡区和主燃区同时工作,保证高工况下的高效燃烧性能;驻涡燃烧室其点火器位于驻涡区内,不易被吹熄,点火性能相对其他燃烧室更加优越。由于实现分级燃烧,能够有效控制氮氧化物等污染排放物的生成。美国GE公司在驻涡燃烧室研究方面处于领先地位,通过多年的研究已经发展了四代驻涡燃烧室,并开展了相关的试验,GE公司在2007年完成了全环形驻涡燃烧室设计和试验验证,拟应用在高推重比发动机上。 涡轮级间燃烧室及超紧凑燃烧室。涡轮内燃烧最初的目的是采用涡轮内燃烧取代主燃烧室建立定温循环, 定温循环的效率比常规燃烧室的定压循环高30%~40%,但定温循环超出了常规发动机的设计参数与运行参数,只能用于理论研究。在本世纪初,由Sirignano等人提出了在高低压涡轮之间的补燃燃烧形式,在此方案的基础上发展了涡轮级间燃烧室(Inter-stage Turbine Burner,ITB)及超紧凑燃烧室(Ultra-Compact Combustor,UCC)。 涡轮级间燃烧室(图5)是在高低压涡轮之间再布置一个小型燃烧室,由于有涡轮级间燃烧室的存在,可以拓展压气机总增压比的设计范围,适当降低涡轮前温度提高涡轮寿命,实现高飞行马赫数下发动机推力更大耗油率更低的目标。涡轮级间燃烧室由于受到结构布局的影响,需要在较小的空间内完成稳焰、燃烧等过程,所以一般采用驻涡凹腔稳焰燃烧的方案。 超紧凑燃烧室(图6)是涡轮间燃烧室的进一步提高和发展,其基本原理是将燃烧室与高、低压涡轮导叶整合,实现在涡轮导叶内燃烧,实现近似等温燃烧循环,提高发动机的热效率,此方案对发动机性能参数及结构的改变较多。超紧凑燃烧室是目前几种先进燃烧技术如:凹腔稳焰、多点喷射组织燃烧,周向燃烧、旋流燃烧、补气射流、驻涡燃烧等技术的综合应用的集成。 美国空军研究实验室针对超紧凑燃烧室开展了四个阶段的研究。阶段一:以替代主燃烧室为目标的研究;阶段二、阶段三:以替代涡轮级间燃烧室为目标的研究工作;阶段四:以实现涡轮内燃烧替代加力燃烧室为目标的研究工作,最终实施定温循环燃烧。超紧凑燃烧技术目前已经在涡轮间燃烧上进行了试验验证(图7),其贫油熄火油气比只有目前系统的25%~50%,同时在应用时可以和涡轮叶片整合一体,实现涡轮内燃烧构想,并且已经开始实施,更设想用以取代主燃烧室,实施定温循环,实现高效率动力输出,并且作为下一代燃烧室技术,减小发动机重量和尺寸。 低排放燃烧技术。其中包括:贫油预混预蒸发燃烧技术;富油燃烧技术。 贫油预混预蒸发燃烧技术燃烧室的污染排放物包括:一氧化碳(CO)、未燃碳氢(UHC)、氮氧化物(NOx)和冒烟等4种燃烧产物,目前除氮氧化物以外,其他排放物指标已相当低,低排放技术的重点是进一步降低氮氧化物的排放,直接的措施是缩短燃料的燃烧时间,降低燃烧区的燃烧温度。贫油预混预蒸发燃烧室是通过在燃烧区加入大量空气,并使燃油和空气预先混合并完成部分蒸发再进行燃烧,相对于传统的旋流扩散燃烧,燃烧均匀,燃烧温度低,因此燃烧产物中的污染排放特别是氮氧化物(NOx)显著降低,贫油预混预蒸发燃烧技术有很多种方案,目前取得成功的是GE公司研制的双环预混旋流(TAPS)燃烧技术(图8),燃烧室结合了分级分区燃烧和贫油预混燃烧的思想。由值班级(预燃级)和主燃级组成。值班级为扩散火焰模式,保证发动机启动点火可靠和较为宽广的燃烧边界;主燃级为贫油预混燃烧模式,主要工作于大工况,以减少NOx的生成。 目前,TAPS燃烧室已发展了三代,分别为TAPS1、TAPS2和TAPS3。TAPS1技术目标是要比传统富油头部设计的燃烧室或CAEP2标准降低NOx排放50%,成功用于GEnx发动机上;TAPS2的目标是在TAPS1的基础上再降50%,主要是针对总增压比大于40的发动机,比CAEP2标准NOx排放降低70%,首先用于我国大飞机C919的启动发动机LEAP-X上;TAPS3目标是比CAEP/6降低NOx排放75%,比CAEP/2降低85%。 富油燃烧技术。富油燃烧的基本特点是主燃区空气量低于燃料完全燃烧所需空气量,当燃烧区为富油燃烧时,因燃烧不完全,燃气温度较低,NOx生成量也较低,但是经过富油燃烧后,有大部分燃油未燃烧完全,随着燃气向下游流动,必定要在化学恰当比附近燃烧,此时,燃气温度很高,是NOx大量产生的区域,为了跳过该区域,通过在富油燃烧区末端加入大量空气瞬时降低燃气温度,此后未完全燃烧的可燃成分在贫油状态继续燃烧,从而整个燃烧过程的温度降低。典型的富油燃烧技术是PW公司研制的富油燃烧-快速淬熄-贫油燃烧(RQL,图9)技术。PW公司将RQL燃烧技术用在V2500发动机扇形试验段上试验,其结果比当时的排放标准低50%。之后,PW公司进行一系列的低排放燃烧室的研发,他的低排放燃烧室称为TALON燃烧室,分别发展了TALONⅠ、TALONⅡ和TALONⅩ等一系列低排放燃烧室,已在PW4084、PW6000、PW8000等发动机上成功应用。 加力燃烧室新技术 战斗机在起飞、爬升、规避导弹或机型作战机动飞行等状态需要更大的推力以实现短时间加速飞行,发动机使用加力是短时间内增加推力的最好办法。加力燃烧室是实现发动机加力的部件,它能保持发动机最大转速和涡轮前燃气温度不变的情况下,将燃油喷入气流中让剩余氧气再次燃烧,产生额外推力。现在军用涡扇发动机加力燃烧室(图10),大都采用V型稳定器来稳定火焰,这种加力燃烧室通过气流在钝体后形成的尾迹旋涡和回流区产生一个油气混合均匀的低速区,从而具备了火焰稳定的必备条件。 现代高推重比航空发动机加力燃烧室工作条件越来越恶劣,性能要求更高,主要特征表现在内涵进口温度更高、氧含量降低的情况下,进一步提高加力温度和燃烧效率,降低流体阻力,缩短长度,加力重量超轻。传统发动机加力燃烧室很难实现上述要求,未来加力燃烧室的发展必然将某些部件进行一体化设计,变得更加紧凑,以减少长度和降低重量,提高发动机推重比。涡轮后框架一体化加力燃烧室、旋流加力燃烧室、外涵加力燃烧室是目前研究的重要方案。 涡轮后框架一体化加力燃烧室。 涡轮后框架一体化加力燃烧室的主要特征是取消传统加力燃烧室的混合扩压器,将喷油杆和钝体稳定器整合到涡轮后支撑框架的支板上,形成超级紧凑的一体化结构,加力燃油从支板内的喷嘴孔喷入并进入支板后形成的回流区内稳定燃烧,涡轮后框架一体化加力燃烧室与传统加力燃烧室对比如图11所示。这种加力燃烧室的设计关键在于:合理的安排燃油喷射,既保证加力燃油浓度分布与氧浓度分布主动匹配,又避免燃油的自燃与结焦,还能保证燃油在支板后的回流区内形成稳定燃烧点火源,同时保证加力燃烧室较低的流阻损失;一体化加力燃烧室方案能适用于更高的加力热负荷,具有更简单的结构以及更高的喷杆和稳定器工作可靠性,在高推重比发动机研制中得到了深入广泛的研究。采用涡轮后框架一体化加力燃烧室的典型代表为美国PW公司研制的F119发动机,其推重比在10左右。 旋流加力燃烧室。旋流加力燃烧室是采用类似主燃烧室的旋流燃烧原理组织燃烧,以涡轮后承力框架作为旋流加力的叶片,燃油喷杆内置在叶片内,形成旋流器的流场结构,取消了喷油杆和钝体稳定器。该方案可大幅度强化油气混合,提高燃烧强度和燃烧稳定性,缩短燃烧段长度,降低尾喷流火焰辐射强度,从而缩短加力燃烧室的长度、减轻重量,提高发动机隐身性能,但旋流加力燃烧室出口气流存在较大的余旋,会引起发动机推力损失。 外涵加力燃烧室。 常规加力燃烧室是采用内外涵燃气和空气混合后再点火燃烧,外涵加力燃烧室是直接在外涵道贫油组织燃烧。与传统方案相比,外涵加力燃烧室结构尺寸更紧凑,有利于发动机减重设计;外涵空气含氧量高,有利于组织燃烧,但由于进气温度和压力较低,燃油蒸发困难,不利于油气混合,影响点火性能和燃烧效率。外涵加力燃烧室工作与常规加力燃烧室组织燃烧方式基本相同,采用喷油杆喷油与空气混合,钝体稳定器稳定火焰,原理图如图12所示。 外涵加力技术主要应用在两个方面:垂直/短距起降(STOVL)发动机技术和变循环发动机(VCE)技术。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机核心机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。PW公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR核心机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119核心机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(罗罗公司参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平1500℃以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10℃。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机核心机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。P W公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR核心机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119核心机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(RR参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平150度以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10°C。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:浅谈新技术下的航空维修人员培训 【摘要】随着新技术的发展,制造水平的提高,复合材料的大量使用,以及自动化检测技术和计算机技术的使用等对于航空维修人员有了更高的要求,而设备的更新、新装备的操作难度、技术含量等问题,对航空维修人员提出了新的要求。 【关键词】航空维修;人员培训 随着INTERNET和数字化技术的发展,自动化检测技术,计算机技术,复合材料等新技术的大量应用,大大加快了飞机设计、制造和服务的速度。航空公司的飞机一旦发生故障和失效问题,不仅会增加企业维修成本,而且会严重影响企业的生产效率,使企业蒙受巨大损失。但由于飞机故障的不可预知性,航空公司无法预先制定完美的维修和航班计划。为了提高服务效率和质量,提高航空产品的竞争力,在这种情形下维修方式已由传统模式下民航飞机维修,发展为数字化的维修,这种数字化维修方式对航空维修人员提出了新的要求。 一、飞机维修新技术 1.维护手册的数字化 2.维修信息系统与飞机系统的数字化、智能化对接 目前,新一代的飞机都已经能够实现由空中向地面传送飞机参数、故障和维护信息。这种技术就是目前为人们所熟知的远程传递技术,即应用飞机的通讯寻址和报告系统(ACARS)实时下载飞机系统故障(CFD)和飞机性能参数(DFD)报文,把它们传递到地面信息站点上。然后这些飞机的信息先经过分析、过滤和处理,形成与维修信息系统格式一致,可以相互交联对话的数据,再由维修信息系统进行分析、评价、处理用以形成维修决策,生成维修方案。同时自动生成维修调度报告送达各个相关部门,在飞机落地前就可做好维护准备。这样可以大幅度减少飞机维修停场时间,降低飞机航班延误率,减少维修费用开支,提高维修效率和飞机运营周转率。 3.智能化维护系统(IMS) 二、国内外航空维修队伍分析 1.我国航空维修人员存在以下问题 ①维修人才综合素质需进一步提高:飞机维修人员队伍尚待成熟,缺乏技术带头人和技术骨干。 ②飞机维修人员队伍维修类别结构失调:据统计2009年5年以下维修人员占人数的54%,小龄化现象造成维修经验严重不足,不能进行深度维修等工作,深度维修人才严重不足。 ③维修人员队伍管理存在的问题:飞机维修人才储备不足,飞机维修人员的培训不够,机务人员待遇低,人才流失严重。 2.国际航空维修人员存在以下问题 在西方国家,加入飞机维修队伍的年轻人的数量比离开的要少。此外,一些高技能和有经验的人员离开航空到其他行业寻找高薪职位;在世界各地均存在飞机维修工程师、技术员和机械师短缺的问题;航空运输业是工作人员的工作时间不利于社交。飞机工程师可能会突然转行到金融或者IT 行业。 三、新技术新形势维修人员要求 由上可以看出,国内外维修市场新技术都对我国航空维修人员的培训,在数量和质量上都提出了较高的要求。这些发展和变化都在要求航空维修人员的培训将由人员密集型向技术密集型转化,由常规经验维修向高技术科学维修转化。尤其是空客A380大面积使用复合材料,对复合材料的维修人员有了较大的需求。 因此,新的工程与维修课程应包括更多的结构和复合材料的培训。对计算机、网络等有了很高的要求。多数新的技术人员都将是IT实用专家,易于了解新的航电设备。机务维修领域的变革决定了机务人才培养的方向将向着:工程化、系统化、综合化、 信息化、集成化、国际化方向发展。新技术新形势对航空维修人员的培训提出以下要求: 1.多学科开展,由基本的结构课程为主,发展集结构、计算机、网络、电子于一体的多学科教学。 2.增强与MRO间的交流,及时与先进技术接轨,倾听企业对维修人员的要求,与企业合作办学,学习最新的维修方法。 3.加强国际国内院校之间的交流合作,做到与世界同步,学习最新的世界维修方法。 4.开设专门的复合材料修理培训课,以适应市场的需要。 5.引进虚拟维修训练系统,可以及时更新维修信息并缩短人员的培训时间,降低耗材成本。 6.加强学生自学能力的培养,以满足工作后的再学习;加强动手实际工程能力及自信心的培养。 7.培养严谨独立的工作作风和较好的团队沟通协作能力。 航空新技术论文:中苏《国防新技术协定》转让的航空技术探微 [摘要]中苏《国防新技术协定》中规定苏联向中国转让米格-19歼击机和图-16轰炸机,就其技术水平来说,两者都是苏联当时最新装备或最新型号之一。苏联向中国转让新技术最基本的原因是为巩固其国内与国际政治地位并寻求中国的支持。除此之外,苏联的导弹威慑观使其认为图-16作为轰炸机已无实际意义,歼击机也将被导弹所取代,因而同意进行转让;在转让最新装备的同时,苏联在科学研究上对中国严格保密,以便限制中国超越苏联;航空技术转让的主动权完全掌握在苏联手中,重要的技术资料、特殊材料、特殊部件设备都可以成为限制中国发展、控制技术转让进程的手段。 [关键词]航空技术转让 飞机 中苏《国防新技术协定》 1957年10月15日,中苏签订了《中华人民共和国政府和苏维埃社会主义共和国联盟政府关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子工业的协定》,简称《10月15日协定》或中苏《国防新技术协定》。目前,学术界对中苏《国防新技术协定》的关注集中于原子弹或导弹部分的技术转让,鲜有关于转让航空技术的内容。本文将综合各种史料,厘清中苏《国防新技术协定》中航空技术转让的内容、执行过程中实际转让的飞机型号以及在当时的技术水平,进而分析苏联转让的原因。 一、转让飞机的具体型号与内容 《当代中国的航空工业》明确指出:“议定转让制造权的航空产品有米格-19歼击机、图-16轰炸机和四种战术导弹。” 由于米格-19有多种改型,按规定转让给中国仿制的具体型号是什么呢?《沈阳市志-军事工业》称:徐昌裕、112厂设计室主任徐舜寿等人随中国工业代表团谈判购买米格19埃斯(米格-19C)、米格19坡(米格-19л)和米格19坡埃母(米格-19лM)飞机,并选定米格19坡(米格-19л),于10月15日签订购买全套技术资料和样品的协议。由此可以确定转让仿制的歼击机型号是米格-19л。 《当代中国空军》记载:20世纪50年代,中国空军装备的歼击机有米格-19C、米格-19л。1959年4月,沈阳飞机制造厂仿制米格-19л成功,未正式生产。根据空军需要,转而仿制米格-19C,1963年12月仿制成功,命名为歼-6。不过,中国最后大规模仿制的是米格-19C而非协定中规定的米格-19л。这是因为1958年7月,中国空军在进驻福建前线通过与台湾当局空军的实战检验后,认为米格-19л机动性差,提出需要大量灵活机动的前线歼击机(即米格-19C)。但当时中国并没有就c型飞机向苏联订货。于是从1958年12月起,112厂在米格-19л的基础上进行改型设计,综合米格-19C和米格-19л的特点,利用米格-19л的后半部,并对米格-19c的机头稍作改进以提高机动性,自行设计了一个新型号,命名为东风-102。1959年2月投入试制,9月30日首次试飞。但后来由于东风-102质量不过关,于1960年停产整顿。从1961年起,重新选择原样仿制苏联米格-19c,1963年,飞机仿制成功,即后来有大量改型的歼-6。 事实上,转让图一16的时间比中苏《国防新技术协定》规定的时间有所提前。1958年9月16日,赫鲁晓夫在雅尔塔接见中国驻苏大使刘晓,主动提出苏联可派一批带有导弹的图一16轰炸机到中国,由苏联飞行员驾驶,以便为炮击金门时提供打击力量。10月12日,拒绝了此建议,但同时表示:中国决定提前制造图-16。10月,就提前试制图-16问题致电赫鲁晓夫。随即派张连奎、王西萍、陆纲等赴苏进行具体谈判。张连奎、王西萍、陆纲等23人于11月赴苏,主要落实各项技术资料和物资供应安排,经过谈判,苏方同意加班生产,备齐物资和资料,及时发货。1959年4月,中苏签订补充协议,苏方承诺1960年上半年供应中国20架份飞机本体、40台份P-3M发动机、96项仪表等机载成品及相应毛坯材料。 因此,根据中苏《国防新技术协定》的规定,苏联向中国转让的飞机型号是米格一19歼击机和图一16轰炸机,包括提供样机、零部件、图纸资料以及指导仿制的苏联专家。 二、转让飞机机型的技术性能 苏联方面普遍认为,对中国国防新技术的转让是毫无保留的,赫鲁晓夫甚至声称:“我们给了他们坦克、大炮、火箭、飞机、海军武器和陆军武器。事实上,我们的整个国防工业都是向他们敞开的。”而中方资料则通常指出,苏联转让的飞机大都是落后的型号。那么,苏联转让的航空技术水平究竟如何? 关于米格-19的技术性能 就当时而言,一般认为是很先进的:“以爬升快,加速性和机动性好,能全天候超音速作战、火力强和易于操纵等优势装备于苏联空军部队……米格一19为一件成功的设计”;“米格-19的机动性能极其出色”;“米格-19是前苏联研制的一种轻型超音速歼击机……主要用于空战,争夺制空权,也可实施对地攻击”。 苏联于1951年开始研制米格-19,1953年首次试飞,1955年开始装备部队。这是世界上第一种进入批量生产的超音速战斗机。1956年,米格-19首次公开亮相,由于其在爬升率、加速性、机动性、操纵性等方面的良好性能,先后有多种改型:c型(昼间型)、CФ型(高空型)、п型(加装雷达的全天候型)、YIM型(发射导弹的全天候型),1961年停产。米格-19C没有雷达,于1956年投产、服役,中国大量仿制并在此基础上进行多种改型。苏联向中国转让的米格-19п于1955年投产并装备部队,加装了雷达;而米格-19пM则由米格-19п改来,从携带火炮改为可发射导弹,由于采用了米格-17пM上的RP-2U雷达和APU-4导弹发射轨等成熟技术,该型很快于1957年底生产。 由于米格-19п与米格-19пM都装备了雷达,但这两种雷达都存在不少问题,有时甚至因雷达故障使战机无法升空,而且加装雷达的米格-19п机动性较差。通过实战检验后,中国最后选择了不能发射导弹、没有雷达的米格-19C,并在此基础上做了大量改型。在实战中,歼-6表现良好,曾击落多架美制RF-101,并以负速度差击落过RF-104,还创造过平流层击落战机(无人高空侦察机BQM-147G)的世界纪录。
电子技术专业论文:试论高职应用电子技术专业实践教学的改革 论文摘要:实践教学是高职院校人才培养的重要环节,是解决高职毕业生就业困难与企业聘不到高级技能型人才矛盾的关键。通过分析高职院校实践教学的现状,结合我院应用电子技术专业的实际,就高职院校实践教学的改革探索与实践提出了看法。 论文关键词:实践教学;应用电子技术专业;改革 一、高职院校实践教学的现状 (一)内容、模式陈旧 高职院校的培养方案,是建立在中专学校的基础上、参照本科院校的培养方案修订而成的。实践教学多以验证性实验为主,课程设计的项目少、且往往以理论设计为主,毕业实习以毕业设计论文为主、设计制作为辅,应用性不强。 (二)安排不够合理、实践教学手段单一 高职院校的实践教学往往编排在某些课程的实验中,且课时量严重不足,实训场所、师资力量缺乏,一个教师需要同时指导几十名学生实验、实训,教师讲解、演示几乎占用了一半的时间,剩下的时间学生只能模拟教师重新验证一遍。 (三)重视程度不够 对实践教学重视程度不够的具体表现是,实践教学考核的随意性。多数实践项目的考核,都是与相关的课程一起综合评定完成的,实验、实训成绩比例通常不足课程成绩的一半。因实践场地受限、师资力量不足,导致教师对实践课学生的管理难以到位,学生有没有操作、操作过程和结论有没有错误,教师难以辨别,只要学生上了实验课,实践考核就算通过。实践考核成为学生最容易通过的项目。 二、我院应用电子技术专业实践教学的改革探索与实践 (一)实践教学体系的改革 在专业建设中,注重“以实践性、技能型为主”的培养目标,确立了“电子产品整机装配、调试、测试技术,电路设计与pcb技术的制作技术,现代电子设备的维护技术”等三项专业核心技能。 在课程体系的建设中,以核心技能课程为主线,设置专门的实践技能课程,设立了电子产品生产工艺与实训、电子测量与技能训练、现代电子设备维修、电路设计与制板protel、autocad、智能仪器仪表的使用与维护等实践技能课程。 在实践技能内容的安排上,将实践内容分配为基础技能、专业技能、综合技能和创新技能等几个层次,建立一个与专业方向和培养目标紧密相关的、独立的实践教学体系,建立从基础技能训练到专业技能训练、综合技能训练、创新技能训练的循序渐进的实践教学模式。 (二)实践教学基地建设的改革 改善、更新原有的电工基础、电子技术实验室,增加电子仪器设备的品种;新建电子工艺设计制作实训室、电子综合实训室、创新实验室;开发仿真实验室,优化校内实践教学的资源配置,为学生提供了更多的动手操作场所。 注重校外实践教学基地建设,在步步高、广州瑞通千里激光设备有限公司、旭?光电科技有限公司等多个电子类企业建立了校外实训基地,使学生在毕业前能够直接参与实践工程项目,以缩小学校教学和实践工作的差距,加快学生适应社会、服务社会的进程。 (三)实践教学方式及手段的改革 1.实践教学内容的转化。将原有的验证性实验向综合、设计实训转化,如将“串并联电路分流、分压关系的验证”改为“串并联电路的连接及测试”,“日关灯电路的测试”改为“日光灯的安装与测试”等;大幅度增加实训项目内容,如“元器件的识别与检测”、“印制板的设计与制作”、“直流稳压电路的设计、制作与调试”等等。这些实训项目的改革,强化的不仅仅是实践教学的手段,更主要的是将理论知识及时转化为实际的技能。 2.改革实训主导地位。从“教师讲解、演示为主,学生动手为辅”的实践教学方式变革为“学生为主,教师指导为辅”的实践教学方式。以专业知识的转化和实践技能的掌握为目的,鼓励学生实训过程的多样化、实训结果的规定性和独创性结合。如:在“稳压电源电路设计、制作”的实训中,只给出“将220v/50hz交流电压变换为输出6v稳定直流电压”要求,由学生自我完成稳压电源电路的设计制作。学生可以采用分立元件设计、也可以采用集成电路设计;可以是固定的6v直流电压输出、也可以是包括了6v的可调直流电压输出;可以是先仿真再进行实物制作,也可以直接进行实物制作;可以采用万能板安装制作,也可以自制印制电路板后、再进行安装制作。不拘一格的实训过程,调动了学生的学习热情,提高了学习积极性。 3.仿真实训与真实实训的结合。对于较复杂的实训项目,训练学生将专业知识与计算机软件、计算机操作相结合的本领;即复杂的实训设计制作项目,先运用protel、autocad、multisim7等软件进行设计仿真,得出最佳结果时再进行实际制作。通过“电脑设计-仿真-改进设计-制作-完善-创新”这种仿真实训与真实实训相结合的实践教学方式,可以缩短设计制作的时间,降低设计制作成本,提高电子电路设计制作的成功率,同时有利于学生将多门学科知识进行综合运用。 4.课堂教学与课外教学的结合。在课堂实践教学中,制定好各门课程的实训大纲,大幅度提高实践教学课时比例( 40%总课时),加大设立实训项目,合理安排实验、实训项目,使实践教学内容来自于课程理论,但又有所突破。鼓励学生自己构思、设计、完成实训项目,有效培养学生的创新意识,提高学生的操作能力。 采用开放实训场所的方式,学生可以在课余时间进入实训场所,完成自己设想的项目或需要巩固的技能知识;充分发挥第二课堂的作用, 将专业知识技能与电子竞赛相结合,积极组织学生参与各种层次的电子竞赛,使学生在竞赛前的培训和竞赛过程中,巩固和升华电子基础和专业知识,培养、训练学生的团队合作精神和创新意识;以学生的社会团体-电子协会为平台,在业余时间开展电子知识讲座、电子作品小制作、电子产品维修、学生优秀电子作品展、获电子竞赛奖励学生的经验交流等活动;不定期地聘请行业、企业的工程师、高级工程师进行阶段性讲课、讲座或实训指导,注重学校教学与实际工作的关联性和一致性;利用假期让学生去校外电子实习基地进行顶岗实习,由企业工程技术人员进行实践辅导,学生在电子企业可以直接参与实践工程项目,大大缩小了学校教学和实践工作的差距,真正做到学校教学与实际的衔接、扩展。 多方位、多渠道的实践教学,加快了学生适应社会、用专业知识服务社会的进程,有效地提高学生的专业技能和毕业之后的就业率。 (四)实践成绩评定的改革 采取实践教学单独考核、实践项目分项考核、竞赛成绩列入考核(创新考核)、实践项目和实训报告综合考核等手段,加强实践教学的管理力度,使之对实践课教师和参加实践课程的学生都起到促进、提升的作用。 实践项目分项考核的具体做法是:根据不同阶段和不同实训项目的内容要求,对学生进行逐个现场操作测试评分。实训报告考核的主要内容:条理是否清楚,实训的内容、测试方法、实训结论、改进创新方法等是否齐全。创新考核是指根据学生参加各种层次电子竞赛的情况(完成情况、获奖名次等),进行不同的加分。 三、我院应用电子技术专业实践教学改革成效 (一)教师开发实训项目、编写实践性课程教材的能力和水平大大提高。近年来,我院教师编写出版的实践性教材有:电子产品生产工艺与管理、multisim7.0仿真设计、电热电动器具原理与维修、单片机原理及应用、电子技术基础实验指导书和实验报告等;其中,由我院教师主编的实践性教材《电子产品生产工艺与管理》入选为国家级“十一”规划教材,并获江西省高校科技成果奖,获江西省普通高校优秀教材二等奖,获全国电子信息类高职高专优秀教材二等奖。 (二)学生积极参与全国和江西省的各类电子科技竞赛活动,并获得较好的成绩。近年来,学生参加江西省及国家级各种电子竞赛获得多项奖励:其中12人获得一等奖、25人获二等奖、29人获三等奖,2次获团体三等奖,1次获团体第3名。 (三)毕业生的就业率高,受到用人单位的好评。由于毕业生的动手能力强、团队合作意识好、专业素质高,使毕业生的就业情况良好,近年来就业率均在90%以上,且受到用人单位的好评。 四、结束语 高职实践教学的改革是一项长期而艰巨的任务。随着我国经济建设和科学技术的不断发展、教育改革的不断深化,高职实践教学改革的步伐必将更加坚实。 电子技术专业论文:高职机械类专业《电工电子技术》课程教改探析 论文关键词:高职机械专业 电工电子技术 教学改革 论文摘 要:根据高职机械类专业电工电子技术课程教学中出现的问题,针对高职学生的特点,从教学内容的选取,教学方法、教学手段、考核方法的改革,理论与实践更好的融合等方面进行了分析、总结。 电工电子自问世以来,已经延伸到社会的各个领域,机械类产品也慢慢的过度为机电一体化产品的方向发展,社会对机械工人的要求也从机械类单一工种,转变为机电类复合人才的要求。因此,电工电子已经成为机械类专业的一门重要的基础课程,而且是一门理论性和实践性都非常强的基础课程,本文针对应如何使非电类机械类专业的高职学生在学习“电工电子技术”上,既能够满足专业和职业能力的需求,又不是像本科教育那样,立足打好深厚基础。根据高职学生的特点,重点以实践、应用为主线来进行教学改革。 1 存在的问题 (1)理论与实践脱节。传统的教学方式是理论教学与实践教学是分开的,而且理论知识往往过分追求教学内容的系统性与完整性,这就忽视了“电工电子学”作为应用学科的实用价值,使学生缺乏明确的学习目标,难以理解课程的目的和意义,不但给学生的学习造成很大困难,也影响了教学质量的提高和应用性、技能型人才的培养。 (2)教学方法陈旧古板。教学方法基本上采用“老师讲,学生听”的灌输方式,有些教师对新的教学方法和手段不熟悉不适应,课堂教学讲得过多过细,缺乏新意,没有留出足够的时间供学生思考回味。此外,课后作业过多也使学生无暇思考,这样导致学生始终处于被动状态,无法激起学习的兴趣和热情。 (3)考核方式单一,内容片面。电工电子学”课程的考试方式采用闭卷笔试,内容主要是理论知识。这样既不利于学生对知识的全面掌握,又不符合高职学生的特点。 2 改进措施 (1)课程整合和优化。 打破学科体系,改革课程设置,实施课程内容的简约、集成与重组,体现出高职教育的特色。以实际应用能力培养为主线,精减教学内容,去除理论推导、证明、验证内容,注重技术重现和技术实现。 实现做中学,弱化过深、偏难的理论,突出知识在专业中的实际应用。以适用、实用为原则,优化知识技能结构,形成与应职岗位相一致的教学内容。从应职岗位需要出发,将各课程的知识与技能有机地结合起来,增加实用性和针对性,删去一些与今后工作关系不大的枝节。例如,很多教材大篇幅讲解二极管如何形成单向导电性,三极管内部载流子的传输情况。而在实践中,只有从事专门研究的人员,才可能用到这些原理知识,对于以培养应用型人才为主的高职学生,重点应该放在二极管、三极管的作用,如何判断二极管正负极,三极管的标号及管脚判别鉴定,如何通过参数来选择二极管、三极管的型号等内容上。对于电子电路应强化集成电路方面的内容,特别是集成电路的应用。对难度较大,求解过程复杂的例题、习题进行删减。 (2)加强与专业方向的对接。 大部分机械类专业均开展了电工电子课程,但专业方向不同,学生所需知识的侧重点也有所不同。电工电子是专业基础课程,一般在大一第一学期就开设了此课,学生对专业的认识还不够了解,教师给不同专业的学生上课时,授课内容既要注意与各学科专业基础知识的衔接,又要兼顾与后续课程的联系。并且课程内容按不同专业编排,采用灵活的组合方式,以适应不同学科、不同学时和各层次学生对课程深度和广度的要求。比如,针对数控类专业,教师可以结合数控机床的定位系统,讲解数字电路中数模、模数的转换;针对汽车专业,教师可以结合汽车测速装置的工作原理,讲解计算器的功能。 (3)课堂教学方式灵活多样。 高职学生基础相对薄弱,教师应根据学生的实际水平,对基础知识、基本内容和重点内容精心组织,运用多种多样的教学方法,如比喻法、类比法、启发质疑法、讲练法、实验演示法,使学生能克服厌学心理,鼓励帮助学生树立自信心,提高学生的学习兴趣,促进求知欲。对于理论性较强的内容,教师要耐心对待学生,引入各种案例,多讲多练,反复强化重要的知识,不讲则已,讲的就务必使学生掌握。 (4)充分利用现代科技,拓宽教学手段。 抽象的电工原理讲解起来容易觉得枯燥乏味且生涩难懂,如电介质的极化、电容的充放电等,若能合理巧妙使用辅助教具,往往能收到事半功倍的效果。教师可以通过教学录像,直观的实物模型和幻灯片、投影,生动详尽、图文并茂的教学课件,让学生学习起来兴趣盎然,使教学过程缩短时间,尽可能增加信息量,开拓学生视野,进一步深化了对基础理论的掌握。为了适应目前既要减少教学时数,又要增加课堂信息量的教改形势,同时培养学生学习主动性,提高自学能力,充分利用网络资源教学是最有效可行的方法之一。在校园网络上向学生提供电子教案、网络课件等网络教学资源,利用网络进行答疑,接收学生反馈意见,更好地与学生交流。学生可以利用网上试题库,在网上随时进行自检自测。我们目前已具备的资源有:电子教案、多媒体课件,网上实验室、精品试卷、习题库等,极大地提高了学生的学习兴趣。在理论教学中引入eda技术,来改善教学质量,使理论分析得以验证。对于一些比较抽象的内容,教师用语言不易描述,学生也难以理解,还有许多电工电子的概念需要通过实验以阐述和验证。在课堂讲解内容涉及需要实验演示电路时,调用事先建立的eda电路文件进行现场演示,不但提高了教学效率,而且降低了教学难度。例如,在讲解基本放大电路的静态工作点对输出波形的影响时,要通过实验来加以验证。实验教学中引入eda技术,可以解决三个方面的问题:一是实验信号存在时间过短,用常规仪器往往很难观察得到,借助eda技术,可以方便观察;二是在电工电子实验中,将实验任务布置给学生,让学生先进行理论设计,然后按照设计要求进行计算机仿真设计,完成仿真设计后,再在实验室按照仿真电路装配实际电路进行测量;三是可以进行虚拟的仿真实验,根据教学内容和专业要求,联系生产实际提出简单的设计题目,让学生进行理论设计,然后在计算机上完成仿真实验,检验和完善自己的设计作品。 (5)理论教学与实践教学相结合。 电工电子技术是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,而且还要把这些理论灵活应用于实践中。但是学生到工业、企业中实践的机会很少,从而无法了解工业、企业中是如何进行具体工作的。 为此,在教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手通过技能训练引入相关知识和理论,由实训引出相关概念及相关电路。首先是教师提出学习的内容、目的、要求及其他相关事项,学生自主学习有关内容,再通过自己动手做的方式来加深对所学知识的理解,同时获得相关技能的训练。这种在教师指导下,感性认识与理性认识交互进行,对学生自主学习起到良好的促进作用。教学所选实训项目应与机械专业建立联系,这样的学习方式会极大地激发学生学习理论的动机。 此外,实践教学场所按照职业活动环境来布置,突出其职业性的特点,同时,实践教学严格按照生产、建设、管理、服务第一线的现场有关规定,来强化学生职业技能训练和职业素质训导,着重要求学生要有一丝不苟、严格认真的工作作风。 (6)建立以能力为中心的课程考核体系。 改变传统的考核方式,强调考核学生的能力,实现课程考核向过程考核的转变。学生学习效果的好坏,主要取决于整个教学过程,与之相适应,考核也贯穿整个教学过程。提高学生的素质为考核中心,考试不再局限于闭卷一种形式,而是采用开放灵活的考试方法,包括开卷考试、课程论文、口试、实际操作、调查报告、综合考查等形式。不同内容采用不同的考核形式,如考基本理论采用闭卷的形式;考实训采用项目制作的形式,根据学生态度和动手操作能力,现场综合评定学生的实验实训成绩;对于综合分析和电路设计采用开卷的形式;平时的作业可以结合生产实际写课程论文和调查报告;使评分方式科学化。课程结业成绩由平时成绩、实验实训成绩、期末成绩(试卷)组成,为了充分调动学生全程参与学习,使学生把注意力转移到日常学习中,扩大平时成绩和课程测验的比例,具体是平时成绩占20%,课程测验成绩占40%,期末成绩占40%。另外,在平时测试和实验考核中,改革记分方式,实行实质性评价,一些考核按照abcd级制度评分,淡化分数,促进学生的全面发展。 注重考核反馈,现在我们在教学中往往注重考核,不注重反馈,其实考核的目的是要重视反馈,通过反馈来是学生了解自己的不足,使老师反省在以后的教学中如何讲解来是学生能够更好的减少错误,学生在反省中找到原因,改正错误。 3 结语 机械类专业的电工电子课程教学改革是一项长期的工作,经过多年的思考与经验积累已初有成果,在以后的改革中,是该课程更加的理论与实践相结合,更具有鲜明的特色,真正的实现做中学,快乐学习。切实减轻学生学习负担,提高学生的学习兴趣。 电子技术专业论文:高职院校机械类专业《电工与电子技术》课程教学改革探析 论文关键词:高职院校 机械类专业 电工与电子技术 教学改革 论文摘要:随着我国高等职业教育规模的不断壮大,提高职业教育的整体教学质量,培养真正高素质的技能型人才是我国职业院校共同关心的问题。本文以提高我国高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程教学质量为目标,探讨了该课程的教学改革。文章分析了目前我国高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程教学内容不太适合当前企业对人才需求状况的变化,论述了进行该课程教学改革的意义,阐明了该课程进行教学改革的目标。 《电工与电子技术》是大学机械类专业的专业必修课程,是学生由理论知识走向实践应用所接触到的第一门专业性质的课程[1],同时它是一门与机械设备控制紧密相关的课程,具有很强的理论性和实践性。目前我国大学机械类专业《电工与电子技术》课程内容主要包括直流电路、交流电路、电动机、变压器、常用低压控制电器、基本电气控制线路、半导体器件、模拟电路、数字电路、典型数字电路及应用等内容[2][3],基本按学科体系组织教学内容。学生对该课程的学习既有兴趣又有畏难情绪,普遍认为该课程学习难度较大,不容易学懂[4]。 随着科学技术的发展和企业对人才需求状况的变化,现今该门课程部分内容已不适应高等职业院校机械类专业学生学习,为减轻学生学习负担,激发学生学习兴趣,提高课堂教学效果,有必要对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程的教学内容和教学模式进行改革,应用任务引领的教学理念对其知识内容进行重构与优化。 1.教学改革意义 1.1 高等职业院校机械类专业学生就业岗位主要包括机械加工设备的操作和维护,各种机电一体化设备的装配、调试和维护,以及其它与机械产品相关的工作。从高等职业院校机械类专业毕业生就业岗位对《电工与电子技术》知识要求方面考虑,对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程内容进行重构与优化意义突出。 1.2 高等职业院校学生在学校学习时间一般不超过2.5年,学习时间短,学习任务繁重,对于在就业岗位上很难用到或根本用不到的知识点应该有所删减,这样能有效地减轻学生的学习压力,避免学生产生厌学情绪。因此对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程内容进行重构与优化,更有利于学生掌握该门课程中在工作需经常用到的重点内容。 1.3 对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程内容进行重构与优化,开展基于任务引领的课程教学改革,将教学单元划分成学生毕业后工作过程中可能碰到的具体工作任务,采用“理实一体化”的教学模式进行教学,可以激发学生课堂的学习兴趣、提高学习效率,收到好的教学效果。 1.4 对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程内容进行重构与优化,也是由高等职业院校学生自身的理论基础决定的。随着我国高等职业教育规模的扩大,生源的减少以及高考招生比率的逐年升高,高等职业院校学生高中阶段理论课程基础越来越差,对理论知识的接受能力整体下降,让他们学习理论性过强的、且在以后的工作中很难用到的知识,是对课堂上绝大多数学生的不负责任。 2.教学改革目标 以培养高等职业院校机械类专业学生熟悉机械设备电气控制系统能力为主线,打破传统的《电工与电子技术》课程教学内容的界限,从认知规律和满足学生就业岗位的需要出发,对教学内容和实践环节进行整合与提高,达到基本的电工与电子技术知识的完备,同时突出机械设备中电动机控制和接触器、继电器等电气控制线路的理解和掌握。具体做好以下几方面的改革。 2.1 以能力培养为主线,构建独具特色的课程内容教学体系。以掌握基础知识、强化应用、培养技能作为教学的重点,力求达到以知识应用为目的,能力培养为主线。在教学过程中,以学生毕业后在工作岗位上能碰到的实际工作任务为基础,构建独具特色的课程内容,开展基于任务引领的课堂教学。 2.2 在课程教学过程中,采用“理实一体化”的教学新模式。为了提高教学质量,首先要促进学生提高学习积极性,把被动学习转变为主动学习、喜爱学习,如此方能有效提高教学效果,提高学生的学习效率。在高等职业院校教育教学改革进一步深入发展的过程中,本人根据自己多年的教学经验和体会,认为理实一体化教学方式是实践性较强的课程教学中的一种行之有效的提高教学效果的方法。这种教学方式能激发学生学习兴趣,提高学习积极性能收到事半功倍的教学效果。 3.结束语 对高等职业院校的课程进行教学改革,提高教学质量,是我国高等职业教育发展的需要。本文探讨了高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程教学改革。笔者抛砖引玉,从分析我国高等职业院校生源的实际情况、现有课程内容的设置、以及企业对人才需求状况等方面出发,讲解了教学改革的意义,提出了教学改革实施方案,重点讲述了教学改革的目标。当然,提高我国高等职业院校《电工与电子技术》课程的教学质量是一项长期而艰巨的任务,需要我们广大高等职业院校的教师共同努力。 电子技术专业论文:电气工程及其自动化专业电力电子技术课程学习心得 1、引言 随着电力电子器件制造技术和微机技术的发展。电力电子技术在电气工程的各个领域得到了广泛的应用,电力电子技术在各个领域的应用带来了相应领域的技术革命。电力电子技术是气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课。课程的最大特点就是电路图和波形图较多,实践性强。如何在有限学时内获得最好的教学效果,使学生较好地掌握课程内容,并培养学生的工程实践能力和创新精神,提高学生的学习兴趣,是急需解决的问题。为此,必须从教学内容、教学方法及实际应用等方面对电力电子技术课程进行改革,开创出一条适合培养应用型人才的教学模式 [1]下面就几个方面探讨一下本人在信号与系统这门课程学习过程中的一些心得。 2、充分发挥多媒体的特点制作有特色的课件 多媒体课件不能将课本的内容用ppt直接投到屏幕上,采用这种课件对教学是无益的。要将、文、声、像以及视频等融合为一体,在备课时充分该特点,对教学内容进行充分理解和掌握,把自己课程内容的理解、分析和总结等写入ppt,插入必要的电力电子技术实验原理的flash动画演示,精心设计每一张多媒体课件的页面,制作有自己特色的多媒体课件[2]。让学生在听课的中对教材中的内容一目了然。例如:在讲授电力电子技术中的同步信号为锯齿波的触发电路时,该电路结构相对较复杂,利用多媒体将电路图和工作波形图同时分解为几部分,将每一部分的电路图和相应的工作波形图放在一张图片中,利用多媒体的动画效果对电路中的电压、电流等进行处理,在讲授时,电路图中的电压电流路径用醒目的箭头象形地表示出来,同时工作波形中的该物理量的波形也进行动作,并将该知识点的重点用文字写在图开的边上。通过教师的控制,分节演示,使图中的路径动画和波形动作同步,从而给学生以感官上的综本文由论文联盟//收集整理合刺激,同时可以节省板书与绘图的时间,扩大了教学的信息量。丰富了教学内容,能生动地展示各种教学素材,提高学生对本课程学习的积极胜,激发学生的学习兴趣,能极大限度地满足学生的求知欲望。 3、加强实践能力培养 教师应注重实践能力的培养。电力电子技术有很强的实践性,实验是培养理论联系实、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段。在实实践教学改革是“电力电子技术”课程改革的一重要环节。学生要认真完成基本实验,巩固实验基础。根据课堂教学内容的教学安排,学生必须完成一些验证性的实验。如电力电子器件的特性研究、基本电路的输出电压、电流波形验证等基本实验。通过这砦实验,学生不仅可以加深对课堂所学内容的理解,而且可以熟悉整流、斩波、变频和逆变的相关概念有更深刻的认识和理解。在此基础上,我校现在已淘汰传统的分立元件实控制柜,采用浙江天煌教学仪器公司的“电力子与电力传动实验台”。我们采取的措施有:将实装置介绍及实验要求挂到电力电子技术课程网站,提供基本操作示范录像;减少验证性实验,增加合性和设计性实验;开放实验室,同时鼓励学生参教师的科研活动和实验室建设。实验改革的基本思路如下:①要求实验内容全,包含各类半控、全控型功率开关器件和pwm控实验;②融合相关课程(如自动控制原理、电机拖、计算机控制)的综合实验;③分层次设置实验,使生可自行搭接和组合设计,以便将其扩展成新实;④学生的实验活动建立在自主设计的基础上。教师要提高毕业设计环节的质量[3]。毕业设计的题目不求过大过难,但要使学生能真正明白其工作原理并能亲自动手制作出可行的实际电路。如以布置一个利用单片开关集成调整器芯片设计一个简单电源的题目。要求学生自行查阅相关的芯片资料及典型应用电路,用protel画出原理图并仿真,仿真结果正确后再要求学生排版生成pcb电路,然后再利用刻板机或自己刷板子制作出实际的线路板,把所需元件焊接完成后再进行测试,直至输入输出正确。这样做的目的是培养理工科大学生的工程实践能力,使学生能尽快适应将来的工作岗位。毕业设计论文通常涉及元器件购买、电路板加工与制作、测试分析等费用开支,没有一定的经费投入及实验条件难以完成教学任务。 4、教师应讲好绪论课并提高自身素质,采用双语教学 教师在整个教学环节中占有重要的位置,教师自身素质的好坏不仅关系到教学质量的好坏,而且对学生也有很大的影响。因教师应加强自身的意识,讲好绪论这第一堂课,激发学生的学习热情教师可以通过搜集丰富的图片、录像等感性材料来说明电电子技术的具体应用领域,使学生明白他们在课堂上将要学的看似“枯燥”的电路图,波形图及公式推导在工程实践中非常有实用价值的。由于电力半导体器件和微电子半导体器件日新月异的发展,电力电子技术每隔不久便有一个新飞跃,其应用领域也在不断扩大。教育重要的是培养学生站在全系统的高度上分析和解决问题的能力。要从把知识点分得过细、缺乏联系转变为强调知识的整体性和培养综合运用知识并创造性地解决问题的能力。一方面突出重点,理论联系实际。“电力电子技术”是一门非常实用的课程,应用与我们的生产生活关系密切。本科教学中开展双语教学,是教育部提出的在新形势下推进教学改革,提高教学质量的重要举措,也是全面实施素质教育的有益尝试,是全球经济化的必然趋势,是教育国际化的客观要求,是人才培养的必然要求。双语教学现已成为我国高等教育课程教学改革的一个热门话题。将双语教学运用于电力电子技术课程,其主要目的是传授先进的专业技术知识,同时给学生提供应用英语学习的机会。双语教学施行之初,学生往往会不适应,易失去学习的兴趣,所以在教学内容的设计上和教学手段方面充分考虑到了初学者的认知能力和接受能力。 5、结束语 电力电子技术课程的教学实践改革措施应与各高校的人才培养目标相一致,我校对开设该课程相关专业的目标是培养工程实践型人才。因此,在该课程的教学实践改革中要及时更新和补充目前工程应用中真正用得到的主流技术来充实我们的教学内容,积极改进教学手段和教学方法,提高学生的学习积极性,鼓励任课教师积极参与到该课程的相关科研实践中来,科研与教学共同进步。随着电力电子技术发展应用的广泛和深入,该课程的改革也一样会不断地向前推进,各种各样的探讨和方法也会不断涌现。因此,围绕学生,追寻电力电子技术发展前沿,锻炼和培养学生的实际工作能力和激发其创新能力,是课程改革发展的方向。 电子技术专业论文:浅析建筑行业内应用电子技术专业人才培养体系的构建 论文关键词:教育系统工程 空中乘务专业 人才培养 论文摘要:本文从专业人才需求出发,经过岗位分析,进行专业定位和人才培养模式选择,之后论述了建筑行业内应用电子技术专业人才培养体系的构建,实践表明课程体系、实训环境、教学团队三个方面的建设对人才培养质量的提高至关重要。 一、引言 教职成[2011]9号文《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》指出,要以科学定位为立足点,优化职业教育层次结构,构建现代职业教育体系,树立系统培养的理念,坚持就业导向,明确人才培养规格、梯次和结构,明确高等职业学校定位,促进学生全面发展,重点培养高端技能型人才。作为一所以建设类专业为主的高职院校,我院以服务区域经济和建设行业发展需求为己任,探索“依托行业,校企合作、工学结合”的人才培养模式,紧贴人才市场需求,铸造建筑特色的专业品牌。作为广东省第一大支柱产业,电子与信息技术产值连年提高,其中智能建筑电子产品市场需求旺盛,对楼宇智能化电子产品设计开发、生产、维修、技术服务人才的培养提出需求。这就要求我们以“工学结合”理念为指导,面向行业就业,对社会人才需求进行调研,科学定位专业人才培养规格,合理选择人才培养模式,改革课程体系,配备实践教学条件和教学团队,从而构建适合建筑行业需要的应用电子技术专业人才培养体系。 二、专业人才培养体系构建的指导思想 专业人才培养体系的构建需要从应用电子技术专业人才市场调研出发,根据岗位定位人才培养目标和规格,选择合理的人才培养模式,从而为人才培养体系的构建做好准备。 1.专业定位。在建筑行业,一方面智能家居市场需求旺盛,产品蓬勃发展,另一方面工程应用领域产品的技术性能尚处于开发改良阶段,调研表明毕业生主要去向在电子产品设计、样机制作、调试维修、生产线产品制程技术指导、质量成本控制等岗位。依据“工学结合”关于职业教育能力目标培养的理念,针对这些专业工作岗位,将其工作过程归纳出典型工作任务,主要包括:产品方案选择、电路原理设计、控制编程、电子线路制作、调试、测试、文件编写等。因此应用电子技术专业人才培养方案规定要面向智能建筑电子产品设计与生产应用第一线,培养从事产品设计、生产、维修和技术服务工作,具有扎实的电子电路基础理论知识和分析能力,具有电子线路设计与产品制作工艺实践能力,能够胜任智能建筑电子产品的工程应用、安装调试、维修等工作的高素质技能型专门人才。 2.人才培养模式。人才培养模式是为了实现培养目标,在培养过程中采取的构造样式和运行方式,包括专业设置、课程体系、教学设计和教育方法等方面。作为建筑行业的应用电子技术专业人才培养,我们采用“411”模式,即第1~4学期完成支撑专业核心能力的理论基础知识的学习和各专项技能的训练,第5学期通过生产实习、智能建筑电子产品设计与制作、专业证书考证训练等综合课程形成专业能力、方法能力和社会能力;第6学期到企业顶岗实习,完成职业素养的全面形成。在人才培养的各个环节当中,从实际工作岗位出发,理论知识够用为度,重视理论前沿新知识的传授和技术的拓展,实践技能培养方面构建虚拟真实的岗位工作环境,通过真实项目设计教学内容,运用行动导向教学方法,使得电子产品的设计、制作、维修、技术服务等能力逐步形成。 三、人才培养体系的构建 明确专业定位和专业人才培养模式之后,我们重点从改革课程教学体系、设置实践教学环境、教学团队建设等方面构建人才培养体系,完善应用电子技术专业“工学结合”人才培养模式的内涵。 1.课程教学体系的改革。根据专业设置,结合往届毕业生顶岗实习反馈信息,以及各类电子设计大赛和技能竞赛情况,我们认为需要提高学生在电子产品装配工艺、质量检测、成本控制方面的能力,加强pcb制造方面的动手操作能力,了解smt技术工艺,因此结合专业定位和企业岗位实际调研制订课程体系改革重点:在专业课程中设置针对电路分析、设计、pcb绘图、样机制作、编程与调试、测试测量等技能的教学,以及积累电子产品工艺的设计和管理经验,如电子产品表面贴装(smt)工艺、pcb制板等内容。针对产品设计工作过程中软硬件设计、pcb绘图、样机制作、测试,将专业课程体系划分为专业理论基础知识课程、专业核心能力平台课程、专业综合能力形成课程和专业知识技能拓展课程,共26门专业课程,其中4门集中实训课,占总学时60%以上。包括电路基础、模拟电路、数字电路、c语言程序设计、检测与控制技术、单片机原理与接口技术等专业理论基础知识课程,电子cad、电子测量与仿真技术、单片机应用设计、电子基本技能实训、电子产品装配工艺实训、电子线路应用实训、单片机原理与接口实训等专业核心能力平台课程,以及生产实习、智能建筑电子产品设计与制作、专业证书考试训练、顶岗实习等专业综合能力形成课程,在专业知识技能拓展方面开设电气控制与plc应用、集成电路应用、高频电子技术、电力电子技术、eda技术、智能卡技术、vb程序设计、建筑设备智能控制等课程。在课程的微观教学设计上,运用行动导向教学方法使学生在项目任务完成中形成能力,掌握知识。例如在《单片机应用设计》课程中从开发仿真到模仿真实产品项目开发,在电子产品开发的真实工作环境中学习单片机开发、测试工具设备、加工手段的选择和运用,在教学实施过程中模拟企业真实项目任务开发的组织形式将学生分组,为学生分配角色,培养团队协作精神。 2.实践教学环境构建。为满足教学体系中的实践环节,配置专业实践条件和环境,包括电子技术应用实训室、电子加工工艺实训室、电子创新设计实训室和电子材料室。电子加工工艺实训室主要承担表面贴装(smt)加工工艺实训、pcb线路板制作工艺实训和电子线路应用实训。配备的设备有:数控电路板雕刻机、热转印线路板制作机、腐蚀机、沉铜器、手动焊锡膏丝印机、真空吸笔、再流焊机、放大镜和热风拆焊台等加工与返修设备。通过实践培养pcb板制作、smt贴装等工艺技能,另外可满足教科研和学生课外兴趣制作项目中的电路板加工。电子创新设计实训室主要承担单片机原理与接口实训、电子线路应用实训、智能建筑电子产品设计与制作,配备有计算机、单片机和fpga实验箱、仿真软件(proteus),可使电子产品创新设计过程中的测控应用电路设计和编程在计算机仿真软件环境中得以验证,从而加速产品开发和节省材料成本。同时可支撑电子测量与仿真技术、电子cad、单片机应用设计、检测与控制技术、eda技术、智能卡技术等课程。另外该实训室是教学科研项目设计、大学生电子设计竞赛、职业技能大赛、科技文化创新活动、课外兴趣制作的主要平台。电子材料室主要支撑应用电子技术专业开展的实训教学项目,储备电子元件材料,库存系列阻值的电阻、电容、二三极管、ic芯片、及各种接插件等。实践教学体系构建的主要特色是从人才培养模式出发,结合相关专业课程,以专业人才实际动手能力的培养和工艺设计管理经验的积累为目的,为教学提供实践环境,注重在职业环境中培养学生道德素质,使学生在学习中完成角色的转变,以工学结合的模式为学生搭建通向企业职场的桥梁。 3.教学团队的建设。教学团队的建设是专业内涵建设的保证,是提升人才培养质量的着力点。现阶段职业教育的模式要求教学团队成员根据经济建设和社会发展需要不断地研究新情况,更新教育教学理念,整合教学资源,深化专业与课程改革,加强“双师”素质的养成。因而我们注重教学团队在知识结构、工程项目实践以及教科研等方面的进修、培训、提高,为人才培养质量打造优质教学团队。 以职业教育理念为指导,通过科学的调研和专业定位,合理地选择专业人才培养模式,主要从课程体系、实训环境、教学团队三个方面构建了适于建筑行业发展的应用电子技术专业人才培养体系,该体系从岗位工作过程出发,全面培养学生的专业能力、方法能力和社会能力,在提高人才培养质量方面收到良好的效果,例如学生在各类电子设计竞赛中多次获奖,学生在职业资格证书考试中通过率达到96.61%,毕业生的就业率逐年提高,2010、2011两年就业率均达到98%以上,毕业生受到用人单位的好评。 电子技术专业论文:论汽修专业应加强信息电子技术的培养 摘要:本文分析了目前信息 电子 技术在汽车中的大规模应用,研究了汽车维修行业应加强维修技术人员对信息电子技术的培养。 关键词:汽车维修 信息电子技术 技工 0 引言 随着汽车 工业 的飞速 发展 ,汽车维修行业发生了巨大的变革。一是维修从机械与电器的简单维修发展到电、机、光、液一体化的复杂高科技维修,而这些都是基于信息电子技术之上的;二是从过去的国有汽修 企业 单一经营到以股份制为主的多种 经济 成分的 现代 汽修企业经营;三是在用工与报酬上已经改为择优招聘、多劳多得的方式。面对以上变化,汽修技工必须认真分析当前汽修行业的维修技术需求与发展水平,找出关键——强化信息电子技术在汽车维修领域的应用——解决汽修实际问题,成为自己的专长;企业择优录用,实现顾客、企业、员工的三赢。因此,在汽车修理行业应加强维修技术人员的信息电子技术的培养。 1 信息电子技术在汽车领域的应用 目前,汽车信息电子技术化已经被公认为是汽车技术发展进程中的一次革命。信息电子技术的应用程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志;汽车制造商认为增加汽车信息电子设备的数量、促进汽车信息电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。据统计,从1989年至2008年,平均每辆车上信息电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至40%以上。一些豪华轿车上,使用单片微型 计算 机的数量已经达到53个甚至更多,电子产品占到整车成本的50%以上,目前信息电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统中来。 汽车信息电子产品可为两大类:①汽车信息电子控制装置,包括动力总成控制、底盘和车身电子控制、舒适和防盗系统;②车载汽车信息电子装置,包括汽车信息系统(车载电脑)、导航系统、汽车视听娱乐系统、车载通信系统、车载 网络 等。具体汽车电子各分系统的构成如下示意图。 由于汽车上的电子电器装置数量的急剧增多,为了减少连接导线的数量和重量,网络、总线技术在此期间有了很大的发展。通讯线路将各种汽车电子装置连接成为一个网络,通过数据总线发送和接收信息。电子装置除了独立完成各自的控制功能外,还可以为其它控制装置提供数据服务。由于使用了计算机网络化的设计思路,简化了布线,减少了电气节点的数量和导线的用量,使装配工作更为简化,同时也增加了信息传送的可靠性。通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置,读取故障码对其进行故障诊断,使整车维修工作变得更为简单。而这一切都归功于信息电子技术尤其是总线结构的发展。 当前汽车电子技术发展的方向向集中综合控制发展:将发动机管理系统和自动变速器控制系统,集成为动力传动系统的综合控制(pcm);将制动防抱死控制系统(abs)、牵引力控制系统(tcs)和驱动防滑控制系统(asr)综合在一起进行制动控制;通过中央底盘控制器,将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。控制器通过复杂的控制运算,对各子系统进行协调,将车辆行驶性能控制到最佳水平,形成一体化底盘控制系统(ucc)。 由以上事实分析可知,信息电子技术在汽车领域已经大量使用,作为新时代的汽修技术人员,必须掌握新兴的信息电子技术才能在未来的汽车维修领域发挥更大力量。 2 对汽修技工进行新兴信息电子技术培训方案的可行性研究 汽修技术本身是一门综合性很强的技术。不同车型故障不同;同一车型不同时期的故障不同;同一故障在不同的路面上的反映不同。要诊断和排除故障,必须具有较强的综合分析判断能力。汽车的设计,制造是经过很多专家共同研究试制改进到定型制造出厂的,是集体指挥的结晶;而维修时则是一个人找出问题、分析问题并解决问题的过程,是个体行为。加上维修单位,没有比较先进的检测设备,要在简陋的环境下解决复杂的疑难问题,这就要求维修技术人员的维修技术相当过硬。针对汽车维修行业技术人员的文化知识水平普遍不高的现实情况,对他们进行行之有效的、有针对性的新兴信息电子技术培训,就成为提高汽车维修技术水平的必然选择。现在就以发动机管理系统为例,进行信息电子技术培训方案可行性的讨论。 首先要掌握电子计算机使用技术。随着信息社会的发展,电子计算机为主的高科技术在汽车上应用越来越多。电控汽车是汽车的主导产品和发展方向。因此,汽修技工必须要掌握电子计算机使用技术,会用电子计算机查找维修资料、检测故障代码、寻找故障排除的手段、网上技术咨询和网上修车等。而这一切均依赖于新兴信息技术培训。因此信息技术培训可以采用多种技术方式尤其是结合修车查找资料等网上作业进行实际的操作演练。这样迅速提高维修技术人员的技术水平,因此可以大大调动他们的积极性与实际维修效果。比如下载某发动机管理系统的相关程序。可见,对汽修技工进行信息技术培训是必要的也是可行的。 其次要掌握好较为全面的电子技术,包括模拟电子技术,数字电子技术,单片机原理与接口技术,传感器技术等,这些都依赖于电子技术培训。 ecu是 英文 单词组合缩写,意为“电子控制单元”,简要的说就是车载电脑。现在很多轿车发动机大都用电子燃油喷射系统,其中有一个形似方盒子的控制元件就叫“ecu”,简单地说,ecu由微机和外围电路组成。而微机就是在一块集成芯片上集成了微处理器(cpu),存储器和输入/输出接口的单元。所以ecu就是单片微型计算机(简称单片机)。 发动机管理系统就是以单片机为核心,把各种检测器或者传感器采集来的各种信号(比如进气量,项位角等)进行相应的模拟/数字技术处理通过总线传送到单片机(或ecu)里,然后在经过相应的程序控制与数据处理,从而产生相应的控制信号,指定执行机构进行相应的操作(加大节气门开度)。 现在一些中高级轿车上,不但发动机上应用ecu,在其它许多设备上都可发现ecu的踪影。例如刹车防抱死制动系统、4轮驱动模式转换系统、电控自动变速器、主动悬架调节系统、安全气囊系统、以及多向可调电控座椅等都配置有各自的ecu模块对其进行控制。运用修车的现场实例加以指导与讲解,经过事实检验,学习效果相当好。 再次要具有对故障的综合诊断与排除的能力。汽车电控技术设计人员,在进行汽车 电子 控制系统设计的同时,增加了故障自诊断功能模块。它能够在汽车运行过程中不断监测电子控制系统各组成部分的工作情况,如有异常,根据特定的算法判断出具体的故障,并以代码形式存储下来,同时起动相应故障运行模块功能,使有故障的汽车能够被驾驶到修理厂进行维修,维修人员可以利用汽车故障自诊断功能调出故障码,快速对故障进行定位和修复。因此,从安全性和维修便利的角度来看,汽车电控系统都应配备故障自诊断功能。 依据故障自诊断功能配合相应的解码器,方便的查找出故障的原因所在而不在单单依赖原始经验积累。因此,信息电子技术培训可以大大提高综合诊断与排除能力。经由邯郸北方汽车维修总校教具模型开发部提供自主研发的bf8系列智能电控汽车模型40套(涵盖欧、美、日各大主流车系),又有完好的汽车整车30余台供学生实践所用,学员的综合诊断与排除能力大大提高。 3 追踪汽车行业新技术的应用 以汽车安全系统电子技术改进汽车安全性能的 发展 为例,看看汽车行业新技术的应用。据strategy analytics公司的市场研究报告指出,汽车安全系统是汽车电子领域增长最强劲的需求之一,年平均增幅达到25%以上。杜邦汽车最新调查表明,大部分用户认为最需要考虑的问题是汽车的安全性,它比汽车性能、车载娱乐和燃油效率都更重要,安全气囊和abs有望成为标准配置。visteon的研究也表明:安全性是汽车消费者最关心的问题。 renesas对中档轿车的研究揭示:国外1996年就将安全气囊作为标准配置,从2002年起国际上已经将两个乘客测知座椅、预紧式安全带和传感器系统与安全气囊一起作为标准配置,到2006年预紧式安全带和传感器系统将增加到4个,传感器系统更是大幅度增加以提高冲撞检测能力并提高乘车的稳定性,从而有可能构成统一的安全气囊 网络 。 由此可见,以信息电子技术为核心的新技术已经甚至更快的步伐在改变着传统的汽车行业,已经大大提升了汽车的各个方面的性能。 综合以上分析,信息电子技术目前已经在汽车领域大面积推广使用,未来会发展更快,针对汽车维修人员技术含量不高的现实,汽修专业应加强信息电子技术的培养,以追踪高新技术在汽车领域的应用。为了为顾客提供更好的服务质量,为了更好的提高汽车维修 企业 的整体实力,为了实现更好的个人理想,努力实现顾客、企业、人员的三赢局面都依赖于加强信息电子技术的培养,因此汽修专业应加强信息电子技术的培养! 电子技术专业论文:职业学校电子技术专业课教学方法新探 伟大的教育家陶行知先生提出“手和脑在一块儿干,是创造教育的开始;手脑双全,是创造教育的目的。”客观分析传统电子技术专业课教学模式存在的弊端,阐述“项目引领、任务驱动”理实一体化教学方法的特点,积极探索理实一体化在电子技术专业课中的应用实践,并进一步表明了理实一体化教学方法在电子技术专业课教学中所占的优势。 一、传统教学方法的不足 近几年来,随着高中阶段普及程度的提高和高等教育大众化步伐的加快,中等职业教育学生的差异性越来越大,生源质量严重下滑。大部分学生的认知特点是形象思维长于逻辑思维,实践学习长于理论学习,动手能力长于动脑能力,学生学习兴趣不高、学习习惯较差。然而,大部分职业学校的教学内容仍分成三大模块,即文化课模块、专业课模块、专业实训课模块。很明显,传统的教学方式将知识划分明确,内容相对独立,有利于学校统一安排课程及教学管理,但这种教学方式存在着许多弊端。它将理论知识与实践操作人为地割裂开来,具体表现在时间、空间上的分裂。即一般情况下,先学习理论知识,再进行实际操作,而且理论学习在教室进行,实训操作在实训基地进行。有时甚至授课者也被分离开来,理论由一部分教师承担,实训由另一部分教师承担。教学实践证明,传统课堂教学方法已经越来越不适应职业教育的发展要求,必须加以改革,否则,提高职业学校学生的全面素质和综合职业能力就是一句空话。 兴趣是最好的老师,采用有效的教学方式可以激发学生的学习兴趣。我在多年的电子专业课教学中不断探索,发现“项目引领、任务驱动”理实一体化教学是学习专业课的最佳方法。理实一体化教学法即理论实践一体化教学法。突破以往理论与实践相脱节的现象,强调充分发挥教师的主导作用,通过设定教学任务,让师生双方边教、边学、边做,丰富课堂教学和实践教学环节,提高教学质量。 二、“项目引领、任务驱动”理实一体化的特点 与传统教学方法相比,理实一体化教学法有如下特点: 1.“项目引领、任务驱动”理实一体化教学方法将学生应该掌握的专业相关知识和技能分成若干个项目,每个课题依据不同的知识点又分成若干个子项目,每个项目都有具体任务和技能要求。这样教学过程不再是单一的学科教学,而是瞄准目标、围绕项目的一体化教学。它引入现代培训理论,强调以学生为认知主体,学生在动手操作的过程中发现问题并在教师的指导下完成学习任务,加强了学生认知过程和能力的培养,克服了课堂教学的抽象枯燥的缺点,提高了学生的动手能力和创造能力。 2.“项目引领、任务驱动”理实一体化教学的过程,是讲解示范、实践操作、发现问题、提升技能的过程。职业学校学生大多数文化课基础差,分析和解决问题的能力较差,而定性的理解能力和模拟能力较强,对于看得见摸得着的知识很容易接受。采用“项目引领、任务驱动”理实一体化教学方法可以在理论与实践之间架起一座桥梁,使学生由被动接受变为主动认知。 三、“项目引领、任务驱动”理实一体化在电子专业教学中的应用 根据电子技术专业课程特点,将课程内容划分为:简单直流稳压电源的制作与检测、扩音机电路的制作与调试、函数信号发生器的制作、调幅收音机的组装与调试等不同教学项目,在各项目中又分为若干任务。每一个任务集中在一个时间段内,完成从理论知识到操作技能的全部教学内容。其中,扩音机电路的 转贴于论文联盟 // 制作与调试涉及各种放大电路的内容,知识点多,难理解,实践性强,是电子技术专业的核心项目。下面我以扩音机电路的制作与调试中的任务一:共射放大电路的制作与测试为例,谈谈“项目引领、任务驱动”理实一体化教学方法在电子技术专业教学中的应用。 根据电路的特点,能熟悉掌握电路的组成,整个任务安排在电子实训室进行,所有的理论和实践均围绕制作与测试这个任务展开。 具体实施步骤: 1.分组 将全班学生分成若干小组,每6人1组,焊接电路,小组成员由教师按能力和水平搭配,并选出一位学习能力强并善于组织的学生为组长。 2.分析、焊接共射放大电路 首先以组为单位,通过讨论分析出电路工作原理,老师总结并作补充。接着老师进行规范的符合工艺的示范操作,然后强调电路手工焊接的顺序及注意事项。在老师的指导下,学生开始规范操作,完成对共射放大电路的焊接,使学生对于共射放大电路各部分都有了一个完整的熟悉。 3.测试共射放大电路 老师在学生中间,从学生操作中老师能及时发现学生理论知识的缺陷,及时纠正学生在电路性能操作中的不规范行为,同时学生在测试过程时碰到问题要及时解答,以避免因问题的堆积而造成学生厌学、弃学现象。 4.分组竞赛 组内成员先单独思考,再讨论交流,为充分调动各小组的积极性,增强荣誉感,让各小组之间产生竞争,评出优胜小组,同时测试的过程也是考核学生的过程,教师组织测试的计时赛,检验学生知识和技能的掌握程度。 5.总结提高 学生写一篇共射放大电路制作与调试过程的实习报告。 6.交流评价 交流评价是“项目引领、任务驱动”理实一体化教学的一个重要环节,评价内容包括时间安排、活动态度、学习策略以及成果的创新和不足等。 四、“项目引领、任务驱动”理实一体化在电子技术专业教学中的优势 1.推动校本教材的改革 “项目引领、任务驱动”理实一体化教学强调动手教学,可以促使老师编写校本教材,将电子技术专业理论知识和实践知识融合在一起;或选用理论与实践配套教材,以满足理论和实践相融合的要求。 2.促进学校实训基地的建设 实训基地的建设是顺利实施实训教学,培养合格人才的保障,更是“项目引领、任务驱动”理实一体化教学所必备的。 3.加强师资队伍建设 理实一体化教学对教师提出了更高的要求,教师不仅要具备一定的理论知识,还必须具备相应的操作技能。它将激发教师不断学习新论文联盟//知识,使自己具有理实结合的教材分析及过程组合的能力和综合创新能力,以满足教学的需要。 实践证明,“项目引领、任务驱动”理实一体化教学是一种行之有效的技能型人才培养模式,强调以学生发展为本,锻炼了学生的动手能力、分析能力和解决问题的能力,教师重在考虑怎样“教”才能促进“学”,如何在理论教学时精讲、如何在示范操作时精讲、如何在反馈纠正时精讲、如何在理论教学时渗透实践操作的要点、如何在实践操作教学时强调理论知识等,都值得我们不断地勤于思考,善于总结。转贴于论文联盟 // 电子技术专业论文:中职学校电子技术专业课教学探析 摘要:电子技术应用专业培养目标是面向社会、服务社会、以就业为导向、适应社会对电子专业人才的需求。电子技术应用专业大部分课程以实际操作为主,使用电子测量仪器正确测量电子元器件是一项操作性很强的技能,所以本文以万用表测量电子元器件为例,来探讨怎样上好专业课,从而掌握实践课的操作技巧。 关键词:中职学校;实践操作;创造价值 中职学校培养目标是面向社会、服务社会、以就业为导向。在教学中要以实践为主,让学生不断总结操作经验,从而掌握实践操作技巧。 一、掌握基本专业理论来指导实践 专业课教学离不开实践,而实践要靠专业基础理论来支撑,教师在进行专业课教学时要注重理论和实践相结合。教师要有较新的教学理念、扎实的理论基础,过硬的教学基本功以及掌握国内外最新的电子技术内容。在平时的备课时要把先进教学理论、实用的技能及采用适合中职学生学习特点的教学方法和自己学科的特点结合起来,把握住理论是用来指导实践的,而不是长篇大论,做到精讲精练。中职学校要加强基础课的教学,课程教学必须服从市场需求,以培养学生适应社会、企业对人才规格的需求为依据。改变教学方式,以恰当的教学方法,针对学生的具体情况来教授学生知识,使他们的基础知识和实践技能能够适应社会及企业对人才的需求。比如:在电子技术学科当中有用仪表测量电子元器件的内容,在讲解该内容时,教师要把电子元件的一些基本理论知识讲精、讲透。同时,有必要讲解一些仪表使用的相关理论知识,如电压表、晶体管测试仪等仪器的正确使用,然后指导学生可以自己先寻找一些有关电子元件测试及相关仪器使用的资料。这样学生就有了充足的、扎实的理论知识。教师此时再向学生授课并进行实践操作,学生接受知识的速度会比较快,而且其掌握的知识也比较牢固。同时要求学生在学习知识过程中要专心、细心、耐心,不要急于求成,坚持刻苦练习,掌握电子技术的基本技能,培养自己动手创造能力,将会取得很好的效果。“系统学习”是掌握技能的重要环节,在老师的指导下运用自己掌握的理论知识去指导实践操作,通过实践操作积累了一定的经验,使学生对学习产生了比较浓厚了兴趣,激发他们的求知欲,从而使学生更加爱好这门学科。当然,理论的讲解要由浅入深,知识要一点一点地积累,因为他们毕竟是职业学校的学生,基础比较薄弱。比如:在三极管基本放大电路时,可以先把构成放大电路的基本元件,电阻、电容、三极管等元件的作用向学生讲解清楚,再向学生讲解放大电路的基本原理。这样学生就能很好地理解该知识点。比较系统地学习一些电子技术的理论知识,运用理论来指导实践,才能在专业理论的认识上产生一个飞跃。有了一定的、扎实的专业理论基础知识,才能不断提高学生分析问题与解决问题的能力,在专业理论的指导下,往往会举一反三,发挥他们的自身特点及创造能力。在学校如果学生的理论基本功掌握扎实,那么他的实践能力就会非常强,他们能根据自己所掌握的理论知识,去解决在学习中以及在实践中的一些实际问题,从而提高他们的理论知识及求知的欲望,激发他们去探索新知识,在实践中不断创新。 二、根据中职学生的学习特点进行教学 中职学生虽然基础知识比较薄弱,但是他们的动手能力比较强,而电子专业课特点是操作动手能力要强,所以正符合中职生的学习特点,我们就以这个作为切入点,多多以实践为主。一方面中职生往往不重视对理论学习,教师可以把相关操作所要用到的理论知识,做成动画形式或一种游戏形式进行直观教学。比如:在讲解基本放大电路时,可以把输入的交流信号和输出的被放大的交流信号以动画的形式,通过PPT演示出来。测量电子元件时,可以把测量的步骤以动画的形式展示给学生,这种动画资源在网络上可以找到,教师也自己动手亲自做,教学效果更突出、更直观。电子元件的好坏直接影响着电器设备性能的好坏,对其进行检测是不可缺少的环节,在测量时要经过几次循环的重复操作才能正确判断出元器件的好坏。这就需要学生要有较强的操作意识和意志,经过反复磨炼才能在操作中摸索出事物的规律,从而找出测量的技巧,为下一步的学习奠定基础。学生实践操作时必须遵守操作规范,培养其养成勤劳、认真、一丝不苟的操作精神,实践来不得半点虚假,而且必须有耐心。中职学校电子专业课教学注重的是实践教学,学生的学习也是以实践为主,所以,教师在教学中要把更多的时间留给学生,充分发挥学生的主体作用,让学生在实践中检验所学理论的正确性,也只有经过反复的实践操作,才能抓住操作的关键,总结经验从而掌握实践操作技巧。 三、加大专业课在实训室操作强度 电子技术这门学科在不断发展,其技术也在不断更新,我们国家也越来越重视其发展。我们中职学校在这门学科上的教师要时时关注其发展水平,并跟上其发展速度,在教学内容安排上要穿插一些最新的电子技术知识,使学生在学校学到的知识和技能不至于一走出校门就是落后的技术。所以学校的实训设施要基本保证与企业零距离对接,因为企业是生产的前沿,其技术水平也是最前沿的技术。同时,教师的教学理念、教学内容、教学方式也必须与社会发展相适应。加强学生在实训基地的操作力度,使其掌握相应操作技巧,才能适应社会快速发展的需要,适应企业的需要。教师教学的一切出发点是为企业输送合格的掌握一定技能的一线劳动者。这就要求教师也应该具有较强的操作能力,比如笔者学校在讲解电子技术课时,基本都是在实训室进行,尽量模拟企业真实的环境,所有的实训项目都与企业的真实产品相对接,使学生在实训时就有如在企业现场操作一样的感觉。为加强技能学习,激发学生学习兴趣,进一步培养学生的创新意识、创新能力和综合职业能力,教师还可以让学生制作一些和理论知识有关的小制作,如:手机电源充电器,小电风扇、小扩音机等。这样可以使学生学习到的基本放大电路的工作原理和实际的电路相结合,从而更深刻理解理论知识。当然技能的形成离不开理论的支撑,教材的选用也非常关键,在选用专业教材时,教师尽量选用最新、实用的教材。在实训方面争取做到教师和企业技术人员共同编写适合本学校本专业的校本教材及编写实训指导书,这样才能保证教学内容更符合企业的要求,更具有实用性,学生才能真正学到有用的知识和技能。比如:电子技术基础这门学科,教师可以和企业技术人员把它编写成项目式教学内容,把全书的知识点分成几个项目,每个项目要尽量和企业相关的产品相对接,使学生既学到相关理论知识,又掌握了该知识在实际当中的具体应用。这样,既充实了理论知识又掌握了相关技能。 四、通过企业实践增强技能 中职学生面对的主要是一线岗位,而电子技术专业从事的是电子电器类工作,其相关的技能熟练程度,对自身的发展有着极其重要的作用,因此,过硬的技能是将来为社会创造财富实现自身价值必备的“能量”。而电子技术专业特点需要的就是深入社会、深入企业去实际操作,那么,在电子行业都离不开电子元件,通过企业实践掌握其应用及具体的操作过程。同时为了上好专业课,教师可以聘请一些专家、企业技术人员为专业课的顾问,通过他们来拓宽教师和学生的视野,指导学生来如何掌握测量电子元件的技术,从而增强学生的操作技能。这样可以使教学内容更能接近企业的需求,更能掌握最新的专业发展及电子测量技术。比如:最新SMT技术、最新电子元件、最新焊接技术等等,都需要我们教师和学生要掌握新知识。教师与专家、技术人员要根据学校的情况及专业的具体特点,不断研究实践,及时增减教学内容,删减过时的教学内容,把最新的教学内容尤其实践操作技巧补充进来,并及时开发出适合本专业的校本教材。在课程设置中,要增加实训课的课时,增加学生在企业实践的机会,每个学校可以结合本校专业特点,增加专业选修内容。比如笔者学校把电器维修、机床电气维修等教学内容作为选修内容,拓宽中职学校专业方向和学生就业方向。专业课教学尤其电子技术专业课教学,要从课堂讲授型向实验实训型转变、向企业实践转变,使学生在学习专业课时从被动接受理论方式向项目型和任务型转变,带着任务带着问题深入企业。比如:学生到电子企业去实践时,亲自感受企业是怎样用仪器去检测电子元器件,工人师傅有什么样的技巧,有什么快捷简便的方法,提高学生对电子专业的学习兴趣。而随着科学技术的发展,电子技术也飞速发展,以前老式的电子制作工艺已经不能满足现代企业不断发展的需要,所以,教师及学生要定时深入企业,了解最先进的专业测量与制造技术。通过在企业的实践既可以使教师的实际操作技能水平有更大的提高,也可以使学生的操作技能有所提高,同时也使企业充分认识到中职学校是为他们输送合格的操作劳动者。中职教育的发展有利于企业的发展,校企两者的利益是共同的,这样,企业会积极主动地配合教师完成企业实践。教师通过与企业接触,知晓了哪些教学内容是教师必须交给学生的,哪些是最新的电子制作工艺,哪些技能是学生必须掌握的,增强了教学的实用性及学生培养的针对性。总之,中职学校专业课教学,要做到理论联系实践,充分发挥学生主体作用,激发他们的学习兴趣,激发学生的求知欲,加强实践教学,注重学生技能的培养,培养其专业特长。教学过程中多种教学方法,多种教学手段要相互配合,提高学生学习专业兴趣,激发他们的求知欲,学到一技之长以适应社会发展的需求。 作者:孙广江 单位:辽宁辽阳市第一职业技术专业学校 电子技术专业论文:电子技术应用专业中高职衔接现状 摘要: 从我国职业教育体系关于中高职衔接的政策背景出发,利用文献检索分析法对中高职衔接研究的发展现状进行分析,在系统调研的基础上,从安徽省实际出发,探讨了应用电子技术专业中高职衔接存在的实际问题。 关键词: 职业教育;电子技术应用专业;中高职衔接 一中高职衔接发展的政策背景 新中国建立后,在全国范围内设置的大批中等专业学校是构成现代职业教育发展的基础。20世纪80年代开始,职业教育开始兴起,中央就对中高职衔接工作从政策层面进行了引导与布置,制定了相应的文件与法律法规。主要纲领性的文件有:1985年5月,《中共中央关于教育体制改革的决定》中明确提出,“积极发展高等职业技术院校,要对优先招收中等职业技术学校毕业生以及本专业实践经验、成绩合格的在职人员入学。”这是我国职业教育第一次提出从中等职业学生中招收毕业生进入高职院校学习的开创新文件。1994年7月,《中国教育改革和发展纲领》实施意见第一次提出在不同层次的职业教育之间要相互衔接,为构建现代职业教育提下进一步明确了方向。1996年9月,《中华人民共和国职业教育法》第一次以法律的形势明确了职业教育与其他教育之间的关系,指出职业教育包括职业学校教育与职业培训,并和其他教育沟通、协调发展,推进中高职衔接的工作。1999年10月,《试行按新的管理模式和运行机制举办高等职业技术教育的实施意见》明确了招生对象主要面向当年参加全国普通高等学校统一招生考试的考生,也可招收少量的中等职业学校应届毕业生。由省招办统一择优录取。对招收相关或相近专业的少量的中等职业学校应届毕业生,其文化课和职业技能水平应由省级招生部门单独组织考试,并确定具体的录取标准,在一定程度上畅通了中职毕业生进入高职学习的上升渠道。2002年8月,《国务院关于大力推进职业教育改革与发展的决定》明确提出加强中等职业教育与高等职业教育,职业教育与普通教育、成人教育的衔接与沟通,建立人才成长“立交桥”。扩大中等职业学校毕业生进入高等学校尤其是进入高等职业学校继续学习的比例,适当增加高等职业教育专科毕业生接受本科教育的比例。适度发展初中后五年制高等职业教育;在高中阶段开展职业教育与普通教育相沟通的综合课程教育试验,建立中等职业教育与高等职业教育相衔接的课程体系。2011年8月,《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》提出到2020年形成现代职业教育体系和增强职业教育吸引力的要求,以科学发展观为指导,探索系统培养技能型人才制度,增强职业教育服务经济社会发展、促进学生全面发展的能力,就推进中等和高等职业教育协调发展提出了具体指导意见。2015年10月,《教育部国家发展改革委财政部关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》明确指出:促进与中职、专科层次高职有机衔接。建立与普通高中教育、中等职业教育和专科层次高等职业教育的衔接机制。 二中高职衔接研究基本情况 采用文献检索方法对中高职衔接研究进行分析。通过设计关键词“中高职衔接”、“中高职贯通”、“中高职一体化”、“中高职教育”、“中高职教课程衔接”、“中高职协调发展”、“中高职教育衔接”字段在中国知网数据库中进行检索,中高职衔接研究第1篇文献是2000年8月,上海职业教育研究所许英发表的《中高职衔接课程改革探索》。此后10年间关于中高职衔接研究处于低潮阶段,每年的教学研究文献趋于零,自2011年开始,中高职衔接的文献逐渐增加,这点与职业教育发展的新形势以及社会经济发展、国家政策支持密切相关,即《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》(教职成[2011]9号)文件的颁布,中高职衔接实施进入活跃期。图1是2000-2015年中高职衔接研究文献分布基本情况。从相关文献研究可以看出,尽管在全国范围内的职业教育发展很迅速,职业教育的在校生的规模很大,但是实际情况是中高职衔接还处于较低层次的水平,从中职升高职的比例一般都处于5%以下,这个数据与职业教育的规模是不适应的,中高职衔接研究涉及的主题包括:(1)衔接模式:对口高考模式、5年一贯模式、“分段贯通(3+2、3+3等)”衔接模式;(2)职业教育体系的衔接:学历教育与非学历教育衔接、中职与高职学历衔接、职业教育与普通教育衔接、职业前教育与职业后教育衔接、中职与应用型本科学历教育衔接;(3)专业名称衔接:中等职业教育专业名称(教育部2010版中等职业教育专业目录)、高职教育专业名称(教育部高等职业教育专业目录2004版)、应用型本科专业名称(教育部2012版本科专业目录)。(4)课程体系衔接:人文素质课程体系衔接、专业课程体系衔接、实践课程体系衔接、素质与能力培养体系衔接;(5)教学与考试评价衔接:课程标准的研究衔接、中高职教学评价一体化、职业资格标准体系;(6)人才规格的衔接:中低端技能型人才与高端技能型人才定位培养规格衔接; 三安徽省中、高职应用电子技术专业发展现状与衔接实际 (一)安徽省应用电子技术专业高职设置基本情况 根据统计资料,我省现有高职高专院校74所,其中,政府举办的28所,行业主管部门举办的23所,企业举办的7所,民办的16所。另外,有23所本科院校举办高职高专教育。[1]汽车工业、装备制造工业、优质金属材料工业、水泥及非金属材料工业、电子信息工业、农产品加工业、能源及煤化工业及生物技术工业是安徽省重点发展的八大支柱产业。应用电子技术专业作为电子信息类专业之一,是支撑安徽省电子信息类高技能型人才培养的主要专业点。我省高职应用电子技术专业(专业代码:590202)实际布点44个,电子信息类专业在校生规模55430人。根据目前高等职业学院招生的主要通道:第一是自主招生(约占招生数字的40%),第二是高考招生(约占55%),第三是对口招生以及技能优胜晋升(约占5%)。根据中国教育报最新报道,在全国范围内,中等职业学生的升学比例由2010年的9.19%上升到2014年的15.32%。根据调研,安徽省的实际情况是高职院校招收的中职毕业生的比例大致在5%左右。而中职毕业生通过高职教育继续上升到本科的几率更低。 (二)安徽省电子技术专业应用专业中职设置基本情况 我省现有电子技术应用专业(专业代码:091300)中等职业教育资格的学校共87所。安徽省布点分布如图2所示,合肥市、阜阳市、宿州市、六安市是电子技术应用专业办学专业设置数量大市。[2]由于存在接受与信任危机、吸引力危机与可持续发展问题,电子技术应用专业招生危机是存在的,多数中等职业学校的招生成为专业发展的重要考虑的问题。 (三)应用电子技术专业中高职衔接现状 安徽省中职生上升渠道不畅,目前高等职业院校招收到的中职毕业生比例在生源的10%左右。即使这样,通过高职两年的培养,来源于中职生通过专升本继续发展的几率很低,几乎接近零。整体在规模上可以说是高职教育的点缀,影响面小,中职生在高职院校的发展不理想。目前电子技术应用专业中高职衔接主要存在的困难和问题是:(1)相对于参加高考的普通高中生,中职生在精神面貌、纪律性、基础知识面、基本技能等方面对高职院校的吸引力偏低;(2)中职课程体系中的文化素质课程的设置(学时比例、课程内容的扎实性)难以满足高职对数学、外语的基本要求,学生的文化基础偏弱,高职学习的适应性降低;(3)长期以来中高职的管理模式的差异,中、高职专业人才培养方案自成体系,中职与高职割裂,缺乏交流;(4)专业课程内容存在重复、断层,课程内容的层次性、深度、广度缺乏合理设置;(5)中高职课程标准不统一、课程评价缺少区分度与层次性;(6)中高职衔接课程体系不成熟,平台+模块+创新创造的结构不完善,课程的一体化体系尚未研究与探索;(7)中高职各自专业办学都有自己的方向和服务区域经济的特点,人才培养目标各有各的特点,定位差异性较大,衔接的裂隙较大;(8)中职专业人文素质平台教育难以适应高职院校的需求;(9)应用电子技术专业面向行业企业类型复杂,不同类型的企业岗位特点各异,具体岗位工作任务差异化明显。各学校对人才培养的职业能力与合作或面向企业的性质、产品与设备相关。(10)教材问题,由于中高职分属不同学历阶段的专业人才培养,各自具有自己的教材体系,教材内容重合度、层次性、深度以及知识大广度上没有进行科学的衔接,学生的学习与教师的课程教学都存在一定的不协调;(11)中高职现有的课程体系一般是基于公共课-专业基础-专业核心-专业模块构建的课程体系,能力本位的职业教育思想不明晰。 作者:李双喜 游平 单位:安徽科技学院 安徽电子工程学校 电子技术专业论文:高职电子技术专业课程体系研究 摘要 以培养高素质技能型人才为目标,通过调研、探讨,通过分析典型工作任务与职业能力要求,基于工作过程构建了科学的课程体系;对课程体系的实施从师资队伍配置、实验实训条件、课程资源开发等方面提出了具体要求;为了保障人才培养质量,设计了教学质量保障体系。 关键词 高职;电子技术专业;课程体系;设计与实施 0引言 高职教育以培养高素质技能型人才推动国民经济快速发展为使命,在党和政府提出大力发展职业教育的背景下,以娄底职院骨干校建设为契机,我们组织团队研发了一套应用电子技术专业课程体系,并制订了相关保障措施。 1课程体系构建 1.1课程体系设计思路及流程 通过分析企事业单位电子技术类专业岗位群和实际工作任务,根据技术技能复杂程度,整合三大核心技能模块,构建基础课程通用化,专业技能模块化,核心课程项目化,融合国家职业技能鉴定标准与专业课程标准,职业资格取证替代课程考核结果的“项目导向、课证融通”课程体系。重点开发以真实电子产品为载体,按照“分层次、项目式、数字化”教学模式进行教学的,来自生产管理一线的,以任务驱动、项目导向、理实一体的课程。 1.2基于工作过程的系统化课程体系 通过分析典型工作务转化为行动领域、学习领域,设计学习情境,所设计的应用电子技术专业工作过程系统化课程体系构成图如图1所示。遵循“识岗—协岗—顶岗”的职业技能递进培养路径构建实践教学系统。统筹考虑、系统设计课内实践、集中实践、独立实践课程,按照由初学者、有能力者到熟练者的职业能力和职业素养习得顺序,遵循由浅入深、由低到高、由易到难的循序渐进的原则,突出专业实践教学,校内实训和校外实习的有机衔接,构建清晰的课证相融、训赛相通、产学相长的实践教学体系。 2课程体系实施的条件 2.1教学团队结构及配置要求 总体要求:教师配备标准:生师比应达到教育部规定的基本标准18:1。专业负责人不仅要有企业工作经历,深厚的专业功底,还要有很强的课程设能力,组织协调管理能力。主讲教师及专任教师应具有高校教师资格证,普通话水平测试达到二级乙等及以上,专业对口,全日制本科和研究生比例应达到30%以上,专任教师中高级职称教师占专任教师比例应达到20%以上,专业基础课和专业课中“双师”素质教师比例应达到90%。兼职教师要求:聘请3名行业企业专业人才和能工巧匠担任兼职教师。兼职教师专业背景应与本专业相适应,一般应具有中级以上职称,其中高级职称占30%以上;逐步提高兼职教师数占专业课与实践指导教师合计数的比例;兼职教师承担专业课教学课时达50%。 2.2实践教学条件 与相关企业合作,基于理、实一体,便于开展实践教学的原则,在学院组建了一个既可用于平常实验实训,又可用于生产性实验与实习的电子实训中心,包括PCB设计与制作、单片机与EDA实训等共15个专业实训室,同时还在湖南科瑞特科技股份有限公司、湖南联众电子科技有限公司等多个单位建立了校外实训基地。 3教学方法与教学质量保障体系构成 3.1教学方法与手段 依据课程特点,分别采用理实一体化教学、生产性实训、顶岗实习等教学模式,充分利用现代化网络信息技术创建的课程资源,采用翻转课堂教学方法,调动学生的自主学习积极性,培养锻炼学生的技术技能,为可持续性发展打下坚固的基础。 3.2教学质量保障体系构成 突出技能主体地位,企业参与,多方联动,制订专业教学质量标准体系,健全专业教学质量保障机制。积极探索有助于提升教学质量的教师、学生考核评价制度与方案,形成以“四度”为核心的学校、政府、企业、社会机构参与的多元专业教学质量评价模式。基于信息化管理的教学质量评价、考核评价与质量保障体系如图2所示。 作者:刘理云 单位:娄底职业技术学院电子信息工程系 电子技术专业论文:高职电子技术专业课程体系研究 摘要 以培养高素质技能型人才为目标,通过调研、探讨,通过分析典型工作任务与职业能力要求,基于工作过程构建了科学的课程体系;对课程体系的实施从师资队伍配置、实验实训条件、课程资源开发等方面提出了具体要求;为了保障人才培养质量,设计了教学质量保障体系。 关键词 高职;电子技术专业;课程体系;设计与实施 0引言 高职教育以培养高素质技能型人才推动国民经济快速发展为使命,在党和政府提出大力发展职业教育的背景下,以娄底职院骨干校建设为契机,我们组织团队研发了一套应用电子技术专业课程体系,并制订了相关保障措施。 1课程体系构建 1.1课程体系设计思路及流程 通过分析企事业单位电子技术类专业岗位群和实际工作任务,根据技术技能复杂程度,整合三大核心技能模块,构建基础课程通用化,专业技能模块化,核心课程项目化,融合国家职业技能鉴定标准与专业课程标准,职业资格取证替代课程考核结果的“项目导向、课证融通”课程体系。重点开发以真实电子产品为载体,按照“分层次、项目式、数字化”教学模式进行教学的,来自生产管理一线的,以任务驱动、项目导向、理实一体的课程。 1.2基于工作过程的系统化课程体系 通过分析典型工作务转化为行动领域、学习领域,设计学习情境,所设计的应用电子技术专业工作过程系统化课程体系构成图如图1所示。遵循“识岗—协岗—顶岗”的职业技能递进培养路径构建实践教学系统。统筹考虑、系统设计课内实践、集中实践、独立实践课程,按照由初学者、有能力者到熟练者的职业能力和职业素养习得顺序,遵循由浅入深、由低到高、由易到难的循序渐进的原则,突出专业实践教学,校内实训和校外实习的有机衔接,构建清晰的课证相融、训赛相通、产学相长的实践教学体系。 2课程体系实施的条件 2.1教学团队结构及配置要求 总体要求:教师配备标准:生师比应达到教育部规定的基本标准18:1。专业负责人不仅要有企业工作经历,深厚的专业功底,还要有很强的课程设能力,组织协调管理能力。主讲教师及专任教师应具有高校教师资格证,普通话水平测试达到二级乙等及以上,专业对口,全日制本科和研究生比例应达到30%以上,专任教师中高级职称教师占专任教师比例应达到20%以上,专业基础课和专业课中“双师”素质教师比例应达到90%。兼职教师要求:聘请3名行业企业专业人才和能工巧匠担任兼职教师。兼职教师专业背景应与本专业相适应,一般应具有中级以上职称,其中高级职称占30%以上;逐步提高兼职教师数占专业课与实践指导教师合计数的比例;兼职教师承担专业课教学课时达50%。 2.2实践教学条件 与相关企业合作,基于理、实一体,便于开展实践教学的原则,在学院组建了一个既可用于平常实验实训,又可用于生产性实验与实习的电子实训中心,包括PCB设计与制作、单片机与EDA实训等共15个专业实训室,同时还在湖南科瑞特科技股份有限公司、湖南联众电子科技有限公司等多个单位建立了校外实训基地。 3教学方法与教学质量保障体系构成 3.1教学方法与手段 依据课程特点,分别采用理实一体化教学、生产性实训、顶岗实习等教学模式,充分利用现代化网络信息技术创建的课程资源,采用翻转课堂教学方法,调动学生的自主学习积极性,培养锻炼学生的技术技能,为可持续性发展打下坚固的基础。 3.2教学质量保障体系构成 突出技能主体地位,企业参与,多方联动,制订专业教学质量标准体系,健全专业教学质量保障机制。积极探索有助于提升教学质量的教师、学生考核评价制度与方案,形成以“四度”为核心的学校、政府、企业、社会机构参与的多元专业教学质量评价模式。基于信息化管理的教学质量评价、考核评价与质量保障体系如图2所示。 作者:刘理云 单位:娄底职业技术学院电子信息工程系 电子技术专业论文:中职电子技术专业教学实践 【摘要】 在这个科技时代里,电子行业的发展已成为必然,而人才作为电子行业发展的保障,加大人才的培养有着重大意义。在中职电子技术专业教学中,要想为社会培养出专业的电子化技术人才,就必须对其教学进行改革和创新。本文就中职电子技术专业教学的创新及实践进行了相关的分析。 【关键词】 中职电子技术专业;教学创新 引言 在现代社会发展对人才要求不断提高的背景下,传统教学模式已经难以满足社会发展的需要了,教学改革已经迫在眉睫。对于中职院校而言,作为人才培养的地方,在电子技术专业教学中,要想培养出更多的人才,就必须加大教学改革、项目教学作为一种全新的教学方法,它充分体现了学生的主体地位,让学生成为了教学的主体,可以更好地激发学生的学习积极性和主动性,提高学生的专业能力。 1.中职电子技术专业教学创新的意义 中职作为人才培养的摇篮,在中职电子技术专业教学中,教学方法的好坏关系到了人才培养效果。就目前来看,中职电子技术专业教学依然没有摆脱传统教学模式的束缚,在教学过程中还存在重教轻学的现象,没有结合电子技术专业的特点来开展教学,忽视实践,进而造成了学生实践能力与理论脱节。电子技术专业是一门研究电子信息技术的学科,在电子技术专业中一味的强化理论教育是很难培养出社会发展所需要的人才。为此,要想培养出专业的电子化技术人才,就必须对教学进行创新,要彻底摆脱传统教学模式的束缚,在强化理论教育的同时,要注重实践教学,要重视学生的主体地位,不断激发学生的主动性和积极性,进而更好地培养学生的能力,促进学生的全面发展。 2.中职电子技术专业教学创新及实践策略 2.1教学观念的创新。传统教学模式下,教师占据着课堂的主导地位,学生一直处于被动的接受知识,很显然,这种观念下,学生的学习积极性会下降,进而影响到教学质量。教育体制改革背景下,要求教学注重学生的主体作用,而中职电子技术专业教学要想取得好的效果,就必须创新教学观念,要重视学生的主体作用,将“要学生学”转变为“学生要学”,让学生成为教学的主体,进而更好地培养学生的自主学习能力,促进学生的成长[1]。 2.2创设情境。让学生置身于一定的情境中可以更好激发学生的学习主动性,集中学生的注意力,探索知识,主动的去寻求问题的答案。为了提高电工电子技术课程教学的有效性,教师应当结合电工电子技术课程,创设科学、合理的情境来激发学生的学习主动性[2]。如,在学习电压、电流的测量的时候,我将班上的48名学生分成8组,给每组学生发一块MF—47型万用表,让学生进行电流、电压的测量,我先将相关要注意的事项向说声说明,然而让学生进行操作。在学生测量完成后,我将万用表进行拆卸,让学生观察万用表的内部结构,在学生了解之后,再进行组装。为了更好地方便学生掌握万用表的拆卸与组装,我利用多媒体技术,向学生进行万用表的拆卸与组装演示;在演示完毕后,让学生进行操作,我则在学生操作过程中给与指导,为学生解疑答惑。通过这样的方式既可以提高学生的专业应用能力,同时还能激发学生对知识的探究兴趣,让学生更好地投入到教学中来,提高教学的有效性。同时,通过多媒体技术,实现了图文并茂,声色兼备的效果,让学生掌握了专业的知识,让学生感受电工电子专业知识的好处。 2.3开启校企合作。校企合作是一种有效的教学方法,通过校企合作这个平台,学校可以安排学生深入到企业进行实践学习,让学生了解自己所学的专业的就业形势,进而培养出社会发展所需要的人才。同时企业可以利用学生的理论知识来更好地指导企业,为企业带来更好的效益。在中职电子技术专业教学中,要想提高教学的有效性,为社会培养出更多的人才,学校就应当重视校企合作。学校要根据电子技术专业来选择适合学生实践的企业,与企业建立联盟的关系,让企业去企业中实践学习,锻炼学生的实践能力和应用能力,让学生了解一些先进的电子技术设备,让学生熟练的操作电子设备。同时企业也可以通过校企合作这个平台,在学校选取优秀的人才深入企业,为企业服务,实现双向发展[3]。 2.4加强专业教师的培养。在教育改革背景下,尽管学生的主体地位得到了高度重视,但是教师的作用也是非常的重要。专业的教师可以更好地引导学生学习,让学生掌握专业的能力。故此,在中职电子技术专业教学中,必须注重专业教师的培养。首先,对现有教师必须进行专业教育,提高教师的专业教学水平和能力,强化教师的教学责任,进而更好地开展教学工作;其次,要对象引进有教学经验的教师,为电子技术专业教学提供保障。另外,学校还可以向企业聘请那些专家向教师进行专业教育,从而提高教师专业水平,拓展教师的眼界,进而更好地开展教学。作为教师自身,更要不断学习,提高自身的水平,为学生提供专业的解答,要以学生的发展为己任,进而培养出更多的人才[4]。 结语 综上所述,加强电子技术专业教学有助于培养专业的电子技术人才,推动我国社会的更好发展。而人才培养效果与教学方法有着直接的关联。故此,在中职电子技术专业教学中,必须加大教学改革,重视实践,教学要体现学生的主体地位,让学生成为教学的主体,要积极地开展校企合作,以此来提高学生的实践能力,进而为我国现代社会培养更多的人才。 作者:李春来 单位:江苏省滨海中等专业学校 电子技术专业论文:电子技术专业创新应用 【摘要】 随着社会的发展,应用电子技术在我国国民经济中的地位明显增高,电子行业的不断发展,我国经济发展正步入一个新的轨道,应用电子技术产业在其中起到了举足轻重的作用,推动了国民经济的发展和现代经济增长。在应用电子技术专业中,创新一个新方向会让行业焕然一新,有着翻天覆地的变化。本文从我国应用电子技术目前面临的问题出发,探讨了创新在应用电子技术产业发展中应用的策略,以期指导实践。 【关键词】 创新;电子产业;应用电子技术专业;应用 应用电子技术是支撑电子产业的主要技术,涉及制造业和服务业两个领域。创新在各行各业都是被推崇的,创新同样是电子产业竞争的重要手段。在我们这个互联网的时代,电子产业包括了微电子、光电子、计算机、通讯、网络等各种行业。创新使应用电子技术提升,带动电子行业日益发展,起着无与伦比的重要作用。所以,研究创新在应用电子技术专业中的应用,对于电子产业未来的发展有着举足轻重的意义。对此,我们做出了初步的研究。 1电子产业发展中面临的问题 目前,虽然我国的应用电子技术水平有所提高,电子产业规模很大,经济效益不错,产业结构和区域布局在发展过程中也呈现了新的特点,但仍然有许多问题亟待解决,主要表现在以下几个方面: 1.1产业优势不明显 在电子行业发展的过程中,我们不难看出应用电子技术的全球化和区域化的差异,产业就像阶梯一样的特点。但是在我国,电子行业却还是不够专业化,没有特色,都是贴别人的标签。在这种消极的情况下,应用电子技术专业越来越不受重视,没有量化的生产导致生产要素和人力成本不断提高,根本无法实现低成本高效率的状态,产品的价格竞争力不断降低,只能以求薄利多销,却还是日渐减少获取盈利。另外,基于应用电子技术专业的原材料供应和生产商也让我国的电子行业收到了极大的冲击,约束了我国电子产业的发展。 1.2科研经费投入不足 在我国电子产业的发展过程中,我们过于依赖政府,政府对科研的投入不足主要有两个方面:一是,经费投入的不足,电子产业不像别的行业容易有赞助商,大部分的资金还是依赖政府支持,可是政府拨出的经费并不足以维持应用电子技术的不断研究,核心技术相对缺失,所以容易止步不前,在这种状态下,与发达国家的差距就会越来越大。二是,在科研人员方面,虽然在电子产业中电子及通信设备制造业的人数一年比一年多,但科研人员却有所减少,中国的高学历科研人员稀缺,有一些专业的还会选择出国,导致中国在应用电子技术高科技技术研究开发区域还不完善。 1.3改造升级力量不够 电子行业属于高、新、尖技术的行业,虽然在世界的电子产业中,中国生产规模名列前茅,但是由于并没有去深入的研究应用电子技术专业,缺少创新的意识,想通过快节奏获取成效,直接套用别人的模型,又因应用电子技术关键元器件发展相对落后,我国几乎不能创新出可以与世界顶尖设计相媲美的产品。加之电子产业的主流技术不断的数字化、网络化和智能化,给中国的科研人员带来了更大的压力。不可否定,要去加快研究的进程,加快升级我国的电子信息行业是我国发展的必然趋势。 1.4自主创新能力较差 应用电子技术专业水平跟不上,自主创新意识不够,严重影响电子产业的发展。电子信息产品的特点之一就是要具有显著的规模经济效益。现代电子信息技术的核心与以前大不相同,生产日趋规模化,产品日渐具有个性化。竞争力的关键因素是拥有自身的技术和过硬的品牌。但就目前看来,我国在电子产业的科技成果和新产品开发上的自主创新能力较差,企业普遍引进国外的技术,换个方式就推出市场,换汤不换药,根本没有自己的创新成果,导致国人越来越对自己的产品失望。中国电子产业应当意识到这个问题,要去自主研发核心技术并自主创新。 2创新在电子信息产业发展中应用的策略 应用电子技术专业创新是电子产业发展的动力,为了克服我国电子产业发展目前面临的困难,推动我国电子产业发展和不断提高,针对上述的问题,我们制定了相应的策略: 2.1提高领导的重视 为了促进我国电子产业的发展和完善,需要从多个方面去努力。在努力创新应用电子技术专业的过程中,领导应该起到带头作用。只有领导重视了这个问题,某些方案和决策才可以更快速的实施。所以,领导自己也要具有创新意识,深入其中,鼓励和支持创新。一般这类领导,指的是教育类和政府类的领导,领导支持了,所开展的研究项目和实施项目才会得到重视。领导除了在思想上支持外,行动上也应该支持。如果领导能够多投入一些科研基金,研究工作就会得到更好地进行。 2.2推动人才队伍的能力培养 众所周知,应用电子技术专业是一门实践性很强的学科,俗话说:无米难为炊,光有理论不能让从业人员全面发展,应当在原有基础上加入一些创新的课程,使从业人员掌握更多的能力,积累自己的知识。在真正从事这个行业时,便会得心应手,更容易掌握其中的要领。天才始于勤奋,努力才会有回报。 3创新在应用电子技术专业项目各阶段的应用 创新是人们进行创造活动时所运用的具体方法和实施技巧,谋划电子产业项目来源于市场需求,实现于应用电子技术专业创新。 3.1项目起步阶段 这个阶段主要是打基础,万丈高楼平地起。掌握了应用电子技术常用的专业知识并熟练的运用,理论与实践相结合,才能为项目做出专业的方案,才能做出专业的项目设计。 3.2项目实施阶段 这个阶段是进行系统的强化工作。用实际的方法展现专业的创新知识。通过这阶段的工作,对专业的固有思维会改变,实现项目的成果可以使用创新的方法,学会处理突发状况,综合能力得到很大的提高。 3.3项目完成阶段 这是项目的最后评价阶段,创新不可或缺。创新的在专业知识上突破,汲取他人意见,取其精华,提高项目成果的市场需求、时效性和规模经济效益。 4结语 总之,应用电子技术产业的发展是一项系统工程,我国现阶段的发展机遇与挑战并存。虽然有些问题存在,可这正是我们需要去努力的时候,不要害怕挑战,要积极的面对,找出市场获利的关键。只有不断调查市场,把握关键,才能在第一时间解决问题。创新是永恒的主题,是推动应用电子技术专业进步,是电子产业发展的不竭动力。 作者:高忠杰 单位:滁州市自来水公司 电子技术专业论文:电子技术专业教学初探 摘要: 中职教育是我国当前教育体系的重要组成部分,随着社会主义经济发展的转型,对于具有一定技能的专业型人才的需求呈明显上升趋势,这对于中等职业教育来说是难得的发展机遇,笔者以电子技术专业为例,谈谈如何做好当前中职学校的教学。 关键词: 中职电子技术专业;现状;措施 第三次科技革命的浪潮把人类社会带入了一个新的时代———信息时代。这个时代的发展核心是与电子计算机和网络技术的发展密切相关的,就现在来看与其相关的领域越来越广泛,它给我们的生活带来的影响也越来越显著,无论是生产或者是生活,包括教育、交流、商业处处都在呈现着与信息技术的密切联系。这样的社会现实无疑对掌握一定的电子专业技术的人才需求越来越大,这无疑给能够培养此类人才的中等职业学校带来发展的机遇。中等职业学校是能够培养具备一定专业技能型人才的中等学校,它能够满足那些在中考中成绩不理想、想继续学习或者获得一技之长的学生的需求。特别是最近几年,随着整个社会大学生就业形势的日益严峻,很多人又重新把目光瞄准了职业教育,尤其是热门专业备受关注和追捧,电子技术专业作为热门专业之一也是如此,下面笔者就这一专业的发展问题谈谈自己的认识。 一、中职电子技术专业发展现状 电子技术专业现在在有些中职学校被发展成电子信息技术专业,这给电子技术专业赋予了更广泛的学习内容。就目前来看,中职电子技术专业依然保留了电工基础、电子技术、电子测量与仪器、电子设计与装配、单片机原理与维护等基本课程,还增加了电子计算机技术与维护、网络技术等新课程。目的是培养能够掌握一定的电子技术技能的从事生产或者维护的一线工人。当前中职电子技术专业课程设置的现状,既反映了传统学科课程的特色,也在顺应时展的潮流与需求,体现了学科建设与时俱进的发展特点。而从学生学习状况来看,效果却不是很理想,问题主要表现在:学生在学习中积极性不高,导致到毕业时间基本技能掌握不扎实,进而影响了他们的就业;部分学科知识难度太大,这对于基础相对薄弱的学生来说学习起来相对困难;有些学科专业知识陈旧,导致使用效果大大降低;学生实践教学得不到有效保证,重理论轻实践的问题依然存在。这些问题最终影响了学生的发展,特别是在就业问题上。所以,针对问题采取切实有效的方法来改进教学方法、提高教学质量势在必行。 二、应该采取的方法和举措 学生是衡量学校专业教学最好的标尺,就业是中职学校吸引学生最好的依据。据此,作为中职学校来说,针对当前电子技术专业发展的状况,要采取针对性的措施和方法来不断提高专业的教学水平和教学效果。具体来说可以从以下几方面着手: (一)立足于时代潮流,办出特色和水平 当前中职学校的发展环境虽然有了一定的改善,但我们也要清醒地看到,学校之间的竞争依然很激烈,生存和发展问题依然是每所学校必须要面对的问题。“人无我有,人有我优。”这句话反映了中职学校办好专业教学的努力方向。作为每一所中职学校来说,时代的发展已经赋予电子技术专业更丰富的内涵,特别是信息时代的来临,电子计算机和网络技术正在把我们的社会带入一个新的高度,与电子技术相关的产业越来越多、领域也越来越广泛,电子技术专业要立足于现实需求,在保持专业特色的同时要不断完善,这样才能够培养出更多社会所需的合格技能型人才。 (二)教师要更加关注学生 教育本身应该是师生间双向交流的过程,既需要教师的教也需要学生的学。作为电子技术专业来说,其中有大量的知识是涉及物理学科的,知识抽象且难度较大,需要学生具有较强的逻辑思维能力、抽象思维能力和主动学习的意识。但是从我们教育的对象学生来看,他们中的大多数是在中考中没有达到普高建档线的学生,这就意味着学生的基础较差,且大多数学生学习习惯存在问题,尤其是主动学习的意识是比较欠缺的。针对这样的学生情况,教师要结合专业内容和学生的学习能力做出一定的调整,尤其是要做好知识之间的衔接,为学生掌握新知识做足必要的铺垫,这样学生的畏难心理才可能减弱。要结合学生的兴趣来调节课堂教学流程,尽可能地让学生参与到课堂教学中来,这样学生的兴趣才会提升,学习的积极性和主动性才容易调动起来。学生学习用心了,教师教起来才可能更省心 (三)重视知识之间的整合 电子技术专业现在所用的教材从现实意义上来说,有些内容已经出现了一定的滞后性,教师要有潮流意识,紧跟时代前沿,及时把一些新知识和新理论融入到教学内容中来,保证知识的实用性。同时要立足于学生扎实掌握基本技能这一现实需求,对于有些知识要进行大胆的整合,保证学生的学习需求的同时来提高课堂教学效率,进而打造高效课堂。 (四)以就业为导向,打造“学做一体化”的课程体系 中等职业学校教育教学要以就业为导向,并以此确定办学目标,加强教育教学改革,努力培养具有良好职业道德和专业技能的新型人才。为了更好地贯彻这一教育教学理念,电子专业可以围绕电子技术操作技能、制作技术和电子产品维护技能等方面组织教学内容,主要包括专业知识学习及实训活动,并且要制订针对性的人才培养计划与课程改革方案,还可以邀请企业参与学生培养的整个过程,并积极开展岗位培训,这样有利于中职学生专业知识的学习、巩固和实践应用,更有利于学生提前适应将来的工作岗位,为就业奠定坚实的基础。我们还要鼓励教师与企业技术人员开展有效合作,增加实践教材科技含量,不断优化课程,打造“学做一体化”的课程体系,满足中职电子技术课程改革的需要。 (五)多种途径改善实践环节 中职教育的最终发展方向是要为社会培养专业、技能型人才,电机技术专业也是如才。所以,培养学生的实践动手能力是教学最主要的任务之一。据此,中职学校要努力改善办学环境,尤其是学生的实践教学条件,及时更新设备,满足学生现实发展需求。加强校企之间的合作,努力拓宽学生的实践环境,切实提升学生的动手能力,为将来就业打下基础。 总之,时代的发展赋予了中职电子技术专业更高的发展使命,电子技术专业要立足于学科特点,密切结合当前学生和社会发展的需求,保持自己的优点的同时,不断地弥补自身存在的不足,中等职业技术学校要从师资建设、课程构建、教学内容、教学方式、实践教学等方面进行教学改革,以适应新时期对人才培养的要求。 作者:李昭阁 单位:河北省青龙满族自治县职教中心 电子技术专业论文:高职医学影像技术专业电工电子技术课程教学改革 摘要: 根据高职医学影像技术专业电工电子技术课程教学中存在的问题,针对高职生特点,从教学内容选取,教学方法、教学手段、考核方法改革等方面进行分析、总结。 关键词: 高职;医学影像技术专业;电工电子技术 电工电子技术是医学影像技术专业一门重要的专业基础课程,理论性和实践性都非常强。本文针对医学影像技术专业高职生专业和职业能力需求,根据高职生特点,以实践、应用为主线浅谈其教学改革。 1存在问题 1.1理论与实践脱节 传统教学中理论教学与实践教学是分开的,且过分追求教学内容的系统性与完整性,忽视了电工电子技术作为应用学科的实用价值,学生缺乏明确的学习目标,难以理解课程目的和意义,影响了教学质量提高和应用型、技能型人才培养。 1.2教学方法陈旧 教学基本上采用“教师讲,学生听”的灌输式方法,有些教师对新的教学方法和手段不熟悉、不适应,课堂上讲得过多、过细,缺乏新意,没有留出足够的时间供学生思考回味。此外,课后作业过多也使学生无暇思考,导致其始终处于被动状态,无法产生学习兴趣和热情。 1.3考核方式单一,内容片面 电工电子技术课程考核采用闭卷笔试方式,主要考查学生理论知识掌握情况。这样既不利于学生对知识的全面掌握,又不符合高职生学习特点。 2改进措施 2.1课程整合和优化 打破学科体系,改革课程设置,实施课程内容的简约、集成与重组,体现高职教育特色。以实际应用能力培养为主线,精简教学内容,去除理论推导、证明、验证内容,注重技术重现和技术实现。实现做中学,弱化过深、偏难的理论,突出知识的实际应用。以适用、实用为原则,优化知识技能结构,形成与职业岗位需要相一致的教学内容。从职业岗位需要出发,将课程知识与技能有机结合起来,增加实用性和针对性,删去与今后工作关系不大的内容。例如,很多教材大篇幅讲解二极管如何形成单向导电性、三极管内部载流子的传输情况,然而在实践中,只有专门从事研究的人员才可能用到这些原理,对于高职生而言,教学重点应该放在二极管、三极管的作用,如何判断二极管正负极,三极管的标号及管脚判别鉴定,如何通过参数来选择二极管、三极管的型号等内容上。对电子电路应强化集成电路方面内容(特别是集成电路的应用),而难度较大、求解过程复杂的例题、习题应予以删减。 2.2加强与专业课程的对接 电工电子技术是专业基础课,一般在大一第一学期开设。此时,学生对专业还不够了解,授课内容既要注意与各学科专业基础知识的衔接,又要兼顾同后续课程的联系。教学内容应满足各层次学生对课程深度和广度的要求。 2.3课堂教学方法灵活多样 高职生基础相对薄弱,教师应根据学生实际水平,对基础知识、基本内容和重点内容精心组织,运用多种教学方法,如比喻法、类比法、启发质疑法、讲练法、实验演示法,使学生克服厌学心理,树立自信心,提高学习兴趣。对于理论性较强的内容,教师要耐心讲解,引入各种案例,多讲多练,反复强化,务必使学生掌握。 2.4充分利用现代科技,丰富教学手段 抽象的电工原理讲解起来容易使学生觉得枯燥乏味且生涩难懂,如电容的充放电等,若合理巧妙地使用辅助教具,往往能收到事半功倍的效果。教师可以通过教学录像、实物模型、幻灯片、投影以及生动详尽、图文并茂的教学课件,激发学生学习兴趣,开阔学生视野,进一步强化对基础理论的掌握。为了适应目前既要减少教学时数又要增加课堂信息量的教学改革形势,培养学生学习主动性,提高自学能力,充分利用网络资源是有效可行的方法之一。在理论教学中引入仿真技术来提升教学质量,使理论得以验证。比如,对于一些较抽象的内容,教师用语言不易描述,学生也难以理解,还有许多概念需要通过实验阐述和验证。在讲授需要实验演示的电路时,可利用事先建立的仿真电路文件进行现场演示,不但提高了教学效率,而且降低了教学难度。实验教学中引入仿真技术,具有3个优点:(1)实验信号存在时间过短,用常规仪器往往很难观察到,借助仿真技术可以方便观察;(2)将实验任务布置给学生,让学生先进行理论设计,然后按照设计要求进行计算机仿真设计,再到实验室按照仿真电路装配实际电路进行测量;(3)进行虚拟仿真实验,根据教学内容和专业要求,联系生产实际提出简单的设计题目,让学生进行理论设计,然后在计算机上完成仿真实验,检验和完善自己的设计。 2.5理论教学与实践教学相结合 电工电子技术是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,还要把这些理论灵活应用于实践。但是,学生到企业实践的机会很少,无法了解具体工作流程。为此,教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手引入相关知识和理论,由实训引出相关概念。首先,教师提出学习内容、目的、要求及注意事项,学生自主学习,再通过自己动手来加深对所学知识的理解,同时训练相关技能。这种在教师指导下,感性认识与理性认识的交互,对学生自主学习能力的培养起到了促进作用。教学所选实训项目应与医学影像技术专业相关,这样会极大地激发学生学习兴趣。此外,实践教学场所应按照职业环境来布置,突出职业特点。同时,实践教学严格按照生产、建设、管理、服务第一线的现场有关规定,强化学生职业技能和职业素质,促使学生形成一丝不苟、严格认真的工作作风。 2.6建立以能力为中心的课程考核体系 改变传统考核方式,强调学生能力考核,实现向过程考核的转变。学生学习效果的好坏主要取决于教学过程,与之相对应的考核也应贯穿整个教学过程。考试不再局限于单一的闭卷形式,而是采用开放灵活的方式,包括开卷考试、课程论文、口试、实际操作、调查报告、综合考查等。不同内容采用不同考核形式,如基本理论考核采用闭卷形式;实训技能考核采用项目任务形式,根据学生态度和操作情况,综合评定实验实训成绩;平时作业可以结合生产实际写课程论文和调查报告。课程结业成绩由平时成绩、实验实训成绩、期末成绩(试卷)组成。为使学生全程参与,将其注意力转移到日常学习上来,可扩大平时成绩和课程测验比例,具体为:平时成绩占20%,课程测验成绩占40%,期末成绩占40%。另外,改革平时测试和实验考核记分方式,实行实质性评价,部分考核可按照A、B、C、D级评分,淡化分数,促进学生全面发展。注重考核反馈,通过反馈使学生了解自己的不足,使教师调整教学方式。 3结语 医学影像技术专业电工电子技术课程教学改革是一项长期的工作,在以后的改革中应将理论与实践相结合,真正实现做中学,快乐学习,切实减轻学生负担,激发学生学习兴趣,提升教学效果。 作者:袁凤男 单位:苏州卫生职业技术学院医技学院
地质力学论文:大型地下水电站厂房洞群三维地质力学模型试验 摘要:本文对拟建的超大型水电站地下厂房洞室群三维地质力学模型试验作了综合介绍,包括采用离散化多主应力面加载和控制系统,解决了复杂三维初始应力场的模拟难题;采用机械臂和步进微型掘进机技术、微型高精度位移量测技术、声波测试技术、光纤测量及内窥摄影技术等,解决了三维试验中的隐蔽开挖模拟及内部量测等关键技术问题。试验结果表明拟建水电站地下厂房洞室群的总体布置、洞型设计、洞室间距是合理的,推荐的支护方案对洞室整体性的加强有明显的作用,对设计方案起到有力的支持和验证作用。 关键词:大型水电站 地下厂房洞室群 三维地质力学模型试验 研究岩体稳定问题通常采用的方法有工程类比法、地质结构分析法、数值模拟仿真分析法和地质力学物理模型试验法等[1,2]。对于中小型工程,一般只采用前几种方法进行研究,但对于大型或超大型工程,地质力学物理模型试验则是必要的。模型试验尤其是三维模型试验与数值方法相比有它的弱点,如尺寸效应、试验难度大、费用高。然而,物理模型则由于是真实的物理实体,在基本满足相似原理的条件下,则更能真实地反映地质构造和工程结构的空间关系,更准确地模拟施工过程和影响。试验结果能给人以更直观的感觉,使人更容易从全局上把握岩体工程整体力学特征、变形趋势和稳定性特点,以及各洞室或结构之间的相互关系,从而做出相应的判断。其次,也可以通过物理模型试验,对各种数值分析结果进行一定程度上的验证。与研究坝体、坝基和坝肩及边坡稳定性的三维地质力学模型试验[3~6]相比,地下洞室群的岩石力学物理模型试验则有很大的差距。据文献检索,只有少数几个平面模型试验[7~11]和小型三维试验[12]。这些试验均未模拟洞室的施工过程。其原因主要是模拟地下洞室施工过程的三维模型试验难度太大,如三维地应力场的模拟原理和技术、洞室群开挖尤其是内部洞室隐蔽开挖技术的实现、内部物理量测量等。本文作者提出并研制了离散化多主应力面加载和控制系统,成功解决了复杂三维初始应力场模拟的难题;采用机械臂和步进微型掘进机技术、微型高精度位移量测技术、声波测试技术、光纤测量及内窥摄影技术等,解决了隐蔽开挖模拟及内部量测等关键问题,完成了水电站复杂洞室群模型试验。这一试验成果可应用于今后我国大西南地区的其它超大型地下水电站的研究。 1 工程简介 溪洛渡水电站位于四川和云南视壤的金沙江峡谷中[13]。电站总装机容量12600MW,共计18台700MW的水轮发电机组。该工程地质条件复杂,地下洞室群布置复杂、纵横交错,尤其是左岸地下厂房轴线与最大主应力呈较大角度相交,对厂房洞室稳定不利,而且厂房又位于高地震烈度区(高达Ⅷ度),如此超大规模的地下洞室群在施工期和运行过程长期安全稳定问题,都是前所未遇的。电站厂房采用全地下式,分左、右岸地下厂房,各布置9台机组。左岸地下厂房布置在大坝上游山体内,总装机容量为6300MW.厂房轴线为N24°W,三大洞室平行。 图1 左岸地下厂房洞室群布置方案 主厂房尺寸为318.03m×31.9/28.40m×75.10m(长×宽×高),厂房总长度426.0m.主变室长325.52m,宽19.8m,高26.5m.尾水调压室长300.0m,宽26.5/25.0m,高95m,中间设两条岩柱隔墙,厚18.0m。如图1所示。 左岸厂房顶拱围岩由P2β4、P2β5、P2β6层玄武岩组成。岩体新鲜较完整,无大的断层切割,层间错动带一般不发育。层内错动带以P2β6下部及P2β4、P2β5层内相对较发育,错动带一般宽5~10cm,挤压紧密,为岩块岩屑型。裂隙以陡裂和缓裂为主,中倾角裂隙一般不发育。 2 模型相似条件设计 经过与设计单位协商,确定模型的几何比尺为1/100,材料容重比尺为1.之所以这样确定,主要是考虑到开挖模拟的可操作性,以及相似物理量之间换算关系的简化。根据试验相似理论和上述几何比尺,进行了如下的模型相似条件设计:用下标p代表原型,下标m代表模型,K代表相似比尺,L为长度,u为位称,E为弹性模量,G为剪切模量,γ为容重,σ为应力,σo为初始地应力,ε为应变,ν为泊松比,φ为摩擦角,C为粘聚力,Rc为抗压强度,Rt为抗拉强度。如设实际岩体的容重为γp,模型材料的容重为γm,则容重相似比尺为: 与应力有相同量纲的物理量均有与应力相同的相似比尺,即材料弹性模量、剪切模量、抗压强度、抗拉强度、粘聚力,初始地应力和面力荷载的相似比尺均为100. 3 试验要点及关键技术 本试验研究对象为左岸地下厂房洞室群,包括主厂房、主变室、尾水调压室、母线道和尾水管。 3.1 模拟范围 地下厂房顺水流方向的上下游各取三大洞室最大开挖跨度的1~1.5倍长度,实际各约为1.27倍,总长度为620m;沿高程方向的下方取到洞室高度的1~1.5倍,实际取为1.45倍~1.85倍,达到海拔200m;上方取到地面,实际模型作到海拔670m,其上部作为荷载加在模型顶面;沿主厂房的纵轴线方向取3个机组段长度(自5号机组中心线至8号机组中心线),为102m.因为模型几何比尺为1/100,所以岩体模型尺寸为长×高×宽=6.20m×4.70m×1.02m. 3.2 地形及地质条件模拟 对模型试验范围内的地形、地貌、地质材料和三维地质构造如层间和层内错动带进行了模拟,模型基本满足几何、物理、力学相似条件。 3.3 初始地应力场模拟 三维原始地应力的模拟是本试验的关键和难点。经过研究、论证和试验,本试验中首次提出并研制了“离散化多主应力面加载及控制系统”,成功地模拟了三维地应力场,保证了试验的初始条件。离散型三维多主应力面加载系统,是在地质力学模型仿真试验中,首次提出使用的一种能近似模拟复杂三维空间地应力场的加载系统。 它的基本思路来源于有限元、边界元、离散元等将研究域离散化进行数值分析的原理,把需要模拟的复杂变化地应力分布场,离散为有限多个微小的单元应力场,并认为此单元应力场为一个等效的均匀应力场。用一组垂直于该单元应力场主应力矢量的微小主应力面,代替原来的斜截面,并在这一组主应力面上按照等效主应力的大小施加法向力,就达到了模拟这一单元应力场的目的(如图2).对各个离散的单元应力场均进行这样的操作,就可以完成整个试验域复杂变化的应力场的模拟。 图2 离散化多主应力面加载原理示意 这一加载系统由高压气囊、反推力板、限位千斤顶、垂直立柱、封闭式钢结构环梁、支撑钢架和空气压缩机组成。此外还有压力监测和报警辅助系统,以保证试验期间的压力稳定。 3.4 开挖过程模拟 按照数值计算优选的开挖步序(如图3所示),对试验范围内地下洞室群的隐蔽开挖进行了模拟。本试验中隐蔽性开挖的洞室包括尾水管和母线廊道,尾水管的隐蔽开挖长度为125m,而且为渐变的城门洞形断面,母线道断面也为城门洞形,但是靠近主变室一侧13m一段断面加大,造成母线道断面突变。这些都给开挖模拟带来极大困难。隐蔽开挖无法采用一般的手工钻进方法,需要设计专门的钻凿机具。经过反复研究试验,开发出隐蔽开挖机器臂和微型步进式掘进机,以及与之配合使用的隐蔽洞室内窥系统,成功解决了这一技术难题。如图4所示。 图3 地下厂房洞室群开挖分期设计 3.5 支护方案模拟 按照数值计算优选的支护方案,对锚固支护(包括三大洞室的喷混凝土、锚索)进行了模拟。按照设计支护方案,锚索按实际位置模拟并施加预应力。系统锚杆与喷混凝土联合模拟为挂金属丝网涂浆。锚索模拟材料采用金属铝线或细铜丝束,用建筑胶浆固结,以螺旋加载方式施加预应力。 3.6 施工模拟过程中的多种方式洞室内部收敛变形及破坏形态量测 在主厂房、主变室、尾调室三个主要洞室中,采用预埋多点位移计方式进行了内部收敛以及洞周围岩深度变形量测;采用光导纤维进行了内部变形的量测;采用超声波测量方法进行了洞周围岩屈服松动区的量测;采用内部摄影方式进行了内部破坏形态的观测。 3.7 内部应力场分布量测 在主厂房、主变室、尾调室围岩中的适当位置,预埋三向应变计、应变花,进行了应力场分布量测。在重要位置,预埋光纤传感器,与应变片测量相比较,测量应力场分布。 图4 隐蔽洞室开挖微型步进TBM示意 4 试验过程和结果 试验自2000年5月开始各项前期工作,包括场地准备、试验台设计和施工、模型材料设计和试验、模型制作和传感器埋设、地应力场生成和监控系统研制、隐蔽洞室开挖系统研制和试运行、测量仪器的研制和准备等。2001年7月15日正式实施洞室开挖模拟,量测系统进行同步量测,采集数据,至2001年8月18日完成洞室群开挖。试验得出的洞群围岩变形、应力应变、屈服区分布等情况如下。 4.1 位移 主厂房顶拱最大下沉为37.5mm,主变室顶拱下沉为23mm,尾水调压室顶拱为34mm.各个洞室顶拱的变形随开挖量的增加均以下沉为主,开挖后期伴随有少量的上抬。这与同时进行的数值计算相比顶拱位移偏大一些,这是由于模型试验中准确地模拟了层内错动带的影响,而计算中则有所简化。尾水调压室边墙比主厂房边墙高20多米,初估最大水平位移应该更大些,但尾水调压室中间隔墙起到了限制变形的作用,从而减少了水平位移值。主变室与尾水调压室之间岩柱的上下游方向水平尺寸有所增大。 图5 地下厂房洞周围岩位移分布 而主厂房与主变室之间的岩柱在上下游方向则有所压缩,是由于母线道对这部分岩柱削弱较多引起的。试验中所揭示的各个方向的位移量均不大,分布合理。除三大洞室顶拱位移比计算值略大之外,其它与计算值都很接近,洞周没有发现明显的开裂或位移突变。图5给出了洞周围岩位移分布。 4.2 应力 主厂房上游拱肩和拱脚处、尾水调压室上游拱肩和拱脚处均有拉应力出现。尾水调压室下游边墙5m范围内的岩体大部分存在拉应力,10m之外则呈现为压应力。随开挖的进行,洞室交叉部位产生应力集中,凡是压应力的则压应变值为原来的1.5~2.2倍。产生拉应力的部位则给出了很大的拉应变值,明显不大合理,可能是粘贴应变片的块体发生破裂造成的。但是可以从中判断是出现了拉应力。拉、压应力分布范围与计算结果接近。光纤传感器量测的结果比较有规律,随尾水调压室高边墙的逐渐形成,边墙表面岩体应力松驰,压应力降低甚至产生拉应力,而压应力分布有向深部岩体传递的趋势。 4.3 超声波测量 试验中采用超声波测速与位移沿岩体深度分布规律相结合的方法判断屈服松动区。洞周岩体波速最低处为尾水调压室的底部和顶拱,波速比未开挖前降低了40%~50%.三大洞室顶拱的岩体波速,主变室顶拱最高,达900~1000m/s,主厂房顶拱次之,为800~900m/s,尾调室顶拱最低,为400~500m/s.与地质剖面相比较可以看出,这一结果恰恰和这些洞室所在地层及地质构造相吻合。根据声波测量和位移测量结果的综合比较和分析,得到各洞室周围屈服区的范围(图6). 图6 地下厂房洞周屈服区分布 4.4 锚固支护系统 根据地下工程围岩稳定性分析的经验,洞室围岩越稳定,围岩的整体性越好(早期喷锚支护可以增加这种整体性),则在后期开挖过程中,洞室上抬的趋势越明显。XA-22支护方案在主厂房顶拱埋设的两排锚索,穿过了层内错动带,增加了顶拱的整体性,是很必要的。虽然本试验中尚不能定量地比较这种锚固的作用,但定性上已经可以说明模拟的锚固系统对增加洞室围岩的完整性和整体性,起了明显的作用,这是数值计算中没有反映出来的。通过对模型锚索应力的测量,反映出对目前的开挖方案,锚索应力有明显增加。因为尾调室是上下先开挖然后中间再挖通,高边墙有一个突然形成的过程。虽然这一情况因为中间隔墙的存在而减弱,但对离隔墙远一些的部位仍有一定的冲击作用。考虑到这一点,尾调室上下游边墙锚索的预应力施加应有所控制,而隔墙的加固应适当提前。 5 结论 (1)本试验是首次大规模三维仿真模拟地下洞室群的施工过程。它成功模拟了高容重岩体材料和岩体构造,容重比尺1比1;研制了离散化多主应力面加载系统,使模拟复杂三维初始地应力场得以实现;研制了用机械臂和步进微型掘进机,仿真模拟了施工过程;研制微型多点位移计,采用声波测试、内窥技术等多种测量手段进行了内部物理量的测量。(2)试验结果验证了在厂区特有的地形地貌、地质构造和地应力条件下,该水电站地下厂房洞室群的总体布置、洞型设计、洞室间距是合理的。主变室滞后主厂房和尾水调压室开挖一期的施工方案以及锚固支护方案,保证了洞室安全成洞。在试验开挖过程中,洞室群保持了总体稳定,主要洞室周边未出现明显的开裂及变形突变。洞周围岩屈服松动区分布,与厂区地质条件和洞室断面情况及空间相对关系有较好的吻合。推荐的支护方案对洞室整体性的加强有明显的作用,并有效地控制了松动区的发展。(3)试验结果表明,对条件复杂的超大型地下洞室群进行三维地质力学模型试验可以从全局上把握地下洞室工程整体力学特征、变形趋势和稳定性特点,并对数值模拟结果进行验证和校核。 地质力学论文:坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议 论文作者:曾钱帮 王思敬 彭运动 刘明虎 陈晓东 樊敬亮 摘要:针对施工图设计阶段,提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议,包括:锚碇围岩工程地质条件研究、锚碇围岩工程力学特性研究、锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究、锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究、锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验、锚碇锚固系统试验和大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究。 关键词:悬索桥 隧道式锚碇 施工图设计阶段 岩体工程地质力学 研究建议 1 前言 坝陵河大桥离拟建贵州省镇宁至胜境关高速公路起点约21km,地处黔中山原地带。高速公路在关岭县东北跨越坝陵河峡谷,峡谷两岸地势陡峭,地形变化急剧,高差起伏大,河谷深切达400~600m。桥址区属构造剥蚀、溶蚀中低山河谷地貌。岩石建造类型以碳酸盐岩与陆源碎屑岩互层,以碳酸盐岩构成峡谷谷坡,以碎屑岩互层构成谷底及缓坡为基本特征。坝陵河流向与区域地质构造线方向(NW)基本一致。河谷西岸地形较陡,地形坡度40~70°,近河谷一带为陡崖。桥位区西岸(关岭岸)锚碇地段处于斜坡中部,出露的岩层有三叠系中统竹杆坡组第一段(T2z1)中厚层状泥晶灰岩和杨柳井组(T2y)中厚层状白云岩[1,2]。弱风化岩体直接出露于地表,微新岩体埋深30~50m。 坝陵河悬索桥主跨1068m,桥面总宽度24.5m,东岸锚碇采用重力式锚,西岸锚碇采用隧道式锚。西岸隧道式锚碇在技术设计中全长74.7m,最大埋深78m,主要由散索鞍支墩、锚室(34.7m)和锚塞体(40m)三部分组成,两锚体相距18~6.36m。锚塞体和锚室为一倾斜、变截面结构,上缘为圆形,下缘为矩形,纵向呈楔形棱台,矩形截面尺寸为10m×5.8m~21m×14.5m。西岸每根主缆缆力(P)约为270MN,水平夹角约26°。锚体中设预应力锚固系统,主缆索股通过索股锚固连接器与锚体中的预应力锚固系统连接。 悬索桥锚碇在承受来自主缆的竖向反力的同时,主要还承受主缆的水平拉力,是悬索桥的关键承载结构之一,其总体稳定性和受力状态直接影响到大桥的安全和长期使用的可靠性。坝陵河悬索桥是镇宁-胜境关高速公路的重要节点,针对该大桥施工图设计阶段,本文提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的工程地质力学研究建议。鉴于锚碇型式受到地形、地质条件的限制,国内外采用隧道式锚碇的大跨悬索桥为数较少[3-7],见诸文献报道的更少,本研究建议有不适当之处,请专家批评指正。 2 岩体工程地质力学研究建议 2.1 锚碇围岩工程地质条件研究 西岸隧道式锚碇坐落于边坡浅表弱风化~微新岩体中,弱风化~微新岩体的工程地质条件关系到锚碇隧洞的成洞条件及锚碇体系在主缆拉力荷载作用下的整体稳定状态。 边坡浅表部中存在卸荷岩体。岩体卸荷带是伴随河谷下切过程或边坡开挖过程中,由于应力释放,岩体向临空面方向发生卸荷回弹变形,能量的释放导致斜坡浅表一定范围岩体内应力的调整,浅表部位应力降低,而坡体更深部位产生更大程度的应力集中。由于表部应力降低导致岩体回弹膨胀、结构松弛,破坏岩体的完整性,并在集中应力和残余应力作用下产生卸荷裂隙。岩体应力的降低最直观的表现是导致岩体松弛和原有的裂隙发生各种变化,形成新环境下的裂隙网络。这些裂隙一部分是迁就原有构造裂隙引张扩大经改造形成[8],有一些是微裂隙扩展后的显式裂隙,也有在新的应力环境和外动力环境下形成的裂隙。在岩体卸荷、应力降低的过程中,随着新的裂隙系统的形成,也为外动力或风化营力提供了通道,加速岩体的风化和应力的进一步降低。风化岩体裂隙的增多,是岩体卸荷和风化共同造就的。 西岸锚碇边坡岩体在浅部节理裂隙发育,岩体透水性较好,渗透系数高;随着深度的增加,透水性逐渐减弱。深部的岩溶发育情况有待研究。 据初步设计阶段工程勘察资料,西岸锚碇边坡出露的灰岩和白云岩的产状为:倾向50~80°,倾角48~87°。主要发育三组优势节理:①155°∠57°;②220°∠34°;③333°∠46°。在岩层层面、不利结构面组合切割和深部岩溶发育情况下,在主缆巨大拉力下,不能够排除存在深部拉裂滑移面威胁西岸锚碇边坡整体稳定性的可能性。 锚碇围岩工程地质条件研究内容包括: (1)研究从边坡表部至深部岩体中裂隙的分布密度及张开度变化,揭示岩体的卸荷程度,为锚碇施工期和运行期边坡岩体质量评价以及岩体质量变化趋势提供可靠基础资料; (2)在岩层层面和不利结构面组合切割下,由于锚碇工程荷载,研究岩体中形成的潜在不稳定块体的安全度以及西岸锚碇边坡的整体稳定性; (3)采用地球物理勘探方法,研究边坡深部溶蚀裂隙与溶蚀洞穴的分布规律及其发育特征。 2.2 锚碇围岩工程力学特性研究 主悬索的巨大拉力通过索股、锚杆传人隧道中填充的(预应力)混凝土,再通过(锚塞体)混凝土与隧道岩体的摩阻力和粘结力传递给周围的岩体。隧道式锚碇在巨大主缆拉力荷载作用下,不仅要维持自身的抗拔稳定,同时还要将自身承受的主缆拉力传递到锚碇围岩中,以充分利用围岩的承载能力,使锚碇和围岩共同作用形成一个整体的承载体系。 锚碇围岩工程力学特性研究包括三个方面: (1) 锚塞体与岩体之间的抗剪摩擦力学性能[9,10]和粘结特性试验研究; (2) 锚碇下部及两锚体之间的岩体处于复杂的拉剪应力状态,研究锚碇围岩在拉剪应力下的变形及强度特性,尤其是弱风化~微新围岩在拉剪复杂应力下的变形、强度及疲劳试验研究,模拟其破坏现象和破坏过程,从而掌握其破坏机制; (3) 岩体在中度~轻度工程爆破开挖扰动下的力学性能研究。 锚碇围岩工程力学试验目的是确定锚碇边坡岩体力学参数建议值,供设计和三维数值仿真采用。建议在设计锚碇区域附近开挖一试验斜硐,采取岩样,并在硐壁打适量钻孔,进行室内岩石力学试验和原位岩石力学性质及配套的各项试验研究工作。主要包括室内岩石力学三轴剪切试验、节理(裂隙)测量、岩体变形特性(静载)试验、岩体抗剪(抗剪断)试验、岩体抗拉试验、混凝土与基岩胶结面抗剪和摩擦等试验和硐室声波普测、硐室地球物理勘探、含水量测试、钻孔声波测试、钻孔压水试验等试验研究工作。锚碇系统的摩阻力由基岩与锚碇系统接触面的正应力与摩擦系数来决定,摩擦系数一般由相似原理进行模型试验或现场测试得到。硐室地球物理勘探是查明锚碇围岩(主要是锚碇下部及两锚体之间的岩体)中的岩溶发育情况。 试验资料的整理应通过对现场和室内大量试验数据的综合分析,结合现行有关行业规范(规程)和工程经验的类比,提出西岸隧道式锚碇边坡区域岩体力学参数建议值,供设计采用。 2.3 锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究 坝陵河悬索桥西岸锚碇围岩为弱风化~微新的灰岩和白云岩,属于易溶蚀化岩体。锚碇边坡地段地下水主要为(节理)裂隙水、岩溶裂隙水和岩溶孔(洞)穴水。西岸隧道式锚碇锚体混凝土浇筑后,在边坡岩体中形成不透水体(阻渗体),从而改变锚碇边坡的地下水渗流场。可以预见,地下水将从锚塞体混凝土边缘绕渗,因此锚塞体与围岩的交界部位岩体更易遭到溶蚀,削弱锚塞体混凝土与围岩之间的摩阻力和粘结力。锚碇围岩渗透特性的研究应着重锚塞体与围岩的交界部位岩体的渗透性能与抵抗溶蚀的能力的试验研究。 为防治锚塞体与围岩交界部位岩体的溶蚀危害采取的工程措施,主要是加强锚碇边坡坡面的排水工程。 2.4 锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究 由于悬索桥安全是依靠锚碇固定桥的体系,锚碇发生移动将严重影响桥梁体系,甚至导致桥体破坏,因此研究西岸隧道式锚碇的锚块及其围岩在主动拉力作用下的稳定性、瞬时变位与长期变位是相当重要的。应建立真实反映隧道式锚碇锚体和围岩二者相互作用、考虑施工过程非线性、地质结构面影响等的三维数值仿真模型,对锚碇稳定性及变位进行预测[11]。 2.5 锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验 根据西岸隧道式锚碇为倾斜、变截面的工程特点,需研究锚碇隧道的钻爆开挖以及支护的施工技术[12-14]。在隧道式锚碇施工过程中,自始至终都要注意严格控制围岩的完整性,尽量避免对围岩产生过大的扰动。为保证主缆等硐内钢结构的使用寿命,锚碇的防水按GB50108-2001二级标准进行控制,要求较高。施工开挖后应对围岩中的塑性变形带进行挤密压浆处理,以使锚塞体混凝土与围岩紧密结合。 2.6 锚碇锚固系统试验 试验目的是验证用于坝陵河大桥锚碇锚固系统的各产品力学性能是否满足设计要求。试验内容包括锚拉杆组件静载试验、疲劳试验及锚具组装件静载试验和疲劳试验[15]等。 2.7 大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究 坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇锚塞体混凝土浇筑量约2×12143.322m3。锚碇结构混凝土浇筑量大,强度高,对施工工艺及养护维修提出了更高的要求;而大体积混凝土浇注施工由于受多种因素影响,若措施不当,很容易出现裂缝,影响到锚塞体混凝土的整体性强度以及钢筋的耐久性和实用性。西岸隧道式锚碇锚塞体大体积混凝土浇筑防裂技术从混凝土原材料选取和配合比的选择、降低原材料温度和控制混凝土拌和物温度、合理选择浇筑工艺和保证整体质量、有效控制混凝土内外温差到对混凝土温度进行监控及时掌握混凝土温度变化动态等一系列技术措施[16-22],都可借鉴汕头海湾悬索桥、宜昌长江公路大桥和重庆鹅公岩大桥的做法。 3结语 针对施工图设计阶段,提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议,包括:锚碇围岩工程地质条件研究、锚碇围岩工程力学特性研究、锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究、锚碇及其围岩相互作用数值模拟研究、锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验、锚碇锚固系统试验和大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究。 地质力学论文:岩体地质力学下水利水电勘察的应用 摘要:随着经济的发展和社会的进步,用电量、用水量的需求大幅增加,急需新建大量利水电工程,而水利水电工程场地及其周围环境的岩体工程地质情况对水利水电工程的工程质量和工程安全影响很大,所以急需对岩体工程地质力学在水利水电工程勘察中的应用进行研究。本文将对岩体工程地质力学在水利水电工程勘察中的应用进行相关的阐述,并提出了一些相应的建议,希望对相关参与者与研究人员带来一定帮助。 关键词:岩体工程地质力学;水利水电工程勘察;岩体结构;高坝坝基;地质构造稳定性 1引言 经济在发展,社会在进步,人民群众的用电量、用水量急剧增加,从而导致了水利水电工程也随之急剧增加,水利水电工程场地及其周围环境的岩体工程地质情况,对水利水电工程的质量和安全影响很大,进行水利水电工程勘察时,要运用岩体工程地质力学知识,对水利水电工程场地及其周围环境的岩体工程地质情况进行详细勘察,所以急需对岩体工程地质力学在水利水电工程勘察中的应用进行研究。本文将对岩体工程地质力学在水利水电工程勘察中的应用进行相关的阐述,希望对相关参与者与研究人员带来一定帮助。 2岩体工程地质力学基本知识 岩体工程地质力学的研究对象是工程场地附近的岩体结构。岩体,由一种或多种不同的岩石组合而成,受到形成环境以及后期构造影响后,岩体内会呈现各种各样不同的结构面。在实际环境中,岩体会被各种各样不同的结构面切分成为不同的结构体并出现破裂带。进行岩体工程地质力学等地质研究时,必须先研究岩体结构。进行水利水电工程地质勘察时,依据相关规范并结合实际工程经验对岩体结构类别进行量化和细化,岩体主要分为5类。Ⅰ类岩体,主要为厚层状或整体块状结构;Ⅱ类岩体,主要为中厚层状或块状结构;Ⅲ类岩体,主要为镶嵌状或互层状结构;Ⅳ类岩体,主要为碎裂状或薄层状结构;V类岩体,主要为散体状结构。在具体工程中,可以根据工程区域的具体地质条件以及影响岩体质量的因素,进行适当调整,从而结合工程区域岩体的具体特性,制定相应的岩体质量分类或岩体工程地质分类,以及结构面分类,用于实际工程情况下的边坡、坝基、地下洞室围岩等结构的岩体具体分类,赋予相应结构面岩土体以及岩类物理力学参数值。高地应力等因素会对岩体分类造成影响,其对岩体分类造成的影响,有待进一步研究。 3工程区域的地质构造稳定性以及地震研究 汶川大地震以后,国家相关部门十分重视地震对水利水电工程的影响,相关部门专门发文要求,进行大型水利水电工程设计时,必须要进行工程防震抗震设计,并必须专门接受审查。在地震研究中,活断层的判别标志有:(1)地震断裂带中构造岩或者被错动脉体是晚更新世;(2)错断晚更世以来的地层;(3)沿着断层存在历史地震,或者存在现代中、强震的震中分布,或者存在密集而频繁的近期微震;(4)经现代化监测表明,沿着断层存在地形变和地位移;(5)经地质构造上的证实,被发现的断层与已知的活断层有着共同或共生的关系。在工程地质勘察规范中,工程场地岩体中活动断层的年龄被限定在十万年以来存在过活动的断层。水坝等主要水工建筑物应该尽量避免跨越活断层或者与活断层有构造活动联系或相关联的分支断层,特别应该注意尽量避开晚更新世晚期以来有过地质活动的断层。水坝选址不适宜选在地震等级为6级及以上的震中区或者地震的基本烈度为Ⅸ度及其以上的强震区。如果在上述两种情况下建水坝,需要专门进行论证。汶川特大地震后,地震灾区的大部分大中型水电水利工程,虽然有不同程度的损坏现象,但却没有一个水电水利工程在地震中发生重大次生灾害,这有力说明工程地质勘察规范中所规定的区域构造稳定性的技术标准、工作方法、评价原则是正确的,能经受大地震考验。 4高坝坝基工程地质研究 我国的水坝高度有些已达到了300米,成了俗称的“高坝”,水荷载和坝基荷载对高坝坝基岩体质量的要求非常严格。主要有以下技术要求:(1)高坝坝基岩土体在长期被水渗透和作用的前提下,必须保持力学、化学及物理性质的稳定,并要确保坝基的渗透压力和渗漏量维持在允许的范围内,以免发生渗透破坏;(2)在各项不同荷载作用下,高坝坝基各个部位的变形和应力值应该确保在允许范围内,以免出现不均匀变位或局部应力集中的现象而影响大坝安全运行;(3)高坝坝基岩土体在其所承受的荷载作用下确保不会产生滑移失稳。如果高坝采用混凝土坝基,需要先对坝基岩体工程地质进行分类以及对岩体质量进行分级,要重点对影响坝基抗滑稳定性的软弱结构面的性状以及它们的不利组合的边界条件进行勘察,并需要根据岩体的软弱结构面类型选定它们的强度参数和变形参数以适合工程建设的需要。要对影响高坝坝基不均匀变形与应变的弱化岩体进行详细勘察以避免其对水利水电工程的工程质量带来安全隐患。如果进行高坝建设时采用当地采挖来的工程材料将坝基建在深厚的覆盖层上,必须对覆盖层的结构和详细分层、埋藏谷的范围、河床深槽的范围等相关地质资料进行详细勘察,特别要对漂孤石层、架空层、粉细砂层、软土层的物质组成、渗透特性、分布范围进行详细勘察,同时要详细准确地评价地震作用下的地层不均匀沉陷可能性、地层渗透稳定性、砂层液化程度,这是为了给水利水电工程建设时采取合适的防地层渗透、抗砂层液化、防地层不均匀沉陷等措施提供科学的依据。 5结语 本文通过对岩体工程地质力学基本知识、工程区域的地质构造稳定性以及地震、高坝坝基工程地质进行阐述与分析,对岩体工程地质力学在水利水电工程勘察中的应用进行了初步探究,提出了一些相应的建议,对相关参与者与研究人员起到了一定帮助作用。 地质力学论文:岩体工程地质力学研究论文 摘要:针对施工图设计阶段,提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议,包括:锚碇围岩工程地质条件研究、锚碇围岩工程力学特性研究、锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究、锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究、锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验、锚碇锚固系统试验和大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究。 关键词:悬索桥隧道式锚碇施工图设计阶段岩体工程地质力学研究建议 1前言 坝陵河大桥离拟建贵州省镇宁至胜境关高速公路起点约21km,地处黔中山原地带。高速公路在关岭县东北跨越坝陵河峡谷,峡谷两岸地势陡峭,地形变化急剧,高差起伏大,河谷深切达400~600m。桥址区属构造剥蚀、溶蚀中低山河谷地貌。岩石建造类型以碳酸盐岩与陆源碎屑岩互层,以碳酸盐岩构成峡谷谷坡,以碎屑岩互层构成谷底及缓坡为基本特征。坝陵河流向与区域地质构造线方向(NW)基本一致。河谷西岸地形较陡,地形坡度40~70°,近河谷一带为陡崖。桥位区西岸(关岭岸)锚碇地段处于斜坡中部,出露的岩层有三叠系中统竹杆坡组第一段(T2z1)中厚层状泥晶灰岩和杨柳井组(T2y)中厚层状白云岩[1,2]。弱风化岩体直接出露于地表,微新岩体埋深30~50m。 坝陵河悬索桥主跨1068m,桥面总宽度24.5m,东岸锚碇采用重力式锚,西岸锚碇采用隧道式锚。西岸隧道式锚碇在技术设计中全长74.7m,最大埋深78m,主要由散索鞍支墩、锚室(34.7m)和锚塞体(40m)三部分组成,两锚体相距18~6.36m。锚塞体和锚室为一倾斜、变截面结构,上缘为圆形,下缘为矩形,纵向呈楔形棱台,矩形截面尺寸为10m×5.8m~21m×14.5m。西岸每根主缆缆力(P)约为270MN,水平夹角约26°。锚体中设预应力锚固系统,主缆索股通过索股锚固连接器与锚体中的预应力锚固系统连接。 悬索桥锚碇在承受来自主缆的竖向反力的同时,主要还承受主缆的水平拉力,是悬索桥的关键承载结构之一,其总体稳定性和受力状态直接影响到大桥的安全和长期使用的可靠性。坝陵河悬索桥是镇宁-胜境关高速公路的重要节点,针对该大桥施工图设计阶段,本文提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的工程地质力学研究建议。鉴于锚碇型式受到地形、地质条件的限制,国内外采用隧道式锚碇的大跨悬索桥为数较少[3-7],见诸文献报道的更少,本研究建议有不适当之处,请专家批评指正。 2岩体工程地质力学研究建议 2.1锚碇围岩工程地质条件研究 西岸隧道式锚碇坐落于边坡浅表弱风化~微新岩体中,弱风化~微新岩体的工程地质条件关系到锚碇隧洞的成洞条件及锚碇体系在主缆拉力荷载作用下的整体稳定状态。 边坡浅表部中存在卸荷岩体。岩体卸荷带是伴随河谷下切过程或边坡开挖过程中,由于应力释放,岩体向临空面方向发生卸荷回弹变形,能量的释放导致斜坡浅表一定范围岩体内应力的调整,浅表部位应力降低,而坡体更深部位产生更大程度的应力集中。由于表部应力降低导致岩体回弹膨胀、结构松弛,破坏岩体的完整性,并在集中应力和残余应力作用下产生卸荷裂隙。岩体应力的降低最直观的表现是导致岩体松弛和原有的裂隙发生各种变化,形成新环境下的裂隙网络。这些裂隙一部分是迁就原有构造裂隙引张扩大经改造形成[8],有一些是微裂隙扩展后的显式裂隙,也有在新的应力环境和外动力环境下形成的裂隙。在岩体卸荷、应力降低的过程中,随着新的裂隙系统的形成,也为外动力或风化营力提供了通道,加速岩体的风化和应力的进一步降低。风化岩体裂隙的增多,是岩体卸荷和风化共同造就的。 西岸锚碇边坡岩体在浅部节理裂隙发育,岩体透水性较好,渗透系数高;随着深度的增加,透水性逐渐减弱。深部的岩溶发育情况有待研究。 据初步设计阶段工程勘察资料,西岸锚碇边坡出露的灰岩和白云岩的产状为:倾向50~80°,倾角48~87°。主要发育三组优势节理:①155°∠57°;②220°∠34°;③333°∠46°。在岩层层面、不利结构面组合切割和深部岩溶发育情况下,在主缆巨大拉力下,不能够排除存在深部拉裂滑移面威胁西岸锚碇边坡整体稳定性的可能性。 锚碇围岩工程地质条件研究内容包括: (1)研究从边坡表部至深部岩体中裂隙的分布密度及张开度变化,揭示岩体的卸荷程度,为锚碇施工期和运行期边坡岩体质量评价以及岩体质量变化趋势提供可靠基础资料; (2)在岩层层面和不利结构面组合切割下,由于锚碇工程荷载,研究岩体中形成的潜在不稳定块体的安全度以及西岸锚碇边坡的整体稳定性; (3)采用地球物理勘探方法,研究边坡深部溶蚀裂隙与溶蚀洞穴的分布规律及其发育特征。 2.2锚碇围岩工程力学特性研究 主悬索的巨大拉力通过索股、锚杆传人隧道中填充的(预应力)混凝土,再通过(锚塞体)混凝土与隧道岩体的摩阻力和粘结力传递给周围的岩体。隧道式锚碇在巨大主缆拉力荷载作用下,不仅要维持自身的抗拔稳定,同时还要将自身承受的主缆拉力传递到锚碇围岩中,以充分利用围岩的承载能力,使锚碇和围岩共同作用形成一个整体的承载体系。 锚碇围岩工程力学特性研究包括三个方面: (1)锚塞体与岩体之间的抗剪摩擦力学性能[9,10]和粘结特性试验研究; (2)锚碇下部及两锚体之间的岩体处于复杂的拉剪应力状态,研究锚碇围岩在拉剪应力下的变形及强度特性,尤其是弱风化~微新围岩在拉剪复杂应力下的变形、强度及疲劳试验研究,模拟其破坏现象和破坏过程,从而掌握其破坏机制; (3)岩体在中度~轻度工程爆破开挖扰动下的力学性能研究。 锚碇围岩工程力学试验目的是确定锚碇边坡岩体力学参数建议值,供设计和三维数值仿真采用。建议在设计锚碇区域附近开挖一试验斜硐,采取岩样,并在硐壁打适量钻孔,进行室内岩石力学试验和原位岩石力学性质及配套的各项试验研究工作。主要包括室内岩石力学三轴剪切试验、节理(裂隙)测量、岩体变形特性(静载)试验、岩体抗剪(抗剪断)试验、岩体抗拉试验、混凝土与基岩胶结面抗剪和摩擦等试验和硐室声波普测、硐室地球物理勘探、含水量测试、钻孔声波测试、钻孔压水试验等试验研究工作。锚碇系统的摩阻力由基岩与锚碇系统接触面的正应力与摩擦系数来决定,摩擦系数一般由相似原理进行模型试验或现场测试得到。硐室地球物理勘探是查明锚碇围岩(主要是锚碇下部及两锚体之间的岩体)中的岩溶发育情况。 试验资料的整理应通过对现场和室内大量试验数据的综合分析,结合现行有关行业规范(规程)和工程经验的类比,提出西岸隧道式锚碇边坡区域岩体力学参数建议值,供设计采用。 2.3锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究 坝陵河悬索桥西岸锚碇围岩为弱风化~微新的灰岩和白云岩,属于易溶蚀化岩体。锚碇边坡地段地下水主要为(节理)裂隙水、岩溶裂隙水和岩溶孔(洞)穴水。西岸隧道式锚碇锚体混凝土浇筑后,在边坡岩体中形成不透水体(阻渗体),从而改变锚碇边坡的地下水渗流场。可以预见,地下水将从锚塞体混凝土边缘绕渗,因此锚塞体与围岩的交界部位岩体更易遭到溶蚀,削弱锚塞体混凝土与围岩之间的摩阻力和粘结力。锚碇围岩渗透特性的研究应着重锚塞体与围岩的交界部位岩体的渗透性能与抵抗溶蚀的能力的试验研究。 为防治锚塞体与围岩交界部位岩体的溶蚀危害采取的工程措施,主要是加强锚碇边坡坡面的排水工程。 2.4锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究 由于悬索桥安全是依靠锚碇固定桥的体系,锚碇发生移动将严重影响桥梁体系,甚至导致桥体破坏,因此研究西岸隧道式锚碇的锚块及其围岩在主动拉力作用下的稳定性、瞬时变位与长期变位是相当重要的。应建立真实反映隧道式锚碇锚体和围岩二者相互作用、考虑施工过程非线性、地质结构面影响等的三维数值仿真模型,对锚碇稳定性及变位进行预测[11]。 2.5锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验 根据西岸隧道式锚碇为倾斜、变截面的工程特点,需研究锚碇隧道的钻爆开挖以及支护的施工技术[12-14]。在隧道式锚碇施工过程中,自始至终都要注意严格控制围岩的完整性,尽量避免对围岩产生过大的扰动。为保证主缆等硐内钢结构的使用寿命,锚碇的防水按GB50108-2001二级标准进行控制,要求较高。施工开挖后应对围岩中的塑性变形带进行挤密压浆处理,以使锚塞体混凝土与围岩紧密结合。 2.6锚碇锚固系统试验 试验目的是验证用于坝陵河大桥锚碇锚固系统的各产品力学性能是否满足设计要求。试验内容包括锚拉杆组件静载试验、疲劳试验及锚具组装件静载试验和疲劳试验[15]等。 2.7大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究 坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇锚塞体混凝土浇筑量约2×12143.322m3。锚碇结构混凝土浇筑量大,强度高,对施工工艺及养护维修提出了更高的要求;而大体积混凝土浇注施工由于受多种因素影响,若措施不当,很容易出现裂缝,影响到锚塞体混凝土的整体性强度以及钢筋的耐久性和实用性。西岸隧道式锚碇锚塞体大体积混凝土浇筑防裂技术从混凝土原材料选取和配合比的选择、降低原材料温度和控制混凝土拌和物温度、合理选择浇筑工艺和保证整体质量、有效控制混凝土内外温差到对混凝土温度进行监控及时掌握混凝土温度变化动态等一系列技术措施[16-22],都可借鉴汕头海湾悬索桥、宜昌长江公路大桥和重庆鹅公岩大桥的做法。 3结语 针对施工图设计阶段,提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议,包括:锚碇围岩工程地质条件研究、锚碇围岩工程力学特性研究、锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究、锚碇及其围岩相互作用数值模拟研究、锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验、锚碇锚固系统试验和大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究。 地质力学论文:三维地质力学模型管理论文 研究岩体稳定问题通常采用的方法有工程类比法、地质结构分析法、数值模拟仿真分析法和地质力学物理模型试验法等[1,2]。对于中小型工程,一般只采用前几种方法进行研究,但对于大型或超大型工程,地质力学物理模型试验则是必要的。模型试验尤其是三维模型试验与数值方法相比有它的弱点,如尺寸效应、试验难度大、费用高。然而,物理模型则由于是真实的物理实体,在基本满足相似原理的条件下,则更能真实地反映地质构造和工程结构的空间关系,更准确地模拟施工过程和影响。试验结果能给人以更直观的感觉,使人更容易从全局上把握岩体工程整体力学特征、变形趋势和稳定性特点,以及各洞室或结构之间的相互关系,从而做出相应的判断。其次,也可以通过物理模型试验,对各种数值分析结果进行一定程度上的验证。与研究坝体、坝基和坝肩及边坡稳定性的三维地质力学模型试验[3~6]相比,地下洞室群的岩石力学物理模型试验则有很大的差距。据文献检索,只有少数几个平面模型试验[7~11]和小型三维试验[12]。这些试验均未模拟洞室的施工过程。其原因主要是模拟地下洞室施工过程的三维模型试验难度太大,如三维地应力场的模拟原理和技术、洞室群开挖尤其是内部洞室隐蔽开挖技术的实现、内部物理量测量等。本文作者提出并研制了离散化多主应力面加载和控制系统,成功解决了复杂三维初始应力场模拟的难题;采用机械臂和步进微型掘进机技术、微型高精度位移量测技术、声波测试技术、光纤测量及内窥摄影技术等,解决了隐蔽开挖模拟及内部量测等关键问题,完成了水电站复杂洞室群模型试验。这一试验成果可应用于今后我国大西南地区的其它超大型地下水电站的研究。 1工程简介 溪洛渡水电站位于四川和云南视壤的金沙江峡谷中[13]。电站总装机容量12600MW,共计18台700MW的水轮发电机组。该工程地质条件复杂,地下洞室群布置复杂、纵横交错,尤其是左岸地下厂房轴线与最大主应力呈较大角度相交,对厂房洞室稳定不利,而且厂房又位于高地震烈度区(高达Ⅷ度),如此超大规模的地下洞室群在施工期和运行过程长期安全稳定问题,都是前所未遇的。电站厂房采用全地下式,分左、右岸地下厂房,各布置9台机组。左岸地下厂房布置在大坝上游山体内,总装机容量为6300MW.厂房轴线为N24°W,三大洞室平行。 图1左岸地下厂房洞室群布置方案 主厂房尺寸为318.03m×31.9/28.40m×75.10m(长×宽×高),厂房总长度426.0m.主变室长325.52m,宽19.8m,高26.5m.尾水调压室长300.0m,宽26.5/25.0m,高95m,中间设两条岩柱隔墙,厚18.0m。如图1所示。 左岸厂房顶拱围岩由P2β4、P2β5、P2β6层玄武岩组成。岩体新鲜较完整,无大的断层切割,层间错动带一般不发育。层内错动带以P2β6下部及P2β4、P2β5层内相对较发育,错动带一般宽5~10cm,挤压紧密,为岩块岩屑型。裂隙以陡裂和缓裂为主,中倾角裂隙一般不发育。 2模型相似条件设计 经过与设计单位协商,确定模型的几何比尺为1/100,材料容重比尺为1.之所以这样确定,主要是考虑到开挖模拟的可操作性,以及相似物理量之间换算关系的简化。根据试验相似理论和上述几何比尺,进行了如下的模型相似条件设计:用下标p代表原型,下标m代表模型,K代表相似比尺,L为长度,u为位称,E为弹性模量,G为剪切模量,γ为容重,σ为应力,σo为初始地应力,ε为应变,ν为泊松比,φ为摩擦角,C为粘聚力,Rc为抗压强度,Rt为抗拉强度。如设实际岩体的容重为γp,模型材料的容重为γm,则容重相似比尺为: 与应力有相同量纲的物理量均有与应力相同的相似比尺,即材料弹性模量、剪切模量、抗压强度、抗拉强度、粘聚力,初始地应力和面力荷载的相似比尺均为100. 3试验要点及关键技术 本试验研究对象为左岸地下厂房洞室群,包括主厂房、主变室、尾水调压室、母线道和尾水管。 3.1模拟范围地下厂房顺水流方向的上下游各取三大洞室最大开挖跨度的1~1.5倍长度,实际各约为1.27倍,总长度为620m;沿高程方向的下方取到洞室高度的1~1.5倍,实际取为1.45倍~1.85倍,达到海拔200m;上方取到地面,实际模型作到海拔670m,其上部作为荷载加在模型顶面;沿主厂房的纵轴线方向取3个机组段长度(自5号机组中心线至8号机组中心线),为102m.因为模型几何比尺为1/100,所以岩体模型尺寸为长×高×宽=6.20m×4.70m×1.02m. 3.2地形及地质条件模拟对模型试验范围内的地形、地貌、地质材料和三维地质构造如层间和层内错动带进行了模拟,模型基本满足几何、物理、力学相似条件。 3.3初始地应力场模拟三维原始地应力的模拟是本试验的关键和难点。经过研究、论证和试验,本试验中首次提出并研制了“离散化多主应力面加载及控制系统”,成功地模拟了三维地应力场,保证了试验的初始条件。离散型三维多主应力面加载系统,是在地质力学模型仿真试验中,首次提出使用的一种能近似模拟复杂三维空间地应力场的加载系统。 它的基本思路来源于有限元、边界元、离散元等将研究域离散化进行数值分析的原理,把需要模拟的复杂变化地应力分布场,离散为有限多个微小的单元应力场,并认为此单元应力场为一个等效的均匀应力场。用一组垂直于该单元应力场主应力矢量的微小主应力面,代替原来的斜截面,并在这一组主应力面上按照等效主应力的大小施加法向力,就达到了模拟这一单元应力场的目的(如图2).对各个离散的单元应力场均进行这样的操作,就可以完成整个试验域复杂变化的应力场的模拟。 图2离散化多主应力面加载原理示意 这一加载系统由高压气囊、反推力板、限位千斤顶、垂直立柱、封闭式钢结构环梁、支撑钢架和空气压缩机组成。此外还有压力监测和报警辅助系统,以保证试验期间的压力稳定。 3.4开挖过程模拟按照数值计算优选的开挖步序(如图3所示),对试验范围内地下洞室群的隐蔽开挖进行了模拟。本试验中隐蔽性开挖的洞室包括尾水管和母线廊道,尾水管的隐蔽开挖长度为125m,而且为渐变的城门洞形断面,母线道断面也为城门洞形,但是靠近主变室一侧13m一段断面加大,造成母线道断面突变。这些都给开挖模拟带来极大困难。隐蔽开挖无法采用一般的手工钻进方法,需要设计专门的钻凿机具。经过反复研究试验,开发出隐蔽开挖机器臂和微型步进式掘进机,以及与之配合使用的隐蔽洞室内窥系统,成功解决了这一技术难题。如图4所示。 图3地下厂房洞室群开挖分期设计 3.5支护方案模拟按照数值计算优选的支护方案,对锚固支护(包括三大洞室的喷混凝土、锚索)进行了模拟。按照设计支护方案,锚索按实际位置模拟并施加预应力。系统锚杆与喷混凝土联合模拟为挂金属丝网涂浆。锚索模拟材料采用金属铝线或细铜丝束,用建筑胶浆固结,以螺旋加载方式施加预应力。 3.6施工模拟过程中的多种方式洞室内部收敛变形及破坏形态量测在主厂房、主变室、尾调室三个主要洞室中,采用预埋多点位移计方式进行了内部收敛以及洞周围岩深度变形量测;采用光导纤维进行了内部变形的量测;采用超声波测量方法进行了洞周围岩屈服松动区的量测;采用内部摄影方式进行了内部破坏形态的观测。 3.7内部应力场分布量测在主厂房、主变室、尾调室围岩中的适当位置,预埋三向应变计、应变花,进行了应力场分布量测。在重要位置,预埋光纤传感器,与应变片测量相比较,测量应力场分布。 图4隐蔽洞室开挖微型步进TBM示意 4试验过程和结果 试验自2000年5月开始各项前期工作,包括场地准备、试验台设计和施工、模型材料设计和试验、模型制作和传感器埋设、地应力场生成和监控系统研制、隐蔽洞室开挖系统研制和试运行、测量仪器的研制和准备等。2001年7月15日正式实施洞室开挖模拟,量测系统进行同步量测,采集数据,至2001年8月18日完成洞室群开挖。试验得出的洞群围岩变形、应力应变、屈服区分布等情况如下。 4.1位移主厂房顶拱最大下沉为37.5mm,主变室顶拱下沉为23mm,尾水调压室顶拱为34mm.各个洞室顶拱的变形随开挖量的增加均以下沉为主,开挖后期伴随有少量的上抬。这与同时进行的数值计算相比顶拱位移偏大一些,这是由于模型试验中准确地模拟了层内错动带的影响,而计算中则有所简化。尾水调压室边墙比主厂房边墙高20多米,初估最大水平位移应该更大些,但尾水调压室中间隔墙起到了限制变形的作用,从而减少了水平位移值。主变室与尾水调压室之间岩柱的上下游方向水平尺寸有所增大。 图5地下厂房洞周围岩位移分布 而主厂房与主变室之间的岩柱在上下游方向则有所压缩,是由于母线道对这部分岩柱削弱较多引起的。试验中所揭示的各个方向的位移量均不大,分布合理。除三大洞室顶拱位移比计算值略大之外,其它与计算值都很接近,洞周没有发现明显的开裂或位移突变。图5给出了洞周围岩位移分布。 4.2应力主厂房上游拱肩和拱脚处、尾水调压室上游拱肩和拱脚处均有拉应力出现。尾水调压室下游边墙5m范围内的岩体大部分存在拉应力,10m之外则呈现为压应力。随开挖的进行,洞室交叉部位产生应力集中,凡是压应力的则压应变值为原来的1.5~2.2倍。产生拉应力的部位则给出了很大的拉应变值,明显不大合理,可能是粘贴应变片的块体发生破裂造成的。但是可以从中判断是出现了拉应力。拉、压应力分布范围与计算结果接近。光纤传感器量测的结果比较有规律,随尾水调压室高边墙的逐渐形成,边墙表面岩体应力松驰,压应力降低甚至产生拉应力,而压应力分布有向深部岩体传递的趋势。 4.3超声波测量试验中采用超声波测速与位移沿岩体深度分布规律相结合的方法判断屈服松动区。洞周岩体波速最低处为尾水调压室的底部和顶拱,波速比未开挖前降低了40%~50%.三大洞室顶拱的岩体波速,主变室顶拱最高,达900~1000m/s,主厂房顶拱次之,为800~900m/s,尾调室顶拱最低,为400~500m/s.与地质剖面相比较可以看出,这一结果恰恰和这些洞室所在地层及地质构造相吻合。根据声波测量和位移测量结果的综合比较和分析,得到各洞室周围屈服区的范围(图6). 图6地下厂房洞周屈服区分布 4.4锚固支护系统根据地下工程围岩稳定性分析的经验,洞室围岩越稳定,围岩的整体性越好(早期喷锚支护可以增加这种整体性),则在后期开挖过程中,洞室上抬的趋势越明显。XA-22支护方案在主厂房顶拱埋设的两排锚索,穿过了层内错动带,增加了顶拱的整体性,是很必要的。虽然本试验中尚不能定量地比较这种锚固的作用,但定性上已经可以说明模拟的锚固系统对增加洞室围岩的完整性和整体性,起了明显的作用,这是数值计算中没有反映出来的。通过对模型锚索应力的测量,反映出对目前的开挖方案,锚索应力有明显增加。因为尾调室是上下先开挖然后中间再挖通,高边墙有一个突然形成的过程。虽然这一情况因为中间隔墙的存在而减弱,但对离隔墙远一些的部位仍有一定的冲击作用。考虑到这一点,尾调室上下游边墙锚索的预应力施加应有所控制,而隔墙的加固应适当提前。 5结论 (1)本试验是首次大规模三维仿真模拟地下洞室群的施工过程。它成功模拟了高容重岩体材料和岩体构造,容重比尺1比1;研制了离散化多主应力面加载系统,使模拟复杂三维初始地应力场得以实现;研制了用机械臂和步进微型掘进机,仿真模拟了施工过程;研制微型多点位移计,采用声波测试、内窥技术等多种测量手段进行了内部物理量的测量。(2)试验结果验证了在厂区特有的地形地貌、地质构造和地应力条件下,该水电站地下厂房洞室群的总体布置、洞型设计、洞室间距是合理的。主变室滞后主厂房和尾水调压室开挖一期的施工方案以及锚固支护方案,保证了洞室安全成洞。在试验开挖过程中,洞室群保持了总体稳定,主要洞室周边未出现明显的开裂及变形突变。洞周围岩屈服松动区分布,与厂区地质条件和洞室断面情况及空间相对关系有较好的吻合。推荐的支护方案对洞室整体性的加强有明显的作用,并有效地控制了松动区的发展。(3)试验结果表明,对条件复杂的超大型地下洞室群进行三维地质力学模型试验可以从全局上把握地下洞室工程整体力学特征、变形趋势和稳定性特点,并对数值模拟结果进行验证和校核。 地质力学论文:关于工程地质力学应用过程中常见问题的分析 摘 要:社会经济的进步,极大促进了工程地质力学的发展,工程地质力学是研究地质体变形状况的科学,地质体具备多形态的特征,为了满足工程地质的实际要求,进行地质体存在状态、力学特性、地质体演化过程的分析是必要的。 关键词:工程地质学;地质体;演化过程;力学特性 1 地质体的力学特性 (1)地质体产生于一定的地质环境,地质体是由地质环境中按照某些结构排列的岩石、水等构成的,其具备非均匀性、非连续性的地理特征,无论是初始状态特性,还是流-固耦合特性都充分体现了地质体的独特性,区别于传统力学的研究对象。 地质力学界对地质体特性的研究并没形成一个统一的描述方法,其中依旧存在很多的问题需要深入研究,这需要做好相关的室内试验,进行精细性的分析,获得丰富多样的本构关系,掌握地质力学的特殊规律。地质体是一个比较复杂的系统,仅仅通过局部的岩石试样,并不能代表其整体的特性,岩石试样缺乏典型代表性,岩体试样不能脱离地质体本身,否则其会丧失处于母体中的作用。在某些状况下,获取试样,会导致其内在特性的改变。为了更为深入地研究地质体的整体特征,需要深入了解地质体的局部特性,在此基础上,进行地质体整体特性的描述及探测,从而满足实际工作的要求。 (2)地质体的特性与地质构造运动、地质环境密切相关,从而影响到地质体的一系列的力学行为。通过对力学分析方法的应用,不能取得定量化的结果,为了获得地质体的初始状态,需要应用工程地质力学的应用方法,从而解决实际工程问题,地质体的特性具备多样性,比如非线性特性、非弹性,这些特性与岩体结构面的特性密切相关,温度效应、时间效应是固体材料的常见特性,地质体的特征与温度、天气等密切相关,其中外界因素的变化,导致其出现更为复杂的力学过程。 2 工程地质力学所面临的常见问题 (1)地质工程主要分为两类问题,地下工程问题,比如水电工程的地下隧道、地下核肥料、地下矿藏等区域的采空区,地质体的活动断幼纯觥⑷硌易纯觥⑼杆状况等,对于工程的稳定运作产生一系列的影响,与工程建设、工程造价密切有关,这类问题主要涉及到高地应力前提下的地质体的变化状况。第二类问题是地面工程,涉及到一系列的基础工程建设,铁路公路边坡、矿石开采,主要引发的问题为滑坡、泥石流等,我国的边坡工程规模日益庞大,其也引发了一系列的自然灾害,存在的主要力学问题是水、地震等作用下的破坏状况。 一项合格的工程建设必然要经历选址、勘察、设计等几个模块,在不同的工作模块中,由于其工程阶段的不同,工作目的的差异性,其工作的侧重点也不一样。地质工程是一个整体性的工程,其内部各个阶段间互有联系,密切相关,为了解决实际工作需要,工程地质力学的应用要因地制宜,灵活应用,切实解决地质工程中的问题。 (2)在地质工作中,避让是非常重要的原则,避开危险区域,是地质工程工作的重点。为了达到这一目的,必须首先明确哪些区域存在着危险状况,获得相关的地质资料后,再针对山体的稳定性进行判定,这种可靠性关系的判断与地质工程的顺利开展密切相关。建筑工程的顺利开展,需要建立在良好的地质条件基础上,如果将良好的地质条件误判为不稳定,将会造成地质工程工作资源的巨大浪费。 在地质工程实践中,有些地质问题依赖于工程师的工作经验,比如利用边坡稳定判断方法进行滑面参数的分析,这些参数的确定依赖于丰富的工作经验,在这个过程中,有些工作步骤需要利用有限元进行计算,这些可靠的地质工程分析方法都离不开大量的工程实践工作。 3 地质体力学特性探测的一般方法 (1)在地质工作中,选址是一门重要的工作,在选址过程中,地质人员需要依据地质条件、环境等,进行工程建设可行性的判断,这需要进行工程建设地点、线路等的综合性分析,需要做好一系列的地质勘察工作,进行地质条件的深入了解,从而判断出工程建设状况。通过各种工程手段获得工作资料将作为下续工作的依据,一般来说,勘察过程中获得越多的资料,其工程设计的可靠性也就越大。在实际工作中,地质勘察的手段诸多,受到实际工程状况的影响,地质资料的获取比较困难,工程设计往往要进行多次设计。 为了实现地质工程造价的优化,必须最大程度地降低工程成本,而又获得最大的工程效益,在最优成本的前提下,获得丰富的地质材料。地质力学研究不仅仅需要获得给定条件的结果,也要最大程度创造地质工作的良好条件,这通常需要进行表面位移监测、波动等方法的应用,进行地质体力学特性的探测。这些方法具备良好的工程合理性。 上述方法运用得当,可以进行某工作区域某点特征的获取,而又不破坏地质体的原本形态,它的探测成本也是比较低的,目前来说,我国的地质勘察体系并不健全,缺乏丰富的理论体系支撑,计算机应用技术体系尚不健全。 (2)相比于工程结构,地质体的可容许变形更大,工程结构与地质体之间的相互作用比较复杂,远甚于单纯结构的变形分析,在这个过程中,为了给出合理性的工程设计,必须进行地质体初始状态、地应力场状况的深入分析,从而给出恰当的工程设计方法,进行工程涉及到优化。在地下工程工作中,岩体分类技术是常见的工程设计方法。 目前来说,我国的岩体分类技术理论体系尚不健全,通过对这种岩体分类问题的论证,能够满足我国复杂环境区域工作的要求,进行复杂性地质工程可行性的判断。工程岩体分类是比较笼统的,它主要适应于工程的初步设计阶段、工程预算阶段、招投标阶段,这种方法与一般工程的力学计算方法存在较大差异性,有些精密、复杂、大型的地质工程,需要精细化的岩体分类技术方法,这需要具体问题具体分析,提出适宜的工程方案,满足实际地质工作的需要。 (3)在地质工程工作中,力学、地学是密不可分的,这两者的结合都是为了创造更大的工程建设效益,这与力学基本理论体系的发展密切相关,需要满足工程建设工作的需求。通过对力学研究工程的应用,模拟复杂性的地质结构状况,通过科学性的建模,满足复杂的工程需要,这也需要工作人员的综合性判断,实现工作经验与计算机数值计算结果的结合,确保力学及地质学的相互渗透、相互结合,从而进一步解决工程常见问题。 (4)在实际工作中,地质工程师凭借丰富的工作经验,能够进行某地区地层的直接判断,从而有利于地质调查工作的开展,进一步节省工程成本,如果不能确保地质判断的准确性,将会导致工程实践的失败,也不能获得正确的力学分析结果。为了满足实际地质调查工作的要求,需要进行力学分析手段的补充,进行地质体力学参数的获取。 通过对力学手段定量化的分析,可以实现地质体的准确判断,再通过一系列的力学理论方法,做好工程的定量分析工作,为工程设计提供丰富的信息依据。这就需要进行地质环境定量化的分析,进行地层的辨认、定性地分析,进行地层几何特性的分析,这都离不开地质勘查工作的开展,需要做好相关的现场监测工作。 4 结束语 工程地质力学与地质工程密切相关,其实现了工程学科、力学、地学的结合,地学是地质工程的基础,力学是重要的工作研究手段,以此为标准,实现工程工作的高效化,通过对不同学科的结合、研究、分析,实现工程地质力学的长远发展,解决实际工作问题,满足工程的实际需要。 地质力学论文:超大断面隧道软弱破碎围岩渐进破坏过程三维地质力学模型试验分析 【摘要】超大断面隧道在软弱破碎围岩的施工中具有很大的难度,软弱破碎围岩的不良地质条件,加上隧道断面的扩大,极大的影响了隧道的稳定性。软弱破碎围岩的渐进破坏过程,由最初的开挖改变围岩应力重分布的情况,可以发展到应变弱化过程中逐渐发生破坏。本文采用三维地质力学模型,从模拟试验的建立、相似材料的选择等方面着手,对超大断面隧道软弱破碎围岩的渐进破坏过程进行了试验分析。 【关键词】隧道;破碎围岩;渐进破坏过程;三维地质力学模型 一、三维地质力学模型试验内容 (一) 实验参数 本文选取某隧道工程为试验背景,该隧道的主要特征是,穿过极破碎地层,薄片状岩层在节理表现上呈碎块状,并伴有少量裂隙出水现象,隧道开挖后,岩层粉末化。同时,围岩岩体破碎完整性较差,还会在与水接触时松散软化,稳定性较差,容易发生坍塌。本研究将所选取的隧道工程相关工程数值与相关规范进行对比,统计了该隧道软弱破碎围岩的基本物理力学参数: (二)模型初设 选取尺寸为 2.0 m长×2.4 m宽×2.4 m高的三维三维地质力学模型,其应力相似比、几何相似比为 1∶50。使模型边界满足相关条件,在模型的中间位置进行开挖,其实际的开挖面积为 110m2 ,为超大断面铁路隧道。模拟试验的开挖长度为2米,由台阶法支护试验、全断面支护试验、全断面无支护试验以及掌子面保留超载段四个阶段组成。四个阶段中按顺序依次开挖,有效进行超载破坏试验。 二、三维地质力学模型模拟材料选择 模拟材料应该与实际的修筑情况较为相似,模拟材料包括锚杆、初喷混凝土等支护结构以及软弱破碎围岩所采用的材料。 (1)支护体系相似模拟材料 尽可能通过相似材料的选用,避免出现混凝土与围岩间不良特殊效应,保障模拟试验与实际的隧道施工中混凝土初喷的原料情况相近。因为实际的隧道施工混凝土的来源是爆破围岩碎石,可以选取C 2 5初喷混凝土,其抗拉强度、抗压强度以及弹性模量较为相似。根据隧道刚度与面积要求,首先让聚四氟乙烯满足锚杆的基本物理条件要求,其次将胶结剂涂抹在聚四氟乙烯材料的表面,最终与黏结石、英砂共同完成围岩的模拟,这一过程有效实现锚杆模拟材料。以初喷混凝土相似材料举例来说,其力学参数对比表如下: (2) 软弱破碎围岩相似模拟材料 本次三维试验的隧道,其主要的岩层构成为炭质千枚岩、上统千枚岩,整体岩质都较容易破碎,而且具有一定程度的流变性,即其岩层的状态容易受到外力的作用而改变。根据这种情况,模拟试验可以采用重晶石粉、精铁粉、石英砂,结合以松香溶液胶结剂进行相似材料的配偶。并通过相应的流变装置对其力学参数进行有效的测验,测试结果表明,当情况为过载时,慢速蠕变、稳定蠕变和加速蠕变是相似材料的三个变形过程,最终会出现破坏现象;当情况为小额载荷时,也就是受低应力影响下,相似材料有慢速蠕变和稳定蠕变两个变形过程。与此同时,针对千枚岩,相似材料在蠕变测试中,压缩应力增大,其蠕变性随之增强,这一测试表明,千枚岩软弱破碎围岩同样具有蠕变性。 三、三维地质力学模型试验 三维地质力学模型试验中隧道的修筑方法为夯实填筑法,首先依照科学的等比进行材料配置,并保证材料能充分满足试验需要,搅拌均匀后在模型框架内从下往上进行分层铺设,在设计方案的标高部位预设测量仪器,之后继续填铺,到模型顶部后停止铺设。隧道模拟试验的埋深为200米左右,模型开挖步骤为:先从隧道口开始每隔0.5米连续进行台阶法支护开挖、全断面支护开挖、全断面无支护开挖,之后在掌子面的前0.5米处进行超载破坏试验,对不同围岩段的渐进破坏现象进行观察分析。4阶段的深挖中围岩都受到有规律的破坏:当埋深增加至400米时,局部的拱顶围岩有拉剪破坏,且最早出现裂缝甚至掉块现象的是掌子面邻近的全断面无支护开挖段,一般是在隧道拱顶集中表现;当埋深增加至700米时,拱顶、边墙都有大量的材料脱落与破坏现象;当埋深增加至800米时,台阶法支护开挖方法下,局部拱顶支护材料出现开裂与破坏;当埋深增加至1000米时,支护与围岩均出现大面积破坏现象,隧道面临整体坍塌。 四、分析结果 超载情况下,围岩的破坏区域会随着开挖深度的增加渐进扩大,最早发生破坏的是全断面无支护段周边围岩,然后是全断面支护段与台阶法支护段的初喷混凝土。拱顶上方区域是主要的破坏集中区,既是衬砌结构出现破坏的主要源头,也是造成围岩坍塌的主要原因;隧道侧部的边墙也有局部的破坏,破坏程度从边墙的上部到边墙的拱脚逐渐加剧。同时,随着埋深的增加,无支护段围岩位移增长情况多于支护段围岩位移增长情况,说明支护结构具有明显的承载力,这一过程中荷载与应力的增长呈反向;随着围岩破坏深度的增加,拱部出现变化性的压力拱现象,这说明在顶部进行加固有一定可行性,是改善超大断面隧道软弱破碎围岩渐进破坏现象的有效探索方向。 结束语 采用三维地质力学模型试验对在隧道逐渐深挖过程中软弱破碎围岩的渐进破坏情况进行试验,所展现的超大断面隧道软弱破碎围岩渐进破坏全过程与实际情况极为贴近,有利于掌握超大断面施工过程中可能出现的问题,为提高隧道稳定性的方法探究提供有效的参考依据。 地质力学论文:地貌地质力学及其最新进展 第一部分 中国地貌的基本特征及其形成机理 一、中国地貌的形态特征 我们伟大祖国群山纵横,高原雄伟壮丽,江河源远流长,平原一望无际。青藏高原在大西南屹立,喜马拉雅山高耸成为“世界屋脊”。大西北地区巨大的山脉环绕着巨型盆地。中国东部平原辽阔和丘陵起伏。主要河流自西向东注入海洋,反映了我国地势西高东低的特点。随着地势向东逐级递减,大致沿青藏高原东北部边缘,大兴安岭―太行山―雪峰山东缘和洋陆边界三条巨大界线,出现四个地形阶梯。这就是人们所熟悉的西高东低、梯级分布、形态多样和山区广大等我国地貌的四个显著特点。然而,这只不过是中国地貌外在的形态特征,还没有揭示中国地貌的展布规律和形成机理。 二、中国地貌的展布特征 经研究发现,定向纵横的群山、巨大而规则的洼地和受山脉控制的江河,是我国地貌重要的展布特征。具体而言: 1)三道纬向“长城”:由横亘于北纬40o―42o的阴山和天山山系、北纬32o30―34o30的秦岭和昆仑山系,以及北纬24o―26o的南岭山系等5条山系组成的三带巨大山岭。它们每个带各自大约占2个纬度,彼此之间大致间隔7―8个纬度,其展布特征十分引人注目(图1)。 2)三带濒洋山岭:在东亚河我国东部濒太平洋地区,大致平行海岸线出现有三条巨大的北北东向山系(图1)。第一带是“岛弧山系”,由千岛群岛、日本列岛、琉球群岛和我国的台湾列岛等所组成。第二带是“沿海丘陵山地”,包括长白山、胶辽丘陵和东南沿海丘陵。第三带是“内陆山脉”,由大兴安岭、太行山和大巫山组成。这三带山系也有一定的等间距性。 3)东西对称山岳:我国西北地区,存在这一系列北西向山系,如阿尔泰山和祁连山等。它们和东部地区展布的北东向山系有遥相对应之势,显示了镜向对称的特征。 4)巨大弧形山川:我国西南部,由青藏高原及其周缘山脉,组成一个向东北突出的巨大弧形。喜马拉雅山、冈底斯山、喀拉昆仑山等大致东西延伸,向东迅速转折为近南北走向,在那里出现了横断山脉。再向南延出国境,经中南半岛到印度尼西亚后又转为东西向,形成一个异常庞大的反S形山系(图1)。在国境内,澜沧江、怒江和金沙江径流于其高山峡谷之中,形成一个“巨大弧形山川”。 5)大型横向水系:由于纬向山系的持续横亘,我国的大江大河,如黄河、长江和珠江等,尽管其局部流向反复多变,但大都在其间广阔的东西向洼地中径流。因此,纬向山系就成为我国主要水系的分水岭。东西方向的阴山,分隔了东北水系和华北水系。阴山与秦岭之间为黄河流域,黄河流向几经反复大角度转折,但一般不跨越阴山和秦岭山系。昆仑一秦岭山系和南岭山系之间则是长江流域,长江在两带山系之间汹涌奔腾。南岭山系以南还有珠江水系。这些山系总的流向和山系的走向基本一致,由西向东径流,明显受到中国地形西高东低和纬向山系的控制。 6)纵横行列洼地:“洼地”一词是各种“负向地形”(即是下降而形成的各种地形)的统称,包括平原、草原、沙漠,以及由下降堆积而形成的“黄土高原”等。负向地形和正向地形是相辅相承、彼此伴生、又相间出现的,它们沿一定走向规律地展布在山系两侧。在我国有一系列“纵向洼地带”和“横向洼地地带”: 纵向洼地带:在东亚濒太平洋地区,平行三带濒洋山岭相应出现三个大型洼地带,向东而西:第一带是由鄂霍次克海盆、日本海盆和东海海贫组成的“浅海洼地带”;这些近海海域不过是被海水淹没了的洼地,从地质结构来看,它们基本还是大陆型的地壳。第二带是由松辽平原、华北平原、长江中下游平原和北部湾盆地组成的“平原洼地带”。第三带是呼伦贝尔草原,陕北盆地和四川盆地组成的“盆地洼地带”。 横向洼地带:自北而南,第一带为天山一阴山纬向山系以北的准噶尔盆地、蒙古―呼伦贝尔草原、松辽平原和鄂霍次克海盆。第二带为天山一阴山和昆仑一秦岭两个纬向山系之间的塔里木盆地、柴达木盆地,河西走廊、阿拉善沙漠、陕北盆地、华北平原和日本海盆。以及第三带的四川盆地、长江中下游平原和东海盆地等。 这些洼地规律地分布着,形成“横成行,竖为列”排列十分有序的地貌格局。 归纳起来,①三道纬向“长城”;②三带濒洋山岭;③东西对称山岳;④巨大弧形山川;⑤大型横向水系;⑥纵横行列洼地,是中国地貌的六个展布特征。 三、中国地貌的展布规律 事实表明,我国地形复杂而又有规律地分布着。经认真研究,可以将中国地貌展布规律概括为:1)成群地带出现(群带性):无论山脉、盆地或平原都成群、成带展布;2)山川定向纵横(定向性):表现为定向纵横的群山,以及受山脉控制的水系;3)保持一定间隔(等距性):无论山脉和洼地,都以一定间距重复出现;4)东西镜向对称(对称性):中国东部北北东向的山脉和洼地与西部北西西向的山脉和洼地,有遥相对应之势;5)正负地形相向(伴生性):上升的正地形总是和下降的负地形相间、相伴出现;6)重叠形成网络(交织性):不同方向的正地形带和负地带相互交织,彼此阻割与干扰,形成我国独具特色、丰富多彩的地貌景观。 四、几个有趣地貌景观的解析 1)问:既然我国东部濒太平洋地区有北北东向的“三带濒洋山岭”,为什么不形成三条连续的山脉,却被一一分隔?而中国的洼地带,又为什么“横成行、竖为列”规则而有序地分布呢? 答:地貌地质力学揭示,正是由于“三道纬向长城”的顽强横亘,阴山山系和秦岭山系,不仅把“三带濒洋山岭”,也将与其伴生的“三条洼地带”一一分隔,致使北北东向的山脉和洼地被分割成为不同段落,并分别冠以不同的地理单元名称。 2)问:为什么在东亚出现独特而美丽的花彩列岛,它们又为什么形成大小相若的一系列弧形,而不是一个巨大的弧形呢? 答:地貌地质力学指出:东亚花彩列岛中的每两个相邻弧形交接处的“结”,都正处于中国大陆纬向山脉向东的延长线上;也正是由于顽强横亘的纬向山系控制了花彩列岛的“结”,才形成了一系列美丽的岛弧。关于东亚岛弧形成的假说众多,没有哪一个比这一说法更具雄辩力了。 3)问:为何在东亚出现两类不同形态的“弧形山脉”?即濒太平洋地区出现一系列向东南突出的“不对称单突弧形”?而在中国大陆内部却呈现一系列S形(即“对称的双突弧形)山脉呢? 答:地貌地质力学认为:大陆内部,两侧均为大陆型地壳,岩石性质彼此均一的条件下,在南北向相对扭动作用时,左侧向南推挤而出现向东南突出的弧形时,右侧必然相对向北推挤而产生向西北突出的弧形,所以形成“S”形(即“对称的双突弧形”)山脉。而在濒太平洋地带,一侧为大陆型地壳(由古老的多层地壳组成的很厚的大陆型地壳),另一侧为大洋型地壳(由年轻的单层地壳组成很薄的大洋型地壳),在南北向相对扭动作用时,大陆一侧向南扭动而出现向东南突出的弧形时,大洋一侧因为缺失巨厚的上层物质,就不能形成向西北突出的弧形,结果导致“不对称单突弧形”的形成。 五、中国地貌的形成机理 1)揭示了地貌规律性,还不能明了它们的成因。毫无疑问,一个正确的地貌假说必定能够完满地解释中国地貌的展布特征和展布规律。地貌的形成和演化起因于地球内营力的地壳运动,而地球外营力导致的地表风化、剥蚀、搬运、堆积作用,以及崩(塌)、滑(坡)、(泥石)流等,也时刻改变着地表地貌景观。简言之,地球内营力是一种“造形作用”,使地表地形出现起伏;地球外营力则是一种“毁形作用”,使地形差异趋于消失,起填平补齐的作用。可见,地貌形态是地球内、外营力共同作用结果;地壳运动则是其矛盾的主要方面,正是地壳运动铸就了地貌形态的基本格架。 2)因此,探讨地貌的成因离不开地壳运动,研究地壳运动又离不开力的作用,力是一切地貌形成的源头。研究形成地貌过程和方式,就要根据地质构造的力学性质和位移方向,反演形成它们的构造应力场及其动力来源。深入研究揭示,我国东部和西部都经历了两个发展阶段:第一阶段,中国大陆整个向南推挤,在“纬向协和函数”控制下,形成等距分布的纬向构造带;继之,由于分别受到太平洋和印度地块的顽强阻抗,中国大陆中部相对向南移动,致使中国东部发生反时针扭动;中国西部则为顺时针扭动,从而分别形成了深及地幔的巨型挤压性的北北东向和北西西向构造带,铸成了中国大地构造格架”,成为中国现代地貌的基础。在第二阶段,由于构造运动大大减弱,在“弹性回返”(由于第一阶段和第二阶段构造的强度和幅度显著由强变弱,所以用“弹性回返”比整个区域外力改变来解释,更为合理)作用下,构造运动动力让位于重力作用,在重力均衡作用主导下,深及地幔的构造带产生明显差异升降,在地幔坳陷带(即“山根”)强烈上升成为山脉,在地幔隆起带持续沉降形成盆地(或平原),由此形成了中国现代地貌格架。 第二部分 有关几个重要地貌问题的新理论 一、造山―成盆统一形成新机制 1)造山带与盆地是经久不衰的两个研究热点,但其形成机理至今仍然没有一致的看法。地质学家一向强调造山作用是构造运动结果,板块构造说更直接视为两个板块碰撞使然;地理学家则根据“山根”的普遍存在,更多地认为重力均衡作用是山脉不断隆升的主要原因。直至目前尚未见到一个能够统一说明构造运动和重力均衡作用在造山过程中各起着何种作用的理论或假说。从事盆地研究的学者,向来认为盆地主要是强烈拉伸作用的结果;专注山脉研究的学者,则强调山岳主要是强烈挤压作用的产物。其实,山脉不是在单一的挤压作用下形成的:其一,根据“平衡剖面法则”,造山过程中平面上的缩短,远远不足以使山脉上升到如此高度;其二,更不可能使山脉持续上升至今,挤压只能造丘(陵),而不能造山。实际上,一切地貌现象都不是孤立存在的,盆地和山脉、正地形和负地形、隆起和沉降是对立的统一,彼此相辅相成、相依存在和相伴而生,共同组成有成生联系的“地貌体系”。它们的形成是在一个复杂的地壳运动过程中,由不同构造运动体制(而不限于一个“挤压体制”或一个“伸展体制”)相继作用的结果。 2)根据我国主要造山带和青藏高原典型地区的深入研究揭示,它们具有共同的五个显著特征,即①中生代经历强烈挤压并未上升为高山或高原;②山脉与盆地同步形成,新生代以来升降幅度已近万米;③山前和高原边缘都发育新生代巨型交角度正断层,确切表明山脉隆升与盆地沉降是在新生代以来拉张作用下以“断块”完成的;④中生代挤压构造上,普遍叠加了新生代张性构造;⑤秦岭上升和渭河盆地同步下降以及青藏高原隆生的过程中,都受到强烈的拉张作用。 3)任何正确的造山一成盆理论,必须能够说明我国的地质实际。我们提出的“挤压后效―拉张、断块、均衡造山一成盆统一新机制”可以给予完满解释:①中生代历经强烈构造运动挤压,波及地下深部,形成巨型“幔隆带”和“幔坳带”(即“山根”);②构造运动挤压作用大大减弱,在重力均衡作用主导下,导致幔坳带隆升成山和幔隆带沉降成盆;③新生代造山作用和成盆作用,在拉张作用下以“断块”形式表现出来。同时,这新机理还可以合理说明“后造山作用”形成的一系列伸展构造现象(诸如:山前平缓正断层、变质核杂岩、造山带塌陷作用和造山侵蚀作用等)。 4)挤压后效一拉张、断块、均衡造山一成盆统一形成新机制有三个显著特征:①把多元造成山一成盆作用因素(挤压作用、拉张作用等构造运动,以及重力均衡作用等)纳入统一模式;②用诸多因素主导作用有序转化,来解释造山一成盆的演化过程及其形成机制;③将造山(带状山脉)造高原(面状山脉)和成盆作用的形成,有机地联系起来。 5)两个推论:①“挤压与伸展”、“开与合”互相转换,是地壳运动的普遍现象。中国大陆“中生代挤压”的“燕山运动”和“新生代伸展”的“喜马拉雅运动”,并非如目前被公认的是两个独立的“构造运动施回”,它们实际是同一个构造旋回的两个阶段。因此建议更命为“燕山一喜马拉雅运动旋回”。进言之,更古老地质年代的“加里东运动”、“海西运动”、“印支运动”等等,都被视为强烈的挤压运动旋回。其实不然,它们都是由“早期挤压”和“晚期伸展”两个阶段所构成;人们对第二阶段的“伸展运动”知之甚少,是因为张性构造形迹叠加在强烈挤压构造之上,很难把它们一一辩认出来的缘故罢了! ②根据山脉不断强烈隆升、盆地持续沉降,以及强震、活火山不断发生等一系烈地质现象,许多学者断言:当今处于地壳运动强烈的时期。否!这种结论过于武断了! 按照我们的观点,第一,如前所述,当今处于地壳构造运动相对微弱、重力均衡作用居于主导地位的地质时期,山脉的隆升和盆地的沉降并非构造运动所致,乃是重力均衡作用的结果;第二,地震和火山的活跃期和宁静期的短周期,与地壳运动的超长周期是无可相比拟的。因此可以认定:当今正处于地壳运动相对的和缓时期,而不是地壳运动强烈的阶段。 二、中国大陆构造带的“向洋迁移”和对板块学说的置疑 1)关于形成中国大陆构造的动力来由,至今存在着重大争论,集中体现在动力是来自印度板块和太平洋板块向欧亚板块(中国大陆)的碰撞推挤?还是源于中国大陆中部向南―南东的挤压? 2)地质学家所公认的地质事实是:无论是中国东部还是中国西部,至少中生代以来地壳运动存在“定向迁移”的规律:①中国东部北北东向的三个沉降带,自西而东,它们形成的时代分别是三叠纪的印支运动、侏罗―白垩纪的燕山运动和新生代的喜马拉雅运动;构造带的形成时代也与此相一致;②中国西南部则更为明显:从华力西运动的昆仑带开始,向南依次出现甘孜印支折皱带、藏北早燕山折皱带,藏中晚燕山折皱带和藏南喜马拉雅折皱带;与此同时,岩浆岩带、变质带以及海水退出的方向,也清楚地显示这种规律。 中国大陆东部和西部两个方向“定向迁移”,有一个共同特征,就是“向洋迁移”规律。板块说断言:这是裂解于“古陆”的板块,在地质历史时期,自北向南依次碰撞而形成的;令人不解的是:在漫长的地质历史时期,若干板块依次向北漂移,第一,只有在后一板块恒比前一板块速度更快时,才能依次逐一碰撞。试问,有什么动力可以使后一板块比前一板块速度更快呢?第二,在每一板块经历了不同距离的漂移和不同角度的转动之后(这已由古地磁所证实)而逐一碰撞拼合,其碰撞缝合线却“严丝合缝”,平滑而光洁,既没有“棱棱角角”,也不见“碎裂地体”?第三,所有碰撞缝合线分布彼此平行、协调,就像同一个时期形成的一套弧形一样?难道这不有点近似于“天方夜坛”吗?显然,这种向洋迁移规律不能用板块构造向北―北东向碰撞推挤,或俯冲给出理论说明。 3)合理的解释是:依据力学上的“近极强原理”,动力来自北方,在接近动力源的部位,首先受力变形并促发构造运动、岩浆活动和变质作用。板块构造学说立足于海洋,令人信服地解决许多重大地质问题,取得了骄人的成就。但它在大陆地质中遇到到了许多难题,这正是它之所以不能顺利“登陆”的重大难题之一。 三、重要的“三新理论” 现代地貌、地表构造带和各种地球物理界面的现在形态等三类现象,都是很新地质时代形成的。 1)新地貌:地质学家认为,中生代燕山运动(205―137百万年)奠定了我国大地构造格架,中国盆地格架也随之形成。但是不要因此就认为我国现代地貌(盆山格架)就是中生代铸就的。实事上,中生代形成的盆地格架已久经变迁,当时的山脉也几经夷平。深入研究表明:①青藏高原是新生代上新世(5.3百万年)以来强烈隆升的;②全国的现代地貌也主要是上新世以来,也就是“新构造运动”时期才形成的。 2)新构造带:地质学家一贯强调构造继承性是中国地质构造的基本特征,认为现在地表出露的大型构造带,都是久远地质年代,甚至是吕梁运动(18亿年前)所形成,并持续活动至今的。其实这是一个很大的误解。深入研究揭示:“构造新生性”是主导的,“构造继承性”是次要的。中国的地质实际地说明,仅仅在燕山运动(205百万年)以来,存在着显著的构造继承性,而不会跨越“构造运动旋回”恒久地继承活动下去。这不仅因为古老构造已相继老化固结;更重要的是彻底的活动论告诉我们,各大陆不仅逐渐改变着自己的位置,也改变着自己的方向,作用于它的构造运动也会因而改变,无论从理论上和地质实际看,上述看法都是没有道理的。恰恰相反,现在持续延伸的构造带都是很新的,都有很明显的现代活动性。对此,我们可以多方面加以论证,仅就一点而言:因为没有新的活动它们就会被不同方向构造切载,因一段隆起、一段沉降而不连续。可见,一切现代地表持续延伸的构造带都是“新构造运动”时期以来正在活动着的,一般不会老于燕山运动的构造带。 3)新地球的物理界面:地球内部存在许多地球物理界面,例如古登堡面、莫霍面、康拉德面等,使地球成为具有层状构造的球体。它们形成于不同的地质年代,有的很为古老。有人认为这些形成时代久远地质年代的地球物理界面,其现在空间分布的形态也是古老的。这显然是不对的。因为这些古老界面受到各种动力作用,在整个地质演化过程中,不断改变着自己的位置和形态。例如,在强烈构造运动作用下,会形成新的上地幔隆起(幔隆,即山根)和上地幔坳陷(幔坳),即使地壳和上地幔分界莫霍面形成隆起和坳陷。这些古老的界面和它新的形态的关系,正如“老砖盖新房”。 这就是有关现代地貌、地表构造带和地球物理界面形态的“三新理论”。 第三部分 结语 一、在传统的中国地貌形态特征的基础上,通过展布特征、展布规律和形成机理三个层次跨越式的深入研究和总结,地貌地质力学把中国地貌研究从形态归纳分析,提高到论理的新阶段。 二、掌握了中国地貌展布特征,人们不仅可以直接掌握我国地貌格局和主要地貌单元的分布,容易地把它们绘画成图并铭记在心;更重要的是,可以由此进一步揭示中国地貌的展布规律。 三、懂得了中国地貌展布规律,不仅为我们理解纷繁而多样的地貌现象之间的内在联系和依存关系,铺平了道路;还为深入探讨中国地貌形成机理打下基础。 四、中国地貌形成的新机理告诉我们:和其他许多事物一样,各种宏观地貌格架的形成不是一蹴而就的。中国地貌的演化经历了两个发展阶段。第一阶段在构造运动主导下,形成了“中国大地构造格架”;第二阶段在重力均衡作用下,在大地构造格架的基础上,构建了“中国地貌格架”。 五、造山一成盆统一新机制把造山、造高原和成盆作用、构造运动和重力均衡作用,以及挤压和伸展作用巧妙地结合起来,纳入统一发展演化模式;创造性地运用不同地质阶段主导作用有序转化,合理地解释了盆山构造的形成机理。这一理论具有普通适用意义。 北京地质学会副理事长、中国科学院地质力学研究所研究员。大地构造学家、石油地质学家和地震地质学家。政府特殊津贴获得者。历任地球科学大辞典副主编、中国地质大学客座教授、地质力学专业委员会秘书长、国家地震局基金委评委、长期代表地矿部参加全国地震趋势会商会,中国地质科学院高级职称评委等职。主要学术成就:(1)提出《造山一成盆统一形成新机理》;有“半隐伏构造带”等诸多新发现;对中国大地的构造特征做出全新理论概括。(2)发现冷湖工业油田;以“隐伏东西亚带”双重控油新理论,指导发现陕北大气田。(3)大三线选址中,纠正了攀枝花基地的否定理论,肯定了二滩水电站,否定了牛郎坝基地等。(4)最早填制第一张三峡沿江1/万地质详图,首次填出断裂带,解决了“谷底深槽成因”等三个关键工程地质难题,充分肯定了建坝地质条件。(5)总结出一套中国活动构造特征及其控制地震分区的创新理论;最早编制“填图规范”,开创了“区域地震地质填图”新途径。(6)担任常务副主编,二十多年合作编就《地球科学大辞典》等一系列重要专著。 地质力学论文:滑坡变形规律的地质力学模型试验研究 摘 要 本试验主要研究毕威高速公K86+800截面分别没有支护和有支护的情况下在开挖路堑后降雨的工况下边坡的稳定性,坡体可能的破坏模式等,利用试验结果验证对比验证边坡支护结构对坡体稳定性起到的作用大小,以及相同支护条件下开挖路堑与降雨作用分别对边坡位移影响大小比较。 关键词 滑坡变形;地质力学模型;相似原理 1 试验内容 1.1 开挖路堑与降雨工况对边坡变形及滑动影响作用对比 通过对相同条件下的边坡(有支护或者无支护)在开挖路堑与降雨两种工况作用下边坡坡面位移与坡体内部位移的监测,对比位移在开挖路堑期间坡面与坡体内部位移变化速率与累计变化量的大小来比较两种不同工况对边坡位移与滑坡规律的影响大小。 1.2 边坡支护与否在开挖路堑与降雨工况下的变形滑动规律对比 分别对支护与没有支护的边坡在相同工况作用下(开挖路堑+降雨)表面位移、内部位移监测,通过对比两者相同位置测点的位移变化趋势,对边坡支护结构作用作出定性的评价。 1.3 试验特色及创新 1)利用相似性原理模拟试验模型及试验参数,选用的模型经过不断重复的对比性试验,选用了与实际相似度较高的试验材料及配合比,有利于试验现象进行观察,为得到一个较为准确的结论做好铺垫。 2)对坡体表面及内部位移分别采用电阻应变式传感器和全站仪经行测量,达到试验数据有科学性、正确性、准确性的目的。 3)正确选用试验模拟工具和方法。雾化喷头及坡体锚固结构,相对尺寸与实际相似度较高有较强的相似性、说服性。 4)合理运用控制变量法、夹逼法进行试验,有效评估了有、无支挡结构的不同破坏程度,对得出试验结论提供了重要的依据。 2 试验原理 2.1 模型相似原理 模型相似原理是指在模型上重现的物理现象应与原型相似,即要求模型材料、模型形状和荷载等均须遵循一定的规律。它们的几何特征和各物理量之间必然互相保持一定的比例关系。 根据弹性理论,可以写出原型和模型之间的平衡方程、相容方程、物理方程、几何方程、边界条件。由此可得到模型的相似判据。 2.2 相似常数的确定 本试验中主要考虑几个控制性相似常数。分别为:几何相似常数CL,应力相似常数 ,材料容重相似常数 。根据以上相似常数可以计算出相应的相似常数。 2.3 相似材料 相似材料除应满足相似关系外,还应做到成本低、性能稳定;受环境变化的影响小;便于加工等。考虑以上因素,本试验用到的相似材料分别有:石英砂、膨胀土、木条、塑料网、铁丝等。用以上材料,按照相似关系制作模型试验中的边坡材料和抗滑桩钢筋网等。 3 试验参数确定 3.1 试验截面的选取 在实验中选择坡体高度最大,危险性相对较大的截面作为研究对象,进行模拟试验。 3.2 相似比及模型尺寸的确定 综合考虑实验的可操作性与实验结果的准确性,确定本试验选择几何相似比CL=90,能满足试验要求。主要考虑重力场的影响,由此确定材料容重相似比为 =1,其余物理量力学指标的相似比按照相似理论导出。 3.3 相似材料的配置 鉴于岩土性质的离散太大,且模型尺寸较小,因此尺寸效应对实验影响较大,单纯采用相似原理反算土体材料参数(C、Φ)并不容易达到理想效果。为了达到试验目的,采用夹逼法进行实验材料的配置。坡体材料采用石英砂与膨胀土两种材料进行配置。 依次采用五组不同的重量配比进行试验。试验条件为对制作好的无支护边坡模型进行路堑开挖和降雨作用,对边坡表面与内部进行位移监测。 通过实验我们选用材料配比为“石英砂:膨胀土=300:75”作为后续试验所采用的材料配比。 4 对比试验 4.1 试验条件模拟方法 1)开挖路堑模拟,路堑开挖阶段模拟采用小规格铲子由上至下的顺序对路堑进行开挖,开挖过程尽量不对坡体产生扰动,分层、有序开挖。 2)降雨作用的模拟,降雨的模拟采用雾化喷头对坡体进行降雨,分次进行降雨,降雨过程流量控制在60 L/h,每次降雨时间控制在10 min~15 min。并且保证无支挡与有支挡情况下对边坡降雨的总时间是一样的。从而使两者降雨总量是一致的。 4.2 试验测试内容及测点布置 试验测试内容包括坡体表面位移,坡体内部位移。坡体内部位移测点有三个,坡体表面位移测点在有支挡时有10个,无支挡时有12个。 4.3 量测系统及原理 表面测点位移测量采用全站仪进行测量,通过全站仪观测预先安装在坡面的铁皮测点来确定实验过程中相应测点位移变化量的大小。 内部位移的测量主要是借助于电阻应变式传感器进行数据采集,并通过北京波普公司生产的数据采集箱进行信号转换。 5 结论 1)在降雨时间控制在一定范围内时,不管是边坡位移变化速率,还是位移变化累计量,路堑开挖所造成的影响都远小于降雨作用的影响,因此开挖路堑对边坡产生滑坡并不是其主要作用。 2)通过边坡加设支挡与不架设支挡进行比较可以发现,加设支挡之后的边坡稳定性得到了明显的提高,内部位移与表面位移变化量都大大降低,坡体几乎不发生滑动,坡体支护起到了良好的效果。 地质力学论文:五里堠煤业地质力学测试及其特征分析 摘 要:煤岩体地质力学参数是一切工程研究、设计及施工的基础,采用小孔径多参数耦合地质力学快速测试系统对五里堠煤业进行了测试。测试表明测试区域应力场类型为σH σh σv型,即水平应力控制型,量级上属于中等偏低应力区;顶板岩层结构及强度存在差异,第一测点顶板较为坚硬,第二测点相对软弱;顶板结构相对稳定,部分层位存在破碎段及裂隙。 关键词:地质力学参数;小孔径多参数耦合快速测试;五里堠煤业;水平应力控制型 1 前言 煤岩体地质力学参数可分为应力参数、变形与强度参数及结构参数,是一切与岩体力学有关的理论研究、工程设计及施工的基础,准确了解煤岩体地质力学参数是岩体力学最基本的一项工作,是认识研究对象必不可少的环节,具有不可替代的重要作用。 煤岩体地质力学参数测试可分为实验室试验和现场测试。实验室试验的岩块已经脱离岩体,在进行试验时很难比较准确地模拟和反映煤岩体在井下的实际状态,如应力环境、结构面分布及其他井下环境因素。因此实验室岩石力学数据往往与井下煤岩体的实际情况出入很大。现场测试在井下煤岩体中进行,在实际的井下环境中测试,测试数据更接近实际。 五里堠煤业为潞安集团整合矿井,之前未进行过系统的地质力学测试,各种基础力学数据缺乏,工程设计随意性较大,不利于矿井的高产高效。为解决这一问题,五里堠煤业采用新开发的小孔径多参数耦合地质力学快速测试系统进行了系统的地质力学测试。 2 测试方法与测试系统 2.1 地应力测试 相比较应力解除法、应力恢复法等测试方法,水压致裂法有以下优点:(1)能测量较深处的绝对应力状态;(2)它是最直接的测量方法,无需了解和测定岩石的弹性模量,甚至连岩石的抗张强度也可以用水压曲线求出;(3)水压致裂测量应力的空间范围较大,受局部因素的影响较小;(4)不需要套芯工序,可利用其它工程的勘探孔进行压裂;(5)井下测量速度快,成功率较高。 鉴于水压致裂法的上述优点,选择水压致裂法为地质力学快速测试系统的地应力测量方法。水压致裂法地应力测量在现场巷道围岩钻孔中进行。在打好的钻孔中用一对橡胶封隔器封闭选定的钻孔段,然后对封隔器之间的岩孔进行高压注水,直到将围岩压裂。根据压裂曲线和裂纹方向确定最大水平主应力、最小水平主应力及最大水平主应力的方向。垂直主应力由上覆岩层重量求得。 2.2 巷道围岩强度测试 岩体强度原位测量方法有大尺寸压剪试验、冲击锤法、声波探测法、钻孔钻进法及钻孔触探法等。钻孔触探法是一种比较适合煤矿井下巷道围岩强度的测量方法。它具有以下优点:(1)测定结果比较接近岩体;(2)能够测出井下不能取样的软弱破碎煤岩体的强度;(3)能够测出钻孔不同深度、不同层位煤岩体的强度及分布;(4)仪器操作比较简单,可实现快速测量;(5)与现场原位大尺寸压剪试验相比经济得多。 通过比较分析,确定钻孔触探法为地质力学快速测试系统的围岩强度测量方法。钻孔触探法测量钻孔内表面岩壁的强度。在需要测试的煤岩体中打钻孔,利用钻孔触探仪对钻孔孔壁加压进行测试。钻孔触探仪的一个最重要部件是探头,在液压系统液体压力作用下,从探头壳体伸出一个平头探针,压紧钻孔孔壁。继续加压,直到孔壁被压裂,同时记录临界压力值。通过简单的换算,即可得到煤岩体的单轴抗压强度。大量的现场实测表明,该方法可快速、准确地测定煤岩体的单轴抗压强度。 2.3 巷道围岩结构测量 岩体结构观察与测量的方法有很多。在岩体被揭露的地方,岩体的结构暴露出来,可以通过肉眼直接进行观察和描述。对于没有被工程揭露的岩体,要想了解岩体结构,就必须在岩体中打钻孔。 钻孔法有钻孔裂缝压印法、完整岩芯采取法、钻孔壁观察法等。其中,钻孔壁观察法利用钻孔窥视仪观测钻孔壁上的不连续面分布情况。采用钻孔窥视仪,可借助锚杆、锚索孔进行观察,方便、快速、成本低,适用于煤矿井下巷道围岩结构大面积、快速观察。因此,确定钻孔窥视仪孔壁观察法为地质力学快速测试系统的围岩结构测量方法。 3 测试结果及分析 3.1 地应力 共布置两个测点,第一测站位于030210回采面的运输巷中,距离老切眼28m,埋深约为247m。第二测站位于集中回风下山巷道,距2#轨回联巷70m,埋深约为229m。 孔壁岩石的压裂曲线如图1和2所示,测量结果如表1所示。 结果表明,两测站地应力场形式为σHh,即σH σh σv。在二个测站中,第一测站σH较大,为14.03MPa;第二测站σH较小,为11.18MPa。二个测站侧压系数σH/σV分别为2.84、2.44。二个测站最大水平主应力方向分别为N41.34°W和N22.11°W。最大水平主应力方向大致为北偏西方向,两个测站一致性较好。 根据理论和数值模拟研究,水平主应力对巷道顶、底板的影响作用大于对两帮的影响,垂直应力主要影响巷道的两帮。σH σh σv应力场情况下,巷道最佳的布置方向为巷道轴线沿最大水平主应力方向,该结论可以作为现场设计和施工的参考。五里堠煤业旧系统3#煤工作面巷道布置方向大部分为N75°E和N80°E之间,这与最大水平主应力之间的夹角为45-60°之间,对巷道顶底板的稳定性极为不利,现场设计应考虑加强顶板的支护。 3.2 围岩强度 (1)顶板岩层。顶板岩层强度(顶板以上10m范围)如图3和4 所示。 图3 第一测站顶板岩层强度第一测站顶板钻孔围岩强度测试结果见图5,该测点顶板10m范围内岩体平均单轴抗压强度为52.63MPa,但强度分布不均,在2.2~6.4m范围内,围岩单轴抗压强度较大,平均为75.36MPa,而在0~2.2m及6.4~10.0m范围内围岩强度相对较小,仅为32.42MPa。这是因为在2.2~6.4m范围内,巷道顶板主要以砂岩为主,围岩强度较大,而在0~2.2m及6.4~10.0m范围内,岩层是由泥岩、砂质泥岩组成的,岩层强度较小。 图4 第二测站顶板岩层强度第二测站顶板钻孔围岩强度测试结果见图6,该测点顶板围岩单轴抗压强度整体分布较均匀,钻孔10m范围内平均单轴抗压强度为35.12MPa,只在局部段有围岩强度出现极值,如1.0m处围岩单轴抗压强度较小,为23.61MPa。 (2)煤体。两帮煤体10m范围内的强度如图5和6所示。 图5 第一测站煤体强度第一测站煤帮钻孔围岩强度测试结果中,钻孔10m范围内岩体平均单轴抗压强度为7.18MPa,但由图可知煤体强度整体分布较均匀,只在局部段围岩强度相对较大,如34m处,围岩单轴抗压强度较大,为9.4MPa。 图6 第二测站煤体强度第二测站煤帮钻孔围岩强度测试结果中,钻孔10m范围内岩体平均单轴抗压强度为7.09MPa;因此,在76~88m段煤体单轴抗压强度相对较小,平均值为5.16MPa,其余各测站都落在7.09MPa线附近。 综合分析两个测点数据,顶板结构有一定差异,第一测点有一层厚度约2m坚硬层,强度达到100MPa,坚硬层上下并有厚度4.5m左右的中硬岩层,强度范围为50-80 MPa;第二测点顶板强度相对较弱,但也相对分布均匀,平均为35MPa,最大为50MPa。两个测点的媒体强度相当,平均略超过7MPa,为软弱煤层。 3.3 围岩结构 对顶板测试孔围岩结构进行钻孔窥视,选取第一测点0-10.8m范围内窥视为例,如图7所示。 第一测点顶板测孔围岩窥视结果中,结合矿区综合柱状图分析可知:该测孔大部分较完整,但局部段有明显的破碎带,孔壁粗糙疏松,围岩空洞破碎,如7.5~7.8m、985~10.35m等处,此外还伴有裂隙、离层、夹层等结构,如065m、5.9m、6.4m、6.6m、6.8m等处。 因此,该测点附近顶板岩层相对结构简单,顶板5.8m范围内基本没有结构弱面,但5.9-6.8m范围内发育多条横向裂隙,以及7.5~7.8m、9.85~10.35m两处较大的破碎段等都大大影响围岩的长期稳定性。 图7 第一测点顶板0-10.8m围岩结构展开图4 结论 (1)巷道围岩地质力学测试是与岩石力学工程的一项最基本的工作,进行巷道布置、支护设计之前,应进行全面、详细的地质力学参数测试,为巷道布置优化和支护设计提供准确、可靠的基础参数。 (2)小孔径单孔多参数快速测试方法,仅采用一个钻孔,就可完成地应力、围岩强度、围岩结构的测量工作,测量速度大幅度提高。 (3)地应力测量结果表明,五里堠煤业两测站地应力场形式为σHh,即σH σh σv。σH 分别为14.03MPa和 1118MPa;侧压系数σH/σV分别为2.84、2.44;最大水平主应力方向分别为N41.34°W和N22.11°W,一致性较好。从量级上划分五里堠煤业测试区域地应力水平属于中等偏低应力区。 (4)从两个测站的围岩强度测试结果来看,五里堠煤矿巷道围岩的平均单轴抗压强度分布不均,由于裂隙和破碎带的存在,不同位置围岩体的强度差异较大。从巷道顶板来看,顶板以砂岩、砂质泥岩和泥岩为主。砂岩岩层围岩单轴抗压强度较大,如第一测站顶孔中部的砂岩岩层,强度达到100MPa;而砂质泥岩或泥岩岩层,裂隙和破碎带较发育,加之岩层本身的特性,围岩单轴抗压强度相对较小,平均为35MPa;两测站帮孔煤岩单轴抗压强度总的分布较均匀,平均值在7.1MPa左右。 (5)从两个测站钻孔窥视的结果来看,五里堠煤矿巷道顶板围岩整体较为稳定,但有一定的破碎,有的破碎带挺严重,孔壁伴有一定的裂隙、离层、夹层等结构,两测站中巷道围岩主要为灰色、灰黑色的砂岩、砂质泥岩、泥岩,局部处有煤线、岩石夹层、斜交裂隙等。 地质力学论文:对我国地形分布规律及成因的地质力学分析 摘要:祖国大地上,巍峨耸立的高山,连绵起伏的峻岭,纵横交织的江河,星罗棋布的湖海,塑造了多姿多彩的壮丽河山,构成了我国特有的地形分布特点。作者尝试以地质力学的观点剖析我国网格状地形分布的规律及成因。 关键词:地形;分布规律;地质力学;分析 我们伟大的祖国,山脉纵横,河流交错;丘陵起伏,高远辽阔;平原坦荡,盆地巨硕。它们纵横交织,形成了我国地形的网格状分布特点。 本文试从地质力学的角度.剖析我国网格状地形分布的规律及其成因。 一、我国网格状地形分布的概况 所谓网格状分布的地形。是指构成地形骨架的山脉.互相交织,把大地刻划成一个“棋盘”,在“棋盘”的网格中间分布着高原、平原、盆地和海洋的大陆架等相对低洼地。 当打开中国地形图时.乍一看去.映人眼帘的全国大大小小的山脉和相对低洼,纵横交织,似乎难以找到规律。但仔细观察,就会发现山脉与洼地,在排列上具有方向性展布的规律。归纳起来主要有:东西向、北东――南西向、北西――南东向和南北向;同时,山脉与洼地都是相问分布的,具体情况如下: 东西向山系和低洼地我国东西向山系主要有三条.自北至南依次有:横亘于北纬40-43度之间的天山――阴山山系:展布于北纬32-34度之间的昆仑一秦岭山系:坐落在北纬24-26度左右的南岭山系。这三条山系,彼此之间都是相隔7-8度,而山系两侧都分布着规模巨大的相对洼地。例如,在天山――阴山山系北侧有准葛尔盆地、内蒙古高原;南侧有塔里木盆地、河西走廊、黄土高原。在秦岭与南岭之间,有四川盆地、长江中下游平原。在南岭以南也有大片低洼地存在。这种山系与洼地相问的分布的现象,虽然各具特色,但它们分布的规律总是隆、凹相问,平行排列,具有明显的方向性特点。 北东向山系和低洼地主要展布在我国东半部和东亚岛弧地区,其延伸方向大致与海岸平行,具体也有三条巨大的山系,自东向西:第一条为岛弧山系,由千山岛群岛、日本群岛、琉球群岛和我国台湾岛所组成:第二条是沿海山系.包括长白山地和东南沿海低山丘陵;第三条是大兴安岭、太行山、巫山和雪峰山等。这些山系彼此之间,也保持着一定的距离,山系的两侧为相对低洼地。例如。在第一条山系东侧有一系列海沟。这里有世界最深的马里亚纳海沟;在第一、二条山系之间,分布着一系列浅海盆,自北而南有鄂霍次克海、日本海、黄海、东海和南海等;在第二、三条山系之间,由松辽平原、渤海盆地、华北平原和江汉平原分布;在第三条山系西侧,是由呼伦贝尔巴音和硕盆地、陕甘宁盆地和四川盆地所组成的沉降区。可见,北东向的山系与洼地,也是相问分布,其中,洼地长期持续地沉降,地形较为开阔并具有封闭性特点,接受了大量的沉积物,成为我国石油生成盆地和油田的分布区。这些北东向山系与洼地和东西向山系相交.是我国东半部的地形呈现出明显的网格状展布的特点。 北西向山系和低洼地展布于我国西北地区的主要山系有阿尔泰山和祁连山,它们和我国东半部的北东向山系遥相对应,显示出来镜像对称的特点。北西向山系之间,也有相对低洼地,不过这些低洼地因受东西向山系的联合挤压作用.多呈近东西向的长条菱形洼地。 南北向山系和低洼地主要山系有贺兰山、六盘山、大凉山及横断山脉等。它们已成为我国中部的一条重要地理分界线。在这些山脉之间也有低洼地分布.特别是横断山脉出现了明显的高山与峡谷相问分布的形势。 上述的山系和低洼地相问排列。构成了网格状分布的地形.这在我国东半部表现的尤为明显.东西向和北东――南西向山系互相叠加,形成了比较规则的格子状山系,致使我国东部的洼地形状多呈南北长得菱形。而西部由于受东西向山系的制约,其洼地形状往往多呈东西长得菱形。东部和西部之间,贯以南北向的山系.这就是我国网格状分布的地形格局 二、我国网格状地形分布的成因 我国网格状分布的地形。其成因有多种解释.现以地质力学观点来加以阐述。 地壳运动的基本形式有两种:一种是水平运动;另一种是垂直运动。所谓水平运动即地壳物质在力的作用下沿着地球表面作切线方向运动。所谓垂直运动,即地壳物质在力的作用下沿着地球半径方向作升降运动。这两种运动形式在地壳中虽然共存,但地质力学认为地壳运动是以水平运动为主。在水平运动影响下引起垂直运动。我国的主要山脉,就是在地壳水平运动中,受到水平挤压力而不断隆起形成的。 我国东西向的山脉,都是在南北向水平挤压力的作用下,伴生隆起而形成的;南北向的山脉,是在东西向水平挤压力的作用下,伴生隆起而形成的;北东向的山脉和北西向的山脉,则是南北向水平挤压力发生不均衡时,产生扭动而造成的。地壳不是一个均质体.所以对作用到地壳上的力的阻抗也就不同.从而引起刚柔性不同的地块.其运动速度也不同.这样的地块之间便产生了力偶,也就是方向相反,但不在一条直线上的两个力,导致快慢两个地块发生扭动,形成北东向或北西向的斜列山地与洼地。例如,我国东半部就是在这种力偶作用下形成了北东向的三列隆起与洼地。这主要是由于亚洲大陆地壳上部主要由硅铝层组成,具有柔性;而太平洋洋底上部地壳主要是由硅镁层组成,具有刚性,所以运动速度不同。当亚洲大陆向南运动时,太平洋洋壳起阻挡作用,引起北向的力,便产生了反时针方向的扭动,形成了北东向的三隆三凹。同样道理,在我国西半部,由于亚洲大陆在向南滑动中受到了印度板块的阻抗.这样使地壳中又产生了不均衡的力偶作用.出现了顺时针方向的扭动.形成了一系列北西向的山地与洼地。可见,我国的山脉,都是由南北向水平挤压力和东西向水平挤压力作用的结果。 既然我国的山脉形成是与南北向和东西向的水平挤压力有关,那么这些力是怎样产生的呢?地质力学认为,这与地球自转速度的变更有关。 当地球自转时.除两极外.地壳任何一点都会受到离心力的作用。该离心力可以分解成两个分力,其一是垂直地面的垂直分力,这个力因受地心引力的抵消,对地面物质运动不起作用;其二是平行地面,指向赤道的水平分力。当地球自转速度加快时,正是这个水平分力使地壳物质沿着经线方向.从高纬向低纬推挤.引起某些大陆块的滑动.形成了东西向地质构造和与之相应的山脉与洼地。在地球自转速度发生变化时,便会产生东西向的纬向惯性力。特别是地球自转由慢变快时,纬向惯性力的方向由东指向西,减慢时相反,由西指向东。正是这个力造成地壳上层物质东西方向的运动.从而产生了南北向的地质构造和与之相应的山脉及洼地。在上述两种力的作用下,如果在地壳的某些地段发生不平衡,便导致了各种扭动构造体系的产生,我国北东向、西北向的地形就与之有关。 三、结论 我国地貌形态呈网络状分布的根本原因.就在于地球自转速度变更时产生的离心力的水平力(即南北向水平挤压力)和纬向惯性力(即东西向水平挤压力)共同作用的结果。 地质力学论文:浅析地质力学模型试验技术的研究与应用 摘要:当前,大型地下洞群所处的地质环境愈加复杂,尤其是在深埋、高地应力条件下,洞群围岩的稳定性状况、破坏形态和破坏机制等问题急需解决,而地质力学模型试验是解决这类问题的主要研究方法。该文主要分析了模拟材料、组合式模型试验装置、量测技术等问题,并介绍了模型试验的工程应用。 关键词:地质力学 模型试验技术 工程应用 引 言 地质力学模型试验是根据一定的相似原理对特定工程地质问题进行缩尺研究的一种方法,主要用来研究各种建筑物及其地基、高边坡及地下洞室等结构在外荷载作用下的变形形态、稳定安全度和破坏机理等。2l世纪是中国工程建设快速发展的世纪,水利、水电、能源、交通等大型工程的开发已成为我国经济建设的重点。对这些复杂的问题,一方面要借助理论分析、计算机数字模拟方法去研究;另一方面,更多地要借助地质力学模型试验手段来解决。大量的工程实践证明,地质力学模型试验方法是研究大型岩土工程问题,特别是地下工程问题的一种行之有效的方法。 1 模型材料 根据相似理论,模型的几何尺寸、边界条件、荷载及相似材料的容重、强度及变形特性等方面必须与原型相似。一般根据要研究问题的性质,寻找满足主要参数相似的材料。例如,对于沿夹层滑动的稳定问题,夹层材料的相似性必须严格满足,而岩体的某些材料参数的相似性可以适当放宽。 目前国内外最常用的是采用石膏、重晶石粉、石英砂等材料配合而成的,具有代表性的是韩伯鲤等研制的MSB材料和马芳平等研制的NIOS相似材料,这2种材料都具有较好的性能,但都具有不足的地方。酒精易于挥发,干燥时间短,可缩短试验周期;没有任何毒副作用,不会对人体造成伤害:压制成型的砌块易于切割,能满足模型拼装砌筑的工艺要求;容重高、抗压强度和弹性模量低;性能稳定,不生锈,有很高的绝缘性;由于各种材料拌和后未产生化学反应,因此试验后的材料可重复使用,提高了材料的利用率和使用寿命等优点。 2 组合式模型试验装置 2.1组合式试验台 张强勇等研制的组合式三维模型试验装置,采用分体式设计,其主要由底盘、箱体、加载系统组成(见图1)。其中,钢台架体由盒式铸钢构件通过高强度螺栓连接组合而成,而盒式铸钢构件采用25 Mn材料在铸造钢厂一次制模整体铸造而成。钢台架底盘由8块长250 cm、宽50cm、厚8 cm,其上带有螺栓槽的型钢钢板并列拼接而成。另外,在隧洞部位,采用具有隧洞尺寸形状的箱体拼装,可并且采用钢化玻璃覆盖,这种设计即保证了模型的侧向刚度,又可在试验过程中可以观察到隧洞的破坏部位和形状。 1――底盘;2――盒式台架;3――引线透气孔;4――连接螺栓; 5――高强拉杆;6――刚肋;7――隧洞模型;8――钢化玻璃 图1 新型模型试验装置 该模型试验台具有刚度大、整体稳定性好、组装灵活方便、尺寸可任意调整的特点,箱体根据不同的试验要求组合成不同的形状和尺寸。液压加载系统的油管和测试导线易于引出,材料容易干燥。 2.2液压加载系统 采用的液压加载控制系统可实现自动控制液压,并能长时间的(至少15d)保持设定的压力值。该系统主要由液压控制台、41个吨位为300 kN的液压千斤项、高压油泵、油箱、液压排气系统、液压传感器等组成。模型项面模拟垂向重力荷载、左右两个水平方向模拟梯级加载,各设5个千斤顶;底座与模型之间设有10个液压千斤项;洞室轴线方向的4个梯级荷载在背面共设有16个千斤顶。此项模型试验系统已申报国家发明专利。(见图2) 图2 加载装置系统 3 量测技术 模型试验一般测量的数据为应变和位移。模型变形测量方法大体可归纳为3类:机械法、电测法和光测法。计算机技术和自动化技术的应用保证了试验结果测量的自动化和可靠性。 实验力学发展最快的领域是量测和数据采集技术,每一项新的量测技术的诞生都会推动实验水平的提高,地质力学试验技术同样如此。模型观测的主要内容为应力、应变、位移、裂缝和破坏形态,测量的主要方法有电阻应变片和应变仪、 位移传感器、激光散斑、云纹、摄象录象等。在三维模型中,地质构造(如断层或夹层)内部相对位移的测量十分重要,而内部位移传感器并没有现成的产品。长江科学院研制出一种高精度位移计,采用等强度梁的结构形式,用厚的磷铜片制成,在梁上、下部共贴 片电阻片,组成全桥电路,使用时将其埋设在构造面的下盘,其上埋一个固定桩,这样就可以测量结构面上、下盘的相对位移。在数据采集技术上,目前已实现自动采集、实时监测和自动绘图等全自动化流程。 4 模型试验的工程应用 4.1大坝坝基抗滑稳定问题 对于大坝基岩抗滑稳定,尤其是深层抗滑稳定问题,地质力学模型可以比较全面地模拟地质构造及其组合,在加载过程中可以直接观测到地质构造的变形及对大坝的影响、坝基破坏的路径和超载安全度,尤其对于地质构造沿坝轴线方向有视倾角的三维问题,用模型试验更有优势。例如,葛洲坝二江泄水闸抗滑稳定、 三峡左厂房坝段整体稳定和铜街子厂房坝段稳定等问题都通过地质力学模型进行过大量的研究。 4.2拱坝坝肩抗滑稳定问题 拱坝坝肩稳定问题是典型的三维问题,尤其是存在复杂的地质构造和地形形态时,模型试验有着不可替代的优点,它可以直观地展现出坝肩岩体在拱推力作用下的变形和破坏过程以及大坝超载安全度。国内大多数大中型拱坝都采用模型试验方法研究坝肩稳定问题,象龙羊峡、清江隔河岩、二滩、小湾、东风和李家峡等工程的拱坝。 4.3边坡开挖和稳定问题 用试验方法可以比较方便地研究边坡在原始地应力作用下开挖卸荷作用, 也可以通过改变边坡坡角的方法研究边坡抗滑稳定安全储备问题。例如在三峡永久船闸开挖边坡、 清江隔河岩厂房高边坡和三峡库区链子崖危岩体边坡等进行过这方面的试验研究。 4.4 地下洞室开挖及围岩稳定问题 地下洞室分级开挖、围岩稳定性、洞室群之间的相互关系及喷锚支护等加固措施的研究是地质力学模型试验的重要研究领域, 国内许多地下厂房或地下防护工程都采用过模型试验研究围岩稳定问题。 5结论 在模型材料方面,结构面相似材料大部分已解决,但结构体相似材料方面还有大量工作要做,还要寻找在保证重度和变形模量相似情况下,同时满足各项强度指标和应力应变关系的相似材料,只有这样才能模拟断裂、流变和强度破坏等材料非线性特性。对于大变形模型要发展非接触的测量装置并自动转换成数值信号。
冶金工程论文:冶金工程专业青年教师实践能力培养机制构建研究 摘 要 分析冶金工程专业青年教师实践能力缺乏的原因,提出构建“模块化、关联化、考核化”培养机制的有效方法。 关键词 青年教师;实践能力;冶金工程 1 前言 随着我国经济的快速发展,高等教育事业也在不断进步和创新。从高等教育视野来看,高等教育的主要发展方向开始侧重于素质教育和能力培养,如何有效地培育训练学生的实践创新能力已然成为我国高校发展改革的重要课题。缺乏实践能力的教师必然无法培养出具有实践能力的学生。以内蒙古工业大学为例,该校冶金工程专业的培养目标是“教育培养具有较强的实践能力与创新精神的高级应用型人才”[1],这与该校基于“完全学分制”的人才培养目标相符。 随着近年来高校教师队伍的不断壮大,更多的青年教师加入到该队伍中来并逐步成为中坚力量。据2008年中国教育统计年鉴资料显示,全国高校40岁以下青年教师人数超过普通高校教师总数的66.7%[2]。因此,必须构建一个适宜冶金工程青年教师实践能力培养的机制,以保障人才培养的顺利开展与实施。 2 青年教师实践能力现状及分析 青年教师无法将实践能力与专业发展相结合 部分冶金工程专业青年教师在刚踏入工作岗位时,因其无法看清该专业的发展机遇与潜力,再加之身负教学、科研等多项职责,并无过多精力投身于工程实践,常导致实践能力与专业发展的割裂。青年教师具备思想活跃、积极肯干等优势,应该利用优势,引导其将实践能力与专业发展相结合,在工作与实践中实现专业发展的目标。 青年教师工程实践能力匮乏 目前,我国多数工科高校教师队伍的实践能力已经和培养工程技术人才的需要相脱节。高校专业工程技术人才的培养标准普遍较高,实施培养目标的主体即为专业教师,而青年教师恰占据了专业教师队伍的半壁江山。没有长期实践生产经验的青年教师, 即使具备较高的学术理论水平,也难以做到联系工程实践问题有效地开展实践教学环节[3]。同时,部分工科高校的人才甄选机制也存在“科研倾斜”的问题,这在一定程度上阻碍了具备工程实践背景教师的选拔工作,进一步加剧了青年教师工程实践能力匮乏的程度。 实践教学环节参与度较低 冶金工程专业的实践教学环节较多,主要包括社会实践、专业课程实验、课程设计及毕业设计、生产和毕业实习这四个部分: 1)社会实践部分,青年教师基本不参与其中; 2)专业课程实验部分,青年教师易忽略实验理论与现代化冶炼工艺的结合; 3)课程设计及毕业设计部分,青年教师设计题目数量略显不足,无法保证设计题目的工程实践性; 4)生产和毕业实习部分,青年教师仅起到管理与组织的作用,亲自参与实践的机会并不多。 因此,青年教师在实践教学环节的参与程度远远不够。 3 构建青年教师实践能力培养机制的方法 实现“模块化”培养模式 基于我国大多数工科高校冶金工程专业采用的人才培养方案,结合不同地方高校冶金工程专业的具体情况,构建青年教师实践能力培养的“模块化”培养模式,构成一个动态体系。图1为青年教师实践能力模块化培养模式。 如图1所示,依据冶金工程专业实际培养方案,将青年教师实践能力培养模式分为三大模块:专业课程实验模块、课程设计及毕业设计模块、生产实习及毕业实习模块。其中,每一模块又分为钢铁冶金和有色金属冶金两个子模块;钢铁冶金子模块包含火法冶金工艺和钢铁材料的冶炼及轧制两个分子模块,有色金属冶金子模块也包含湿法冶金工艺和有色金属的提取及回收两个分子模块。两个子模块间相互联系,并对其相关联的分子模块做相应的完善和补充。 青年教师先接受工程应用型[4]课程实验模块的培训,并辅以理论教学基础;再进行课程设计和毕业设计工作,以设计的形式完成实践教育;最后进行实习实践[5],最终形成一个分层次、模块化的培养模式。该模式能够顺利开展培育方案的制订与实施,既可以有效保障青年教师的发展,也能够促进学生和教师共同成长。 实施“关联式”培育方法 为针对性地解决工科院校青年教师实践能力缺失的问题,高校可采取“社会― 企业―高校”的关联式培训模式,社会相关部门做好教师工程实践能力培育的宣传、组织工作,具体执行由相关冶金企业及各高校协作完成,搭建理论与实践紧密联系的平台,使青年教师能够合理利用校企平台,以补充缺失的工程实践背景。最终使这三个关联项构成一个完善的体系,该体系能够体现青年教师培养的长效性和实效性,达到提高青年教师实践能力的迫切要求。 建立“考核化”培养制度 针对青年教师日益缺失的实践能力,可以将日常科研、教学能力的考核方法加以改进,并引入实践能力的考核制度,以完善青年教师的培训体系。首先,在岗前培训中实行实践时间的考核,要求满足一定量的企业实践时间,以拓宽工程研究视野;其次,在日常教学工作中引入“网络炼钢”“模拟炼钢”等实践经验的考核,强调考核的常态化;最后,科学评定考核结果,辅以一定的奖励政策,激发青年教师的积极性与创造性,建立起长效的培养制度。 4 结语 在工科高校发展规划目标中,青年教师实践能力的培养处在很重要的位置。构建符合专业规律的实践能力培养机制,可以切实提高青年教师实践能力,是教育教学改革的重要成果,也是实现工科院校快速发展的必由之路。 冶金工程论文:冶金工程专业大学生学习能力的培养研究 摘要:冶金工程专业学生能力的培养是专业教学质量衡量的重要指标,本文通过分析冶金工程类大学生学习能力的现状以及其培养的重要意义,提出了一系列提高冶金类大学生学习能力的措施,来达到提高高校冶金类专业人才素质以及创新能力的目标。 关键词:冶金工程专业;大学生;学习能力;培养研究 新时代不仅学校是学习的场地,社会也是学习的大课堂,因此,大学生的学习能力应作为高校教育质量的衡量指标。冶金类专业大学生的培养,不仅需要有对现有知识的接收能力,还需要具有对知识的收集归纳总结能力,并能运用现有的知识来解决实际的生产或工程问题。此外,冶金工程类专业的大学生还应有对新知识和新技术有较强的吸收、融合和创新能力,同时必须具有高效地利用所学来解决实际问题的能力和素质,以满足社会发展的需求。 一、冶金工程专业大学生学习能力的培养的重要性及意义 本文以湖南工业大学冶金学院为研究对象,来探讨冶金类专业学生的学习能力的培养。大学生进入社会进入工作岗位要快速适应环境必须具有较强的学习能力。冶金专业类人才除了要有对冶金相关的基础理论扎实的基础之外,还需要具有专业知识和技能,具有分析问题解决问题的能力,在不同的岗位上都具有较强的适应能力,才能满足社会对冶金工程专业人才的需求。以湖南工业大学冶金学院为例,冶金工程分钢铁冶金和有色金属冶金两个方向,学生通过对冶金工程专业的基础及专业理论、设备工艺以及实践动手能力、环境保护及资源综合利用等相关学习,并强化教学实践环节以及对学习能力的培养。通过学习,本专业学生应具备以下能力。 1.知识的学习与应用能力。冶金专业的毕业生除具备数理和计算机方面工科专业的基础和社会人文的学习和应用能力外,应重点地掌握冶金专业的学习和应用能力。同时很多的冶金方面新技术和新工艺都属于交叉学科的领域,学生应及时了解与冶金方面相关的学科知识并能增强应用。除此之外还须具有终身学习的习惯,从而应对科学技术的迅速发展以及社会环境的不断变化。 2.思维分析的能力。冶金专业的学生应具备比较强的思维判断和分析能力。针对冶金生产和工程等实际方面的问题,首先能用独立观察和判断能力、系统分析和综合能力以及文献检索和利用能力剖析这些问题,再利用工程思维能力并遵照工程问题的规律来解决这些问题。 3.设计和实践的能力。实践是区分工程与科学的一个非常重要的手段,理论和实际相结合是评判一个大学生应用能力非常重要的标准。因此冶金专业的学生应具备冶金工程测验的能力、设计规划的能力、研究方案实施的能力和设备的操作维护能力以及计算机运用的能力。 4.创造创新能力。冶金工程所解决的是实际问题,其根本任务是将科学技术转化为生产力,转化的核心就是一种创新。创造和创新是现代冶金行业发展源动力。尤其是现在冶金行业处在市场、成本和环境多种压力下,创新能力对冶金行业的发展显得非常重要。冶金作为工程性非常强的专业,学生应该在一般创新方法的应用基础上,树立创新的新意识,磨炼创造性思维的能力,掌握创新方法和技巧,并应用在生产和设计实践过程中,提升实践创新的能力。 二、大学生学习能力培养的途径 培养学生良好的学习能力是21世纪国家对教育的基本要求,也是高等院校对教学的核心要求。因此,学校、教师、学生应该完美配合,各尽其职,努力让培养的每位学生都成为现代冶金行业的工程师。 1.学校通过完善管理来提升学生的学习能力。提升学生的学习能力需要高校教师和学生团结合作,其一,高校应尽可能为学生创造自学、思考、提出问题及解决问题的大环境;其次,学校应让学生根据自己的学习兴趣,在全校内选择自己感兴趣与爱好的选修课程,让学生在积极、主动中完成学习;其三,应为学生创造良好的学习氛围和科学研究氛围,激发学生对科学和自学的热情;其四,学校应该创造条件满足学生进行科技活动的需要和必要的设备及科研项目,对科研有兴趣的大学三年级学生可以加入教师科研课题组,协助教师做一些科研工作。 2.开展有关科目的学习竞赛活动。学校应充分重视全国高校大学生的各类竞赛,通过全国高校大学生的各类竞赛,让学生在主动竞争中找到自信,激发学生的学习兴趣,提升学生的自主学习能力。学校应有计划、有组织地安排英语口语竞赛、数学竞赛、工业设计、工业创新等竞赛,同时更应鼓励学生参加各类全国高校大学生科学竞赛。 3.组织多种形式的实践活动。学校应该积极从经费和精神上支持学生开展的社会性实践活动。目前看在社会实践中得到提高的学生仅占极少数。因此为了满足大多数学生社会实践的需求,学校可以采用各种方式:第一,学校有计划地组织学生进行一些社会实践活动;第二,在学校周围进行社会实践调查;第三,是学生回家选择企业或农村进行社会实践。这些社会实践方式,都要充分尊重学生的实际需要,也要求学生写一些有一定质量的调查研究报告,用来培养和提升学生的综合素质。 三、理论课程中学习能力的培养 1.完善教学计划,修订人才培养方案结构。为加强基础教学,大类的专业课程中物理化学、冶金原理课时都有所增加;为扩大学生的知识面与思维视野,增设了一些与实践紧密结合的选修课。在专业理论教学过程中,着重讲解冶金工艺的基础性知识和生产控制中的规律。用工程案例教学法,引导学生应用所学知识解决生产和工程设计问题。在实践教学过程中,引入相关多媒体课件、虚拟炼钢等教学手段,训练学生的工程设计能力和实践能力。在撰写毕业论文和创新学分的教学过程中,通过让学生参与实际科研课题的研究,培养学生的思维判断和分析能力以及表达交流能力。 2.重视专业课教学,实施工程案例教学法。湖南工业大学冶金工程特色专业建设以培养应用型人才为目标,遵守“一专和多能”的办学理念,全面提升本科人才培养的质量,办出本专业的特色。特别注重结合冶金专业的特点对核心专业的教学活动。在教学中引进工程案例的教学法,并将很多工程实践研究成果编入到教案,用于相关专业课的教学,指导学生运用理论知识分析和解决实际生产问题的能力。在专业课讲授中,需将专业基础知识与生产实践紧密结合,激发学生的学习兴趣,培养冶金专业学生的工程实践能力。 3.运用先进手段构建系统培训平台。面对目前实习教学中的困难,在企业生产中能获得的生产实践经验越来越少,为加强学生工程实践能力的提高,开发出先进的教学方法,组建冶金系统训练的平台,包括了:(1)开发模拟冶金的生产工序烧结―连铸―轧钢全流程方面的多媒体软件,使学生获得钢铁生产工艺中各工序的运转原理和工艺参数及操作制度,引导学生带着问题进入企业实习,增强实习的目的性和效果性,明显提升了冶金工程专业学生的社会实践效果。(2)用网络虚拟炼钢的系统,加强了学生冶金工程操作能力的培训。国际钢铁大学网站提供了连铸、热轧、抗拉测试等10余个模拟的平台,用户可在模拟的平台上进行相关生产方面的操作,系统会根据用户们的操作过程计算出产品的成分、性能和成本。 4.实践教学中学习能力的培养。实践教学对于培养学生的分析问题、动手的能力和创新的能力有着积极的效果。通过教师的讲解和学生的自主参与,积极引导和主动研究两者的结合,用来培育具备学习能力和创新能力的新时代大学生。实践课通过实践教学拓宽了学生的知识面,深层次理解理论与实践相结合。在实践课程中,本专业的教师和生产一线的人员对设备和工艺进行详尽介绍,对学生提出的疑问进行当场讲解,在学生的头脑中留下深刻的印象,也有利于学生的理解。 5.课余自学能力的培养。相对于被动的学习,自主性学习要求学生具备计划性、主动性和预见性。大学生不仅要掌握学校教学的基本知识,更重要的是要具备自学能力。教师教学过程中,需以启发式教学为导向,教导学生学习和思考,掌握科学高效的学习方法、思维方法,通过这些方法能够让学生在课余时间不断地思考,带着疑问去学习。同时学生应该在课余培养自己的兴趣与爱好,激发自己的创造力,不断地提高自己的能力。 四、总结 大学生对新事物具有极强的好奇心,具有极强的探索思想,对新事物的吸收能力也很强。因此,师生共同努力,继续优化冶金专业人才培养的方案并积极实施,在具体实施过程中,继续总结经验和成果,让理论和实践积极结合,努力探索建设冶金工程特色专业的新思路、新模式和新机制,形成实施―优化―再实施―再优化的模式。相信我们培养的学生的学习能力一定会不断提高。 冶金工程论文:论装饰施工收口技术在冶金工程建筑装饰中的应用 摘 要:本文主要从建筑装饰工程的特点诠释了装饰施工收口技术,并介绍了在冶金工程建筑物装饰施工中,处于不同的条件下收口技术都应用在哪些方面。 关键词:装饰施工;收口技术;工程 伴随着我国经济水平的提高,我国的各行各业都在不断的发展,建筑行业也有了很大幅度的提升,装饰工程作为建筑行业的一项核心工作,也随着建筑行业的发展在装饰水平有了很大的提升。装饰工程在建筑行业中占据着很重要的位置,而工程的收口工作在装饰工程中一样占据重要地位。装饰施工的收口技术对装饰工程来说是很关键的,其对整个工程的外观起着决定作用。不同情况下的装饰施工收口技术是不一样的,下面笔者将对这个问题进行分析。 1 装饰施工收口技术的应用条件 装饰施工收口技术的好坏对整个装饰工程来说是很重要的,它对整个装饰工程的质量有着至关重要的影响。由于施工的要求,装饰的时间一般来说很紧张,所以这就对收口技术提出了更高的要求。装饰并不是一件简单的任务,在施工过程中,它是一项很复杂的任务,正是基于此,装饰现场往往是一片混乱,错综复杂。装饰过程的收口技术在时间紧,任务量多的情况下,往往会出现很多质量方面的问题。施工的过程中,建筑的总体框架已经完成,那么装饰工程就必须是在有限的空间下实施,这对装饰工程来说也是极为不利的,因为一些条件受到了限制。 2 装饰收口技术的应用注意事项 2.1 由于装饰工程的施工具有空间施工的特点,所以给施工收口技术的概念上加上了不同空间。具体的主要有一维的对接施工、二维的衔接施工以及三维立方体的交叉施工。可以看出,这些工艺主要是利用技术去解决基础建筑和装饰工程之间的转移和过渡问题。对于那些不需要转换和过渡的可以称其为完美的收口。对于普通的建筑装饰而言。以上所介绍的三种情况都有涉及一些。它们构成了整个装饰工程的收口技术。 2.2 不同的工程所使用的装饰材料品种多样 装饰过程中会涉及到很多不同品种的材料,这就给实际的施工过程也增加了困难。装饰材料并不是建筑物表面就可以观察到的,不同的装饰材料上所呈现的效果也是不一样的。装饰材料的运用若是出现问题那么影响的是整个装饰工程的质量。所以,装饰材料是使用材料和基础材料的统称。 3 装饰施工收口技术在冶金工程建筑装饰中的应用 我国的装饰领域,收口技术被应用到了整个建筑装饰工程。在冶金高层建筑装饰施工中,其施工技术的应用范围主要分为以下几个方面:对阴角的收口、遮盖式的收口、留缝收口法、自然式收口法以及榫接收口法。 3.1 对阴角的收口简介 这种方法主要是结合建筑物的实际特点,所以它的应用并不广泛,据统计,只占了收口技术的0.85%左右。因此,只有对这种收口技术足够熟练才能确保建筑装饰工程的质量。按照阴角的角度不同又可以将阴角划分为:钝角阴角、阴坑、直角阴角以及锐角阴角。在建筑装饰工程中运用阴角收口技术比较简单。由于阴角属于比较隐蔽的部位,肉眼也很难观察到,所以其对整体的影响不是特别大,所以装饰人员一般选择在阴角部位进行材料的衔接工作。若是阴角不适合进行材料的衔接,而其他的方法又很难实施,那么施工人员应该结合现场的实际情况进行适当的处理,尽力使外表看起来美观,达到收口的要求。 3.2 遮盖式收口的简介 如果建筑工程无法收口,建筑施工的人员通常会采用让其凹进去或是凸出来的方法,然后使用特制的装饰用口遮盖住需要收口的饰面,这样就可以完成收口的工作。这种方式在日常的实际生活中经常会被用到,是建筑行业的常用方法之一。仔细的说就是,不同的装修材料,选其中一种作为主体,对瑕疵实施遮盖。运用这种方法,应该遵循以下两个原则: 3.2.1 尽量选择不会移动的材料遮盖住容易移动的材料。移动的材料可能会对空间及整体的美感造成一定的影响。所以,选不会移动的放在主体表面可以减少空间缩小的范围,避免产生变形带来的不便。 3.2.2 遮盖收口法与加工处理饰相比会有更大的困难。所以,在选择整遮盖物时最好选用相对来说较容易的材料遮盖饰面。这样不仅可以方便处理,也可以节约成本,方便收口的处理。提高工作的效率,缩短工期。 3.3 留缝收口法的简介 使用这种方法会有很大的局限性,它的范围主要是石材、玻璃以及瓷砖的收口。具体的施工流程为:在构件或是相邻的材料之间要预留相应的缝隙,再进行收口的作业留缝收口法因为设计风格以及材料的性质不同应该分为两种表现的形式: 3.3.1 若是材料的属性之间差距较大,可以合理的留出空间,进而避免在最后的累计工作中出此现较大的差距,但是这种方法往往会加大施工量。目前,我国的装饰公司大部分都是结合建筑物的实际情况来确定是否要留出空间避免误差。有些装饰工程师为了施工方便特意将不同部位和构件分割开来,从而留出空隙、,便于装饰施工。空具有装饰施工以及设计风格收口技术两砂衔。 3.3.2 通常当材料的质地比较硬并且材料加工处理比较困难时,一般采用留缝收17法。尤其是材料的质地比较硬并且体积比较大时,留缝收17法是唯一一个能选择收口的技术方法。 留缝收17法能够以高质量的方式去保证接缝处严密性,对装饰的工程质量到很好的保障作用。 3.4 自然式收口法的简介 自然式收口法又称为交错收口法。这是一种逆向思维的收口方式,这种装饰技术在装饰工程中是很普遍的。对于施工方式复杂、材质种类繁多、装饰空间大小等方面上的差异,所以就诞生了这种施工技术,就是常说的以乱治乱的施工方式。也就是在比较难于处理的收口工程上,使收口技术更加复杂。虽然这种技术会给人带来视觉上的模糊不清感,但是若是运用得当,反而能够有一种浑然天成的感觉。 3.5 榫接收口法的简介 这是收口方式,历史比较悠久,是我最古老的收口技术。主要是因为我国古代的建筑材料以木材为主,所以这种收口技术主要应用在厚度比较大的木板中,这可以用于实木材料的收口。 结束语 为了装饰收口达到理想的效果,需要施工单位对整个施工的过程和完成的质量进行监督指导,确装饰施工收口工作的顺利进行及完成。材料的运用、施工人员的技术水平、施工的进度等等都是影响工作进度的因素,所以必须以严谨的工作态度对待工作,按照施工要求开展收口工作。提高装饰施工的收口技术对于建筑行业的发展来说,是有着很关键的推动作用的,所以相关工作者要积极提高装饰施工收口技术的水平,推动行业进程。 冶金工程论文:冶金工程中设备安装施工方法的探讨 【摘 要】: 随着我国冶金产业的不断发展,一些融入了高新技术的冶金设备被大量的投入到了生产建设当中,并发挥出了重要作用。而关于冶金工程中设备安装施工,就成了各个工程施工的重要组成部分。本文主要对冶金设备安装施工的各个阶段以及在施工中应注意的重点做了简单的说明,并简短的介绍了一下影响冶金设备安装质量的因素。 【关键词】:冶金工程;设备安装;施工方法 引言 随着科技的进步发展,在工业化社会背景下,机械设备的使用越来越频繁,几乎所有的工程项目都要依赖相关的机械设备支持,才能完成施工任务。而关于冶金工程中设备安装施工,就成了各个工程施工的重要组成部分,只有科学地完成冶金设备的安装,才能发挥冶金设备的功能。因此,冶金工程中设备安装施工是冶金工程的重点内容之一,施工人员的技术水平决定了整个安装工程的质量。 一、冶金工程中设备安装施工的各个阶段 1.施工准备阶段 在施工准备阶段中,最具有代表性及通用性的主要工作为3个方面:施工条件、开箱检查和保管、设备基础。在施工条件方面,要注意的是机械设备安装工程必须具备设计和设备技术文件方允许施工,即禁止无设计和设备技术文件就盲目施工。对大中型、特殊、复杂的冶金设备安装还应编制施工组织设计或施工方案,以求做好施工准备,使安装工程能顺利的进行。 在开箱检查及清点方面,往往会因为这是常规工作,而没有认真清点和办理交接手续,从而发生设备技术文件、零部件、备件等丢失现象。故开箱检查应由安装单位和建设单位有关人员在场的情况下,当场按规定做好开箱检查记录。设备基础方面最常见的问题就是,在设备安装前基础表面有碎石、油污、积水等杂质从而影响施工质量,故设备安装前必须将基础清除干净。 2.冶金设备安装阶段 在安装设备前,先安装好车间的桥式吊车,再利用桥式吊车来安装其他设备。在吊运设备时,绳索应栓在设备适应受力的位置上,在绳索与设备表面接触部位应垫上木垫板,以防损坏其油漆表面或已经加工过的表面。 将设备的纵横中心线与基础上的中心线对正。在设备未安装之前,首先根据设计、安装和将来对设备进行检修的需要并结合本区设备布置图,绘制永久中心标板和永久基准点布置图,在图中标明永久中心标板和永久基准点的编号、设置位置。埋设永久性中心标板和永久基准点,以供设备安装调整使用,同时为了观测设备基础的沉降情况,还要在整个机组的基础和主要设备附近埋设基础沉降观测点。埋设时注意要在同一块基础的四周至少埋设四个基准点,以检查同一块基础的沉降情况。设备的定位基准一般在设计规范或说明书中都有规定。若无规定时,可采用几何作图法在设备的加工面上确定设备的中心点。 3.设备的调试阶段 一般大型的冶金机械设备各在出厂时无法进行总装和负荷试验,即使是使用过的设备,由于拆卸、搬运及再次安装,难免要改变原始安装状态,因此,每次设备投入使用前都要对其进行调试,调试时,主要检测其工作质量、操作性能、可靠性能、经济指标等调试过程中,参加调试的机械技术人员和随机操作人员须时时到位,应积极主动了解设备的现实技术状况、调试程序、操作控制方法等。 在这个机电一体化的现代化社会中,电动机已经成为大多数机械设备的动力源,电动机的运行是否正常直接影响了整个机械设备的运行。所以,调试电动机已经成为调试过程中最基本的一部分。调试电动机通常会出现电动机启动立即跳闸现象,即瞬时跳闸。断路器瞬间跳闸,会使人怀疑是否发生了电器设备内部短路故障一般而言,发生短路故障都会有迹象可查,如有火花或有焦烟气味,同时还会有异常的声音,但是如果除了跳闸,其他一切都完好,这就排除了因电器设备内部短路造成的短路故障。这是由于断路器的额定电流小于电动机瞬间启动的电流,而断路器,特别是带限电流特性的高分断能力的断路器其动作都是相当的灵敏,因此而跳闸。针对这种情况是提高断路器脱扣电流值。选择一些整定值可调的断路器,改动很方便,或者选择脱扣电流值较大的断路器即可。 4.冶金设备试运转阶段 试运转的目的是进一步检查设备存在的缺陷,并进行使用前最后的修理和调整,使设备的运行特性符合生产的需要。试运转中应注意以下几点。 (1)设备正常运转时声音时均匀、平稳的,反之会发出各种杂音。 (2)需要测量的温度主要有摩擦部位的温度及油温、冷却水温,对空气压缩机还需测量其出口温度。 (3)在考核设备运转情况的同时,更要注意考核系统的整体效果。 5.设备的验收阶段 验收是冶金设备安装施工过程中的重要环节,必须严格执行标准,认真验收,为机械设备的安全运行打好基础。验收的主要依据包括:设计文件;机械设备安装工程施工及验收规范;主要材料的出厂合格证及检验报告;设备资料(说明书、合格证等);隐蔽工程记录和各工序的检验记录等。需要注意的是,安装所产生的误差是不可避免的。而且随着设备的运行,各活动件都会产生磨损,一般初期磨损较快,以后磨损会渐渐减缓,由于磨损,一些原来较好的精度也会变动,我们安装工作总的目标是使设备在很长的稳定使用期内保持理想的精度,这就要求安装人员必须有一定的制造工艺知识,把制造厂形成的设备精度与安装允差结合起来考虑,使偏差向有利的方向发展,以最终确保设备使用性能。 二、冶金设备安装项目的施工重点 1.冶金设备安装前基准线的设定 在设备安装之前,首先应该根据设计、安装和未来对设备进行检修时的需要结合设备布置图绘制出一个永久的中心标板和基准点。留下一个永久性的中心标板和一个永久的基准线,以便安装设备时用来做调整工作,同时为了观测设备的沉降情况,还要在主要设备附近设定一个沉降基准点。如果安装情况特殊,还可以根据具体情况增加设备的基准线和基准点。值得注意的是,永久性的基准点和中心标板必须要使用牢固的材料。 2.冶金设备安装时要使用垫板 主要设备安装时要使用坐浆法施工,坐浆要使用高强度无收缩水泥。施工前要根据设备布置图、设备基础螺栓布置图、及设备的符合、基础螺栓的紧固力等确定垫板的大小尺寸和数量。 3.冶金安装设备的验收 冶金设备的基础施工完毕时,要对基础设施表面及预留空面内斗清扫一遍,当具备设备安装条件时,方可提供基础的中间交接资料。在设备安装前,要对土建施工完毕的基础设施进行检查,一定要按照图纸及施工验收规范对基础中心线标高、几何尺寸进行验收。设备基础的尺寸和水平度、铅垂度公差都应该符合施工验收规范的规定。预埋的螺栓高度、规格、螺纹、长度和表面的清洁度也必须要保证,如果是预埋地脚螺栓还需要检查根本中心位置、不垂直度和顶部标高,而且必须保证完好性。 三、影响冶金设备安装质量的因素 根据相关调查,影响冶金设备安装项目的首要因素是环境因素,而且有时候还是很难解决的困难。另外,还有一些其他的人为因素也会影响冶金设备的安装工作: 施工人员责任心差、施工人员技术水平低、施工的工艺不合理、关键工序控制不严格、安装设计的有缺陷、灌浆的质量不高、测量仪器精确度不高、设备本身的制造存在问题、现场情况异常和环境恶劣等。 结束语 冶金工程是研究从矿石等资源中提取金属及其化合物、并制成具有良好加工和使用性能材料的工程技术领域。现代的工业、农业、国防及科技的发展对冶金工业不断提出新的要求并推动着冶金学科和工程技术的发展,反过来,冶金工程的发展又不断为人类文明进步提供新的物质基础。随着冶金工程技术的不断发展和现代化冶金设备的不断涌现,对设备的安装精度要求也越来越高,所以冶金设备安装项目是非常重要的。 冶金工程论文:冶金工程自动化的发展现状及趋势 摘 要:冶金自动化技术作为自动化在冶金行业的应用技术,其发展轨迹既遵从自动化学科自身的发展规律,也与钢铁工业的发展,包括工艺路线演化、制造装备的更迭、生产流程和组织方式、企业运营模式的改革和进步等密切关联。本文首先分析了冶金工程自动化技术的技术概况,然后归纳了冶金工程自动化的发展现状及技术难点,最后阐述了冶金工程自动化的发展趋势及发展战略。 关键词:冶金工程;自动化;过程控制 1 冶金工程自动化技术分析 冶金生产企业采用计算机进行自动控制和管理。 1.1 过程控制 冶金企业生产过程自动控制系统由检测仪表、程序控制器和过程计算机组成,能完成物料的跟踪、设备状态的监测和控制、工艺参数的监测和控制、操作指导、生产参数的记录和打印报表以及其他辅助功能。 (1) 物料跟踪 对炉料、铁水、钢坯等的分布情况、位置和速度进行跟踪。物料跟踪系统由检测仪表和记录装置组成。例如在轧钢厂中,板坯的跟踪和检测仪表系统由分布在整个轧制线的红外检测器组成,它们按区域划分。高温轧件在轧制线上的运动过程中,红外线检测仪表将测到的信号送往计算机,由计算机加以记录并对每个轧件编号跟踪,以便加以控制。 (2) 设备状态的监测和控制 包括对位置、速度、流量、温度等参数的监控,例如对高炉热风炉的风量和温度以及对轧钢机压下位置的控制等。通常由检测机构、控制器和执行机构组成设备状态的闭环控制系统。在冶金工厂中大多采用这类控制系统对炉窑、机械、电机等设备进行控制。 (3) 工艺参数的监测和控制 主要采用机械、电气、物理的手段来控制产品的数量、尺寸、温度、性能、成分等,例如高炉的布料控制、炉温控制、连轧机的厚度控制、钢板冷却系统的温度控制等。 (4) 操作指导 向操作人员显示有关生产设备和产品的数据和信号,以便操作人员能正确地登记、管理和操作设备,控制产品质量和处理故障等。显示装置有大屏幕模拟盘和荧光屏显示器等。现代冶金工厂大多采用大屏幕显示器进行操作指导。 (5) 记录和报表 自动记录生产过程的各种数据,包括工艺参数、生产数据、质量数据等,并自动打印生产报告书。 (6) 其他功能 采用自动编号装置、自动方向显示器和人工智能技术为仪表的记录纸编号、自动显示产品的去向、指导发运以及完成一些复杂操作等。 1.2 生产管理 冶金企业生产管理系统由中央计算机、若干台过程管理计算机、几百台输入输出终端和通信系统组成,大部分终端装置布置在整个生产的各个环节之中。从原料到高炉、炼钢、轧钢、一直到成品发运的各种信息可以及时通过这些终端、过程控制计算机和通信系统送到中央计算机和过程管理计算机的存储器中。 同时管理人员通过设置在管理部门的终端将各种指令送到管理计算机,然后又可以送到各生产岗位。这种计算机生产管理信息系统,可及时地反映出整个大生产过程的千变万化。 因而只要向计算机查询就可以了解整个生产过程的实际情况和数据。通过计算机的统计分析、逻辑判断、数学模型的计算和管理人员的指令又可反过来控制整个冶金工厂的生产。所以冶金企业生产管理系统可以把整个冶金企业的生产计划、记录、数据报表、财务核算、经济分析、设备运行情况统一起来。它的主要功能是:管理产品合同;安排生产计划和作业计划;掌握资金库存和流向以及设备运行和备件库存情况;对生产进行最优化管理。 2 冶金工程自动化的发展现状及存在的难点 2.1 发展现状 近年来,我国的钢铁工业进入了快速发展期,同时冶金工业自动化已经有了较快的发展,出现了一些如宝山钢铁股份有限公司那样具备世界先进自动化水平的钢铁企业,其他国内大中型钢铁公司也大都配备了自动化系统,各个工艺流程上不仅有先进的单机自动化系统,而且也有功能完善的管控一体化系统。自动化在保证冶金工业达到高效、优质、低耗、安全和环保等方面起到了很大作用。 在基础控制和过程控制方面,国内新建或改建的一些高炉、转炉、工业炉均采用了DCS和PLC,有的还配置了过程控制计算机。 在信息化方面,随着钢铁企业管理水平的不断提高,“信息化带动工业化”已经成为冶金工业的共识。很多企业构建的融合了企业核心业务的企业信息网,成为企业生产经营的重要设施,为企业的信息化奠定了坚实的基础。 2.2 存在的难点 (1) 基于数字模拟和仿真技术,实现冶金全流程动态分析、评估和精准设计。 (2) 综合考虑生产效率、能耗物耗和环境指标的多目标实时优化。 (3) 产品指标、运行指标和控制指标协同的全面闭环控制。 (4) 数据驱动和知识驱动相结合的复杂过程建模和先进过程控制。 (5) 先进传感技术和软测量结合的关键工艺参数的在线连续测量。 (6) 综合考虑物质流、能量流优化的先进能源管理和控制。 3 冶金工程自动化的发展趋势及发展战略 3.1 发展趋势 我国冶金工程自动化技术在自动化技术和冶金行业的需求下,必将取得飞跃式发展。 (1) 在过程控制方面,将采用先进传感器、光机电一体化技术和数据处理等技术对冶金工艺流程实施在线连续检测。 (2) 在生产管理控制方面,一方面实现纵向信息集成,即管理一计划一生产一控制;另一方面整合实时数据和关系数据库,运用数据挖掘,为生产管理控制的决策提供依据。 (3) 在企业信息化方面,将逐步实现管控一体化,做到实时性能管理。 同时,我国在自动化方面将紧跟世界的发展趋势,吸收和借鉴国外先进的自动化技术为我国的冶金行业服务。 3.2 发展战略 进入二十一世纪,钢铁企业的发展将受到原矿、原料、能源,以及环境保护等方面的制约。特别是市场对钢铁产品的需求将会由原来的少品种大批量走向多品种小批量高质量高附加值的需求发展。因此,钢铁企业必须改变过去那种单纯求规模、求吨位的发展模式,而转向根据市场需求迅速组织生产,满足用户需要的市场化生产模式。这就要求钢铁企业加大科技投入,加速技术改造,促进科技进步,缩短产品改型换代周期,尽快满足市场需求,向科技要效益,向时间要效益。要做到以下几点: (1) 加强产、学、研联合 充分协调企业、高校、研究所的关系,建立长期的伙伴关系,提高科研成果的转化率。积极自主创新,改变国外公司在核心技术方面的垄断地位。 (2) 实现工业化和信息化的有机结合 鉴于国外经验,先进工艺与自动化结合时,自动化技术要在前期进入到冶金过程设计中去。将信息技术与系统工程技术相结合,对操作工艺进行优化,提高技术性能指标。 (3) 把数学建模、专家经验和可视化技术结合起来,实现钢铁冶炼、连铸、轧钢的过程优化。 (4) 企业应当关注直接还原和熔融还原等新型冶金流程对自动化技术的新需求,准确把握自动化技术的发展方向。 (5) 充分发挥技术管理员和质量管理体系的作用,用于开发新品种,提高产品质量。 (6) 面向市场,服务市场,在市场竞争中获胜。 另外,企业也要关注原材料条件、能源的供应状况、企业的管理水平、操作人员的素质等方面的情况,消除非技术因素造成的影响。 冶金工程论文:冶金工程总承包项目的质量管理 摘 要:大型冶金工程具有投资大、建设周期长、参加单位多、合同执行控制难度大等特点,文章就冶金工程总承包项目的质量管理进行了探讨。 关键词:冶金;总承包;质量;管理 工程总承包(简称EPC,是英文Engineer procureconstruct 头字母缩写)是包括设计、设备采购、施工、安装和调试,直至竣工验收并对承包工程的质量、安全、工期、造价全面负责的工程建设模式。在冶金工程总承包模式下,业主往往将工程项目实施过程中可能会发生的成本、工期、安全等风险因素转移给承包商承担。因此,承包商应该充分了解工程总承包模式下的风险因素,在项目实施过程中重点加以防范。 1 冶金工程建设项目特点 复杂性程度高冶金企业大规模工程建设造价高,融资方式多,工艺、设备先进,参与人数多,利益相关者多,对环境的依赖和影响都比较大,时间长,所以相对于其它的项目而言,其复杂程度更高;项目进行中不确定性程度大冶金企业大规模工程建设项目受外部环境影响大,如天气、原材料价格、政府法规变化、周边社会关系等较容易影响项目进程;项目内部各利益相关者,如业主、监理、总包商、分包商、供应商、政府监管机构等各种变数较大;加之项目自身建设进度也在不断变更,其不确定性程度高,管理过程应牢牢把握渐进明细的特点;冶金企业大规模工程建设项目目标较易明确实行多目标管理,目标较稳定,建筑工程项目化管理己实行多年,积累了丰富的资料和经验,项目管理也多数采用目标式的责任承包管理;管理方式转变冶金企业大规模工程建设项目管理方式正由粗放型向现代项目管理转变。 2 冶金工程总承包项目质量管理的基本要求 2.1 提高项目管理及参与人员的质量意识。加强项目建设所有参与人员的质量意识培训,项目人员质量意识的提高对项目质量的影响是决定性的,特别是项目领导班子成员的质量意识尤其要加强。质量意识培训可采取自培、委培、聘请专家讲课等多种方式进行,要在公司、项目部、专业室各层面进行,并定期或不定期地检查考核培训的效果。 2.2 建立和完善项目经理负责制。项目经理负责制,是现代项目管理的核心之一。在该制度下,强调并突出项目经理的地位和作用,授予项目经理对项目的全面计划、组织、协调、控制的权利,并对项目目标的实现负总责。以设计为龙头的工程公司在总承包项目管理沿用了其基本思路。在项目部组建阶段就应明确参与项目的人员职责,形成相对独立的、以项目经理为团队的管理型队伍,这种管理是技术和行政上的统一与协调,这样便于项目经理主动及时地协调相关项目资源、部门资源甚至其它外部资源共同处理项目问题,从根本上保证了工程总承包项目经理负责制的落实。 3 目前冶金工程总承包项目质量管理存在的问题 3.1 项目人力资源投入不足。作为总承包企业来说,总是希望多拿订单,提高企业的经济效益,但是,面对多个项目同时进行的局面,为了降低人力成本,许多项目没有专职的质量管理人员,质量管理是由某个专业的技术人员兼任的,而专业人员在各项目间频繁流动,造成了质量管理不到位。 3.2 项目的质量策划流于形式。很多项目经理往往关注项目的进度、费用,对质量控制的重视程度要低于进度和费用,所以造成了质量策划只停留在纸上,没有针对每个项目进行认真的策划,编制的质量计划也只是些空洞的计划,没有可操作性和指导性。 3.3 项目管理没有从源头把关。从项目的源头设计中没有对质量进行有效的控制。设计输出没有满足设计输入的要求。造成在后面的施工中问题暴露出来。设计变更过多,影响了项目质量。 3.4 施工过程中的质量控制不严。没有按照质量管理体系的要求进行有效的过程控制,没有合理地设置质量控制点,部分过程失控,造成项目质量不稳定。 3.5 项目管理及参与人员责任心不强。质量问题的主要原因有技术上的原因,但更多的是管理和责任心的问题,做任何事没有高度的责任心是不可能做好的,质量管理上更是如此。如果我们的每一位员工都有一颗责任心,在我们的心中就会树立“质量第一”、“质量至上”的观点和意识,就会在工作中自觉地遵守规范和制度,那么我们的工程质量就会得到保证。 4 做好质量管理的策划工作 每个项目均应有质量策划活动。项目质量策划主要是确定项目质量目标及为达到这些目标所应开展的活动,并编制项目质量计划。在项目开展之初,项目经理应组织总包项目部主要人员对项目实施的全过程进行策划,配置专职质量管理人员,同时要明确总包项目部所有人员的质量职责和权限,项目质量是全体人员共同参与、尽职和有效协作的结果,不单是质量管理人员的事。项目质量策划主要应考虑: 涉及质量管理及控制的人力资源、经费和质量职责的分配;必要的设备、资源、技能的确定和获取;规定所选择的过程及所采用的程序和作业指导书;确定质量管理及控制所需的输入(如:业主要求、社会要求和公司要求等)和接口(如:与业主及其他受益者之间,与公司职能部门之间,总包项目部内部的组织接口和技术接口等)管理;判定项目管理目标和指标,确认采用的标准和验收准则,确定适当的验证活动;确定项目质量记录控制要求;编制质量计划。 5 质量管理的优化 质量、进度、成本管理是整个项目管理的三大约束目标,只有将三者进行最佳的组合,才能实现社会效益与企业效益的统一,才能达到质量高、进度快、成本低的目标。项目进度控制与质量控制、成本控制一样,也是项目的主要内容之一,是实现项目管理目标的主要有效途径。项目进度的合理安排和有效控制,对保证项目的质量和成本有直接的影响,科学而符合要求的进度,有利于控制成本和质量。 比如:我们在某大高炉的招标中,在耐火材料损耗率一项,某施工单位报价喷涂料损耗率仅为6%,而正常情况下喷涂工程的喷涂料损耗量较多,在原冶金筑炉工程概算定额中,喷涂料损耗率一般定为40%~45%,近年来随着喷涂工艺技术水平的不断提高,高水平的喷涂机械的引进及应用,损耗率大幅下降,大约可以控制在30%以内,但6%就太低了,目前即使采用最先进的喷涂施工技术、施工机械、也难以达到这个水平,如果按此损耗率执行,势必造成施工单位耐火喷涂施工亏损,经指正,施工单位二次报价中进行了修改。我们在招标过程中对个别指标并不是一味追求低价,而是坚持了实事求是、不低于最低成本价的原则。通过加强招标质量管理,保证施工企业获取正当利润,取得双赢,才是我们追求的目标。 6 结语 质量是企业生存的基础,同时也是企业发展的动力,冶金行业的总承包项目往往规模较大,系统复杂,其质量管理必须是全方位、全过程的管理才能满足需要,这就要求项目的质量管理必须正规化、制度化、标准化,这样才能使项目的质量管理工作有条不紊地进行,从而获得最佳的效果。 冶金工程论文:冶金工程中机械设备安装施工及维护分析 摘 要:机械设备一直是国民经济发展的重要基础,冶金工程是我国工业发展中重要的组成部分,一直以来,我国都十分重视冶金工程的发展。冶金机械的安装及使用对冶金工程具有十分重要的作用,伴随着经济社会的不断发展,我国冶金工程不断前进,但是,我国的冶金环境十分特殊,具有复杂的工作环境,导致许多冶金设备经常处于高强度的工作状态下,生产的高效率及连续性经常不能得到有效保障。由此可见,冶金设备的安装施工及后期的维护工作十分重要,对其近的分析研究也势在必行。 关键词:冶金机械;安装工程;要点分析 1 冶金工程中机械设备安装施工特点 冶金工程是国民经济中的重要基础工程,冶金设备的安装和使用是保障冶金工程顺利、高效率运行的有效保障,只有正确对冶金设备进行安装施工、在使用过程中积极维护,才能保障冶金工程的高效率运行。 冶金工程中机械设备的安装具有如下特点:(1)根据产品的设计进行安装,保障产品安装顺序正确,符合产品的设计使用标准。(2)确保机械产品在安装过程中精度准确,按照机械安装的最高标准执行。(3)在进行冶金机械设备的安装过程中,要保障机械的各零部件之间牢固可靠。(4)因我国冶金工程多处在自然环境十分恶劣的地区,因此,我国冶金机械设备的安装还要考虑自然因素的影响,具体问题具体分析,使其适合特殊的自然环境要求。 2 冶金工程中机械设备安装施工的要点 2.1 优化设计施工组织方案 完整的施工方案可以为冶金工程的施工安装提供有效地保障,只有确立了完整的、符合要求的施工组织方案,才可以保障冶金工程的顺利开展与实施,为以后的冶金工作打下坚实基础。施工组织方案的设计不仅是基础,也是关键。一个优良的施工组织方案,能够为冶金工程带来更高的效率。因此,施工人员在进行方案设计时,不仅要考虑机械施工自身的细节,还要对产品质量、人力、自然环境等诸多因素进行合理考量,尽可能的优化设计施工方案。 2.2 做好冶金机械设备施工的准备工作 准备工作是冶金设备施工的基础工作,在进行冶金设备安装施工前应将全部准备工作处理妥当。首先要对冶金设备安装施工中需要的基础零部件进行准备,检查是否与机械安装本身所需的零部件一致,进行查缺补漏。其次要对零部件本身进行清洗,保障其没有脏污和污损处,保障其能正常使用。第三,要对关键连接部位的零部件进行润滑,保障其在安装施工过程中有效使用。第四,要对施工现场进行勘察,清理现场的不安全因素,搭建冶金设备安装时所需的支架等基础设备。 2.3 重视施工中的验收工作 对冶金机械施工的验收工作同样是冶金机械施工中的重要工作,对设备进行验收,可保障机械设备在安装过程中不出现质量问题,可以确保冶金机械施工的质量和效率。在进行验收时,一定要依据国家相关的机械设备验收标准,要保障机械的质量和工期。尤其是在进行混凝土浇筑施工的时候,在进行浇筑前,要预埋一定数量的地脚螺丝,这样可以保障后期的画线、打孔工作有效进行。验收人员在进行施工验收工作时,一定要严密关注地脚螺丝,确保其没有错位,且安装的尺寸符合国家标准。而且要验收下在混凝土上打的孔内壁是否清洁,不能有混凝土粉末,只有对这些工作都进行严格的验收才可以确保冶金机械安装施工工程的有序进行。 2.4 设置高精度的基准点与中心标板 在冶金机械的安装过程中,施工人员必须依据具体的施工要求和设计图纸进行安装,由于冶金机械安装施工具有特殊性,必须保障机械的准确性和可靠性。 因此,在冶金机械设备的安装过程中一定要重视中心标版和基准点位置的设置,在设置时还要考虑施工的具体需要和周边的自然环境,保障其设置合理准确,并在施工图纸上具体标明。在进行中心标版和基准点的埋设时,最基本的是保障其牢固稳定,并在施工期间经常检查,保障其高度等符合施工要求,如发现问题、及时解决,避免导致严重的后果,影响冶金机械设备的施工进度。 2.5 进行垫板施工 在进行冶金机械设备的安装过程中,需要进行垫板设置。垫板处在施工的基础操作层面和机械的底座之间,起到传输和调整的作用,可以在施工中调整机械的高度以及将施工中产生的能量传给地面。在现阶段的冶金机械施工过程中,最主要的垫板施工方法包括研磨法和座浆法等。目前,我国主要采用座浆法,因为它具有实用性强、精度高、安装方便等特点。在材质选择上,垫板主要选择钢板类材料。 2.6 设备的调整定位 在工程即将完工时,要进行设备的调整定位。由于冶金工程具有特殊性,对机械的水平度、标高等都具有十分严格的要求,因此在进行施工过程中一定要设立一个表混的中心线,并将此中心线与设计图纸中的基准线保持一致,确保其偏差在最小范围内,此最小范围不可超过精度范围。一般情况下,中心线的材质应选择钢丝线,且钢丝线的粗细应在0.3mm-0.75mm之间。如若中心线与基准线之间的偏差超过精度范围,要及时的进性调整,找出偏差原因,并进行修正,将其偏差修正到基准范围内,才可以完工。 3 冶金机械设备维护方法与标准设置 3.1 冶金机械的维护方法 在冶金机械设备的使用过程中,机械设备的维护工作十分重要,只有做好冶金家机械设备的维护工作才能够确保冶金机械在使用过程中有效避免机械故障,保障机械的运行效率。第一,要对机械设定一个例行性的维护周期,每周一小检、每月一大检,保证能够及时发现机械在运行过程中的问题,发现问题要及时解决,不可忽视小问题。第二,要进行适当的预防维修,即在机械使用一定周期后,要对机械进行故障排除和零部件清洗工作,排除可能导致机械故障的因素,维护机械的稳定运行。第三,要进行改善维护,机械的技术是在不断创新的,而且根据冶金工程的具体需求,对机械的使用要求也是不同的,在新的需求出现时,技术维护人员应该对机械进行改善维护,以提高机械的运行效率和运转能力。当然,在进行冶金机械的维护过程中不能仅仅关注以上三点,还应该多进行机械维护的的创新性活动,多多研究如何提高机械性能,提高冶金机械的无故障期,提高冶金机械的使用效率。 3.2 冶金机械的维护标准设置 在冶金机械的维护过程中,一定要设置一个具体的维护标准,让机械的维护工作有据可循。在维护标准的设置过程中,一定要考虑机械的具体需求和单位的具体环境,不可盲目设置。主要应参考以下几个方面:(1)设定具体的维护周期,维护周期的设定要考虑本单位的具体情况,符合本单位的施工周期。(2)制定具体的维护检测指标,统计故障发生的次数、周期、具体现象等。(3)制定具体的维护机制和维护方法,在操作过程中维护人员应该能够根据具体问题找出影响和潜在的问题,不能只进行表面的维护工作。当然,在具体的维护工作中,还应当具体问题集体分析,但是维护标准的设定是势在必行的。 4 结束语 伴随着国民经济的不断发展和社会的不断进步,我国的冶金工程也在不断发展,我国相关行业不断推陈出新,许多新的冶金机械设备不断涌现、新的创新技术不断研发。再此基础上,我国冶金行业对冶金机械的要求也越来越高,不仅是在安装精度和安装要点上,更多的行业人员要求机械更加自动化和智能化、规范化。由此可见,冶金机械设备的安装与施工是重中之重,相关施工人员在进行冶金机械安装施工时,一定要严格按照图纸需求进行,做好先关准备工作和验收工作,保障机械设备在冶金过程中安全有效的运行,降低机械事故的发生率,提高机械设备使用人员的安全性,提高冶金工程的生产效率。 冶金工程论文:仿真软件在冶金工程教学中的应用 【摘要】仿真实践教学在冶金类专业教学中具有很高的实用价值,能弥补传统实践教学的诸多不足。在冶金工程专业教学中适当应用仿真技术,可以大大提高教学效率,提升学生的综合能力。 【关键词】仿真技术;实践教学;应用 目前钢铁行业受到行业背景的冲击,出现了“寒冬”现象,企业效益和发展生存受到挑战,对接收学生实习的积极性不断下降,即使接收学生实习,时间也被大大缩短,冶金工程专业的学生在实习中企业很少给动手操作的机会,教学效果难以达到教学目标的要求。若将先进计算机仿真技术应用于实习教学环节中,能弥补传统教学的不足之处。 一、仿真技术在实践教学中的必要性 随着计算机技术与网络的发展,仿真技术运用在各个学科领域和工程技术项目当中,为推进科技进步和经济发展起到了重要作用。同时,在高校实践教学中的作用也十分的突出。以计算机和专用设备为工具,人在虚拟的环境中可以获得和现实环境中相同的感受。并根据真实环境中的理论和实际操作情况在虚拟的环境中进行操作、验证、设计、运行等教学方式。在教育教学中应用仿真软件,对提高教学成效,促进教学相长有十分重要的意义。 目前,仿真技术主要应用于电子信息、机械加工、工程管理等相关专业的实践教学,在冶金工程技术专业的应用还不是太广泛。冶金工艺技术类课程是冶金技术专业的必修课程,该类课程主要特点是将原理整合到工艺中,在理解原理的基础上制定合理的冶金工艺制度,解决实际生产问题。传统的教学模式中,原理和工艺不能有效的融合在一起,原理苦涩难懂,工艺不能联系实际生产情况。现代钢铁企业设备多,人员多、规模大,到冶金企业当中开展实践教学会受到很多因素的影响与制约。学生无法接触到大量实际操作,只能走马观花似的对冶金工艺流程及设备有表面的了解。在相关的课程教学中,仅仅依靠图片、动画、视频资料是远远不够的,所以教学效果并不理想。因此,改善教学方法和教学模式,加强仿真技术教学在冶金工程技术专业实践教学中的应用是十分重要的。 二、仿真技术在实践教学中的应用 传统的实践教学多为教师带队赴钢铁企业参观认知实习,传统的实践教学很难保证实习的系统性。授课过程受到现场噪音、现场生产调度、设备和人身安全等因素的影响。在此就造成了不能保证每位学生都有足够的时间详细的了解每个生产环节的生产工艺及操作制度。学生在带队教师或现场人员的讲解下被动接受知识,缺乏自主学习意识。同时,现场时间产生交通、住宿、厂方协商等多项费用,增加学生培养成本。因此在传统实践教学中操作和培训的效率低,教师工作量大,教学成本高。 利用计算机仿真技术,进一步辅助教学,可实现同步教学,通用性强,经济性良好。模拟仿真系统以计算机为平台,配以丰富和真实的界面显示,再现钢铁企业生产现场,搭建虚拟的烧结、炼铁、炼钢、精炼、连铸、轧钢等生产实践平台。学生进入平台进行实践学习,实现人机交互。可以使抽象的内容具体化,形象化,教学生动性得以加强。 在实习实训教学中运用计算机仿真教学是解决上述问题的有效途径。它可以有效的在计算机后台集成各类生产工艺模型,进行数据模拟运算,建立合理的评价管理体系。采用三维技术、动画技术等将现场工艺、设备逼真的呈现在计算机界面,极大的激发了学生学习兴趣。增强了教学的生动性、直观性和趣味性。可以建立完整的体系,教学时可以按照生产工艺先后顺序、设备工作原理进行系统性讲授。可以说,这是冶金专业教学方面的一条捷径,可以投入较少的人力、物力出色的完成教学任务。 三、仿真实践教学平台功能 (一)丰富理论教学环节 仿真实践教学平台以冶金热力学、动力学为基础,将冶金原理与工业生产实际相结合,实现课本理论知识和实际操作的紧密结合。通过展示生动形象的动画视频资料刺激学生的感官,提高学生对生产操作的感性认识。在仿真实践教学平台中,知识的呈现多种多样,有很多模块和游戏,内容丰富;知识点难易程度适当,学生能够轻易的理解很多钢铁方面的知识。在教学过程中完整地再现钢铁生产工艺流程,使学生愉快的完成学习任务。 (二)完善实践教学环节 由于学生毫无生产实践经验,实习单位出于安全及经济效益等诸多因素的考虑,不能让学生进行现场体验操作,实习效果大打折扣,实践能力难以得到提升。针对以上问题,学院引入仿真实践教学平台,打破时间和空间的限制,为学生建立多维的专业实习平台。在仿真实践教学平台中,学生自行设计生产工艺路径和参数,学生能够因变量错误或操作错误导致异常工况,便于学生提高分析问题、解决问题的能力。通过仿真实践教学平台,学生能掌握钢铁企业中各个岗位的操作技能,增加实践能力和创新能力。 总之,冶金仿真实践教学的这一新的教学模式的应用还在起步和研究阶段,利用现有资源,只要积极思考在应用中产生的问题并加以分析解决,加之与理论知识有效结合和互补,一定会达到良好的教学效果。 冶金工程论文:浅谈在新环境下提升冶金工程企业经营能力的方法 摘要:在“新常态”的背景下,本文通过冶金工程企业管理模式、制度建设、盈利水平等方面的调查和分析,寻找冶金工程企业薄弱环节,针对薄弱环节提出合理的改进方案以提升企业的经营能力。 关键词:经营能力;新环境;冶金工程 在经济的全球化趋势不断加强以及市场环境的深刻变化的新常态下,冶金工程企业的发展进入了停滞甚至衰退的周期,如何通过自身的调整以应对经济形势的低迷成为了当前冶金工程企业面对的新课题。在文中作者提出了从管理层面、制度层面、企业文化层面和核心竞争力层面四个层面对企业进行改造的思路。 一、我们当前面对的新环境的主要特点 第一,经济全球化趋势不断加强。经济全球化主要表现是:一是国际贸易规模不断扩大;二是国际直接投资遍及全球;三是金融国际化趋势更为明显。全球化使得每一个企业都面临着国际性的竞争。当代企业及其管理者正应付着经济全球化带来的相互依存及产品、服务、资本、人力资源的跨国界流动。面对这种不断增强的相互依存性,很多企业正在调整他们的组织管理方式,使其能够适应全球化的要求。 第二,市场环境发生深刻变化。这一变化主要体现为:一是市场变化莫测。信息传递及技术更新的加快及产品生命周期的缩短,使得市场变化加快,市场需求更加难以预测;二是市场竞争加剧。信息获取的便捷,技术创新过程的加快,垄断变得越来越困难。为求得生存与发展,企业间的竞争更加激烈,这就要求企业必须根据竞争的变化,及时做出变革与调整;三是顾客需求的多样化和个性化。这就要求企业的经营中心必须从传统的低成本高效益转向顾客需求的满足,从产品观念转向顾客观念,必须针对顾客的需求及时做出反应。 二、基于新的市场环境作者认为应从以下四个方面提升企业的经营能力 第一,加强领导班子的决策能力。一个企业的成败关键在于领导班子对瞬息万变的市场情况表现出的判断力和决策力。而决策力很大程度上取决于是否能对信息进行全面把控,好的决策必须与企业的短期利益和长期战略相结合。决策的制定要从一下四个方面考虑。(1)考虑企业目标的方面。企业的发展需要可行的短期目标更需要长远的战略目标,短期目标一般是以满足客户要求为目标,战略目标则是挖掘潜在客户甚至培养客户;(2)考虑可行性方面。管理层在做决策时必须要考虑到决策的可执行性,通过标准化、规范化的管理提高员工执行决策的效率;(3)考虑到创新性的方面。做出这样决策要求决策制定者要饱有激情而又不畏风险的;(4)考虑到企业固有文化方面。这一方面有助于企业团结一致,形成强有力的团队合作精神。在企业发展的不同阶段,决策者要从不同的方面考虑问题,每个方面对决策的影响是不同的。水平高的领导班子可以协调考虑四个方面,针对不同时期的不同问题做出系统性的决策,避免无谓的错误。 第二,建立企业内部法人制度。通过对企业组织结构调整可以对企业内部人员关系进行调整,利于解决内部矛盾和协调与组织外部利益关系。企业内部的组织结构是企业战略规划实现的媒介,而组织结构的调整往往落后于战略规划的改变,所以要根据企业战略与市场情况的变化来适度的调整组织结构。组织变革的过程也可以说是一次权利在分配的过程,现代企业制度的特点是平衡,在其中董事会、经理、监事形成一个互相制衡的权利体系。但是很多企业变革失败的根本原因在于既得利益集团不愿放弃权利并动用一切手段破坏变革。其结果要么是企业分崩离析要么是企业内部责任权利不对等,导致大部分成员工作积极性下降创新精神受挫,企业最终进入衰退期。 过度集权的体制会导致组织失去活力,所有人都一门心思向权利中央晋升,这样的组织难以学习新的技术。作为企业高层应该以更为高远的格局来看待权利的下放,将权利下放赋予组织活力和未来。一个有活力的组织首先应该是由一个个小而精的组织;其次应该是一个不仅仅由上至下传达命令的组织而是一个信息可以横向传递并向上传递的组织;再次应该是一个适应互联网时代的组织。 第三,建立以人为本的企业文化。建立以人为本的企业文化是要充分激发员工发展自我的优势打造“个性化企业”,在这样的结构中员工不再是玩去服从与领导层的个体,鼓励每个个体对其感兴趣的方面深入学习,是组织管理具有灵活性的特点。最重要的是通过制度创新激发基层员工的积极性和创造性。在建设以人为本的企业文化时要重视以下几点。第一,以股权激励的方式提升员工的归属感,重点鼓励业绩突出员工。第二,加强员工自我监督的意识,避免创新性小组织带来的局面混乱。第三,鼓励创新性思维,对失败和风险要有容忍度。第四,要成立专门的部门体恤职工的困难给予职工必要的关怀。 第四,关注核心竞争力的培育。企业的竞争优势来源于核心竞争力,核心竞争力来源于对现有资源和技能的创新与整合,甚至优秀的管理方法也是一种竞争力。核心竞争力帮助企业不断获得利润,同时又难以被其他企业模仿。核心竞争力是企业发展的动力源,因此企业一要利用有限的资源整合出具有差异化的竞争优势;二要重视技术人才,为他们提供力所能及的支持与鼓励并建设技术创新机制,通过研发出的新技术新手段,既要对传统产业模式进行改造,也要涉足新兴技术产业;三要建设学习型组织,学习型组织是促进企业不断发展不断进化的动力,一个拒绝学习的组织或个人终将被时代所淘汰;四要灵活化管理团队,一个僵化的组织必定失去活力与竞争优势,但灵活管理也要把握程度严防企业管理陷入混乱。 冶金工程论文:钢铁冶金工程中项目管理的挑战及应对策略探究 【摘要】随着社会的发展,经济的进步,钢铁冶金工程的发展十分迅速,钢铁冶金工程在面临挑战的同时也面临着机遇。本文对钢铁冶金工程中项目管理的内涵进行了解释,对其项目中面临的挑战和应对政策进行了分析,通过对钢铁冶金工程中每个阶段所面临的挑战和应对政策进行了探究。 【关键词】钢铁冶金工程;项目管理;挑战;对策 一、 对钢铁冶金工程中项目管理的理解 对于项目管理可以归属于组织管理资源,项目是在限定众多要求(范围、质量、时间和成本等)中实现的,项目并非是永久的单次使用,其成品或或者相关服务具有增值的作用,是在变化的,其有着不同的特色,对于钢铁冶金工程中的项目管理,其作用是巨大的,与此同时会得到进一步的发展。对于现如今的钢铁冶金工程中的项目管理,其分化是详细的,将其分成众多细小的任务,通过对实际问题的分析以此来完成每一个细小的任务。项目管理会由不同的活动一起组成。对于项目的质量,则是取决于范围、时间和成本,只有三者共同的完善,钢铁冶金工程中项目的管理才会具有高质量。 二、 钢铁冶金工程中项目管理的挑战 对于较多的钢铁企业,对于钢铁冶金工程的设计主要是取决于设计公司和相关工作人员,对于项目的实施则是归属于项目管理队伍,当整个工程完成时,项目管理的属性就会转变,其主要任务是对钢铁冶金厂的维护和管理,对于这种模式,就会存在其缺点,比如说项目工作人员缺乏经验,,无法处理一些紧急状况,由此会导致项目的整体管理效率降低,针对不同的部门、个体其要求是不同的,对于项目管理中每个要素的技能为得到提高,对于众多挑战的存在,就会导致项目管理中缺失一些独特的特征。 (一) 项目沟通中出现的问题 对于项目的沟通,相关负责人和管理人员之间没有提供充足的数据,无法保证项目参加人员的正常工作,彼此间的沟通没有正常的规划,如若传达相关信息或者回馈相关信息,其效率的低下的,由此会导致项目管理的实施进度缓慢。 (二) 不符合实际情况的项目截止时间 对于大多数钢铁冶金工程,存在较为普遍的一个问题就是整个工程的延期,显而易见的问题,对于导致工期的原因主要是由于不符合实际情况的项目截止时间,也就是说规划的截止时间是不切实际的,对于规划的截止时间不切实际,主要是无法对具体问题进行分析,以及没有及时的与相关人员进行交流,保证工期的合理性。 (三) 对于项目风险未做全面评估 对于项目中存在的危险,项目管理人员只是进行简单的考虑,将一些风险呈现在纸面上,然而对于风险的评估是不到位的,并没有结合实际问题进行全面考虑,也就没有指定相应的应急措施来进行保护,由此导致的风险是巨大的。 (四) 缺乏必须的经验,问责缺失 对于项目中的每一个细小的任务必须有相关的人员进行负责,然而被分配的人员对于相关的经验确实缺少的,存在着个人能力不足的问题,无法保证项目的顺利实施,由此导致项目的质量和效率问题。当项目中出现问题时,相关负责人却未进行问责,项目整体运行受到影响。 (五) 把握程度不足促使项目范围发生变化 在一些钢铁冶金工程项目管理中,由于把握程度不足,会造成该项目的范围发生改变,对于出现的这种问题,一些相关负责人员会进行改善,将影响项目质量的程度控制到最低。与此同时,对于项目管理中,同样会存在一些模糊不清的标准,管理人员和负责人员没有进行相互沟通,就会导致一些不必要的问题出现。 三、 钢铁冶金工程中项目管理的应对策略 (一)开始阶段 良好的选择现如今技术更新的速度不断加快,需要随时随地进行良好的更新,因此就需要筛选合适的咨询公司以及选取良好的技艺,以此对合适技术进行确定,保证项目工程管理中技术都是最新的最有利的。良好的选择是开始,才会保证良好的结局。 对原有的操作模式进行良好的修改传统的项目追求最低的成本,对与成本的控制往往是借助于自身资源,然而现阶段项目,往往利用工程的设计、采购以及施工总承包,这种模式的实施对于成本而言虽然是较高的,但出于日渐激烈的竞争市场,只有表现出自己本身具有的优势,才会促进自己的发展,只有采取良好的改革与创新,抛弃传统模式的缺点,将工期缩到最短,将资源利用率达到最高,才会保证钢铁冶金企业的竞争能力。 (二)规划阶段 在规划阶段,需要对项目的资金使用进行风险控制,对于钢铁冶金行业而言,其固定成本是较高的,因此就需要把企业的盈利水平,企业前期的融资和后期的投入资金都考虑在内,只有保证资金的顺利投入和使用,才能保证企业的顺利发展。与此同时在规划阶段要充分的考虑到各方面的条件,比如说基础设施条件、地理换件、资源的运输状况,这些都需要考虑在内,以此为基准做出评价。 在项目规划阶段,要增强其成本的竞争能力,这也是企业所追求的,在保证工作周期和限定的成本范围内,还应考虑到供应商的自身能力。注重于产业周围的商业条件,充分的去利用,以此来优化自我财务,保证项目的竞争能力。 (三)执行阶段以及竣工后 对于项目的接触最重要的是保证能够良好的管理项目,项目的管理仍然是以人为中心,所以说在项目的执行过程中,就需要对人力资源进行良好的分配,保证每一个细节都能良好的运行,确保把任务分配到每一个人,将责任确定到每一个人,只有每个人的努力才会换来整个项目的良好的运行。项目的执行必须严格的,只有其严格进行,质量才会得到保证。 在执行阶段必须要做好记录,包括项目的控制、资金的使用,与此同时需要进行必要的监督。把项目的每一个关键点都进行详细的规划,及时的寻找问题,保证项目在执行阶段的质量,每一个关键点都是重要的,都有其重要的作用。将执行阶段的每一步都进行良好的完善,完善的目标是将误差降到最下,而不是仅仅为了资源的节约。 在项目竣工以后,最先需要考虑的是对人员的聘请,与此同时需要对项目周围的设施进行完善,采取必要的措施保证员工的正常生活,在项目竣工以后,需要对项目进行必要的审核考察以及对工作的回顾,在工作的回顾过程也是对项目完善的过程,与此同时也是丰富项目管理的经验。 三、结束语 钢铁冶金工程的发展是十分迅速的,在其迅速发展的同时也面临着众多的挑战,在不断吸收以前经验的同时,进一步利用现如今的技术,在项目的开始、规划、执行和竣工各个阶段,都需要进行全面的考虑,保证整个项目的质量。钢铁冶金工程中项目的管理会遇到众多的挑战,需要勇于去挑战,抓住机遇,采取相应的对策,保证钢铁冶金工程的不断进步发展。 冶金工程论文:试析微波技术在冶金工程中的运用 摘 要:随着我国工业技术发展,和社会对于金属资源的需要。冶金行业在经济中的地位得到不断提升,社会对冶金行业生产技术的要求也在提高。另外,微波技术在工业和人们生活中得到了普及,微波是一种清洁干净的能源,将微波技术应用到冶金工程中可以提升金属的浸出、萃取效率,并节约更多资源,必定能够使冶金技术得到提升。该文将对微波技术的工作原理进行简要叙述,并分析当下微波技术在冶金工程中的应用,最后将会对微波技术在冶金工程中未来的发展进行展望。 关键词:微波技术 冶金工程 技术发展 浸出 萃取 在科技的支持下,冶金行业得到发展,同时冶金企业也在不断提升技术用以增加产量降低生产成本。微波技术出现后,得到广泛应用。现今微波技术在冶金领域得到广泛应用,尤其在萃取、浸出等工序中有着良好的效果。 1 微波技术的工作原理 微波是一个十分特殊的电磁波段,微波波长在1mm至1m之间,微波相应频率在300GHz至300MHz之间,其中民用的微波频率只有915MHz和2450MHz两个频率,微波虽然存在于无线电波和红外辐射之间,但是在产生方式、传播途径以及应用上都与二者有所不同。微波加热的工作原理如下,在磁场环境中,一些物质的分子会发生极化,分子将会随着微波场方向发生改变,在运动过程中极性分子会试图对自身速率进行调整,进而引起极性分子旋转。原子弹性散射会阻碍极性分子旋转,并导致能量耗散,将电磁能直接转化为热能,实现对物质加热升温的目的[1]。 微波加热有其明显的特点,与传统加热方式有很大不同。传统加热方式是传导式的加热,是一种通过外部热源由表面到内部的加热方式。微波加热是从对象材料内部进行,通过对象内部耗散来对目标进行加热,微波加热方式与传统方式相比也有其明显的优势。微波加热的方法是使受热目标本身成为发热体,这样能够使受热目标在加热的过程中做到受热均匀,避免了传统加热方式中存在的冷中心问题,无论受热物体的形状如何,都可以做到均匀受热。由于受热目标直接成为发热体,所有在微波加热的过程中,不需要经历热传导的过程,而且可以减少能耗提升受热速度。在微波的作用下,物质的原子和分子会发生高速振动,从而为化学反应建立更为有利的环境,进而降低能耗。微波加热可以在较低温度下完成杀菌保鲜的任务,微波加热快,对食物内维生素等物质活性能够做到最大程度的保留,而且微波本身不会产生废渣、废气等有害物质,更利于环境保护。 2 微波技术在冶金中的应用 微波技术在当今的冶金中应用广泛,主要包含微波辅助萃取、微波强化浸出、微波干燥、微波碳热还原和微波烧结等应用。 2.1 微波作为萃取辅助 微波技术在实际工作中应用有很多,微波能够穿过萃取介质,对加热物直接进行加热。因此在萃取的过程中,运用微波技术可以对萃取工作中的传质加热,继而减少萃取工作的时间,可以有效的提高萃取效率[2]。微波技术在对萃取进行辅助时,极性溶剂吸收微波的能力要更强,而且在微波条件下更容易提升溶剂活性,所以在萃取中,使用极性溶剂要优于非极性溶剂,使用极性溶剂能够和被萃取物产生更好的效果。在铂(Ⅱ)和钯(Ⅱ)络阴离子的萃取及分配行为中,可以发现在微波辐射下,分配比和饱和吸附容量得到了增大,萃取率有效提升,使用微波技术辅助萃取能够使萃取速率增大。 2.2 浸出应用微波技术 随着资源的不断开采,一些低质量的冶金原料也被当作冶金原料使用,对于低质量原料的处理工作难度越来越大,使用传统的湿法冶金工艺手段能够有效对这些低质量矿石进行处理,但是浸出率低,处理时间长,影响工作效率[3]。一些学者尝试将微波技术应用于这一工作中,并取得了良好的进展。纳库马尔等人在对低质量且难浸的金矿进行了微波预处理,在对试验结果分析后发现,矿石中的总碳量降低的值接近70%,而矿物中的致密硫化物被氧化成为了结构更为稀松的氧化物。将接受微波处理后的金矿放入氰化物中浸出,金回收率在95%以上,可发现利用微波处理后的浸出效果明显。另外,丁伟安在硫化铜精矿三氯化铁浸出反应的研究中,对微波的运用也进行了探讨。在硫化铜精矿三氯化铁浸出反应实验中,在使用微波加热后,浸出的速率有明显的提高,而且物质间出现反应的时间也在缩短,表面微波技术应用于浸出中的有效性。 2.3 微波应用于干燥处理 干燥处理是微波技术的最基本应用,水在微波的作用下会产生强烈的反应,水是有效吸收微波的物质。与传统通过辐射达到干燥的手段相比,微波干燥具有更多的优势,使用微波技术速度更快,更加有效的对物品起到更好的保护[4]。 库萨卡等学者在硼酸干燥实验中运用了微波技术,微波功率设定在100~700W间。在实验中,实验对象的温度在微波加热下迅速接近100℃,随后温度迅速下降,这说明水分已经快速脱离了实验对象。实验后对实验样品进行观察,发现样品在物理形态上并没有发生变化,而且硼酸中的结晶水没有在微波加热下发生分解,微波干燥用时短应用微波技术进行干燥不但速度快,而且安全性高,能够很好的保护加热对象。 2.4 微波碳热还原 碳在冶金中有着重要的作用,充当着冶金中的还原剂,可以有效的吸收微波,在微波条件下,碳可以快速升温,当碳迅速升温后其还原力得到增强。微波碳热还原技术的目的就是利用碳吸收微波的能力来还原氧化物,还原后将得到用于冶金的金属和化合物。 斯坦迪斯等人在对铁矿石微波碳热还原进行研究的过程中发现,通过微波加热的方法,能够有效解决在传统加热方法中一直存在的“冷中心”技术瓶颈。在微波加热的条件下,碳热还原率迅速提升。加拿大学者也曾经进行过此类实验,通过微波技术来处理含铁废渣,在微波加热废渣的同时,加入磁铁矿和碳,加热速度得到提升的同时,还回收了废渣中的铁矿,实现了资源的再回收[5]。 2.5 微波烧结 微波烧结是利用微波技术对材料进行加热,并提升至烧结温度实现材料的致密化。在进行微波烧结的过程中,升温速度快,但是在材料内部温度始终保持均匀,材料晶粒会受到抑制,材料质量会提升。 罗春峰等人对微波烧结进行研究,以粉末冶金铁基材料的烧结工艺与性能为研究主体,并和传统的真空烧结工艺进行对比。对实验结果进行分析后得出的结果表明,通过微波烧结,使粉末冶金铁基材料在1280℃的温度下保温10min,能够使材料达到95.8%的相对密度,进而增强了材料的硬度和抗拉强度。 3 微波技术在冶金工程中未来的发展 微波技术在冶金工程中的应用领域已经越来越多,使用微波技术能够提升金属的回收率、降低冶金技术的能耗、减少工作时间等,微波技术在冶金行业中有着广阔的发展前景。微波技术在冶金中的应用愈加成熟,但是随着生产需要,微波协调其他外场技术在冶金中的应用必须得到发展。如超声波技术能够通过空化反应将悬浮在溶液上的团聚颗粒进行粉碎,使水溶液吸收微波性能提升。但是类似于这种外场技术的联合工作技术尚不成熟,仍然需要进行完善和增加。外场技术的联用符合冶金行业发展需要,是冶金行业发展的必然趋势,因此,广大冶金行业研究者和工作者,应在实践中刻苦攻关,实现技术的发展。 4 结语 微波技术在冶金工程中得到良好的发展,对冶金技术有着巨大的帮助。但是相关研究者和从业人员也应该认识到,为了适应为了发展需要,必须要加强微波技术与其他外场技术的结合,提升技术联合能力,共同为冶金工程发展做出贡献。 冶金工程论文:浅谈冶金工程自动化的发展现状及趋势 摘要:冶金自动化技术作为自动化在冶金行业的应用技术,其发展轨迹既遵从自动化学科自身的发展规律,也与钢铁工业的发展,包括工艺路线演化、制造装备的更迭、生产流程和组织方式、企业运营模式的改革和进步等密切关联。本文首先分析了冶金工程自动化技术的技术概况,然后归纳了冶金工程自动化的发展现状及技术难点,最后阐述了冶金工程自动化的发展趋势及发展战略。 关键词:冶金工程;自动化;过程控制 ;设备状态;信息 一、冶金工程自动化技术分析 冶金生产企业采用计算机进行自动控制和管理。 (一)过程控制 冶金企业生产过程自动控制系统由检测仪表、程序控制器和过程计算机组成,能完成物料的跟踪、设备状态的监测和控制、工艺参数的监测和控制、操作指导、生产参数的记录和打印报表以及其他辅助功能。 1、物料跟踪 对炉料、铁水、钢坯等的分布情况、位置和速度进行跟踪。物料跟踪系统由检测仪表和记录装置组成。例如在轧钢厂中,板坯的跟踪和检测仪表系统由分布在整个轧制线的红外检测器组成,它们按区域划分。高温轧件在轧制线上的运动过程中,红外线检测仪表将测到的信号送往计算机,由计算机加以记录并对每个轧件编号跟踪,以便加以控制。 2、设备状态的监测和控制 包括对位置、速度、流量、温度等参数的监控,例如对高炉热风炉的风量和温度以及对轧钢机压下位置的控制等。通常由检测机构、控制器和执行机构组成设备状态的闭环控制系统。在冶金工厂中大多采用这类控制系统对炉窑、机械、电机等设备进行控制。 3、工艺参数的监测和控制 主要采用机械、电气、物理的手段来控制产品的数量、尺寸、温度、性能、成分等,例如高炉的布料控制、炉温控制、连轧机的厚度控制、钢板冷却系统的温度控制等。 4、操作指导 向操作人员显示有关生产设备和产品的数据和信号,以便操作人员能正确地登记、管理和操作设备,控制产品质量和处理故障等。显示装置有大屏幕模拟盘和荧光屏显示器等。现代冶金工厂大多采用大屏幕显示器进行操作指导。 5、记录和报表 自动记录生产过程的各种数据,包括工艺参数、生产数据、质量数据等,并自动打印生产报告书。 6、其他功能 采用自动编号装置、自动方向显示器和人工智能技术为仪表的记录纸编号、自动显示产品的去向、指导发运以及完成一些复杂操作等。 (二)生产管理 冶金企业生产管理系统由中央计算机、若干台过程管理计算机、几百台输入输出终端和通信系统组成,大部分终端装置布置在整个生产的各个环节之中。从原料到高炉、炼钢、轧钢、一直到成品发运的各种信息可以及时通过这些终端、过程控制计算机和通信系统送到中央计算机和过程管理计算机的存储器中。 同时管理人员通过设置在管理部门的终端将各种指令送到管理计算机,然后又可以送到各生产岗位。这种计算机生产管理信息系统,可及时地反映出整个大生产过程的千变万化。 因而只要向计算机查询就可以了解整个生产过程的实际情况和数据。通过计算机的统计分析、逻辑判断、数学模型的计算和管理人员的指令又可反过来控制整个冶金工厂的生产。所以冶金企业生产管理系统可以把整个冶金企业的生产计划、记录、数据报表、财务核算、经济分析、设备运行情况统一起来。它的主要功能是:管理产品合同;安排生产计划和作业计划;掌握资金库存和流向以及设备运行和备件库存情况;对生产进行最优化管理。 二、冶金工程自动化的发展现状及存在的难点 (一)发展现状 近年来,我国的钢铁工业进入了快速发展期,同时冶金工业自动化已经有了较快的发展,出现了一些如宝山钢铁股份有限公司那样具备世界先进自动化水平的钢铁企业,其他国内大中型钢铁公司也大都配备了自动化系统,各个工艺流程上不仅有先进的单机自动化系统,而且也有功能完善的管控一体化系统。自动化在保证冶金工业达到高效、优质、低耗、安全和环保等方面起到了很大作用。 在基础控制和过程控制方面,国内新建或改建的一些高炉、转炉、工业炉均采用了DCS和PLC,有的还配置了过程控制计算机。 在信息化方面,随着钢铁企业管理水平的不断提高,“信息化带动工业化”已经成为冶金工业的共识。很多企业构建的融合了企业核心业务的企业信息网,成为企业生产经营的重要设施,为企业的信息化奠定了坚实的基础。 (二)存在的难点 1、基于数字模拟和仿真技术,实现冶金全流程动态分析、评估和精准设计。 2、综合考虑生产效率、能耗物耗和环境指标的多目标实时优化。 3、产品指标、运行指标和控制指标协同的全面闭环控制。 4、数据驱动和知识驱动相结合的复杂过程建模和先进过程控制。 5、先进传感技术和软测量结合的关键工艺参数的在线连续测量。 6、综合考虑物质流、能量流优化的先进能源管理和控制。 三、冶金工程自动化的发展趋势及发展战略 (一)发展趋势 我国冶金工程自动化技术在自动化技术和冶金行业的需求下,必将取得飞跃式发展。 1、在过程控制方面,将采用先进传感器、光机电一体化技术和数据处理等技术对冶金工艺流程实施在线连续检测。 2、在生产管理控制方面,一方面实现纵向信息集成,即管理一计划一生产一控制;另一方面整合实时数据和关系数据库,运用数据挖掘,为生产管理控制的决策提供依据。 3、在企业信息化方面,将逐步实现管控一体化,做到实时性能管理。 同时,我国在自动化方面将紧跟世界的发展趋势,吸收和借鉴国外先进的自动化技术为我国的冶金行业服务。 (二)发展战略 进入二十一世纪,钢铁企业的发展将受到原矿、原料、能源,以及环境保护等方面的制约。特别是市场对钢铁产品的需求将会由原来的少品种大批量走向多品种小批量高质量高附加值的需求发展。因此,钢铁企业必须改变过去那种单纯求规模、求吨位的发展模式,而转向根据市场需求迅速组织生产,满足用户需要的市场化生产模式。这就要求钢铁企业加大科技投入,加速技术改造,促进科技进步,缩短产品改型换代周期,尽快满足市场需求,向科技要效益,向时间要效益。要做到以下几点: 1、加强产、学、研联合 充分协调企业、高校、研究所的关系,建立长期的伙伴关系,提高科研成果的转化率。积极自主创新,改变国外公司在核心技术方面的垄断地位。 2、实现工业化和信息化的有机结合 鉴于国外经验,先进工艺与自动化结合时,自动化技术要在前期进入到冶金过程设计中去。将信息技术与系统工程技术相结合,对操作工艺进行优化,提高技术性能指标。 3、把数学建模、专家经验和可视化技术结合起来,实现钢铁冶炼、连铸、轧钢的过程优化。 4、企业应当关注直接还原和熔融还原等新型冶金流程对自动化技术的新需求,准确把握自动化技术的发展方向。 5、充分发挥技术管理员和质量管理体系的作用,用于开发新品种,提高产品质量。 6、面向市场,服务市场,在市场竞争中获胜。 另外,企业也要关注原材料条件、能源的供应状况、企业的管理水平、操作人员的素质等方面的情况,消除非技术因素造成的影响。 冶金工程论文:刍议职业技校冶金工程专业教学 摘要:本文分析了职业技校冶金工程专业的教学现状,并提出了从教材建设、课程设置、教学手段等方面进行努力,推进职业技校冶金工程专业的教学改革。 关键词:职业技校;冶金工程专业 1.教学中存在的问题 1.1专业划分过细,专业培养方向与口径过窄。专业划分依然未能摆脱有色、黑色分家束缚而教学过程又把有色金属按轻冶、重冶、贵金属冶炼等方向来进行培养。这些问题虽经改进,但至今仍对现阶段冶金工程专业的课程设置有所影响。 1.2在文化基础课――专业课――专业基础课的课程体系中,有重专业课轻专业基础课的倾向。这种倾向最终造成了专业基础课学时数偏少,学生专业基础知识不牢,对专业课中过细过精的教学内容难以理解的被动局面。经常形成在专业课教学中给学生补专业基础课的情形。近年来,随着教育体制改革的深化和社会对冶金高技能人才需求的转变,大部分高等专科学校为了适应这一变化,先后转型成为高等职业技术学校。这一变革过程中又凸显了原有课程体系中的另一个问题:实践性的课程所占比例很小,尤其是专业基本技能课程较少,严重影响到了学生对基本职业技能的训练和培养。 1.3缺少教材 。职业技校冶金工程专业的教学中遇到的另一个带有普遍性的问题是缺少适用的教材。由于缺少经过统编的教材,很多院校只有仍沿用过去冶金部统编的专科教材。使用专科教材,给教学带来了一些不利影响: (1)这些教材过于侧重理论知识的教学,对实践性的冶金职业技能的培养问题探讨不够充分; (2)教材编写时间较早,更新速度慢,不能满足教学需求。另外,为了满足教学需求有时采用的是本科教材或中专的教材,从而造成了教材内容深浅不一,影响了教学效果。 1.4教学内容陈旧单一,教学手段单调。职业技校冶金工程专业的教学内容过于陈旧单一,内容陈旧突出反映在专业技能训练课程中讨论的仍然是而是甚至三十年前的工艺、流程,未能紧跟上现代冶金工业发展的步伐。内容单一集中体现在仍然只注重分专业的冶金知识的传授,没有与采、选、加工等相关学科进行串联教学,教学手段和教学方法过于单调。仍然以讲授为主,没有从根本上改变传统教学方式。很少把现代化的多媒体教学工具应用到教学中,也很少进行实践性教学,从而没能有效激发学生学习的兴趣,也不能培养学生的专业技能和创造性。 2.教学方法的改革 专业英语应强调专业方面语言的应用,力求达到以英语为工具获取和交流信息的教学目的。因此教学宜采用教师课堂讲授和学生课下训练相结合的方法,做到教师指导和学生研读相结合,语言学习和专业应用相结合、阅读文献和学术交流相结合。在教学过程中使用下述的教学方法: 2.1将课堂变成学生畅所欲言的讨论场所。在每次讲授新课程之前,让学生自己收集与本课程内容相关的英文资料。英文资料的获取途径可以是利用图书馆纸质版英文期刊和从网上下载相关资料。学生收集资料后,用英文配备简单的解说词。鼓励学生利用现有设备将准备好的材料作成ppt,或利用投影仪在课堂上讲解,其他学生可根据其讲述的内容进行提问。教师根据每个学生的课堂表现给出平时成绩,这将极大地促进学生的学习兴趣和提高学习效果。虽然准备资料要占用学生很多课余时间,但这种方法将培养和锻炼学生的口语、语言表达和反应能力。 2.2在每一节课之前,在多媒体课件中专门设计学生对前一次课所讲内容掌握程度的知识问答。包括单词、短语、英译汉等内容,并限制学生的回答时间。这种教学方法,可以使学生温故知新,牢固掌握所学知识。 在目前设置的课时内讲授专业英语写作是不可能的。然而,专业英语写作的基础之一是熟悉科技英语,熟读专业英文期刊上的文章是一种很好的训练专业英语写作的方法。可以向学生推荐相关专业重要的英文期刊,如冶金工程专业的JOURNAL OF IRON AND STEEL RESEARCH, Powder Technology,Iron and Steel making等。通过阅读,学生可以熟悉科技英语的写作格式,对于将来的学习和工作大有益处。 3.重视教学方法与手段的丰富和创新 教学内容要根据市场对人才的需求和冶金技术发展趋势来进行灵活的安排与调整,做到"一进一退"来适应学生就业的需要。"一进"是指把教学延伸到采矿、选矿的部分,使冶金专业的学生能了解采矿、选矿的基础知识,掌握从采矿、选矿到冶金的整个过程必须的一些知识与技能。"一退"则是指还冶金工程材料科学分支的本来面目,把物理冶金学及新材料研究与应用的相关内容纳入到教学中来,推动学科的发展。在具体的教学过程中可把教学内容分为几个平行的模块,根据实际需要来加以选用。例如,在专业技能训练课程中可按照专业知识结合技能训练的模式,也可按照专业知识或专业技能三个模块中的任意一个来组织教学内容。 教学方法与手段的丰富和创新,应该遵循的原则是: 3.1加强实习实训基地建设,高职院校的职教特点,决定了它必须重视职业技能训练,这是高职院校的根本特点和优势。只有建立先进和完善的实习实训基地才能落实职业技能的训练。使学生在校内外的实习实训基地迅速提高职业技能,增强其在就业市场上的竞争能力。 3.2利用新技术,尤其是计算机技术来丰富和创新教学方法与手段。在课堂教学中多采用多媒体的教学手段能激发学生学习的积极性,提高教学的效率。在实践性教学环节中,可采用建立在计算机基础上的现代虚拟、仿真技术这一新的教学手段,可引进一批仿真软件,加以消化、创新、再开发,进行课程的实践教学,特别是演示性的实验教学,以部分取代传统的实物实验手段。 3.3与职业技能鉴定相结合。由于国家就业制度的改革和职业资格准入制度的推行,给高职院校冶金工程专业的发展带来了前所未有的机遇。为了适应职业技能鉴定的考核要求,针对考核工种目录采取分方向、小篆体的专题讲座或采用多个选修课模块的教学方法开满足学生同时取得"双证"的需要,并在该过程中引入专题讲座、选修课模块、模拟实作等教学方法与手段来促进冶金工程专业的发展。 总之,只有充分认识当前职业技校冶金工程专业教学存在的问题和困难,从根据职业教育特点,合理进行课程设置;开发适合职业教育特点的特色教材,尤其是实训教材;灵活安排教学内容,重视教学方法与手段的丰富和创新等几个方面加以努力,才有可能培养出符合冶金工业发展和职业教育特点的"下得去,上手快,留得住,用得上"的创新型冶金高技能人才。 冶金工程论文:冶金工程教学实践环节的建设与研究 摘 要:实习是冶金工程专业本科教学中的重要实践环节,该文结合江苏科技大学冶金工程专业实践教学环节存在诸多问题,提出丰富冶金教学实践环节内容的若干实施措施,为现代冶金行业对创新型冶金工程人才的需求提供一些的理论依据与技术支持。 关键词:冶金工程 实习实践 订单式 双元制 随着我国冶金行业持续、快速、高效的发展,新技术、新装备、新工艺的不断涌现加速冶金行业的转型升级。新型的现代冶金行业对应用型人才的数量和质量也提出愈来愈高的要求。近年来,随着当前冶金工程毕业生就业市场化、需求专业化的要求不断提高以及冶金实践教学环节改革的呼声日渐高涨的大趋势下,探索适应时代特点的新型冶金人才培养方案业已成为目前冶金教学改革迫切需要解决的一项关键工作[1-3]。而本文拟以江苏科技大学张家港校区冶金工程专业办学的实践出发,分析了新办冶金工程专业教学过程中存在的问题,提出若干冶金实践教学新方法、新创意,以期为加强冶金工程专业的实践教学、提高教学效果、完善人才培养体制提供必要的技术支持与理论参考。 1 冶金实践教学存在问题 1.1 实践环节与课程教学脱节 现代化钢铁厂生产与过去相比较已经发生了的巨大变化,过去绝大多数的手工操作,经验操作,已逐渐被专家系统、神经网络、模糊推理等自动化操作、计算机控制的现代炼钢所取代。而目前江苏科技大学冶金工程本科生的教学与传统的冶金本科院校一样,大多还停留在专注冶金理论的讲授,教学内容与生产实际脱节,学生在课堂上的学习积极性不高,由于与现场接触少,造成对课程内容的理解深度与广度远远不能达到企业的要求。此外,从周边五大钢铁集团(沙钢、永钢、新澄、中天以及龙腾)的反馈信息来看,真正毕业以后能马上从事生产的学生微乎其微,一般都要经过至少半年实训,给企业正常的生产造成一定负担。 1.2 实践教学的老师人数少 江苏科技大学冶金工程的实习方式:指导老师1~2名带领两个班学生到事先联系完的钢铁企业(烧结厂、炼铁厂、钢铁厂以及轧钢车间)等参观学习。首先,企业指派一位工程师傅对其所在分厂的工艺流程进行讲解;然后以班为单位,由师傅带领实地参观,师傅顺着工艺流程对每个工序重要的设备逐一介绍,在轰隆的机器声中只有3-5名同学能听清楚师傅的讲解。这种循规蹈矩实习模式,学生往往只看到了表观现象,根本不了解钢铁厂布局、功能区域划分、各区域主体设备、基本原燃料的种类,达不到实践教学预期目的。 1.3 企业不再承担实践教学任务 现代型的企业不再以前那样承担实践教学任务,尽管我们在教学实践环节中还能提供一定数量的资金支持。近年来,尤其是随着行业竞争日益激烈,各企业对生产现场管理越来越严格。冶金专业学生数量的不断增加,给企业带来了巨大压力。接收学生实习并不会为企业带来经济效益,反而存在一定的安全隐患,甚至可能影响现场生产的调度,上述问题导致冶金企业不愿承担实践教学任务。 综上所述,新时期冶金工程专业实践教学面临的主要问题是:教学内容、手段方式如何应对教学对象、外部环境的变化,为了保障教学的效果,必须对传统实践教学方式进行改革与创新。 2 丰富冶金教学实践内容 鉴于以上冶金教学实践过程中存在的问题与不足,以及充分调研相关兄弟院校(东北大学、重庆大学、重庆科技学院以及苏州大学)的基础上,我们针对冶金工程专业实践教学环节提出如下的解决措施与建议。 2.1 聘请企业技术人员走进课堂,加强“双师型”教师培养 聘请企业专业技术人员走进课堂,传授现场经验培养学生动手能力和积累实战经验,通过企业工程技术人员为学生作专业讲座,指导学生实习实训等方式,强化学生的实际动手能力。同时,通过丰富教师的实际现场经验,如要求新进教师下厂实习半年培养“双师型”人才,为学生实习实训以及相关教师的科研实践打下了良好基础。 2.2 丰富实践教学内容,实施小班选修实习 冶金实习实践采用学分制,必修8学分。冶金实践课程实行多样化选课,按学分分类:认识实习两周1学分、生产实习三周3学分、生产实训四周4学分、虚拟实习(世界炼钢大赛)4学分、创新计划(冶金相关且学校认证)4学分,以及学生自主或者学院指派下企业实习(利用假期且企业盖章),实习半月为1学分,该实践环节最多4学分。 2.3 依托大型钢铁集团,建设“订单式”培养计划 利用江苏科技大学张家港校区毗邻周边五大钢铁集团交通便利的条件,强化校内实习基地与各钢铁集团的实习示范中心衔接的紧密程度,充分发挥各自特长,建立校内实习基地自己的特色,扩大学校的双师人才库,制定“订单式”人才培养协议,强化校企合作广度与深度。 2.4 建立和完善冶金数值模拟与仿真实验室 引入东北大学、重庆科技学院等学校的冶金教学辅助软件CAI,建立包括烧结机、高炉、铁水预处理、转炉、LF炉、RH炉等典型冶金工艺的计算机辅助教学实践基地。同时,利用冶金模拟仿真平台,直观表现冶金教学内容,激发学生的学习兴趣,以此为基础创建实践模拟教学平台,充分发挥学生的主动性,使实践教学收到事半功倍的效果。 3 构建持续的“双元制”冶金实践教学平台 目前冶金教学实践教学平台构建好坏的关键在于“双元制”的建立与应用,20多年前,德国纽伦堡技术大学所提出的“双元制”(实践―理论―再实践―再理论)的循环教学模式,强调企业与学校、实践技能与理论知识的紧密结合。目前,江苏科技大学张家港校区冶金与材料工程学院从自身的办学实际出发,利用张家港产业研究院技术力量以及毗邻周边五大钢铁集团的交通便利条件,已于企业建立产学研合作基地10余处以及相关的研究生工作站20多家。学院充分理解“双元制”冶金实践平台的真谛“双元互动,校企双赢”,即钢铁企业为学院提供资金、设备模型、技术师资、管理经验、培训实习教师等,学院为钢铁企业提供员工学历培训、输送冶金毕业生等服务。在此基础上强化实践教学环节,提升学生实践能力,从学院的办学实际出发,提出了培养实践能力与理论功底并重的应用型人才的学生培养战略,达到一种对企业、学院、学生都有利的“三赢模式”,争取创造出更大的经济效益和社会效益。 4 结语 通过重视和加强冶金工程专业学生的实习实践性环节种类与措施,努力提高学生的工程实践能力,突出江苏科技大学冶金工程专业培养特色,才能培养出 “实惠、好用、全能”的现代冶金行业急需的创新实用型高级人才。 冶金工程论文:冶金工程建设的项目管理分析 【摘 要】在社会主义市场经济繁荣发展的当下,我国的金属重工业也在不断作出调整,产业产品结构更趋合理,产品质量得到提高,产品越来越适应市场需求,但是在重工业领域仍然存在着很多问题,在冶金工程建设行业中依然问题重重,因此本文主要阐述了在钢铁冶金类工程中在管理上所遇到的问题和挑战;并结合项目的开始阶段、规划阶段以及执行和竣工阶段,提出了应对此类问题和挑战的具体对策。 【关键词】冶金工程;项目管理;钢铁挑战对策 近年来,由于我国经济的快速发展,国内外涌现出了多家钢铁企业,它们的增长计划与全球钢铁行业的兴旺及终端用户的高增长率保持一致。除了对老厂现有设施进行技术改造和产能扩建,各地区还出现了许多新建钢铁项目。然而从目前的执行角度来看,在项目管理上仍存在着一定的问题。如果能够对此类工程中的项目管理进一步发展和完善,从容应对新的挑战,将会驱动钢铁企业运作效率的持续提高,降低新项目成本,最终确保项目目标按时保质地达成。 1. 项目管理在钢铁冶金类工程中面临的问题及挑战 绝大多数钢铁企业的早期想法是让工程设计公司和项目执行人员对拟建钢铁厂进行工程设计和建造。而业主的项目管理团队则全面负责本项目的实施。一旦项目竣工,项目团队即转变为运行团队对钢铁厂进行运营和维护。这种方式产生的主要问题是,由于项目人员的经验有限,要对项目进行不断的学习,这就需要有较长的培养期;并且在项目逐步开展的过程中,往往会碰到一些始料未及的问题,如:项目范围会发生变化,需要实时对成本、时间、质量、风险或项目其他可交付项进行调整;因经济和组织结构不断变化,且组织优先权具有不确定性,在这种环境下,项目经理实施项目管理的效率会较为低下,组织结构的不断变化可能会改变项目目标、可交付子项、预算或时间线;整个项目管理培训课程忽略了职能管理部门、项目发起者、项目经理和团队成员的个人发展诉求,也没有按照项目管理的各种特征,提高项目管理各要素的技能和技术,这就往往会造成项目的一些重要特征缺失(持续监督的执行,管理团队的动态表现、沟通管理、风险管理、对相关知识的保留策略);组织机构将项目本身与公司战略计划相联系,导致项目进度被延误。 1.冶金建设工程一般由多个子项目组成,每个子项目既具有独立性又与其他子项目相互依傍,如果其中的一个环节出现问题,不但不能按时完成计划、工程质量不过关,还会引发一连串的问题,犹如多米诺骨牌效应,进而影响其它工程的如期进程。而且效益是冶金工程最主要的目标,如果不能按时获得效益,那么对企业来说会是一个致命的打击。因此,建设工程的各个项目如不能相互配合,保质保量完成任务势必会造成整个企业的垮台。因此,加强对项目的管理是一件势在必行的事情。 2.冶金工程建设中项目管理的难题 项目管理主要是人的管理,属于组织管理范畴[1],但是在我国现有的条件下,它的体系还是不健全的,还需要在实践中进一步去完善。冶金工程建设中,一个项目主要由五个部分组成:项目的启动、规划或设计、执行、监督控制和竣工。其中每一个环节都非常重要,必须对其作出周密的计划,否则就有可能造成不可估量的损失。在目前我国的现实条件下,冶金工程建设中的项目管理还存在着重重困难。 2.1 因事先把握不准而导致项目范围发生变化很多钢铁项目在实施过程中都会发生“超出项目范围”的问题,一般项目经理会尝试对其加强控制,从而减少对项目质量的影响。还有一些项目目标以及执行原因在合同中并不是定义得那么明确。项目管理人员也从未与项目参加方明确沟通过这些模糊的目标。 2.2 同质资源的相互竞争 项目本身通常要与其他项目和方案争夺各种资源(人力、金钱、时间等),这就往往将项目经理置于竞争地位。实际上是设置项目优先权时,对其优化组合的一种缺失。 2.3 没有对项目风险做全面考虑 项目管理团队在制定项目计划时考虑到了一些风险,然而大部分只是仅仅简单将其列出,而没有对实际发生的情况进行进一步的审查,也没有制定发生风险时的应急预案。 3. 如何应对钢铁项目在管理和执行过程中出现的问题和挑战 除了上面所述的问题和挑战之外,预计钢铁行业新项目面临的实际困难更多。按照项目的整个生命周期,这些问题和挑战可综合归纳为以下三大类,项目开始期间的挑战、项目规划期间的挑战、项目执行期间及竣工后的挑战。 3.1 如何应对项目开始期间的挑战 (1)首先要选择合适的咨询公司和工艺技术。就钢铁行业而言,每天都不断有新的技术出现,这就需要编写切实的项目可行性报告,研究并确定适合本项目的工艺技术,选择合适的冶金咨询类公司在初期对工程项目进行及时的咨询和策划。 (2)对传统的项目操作模式要加以改善。以往许多钢铁企业一直致力于借助自身资源去实施项目,以达到节约成本的目的。而现阶段对于新建项目,一般提倡采用工程设计、采购和施工(EPC)总承包的模式来执行,即使这种方式比过去采用传统方法产生的成本要高。这是因为考虑到市场竞争的日益加剧,需要改变传统的项目操作方法,以缩短工程建设周期以及人力资源的培养周期来换取项目竞争力的增强。 (3)钢铁企业在扩充产能时,如果产品结构的设置不合理,将会导致供应过剩的状况发生,从而引起恶性竞争。因此,在制定产品大纲时,要重点关注市场范围适应较广的产品,并强调增值产品和提高产品质量。企业资源规划(ERP)之类的IT接口也应该考虑如何与现有的业务和管理体系对接。 (4)在考虑启动新的钢铁项目前,要能够确保原材料的不间断供应。由于原材料来源有限,中央政府和地方政府的政策应该相对透明化,以便优化铁矿石和煤之类的主要原材料分配,并在国外对铁矿石类原材料进行战略性投资,确保原材料的持续供应。 3.2 如何应对项目规划期间的挑战 (1)应对项目投入资金进行风险控制。钢铁行业是资本密集型行业,固定成本高。考虑到钢厂的平均盈利能力,银行和金融机构应该及时跟进项目,对钢铁项目的前期融资至后期资金投入做全方位风险分析,确保企业资金链的流畅,促进其健康有序地发展。 (2)在项目规划中,要充分考虑项目周边的基础设施建设、运输条件、各种能源介质的供应情况;并以此作为基本依据对项目整体做出正确判断。 (3)根据项目规划条件,确定合适的项目参与方以及合理的技术装备水平。由于钢铁项目的快速发展,一些掌握关键技术的设备制造商的订单量很大,并且有可能会和著名钢铁企业巨头达成排它性的战略合作协议。因此在一般性项目规划中,需提前考虑因对项目参与方选择不妥而带来的风险性。 (4)对于综合性的冶金项目,应适当简化与之相关的采购和合同签订步骤,赋予项目经理更多的权限,从而促进此类工作的及时完成,不延误项目进度。 3.3 如何应对项目执行期间和竣工后的挑战 (1)人接触项目的关键是能够成功管理项目,项目管理以人为本的特点也比过去任何时候都要明显,因此,在项目执行期间应该合理分配人力资源。例如应该为大型项目配备专门的资源调配工程师和进度控制工程师,否则在一次执行多个子项目的情况下,是否有人可用将成为一个对项目的实际约束。 (2)在项目执行期间,必须做好项目控制以及账目资金进出记录。这需要由相关责任人编写具体报告,并让专人按照项目进度跟踪监督。除此之外,在项目实施阶段,还要完善现场例会的组织工作和现场例行检查工作;明确项目的关键节点,及时指出潜在问题,并制定应急预防措施,这些做法在关键时刻都能发挥重要作用。值得一提的是,完善项目控制的本意是要找出与制定的项目计划之间的固有偏差,而不是利用项目控制来对原始计划做重大改进和节约成本。 (3)项目竣工后,要计划好对新员工的招聘工作。完善项目周边城镇、学校和其他配套生活福利设施,制定相应的政策让员工得以正常生活并解决其他相关问题。 (4)做好项目竣工后的审查和回顾工作也是完善项目管理过程、丰富项目管理经验的一个重要内容。要根据各种里程碑和目标的完成情况对项目进行评价和竞争力分析。 3 结语 综上所述,在市场经济健康发展得大环境下,相信我国的冶金工程建设项目会朝着越来越健康的方向发展,冶金工程建设中项目管理方面的难题也会迎刃而解,我国的冶金行业无论是在产业结构还是在产品结构方面都会获得顺利发展,项目管理在实施过程中也会发挥着越来越重要的作用。
电子专业论文:论电子商务专业的建设 [摘 要] 电子商务专业在国内开办以来,专业建设有了很大的发展。然而,该专业的特色以及优势还不显明,课程体系也不尽公道,影响了专业的进1步发展。本文对于电子商务专业的建设以及改革提出观点以及建议。 [症结词] 电子商务;学科建设;教学体系 1、引 言 电子商务引起的变革几近触及人类经济糊口的所有方面、所有层次,而每一个方面、每一个层次都有本身的特殊性,请求电子商务人材拥有不同的知识以及能力结构,电子商务人材拥有多方面、多层次以及多元化特性。在兴办电子商务专业的早期,就应当注意到这个问题,提出人材培育目标定位必定要准确,要凸起人材培育特色,把培育拥有较强的立异能力的电子商务利用人材作为目标,依靠于师资气力雄厚或者者试验前提先进等综合优势,在扭转传统办学指点思想以及人材培育模式方面探索出1些值患上总结的时常以及做法。 2、发展历史以及现状 电子商务是1门集信息技术、管理以及商务技术于1体的交叉学科。1般来讲,交叉学科老是通过若干不同的传统领域的互相作用、互相联络在衔接处发生的。计算机及其他现代信息技术属于传统的工科领域,而经济管理在我国则属于文科领域。科学技术发展的终究目的是为人类的出产、糊口以及文明进步服务,二0世纪四0年代以来高速发展的信息技术自然要广泛地利用到经济管理以及商务流动中来。在经济管理中尤其是商务流动中利用现代信息技术,就发生了电子商务这1新兴的交叉学科。 在美国,各大有名院校的计算机学院都开设了电子商务钻研方向、专题,联合计算机方面以及管理类的师资气力共同主办课程。其中美国有名的卡耐基梅隆大学在一九九八年,!由工业管理钻研院以及计算机学院联合创立了电子商务学院,一九九九年宣告设立世界上第1个电子商务硕士学位(Master of E-Comerce)。我国高校电子商务专业起步于二00一年,当时有一三所高校经国家教育部批准首批开办电子商务专业。从起步到二00二年,有一一0多所高校申报电子商务专业,批准八三所,并成立了我国高校电子商务专业建设协作组,聘用了经济、管理、计算机、法律方面的高档参谋。美国患上克萨斯州大学奥斯汀分校电子商务钻研中心Whinsion教授以及纽约IBM WATSON电子商务钻研中心主任JEN-YAO CHUNG钻研员被聘为高档参谋。到二00三年,设有电子商务专业的高等院校到达了一八一所,目前,我国已经有二七五所高校开设了电子商务专业,逐渐构成了电子商务的教学以及科研气力。不管是在国际,仍是国内,电子商务专业的兴起以及快速发展已经是1个客观事实。这表明社会对于电子商务方面人材是迫切需要的。可以预感,跟着全世界信息化建设热潮以及知识经济的到来,这类需要还会不断增长,其前景是无比广阔的。 3、电子商务专业与信息管理与信息系统专业的关联 电子商务是企业信息化建设的目的,是企业管理信息系统的延伸以及发展,而企业信息化是电子商务的基础以及条件。也就是说,管理信息系统是企业内部的信息系统,电子商务是企业外部的信息系统,内部与外部信息系统的结合才形成现代企业完全的信息系统。可见,电子商务专业以及管理学中管理科学与工程1级学科下的2级学科信息管理与信息系统专业在培育目标上是相通的,这是两个相互补充、互为因果的专业。咱们应钻研这两个专业的内在联络,以深入揭露它们的相通性、互补性以及同享性,依靠信息管理与信息系统专业加速发展电子商务专业,应用电子商务专业增进信息管理与信息系统专业的发展。 4、培育目标 学科建设的动身点是社会的需求。当经济与社会发展到1个新阶段时,对于于从业人员的能力与知识结构就会提出新的请求。显然,讨论电子商务专业也应该由此动身。 信息技术的迅速发展与广泛利用是现今时期的特色。对于于信息技术的发展与利用来讲,需要下列几方面的人材:信息技术人员、信息系统的开发人员、信息系统的管理保护运行人员、信息产业的从业人员、信息系统集成人员、有关上述各项的教学与钻研人员。 传统的自动化、无线电、通讯等工科专业以及计算机科学与技术等新专业,对于于知足上述信息技术类请求是没有问题的。但是对于于其他各类需求,单纯从工科专业中引伸出来其实不公道。因而这里触及利用领域的大量知识与特征,利用领域的业务请求既是信息技术利用的目的,又是利用系统是不是胜利的标志。而各领域的特色又相去甚远,笼统地用“计算机利用”加以概括,是难以界定其学科培育目标与学科内容的。在“计算机利用”的名称之下,培育目标仍为计算机技术人员,知识结构仍以计算机为核心,而管理以及商务方面的知识,则始终处于附属的地位。 另外一方面,因为传统的经济学或者管理学各专业在文科规模内,不管是师资、生源,仍是技术手腕都很难适应大幅度加强技术能力培育的请求。 因而,依据社会的实际需要,设立以在商务领域利用信息技术为目标的,属于管理学门类的电子商务专业是10分首要的,10几年来,电子商务专业迅速发展,也证明了这类需要的迫切性以及现实性。 5、专业定位 明确专业定位是提高该专业建设的首要1步,新专业其实不是原有专业的简单糅合。咱们最佳的选择,就是整合,即对于电子商务内容进行有机的整合,构建出1套精当适当的教育施行方案,以此来培育具备扎实的电子商务基础知识、视线开阔、富有创造性、动手能力强、适应面宽的电子商务专业人材。 各高校应当在统1的基础上规范该专业的建设。尽管目前专业名称相同,但实质上专业设置重点不同,培育出来的学生 专业知识以及专业能力差别很大,就业方向也不同。电子商务专业自身就是信息技术以及管理科学所形成的跨学科领域的专业,强调的是IT与管理系统的互动结合以及边沿学科知识模块的复合。因而,全国各高校应当在统1的基础上规范该专业建设,培育出既精晓IT技术又懂商务知识的复合性人材。 6、专业建设的原则 建设1个新专业,需要长时间的、艰苦的努力。正确的方向与原则是专业健康发展的症结。下列几点原则是相当首要的: (一)坚持以社会需求为驱动气力。作为1个利用型的专业,必需紧密与社会实践相联络,在课程设置、内容选择、教学法子上都要体现这1基本原则。 (二)以核心课程建设为中心。这些年来,许多问题的呈现恰是因为这方面工作不利,构成所谓的“拼盘式”的教学方案。必定要尽力在较短的时间内,建设起教学大纲、教材、软件、试验指点相配套的骨干课程体系。 (三)加强实践环节,培育掌握先进技术的拥有现代商务知识以及技能的电子商务人材。必需通过课程内、外各种渠道,教育与引导学生注重实践能力的培育,切实提高学生的实际工作能力。 (四)有步骤地逐渐推动专业建设,因为师资、装备等缘由,专业建设必需分步骤地逐渐进行,不能急于求成。 7、电子商务专业建设内容改革 构筑集试验教学体系、理论课程体系以及实践教学体系为1体的电子商务人材培育教学体系。课程体系要体现出“基础 核心 特点”的特色;创造出1种强调综合素质,凸起立异意识与实践能力、工程能力培育的拥有不断自优化功能的试验教学体系;树立实践教学体系,通过课程设计、社会实践等情势来锻炼学生的调和能力、沟通能力以及对于理论知识的综合运用能力。 电子商务教学体系建设在“以学生为本”的现代教育教学理念基础上,从知识、素质以及能力三个方面,树立1切为了学生,合适专业培育目标请求的教学新体系。新体系从机制上能够充沛尊敬学生的兴致以及特长,激起学生的学习兴致,全面调动学生学习的主动性、踊跃性,促使学生自我束缚、自我鼓励、勇于竞争、主动学习、不断进步,培育良好的学风。 电子商务教学体系如图一所示: 缭绕上述的教学体系,采用1些教学法子改革的措施,以增进教学水祥和教学质量的提高。具体教学法子改革措施包含:更新教学内容,建设高水平教材;优化教育技术手腕,建设1个包括各种电子商务专业方向的课程教学多媒体课件库,并应用教学交换网站以及学生构成教学互动;推动课堂教学法子以及试验课改革,激励启迪式以及案例式教学、自主性学习以及钻研性学习的新模式,提倡学生的实践、立异流动;树立导师轨制,由导师指点在电子商务方向上有优势以及专长的学生的学习以及实践立异流动;树立专业论坛,为学生提供本专业最新的前沿动态;完美教学质量监控体系,引进鼓励机制。 配合电子商务人材立异能力的培育,建设电子商务专业试验室并努力建设成为1个展现学生特长的立异试验平台。树立新的试验室管理运行机制,树立学生立异项目与专用机管理轨制,履行开放式试验教学,激励学生进行科技立异流动,如参加全国数学建模大赛;充沛注意将教师的科研成果转化到试验教学内容中和试验教学内容与大学生课外科技流动的结合、延伸,履行开放式试验教学;统1计划电子商务专业试验课程,制定各试验课程的教学大纲;为了适应时期发展请求,体现试验教学内容的现代化、信息化、综合化,可以树立电子商务试验室的专业管理网站。 电子专业论文:电子信息类专业学生工程素养培养模式的构建 随着近年信息产业的迅猛发展,工程素养作为目前电子信息类专业培养规格中的核心指标之一,已受到越来越多的高等教育者的关注,尤其是地方性本科学校正在接受更加严峻的挑战,且很多国家都将工程科技人才培养提升到国家战略的高度。虽然电子信息工程类专业学生的培养取得了不少成绩,但由于多种原因,学生的工程素养培养大打折扣,无法满足社会对人才培养的要求,学生的就业压力也日益加大。本文结合当前实际,探讨电子信息类专业学生工程素养培养模式的科学合理构建,以有效地培养学生的工程素质,迎合社会发展需求,为尽快提高办学水平和质量奠定良好的基础。 一、工程素养的定义 众所周知,工程素质是工科学生最重要、最基本的素质之一,主要包括四个方面的内容:有良好的数学、自然科学和相应的人文科学知识基础;有比较扎实和比较宽广的技术学科基础;接受过必要的工程意识和工程实践的训练;有分析解决工程实际问题的初步能力。北京大学资深教授、全国大学生电子设计竞赛组委会主任沈伯弘先生曾结合清华大学、上海交大及哈佛大学、普林斯顿大学等国内外着名高校的培养模式,明确指出了当代大学生应具有的工程素质的基本涵义:是在基本技能的基础上,具有一定的独立学习能力、设计与创新能力、初步的研发能力,能适应新世纪社会对人才需求的一种综合体现。因此,工程素养就是一个工程师应具备的基本知识、基本理论和基本技能,一定的工程实践训练、严格有素的工程意识和工程习惯及综合的工程能力。 二、学生工程素养薄弱的原因分析 1.对工程素养的认识不够全面 很多人对其根本涵义的理解仍停留在传统意义上,甚至在一定程度上存在误解,认为只是基本技能的综合训练,而忽视了其核心的设计与创新内容,或把设计与创新和工程素质割裂开来,也没有包含工程意识和工程习惯等内容。这就无法适应21世纪现代化建设对培养高素质、高层次的创造性人才的要求。 2.工程素养培养模式较单一 现行的工科教育模式本身也具有严重的弊端,主要是专业面过窄过细,在培养方式上,重专业轻基础、重知识轻能力、重技术轻素质,培养出来的学生只能在很窄的专业范围内发挥作用,缺乏对知识和技术的综合、重组和创新能力。在培养过程中,教学的相对独立始终是一个通病,教学缺乏实用性和时代性,尤其是实践环节,设计和创新成分少,只停留在实验教学的层面,且现有的校外实践过于形式化,起不到实际作用。 3.任课教师的工程素养不足 当前,高校很多教师是从学校到学校,自身的知识结构多为理论知识,很少接受工程训练,也缺乏工程实践经验。教学过程中,只从书本到书本的教师很难说能帮助学生建立更多的工程概念,且对学术前沿较少涉及,无法激发学生的工程兴趣。 4.培养工程素养的工程氛围较淡 一方面,课堂授课内容多为理论教学,学生参与实践的机会较少,参与面也不广;另一方面,学校的实验室并未最大限度地对学生开放,更没有单独的学生创新实验室。 三、工程素养培养体系的构建 1.以卓越工程师计划为契机,建设高水平工程型师资队伍 “卓越工程师教育培养计划”期待培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的各类型工程技术人才,高校可以行业企业对人才的标准与要求为导向,强化学生的工程实践与创新能力。教育部陆续公布了两批“卓越工程师教育培养计划”高校名单。然而,学校的师资队伍并不符合“卓越工程师教育培养计划”培养需求,这就要求学校人事部门建设高水平工程型师资队伍,优先聘用有工程经历的优秀教师,鼓励企业专家参与高校教学任务,并创造条件鼓励校内教师到企业工作;同时,改革工程型教师的评聘与考核制度,将对他们的评聘与考核从侧重评价理论研究和,转向评价工程项目设计、专利、产学合作和技术服务等方面。 2.以加强教学改革为中心,提高学生的工程能力 学校教务部门应主要从课程体系、专业课程教学方法和实验教学环节以及课程设计等方面进行改革。学校教务部门引入“以科学方法论为主线”的新课程体系,包括科学方法论、人文科学基础、自然科学基础、主修专业课,增加了“唯物辩证法”“科学方法论”等类似课程。一方面,在制订专业计划时给予统筹安排,将对学生工程素养的培养列入任课教师的教学任务,配套建设强化工程概念的新教材。另一方面,教师也应意识到对学生进行工程素养教育的迫切性和重要性,自觉实践培养学生的工 程素养,利用自己的专业知识让学生充分地了解将来可能会从事的职业,同时,向他们多传授课本以外的专业知识。实验教学按照从低年级到高年级三个层次的拓展能力和素质训练计划进行:大学一、二年级强化基础;三年级培养专项技能与工程实践;四年级训练综合能力,增加设计型和综合型实验内容比重,开放实验室,鼓励学生在感兴趣的研究领域做探索。课程设计要求学生从解决现实生活中的实际问题出发。 3.以“产学研”联合培养为抓手,多渠道推进工程素养培养 “产学研”结合要求高校从学校内部培养走向开放和多元的校企合作培养,教育部和行业部门都在积极促成此事。这一合作培养模式可以多样化,合作可以全方位,共商人才培养方案、共建课程体系和教学内容、共创教学实验室、共施培养过程、共督培养质量。充分发挥学校和企业的优势,提供各自的条件,互为补充,共同培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。如,与企业建立校外实训基地,提供生产管理的真实氛围,社会交往情景和职业情景,可以促进教学相长,提高学生从事和胜任职业岗位的能力,在学以致用中进步和成长。 4.以职业指导体系为主线,增强学生的工程思想、职业道德和社会责任感 当前的职业生涯规划课教学,由于任课教师对学生所学专业知识的匮乏,多数停留在职业规划理论的教学上。而建立一套职业指导内容体系,对于树立学生工程思想有重要作用。对于一年级的学生,注重专业教育,了解专业培养目标,帮助学生了解所学专业以及专业可覆盖的一些职业,将来可能会从事的职业,这些职业对从业人员的素质结构要求以及发展前景。如,电子工程师、软件工程师等。同时,告诉他们这些职业的工作内容,将来还有可能遇到的挑战等。对于大二学生,要根据专业要求及其人生规划、职业规划,培养其职业素质。深入专业学习,探索专业发展方向,了解外部工程环境,营造一个工程环境,培养学生的工程意识。如,介绍与本专业相关的公司、新闻、着名人物等,同时,让学生了解电子设计大赛、程序设计大赛、挑战杯、数学建模等相关大赛,并引导学生积极参与,投身其中。对于大三学生,提升专业素质,明确就业方向,鼓励更多的学生参与到教师的课题研究中,引导学生实地参观学习,开展职业角色模拟演练等。对于大四学生,引导学生到生产单位实习,把前期积累的专业知识应用到实习过程中,在实际工作中进一步提升工程素养。 总而言之,构建电子信息类专业学生工程素养培养模需要具备较丰富工程经验的教师、教务部门的统筹安排、社会工程企业单位的支持、学生的自觉配合和积极参与,各个环节紧密相扣,缺一不可。 电子专业论文:浅析建筑行业内应用电子技术专业人才培养体系的构建 论文关键词:教育系统工程 空中乘务专业 人才培养 论文摘要:本文从专业人才需求出发,经过岗位分析,进行专业定位和人才培养模式选择,之后论述了建筑行业内应用电子技术专业人才培养体系的构建,实践表明课程体系、实训环境、教学团队三个方面的建设对人才培养质量的提高至关重要。 一、引言 教职成[2011]9号文《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》指出,要以科学定位为立足点,优化职业教育层次结构,构建现代职业教育体系,树立系统培养的理念,坚持就业导向,明确人才培养规格、梯次和结构,明确高等职业学校定位,促进学生全面发展,重点培养高端技能型人才。作为一所以建设类专业为主的高职院校,我院以服务区域经济和建设行业发展需求为己任,探索“依托行业,校企合作、工学结合”的人才培养模式,紧贴人才市场需求,铸造建筑特色的专业品牌。作为广东省第一大支柱产业,电子与信息技术产值连年提高,其中智能建筑电子产品市场需求旺盛,对楼宇智能化电子产品设计开发、生产、维修、技术服务人才的培养提出需求。这就要求我们以“工学结合”理念为指导,面向行业就业,对社会人才需求进行调研,科学定位专业人才培养规格,合理选择人才培养模式,改革课程体系,配备实践教学条件和教学团队,从而构建适合建筑行业需要的应用电子技术专业人才培养体系。 二、专业人才培养体系构建的指导思想 专业人才培养体系的构建需要从应用电子技术专业人才市场调研出发,根据岗位定位人才培养目标和规格,选择合理的人才培养模式,从而为人才培养体系的构建做好准备。 1.专业定位。在建筑行业,一方面智能家居市场需求旺盛,产品蓬勃发展,另一方面工程应用领域产品的技术性能尚处于开发改良阶段,调研表明毕业生主要去向在电子产品设计、样机制作、调试维修、生产线产品制程技术指导、质量成本控制等岗位。依据“工学结合”关于职业教育能力目标培养的理念,针对这些专业工作岗位,将其工作过程归纳出典型工作任务,主要包括:产品方案选择、电路原理设计、控制编程、电子线路制作、调试、测试、文件编写等。因此应用电子技术专业人才培养方案规定要面向智能建筑电子产品设计与生产应用第一线,培养从事产品设计、生产、维修和技术服务工作,具有扎实的电子电路基础理论知识和分析能力,具有电子线路设计与产品制作工艺实践能力,能够胜任智能建筑电子产品的工程应用、安装调试、维修等工作的高素质技能型专门人才。 2.人才培养模式。人才培养模式是为了实现培养目标,在培养过程中采取的构造样式和运行方式,包括专业设置、课程体系、教学设计和教育方法等方面。作为建筑行业的应用电子技术专业人才培养,我们采用“411”模式,即第1~4学期完成支撑专业核心能力的理论基础知识的学习和各专项技能的训练,第5学期通过生产实习、智能建筑电子产品设计与制作、专业证书考证训练等综合课程形成专业能力、方法能力和社会能力;第6学期到企业顶岗实习,完成职业素养的全面形成。在人才培养的各个环节当中,从实际工作岗位出发,理论知识够用为度,重视理论前沿新知识的传授和技术的拓展,实践技能培养方面构建虚拟真实的岗位工作环境,通过真实项目设计教学内容,运用行动导向教学方法,使得电子产品的设计、制作、维修、技术服务等能力逐步形成。 三、人才培养体系的构建 明确专业定位和专业人才培养模式之后,我们重点从改革课程教学体系、设置实践教学环境、教学团队建设等方面构建人才培养体系,完善应用电子技术专业“工学结合”人才培养模式的内涵。 1.课程教学体系的改革。根据专业设置,结合往届毕业生顶岗实习反馈信息,以及各类电子设计大赛和技能竞赛情况,我们认为需要提高学生在电子产品装配工艺、质量检测、成本控制方面的能力,加强PCB制造方面的动手操作能力,了解SMT技术工艺,因此结合专业定位和企业岗位实际调研制订课程体系改革重点:在专业课程中设置针对电路分析、设计、PCB绘图、样机制作、编程与调试、测试测量等技能的教学,以及积累电子产品工艺的设计和管理经验,如电子产品表面贴装(SMT)工艺、PCB制板等内容。针对产品设计工作过程中软硬件设计、PCB绘图、样机制作、测试,将专业课程体系划分为专业理论基础知识课程、专业核心能力平台课程、专业综合能力形成课程和专业知识技能拓展课程,共26门专业课程,其中4门集中实训课,占总学时60%以上。包括电路基础、模拟电路、数字电路、C语言程序设计、检测与控制技术、单片机原理与接口技术等专业理论基础知识课程,电子CAD、电子测量与仿真技术、单片机应用设计、电子基本技能实训、电子产品装配工艺实训、电子线路应用实训、单片机原理与接口实训等专业核心能力平台课程,以及生产实习、智能建筑电子产品设计与制作、专业证书考试训练、顶岗实习等专业综合能力形成课程,在专业知识技能拓展方面开设电气控制与PLC应用、集成电路应用、高频电子技术、电力电子技术、EDA技术、智能卡技术、VB程序设计、建筑设备智能控制等课程。在课程的微观教学设计上,运用行动导向教学方法使学生在项目任务完成中形成能力,掌握知识。例如在《单片机应用设计》课程中从开发仿真到模仿真实产品项目开发,在电子产品开发的真实工作环境中学习单片机开发、测试工具设备、加工手段的选择和运用,在教学实施过程中模拟企业真实项目任务开发的组织形式将学生分组,为学生分配角色,培养团队协作精神。 2.实践教学环境构建。为满足教学体系中的实践环节,配置专业实践条件和环境,包括电子技术应用实训室、电子加工工艺实训室、电子创新设计实训室和电子材料室。电子加工工艺实训室主要承担表面贴装(SMT)加工工艺实训、PCB线路板制作工艺实训和电子线路应用实训。配备的设备有:数控电路板雕 刻机、热转印线路板制作机、腐蚀机、沉铜器、手动焊锡膏丝印机、真空吸笔、再流焊机、放大镜和热风拆焊台等加工与返修设备。通过实践培养PCB板制作、SMT贴装等工艺技能,另外可满足教科研和学生课外兴趣制作项目中的电路板加工。电子创新设计实训室主要承担单片机原理与接口实训、电子线路应用实训、智能建筑电子产品设计与制作,配备有计算机、单片机和FPGA实验箱、仿真软件(Proteus),可使电子产品创新设计过程中的测控应用电路设计和编程在计算机仿真软件环境中得以验证,从而加速产品开发和节省材料成本。同时可支撑电子测量与仿真技术、电子CAD、单片机应用设计、检测与控制技术、EDA技术、智能卡技术等课程。另外该实训室是教学科研项目设计、大学生电子设计竞赛、职业技能大赛、科技文化创新活动、课外兴趣制作的主要平台。电子材料室主要支撑应用电子技术专业开展的实训教学项目,储备电子元件材料,库存系列阻值的电阻、电容、二三极管、IC芯片、及各种接插件等。实践教学体系构建的主要特色是从人才培养模式出发,结合相关专业课程,以专业人才实际动手能力的培养和工艺设计管理经验的积累为目的,为教学提供实践环境,注重在职业环境中培养学生道德素质,使学生在学习中完成角色的转变,以工学结合的模式为学生搭建通向企业职场的桥梁。 3.教学团队的建设。教学团队的建设是专业内涵建设的保证,是提升人才培养质量的着力点。现阶段职业教育的模式要求教学团队成员根据经济建设和社会发展需要不断地研究新情况,更新教育教学理念,整合教学资源,深化专业与课程改革,加强“双师”素质的养成。因而我们注重教学团队在知识结构、工程项目实践以及教科研等方面的进修、培训、提高,为人才培养质量打造优质教学团队。 以职业教育理念为指导,通过科学的调研和专业定位,合理地选择专业人才培养模式,主要从课程体系、实训环境、教学团队三个方面构建了适于建筑行业发展的应用电子技术专业人才培养体系,该体系从岗位工作过程出发,全面培养学生的专业能力、方法能力和社会能力,在提高人才培养质量方面收到良好的效果,例如学生在各类电子设计竞赛中多次获奖,学生在职业资格证书考试中通过率达到96.61%,毕业生的就业率逐年提高,2010、2011两年就业率均达到98%以上,毕业生受到用人单位的好评。 电子专业论文:电子信息工程专业高频实验的改革 摘要:本文针对本校“高频电子线路实验”教学中普遍存在的问题。从教学内容和教学方法等方面进行了分析研究。对高频电子电路实验教学的现状·提出了高频实验教学应采用的方法及手段,提高教学质量,使学生能够尽快适应现代电子线路设计的需要。 关键词:高频电子线路实验教学方法教学手段 (一) 目前高频电子技术试验课的现状 高频电子技术是电子信息类专业的重要基础课程,是一门理论性、工程性与实践性都很强的课程,它的内容丰富,应用广泛。该课程的任务是研究高频电子线路的基本原理与基本分析方法,以单元电路的分析和设计为主。其主要内容包括:高频电路的基本知识、高频小信号调谐放大器、高频谐振功率放大器、正弦波振荡器、振幅调制和解调、环形混频器等内容。 随着电子技术的飞速发展,对高频电子技术试验课提出了更高的要求。 1.1 教学现状与需求分析 当前大部分“高频电子线路”教学仍然沿用较为经典的内容。例如。在功率放大器章节中,动态负载线和丙类功率放大器的分析方法依然是其核心内容,而在目前的射频功率放大器设计中,由于c类放大器具有非线性特性,所以应用较少,D类和E类放大器已经成为当前设计应用的主流;当前教学中,调制与解调主要以模拟调制(AM/FM,PM)方式强调,这些内容有助于理解调制与解调的基本概念,是教学内容中不可或缺的部分;因此, “数字调制”方面的内容和要求在教学大纲中有待加强。 随着科技的飞速发展,创新渐渐成为当今的主题。因此。在高频电子线路实验中的创新也变得极为重要。这就需要学生能用所学的理论充分与实际相链接,达到自主创新的目的。 如:开展电子设计大赛等相关的活动,不仅激励学生学习的积极性。而且充分的调动了大家对于实验的兴趣。同时,大大提高了学生的动手、动脑能力。 1.2 实验设备存在的问题 首先,由于设备的使用寿命有限,试验室的设备损坏的程度比较严重,设备的更新和维护问题成为关键。 其次,再进行高频实验中,试验设备很容易受到干扰,如何解决设备的干扰问题也尤为重要。 最后,就是实验设备的选择问题。现行高频电子线路实验课程中采用的高频电子线路实验箱,将高频实验所需的直流电源、频率计、低频信号源和高频信号源设计成一个公共平台。而且,这种整机实验如果某部分电路或元件被损坏,实验员检修很困难,模块不宜更换,且很难配置。因此,实验器材的选择也要予以考虑。 1.3 学生自身存在的问题 根据多年从事高频实验教学工作来看,学生在做实验的时候自身也存在各方面的问题,比如有的学生害怕接触实验仪器。可能出于实验设备昂贵的原因,学生都不敢随便动用设备上的任何一个旋钮或开关,这主要是因为学生的自信心不足造成;因此,培养学生的自信心及对实验的重视和兴趣成为关键问题。 (二) 高频电子实验教学的方法和手段 为了使学生更好的掌握高频电子线路理论课程的内容。提高学生的学习兴趣,培养学生的创新能力,这里就其浅谈一下对高频实验教学的方法和手段。 2.1 高频实验教学的方法 首先,针对设备的老旧及维修问题,应当充分的考虑到学校的实际情况,将一些可以维修的器件进行维修,破损严重或不可维修的设备再进行更新;在设备的选择上,除了配置的实验箱外,应当采用单独的示波器和信号发生器及辅助工具。 本校在设备的维护上有专职的维护人员,定期对设备进行维护;在课程的安排上。将数电、模电、信号与系统等基础理论课程,放在高频课程之前,层层深入,有助于学生的渗透和吸收。而且,在实验前,要求学生进行实验的预习。外部采用单独的示波器和信号发生器,以及一些辅助工具。避免了设备的单一化,提高了学生对理论知识的掌握能力。 其次,对一些高频电子线路实验课程作为专业课实验,应结合电子线路基础课程,通过高频电子线路实验课程更加熟练的掌握电路的连接,及一些基本测试工具的使用方法。这样不仅有利于老师的授课,更有利于学生对于理论知识的理解和掌握。 再次,高频电子线路实验课要求学生要有很强的实际操作能力和分析能力。因此,应当培养学生独立思考和动手的能力,鼓励学生要有创新思维。将理论与实际充分结合,运用到实际的生活中来。 2.2 高频实验教学的手段 针对实验教学的方法以及目前高频电子技术试验课的现状,总结出如下的教学手段: (1)制定实验室设备维护手册,放置于实验台上。学生在进行实验时,发现设备有损坏的现象,就在手册中进行填写,这样既有助于维护人员的工作,又可以达到及时维修的目的; (2)在实验之前,要求学生进行实验的预习;在实验时,按照指导书的要求,按步进行操作。并要求学生记录数据及予以分析;在实验后,要求学生写实验报告; (3)将实验的课时与理论课的课时中分离出来,实验室在休息日全天开放,学生可以进行实验的复习或者自主设计电路; (4)为了维护设备的清洁。应制定好实验室的值日计划,定期打扫实验室,保持室内清洁。学生在进实验室之前,应当佩戴鞋套。 (5)加强考试的力度。在实验考试时,可以让学生自己通过所做的实验,自己设计一个电路,实现相应的功能。 (6)针对学生自身存在的问题要分别采取不同的措施,比如对于部分信心不足的学生,老师的帮助会直接影响到学生的实验态度,引导学生自己去分析问题、发现问题,合理的解决问题,这样既能增加学生的信心,又能使得学生的动手能力和解决问题的能力得到有效的提高。 电子专业论文:电子信息工程专业“卓越工程师”专业课程体系与培养方法研究 1.引言 “卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,其目标是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,同时对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。 天津工业大学电子与信息工程学院于1998年设立电子信息工程专业,并于1999年开始招生,自开设以来学校非常重视该专业的建设,十几年来,为社会培养了大量电子信息行业急需的人才。2012年6月,经市级专家组对本校电子信息工程本科专业卓越工程师教育培养计划培养方案进行论证后,该专业被入选校级“卓越工程师”试点培育计划。 2.电子信息工程专业课程的特色 电子信息工程专业培养的学生应适应国家经济建设的需要,具备信号检测、信号传输、信息处理、电子系统工程等专业理论知识及检测与仪表、自动控制、计算机应用技术等较宽广领域的工程技术基础和基本技能,最终具备“基础实、口径宽、能力强、素质高”卓越工程创新人才能力。电子信息工程专业“卓越工程师”培养计划旨在为国家电子信息行业培养造就一批创新精神与实践能力强、适应企业发展需要的优秀工程师,因此在专业课程体系建设方面应加强理论与实践教学的有机结合,建立模块化的理论与实践教学体系和运行机制,同时建立可持续的校企合作人才培养模式。 因此学院按照“综合化、科学性、系统性、先进性”的原则对电子信息工程的专业课程体系进行整体优化,要求突出专业定位与特色,形成以“信息流”——信息获取、传输、处理、控制的模块化课程体系,最终通过电子信息系统设计类型课程对所学专业知识的模块整合,专业课程体系结构图如下图所示。在教学体系中的每一个模块都由与专业知识紧密相关的课程组成,在理论教学结束后,还有相应的实践环节进行支撑,加深学生所学专业知识的理解。每门课程都有相应的专业教师课程组负责,同时邀请电子信息类相关企业参与讨论制定教学方案与内容,包括课程的设置、课程内容的取舍衔接与整合,将企业对所需人才的工程实践能力的要求落实到具体的课程体系及教学环节中,通过校企合作与工程教育完成人才培养。其中本专业课程体系中“EDA原理及应用”、“自动控制原理”、“虚拟仪器技术”、“微机控制技术”、“嵌入式系统”等课程是本专业的重点建设课程。 3.课程教学与教师科研相互结合的教学方式 电子信息产业的迅速发展要求电子信息工程专业须与相关企业更紧密结合,尤其是近几年来,国家所推广的“战略性新型产业”相关专业中,电子信息工程作为其中一个重要相关方向,只有紧跟最新的工程技术发展,培养电子信息类专业的“卓越工程师”人才,才能更好地满足社会需求。同时高校是科研创新的重要基地,因此电子信息工程专业“卓越工程师”专业课程教学内容中应采用新的教学理念:将实际工程项目引入课程教学中,以工程项目驱动教学,将课堂教学与实验室教学紧密结合,形成“在实践中学习”的教学模式,同时将教师科研课题与教学内容有机结合,由教师指导学生在课内实践环节或课外科技活动中完成教师所承担的实际项目,从而有效培养学生的工程实践能力与创新意识。 4.结语 与国内着名高校相比,我校的电子信息工程专业历史相对较短,专业培养特色不突出;因此还需在相当长的一段时间内对教学模式进行不断的改革与创新。由我系教师申报的天津市教育教学改革课题“电子信息工程专业卓越人才培养模式的研究与实践”已获得立项资助。凭着“卓越工程师”试点专业的契机,同时借鉴国内外着名高校的办学经验,结合“十二五”发展规划,充分利用现有师资条件,从课程体系改革入手,坚持加强课程建设、教材建设、校企联合实践基地建设等,为社会培养一批能应用现代科学理论和技术手段的高级电子信息工程创新人才而努力。 电子专业论文:电子商务专业实训教学谈 [摘要] 本文分析我校电子商务专业实训教学现状,结合新的职业教学思想,探讨搞好实训教学的新方法。 [关键词] 电子商务 实训教学 电子商务专业是一个近几年出现的新专业,由于近年来其发展迅猛,目前,全国各高校都广泛开设电子商务专业,每年毕业生达20多万人,但近年来该专业的就业形式不容乐观,其主要问题是电子商务专业实训教学不到位所造成,现就该专业实训教学谈谈自己的一点看法。 一、电子商务专业缺乏系统的专业实训 近年来,各高校都加大实训教学力度,但这些实训多数是以课程为内容的实训。如学习图象制作课程后,就进行以图象和广告制作为内容的专业实训。学完网络营销,就进行市场调查为内容的专业实训。这些实训虽然能让学生掌握从事电子商务工作相关的技术,但由于是以课程为中心组织实训,这种实训将某一岗位所需技能分割来进行,缺乏合成,往往只见树木不见森林,学生学完后,总体感觉商务和技术是两张皮,各种技术之间缺乏联系,不明白各种技术应把握的程度。笔者认为应以项目为中心组织专业实训,如网页规划课程应将网页设计技术和市场营销结合起来,让学生就网站建设规划方案着手进行系统实训,学生既要结合专业写网站规划书、建设方案,并且还要根据规划书、方案自已动手建设网站。 二、电子商务专业实训教学缺少必要检测方法和手段 目前大多数高校的实训教学由教师根据学生作品进行评定,这种由自己指导又由自己评定学生成绩方法,不利于激发学生学习的积极性,从而也给实训教学带来不利影响,从而使学生认为实训课程容易的感觉。实训作品评价标准是否科学,也是急待解决的问题。目前对这方面几乎没有统一规范可行,不利于各学校专业实训教学评价,无法保证该专业学生应该掌握怎样的技术从而使该专业毕业生良隽不齐,有的学校电子商务专业学生就业形势好,而有些学校电子商务专业毕业生不适应就业市场,就业率低。我认为,目前应结合专业教学改革传统的考试和检测学生成绩的方法,不仅要变知识性考试为作品或毕业设计评定,同时,要加快建设作品和毕业设计评定体系建设,不能让教师既当教练又当栽判。在传统教学测试中,我们都有一套行之有效的办法,但是,随着考试方式改革,新的考试方式运行缺乏行之有效的制度,不解快这个问题,就不能促进教学双方的积极性,就不能真正做好实训教学工作,就不能按能力培养的要求培养社会需要的毕业生。 三、电子商务专业实训教学模式的单一性和刚性不利实训教学开展 教学模式是指教师如何开展教学活动,是一种教学活动的组织方式。传统的教学模式是建立在学科知识结构体系基础上的,以向学生系统地传授各科知识为教学目的,而在当今,职业院校的毕业生要适应现代的就业形势,必须以能力为本位来培养学生,教学活动不能局限于教室,实验室。教学活动可以在车间、在商场。教学活动组织不能由教务处用计划、课表的行政方法来进行。教学活动的检查,也不是象查堂一样机械,教学计划也不能是刚性的。因为每位学生学习的能力不一样,在教学中,教师可以根据实际情况调整。我们现在教学现状是理论教学在教室,老师在哪里布道式地讲授,学生在下边东倒西歪。学校、教师还要考勤。就是要把学生整天限定在教室里。实训教学就是上实验室。学生实验的内容是教师先规划好,学生依样画瓢。学生所学的知识不能变成能力,只见树木不见森林。因为这种教学模式违背按职业岗位要求的环境来进行教学。不按职业岗位的流程进行教学。教学活动应该按职业岗位的要求,该在教室就在教室进行,该在实验室就在实验室进行,教学活动适合在车间,我们就临时在车间进行,这种身临其境的教学模式下进行教学,学生学得快,掌握得牢,能够形成职业能力。而我们现在实训教学搞得好的学校,也是在教学过程外,按排学生在工厂实习。它是把这种实习和教学活动割裂开来,实在是“两张皮”。同时这种实习也会因为组织不周密,而让学生“放羊”。老师不是教学指导者,而是秩序的维护者。学生实习没有和课堂所学结合起来,实习并没有效果,实习回来写一份报告作为实习成果。同时实习报告也不是检检实习效果的好方式。我认学教学模式应该根据实际由教师自由决定,发挥教师在教学活动中的主导作用,应体现在教学活动组织形式由教师根据所讲授内容来决定。因而,改革现行行政式的计划管理教学的方式非常必需。采用科研项目负责制方式进行教学管理是适应这种灵活多样教学模式教学的需要。只有这样才能使实行灵活多样教学模式成为可能,才能真正发挥实训教学效果。 四、电子商务专业实训教学缺少供应链集成理念 目前电子商务专业是一个培养复合型人才的专业,也是一个工科和文科结合的专业,因而对双师教师的要求较高,而现在社会上该专业教师既懂商务,又懂网络的人才非常少,因而按照工作岗位的方法培养学生,缺乏真正具有双知识结构和能力的教师。实训教学效果可想而知。目前,各高校都是由懂这两方面知识教师组成一个教学团队,共同完成专业教学任务。由于没有一个有效的体系将各个教师协调起来,因而,形成你讲你的,我讲我的,而我们的教材又都是学科知识体系式的教材,加大各个教师之间专业的鸿沟,学生学到的是零散的知识和技能。如果我们把电子商务专业所需的各种知识和能力,按照职业岗位组织起来,这样 就形成一个类似“供应链的体系”,如果我们电子商务专业的基础课和专业课教师都理解这一供应链体系,都按照一个中心来组织教学,尤其是实训教学按照这一原则开展,应能一定程度弥补双知识和技能结构教师缺少的矛盾。要做到这一点,作为我们的专业带头人必须是双知识和技能的教师,由他系统地组织各个教师的专业协作,形成集成效应。他就是这个供应链系统的集成商。另一方面,各个教师都必需结合自己的学科知识,结合专业岗位的要求进行知识和技能的再造,形成按职业岗位要求的知识和能力结构。形成以本专业知识和技能为主,对其他专业知识和技能有一定了解的知识和能力结构。 电子专业论文:论提高电子信息类专业实验教学质量的方法 论文关键词:电子信息类专业 实验教学质量 模式 仿真技术 Simulink 组件 论文摘 要:实验室担负着向学生传播知识与技术、培养学生动手的能力和创新能力的重要使命。随着社会经济的发展及教学改革地不断深入, 实验教学在整个教学体系中的地位越来越突出,实验教学模式的改革已经迫在眉睫。本文主要分析了实验教学的传统模式与存在的问题,并提出了提高电子信息类专业实验教学质量的方法[1]。 0 引 言 实验教学是学校教学活动的重要组成,教学质量的好坏是对学校人才培养层次与质量的直接体现。实验作为实验教学活动的主要内容, 在改善教学质量方面发挥着不可替代的作用。实验室在传播知识的同时,更重要的作用体现在对学生的创造性思维与想象力的培养上。通过实验教学,学生分析解决问题以及动手能力明显提高。伴随教学改革的日益深入, 实验教学的改革也越来越引起人们的关注,以往的教师灌输式的理论教授方式,学生被动接受的教学模式,已无法满足社会经济发展的要求。当前,社会需要的是主动型、能力为主的人才培养。加强学生创新能力的培养,必须切实转变以往重理论教学轻实验教学的错误观念,重新认识实验教学在学校教学活动中的地位与作用,根据当前社会经济对人才的要求, 改革传统的实验教学模式,改革实验教学手段,优化更新实验教学的内容,切实提高实验教学质量。 1 实验教学的传统模式与存在的问题 国内高校工科教育当中,实验教学存在着硬件条件不足、硬件实验条件的发展与技术要求不相符[2],加上近几年高校扩招,实验教学的硬件条件更是供不应求。进一步加大对教学硬件条件的投入,丰富实践教学的内容、加强实验条件的改革及建设,在目看来具有特殊的重要性。面对这种情况,我国的教育主管部门采取了一些推进实践教学改革及建设的措施。如:在全国高校本科的教学水平评估中,实验室基地建设与建设投资及其实验教学改革被列为一项重要的指标。并且,各高校也逐渐开始响应教育部的的这一举动,纷纷实行了“双基”型实验室[2],与此同时,建设了“实验教学示范中心”。当前,传统实验教学模式的缺点主要有以下几点:验证性的实验所占比例较大,与综合性、设计性、创新性实验之间的比例失调;实验模式单一、实验室设备陈旧;实验教学中缺乏先进的实验教学手段。 2 提高电子信息类专业实验教学质量的方法 2.1 实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验 在实验教学中引入计算机仿真技术,能够充分调动学生主动学习的积极性,培养学生的学习兴趣。同时,教师能够通过计算机技术对学生的实验操作的全过程进行观察,对学生进行良好的跟踪与指导,更好地进行学生实验结果的采集工作,先进科学的教学理念与教学手段对于提升实验教学效果,提高实验教学水平具有重要作用。引入计算机技术后,理论与实验教学,教师教学指导与学生操作、思考融合成一个有机整体。以往传统实验教学中课堂、课时以及实验设备因素的限制作用得到了解决,实验教学更加灵活化,教学内容在时空上得到进一步的延伸,更好地激发了学生进行实验的热情。 将计算机仿真技术引入到实验教学中,通过相应技术进行的虚拟实验,为学生提供了更为灵活开放的实验环境,能够更好地培养学生在实验过程中独立思考能力,增强学生的的学习创新意识。对于实验教学内容,仿真技术的应用,将虚拟性实验与真实的电路实验整合成有机整体,实验的能动性与趣味性明显提高,同时实验内容的充实,有利于学生综合实践以及探索创新能力的培养。当前,已经有越来越多的高校重新进行了实验室的规划建设,通过计算机仿真技术进行虚拟实验是实验教学改革发展的新方向。将与实验教学相关的计算机软件技术引入到高校实验室中,为实验科研提供了良好的平台,对于激发学生学习的主动性与积极性,培养创新能力具有重要作用。计算机仿真技术的应用,一方面能够改善实验教学条件、充实实验教学的内容,另一方面,还能够明显降低实验成本,提高实验教学的效率。通过单片机的实验教学,能够发现,教学过程中引入proteus仿真软,通过该软件对单片机的硬件系统进行模拟,克服了实际实验过程中硬件电路固定以及实验内容不易改动等因素的限制。实验设计全过程,除计算机外不用再进行任何硬件的添加即可实验,这有力地推动了实验课程教学改革,更有利于学生创新能力的培养。仿真技术的另一重要应用主要表现在学生的业余爱好上,如挑战杯、电子设计大赛等等,学生就能够用计算机来实现仿真,首先用计算机仿真出实验的模型,再在计算机上进行相应的模拟调试,最终用硬件来实现。在整个仿真的过程中,学生可以自由发挥自己的潜能,通过大量的仿真对比,来达到设计目的,也可大胆反复地调试,避免了器件的损坏。电子设计竞赛中,由于proteus开发环的运用,培训过程中不需投入任何硬件的条件下,学生却普遍反映,对于单片机的学习比单纯理论知识的学习更易接受也更易得到提高。事实证明,运用proteus进行系统仿真成功后进行的实际制作,可明显的提高单片机系统的设计效率。此外,远程教学中仿真教学的运用具体重要的意义,对于教学改革是一种很好的尝试[2]。 2.2 实验中引入Matlab软件内建的Simulink组件技术 目前,我国开设了电子信息类专业的高校中,大部分都将Matlab软件作为重要的实验教学平台,对定理以及算法进行仿真和验证实验。Simulink组件作为Matlab的重要组成,能够为用户提供一个仿真分析与动态建模的集成系统环境。该环境下,只需利用鼠标进行简单直观的操作,就能够完成复杂系统模型的构建,在此过程中避免了大量繁杂的书写程序。由于 Simulink组件具有适应性强、效率高,结构仿真精细、流程清晰且贴近实际、效率高、使用灵活等诸多优点,Simulink组件技术已经被广泛地运用于处理数字信号与控制理论等复杂的仿真设计之中。同时Simulink能够通过连续、离散采样时间以及两种采样时间混合的的方式进行建模,该组件还可支持多速率系统,不同的系统组成部分的采样速率不同。此外,S imulink为动态系统模型的创建,提供的图形用户接口(GUI) ,使在进行模型方块图的创建时只需通过鼠标单击与拖动鼠等简单操作即可完成,为用户提供了一种更便捷、更直接的创建方式,同时能够立即获得系统仿真结果。 该组件的这一特性,一方面可以使算法的验证更为简单,减少学生投入在验证性实验中所用的时间,而将大部分精力投入到设计性、综合性试验中;另一方面,可以使学生更快捷的验证新思路、新算法,而不会由于代码调试方面的问题影响了创新实验的开展。以自适应滤波中的经典RLS 算法为例,如果直接采用Matlab编程方式,在进行代码调试时,就会消耗掉大量的精力,代码长度将达到200 行以上。而如果采用Simulink组件模块化设计的思想,只需要鼠标对模型的拖拽,就能以流程图的形式将滤波器搭建起来。由于Simulink提供了丰富的元件库,采用图形化的表示方法,学生在进行算法验证的时候只需调用成熟的模块进行参数设计即可。这样的实验方法事半功倍,思路清晰,参数的调整也十分便捷,广受学生欢迎。由此可见,引入Simulink组件后的实验,既不会影响实验效果,又能够提高实验效率,对学生模块化编程的思想也有较好的促进作用。 3 结 语 当前,社会对人才综合素质的要求不断提高,进行实验教学改革已经迫在眉睫,而大学实验教学的改革又直接影响到学生的动手和创新能力。实验教学必须能够跟得上时代的脚步,把计算机仿真技术与Simulink组件技术应用到实验教学中可以充分调动学生主动学习的积极性,充分发掘学生的创造能力,在学习到先进技术的同时,提高学生对社会的适应能力。 电子专业论文:电子商务专业开题报告论文范文 社会不断发展,人们的生活水平不断提高,为电子商务的兴起和发展为企业营销带来了新的契机。电子商务模式中有形产品的运输无法通过互联网直接实现,必须借助物流配送体系才能完成,因此,电子商务与物流配送有着密切的关系。下面是小编整理的电子商务专业论文开题报告论文范文,欢迎大家阅读。 电子商务专业论文开题报告论文范文 摘要:随着社会不断发展,人们的生活水平不断提高,消费观念随之改变。电子商务的兴起和发展为企业营销带来了新的契机,也向传统的企业营销方式提出了新挑战。本文以大学生消费心理与行为理论为基础,通过对电子商务中的大学生消费的特征和心理变化趋势进行分析,探讨现代企业面对电子商务环境下大学生网络消费心理的特征,应该制定怎样的营销策略以应对他们的这种心理特征,以突破传统的经营思维模式的局限。 电子商务是基于国际互联网环境中的 B/S 架构开发出来的一种应用方式。在电子商务这种新型的商业运营模式中,买卖双方可以互不谋面地进行各种商务活动,可以全程实现消费者的网上购物、在线电子支付等商贸环节。电子商务将国际互联网开放性、全球性、低成本、高效率的特点引入到商贸领域,对商业运作模式产生了深远影响,同时也被各行业广泛运用。相对于传统商业模式,电子商务优势明显,因此众多现代企业都基于 B2C 模式开发电子商务平台提高企业的运行效率。而企业在制定产品最终价格时,除了考虑成本、利润等客观因素外,还有一个因素不可忽略,即定价策略中的心理因素。 在电子商务这种彼此互不见面的特殊消费环境中,消费者的消费心理充满不确定性,其表现更为复杂和微妙,商家对于消费者心理状态的把握更加困难,而这种心理变化会直接影响企业在电子商务环境中的经营效果和发展空间。因此,研究电子商务中人们的消费心理和消费行为对企业良好地应用电子商务系统具有重要意义。 电子商务环境下消费者的消费心理特征 改革开放使得产品种类和形式日趋多样化,消费者可挑选的范围也越来越广,因此市场也由最初产品匮乏的卖方市场向消费者掌握主动的买方市场转化。在消费者主导市场的时代,消费者的消费心理与卖方市场相比表现出一些新的特点和发展趋势,在电子商务模式中这些特点和趋势表现得更为突出,可以归纳为以下几个方面1 追求便捷。现代社会将人们的生活节奏变快,对于快节奏生活的现代人来说,需要一种方便、快捷的购物模式,而传统的购物模式通常需要在规定的营业时间内到达购物场所、挑选购买产品,整个过程繁琐、复杂、耗时长,再加上往返路途上的时间,通常会消耗掉消费者大量的时间和精力。而电子商务环境下的网上购物恰好可以弥补这个缺陷,其方便、快捷、高效、24 小时不间断服务等特征符合现代人的消费心理。 追求物美价廉。在买方市场中,消费者对于产品的选择余地变大,因而价格就成为消费者较为敏感的因素之一。互联网上的网店相对于传统商店而言,可以让消费者通过网页轻松地浏览商品、比较不同卖家的商品,更为重要的是,电子商务模式提供了企业直接面对消费者的平台,这样省去了中间商环节的网上直销模式可以节省成本,最终降低产品价格,因而,电子商务模式可以满足消费者选择价廉物美产品的心理需要。 追求个性化。买方市场中消费品无论在数量上还是种类上都极为丰富,现代消费者特别是年轻消费者往往想象力丰富、喜欢展示自我个性,通常希望企业生产的产品能够独一无二,这种心理对个性化消费提出了更高的要求。消费者已经不再是单一的只看商品的实用价值,而更重要的是看商品是否与众不同,是否能充分体现个体的特性,这也已成为消费者消费的一项重要指标。 追求独立思考。在消费品种类及数量急速增长的现代社会,随着消费者选择范围的扩大,消费者独立思考的意识也在加强。面对传统模式下商家的各种宣传消费者会产生强烈的不信任感,消费者通常会主动通过各种渠道和手段获取产品信息并进行分析比较。消费者会从自身分析比较的过程中获取心理上的平衡,从而降低购买产品特别是贵重产品的风险感,增强购物过程中的心理满意度。 追求表现自我。电子商务购物环境中往往消费者会占据主导地位,通常消费者会花费较多的时间到虚拟网店中浏览、对比并选择产品。在买卖双方彼此看不到对方的购物环境中,消费者往往以自我为中心,完全按照自己的方式、想法行事,这种思想会使得消费者在电子商务购物模式中表现自我的心理体现的愈加明显。 制约电子商务发展的心理因素分析 虽然电子商务的网购模式具有方便、快捷、高效等诸多优势,但是目前仍有大量消费者基于对互联网环境的不信任,进而对网上消费产生怀疑,对电子商务模式敬而远之,这会严重制约电子商务的发展。消费者的这些心理因素主要表现在以下几方面 传统购物方式已深入人心。消费者在传统购物模式中已经习惯 眼看、手摸、耳听 的方式,这种方式与网上购物环境中通过图片、文字、视频、影音等方法了解产品是截然不同的。网购平台不能满足消费者手摸、眼看的特定心理,而习惯了传统购物模式特性的消费者往往会因此对电子商务产生怀疑和顾虑。 价格达不到消费者预期。在网络购物过程中,消费者通常期望能够得到质量相同但价格比传统商场中低很多的产品,据统计显示,目前的网上商品仅比商场中便宜 4%- 10%,再加上网购环节中的物流、配送费用,消费者在网购过程中实际享受到的价格优惠是十分有限的。价格上达不到消费者预期会使部分消费者宁可多花时间和精力采用传统购物模式,也不愿选择电子商务模式。 配送体系效率较低。电子商务模式中有形产品的运输无法通过互联网直接实现,必须借助物流配送体系才能完成,因此,电子商务与物流配送有着密切的关系。目前,我国商品的配送存在周期长、费用高、效率低等问题。数据显示我国仓库周转率仅为发达国家的三分之一,而差错率却近乎于发达国家的三倍。低效的物流配送体系会严重影响消费者对电子商务的感知,进而导致部分消费者不愿接触电子商务。 小结 电子商务为消费者带来了方便、高效、快捷的购物方式,消费者在网络购物的过程中表现出的消费心理给企业传统的经营理念带来了新的挑战,商家必须适应消费者新的心理特征和变化,了解消费者的心理,满足消费者的需求,建立适合企业自身需要的电子商务运作机制,只有如此,企业才能在电子商务运作模式下获益。 电子专业论文:浅谈技工院校中电子商务专业的建设 【摘 要】笔者根据工作实际,介绍了目前技校电子商务教育的现状,分析了电子商务专业毕业生的就业去向,探讨了电子商务专业建设中的培养目标和知识体系。 【关键词】技工院校 电子商务 专业建设 电子商务(electronic commerce)是运用计算机网络从事商品交换的经济活动的总称,是在整个贸易过程中实现各阶段贸易活动电子化。我国电子商务专业正成为我国各职业院校的教育热点。本文就职教电子商务专业建设做一些探讨。 一 技工院校电子商务教育现状 教育部2000 年批准在全国部分高校试开电子商务专业后,各类职业学校也纷纷开设了电子商务专业,但由于我国有关电子商务专业的职业教育刚刚起步,对电子商务人才的岗位职责定位尚不十分明确,而技工院校由于学生自身的知识结构及学习能力的特点,决定了对他们的培养不能等同于大学生。目前技工院校的电子商务人才培养中存在诸多问题,如:培养方向模糊;课程设置不尽合理;实践环节薄弱。 二 技工院校电子商务毕业生就业去向 目前,整个社会对电子商务人才的需求主要有三个层次:第一层次是事务层,指一个电子商务项目运营中的事务操作层次,如网站推广、网上营销和采购;第二层次是实施层,指电子商务项目的实施过程,能够参与甚至领导项目的某一项工作,比如流程策划、界面设计、内容架构;第三层次是策划、决策层,指能够根据环境和企业的具体条件策划其电子商务规划,并能在辅助论证、决策重大项目问题,比如采用何种支付方式、何种配送方式。对于第二、三层次的人才,我认为其知识层次、能力素质要求高,技工院校难以培养,应由本科或研究生教育来完成。而对于第一层次,由于侧重对知识的实际应用,是我们中职教育能够实现的。通过统计调查和个访,以及相关资料的搜集和分析,得出本校电子商务专业毕业生除升学外,目前主要工作岗位群有:市场营销、仓储物流、客户服务、财经事务、网站维护、网站 三 我校电子商务专业培养目标与知识体系建设 对于技术类院校而言,本科、高职院校的办学经验不能照搬照抄,技工院校的课程设置应该能够体现技术教育特色,突出课程设置的职业针对性、岗位适应性。应该根据学校自身的专业特点、资源优势、办学层次等实际情况,积极实践,探索适合自己学校实际的办学模式。我认为技工院校电子商务专业的培养目标应定位于能够应用网络技术参与商贸活动的劳动者,其知识结构是以商贸业务为核心,以所涉及的金融、税务法律知识为依托,以计算机及网络应用技术为手段的知识结构体系。 1.培养目标 本专业培养的技能型人才,应特别突出以下专业基本能力的培养:熟练进行计算机操作,能够进行网络操作系统和常用软件的安装与使用,熟悉办公软件操作。掌握网络技术,能够熟练地利用internet 获取资料和信息,并进行信息处理。具有计算机软硬件配置、网络操作系统等基础知识,能够进行网页制作及电子商务网站的建立、、维护与管理。了解电子商务交易系统的功能和业务流程,掌握相关的操作技术,能够进行网上交易、网下服务以及电子商务系统的安全维护,具有电子商务人员应具备的综合职业能力。熟练进行pos 操作,能够进行mis 管理,熟练进行商场、网站的各种数据资料的收集、了解客户需求,掌握经营技能、物流配送基本知识,具有现代商业服务人员的基础知识,有一定的营销策划能力。 2.知识体系建设 实践教学是技工院校教学环节的重中之重。实践教学质量的好坏直接关系到学生全面素质的培养和综合职业能力的形成。具体可以从以下几个方面来实现: (1)建设电子商务实验室和实习基地。电子商务专业是集传统的商业营销理论与计算机网络相结合的实验性极强的学科,因此我校投资建设了电子商务实验室和实习基地,为学生提供一个实践和实习场所,提高学生的动手能力,理论与实践相结合,实践促进理论的模式,为学生的就业奠定良好的基础。 (2)实行“双证书”制,取得相应职业资格证书。要求毕业生在校期间就要在获得专业毕业证书的同时获得相关职业资格证书,这是我校毕业生职业能力的体现。因此,我们每年都组织学生参加电子商务员的资格认证并积极提供培训等条件,让电子商务专业学生实施“双证书”制度,增强学生就业竞争能力。 (3)吸引企业参与,大力推行工学结合、订单式培养。我校还与市里的知名电子商务企业签订了联合办学协议,使学生每学期都有到校外实习基地学习的机会,并让企业里的领导、专家参与专业培养目标、人才培养方案的制订,承担专业课和实践教学任务,全方位地参与人才的培养。 (4)毕业前进行有关电子商务专业课程设计、毕业设计或作品设计。毕业设计是对学生知识和技能进行整合与应用,在毕业实习中培养了创业意识,为以后的就业奠定良好的实践基础。 (5)定期请行业里的专家和一线工作人员进行专题讲座。让专家学者定期以讲座的形式将现实工作中所需要的技能及行业最新动态传递给学生。 四 结语 总之,目前在电子商务形势大好、人才急剧缺乏的情况下,电子商务专业要找准一条适合自己学生发展的道路,帮学生认真做好与社会的对接、找准今后就业方向、明确自己的学习目标,并让学生通过自身的努力去学习和实践工作岗位上的知识与技能,就会大大提高自己的就业能力与就业竞争力,实现更好、更快的就业。 电子专业论文:如何提高电子商务专业学生的实践能力 [摘要] 面对电子商务的发展和未来几年会持续严峻的就业压力,市场对电子商务人才的实践能力提出了新的要求。因此,高校的电子商务人才培养必须依据市场的需求,企业的需要,去不断完善对电子商务人才的培养,更努力提高他们的实践能力。本文提出了建立电子商务仿真模拟试验室,组织学生进行创业项目,学校设立创业园,与企业合作建立教学实习实训基地等几个方法去解决问题。 [关键词] 电子商务专业实践能力教学研究 一、严峻的就业形势对电子商务人才的实践能力提出了新的要求 对于2006年毕业的大学学子来讲,持续多年的“就业寒流”丝毫没有回暖的迹象。据国家权威部门统计数据显示,2006年的大学毕业生比2005年增长20%左右,全国普通高校毕业生达413万人,比上年增加75万人,就业压力进一步加大。在北京2005年的人才需求调查中,电子商务人才需求是排在第一位的。但近年来电子商务专业应届毕业生就业率仅为20%,而全国普通高校毕业生就业签约率已达47%,很明显电子商务专业应届毕业生就业率远远低于全国大学生就业平均水平。一方面市场需要大量的电子商务人才,而一方面电子商务专业的毕业生就业率却不高,为何会出现如此尴尬的局面的呢?其实这是市场选择的结果,说明现在培养出来的电子商务人才的能力,还远远不能达到大部分企业的要求。 二、电子商务的发展为电子商务专业学生提供了更多的实践机会 随着internet的不断发展与广泛应用,人类进入信息化社会的步伐在深度与广度等各个方面都大大加快。电子商务已经被全球公认为未来商务的发展方向,是一个具有巨大潜力的市场,世界各国都对电子商务给予了极大的关注、支持和投入。电子商务代表着未来贸易方式的发展方向,大力发展电子商务是推动国民经济信息化的重要内容。目前,我国的互联网发展迅速,为电子商务的大行其道奠定了基础。据联合国贸易和发展会议发表的一份报告称,未来几年内,全球电子商务还将进一步快速发展,2006年,全球电子商务交易额最多可达12万亿美元。 电子商务的迅猛发展必然带来对电子商务人才的巨大需求,也使得电子商务专业的学生可以通过网络化的学习和实践,尽情体验网络生活新模式,让学生不断充实和丰富电子商务的知识,熟悉各种电子商务模式的运作,掌握电子商务的运作方法。比如,目前学生只需要低成本就可以自己在网上开店,自己策划经营方案,设计赢利模式。21世纪,信息化社会是历史的发展潮流,企业更注重的是实效。加强电子商务的人才培养,提高人才的实践能力,是我们发展电子商务、适应历史潮流的根本所在。 三、如何加强电子商务专业培养中的实践环节 1.建立电子商务仿真模拟试验室 建立电子商务仿真模拟试验室,进行电子商务仿真模拟实训,是目前各高校在培养电子商务专业学生的实践能力中,最主要采取的一种方式。一般高校的计算机实验室就为建立电子商务仿真模拟试验室提供了硬件基础。而在软件方面,可以由本校的教师和学生合作开发符合自己学校教学特色的电子商务仿真模拟教学系统软件,也可以购买其他高校或市面上出售的该类软件。 2.在核心专业课程中组织学生进行创业项目 电子商务的核心专业课程,如电子商务理论与实践、电子商务物流实务、电子商务与国际贸易、电子商务网站建设、网络营销等课程,都有培养学生实践技能的部分。任课的老师可以在授课的过程中申请项目基金,组织学生建立小型企业,进行实践创业。比如,网络营销这门课程,老师可以让每个班模拟成一个企业(其中有库存部、技术部、财务部和营销部),开设网上商店,在网上销售文具、饰品、网络游戏卡、书籍和一些二手物品等。因为不需要实地的店铺,学生又几乎每个人都有电脑,这样经营的成本不高。在实践的过程中,有了老师的指导,学生不仅可以将所学的技术、营销、物流、财务等知识进行了大融合,并且能够增强自身的人际沟通能力、建立团队意识。 3.学校设立创业园,鼓励学生自主创业 学校可以设立一个创业园,为学生提供创业的基础硬件和基金。能力强、有好想法的学生,可以做好策划书,带着项目进入创业园进行创业实践。学校派指导老师对学生的项目进程进行定期地检查,并作必要的指导。进展顺利的项目,可以继续支持;进展不顺利、又无法解决的,就撤出创业园。这种方式一定能够激发学生的热情,调动学生的积极性。增强了学生学习专业课程的兴趣,提高了学习的主动性,深化了对知识的理解。同时,更为重要的是培养了学生的创新意识。 4.与企业合作,建立教学实习实训基地 现在社会竞争激烈、就业矛盾突出,不少高校毕业生承受着巨大的心理压力。许多企业的对人才的要求是不希望用进行长时间的培训,马上就能适应到工作岗位上去。学校可以与开展电子商务的企业合作,建立具备鲜明电子商务特色的,兼顾商务活动和计算机应用等多功能的复合型实习基地。一方面可以对学生进行专业主题化、系统化、综合化的训练,学生毕业后就能够迅速从事企业的某种具体业务活动,增加了学生就业的机会;另一方面,企业不用再进行招聘,就能够直接从实习生里挑选优秀人才,节约了本企业的招聘和培训成本。这种方式可以说是一举两得。目前,笔者学校的电子商务专业,就已经分别与广西食糖中心批发市场(中国食糖网)、南宁康迈集团公司、南国书店和广西南宁钰炜商贸有限责任公司建立了电子商务交易实训基地、电子商务物流实训基地、电子商务网络营销实训基地和电子商务网络技术实训基地。 电子专业论文:关于高职电子商务专业人才培养探索 论文摘要:企业需要什么样的电子商务专业学生?电子商务专业主要学什么内容?这是高校开设电子商务专业必须弄清楚的两个问题。电子商务专业面对庞大的人才需求市场,专业人才短缺已成为我国电子商务发展的瓶颈之一。高职院校是培养人才的重要基地,如何培养企业用得起,用得上,用得爽的人才是首要任务。 论文关键词:电子商务;人才培养;课程设置;职业能力 1 电子商务人才需求现状分析 电子商务最早产生于20世纪60年代,发展于20世纪90年代,首次引入中国是1993年,第一笔网上交易发生在1996年,阿里巴巴的上市,淘宝一年的成交量超过世界零售巨头沃尔玛。互联网的快速发展,使电子商务成为当今最热门的“朝阳产业”,据统计,我国登记在册的企业已达到870万家,其中大中型企业就有10万多家。初步估计,未来我国对电子商务人才的需求量为每年约20万人,一个行业的飞速发展,带来大量就业岗位,电子商务领域不断出现招聘高潮,电子商务相关人才的市场前景光明无限。 我国教育部2001年下文批准电子商务作为目录外专业在全国高校开设,目前全国已有300多所高校开设了此专业,我国目前包括高校和各类培训机构每年输出的人才数量不到10万人。专业人才短缺已成为影响我国发展电子商务发展的重要因素。 在近几年的人才需求调查中,电子商务人才需求排在了第一位的。但是连续几年来电子商务专业应届毕业生就业率仅为20%左右,全国普通高校毕业生就业率已达47%,为什么会出现如此尴尬的局面,值得我们做教育的人深思和探索。 2 电子商务专业学生需具备的职业能力 学校是培养学生的重要基地,学校的培养模式决定了学生素质的高低和能力的强弱,任何一所高校要开设电子商务专业必须要弄清楚的问题是:社会需要什么样的电子商务专业学生,电子商务专业学生需具备的职业能力有哪些。如果这个核心问题没有解决,那么培养出来的学生就不符合社会需求。 目前从事电子商务活动的企业大致可分为两大类: 一类是随着网络时代的发展而新成立的专业电子商务企业,这些企业用人特点是每位员工要有专长,负责相对独立的工作内容,分工明确、分工细致。例如:产品经理负责具体产品的统筹;编辑负责内容的筛选、整理;技术负责运营平台的开发、相关功能的实现;美工负责界面的排版、色彩等。人才的需求高中低档次都有,从高层的总经理,到中层的部门主管,再到底层的技术人员。对于这样的专业电子商务企业来说,需要的是有一技之长的专才而不是通才,只要学生某方面擅长就可以谋得一职。 一类是传统企业的电子商务部门,其用人特点是要求员工知识面广,懂得方方面面,通常分工不明确,一个人要做几项工作。很多企业甚至是从网站的制作、推广、到维护都是一个人负责。 总的来说对于电子商务人才所需具备的职业能力主要有三点:(1)能够独立搭建电子商务的运营平台,实现电子商务网站的相关功能;(2)能够独立推广电子商务平台,实现网络营销;(3)能够独立完成网上接洽工作、确定订单及后续客服服务。 3 电子商务专业核心课程设置 很多学生觉得大学三年没学到什么东西,或者觉得学了很多,又一无所长,学的东西不一定能找到工作。那么电子商务专业学生学什么内容就尤为重要。对于学制为三年的高职院校来说,对电子商务学生应该是专才培养而不是通才培养,因为三年的时间要想系统的、深入的学习完电子商务所有相关的知识和技能是不可能的。就会导致很多课程开设的课时不足,老师讲课时蜻蜓点水。 现在很多高校电子商务专业的课程设置都变成了“大杂烩”,市场营销专业的若干门课程加上计算机专业的若干门课程就成了电子商务,金融、经济学、管理等课程前面加个“电子商务”就变成了截然不同的两门课。这种“果盘式”的教学是最大的失误。笔者认为高职院校一定要培养学生的专长,教会学生一技之长,让企业用得起,用得上。 在课程设置上重点把握好核心课程,基础课程可点到为止,把有限的时间安排给核心课程,加大课时量,强化学习,让学生学会、学透、学以至用。根据电子商务人才市场需求分析,电子商务专业人才培养可分为网络营销和网站建设两个重点方向。 3.1 电子商务“网络营销”方向 3.1.1 培养的目标 让学生熟练掌握电子商务的运作模式、网络营销技巧、网络推广、公关炒作等系列知识。能够推广电子商务平台,能够运营某个电子商务项目,能够完成网上接洽、订单操作及后续服务,具有一定程度的互联网销售能力。 3.1.2 核心课程设置 (1)《电子商务概论》主要让学生掌握电子商务基础知识、基本理论、电子商务的运作模式。 (2)《网络营销》主要让学生掌握如何运用互联网来进行营销活动、网络推广;熟悉网络营销战略计划和策略,提高运用理论知识解决实际问题的能力。 (3)《互联网项目运营基础》主要让学生掌握互联网项目的构成、建设以及如何运营等知识体系。 (4)《photoshop图形图像处理》主要让学生掌握图形图像处理的基本技术,培养学生的图像图像处理能力,为今广告设计打下良好的基础。 (5)《网络广告实务》主要让学生掌握网络广告如何策划、制作、、促销、预算、效果测评、法律规范等内容。 (6)《网民行为分析》主要让学生掌握网络消费者的心理特点和行为规律,分析消费者行为的理论与方法。 (7)《商务谈判实务》主要让学生掌握商务谈判的基本程序、方法、策略和技巧,世界各国商人的谈判风格等内容。 3.2 电子商务“网站建设”方向 3.2.1 培养的目标 让学生熟练掌握电子商务网站的建设,搭建电子商务的运营平台。 3.2.2 核心课程设置 (1)《数据库系统》主要让学生掌握:关系代数、关系演算;sql数据定义、查询、操纵功能;掌握主流的数据库管理系统,比如sql server 2005,mysql,oracle 10g的使用方法;了解一些关系映射技术,如hibernate等;能够独立设计数据库表和视图。 (2)《dreamweaver网页设计》它是一门操作性和实践性很强的职业技术课程。本课程的主要内容为系统介绍网页 编辑与制作软件dreamweavermx,通过这种有代表性的网页制作软件的使用,让学生掌握网站设计的全过程,并能熟练地制作出有专业水平的网站。 (3)《》是目前最为流行的开放式的web服务器的应用程序开发技术,主要让学生掌握动态网页的制作,如购物车、留言本、影视点播系统等。 (4)《电子商务网站建设与管理》主要讲授企业网络的组成,企业网络开放系统集成技术,internet与intranet的互连技术,电子商务平台建设等内容,使学生掌握电子商务网站建设与维护等有关知识及技能。 4 结论 每个专业都要有明确的职业目标和职业能力要求,只有建立以技能和岗位要求为目的的课程教育体系,强化学生的专业技能,才能培养出高质量的专业能手,才能为行业的发展源源不断的输送新鲜血液。 电子专业论文:关于电子商务专业建设的几点建议 [摘 要] 本文通过对电子商务专业建设的分析,包括电子商务专业建设必需进行合理的规划、加强对电子商务实践课程的重视以及专业教师培养与引进等,并提出了几项建议。 [关键词] 电子商务 专业建设 实践 规划 培养与引进 我国电子商务的应用尚处于初级阶段,大部分电子商务是非支付型电子商务,即网上营销,网下支付;小部分是支付型电子商务,即网上营销,网上支付。个别正在搞协同电子商务。目前国家还缺乏发展电子商务专项规划,国家发展电子商务还缺乏明确和有力的技术经济政策。正因如此,电子商务的专业教育比别的专业面临着更大的困难,有更多未知的因素,电子商务的教育如同国内电子商务的发展一样在整体上尚处于探索式的自由发展状态。本文针对现行电子商务专业建设中存在的问题进行了分析,提出了几项建议仅供参考。 一、电子商务专业建设要进行规划论证 电子商务专业是一个新专业,教学经验、教学方法都还在摸索中,教学资料也不完整,缺乏较完善的教学体系,没有一定的教学模式,因此电子商务的教育具有很大的自由度。如果在电子商务专业建设过程中,不进行合理规划,一方面将浪费国家宝贵的教育资源,另一方面也将耽误电子商务专业发展的时机。因此学校应在教育部的指导下和协作组或兄弟院校帮助下,规划各校的电子商务专业发展战略,进行专业建设规划论证,并在教学实践中不断调整专业建设方案。 在进行专业建设规划时,首先要确定专业发展的方向。由于电子商务专业是一门跨学科的专业,涉及的知识面比较广,可选择的范围也比较大,各院校应根据社会发展的需要和本校的条件来建设电子商务专业,抓住社会某些领域对电子商务的人才需求,针对性地培养电子商务人才,突出本校在办电子商务专业方面的特色和优势,与其他学校差异化培养学生。例如北京交通大学在建设电子商务专业时,考虑到原来是铁路院校,以及已有的物流方面的优势,因此电子商务专业建设突出了两个特色,即:与物流相结合、与旅客出行相结合。 实验室建设的规划是专业建设规划中的一个重要内容。电子商务专业是一个实践性较强的专业,有大量的验证性、设计性、综合性等实验,实验室建设规划的合理与否直接影响到专业的发展,也是学校宝贵的教学资源能否得到充分利用的一个保障。由于电子商务专业所涉及到的知识面比较广,因此在进行实验室规划时应有所选择。应根据学校的办学实力,以及专业发展方向而有所偏重,有的放矢。特别在选购教学软件、硬件时应考虑专业发展方向。 电子商务本质上是一种新型的商务形式。在建设电子商务专业时,尤其应注意同企业的合作,通过校企合作、联合办学等多种方式,引进国外相关的应用软件、教材和成功案例,在师资力量、实验室建设和社会实践等多方面高效发展并争取到更多的机会和更好的条件。 二、应侧重电子商务实践 电子商务教学具有非常强的实践性,它不仅需要在理论上掌握计算机技术和商务技术,而且更注重在网络上的商务实践,它要求学生能够适应和进入电子商务实务环境,能够熟练操作和运作电子商务活动。许多电子商务课程的教学不宜采用传统的课堂讲授方式(一则缺少适用教材,二则远离实际应用),而应侧重于电子商务实践。而我国有些高校认为电子商务专业是“文科”性质的专业,在电子商务教学中重理论、轻实践,在教学计划中设置了大量的讲授课时,而实验实践课时非常少,这使得我们培养出来的学生走出校门后,真正能干活的人不多。阿里巴巴的ceo马云说“如果我们阿里巴巴要招聘员工的话,我希望看到的是他有没有在淘宝上使用过,他有没有在阿里巴巴用过,他对ebay懂不懂……有证书很正常,有证书的人太多了,但是实践过的人太少了” 电子商务的实践包括模拟仿真实验和真实的实践两大类。电子商务的模拟仿真实验又分为手工模拟和计算机仿真模拟两大类。手工模拟的代表是企业资源计划(erp)沙盘模拟实验,这种实验模式符合企业现实情况,比较形象直观,使学生身临其境地进行实验,使学生在深入掌握各个工作岗位、各个子系统的业务范围、操作流程和操作方法的基础上,全面了解和熟悉企业的整体情况以及网络财务软件和审计软件的总体流程和操作方法,既有针对性、深入性,又不乏全面性和完整性,符合社会未来发展的需要,有利于培养复合型人才。 随着多媒体技术、交互技术、网络技术、虚拟现实等计算机技术的发展,用计算机技术实现的电子商务仿真模拟软件如雨后春笋般出现,比较突出的有:由21世纪网校开发的模拟电子商务教学实验系列软件、由西安博星科技公司开发的模拟电子商务教学实验系列软件等,这些软件可以模拟电子商务活动过程和电子商务运作模式,为学生提供参与电子商务活动的机会,使学生能够感受到电子商务的内在规律,促使学生运用电子商务知识完成电子商务活动,这种方式对了解电子商务的过程有很大的帮助。 目前国内各高校的电子商务教学大多采用计算机仿真模拟系统,这不仅是因为计算机模拟仿真实验具有成本低、易于控制等优点。更主要的原因是互联网的环境比较复杂,而且内容经常变动,使用得教师们难以控制实验,也使得同学们会受到各种因素的干扰,难以掌握电子商务的内在本质。因此在电子商务的教学中,仿真模拟实验得到广泛使用。但是这些仿真模拟实验总体来说离实际应用的还是有一定距离,其中有些实验内容远不如在现实的电子商务网站进行实际操作效果好。因此,除了模拟仿真实验外还应增加一些电子商务的真实实践,比如在互联网上进行电子商务的营销实习、网站推广实战、数字证书的申请、市场调查等。 三、电子商务专业教师的引进与培养 电子商务是一个理工与经管交叉型、复合型的新兴学科,它融合了“现代信息技术”和“商务”两个方面,电子商务所覆盖的范围是现代信息技术与商务这两个子集所形成的交集。因此现在的电子商务教师大多从计算机类或经管类等相关专业转行过来,所谓隔行如隔山,常常是信息技术的教师缺乏必要商业知识,而商贸的教师缺乏必要的信息知识。从而出现要么侧重于信息技术应用与构建,有关信息技术课程很多、商业知识较少;要么侧重经济管理,商业课程很多,信息课程很少,对于一些综合性的课程教师们往往感到力不从心。电子商务学科的交叉复合性增加了电子商务教学的难度。 另一方面,作为一个新专业,教师们可以借鉴的教学经验不多,教学资料也不完整,缺乏较完善的教学体系,甚至有许多的基本概念也存在争论,这给电子商务专业教师们的带来了实际困难,要求电子商务专业教师比其他专业教师要花费更多的精力在教学上。 最困难的还在于专业教师本身缺乏电子商务实践经验,电子商务教师大多原来也是教师出身,缺乏商务实践,就像无源之水,教学中没有拓展的空间。 电子商务教师承载着电子商务知识传达的重任,电子商务教师的水平直接影响着我国未来电子商务的发展。因此学校应重视电子商务教师所面临的困难,认识到电子商务教师在知识结构和实践经验上存在的问题,帮助教师们而不是一味的指责。 对教师的培养不仅仅是学历的提高,也不仅仅是参加一些学术研讨会,而应为教师们提供更好的科研条件和更优惠的激励政策,并且鼓励教师们以各种恰当的形式从事一些网上的商务实践。除此以外,在引进新教师时,也不能过分重视学历,更应重视实践能力,应引进在企业从事工作多年的教师,他们有从事企业高级管理的经验;或者有从事多种行业背景的经验,知识结构较完整。目前我国高校大量吸收硕士毕业生进入高校从事电子商务教育,这对整个国内电子商务的发展都是不利的。电子商务的人才培养必须立足于企业需求,培养电子商务人才的教师,必须有复合的知识结构,一定的社会经验和非常熟悉网络。要懂营销、管理、法律和基础的网络知识。 四、结束语 电子商务作为一个发展潜力巨大的市场,具有十分诱人的发展前景。当然,与任何其他具有强大生命力的新生事物一样,电子商务不可能在短时间内就发挥巨大的潜力。也不可能在给我们带来极大便利的同时就解决自身的全部问题。它必须遵循由小到大,由弱到强,由点到面,由局部到全局的发展规律。以上是对我国电子商务专业建设的忧思,也有我的几点建议,有许多不成熟的地方,仅供参考。 电子专业论文:国内电子商务专业课程教学实践与市场需求的探讨 [摘要]随着经济的发展,参与电子商务活动人数的增多,电子商务这一便捷的、全新的活动方式,必将给我国经济带来新的增长点、同时使人们的生活方式发生质的变化。本文对国内高校电子商务发展现状分析了市场需求什么样的电子商务人才,并提出了相关的问题应对措施。 [关键词]电子商务专业 教学实践 市场需求 一、国内电子商务发展现状 据中国互联网络信息中心( cnnic)最新网络发展状况统计报告显示:截至2007年12月,中国网民数已达到2.1亿人。中国网民数增长迅速,2007年一年增加了7300万,年增长率为53.3%。目前中国的网民人数略低于美国的2.15亿,位于世界第二位。 作为以internet为平台的电子商务其网上购物和网上销售又是商务平台工具的重要体现。2007年12月,中国网民网络购物比例是22.1%,购物人数规模达到4640万,而美国2006年8月网上购物的比例已达到了71%。 据统计,1998年全球电子商务贸易额为30亿美元,2000年为900亿美元,到2001年达到1200亿美元,到2005年,这一数字达到了8000亿元。我国经过多年的发展,其交易规模已由2000年的771.6亿元增长到2004年的4075亿元,年增长速度45%以上。 据估计,未来我国对电子商务人才的需求每年约20万人,而我国目前包括高校和各类培训机构每年输出的人才数量不到10万人。 二、国内高校电子商务建设现状 电子商务作为一门新兴的交叉性学科,其涉及面广,实践要求高,但其在我国发展时间却很短,这使得电子商务建设与发展的基础相对薄弱,可谓处于“年轻”状态。所以关于电子商务课程体系应如何建设,教学内容应如何确立,实验方法应如何改进等一系列问题便接踵而至。 由于电子商务涉及经济、管理、法律、技术、物流等各个方面,所以各高校在制定教学计划时,首先定位就未明确,无法结合自身特点与优势。正因为该学科的交叉性,而被部分学校理解为简单的“学科拼凑”。以至于电子商务专业毕业生在面临择业时出现,“找技术类工作不如it类专业,找商务类工作又不如管理类专业”。尽管从我国当前实际情况来看,一方面我国需要大量电子商务专业人才,而另一方面却是大量电子商务专业毕业生就业率远远低于大学生平均就业率水平。 其次,教学教材良莠不齐,电子商务这一概念由国外引进,因此现在高校书籍来源一是国外原版引进或中文翻译,二是国内学者自己编著,第一类教材可读性不强,甚至有部分学校为求与国际接轨,强制引进原版外文教材,而不结合学生实际水平,以至于学到最后,弄的学生云里雾里。第二类教材也大部分是由国内学者参照第一类教材编写而成,一些概念和理论过于陈旧,笔者曾经历过,在学习计算机基础过程中学校用的教材竟然还是90年代初出版,像这样一门富有时代特征的学科,很多过时的概念和技术在现如今很难与实际要求相适应。另外国内大部分教材也都局限于概念的介绍,至于实际生活中的能否适用,交易细节等则很少有见涉及。 另外,专业教师的缺乏也是制约电子商务建设的一大瓶颈之一。现在教授电子商务课程的教师中大部分是从事其它专业的教师,如it类、管理、经济类等。笔者曾亲见一位老教授在给学生讲授“商务网站建设”课程时,竟全程使用课本附送的幻灯片,一门操作要求如此高的课程,竟被生生演化成理论教学,而衡量该门课程是否达标的标准,也就是一门名词解释的考试。 实践教学的缺乏,使学生无法亲身体验和实际操作,理论和实践难以结合,这样培养出来的学生只会动口,不会动手。而这种灌输式的教学方式又恰恰是目前高校最主要的培养形式,教师努力地教,学生被动地学,这也是影响学生最终就业困难的重要原因之一。 三、市场需求什么样的电子商务人才 据2004年,国际电子商务师认证委员会(中国)研发中心(cciebs china)对国内高校电子商务专业学生就业情况调查显示:截止到2004年6月15是,电子商务专业应届毕业生就业率为20%,但全国普通高校毕业生就业签约率已达47%,可见,电子商务专业应届毕业生就业率远远低于全国大学生就业平均水平。 电子商务按目前国内市场需求定义为既掌握现代信息技术又通晓商贸理论与实务,能通过电子方式来进行商贸活的一种复合型人才。按层次又可分为操作层、实施层、决策层。据上海市电子商务发展与人才需求调查:目前的市场对电子商务人才的需主要集中在企业领域,而企业应用电子商务最集中的领域又主要表现在以下几方面:通过互联网产品与服务信息(77.54%)、通过网络进行商务沟通(72.03%)、订立电子合同的比例很低,只有16.53%。而电子商务人才应具备的具体知识与技能主要按需求的优先排名有:第一位信息资源管理、第二位企业战略管理、第三位客户关系管理、第四位项目策划、第五位资本运营管理、第六位市场营销、第七位网络营销、第八位项目管理、第九位电子支付、第十位标准化管理。结合图表调查情况和目前我国电子商务与企业整合的发展方向,企业对电子商务人才的需求,也将从单纯的技术方向转向复合、实践型。 四、相关问题应对措施 首先,应明确专业方向,各高校应结合学校自身情况,将电子商务专业开设方向分为商务或技术类,并分清方向的重点教学方向,在开设全国高校电子商务专业建设协作组制定的电子商务专业10门核心课程:网络经济学、电子商务概论、电子商务管理、网络营销、网上支付与结算、电子商务物流、电子商务系统、电子商务安全、电子商务技术基础和电子商务经济法的基础上再突出本学校的优势和其它学校之间的差异。 重视实践技能的培养,发展学校与用人单位的合作,增加实际操作锻炼能力,引进师资,提高教师教学水平,而不要只是停留在教师资格水平上,应重视教师的实际操作应用水平。 以市场为导向,以就业为主体,培养适合市场实际需求的人才,突出本专业的针对性、实用性和突出性。 五、结束语 随着经济的发展,参与电子商务活动人数的增多,电子商务这一便捷的、全新的活动方式,必将给我国经济带来新的增长点、同时使人们的生活方式发生质的变化。 电子专业论文:关于高职电子商务专业人才培养探索 论文摘要:企业需要什么样的电子商务专业学生?电子商务专业主要学什么内容?这是高校开设电子商务专业必须弄清楚的两个问题。电子商务专业面对庞大的人才需求市场,专业人才短缺已成为我国电子商务发展的瓶颈之一。高职院校是培养人才的重要基地,如何培养企业用得起,用得上,用得爽的人才是首要任务。 论文关键词:电子商务;人才培养;课程设置;职业能力 1 电子商务人才需求现状分析 电子商务最早产生于20世纪60年代,发展于20世纪90年代,首次引入中国是1993年,第一笔网上交易发生在1996年,阿里巴巴的上市,淘宝一年的成交量超过世界零售巨头沃尔玛。互联网的快速发展,使电子商务成为当今最热门的“朝阳产业”,据统计,我国登记在册的企业已达到870万家,其中大中型企业就有10万多家。初步估计,未来我国对电子商务人才的需求量为每年约20万人,一个行业的飞速发展,带来大量就业岗位,电子商务领域不断出现招聘高潮,电子商务相关人才的市场前景光明无限。 我国教育部2001年下文批准电子商务作为目录外专业在全国高校开设,目前全国已有300多所高校开设了此专业,我国目前包括高校和各类培训机构每年输出的人才数量不到10万人。专业人才短缺已成为影响我国发展电子商务发展的重要因素。 在近几年的人才需求调查中,电子商务人才需求排在了第一位的。但是连续几年来电子商务专业应届毕业生就业率仅为20%左右,全国普通高校毕业生就业率已达47%,为什么会出现如此尴尬的局面,值得我们做教育的人深思和探索。 2 电子商务专业学生需具备的职业能力 学校是培养学生的重要基地,学校的培养模式决定了学生素质的高低和能力的强弱,任何一所高校要开设电子商务专业必须要弄清楚的问题是:社会需要什么样的电子商务专业学生,电子商务专业学生需具备的职业能力有哪些。如果这个核心问题没有解决,那么培养出来的学生就不符合社会需求。 目前从事电子商务活动的企业大致可分为两大类: 一类是随着网络时代的发展而新成立的专业电子商务企业,这些企业用人特点是每位员工要有专长,负责相对独立的工作内容,分工明确、分工细致。例如:产品经理负责具体产品的统筹;编辑负责内容的筛选、整理;技术负责运营平台的开发、相关功能的实现;美工负责界面的排版、色彩等。人才的需求高中低档次都有,从高层的总经理,到中层的部门主管,再到底层的技术人员。对于这样的专业电子商务企业来说,需要的是有一技之长的专才而不是通才,只要学生某方面擅长就可以谋得一职。 一类是传统企业的电子商务部门,其用人特点是要求员工知识面广,懂得方方面面,通常分工不明确,一个人要做几项工作。很多企业甚至是从网站的制作、推广、到维护都是一个人负责。 总的来说对于电子商务人才所需具备的职业能力主要有三点:(1)能够独立搭建电子商务的运营平台,实现电子商务网站的相关功能;(2)能够独立推广电子商务平台,实现网络营销;(3)能够独立完成网上接洽工作、确定订单及后续客服服务。 3 电子商务专业核心课程设置 很多学生觉得大学三年没学到什么东西,或者觉得学了很多,又一无所长,学的东西不一定能找到工作。那么电子商务专业学生学什么内容就尤为重要。对于学制为三年的高职院校来说,对电子商务学生应该是专才培养而不是通才培养,因为三年的时间要想系统的、深入的学习完电子商务所有相关的知识和技能是不可能的。就会导致很多课程开设的课时不足,老师讲课时蜻蜓点水。 现在很多高校电子商务专业的课程设置都变成了“大杂烩”,市场营销专业的若干门课程加上计算机专业的若干门课程就成了电子商务,金融、经济学、管理等课程前面加个“电子商务”就变成了截然不同的两门课。这种“果盘式”的教学是最大的失误。笔者认为高职院校一定要培养学生的专长,教会学生一技之长,让企业用得起,用得上。 在课程设置上重点把握好核心课程,基础课程可点到为止,把有限的时间安排给核心课程,加大课时量,强化学习,让学生学会、学透、学以至用。根据电子商务人才市场需求分析,电子商务专业人才培养可分为网络营销和网站建设两个重点方向。 3.1 电子商务“网络营销”方向 3.1.1 培养的目标 让学生熟练掌握电子商务的运作模式、网络营销技巧、网络推广、公关炒作等系列知识。能够推广电子商务平台,能够运营某个电子商务项目,能够完成网上接洽、订单操作及后续服务,具有一定程度的互联网销售能力。 3.1.2 核心课程设置 (1)《电子商务概论》主要让学生掌握电子商务基础知识、基本理论、电子商务的运作模式。 (2)《网络营销》主要让学生掌握如何运用互联网来进行营销活动、网络推广;熟悉网络营销战略计划和策略,提高运用理论知识解决实际问题的能力。 (3)《互联网项目运营基础》主要让学生掌握互联网项目的构成、建设以及如何运营等知识体系。 (4)《photoshop图形图像处理》主要让学生掌握图形图像处理的基本技术,培养学生的图像图像处理能力,为今广告设计打下良好的基础。 (5)《网络广告实务》主要让学生掌握网络广告如何策划、制作、、促销、预算、效果测评、法律规范等内容。 (6)《网民行为分析》主要让学生掌握网络消费者的心理特点和行为规律,分析消费者行为的理论与方法。 (7)《商务谈判实务》主要让学生掌握商务谈判的基本程序、方法、策略和技巧,世界各国商人的谈判风格等内容。 3.2 电子商务“网站建设”方向 3.2.1 培养的目标 让学生熟练掌握电子商务网站的建设,搭建电子商务的运营平台。 3.2.2 核心课程设置 (1)《数据库系统》主要让学生掌握:关系代数、关系演算;sql数据定义、查询、操纵功能;掌握主流的数据库管理系统,比如sql server 2005,mysql,oracle 10g的使用方法;了解一些关系映射技术,如hibernate等;能够独立设计数据库表和视图。 (2)《dreamweaver网页设计》它是一门操作性和实践性很强的职业技术课程。本课程的主要内容为系统介绍网页 编辑与制作软件dreamweavermx,通过这种有代表性的网页制作软件的使用,让学生掌握网站设计的全过程,并能熟练地制作出有专业水平的网站。 (3)《》是目前最为流行的开放式的web服务器的应用程序开发技术,主要让学生掌握动态网页的制作,如购物车、留言本、影视点播系统等。 (4)《电子商务网站建设与管理》主要讲授企业网络的组成,企业网络开放系统集成技术,internet与intranet的互连技术,电子商务平台建设等内容,使学生掌握电子商务网站建设与维护等有关知识及技能。 4 结论 每个专业都要有明确的职业目标和职业能力要求,只有建立以技能和岗位要求为目的的课程教育体系,强化学生的专业技能,才能培养出高质量的专业能手,才能为行业的发展源源不断的输送新鲜血液。 电子专业论文:浅议中职院校开展电子商务专业初探 [论文关键词]电子商务 企业 中职 就业 [论文摘要]分析了目前中职类电子商务专业现状与学生能力的关系,通过形成以提高“就业能力”为目标的教育理念,结合中职学生自身学习特点,大胆改革教材,优化教学内容,充分发挥中职学生优势,重视提高商务应用的能力以及广泛建立实践基地,促进中职电子商务专业发展。 电子商务已成为信息社会一种新兴的经济增长力量。很多中职院校开始开设电子商务专业,但存在电子商务人才建设与行业发展建设不适应,电子商务人才培养滞后于市场需求等诸多问题。如何使电子商务教学与实践更紧密结合,明确培养符合中职学生职业能力的职业定位,积极调整电子商务课程设置与教育理念应当引起广泛关注,使培养的学生真正实现从重视“就业率”到提升“就业能力”的转变。 一、中职电子商务专业现状 艾瑞咨询数据显示2011年中国网购市场规模1700亿元,同比提速100.9%,但电子商务应届毕业生就业率仅为20%。从现在中职毕业生就业岗位性质来看,从事技术及电子商务规划策划类岗位的需求不占主导地位。这也是由于对于中职类学生而言,技术是一直以来的弱项。企业对电子商务专业需求中职类缺口开始逐渐增大,但许多中职院校面对企业对电子商务人才的广大需求缺口,却并不能清晰地界定其培养的电子商务人才将来的就业方向,毕业生对口专业就业率低,换岗率高。 二、中职类学生能力现状 由于大学高中扩招,进入中职院校的门坎降低,学生文化基础相对较差,容易自卑,缺乏学习积极性和主动性,对自己的未来没有清晰的职业定位,只想顺利混至毕业。新生入校后不知道所学专业就业方向,在校期间会获得哪些证书,对毕业后如何达到用人单位标准及要求也一无所知,学习氛围不够浓a郁。 三、电子商务专业课程设置现状 从大部分中职学校现有课程来看,重理论轻实习,且上课内容补充新知识较少,知识点讲授接触社会面小,不能满足电子商务作为一个信息量更新较快的专业需求,且一味追求技术学习,以中职学生的弱项与高等教育院校竞争技术岗位。 四、调整电子商务专业教育理念 针对中职生学习习惯差,职业定位不明现状,如何调整电子商务教育理念是摆在中职教育者面前的一个棘手问题。 (一)洞察中职生特点,激发其优势潜能 今年我国劳动力市场普遍出现“技工荒”,职校应加大入学教育的课时比重,转变学生读中职是最后选择的观念,增加新生自信,变混文凭为主动式学习。上课期间尽量捕捉其闪光点,不断开发其各种潜能。 (二)彻底改变传统课程设置 现在大部分中职院校开设电子商务依托本科教育模式,即“公共基础课—专业基础课—专业课”,完全没有考虑中职学生的学习特点,理论课比重过高,且多集中于第一学期,大大降低学生的职业热情。要充分发挥中职教育以就业为导向的特性,认真做好课程内容与电子商务企业岗位需求结合,在强调动手能力的同时,辅以理论学习。 (三)大胆改革教材,优化课程内容 针对学生课堂玩手机、上网、谈恋爱现状,独辟蹊径优化课程内容,以培养技能型人才为导向,根据学生具体实际,大胆删减、补充教材及课程内容,根据需要合理开展角色扮演、辩论赛、对抗赛、游戏等互动教学,以提高学生学习的主动性。 (四)重商务应用,轻电子技术 电子商务的落脚点是商务,企业对电子商务人才的能力需求必然是在不断地调整和有所侧重,作为中职学校应把握市场动态,对不同时期不同行业的需求做出准确预测,及时调整课程重点,现阶段应侧重培养学生电子商务运营及商务推广的能力,以此来弥补自己技术上的薄弱,增加社会竞争力。 (五)建立实习实践基地 学校要积极开展校内电子商务技能大赛,引导学生参加校外电子商务竞赛,并结合电子商务网络特性,开展网络课堂。从教师引导学生实习,变为学生主动实习实践,为就业打基础,尽早将学生角色转变为社会人角色。多组织学生参观知名企业,请优秀人才进校举办学院大讲堂,使学生进一步巩固良好的就业观。目前大多数学校拥有的软件只能模拟一些相对理想的商业环境,而商务行为本身又是复杂多变的,所以应加强引导学生帮助本地企业做营销策划,彻底改变以往的独立理论教学模式,让学生尽可能多地参加这样真实有效的营销项目,多积累未来的工作经验,尽可能增加毕业实习的就业能力。 五、结论 21世纪,要么电子商务,要么无商可务。第三方数据显示,未来10年中国电子商务人才缺口将达二百多万人。学校要努力培养中职学生成为熟悉电子商务运营及商务推广的人才,以此来弥补技术上的薄弱,增加自己的社会竞争力,实现更好地就业。
引言 随着信息技术的发展,互联网、社交网络、移动平台为高校经管类专业网上创业人才培养提供了多种可能,教育云平台正成为提高经管类专业网上创业人才培养效率的重要手段。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》在“教育信息化建设”重大项目中提出要“建设有效共享、覆盖各级各类教育的公共服务平台”。北京、上海、江苏、浙江等地区已经启动了教育云平台的建设,并进行了积极探索。本文以网上创业教育云平台为基础,分析经管类专业网上创业人才培养发展现状,重点探究适用其特点的云平台构建与实施策略。 1、网上创业教育云平台发展现状 随着资源的成倍增加、跨平台的交互共享以及经管类专业网上创业人才教学培养的快速需求,对已有的和建设中的网上创业教育云平台带来了更多问题,具体体现在以下三个方面:1)功能闲置、利用率较低:澳大利亚昆士兰大学的Dawson在BlackBoard学习管理系统中发现,学生很少使用在线测验评估、博客等工具,而更倾向于使用论坛,并在课程初期愿意探索系统的一些新功能。但随着时间的推移,会集中使用某些常用模块,平台的大部分功能则被闲置。同时,受到各种互联网商业教育平台和软件的冲击,大多数用户仍倾向于使用“外网”的方式进行沟通,校内平台闲置率加速。2)服务领域有限,重复建设趋势明显:国内大多数在建的网上创业教育云平台仍侧重于信息资源管理型,信息资源同质化明显,云平台仅作为传统的资源管理信息系统的技术升级,缺乏“低成本建设”“多维度使用”和“效果评估”等研究。3)网上创业培养个性化服务不足,移动体验较差:在以资源搜索与分析为侧重的网上创业教育云平台建设中,用户网上创业个性化服务非常欠缺,尤其对学生缺乏定制化的网上创业教育引导和知识智能推荐,不同用户的信息服务几乎一样,即时数据和分析应用软件非常欠缺。此外,在移动电商创业时代,平台操作体验较差、教育资源及软件匮乏、课程体系建设不足,也大大限制了网上创业教育云平台的推广和使用。 2、网上创业教育云平台与其他教育云平台的异同 网上创业教育云平台与其它教育云平台有着显著不同,不是功能简单扩展,更需要体现出经管类专业网上创业的特点,具体体现在:1)数据资源侧重性明显,使用难度大:网上创业教育云平台中包含多媒体课件资源、视频图文资源、精品创业案例、创业资源库、商家数据、用户数据、数据挖掘算法等,从目前已有的资源整合力度以及对上传资源的高质量要求来看,网上创业教育云平台的数据量普遍大于一般的教育云平台,且数据资源侧重性明显,使用难度明显较大。2)异构平台互联操作频繁,资源保密程度较低:网上创业数据资源是不依赖于地域限制、公开的资源,尤其是重要的用户数据教学研究,则希望被更多的人挖掘和分析,并降低资源开发与使用成本。3)个性化创业服务软件日益重要:网上创业教育云平台的核心在于服务个人,根据师生员工的学习需求,快速提供更适合个人的知识型和非知识性服务,即时性要求更高,需要更多的网上创业大数据统计分析软件,挖掘当前的教学和学习情况。 3、基于教育云平台的经管类专业网上创业人才培养体系建立 提高基于教育云平台的经管类专业网上创业人才培养效率是一项艰巨又复杂的任务,根据上述分析,建立适合经管类专业的网上创业教育云平台体系,该体系包含七大组成部分: 3.1 如何精确定位经管类人才培养的需求? 建设网上创业教育云平台首先要确定经管类人才培养的实际需求,避免低水平的重复建设和盲目跟从。我们将网上创业教育云平台分为以下四种类型,供不同方向的经管类专业参考规划:(1)知识管理型:知识管理是最普遍的网上创业教育云平台实现模式,可以根据高校人才培养的需要,分为公共知识管理型平台和个人知识管理型平台,在充分发挥广大师生员工的力量的基础上,对创业信息进行收集、整理、版权保护、上传、下载,以满足创业知识资源管理的可靠性和安全性、资源管理的灵活扩展性和终端用户的积极参与性。(2)资源共享型:此类平台充分发挥Hadoop、NoSQL等离线存储和分析工具,其云平台重在计算机软硬件的技术建设、云平台的资源共享效率等,需要大量高性能服务器、网络、存储和配套的终端软件,技术力量要求较高。(3)交流互动型:电子商务和社交类云平台每天增加数以亿计的用户留言、照片、视频等信息,用户参与程度高,数据量大,行为特征明显。在平台中,通过合适的创新开放机制使越来越多的终端用户把自己的信息“迁移”到“网上创业教育云”上,通过建立校园网微博、博客、论坛、社区、私有“云”等方式,调动各方面的积极性。(4)虚拟仿真型:以网上创业实践场景的灵活部署、快速搭建、快速响应、简单维护为目标,虚拟仿真服务云平台通过协作云、分布式虚拟服务器、统一数据接口和远程互动教学平台为教学研究提供统一的虚拟服务,如软件开发、统计挖掘、3D虚拟等。 3.2 如何建立低成本的网上创业教育云平台? 根据不同需求,尽量采用标准可扩展的数据中心软硬件架构,规范信息的来源、分类、特点、格式、结构等;其次,针对各高校特色和优势,分别负责不同的数据收集和模块建设,避免大量低级重复的内容建设。各高校可根据自身资源采取自主开发、外包、使用协作云和公共云的方式进行。最后,平台时,规范数据加工分析环节输出的综合数据和分析信息,授权用户通过单点登录的方式进行跨平台访问。从确保各高校平台围绕统一标准来建设,分工协作,减少低水平资源的重复投资,可以极大的降低教育云平台的建设和维护成本。 3.3 高质量的商户信息和用户信息源的实时获取、整合与挖掘? 高质量的商户信息和用户信息数据是网上创业教育云平台的根本,如何实时获取、整合与挖掘是建设的重中之重。网上创业教育云平台教学资源通常分为两个组成部分:(1)教研资源:一般包括创业视频资源、优秀课件、创业案例、虚拟化仿真模拟软件、商户数据等;(2)用户线上活动数据:包括消费信息、用户留言、社区讨论、短消息、博客和微博等。传统的用户线上活动数据仅体现在结构化的统计领域,如访问频率、峰值压力、常用模块等。对网上创业教育云平台,必须对用户的线上活动做进一步的深入分析、研究,根据信息传播的生命周期,通过用户复杂网络,对生活实录、群体监控、用户消费、常见问答等分类处理,提供用户引导、提高信息推送质量,提升用户媒介素养。 3.4 经管类专业师生员工使用积极性如何提高? 在云时代和移动时代,可以通过授权开放部分数据和端口,通过协作云和二次开发,形成若干应用方便的软件、移动APP,让用户随手就可以信息交互,真正快速互动。通过适当的开放机制,让更多的软件开发商、更多的经管领域从业人员进入该平台,提高使用效率,挖掘平台潜力,扩大影响力,避免平台本身“闭门造车”。 3.5 移动平台如何发展? 首先利用网上创业教育云平台,整合教育资源,制定统一标准,实现Web和APP共享,资源跨平台共享;其次,简化操作,降低开发和使用成本,增强用户体验,让移动用户及时、畅通的进行信息交流,提高用户的使用积极性;再次,加强APP软件兼容性,适合不同的移动平台,满足不同的用户需求;最后,随着移动设备处理能力的日益增长,加强移动平台与云平台的数据交互,挖掘移动设备的数据处理能力。 3.6 网上创业智慧教育如何体现?达到什么要求? 网上创业教育云平台下的智慧教育可以根据以网上创业知识体系为核心和终端用户为核心的方式并行发展。以网上创业知识体系为核心的智慧教育重在资源的合理组织与优化,通过由点到面的资源构建,为类似需求的用户提供一种通用的操作路径。而以终端用户为核心,在合理监控用户操作实录的基础上,结合云平台资源,为用户提供符合自身需求的教学资源、学习路径和工作方法。在推送结果的同时,更能提供解决问题的思路以及下一步的建议,激发用户自主学习的动力。 3.7 经管类专业网上创业大数据分析人才如何培养? 比常见的商业、社交和管理云平台更加强调的是:网上创业教育云平台要为用户个体推荐优秀数据资源、提供教学研究解决思路和方案,其见效特征不明显、周期长。因此,要建立经管类专业网上创业大数据分析人才培养体系:(1)首先,根据网上创业内容的不断更新,建立以大数据知识点为核心、网上创业知识体系为主线的点线面结合人才培养路径,不断细化,让大数据分析充分融入到网上创业人才培养体系中去;(3)其次,建立阶梯性的大数据人才分析体系。网上创业资源更新速度较快,学期效应明显。因此,阶梯性的网上创业大数据分析更容易了解当前教学和管理的现状并及时地进行调整。(4)最后,着力培养经管类网上创业实践教学领域的大数据分析师。目前,数据分析师已经走进千万家商业系统,但大数据分析师,尤其是经管类网上创业实践教学领域内的大数据分析师却非常稀缺。培养具备云计算/大数据等专业计算机知识,具有教育背景和管理工程的师生员工是教育云平台不断发展的必备条件。 4、结束语 本文从网上创业教育云平台出发,通过分析目前网上创业教育云平台中存在的问题,建立并以此为依据建立经管类专业网上创业人才培养体系,给出了该体系下的七大组成部分。在网上创业教育云平台的发展过程中,关于资源的建立、协作云的建立、数据挖掘等研究仍然不足,需要做进一步的深入分析。
电子信息专业论文:对提高电子信息类专业实验教学质量的方法分析 论文关键词:电子信息类专业 实验教学质量 模式 仿真技术 Simulink 组件 论文摘 要:实验室担负着向学生传播知识与技术、培养学生动手的能力和创新能力的重要使命。随着社会经济的发展及教学改革地不断深入, 实验教学在整个教学体系中的地位越来越突出,实验教学模式的改革已经迫在眉睫。本文主要分析了实验教学的传统模式与存在的问题,并提出了提高电子信息类专业实验教学质量的方法[1]。 0 引 言 实验教学是学校教学活动的重要组成,教学质量的好坏是对学校人才培养层次与质量的直接体现。实验作为实验教学活动的主要内容, 在改善教学质量方面发挥着不可替代的作用。实验室在传播知识的同时,更重要的作用体现在对学生的创造性思维与想象力的培养上。通过实验教学,学生分析解决问题以及动手能力明显提高。伴随教学改革的日益深入, 实验教学的改革也越来越引起人们的关注,以往的教师灌输式的理论教授方式,学生被动接受的教学模式,已无法满足社会经济发展的要求。当前,社会需要的是主动型、能力为主的人才培养。加强学生创新能力的培养,必须切实转变以往重理论教学轻实验教学的错误观念,重新认识实验教学在学校教学活动中的地位与作用,根据当前社会经济对人才的要求, 改革传统的实验教学模式,改革实验教学手段,优化更新实验教学的内容,切实提高实验教学质量。 1 实验教学的传统模式与存在的问题 国内高校工科教育当中,实验教学存在着硬件条件不足、硬件实验条件的发展与技术要求不相符,加上近几年高校扩招,实验教学的硬件条件更是供不应求。进一步加大对教学硬件条件的投入,丰富实践教学的内容、加强实验条件的改革及建设,在目看来具有特殊的重要性。面对这种情况,我国的教育主管部门采取了一些推进实践教学改革及建设的措施。如:在全国高校本科的教学水平评估中,实验室基地建设与建设投资及其实验教学改革被列为一项重要的指标。并且,各高校也逐渐开始响应教育部的的这一举动,纷纷实行了“双基”型实验室,与此同时,建设了“实验教学示范中心”。当前,传统实验教学模式的缺点主要有以下几点:验证性的实验所占比例较大,与综合性、设计性、创新性实验之间的比例失调;实验模式单一、实验室设备陈旧;实验教学中缺乏先进的实验教学手段。 2 提高电子信息类专业实验教学质量的方法 2.1 实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验 在实验教学中引入计算机仿真技术,能够充分调动学生主动学习的积极性,培养学生的学习兴趣。同时,教师能够通过计算机技术对学生的实验操作的全过程进行观察,对学生进行良好的跟踪与指导,更好地进行学生实验结果的采集工作,先进科学的教学理念与教学手段对于提升实验教学效果,提高实验教学水平具有重要作用。引入计算机技术后,理论与实验教学,教师教学指导与学生操作、思考融合成一个有机整体。以往传统实验教学中课堂、课时以及实验设备因素的限制作用得到了解决,实验教学更加灵活化,教学内容在时空上得到进一步的延伸,更好地激发了学生进行实验的热情。 将计算机仿真技术引入到实验教学中,通过相应技术进行的虚拟实验,为学生提供了更为灵活开放的实验环境,能够更好地培养学生在实验过程中独立思考能力,增强学生的的学习创新意识。对于实验教学内容,仿真技术的应用,将虚拟性实验与真实的电路实验整合成有机整体,实验的能动性与趣味性明显提高,同时实验内容的充实,有利于学生综合实践以及探索创新能力的培养。当前,已经有越来越多的高校重新进行了实验室的规划建设,通过计算机仿真技术进行虚拟实验是实验教学改革发展的新方向。将与实验教学相关的计算机软件技术引入到高校实验室中,为实验科研提供了良好的平台,对于激发学生学习的主动性与积极性,培养创新能力具有重要作用。计算机仿真技术的应用,一方面能够改善实验教学条件、充实实验教学的内容,另一方面,还能够明显降低实验成本,提高实验教学的效率。通过单片机的实验教学,能够发现,教学过程中引入proteus仿真软,通过该软件对单片机的硬件系统进行模拟,克服了实际实验过程中硬件电路固定以及实验内容不易改动等因素的限制。实验设计全过程,除计算机外不用再进行任何硬件的添加即可实验,这有力地推动了实验课程教学改革,更有利于学生创新能力的培养。仿真技术的另一重要应用主要表现在学生的业余爱好上,如挑战杯、电子设计大赛等等,学生就能够用计算机来实现仿真,首先用计算机仿真出实验的模型,再在计算机上进行相应的模拟调试,最终用硬件来实现。在整个仿真的过程中,学生可以自由发挥自己的潜能,通过大量的仿真对比,来达到设计目的,也可大胆反复地调试,避免了器件的损坏。电子设计竞赛中,由于proteus开发环的运用,培训过程中不需投入任何硬件的条件下,学生却普遍反映,对于单片机的学习比单纯理论知识的学习更易接受也更易得到提高。事实证明,运用proteus进行系统仿真成功后进行的实际制作,可明显的提高单片机系统的设计效率。此外,远程教学中仿真教学的运用具体重要的意义,对于教学改革是一种很好的尝试。 2.2 实验中引入Matlab软件内建的Simulink组件技术 目前,我国开设了电子信息类专业的高校中,大部分都将Matlab软件作为重要的实验教学平台,对定理以及算法进行仿真和验证实验。Simulink组件作为Matlab的重要组成,能够为用户提供一个仿真分析与动态建模的集成系统环境。该环境下,只需利用鼠标进行简单直观的操作,就能够完成复杂系统模型的构建,在此过程中避免了大量繁杂的书写程序。由于 Simulink组件具有适应性强、效率高,结构仿真精细、流程清晰且贴近实际、效率高、使用灵活等诸多优点,Simulink组件技术已经被广泛地运用于处理数字信号与控制理论等复杂的仿真设计之中。同时Simulink能够通过连续、离散采样时间以及两种采样时间混合的的方式进行建模,该组件还可支持多速率系统,不同的系统组成部分的采样速率不同。此外,Simulink为动 态系统模型的创建,提供的图形用户接口(GUI) ,使在进行模型方块图的创建时只需通过鼠标单击与拖动鼠等简单操作即可完成,为用户提供了一种更便捷、更直接的创建方式,同时能够立即获得系统仿真结果。 该组件的这一特性,一方面可以使算法的验证更为简单,减少学生投入在验证性实验中所用的时间,而将大部分精力投入到设计性、综合性试验中;另一方面,可以使学生更快捷的验证新思路、新算法,而不会由于代码调试方面的问题影响了创新实验的开展。以自适应滤波中的经典RLS 算法为例,如果直接采用Matlab编程方式,在进行代码调试时,就会消耗掉大量的精力,代码长度将达到200 行以上。而如果采用Simulink组件模块化设计的思想,只需要鼠标对模型的拖拽,就能以流程图的形式将滤波器搭建起来。由于Simulink提供了丰富的元件库,采用图形化的表示方法,学生在进行算法验证的时候只需调用成熟的模块进行参数设计即可。这样的实验方法事半功倍,思路清晰,参数的调整也十分便捷,广受学生欢迎。由此可见,引入Simulink组件后的实验,既不会影响实验效果,又能够提高实验效率,对学生模块化编程的思想也有较好的促进作用。 3 结 语 当前,社会对人才综合素质的要求不断提高,进行实验教学改革已经迫在眉睫,而大学实验教学的改革又直接影响到学生的动手和创新能力。实验教学必须能够跟得上时代的脚步,把计算机仿真技术与Simulink组件技术应用到实验教学中可以充分调动学生主动学习的积极性,充分发掘学生的创造能力,在学习到先进技术的同时,提高学生对社会的适应能力。 电子信息专业论文:研究性学习在电子信息专业课教学中探讨 摘 要 对于电子信息产业来说,技术创新是产业保持持续发展的重要源泉,因此,电子信息专业课教学应以培养创新精神、研究能力和实践能力为目标。研究性学习是一种以学生为主、主要培养学生创新性的新型教学模式,从学习目标、学习内容、学习策略、学习评价等四个方面,对电子信息专业课研究性学习加以设计。 关键字 研究性学习 电子信息专业课 创新性 1 引言 当前信息社会发展与国内素质教育改革要求大学生能够灵活应用专业知识解决实际问题与创造新知识,并且具备相当的终生学习能力。传统的教师传授、学生接受式的教学与这些要求是有距离的,在这样的教学方式下,学生容易产生厌学情绪,在高年级的选修课中到课率普遍不高,其原因在于经过低年级基础课程的教学,学生对学习已经产生了不同程度的逆反心理,并且具有了强烈的自我意识和表现欲望,因此不再满足于学习内容在师生之间的机械移位。帮助他们利用已有的专业基础知识去主动学习、自主学习,是改善教学效果的重要渠道。 所谓研究性学习,指的是学生在教师指导下,根据各自的兴趣、爱好和条件,选择不同研究课题,独立自主地开展研究,从中培养创新精神和创造能力的一种学习方式。这种学习方式的突出特征是坚持学生在学习过程中的自由选题、自主探究和自由创造,与以往学习方式相比,研究性学习更有利于培养学生的创新能力。 党的十六大报告指出:“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。”对于电子信息产业来说,技术创新更是产业保持持续发展的重要源泉。因此电子信息专业课教学应以培养创新精神、研究能力和实践能力为目标,它强调让学生通过研究性学习,提出问题,收集材料,对研究性课题进行探索、分析、研究,最后基于问题解决模式,在实践操作中培养学生科学的态度和价值观以及创新精神、创新思维、创造能力,并学会解决生活中与电子信息技术学习有关的实际问题。 2 研究性学习的内涵及积极意义 研究性学习是在教学过程中创设一种类似科学研究的情景或途径,让学生在教师引导下,从学习、生活及社会实践中去选择和确定研究专题,用类似科学研究的方式,主动地去探索、发现和体验。同时,学会对信息进行收集、分析和判断,去获取知识、应用知识、解决问题,从而增强思考力和创造力,培养学生的创新精神和实践能力。 研究性学习的重心是学习而不是研究。学校毕竟不能等同于科研机构,没有必要的研究设施和科研经费,只要通过研究性学习能提高学生的实践能力,培养学生的创新精神就基本达到了教学目的。 研究性学习的核心在于促使学生通过与研究相类似的认知方式和心理过程来进行学习,其根本目的不是预期的研究成果,而是预期的学习结果。通过研究性学习,学生的综合知识、综合能力能得到提高,实践能力和创新能力能够得到培养,因此可以说研究性学习弥补了传统教学模式重学科知识传授、轻能力培养的缺陷。 研究性学习有利于培养并发展学生的主体性。我国近10年来进行的主体性教育实验证明了学生发展的核心是他们主体性的发展。培养发展学生的主体性就成了教学的重要目的。在研究性学习中,学生可以自己选择课题,自己设计研究方案,自己调查并得出研究结论,体现出他们是教学的真正主体。 研究性学习有利于使人类主体的智力资源转化成个体的智力资源。以什么样的方式认识世界,与学生时代所形成的学习方式是密切相关的。我国传统教育的学习方式是接受学习,不能很好地将人类智力资源转化成个体的智力资源,研究性学习可以弥补这一不足。从实践方式看,传统教学主要是演练式、实验式,不利于学生的发展,而研究性学习是一种以问题为中心的主动认知、主动实践的学习活动,是一种认识—验证—体验的过程。研究性学习提供给学生的是一种主动、愉快、积极的体验。 研究性学习有利于培养学生可持续发展的能力。学生是否有可持续发展的能力主要取决于三个因素:是否学会了学习;是否具有健康的社会感情;是否具有创造性精神。研究性学习有利于学生这三种能力的形成。 研究性学习有助于学生养成良好的治学之道、知晓做人之理。治学之道与做人之理是紧密相关的一个问题。学生的做人之理的形成需要他们治学之道的支持。研究性学习可以培养学生实事求是的精神,培养学生严谨务实的良好作风。 3 研究性学习是高等教育的内在需要 传统的课堂教学主要的弊端在于:因材施教的原则,在班级集体教学活动的前提下难以实施;以语言讲述为主的表达方式,使得某些教学信息的传输与接收遇到困难;以教师为主体的课堂教学不能充分体现学生的作用,学生学习缺乏主动性,没有创造力;传统课堂教学,教师总是在进行重复性劳动,教学强度非常大。这样教师就无法从繁重的教学任务中脱身来进行研究工作。 高层次创造性人才肩负着中华民族振兴的历史使命,研究性学习是培养和造就创新人才的重要手段。如何提高教学水平和科研质量及取得创新性成果,国内外的成功经验表明,实行加速创新的研究性学习是必由之路。 现代社会科学技术的迅猛发展,要求高校培养出来的人才不仅具有渊博的科学知识,扎实的专业技能,更应具有发现问题、解决实际理论问题和实践问题的能力。这光靠知识的传授显然是不能实现的。而且把科学研究引进教学过程,在教学过程中渗透对大学生的科学研究训练,这是高校教学的特点。研究性学习有助于教学和科研的有机结合,有助于大学生在模拟“问题情景”中通过研究和探索去获取新知识,产生创造性成果。 研究性学习具有开放性和多元化,强调系统性的实践,在科研实践中发挥自主性潜力,因而满足了形成创新精神和产生创新成果的主要因素。研究性学习对创新的形成起催化促进作用,大学为研究性学习提供了现实舞台。研究性学习的实践策略中还包含有课题组研究的形式,强调课题组集体的合作和配合,这种协作精神的锻炼对后续的科学创新有积极的影响。研究性学习不仅能让学生在研究中学到知识,而且在研究的过程中,学生的组织能力、协调能力等的锻炼是传统学习方式所无法比拟的。 研究性学习有助于弥补大学生的先天不足,可以给他们一方容量极大的“用武之地”,给学生自主活动的时间和空间,极大地发掘学生科学研究的潜质。通过参与研究,学生的思维方式会发生很大的变化:从被动思维发展到主动思维;从单一思维发展到多元思维;从平面思维发展到立体思维;从静态思维发展到动态思维;从封闭思维发展到开放思维。因此,学生敢于面对挑战,勇于提出独立见解,潜能会得到充分挖掘和开发,为进行科学创新奠定基础。 研究型教学使得考核结构发生了变化,适当分离基础内容考核和创造性的考核是必要的科学的考核制度,有利于公平的办法都会受到学生的欢迎和支持。目前研究型教学已经受到了广泛的关注和欢迎。在解决了认识问题以后势必有更多的学校、老师会去作进一步实践。在打破一校一课的局限以后,如何因人而异、因地而异摸索出合适的形式,确定合理的目标和工作量是我们乐意看到的。可以相信研究型教学将会对教学质量的实质性提高起示范作用。 4 电子信息专业课教学中研究性学习的设计 (1)学习目标的设计。在研究性学习中,教师首先要组织学生从电子信息专业所涵盖的通信信号处理、图形图像处理、语音信号处理、多媒体技术以及DSP技术等领域中选择和确定他们感兴趣的研究专题,去发现问题和提出问题。在研究性学习中,问题是学生学习的重要载体,学生在解决问题的过程中会涉及多种知识,这些知识的选择、积累和运用完全以问题为中心,呈现横向的、相互交叉的状态。 研究性学习是课程教学的互补,专业课程教学重视学生对电子信息技术基础知识的理解和掌握,而研究性学习则不以系统电子信息技术学科知识的传授为追求,它是以学生个性发展的需求为出发点,以电子信息学科教学欠缺和研究性学习自身所长为主要追求。 (2)学习内容的设计。研究性学习主要不是学习书本知识,而是强调动手动脑的实践过程,特别是电子信息专业更强调学生的动手能力,它不能依靠教师传授知识和技能,而是强调学生自主学习的行为与过程。当前教学中学生学习方式基本是接受性学习,它适用于事实性知识、技能性知识、规律性知识的掌握,但对于策略性知识、价值、态度和情感类知识的学习往往不能奏效,这些知识的学习只有通过自主性学习,才能内化成学生自身的经验体系。在研究性学习中,正是通过创设类似科学研究的情境,让学生自主的探究、实践、发展和体验,从而培养学生的科学精神、创新思维以及分析问题、解决问题的能力。因此,研究性学习的具体内容便可以在相当宽泛、相当灵活的范围之内加以选择,这符合电子信息专业覆盖范围广的特点。 研究性学习内容的具体选择和设计,主要是体现研究性学习的学习目标和学习原则,没有一定要达到的绝对标准和程度,而是视学生和学校的具体条件灵活处置把握。学生可以根据自己的兴趣和爱好,在通信信号处理、图形图像处理、语音信号处理、多媒体技术以及DSP技术等领域中选择方向,这些选择都是合理的,都能够有效地体现和达到信息技术研究性学习的目标,没有高低之分。 (3)学习策略的设计。研究性学习中学生的自主学习策略主要包括:自主制定学习计划,确定分工、活动方式和方法选择研究或调查对象;进行查询资料、操作与制作等活动;汇集、交流学习成果等。实现电子信息技术研究性学习中学习的自主性,不仅要求教师要从思路、活动空间和时间上向学生提供必要的条件,以实现学生的自主选择、自主安排、自己组织学习活动的目的,同时还要求教师不必拘泥于课堂教学或其他程序规则的限制,自主安排学生的学习活动。 (4)学习评价的设计。评价是为决策提供信息的过程,研究性学习的评价是指,在研究性学习的过程中系统地收集信息,根据学习目标的要求,对学习中所引起的学生认知行为上的变化,在定性、定量的基础上进行价值判断,为研究性学习的决策提供信息的过程。 一个完整的学习过程,总是呈现出种种阶段性结果,它们既是总结果的分支,同时又是学生在学习中预测总结果的反馈体。研究性学习的评价就非常重视阶段性结果评价,即在研究性学习的各个阶段,设定考查学生的不同能力:在课题设定阶段,考查学生设定课题的能力;在收集相关资料、调整研究方案阶段,考查学生的信息收集能力;在开展课题研究阶段阶段,考查学生的课题探究能力;制作成果检查,考查学生的动手能力、创新性、创造能力;在自我评价阶段,考查学生的自我评价能力;总结、汇报、交流阶段,考查学生的综合表达能力等。 5 结语 电子信息专业学生正在面对迅速变化和激烈竞争的市场,需要他们具备创新能力和良好的终生学习能力,在专业课中通过设计基于研究性学习的教学策略,教会学生学习,特别是学会思考问题以及分析和处理教室以外的实际问题,会使他们受益终生。 电子信息专业论文:浅析工学结合模式下电子信息专业实践教学的研究与实践 论文关键词:工学结合 电子信息 实践教学 论文摘要:实践教学是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。实践教学作为高职院校教学体系中的重要组成部分,在高职教育中占有举足轻重的地位。通过对高职院校电子信息专业实践教学的现状分析,找出了存在的问题与不足,结合本校工学结合和实践教学的实际情况,提出了三段式实践教学体系,明确了高职院校电子信息专业实践教学的研究方向。 随着信息技术的飞速发展,各高职院校相继开设了电子信息专业。该专业是一个实践性很强的专业,实践教学是该专业教学的重要环节,同时也是高职院校培养学生创新能力的重要途径。高职院校电子信息专业培养的是能满足电子信息类企业生产、管理、服务及辅助研发的第一线需要的、具有较强实践能力和创新精神的高素质技能型人才。传统的以实验为主的教学方式已经远远不能满足电子信息行业对专门人才素质、能力的要求,如何按照企业的实际需求,进一步提高学生在科技创新、工程实践等方面的能力,是电子信息专业建设的重要课题[1-2]。 一、传统的实验教学存在的主要问题 第一,传统的实验教学大多是结合理论课程而开设,实验室也只是在教学计划规定的时间段内才开放。实验教学分散在各门课程中,孤立而不连贯。实验方式大多由老师先讲,学生按照老师的要求或者按照实验指导书上的实验步骤,按部就班,完成实验操作。对实验的设计思路、方案的拟定很少考虑,学生只是被动地接受教育。因此,这样的实验教学不利于培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。第二,实训课程、毕业设计等实践性环节各自独立分开,基本是结合在课程中开展,毕业设计也仅仅是有限的几门课程的训练、反馈,是建立在模拟基础上的简单综合,这种模式很难使学生通过训练达到综合能力的锻炼,更谈不上创新能力的培养。第三,重理论、轻实践、低投入。传统的高职教育中重理论、轻实践的倾向导致实践教学经费投入的相对不足,造成实验设备更新缓慢、实习经费投入不足,从事实践教学和管理的教师积极性不高等问题。实践教学水平得不到真正提高,从而影响了学生创新能力和动手能力的培养。第四,对学生综合设计能力和工程实践能力的培养重视不够。各门课程单独实验多而综合性实训项目少,与真实产品相结合的实训项目少,学生的工程素质和实践能力得不到有效的提高。针对上述问题,我们对电子信息专业的实践教学体系进行了有益的探索,并最终确定了三段式实践教学体系。 二、工学结合人才培养模式的涵义 高等职业教育的根本任务是为生产和服务一线培养和造就一大批高素质的高技能人才。这一目标定位决定了高职人才培养模式必须以“工学结合”为主线,以能力培养为重点,以育人成才为目的,把教育培养的课堂扩展到生产现场,把学生的职业技能和职业素质培养贯穿于专业教学的全过程。 工学结合是以培养学生的综合职业能力为目标,以校企合作为载体,充分利用校内外教育资源,把课堂学习和工作实践紧密结合起来的人才培养模式。让学生在完成学校学业的同时,以“职业人”身份在校外参加与所学专业相关的生产实践。旨在提高学生综合素质和就业竞争力,满足用人单位的岗位需求[3-4]。 三、工学结合模式下电子信息专业实践教学体系的主要内容 3.1实践教学体系的构建。 根据实践教学体系构建的指导思想和电子信息专业的培养目标要求,结合我校工学结合实际情况,电子信息专业实践教学体系分为三个阶段,即基础训练阶段、仿真训练阶段和实战训练阶段。第一阶段为基础训练阶段,主要面向大一学生,这一阶段的实验主要包括电工基本技能、电子工艺与装配实训、工程制图等专业技能基础训练和电路基础、微机原理与接口技术等课程的验证型基础实验。这一阶段是电子信息专业实践教学的基础,旨在培养学生的专业兴趣,加深学生对基础知识和基本理论的理解,掌握基本的实验方法,培养基本的实验技能。第二阶段为仿真训练阶段,主要面向大二学生,这一阶段的实验主要包括模拟电路、数字电路、单片机应用技术、可编程应用器件、DSP技术及应用等课程的仿真实验和基础设计实验。这一阶段是电子信息专业实践教学的提高阶段,旨在培养学生应用各种EDA软件进行仿真和初步设计的能力。第三阶段为实战训练阶段,主要面向大三学生,这一阶段的实验主要包括单片机应用系统设计、电子系统综合设计、工程实践、创新实验等。这一阶段是电子信息专业实践教学的高级阶段,旨在培养学生应用所学知识进行综合设计的能力、分析问题和解决实际问题的能力、工程实践能力和创新能力。 3.2校企共建校内实训基地。 校企共建校内实训基地既是实施工学结合人才培养模式的平台,又是专业课程教学与生产实践内容融合的载体,同时也是高职院校人才培养与企业所需人才对接的契合点。高职院校通过与企业共建校内实训基地,营造浓厚的企业生产氛围,针对专业岗位群要求,开展“真刀真枪”的岗位技能训练,为毕业后走上工作岗位打下坚实的基础[5]。 3.3实行开放式实验教学。 开放式实验教学包括时间上、空间上和内容上的开放。时间上的开放即学生可以根据自己的实际情况自由选择实验时间,实验室确保全天开放,以适应学生在不同阶段的学习需要。 空间上的开放即根据学生个体之间的差异,在同一实验平台向学生提供具有不同功能的实验条件,为部分学有余力的学生提前进入较高层次的学习提供机会。这样不仅适应不同层次、不同专业的学生要求,还可促进教师不断进行知识更新。内容上的开放即学生可以根据本人的专业和兴趣选做实验题目、设计实验内容。开放式实验教学使得学生可以在课余时间利用现有实验条件进行科技创新实验,充分发挥自身的创造性和能动性,同时也为大学生电子竞赛提供了强有力的保障。 3.4改革实验考核体系。 实验考核的目的,主要是为了检验实验教学的效果,促进实验教学内容的完善和教学方法的改进。同时,考核制度也是引导学生改进学习方法的有效途径。传统的实验考核采用一刀切的模式,没有考虑学生在各个实验阶段的具体表现。为此,在总结了国内同类高校实验考核体系的基础上,结合我校多年来实验考核的具体情况,逐步建立了一套科学公正的实验考核机制。根据学生在各个阶段的表现,综合评价其实践能力[2,6]。 四、结束语 通过理论研究和大量教学实践证明,我们提出的实践教学体系是行之有效的。当然,实践教学不同于理论教学,它涉及到教学体系的很多方面,除了教学方面的,还有管理方面的,也有学生自身方面的,需要学校相关部门从资源配置到组织管理等方面相互协作,更需要处于实践教学一线的教育工作者不断地探索、实践,为实践教学体系的完善不懈地努力。 电子信息专业论文:试论基于CBI的高职电子信息专业英语教学模式改革 论文关键词: 专业英语 电子信息 内容教学法 论文摘要: 本文对目前高等职业类院校电子信息专业英语的教学模式中存在的问题进行了分析,结合目前我国高职教育培养高素质、应用型、复合型人才的需求,提出运用内容教学法(CBI)将英语学习与专业内容学习于一体,以提高学生学习英语的积极性和主动性。 0引言 目前我国职业教育已经发展到了由传统的学院式教育模式向政府主导下的就业导向模式转变。高职院校传统的、基于专业的课程正逐步转向多学科的、基于项目的课程,课程的教学目的已不再局限于传统的某一专业学科的目标,而是以学生就业后所从事的专业和工作为目标的超学科的目标。在这样的背景下,专业英语的教学必须进行改革和创新才能适应人才培养的需求。 1电子信息专业当前教学模式分析 在实际的教学过程中发现目前的电子信息专业英语主要存在以下几个方面的问题: 1.1 学生英语基础差、学习积极性不高高职生的主要生源是高考中分数较低的一部分学生,这些学生多数是英语基础不好的学生,这部分学生本身对英语学习的兴趣就不高,在基础英语教学阶段的应试教学模式对运用英语的能力并没有提高,在完成相关的考证之后便放松了对英语的学习。因此,学生到毕业时英语水平与基础阶段结束时相比,不但没有提高,反而普遍下降,达不到以英语为工具获取专业所需信息的要求。 1.2 教学方法机械性、授课方式单一目前,电子信息专业英语的教学方法是围绕着教材展开教学,主要进行文献的翻译,一般是教师先读句子,然后解释一些生词和专业词汇并将句子翻译成中文,教师容易陷入把专业英语课上成了变相的课文翻译课,教学的重点过于集中于专业词汇的英文解释和英汉翻译的训练,以至于有些学生在经过专业英语学习之后,毕业论文的英文摘要部分仍旧错误百出,不了解工程英语的表达方式和日常英语的区别。 1.3 专业英语师资水平不利于学生英语综合能力提高专业英语课的教师主要是相关的专业教师,这部分教师虽然具有较深的专业功底,但英语的语言功底欠扎实,主要表现在英语的听和说方面。但如果以英语专业的教师来进行教学的话,会对课程所涉及的专业知识缺乏足够的了解,达不到教学的目的。 2CBI的基本理念与教学模式 2.1 CBI的基本理念CBI的基本理念可以归结为以下几点:①当学习者把语言作为获得信息的手段而不是作为学习目的时,二语(或外语)学习会更加成功,所以教学以专业知识为中心而不是以语言为中心。学生的语言能力是在学习具体的专业知识过程中习得的。②语言学习有明确的目的。因此,教学中使用真实的语言材料并完成真实的任务。③语言学习的目的在于获取新的信息。④学习的内容和学习活动应该符合学生的语言水平、认知和情感需要,要满足学生将来的职业和个人发展需求。 2.2 CBI常用的教学模式CBI常用的4种教学模式是:主题模式(Theme-based courses );保护式专业教学模式(Sheltered subject matter instruction);辅助模式(Adjunct courses);专门用途模式(Language for special purposes)。 3电子信息专业英语课程CBI模式的具体实施 CBI把外语学习的焦点从以往传统的注重学习外语本身转移到通过学习专业内容来掌握某一外语技能,是外语和专业内容学习的综合。 3.1 教学材料的编写教学材料是CBI教学模式实施效果的决定性因素之一,因此教学材料的编写,可以由企业人员、英语教师与专业教师组成的团队共同编撰教学材料。开展对电子信息专业领域中真实语篇运用特点的研究,并以此为基础编写、改编教学材料。 3.2 教学内容的选取结合高职学生的特点和学生将来得工作岗位来选取教学内容,内容要求难易适当、图文声像并茂。具体的内容可以是电子信息技术专业的技术文献、产品或仪器的使用说明等,内容上要兼顾英语的听、说、读、写各方面的能力培养。资料来源可以是网络、国外职业院校的教材、报纸、杂志、欧美教学声像制品等。 3.3 教学方法的应用①分组开展教学活动。在了解每位学生的英语水平后,按每组高、中、低层级将班级划分为小组,并设置组长。在教学过程中培养学生的团队的协作意识。②开展灵活多样的教学形式。可以采用音频、视频、过程实录录像回放等呈现方式来介绍电子信息专业知识。③设计结合实际工作岗位的教学情境。教学活动尽量模拟真实的任务或岗位,强调培养学生“用英语来做事”的能力或解决问题的能力,强调师生之间运用所学内容进行多角色互动。例如,创设设备安装现场、接待外宾、小型会议等场景。④培养学生自主学习的能力。教学活动的每一步骤都不能忽略学生自主学习能力的培养。例如,安排学生在多媒体教室、图书馆、宿舍等场所来自觉地完成相应的教学任务,以小组形式合作完成小型研究课题。 3.4 考核方式改变传统的“一张试卷”的考核方式,将学生的学业成绩分解到学习的各个环节、教师应根据学生每节课的表现给以成绩的评定,并进行阶段性的考核。例如开展几次词汇默写、翻译练习、口语交流等。 4结束语 CBI模式下的电子信息专业英语课程应该是多学科、超学科的项目导向,而非单一的专业导向,以特定学习者的特定需求为导向,强调英语实际运用语境,强调“做中学”,以实践、研究为导向。要实现高等职业技术类院校的培养高素质、技能型人才的培养目标,CBI模式下的电子信息专业英语教学模式因该是一种很适合和有效的培养方式。 电子信息专业论文:浅析电子信息专业英语教学 论文摘要:为培养满足电子信息全球化发展要求的人才,对电子信息专业的专业英语教学提出了更高的要求。结合教学实践,从教材内容选择及学生对课程认识方面存在的问题进行分析及探讨,并依据教学目标,合理设计教学活动,提高了学生对教学活动参与的积极性,加强了“教”与“学”的统一,并获得了较好的教学效果。 论文关键词:专业英语;电子信息;教与学 电子信息作为信息全球化发展的前沿学科,将需要越来越多的“专业”加“外语”的复合型人才,这就对电子信息专业的专业英语教学提出了更高的要求。一般而言,专业外语课程是以专业课程和通用英语为基础,旨在进一步巩固和提高学生的英语水平,特别是提高英语阅读技巧和专业英文资料的阅读和翻译技能,同时熟悉科技论文写作的一般方法,能够撰写较规范的英文摘要,该课程的学习将有助于学生了解专业知识与技术发展动态,为今后技术借鉴、应用和交流打下良好的基础。随着知识总量的快速增长,在校学习的知识远远不能满足个人发展的需要,学习必定是终生的学习,因此在专业英语教学中除了要以传授系统知识、培养基本技能为目标,更要发挥学生的主体性,注重培养学生的学习能力。本文针对教学实践中发现的一些影响教学效果的主客观因素,即教材内容选择和学生对该课程认识中存在的一些问题进行了分析和探讨,同时就如何加强“教”与“学”的统一,在教学模式和方法上进行了探索。 一、认真筛选教材 教材直接影响教学活动的质量,是教师教学的重要依据、学生学习的基础,教材对于学生和教师而言都是非常重要的。专业英语课程侧重培养提高学生的专业英文文献阅读、翻译及科技写作等语言实际应用能力,并且随着电子信息技术渗透到社会的各行各业,知识和技术更新快,为紧密结合技术发展现状,教材在内容、组织和结构的编排上要能融会专业知识并涉及相应技术,符合科学性、知识性、应用性以及时效性,反映技术的新发展和当今应用状况,满足学生的学习需要。由于电子信息学科涉及较多专业,一些教材注重广而全,内容过多,涉及技术广泛,作为教辅资料很有价值,但由于课时限制,教材利用率不高,造成浪费。教师需在准确把握课程目标的前提下,紧密结合本专业特点遴选一本最贴近专业教学要求的教材,并深入研究教材,选择其中有代表性的文章,在规定的学时内,创造性地发挥教材的作用,提高教材的利用率。 众所周知,作为科技人员,专业科技综述文献是一定时间范围内对某一学科、专业的大量原始资料进行分析、整理、归纳、提炼而成的一种总结性、前瞻性文献,能够提供技术的发展现状、热点及未来发展趋势等信息和资料,是了解科技动态的一种重要文献源。学生们阅读此类文献,对于他们的专业发展非常有益,因此为开阔学生专业眼界,会选择一定数量的综述文章进行学习。然而由于电子信息技术发展步伐快速,教材出版几年后,其中许多专业内容还能满足教学要求,但介绍技术发展的综述文章就会显得陈旧、落后,这需要从各种资源获取最新的反映专业发展动态和研究动向的资料作为教材的补充,合理整合教学资源以满足内容的时效性。 教材作为教学目标的重要资源,教师在教学前期要对教材进行深入的分析,主动对教材进行评判,同时结合相关参考资源来完善教学内容,这一过程将在提高教师业务素质的同时,对顺利完成教学任务具有十分重要的意义。 二、提高学生对课程学习的重视度 在开设专业英语课时,由于学生已完成普通英语课程的学习,对于该课程的学习普遍存在错误认识。一部分学生认为已经具有足够的英语应用能力,只要通过查字典就能看懂文章,因此并不重视这门课程。但教学过程中发现一些在英语四、六级考试中取得较好成绩的学生,在专业英语学习的实践环节中,特别是阅读理解及翻译环节,并未占据绝对优势。这主要因为在科技文体中,附加了较多限制性和扩展性的成分来表达缜密的思想,句子通常较长,关系代词“that”和“which”以及非人称代词“it”使用频率高,除了运用英语语言的知识,有时更需结合专业知识及上下文内容,才能准确判断成分之间的逻辑联系。还有一部分学生由于英语基础差,在专业英语的学习中缺乏信心。这些思想认识上的片面性必然导致学生在课堂上表现出许多消极学习行为。 为了让学生正确认识课程的重要性,在第一堂课上教师除了会详尽介绍本课程的地位、作用以及通过课程学习所要达到的目标外,为引起学生的重视,会在第一次课结束前布置一段稍微复杂的与专业相关的英文文献让学生翻译,随即再做讲解,让英语基础较好的学生发现不足,促使他们重新审视这门课程;针对英语基础不够好的学生,除了在课堂上讲解基本的词汇、语法、修辞和翻译技巧等基本内容,加强其英语基础,还要结合授课内容,适当播放一些内容相关、情节生动、语言简单的英文科技视频,既丰富了专业知识,又可以在一定程度上吸引学生参与到课堂教学中,在潜移默化下,增强英语作为交流工具具有重要作用的意识,增强学生的学习兴趣。 三、合理设计“教”与“学” 传统的教学法是以教师为中心,较注重授课内容的完整性及教学的信息量。因此课堂上教师讲授占据大量的时间,学生处于被动接受知识的状态,久而久之,学生习惯于被动接受知识,疏于思考,进而失去兴趣。考虑本科专业英语课程是在学完四级英语及大部分的专业课程后进行的,学生具有独立学习的基础,为使学生主动参与到学习活动中,采用了以教师为主导,学生为主体的教学模式。该模式对教师的组织能力和业务水平提出了较高要求,教师在授课前,要对教学内容的知识体系,语言表达等方面进行整体了解,全面熟悉,根据教学内容的学习任务组织学生自学,并根据学生的具体情况进行指导。通过合理安排课堂教学,课后及考核等各环节,提高学生的学习能力和教师的教学效果。 1.课堂教学 课堂教学是教学过程的关键环节。在这一环节中,教师需要传授知识,激发并维持学生的学习热情,同时还要根据学生的学习状况及时调整教学活动。考虑电子信息专业的教学要求,教学内容要包括网络与通信、信息处理、计算机、电子技术等方面的知识及技术,所涉及的基本原理学生在专业英语课程之前基本都学过,但对于技术的应用及发展缺乏整体了解。为此,在新课开始前,利用五分钟左右的时间,对文章所涉及技术的研究背景、发展状况及应用进行介绍,例如在一篇介绍虚拟现实技术的文章中,结合大家比较熟悉的电影“阿凡达”(即“avatar”的译音),将虚拟现实技术的研究课题进行讲解,这样既扩展了专业知识,又激发了学生的阅读兴趣。 文章的阅读部分是教学的主要内容,通过阅读文章才能熟悉科技文章的写作特点,全面理解专业词汇的含义及使用方法,同时获得专业知识。但是专业英语的阅读不是单纯的阅读理解,更强调在阅读后能够将内容融会贯通。为此在阅读前,根据文章内容设定问题,阅读文章后,让学生讨论并给出综合答案,当他们遇到困难时,根据问题及时对学生进行点拨和启发,总结规律,这种形式训练了学生通过阅读提取、融汇知识的能力及逻辑表达的能力,同时通过课堂互动,提高了学生学习的参与性,并有助于将注意力分散的学生吸引回授课内容上。 翻译是一种在理解原文的基础上运用另一种语言再现原文的过程,包括了理解、转换和表达三个环节。科技英语因其专业特点及背景知识,在进行译文处理时,逻辑判断显得尤为重要,只有在正确理解原文的基础上,才能准确、流畅地表达原文。在翻译教学中,除了要传授基本的词汇、语句、段落、文章的翻译技巧和方法,更要结合翻译科技文章的目的,即用于借鉴、交流,强调理解基础上的表达。同时强调重视专业术语的正确译法,因为英文词汇通常具有多重含义,需要译者根据相应的学科知识,根据专业领域以及词汇应用的语境来决定词义,避免引起歧义。阅读及翻译水平的提高,除了必要的技巧和方法,还需要大量的时间训练才能实现,对文章中部分内容除在课堂上请学生进行口语翻译,还会根据教学进度,选择性的在学生较熟悉的单元后,预留5至10分钟的时间进行文字翻译,通过抽检,针对共性问题进行及时讲解。 在英语学习过程中许多同学担心自己的发音不标准而不愿开口说英语,为鼓励学生大胆说英语,会以母语发音进行类比,比如多数场合下,大家都以普通话作为交流的语言,但如果按照规范,许多人的发音都不标准,难道就不能说了,或者别人就完全不懂吗,以此消除学生心理顾虑。口语学习的首要问题是敢于张嘴说,同时通过反复的听说训练不断纠正发音。 因此,在课堂上一方面会安排部分文章内容由学生来朗读,另一方面鼓励学生自己组织语言回答问题。对于学生的回答给予积极评价,增强学生对于口语表达的信心,同时也要注意纠正其发音,以便使他们在听说方面取得较大的进步。 2.课后及考核 课程开始前指导学生了解教学的安排,便于学生适时做好预习;对于课后作业进行及时批改并反馈,其中共性的问题在课堂上进行分析、纠正。完善考核方法,合理分配考试成绩与平时成绩以及课堂表现比重,注重提高学生实际应用英语能力。 学生是认知的主体,是教学的中心,教学内容的设计和教学方法需围绕该中心进行,并因时因势做出调整。创建学习环境,传授知识和学习方法,激发学生学习热情,在教学的各环节中,积极鼓励学生对于内容进行探讨,通过思辨既可促使教师不断的思考、学习,又能启迪学生思想,强化其知识,发展发现、解决问题的能力,还会增强其学习的自信。 四、结论 “一份耕耘,一份收获”,为获得良好的教学效果,教师需认真进行教学准备,科学选择教学内容,探索适宜的教学方法,精心组织课堂教学。需要注意的是教学的对象是有思想的人,充分发挥其主观能动性才能获得较好的教学效果,作为教师要多与学生进行知识、思想、经验的交流,实现师生互动、教学相长。 电子信息专业论文:研究性学习在电子信息专业课教学中探讨 摘 要 对于电子信息产业来说,技术创新是产业保持持续发展的重要源泉,因此,电子信息专业课教学应以培养创新精神、研究能力和实践能力为目标。研究性学习是一种以学生为主、主要培养学生创新性的新型教学模式,从学习目标、学习内容、学习策略、学习评价等四个方面,对电子信息专业课研究性学习加以设计。 关键字 研究性学习 电子信息专业课 创新性 1 引言 当前信息社会发展与国内素质教育改革要求大学生能够灵活应用专业知识解决实际问题与创造新知识,并且具备相当的终生学习能力。传统的教师传授、学生接受式的教学与这些要求是有距离的,在这样的教学方式下,学生容易产生厌学情绪,在高年级的选修课中到课率普遍不高,其原因在于经过低年级基础课程的教学,学生对学习已经产生了不同程度的逆反心理,并且具有了强烈的自我意识和表现欲望,因此不再满足于学习内容在师生之间的机械移位。帮助他们利用已有的专业基础知识去主动学习、自主学习,是改善教学效果的重要渠道。 所谓研究性学习,指的是学生在教师指导下,根据各自的兴趣、爱好和条件,选择不同研究课题,独立自主地开展研究,从中培养创新精神和创造能力的一种学习方式。这种学习方式的突出特征是坚持学生在学习过程中的自由选题、自主探究和自由创造,与以往学习方式相比,研究性学习更有利于培养学生的创新能力。 党的十六大报告指出:“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。”对于电子信息产业来说,技术创新更是产业保持持续发展的重要源泉。因此电子信息专业课教学应以培养创新精神、研究能力和实践能力为目标,它强调让学生通过研究性学习,提出问题,收集材料,对研究性课题进行探索、分析、研究,最后基于问题解决模式,在实践操作中培养学生科学的态度和价值观以及创新精神、创新思维、创造能力,并学会解决生活中与电子信息技术学习有关的实际问题。 2 研究性学习的内涵及积极意义 研究性学习是在教学过程中创设一种类似科学研究的情景或途径,让学生在教师引导下,从学习、生活及社会实践中去选择和确定研究专题,用类似科学研究的方式,主动地去探索、发现和体验。同时,学会对信息进行收集、分析和判断,去获取知识、应用知识、解决问题,从而增强思考力和创造力,培养学生的创新精神和实践能力。 研究性学习的重心是学习而不是研究。学校毕竟不能等同于科研机构,没有必要的研究设施和科研经费,只要通过研究性学习能提高学生的实践能力,培养学生的创新精神就基本达到了教学目的。 研究性学习的核心在于促使学生通过与研究相类似的认知方式和心理过程来进行学习,其根本目的不是预期的研究成果,而是预期的学习结果。通过研究性学习,学生的综合知识、综合能力能得到提高,实践能力和创新能力能够得到培养,因此可以说研究性学习弥补了传统教学模式重学科知识传授、轻能力培养的缺陷。 研究性学习有利于培养并发展学生的主体性。我国近10年来进行的主体性教育实验证明了学生发展的核心是他们主体性的发展。培养发展学生的主体性就成了教学的重要目的。在研究性学习中,学生可以自己选择课题,自己设计研究方案,自己调查并得出研究结论,体现出他们是教学的真正主体。 研究性学习有利于使人类主体的智力资源转化成个体的智力资源。以什么样的方式认识世界,与学生时代所形成的学习方式是密切相关的。我国传统教育的学习方式是接受学习,不能很好地将人类智力资源转化成个体的智力资源,研究性学习可以弥补这一不足。从实践方式看,传统教学主要是演练式、实验式,不利于学生的发展,而研究性学习是一种以问题为中心的主动认知、主动实践的学习活动,是一种认识—验证—体验的过程。研究性学习提供给学生的是一种主动、愉快、积极的体验。 研究性学习有利于培养学生可持续发展的能力。学生是否有可持续发展的能力主要取决于三个因素:是否学会了学习;是否具有健康的社会感情;是否具有创造性精神。研究性学习有利于学生这三种能力的形成。 研究性学习有助于学生养成良好的治学之道、知晓做人之理。治学之道与做人之理是紧密相关的一个问题。学生的做人之理的形成需要他们治学之道的支持。研究性学习可以培养学生实事求是的精神,培养学生严谨务实的良好作风。 3 研究性学习是高等教育的内在需要 传统的课堂教学主要的弊端在于:因材施教的原则,在班级集体教学活动的前提下难以实施;以语言讲述为主的表达方式,使得某些教学信息的传输与接收遇到困难;以教师为主体的课堂教学不能充分体现学生的作用,学生学习缺乏主动性,没有创造力;传统课堂教学,教师总是在进行重复性劳动,教学强度非常大。这样教师就无法从繁重的教学任务中脱身来进行研究工作。 高层次创造性人才肩负着中华民族振兴的历史使命,研究性学习是培养和造就创新人才的重要手段。如何提高教学水平和科研质量及取得创新性成果,国内外的成功经验表明,实行加速创新的研究性学习是必由之路。 现代社会科学技术的迅猛发展,要求高校培养出来的人才不仅具有渊博的科学知识,扎实的专业技能,更应具有发现问题、解决实际理论问题和实践问题的能力。这光靠知识的传授显然是不能实现的。而且把科学研究引进教学过程,在教学过程中渗透对大学生的科学研究训练,这是高校教学的特点。研究性学习有助于教学和科研的有机结合,有助于大学生在模拟“问题情景”中通过研究和探索去获取新知识,产生创造性成果。 研究性学习具有开放性和多元化,强调系统性的实践,在科研实践中发挥自主性潜力,因而满足了形成创新精神和产生创新成果的主要因素。研究性学习对创新的形成起催化促进作用,大学为研究性学习提供了现实舞台。研究性学习的实践策略中还包含有课题组研究的形式,强调课题组集体的合作和配合,这种协作精神的锻炼对后续的科学创新有积极的影响。研究性学习不仅能让学生在研究中学到知识,而且在研究的过程中,学生的组织能力、协调能力等的锻炼是传统学习方式所无法比拟的。 研究性学习有助于弥补大学生的先天不足,可以给他们一方容量极大的“用武之地”,给学生自主活动的时间和空间,极大地发掘学生科学研究的潜质。通过参与研究,学生的思维方式会发生很大的变化:从被动思维发展到主动思维;从单一思维发展到多元思维;从平面思维发展到立体思维;从静态思维发展到动态思维;从封闭思维发展到开放思维。因此,学生敢于面对挑战,勇于提出独立见解,潜能会得到充分挖掘和开发,为进行科学创新奠定基础。 研究型教学使得考核结构发生了变化,适当分离基础内容考核和创造性的考核是必要的科学的考核制度,有利于公平的办法都会受到学生的欢迎和支持。目前研究型教学已经受到了广泛的关注和欢迎。在解决了认识问题以后势必有更多的学校、老师会去作进一步实践。在打破一校一课的局限以后,如何因人而异、因地而异摸索出合适的形式,确定合理的目标和工作量是我们乐意看到的。可以相信研究型教学将会对教学质量的实质性提高起示范作用。 4 电子信息专业课教学中研究性学习的设计 (1)学习目标的设计。在研究性学习中,教师首先要组织学生从电子信息专业所涵盖的通信信号处理、图形图像处理、语音信号处理、多媒体技术以及DSP技术等领域中选择和确定他们感兴趣的研究专题,去发现问题和提出问题。在研究性学习中,问题是学生学习的重要载体,学生在解决问题的过程中会涉及多种知识,这些知识的选择、积累和运用完全以问题为中心,呈现横向的、相互交叉的状态。 研究性学习是课程教学的互补,专业课程教学重视学生对电子信息技术基础知识的理解和掌握,而研究性学习则不以系统电子信息技术学科知识的传授为追求,它是以学生个性发展的需求为出发点,以电子信息学科教学欠缺和研究性学习自身所长为主要追求。 (2)学习内容的设计。研究性学习主要不是学习书本知识,而是强调动手动脑的实践过程,特别是电子信息专业更强调学生的动手能力,它不能依靠教师传授知识和技能,而是强调学生自主学习的行为与过程。当前教学中学生学习方式基本是接受性学习,它适用于事实性知识、技能性知识、规律性知识的掌握,但对于策略性知识、价值、态度和情感类知识的学习往往不能奏效,这些知识的学习只有通过自主性学习,才能内化成学生自身的经验体系。在研究性学习中,正是通过创设类似科学研究的情境,让学生自主的探究、实践、发展和体验,从而培养学生的科学精神、创新思维以及分析问题、解决问题的能力。因此,研究性学习的具体内容便可以在相当宽泛、相当灵活的范围之内加以选择,这符合电子信息专业覆盖范围广的特点。 研究性学习内容的具体选择和设计,主要是体现研究性学习的学习目标和学习原则,没有一定要达到的绝对标准和程度,而是视学生和学校的具体条件灵活处置把握。学生可以根据自己的兴趣和爱好,在通信信号处理、图形图像处理、语音信号处理、多媒体技术以及DSP技术等领域中选择方向,这些选择都是合理的,都能够有效地体现和达到信息技术研究性学习的目标,没有高低之分。 (3)学习策略的设计。研究性学习中学生的自主学习策略主要包括:自主制定学习计划,确定分工、活动方式和方法选择研究或调查对象;进行查询资料、操作与制作等活动;汇集、交流学习成果等。实现电子信息技术研究性学习中学习的自主性,不仅要求教师要从思路、活动空间和时间上向学生提供必要的条件,以实现学生的自主选择、自主安排、自己组织学习活动的目的,同时还要求教师不必拘泥于课堂教学或其他程序规则的限制,自主安排学生的学习活动。 (4)学习评价的设计。评价是为决策提供信息的过程,研究性学习的评价是指,在研究性学习的过程中系统地收集信息,根据学习目标的要求,对学习中所引起的学生认知行为上的变化,在定性、定量的基础上进行价值判断,为研究性学习的决策提供信息的过程。 一个完整的学习过程,总是呈现出种种阶段性结果,它们既是总结果的分支,同时又是学生在学习中预测总结果的反馈体。研究性学习的评价就非常重视阶段性结果评价,即在研究性学习的各个阶段,设定考查学生的不同能力:在课题设定阶段,考查学生设定课题的能力;在收集相关资料、调整研究方案阶段,考查学生的信息收集能力;在开展课题研究阶段阶段,考查学生的课题探究能力;制作成果检查,考查学生的动手能力、创新性、创造能力;在自我评价阶段,考查学生的自我评价能力;总结、汇报、交流阶段,考查学生的综合表达能力等。 5 结语 电子信息专业学生正在面对迅速变化和激烈竞争的市场,需要他们具备创新能力和良好的终生学习能力,在专业课中通过设计基于研究性学习的教学策略,教会学生学习,特别是学会思考问题以及分析和处理教室以外的实际问题,会使他们受益终生。 电子信息专业论文:试论基于CBI的高职电子信息专业英语教学模式改革 论文关键词: 专业英语 电子信息 内容教学法 论文摘要: 本文对目前高等职业类院校电子信息专业英语的教学模式中存在的问题进行了分析,结合目前我国高职教育培养高素质、应用型、复合型人才的需求,提出运用内容教学法(CBI)将英语学习与专业内容学习于一体,以提高学生学习英语的积极性和主动性。 0引言 目前我国职业教育已经发展到了由传统的学院式教育模式向政府主导下的就业导向模式转变。高职院校传统的、基于专业的课程正逐步转向多学科的、基于项目的课程,课程的教学目的已不再局限于传统的某一专业学科的目标,而是以学生就业后所从事的专业和工作为目标的超学科的目标。在这样的背景下,专业英语的教学必须进行改革和创新才能适应人才培养的需求。 1电子信息专业当前教学模式分析 在实际的教学过程中发现目前的电子信息专业英语主要存在以下几个方面的问题: 1.1 学生英语基础差、学习积极性不高高职生的主要生源是高考中分数较低的一部分学生,这些学生多数是英语基础不好的学生,这部分学生本身对英语学习的兴趣就不高,在基础英语教学阶段的应试教学模式对运用英语的能力并没有提高,在完成相关的考证之后便放松了对英语的学习。因此,学生到毕业时英语水平与基础阶段结束时相比,不但没有提高,反而普遍下降,达不到以英语为工具获取专业所需信息的要求。 1.2 教学方法机械性、授课方式单一目前,电子信息专业英语的教学方法是围绕着教材展开教学,主要进行文献的翻译,一般是教师先读句子,然后解释一些生词和专业词汇并将句子翻译成中文,教师容易陷入把专业英语课上成了变相的课文翻译课,教学的重点过于集中于专业词汇的英文解释和英汉翻译的训练,以至于有些学生在经过专业英语学习之后,毕业论文的英文摘要部分仍旧错误百出,不了解工程英语的表达方式和日常英语的区别。 1.3 专业英语师资水平不利于学生英语综合能力提高专业英语课的教师主要是相关的专业教师,这部分教师虽然具有较深的专业功底,但英语的语言功底欠扎实,主要表现在英语的听和说方面。但如果以英语专业的教师来进行教学的话,会对课程所涉及的专业知识缺乏足够的了解,达不到教学的目的。 2CBI的基本理念与教学模式 2.1 CBI的基本理念CBI的基本理念可以归结为以下几点:①当学习者把语言作为获得信息的手段而不是作为学习目的时,二语(或外语)学习会更加成功,所以教学以专业知识为中心而不是以语言为中心。学生的语言能力是在学习具体的专业知识过程中习得的。②语言学习有明确的目的。因此,教学中使用真实的语言材料并完成真实的任务。③语言学习的目的在于获取新的信息。④学习的内容和学习活动应该符合学生的语言水平、认知和情感需要,要满足学生将来的职业和个人发展需求。 2.2 CBI常用的教学模式CBI常用的4种教学模式是:主题模式(Theme-based courses );保护式专业教学模式(Sheltered subject matter instruction);辅助模式(Adjunct courses);专门用途模式(Language for special purposes)。 3电子信息专业英语课程CBI模式的具体实施 CBI把外语学习的焦点从以往传统的注重学习外语本身转移到通过学习专业内容来掌握某一外语技能,是外语和专业内容学习的综合。 3.1 教学材料的编写教学材料是CBI教学模式实施效果的决定性因素之一,因此教学材料的编写,可以由企业人员、英语教师与专业教师组成的团队共同编撰教学材料。开展对电子信息专业领域中真实语篇运用特点的研究,并以此为基础编写、改编教学材料。 3.2 教学内容的选取结合高职学生的特点和学生将来得工作岗位来选取教学内容,内容要求难易适当、图文声像并茂。具体的内容可以是电子信息技术专业的技术文献、产品或仪器的使用说明等,内容上要兼顾英语的听、说、读、写各方面的能力培养。资料来源可以是网络、国外职业院校的教材、报纸、杂志、欧美教学声像制品等。 3.3 教学方法的应用①分组开展教学活动。在了解每位学生的英语水平后,按每组高、中、低层级将班级划分为小组,并设置组长。在教学过程中培养学生的团队的协作意识。②开展灵活多样的教学形式。可以采用音频、视频、过程实录录像回放等呈现方式来介绍电子信息专业知识。③设计结合实际工作岗位的教学情境。教学活动尽量模拟真实的任务或岗位,强调培养学生“用英语来做事”的能力或解决问题的能力,强调师生之间运用所学内容进行多角色互动。例如,创设设备安装现场、接待外宾、小型会议等场景。④培养学生自主学习的能力。教学活动的每一步骤都不能忽略学生自主学习能力的培养。例如,安排学生在多媒体教室、图书馆、宿舍等场所来自觉地完成相应的教学任务,以小组形式合作完成小型研究课题。 3.4 考核方式改变传统的“一张试卷”的考核方式,将学生的学业成绩分解到学习的各个环节、教师应根据学生每节课的表现给以成绩的评定,并进行阶段性的考核。例如开展几次词汇默写、翻译练习、口语交流等。 4结束语 CBI模式下的电子信息专业英语课程应该是多学科、超学科的项目导向,而非单一的专业导向,以特定学习者的特定需求为导向,强调英语实际运用语境,强调“做中学”,以实践、研究为导向。要实现高等职业技术类院校的培养高素质、技能型人才的培养目标,CBI模式下的电子信息专业英语教学模式因该是一种很适合和有效的培养方式。 电子信息专业论文:浅谈电子信息与通信专业英语教学策略研究 【论文关键词】专业英语 教学 改革策略 【论文摘要】专业英语是电子信息工程和通信工程专业的一门重要的必修课。本文全面分析了当前电子信息和通信类专业英语课程的教学现状和存在问题,并从教学的目标、内容和形式等方面提出了改革策略,旨在促进各高校专业英语的教学。 1 引言 电子信息与通信工程是当今国内外发展最为迅速、技术更新最为活跃的工程领域之一。为了应对日益加剧的全球化竞争,高校学生在学习阶段就应打下坚实的基础,而专业英语的阅读、写作和翻译能力就是电子信息和通信工程专业毕业生所应具备的一项重要能力。 专业英语的教学,既不能像基础英语那样过分强调语法,也不能像专业课程那样深入讲解专业知识。?[2]其目的在于让学生拓宽专业词汇量,熟悉专业术语,掌握专业英语翻译技巧。?[3]因此如何更好地去引导学生,提升教学质量,是本课程的所有任课教师都必须认真思考的问题。本文旨在针对目前高校中电子通信类专业英语的教学现状进行深入剖析,并在自身教学改革实践基础上提出几点教学改革策略,供同行们参考探讨。 2 专业英语教学现状 目前国内大部分高校在电子通信类专业英语课程教学中存在若干问题,大致归纳如下: 2.1 课程安排欠妥当。 部分高校针对电子信息工程与通信工程专业的学生选择在大四才开设专业英语课程。学生在经历了大一大二的基础英语学习后,一定程度上已经产生了遗忘现象,同时主观上对专业英语课程也产生了懈怠或轻视的态度;而系科给予教师本课程的授课课时一般也仅能满足最低教学需要,甚至达不到教学大纲的要求。 2.2 教学目标较模糊。 专业英语课程目前还缺乏统一的标准,很多高校未能明确此课程在整个专业培养计划体系中的位置,无法形成系统科学的教学模式。同时对教学目标的定位,不同学校间也存在着分歧,有的着重章节的翻译,有的则把重点放在专业词汇和基础知识上。 2.3 教学方法不合理。 由于枯燥的专业词汇和复杂的长难句在学术外文中出现频率高、数目多,一定程度上影响了学生的学习积极性,而部分教师常常忽略了这一点,在教学过程中容易出现照本宣科、教学方式单一、缺乏互动等问题,因而无法调动学生积极性。 2.4 教材内容不达标。 国内大部分教材在教学内容上还无法反映出当前技术发展动态和学术研究前沿,同时教材中鲜有实践互动内容。部分教材仅仅从国外刊物上随意摘录章节,缺少相关背景知识的介绍,让学生难以透彻理解文章中的内容。 3 专业英语教学改革实践 专业英语课程的授课关键在于使学生熟练掌握科技交流中的英语书面语和口语表达,熟悉本专业学术著作中常见的表达句式和叙述方法,培养学生接收最新专业技术的能力。针对上述教学现状中出现的问题,笔者结合自身实践提出一些电子信息和通信专业英语教学改革的策略和着眼点。 3.1 教学目标定位明确。 高等院校在开设专业英语课程的时候,事先必须制定好明确的教学目标,是定位于让学生了解一些专业知识,还是让学生掌握专业文章的翻译技巧,再或者是让学生能够学以致用,撰写简单的英文小论文。由于笔者所在系科的专业特色尚无法适用于最高级别的定位,因为主要定位于中高等层次的目标,即让学生能流利阅读外文文献并能熟练翻译成自身母语,这也适用于国内大多数高校的教学现状。当此教学目标明确后,教学内容的选取和教学方式的选用就需要做相应的调整。 3.2 教学内容。 根据先前明确的教学目标,教师在教材的选取上应该使得教学内容上能大体上覆盖电子通信类课程的基础专业课程,同时要考虑到不同学校的排课情况,尽量避免学生尚未在先修课程中涉及的内容,不然会加大授课难度和影响教学质量。具体实践中可以在选取实用性教材的基础上,从网络、期刊中选择相对浅显易懂同时又能反映通信领域发展变化的英文资料。笔者在教学中选用了电子工业出版社的《电子信息工程专业英语教程》,该教材覆盖面较广,课文总体难易程度适中,还提供了选读性内容。笔者根据本校学生的课程先修情况选取了部分章节进行讲解,同时在课堂上还引入了ieee数据库中几篇综述类文献。因为综述类文献没有过多的复杂数学公式和原理推导,学生更易接受,同时此类文章又能够使学生迅速地了解最新技术介绍及其发展趋势。例如在讲解软件无线电(software defined radio)章节后,紧接着引入了一篇关于认知无线电(cognitive radio)的综述文献,让学生了解了这两个领域的联系和区别,取得了较好的教学效果。 另外有其他教改文章提出可引入专利文献、设备说明书、工程投标书等阅读材料,让学生熟悉文体和表达方式,?[4]-[6]这一初衷是好的,但是经笔者实践下来效果并非理想,这类文章通常较长而且较为死板,学生很难有持续性的阅读兴趣。因为笔者觉得对于此类内容应该在结合实验课程的基础上来讲述,如在利用示波器进行信号测量时,可让学生事先查阅英文版的仪器说明书,在动手过程中去掌握这部分内容,当然这一前提是学院系科需要科学统筹专业英语和实验课程的课时安排。 3.3 教学形式。 由于定位于中高层次的教学目标,本课程的考查形式应部分弱化书面试题的考核,同时加强平时的实践运用考查。教学中可采用提问式、启发式、分组答辩等多种形式。例如笔者在讲授the mobile telephone system章节时,除了介绍书中的gsm系统,还给学生引入了一本关于mimo和ofdm的外文著作,然后将学生分组并布置不同的章节内容,让其课后进行自行讨论学习。数周后根据各自心得做一次课堂答辩,其他组别同学可向答辩者进行提问,然后由本人根据答辩情况做最后总结。这种分组答辩的教学形式能活跃教学氛围,充分调动学生的学习积极性,而且使其对新技术的理解更为深刻。然则如何在有限的课时中开设此类活动和怎样控制活动流程等方面还需要教师去认真把握。 3.4 教学课件。 电子信息与通信类专业英语由于信息量大,因而充分利用多媒体教学资源来为授课服务已经成为了众多教师的共识。但是部分教师在制作课件时仅是把教材内容直接搬移到了投影屏幕上,无法很好地调动学生的积极性。考虑到学生的学习心理,笔者在备课时借鉴了兄弟院校的授课经验,充分挖掘各个知识点与实际生活中的联系,精心准备图片、视频等资料,从形式上给予学生较为直观性的体验。同时为了吸引其课堂注意力,笔者还特意进入了一些相关的科普性视频,如讲述移动通信内容时,就引入了如ted演讲录和谷歌2011开发者大会等视频作为教辅类材料。 实践证明,通过精心准备的课件和引入的教辅类材料,学生可以接触到丰富的多媒体课堂信息,了解到国际最前沿的技术发展和商业动态,从而更好地活跃了教学氛围,有效改善了教学效果。 3.5 教师培训。 由于专业英语对授课教师在专业技术和英语水平这两大方面提出了更高的要求,因而高等院校应当对授课教师进行更多的岗前培训,同时可以开展定期的教研讨论会,为年轻教师搭建一个相互交流学习的平台,方便其与老教师们共同探讨教学方法和改革措施,从而总体上更新教学理念并进一步提升教学质量。 4 结束语 电子信息与通信类专业英语是一门实用性很强的课程。如何科学地开展专业英语的教学、更新教学方式和方法,对于提高高校学生专业文献的阅读和写作能力具有重要意义。本文在分析专业英语教学现状的基础上,提出了几点授课建议和方向,目的是发挥出更好的教学效果,同时吸引更多的教师投入到教学改革的队伍中来。 电子信息专业论文:试论基于CBI的高职电子信息专业英语教学模式改革 论文关键词: 专业英语 电子信息 内容教学法 论文摘要: 本文对目前高等职业类院校电子信息专业英语的教学模式中存在的问题进行了分析,结合目前我国高职教育培养高素质、应用型、复合型人才的需求,提出运用内容教学法(cbi)将英语学习与专业内容学习于一体,以提高学生学习英语的积极性和主动性。 0引言 目前我国职业教育已经发展到了由传统的学院式教育模式向政府主导下的就业导向模式转变。高职院校传统的、基于专业的课程正逐步转向多学科的、基于项目的课程,课程的教学目的已不再局限于传统的某一专业学科的目标,而是以学生就业后所从事的专业和工作为目标的超学科的目标。在这样的背景下,专业英语的教学必须进行改革和创新才能适应人才培养的需求。 1电子信息专业当前教学模式分析 在实际的教学过程中发现目前的电子信息专业英语主要存在以下几个方面的问题: 1.1 学生英语基础差、学习积极性不高高职生的主要生源是高考中分数较低的一部分学生,这些学生多数是英语基础不好的学生,这部分学生本身对英语学习的兴趣就不高,在基础英语教学阶段的应试教学模式对运用英语的能力并没有提高,在完成相关的考证之后便放松了对英语的学习。因此,学生到毕业时英语水平与基础阶段结束时相比,不但没有提高,反而普遍下降,达不到以英语为工具获取专业所需信息的要求。 1.2 教学方法机械性、授课方式单一目前,电子信息专业英语的教学方法是围绕着教材展开教学,主要进行文献的翻译,一般是教师先读句子,然后解释一些生词和专业词汇并将句子翻译成中文,教师容易陷入把专业英语课上成了变相的课文翻译课,教学的重点过于集中于专业词汇的英文解释和英汉翻译的训练,以至于有些学生在经过专业英语学习之后,毕业论文的英文摘要部分仍旧错误百出,不了解工程英语的表达方式和日常英语的区别。 1.3 专业英语师资水平不利于学生英语综合能力提高专业英语课的教师主要是相关的专业教师,这部分教师虽然具有较深的专业功底,但英语的语言功底欠扎实,主要表现在英语的听和说方面。但如果以英语专业的教师来进行教学的话,会对课程所涉及的专业知识缺乏足够的了解,达不到教学的目的。 2cbi的基本理念与教学模式 2.1 cbi的基本理念cbi的基本理念可以归结为以下几点:①当学习者把语言作为获得信息的手段而不是作为学习目的时,二语(或外语)学习会更加成功,所以教学以专业知识为中心而不是以语言为中心。学生的语言能力是在学习具体的专业知识过程中习得的。②语言学习有明确的目的。因此,教学中使用真实的语言材料并完成真实的任务。③语言学习的目的在于获取新的信息。④学习的内容和学习活动应该符合学生的语言水平、认知和情感需要,要满足学生将来的职业和个人发展需求。 2.2 cbi常用的教学模式cbi常用的4种教学模式是:主题模式(theme-based courses );保护式专业教学模式(sheltered subject matter instruction);辅助模式(adjunct courses);专门用途模式(language for special purposes)。 3电子信息专业英语课程cbi模式的具体实施 cbi把外语学习的焦点从以往传统的注重学习外语本身转移到通过学习专业内容来掌握某一外语技能,是外语和专业内容学习的综合。 3.1 教学材料的编写教学材料是cbi教学模式实施效果的决定性因素之一,因此教学材料的编写,可以由企业人员、英语教师与专业教师组成的团队共同编撰教学材料。开展对电子信息专业领域中真实语篇运用特点的研究,并以此为基础编写、改编教学材料。 3.2 教学内容的选取结合高职学生的特点和学生将来得工作岗位来选取教学内容,内容要求难易适当、图文声像并茂。具体的内容可以是电子信息技术专业的技术文献、产品或仪器的使用说明等,内容上要兼顾英语的听、说、读、写各方面的能力培养。资料来源可以是网络、国外职业院校的教材、报纸、杂志、欧美教学声像制品等。 3.3 教学方法的应用①分组开展教学活动。在了解每位学生的英语水平后,按每组高、中、低层级将班级划分为小组,并设置组长。在教学过程中培养学生的团队的协作意识。②开展灵活多样的教学形式。可以采用音频、视频、过程实录录像回放等呈现方式来介绍电子信息专业知识。③设计结合实际工作岗位的教学情境。教学活动尽量模拟真实的任务或岗位,强调培养学生“用英语来做事”的能力或解决问题的能力,强调师生之间运用所学内容进行多角色互动。例如,创设设备安装现场、接待外宾、小型会议等场景。④培养学生自主学习的能力。教学活动的每一步骤都不能忽略学生自主学习能力的培养。例如,安排学生在多媒体教室、图书馆、宿舍等场所来自觉地完成相应的教学任务,以小组形式合作完成小型研究课题。 3.4 考核方式改变传统的“一张试卷”的考核方式,将学生的学业成绩分解到学习的各个环节、教师应根据学生每节课的表现给以成绩的评定,并进行阶段性的考核。例如开展几次词汇默写、翻译练习、口语交流等。 4结束语 cbi模式下的电子信息专业英语课程应该是多学科、超学科的项目导向,而非单一的专业导向,以特定学习者的特定需求为导向,强调英语实际运用语境,强调“做中学”,以实践、研究为导向。要实现高等职业技术类院校的培养高素质、技能型人才的培养目标,cbi模式下的电子信息专业英语教学模式因该是一种很适合和有效的培养方式。 电子信息专业论文:试论电子信息专业双语教学实践中若干问题研究 论文关键词:高校 电子信息专业 双语教学实践 论文摘要:该文指出了双语教学是我国高等教育适应经济全球化发展的必然趋势,分析了当前高校专业课双语教学发展现状,结合电子信息专业《计算机信息安全》双语课的教学实践,针对教学过程中的相关问题提出了解决的思路,以期对双语教学改革有所启示。 随着信息、经济的全球化,社会对人才培养,尤其高等教育人才提出了全新的要求。双语教学是我国高等教育与国际接轨、迎接新挑战和适应教育改革发展的必然趋势,也是当前高校教学改革的热点和重点之一。近年来,双语教学受到了越来越多重视,各高校积极推行双语教学,特别是在2001年教育部提出明确要求后,双语教学工作进入了快速发展阶段。然而,我国双语教学的研究与实践并不完善,教学过程和教学质量还存在着诸多问题。这些年来,本人通过电子信息科学与技术专业《计算机信息安全》双语课的教学实践,针对高校专业课程开展双语教学过程面临的若干问题进行了探讨与实践,提出一些解决方法,以期对双语教学改革有所启示。 1双语教学的重要意义 双语教学一般是指将母语以外的另一种语言直接应用于课程教学,同步获取第二语言的学习与学科知识,使学生借助外语手段掌握一门专业知识,其最终目的是使学生能用母语和非母语思维,能在两种语言间根据需要进行自由转换,成为既懂专业又懂外语的复合型人才。因此简单地认为双语教学既为母语和外语结合的教学模式的观点是片面的。在进行电子信息专业的专业选课《计算机信息安全》双语教学时,我们的首要目标是使学生掌握与计算机信息安全相关的基本概念和基本原理;另外,希望通过双语教学使学生能直接领悟和感受西方发达国家的教育理念、制度、方法甚至思维方式,营造良好的外语学习和应用环境,增加接触外语的机会,进而有效提高学生的专业英语的听、说、读、写水平。这样,一方面不仅有助于学生准确理解和掌握本专业前沿信息,培养学生英语应用能力,训练学生用外语思考、表达和交流的能力,达到培养国际化专业人才的目的,同时还能让学生在双语层面上掌握计算机信息安全方面的专业词汇与专业技能;除此之外,也可提高教师自身的英语水平,有助于教师及时跟踪把握学科前沿,洞察学科研究现状,提高科研能力[1,2]。 2双语教学现状及存在的问题分析 20世纪90年代初,我国下至小学幼儿园,上至普通高校都在开展双语教学。然而相当一部分是徒有虚名,高校的情况更不容乐观,其中不少高校只是简单地使用英语和汉语两种语言进行学科教学,水平及效果并不尽人意,都不同程度在存在以下共性问题。 1)教学目标定位不明确、认识不深入。目前,虽然高校电子信息专业课双语教学工作业已展开,但并尚未形成共识,如部分老师及学生对双语教学的重要性认识不清、理解片面、缺乏积极性。有老师认为自己英语水平尚未过关,没必要讲授英语化专业课;双语教学就是任课教师在教学中尽量多讲英语,以提高学生使用英语的能力;双语教学无法保证专业课的教学质量;实施双语课既费时又低效,而部分学校的管理者也没足够重视双语教学,使双语教学难以获得充足的可支配资源。 2)双语教学师资短缺。要求双语教师能熟练运用两种语言进行教学,必须具备精深的学科专业知识和扎实的母语知识、标准的英语发音、流利的口语表达能力及运用外语的能力,同时还需要一定的授课艺术和技巧使课堂生动活泼,具有吸引力和容易被学生理解。目前,我国高校中大多数老师没有国外工作和学习背景,他们大部分要么平时使用英语口语的机会并不多,要么虽然口语表达能力不错,却缺乏相关学科知识,或者虽然专业知识全面,但英语的能力却不足。 3)学生外语水平参差不齐、需求不一。作为双语教学活动的另一主要参与者的学生,对双语教学的认同和接受能力是决定双语教学能否顺利开展、取得成效的关键之一。目前部分学生对双语教学的认同度不高,再加上前期英语基础较差,英语四级通过得较勉强,想用英语来学专业新知识则难上加难,不可避免地产生畏惧和抵触情绪,严重影响了双语教学活动的正常开展。 4)教材选择标准不一。双语教学是一个需要教师、学生和教材三者互相配合的复杂过程,双语教材的选择和合理使用尤为重要,是制约双语教学发展的瓶颈。目前高校双语教学所用教材一般可3类:一类是英文原版教材,质量很好,但价格极高。二是无或有翻译版本的英文原版影印版教材,这是目前众多本科生和研究生采用的方式。三是教师根据现有原版或影印版教材,依据教学大纲的要求,结合不同学校学生英文水平,选择合适的内容复印或自编的教材。其中,第三种教材的实用性最强,既照顾了学生经济承受能力,也兼顾了教师学生的英文水平,但质量难以保证。选用英文原版教材虽方便省事,但存在许多不足,如:教材内容与国内教材相差较大等[3,4]。 3专业课双语教学的改进措施及建议 专业课的双语教学,课程知识与技术的讲授是最主要的,而外语语言的学习则相对次要。针对目前高校在双语教学中存在的问题,结合相关教学实践,以电子信息专业的《计算机信息安全》双语教学为例,我们提出了如下改进措施。 1)正确定位专业课的双语教学,合理分配双语教学的比例。专业课的双语教学,不是英语与专业知识的简单相加,而是两者相融,专业课的核心知识和前沿理论是讲授的重点。因此,在双语教学过程中要合理分配中外文讲课的比例关系。我们在《计算机信息安全》一课的双语教学实践过程中,保证50%及以上的课堂教学时间使用外语讲课,同时辅以外语多媒体课件,以帮助学生的理解。 2)合理设置课程体系。在选择双语教学课程时,要充分考虑到学生的英语水平及知识结构。鉴于目前绝大多数学生都不能十分有效地适应双语教学,设置的双语课程应尽可能选择那些非关键链条上的课程,这样对于英语水平较差的学生并不会由于所学内容的不完全理解与接受而造成对其核心专业能力的根本性危害。因此,我们选择《计算机信息安全》开展双语教学,因为该课在电子信息科学与技术专业的课程体系中处理于相对较次要的地位,对学生专业能力掌握的影响力有限。 3)运用原版教材,结合中西方的教学思想。由于原版教材始终贯穿着自主式学习的理念,非常有利于提高学生的学习能力和学习效果。《计算机信息安全》一课所涉及的新技术大多以科技文献或教材的形式出现,这些文献大都用英语表达,国外优秀教材无论在学术性、合理性和及时性上均优于国内教材。同时,英文版教材也可让学生接触到原汁原味的英语,提高学生的英语运用能力。经过综合比较和筛选,我们所选用美国charles p. pfleeger and shari lawrence pfleeger合著,由机械工业出版社出版的security in computing》,不仅有对应的中文版本,而且是国外大学的经典教材,教育理念先进,教材内容十分丰富、详实,深度适中,知识点明确,习题丰富且灵活,有助于学生对知识点的理解和应用。在实际授课过程中考虑到课时有限,对内容应进行了适当节选。 4)改革教学形式。双语教学强调以专业知识的学习为主,辅以英语这个语言工具,因此,我们在进行《计算机信息安全》一课的双语教学时,教师首先必须提前仔细反复阅读教材,按照适合中国国情的方式组织教学内容,进行适当增删和调整,规划重点和难点,设置配套练习题。由于多媒体课件能增加学生的学习兴趣,缓解课时紧张的问题,所以本课所使用的多媒体课件经过了反复讲座修改,形象生动,获得学生好评。讲课时我们让幻灯片的播放时间稍长一些,讲课语速慢一些,讲授内容精练一些,给学生较多练习的时间。同时,我们还在教学中有意识地引导学生阅读教材,以提高学生的科技文献阅读水平。所以课堂上我们提倡不满堂全由老师讲授,预留几处内容稍简单的章节让学生分组讨论,并分别将讨论结果由各组代表在全班宣讲;在讲课的同时提若干问题让学生回答,有时留一小段课堂时间让学生自己阅读理解重点章点的内容,及时检查结果。 5)积极培训提高双语教师的教学水平。对拟开设双语教学的教师进行包括专业词汇、口语以及西方思维方式的培训工作。在开设《计算机信息安全》双语教学课前,我们对相关教师进行了培训,先后参加双语教学教师中、高级培训班的学习,经过外籍专家的指导,教师感到收获颇丰。同时,学校还推行教师海外进修计划,组织双语教师利用暑期到美国进行为期一个多月培训,参观学习国外教学思想和教学经验,此外,学校在选择双语教师时强调有海外背景的老师优先的原则,从课酬、职称晋升、进修学习等方面调动教师的积极性[5]。 6)建立并积极完善双语教学评估体系。教学评估是提高教学质量的一种有效手段和质量保障,评估是对教学目标、模式、方法、教材、教师、学生及管理等因素的检查。评估可让学生认识自我,建立自信,不断获得成功与进步的体验;老师获取双语教学的反馈信息,反思和调整教学行为;学校及时了解双语课的实施情况,采取有针对性的措施,改进双语教学管理。实践证明,建立并完善双语教学评估体系,不仅能科学地评价教师的工作质量,还可全面鉴别教学质量的优劣高低,达到提高教学质量的目的。在我们开展双语教学活动时,虽然也进行了一些调查,如走访学生、下发问卷等,但均未形成一个较完整的体系,得到真实而全面的结果,这也是我们今后有待进一步加强的地方。 4结论 双语教学是一种新的教育方式,是一个复杂的教学系统工程,在教学实践中还有很多问题需要解决。本文指出了双语教学是我国高等教育适应经济全球化发展的必然趋势,提出了一些的教学模式的改进及建议,分析了当前高校专业课双语教学发展现状,讨论了双语教学的课程定位、课程体系、教学形式、教材选取、师资培训以及评估体系等诸多问题,结合电子信息专业《计算机信息安全》双语课的教学实践,针对教学过程中的相关问题提出了解决的思路,以期对双语教学改革有所启示。 电子信息专业论文:浅析师范类本科院校电子信息类特色专业建设研究与探索 【论文关键词】特色专业 师范类院校 电子信息类 【论文摘要】本文探究了电子信息类专业在师范类本科院校实施特色专业建设和改革的思路,探索了适应于特色专业建设的专业定位和办学指导思想、师资队伍建设、人才培养模式和相应的管理体制改革,对师范类院校进行电子信息类特色专业建设具有一定的参考意义。 引言 专业建设是高校人才培养的基础和保障条件,同时也是高校综合水平和竞争力的一个重要反映指标。为了适应国民经济和社会发展对高素质和创新型人才的日益需求,特色专业的建设正逐渐得到各高校的关注,尤其在师范类院校的工科建设中更显得尤为重要。随着国家科技产业的蓬勃发展,社会对电子信息类的人才需求变得非常突出,很多师范类院校顺应社会发展也开设了电子信息类专业,但是如何在传统的师范类院校中开设工科建设,建立起独具特色的工科专业,是一个具有重要现实意义的研究课题。 一、专业定位和办学指导思想 一个新办专业如果没有特色,那么培养的人才就无法得到社会的认可,专业的发展也会受到阻滞,因此专业的定位和办学指导思想的确立,是一个专业能否发良好发展的基础。 师范类院校电子信息类专业建设要围绕一个中心,突出两大特色,以行业发展为依托,充分发挥师范院校中工科专业的特色,构建多层次、多类型、全方位的创新人才的培养体系。“围绕一个中心”是指坚持以提高本科教学质量为中心,使其作为一切活动的出发点。“两个特色”是指电子信息类专业的工科特色和师范院校的教师教育特色。电子信息本身是工科专业,因此专业课程、实验和培养方案的设计以工科教育为核心,通过优化和创新课程体系,完善教材和实践基地建设,推动教学方法改革和教学手段创新,发挥第二课堂在人才培养中的作用,探索和培养具有扎实的专业基础、较强的创新意识和实践动手能力的高级工程技术人才。另外,基于师范类院校教师教育特色,在学生掌握专业知识和专业技能的前提下,培养部分具有较高从教技能的新型电子信息人才,建立职业技术学校电子专业教师的培养模式,为社会输送“双师”型的电子信息工程技术和教育教学人才。 二、师资队伍建设 建立有效的教师引进培养进修机制,按照专业发展的要求,建设一支具有教育观念新、师德高、教学水平高、实践能力强,职称、学历、年龄结构合理,具有扎实的理论基础和较强实际工作能力的“双师型”教师队伍和教学骨干,培养在国内同行业中有较大影响的专业学术带头人。 (1)注重人才引进。充分利用学校现有人才引进政策,加大学科带头人和学术骨干的引进力度,整合学术梯队力量,促进科研创新团队的建设。 (2)加强师资力量培养。积极发挥学院现有的学科、学位点和实验平台作用,采用“请进来、送出去”的办法,每学期聘请1-2名专家学者来校做有关科学研究与教学改革方面的学术报告,每年选派2-3名中青年教师外出进修或攻读博士学位,支持开展广泛的国内外合作研究。定期组织教师参加各种研讨会和学术会议,时刻跟踪电子行业的最新发展和技术应用前沿。 (3)提高教师科研开发能力。积极鼓励全体教师申报国家级和省级等各类基金项目,重点支持“产学研”项目申请,鼓励发表高水平的科研论文,从而提高教师的科研能力,促进教师的专业学术水平的提高。在工程应用方面,进一步加强与公司企业的技术交流,加强应用技术合作。 (4)执行青年教师导师制和教学监督制。严格执行青年教师导师制和教学监督制,加强师德师风建设和教师教育技能培训,定期开展青年教师优秀教学评比、教学竞赛活动,打造教学名师,构建教学团队,促进教师整体教学水平提高。通过专业实验室的建设计划,为教师提供相应课程的高标准配套实验装置,使教师不仅在理论上和国际接轨,而且在实践动手方面也有大幅提升,实现“双师型”的转换。 三、人才培养模式改革 通过对其他名牌高校电子信息类专业的调研,提出了适合师范类院校电子信息类专业建设的人才培养方案,把建设信息类技术人才和信息类教育人才作为培养模式的两大重点。 (1)优化课程设置 进一步优化课程设置,完善“公共基础课程、通识教育课程、专业课程、课程实验、自选课程、实践课程、素质教育课程”六大板块构成的课程体系。 课程设置着力,强化实训实践技能培养,突出工科特色;拓展学生知识视野,部分体现师范教育特色。同时为进一步凸显工科教育特色,强化其实践性,探索实施“3+1”新型电子信息人才的培养模式(三年的理论学习和一年的实践实习),并在二三年级的暑假各增加一个短学期开展金工实习、认知实习和课程设计等实践活动。 (2)提升课程教学质量 进一步严格现有教材选用、编写、审核制度,选用国家面向21世纪教材和“十五”、“十一五”规划教材、省部级以上获奖教材。充分利用网络和多媒体教学资源,强化主干课教学方法的改革和现代教育技术的运用,稳步推进双语教学。完善课程负责人制度,加强电子信息类专业精品课程建设在电子信息类专业积极推行“四双改革”方针,即:双纲:制定理论教学大纲和实验实训教学大纲;双教:理论教学与实践教学并重;双材:每门课程都有理论教材、实验实训教材;双基:校内实验实训基地和校外实验实训基地。 (3)实践与创新 完善实验教学体系与内容改革,加大实验教学方法与手段改革,采取引导、指导、讨论、尝试、探索交流等形式,运用现代化教学手段,突出以学生为中心的实验教学模式,形成以自主式、合作式、研究式为主的学生学习方式,加大开放实验力度,激发学生实验兴趣,不断提高实验课程教学质量。在培养方式上大胆创新,在保证理论知识的前提下,着重培养学生的设计制作能力。培养学生的设计能力、应变能力、创作能力。除了校内建立的实验实训室外,还积极与国内外著名的电子生产企业、自动化研究所等联系,为学生与社会架起一条直通的桥梁。同时,积极组织学生参加各种电子设计竞赛、大学生课外科技制作以及大学生技能大赛等活动,提高大学生的专业素质。为了培养学生的科技创新能力,积极倡导以本科生为主体的创新性实验改革,调动学生的主动性、积极性和创造性,激发学生的创新思维和创新意识,不断提高其创新实践能力。学校可以每年拨出专项资金,举办科技创新大赛,鼓励大学生申报创新性实验计划项目,对于成功申报的项目,给予资金资助和专业指导。同时加强毕业论文的规范化管理,进一步加大实验类和基础教育研究类论文选题比例,促进科研型后备人才和新型教师的培养。强化毕业论文与创新性实验相结合,让学生尽早进入毕业论文工作,实现本科生与研究生培养的互动,提升学生的创新能力。 (4)从教技能的培养 很多地方性中专(技校)均开设有电子信息类专业,因此对电子信息类专业的老师需求量很大。师范类院校可以加强“双师”型人才培养,对于专业知识掌握较好并有意于从事教育行业的学生,聘请高水平的教育学专家,开设“电子信息技术教学论”、“教育心理学”等教育技能选修课程,进行教育教学技能的前期培训。对在电子技术专业的从教技能作全程指导,强化对教师职业的认识,激发从事电子技术教育的热情。 四、管理体制改革建设 一是积极鼓励和支持高学历、高职称、热心教学人员担任学院基层管理工作,加强管理能力培训,注重在实践中提高管理水平;二是健全“所室合一”管理体制,充分发挥研究所科研对本科教学水平提高的辐射与带头作用,研究所为本科学生探索性实验、综合性实验、开放性实验、毕业论文提供平台,同时充分调动教研室在教学管理、教学研究中的积极性,形成教学科研的良性互动;三是完善课程负责人制度,构建“学院—教研室(实验中心)—课程负责人”三级管理模式;四是强化教学质量监控,坚持“教学一票否决制”等各项教学管理制度。 结束语 特色专业的建设是一个复杂的系统工程,在师范类院校进行电子信息类特色专业建设是一个需要长期努力不断探索的过程,本文对该问题在专业指导思想和定位、师资队伍建设、人才培养模式、相应管理体制改革等方面进行了一定程度上的探讨,有一定的实际参考意义。 电子信息专业论文:浅析采用仿真技术推进电子信息类专业实验教学 论文关键词:实验教学改革 仿真技术 实验整合 论文摘要:针对电子信息类专业实验教学中存在的问题,结合实际的教学条件,对实验教学提出了改革,将仿真技术应用到实验体系中,避免了实验条件的空间和时间限制,充分发挥了学生能动性,提高了实验教学质量。 实验是电子信息类专业学生课程教学的一个重要环节,是对理论教学的补充和深化,其开设方式关系到学生对理论知识的掌握和应用,直接影响着学生的操作技能、主观能动性和实际动手能力的提高,也决定着理论和实验的教学水平。因此,在教学过程中一定要加强实验这个实践性教学环节,充分利用实验资源来培养和提高学生解决问题的能力和创新能力,使学生能够更加快速地适应于将来的工作。加强实验教学环节,最大限度地利用学校的实验教学资源,对提高教学水平,培养学生的实际应用能力和综合素质具有重要的意义。 1 实验教学的传统模式和问题 在我国高校工科教育中,实验教学硬件条件普遍不足,或者是硬件实验条件的发展跟不上技术的要求,同时各高校大幅度扩大招生,实验教学硬件条件更显不足。加大对实践教学条件的投入,加强培养实践教学科技人才,强化实践教学内容和条件的改革与建设,在当前来说具有特殊重要性[1]。我国教育主管部门也在积极得进行着推进实践教学的改革与建设。例如:在全国高校本科教学水平评估中,实验室建设基地和建设经费以及实验教学改革就是一项重要的指标内容。越来越多的高校开始响应教育部的号召,实行了“双基”实验室,并在此基础上进一步建设“实验教学示范中心”。 目前,实验教学的传统模式的缺点主要表现有: 1)实验设备陈旧,实验模式单一; 2)验证性实验分量大,与设计性、综合性和创新性实验之间的比例失调; 3)先进的实验教学手段在实验教学中的引入还不够;等。 2 实验教学方法改革势在必行 随着计算机的普及和应用,在教学中也越来越多地借助计算机来辅助设计方法,同样,在实验中借助计算机仿真技术具有很大优点:减少实验中所需的耗材、降低对实验器材的破坏性、完成更复杂更高难度的设计性实验、更加全面地分析实验对象以及结果的性能指标等,具有高效、快速、直观、完整的优势。开展仿真实验作为一种新型的实验教学方法是在现有实验室设备的基础上采用计算机新型软件对实验进行模拟,大大提高了学生对本专业知识的应用能力和科研创新能力。因此,在当今的实验教学中,仿真实验的引入势在必行。 对当今高校来说,学生人数不断增加,实验室设备和资金满足不了大学中学生的试验要求,为了不断提高实验教学的质量,又进一步解决实验设备少、不好维护、建设费用高等问题。将仿真技术引入实验教学中来,学生一方面可以利用计算机实现实验方案的设计,又可以直观地验证仿真过程和结果,不受实验室条件和空间的限制,可将实验设计带入到课余生活中来进行,大大提高了学生对实验的操作兴趣。利用仿真实验由于方法的灵活性可以充分发挥学生的想像力和创造力,比起传统的实验教学更利于培养科技创新人才,且有利于降低实验成本,能够使得实验室的建设和发展进入一个良性循环中。 3 实验教学改革方案 3.1 实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验 在实验教学中引入计算机仿真技术,一方面,充分发挥学生的主观能动性,激发学生学习兴趣,另一方面,老师可以利用计算机技术来观察学生的实验过程,采集学生的实验结果,更好地跟踪和指导学生,先进的教学理念和教学手段有助于提高实验教学效果,提高教师的教学水平。而计算机的引入可把实验设备、理论教学、教师指导和学生的思考、操作有机地融合为一体,克服了传统实验教学过程中受到课堂、课时、实验设备等的限制,使实验教学内容进一步灵活化,在时间和空间上得到延伸,也进一步激发了学生的实验热情。 在实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验,可以使得学生在进行实验的过程中培养独立思考能力,激发学生的学习兴趣,提高学生的创新意识,同时为学生提供了更加开放灵活的实验条件。对实验内容和实验教材来说,采用仿真技术把将虚拟实验和真实的电路实验有机地整合起来,充实了实验内容,增强了实验的能动性和趣味性,有利于实现培养学生综合实践和探索创新能力[2]。目前,越来越多的高校重新对实验室建设进行了规划,利用计算机仿真技术改革实验教学是一个新的发展方向。在高校实验室中引入计算机以及相应的软件技术不仅可改善实验条件、改革实验教学方法、充实实验教学内容,还可大大提高实验效率,降低实验成本,增强学生学习的积极性和创新性,为实验教学和科研提供良好的实验平台[3]。 以单片机实验教学为例,在实验过程中我们引入proteus仿真软件,用它来模拟单片机硬件系统。由于软件的灵活性,可以克服实验箱硬件电路固定、实验内容难于改动等局限。整个实验设计都是基于计算机仿真技术的,除了计算机外不再需要任何硬件即可进行实验,这样有利于促成课程和教学改革,更有利于人才的培养。仿真技术的另一应用表现在学生的业余爱好上,比如目前的电子设计大赛,挑战杯等,学生完全可以利用计算机来进行仿真,先用计算机仿真出相应的实验模型,在计算机上进行模拟调试,最后用硬件实现。在整个过程中,学生可充分发挥自己的才能,通过大量仿真对比,达到设计目的,学生也可以大胆地反复调试,避免了损坏器件。在电子设计竞赛中,我们使用proteus开发环境对学生进行培训,在不需要硬件投入的条件下,学生普遍反映,对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受,更容易提高。实践证明,在使用proteus进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作,能极大提高单片机系统设计效率。 另外,开展仿真教学对于我国的远程教学也是一种很好的尝试,有着重要的意义。 3.2 重新安排各类性质的实验,适量增加综合性、设计性实验 验证性实验是实验中最基本的,可以使学生巩固理论知识,它的实验内容相对简单,重点培养学生的基本操作、数据处理和计算技能,验证和加深对课本知识的掌握和理解。综合性实验则要求学生必须具有一定的专业基础知识和基本操作技能,能够运用某一课程或多门课程的综合知识,进而对实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。目前工科高校中越来越多地提出课程设计也是为了加强学生对综合知识的运用。为充分调动学生的学习积极性和主观能动性,设计性实验也必不可少。设计性实验能加深学生对理论知识的认识,由学生自己负责计划和执行,充分提高了学生的思维能力、动手能力、分析和解决工程实际问题的能力[3],发挥了学生的主观能动性,设计性实验的完成可以充分借助于计算机仿真技术来完成。 验证性、综合性、设计性实验相结合,培养了学生基本的实验技能和方法,同时又促进了学生的创新思维,打破了原有实验教学附属于理论教学的模式,建立与理论教学并行的,既相对独立、又相互联系的实验教学体系。在某些应用性强的实验教学中,综合性和设计性实验的比例至少要达到60%以上,同时设计性实验最好要跟得上科学技术的发展。一方面保证基本实验技能训练,另一方面,实验内容应与当今先进技术的发展相结合,适应社会发展的需要,将科研成果转化为实验内容,提高实验的先进性和代表性。那么,工科院校中一方面加大实验器材的投入,提高实验教学条件,开设先进的实验内容,提高学生的积极性,使学生适应当今社会的发展;另一方面,要充分利用现有的条件,引进先进的仿真技术,使得实验条件进一步升华,充分发挥教师和学生的主观能动性和创新能力。 3.3 硬件软件都要抓,都要硬 计算机仿真实验虽然可以准确地反映整个实验过程, 是一种新型的应用技术,十分有效,但是仿真技术不是万能的,它毕竟不是真正的实验,在许多场合仿真只能起辅助作用。也就是说不能用仿真实验来全部代替硬件电路实验,而是将仿真试验和传统的硬件实验相互结合,根据学校的实际情况和实验的情况灵活运用,虚拟实验不是万能的,如果所有的实验都用虚拟实验替代的话,学生在虚拟环境中实验会产生或多或少的不踏实的虚拟感,实践能力也不可能得到真正的提高。 3.4 加强对实验课教师的培训,通过培训交流更多地了解新的实验技术 在实验教学改革的同时,必然对教师提出更高的要求:一是教师也应加强专业知识和技能的学习,来提高自己的业务能力和综合素质,另外,不断更新专业知识的结构,了解前沿技术的发展也是必需的;二是高校中要大力创造条件促进教师经常参加基础理论知识的培训和实验的培训以及学术研讨会,从而扩大视野,更新教学观念,及时了解嵌入式系统发展趋势和动态,促进电子类实验技术的发展;三是要大力组织专业教师去积极申报相关的创新实验和科研项目,提倡以科研资金来促进实验室的建设,用科研成果去改进实验内容,同时可以提高教师的科研能力,在科研中更好地去锻炼自己,为实验教学服务。 4 结论 随着社会对人才要求的提高,大力推进实验教学改革迫在眉睫,而大学实验教学的改革又直接影响到学生的动手和创新能力。实验教学必须能够跟得上时代的脚步,将仿真技术应用到实验教学中可以充分调动学生的主观能动性,激发学生的创新能力,加快学生适应社会的能力,同时学习了先进的新技术。 电子信息专业论文:基于建筑类高校电子信息工程专业特色建设的探讨 论文 关键词: 电子 信息工程 专业特色 创新 论文摘要:专业特色建设,对提高本科生 教育 质量,增强社会竞争能力是十分重要的课题。本文针对建筑类高校电子信息工程专业如何体现专业特色,进行较为细致的探讨。建筑类本科院校的电子信息工程专业特色建设,不仅要注重符合社会需求、具有实际动手能力和一定创新能力的工程应用型技术人才的培养,还应注重结合建筑类院校的特点和优势,形成自己独到的专业特色。 根据教育部1998年颁布的专业目录,电子信息工程专业由原来的十多个本科专业合并而成,可见该专业的涉及面相当宽广。其业务培养要求中指出,本专业是一个电子和信息工程方面的较宽口径的专业,学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识,受到电子与信息工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用和集成电子设备和信息系统的基本能力。在这样一个基本培养要求的基础上,各个高等学校如何根据自己的特色与优势,扬长避短,制订针对性更强、更切合实际地专业人才培养计划,十分必要。我们在进行多次调研和讨论的基础上,确定了我院电子信息工程专业教育教学改革的方向和重点,力求突出特色,在竞争激烈的高等教育领域站有一席之地。 1人才培养的基本定位 不同层次的高等学校应有不同的培养目标,培养模式也应多样化。安徽建筑 工业 学院属于一般本科地方院校,根据我院战略 发展 纲要及人才培养规划,确立“立足安徽、面向全国、依托建筑业、服务城镇化”的办学定位。在学院办学定位前提下,我们对电子信息工程专业的培养定位是:具有较宽理论基础、较强实践动手能力和创新意识,能够综合应用所学专业知识的应用型工程技术人才。 电子信息工程专业教育教学改革的目的是:通过加强本 科学 生培养方案与工程实际的结合,注重应用型人才的培养,强化实践环节的训练,提高学生的动手能力。提供更多的机会,鼓励学生开展课外实践活动,实验室成为学生动手能力训练和技术创新的主要基地。 2就业目标 比较重点院校,我院学生的入学成绩显然较低,尤其高等学校扩招以后,进入我院学习的生源质量进一步降低,如何适应高等教育由“精英教育”向“大众教育”转变,培养符合社会需求、具有实际动手能力和一定创新能力的应用型技术人才,是我们面临的、急需解决的重大课题。 经过对我院电子信息工程专业的毕业生就业情况的分析发现,我院毕业生的就业主要集中在全国大大小小的i t公司、弱电公司、设计院等部门,大多数学生从事工程设计、技术开发、系统运行与维护、技术支持等工作,因此就业单位对学生实践能力的要求较高。针对这样的就业目标,我们对本科专业的培养计划和教学大纲做出进一步调整,基本要点是:强化电子电路的设计能力;增设选修课程,拓宽知识面;依托我校与建筑相关的专业,设置智能建筑专业方向;开设其它实践性较强的课程,特别强调电子综合设计能力的培养。同时,引导学生积极开展课外科技实践活动,参加各种科技比赛。从而扩大了我院电子信息工程专业的毕业生就业面。 3专业特色建设 处在建筑类一般本科院校的电子信息工程专业特色建设,不仅要注重符合社会需求、具有实际动手能力和一定创新能力的工程应用型技术人才的培养,还应注重结合建筑类院校的特点和优势,形成自己独到的专业特色。 3.1智能楼宇控制专业方向的设立 建筑院校的电子信息工程专业如何体现它的专业特色,我们认为应紧紧依靠建筑院校的特点和优势,设立与建筑相关的专业方向。1998年我们在98级电子信息工程专业设立智能楼宇控制专业方向,如表1所示,经过几年的建设,已基本成熟。智能楼宇控制(既楼宇自动化系统)属智能建筑范畴。智能建筑是以建筑为平台,综合应用 现代 计算 机技术、电子技术, 网络 通信技术及电气技术等方面的先进技术,使建筑物成为具有远程通信功能、办公自动化功能和建筑物自动化功能的建筑。实现建筑物自动化功能的系统称作楼宇自动化系统(或称建筑物自动化系统,简称bas)。楼宇自动化系统的含义是将建筑物内的各种机电设备以集中监视、控制和管理为目的,构成的一个综合系统。智能楼宇控制专业方向适应了现代建筑电气行业的迫切需要,满足了建筑电气行业中从事产品开发、系统集成、工程设计、施工、监理和物业管理人员对相关知识的需求。近几年,该专业培养的学生供不应求,且大部分学生被分配到建筑行业。 3.2学生能力的培养 培养工程型应用人才的总体特征是“能设计、会操作、懂管理”,综合素质高、实践能力强、有创新精神。实践教学是培养工程应用型人才的关键环节。对此,我们除了加大实践性教学环节,还对实践性教学环节进行一系列的改革。 (1)建立新的实验教学模式,激发学生创新思维 根据实验教学基本内容整体优化实验教学选题,重组实验教学,增加独立的综合实验课程,构建新的实验教学体系。整合实验室和实验教学设备,最大限度地提高现有教学设备的使用率。激活学生的创新思维,使他们能从实验中领略各专业学科之间的最本质的联系和内在 规律 ,更有利于学生知识的综合运用和创新能力的培养。如电子信息工程专业增设信息电子技术综合实验和智能楼宇控制综合实验课程,其中信息电子技术综合实验涵盖:《computer control technology》、《dsp technology and application》、《单片机原理》、《嵌入式系统》等课程的实验,智能楼宇控制综合实验涵盖:《智能建筑设备》、《安全防范》、《电气控制与plc》、《电缆电视技术》、《智能建筑及小区总体方案设计》等课程的实验。同时,由学生参与组建我院“智能建筑实验室”的建设,目前,“智能建筑实验室”已正式批准为安徽省高等学校省级重点实验室。同样,其它信息类专业根据各自专业特点,增加相应的综合实验课程。 (2)因材施教,以“优生导师制”促进创新人才脱颖而出 为加快 电子 信息工程专业的研究和高层次人才培养。挑选优秀学生,创建各种人才创新基地班,并配备具有丰富实践(工程型)的老师作为他们的导师,指导他们有针对性地学习某些科目,或直接进入老师的科研课题组,接受科研能力的训练,接受创新意识的熏陶,进行特色培养,以充分发挥高校在人才培养、学科建?和 科学 研究等方面的优势,同时积极开展理论研究与新产品、新技术的研发,最终将基地建设成为集教学、研发功能于一体的创新人才培养基地,在信息类人才培养领域起到示范、辐射作用。由于采取因材施教,近年来,我们取得如下成果:培养的学生,分别获得“全国大学生电子设计竟赛二等奖一项”、“全国大学生电子设计竟赛安徽区二等奖一项”、“西蒙杯征文竞赛(智能建筑)二等奖一项”、“ (3)开设综合课程设计,体现职业培训技能 我国 经济 社会的快速 发展 既需要科学家,也需要工程师,但大量需要的是工程师。为提高学生的工程设计能力,在原有的毕业设计的基础上,开设部分综合课程设计。如电子信息专业开设信息电子综合课程设计和智能建筑综合课程设计等。综合课程设计覆盖工程训练的各个环节:需求分析,系统设计,系统实现,系统调试,系统测试与性能评估;既培养工程能力,又积累工程经验。职业化素养训练应训练学生工作的规范性,综合课程设计引入一定的 工业 界规范与标准来进行学生职业化素养训练,同时,包含一定数量的符合工业界需求的辅助工程工具的使用训练。 4结语 我们还在 计算 机科学与技术、通信工程等专业开设与建筑相关和能力培养方面的课程。信息类专业开设与建筑相关的专业方向,是我院在教学方法和人才培养模式等方面所进行的一次探索和创新,并且取得了良好的效果。充分发挥了高校在人才培养、学科建?和科学研究等方面的优势,同时积极开展理论研究与新产品、新技术的研发,最终为社会培养出综合素质高,适应能力强的有用人才。电子信息工程专业体现建筑内涵,是建筑类高校的优势和特色,是其它类型的高校无法比拟的,是电子信息与建筑两大学科相互渗透的具体实现。它所培养人才,将会占领它所独有人才市场。 电子信息专业论文:浅谈提高电子信息类专业实验教学质量的方法分析 论文关键词:电子信息类专业 实验教学质量 模式 仿真技术 simulink 组件 论文摘 要:实验室担负着向学生传播知识与技术、培养学生动手的能力和创新能力的重要使命。随着社会经济的发展及教学改革地不断深入, 实验教学在整个教学体系中的地位越来越突出,实验教学模式的改革已经迫在眉睫。本文主要分析了实验教学的传统模式与存在的问题,并提出了提高电子信息类专业实验教学质量的方法[1]。 0 引 言 实验教学是学校教学活动的重要组成,教学质量的好坏是对学校人才培养层次与质量的直接体现。实验作为实验教学活动的主要内容, 在改善教学质量方面发挥着不可替代的作用。实验室在传播知识的同时,更重要的作用体现在对学生的创造性思维与想象力的培养上。通过实验教学,学生分析解决问题以及动手能力明显提高。伴随教学改革的日益深入, 实验教学的改革也越来越引起人们的关注,以往的教师灌输式的理论教授方式,学生被动接受的教学模式,已无法满足社会经济发展的要求。当前,社会需要的是主动型、能力为主的人才培养。加强学生创新能力的培养,必须切实转变以往重理论教学轻实验教学的错误观念,重新认识实验教学在学校教学活动中的地位与作用,根据当前社会经济对人才的要求, 改革传统的实验教学模式,改革实验教学手段,优化更新实验教学的内容,切实提高实验教学质量。 1 实验教学的传统模式与存在的问题 国内高校工科教育当中,实验教学存在着硬件条件不足、硬件实验条件的发展与技术要求不相符[2],加上近几年高校扩招,实验教学的硬件条件更是供不应求。进一步加大对教学硬件条件的投入,丰富实践教学的内容、加强实验条件的改革及建设,在目看来具有特殊的重要性。面对这种情况,我国的教育主管部门采取了一些推进实践教学改革及建设的措施。如:在全国高校本科的教学水平评估中,实验室基地建设与建设投资及其实验教学改革被列为一项重要的指标。并且,各高校也逐渐开始响应教育部的的这一举动,纷纷实行了“双基”型实验室[2],与此同时,建设了“实验教学示范中心”。当前,传统实验教学模式的缺点主要有以下几点:验证性的实验所占比例较大,与综合性、设计性、创新性实验之间的比例失调;实验模式单一、实验室设备陈旧;实验教学中缺乏先进的实验教学手段。 2 提高电子信息类专业实验教学质量的方法 2.1 实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验 在实验教学中引入计算机仿真技术,能够充分调动学生主动学习的积极性,培养学生的学习兴趣。同时,教师能够通过计算机技术对学生的实验操作的全过程进行观察,对学生进行良好的跟踪与指导,更好地进行学生实验结果的采集工作,先进科学的教学理念与教学手段对于提升实验教学效果,提高实验教学水平具有重要作用。引入计算机技术后,理论与实验教学,教师教学指导与学生操作、思考融合成一个有机整体。以往传统实验教学中课堂、课时以及实验设备因素的限制作用得到了解决,实验教学更加灵活化,教学内容在时空上得到进一步的延伸,更好地激发了学生进行实验的热情。 将计算机仿真技术引入到实验教学中,通过相应技术进行的虚拟实验,为学生提供了更为灵活开放的实验环境,能够更好地培养学生在实验过程中独立思考能力,增强学生的的学习创新意识。对于实验教学内容,仿真技术的应用,将虚拟性实验与真实的电路实验整合成有机整体,实验的能动性与趣味性明显提高,同时实验内容的充实,有利于学生综合实践以及探索创新能力的培养。当前,已经有越来越多的高校重新进行了实验室的规划建设,通过计算机仿真技术进行虚拟实验是实验教学改革发展的新方向。将与实验教学相关的计算机软件技术引入到高校实验室中,为实验科研提供了良好的平台,对于激发学生学习的主动性与积极性,培养创新能力具有重要作用。计算机仿真技术的应用,一方面能够改善实验教学条件、充实实验教学的内容,另一方面,还能够明显降低实验成本,提高实验教学的效率。通过单片机的实验教学,能够发现,教学过程中引入proteus仿真软,通过该软件对单片机的硬件系统进行模拟,克服了实际实验过程中硬件电路固定以及实验内容不易改动等因素的限制。实验设计全过程,除计算机外不用再进行任何硬件的添加即可实验,这有力地推动了实验课程教学改革,更有利于学生创新能力的培养。仿真技术的另一重要应用主要表现在学生的业余爱好上,如挑战杯、电子设计大赛等等,学生就能够用计算机来实现仿真,首先用计算机仿真出实验的模型,再在计算机上进行相应的模拟调试,最终用硬件来实现。在整个仿真的过程中,学生可以自由发挥自己的潜能,通过大量的仿真对比,来达到设计目的,也可大胆反复地调试,避免了器件的损坏。电子设计竞赛中,由于proteus开发环的运用,培训过程中不需投入任何硬件的条件下,学生却普遍反映,对于单片机的学习比单纯理论知识的学习更易接受也更易得到提高。事实证明,运用proteus进行系统仿真成功后进行的实际制作,可明显的提高单片机系统的设计效率。此外,远程教学中仿真教学的运用具体重要的意义,对于教学改革是一种很好的尝试[2]。 2.2 实验中引入matlab软件内建的simulink组件技术 目前,我国开设了电子信息类专业的高校中,大部分都将matlab软件作为重要的实验教学平台,对定理以及算法进行仿真和验证实验。simulink组件作为matlab的重要组成,能够为用户提供一个仿真分析与动态建模的集成系统环境。该环境下,只需利用鼠标进行简单直观的操作,就能够完成复杂系统模型的构建,在此过程中避免了大量繁杂的书写程序。由于 simulink组件具有适应性强、效率高,结构仿真精细、流程清晰且贴近实际、效率高、使用灵活等诸多优点,simulink组件技术已经被广泛地运用于处理数字信号与控制理论等复杂的仿真设计之中。同时simulink能够通过连续、离散采样时间以及两种采样时间混合的的方式进行建模,该组件还可支持多速率系统,不同的系统组成部分的采样速率不同。此外,simulink为动态系统模型的创建,提供的图形用户接口(gui) ,使在进行模型方块图的创建时只需通过鼠标单击与拖动鼠等简单操作即可完成,为用户提供了一种更便捷、更直接的创建方式,同时能够立即获得系统仿真结果。 该组件的这一特性,一方面可以使算法的验证更为简单,减少学生投入在验证性实验中所用的时间,而将大部分精力投入到设计性、综合性试验中;另一方面,可以使学生更快捷的验证新思路、新算法,而不会由于代码调试方面的问题影响了创新实验的开展。以自适应滤波中的经典rls 算法为例,如果直接采用matlab编程方式,在进行代码调试时,就会消耗掉大量的精力,代码长度将达到200 行以上。而如果采用simulink组件模块化设计的思想,只需要鼠标对模型的拖拽,就能以流程图的形式将滤波器搭建起来。由于simulink提供了丰富的元件库,采用图形化的表示方法,学生在进行算法验证的时候只需调用成熟的模块进行参数设计即可。这样的实验方法事半功倍,思路清晰,参数的调整也十分便捷,广受学生欢迎。由此可见,引入simulink组件后的实验,既不会影响实验效果,又能够提高实验效率,对学生模块化编程的思想也有较好的促进作用。 3 结 语 当前,社会对人才综合素质的要求不断提高,进行实验教学改革已经迫在眉睫,而大学实验教学的改革又直接影响到学生的动手和创新能力。实验教学必须能够跟得上时代的脚步,把计算机仿真技术与simulink组件技术应用到实验教学中可以充分调动学生主动学习的积极性,充分发掘学生的创造能力,在学习到先进技术的同时,提高学生对社会的适应能力。 电子信息专业论文:电子信息类专业学生工程素养培养模式的构建 随着近年信息产业的迅猛发展,工程素养作为目前电子信息类专业培养规格中的核心指标之一,已受到越来越多的高等教育者的关注,尤其是地方性本科学校正在接受更加严峻的挑战,且很多国家都将工程科技人才培养提升到国家战略的高度。虽然电子信息工程类专业学生的培养取得了不少成绩,但由于多种原因,学生的工程素养培养大打折扣,无法满足社会对人才培养的要求,学生的就业压力也日益加大。本文结合当前实际,探讨电子信息类专业学生工程素养培养模式的科学合理构建,以有效地培养学生的工程素质,迎合社会发展需求,为尽快提高办学水平和质量奠定良好的基础。 一、工程素养的定义 众所周知,工程素质是工科学生最重要、最基本的素质之一,主要包括四个方面的内容:有良好的数学、自然科学和相应的人文科学知识基础;有比较扎实和比较宽广的技术学科基础;接受过必要的工程意识和工程实践的训练;有分析解决工程实际问题的初步能力。北京大学资深教授、全国大学生电子设计竞赛组委会主任沈伯弘先生曾结合清华大学、上海交大及哈佛大学、普林斯顿大学等国内外著名高校的培养模式,明确指出了当代大学生应具有的工程素质的基本涵义:是在基本技能的基础上,具有一定的独立学习能力、设计与创新能力、初步的研发能力,能适应新世纪社会对人才需求的一种综合体现。因此,工程素养就是一个工程师应具备的基本知识、基本理论和基本技能,一定的工程实践训练、严格有素的工程意识和工程习惯及综合的工程能力。 二、学生工程素养薄弱的原因分析 1.对工程素养的认识不够全面 很多人对其根本涵义的理解仍停留在传统意义上,甚至在一定程度上存在误解,认为只是基本技能的综合训练,而忽视了其核心的设计与创新内容,或把设计与创新和工程素质割裂开来,也没有包含工程意识和工程习惯等内容。这就无法适应21世纪现代化建设对培养高素质、高层次的创造性人才的要求。 2.工程素养培养模式较单一 现行的工科教育模式本身也具有严重的弊端,主要是专业面过窄过细,在培养方式上,重专业轻基础、重知识轻能力、重技术轻素质,培养出来的学生只能在很窄的专业范围内发挥作用,缺乏对知识和技术的综合、重组和创新能力。在培养过程中,教学的相对独立始终是一个通病,教学缺乏实用性和时代性,尤其是实践环节,设计和创新成分少,只停留在实验教学的层面,且现有的校外实践过于形式化,起不到实际作用。 3.任课教师的工程素养不足 当前,高校很多教师是从学校到学校,自身的知识结构多为理论知识,很少接受工程训练,也缺乏工程实践经验。教学过程中,只从书本到书本的教师很难说能帮助学生建立更多的工程概念,且对学术前沿较少涉及,无法激发学生的工程兴趣。 4.培养工程素养的工程氛围较淡 一方面,课堂授课内容多为理论教学,学生参与实践的机会较少,参与面也不广;另一方面,学校的实验室并未最大限度地对学生开放,更没有单独的学生创新实验室。 三、工程素养培养体系的构建 1.以卓越工程师计划为契机,建设高水平工程型师资队伍 “卓越工程师教育培养计划”期待培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的各类型工程技术人才,高校可以行业企业对人才的标准与要求为导向,强化学生的工程实践与创新能力。教育部陆续公布了两批“卓越工程师教育培养计划”高校名单。然而,学校的师资队伍并不符合“卓越工程师教育培养计划”培养需求,这就要求学校人事部门建设高水平工程型师资队伍,优先聘用有工程经历的优秀教师,鼓励企业专家参与高校教学任务,并创造条件鼓励校内教师到企业工作;同时,改革工程型教师的评聘与考核制度,将对他们的评聘与考核从侧重评价理论研究和,转向评价工程项目设计、专利、产学合作和技术服务等方面。 2.以加强教学改革为中心,提高学生的工程能力 学校教务部门应主要从课程体系、专业课程教学方法和实验教学环节以及课程设计等方面进行改革。学校教务部门引入“以科学方法论为主线”的新课程体系,包括科学方法论、人文科学基础、自然科学基础、主修专业课,增加了“唯物辩证法”“科学方法论”等类似课程。一方面,在制订专业计划时给予统筹安排,将对学生工程素养的培养列入任课教师的教学任务,配套建设强化工程概念的新教材。另一方面,教师也应意识到对学生进行工程素养教育的 迫切性和重要性,自觉实践培养学生的工程素养,利用自己的专业知识让学生充分地了解将来可能会从事的职业,同时,向他们多传授课本以外的专业知识。实验教学按照从低年级到高年级三个层次的拓展能力和素质训练计划进行:大学一、二年级强化基础;三年级培养专项技能与工程实践;四年级训练综合能力,增加设计型和综合型实验内容比重,开放实验室,鼓励学生在感兴趣的研究领域做探索。课程设计要求学生从解决现实生活中的实际问题出发。 3.以“产学研”联合培养为抓手,多渠道推进工程素养培养 “产学研”结合要求高校从学校内部培养走向开放和多元的校企合作培养,教育部和行业部门都在积极促成此事。这一合作培养模式可以多样化,合作可以全方位,共商人才培养方案、共建课程体系和教学内容、共创教学实验室、共施培养过程、共督培养质量。充分发挥学校和企业的优势,提供各自的条件,互为补充,共同培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。如,与企业建立校外实训基地,提供生产管理的真实氛围,社会交往情景和职业情景,可以促进教学相长,提高学生从事和胜任职业岗位的能力,在学以致用中进步和成长。 4.以职业指导体系为主线,增强学生的工程思想、职业道德和社会责任感 当前的职业生涯规划课教学,由于任课教师对学生所学专业知识的匮乏,多数停留在职业规划理论的教学上。而建立一套职业指导内容体系,对于树立学生工程思想有重要作用。对于一年级的学生,注重专业教育,了解专业培养目标,帮助学生了解所学专业以及专业可覆盖的一些职业,将来可能会从事的职业,这些职业对从业人员的素质结构要求以及发展前景。如,电子工程师、软件工程师等。同时,告诉他们这些职业的工作内容,将来还有可能遇到的挑战等。对于大二学生,要根据专业要求及其人生规划、职业规划,培养其职业素质。深入专业学习,探索专业发展方向,了解外部工程环境,营造一个工程环境,培养学生的工程意识。如,介绍与本专业相关的公司、新闻、著名人物等,同时,让学生了解电子设计大赛、程序设计大赛、挑战杯、数学建模等相关大赛,并引导学生积极参与,投身其中。对于大三学生,提升专业素质,明确就业方向,鼓励更多的学生参与到教师的课题研究中,引导学生实地参观学习,开展职业角色模拟演练等。对于大四学生,引导学生到生产单位实习,把前期积累的专业知识应用到实习过程中,在实际工作中进一步提升工程素养。 总而言之,构建电子信息类专业学生工程素养培养模需要具备较丰富工程经验的教师、教务部门的统筹安排、社会工程企业单位的支持、学生的自觉配合和积极参与,各个环节紧密相扣,缺一不可。 电子信息专业论文:电子信息工程专业人才培养模式改革 摘要:2016年中国成为《华盛顿协议》的正式成员,中国工程教育专业认证是高等院校工程专业面临的重要挑战与机遇,专业通过认证既体现了该校工程教育的水平,而且提升了毕业生的国内国际认可度和竞争力。新的专业认证标准对工程专业人才培养提出了新的要求,本校电子信息工程专业以工程教育专业认证为契机,针对目前人才培养模式存在的问题,从认证标准的7个方面探索人才培养模式改革的思路。 关键词:华盛顿协议;工程教育专业认证;电子信息工程;人才培养模式 一、引言 《华盛顿协议》是国际上对本科工程学位资格和工程技术人员学历资格互认的权威协议[1]。2016年6月,中国成为《华盛顿协议》第18个正式成员,这是中国工程教育融入世界工程教育发展的重要里程碑[2]。《华盛顿协议》多数成员国采用“产出导向”(Outcome-BasedEducation)的认证标准,以学生的学习结果作为考评依据,并且用持续改进(ContinuousQualityImprovement)作为认证的最终目标[3]。传统工程实践教育存在的问题是:实践教育偏离工程师培养目标,工程训练不能形成主流从而浪费了工程训练资源,实践训练课程缺乏且教学时间不足,实践教育存在理论与人才培养脱离的现象[4]。中国2015版工程教育专业认证标准提高了学生的毕业要求,要求设定机制来跟踪和评估学习过程,强调完善培养目标的合理性与发展性[5]。根据中国专业认证协会公布的认证结果,至2016年,全国共有576个专业通过了认证[6]。例如沈阳工业大学的电气工程专业经过4年的改革,在2015年通过了专业认证[7]。其他高校的专业认证工作也取得了众多的研究成果[8-10]。但是直到2016年仅有10所高校的电子信息工程专业通过了认证,大部分院校的电子信息工程专业的人才培养模式仍然有很多地方存在不足,亟待解决。因此现阶段电子信息工程专业人才培养模式的改革研究是非常必要的。西安工程大学电子信息工程专业人才培养模式的探索与实践始于1998年,为适应电子信息行业和经济发展的形势,专业不断调整人才培养目标,加强课程建设,学生培养质量持续提升。近年来随着学生所处社会和行业环境的巨大改变,人才培养与行业需求之间的不适应症正在日益严重。解决这个问题的关键是学生在校期间,就要培养学生有效掌握一种或几种行业需要的技术能力、要使学生真正具备一定的工作素质,才能增强就业竞争力。这也正是工程教育专业认证的导向。新版《工程教育认证标准》(下文中简称“认证标准”)有7个要素:学生、培养目标、毕业要求、课程体系、师资队伍、持续改进、支持条件[5],认证标准为电子专业人才培养提供了新的思路。电子专业要将这7个要素结合起来,积极探索符合专业认证要求的人才培养模式。 二、电子信息工程专业人才培养模式的改革思路 (一)打造“吸引招生-全方位培养”的学生辅助模式 本校电子专业在陕西省内是一本招生,生源主要是省内高中,要根据学校实际的录取分数和学生的家庭情况,制定吸引优秀生源的奖助体系,争取优质生源;学生入校后,学校应该加强服务辅助意识,在学习指导、职业规划、就业指导和心理辅导等环节加强师资和运行机制的建设,有效解决学生在校期间的各种困难。 (二)制定与行业需求对应的人才培养目标 认证标准要求人才培养目标既要包括毕业时的要求,还要体现学生毕业五年后要具备的能力和事业发展预期。本校电子专业的培养目标要符合学生能力的实际情况,特别要突出“需求性”和“特色型”。本校以纺织服装为特色,电子信息工程专业要紧密结合学校特色,广泛邀请电子和纺织服装行业的专家参与,根据企业的技术需求制定培养目标。在培养过程中要定期召开讨论会,邀请学生、家长、不同层次的企业家参会,通过这种形式让培养目标及时跟随行业发展。 (三)制定符合认证标准的毕业要求 毕业要求是学生必须掌握的知识和技能,它是一把检查学生能力培养效果的尺子。认证标准中毕业要求有12项,分别为工程知识、问题分析、设计/开发解决方法、研究能力、使用现代工具、工程与社会、环境与可持续发展、职业规范、个人与团队、沟通、项目管理、终身学习[5]。根据这12项的导向,电子专业要进行大量调研,制定出具有专业特色的毕业要求,每一项毕业要求设置对应的教学活动群,并改革现有的成绩单形式,新的成绩单应该清楚列出毕业要求,每项要求对应的课程和实践培养项目、考核方式、反馈机制。新版成绩单的作用首先可以引导学生从入校起就能明确学习任务、企业需求;其次可以为企业提供学生在校期间的学习过程和效果;它同时也是学校进行持续改进的重要资料。 (四)制定支撑毕业要求的课程体系 本专业现有的课程体系包含有通识课程、专业基础课程,专业选修课程,但是对创新创业教育课程、科研实践和竞赛等环节并没有设置学分,同时理论课程设置和实践环节配合度欠佳。因此课程体系改革要以支撑“学生实践技能培养”为目的,必须根据毕业要求进行课程内容和学时学分的改革,课程设置时要邀请企业或行业专家参与。理论课程要围绕实践技能开设课程群,将授课教师集中起来讨论授课内容,使得课程内容相互衔接、层次递进;课程群要以完成某一项技术学习为目标,统一设计课时和学分。最后要进一步增加实践技能学分,将所有形式的实践环节(科技实践为主,文娱为辅)均以学分形式体现,改变学生重考试,轻实践的现状。 (五)优先建设“需求导向”双向对接的实践体系 学生四年的学习时间非常宝贵,专业要根据行业的技术需求高效安排时间,要将学生的优势精力投入到实践技能的培养上,要优先设计实践体系(包括实践操作和实践平台建设)。有效的实践体系既要能支撑学生能力培养需求,也要能及时与电子行业发展需求的变化对接。改革重点要将实践体系和课程教学体系进行深度整合,理论课程的教学重点要放在拓宽专业知识的广度上,重点讲授在实际工作中能用到的专业知识;实践操作要加强专业技能的训练。实践操作改革主要是针对课程实验、课程设计、综合实验、毕业设计等环节。可以将现有的豆腐块式的短时实验课按照技能类型进行整合,例如,可以集中开设信号处理类专题实验课,增加课时,设置单独的实验学分,引入企业实际需要的技术项目,将现有的演示实验设置为学生作业,专题实验改为应用型实验。综合实验和毕业设计是需要大量时间的操作环节,改革方法是“强调持续性”。以毕业设计为例,目前是在大四第2学期开设,实际情况是大部分学生在前3年半内工程设计经验几乎为零,理论知识薄弱。学生总是面临着大四找工作、考研、实习与毕业设计之间的时间冲突。改革思路是可以将综合实验和毕业设计合并,以专业的不同研究方向设计技术研究项目,成立项目指导教师团队,要求学生从入校起就选择至少1个技术研究项目进行学习和开发,通过考核获得实践学分。这些技术研究项目选题必须依据行业必需的关键技术设置,而且要与学生毕业论文(设计)、大学生创新创业项目、大学生挑战杯竞赛、电子设计大赛、机器人设计大赛等比赛挂钩。学生可以用研究项目的成果参加竞赛、写毕业论文。通过持续性的利用学生的时间,还可以改变毕业实习只有三周的鸡肋现状,从而大幅提升学生学习的系统性和效率。最后,实践体系建设要探索将教师实践项目、企业项目纳入学生实践教学环节的具体实施细则;加大投入建立支撑专业认证要求的电子信息技术综合实验教学平台;将与企业开展的校企合作落在实处,让已有的实践基地、产学研基地、联合培养基地真正发挥起作用,提高学生的主观能动性,加强学生的创新和动手能力。 (六)建立工程实践能力强的双师型师资队伍 师资队伍建设要坚持引进与培养并重,重点要放在考核和奖惩激励机制的改革上,从制度上引导教师积极参加科学研究、教学改革、工程开发、培训进修、对外交流、到行业和工程单位挂职锻炼等,培养工程型教师。 (七)建立完整的持续改进质量保障体系 认证标准特别强调持续改进,这主要通过各种评估与评价来实现,将发现的问题及时反馈,制定改进措施,并进行监督和评价,形成反馈机制。电子专业现有的质量保障体系存在的问题是课程反馈与管理效果较好,实践环节反馈比较欠缺,保障效果不明显。改革的思路主要有:(1)完善教学过程质量监控,如督导组听课,专项评估等,探讨监督机制的架构和运行方式;(2)增加毕业生跟踪反馈机制与用人单位评价制度。这个环节在现阶段基本是空白,必须重点建立校外反馈机制,包括运行方式、覆盖面及反馈频度、使用的载体等方面的探索。(3)强化课程内容评价,内容包括教材选用、教学方式、教学成果等,评估每门课程是否达到认证要求,并形成反馈整改机制。 三、结语 本校电子信息工程专业在新的形式下,必须紧跟工程教育专业认证的要求,大力改革现有的教育模式,人才培养要以产业的技术需求为导向,建设支撑培养目标的人才培养模式,建立能够根据行业动态及时调整的培养体系,加强教学质量监控和服务保障体系,使毕业生能够有效满足行业和社会发展的需求,增加就业竞争力。 作者:潘杨 李云红 张晓丹 单位:西安工程大学电子信息学院 电子信息专业论文:电子信息工程专业毕业设计论文 一、毕业设计存在的问题 1.教师指导不尽责通信与电子工程学院推行“毕业实习+毕业设计”的模式,由实习单位工程师和学校指导教师共同指导学生完成毕业设计,有效减轻了教师的负担,弥补了教师实践的不足。但有的指导教师存在依赖性,把指导的工作寄希望于实习单位的工程师,在整个毕业设计过程中跟学生联系较少,对学生放任自流,指导不到位;也有的指导教师“责任心”太强,生怕学生完不成任务,亲力亲为;还有的指导教师因为学生毕业设计材料不符合要求,院里要处理学生时,生怕影响对自己的评价,为学生说好话。这些问题都导致了学生毕业设计质量不高。 2.管理不到位虽然学校和学院都制定了相关的管理办法,但在执行过程中存在执行力度不够、形式化问题。如:学生的选题确定并开题后,有的学生不愿花时间和精力去完成任务,随意更改毕业设计选题,找一些有现成资料或是更简单的选题,存在网络抄袭的现象,或是选题雷同的情况。虽然学院制定了进度表,要检查任务书、开题报告、初稿、二稿,并进行中期检查等,但在检查时主要还是看文档材料,并没有仔细检查学生所设计的硬件或软件的功能是否实现。对于学生是否按时提交材料,所提交的材料是否符合要求的处理意见没有落实到位。毕业答辩时并没有严格要求现场演示所设计的产品,存在部分学生没按要求实现相关功能,弄虚作假,通过采用视频演示来蒙混过关的现象。 二、提高毕业设计质量的措施 1.提高认识首先要让学生和指导教师在思想上高度重视毕业设计的重要性。指导教师要端正思想,明确指导工作职责,提高工作责任心,对学生的指导不能越俎代庖,也不能放任自流,无论思想上还是行动上都要认真对待毕业设计工作。学生要清楚毕业设计的意义、目的、任务、评分标准与质量考核要求、任务进度计划以及不达标的后果和责任,并要妥善处理好毕业设计与择业等时间冲突的问题。 2.加强交流在毕业设计过程中,加强师生之间的交流,才能使指导教师能对毕业设计进行全程监督和指导,才能保证毕业设计的高质量。因此,在毕业设计过程中应加强师生之间的交流,根据毕业设计的进度定期检查学生的任务完成情况并进行相关指导。每位学生将前段时间所做的工作做汇报并将存在的问题向指导教师请教,指导教师根据学生的完成情况和存在的问题进行分析指导,督促进度迟延的学生抓紧完成任务,并将考勤、任务进度完成情况进行登记作为学生最终成绩的评价依据。另一方面也要加强指导教师与实习单位工程师之间的交流,首先在选题上双方应进行沟通,确定选题是否结合了工程实际、难易程度是否合理、是否符合专业培养要求;双方讨论确定学生的研究方案是否符合要求;学生在设计过程中如需改变设计方案应向指导教师和工程师汇报,三方沟通确定。 3.落实过程监控毕业设计主要分为硬件和软件方向,参照项目管理体系进一步细化毕业设计进度安排表,分为选题、可行性分析、需求分析、开题、总体设计、详细设计、开发实现、测试、撰写毕业设计文档,根据毕业设计进度表进一步规范各阶段应提交的材料,同时学生应根据进度表定期向指导教师进行工作进展汇报和疑难问题请教,指导教师将学生的汇报情况、答疑情况和考勤做好记录,并将相关文档存档备查,用以强化学生的实践能力和创新能力,提高分析问题、解决问题的能力,从而进一步提高毕业设计质量。根据预先安排的进度计划表,学院应成立专门的监控小组定期或不定期抽查学生毕业设计任务的完成情况和教师的指导情况,将检查结果纳入学生毕业设计成绩和指导教师的考核中,并以教学简报的形式将检查结果进行通报,督促进度滞后的学生进行整改,这样对学生和教师形成有力的监督作用,严把毕业设计的指导关,进一步促进毕业设计质量的提高。 4.改革成绩评定方式毕业设计成绩评定是毕业设计的最后一个环节,应重点考核毕业设计的质量。将以往主要看毕业设计文档的方式改成:毕业设计过程(占30%)+毕业设计文档(占30%)+毕业设计成果(占40%),同时对于毕业设计成绩中“优”、“及格”与“不及格”等级不限制比例,而应根据成绩评定标准客观评定学生的毕业设计成绩。毕业设计过程的成绩根据学生在进度安排表各阶段的表现由指导教师评分(占60%)和学院监控小组评分(占40%)两部分组成。毕业设计文档的考核还是根据指导教师(占40%)、评阅教师(占30%)、答辩小组(占30%)三部分成绩组成。毕业设计成果的成绩评定由指导教师(占50%)和答辩小组(占50%)给出,主要考核制作的产品功能、采用的开发技术、人机交互界面是否友好、是否按预期实现了全部功能以及创新之处。在毕业答辩时应延长答辩时间,要求学生现场全面演示所设计的产品并回答教师提问。 5.开展团队合作团队合作能力是现代人应具备的一种基本素质,培养大学生的团队合作精神是高校教育的核心内容之一,应特别关注。在毕业设计过程中开展团队合作的模式对培养学生的团队合作精神具有重要意义。通信与电子工程学院采取真题真做、一人一题的方式有效培养了学生独立完成任务的能力,但不利于团队合作意识的培养。可以尝试开展团队合作的模式,成立指导教师团队,根据工程实际设计一个课题,明确总的研究任务,在此基础上将课题分解成若干个子课题,细化每个子课题的目的、任务和具体研究内容。再将子课题发给该团队指导的学生,让学生自由选择,一人一题,学生既要独立完成自己的任务又要团队协作才能保证整个项目的完成,通过这种方式可以发挥每个学生的专长并提高他们的积极性,培养他们相互合作的意识。为适应社会的发展,培养满足社会需求的人才,应把提高毕业设计质量作为一项长期艰巨的任务,在实践工作中不断总结经验并积极探索。通过提高学生和教师对毕业设计重要性的认识,加强学生、学校指导教师、实习单位工程师之间的交流,进一步落实毕业设计实施过程的监控,改革成绩评定方式以及开展师生的团队合作模式等具体改革措施来提高毕业设计质量,从而培养出更多具有工程实践能力的创新人才。 作者:杨冰 邓曙光 邓杨保 单位:湖南城市学院
软件质量管理论文:软件质量管理体系研究 [摘要] 随着软件行业的发展,软件质量越来越成为人们关注的焦点。本文从软件质量管理体系出发,结合笔者自身多年的软件质量管理经验,对现有软件质量管理体系进行了总结和归纳,提出了软件开发过程中质量控制的具体改进方法,并将全面质量管理观念融汇于实际软件质量管理日常事务之中。 [关键词] 软件质量管理体系 改进 全面质量管理 持续发展 一个开发团队要提高效率,就需要思考目前的管理活动中有哪些要素是可以改进的:如何把一些事务性的操作变得自动化,从而节约人力;如何找到更好的方法,让开发过程更为合理,更注重软件的质量;如何在团队中传播优秀的思想,让团队成员不断地学习和进取,自发地改进过程。这些美好的愿望几乎是所有方法论和各种认证的共同心声,但要完全做到可就太难了。在本文中,提出了一些优秀的实践,优秀实践均是来源于软件开发界中的一些新思路和新理论,它们能够为以上愿望的达成起到正面的作用。在组织中引用这些实践决不是一个容易的过程,但它们确实非常有效。这些实践包括:建立日创建、测试驱动开发、建立核心框架和面向组件进行编程。 一、软件开发的有效管理:日创建 一个组织应当拥有一个有效的工作流程,这个工作流程能够指导软件开发的进行。这个流程应当是具体的、可操作的。随意的计划和从来不遵循的进度决不是一个有效的工作流程。日创建实践提出了一种对开发过程进行精细管理的方法,它是量化软件管理的基础。有了日创建,你会发现计划的制定和进度的监控是非常容易的一件事情。 我们传统开发软件的流程一般是这样,理解领域问题,然后分配任务,由不同的人负责不同的软件部件,在开发完成之后,再把各人的部件整合起来,形成完整的软件。这个思路看起来并没有什么问题,但是在实践中却问题多多。 首先,这种方式适合开发人员之间工作彼此没有交集的情况,以前这种现象很常见,但是现在,随着软件规模的扩大、分工合作的加深,开发人员间的相互依赖程度越来越高,这种清晰的职责划分已经变得越来越难了。 其次,在软件集成时,往往会出现各种各样的问题,可是却很难发现到底问题在哪里?公说公有理,婆说婆有理。每个人的代码都没有问题,结合到一起就出现大量的问题。 所以日构建就将平时难得一见的集成工作转换成频繁进行的一件工作,从而使得原先如同噩梦般的集成变成了一件简单的工作。这也是很容易理解的,如果集成工作几个月才进行一次,谁能够记起几个月前的细节呢?但是如果集成以天,甚至以分钟为单位进行,排除bug就变成一件很容易的事情了。 二、测试驱动开发 软件质量的根源来源于测试,测试做好了,软件质量就会好。这是毫无疑问的。问题的关键在于怎么做测试,才能保证测试的投入能够带来软件质量的有效提升。测试驱动开发正是为了解决这个问题而出现的。它不是一个完整的方法论,可以和任何一种开发流程进行融合。测试驱动开发不但能够改善测试效果,还能够改进软件的设计。 测试驱动开发起源于XP法中提倡的测试优先实践。测试优先实践重视单元测试,强调程序员除了编写代码,还应该编写单元测试代码。在开发的顺序上,它改变了以往先编写代码,再编写测试的过程,而采用先编写测试,再编写代码来满足测试的方法。这种方法在实际中能够起到非常好的效果,使得测试工作不仅仅是单纯的测试,而成为设计的一部分。 在编写程序之前,每个人都会先进行设计工作。可能有些人的设计比较正式,绘制模型,编写文档。有些人的设计只是存在于脑海之中。且不论设计是精细还是粗糙,你都为随后的编码活动制定了一个标准。这个标准的明确程度和你的设计的细致程度有关。但应该承认,这个标准是不够细化的。因为你的设计不可能精细到代码级的程度。而标准不够明确则会产生一些问题,例如,在编写代码的过程中,你还可能会发现原先的设计出现问题,从而中途改变代码的编写思路。这将会导致成果难以检验,进度难以度量。 既然以设计为导向的标准不够明确、不够具体。那什么样的标准才是合适的呢?只能是代码。因为代码是最明确、最具体的。所以测试优先的本质其实是目标管理。编写测试代码其实是在制定一个小目标。这个小目标非常明确,它规定了你需要设计的类、方法,以及方法需要满足的结果。这些目标制定完成之后,你才开始编写代码来达成该目标。测试的目标要比设计的目标粒度更小,但是成本上却更为经济。 测试优先是软件开发中一种细粒度的目标管理方法,通过明确的目标,推动软件开发的进行。 三、建立核心框架 框架是一种具有高度重用性的软件,这个特性决定了它非常适合成为软件组织积累知识的一种有效手段。传统的知识积累的方法是文档,但是文档容易产生歧异,开发人员往往也不愿意去阅读和理解文档。框架提供的是一种综合的手段,包括文档、模型和代码。更容易理解,更重要的是,开发人员必须在日常的工作中使用框架,这使得他们对框架中的知识非常熟悉,并根据工作的需要来改进框架。 四、面向组件编程 有效的组织在于有效的分工。体力活动容易进行分工,脑力劳动则比较难,而软件开发似乎就更难了。所以,长久以来我们都习惯采用以功能块为单位的粗粒度划分方式。面向组件编程采用更加细密的划分方式,并以服务作为组件之间相互依赖的契约,不但定义了组件和组件之间的关系,也规定了组件开发者、组件使用者、组件测试者的权利和义务。从而能够进行软件开发工作的分配、管理、QA等工作。 软件质量管理论文:软件质量管理6大最佳实践 软件形式上是产品,本质上是服务,是高科技计算机信息技术和人类创新智慧的结合。在软件产品的研发过程中,软件质量一直处于最为核心的地位。ISO9001标准和CMM原则被誉为软件质量管理的圣经,是当今国际上最推崇的软件质量改进方法和保证措施。然而,很多实施ISO9001、CMM3级的企业过于强调过程管理,忽略了“人比过程更重要”这一原则,形式重于实质,这一做法在国外已受到猛烈抨击。如何更好地将质量管理理论和企业经营生存之道密切融合,走出一条独辟蹊径、立竿见影的“质量革命”之路,是摆在诸多企业高管面前的重要课题之一。这里总结了软件项目质量管理的6大最佳实践,供同行参考。 全面管理,塑造质量文化 全面质量管理即为全员、全过程、全方位的质量管理,它具有以下基本特点: 1.全员:质量控制从少数质量保证人员扩展到企业的所有人员。质量控制管理不是质量保证部门一个部门的事情,需要全员的大力支持、准确理解、精确执行。 2.全过程:将质量控制、质量检验、质量统计延伸扩展到整个产品生命周期。 3.全方位:全面运用一切有效方法,全面控制质量因素,如软件开发成本、进度、可靠性、安全性等。 全面质量管理可以归纳为两大基本原则: 首先是以满足顾客需求为导向,不断改善,最终实现顾客的全面满足;其次是以全员参与为基础,进行全过程的质量控制。质量管理理论认为,“质量出自计划,而非出自检查”。软件前期的质量保证主要依靠设计、生产、研发,后期的质量保证则主要依靠测试、完善、改进。全过程的质量保证依靠行之有效的管理体系。这种观点强调运用确定性、过程化的管理制度、程序、体制来控制管理潜在诸多不确定性、多变性因素的软件质量品质。事实上,影响软件项目进度、成本、质量的三大因素分别是人、过程、技术,人永远是第一位的,人永远比过程更重要,人是影响质量的最关键因素,只有在软件质量管理过程中坚持“以人为本”,强调人与过程的和谐,塑造以人为核心的质量管理文化,才能让质量管理的成效得到淋漓尽致的发挥。 分级管理,把握 质量目标的层次性 ISO9001体系认为,建立质量方针、质量目标是实施质量管理的必经之路。事实上,现代软件的架构是层次化的,这一点尤其重要,软件质量也应按照层次从里到外、功能由轻到重、地位从低到高因地制宜、区别对待,对于不同的软件层面和需求制定不同的质量目标。例如:对于一个大型网络游戏而言,大气炫丽、细腻仿真的3D动画操作界面是非常必要的;但对于一个小型超市仓库管理软件而言,只要能满足出库、入库、损益、盘点的基本需求就可以了,简单粗糙的操作界面反而更容易上手。 在进行软件工程的质量控制时,应把握关键层面,抓住质量控制的瓶颈。一般来说,越是靠近底层、核心区域(如平台、框架、引擎、关键业务等)的代码质量要求越高,开发人员的素质要求越高,质量检测及保证工作代价开销越大。精益求精只适用于靠近核心的代码层;而对于外围代码层, 可酌情适当降低代码质量,放松测试条件。 验证确认,全程质量控制 质量控制是确定项目结果与质量标准是否相符,并及时纠正产品缺陷的过程。质量控制的主要手段是验证与确认:验证是从开发者的视角来检查是否正确地构造了产品,而确认则是以用户的视角来检查是否构造了正确的产品。 事实证明,具有清晰开发模式及过程管理规范的软件产品,在质量上要明显超过那些没有明确过程模型及规范指导的软件产品。软件工程理论提出了诸多开发模型,如瀑布模型、喷泉模型、增量模型、快速原型模型、螺旋模型、迭代模型等,当前最常用的大型软件开发模式是螺旋式的增量开发方式(如图1所示)。 图中1〜7 是各阶段的输出点,也是质量控制点,有相应的输出文档和阶段性成果,均需要得到质量保证部门的确认。软件项目中最常用的质量控制工具手段,包括评审(技术评审、代码评审、设计评审、同行评审等)、审查、测试验证(黑盒测试、白盒测试、单元测试、集成测试、确认测试等)、抽查、调查、走查、旁站、缺陷跟踪等。 技术评审最初是由IBM公司为了提高软件质量和提高程序员生产率而倡导的,分为正式技术评审(FTR)和非正式技术评审(ITR)两种,该方法已经被业界广泛采用并收到了很好的效果,它被普遍认为是软件开发的最佳实践之一。需要重点指出的是,同行评审是一种特殊类型的技术评审,由与产品开发人员具有同等背景和能力的人员对产品进行技术评审,非常有利于发现产品中潜在的问题。成功的同行评审是提高质量和生产率的重要手段,评审的对象应该包括所有软件开发的中间和最终工作产品。 引入工具,复用成功模式 质量管理是可以通过信息化手段量化的,采用先进的质量管理工具可以极大地提高质量管理水平。例如:Bugzilla是Mozilla公司提供的一个开源的缺陷跟踪工具,在全世界拥有大量用户。它能够为软件组织建立一个完善的缺陷跟踪体系,包括报告缺陷、查询缺陷记录并产生报表、处理解决缺陷等。 质量和缺陷是一对无法化解的矛盾,想要提高质量必须千方百计地减少缺陷。有三种方法可以减少缺陷产生的频率、数量、规模等级。 1.事前预防:在开发过程中始终要考虑工作成果可能产生缺陷,将高质量内建于开发过程之中。主要措施包括提高技术水平和规范化水平,也就是练内功,通称为“软件过程改进”。 2.事中控制:及时对各个阶段的工作成果进行质量检查,找出并消除其中的缺陷。这种方式实践效果较好,已经被企业广泛采用,主要措施是技术评审、软件测试和过程检查。 3.事后补救:当软件产品正式交付到用户手中投入生产经营时发现了重大缺陷(如系统常常崩溃、运行速度极慢、报表统计错误等),然后再进行修改维护。这实质上反映出软件项目管理中存在较大的缺失和漏洞,建设单位、承建单位、监理单位三方都有不可推卸的责任,应规避这类水平低级、后果严重、影响恶劣的失误再次发生。 复用是在软件开发领域提高软件质量的重要方法之一。被复用的对象往往是经过反复使用验证的,自身具有较高的质量,因此,合理化复用有利于提高质量、提高生产率和降低成本,技术开发活动与管理活动中的任何成果都应尽量被复用,如思想方法、经验、程序、文档等。软件质量管理的最终目的除了能够不断持续改进之外,还在于形成有特色、有成效、可操作的质量管理模式,并最大程度地复用。 协同合作,三权分立 由于软件质量管理的专业性和复杂性,软件项目组织建设上应实行“设计、检验、监管”三权分离、鼎足而立的原则:设计部门专攻软件需求分析、规划设计、系统研发工作;检验部门从事系统测试(性能测试、回归测试等);质量监管部门制定质量管理工作计划,对各部门的质量管理工作提出指导建议,跟踪、内审、改进质量体系的运行。 技术评审、测试和质量保证是提高软件质量的三个重要法宝,但三者在作用上各不相同。技术评审与测试关注的是产品质量而不是过程质量,两者的技术强度比质量保证要高得多。技术评审和测试能弥补质量保证的不足,三者是相辅相承的质量管理方法。我们在实践中不能将质量保证、技术评审和测试混为一谈,也不能把三者孤立起来执行。建议让质量保证人员参加并监督重要的技术评审和测试工作(大约占其工作量的30%左右),只有这样他们才能更深入地了解软件的质量问题,把三者有机地结合起来,做到三位一体,全方位堵住质量缺陷的漏洞。在部门职能规划上,质量保证部门具有充分的权力,可以对质量不合格的工作成果做出处理,只有这样质量保证工作才不会被轻视,才更有助于加强全员的质量意识(质量保证过程域的主要活动如下图2所示)。 和谐管理,做好一把手工程 当前很多软件企业都组建了质量保证部门,出台了质量保证制度,然而软件质量并未得到实质性突破,质量保证人员也没有发挥预期的效果,造成这种情况的常见原因有两个:一是软件开发团队管理过程不够规范;二是企业领导者,尤其是最高领导者(即“一把手”)重视程度不足,措施不到位。 调查结果表明,在软件项目中,质量保证人员往往是最“吃力不讨好”的一族,通常没有实质性权力,项目成功功劳属于别人,自己缺乏成就感,项目失败却担负最多的责任。鉴于这种情况,领导层一定要从根本上重视、爱护、支持质量保证工作,充分发挥组织协调作用,体现人文关怀,运用管理艺术,构建和谐团队,让每一个项目组成员都树立较强的责任感、归属感和大局意识。事实上,软件开发工程是典型的“全员参与工程”、“一把手工程”,没有企业“一把手”的知情、重视、认可和支持,软件项目顺利实施和取得实效根本无从谈起。有时候企业领导层对于软件质量保证的作用往往是决定性的,这是任何技术手段都无法替代的。 链接 软件质量管理常见误区 误区一:软件质量是可以精确测量的。 软件的质量属性很多,如正确性、健壮性、可靠性等,但在大多数用户看来,实用、适用、好用的软件就是成功的。成功的软件通常都会在功能、性能、界面、操作等方面,以最简捷有效的方式满足用户的最紧迫、最直接的需求。质量是一个相对的概念,软件产品质量没有国际通用的评价标准,质量目标的弹性较大,没有绝对合格或不合格的界限,软件不可能做到“零缺陷”,有缺陷的软件仍然可以使用。 误区二:企业软件的质量越高越好,最好是“零缺陷”。 商业目标决定了软件的质量目标。软件的质量评价也不能从纯粹的软件工程、软件商品、软件技术的角度去考量。理想的软件质量目标不是“零缺陷”,而是恰好能够满足应用需求、生存发展、市场竞争需要,并且将提高质量所付出的代价控制在预算之内。一味追求高质量代码,把质量目标凌驾于赢利目标之上,是多数技术人员所犯的常见错误。 误区三:通过ISO9001、CMM3级认证就意味着软件质量一定有保证。 当前很多通过CMM3或者ISO9001质量认证的软件企业在软件项目管理上的确更加规范了,但代表核心竞争力的软件质量驾驭能力并未得到实质性的提升。产品生产过程与产品质量存在一定的因果关系,通常好的过程产生好的产品,而差的过程将产生差的产品。实践证明,软件质量保证并不能绝对保证软件质量,质量保证只能检测出哪些不符合既定程序规范、肤浅的软件缺陷,对于潜藏在软件深处符合既定设计规范的缺陷却显得无能为力。仅靠制度、规范、流程是无法全面识别出软件中的潜在缺陷的,质量保证对于保证质量而言只是必要的手段,而不是充分的手段。 误区四:拥有充足的人力资源,软件质量就有保障。 软件开发并不一定是人多力量大,相反,人力资源配置不当反而会延误工期。不同人员的水平和素质差异较大,软件项目增加新人可能会增加新的缺陷,无益于软件质量提升。软件开发是一种智力创新活动,任何程序员都无法避免缺陷的发生,缺陷发生是必然的,程序员首先必须了解决定软件质量的各个关键因素(如成本、进度、可靠性、安全性等),搞清楚质量控制的目标和计划,然后才可以在进行需求开发、系统设计、编程测试时确保交付软件的高质量。 软件质量管理论文:基于过程性能模型的软件质量管理过程的研究与应用 摘要:软件产品的质量在很大程度上受到软件开发过程的影响。为了提高竞争力、改进质量以及提高效率,软件企业就需要将更多的注意力放在过程上,通过过程控制其结果。本文对软件质量管理过程进行了研究,通过过程性能基线和过程性能模型分析和管理质量,提出了一个基于过程性能模型的软件质量管理过程模型,并在研究的基础上,构建了软件质量管理系统的体系结构。 关键词:软件质量管理过程性能基线过程性能模型 1 引言 随着软件产业的飞速发展,软件的核心竞争力主要集中体现在质量、成本和交付工期上,而质量是最显著影响其它两方面的因素。对软件企业来说,质量不再只是争夺市场的一个有利因素,而变成了公司在竞争中成功的必要条件。然而,随着软件规模和复杂度的增加,软件开发过程越来越难以控制,导致开发过程中的产品质量和过程质量处于失控状态。 过去存在着一些片面的观点,认为先进的工具和方法可以神奇地解决软件开发中的质量问题。目前的现实并不尽如人意。有的企业由于缺乏对开发过程的控制,往往很难平衡客户和公司在质量、成本和交付工期的要求,成功的项目比例很小。 面对如前所述的现状,软件质量管理一定要面向预测式管理。一个软件产品的质量主要是由它的开发、采购和维护过程决定的,为了改进软件产品的质量进而提高竞争力,就要把焦点放在能够稳定地开发优质产品所需的过程上[1],通过过程数据预测和控制结果。 过程性能模型重点强调过程和产品度量对结果的重要性,分析和建立过程和产品度量与结果的关系。其通过过程性能基线控制过程的关键因子,分析过程的性能偏差,进而预测并控制最终结果。由此可以看出,过程性能模型是解决上述问题的有效方法,本文将关注基于过程性能模型的软件质量管理过程。 本文首先归纳了软件质量和软件质量管理的研究现状,并指出了现有软件质量管理过程所存在的问题;随后引入了过程性能基线和过程性能模型,提出了基于过程性能模型的软件质量管理过程模型,阐述了过程性能基线和模型在质量计划、质量活动、质量度量和分析、质量预测和控制、质量评价和改进等五个质量管理子过程中的应用;最后在研究的基础上,构建了软件质量管理系统的体系结构,包括组织过程资产库,过程支持和软件质量管理三个子系统。 2 软件质量及管理 当前业界已将交付软件的缺陷密度作为软件产品的质量的衡量关键标准。即,已交付软件中每个单位规模的缺陷数,简称为交付缺陷密度。因此,软件质量管理通常围绕缺陷而展开,软件项目的目标是使交付的软件存在尽可能少的缺陷[2]。 质量管理的任务是计划恰当的质量活动,然后正确执行和控制这些活动,以便可以在软件开发过程中(即在软件交付以前)检测到大多数缺陷[2]。 质量管理包括确定软件的质量目标,制定实现这些目标的计划,并监控和调整软件计划、软件工作产品、活动和质量目标,以满足客户和最终用户对高质量产品的需求和愿望。 质量管理基于机构、客户和最终用户的需求建立软件产品的质量目标。为实现这些目标,机构制定相应的策略和计划,项目则为实现这些质量目标对其定义的软件过程进行具体调整[3]。 在软件质量管理过程和方法上,传统的包括:全面质量管理(Total Quality Management, TQM)是一套能控制质量、提高质量的方法;在PMBOK[4]中,软件项目的质量管理是指保证项目满足其目标要求所需要的过程,包括质量计划、质量保证和质量控制三个过程域;著名的“Juran三部曲”[5]――TQM的理论基础和基本方法的主要基石――包含质量计划、质量控制和质量改进三个步骤,突出了对过程改进的支持。最有成效的要属六西格玛质量管理方法,其理念是通过排除和预防缺陷来提高客户满意度,进而提高企业的收益率,包括过程性能度量集、多种改进框架和分析工具,尤以DMAIC框架(定义-度量-分析-改进-控制)最常用[6]。将六西格玛与CMMI实施相结合将是更有效的过程改进途径。 在软件质量管理工具方面,Ishikawa提出了质量控制的七种基本统计工具[7],包括因果图[8]、Pareto图、直方图、控制图、散布图、运行图、检查单。目前也有许多有关预测模型的论著,如:Rayleigh模型。 现有的软件质量管理过程和方法提供了质量管理的高层指导,主要关注于实施步骤以及最终结果,质量管理工具也着力于解决质量管理中的具体的某“点”的质量问题和控制,但在如何通过过程控制其结果,业界正在寻求有效的途径,是亟待解决的问题。例如:如何制定低风险且切实可行的质量计划、如何在开发过程不同的影响因素下确保项目质量目标得以实现等。这些正是本文致力于研究的主题。 3 基于过程性能模型的软件质量管理过程 过程性能模型是解决通过过程控制其结果的有效方法,具体定义如下。 过程性能基线(Process Performance Baseline, PPB)是对遵循过程所达到的实际结果的文档化刻画,用于比较实际过程性能和预期过程性能的基准[9]。 过程性能模型(Process Performance Model, PPM)是对过程属性和过程工作产品之间关系的描述,基于历史过程性能数据而建立,并使用项目中收集的过程度量和产品度量进行校准,最终用于预测遵循过程将能达到的结果[9]。 过程性能基线可用于组织内任何独立的项目,通过分析所收集的度量,建立结果的分布和极差,其刻画了所选过程的预期性能[10]。过程性能模型基于其他过程和产品的度量来估算或者预测某一过程性能的度量,刻画了过去的和当前的过程性能,对过程将来的性能进行预测。过程性能基线控制子过程的能力;过程性能模型预测过程的中间目标和最终目标,通过过程控制结果,在子过程结束时进行调整和预测,确保最终目标的实现。 基于六西格玛质量管理的方法及其DMAIC框架(定义-度量-分析-改进-控制),以及过程管理的四个核心职责(定义过程、度量过程、控制过程、改进过程),并结合过程性能基线和模型的原理,本文提出了一种基于过程性能模型的软件质量管理过程模型,该模型在质量管理过程中增加了过程性能基线和模型的指导、统计管理以及预测和控制,提供了软件开发过程中进行质量控制和持续改进的框架,如图1所示。模型主要包括:质量计划、质量活动、质量度量和分析、质量预测和控制、质量评价和改进。接下来将详细阐述过程性能基线和模型在上述五个质量管理子过程中的应用。 图1 基于过程性能模型的软件质量管理过程模型 3.1 质量计划 要生产出高质量的产品,首先必须制定质量计划。质量计划作为基于过程性能模型的软件质量管理过程模型的一个核心环节,简言之,就是怎样以及何时将质量活动和质量材料应用到一个项目中。质量计划中必须明确定义在软件开发的各个阶段应如何进行质量活动。制定质量计划的前提是项目已完成任务计划、进度计划和规模估算,故在制定质量计划之前必须进行入口准则的验证。 基于过程性能模型的软件质量管理过程要充分发挥过程性能基线和模型在质量计划制定时的指导作用。团队软件过程(Team Software Process, TSP)质量计划是一个最佳范例,本节将介绍如何使用过程性能基线和模型指导质量计划的制定。 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 3.1.1 TSP质量计划 团队软件过程(TSP)制定的质量计划包括以下几个方面[11]:系统无缺陷比率、各阶段排除缺陷密度、质检过失比、阶段收益、过程收益、缺陷引入率和缺陷排除率,可划分为过程质量度量和产品质量度量两大类。 为了提高客户满意度,首要解决的就是降低交付缺陷密度,即验收测试过程中发现的缺陷密度。团队在制定质量计划时,首先估算可能会引入的缺陷数,其中估算每个过程阶段所引入的缺陷数的方法有许多种,TSP质量计划使用的是缺陷引入率;然后就是估算排除的缺陷数,这里TSP质量计划使用了阶段收益。一旦团队按阶段估算了引入和排除的缺陷,那么结合项目的规模估算与任务和进度计划,就可以估算出每个阶段将会排除的缺陷密度,然后检查所估算的交付缺陷密度是否满足项目的质量目标,进而通过局部调整以完成质量计划。 3.1.2 使用过程性能基线和模型指导质量计划制定 在使用缺陷引入率和阶段收益估算缺陷的引入与排除时,传统的做法是“拍脑袋”或者基于业界数据,有经验的组织会基于历史数据,但是实际实施表明:上述情况中绝大多数的估算都是徒劳的。原因如下:一是因为对阶段缺陷引入率和阶段收益的估计值没有准确地反映缺陷引入与排除过程的能力,不应只是单个值,而应该是一个区间,包括均值和上下限;二是因为没有对缺陷引入与排除的过程进行计划,尤其是某些关键度量,例如评审速度、测试覆盖度、人员技能、经验等级、检查单条目数等,从而无法通过缺陷引入与排除的过程控制过程的执行结果(缺陷引入率和阶段收益),使得项目质量目标的实现变得不可预测和控制。 为解决上述问题,这里使用过程性能基线和模型从四个环节提供支持: (1)建立项目的质量目标,制定交付缺陷密度的计划值。 (2)基于组织的历史数据,建立阶段缺陷引入率和阶段收益的过程性能基线,参照过程性能基线计划阶段缺陷引入率和阶段收益,以“上限,均值,下限”的三元组形式。 (3)基于组织的历史数据,构建缺陷引入过程和缺陷排除过程内部的过程性能模型,建立子过程结果(也即中间目标)与子过程因子(包括可控的和不可控的)之间的关系,以及子过程可控因子的过程性能基线,参考所建立的过程性能基线和模型制定子过程的质量计划。同时在质量预测和控制时,需要对这些子过程进行统计管理。例如设计评审,代码评审,单元测试。 (4)在分别计划好项目的质量目标、缺陷引入和排除过程的中间目标、缺陷引入和排除过程因子之后,使用统计方法(例如蒙特卡洛模拟)对项目质量目标达成情况进行预测[12],通过置信度与置信区间评估目标达成情况的风险,必要时调整计划。 若软件组织处于起步阶段,没有足够的历史数据,质量计划的制定可参考TSP质量准则[13]。 3.2 质量活动 质量活动作为软件开发过程中的一项必要且非常重要的活动,负责排除开发过程中所引入的缺陷。其作为软件质量管理过程中不可缺少的环节,通常分为两大类:评审和测试。评审不但可以识别存在于可执行系统中的缺陷,而且可用于文档。评审有许多种类型,其中主要的类型有审查、走查和个人评审。审查和走查是同行评审[14]。测试则旨在发现尽可能多的缺陷。测试有七种类型,分别是单元测试、集成测试、外部功能测试、回归测试、系统测试、验收测试以及安装测试[15]。常用的有单元测试、集成测试以及系统测试等项。 以TSP为例,其任务计划中所涉及的质量活动按执行的先后顺序排列有需求审查、高层测试审查、详细设计评审、详细设计审查、代码评审、编译、代码审查、单元测试、集成测试、系统测试、验收测试。 项目的质量经理根据进度计划,按期组织任务计划中所安排的质量活动,基于既定的质量计划,具体由质量保证人员按计划实施。 3.3 质量度量和分析 在质量活动实施的过程中,软件质量保证人员应收集质量度量的实际数据,包括基本度量和派生度量。以软件审查为例,基本度量包括规模、评审准备时间、评审会时间、参与审查人数以及所发现的不同类型的缺陷数;派生度量包括总的审查时间、准备速度、审查速度、总的审查速度、缺陷密度、每小时发现缺陷数、评审准备时间与评审会时间之比、审查有效性。个体软件过程(Personal Software Process, PSP)[14]提供了非常有价值的度量和分析。 与此同时,质量人员可对收集的质量度量数据进行一些初步的探索性分析,为进一步的质量预测和控制打下基础。数据分析的切入点可以为缺陷的引入、排除以及泄漏,与评审有关的准备速度、评审速度、缺陷密度、审查有效性等,以及与测试有关的测试用例密度、测试覆盖度、测试用例有效性等。数据分析的方法包括如下: (1)推测,支持工具有Pareto图、运行图、直方图、箱线图、多变异图等; (2)提出原因的假设,支持工具有因果图和关系图等; (3)证实或排除原因,这主要是由能提供假设检验、方差分析和多元分析等方法的高级分析工具所支持。 3.4 质量预测和控制 为了有效地跟踪并控制质量活动的实施,实现质量计划中对各质量活动所设定的预期目标,进而确保项目质量目标的达成,基于过程性能模型的软件质量管理过程模型所包含的另一个核心环节就是质量预测和控制,主要涉及到统计管理子过程性能和预测项目质量目标达成两方面。具体而言就是使用过程性能基线和模型对质量计划中标注的关键子过程实施统计管理,在每一个子过程结束时使用过程性能模型预测项目质量目标达成的置信度,必要时对质量计划进行调整。 3.4.1 统计管理子过程性能 统计管理的过程[9](Statistically Managed Process)即使用基于统计的方法进行管理的过程,其中,对该过程进行了分析,过程偏差的特殊原因得以识别,过程性能也被控制在已定义的范围内。对子过程实施统计管理,可以使子过程的性能得到很好的控制,从而确保实现子过程的预期质量目标。适于统计管理的度量必须是可控的,对子过程来说是关键的,可以为人员属性、环境因子、技术因子、工具或硬件条件、过程因子、客户以及供应商等利益相关者,例如人员经验等级、人员可用性、同行评审相关度量、测试覆盖度、编程语言等[16]。 根据对相关材料的研究,本文归纳并提炼出了一个统计管理子过程性能的流程,大体将统计管理子过程划分为过程稳定性评估和过程能力评估两部分,如图2所示。 图2 统计管理子过程性能 (1)过程稳定性评估 过程稳定性评估[17]需要用到统计过程控制方法(Statistical Process Control, SPC)。SPC主要用来测量一个过程的稳定性并识别过程的各个执行情况是否超出所预期的变化范围和控制界限。控制图是实现统计过程控制强有力的工具,常用的为XmR图和U图。通常情况下,适于统计管理的度量其取值都是服从正态分布的,对于不服从正态分布的情况,可以使用箱线图。 对于不稳定的过程(子过程中出现了性能偏差),需要识别偏差的特殊原因,集中分析并采取矫正措施排除特殊原因。检测不稳定性除了Western Electric提出的4种有效测试 [17] 外,还可参考Minitab等统计软件中提供的其他测试规则。必要时可采用分组的方法。 (2)过程能力评估 在子过程执行即将结束时,需要分析子过程的能力,进行过程能力评估。过程能力[17]评估的前提是过程是稳定的或统计受控的。有能力的过程首先是稳定的,且其能力的上下限必须在规格界限之内。过程能力可以通过过程能力指数Cp和Cpk来衡量,使用控制图或直方图进行图形化展示。 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 过程能力指数Cp是我们描述过程能力的最重要指标,但由于Cp的计算与过程输出的均值µ无关,它是假定过程输出的均值与规格中值M重合时的过程能力。因此,Cp指数只是反映了过程的潜在能力。为此引入了过程能力指数Cpk,其被称为实际过程能力指数[18]。 合理考虑Cp和Cpk两个指数,对整个过程的状况就有了较为全面的了解。不应单独使用这两个之中的一个。 当Cp和Cpk都较小且二者差别不大时,说明过程的主要问题是σ太大,改进过程应首先着眼于降低过程的波动。 若Cp较大,而Cpk很小,二者差别较大,说明过程的主要问题是µ偏离M太多,改进过程应首先着眼于移动µ值,使之更接近M。 如果Cp本身不够好,Cpk更小,二者差别较大时,说明过程的µ和σ都有问题,通常改进过程应首先移动µ值,使之更接近M,然后设法降低过程的波动,减小σ。 需要特别强调的是,Cp和Cpk是由处于统计受控状态下的过程波动的大小和均值偏离决定的。因此首先要判断过程是否处于统计受控状态。 3.4.2 预测项目质量目标达成 在每一个子过程结束时,应使用子过程中间目标与项目质量目标之间的过程性能模型预测项目质量目标达成的置信度。 3.5 质量评价和改进 项目到达结项阶段时,软件质量管理也进入了最后一个环节:质量评价和改进。基于过程性能模型的软件质量管理过程中的质量评价和改进除了进行传统的质量总结报告之外,还包括基于正交缺陷分类[19](Orthogonal Defect Classification, ODC)的Pareto缺陷类型分析、过程性能基线和过程性能模型的分析评价。 质量总结报告提供了项目质量目标达成情况,质量活动的过程度量和结果度量实际数据,以及缺陷的引入排除情况汇总等。 考虑到ODC的缺陷类型与特定的软件开发阶段相联系,将Pareto缺陷类型分析与ODC结合起来,有利于识别最普遍的缺陷类型。而且通过Pareto分析找出缺陷数最多的缺陷类型,然后找出与该缺陷类型相关的开发阶段,从而对该阶段采取相应的改进措施。 质量评价和改进环节最重要的一步就是要对整个质量管理过程中所使用的过程性能基线和过程性能模型进行分析和评价,包括过程性能基线是否需要更新、过程性能模型的评价以及过程性能模型是否需要更新等。 3.5.1 过程性能基线更新决策 过程性能基线的建立过程是增量或迭代的,在获得新项目的实际度量数据后,要评估数据质量,然后将数据纳入已有基线的分析,确定是建立一个新基线还是使用已有基线。 判断将新的项目数据纳入已有过程性能基线是否合适的一个方法是:执行假设检验来判断新数据与已有基线是否存在显著的统计差异。如果存在显著的统计差异,我们需要使用新的项目数据建立新基线;如果假设检验的结果表明没有显著差异,则继续使用已有基线。 此外,在综合考虑项目和项目组之间的内在区别及组织业务变更的基础上,应定期评审组织过程性能基线集,以确定是否需要建立新的基线,或者是否需要合并、修订或放弃已有基线。组织过程性能基线需要合并、修订或放弃的情况如下: (1)当子过程改变时; (2)当组织的结果改变时(例如,由于过程偏移); (3)当组织的需要改变时。 3.5.2 过程性能模型评价与更新决策 基于过程性能模型的软件质量管理过程是否能真正奏效,过程性能模型自身的好坏至关重要,其是否能有效且准确地对目标进行预测和控制、其可理解程度及其可用性等都需要进行严格的评价。 通过对可靠性增长模型、质量管理模型等模型的评价标准进行调研[20],本文归纳了四条过程性能模型的评价标准,如下所示: (1)预测有效性。预测结果与实际结果偏差大不大,直接关系到模型的好坏。 (2)及时性。模型能够越早地发现问题或提高的征兆,就有越多的时间提前进行计划。 (3)开发过程的覆盖程度。开发过程的所有阶段的模型覆盖度是很重要的。每个开发阶段必须得到管理,并且应当实施适当的措施。往往需要建立模型集。 (4)简单性。数据采集简单并且代价不高;概念简单,用户不需要很多的数学基础就能理解。 过程性能模型的更新包括对模型的校准(Calibration)和修订(Revision)。 量化管理项目时,从统计管理选择的子过程中获取关键属性度量,通过使用所获得的这些实际性能数据,校准有关过程的过程性能模型,判断项目是否能够实现其目标,包括中期和最终目标(此时这些目标在项目生命周期的后面阶段才可以度量)。 需要修订过程性能模型的情况总结如下: (1)当子过程改变时; (2)当组织的结果改变时; (3)当组织的需要改变时。 4 质量管理系统体系结构 在对基于过程性能模型的软件质量管理过程的研究的基础上,研发了质量管理系统,其体系结构如图3所示。该系统建立了组织过程资产库,并提供两大功能:过程支持和软件质量管理。 图3 质量管理系统体系结构 4.1 组织过程资产库 一个组织应该拥有自己的过程资产库,包括组织的标准过程集、度量库、过程性能基线库以及过程性能模型库,分别为过程、度量、PPB和PPM建立了相应的数据字典。其中,标准过程集支持过程定义和裁剪,度量库包括过程度量和产品度量,过程性能基线库以“上限、均值、下限”的方式存储,过程性能模型库中涵盖基本的统计预测模型和高级预测模型。 4.2 过程支持 过程支持提供了从软件度量到过程性能基线直至过程性能模型的建立与维护功能。随着度量数据的不断积累,过程性能基线的控制限在建立的过程中需要不断地修订。开发过程性能模型也是一个迭代的过程,不断的选择一个或多个适当的统计建模方法,并用过去的性能数据对模型进行评估,直到得到适当的模型预测值。 过程性能基线建立的统计方法为控制图理论,支持过程性能模型建立的统计方法包括回归、方差分析、虚拟变量回归、卡方检验、逻辑斯蒂回归,以及蒙特卡洛模拟,贝叶斯信念网络(Bayesian Belief Networks, BBN)。 4.3 软件质量管理 (1)质量计划模块支持入口准则验证、质量计划概要、项目质量目标的建立、各阶段质量活动其质量目标的建立、各阶段质量活动的属性及其度量的详细计划、项目质量目标达成情况预测及结果报告。 (2)质量活动模块支持评审过程、测试过程的实施。前者包括评审计划、评审会、缺陷修复、评审总结,后者包含测试用例管理、测试报告、缺陷管理。 (3)质量度量和分析模块负责从过程中进行质量度量数据(特别是缺陷数据)的收集、分析、评价并生成质量状态报告,质量数据分析包括按阶段和项目划分的缺陷引入和排除情况分析等。 (4)质量预测和控制支持统计管理子过程性能和目标达成情况预测,为质量活动反馈偏差原因和建议的矫正措施,必要时提供质量计划调整的相关决策。 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 (5)质量评价和改进模块基于项目质量目标实际达成情况和软件开发过程中的质量数据,生成质量总结报告,并支持基于ODC的Pareto缺陷类型分析,重点提供过程性能基线和过程性能模型更新的决策和相关评价。 5 结语 本文对软件质量管理过程进行了研究,提出了一种基于过程性能模型的软件质量管理过程模型,包括如何使用过程性能基线和模型指导质量计划的制定、进行质量预测和控制等,解决了质量目标无法有效预测和控制的问题。基于研究,构建了软件质量管理系统的体系结构,下一步将深入研究通过开发过程控制缺陷的引入,从而全方位地实现软件质量管理。 软件质量管理论文:军用软件质量管理浅析 摘 要:通过对目前军用软件系统开发的特点和存在问题的分析,探讨了利用CMM原理来改进军用软件过程、提升软件质量的途径和方法。并对提高装备软件的质量管理水平给出了若干建议,为不断深化装备软件质量意识和完善装备软件质量工作提供了参考。 关键词:软件质量,质量管理,CMM 随着国防信息化程度的不断提高,军用软件作为信息化装备系统的神经中枢已经成为武器装备系统中不可或缺的组成部分。高新武器装备中由软件实现的功能有时甚至会超过硬件,乃至软件本身就可以看作一类重要的装备,系统中软件性能的好坏、可靠性的高低、安全性的优劣决定着整个武器装备系统效能的发挥。目前如何提高军用软件的质量已经成为提升整个武器装备系统战斗力的关键所在。 一、军用软件的特点 软件是用计算机语言表示的与计算机操作有关的程序、进程和数据的集合,具有零磨损特性,其质量完全取决于开发过程。ANSI/IEEE Std 729-1983定义软件质量为:软件产品满足规定的和隐含的需求的能力有关的特征或特性的全体。该定义表明如果软件本身设计出来的质量特性能高度满足软件各项功能、性能需求,则其质量的优秀等级较高。 对于军用软件而言,还存在一些特殊性,表现在:①开发过程受严格的软硬件条件制约,且很难制定具体的、量化的质量标准。②规模巨大,大系统软件源代码往往会超过一千万行。③军用软件用于军事目的,要求无差错运行,对可靠性、实时性、安全性、保密性、互操作性等方面都有极高的要求。④成系统的大型军用软件面对装备情况复杂,研制参与人员较多,这些因素会造成高风险、长周期,高成本。 二、军用软件开发中的问题 随着对软件开发规律和军用软件质量重要性认识的提高,已经有越来越多的软件承制单位开始建立基本的软件过程,按照软件开发规律进行开发,但还有相当多单位,依然沿用“手工作坊”式的开发方式,全过程由软件开发设计人员“自行设计,自行编码,自行测试,自行包维护”。这种方式无法对软件开发过程进行有效的监督与管理,一旦软件产品出现故障,只能由开发者自行维护,其它人员难以介入,软件质量就会处于失控状态下,造成这种状态的主要原因除了国内软件开发整体水平较低外,限制软件的质量的原因还有:①目前相当多的军用软件是当作硬件的附件而不是独立的产品,没有按照基本的软件过程模型进行软件开发。②在研制过程中软件的评审力度不够。③软件开发文档及编制过程不规范,文档对开发过程的没有起到指导作用,软件验收和维护也没有依据。④软件测试非独立过程,软件的测试软件、测试工具缺乏,标准、规范不健全,软件检验与硬件合并进行,使得测试过程难以发现软件本身存在的问题。⑤部队使用装备投入对软件维护的力度不够。 三、CMM原理和作用 为有效针对军用软件目前存在的若干问题,保证软件产品质量,应清晰和完善的软件过程。我国于2001年基于SW2CMM1.1版的理念,制定了GJB5000―2003《军用软件能力成熟度模型》,并于08年在原标准基础上修改了若干内容,了GJB5000A-2008作为替代原文件版本,这些都标志着我国军用软件开发管理已经进入规范化管理阶段。 软件能力成熟度模型CMM主要用于软件过程评估和软件能力评价。其中软件过程评估用于确定当前软件过程的状态,发现与软件过程有关的嗜待解决的问题,进而有步骤地对软件过程实施改进,提高组织的软件过程能力。 CMM模型为软件开发组织设计了一个循序渐进的改进过程,帮助开发组织按模型进行对照检查,找出自身的强项和弱点,制定改进计划,逐步提升软件过程能力。同时也为软件委托方或采办者提供了一个评价标准,可以为对软件承包商进行软件过程能力评估,对风险进行控制。软件能力成熟度越高,软件过程越透明,软件性能越稳定,软件质量越高。 CMM将软件过程能力成熟度分为5级,从1级到5级软件能力成熟度逐步提高,每个等级有其软件过程特点,1级不含关键过程域,2级以上每一等级包含一组关键过程域,每一关键过程域中包含一组目标,当这组目标全部实现时该关键过程域相应的要求得到稳定。当一个等级及其以下所有等级的各关键过程域的全部目标实现时,就表明达到了该等级的成熟度。 四、利用CMM对军用软件能力成熟度评估 我国目前军用软件研制受整体水平的制约,还处于起步阶段,所以在引入并实施军用软件能力成熟度模型CMM时,可以从可重复级(2级)做起,帮助软件开发组织的过程能力按阶段逐步建立,逐级提高成熟度等级。可重复级共有需求管理、软件项目策划、软件项目跟踪与监督、软件质量保证、软件配置管理、软件子合同管理等6个关键过程域。为实现6个过程域的满足,应注重以下几个方面:①高层管理者应确定软件工程化方针,以CMM模型为蓝本,要求软件项目组按照软件工程要求实施软件开发,对项目进行阶段性分割,推进文档化交流方式,以便对软件开发的全过程进行有效控制和管理。②对原有组织进行适当调整,依据CMM过程域实现要求进行必要的人员配备和准备,建立软件工程过程组、系统测试组、软件质量保证组、软件配置管理组与软件配置控制委员会。③ 在全组织内进行动员、学习和培训CMM相关知识和理论;将本单位的组织、角色和术语与CMM中的相对应,完成软件开发CMM模型本地化改造;建立激励机制,鼓励软件组成员尽快地接受CMM的理念和实践推进。 五、对于军用软件质量管理实施的几点建议 军用软件成熟度模型CMM是评估软件过程和评价软件能力的重要工具,对规范军用软件承制单位按照软件开发规律进行软件开发,提高研制开发能力,保证软件质量具有非常重要的意义。我国军用软件能力水平目前大部分处在CMM初始级或可重复级阶段,GJB5000A-2008《军用软件能力成熟度模型》军用标准要求全军各部队和全国所有军用软件承制单位贯彻执行在一定程度上推进了我国军用软件过程能力的提高,但在短期内想要提升软件成熟度等级还具有一定困难。所以我们应本着长期坚持,循序渐进的工作方法,结合实际情况,制定相应的改进措施,逐步完善实施过程。 此外,我们还应结合更多的管理方法对军用软件质量管理进行完善。如加强对军用软件研制单位质量水平的审核。通过二方(顾客方,如军方)或第三方(如独立的认证机构)严格审核,可以提高军用软件研制单位对软件质量的重视;及时更新软件工程理论技术,如软件开发过程模型,软件产品的评价模型方法、质量保证方法、软件工程集成环境和工具,可靠性和安全性技术等;建立一支高水平的软件测试检验队伍,保证软件测试人员的技术水平等级不低于软件开发人员;在软件开发过程中坚持开展软件标准化、系列化、模块化设计理念,提高软件模块复用率,用以提高软件的质量和可靠性。 提高军用软件质量管理水平是一个涉及多学科多技术的综合应用系统工程,军用软件承制单位中各部门各专业只有共同努力,通力合作才能使我军电子装备软件系统开发的整体水平跨上一个新的台阶。 软件质量管理论文:软件质量管理的优化对策研究 摘要:近年来,随着我国社会经济的不断发展,我国软件技术发展速度也在不断加快,但同时我国软件技术还存在较多的问题,要想有效解决这些问题,必须加强软件质量管理,不断完善软件质量管理体系,促进软件快速交付。文章研究表明,通过软件质量管理,不仅可以促进软件开发,还可以确保软件质量。 关键词:软件;质量管理;优化对策 0引言 在软件技术快速发展和应用范围不断扩大的同时,软件复杂性也不断提升。在当前的很多软件开发企业中,软件质量管理问题开始成了关注的焦点。 1软件质量管理中存在的主要问题分析 1.1需求模糊问题 结合软件工程来说的话,软件产品的生产主要包括多个过程:第一是系统需求研究过程;第二是系统设计过程;第三是系统实现过程。但对于软件系统需求来说,往往描述不够完善,相应的软件需求调研以及研究也不够深入,没有加强对软件质量需求的管理,这样不仅会使得研发以及测试设计工作落实不到位,还会明显提升沟通成本,导致产品实现与用户需求不一致[1]。 1.2立项管理不到位问题 大量实践结果表明,通过加强立项管理,可以有效避免质量管理项目风险的产生,赋予软件项目开发深刻的意义。(1)软件项目开展。不加强深入的立项调查,以及加强项目可行性分析,落实好立项评审,则可能会导致产品需求获取不到位,软件开发产品规划出现很多问题,无法保证软件研发工作的有效开展,致使项目研发功能明显减弱,不但会导致资源浪费,还会阻碍新产品的正常[2]。(2)软件项目。如果没有加强立项管理,可能会导致成员行为涣散问题的出现。工作人员只顾自己,不顾团队利益,无法全面了解项目产品的实际开发要求与背景,也不能从根本上明确项目开发的最终目标,无法满足用户的实际软件开发需求,最终使得软件开发计划无法按期实施以及软件开发费用超支等问题出现。 1.3软件质量保证体系尚待完善 针对我国很多软件开发企业来说,往往都处于“软件质量管理”实施的最初阶段,甚至是试行阶段,很多科研制作部门对应的标准化软件质量管理体系还都不完善,甚至有一些科研部门对应的软件质量管理制度和体系还没有形成[3]。另外,一些企业虽然设立了软件质量管理的专有部门,但相应的体系文件却还不完善,需要经过大量的实践来完善。在软件开发项目研制部门质量管理普通较低的情况下,软件开发工作者的综合素质低下,也会影响软件产品的最终质量。 2软件质量管理的优化对策分析 2.1加强需求工程有效管理 在实际的软件开发当中,如果相应需求模糊,会出现需求随意变更的现象,导致时间被白白浪费。对于该问题来说,必须针对相关需求活动,加强统一化的需求管理。要在落实好软件需求开发工作的基础上加强需求管理,这样不但能够限制需求变更的实际次数,还能促进工程师对质量管理需求的深入理解。总之,软件需求开发与软件需求管理的重要性同等重要,必须实现两者的有效结合,才能保证最终产品的质量。 2.2加强软件测试流程有效管理 在软件测试的各个环节,都可能会出现一些问题,必须不断优化软件测试流程,加强对软件测试流程的有效管理。具体来说:(1)软件测试相关部门人员,必须加强需求知识学习,开展深入的需求探讨。(2)对有疑虑的需求者,研发设计工作者要做出及时而准确的解答。对于研发设计工作者也不能有效解答的问题,要让他们联系用户来有效解答。在明确需求的基础上,根据软件系统的作用以及性能,专门的测试工程师要科学合理地设计软件测试测用例,具体要结合两大方面的内容来设计:第一,针对测试工程师来说,必须结合实际需求,科学合理地编写测试用例;第二,针对测试工程师来说,要在结合实际用户反馈情况的基础上,做好分析汇总工作[4]。要大力引入和合理应用QC功能测试设备以及工具,加强对软件以及实际操作系统兼容性能的合理性测试,才能充分发挥软件测试工具使用的功能与作用,落实好软件兼容性测试工作。此外,要加强自由软件测试,适当补充软件测试用例,了解软件测试用例没有涉及的问题以及问题产生的原因;要采取定期研究和分析的方法,明确缺陷库里面存在的问题,并深入研究问题成因,进而利用测试用例来解决问题[5]。 2.3加强项目进度质量有效管理 要保证软件开发项目的顺利完成,首先必须保证软件项目质量足够好。在软件项目开始实施之前,必须保证项目开发计划足够科学、合理。如果软件开发项目计划设计人员相关工作经验足够丰富、设计能力足够强,往往可以有效保证软件开发计划的合理性与完善性,有效预见软件开发计划当中的问题,消除相关阻碍和影响因素。在软件开发项目计划设计的开始,相关人应及时组织软件质量管理人员,开展软件项目计划讨论会与评审会,并请相关技术专家、真实用户等,针对软件项目计划的科学性和合理性进行探讨,分享个人意见和看法,由专门的记录人员总结相关意见,最终形成系统化的质量记录,再以书面或者文档的形式传送给相关工作人员进行意见修改整合,确保软件项目计划的完善性。 2.4提升工作人员的综合素质 在软件开发和质量管理过程中,技术人员和管理人员是核心主体。因此,要想有效保证软件质量管理有效性,必须保证管理工作人员和技术人员的综合素质足够高。让员工全面地了解企业,正确理解自身的工作性质和要求,并不断增强自身的责任感。即使工作人员已经对工作内容很熟悉,也可能没有深入理解企业经营战略以及相应的发展规划。企业外部环境条件变化幅度比较大,企业工作人员必须及时掌握内部战略和规划变化情况,及时调整自己的工作计划和方法。对于软件质量管理人员来说,不但要主动参与到企业发展规划设计工作中,还必须及时将相关信息传达给各个部门。通常来说,企业应当定期或者不定期地开展例会,介绍企业近期情况和之后的发展规划。在掌握全体例会内容的基础上,各个部门负责人员应当再次开展部门会议,根据部门工作开展情况,做好后期工作规划调整工作,使得每位员工都掌握企业发展动态,进行自身科学合理的工作调整与规划。软件质量管理者还必须基于企业内部软件质量问题,增强创新意识,提出可以有效解决软件质量问题的措施。 3结语 综上所述,软件开发成本管理不到位、软件质量管理不到位等问题仍然存在,导致这些问题产生的主要原因是管理者管理不到位,如:软件质量管理制度不完善、随意性较强。要有效解决这些问题,必须以完善的软件质量管理体系为依据,加强软件开发的全过程监控。 软件质量管理论文:软件质量管理系统的设计与研究 摘要:将数据挖掘技术运用于软件质量管理,根据影响系统质量的属性,建立了质量管理和分析模型,并根据模型给出了系统实现的初步方案。该系统的实施,能够有效的保证软件产品的质量。 关键词:软件质量管理;数据挖掘;联机分析处理;关联规则 1 引言 随着计算机软件越来越深入地应用到社会生活的各个方面,尤其是一些关键领域,软件的规模也随之日益增大,软件的质量也越来越受到重视[1-2]。软件的质量不过关,可能会产生严重后果。目前中国软件业尚未形成规模,全国的软件企业数量不少,但是大规模软件企业聊聊无几。我国软件业竞争力低下固然有产业规模小,资金投入不足、知识产权保护不力等各方面原因,但软件产品质量不高也是一个不争的事实,它直接影响到企业的形象及其在市场上的信誉,进而影响到其生产需求,使企业存在潜在的生存危机。 目前,对于软件质量控制一般都采用ISO9000或者是CMM,通过对软件开发过程的管理来控制开发质量[3-5]。本文研究了数据挖掘技术在软件质量管理中的应用,设计了一种基于数据挖掘的软件质量管理系统。系统通过软件缺陷的数据,软件生命周期全过程中关于分析、设计、编码、测试等阶段有关人员素质、开发和管理过程的信息以及软件属性、开发机构资质和经验、目标用户评价等资料的数据库,来建立质量预测模型,发现制约质量和过程的规律,从而采取预防缺陷措施。那么就能最大限度的降低开发维护的费用,大大降低软件故障和失败的可能。 2 影响软件质量的各种因素 软件的设计开发、营销、服务与支持活动,涉及投资者、管理者、销售者、软件产品用户等各类人员及其组织。因此,需要从全面的软件质量观出发,深入分析与软件生产有关的组织、人员、活动,对软件生产过程进行模块划分,建立通用的模块化的软件生产过程模型,以识别影响软件质量的各种因素。在此基础上,构架基于过程的软件质量体系结构,提供构成软件质量系统的通用概念框架,这就在高层次上找到了满足用户的要求,使定量质量管理成为可能。同时建立通过模块化过程的质量保证以及过程网络协同运作的质量保证系统,来保证软件产品质量的质量管理方法。进而建立完善软件过程质量的质量评价体系,用软件过程能力指数评价过程质量的高低,以过程的稳定受控来保证软件产品满足规定的质量特性要求。 2.1 质量属性 软件的质量属性可分为两大类:第一类可在运行软件并观察其结果的时候进行度量,例如性能、安全性、可靠性和功能性等都属于这一类。第二类不能够在运行软件并观察其结果的时候进行度量,但可通过对开发或维护过程的观察进行度量,这一类的质量属性包括可移植性、适应性、可复用性等。 2.2 软件体系结构对软件质量的影响 软件需求确定后,软件体系架构在软件质量中会起重要作用[3],有合理的软件体系架构,可以使需求变更产生的影响变得更小。如果没有合理的体系结构,先进的编程技巧也不一定能弥补体系架构对质量的影响。 软件体系结构问题包括软件系统总体组织和全局控制、通讯协议、同步、数据存取、给设计元素分配特定功能,设计元素的组织、规模和性能,在各个设计方案间进行选择。软件体系结构的设计是从问题域到软件解空间的第一步。一些体系结构方面的问题对软件的质量属性有重大的影响。比如,模块的层次可能影响系统的可修改性;功能的划分和封装可能影响系统的可扩展;构件间的通信协议可能影响系统的效率等。从另一方面看,良好的软件体系架构并不能确保系统的功能性需求及质量需求。后阶段的设计、实现等同样可以使系统的质量发生变化甚至损坏。毕竟,软件生命周期的任何阶段都对软件质量有或大或小的影响。因此,好的软件体系结构是良好系统质量的基础。 2.3 软件过程对软件质量的影响 从质量管理模式来看,软件企业按照某种软件生命周期模型来组织软件项目或软件产品的开发。目前比较流行的有瀑布型和迭代式开发方法。瀑布型的开发方法适合小型的、需求明确的软件项目,这种模型有个根本缺陷就是没有把用户需求反映在在整个项目当中。迭代式开发方法强调软件风险管理,把项目分成一个个的开发提交阶段,把里程碑处提交的产品提交用户反馈,并将反馈信息加入到下一个阶段的软件开发当中,其本质是基于产品开发的组织方式。 长期以来,软件开发过程中需求的变化,特别是软件使用后需求的变化,一直是制约软件质量提高的“瓶颈”[4]。随着软件产品或项目规模的扩大,软件产业的兴起,软件生产的组织方式也要从面向产品的生产组织转向面向过程的组织方式,面向过程的生产是软件产品生产的主流方向,必须以面向过程的生产组织方式,对软件需求获取、设计、开发、维护服务与支持的各过程进行预防为主的过程质量控制,对产品及过程的质量全部量化。 3 数据挖掘技术 3.1 数据挖掘和联机分析处理OLAP 数据挖掘是20世纪90年代迅速兴起的一个十分活跃的研究方向。其目的在于发现大型数据集中隐含的、不为我们所知的潜在有用信息,受到了数据库、人工智能、统计学和数学等领域研究人员的广泛重视,成为继Internet之后的技术热点[5]。目前,数据挖掘在销售、金融、电信、保险、教育、政府决策和基因工程研究等许多领域都得到了成功的应用,已产生了巨大的经济效益和社会效益。数据挖掘过程一般包括三个步骤,即数据准备、数据挖掘和知识分析和获取。数据准备用于选择相关数据用于预处理,包括消除数据噪声、弥补数据缺失和解决数据冲突,然后转换成适合挖掘的形式;数据挖掘则是采用有关算法对经过清洗的数据进行分析,其结果是大量的规则;知识分析和获取用于对产生的一系列规则进行评价,并从中抽取有用的知识,以辅助决策,如图1所示。数据挖掘有分类规则挖掘、聚类规则挖掘、关联规则挖掘、转移规则挖掘、例外模式挖掘、序列模式挖掘、Web挖掘、正文挖掘、多媒体数据挖掘、空间数据挖掘和时态数据挖掘等。 联机分析处理OLAP使用多维数据模型,在数据仓库中进行一系列统计操作,使分析人员、管理人员或执行人员能够从多角度对信息进行快速、一致、交互地存取,从而获得对数据的更深入了解的一类软件技术。OLAP的目标是满足决策支持或者满足在多维环境下特定的查询和报表需求。在企业当中得到越来越广泛的应用。 软件质量管理论文:浅谈军用软件质量管理 摘 要 本文简要介绍了军用软件特性,从软件分级管理、软件配置管理、SFRACAS三个方面探讨了如何加强军用软件的质量管理,为军用软件质量管理工作提供参考。 【关键词】军用软件 质量管理 软件配置管理 SFRACAS 随着武器装备信息化程度的不断提高,军用软件产品在武器装备上得以广泛应用,军用软件质量已经成为影响武器装备质量与安全的关键性因素之一,有必要采取措施加强军用软件的质量管理。 1 军用软件特性 军用软件是指应用于军事用途的软件。军用软件的特殊性使其开发和质量保障难度较大,具有以下特性: (1)军用软件通常要面临复杂的作战环境,可靠性、安全性要求高; (2)军用软件一般为嵌入式软件,对操作性要求较高; (3)大部分军用软件规模巨大,研制周期较长,成本较高,风险较大; (4)应用于军事用途,对开发人员、开发工具等提出较高的保密性要求。 2 军用软件质量管理措施 2.1 开展软件分级管理 军用软件应按照GJB/Z 102《软件可靠性和安全性设计准则》要求进行分级管理,按照软件失效的危险严重性等级分为A、B、C、D四个等级。其中A、B级软件失效可能导致人员死亡或严重受伤、系统报废或严重损坏,因此在软件开发的各个阶段必须开展危险性分析,降低风险。同时A级软件可能导致人员死亡或系统报废,因此必须对A级软件开展第三方测试,确保测试结果的独立性和权威性。由于军用软件的特殊性,如专业化程度更高,保密性要求高,使得第三方独立测试存在一定困难,可以考虑由军用软件承制单位进行测试,但必须由第三方组织和全程监督,必要时让军用软件用户参与进来,使测试结果更加准确有效。 2.2 开展软件配置管理 软件配置管理的对象是软件配置项。软件配置项就是在软件生命周期内各个阶段产生的各种形式的文档、程序、数据。软件配置管理目的是利用配置标识、配置控制、配置状态报告和配置审核建立和维护配置项的完整性,通过自定义三库管理策略,建立开发库、受控库和产品库,对软件配置项进行入库、访问、出库、维护、更改、等活动实施管理,以确保软件产品的正确性、完整性、可控性、可追溯性,主要包括以下四方面内容: 2.2.1 配置标识 配置标识主要包括三方面工作,一是定义项目生存周期中所建立的基线,二是识别和选择要管理的配置项,三是维护配置项标识。 2.2.2 配置控制 配置控制包括版本控制和变更控制两方面工作。软件产品为了适应不同的运行环境、不同的平台、不同用户的使用要求,导致同一软件产生或演化出不同的版本,必须进行版本控制。版本控制的目的在于对软件开发进程中文件或目录的发展过程提供有效的追踪手段,保证在需要时可回到旧版本,避免文件的丢失、修改的丢失和相互覆盖。版本控制是实现团队并行开发、提高开发效率的基础。变更管理是配置管理的一个重要组成部分,实现对需求变更及软件代码变更的高效管理。变更必须履行审批手续,首先由软件配置项负责人提交变更申请至配置管理员,再由配置管理员提交软件配置控制管理委员会进行评审,如批准及时修改并指定修改人,配置管理员将配置项检出至修改人员的开发库中进行修改,修改后经评审或确认批准后,由配置管理员将修改批准后的配置项重新入受控库(要求有版本升级记录),更新受控库状态报告;如没有批准修改或批准延后修改,配置管理员应向问题提出者提供未批准及批准延后修改的原因。当软件产品经过最终验收或交付后应提交配置管理员,入产品库。 2.2.3 配置状态报告 配置管理员通过配置管理系统收集当前基线配置项的状态,汇总形成配置状态报告,定期提交项目负责人审阅。 2.2.4 配置审核 配置审核主要是对软件开发过程进行审核,确保软件配置项正确可控,一般由质量保证人员单独执行。 2.3 建立SFRACAS SFRACAS即软件故障报告、分析和纠正措施系统,建立该系统的目的是及时报告软件发生的故障,分析软件故障产生的原因,制定纠正措施并验证其有效性,防止故障再次发生。军用软件承制单位应从软件研制开始建立SFRACAS,对故障实行闭环控制,有效地消除软件缺陷、故障,提升软件研制工作的质量。 建立SFRACAS应遵循PDCA原则,P代表计划(PLAN),D代表执行(DO),C代表检查(CHECK),A代表处理(ACTION),这四个过程循环执行,周而复始,促使军用软件质量不断改进。SFRACAS具体工作流程如下: 2.3.1 故障报告 软件在研制和使用阶段发生的故障,应由相关部门负责信息收集的人员予以及时、完整的收集,编制故障报告,并在规定的时间内向规定的管理组织报告。 2.3.2 故障核实 质量保证部门应组织有关人员对报告的故障内容都应按发生故障时的实际情况进行核实,故障核实可通过重现故障模式或依靠故障证据来完成。对缺乏证据的应给予说明。 2.3.3 故障分析 在软件的故障得到核实后,故障责任单位应尽快组织相关人员对故障进行分析,以确定故障原因,并编制故障分析报告。 2.3.4 故障纠正 故障原因确定后,故障责任单位的有关部门应根据对故障的分析结论,研究并制定纠正措施,编制纠正措施实施报告,并提交规定的管理组织审批确认,再下发有关部门组织实施。 2.3.5 纠正措施效果的验证 纠正措施实施后,有关部门应通过试验、试用等方法证实纠正措施的有效性,如达不到预期效果,则需复查故障的原因或进一步采取其它的纠正措施,直至故障彻底解决。最终,将确定的纠正措施及其实施效果提交给规定的管理组织。 2.3.6 故障信息管理 故障解决后,软件承制单位应统一管理保存全部故障信息报告及有关文档资料,并建立故障信息库,供有关人员查询。 3 结束语 对军用软件的质量管理,是当今武器装备质量管理的重要组成部分。本文简要介绍了军用软件特性,从软件分级管理、软件配置管理、SFRACAS三个方面探讨了如何加强军用软件的质量管理,为军用软件质量管理工作提供参考。 软件质量管理论文:软件工程与软件质量管理浅析 【摘要】本文首先从面向对象技术和重用的角度对软件工程进行了分析,然后结合现有的软件工程开发技术及管理成果,对提高软件生产效率的开发方法进行了进一步的探讨。 【关键词】软件工程 软件质量 质量管理 目前我国软件开发行业中拥有大量优秀的软件开发人员,虽然如此,但是我国企业的软件开发管理却始终处于一种比较低的水平上,近年来随着国内工业企业逐渐与国际标准相接轨,纷纷进行国际标准化质量体系认证,多数软件开发企业已经开始意识到软件质量管理的重要性,开始进行有关软件质量体系的标准化认证等工作,鉴于此,本文主要针对软件工程与软件质量管理领域的一些问题展开分析。 一、软件工程分析 (一)面向对象的开发方法 最终产品的特性与结构主要由开发方法所决定,在工业化过程中逐渐将软件工程技术纳入到规模化生产中,在系统开发过程中各个阶段之间的过渡变得更加平滑,系统模型也更容易维护,已有成果得到了最大程度的重用,这些目标的实现皆得益于对面向对象技术的应用。很多问题的存在利用传统的功能/数据方法根本不能得到有效解决,首先,可以利用功能/数据将系统分解成数据和功能两部分,功能部分体现出主动的色彩,伴随着相应的行为,数据部分则体现出了被动的色彩,被其不同的行为所利用;其次,人们利用功能/数据方法开发系统和软件时,不同系统和不同软件之间始终存在一些差异,一般来说是不能利用现实生活中的实体建立系统模型的,需要将实体中的功能及数据提取出来;最后,继承是面向对象技术的主要特点之一,从最大程度上利用现有的软件产品。因此,在一些大型系统开发过程中应对面向对象的技术进行有效的应用。 (二)重用 在系统开发过程中都希望可以对已有的成果进行尽可能的应用,重用可以使生产效率得到最大程度的提高,软件工程中解决危机问题通常会使用重用的方法,但是传统软件工程开发方法并不能对已有软件产品进行尽可能的应用。重用软件代码在工作中比较常见,对于生产效率的提高非常有用,但是从软件工程领域来看,解决问题的方式并不唯一,从软件开发的角度上来看,会从更为广泛的范围内对重用技术进行应用。此外,文档的重用也比较常见,不管是开发阶段还是维护阶段,通常重用文档的方式存在很多不便,加上格式的重用率比较高,因此利用面向对象的技术可以为其提供较大帮助,为重用事务的分配提供了良好的解决方法。 二、软件质量管理分析 软件质量管理领域已经提出了质量工作的相关特征,在全公司范围内展开质量控制及监督等工作,组织相关人员参加业务培训和教育,从全国范围内促进质量的提高,具体来说起其内容主要涉及到与人、机构有关的内容,要想提高质量就要与人发生关系,质量管理不能脱离人而存在。现阶段很多企业都专门设置了质量管理部门,这意味着现在很多企业领导者开始意识到了质量管理的重要性,但是这些企业对质量管理的认识也只停留在了这些部门上,企业中其他部门的人员都认为质量管理就是这些部门的事情,跟自己无关。而事实上质量的提高与企业中所有员工都有着必然的联系,企业中所有的员工都会对质量的提高起到或多或少的作用,而质量管理部门设置的目的在于针对质量的提高进行审查与监督,并展开质量培训,特别是最高管理者,只有这些人了解了质量管理的重要性,才能对质量管理措施进行贯彻落实。全面质量管理作为保证产品质量的一项重要工作,企业应将质量作为主要目标,所有企业活动都要围绕质量的提高进行。 现在我国多数企业已经将全面质量管理作为企业内部的主要管理模式,其内容主要包括生产、管理等方面,体现了效率性、科学性等一系列特点。之所以要在企业中进行全面质量管理,其主要目的在于将生产中存在的缺陷消除,这些缺陷主要是由人工和管理两方面原因导致的,其中,由于人工引起的缺陷比较容易消除,只要由工人在生产过程中加以注意就能使质量得到提高,并注意工人的培训,认识到缺陷产生的原因和解决的方法。因为管理而产生的缺陷往往是不容易解决的,因为这些缺陷往往是不易察觉的,在管理上形成了交叠,加上软件产品测试很难将方方面面考虑到,其中难免存在着一些隐藏的缺陷,所以管理制度的建立对于消除这些缺陷具有重要意义,以达到提高质量的目的。 三、结语 综上所述,近年来随着科学技术水平的快速发展,计算机的应用领域开始不断扩大,这种情况下软件系统开发也显得越来越复杂,很容易出现出现“软件危机”,为了对软件可维护性差、无法完成软件进度等问题进行解决,软件工程学科由此产生。然而开始时人们因为过分重视软件工程技术,忽视了质量管理的重要性,所以有关软件工程管理的研究并不多,本文主要基于这一方向展开了分析,供大家参考。 软件质量管理论文:浅谈航空机载软件质量管理过程的三性 摘要:通过参与机载软件研制项目的研发过程,并对机载软件全生命周期的质量管理过程进行研究和分析,从中提炼出机载软件在其生命周期过程(本文开发生命周期过程指从计划,到需求捕获和确认,经设计,到编码集成直至交付的过程)中的质量管理三个基本特性(完整性、符合性和可追溯性),同时通过对实际状态的对比分析和研究,针对机载软件质量管理的三个基本特性的意义和作用,提出了机载软件质量管理的三个基本特性在其生命周期质量管理过程中的实际应用,强调使用过程方法进行机载软件质量管理工作,以确保机载软件质量管理的系统性、根本性地全面可持续开展,继而确保机载软件在开发生命周期过程中满足相关要求,最终确保按照生命周期过程开发和生产的航空机载产品满足客户和适航的要求,最终确保产品的交付和盈利,争取更多的市场份额。 关键词:质量管理;完整性;符合性;可追溯性;适航;机载软件 一、前言 目前中国国内航空机载软件的自主研发起步比较晚,而大部分参与的公司/人员,由于之前质量管理的经验,形成一些固定的质量管理思维。随着国内民用航空产品市场的增加和国家对民用航空产品的重视,以及机载软件的技术日益发展成熟,我们需要更加重视航空机载软件质量管理的研究和分析,确保航空机载软件满足客户和适航的要求。航空机载软件质量管理相关的基础和标准,不管是国际航空标准AS9100,还是一些工业标准(包括DO-178B),以及一些已经的适航标准(包括Order8110.49)等等,更加关注产品在计划、设计、生产直至交付的所有节点中的每个过程,注重质量管理过程体系和程序的建立;按照建立的体系和程序执行相关过程,强调所有过程进行记录并保证可追溯性。笔者通过对航空机载软件生命周期研发过程质量管理的研究,包括AS9100、适航法规、先进的工业标准等进行研究,对实际质量管理状态进行总结,提炼出质量管理的三个基本特性――完整性、符合性、可追溯性,就航空机载软件生命周期过程中如何贯彻和应用这三个基本特性进行了浅显的分析,确保航空机载软件的交付满足客户及适航要求。以下内容是个人就质量管理的三个基本特性的概念及应用进行浅显的论述。 二、质量管理三个基本特性的概念 要想在机载软件的生命周期内贯彻质量管理的三个基本特性,首先需要了解三个特性的基本概念,只有对其概念和意义的理解,才能更好地在生命周期过程中应用和贯彻这三个基本特性。 1.完整性,指应确保产品生命周期过程中质量管理体系的完整覆盖。完整性是质量管理的基础,如果质量管理体系不能完全覆盖所有操作过程,也就谈不上质量管理。完整性也可以总结为“写我所做”; 2.符合性,指在设计和制造以及交付过程的所有操作应符合相应的文件/程序、符合相应的作业指导书以及产品符合经批准的设计和工艺。符合性是质量管理的主体,也是质量管理的执行过程。符合性可以总结为“做我所写”; 3.可追溯性,即应将所有过程中产生的数据进行相应的记录,确保在发生不符合时,能获得相应的数据分析的支持。可追溯性是质量管理的反馈,也是质量管理过程中持续改进的必备。可追溯性可以总结为“记我所做”。 三、理解和应用 可以将质量管理的三个基本特性总结为质量管理中的三句话:写我所做,做我所写,记我所做。也通过这三句话,可以清晰的发现这个三个基本特性涵盖了航空机载软件质量管理的全部过程和要点。以下内容就笔者在现有质量管理状态分析的基础上,分别就这三个特性如何应用,进行简单的阐述: 1.完整性 完整性,作为质量管理的基础,首要任务是是建立完整覆盖顾客要求、法律法规的质量管理体系。如何建立?民航产业有自己行业的质量标准――AS9100,按AS9100的条款,建立质量管理体系,形成质量管理体系框架。对于航空机载软件来说,仅仅满足AS9100的要求是不够的。在质量管理体系的建设中,必须同时要考虑适航规章的相关要求,包括DO-178B、Order8110.49。笔者认为以下图形象地形容AS9100和适航标准之于质量管理体系之间的关系: 图1 质量管理体系和AS9100及适航要求三者间的关系图 根据实际参与项目预投产质量管理体系的适航审定经验以及实际参与项目的开发经验,可以使用符合性矩阵分析的方法,通过建立程序和AS/9100及适航标准三者之间的符合性矩阵,一方面明确AS9100和相关适航标准的各方面的要求,一方面在矩阵中可以明显地看出当前质量管理体系完整性状态。下表为方法中采用的简易的矩阵表: 注1:由于篇幅有限,只能简单列出表头,其中横行中可以列出AS9100条款号;左侧纵列可以列出相关适航条款要求,在表的右侧某一栏中可以列出体系程序的名称。表格可以根据条款的详细程度进行调整;表格因人而异,可调整以适合本企业的相关要求。 注2:对应矩阵中,可以采用标志方式,如完全满足,用表示;如果AS9100条例满足,但是不满足适航要求,用表示;如AS9100条例不满足,但是适航要求满足,用表示; 随着适航标准不断更新以及产品研发经验的积累,公司同样需要不断改善和持续改进体系文件以切实满足质量管理的完整性要求,如DO-178B升级为DO-178C,则公司应针对升级前后版本识别,确保质量管理的动态完整性。完整性,是质量管理过程的基础,也是前提,只有确保质量管理中体系文件/程序的完整覆盖,才能有效保证质量管理的实施,才能确保企业有效率、有组织的进行。 2.符合性 符合性,之于完整性和可追溯性来说,起承上启下的作用。为确保符合性,首要任务是建立满足符合性的方法。日本质量大师石川馨认为:“当引进某种做事的方法时,很自然要考虑这种方法是否合适。通常我们根据过去的结果与经验或传统的方法做出决策。适当的评估将使这种决策变得更加有效,同时工作过程中的数据对于评估工作来说也是至关重要的。”对应质量行业中老话“不是最先进的方法就是最佳的方法,选择最合适的方法才是最佳的方法”。对于一个企业的质量人来说,应该清晰自身企业所处的规模、阶段,并选择相应的方法以确保符合性。符合性,是PDCA过程方法最重要的环节。笔者个人觉得对于一个企业来说,简要的操作流程可以按照如下流程进行: 图2 符合性实施流程图 注:对于任何产品来说,数据的积累是产品优化,行业的发展的基础。 结合上述流程图,以机载软件生命周期过程中的研发过程为例,具体操作可以参考如下: 针对机载软件研发过程,利用电子检查单(peer review)方式进行过程把关。 对各个层次的人员进行相关业务知识方面培训,要言明使用检查单的意义和作用。 建立每个过程作业指导书,找出每个过程的关键要素,将关键要素导入到电子数据库中。 依据检查单内容,对实际项目研发过程进行评审和检查,将每个关键要素的检查结果导入数据库。 以数据库为基础,针对检查结果中出现的问题分析,进行相关管理过程和/或相关产品设计构型进行改正和/或预防。 注:实现数据库与检查单相连接,通过在数据库中输入关键字,使其自动生成检查单;一方面减少不同素质的人员造成检查单内容的差异,另一方面有利于人员更专注于产品检查和改进的本身,提高执行效率。 符合性,是一个持续改进螺旋过程,是建立在公司的质量管理基础上,逐步的改善,根据机载软件的不同阶段选择相应方法以确保符合性。 3.可追溯性 对于机载软件来说,可追溯性的意义在于验证完整性和符合性,另外也在于后续过程的软件维护和升级,以及航线过程中如果发现问题,可以及时排查出问题所在,找到根本原因。机载软件的配置管理过程是确保可追溯性的前提。在DO-178B和AS9100中可以查询有关配置管理的规定,根据AS9100要求和适航要求以及DO-178B建立配置管理程序。在机载软件的配置管理过程中, 首先需要针对机载软件相关阶段建立配置基线,包括需求基线,设计基线; 针对所有需求、源代码、目标代码建立追溯矩阵; 如果机载软件已经建立配置基线,其中的任何更改,都需要按照配置管理程序(计划)的更改控制流程实施更改; 按要求定期进行配置审核,并编制配置管理报告; 按照加载规程实施机载软件加载前环境确认,并填写加载记录。 现如今各个企业更加重视信息化管理,在实际工作过程中,不断引进新的工具软件,如对于机载软件需求的管理,一般会采用DOORs软件进行管理。未来的信息化系统应该更是一个高度集成的信息化平台,能够实现简单输入自动实现,容易检索等等,给员工工作带来很大的便捷性,降低了人为错误,进一步提高了工作效率。而所谓高度化集成的信息平台,个人觉得可以通过建立不同的模块,然后在模块后台实现数据库支持。以航空机载软件的几大过程为例,包括计划过程,,需求过程,设计过程,编码过程过程,供应商管理过程,建立相应的模块,在各个模块之间共享同一个数据库;对于每个模块之间再细分子过程,为每个子过程建立窗口。高度集成化信息平台能够将一个机载软件完整生命周期所有信息记录在同一平台上实施分类保存,可以通过菜单拉取机载软件配置项,了解其当前状态,链接到供应商管理,进一步了解供应商的需求和编码状态。 可追溯性,是质量管理过程的体现,只有实际工作中进行了相应的记录和标识,才能确保机载软件的可追溯性。也才能真正确保机载软件产品满足初始适航和持续适航能力。可追溯性确保了质量管理真正的实现。 四、三个基本特性之间的关联 三性,用综合性的话语来描述:针对航空机载软件的每个过程,按照AS9100/适航要求建立完善的机载软件质量管理体系程序和方法以及计划;每个过程的操作按照既定的程序进行,做好相关记录。完整性、符合性、可追溯性,用三句话概括他们的关系:写我所做,做我所写,记我所做。实际质量管理过程中,却不能将这三个特性割裂开来对待。在实际操作中,完整性是质量管理的必备因素,充分条件,只有满足了完整性,才能确保符合性和可追溯性的实现;符合性是质量管理过程的主体,满足了符合性,才能体现了质量管理完整性的同时能确保质量管理的可追溯性;可追溯性是质量管理的必要条件,可追溯性的实现才能体现完整性和符合性的实现。三者之间密不可分,环环相扣。当三性中有一点不满足要求,其他两性也就不能满足要求,进一步说明质量管理失控。 在实际机载软件的需求和设计编码中,只有确保各项活动满足质量管理的三个基本特性――完整性、符合性、可追溯性,才能实现质量的过程方法管理,才能充分说明质量管理的完善有效,才能真正确保航空机载软件满足系统功能和适航要求,最终确保产品满足客户的要求。 五、结语 对于机载软件来说,实现其功能和运行已非难事,难点是如何使航空机载软件在满足安全的情况,实现成本降低,技术性能提高,以持续满足客户和适航要求,最终获得更高市场份额。相信通过满足质量管理的三性:从小处来看,可以培训企业所有员工的质量意识,在航空机载软件研发生命周期中更注重过程的输入和输出以及过程活动,降低了研发的成本;从大处来看,也使得缩小与国际先进航空研发企业的思想和流程上的差距,使企业有更多精力投入产品的技术研发和创新过程,以进一步缩小与其之间的技术差距。 笔者清楚,就单单质量管理本身来说,要想建立一套行之有效的质量过程管理方法,并实际应用于企业,为企业带来益处,并非一朝一夕,需要很长的路要走;笔者更清楚,质量管理,受制于产品研发技术,单单发展好质量管理流程,并不能带来根本性地变化。要想真正实现中国自主研发的民航产品进入市场,甚至走出国门,需要从技术、管理、人才等各个方面着手进行循序渐进的改善。套用屈原前辈的一句话“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”。 软件质量管理论文:基于质量管理体系和CMMI的气象水文软件质量控制方法浅析 摘 要:论文针对气象水文软件开发中存在的问题,分析了国内外常用的软件质量控制方法以及它们所存在的问题,提出了将质量管理体系和CMMI相结合的质量控制方法,建立了一种新的软件质量控制模型,为全面提升气象水文软件的质量提供新的思路。 关键词:软件质量;质量管理体系;CMMI;GJB9001B-2009;质量控制模型 软件在装备系统的研发过程中起着至关重要的作用,软件产品的质量已逐步成为军队信息化建设的核心,软件质量关系到武器装备系统的生命,关系到军队信息化建设的整体水平,一旦软件失效,就可能导致整套装备系统的失效,甚至导致战争的失败。目前,软件在研发过程中存在诸多问题,导致软件的质量和可靠性远不如人意,特别是与硬件的可靠性相比,软件的可靠性一般要低一个数量级[1]。 1 软件开发中存在的问题 (1)装备系统研发软硬件管理不均衡,过分强调硬件。武器装备的研发是一个非常复杂的系统工程,涉及到技术和管理的方方面面,而且其各个因素又是相互关联和制约,不均衡的过分强调某几个方面都是不科学的。而现状是系统的研发过分强调硬件的重要性,软件只是被当做硬件的一个附件来对待,未作为产品列入装备系统计划和技术配套表。 (2)总体单位不抓配套单位分系统软件的质量,监控力度不够。在软件产品的开发中不遵循软件工程的要求,而且武器装备系统的总体单位只抓本单位开发的软件质量,对配套单位分系统软件的开发过程监控不力,对配套单位交付给总体单位的软件普遍不进行软件验收测试和软件验收评审。 (3)软件设计文档的编制不规范,不符合国军标要求。编制时缺少文档化的过程描述,尤其是缺少工作文档、风险管理文档和工作量统计文档,而且文档编制水平和质量参差不齐。特别严重的是大多数单位的文档是在软件编程完成后补写的,失去了以文档指导软件实现的作用。 (4)高层管理者对软件管理不够重视,软件配置管理不到位。管理要从高层做起,但是多数高层却忽略了管理的重要性,有的软件开发组未设配置管理员,有的单位对配置管理的概念(如对基线标识和配置控制等)模糊,对软件开发库、受控库的设置与管理不当,致使软件在出厂前基本不受控。 (5)对软件测试的概念和方法认识模糊,缺乏对过程和产品进行测试。软件开发测试人员和质量控制人员之间缺乏对对方工作的基本认知,双方难以沟通,阻碍了研发工作的顺利开展。部分单位对第三方测试存有疑虑:担心泄密,难以保护知识产权,或担心经费不足和增加工作量延误工程进度。 上述问题是装备研发中普遍存在的现象,亟待改进。国内外的经验说明,为了解决上述问题,最根本的一条是必须“树立软件产品的观念”和“用软件工程方法组织软件开发”[2],并按照软件工程方法的基本原则不断改进软件开发过程。现在国内比较常用的控制软件质量的方法是质量管理体系法,而国外比较流行的是运用CMMI(Capability Maturity Model Integration,即能力成熟度模型集成)来控制软件的质量。 2 软件质量控制的常用方法及缺陷 2.1 军用软件研制质量控制的一般做法及缺陷 我国一直采用质量管理体系中全面质量管理的原则来控制军用软件的质量。按照全面质量管理的观点,“产品质量是设计、生产出来的”,关注软件开发、研制的过程,通过强调过程模式,将组织内所有的工作定义为一个个明确的过程来进行质量保证和评估,使影响软件产品质量的因素在产品形成的全过程中始终处于受控状态,以此来提高其使用的可靠性、安全性,突出的把持续改进的过程作为提高质量管理体系水平的重要手段。 目前,军用软件研制质量控制的整套模型源于GJB9001B-2009,该国军标适用面广,可面向于硬件、软件、流程性材料和服务四大产品[3],主要强调的是硬件产品的质量控制,对军用软件的适用性稍弱,没有针对软件产品及其研发的特点展开说明,尤其是在型号的不断改进,装备状态的多次更改之后,对军用软件的配置管理等方面的更高层次的问题,缺乏行之有效的解决方法,在实施该标准时无法引起高层领导的重视,没有对质量提出更高的要求,忽略了该标准反复强调的“质量管理必须坚持持续进行质量改进”,导致研制单位无法拥有一套适用的质量管理体系。 2.2 国外软件研制质量控制的一般做法及缺陷 CMM(Capability Maturity Model for Software,即软件能力成熟度模型)是对组织软件过程能力的描述[4]。CMM 中最为核心的思想是:只有好的过程才能造就好的结果。它侧重于软件开发过程的管理及软件工程能力的改进与评估,是一种高效的管理标准,有助于最大程度地降低成本,提高产品的质量和用户满意度。CMMI是CMM模型的最新版本,它把软件开发视为一个过程,并根据这一原则对软件的研发和维护进行过程监管,以使其更加科学化、规范化。CMMI项目为军工界和政府部门提供了一个集成的产品集,其主要目的是消除不同模型之间的不一致和重复性,降低基于模型的改善成本。CMMI将以更加系统和一致的框架来指导组织改善软件过程,提高软件产品的研发、获取和维护能力。 CMMI是目前国际上最流行、最实用的一种软件质量控制模型,强调各个方面的均衡发展,注重基于模型的、循序渐进的过程改进,可以帮助软件企业有效地管理软件过程,但是CMMI也存在缺陷,CMMI本身是国外的体系,是基于法治的体系,而我国强调的是人治的氛围,这种文化性问题是CMMI能否适用于我军的关键;实施该体系时单位对于软件研发人员缺少必要的有关质量管理方面的培训,导致软件研制人员与质量管理人员难以沟通,阻碍了研发工作的进度;CMMI只强调关键过程域,无法保证软件产品能被成功的研制出来。 3 基于质量管理体系和CMMI的气象水文软件质量控制方法 3.1 质量管理体系与CMMI的共同性 质量管理体系与CMMI面向的都是组织和软件产品的质量问题,都是以现代质量管理理念为基础,充分体现了质量管理、质量保证、全面质量控制、全面质量检验等思想。它们都非常关注产品的质量,都以相同的质量原理为基础,都强调通过良好的过程来保证产品的质量,都在强调外部沟通的同时强调内部沟通,都以组织的领导者和管理者作为最关键的成功条件,都采用PCDA方法,都重视规范化、活动规程和必要的文档与记录。 3.2 质量管理体系与CMMI的差异性 作为质量管理的标准性文件,CMMI与GJB 9001B是有着明显的差别的。GJB 9001B是一个适用于各类产品的通用型标准,主要是针对制造业制定的,而CMMI是专门针对软件开发设计的,可以帮助软件企业有效地管理软件过程;GJB 9001B强调完整的组织体系,可以用来建立符合ISO9000管理的组织管理,而CMMI本身对管理体系没有明确要求,默认组织体系是有效的、健全的;GJB 9001B评估的目的是要认证组织是否建立了有效的质量管理体系,为此给出比较简明、科学、原则性的要求,评估出结论合格与否,而CMMI则用于评估组织的软件能力的改善,确定采购风险,或找出软件过程的强项和弱项,明确改进途径,为此给出良好软件过程的详细描述和能力提高的简明科学途径。 3.3 基于质量管理体系和CMMI的气象水文软件质量控制模型的建立 GJB 9001B鼓励在建立、实施质量管理体系以及改进其有效性时采用过程方法,通过满足顾客要求,增强顾客满意,而CMMI的本质是通过对软件研制过程中关键过程域的精确定义,来使软件研制从一个不确定的“黑箱”操作过程,变成一个各步骤可视的、可对偏差随时控制的“透明”操作过程。根据质量管理体系和CMMI的相关理念和技术要求设计出适用于气象水文软件的质量控制模型。 质量控制是一个循序渐进的过程,该模型将质量控制归纳成七个阶段:(1)明确准备目标、项目范围和资源需求,依据CMMI的相关标准对软件的现状进行评估,定义相应的目标和指导原则,为下一阶段准备好相应的评估资料;(2)根据客户的要求和技术指标制定软件的开发流程,该阶段表达了组织层上下同心、拟定目标和愿望的状态,这是对将来有一个共同思考的过程;(3)在新的开发流程下引入GJB 9001B质量管理体系的相关要求,对组织当前的状态进行判决,及时向组织传达发现的情况和问题,并根据GJB 9001B的要求,确定需要进一步改进的方向;(4)根据上述要求拟定软件管理流程,确定关键业务主题、各团队的角色和职责、需要进行的活动以及改进进度安排;(5)在此流程的基础上导入成熟的开发和管理理论及方法,并根据客户的要求建立相应的规则、度量方法、模板,作为改进和实施的基础;(6)按层次和相关要求编写各层次文件,根据国军标的要求编写相应的工作文档、风险管理文档以及工作量统计文档;(7)依据软件运行的实际情况改进流程,在这个过程中组织的所有人员确定需要改进的目标,分析现有的工作步骤、客户需求和存在的问题,给出改进方案,验证并更新实施流程,在提高技能、绩效的同时,也提高软件的质量。质量控制是一个总结、再学习和提高的过程,通过不断的改进建立下一轮工作的更高目标,制定组织进一步工作的计划,只有通过这种反复的评估改进才能不断提高软件质量。 4 结束语 在信息化高速发展的今天,要高质量、高效率地开发出复杂的大型软件系统已不再是单个质量控制方法所能完成的任务,只有通过融合多种方法的优点推出一种新的质量控制模型,才能保证气象水文软件产品的质量和可靠性。本模型旨在GJB 9001B的基础上结合CMMI的理念和技术要求,把GJB 9001B作为CMMI的保障,而把CMMI作为GJB 9001B的“使能器”,两者相互促进,全面提升气象水文软件的质量及服务能力,进而提高武器装备软件的质量。 软件质量管理论文:仿真训练软件质量管理中的“三库”建设研究与实践 摘 要 为了加强仿真训练软件开发过程中状态变化的控制,针对仿真训练软件质量管理中存在的问题,在软件开发过程中建立“三库”,并通过“三库”的有效管理实现配置管理的部分功能,达到提高仿真训练软件质量和质量管理水平的目的。 【关键词】仿真训练 软件 质量管理 三库 1 引言 我国信息化建设突飞猛进的发展,给我们的工作和生活带来很多便捷。无论是在学校、军营,还是机关、农村,信息化覆盖率越来越高,让人们真切感受到科技带来的独特魅力,人们可以足不出户就能体验到科技给予我们的全新的感受。科技让我们距离世界很近;科技让我们工作或生活更加轻松;科技让我们颠覆过去的思维及工作、生活方式。 信息化建设如火似荼地发展,同时也催生了仿真训练软件的数量越来越多、规模越来越大、结构越来越复杂,软件质量对仿真训练软件可靠性的制约也日益凸显。为了满足日益提高的仿真训练软件质量要求,确保软件质量和可靠性,做好软件质量管控工作具有十分重要的意义。 作为软件质量管理的核心内容,配置管理是可以控制软件变化的科学管理。软件配置管理的主要内容集中在软件的版本控制、变更控制和过程支持。其中,设立“三库”,即开发库、受控库、产品库,对软件技术状态变更和版本控制的管理更是其最主要、最核心的问题,也是配置管理的重点。在军用仿真训练软件开发过程中,通过对软件“三库”的有效管理来达到控制状态的变化和标识的情况,并严格履行软件产品的出入库规定,从而实现对软件的质量监督。 2 “三库”的含义 “三库”是指软件开发库、软件受控库和软件产品库。“三库”的建立是配置管理当中的一个重点内容,不仅可以对软件开发过程中软件状态的变化进行控制,还可以对软件配置项进行有效的标识,同时又可以避免复杂的配置管理技术给开发成本造成太大的影响。 GJB 5000A《军用软件能力成熟度模型》、GJB 5235《军用软件配置管理》和GJB5716-2006《军用软件开发库、受控库和产品库通用要求》都有对“三库”建设的相关要求,其中,GJB5716-2006中给出“三库”的定义分别是: (1)软件开发库(software development library)是指在软件生存周期中,存放软件配置项的集合。 (2)软件受控库(software controlled library)是指在软件生存周期中,存放已通过测试或评审且作为阶段性产品的软件配置项的集合。 (3)软件产品库(software product library)是指在软件生存周期中,存放已定型(鉴定)且供交付、生产、检验验收的软件配置项的集合。 通俗一点的解释“三库”的含义是: 软件开发库就是在软件生存周期的某一个阶段期间,存放于该阶段软件开发工作有关的计算机可读信息和人工可读信息的库;在软件生存周期的某一个阶段结束时,开发库内的内容经过评审通过后,就可以进入到软件受控库中;在软件生存周期的组装与系统测试阶段结束后,形成的可以直接交付给用户的最终产品或可以在现场安装的软件就存放在产品库中。 3 仿真训练软件质量管理中存在的问题 目前,仿真训练软件的质量管理工作还没有采取有效的管理办法和措施,软件质量还远不能满足软件开发的要求,软件开发成本与进度计划难以准确估计,对软件产品质量的评价还缺乏标准和手段。归纳起来,军用仿真训练软件质量管理中存在的问题具体表现为以下4个方面: 3.1 软件项目质量管理意识不强 现阶段,大部分仿真训练软件开发研制单位质量管理意识不强,在软件开发过程中没有按照质量管理体系要求行之有效的管理和监督。在软件开发过程中,缺少质量保证大纲等质量保证文件和阶段性的评审制度,软件的质量保证工作基本上是由软件开发者自身完成的,而实践已经证明,采用这种方法开发的软件是无法保证软件的质量的。 3.2 缺乏软件技术状态管理和控制 在仿真训练软件开发过程中,软件的技术状态非常多,软件的一条语句或一个函数的修改都可能造成软件部分功能无法正常运行,甚至整个软件瘫痪。所以,一旦软件出现故障,由于没有对软件的技术状态实施管理和控制,很难快速准确的找出故障原因,严重的情况下,还会造成更大的损失,直接影响整个军用仿真训练软件的质量。 3.3 软件测试不够充分 大多数仿真训练软件开发单位没有设立独立的软件测试部门和专门的软件测试人员,而是在软件开发的各个阶段由开发人员采取自己设计、自己编程、自己测试、自己维护的方式来完成的。由于软件开发人员任务重,他们在测试上不可能花费很多时间和精力,所以很容易把软件测试环节变成只是走过场、讲形式,导致测试的作用和可信度大大降低,一些隐含的错误和缺陷被遗留到软件交付之后的运行阶段。 3.4 对软件文档的重视程度不够 软件文档是软件的一个重要组成部分,是保证软件质量的一个重要手段,它关系着整个软件的有效运行和维护。在军用仿真训练软件开发过程中,开发人员没有充分认识到文档在软件开发过程中的作用,所以导致开发人员对文档编制不感兴趣,编制不及时;软件文档内容不完整,与开发过程不一致,格式不规范;文档审核和管理不够严格,未经审批可随意更改文档内容等问题,最后造成软件的透明度低,软件可维护性和可移植性不好,给软件研制和维护带来很多困难和问题。 4 “三库”在仿真训练软件开发过程中的应用 在仿真训练软件的开发过程中,软件的技术状态是在不断变化的,软件在各个阶段的配置项内容是不相同的,软件的版本也是存在更新的情况。因此,对软件技术状态的管理和控制是保证军用仿真训练软件质量管理的关键。“三库”质量管理是软件质量保证的一个非常重要的手段,也是软件产品形成过程技术状态管理的核心任务。 4.1 建立“三库” 按照相应国军标的要求,在仿真训练软件生存周期中,要建立软件“三库”,通过对“三库”的集中管理,实现对软件开发过程中状态变化的控制和对软件配置项的正确有效的标识,以确保仿真训练软件产品的正确性、完整性、可控性、可追溯性。 4.1.1 开发库 从技术状态形成过程、有效控制和管理的角度看,在仿真训练软件完成详细设计阶段工作之后建立软件开发库。此时将未进行测试和评审的软件和软件相关设计文档等软件配置项存放到开发库中进行集中管理,并由软件开发项目组或分系统负责。 4.1.2 受控库 软件受控库反映的是软件研制开发过程的轨迹。在仿真训练软件形成过程初、中期等阶段建立软件受控库,对通过测试和评审,确认正确的软件版本、完整的软件文档材料,以及其它相关软件配置项,采用软件受控库管理,由系统总体负责管理。 4.1.3 产品库 在仿真训练软件研制开发的末期建立软件产品库,对通过综合测试(验收)的软件、完整的软件文档材料、软件生命周期更改的版本,以及开发研制该软件产品的相关的成套软件(包括开发环境和开发工具)集中控制管理,由研制单位质量管理部门负责。 4.2 软件开发库的管理 软件开发库建立在承担仿真训练软件开发任务的项目组,由项目组质量管理人员或分系统负责人(无分系统的由项目负责人)负责日常管理和维护。软件开发库中管理的内容包括软件开发、测试阶段对应的文档和“初始阶段”的软件。 4.2.1软件开发库入库的内容 (1)按照对应国军标要求,软件在开发过程中规定的所有系统的和阶段设计文档,包括:软件开发计划、软件技术规格书、软件需求规格说明书、接口需求规格说明书、概要设计说明、详细设计说明、接口设计文档、软件测试计划、软件测试说明、软件测试报告、软件配置管理计划等。 (2)软件开发过程中各阶段所产生的计算机软件部件、计算机软件单元及其源程序代码、目标代码和数据定义文档,软件开发过程中各阶段进行软件测试的测试用例和测试结果等。 4.2.2 软件开发库的控制要求 项目组首先根据开发软件的规模,将符合项目标识、版本等软件配置要求的软件配置项入库控制,在此基础上对开发库的每一项内容(配置项)进行标识,由专人负责记录开发库中每一个配置项的位置、标识和入库时间。如果有某个配置项需要进行修改,则需要按权限实施更改,并必须通过项目负责人的审批。在进行更改操作的同时还下需要填写《软件开发库更改记录表》以记录开发库中的有关更改信息,并保存更改前的软件或文档的标识和版本。出库控制应按规定的权限出库,记录有关出库的出库项、软件提取人和出库时间等信息。 4.3 软件受控库的管理 在仿真训练软件测试工作开始之前需要对开发库中的软件配置项进行确认工作,然后从中提取被测软件和相应文档进行测试。通过认可的测试或评审的软件配置项就可以转库到软件受控库。 4.3.1 软件受控库入库的内容 软件受控库入库的内容必须是通过测评或评审的软件配置项,以及是仿真训练软件开发单位或用户认可的内容。具体内容包括:可行性研究报告、项目开发计划、软件需求说明、概要设计说明、详细设计说明数据库设计说明、软件测试计划、软件测试分析报告、用户手册、操作手册、软件维护手册、项目总结报告、项目验收报告、质量要求文档(质量保证大纲、标准化大纲、可靠性和维修性保证大纲等)、软件(源程序、目标代码、编译成目标代码的详细步骤、可执行程序和写入可编程器件的程序等)、软件设计更改报告及审核文档,以及所有文档的电子版本。 4.3.2 受控库的控制要求 仿真训练软件的受控库控制要求要比开发库更为严格,受控库的管理控制由承研单位的质量管理部门负责,软件开发人员受控使用。 软件开发库中通过测评和审核的软件配置项必须转入到受控库进行管理,每次访问需按权限,并要通过项目负责人和质量管理部门负责人联合审批才可获得批准,同时还要记录访问人 、访问时间、访问项、访问批准人等信息。出库控制时,软件提取人的申请,项目负责人和质量管理部门负责人审批,并进行出库信息登记。更改控制时,软件开发人员先提出更改申请,质量管理部门向有关人员更改信息,并且组织评审,待更改内容通过评审后方可按要求办理出库,转入到开发库中进行更改;完成更改后按相关要求重新入库,并及时向有关人员更改信息。 4.4 产品库的管理 软件在通过综合测试或验收之后,其配置项应转入软件产品库进行管理。而其它项应纳入承研单位的档案管理。 4.4.1 产品库的内容 软件产品库入库内容应是已经完成了综合测试等待交付给用户运行或者是现场安装的最终的软件产品,具体包括可执行程序、系统配置文件、数据文件、安装文件以及电子文档和书面文档。 4.4.2 产品库的控制要求 产品库的管理控制直接由军用仿真训练软件承研单位的科研部负责。对软件产品库须按相关要求进行入库、访问、出库、更改、配置状态报告、配置审核等的控制。 产品软件版本必须与设计文件及其电子版同步归档,软件档案必须与其纸质软件文档相符。产品软件归档媒体一式两套,一套为基准盘封存保管,一套为工作盘提供利用。 5 “三库”应用的效果分析 在仿真训练软件的开发过程中应用“三库”,对软件的变化状态和有效的标识实施管理,使得软件的开发过程变得可控,杜绝了软件开发和使用的随意性,软件质量得到了保证。“三库”应用的效果具体表现为以下几个方面: (1)在仿真训练软件开发过程中应用“三库”进行有效的标识,减少了项目开发因为版本错乱、标识不清等低级错误,导致整个软件产品质量下降,保证了软件的开发周期及阶段性取得的成果。 (2)在仿真训练软件的开发各个阶段中,软件和其它软件配置项不可避免会发生更改,通过“三库”的应用,强化对开发库、受控库和产品库更改的审批控制,使软件的所有的技术状态都处于可控的范围内。 (3)在仿真训练软件的开发中应用软件“三库”实施管理,不仅可以帮助项目管理人员和软件开发人员清晰、准确的把握软件开发的每一个阶段和流程,而且通过软件“三库”的管理还可以让软件开发人员发现并避免一些重复性、阶段性的错误,使软件开发人员能够开发出高质量的软件产品。 6 结束语 随着仿真训练软件的发展,软件的质量要求也随之提高,软件的质量管理工作就成为越来越重要的问题。本文研究了仿真训练软件质量管理中的“三库”概念和建设方法,并在软件开发过程引用“三库”实施管理类,从软件开发阶段开始提高软件质量,建立和维护军用仿真训练软件在软件生存周期中各个阶段产品(包括各个文档、程序及其数据等)的完整性,确保对仿真训练软件形成过程的质量实现可追溯性,使软件开发、技术状态管理和维护过程处于受控状态,最终提高仿真训练软件质量。 作者单位 海军潜艇学院 山东省青岛市 266042 软件质量管理论文:加强我国军用软件质量管理的若干思考 [摘 要] 随着军队信息化的高速发展和广泛应用,军用软件在武器装备系统中的重要性日益突出,其质量已成为影响武器装备作战性能的关键因素。分析了我国军用软件质量管理的发展和现状,并从突出地位作用、加强理论研究、加快系统建设、提高建设水平四个方面对如何加强我国军用软件质量管理提出了思考与建议。 [关键词] 军用软件;质量管理 随着高新技术的发展和装备信息化程度的提高,软件在现代武器装备中所占的比重不断增加,在武器装备系统中的地位逐渐由硬件的配套产品上升为独立的产品,成为武器装备系统和自动化指挥系统的重要组成部分,武器系统功能的生成和发挥对软件的依赖性越来越强。军用软件的质量关系着装备系统功能的强弱和成败,直接影响甚至决定着武器装备的质量。 一、军用软件 军用软件(Military Software)是指用于保障军事装备及其配套系统正常工作,经正式立项研制并交付军方使用的特殊的专用软件产品。与常用软件相比,它实时性、时序性、精度性、安全可靠性要求更高,并具有嵌入式软件多、能适应各种恶劣军事应用环境的特点。 军用软件一般分为两类。一类是武器系统软件,包括为武器系统专门设计或专用的嵌入式软件,指挥、控制和通信软件;对武器系统及其完成军事任务进行保障的其他软件。另一类是自动化信息系统软件,主要是指执行与武器系统无关的系统使用和保障功能的软件。 二、我国军用软件质量管理的发展 同国外相比,我国军用软件质量管理起步较晚。1996年,原航天工业总公司颁发了《中国航天工业总公司软件质量管理规定》,明确规定了软件也是产品,必须和硬件一样纳入型号配套管理,列入产品配套表和技术配套表,实施产品管理。2000年3月,国防科工委颁布了《国防科工委关于加强国防科技工业质量工作问题的若干决定》,并于2001年9月颁布了《军工产品软件质量管理规定》。2002年,国防科工委专门组织软件调研组,对重点型号的软件承制单位进行了调研,并对加强软件质量与可靠性工作进行了现场指导。在2002年9月召开的国防科技工业质量工作会上指出,软件质量是当前比较薄弱的环节,应充分重视软件质量问题,积极借鉴国外软件质量管理方面的经验,加强国防科技工业内部各单位的交流,促进软件质量控制和可靠性工作。 我国军用软件质量管理基本上是以软件开发项目为中心,以软件工程化带动和推进软件质量管理,其具体方法如下: 1.依据软件工程原理,按照一定的软件开发方法学,确定适当的软件生存周期模型,分阶段实施了软件质量管理和控制。 2.型号软件纳入了产品配套表,对软件产品的研制进行了严格的质量管理。 3.根据软件的规模和安全关键性等级,对软件进行了分级分类管理。 4.落实型号研制人员的岗位职责,软件研制人员经培训合格后持证上岗。 5.制定并实施了大型项目的软件规范。 6.建立并完善了软件独立测试机构,提出并实施了软件仿真测试,加强了软件开发项目组内的软件测试力量,对A、B级软件开展了独立的确认测试。 7.为总结型号软件开发方面的教训,编写了型号软件故障启示录;为总结型号软件测试经验,编写了软件评测文集与案例,建立了测试实例库。 三、我国军用软件质量管理现状 随着军事装备体系化、复杂化、高技术化趋势逐渐显著,各类军用软件的使用日趋广泛,结构日益复杂,军用软件已不再是硬件的附属物,已经成为与硬件并列的、独立的技术状态管理项目。军用软件要求具有很高的可靠性、可维护性和安全性,以保证最大限度地发挥系统的整体作战效能。因此,军用软件开发中必须采用有效的手段和工具进行软件的质量保证活动,以支持开发人员在最短的时间内,用最小的费用开发高质量的软件,满足应用需求,同时减少维护费用。 但是,由于受多种因素的影响和制约,军用软件的质量和可靠性问题一直没有引起人们足够的重视。软件在开发、设计阶段缺乏严格的需求分析和评审;在调试、验收阶段,由于缺乏科学的测试手段也无法对软件进行必要的测试;在使用、维护阶段,不能严格按照软件配置进行管理,造成软件在生存周期中,存在着更改随意性大、质量难控制的问题。这些都不可避免地造成了软件的技术状态混乱,给用户的使用和维护工作带来了困难,影响了战斗力的提高。军用软件质量管理存在的一些不足如下: (一)承制方尚未建立完善的软件质量保证体系 目前,虽然已经建立基本的军用软件质量体系标准,如GJB9001B-2009等,但是实施程度较差。在现阶段,军事科研软件的开发大多集中于军队直属单位中,大多是院校、科研所及相关部门。参与软件开发单位一般较多,但单位内部没有建立较为完善的软件质量保证体系。由于质量体系的不完善导致了软件开发过程缺乏行之有效的管理和监督,软件的质量保证工作基本上是由软件开发者自身完成的。 (二)军方尚未有效参与软件需求定义 软件需求是度量软件质量的基础,不符合需求的软件就不具备质量。但当前的型号研制中,军用软件需求定义阶段缺少军方的有效参与,设计人员无法全面、准确地理解和定义装备的作战使用需求,同时对军用软件隐含的需求(如软件的可维护性)重视不够,导致在后续工作中软件修改、返工频繁,不但影响了软件研制进度,而且一些质量问题和缺陷也带进了后面阶段的工作中,软件质量难以保证。 (三)软件测试不够充分 目前,军用软件承制方多数没有建立专门的软件测试组,而是在软件开发的各阶段主要由开发人员采取自测和互测相结合的方式。由于软件开发人员任务重,他们在测试上不可能花费很多时间,容易走过场,致使测试的作用和可信度大大降低,一些隐含的错误和缺陷被遗留到软件产品交付投入运行阶段。 (四)文档在软件质量保证中的作用尚未引起足够的重视 软件文档是计算机软件产品不可缺少的一部分,它关系到系统能否有效运行、开发和维护,是保证软件质量的一个重要手段,它主要体现在文档本身的可追溯性和可改进性。但是,在实际工作中,文档的形成过程是一项艰苦、枯燥的劳动,人们常常忽视它,致使文档的编制和管理存在着许多亟待解决的问题。一是软件开发人员对文档编制不感兴趣,编制不及时;二是软件文档格式不规范,内容不完整,可读性差;三是文档审核、管理把关不严,未经许可随意更改的现象比较普遍。这些问题导致了软件透明度低、可维护性差。 四、加强我国军用软件质量管理的措施 (一)要突出军用软件质量管理地位作用 随着军用软件在作战、训练、战备、管理等军事领域的广泛应用,其地位和作用更加突出,必须充分认识到软件质量问题的严重性和紧迫性,努力提高军用软件的质量和管理水平。必须针对军用软件研制及使用保障过程中存在的种种不足,强化质量意识,加强质量管理制度建设,建立健全软件质量管理体系,不断提升质量管理能力。 (二)要加强军用软件质量管理的理论研究 军用软件在研制开发过程中,对质量管理理论具有明显的依赖性。针对目前对军用软件质量管理理论研究较少的现状,迫切需要加强相关领域的研究。 1.加强军用软件质量管理基础理论研究。军用软件质量管理基础理论主要包括基本概念和基本原理,军用软件质量管理的特点、要求和原则,以及面对当前软件开发和使用保障过程中遇到的新问题,提出解决的对策、措施和研究重点,以便系统地研究和解决。 2.加强军用软件质量管理基本规律研究。军用软件质量管理基本规律是进行质量管理活动的基本遵循和依据。应根据军用软件自身的特点和要求,借鉴质量管理活动的基本规律,从军用软件的需求分析、设计、开发、测试、定型与鉴定、质量监督、项目管理、验收、配置以及维护等不同活动的特点出发,来研究军用软件质量管理的基本规律。 3.加强军用软件质量管理方法手段研究。要紧贴军用软件质量管理的实际,区分不同活动的特殊要求,围绕军用软件质量形成的全过程,深入开展质量管理方法手段的研究。 (三)要加快军用软件质量管理体系建设 现代高技术武器大量采用计算机系统,军用软件为完成智能化的任务,也越来越复杂,外军已经把军用软件作为装备纳入了管理体系。我军新一代武器陆续装备,指挥自动化系统也初具规模,软件的成分大大增加。但军用软件在设计、开发、测试、维护、使用管理上还很薄弱。因此,针对军用软件的特殊性,建立系统化、正规化的质量管理体系十分重要。 1.建立军用软件质量管理部门。有必要在总部一级建立一个集中统一的软件管理部门,负责制定用以规范和指导军用软件发展的法规、制度和技术标准,在总体上规范和指导各军兵种的软件开发与采办;在各军兵种成立相应的部门,负责指导、规范本军兵种的软件开发与采办工作。 2.健全军用软件质量管理体系。在准确把握军用软件质量需求的基础上,研究如何加强组织体系建设,形成科学合理的质量管理体系,明确各层次、各部门的质量管理职责,提高质量管理的保障能力和水平。 3.健全军用软件质量管理的相关法规和技术标准。健全完善的法规和技术标准是军用软件质量管理的前提。为保证军用软件质量管理的顺利实施,必须加强顶层设计和体系结构的总体规划,建立满足军事需求的、统一的软件体系,结构和标准规范,解决好软件的发展同步、功能配套、兼容匹配。 (四)要提高军用软件质量管理建设水平 1.运用全寿命管理的思想提高质量。对军用软件从需求分析到新系统替代的整个生存周期过程中各阶段及各环节的活动,实施前后衔接、持续不断、首尾响应、协调统一的管理,明确每一个阶段、每一个部门的管理任务和目标。 2.用软件工程的原则与方法研制、开发、维护军用软件。军用软件系统复杂,软件度量、工作量估计、需求变化和风险管理难度大,开发进度和质量难以保证。运用软件工程的思想加强软件开发,有助于提高软件产品的质量和开发效率,减少维护的困难。 3.建立相应的规章制度,明确职责与职权,使软件质量管理工作规范化、标准化。软件开发时间周期长,参与人员、部门多,在整个生存周期内,软件的开发环境、运行环境都会发生变化。通过建立一套评估、控制和实施软件质量管理的机制,有利于实现软件质量管理的科学化、制度化和经常化。 软件质量管理论文:基于过程的软件质量管理在信息化中的应用 【摘 要】随着现代信息技术的发展以及计算机软件开发应用的不断进步,在积极性软件质量管理中,基于过程方法的软件开发与生产质量管理等,已经逐渐成为现代信息化发展中,软件质量管理应用的标志性管理技术方法。基于过程的软件质量管理,对于软件的开发利用来讲具有高质量保证与高可信度的优势。本文主要通过对于基于过程的软件质量管理原理的分析论述,并结合信息化发展过程中软件质量管理的问题,对于基于过程的软件质量管理在信息化中的应用进行分析论述。以提高过程方法在软件开发设计与管理中的应用,推进现代信息化的发展。 【关键词】过程方法;软件质量管理;信息化;管理平台;设计;分析 在软件技术开发与软件设计应用中,最为关键并且重要的问题之一就是对于开发设计软件以及软件技术质量的保障与成本控制实现。近年来,随着软件技术与软件开发设计应用的不断发展进步,对于软件工程的研究发展也有了很大的进步,但是在软件技术质量保证与成本控制方面的问题一直没有很好的得到解决。基于过程的软件质量管理方法技术,就是在这样的发展背景与需求下,逐渐在信息化发展实际中进行应用实现的。基于过程的软件质量管理最早是由美国软件行业在上世纪80年代初期进行提出并应用的,它实际上就是将软件技术的改进发展与软件开发设计过程的改进之间同步进行与实现,通过对于软件技术开发与设计过程的控制,实现对于软件技术质量的管理控制,这样一来不仅对于软件技术和软件应用发展有着积极的作用,而且在一定程度上也推动了社会信息化的发展进步。 1.基于过程的软件质量管理与技术概述 1.1基于过程的软件质量管理含义分析 基于过程的软件质量管理通常也被称为是过程管理方法,对于软件质量的过程管理提出与实现,最早是由美国软件行业在上世纪80年代,以进入以过程为中心的软件技术以及软件产品的开发利用时代为标志。随着美国软件行业中以过程为中心的软件产品、技术的开发利用发展,基于过程的软件质量管理方法以及管理平台在实际开发应用中越来受到欢迎,并且基于过程的软件质量管理平台开发设计的相关要求准则等,也随之出现并发展起来。在对于基于过程的软件管理平台设计建立要求准则中,以美国CMM以及PSP、TSP管理平台的设计应用实现最具有代表性和意义。 通常情况下,对于基于过程的软件质量管理平台与方法中,过程一词多被解释为将输入方式转化为输出方式的一组相互关联或者是相互作用的活动。对于软件产品以及技术的设计实现以及管理过程,又被按照一定的规律关联分解为软件工程过程以及软件管理过程、软件支持过程等三大过程类型。其中,软件工程过程主要是指软件产品以及技术的开发、生产、设计实现过程,包含对于软件技术与产品的需求分析以及编码设计、系统测试等过程步骤;而软件管理过程主要是指对于软件工程的管理维护过程,包含对于软件产品、技术的开发、生产、设计应用等的管理以及维护实施等,比如对于软件开发项目的策划、跟踪监控以及质量保证管理过程等;最后,软件过程中的支持过程主要是指对于软件技术以及产品的开发、设计、生产利用进行支持的过程行为,包括对于软件产品与技术的评审以及培训、度量等过程。在软件工程开发设计以及应用管理过程中,建立相关系统平台,实现对于软件工程系统化与自动化管理控制实现,是在现代信息化发展情况下,进行软件质量管理的有效方法与途径措施。 1.2基于过程的软件质量管理技术概述 在应用过程管理方法,对于软件质量进行管理实现的实际应用过程中,主要的软件过程质量管理技术有CMM软件过程质量管理技术以及PSP、TSP软件过程质量管理技术等,此外,还包含ISO9000系列的软件过程质量管理应用技术,以及IEC15504要求标准下的软件过程质量管理技术。 其中,CMM、PSP以及TSP软件过程质量管理应用技术,是由一家软件工程研究机构研究提出的基于过程的软件质量管理系统模型平台。CMM软件过程质量管理系统模型平台主要是在对于CMMI系统模型结构与人力资源管理思想理念、以及软件开发生产技术、产品相互融合的情况下,最终形成一个完整的CMM管理系统与体系,实现对于软件质量管理过程中的人与技术、管理过程三个方面的管理控制实现。而ISO9000标准系列的软件过程质量管理技术一种由国际标准化研究组织研究提出的通过过程方法实现对于软件工程质量管理的技术方法,它在许多国家和地区的信息化发展中有广泛以及普遍的应用实现,尤其是在政府以及工业发展、信息技术研究领域的应用实现更为突出。 2.基于过程的软件质量管理在信息化中的应用分析 2.1信息化过程中的软件质量管理问题 随着社会信息化的不断发展,信息化发展过程中出现的矛盾问题也越来越多,比如信息化的建设发展各自为政、信息化重复建设和信息化建设成果垄断等问题,在信息化发展的过程中越来越突出。作为社会信息化建设与发展的重要基础和核心部分,软件的开发利用以及发展不仅对于社会信息化的建设发展有着重要的影响作用,更是对于国家生产力水平以及综合实力情况也有着很大的影响。 根据社会信息化发展与软件质量管理的情况来看,目前,在信息化发展过程中,软件质量的管理也存在着一定的问题,首先表现在对于软件质量管理的意识比较缺乏,软件质量管理的重视程度不够。其次,在社会信息化发展过程中,对于计算机软件产品的开发设计与利用过程中,过分重视对于软件技术产品以及项目的开发设计进度、数量等问题,而忽视对于软件产品质量以及软件开发设计过程的控制管理。再次,在进行软件技术以及产品的开发设计过程中,所运用的软件产品与技术的开发设计质量管理体系相对比较落后,并且对于同一个软件产品与技术的开发设计转包现象比较严重,通常存在有多个软件开发方,这对于软件质量的管理以及软件开发的发展进步都十分不利。最后,在进行软件质量管理过程中,缺乏有效的软件质量控制管理体系,也是信息化发展中软件开发设计与管理中的重要问题,如下图1所示。 2.2基于过程的软件质量管理在信息化中的应用 在社会信息化发展中,基于过程的软件质量管理方法,就是通过对于软件需求过程以及软件设计过程等的质量控制与管理实现,同时对于软件的编码以及测试、维护等,基于过程质量控制管理的方式,实现对于软件质量的控制管理实现。具体质量控制管理方式如上图2所示。 首先,在基于软件质量控制管理的软件需求过程的质量管理中,应注意从对于客户管理以及目标控制、需求范围的控制、需求筛选等方面,进行软件需求过程的质量控制与管理实现,保证软件技术与产品的质量。其次,对于软件设计过程的质量管理控制,主要就是根据软件需求分析情况,对于软件总体结构的设计过程与质量进行控制管理,以实现软件过程设计的目标。再次,对于软件编码过程中质量控制管理,主要是通过对于软件编码的过程进行规范,以及做好相应的软件编码代码审查、单元测试的控制与管理;在软件测试过程中,做好软件的单元测试以及集成测试、系统测试三个部分的测试,并对于测试过程进行控制管理,保证软件测试过程质量符合要求。最后,在进行软件产品以及技术的维护过程中,应注意针对不同的软件维护类别,对于软件技术与产品进行改进,以满足客户对于软件产品的需求。总之,基于过程的软件质量管理,就是要结合软件技术以及产品开发设计实现的过程,对于过程方法进行控制管理实施,从而实现对于软件产品的质量管理。 3.结束语 总之,质量管理是企业管理工作中的关键与重要内容部分。而基于过程的软件质量管理更是现代软件质量管理的重要趋势方向,进行方面的应用分析,具有很大的必要性与重要性意义。
化工原理实验论文:化工原理实验改革实践的初探 《化工原理》是应用化学、生物工程及材料等专业的必修课,其涉及到高等数学、物理、物理化学、计算机技术等过去所学的基础科目。化工原理实验有别于其他的基础实验,类属于工程实验,具有由理论到工程的桥梁作用,对学生的动手能力、创新能力、工程思维的培养起着重要的作用。化工原理实验教学着重于实践能力和解决实际问题能力的培养。结合近年本人在化工原理实验教学中进行了一些探索,也收到了一些的效果。 一、在实验教学环中更好的为学生构建知识体系 在化工原理的实验教学中不能一味的追求作出实验的结果,其中应更加注重理论和实际的结合。《化工原理》课程本身就是一门综合学科,其中的理论知识和工程的方法既需要多学科作为支撑,又需要有新的理解和研究方法,因此构建学生和知识体系的重要性并不低于动手的实验本身。因此,在开设实验课之前应该对过去的知识进行梳理,提出相关的公式的相关性以及工程中的区别,在了解实验设备的前提下进行实践,对实际工厂中的生产设备有所了解,再去通过实验去了解怎样通过其去解决实际的问题。 二、随着科技日新月异的发展,计算机模拟技术已经很成熟,在很多的实际科研中已经取得了很多成果,对实际的生产起到了辅助甚至预测作用。并且在化工原理实验课往往受到场地和实验装置的限制,很难让每个学生真正的完成整个实验。因此引入计算机模拟可以解决这两个方面的问题。其对于提高整体教学效果的作用是非常明显的。在很大程度上,计算机模拟技术可以辅助仿真实验,在构建模型的基础上能让同学们更好的理解整个过程中生产设备的运作和在使用上,更好的结合实际的情况和理论的结合。其能不受时间、场地、安全等实际实验条件的限制。化工原理实验教学中开展仿真实验和计算机模拟结合应该会成为化工原理实验教学改革的新方向。 三、采用分讨论小组的实验教学模式 为了培养学生的兴趣和创新力,争取逐步建成更完善的学习小组,根据学生的实际情况对学生进行分组,对实验的理论、过程、和能应用的场合进行讨论和汇报。合理安排学习讨论内容 [1]:基本实验,对所学的知识进行汇总,处理数据得出实验结果。[2]总结公式对比实验式、理论式、经验式,将用到的公式进行汇总,构建简单的模拟模型,用计算机模拟实际情况。[3]将实验中的知识结合实际,探讨其在实际中的应用,和在实际生产工程中应用可能出现的问题,解决方法。 四、培养学生自主处理化工原理实验报告 实验报告是化工原理实验重要部分,但很大部分的学生写实验报告只是为了完成任务,对处理数据并不重视,抄袭现象严重。其主要原因可能是化工原理实验报告内容太多,而且并不愿意用心去完成。因此,在实验报告写法上我们也作了相关的改进。[1] 实验报告的纸张采用装订成册的形式,不采用统一的模式,学生可以通过小组自行设计。[2]以小论文形式的写作,可以让学生更好的了解科研的模式,为其日后的科研学习打下基础。除此之外论文形式也要求学生发现实验中的问题提高创新能力。 五、计算机模拟和仿真实验是未来的一种趋势,更多的思考学生和学校的具体条件和能掌握的内容是我们思考的主要方向。在已有的硬件设施的情况下,还需拓展学习和交流的途径,争取能将化工原理实验的改革做到更好。 化工原理实验论文:探析增加高校化工原理实验教材研究 在认真分析化工原理实验课程教材建设中存在问题的基础上,探求化工原理实验教材建设的途径和教材建设的具体要求。 一、化工原理实验教材建设存在的问题 化工原理实验具有明显的工程特点,是实践性很强的一门技术课程,以培养高等化工科技人才的能力和素质为主要目的。新建本科高校化工原理实验教材建设虽已取得了很大的成绩,但仍存在一定的不足。 (一)教材内容参差不齐,多是讲义 化工原理实验研究的是多达14个的基本化工单元操作,其相关实验,根据内容可分为基础实验、验证实验、综合实验和设计实验,与之配套的实验仪器有很多。由于化工原理实验内容的这种特殊性,化工原理实验教材版本较多,涉及的实验内容也各不相同。即使名称相同的实验,由于实验性质不同,其实验仪器亦不同,加之生产仪器设备厂家的研发能力也不同,这也致使化工原理实验所需的仪器设备千差万别。而且,在以往的化工原理实验教材编写时,编著者往往根据自己所在专业化工原理实验室已有仪器设备进行编写,又由于各学校的专业培养目标不同,同一实验的性质不同,所购置的仪器设备不同,致使实验教材中名称相同的实验项目的实验内容不同。这些都给学校选用教材带来了一定的困难。 (二)教材内容落后于科学技术的发展 首先,测量仪器及测量方法方面的内容陈旧。化工原理实验中的测量项目较多,有流量测量、温度测量、压强测量等。例如流量测量仪器,目前使用的有孔板流量计、转子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、卡门涡街流量计、超声波流量计、质量流量计、多普勒激光流量计和其他新型流量计。这些测量仪器及其使用方法都是学生需要掌握和了解的。可是,现行的化工原理实验教材甚至是化工原理教材也只是简单地介绍了其中的2~3种,无法满足学生获取知识的要求,也无法满足现代社会对应用型人才的需求。其次,数据采集及控制方面的内容滞后。现代科技社会,为了切实提高化工生产的安全水平,化工企业逐步实现了化工安全生产过程自动化控制,如DCS系统、SIS系统、ESD系统等,这些系统有一个共同的特点,那就是应用信息技术和自动控制技术,远程采集数据和动态控制生产。由于化工原理实验课程以培养符合社会需求的高等化工科技人才的能力和素质为主要目的,学生需要了解和掌握计算机数据在线采集和自动控制系统方面的知识内容,但现有的化工原理实验教材大多都没有提及这方面的内容,即使是后续相关的过程控制等课程教材对此也多是泛泛地提到。目前,新建本科高校现有的化工原理实验仪器设备的操作和调节多是手工调节,数据的记录基本上采用的也多是笔加纸的方式。传统的手工操作训练远远滞后于现代计算机数据在线采集和自动控制系统的发展要求。 二、加强化工原理实验教材建设的途径 (一)学校给予重视和政策支持 化工原理实验是化学化工专业的一门专业基础课,其教材建设如果单靠个人,很难达到预期的效果,需要学校与系院给予高度重视和政策支持。学校应根据教材建设制定相应的政策,在经费、时间和政策上给予鼓励,完善教材的评审机制,调动专业教师参与编写专业课程教材的积极性。总之,只有在学校政策的指导下,所有专业教师都参与到教材的建设中来,才能够取众人之长,独辟蹊径,编写出既能体现应用化学专业培养目标,又能体现新技术和新工艺的教材。 (二)教材建设与化工原理实验课程改革相呼应 新建本科高校化工原理实验教材建设应该在遵循培养方案的前提下,以培养目标为核心,以课程体系为基础,以教学内容为主体等方面开展建设。化工原理实验是应用化学专业的一门专业基础课,其开设的目的是为专业课的学习奠定理论与实践的基础,增强学生的学习积极性和创新能力。化工原理实验课程建设是应用化学专业课程体系改革的一个重要组成模块,其教材建设也是建设的重点之一。化工原理实验是以单元操作为基本教学内容的,那么其教材建设应以各种单元操作为主体,针对每个单元操作进行具体的分析、定位和确认,逐步开展教材建设。整个建设过程要与化工原理实验课程改革相呼应,突出应用型的特点。 (三)教师积极参与专业课程教材的编写 教材建设是一项具体、系统的项目,需要一批有事业心的教师积极参与研究和实施。在教材编著之前,参与教材建设的教师要广泛、及时地收集各种资料,并对其进行精选和提炼,整理出能体现新建本科高校应用型办学定位的先进技术理论内容;编著教材时,还要及时了解国内外化工原理实验方面的新技术和新工艺,并充实到教材中去,使课程教材既能体现应用型的办学定位,又能反映出国内外化工原理实验的新理论和新研究成果,从而激发学生的学习积极性和创新性,促进学生全面发展。 (四)教学内容设置注重应用及创新 化工原理实验课程教材建设首先要站在具体专业方向的角度来设置教学内容,确定哪些是重点要阐述的,哪些是点到为止的,哪些是避免重复应该删减的,哪些是最新应用须增加的,以避免因内容重复而出现课程之间的推诿现象;其次要适应现代社会的发展,删除教材中已淘汰的内容,增加国内外的新技术新工艺,要根据企业生产实际增加实践方面的内容,以提高学生的实际操作水平和处理问题和解决问题的能力。 三、化工原理实验教材建设的要求 (一)定位准确 教材建设要在贯彻知识、能力和素质协调发展的教育教学思想指导下,结合具体的人才培养目标,具体的专业课程特点和具体的培养对象,编写专业针对性较强的教材[2]。新建本科高校应用化学专业化工原理实验课程作为一门专业基础课,其教材的建设应该服务于人才培养目标,重视基本原理的应用,对于基本原理的推导和论证要尽量简约处理,追求内容体系的系统性和完整性,强调基本原理的应用和操作,使学生在学习过程中,掌握基本的原理、基本的技能和应用知识,形成基本的专业素养。 (二)树立精品 意识新建本科高校化工原理实验教材建设要与应用型人才培养目标相一致,在实验和实训配套等方面突出应用能力培养的特点,要有精品意识。在注意教材系统性、逻辑性和完整性的前提下,教材编写要用精炼、准确的文辞进行精辟阐述,把最先进的理念、最新的标准规范、最新的技术和工艺融入教材,让教材能体现知识的时代性,体现出学校的人才培养特点,使其成为同类教材中的精品。 (三)遵循先进性、通用性和实用性原则 教材建设要追踪现代科技发展新趋势,把握专业实际发展的需要,注重知识和技术的更新,将国内外新技术和新工艺及时编入教材,同时注重电子教材特别是仿真实验教材的建设。在通用性方面,随着社会对人才需求的不断变化,专业面由单一向多个方向拓展这就需要教材建设要处理好综合性和专门化之间的关系,使编著的教材既适用于单个专业方向,又适用于多个专业方向的专业需要。教材内容设计要摆脱理论分析长而深的模式,充实应用实例的内容,以实用性和综合性为特点,以培养学生基本技能和应用知识为目的。 (四)专业教师和企业技术人员加强合作 化工原理实验教材建设单靠在校教师是很难完成的,只有教师与实验设备研发制造公司及企业生产一线的工程师紧密合作,甚至邀请他们直接参与到教材建设中来,才能真正了解社会所需的化工人才应具备的知识能力和知识结构,并以此进行教材的开发,才能编写出真正适用的化工原理实验课程教材,达到培养出真正的应用型人才目的。 作者:张果时国庆单位:黄淮学院郑州轻工业学院 化工原理实验论文:提升化工原理实验课程教学质量的策略 摘要:在现阶段的教育工作中,部分专业课程的实施,往往继续运用传统模式完成,不仅没有得到学生的肯定,同时在很多方面都影响到了正常教学任务的开展,对人才培养和教学体系健全,产生了一定的负面影响。化工原理实验课程是重要的化学人才培养课程,必须在教学质量上充分提升。 关键词:提升;化工原理;实验课程;教学 相对而言,化工原理实验课程教学在开展的过程中,必须充分遵循一定的规律,要让学生在知识掌握的过程中,能够通过科学的实验、实践来完成,这样就可以最大限度的巩固知识记忆能力,在知识的整体学习上,可以获得较大的突破。值得注意的是,提升化工原理实验课程教学质量的时候,不能总是追求短期效果,还必须在长期教育上高度关注。 1化工原理实验课程教学的问题 1.1教师重视程度不高 我国在现阶段的社会发展中,各个行业的进展速度是比较快的,同时在很多方面都做出了卓越的贡献。相对而言,化工原理实验课程教学的有效教育,能够对化工人才培养产生较大的积极作用,对于今后的行业进步,也能够产生很大的积极影响。可是,从目前所掌握的情况来看,部分教师对于化工原理实验课程教学,在重视程度上并不高[1]。首先,教师在日常的教育工作中,完全是按部就班的开展,并没有积极的完成拓展教育,这就促使很多学生在知识掌握上,完全停留在基础的标准上,个人的能力及相关素质培养,都出现了强烈的隐患。其次,教师对于学生的提问,仅仅是按照单一的模式进行解答和分析,虽然表面上促使学生较好的理解问题,可是在实际上未能够充分推动学生向前进步。 1.2课程体系未及时更新 化工行业在现阶段的发展速度非常快,无论是在技术层面,还是在设备层面,都表现为阶段性的革新、进步,其目的在于更好的推动化工产业的全面完善。我们在化工原理实验课程教学当中,发现部分院校的课程体系,还是集中在老旧的层面上,促使学生在毕业后,还是要重新学习,对于自身的专业应用十分不理想。本文认为,课程体系未及时更新的问题,主要是集中在以下几个层次上:首先,化工原理实验课程教学的安排,安全是按部就班的完成,对于学生特点、职业规划、未来人才塑造等,都没有做出积极的考量[2]。在此种情况下,该项课程的教学,将会直接出现恶性循环的现象,同时无法得到学生的认可。其次,课程体系未进行深入的探讨。培养人才是需要一定时间的,化工原理实验课程教学的课程体系更新,往往直接按照成功案例进行落实,没有考虑到学生的实际情况,以至于在成绩上无法达到最佳。 1.3教学强制性手段偏多 就化工原理实验课程教学本身而言,其在开展的过程中,要想在最终获得理想的成绩,一定要在教学手段上保持和谐,保持多元化,否则很难将最终的工作任务完成。从目前所掌握的部分情况来看,有些教师在化工原理实验课程教学过程中,采取了教学强制性手段。首先,日常的很多教学任务的实施,都在强迫学生在较短的时间内完成[3]。这样的教学模式,虽然能够在短期内促使学生获得较大的进步,可是会长期给学生造成强烈的神经紧绷现象,超出学生的承受范畴以后,很容易在知识学习上展现为强烈的混乱问题,不利于人才团队的塑造。其次,在化工原理实验课程教学当中,部分教师完全按照自己的思想来完成,对于学生的看法、观点十分抵触,甚至是展现为不管不顾的现象,倘若在今后没有做出良好的更新与优化,肯定会对化工原理实验课程教学的落实,造成特别严重的负面影响。 2化工原理实验课程教学质量的提升策略 2.1改进和延伸实验教学内容 在化工原理实验课程教学当中,实验是非常重要的组成部分,同时在很多方面都会产生特别大的影响。为了在今后的教育工作中获得理想的成绩,必须在实验教学内容上,做出良好的改进和延伸,这样就能够促使学生在知识记忆方面取得良好的效果[4]。化学的大部分知识,都是经过实验推导出来的,如果仅仅开展理论教学,不融入实验方面的内容,则对学生的将来进步,是非常不理想的。例如,以前的恒压过滤常数测定实验,学生只是测定出恒压过滤常数,实验就结束了,为提高学生分析问题解决问题的实际工程意识和设计、创新综合能力,在搅拌槽内安装加热装置,并配备相应的温度控制仪表,增加温度对过滤速率的影响这一实验内容,调整延伸实验内容后,不再是简单地测定常温下的恒压过滤常数,而是可以通过设计,测定不同操作温度下的过滤速率,在教师指导下由学生自己来设计实验方案和确定不同的操作温度。通过采用这样的教学方法,能够让学生对课程的学习更加透彻,在思维方面表现为多元化的特点。 2.2改进实验方式,增强工程观念 化工原理实验课程在教学过程中,一定要坚持从长远的角度来出发。现阶段的国家化工产业进步飞快,尤其是在相关的化工工程建设上,取得了不错的成绩。在此种情况下,化工实验原理课程教学,一定要紧密的结合客观实际,要让学生对实验方式积极的改进,还必须在工程的观念上良好树立,这样才能对今后的人才培养和教学水平进步,提供足够的支持,充分告别过往的多项问题。例如,化工原理实验教学方式的改进,总的思路是既要紧密结合课堂理论教学,通过实验扎实基本理论和基础知识,又要强化学生工程意识,培养学生运用所学理论知识分析、解决实际工程问题的能力,并且在此过程中注重学生创新思维的开拓和创造能力的培养。通过在该方面的教学上不断改进,能够让学生在课程知识的学习上,掌握更多的先进理念,在知识和运用方面保持协调进步,而不是单纯的进行知识理论化学习。 2.3加强考核与成绩评定 化工原理实验课程教学质量的提升过程中,除了要在上述的几个方面积极努力,还必须在考核、成绩评定方面持续的加强。从主观的角度来分析,化工原理实验课程教学当中,一定要阶段性了解学生的成就和个人不足,这样才能为下一个阶段的教学提供更多的帮助。为此,我们必须在考核、成绩评定方面,保持足够的理性态度。首先,应该观察化工原理实验课程教学整体效果,对学生的日常表现、理论知识掌握、实验能力、注意事项等等,都做出测评分析,要找出学生的薄弱环节,便于在教学过程中合理的加强。其次,对于学生的成绩评定,绝对不能通过“一刀切”的方法来完成,要观察学生是否存在一定的特长,在学习时间的安排上是否有所差异,是否在某些课程上十分厌恶等,应结合学生的个体情况完成,这样才能更加让学生信服。值得注意的是,成绩的考核与评定过程中,需要适当的融入学生代表的看法,让教师的眼界更加开阔,不要总是在简单的测评上努力。 3结语 本文对提升化工原理实验课程教学质量的策略展开讨论,现阶段的教育工作开展,已经出现了很大的转变,教学质量的提升获得了国家的肯定。日后,应继续在化工原理实验课程教学方面深入探讨,不断的巩固教学体系,要让学生通过多元化的方法来学习,加强师生合作、交流,促使双方共同进步,培养较多的人才,形成教育工作的良性循环。 作者:连晓燕 单位:宝鸡文理学院化学化工学院 化工原理实验论文:化工原理实验中计算机仿真的应用 前言 在化工人才的培养当中,利用化工原理进行实践教学为重要内容之一,其中涉及到了化工生产当中的诸多操作,需要对实验的设备等进行熟练控制。在教学方法的不断创新当中,逐渐将实验现象、原理、过程以及对实验所得数据的处理等与先进的计算机技术相互结合,利用仿真技术进行处理,良好的弥补了实验过程中理解的不足。 一、计算机化工原理仿真系统的制作 (一)仿真系统整体结构。 在化工实验的仿真系统当中,主要分为了准备、数据记录、数据处理三个阶段。其中,主要的实验准备和实验数据记录需要通过Flash软件的辅助完成,在动画制作当中有所体现。而实验当中的数据处理则需要通过计算机2005VisualStudio软件辅助完成,同时需要利用比较精准的Access数据库进行数据的交换和存储[1]。上述三个阶段组成了完整的仿真系统,但是每一个阶段的正常运作均需要计算机相关技术的配合。 (二)仿真系统的实现。 利用计算机仿真实现化工原理实验,在动态的数学模型模拟下,能够进行试验的指导,对实验素材进行处理,通过仿真操作以及数据处理,建立完整的实验模型。此处以离心泵性能的测试为例,对计算机仿真在化工原理实验当中的实现进行分析。首先,实验准备。在Flash动画软件当中体现开始阶段,为了能够使人机更加完美的配合,需要使用具有针对性的ActionScrip语言。Flash动画中,设计水泵开启按钮,对水泵的开关进行控制。为了使整个实验具有真实性,在Flash动画设计当中,按照阀门流量的控制,将其分为由小到大的8个不同等级[2]。其次,利用C语言编程,在实验当中增加相应的可拖动组件,形成相对的代码。进行离心泵性能测试仿真实验时,需要制作实验模拟课件,利用2005VisualStudio软件,对各种被开发的元素名称、属性等进行设置,在属性窗口当中显示相应的内容。同时利用2005VisualStudio软件工具箱,能够在课件制作当中添加标准的控件。在窗口以及控件的协助下,结合C语言形成的代码,在命令窗口中通过输入命令,得到各个数据值。但是,编程当中会因为种种原因出现一定的误差,相关人员需要及时发现产生误差的根源,解决问题,提高实验的精准率。在此情况下,通过Flash动画软件以及C语言编程得出相关数据,工作人员予以记录,绘制出离心泵性质的曲线图。 二、仿真系统操作过程与功能 在利用计算机仿真系统进行化工原理实验中,通过主界面的VisualStudio窗体,以及菜单栏的选择,能够简单、便捷的实验,同时能够对仿真系统的使用提供更加完善的空间。例如上文当中所提到的离心泵特性实验。离心泵在使用当中,开关按钮必不可少,并且离心泵的开关必须由按钮而控制,在打开按钮后方能够启动。但是,在离心泵与按钮同时启动时,其他素有按钮均不能够被启用。而离心泵启用完毕,水量达到使用要求,必须先关闭总体的阀门,然后关闭离心泵按钮。每一按钮均会带动数据仪表的运转,而对数据记录的按钮便会将所有数据进行记录。操作者根据记录数据进行相应的取舍,形成具有依据性的实验结果。 结论 计算机仿系统当中,Flash动画软件以及C语言编程必不可少,由二者相互结合组成的仿真系统对化工原理的实验能起到巨大的辅助作用。在操作过程当中,仿真系统能够进行简单的操作,界面比较直观,人机能够进行相互配合,占用的空间亦比较小。不仅减少了化工原理实验当中各项实验设备的成本以及损坏率,亦使得化工原理实验效果显著提高。因此,在化工原理实验中使用计算机仿真具有重要的积极意义。 作者:宋丽萍 梁成刚 化工原理实验论文:化工原理实验项目教学设计论文 一、化工原理实验项目化教学设计背景 化工原理实验是一门实践性、工程性很强的课程,对培养学生分析问题和解决问题的能力、树立工程观点及创新意识起着十分重要的作用。[8]目前,很多高校对化工原理实验教学进行了改革,教学过程中引入综合设计性实验,改变了过去单一的验证性实验教学模式。[9]然而,综合设计性实验在整个实验项目中所占的比例还很低。我校化工原理实验中除精馏实验属于设计性实验之外,其他实验项目仍然是传统的验证性实验,都是采取教师先讲授实验原理,学生再按照实验指导书按部就班进行实验的教学方式。学生对教师过分依赖,以致于缺乏独立思考的能力,没有学习热情,学习效果不理想。有些学生甚至刚做完实验就一问三不知,根本不清楚自己在干什么。针对这种情况,我们结合本校实验室条件,对化工原理实验教学进行了改革,初步探索了该课程项目化教学的模式。所谓项目化教学设计模式是指在建构主义理论的指导下,以工程实践为导向、以工程项目为载体、融合多种现代教育理念的教学模式,其目的是在教学中把课程理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。 二、化工原理实验项目化教学的实施 (一)构建项目实施项目化教学设计的前提是项目的构建。项目的构建并不是将原有的实验内容简单地拼凑在一起,而应以教学内容与工业生产实际为依据,同时结合学生的学习兴趣及实验室具备的条件,将课程要求的知识点有机地融合到一个项目中予以完成。学生在项目实施过程中不但要掌握本课程传授的专业理论知识,还要熟悉这些理论知识在生产实际中的具体应用。化工原理实验的各个项目对应于生产过程中涉及的精馏、吸收、过滤、干燥等单元操作,其中过滤和干燥技术在化工、食品、制药等生产过程中都有广泛的应用,对国民经济发展具有重要的意义。干燥是一个非常复杂的热质传递过程,它不仅受到空气温度、相对湿度、空气流速等外部条件的影响,还受到物料结构、物理化学性质等内部因素的影响。因此,我们利用现有的板框过滤和流化床干燥实验装置,将这两个实验项目进行组合,将板框过滤实验中的产品作为流化床干燥实验的原料,以“碳酸镁过滤和干燥过程的实验研究”为项目载体,将过滤与干燥这两个单元操作的教学内容贯穿在一起,把化工原理课程乃至化工专业所需的知识、应达到的能力、应具备的素质等培养目标融入该项目中,使学生在学习知识、培养技能的同时培养团队协作精神,为将来从事科学研究和解决工程实际问题打下基础。 (二)分析项目项目分析就是让学生分组讨论,明确本项目的总体目标,并思考如何完成项目,以及在项目实施过程中可能会遇到哪些困难,然后得出可行性分析报告,再根据项目的总体目标,把总项目分解为多个子项目,填写项目分析表。“碳酸镁过滤和干燥过程的实验研究”项目,就是要让学生综合运用化工原理课程中所学的知识和技能,对高湿高黏物料的干燥过程进行研究,从而让学生了解一个产品从过滤到干燥的全部流程。在以往的实验过程中,板框过滤实验中得到的碳酸镁滤饼,都是在实验结束后直接倒掉,这不仅造成了原料浪费,而且还会对环境造成污染。另外,我校实验室虽然购买了流化床干燥实验装置,但对学生尚未开设这一实验项目,致使该实验装置一直没有投入使用。因此该项目的研究不仅有效地利用了空置的实验设备,而且还可以培养学生的环保和工程意识。 (三)制订方案传统的“过滤常数的测定实验”主要是让学生了解板框过滤机的结构及操作方法,测定恒压过滤方程式中的过滤常数,验证过滤操作的基本原理。“流化床干燥实验”要求学生了解流化床干燥器的基本流程及操作方法,掌握流化床流化曲线的测定方法,测定流化床床层压降与气速的关系曲线。“碳酸镁过滤和干燥过程的实验研究”项目除了完成传统实验内容之外,还对实验内容做了进一步地扩充。譬如流化床干燥实验要求学生研究“气流速度、空气温度等操作条件对物料干燥速率曲线的影响”,此任务又可以分解成以下子任务:1.测量在相同工况不同物料量的情况下的干燥特性曲线;2.当风温、物料量相同时,研究风速不相同的工况下的干燥特性曲线;3.当风速、物料量相同时,研究风温不相同的工况下的干燥特性曲线。学生根据项目要求,制订出可行的实验以创新型工程科技人才培养为导向的化工原理实验项目化教学设计方案。 (四)实施方案“项目化教学法”的基本特征就是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”,因此,本阶段充分发挥学生的主体作用,根据项目方案和各自的任务,小组成员以分工合作的形式完成项目。教师不再像传统实验教学中以讲授、灌输知识为主,而是对项目的实施过程进行跟踪,当学生遇到问题,感觉有困难的时候,才对其进行个别的、启发式的指导。 (五)检查评估学结与效果评价是项目化教学模式中的一个重要环节,它的主要特点是将素质、能力、知识的考核评价融合于项目完成过程之中。项目完成后,各组首先展示各自的实验报告,对项目完成过程中遇到的问题及解决办法进行总结,然后小组内进行自我评价或者各小组间相互评价,教师做出点评。最后,教师根据完成项目的实际情况给出评价。教师在评价学生的学习效果时,应注重过程,而不是结果。 三、化工原理实验项目化教学效果 实践表明,化工原理实验教学中实施项目化教学模式,可以大大提升教学效果,这主要体现在以下几个方面。第一,激发了学生的学习热情。项目化教学充分发挥学生的主体作用,给学生得以展现能力的舞台,极大地调动了学生的学习积极性。第二,培养了学生的综合能力。项目化教学过程中学生根据项目设置的任务,自己查找资料、设计方案、实施方案,独立分析并解决问题。学生们通过动手操作,对化工生产中的单元操作有了切身的理解,提高了工程实践能力。第三,提升了学生的综合素质。学生在完成项目的过程中需要和其他成员相互合作,由此意识到了团队协作的重要性。另外,完成项目的过程,有利于学生养成认真、细致、综合考虑问题的思维习惯,以及辩证看待问题、实事求是的科学精神。第四,对教师提出了更高的要求。学生在项目实施过程中碰到的问题往往都是预料不到的,这就需要指导教师具有丰富的知识,那样才能及时解决学生提出的各种问题。 作者:赵朝晖 单位:广州大学化学化工学院 化工原理实验论文:微课在化工原理实验教学中的应用 摘要: 化工原理实验不同于基础实验,具有工程性的特点,微课引入化工原理实验教学符合化工原理实验的特点,有利于发挥学生的主体性,要采取多项措施切实发挥微课在化工原理实验的作用。 关键词: 微课;化工原理实验;工程观念 微博、微信、微电影等开启了人们的微时代生活,随之诞生的微课做为先进的信息技术冲击着校园,给学校教育带来了新的生机和活力。化工原理实验是化工、食品、环境、材料等院系或专业开设的一门实验课程,是培养学生工程观念和提高实践能力的一个重要环节,微课的引入有利于促进化工原理实验教学的改革和发展。 一、微课的概念和特点 微课翻译于Micro-lecture,又名微课程,微型课程。Micro-lecture的雏形源于20世纪九十年代美国北爱荷华大学的一分钟课程和英国纳皮尔大学的一分钟演讲,真正意义上的Micro-lecture始于2007美国可汗学院的微视频[1]。2010年佛山市举办的全市中小学教师优秀微课作品评审活动使得微课在我国得到关注,并由佛山教育局的胡铁生率先提出微课一词。微课是以微型教学视频为核心资源和呈现载体,针对某个学科知识点(如重点、难点、疑点、考点等)或教学环节(如学习活动、主题、实验、任务等)而设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的“短、小、精、活”的视频课程资源。微课短小精悍,时间一般持续5到10分钟;针对性强,是针对某个教学环节或知识点设计的,不具备系统性和完整性[2];内容呈现方式生动,是以视频为载体。微课类型多样,有讲授型微课程,实验型微课程,答疑型微课程,活动型微课程,多用于学生自学。 二、化工原理实验的特点 化工原理实验是对化工原理理论教学的实践与验证,有助于加深学生对化工原理知识的深入理解,但其又不同于基础化学实验和化工专业综合实验。化工原理实验的基本内容包括伯努利演示实验与流量计标定实验、流体流动阻力测定、离心泵实验、过滤实验、传热实验、精馏实验、吸收实验及干燥实验等,所用的是一些比较专业的、成套的装置设备,更接近实际化工单元操作,涉及到了实验化学、仪表及自动化、化工过程技术与设备等相关操作和知识,因而化工原理实验是工程实验。化工原理实验的工程性特点决定了化工原理实验是学生从学校的理论学习到具备工作中工程实践能力的一个重要过渡,其教学根本目的着重于培养学生的工程观念以具备解决实际问题的能力,为学生在以后的工作和科学研究中打下基础。工程观念要求学生不仅能够具备科学素养,掌握基本的实验方法和技能,而且要求学生面对复杂多变的实际工程问题时能够发现、分析和解决问题,这就要求在化工原理实验教学中以学生为主体,充分发挥学生能动性,培养学生独立思考,探索问题的能力。 三、微课引入化工原理实验教学的意义 目前化工原理实验教学沿袭传统的实验教学模式:课前,学生课前通过阅读课本,书写预习报告的形式预习实验内容;课堂上,教师上课时讲解实验内容,演示实验步骤,学生完成实验;课后,学生进行数据处理并上交实验报告。传统的化工原理实验教学忽视了化工原理实验的工程性特点,缺乏对学生工程观念的培养。微课引入化工原理实验教学充分调动学生课下自主学习的潜力,留给师生课堂上互动的空间,不仅契合化工原理实验的教学目标,而且对其它实验课程有很大的借鉴作用。 1.从兴趣和习惯入手培养工程观念微课将实验原理、流程和操作过程等经过录制,后期处理,以视频的形式呈现,优美动感的视觉效果,相较于枯燥、乏味的教科书更符合当代大学生的兴趣。现代信息技术发达,电子产品普及,电脑、手机上网观看视频已经变得轻而易举,微课做为短小精悍的视频便于学生利用零散的时间随时,随地自由安排学习,更适合现代学生快捷的生活方式,符合当代大学生的学习习惯。丰富的微课资源引入化工原理实验教学强化学生课前预习,课后作业辅导,从兴趣和习惯方面为大学生提供了自主学习便捷通道,自我探索的,培养了学生的工程观念。 2.从提供个性化服务入手培养工程观念传统的教学方式课堂上讲授实验内容,只能顾及中间层次的学生,而微课可以解决不同学生的不同问题,可以顾及到各个层次、不同基础的学生,为学生提供一对一个性化服务。一方面微课引入化工原理实验教学,学生在课下观看时可以根据自己的能力学习观看,弥补了传统课堂演示一遍就过,漏听,没有看清,听清的情况。另一方面微课类型多样,不同的学生可以根据自己存在的疑惑和需求挑选不同的微课内容,解决自身学习时遇到的困难。基于一定的学习自觉性,一对一个性化服务的提供,从提高大学生自主学习能力方面培养工程观念。 3.从提供更多讨论的时间入手培养工程观念微课引入化工原理实验教学,教师不需要在课堂上详细讲解实验原理、内容和数据处理方法,可以留给学生更多时间做实验,解答学生的疑惑,从而提供给学生与学生,学生与教师之间交流、探讨的学习空间,保证了课堂中充分以学生为主体。从而使得学生能够善于发现、分析和解决问题,培养了他们的工程观念。 四、具体措施 1.利用微课加强课前预习效果学生的课前预习效果直接影响到化工原理课堂实验的效果。传统的化工原理实验教学学生预习只是通过阅读教材获取实验内容,虽然内容全面,具有整体性,但是学生难以把握实验目的和重难点,而且容易导致学生的预习报告没有目的的抄书,效果不好。微课引入化工原理实验教学,教师可以根据实验目标,实验重点、难点,将操作步骤,实验设备的正确操作方法、安全注意事项等制作成微课,加强学生对实验重点、难点的把握。同时对微课内容设计任务单,让学生带着问题去观看视频和预习,然后完成任务单,将任务单与自主学习平台结合以在线测试的方式确保良好的预习效果。 2.采用以学生为主体的教学方式教师需摈弃只注重讲授的传统教学方式,采用探究式等以学生为主体的教学方式[3]。单纯的课堂上教师讲授、演示实验,可以调整为学生在良好的预习效果基础上以互动提问等放方式展开实验教学。实验课教学中教师的任务,课堂的任务转移为讨论,辅助学生,解答学生疑虑。在实验过程中,培养学生发现问题,解决问题的能力,培养学生的创新能力,安全操作意识,培养学生的工程观念。 3.利用微课引导学生正确处理实验数据学生在课后处理实验数据的过程中会遇到很多问题或者存在错误认识,容易因为没有找到合适的解决途径而抄袭。教师可以根据教学经验,针对学生易出错和难以解决的问题制作微课,使学生在处理数据时有资料可查,并引导学生利用微课自主学习,寻求解决问题的办法,避免犯错,正确处理实验数据。 五、结语 微课引入化工原理实验教学顺应了信息时代的发展和当代学生的兴趣,更符合化工原理实验的工程性特点,有利于大学化工培养具有实践能力的工程人才,必将给化工原理实验教学带来新的契机和面貌。然而微课做为一项新的信息技术应用于教学在我国乃至世界上的时间都不长,尤其应用于实验教学还处于初步探索阶段,因此还需要不断尝试,做很多工作。 作者:李江兵 夏明 单位:石河子大学化学化工学院 新疆石河子职业技术学院 化工原理实验论文:高校化工原理实验课的建议 1化工原理实验教学存在的问题 1.1学生实验数据处理能力差化工原理实验的显著特点就是工程性强。化工原理演示实验很少,大部分需测定大量的数据,计算公式多而复杂,数据处理难度大。在批改实验报告时,主要发现存在以下问题:(1)部分学生只记录实验数据,未对数据进行处理;(2)不少学生存在错代公式的现象;(3)几乎所有的学生都用手工处理数据及实验坐标纸作图;(4)不同学生对同一数据的处理往往存在较大的差异;(5)部分学生没有形成“数量概念”,比如有的学生计算水或类似液体在管路中的流速为10,若有“数量概念”就不会犯这种错误。1.5教学方法不合理传统的化工原理实验教学就是按照教学计划做某几个实验,实验的准备工作全部由教师完成,上课前,实验指导教师对实验目的、实验原理、操作步骤及注意事项进行讲解,这种“填鸭式”教学方式枯燥乏味,未充分发挥学生的学习主动性和独立性,学生不会主动地思考问题,造成依赖思想的形成,不能有效激发学生的求知欲和探索精神。 1.2考核方式不合理传统的化工原理实验成绩主要是根据实验报告来评定的。这种的考核方法欠科学,往往导致学生普遍认为只要实验报告字迹工整,书写规范、实验结果好、页数多,就能得高分,有些同学甚至整个实验过程无所事事,只抄个实验报告,就可以蒙混过关。因此,这样的考核方式存在很大的弊端,不仅不能客观公正公平地评价学生的成绩,而且在一定程度上还打击了学习认真的学生的学习积极性,势必会使学生产生一种做与不做一个样的“大锅饭”思想,甚至有的学生会把实验课看成是一种负担。 1.3师资力量不足有的化工原理实验中每位指导教师掌握8~10种装置的操作,因受实验装置数量的限制,每个实验时间周期长,导致指导教师工作量大。另一方面,目前实验指导教师都是青年教师,没有实际工程经验或化工类企业工作经历,每台装置在实验过程出现的问题,缺乏解决能力。 2.对策 2.1制定切实可行的实验教学大纲教学大纲是一门课程重要的教学指导性文件,它规定了本学科的教学目的、要求、任务、教学内容、教学进度和教学法的基本要求(杨雄,2008)。教学大纲是教师进行教学的依据,教师在组织和实施教学活动中必须强制执行,它对保证教学质量有着重要的作用。因此,编制教学大纲具有重要的现实意义。教学大纲由化工教研室组织力量编写,先查阅国家有关规定及国家化工专业教育指导委员会的相关文件,到化工及相关企业做些调研,倾听企业技术人员关于化工原理实验教学等方面的意见,并结合本校实际,组织专家进行论证,制定切实可行的实验教学大纲。依据教学大纲,编写化工原理实验讲义并在化工类学生中进行试用,根据教学反馈情况,对该教学大纲进行了调整修订,制定出适合我院化工专业特点、适应学科发展需要的《化工原理实验》课程教学大纲。 2.2加强实验室硬件建设实验室硬件建设工作作为实验室建设中的一项主要工作。俗语说:“巧妇难做无米之炊”,实验室硬件建设是保证实验教学改革顺利进行的必要条件。因此,要把实验室硬件建设好、管理好、使用好、护维好。根据学院的不同实际,应从以下几方面加强化工原理实验室建设:(1)加大资金的投入,采购管路与设备拆装实训实验装置和配套分析检测仪器;(2)结合当地实际情况,采购相关的设备,提高开设实验的针对性,更好地服务地方经济的发展;(3)注重实验装置的维护工作,延长装置使用年限,提高装置的利用率;(4)推进开放实验室建设充分发挥实验室的潜力和功能。总之,应多角度、全方位的推进实验室建设,努力办出水平和特色,使实验教学科研条件得到根本的改善。 2.3优化与整合实验内容教学目标引领教学内容,教学内容的选择要紧紧围绕教学目标而定。化工原理实验要特别注重对学生工程观念培养、分析和解决实际问题能力的培养与处理工程问题的基本方法能力的培养。针对化工原理实验教学中存在教学内容不合理的现象,可以结合化工单元操作基本理论和工程特点,精选经典验证性实验,开设管路、设备拆装实训实验,有利学生了解设备的内部结构,提高学生的动手能力;适当增加综合性、设计性和创新性实验内容的比例,优先考虑开设实验内容贴近实际生产、生活和社会热点。同时,为避免实验内容重复,必须结合化工专业实验进行内容整合,实现教学内容一体化。这样,不仅有利于提高学生的动手能力、综合能力和独立创新能力,而且也有利于激发学生学习兴趣和实际能力。 2.4提高学生实验数据处理能力实验数据处理是化工原理实验教学中的一个重要内容,特别是实验数据处理软件被引入到化工原理实验教学实践中,这对于强化实验教学效果,据有独到的作用。(严军,2010)。针对化工原理实验教学中,学生普遍存在实验数据处理能力较差的特点,可以采取以下措施:(1)安排课时给学生讲授相关的数学知识,比如实验数据处理方法(列表法、图示法和图解法)、实验数据误差分析、最小二乘法、试差法等;(2)要特别注意计算公式的使用范围及条件;(3)要求学生记住一些经常遇到的工程数据范围即“数量概念”,比如水及类似液体在管路中的流速范围一般为1~3,做到心中有数,避免出现虚假的“准确”;(4)开设如Excel、Origin、Matlab等数据处理及作图软件课程。采用计算机软件处理实验数据及作图,一是可以减少人为误差、提高工作效率,二是可以有效地锻炼学生计算机应用能力和培养科学研究能力。 2.5改进教学方法良好的教学方法是提高教学质量、实现教学目的的有效保障。目前大多数实验教学都是被动式接受教学,学生按照实验指导书上的实验步骤进行操作,无法调动学生的积极性和创造性。而启发式、讨论式教学法就是善于引导启迪(魏辅良,1986)学生,通过与学生的有效互动,引导学生对实验的目的和意义、基本操作、注意事项、化工单元操作理论知识等问题进行思考和讨论,让学生带着问题去探求、理解和总结,设计实验方案,并在讨论的过程中不断总结,逐步提高学生的分析问题、解决问题的能力和培养团队协作精神(周立亚等,2012)。积极实施开放式实验教学,充分利用网络平台;通过自行开发实验教学软件,将实验基本操作,泵、风机、常用仪表使用操作、实验室安全基本知识、教学录像、动画、视频课件等资料放在化学化工系的中心网页上,建设网络课堂,使学习不受场地、空间和时间的限制。在实验教学实践中,综合利用各种教学方法,有效地激发学生的学习兴趣,时常鼓励学生勤于动手、勇于动手,引导学生勤于思考,善于发现问题,只有这样才能取的良好的教学效果。 2.6改革考核方式与理论课的考核相比,化工原理实验课的考核有其特殊性,应侧重于考察学生的实验技能、实验过程中的态度与表现、数据处理及作图能力、发现问题、分析问题和解决问题的能力(修乃云,2010)。实验课总成绩应由平时成绩(70%)和考试成绩(30%)两部分组成。平时成绩包括出勤情况(10%)、实验预习情况(20%)、实验过程(20%)和实验报告(20%),其中实验预习情况主要是考察学生通过预习后对实验内容的熟悉程度、能否提出问题、提出问题的数量和质量如何;实验过程主要是考察学生实验过程的操作能力、观察能力、发现问题和解决问题的能力,以及与实验指导教师的互动水平;实验报告主要是考察学生对实验数据处理及作图的能力,以及对实验结果的分析与讨论能力;实验考试采用现场临时抽选以前做过的实验项目,主要考察学生的掌握实验相关的理论及实际操作的熟练程度。对学生成绩的评定,要注重过程、贯穿始终、及时记录学生在实验过程中综合表现,客观、公正、合理评定学生成绩。充分调动学生的学习兴趣和积极性,培养其科学严谨、实事求是的科学态度。 2.7加强实验教师队伍建设作为一门实验课程,不仅要有一系列性能优良的实验装置,同时还需要有知识层次高、结构合理、学术思想活跃、富有创新能力和爱岗敬业的教师队伍。加强实验教师队伍建设,特别是加强对青年教师的培养,坚持自主培养与引进青年教师相结合的原则,是教师队伍建设的有效途径(胡兵,2010)。针对前面提到的情况,可以采取以下措施:(1)配备实验员,减轻指导教师的工作量,充分调动教师工作的积极性和主动性;(2)设立化工原理实验教研室,定期开展教研活动,指定每位教师负责2~3台实验装置,由2~3教师共同指导实验教学,充分发挥团队的力量;(3)建立良好院企合作关系,选派青年教师到化工类企业锻炼1~2年或引进硕士以上学历,且具有工程实践经验的双师型教师;(4)选派青年教师到知名设备供应商参观学习,详细地了解设备结构、功能及使用;(5)选派青年教师到相关高校调研、进修学习,资助青年教师参加国家教指委组织的教学研讨会,鼓励青年教师参加授课竞赛、优质课件、微课评比等活动。教师通过教研活动、科研实践、学术交流、不断更新教学观念、改革教学方法和手段,提高自身业务素质。 3结语 综上所述,相信在师生的共同努力下,从制定切实可行的实验教学大纲、优化与整合实验内容、提高学生实验数据处理能力、加强实验教师队伍建设等七方面着手,以提高学生理论知识运用能力、实验操作能力、仪器仪表使用能力、实验数据处理能力、解决实际问题的能力和独立创新能力为目标。不断深化教学改革,与时俱进,逐步提高我院化工原理实验教学水平和人才培养质量。 作者:胡江良范佳鑫李志连明磊缪应菊单位:六盘水师范学院化学与化学工程系华侨大学环境科学与工程系 化工原理实验论文:化工原理实验的实践教学 在精馏实验环节,我们尝试着改变教学方式。老师提供给学生指南,对于化工原理精馏实验而言,实验目的为:(1)了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏过程的基本操作方法。(2)学会应用酒精比重计测量酒精浓度的方法。(3)学习测定精馏塔全塔效率的实验方法。其中实验的重点和难点在于通过掌握精馏过程的基本操作,计算出精馏全塔效率。从实验原理引导学生逆向倒推实验中需要涉及到的数据。通过需要采集的实验数据逆向倒推需要进行的实验操作以及需要的药品器材等。全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率,说明了塔板结构、物性系数、操作状况对塔分离能力的影响。对于塔内所需理论塔板数NT,可由已知的双组分物系平衡关系,以及实验中测得的塔顶、塔釜出液的组成,回流比R和热状况q等,用图解法求得。大量的研究发现,学生的认知策略与其元认知水平的发展有关。善于灵活运用多种策略去达到特定的学习目标的学生,往往具有较强的元认知能力,并善于控制冉已的学习过程。麦启奇通过实验研究同样发现,要使学生学会认知策略必须引导学生掌握元认知。而学生的元认知的发展水平受学生的冉我意识发展水平的影响和制约。因此我们对学生的认知策略的训练应考虑学生的元认知发展水平和自我意识水平发展的限制,遵循由简-单到复杂、由低级到高级的原则,精心选择认知策略,以适合不同年龄的学生,才能达到事半功倍的作用。比如在实验中,引导学生通过精馏实验的两个阶段:全回流和部分回流阶段,需要获得镏出液、釜残液、原料液的基本参数,如温度,实测酒精浓度,乙醇摩尔分数等。 首先进行全回流操作:(1)将塔釜、换热器以及贮罐内溶液转移至塑料桶内,调整其浓度为15%~20%(酒精的体积百分比,20℃),再加入贮罐内,打开进料管路阀门,开启进料泵,将料液加入釜中,至釜容积的2/3处。(2)关闭塔身进料管路上的阀门和进料泵,启动电加热管电源,使塔釜温度缓慢上升。(3)打开塔顶冷凝器的冷却水,调节合适冷凝量,调节回流比控制器,使整塔处于全回流状态。(4)当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后,获得塔顶馏出液和塔底釜残液数据。老师必须确保学生已具备所需要的知识背景,才能形成和提高学生运用认知策略的能力,这一点非常重要。学生学习新知识时,老师先进行任务分析或进行诊断性评价,了解学生,解学生达到新的教学目标所肯要的知识和技能,并针对不足的情况给予补充、扩大相应的知识经验,以加深他们的理解。在讲授教学难度较大、较抽象的新知识时,老师师若能帮助学生回忆已学过的知识,或从实际经验出发,通过观察、演示,提供感性经验,帮助学生有效地应用旧知识去更好地理解新的、抽象的知识,就能达到良好的迁移效果。该步骤中学生需要习得酒精比重计的使用方法,当分别取塔顶馏出液和塔底釜残液,用酒精比重计进行检测,同时需要学会酒精溶液应该如何修订,通过《酒精溶液温度修正表》换算出换算得出20℃的酒精度,并进而计算出塔顶摩尔浓度XD和塔釜摩尔浓度XW。其次进行部分回流操作:(1)待塔全回流操作稳定时,打开进料管路阀门,开启进料泵,调节进料量至适当的流量,将料液加入釜中。根据信息加工过程理论,认知策略对整个信息加工过程起调控作用,使用策略的目的就是提高信息加工的效率。这略的应用与它所加工的信息有着十分密切的关系。研究表明,策略的应用离不开被加工的信息本身,丰富的知识背景为认知策略的形成提供了基础,同时又促进学习者认知策略的应用。引导学生重温理论课上所学回流比、加热状态参数、酒精摩尔浓度等概念,加深理解,逆向倒推实验流程操作应该如何进行。(2)当塔釜与贮罐间管路显示有釜液采出时,调节回流比R(R=1~4)。(3)当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后,分别取塔顶浓度XD和塔釜浓度XW,用酒精比重计进行检测,并通过《酒精溶液温度修正表》换算出换算得出20℃的酒精度,并进而计算出塔顶摩尔浓度XD和塔釜摩尔浓度XW。(4)记录原料的进口温度T℃,确定加料热状态参数q。 3.全部数据测定完毕后,应先切断加热电源、关闭进料泵和进料阀门、关闭仪表电源及总电源,待塔顶蒸汽已全部冷凝完后,方可关闭冷却水阀门,并打开放空管,所取样剩余液体应倒入回收桶内,严禁随地乱倒,防止酒精蒸汽着火燃烧。 4.注意事项(1)塔顶放空阀一定要打开,否则容易因塔内压力过大导致危险。(2)料液一定要加到设定液位2/3处方可打开加热管电源,否则塔釜液位过低会使电加热丝露出干烧致坏。(3)部分回流时,一定要塔釜与贮罐间管路显示有釜液采出时,才进行回流比的调节。丰富学生的知识背景在精馏实验结束以后,对学生进行单元小结性学习引导,让学生质疑探索以后,在课堂上集中学习、交流、探索谈论,充分调动学生的积极性,从而加深理论的理解,巩固化工原理精馏实验所学内容。由此可见,学生原有知识背景是认知策略学习与应用的一个重要条件。维因斯坦和斯通指出,学习者必须具备五类不同类型的知识:有关自我学习特长和倾向的知识。主要包括(1)个体对自身学习的长处和缺点、学习爱好、最佳学习时间、学术倾向等方面的认识与了解。(2)不同类型学习任务的知识。(3)获取、整合、运用所习得的策略和技巧知识。(4)原有领域内容知识,可通过原有知识似直接或类比的方式从新知识中获得意义。(5)对各类知识适用的当前或未来情境的知识。除以上五类知识外,学习者还须知如何何川这些不同类型的知识来满足学习目标、监控学习过程出现问题时灵活调节当前正在进行的学习活动,如何运用自我评认或自我监测决定是否达到预期目标。综上所述,人的思维活动一般来说是按一定方向进行的,化工原理实验教学中积极地促使学生的思维,能够按需要自由地离开一种思路而转移到另一种思路,从而形成思维方向的多面化。 只有把实验教学中的相关逆向思维训练的问题落实到位,才能使学生的的逆向思维能力得到提高。在化工原理教学中既注重培养学生正向思维,还要关注学生逆向思维的培养。(1)要认真钻研教材,充分挖掘实验教材中的逆向思维素材,明确训练内容。(2)备课时,明确学生的思维特点,制定逆向思维策略。(3)精心设计、组织实验教学,注意逆向思维训练策略的落实。 作者:白薇扬赵清华谭怀琴李军单位:重庆理工大学化学化工学院 化工原理实验论文:小议化工原理实验教学路径 化工原理实验不仅是化学工程与工艺专业的实验课程,也是石油工程、生物工程、食品工程、高分子材料、环境工程以及造纸工程等许多相关专业的实验课程,因此具有专业普遍性。应针对不同的专业,依据专业特点制订培养计划和教学大纲,设置不同的实验项目;同时设置部分开放性自选实验,学生在学完必做实验的基础上,可根据爱好兴趣选择实验项目。化工原理实验具有工程实践性,而实际化工生产过程中的问题往往是复杂多变的,分析解决这些问题要树立学生在学习中的主体地位,培养学生综合应用所学知识提出问题,进而培养其分析、解决工程实际问题的能力和创新能力,从而提高学生综合素质[3]。因此化工原理实验具有探索启发性,教学过程应以探究教学模式为主。化工原理实验设备近年来多使用的是大型、多功能性设备,这为探究式教学提供了基础,教师可根据学生的特点,确定可进行设计性和综合性实验的项目,引导学生提出问题,并结合所学理论知识进行选题和分析,再进行实验设计和数据测量,最后对实验结论分析讨论。达到提高学生素质、增强学生科研能力的目的。 一、注意强化学生实验预习环节 化工原理实验是学生在教师的指导下自己动手,独立完成实验任务,所以预习尤其重要。首先,通过预习可以使学生对实验目的、原理和内容有初步的了解。预习的重点可要求学生弄清楚实验原理;明确实验任务,也就是实验过程中需要测定并记录哪些数据,这些数据又通过什么方法测定;初步了解实验仪器、仪表及设备的操作方法及注意事项;初步完成实验后的思考题等。通过实验预习,可以培养学生自学能力,提高实验课效率,提高学生做实验的主动性和积极性。其次,学生在完成预习报告的基础上,可进行仿真实验,以进一步强化预习效果。目前计算机技术快速发展,一般的化工原理实验过程都有仿真实验软件。在实验操作前让学生先进行实验仿真,可使学生对实验装置流程、操作步骤以及应测试的数据都有切实的感受,为真正实验做好准备。仿真不同于实验操作过程,学生多次重复进行,可强化学生对实验过程及操作步骤的掌握,有效的改善实验操作效果。目前的仿真软件一般都配有操作说明,当学生操作错误,软件会给出误操作的后果以及正确的操作步骤,因此仿真实验可强化学生对仪器设备操作注意事项的理解。其三,学生对实验数据,先进行手动处理,再通过计算机软件处理,将处理结果进行对比、分析,找出实验结果误差所在,最后绘制曲线,分析误差,如此不仅可提高学生对三传理论的理解与应用,提高学生分析问题的能力,还可提高学生的计算机水平。需要注意的是,仿真实验毕竟不是在设备上的实际操作,所以不能完全替代实际操作。 二、加大开放式实验教学模式 开放式实验教学模式依托开放型的实验室,进行实验时间、实验资源、实验内容、教学手段、教学评价等多方面的开放。开放式教学强调学生的主体地位和教师的主导作用,赋予学生更大的独立性、自主性、探索性,更能充分体现学生是学习的主体,使学生得到了多方面训练,缓解了实验资源紧张的矛盾,因此开放式化工原理实验教学是必要的,其优势也是勿容置疑的[4]。开放式化工原理实验教学模式首先要建设有开放的化工原理实验室。化工原理实验设备一般都是大型设备,投资较大,因此许多大中专业院校购置较少,且多是单台(套)。而开放式教学模式只需增加开放时间,可很好的解决这个问题。实验室的开放不仅是时间上的开放,从管理和人员配备上也需要要改革。管理上可细化管理制度,比如贵重仪器的使用,可从预约、登记、学习使用说明、操作使用、管理人员检查登记等方面制定详细的管理细则,以强化管理。化工原理实验设备大多占地较大,配备责任心强的实验人员是必需的。另外,开放式实验教学模式还应依据不同的专业,设置不同的验证性能实验、设计性实验、综合性实验和研究性实验等开放实验项目;对同一实验要根据不同专业的培养计划,设置不同的实验内容和要求。对于实验过程,教师可启发、引导学生主动学习。比如板框式过滤实验,由于阀门多、管路复杂、操作麻烦,学生操作过程中会出现无法正常过滤或者洗涤等问题,教师可引导学生分析问题,是板框放反了,还是阀门开关不对,或者是其他原因。这时,学生结合教材上板框结构方面理论知识,现场分析,可对板框的结构有了直观的理解,充分掌握了板框的工作原理。通过开放式教学,学生分析问题能力和创新能力得到了提高。 三、注重创新能力的培养 化工原理实验具有工程实践性特点,因此,对学生树立工程实践观念,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的创新能力,以及学生理论知识的综合运用等具有重要意义。化工原理实验创新能力的培养要以学生为主体,改革传统的实验教育模式,树立“素质教育为基本,创新教育为核心”的教育理念。比如增设仿真实验、创新型或者研究性等实验项目以扩展实验内容体系,改革实验运行模式、实验考核等管理制度。创新教育的主体是学生,但只有创新型的教师才能培养出具有创新能力的学生。因此注重创新能力的培养的前提和关键是老师教育观念的转变。教学过程包含着教师的教学活动和学生的学习活动,教师的教是为了学生的学,学生的学又影响着教师的教。实验教学过程中,要强化教师的主导作用,确立学生的主体地位,采用启发式、讨论式或者探究式等多种教学方法,充分调动学生的学习主动性、自主性和创造性,使学生对实验产生兴趣,激发他们内在的学习动机,增加创新意识[5]。比如离心泵的特性曲线测定实验,教师在讲解时,可边讲解边操作,不断调节离心泵的流量,让学生观察功率表(或者电流表和电压表)的变化,进而提取问题,启发学生为什么启动离心泵时要关闭出口阀。不但复习了课本上学习的理论知识,也减少了学生操作过程中的误操作(不关闭出口阀而直接启动离心泵),有事半功倍的效果。 四、增加自设计开放实验,培养学生“大工程观” 上世纪90年代,国外首先提出大工程观。近年来在国内部分大学实施工程教育改革实践项目试点。使课程设置从单一的“工程专业课程”传授转变为“大工程观、大系统观”为指导的课程架构体系。大工程观要求学生更加重视工程的系统性和完整性,以及学生的人文素质。而增加自设计开放实验,有助于学生“大工程观”的培养。自设计开放实验是在研究性实验开放环节中,鼓励学生利用现有资源,进行化工不同单元或多种单元相结合的创新实验设计,通过实验方案设计和流程设计,进一步理解以“三传理论”为基础的化工单元操作的相对独立性和综合性,为后期学习“大工程观”中建立奠定一定的基础;另外,鼓励学生对单元操作理论未涉及的单元操作进行实验设计,如新型换热器、多功能精馏塔等,通过实验过程进一步提高学生的实验动手能力和创新能力。 五、结语 随着现代化工的快速,改革化工原理实验教学模式,提高实验教学质量势在必行。化工原理实验是学生强化理论知识,提高工程实践能力和创新能力的重要途径。教师要在熟悉化工原理实验课程特点的基础上,依据不同专业培养计划要求,设置不同的实验项目,通过仿真实验等强化实验预习环节;通过建设开放的化工原理实验室、设置不同的实验项目等措施,加大开放式实验教学模式;同时,教学过程中要转变观念,注重对学生创新能力的培养。对化工原理实验教学过程中出现的问题,应采取积极的态度,探索新的教学方法,开发新的教学模式,体现课程特点,优化教学效果,提高教学质量。(本文作者:刘军海、李志洲、王俊宏、杨海涛、闵锁田单位:陕西理工学院化学与环境科学学院) 化工原理实验论文:化工原理实验课程教学质量研究 1化工原理实验课程教学的问题 1.1教师重视程度不高。我国在现阶段的社会发展中,各个行业的进展速度是比较快的,同时在很多方面都做出了卓越的贡献。相对而言,化工原理实验课程教学的有效教育,能够对化工人才培养产生较大的积极作用,对于今后的行业进步,也能够产生很大的积极影响。可是,从目前所掌握的情况来看,部分教师对于化工原理实验课程教学,在重视程度上并不高[1]。首先,教师在日常的教育工作中,完全是按部就班的开展,并没有积极的完成拓展教育,这就促使很多学生在知识掌握上,完全停留在基础的标准上,个人的能力及相关素质培养,都出现了强烈的隐患。其次,教师对于学生的提问,仅仅是按照单一的模式进行解答和分析,虽然表面上促使学生较好的理解问题,可是在实际上未能够充分推动学生向前进步。1.2课程体系未及时更新。化工行业在现阶段的发展速度非常快,无论是在技术层面,还是在设备层面,都表现为阶段性的革新、进步,其目的在于更好的推动化工产业的全面完善。我们在化工原理实验课程教学当中,发现部分院校的课程体系,还是集中在老旧的层面上,促使学生在毕业后,还是要重新学习,对于自身的专业应用十分不理想。本文认为,课程体系未及时更新的问题,主要是集中在以下几个层次上:首先,化工原理实验课程教学的安排,安全是按部就班的完成,对于学生特点、职业规划、未来人才塑造等,都没有做出积极的考量[2]。在此种情况下,该项课程的教学,将会直接出现恶性循环的现象,同时无法得到学生的认可。其次,课程体系未进行深入的探讨。培养人才是需要一定时间的,化工原理实验课程教学的课程体系更新,往往直接按照成功案例进行落实,没有考虑到学生的实际情况,以至于在成绩上无法达到最佳。1.3教学强制性手段偏多。就化工原理实验课程教学本身而言,其在开展的过程中,要想在最终获得理想的成绩,一定要在教学手段上保持和谐,保持多元化,否则很难将最终的工作任务完成。从目前所掌握的部分情况来看,有些教师在化工原理实验课程教学过程中,采取了教学强制性手段。首先,日常的很多教学任务的实施,都在强迫学生在较短的时间内完成[3]。这样的教学模式,虽然能够在短期内促使学生获得较大的进步,可是会长期给学生造成强烈的神经紧绷现象,超出学生的承受范畴以后,很容易在知识学习上展现为强烈的混乱问题,不利于人才团队的塑造。其次,在化工原理实验课程教学当中,部分教师完全按照自己的思想来完成,对于学生的看法、观点十分抵触,甚至是展现为不管不顾的现象,倘若在今后没有做出良好的更新与优化,肯定会对化工原理实验课程教学的落实,造成特别严重的负面影响。 2化工原理实验课程教学质量的提升策略 2.1改进和延伸实验教学内容。在化工原理实验课程教学当中,实验是非常重要的组成部分,同时在很多方面都会产生特别大的影响。为了在今后的教育工作中获得理想的成绩,必须在实验教学内容上,做出良好的改进和延伸,这样就能够促使学生在知识记忆方面取得良好的效果[4]。化学的大部分知识,都是经过实验推导出来的,如果仅仅开展理论教学,不融入实验方面的内容,则对学生的将来进步,是非常不理想的。例如,以前的恒压过滤常数测定实验,学生只是测定出恒压过滤常数,实验就结束了,为提高学生分析问题解决问题的实际工程意识和设计、创新综合能力,在搅拌槽内安装加热装置,并配备相应的温度控制仪表,增加温度对过滤速率的影响这一实验内容,调整延伸实验内容后,不再是简单地测定常温下的恒压过滤常数,而是可以通过设计,测定不同操作温度下的过滤速率,在教师指导下由学生自己来设计实验方案和确定不同的操作温度。通过采用这样的教学方法,能够让学生对课程的学习更加透彻,在思维方面表现为多元化的特点。2.2改进实验方式,增强工程观念。化工原理实验课程在教学过程中,一定要坚持从长远的角度来出发。现阶段的国家化工产业进步飞快,尤其是在相关的化工工程建设上,取得了不错的成绩。在此种情况下,化工实验原理课程教学,一定要紧密的结合客观实际,要让学生对实验方式积极的改进,还必须在工程的观念上良好树立,这样才能对今后的人才培养和教学水平进步,提供足够的支持,充分告别过往的多项问题。例如,化工原理实验教学方式的改进,总的思路是既要紧密结合课堂理论教学,通过实验扎实基本理论和基础知识,又要强化学生工程意识,培养学生运用所学理论知识分析、解决实际工程问题的能力,并且在此过程中注重学生创新思维的开拓和创造能力的培养。通过在该方面的教学上不断改进,能够让学生在课程知识的学习上,掌握更多的先进理念,在知识和运用方面保持协调进步,而不是单纯的进行知识理论化学习。2.3加强考核与成绩评定。化工原理实验课程教学质量的提升过程中,除了要在上述的几个方面积极努力,还必须在考核、成绩评定方面持续的加强。从主观的角度来分析,化工原理实验课程教学当中,一定要阶段性了解学生的成就和个人不足,这样才能为下一个阶段的教学提供更多的帮助。为此,我们必须在考核、成绩评定方面,保持足够的理性态度。首先,应该观察化工原理实验课程教学整体效果,对学生的日常表现、理论知识掌握、实验能力、注意事项等等,都做出测评分析,要找出学生的薄弱环节,便于在教学过程中合理的加强。其次,对于学生的成绩评定,绝对不能通过“一刀切”的方法来完成,要观察学生是否存在一定的特长,在学习时间的安排上是否有所差异,是否在某些课程上十分厌恶等,应结合学生的个体情况完成,这样才能更加让学生信服。值得注意的是,成绩的考核与评定过程中,需要适当的融入学生代表的看法,让教师的眼界更加开阔,不要总是在简单的测评上努力。 3结语 本文对提升化工原理实验课程教学质量的策略展开讨论,现阶段的教育工作开展,已经出现了很大的转变,教学质量的提升获得了国家的肯定。日后,应继续在化工原理实验课程教学方面深入探讨,不断的巩固教学体系,要让学生通过多元化的方法来学习,加强师生合作、交流,促使双方共同进步,培养较多的人才,形成教育工作的良性循环。 作者:连晓燕 单位:宝鸡文理学院 化工原理实验论文:基于设备限制的化工原理实验教学模式探索 摘要:化工原理实验是化学化工相关专业重要技术基础实验。基于实验设备限制,化工原理实验需要克服传统实验教学模式才能提高教学效果。通过分小组循环实验提高设备利用率、开放实验提高学生学习兴趣、充分利用实验条件设计合适实验内容、改革实验考核方式等实践,对化工原理实验教学模式进行了有益探索。 化工原理课程关于动量传递、热量传递和质量传递过程的理论和实践对于过程工业不可或缺,因此是化工、制药、生化、环境工程等专业的重要技术基础课[1,2]。同时,化工原理课程往往是这些专业的学生最早接触的工程基础课程,对于开启学生工程思维、提高学生实验动手能力和理论联系实际的能力具用关键性的作用。以应用型人才培养为目标的高校相关专业,学生除了要有较为扎实的理论基础外,对实验动手能力、应用理论知识解决实际问题的能力提出了更高的要求。 一、化工原理实验教学现状 化工原理实验方法主要包括演示性实验、验证化工单元操作原理的实验、综合应用三传原理的实验和培养学生创新意识和能力的实验四种类型。目前我校开设的化学教育、应用化学、制药工程、环境工程等化学化工相关专业都需要开设化工原理及实验这门课程。由于我校从师范类院校转型而来,化工原理实验条件薄弱,主要表现在:(1)仪器设备类型不够,特别新型单元操作设备少,不能满足现代化工单元操作技术进展教学的需要。化工原理实验室虽然包含了流体流动与输送、过滤、吸收、传热、精馏、干燥等"三传"传统的基本单元操作,但是象萃取精馏、液膜分离、固体膜分离等新型分离实验设备基本没有。(2)能结合工业应用的实验设备少。目前的实验室中化工原理实验设备主要是验证性实验设备,难以满足综合性实验和创新性实验的需要,也缺乏与工业对接的实验设备和能进行单元操作研究的设备。(3)实验设备台数有限。单个实验的设备台数都不超地两台,基本上是一个实验一台仪器,不能保证实验课程中每个学生都有独立的操作机会。设备种类、台数有限的情况下,化工原理实验教学效果必然受到影响。基于化工原理实验条件薄弱的现状难以在短时间内改变的现状,我们探索了一些提高教学效果的方法。 二、提高化工原理教学效果的实践 1. 分组循环实验提高实验设备利用率 针对化工单元操作种类多,各单元操作的实验设备台数有限的情况,我们摒弃上完一章理论课就做相应单元操作实验的传统方法,改为集中进行化工原理实验的方式。为此,在化工原理理论课程教学中介绍一些验证性实验方法和实验室设备。比如,在化工原理理论课中讲解流体动形态时,展示实验室雷诺实验仪器的现场照片,对雷诺实验仪器进行说明,并适当介绍实验室以外其他类型雷诺实验仪器设备的设计原理和优缺点。实践证明,这种教学方法不仅有利于学生对实验原理、方法的理解,也有利于学生通过理论与实践的结合,加深对单元操作理论的理解。集中进行化工原理实验时,学生分成多个小组,协同完成一个实验,做完一个实验后,小组与小组间交换实验仪器做另一个实验。分小组实验充分利用了仪器设备,每小组人数较少,能保证每位学生都能相对独立地完成各个实验,避免了分批次实验人数太多很多学生在实验中开小差、当旁观者的现象。由于部分实验,比如填料塔精馏实验,需要两人以上配合才能完成,分小组实验的方法也能很好地培养学生的团队协作精神。当然,分小组循环实验过程中由于需要同时解答多个小组实验过程中遇到的问题,大大地增加了教师工作量和工作强度,指导教师经常会处理分身无术的状态。 2. 开放实验室提高学生学习兴趣 开放性实验对于提高学生学习兴趣和自主学习能力,培养学生创新精神都有积极意义[3]。在实验设备不足的条件下,实验室开放可便于学生利用实验课堂之外的时间自主开展实验,不仅可以弥补实验课时数有限,解决实验课中学生对实验原理、方法等掌握不够深入的问题,还能充分发挥实验设备作用,还可满足对有部分单元操作特别有兴趣的学生进行探究式实验,培养这些学生的创新意识和创新能力。 3. 利用相关实验设备完成化工原理实验 化工原理课程针对化工过程中的物理加工过程,除了本门课程以外,化学化工相关专业开设的其他课程所采用的仪器设备也可以借用为化工原理实验课程使用。比如干燥实验需要进行物料含水率测定,可以借用应用化学专业实验的红外快速水分测定仪完成;精馏实验需要分析两种液体组成比例,可以利用物化实验室的折光仪来完成。通过适当借用,可以减少化工原理实验室专门配置相应的仪器所需资金。结合科研实践进行化工原理实验教学对培养学生创新意识和创新能力特别有益[4,5]。为此,我们借用自已科研工作中所用的与单元操作相关的仪器设备,设计部分创新性实验,增加学生对先进单元操作方法和设备的了解,培养学生创新能力。 4.利用验证性实验仪器设置综合性、创新性实验 化工原理实验以演示性、验证性实验仪器为主,综合性实验仪器较少。为提高化工原理实验对培养学生实验技能的效果,可以在既有仪器基础上开发一些综合性实验。比如,利用填实塔精馏实验仪,不仅可以进行精馏过程实验、理论塔板数测定等简单的实验,我们还指导学生自主设计混合液体系,利用精馏完成混合物分离的实验。学生在实验方案设计和实验实施过程中,不仅强化了对精馏过程的理解,而且提高了分析解决工业化分离过程中问题的能力,充分发挥了实验仪器设备的效益。问卷调查表明,90%以上的学生对这种自主设计、实施实验的方法表示非常欢迎。 5.改革考试方式,提高学生实验主动性 在仪器设备台数限制条件下,实验过程中难免有部分学生缺乏主动实验和独立分析、解决问题的动力。由于学生人数较多,指导教师也不可能随时盯住每一个学生。为此,一些教师化工原理实验课程考核方式进行了改革探索[6]。对我们改革了考核方法,采取平时实验记录学生表现和期末独立操作考试的方式。平时学生实验表现主要考查学生分析解决问题、动手实验的主动性、有效性,因为学生人数多,只能对特别优秀和特别不认真的学生加以区分。期末考核时要求每个学生逐个上机操作随机选定的实验项目,观察其操作是否规范,并就所选实验项目相关的理论和操作进行随机提问,以操作正确性、完成操作所花的时间以及回答问题正确性分项打分求和为期末成绩。实践证明,实验课中认真实验的学生能快速、规范地完成实验,而在小组中当旁观者的,往往不能在规定的时间能完成操作,甚至不能正确完成实验操作,水平高低立现。为考试及格,化工原理实验课中学生基本上不再需要指导教师监督就能主动完成实验。 三、结语 化工原理实验是化学化工相关专业必须进行的实验课程。设备条件限制不是化工原理实验教学效果降低的必然结果。通过改善实验组织方式、考核方式、充分\用可用资源,设计合适的实验内容等手段,可以在很大程度上克服实验设备条件的不足。 化工原理实验论文:应用型人才培养下化工原理实验教学改革研究 摘 要:化工原理实验教学具有直观性、启发性、探索性等特点,是化工原理课程的重要组成部分, 不但能蚺嘌学生的动手能力,还能提升学生的综合能力。本文从应用型人才培养视角下,通过分析化工原理实验教学中的现状,探讨了化工原理实验教学改革,以期能够提升化工原理实验教学的质量,促进其改革。 关键词:应用型人才培养;化工原理实验;教学改革 0 引言 化工原理是化工专业最为重要的一门专业基础课程,具有较强的理论性和实践性,是化工及其相关专业学生必修的一门重要的专业核心课程。而作为化工原理课程重要组成部分的化工原理实验教学则是一般课堂教学无法取代的,为了使学生具备较强的理论和实践能力,如何提高化工原理实验教学效果成了化工原理课程急需解决的问题。 1 化工原理实验教学现状分析 1.1 教学内容、方法缺乏先进性 目前,在化工原理实验教学中,很多实验教学内容与教学设备已经不能和实际工程相对接,难以满足现代信息技术的快速发展,导致新知识、新技术不能及时同步跟进。在毕业后,导致学生需要重新学习相关的知识和技术才能进入到岗位。化工原理实验主要是演示性和验证性实验,一般情况下,化工学校都采用“老师讲,学生听”的教学方法,实验方法死板。并且每个实验都有固定的知道书,验证性实验有教师提前设计好。实验操作上,学生“照方抓药”,按部就班地完成实验,缺乏学生创新能力和综合能力的培养,很难激发学生的学习兴趣,学生的个性、特长、行为方式都被固化为统一的模式,教学内容和方法都缺乏先进性。 1.2 实验缺少足够的认识 化工原理课程主要包括理论教学、实验教学两部分,部分高校的实验课程已经单独设课,但是,教学活动集中在理论教学中,实验课教学还是由理论课教师担任,大部分高校存在着重理论、轻实验的问题,只讲理论学习,不重视实验,实验教学始终处于从属地位。并且考核方法没有做出相应的调整,在实验开始前依靠理论课上的实验原理讲解实验,因此,并没有充分发挥出化工原理实验课程单独设课的作用。 1.3 实验设备和技术手段不够先进 目前,大部分化工院校化工原理实验教学还停留在传统的教学方式上,古老的实验设备和古老的“保姆式”教学手段,设备陈旧落后,严重地影响了化工实验的顺利进行,经常导致数据不够准确,学生不愿意去做实验,在等待和反复调节上,浪费了学生很多时间,学生缺乏现代仪器和控制方法的能力。并且目前,现代工程技术对工程实验内容提出了更高的要求,大部分都采用了先进的电脑控制系统。老师说什么,学生做什么,学生懒得动脑,只按照教师的讲解操作步骤进行实验,不理解实验的具体原理,实验小组中,有人动手,有人旁观,最后记录一份数据交一份实验报告完事,教师根本无法客观的评定实验成绩。 2 应用型人才培养下促进化工原理实验教学改革的有效路径 2.1 转变教学理念,提升师资队伍建设水平 为了充分调动学生学习的积极性和创造性,在教学活动中,化工原理实验课程要以学生为主体,结合学校办学定位和实际教学体会,提升学生的综合能力和实验操作能力。为了提高教学质量,化工院校要增加实验教学课程,使实验课程不再依附于理论课,使学生系统地掌握一定的实验研究方法,如:数据处理方法、测量技术手段等,提升师资队伍建设水平,增加实验课教师的配备,转变教学理念,增加新的实验效果,减少每组实验的人数,提高实验教学的重要认识,保证教学效果。 2.2 提升实验课教学内容的先进性,合理规划 在实验选择上,化工原理实验教学课程要适当地增加综合性实验、仿真性实验和设计性实验,要以验证性和演示性实验为主,充分体现出学生对工程实验的思路、技能、设计、数据处理等能力的训练。化工原理实验的教学要注重学生处理问题能力的培养,要区别物理实验、基础化学实验。为了提高学生对专业实验的兴趣,要及时改进实验内容,提升实验内容的先进性,眼神实验课程体系,增设化工领域相关的新知识和新技术,如:目前,超临界萃取技术已经成了一种重要的工业单元操作技术,工艺简单、选择性好、产品纯度高,是一种高效的新型分离技术。其次,化工原理实验课程可以用板书或其他教学设备进行讲解,要秋衣学生充分预习并自己制定出“学生方案”,使学生能够充分重视实验课程。并且在讲解之后,教师对于不全面、不准确的地方,要进行引导启发,补充监督,要求学生现场演示实验操作及其实验注意事项,和学生一起完成实验教学。通过这种形式,能够提高学生对实验教学的重视程度,能够培养学生独立学习、团结协作和实验动手能力。另外,在工厂实习时,要让学生在实际生产过程中更加深入地了解化工单元操作的作用,引导学生讲实验操作单元融入到实际生产流程中。并将化工仿真实习和工厂实习同化工原理实验操作相结合,提高学生独立分析和解决问题的综合能力。 2.3 增强实验是设备和操作手段的多样化、先进性 为了提高实验的效果,化工原理实验教学要充分掌握学生在实验前的预习工作,充分利用现代化的教学手段,以本校设备为对象,从主要设备到实验流程的走向,一边实验步骤操作,一边介绍整套实验装置流程,如:借助网络教学平台,将各个实验操作视频上传于网络,内容包括实验的目的于原理等。并且要对实验流程中的设备部件和主要仪表进行特写镜头的展示,在整个实验环节中,介绍每个部件的功能和作用,按照实验过程中的知识点进行设置问题,让学生带着问题进行预习,如:离心泵特性曲线操作之前要进行灌泵,为什么要进行这不操作,教师会提出什么问题等。在课堂教学时,通过提问来检查学生的预习情况。另外,为了构建有效的仿真实验系统,化工学院要将计算机仿真实验技术融到化工原理实验教学中,提高整体教学效果。 化工原理实验论文:料科学与工程专业化工原理实验的教学与思考 【摘要】化工原理实验是培养学生的科学研究能力、创新能力,分析和观察实验现象的能力,针对我院材料科学与工程专业化工原理实验课程的现状,通过教学模式改革、教学方式改革和教学内容改革等多手段提高学生的实验积极性和参与性,提高实验的教学效果。 【关键词】化工原理实验 实验教学 教学改革 一、材料科学与工程专业化工原理实验教学目的与要求 1.化工原理实验教学目的 该实验课程主要讲述化工原理中单元操作所涉及的各种设备,以巩固学生加深对化工实际生产的理解,由实验数据和实验现象得出结论并提出自己的见解,增强创新意识,同时,对学生的科学研究能力、创新能力的培养也起着十分重要的作用[1-5]。 2.化工原理实验教学要求 通过实际操作使学生验证有关化工单元操作的理论,熟悉实验装置的结构、性能、工艺流程,掌握化工单元操作方法,培养学生从事实验研究的能力,其中包括:分析和观察实验现象的能力、正确选择和使用测量仪表的能力、利用实验的原始数据进行数据处理以获得实验结果的能力、运用文字表达技术报告的能力[4-5]。 二、化工原理实验中存在的不足 1.人数较多,仪器装置较少,学生动手能力受到限制,由于连年的扩招,每个班的学生人数基本都是35人以上,而实验仪器的台套数并没有增加, 7-8个学生用一台装置的现象非常普遍,个别学生根本没有机会动手操作仪器。 2.学生被动的做实验,完全按照实验书上的照搬照抄,“照单抓药”式的教学,学生花大量的时间写预习报告,来到实验室也不知道到底为什么做实验,怎么做实验。 3.学生工程实践性意识淡薄,不知道化工原理实验的重要性,只是为了学分被动的做实验,达不到理论联系实践的作用。 三、化工原理实验的教学改革与思考 1.化工原理实验教学模式的改革与思考 针对“僧多粥少”的问题的教学模式,材料科学与工程专业化工原理实验充分打破以往“大水漫灌”、“放羊”式的教学模式,分小班、小组教学,每一个小组为3-4人,每一位同学在实验中都有不同的分工, 比如过滤实验(恒压过滤),一个学生要负责压力阀、料浆阀、料液阀的畅通,一个学生负责记时,一个学生要看滤液量和记录,大家还要共同清洗滤布,倾倒滤渣,每组学生只有默契合作,才能将实验做完,这样就充分调动了学生的积极性、参与性和团队合作意识,老师再根据实验操作和小组合作进行现场打分,教学效果明显提高。 2.化工原理实验教学方式的改革和思考 每次课授课之前,给学时留20-30min的时间熟悉实验装置的结构、性能、工艺流程,掌握化工单元操作方法,正式讲课时,以分组提问的方式让学生自己讲解工艺流程和操作步骤,以引导的方式把理论课本上讲解的内容和实际操作中遇到的问题相结合,比如传热实验(强化管传热),改变原来只做实验、测数据的单一教学手段,通过强化管的强化方法,引申到化工中常见的传热设备的改进方法,讨论如何从材料的角度降低成本,从传热的角度提高传热速率等,学生积极参与发言,各抒己见,当实验中出现的现象和理论不符时,引导学生从实验的源头到实验过程中分析误差,充分解决“照单抓药”式的教学模式。 3.化工原理实验教学内容的改革与思考 充分联系课本理论知识,让学生感觉化工原理实验非常实用。比如传热实验,告诉学生热电偶温度计的测温原理,温度计冷端温度补偿的含义,用电脑记录数据的方法,通过数据处理,双对数作图、线性回归等方法,了解计算机技术在化工原理实验中的重要性,实验结束后,学生要对实验数据进行处理,还要总结和分析,分析实验数据误差产生的原因等,根据实验报告上的数据处理为依据,数据处理主要以电脑处理为主,可以锻炼学生应用Word、Excel、Origin等办公软件的能力。 以上教学内容和教学方法的改革充分调动了学生的实验积极性,增强了工程观念,充分做到了理论联系实际。 化工原理实验论文:改进化工原理精馏和过滤实验过程中若干常见问题 摘 要:化工原理是化工类专业体系中的核心课程,其在基础课和专业课之间起着承前启后的作用,而且对其他专业课程的学习具有重要意义。本文对化工原理实验教学过程中出现的问题进行了思考和分析,并在实验环节进行了精馏和过滤实验过程正常使用的若干改进,并考察了改进后的设备及实验过程的效果。 关键词:化工原理;过程改进;精馏;过滤; 一、引言 化工原理实验教学是学生验证理论知识、加深对化学工程有关知识的理解、掌握课程基础概念、强化工程实践能力和建立工程概念必不可少的组成部分。特别是化工类、应用化学类、生物工程、食品工程等专业学生将来要从事工程技术方面的有关工作,因此具备良好的动手能力和分析解决实际问题能力、创新与实践能力是必不可少的。故学生掌握化工原理单元操作的实践能力,建立良好的工程观念,进而提高解决实际问题的综合实践能力是化工原理实验教学的一项重要课题。 针对化工原理实验过程中常出现的如精馏实验过程中出现气液接触效果不理想、操作不稳定,过滤实验过程中单位滤浆体积所需时间过长等问题,本文对这些问题进行分析,并在实验环节进行了精馏和过滤实验过程正常使用的若干改进,取得良好效果。满足了基本的教学和提高学生对实际工程问题的分析能力,并加深对工程概念的理解。 二、精馏实验过程改进 精馏实验是传质操作单元的重要内容之一,如何在实验过程中使设备处于最佳状态,使实验操作的效果符合实验要求,给予学生更感性的认识,是值得我们讨论的。目前,学校化工原理实验中心有四套筛板精馏实验装置,所用的连续精馏塔是天津大学化工基础实验中心制造的连续精馏过程控制实验装置。该装置主体是一座由直径57mm、筛孔直径10mm的筛孔塔板(共7块,每块塔板的开孔率6.6 )所组成的不锈钢筛板精馏塔。塔内径为50mm,板间距为100mm,塔高1.5m,铜质降液管外径8mm,塔体部分上下端各装有一玻璃视盅,用以观察塔板上的气液鼓泡接触情况和回流情况。该装置主要用途为分离正丙醇和乙醇混合物,具有连续进料、出料,回流比可调等性能。精馏塔维持最佳状态是通过电加热控制、控制塔内压力、进料的量(组分、温度)、冷凝剂量、回流比等方法实现。但在目前的实验设备中存在如下问题:气液接触效果不理想;操作不稳定,操作弹性差,常出现爆沸现象。为提高教学质量.我们分析了原因,并采取一些相应措施,使实验效果有了明显的改善。 (一)原料体系的改进 塔在使用一定时间后,各块塔板上的传质效果逐步变差,出现气泡大而且不均匀的现象,有的塔板上鼓泡层很高,有的塔板上鼓泡层很低,学生在玻璃塔节中看不到比较正常的气液接触现象。因此,我们分析原因,认为低级醇类之间表面张力相互接近,而低级醇类和水的表面张力相差两倍以上,是导致塔内各板上鼓泡层高度相差悬殊、操作不易稳定的原因之一。此外,由于学校位处南方,气候潮湿且空气湿度大(空气湿度经常达90%以上),所以估测体系在空气中吸入一定量的水分。而在原料体系中采样做气相色谱分析时发现,分析结果表明原料体系含水量均在10%左右。从维护费用方面考虑,我们选用干燥剂对原料体系进行了干燥,干燥剂选择原则是要操作简单,不污染原料体系,同时可重复使用。我们尝试使用了氯化钙(熔融过的)、活性氧化铝、硫酸镁、硫酸铜、分子筛等,这些干燥剂的特点都是吸水能力强、干燥速度快、可烘干再生。通过试验,由于氯化钙(熔融过的)、活性氧化铝、硫酸镁、硫酸铜等干燥剂本身具弱酸碱性或成型性差,均给原料体系带来少许污染,易于染色,腐蚀设备,因此,我们选用分子筛,分子筛成型性好,吸水能力强,呈中性,对原料体系不污染、不染色,便于干燥操作,所以我们定期用分子筛对原料体系进行干燥,并取得良好效果。 (二)保温层方面的改进 用于教学的实验设备一般希望从启动到正常运转之间的开车时间越短越好。精馏实验设备是利用热能的设备,保温的好坏不仅关系到能量的节约与否,而且还涉及到开车时间的长短,涉及到操作的稳定性。原先的保温措施是在塔柱体缠上低密度石棉,然后在外面包不锈钢铁皮,但使用后发现外层的温度仍较高,约有70℃左右,散热量较大。往往塔的下段已产生了液泛现象,而塔的上部温度仍低于正常值,且持续时间较长,要达到稳定,开车时间很长。我们分析后认为,产生上述现象的主要原因是保温效果不好,使塔下部的热量过多地散入环境;而塔内上升蒸气过多、过早地冷凝是引起塔内各板上鼓泡层高度相差悬殊、操作不易稳定的另一原因。因此,根据实验体系和设备的具体情况,选用既有较小的导热系数、又能耐受设备所要求最高温度的聚氨酯泡沫塑料作保温内层,外包加厚高密度石棉毡。通过对精馏塔操作系统的上述改进,收到了比较好的实验效果,改进后实验准备时间缩短,塔内各板上鼓泡小而均匀。操作范围变宽,学生易于操作,在有限的实验时间内,学生可增加操作参数的变化次数,观察精馏实验的结果和现象,加深理解精馏原理;同时也获得了比较准确的实验数据,提高了实验数据的重显性。利用作图法求得在一定分离效果时的理论塔板数及全塔效率。实验结果及数据整理如下,本实验中实际塔板数N=7,实验中一定回流量下对应的塔底轻组分浓度为0.15,塔顶轻组分浓度为0.80,求得的理论塔板数为5~6,全塔效率为71.5%~85% 。y,x分别为气液两相中乙醇摩尔百分数。重复上述实验,其数据的重显性很好。 三、恒压过滤实验过程改进 恒压过滤实验装置的悬浮滤浆液为水、碳酸钙,以纺织状物为过滤介质,采用真空吸滤方式进行过滤,过滤推动力恒定。在外力的作用下,悬浮液的液相通过介质的孔道而固体颗粒被截留下来,从而实现固液分离。目前的实验设备中存在如下问题,即使在大压差和低浓度滤浆的条件下,过滤速率依然小,获得单位滤液体积所需要的时间长。在使用实验装置一段时间后,在不更换浆液的条件下,在同样的压差、搅拌速度、滤浆浓度操作条件下,单位滤浆体积所需时间过长,就会影响实验教学质量。分析原因,影响过滤速度的主要因素是压强差、滤饼厚度、滤饼和悬浮液的特性、悬浮液温度、过滤介质的阻力等。由于实验条件(如压差、滤浆浓度、搅拌速度、温度等)不改变,同时每次实验都要求学生清洗滤饼,依然解决不了单位滤浆体积所需时间过长的问题,因此我们认为随着实验操作次数增加,学生反复清洗滤饼的次数也多,其接触悬浮液的次数越来越多。而在正常教学过程中,多数学生用完餐后就急急忙忙来到实验室,或多或少会带进一些生物成分(如淀粉、细菌、食用油等),这些成分会包覆在碳酸钙颗粒表面,使颗粒表面被改性,颗粒被乳化而形成胶体,从而改变滤饼的特性,影响过滤速率。为了节约费用,降低工作强度,减少碳酸钙悬浮滤浆液更换次数,我们加入一定量的防止滤渣堆积过于密实且能使过滤顺利进行的细碎程度不同的不溶性惰性材料助滤剂,加入助滤剂后,在过滤同样浓度的浆液和一定操作压力下,获得100ml体积的滤液所需时间,由原来的5分钟缩短为2分钟。通过对过滤实验过程的改进和实际使用证明,改进后学生易于实验操作,在有限的实验时间内,更好完成实验数据。 四、结语 化工原理日常实验教学中涉及的设备较多,且使用频率较高,善于发现设备中存在的问题并及时改进为教学任务的顺利完成提供了保障。通过对精馏和过滤实验过程的改进,能够使实验快速准确完成的同时,达到使学生掌握并运用化工原理课程教学中的基本理论的目的,互动效果较好。 化工原理实验论文:化工原理实验教学中的几个问题 【摘要】本文主要集中分析了化工原理实验教学过程中的几个关键性问题,分析了化工原理实验教学的一些比较可行的建议和措施,以期可以为化工原理实验教学提供参考。 【关键词】化工原理;实验教学;问题 一、前言 目前,化工原理实验教学过程中,还有部分问题注意不够,导致了化工原理教学质量不高,教学效果不佳,所以,分析化工原理试验教学非常有必要,这是提高教学效果的必要途径。 二、化工原理实验教学概述 《化工原理》课程是化学工程、应用化学、过程装备与控制、生物工程、环境工程、高分子等专业的技术基础课。化工原理课程的主要内容是以生产中物理加工过程 为背景,按照其操作原理的共性归纳为若干“单元操作”,主要研究各单元操作的基本原理、典型设备的原则结构和工艺尺寸的设计计算以及选型。化工原理属于工 程科学,用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题,研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究。《化工原理实验》是配合化工原理课堂理论教学 设置的实验课,运用课堂学过的化工基本理论,通过实验从实践中进一步学习、掌握和运用基本理论,分析实验过程中的各种现象和问题,培养学生实际动手操作实 验设备的能力,分析、归纳、整理实验结果及撰写实验报告的能力,以及严肃认真、实事求是的工作作风。《化工原理实验》是培养学生工程设计能力、工程实践能 力以及创新能力的重要教学环节,与理论课具有同等重要的教学地位。 三、化工原理实验教学的问题 长期以来,传统的实验教学被固定的模式所束缚,总结起来存在以下三个方面的问题: 第一,实验内容单一、陈旧。所开设的实验项目大多是长期开设的经典实验、依附于课堂理论的验证性实验,而反映学科前沿的、有利于学生创新性思 维的研究性、设计性实验少。学生缺乏对实验的积极性和兴趣,故在实验中只是机械地重复老师刚演示过的步骤,不重视实验的细节和过程,也不注意操作是 否规范。 第二,教学模式单一、陈旧。以往的物理化学实验教学主要是采用传统的实验教学模式,即由教师组织安排,学生进入实验室先听完老师介绍实验目 的、实验原理、仪器设备、实验步骤以及实验中的注意事项,接着学生按教师讲解的步骤重复实验,完成规定的实验内容,记录数据,然后按规定的格式完成实验报 告。总的说来就是在统一规定的实验时间内,在相同的地点,学生听相同的讲解,做相同的实验,这样导致学生积极性不高,厌学心理加重;且对于基础较好的同学 实验设计过于简单,而对于基础薄弱的同学则略显复杂。 第三,实验人数多,硬件设备缺乏。由于近几年的教育扩招,使得学生人数增多,原本富足的实验设备在目前看来显得有些“捉襟见肘”,这样做实验时就要轮流等待,使得一组实验做下来所消耗的时间增长,学生和教师都有怨言。 四、化工原理实验教学措施 1、重视理论严谨性同时注意培养学生创新能力。 理论授课教师同时也是实验课教师,可在理论教学的同时穿插对实验设计的思考和讨论。同时我们应该思考如何在化工原理实验中培养学生的创新能力,并着重培养学生的发散思维、批判思维和联想思维。如在课堂讲完离心泵后,向学生提了一个问题,离心泵启动后为什么不出水?学生们有的说汽蚀了,有的说气缚了,有的说管道进了异物堵住了,有的说线路故障,有的说出口阀没开等等,答案五花八门,有的答案并不牵扯什么高深的理论问题,但在实际操作中极有可能出现。因此在进入实验中,学生就能很快能理解实验目的,完成实验操作。在理论授课的同时可安排实验的预习,使学生进入实验时心中有数,得心应手,这样才能更好发挥他们的主动性和积极性。这里还有一个问题值得注意,即在理论课后集中开出实验好还是上完相关章节后及时进行相应的实验?一般认为,相对的集中便于实验室的安排与管理,理论课后及时做实验对于学生来说肯定容易理解一些。我认为,在条件允许的前提下,尽可能将实验教学与课堂理论在内容与时间上协调。毕竟当代大学生要学的知识很多,不可能在某一门课程上反反复复地花时间。 2、实验仿真不能取代实际操作 实验仿真是近20年来随着计算机仿真技术的出现而出现的。在降低实验成本、克服因实验装置台套数不够而引起的学生动手机会少、改善和加强实验预习等方面,确实发挥了不可替代的作用。近年来,一些仿真技术公司和高校陆续推出了水平较高的化工原理实验仿真软件,它们对化工原理实验教学的贡献是功不可没的。当然,实验仿真不可能完全替代实际操作,正如多媒体教学不能完全替代传统板书授课,那种认为让学生在计算机上仿真就可避免购置和使用化工原理实验装置的想法是错误的。我认为,在实验操作前让学生进行实验仿真,既可以加深他们对理论知识的理解,也可以强化他们对实验过程和步骤的掌握,以改善实验操作效果。同时,对于有特别要求的学生,也可以为他们提供多次反复实验的机会。目前存在的问题是,现有的软件往往是针对某一种装置设计和开发的,普适性不够,同时也不能提供给使用者以自主设计实验的功能,这样不仅有碍软件本身的推广,而且不利于引导和激发学生的创造性思维。 3、改革实验报告撰写形式 实验报告是对实验过程的总结,是实践环节中不可缺少的一个重要组成部分。很多同学在撰写实验报告时流于形式,不动脑,多数内容可以照抄实验讲义。报告要真实反映我们要作什么?怎么作?作的结果?以及存在的问题。化工原理实验报告要突出工程性及现实性;要体现出学生应用知识能力、分析问题能力和解决问题能力;体现出创造性和探索性。总体上化工原理实验报告可以采用/小论文/的形式来写,但不强求一律,给学生思考、选择和发展的空间。学生在预习时,根据实验室提供的设备,在能达到教学大纲规定的实验任务前提下,可根据自己兴趣、爱好自行确定研究重点,自拟题目。同一实验,学生可以拟订不同的题目。由于题目、方案是学生自己拟定的,增加了实验的主动性和兴趣,实验报告质量由此得到明显提高,抄袭实验报告的现象则可明显减少。 五、实验创新 创新能力具有很大作用。但目前化工原理实验教学在教学方法、技术上和测试手段上仍有许多问题。教学方法上,还主要以教师讲,学生照着 做为主,实验成绩仍采用学生单纯做实验定成绩的教学模式;测试手段和技术比较落后,尤其是在运用计算机进行实验的数据采集、处理和控制方面。为此我们要加 大实验教学改革力度,进行实验创新。 1.严格实验教学管理,实行结构成绩制 教师要认真组织好实验教学,严格教学管理,严格考核制度。实验课采取课前预习、现场提问、实验操作、编写实验报告、期末书面考试的教学方式, 由以上各环节的执行情况来全面评定学生的实验成绩,既实行结构成绩制。 2.将计算机引入实验教学 开发与实验装置相配套的化工原理仿真系统软件,运用仿真实验的计算技术、图像和图形技术,可方便、迅速、形象地再现教学实验装置、实验过程、实验结果, 学生在计算机上可完成实验前预习,提高实验效率和实验效果,同时利用计算机进行实验数据处理,可节省学生繁杂和大量重复性计算时间,使学生有更多时间和精 力撰写实验报告,提高实验报告质量。 运用计算机进行实验的数据采集、处理和控制。现代化工生产的一个显著特点是集成化、大型化和自动化,其实 质就是用计算机进行生产过程的自动控制。我们在有些实验装置上采用计算机进行数据采集、处理和控制,不仅可以模拟实际生产过程,还可以使学生对计算机在工 程上的应用有进一步的认识。 六、结束语 综上所述,化工原理实验教学教学过程中,必须要关注一些比较关键的问题,进而提出一些可行的措施来提高化工原理教学的水平,确保化工原理实验教学质量得到提高。 化工原理实验论文:开放式化工原理实验教学模式 化工原理实验属于一种工程性质的实验,应用于高校轻工化工课课堂教学,所涉及的领域主要为化学工程学以及建立其基础之上的技工领域。实验过程中,对学生的操作能力和分析解析问题的能力会有一定的考验。因此,化工原理实验教学模式的优劣将会直接对学生能力的培养造成影响。目前,我国各技工院校中仍有不少学校化工原理实验教学采取的是传统的教学模式,传统教学模式过于强调同学合作和教师主导,对提高实验教学效果造成阻碍,给学生生产实习带来不便。 一、开放式化工原理实验教学模式概述 时间开放方面。开放式化工原理实验教学模式中,时间开放针对的不仅仅是教学课堂,还包含着课堂之外的时间。也就是说,实验室开放的时间与学校图书馆无异,由此,每个学生都可以在实验室开放时进行试验操作和观察,并没有严格的时间限制和约束。这对于任何类型的学生都很适用。对于那些热爱学习,热衷于工科实验和车间作业实验的学生来说,他们可以根据自己的课程安排来安排自己的实验;而那对于些实验能力欠佳的学生而言,为了保证课前的预习质量和课后知识的巩固,也可以根据自己的时间来安排实验,直至达到自己的理想状态。 内容开放方面。开放式化工原理实验教学模式中,实验内容即实验项目的开放是保障开放式教学的基础。学生的实验能力有强弱,知识吸收速度有快慢,另外,学校学生的专业、兴趣和能力都会有所差别,因而,实验室在实验内容上的开放性正好符合了学生们的需要。教师可以将实验项目进行分组,如:基础性实验、设计性实验、综合性实验等。学生们可以根据自己的实际情况来安排实验,进行实验。这不仅有益于培养学生对于化工原理实验和车间实验操作的兴趣,还有助于学生的个性化发展。我们知道,很多的发明创造及天才般的灵感大多数都来源于自由实验的过程中,大多技术工人车间技术操作的精炼来源平时的努力和积累。因此,实验内容的开放实际上是为学生们提供了一个自由发挥想象力和创新能力的平台,而对于学校来说,它可以借此平台来培养更多多样化、个性化的专业人才。 资源开放方面。开放式化工原理实验教学模式中,资源开放是对开放式实验教学的进一步完善。化工原理实验范围广且过程复杂,对于仪器设备和资料教材方面的要求颇多,因此,先进的实验仪器和全面的资料教材是保证实验进行下去的关键。开放实验资源,不仅有助于构建良好的实验环境,还有助于学生自学能力的提高。 二、开放式化工原理实验教学模式方案的探讨 做好实验相关的准备工作。开放式化工原理实验教学的实验装置为实验顺利进行提供了基础。因此,学生在开放式化工原理实验教学前,就应当对实验装置有一定的了解。了解实验装置,不论是对于授课老师还是学生都有一定的好处。首先,了解实验装置的结构,知晓它的操作方法,可以读取仪表类设备的数值,这有利于学生理解教师讲解的实验过程;再次,对于实验装置的了解可以增强学生参与实验的积极性。 在讲解实验装置时,可以让学生猜想这些仪器设备各自的功用和效能,或者安排学生进行小组讨论,发表对接下来实验的看法,调动学生的积极性,为接下来的实验做好准备。 让学生成为课堂的主导者。学生的求知欲往往会引导他们积极的探索新事物。传统的实验教学课堂上,教师处于主导地位,课程内容由教师策划设计,实验进程由教师决定。由此,学生往往会在实验过程中听任老师的指挥和指导,实验原理、步骤和结果以及注意事项并没有用心的去思考和体会,最终导致他们完成实验的目的只是为了取得一个合格成绩。因此,在开放式实验教学中,教师应当注意区别于传统教学,让学生作为实验课堂的主导者,来掌控实验课堂。 让学生成为课堂的主导者,有利于充分调动学生学习的积极性。而且,每个学生的能力水平不一致,教师对实验课堂的控制并不利于学生对实验过程的理解和思考,学生的自主控制正好解决了这一问题。如:设备制冷维修技术的课堂上,教师提出“为什么目前的一些化工行业会应用到制冷设备,如何保证这些化工原料的一直处于常态,不发生化学反应?”对此,传统的教学模式是教师指名学生回答,或者是老师直接解释。这并不利于学生想象力和分析解析问题能力的提高。因此,教师只需要引导学生“思考――讨论――综合意见――说明理由”即可,如果学生讲解不全面,教师可以适时来补充。这不仅有利于学生对实验课堂产生兴趣,还有利于培养学生自主思考问题和解决问题的能力。 完善教学方式。传统的化工原理实验教学主要是通过教师讲解,辅助资料不外乎课本和参考资料。开放式化工原理实验教学,可以应用现代技术手段来丰富、完善教学方法避免这一现状。如今信息技术在教育教学中应用普遍,同样,也可以将实验教学与信息技术结合起来。目前较为常用的辅助教学设备主要有:幻灯片、实验录像、CAI、计算机网络。信息技术的应用有助于增强学生对实验的兴趣,同时也能从多方面来加深学生对实验的理解,从而拓宽知识面。 改变传统的评价方式。在化工原理实验教学中,传统的实验课成绩评定标准主要参考目标为学生的实验报告。实际上,学生为了追求高分数,往往会制作虚假的实验报告。究其原因,还是由于传统的评价方法较为关注学生实验报告的整体质量和报告内容的完整性,由此,更改数据或者是编写实验数据成为了学生为获取高分而长用的手段。这种结果的分数并不能呈现学生的学习状态,反映学生的学习能力和操作能力,因此,改变传统的评价方式势在必行。 可以参照学校其他科目成绩的评定方法,对其完善。首先,将实验课的成绩分成平时的出勤率、实验操作能力、实验报告的完整性、笔试测试成绩,小组评定成绩这几大板块;再次,根据每大板块所能真实反映学生综合能力的程度,来分配比例,如:平时的出勤率为15%的计分值。这之中,所要注意的是,学生实验报告数据的真实性,上文提到,学生为了获得高分数,可能会编写数据。这种全新的评分机制就是为了评分公平,因此,为了保障公平,实验报告完整性的比例数值可以稍稍降低;最后,成绩的评定应当脱离全部由教师评定的方式,学生自己也可以参与到分数评定中来。具体操作时,可以由实验小组成员来评定其他成员的成绩,而这个成绩所占的比率可以控制在10%左右。 化工原理实验开放式教学模式在技工院校中应用过程中,其优势明显,不论是对于教师还是学生而言,都具有明显的便利性和辅助功能。因此,解决好化工原理实验开放式教学模式运行实践过程中的问题,便显得尤为重要了。在运行实践过程中,想要做好开放式实验教学,教师们应当注意以下几点:做好实验相关的准备工作、让学生成为课堂的主导者、完善教学方式和改变传统的评价方式,只有这样,才能真正的实现开放式实验教学。 (作者单位:冷水江市高级技工学校) 化工原理实验论文:基于WEB的《化工原理实验》开放式虚拟教学模式 摘 要:依靠校园内网络,利用计算机建模和仿真技术,实现网络版的实验结构和动态表现。既能够提供教学信息资源,使学生在很大程度上对学习的时间、过程和空间具有更多的支配权,而且能够将静态教材转变为图、文、声、像并茂的动态教材,甚至对因设备、场地等原因无法开设的实验能够“身历其境”地感受实验过程中的生动性和丰富性。 关键词:化工原理实验 虚拟教学 实验教学 自从2002年美国麻省理工大学(MIT)通过互联网全部课程的教学信息而成为全球共享资源以来,其普遍、快速、交互的特点引起了对知识传播模式的全新探讨,极大地改变了基础教育领域内教与学的方式、手段和过程。采用基于网络(WEB)的虚拟教学模式来完善、甚至是部分替代传统的教学模式,必将成为未来教育的主渠道。从技术角度看,当前的网络技术已相当成熟,图像、动画、视频、音频等多媒体信号的制作及传输方式也是多样化的。系统运行于校园网上,既可用于计划性较强的日常教学,也适用于灵活的培训、辅导讲座及师生间交流。近年来,对这一模式在英语课程、计算机课程及思政课程教学中应用的研究不断地深入,但目前应用于工程实验课程的实践则相对寥寥。 《化工原理实验》课程是一门以培养学生的工程能力、创新思维为目标,以实验研究方法处理化学工程问题为特色的实践性课程,是学习、掌握和运用化工原理理论知识必不可少的重要教学环节。实验教学过程担负着从理论到工程、从基础到专业的桥梁作用,必然要求适应时代的教学模式与之匹配。目前高校所采用的实验教学模式多为传统的、验证性的模式:即实验中采用分组实验的形式,教师讲解实验要点后由学生采集实验数据,经课后整理后上交实验报告。这种实验教学模式导致学生机械地循序操作,而且由于受到场地和实验装置的限制,很难实现学生个人独立完成实验的目的。另外《化工原理实验》中,介质在密闭的管道或塔器内进行传质传热过程,无法观察到实际的过程变化或产生故障的情况,这些因素都不可避免地剥夺了学生思考的权利。除此之外,作为工程实验,要花大量的时间在准备实验上,但如果碰到设备出现问题,将直接影响实验的进展;作为对实践环节的总结,实验报告是实验课程的重要组成部分,也是评判学生实验结果的依据。但在实际的教学当中,学生的实验报告单纯是数据的整理,且容易抄袭。对于报告中体现的较大误差甚至是失败的实验,学生得到的只是一个成绩,而没有修正或改进的实践机会。为建立《化工原理实验》教学的基础性、综合性、自主性、创新性相结合的实验教学模式,鼓励学生选择、自学、尝试、乃至允许失败并总结经验,巩固课堂教学知识点,弥补课堂教学的盲点,基于WEB的《化工原理实验》开放式虚拟教学的探讨势在必行。 1 《化工原理实验》开放式虚拟教学模式的主题模块 顺应科技教育的趋势,我们提出了以《化工原理实验》教学过程的设计及学习资源的利用为特征,以信息库的建立及实验CAI的网络化作为整个虚拟实验教学核心的模式,组建包括资源创作、视频教学、多媒体课件的教学信息库,实现《化工原理CAI》仿真的网络化,开发综合学习、资源、评估及信息交流的教学平台体系。通过网络联通的PC机,学生不仅可使用模拟软件搭建的虚拟实验环境,根据实训的要求,任意时段、任意次数地进行实验练习,而且能够利用多媒体通讯技术构造的学习环境,进行实时视频点播教学、多媒体个别化交互式网络学习等教学活动。以此为主旨的主体模块为: 1.1 网络化仿真实验平台 基于WEB的实验仿真系统的开发。东华大学的《化工原理实验》现为上海市精品课程,自主研制的《化工原理CAI》以其三维立体界面、逼真的动态效果、切合教材的操作流程,以及方便的操作界面等优点已经在《化工实验原理》课堂教学中使用,教学效果良好。但由于其必需以软件的形式单独安装在每台电脑中,无法进行使用者个体间的交流,也无法在没有购买或安装此软件的学生个人电脑中使用,限制了在实验室外的使用条件。因此,将流程仿真、动态实验过程通过计算机技术、多媒体技术、数字压缩技术、网络通信技术的融合交叉,制作成适用于网络传输的实验仿真系统是迫切的需求,是虚拟实验系统的关键组成部分。在虚拟的教学实验中,学生们可以再现和模拟实验发生和发展的条件、现象,直观清晰生动地为学生提供大量的感性材料来验证课堂理论讲授的内容。对于难做的实验,学生可以重复进行实验,而不受时间、场地、安全等实际实验条件的限制。实验报告可以用小论文的形式,运用课堂教学的理论知识、学生自身实践的数据成果,允许学生在仿真实验中模拟错误实验条件及操作下的异常现象和可能出现的实验事故,鼓励他们勇于实践、不怕失败、善于从成功与失败中吸取经验,培养和促进学生的语言知识、逻辑思维能力和概括能力。不仅能够最大限度地利用各种教学资源;能够实现任何学生、在任何时间、任何地点、从任何实验章节开始实践;而且可以使教师与学生、学生与学生之间,通过网络进行全方位的交流,最大范围的教学资源共享,大大地提高实验教学的质量和效率。 1.2 虚拟实验教学管理 打破许多实验内容的设置还停留在把书本上的文字直接上传到网上的方式,建立和完善“数据库”服务体系。不仅局限于教学大纲,教学日历,教案等文字资料,还应以流媒体信息模式以在线播放或下载播放提供教室讲课录像、声音、图像等,丰富教材内容。将录制好的视讯影片剪辑安排,结合Flash动画等形式,针对教学内容,以不同的教学策略提出问题来启发、促进与引导讨论。数据库的建设是一个长期的过程,需要该实验课程的专业教师和技术人员共同开发,结合传统的网页资源及预录的视频播放,充分调动人的多种感官,以达到良好的教学效果。 2 基于WEB的开放式虚拟教学模式应用于《化工原理实验》的教学体会 无论对学生还是老师来说,虚拟实验教学都是新体验,不仅在形式上,也将是在思想上的一次创新。建立网络交互体系,将教学过程中教师与学生的交流形式网络化,延伸课堂教学的空间和时间,密切师生之间的交流也是本项目的关键之处,可以通过BBS主题讨论和与师生间的电子邮件在线非实时答疑,构建民主平等的新型师生关系与和谐愉快的心理氛围。在此两项基础之上,建立讨论答疑及考试系统。提供练习、作业、考试等多种试卷类型,以满足不同用户考试、学习、培训、竞赛的应用需要。学生可以查看自己的成绩和答卷,参照设定的正确答案和答案要点说明,了解自己的知识盲区,有效地提高在教学上的应用效果。同时,教师的角色不再单纯地作为知识的传播者,而是从“教”到“导”。引导学生高效率地学习,掌握学习策略,培养学生自我调节、自我监控等能力,形成良好的学习习惯。只要在有网络的地方,就能够成为真实意义上的开放实验室.虚拟实验室的优势是硬件设备无法可比的,但也不可忽视它的局限性,毕竟是一个模拟的环境,对那些在处理硬件设备是还有很多细节问题上要同学们反复练习、熟练操作;在教学过程中应该要灵活运用虚拟实验室和教学实验室之间的互补,虚实结合、取长补短,为学生们进行更高层次的学习提供良好的学习和实验的环境。 化工原理实验论文:仿真实验应用于化工原理教学的思索 【摘 要】仿真实验教学是一种现代化的教学手段,本文分析了仿真实验的优缺点,同时指出仿真实验与实验实训相结合,更有利于提高教学效果和学生能力的培养。 【关键词】仿真实验;化工原理;实验实训 化工原理是我校药物制剂专业及相关专业的一门专业基础课程,该课程以化工传递过程的基本理论和工程方法论为两条主线,系统地讲授了化工生产过程中常见单元操作的工作原理、相关设备的工艺结构和具体的操作过程,在整个教学体系中起着承上启下的重要作用[1-2]。随着时代的发展、科学技术的进步和教育理念的革新,尤其是计算机技术的飞速发展,对教学思想、教学方法和教学手段提出了全新的要求和挑战。在这样的形势下,化工原理课程传统的教学方法和教学手段也在进行着新的尝试与改革,把计算机仿真实验运用于化工原理课程的教学将成为一种趋势[3]。 化工仿真实验利用现代计算机建模与仿真技术,对生产过程系统进行数字仿真,建立虚拟的操作环境 ,同时营造类似于工厂控制室的教学环境,训练学生分析问题 、解决问题和故障处理的能力,是一种先进的教学手段。 1 仿真实验的优点 1.1 直观性 仿真实验可以模拟实验实训全过程,形象逼真生动、简明易懂,既有科学性又富有趣味性,便于学生在较短的时间内了解实验单元的操作方法和操作技巧[4]。通过模拟开车、停车、正常运行以及发生事故时所涉及的参数及数据的变化,明白正常状态、事故发生状态以及事故处理的规律和方法,加深学生对化工生产装置操作过程的了解和对其功能把握,巩固所学知识。 1.2 可操作性 由于实验室的设备的规模及内容有限,同时受教学时数的限制,很多情况下一些实验被简化、调整甚至放弃。有时某些实验采取教师演示操作学生观看或者几个学生一组的合作实验,每个学生得到单独操作练习的机会很少,这样会造成学生对知识点的理解不够透彻,动手能力得不到应有的锻炼,甚至所学内容与实际应用相脱节,教学效果会受到一定程度的影响。利用仿真实验,学生可以在仿真软件上反复进行设备的开、停车及事故处理训练,直到操作技能达到要求,这在实际生产过程中和实验室中是难以实现的。 1.3 安全性 对于化工原理课的一些实验,学生由于之前预习不充分或者课堂上开小差,经常会出现由实验操作失误现象,轻则影响整个实验教学进度,重则还会危害教师和学生的身体健康,造成严重的教学事故。例如:离心泵的启动或关停的误操作会引起离心泵电机的烧毁;吸收塔操作失误则会引起氨气泄露等安全事故。在教学的过程中使用仿真实验,即使学生在仿真计算机上进行误操作时也不会发生人身危险,同时也不会造成仪器设备、仪表、元件破坏和环境污染等经济损失。 1.4 经济性 化工原理实验设备一般价格高、体积大,而仿真实验只需将软件安装在电脑上即可运行,且在使用过程中,仿真实验没有实验设备的日常维护和实验药品的消耗,在达到了实验教学效果的同时,还能减少教学投资,节约实验场地。 2 仿真实验的不足 任何事物具有双面性,仿真实验应用于教学有利也有弊,在教学过程中我们发现了仿真实验有以下三个不足之处。 2.1 真实生产与仿真实验存在较大差别 仿真实验操作的模拟性和程序化与生产现场操作的灵活性、不可预见性还有相当的距离。以仿真实验过程的离心泵操作实验为例,仿真软件可以模拟离心泵的操作顺序,在操作顺序出错时,软件会报警提示,而在实际生产过程中,泵在启动前要盘泵,检查密封装置及润滑油的液位等,而仿真系统中这些操作步骤是没有的。同时真实生产过程中存在大量的不可预见性的问题,需要操作人员凭借丰富的经验和技术迅速反应并及时果断处理,而仿真实验只是实际生产装置的简单化处理。 2.2 减少学生应对突发事件的机会 而在实验实训中遇到仪器故障、突发问题等,会使学生增加克服困难的训练机会,提高学生解决问题的能力。而仿真实验室的条件相对理想,减少了学生应对突发事件、排除故障及对实验仪器的常规检修的机会,又由于仿真实验所得到的数据也是程序设置好的,也减少了使学生通过实验数据进行误差分析这一环节体验,同时也减少了对整个实验过程的反思及寻找可用的经验和过失机会。 2.3 不利于学生安全生产观念的培养 仿真实验带有游戏色彩,学生在电脑面前通过鼠标和键盘来操纵生产过程时没有压力,完全可以处于轻松的心理状态,操作失误时可以通过重新再做来弥补前次操作的过失,很难体会现场实际操作的紧张及工作压力,不利于增强学生安全生产的高度责任感、紧迫感。因此,要让学生真正掌握化工生产操作技能,了解化工生产安全问题的重要性,提高分析判断和处理的问题的能力,还必须与实训实验相结合。 3 结论 化工仿真和实验实训相结合,既可以在仿真中理解所学的理论知识,又可提高学生对化工操作的感性认识。通过仿真训练与真实操练有机结合,扬长避短,既节省成本,又提升学生实际操作能力训练的有效性,更加提高了教学效果。 化工原理实验论文:关于化工原理实验教学的一些思考 【摘 要】为了提高学生动手能力,对巩固与加深课堂知识的理解, 列举了化工原理实验教学存在的几个问题,提出了一些解决方法 【关键词】化工原理;实验;教学;方法 素质教育是高校21世纪人才培养的方向, 教育的重点向能力素质培养转化。只有具有较强实际工作能力和创新能力的人才, 才能适应社会的需求, 化解社会就业的竞争压力。陕西科技大学是工科院校, 培养的是应用型人才, 大部分的毕业生将直接面向生产一线, 从事现场的生产、技术、管理工作。 作为化工类及其相近专业的技术基础课, 化工原理课程的建设和改革一向受到各相关学校及院系的高度重视。从见诸公开发表的教学研究论文到各地各院校的精品课程名单上, 都可以看出化工原理课程的重要地位和建设水平。在构成化工原理课程的三大教学环节中, 化工原理实验起着验证理论、结合科学研究和生产实际、培养学生动手能力和创新能力的重要作用。实验课与理论课是相辅相成的,是提高学生动手能力的一重要环节,是对课堂知识的一种巩固与加深。在教学过程中,教师应该把实验内容、理论课教学和工业实际生产紧密结合起来,要使学生所学的理论知识能够通过实验加以检验,而且要让学生能够学到化工生产过程中一些常用单元操作的操作过程,掌握一些常用设备的使用方法,使其动手能力得到初步的训练,养成良好的实验操作习惯,以适应化工企业中的基本生产过程,为学生今后的发展打下一定的基础。 因此我们在重视理论教学的同时, 需进一步加强实验课程教学工作的改革[ 1] , 用科学态度对待和重视实验教学, 提高实验课程的地位。从目前我校化工原理实验教学实践来看, 学生虽能在老师的指导下完成实验课程的基本操作及对实验数据的处理, 但仍存在以下不足: 1 实验课的内容和操作主要靠教师在实验室讲解和演示, 多数学生仅照葫芦画瓢, 简单动手,基本不动脑, 有些学生做完后仍是茫然,更不要奢谈创新; 2 部分实验内容枯燥乏味,学生对实验目的性不明确和不感兴趣, 做实验表现为缺乏积极性、主动性; 3 实验报告撰写流于形式。 针对以上不足, 为提高实验课的教学质量,笔者对以下几方面进行了一些思考。 1 重视理论严谨性同时注意培养学生创新能力。 理论授课教师同时也是实验课教师, 可在理论教学的同时穿插对实验设计的思考和讨论。同时我们应该思考如何在化工原理实验中培养学生的创新能力, 并着重培养学生的发散思维、批判思维和联想思维。如在课堂讲完离心泵后,向学生提了一个问题,离心泵启动后为什么不出水?学生们有的说汽蚀了,有的说气缚了,有的说管道进了异物堵住了,有的说线路故障,有的说出口阀没开等等,答案五花八门,有的答案并不牵扯什么高深的理论问题,但在实际操作中极有可能出现。 因此在进入实验中, 学生就能很快能理解实验目的, 完成实验操作。在理论授课的同时可安排实验的预习, 使学生进入实验时心中有数, 得心应手,这样才能更好发挥他们的主动性和积极性。这里还有一个问题值得注意, 即在理论课后集中开出实验好还是上完相关章节后及时进行相应的实验? 一般认为, 相对的集中便于实验室的安排与管理, 理论课后及时做实验对于学生来说肯定容易理解一些。我认为, 在条件允许的前提下,尽可能将实验教学与课堂理论在内容与时间上协调。毕竟当代大学生要学的知识很多, 不可能在某一门课程上反反复复地花时间。 2 实验仿真不能取代实际操作 实验仿真是近20年来随着计算机仿真技术的出现而出现的。在降低实验成本、克服因实验装置台套数不够而引起的学生动手机会少、改善和加强实验预习[ 2] 等方面, 确实发挥了不可替代的作用。近年来, 一些仿真技术公司和高校陆续推出了水平较高的化工原理实验仿真软件, 它们对化工原理实验教学的贡献是功不可没的。当然, 实验仿真不可能完全替代实际操作, 正如多媒体教学不能完全替代传统板书授课,那种认为让学生在计算机上仿真就可避免购置和使用化工原理实验装置的想法是错误的。我认为, 在实验操作前让学生进行实验仿真, 既可以加深他们对理论知识的理解, 也可以强化他们对实验过程和步骤的掌握, 以改善实验操作效果。同时, 对于有特别要求的学生, 也可以为他们提供多次反复实验的机会。目前存在的问题是, 现有的软件往往是针对某一种装置设计和开发的, 普适性不够, 同时也不能提供给使用者以自主设计实验的功能, 这样不仅有碍软件本身的推广, 而且不利于引导和激发学生的创造性思维。 3 改革实验报告撰写形式 实验报告是对实验过程的总结, 是实践环节中不可缺少的一个重要组成部分。很多同学在撰写实验报告时流于形式,不动脑, 多数内容可以照抄实验讲义。 报告要真实反映我们要作什么? 怎么作? 作的结果? 以及存在的问题。化工原理实验报告要突出工程性及现实性; 要体现出学生应用知识能力、分析问题能力和解决问题能力; 体现出创造性和探索性。总体上化工原理实验报告可以采用/小论文/ 的形式来写, 但不强求一律, 给学生思考、选择和发展的空间。学生在预习时, 根据实验室提供的设备,在能达到教学大纲规定的实验任务前提下, 可根据自己兴趣、爱好自行确定研究重点, 自拟题目。同一实验, 学生可以拟订不同的题目。由于题目、方案是学生自己拟定的, 增加了实验的主动性和兴趣, 实验报告质量由此得到明显提高, 抄袭实验报告的现象则可明显减少[3-5]。 4 结论: 本文就常见于化工原理实验教学的几个问题提出了我自己的看法。实际上, 类似的问题也存在于其他专业基础实验课及其实验室中。提高学生动手能力,对巩固与加深课堂知识的理解,提高教学质量, 培养高素质人才, 是非常重要的。
建筑基础论文:浅论建筑基础基坑施工工艺 摘要:随着我国现代化建设的高速发展,深基坑随处可见,基坑工程呈现出窄(场地狭窄)、近(工程距离近)、深(越来越深)、大(规模和尺寸大)等特点。如何保证深基坑施工的安全,同时又能降低造价,是值得加以探讨的课题。文章通过工程实例,介绍了建筑工程深基坑技术的施工工艺及应用,解决了大多数因工程场地狭小,围边环境复杂、基坑深的难题,以达到加快工程进度,缩短工期,并节约成本,符合当今节约能源与提高经济效益的目的。文章依据某商业大厦基坑施工技术案例及地质勘察等施工条件,合理选取排柱、土钉、桩基、喷射混凝土支护等施工措施。 关键词:商务大厦;基坑施工;开挖与支护技术 1.工程概况 某商业大厦工程项目其中地上建筑面积21033m2,地下建筑面积1700m2。采用框架剪力墙结构,建筑高度92m,最大跨度8.8m。据调查,该建筑物以基岩为持力层,基础形式为条形基础,基础埋深约4m。基坑北侧四冲街车行道沿线分布有管线沟,埋深约为1.6m。 2.岩土工程地质条件 根据勘察单位提供的岩土工程勘察报告,有关场地的岩土工程地质条件与水文地质条件如下。根据其成因、物质组成、物理力学性质及工程特性不同,自上而下可划分为2个岩土层:第1层杂填土;第2层灰岩(s)(未揭穿):(1)杂填土为黄褐色、灰色、杂色,主要为杂填土。稍湿或湿,稍密,成分较复杂,以碎石、砖块、混凝土块和粘性土为主。局部存在混凝土和砖墙老基础,硬质填料个别块径较大,一般为20~100mm,最大约500mm。硬质骨料含量约占30%以上,分布不均匀。回填时间超过十年,属无序回填。本层厚1.20~7.10m,压缩性较高,强度较低,均匀性较差,局部场地经开挖后将缺失;(2)中风化灰岩(s)为寒武系灰岩,岩体薄层状(局部中厚层状),岩体破碎。根据区域资料,基岩产状倾向南东,倾角25~35°。在本次钻探过程中,未发现大型岩溶,未出现掉钻现象,但岩体裂隙发育。本次钻探揭示,强风化厚度很小,未单独划出,基坑大部分开挖深度较大,本基坑周边开挖深度在7.95-8.82m之间。基坑开挖面积及方量较大,基坑开挖深度范围内周边岩土层主要为杂填土及灰岩。 3.基坑支护方案 根据周边条件、地层和目前现场情况,应根据不同地段采用不同的支护结构型式: 3.1排桩支护 (1)EF段采用排桩、桩顶部设置冠梁支护。支护桩采用人工挖孔桩。桩径为1000mm,中心间距为1600mm,桩长为12.0m,嵌固深度4.2m。本基坑基础工程施工重点是支护桩,每1.6m-根支护桩共计17根。采用间断开挖第一次挖1、3、5、7、9、11、13、15、17共9根,浇筑桩芯砼后再挖另外8根。人工挖孔灌注桩不扩底,钢筋砼护壁。设计桩身长度均要求12m左右,墩径有1.0m、墩身及护壁砼强度等级设计为C30,基础冠梁为C30。计划墩基施2123-期15天;(2)冠梁和围檩:为了增加支护桩的整体刚度,支护桩顶设置钢筋混凝土冠梁。冠梁截面为1200×800mm,采用C30砼,HPB235级和HRB335级钢筋,支护桩深入到冠梁内100mm,主筋进入梁内750mm。 3.2放坡+土钉支护 根据设计文件,AB及AF段土层按1:0.5放坡,BC及CD段按1:0.6放坡。 (a)土钉参数与布置:(1)土钉采用qb48×3.5钢(花)管,均按梅花状布设。水平间距及垂直间距1.0m,长2-6.0m。钢花管土钉除端头1m外,其余段采用φ5注浆钻孔;(b)喷射砼设计强度等级为C20,厚度100mm。喷射混凝土面分两次进行,第一次先喷50mm,待混凝土具有一定强度后进行挂网,电焊挂接钢筋。第二次喷至设计厚度然后将表面抹平,喷射混凝土宜采用硬质洁净的河砂或机制砂。使用前应过筛,不宜使用细砂。喷射砼面预留φ50PVC花管泄水孔,其长度为500mm,呈梅花状布置,间距2×2m。遇岩土破坏地段则适当加密,以确保坡面排水效果。土钉支护边坡设置钢筋网,规格为qb6@200×200,加强筋为φl6,并与土钉头焊接。 (2)锚杆采用全程注浆,注浆材料为M25的水泥砂浆。水泥采用42.5MPa的普通硅酸盐水泥,注浆压力为0.4MPa。 (3)施工中根据监测信息和坡面实际情况,当遇到有地下管线及其它障碍物时,将信息反馈给设计,按设计要求进行调整。 3.3自放坡、挂网喷浆施工 基岩边坡采用1:0.2放坡+挂网喷浆护面。通过计算表明,放坡后安全系数能满足自稳放坡技术要求。自稳放坡段喷射混凝土面层设计强度等级为C20,厚度为80mm。喷射分两次进行,第一次先喷40mm,待混凝土具有一定强度后进行挂网,电焊挂接钢筋。第二次喷至设计厚度(80mm)然后将表面抹平,喷射混凝土宜采用硬质洁净的河砂或机制砂。使用前应过筛,不宜使用细砂。挂网时采用0.5m长φ14插筋固定,插筋纵横间距均为1.0m。挂网采用16#镀锌铁丝网,网孔尺寸100×100。喷射砼面预留φ50PVC花管泄水孔,其长度为500mm,呈梅花状布置,间距2×2m。遇岩土破坏地段则适当加密,以确保坡面排水效果。 4.基坑地下水控制 4.1地表水处理 基坑开挖时大气降水和施工用水,采用将场地地面硬化的方式防止地表水下渗。对施工用水,根据现场情况采用有效排水措施,不得让其流入基坑。流入基坑内的水应采用排水沟、集水坑的方式抽排。 4.2上层滞水处理 上层滞水的水量空间不均,局部较大。在基坑开挖前期抽排后,可清除大部分无补给的上层滞水。对有补给的上层滞水采用疏排措施,让其汇集于坑内排水沟后集中抽排。对水量较大地段可查明水源,对其实施堵、排措施。同时在坡面设置泄水孔,让坡体中渗入的水通过泄水孔排出,减小坡体的侧压力。 5.深基坑开挖 本基坑工程包括支护桩施工、冠梁施工、土钉施工、土方开挖、石方开挖等。施工顺序为支护桩及冠梁一基坑分层分段开挖一按设计进行土钉施工一开挖基坑底四周排水明沟一地下室施工并回填:(1)支护桩采用人工挖孔灌注桩。由于上部杂填土直接受地表水和大气降水补给,在施工中应及时根据来水情况采取有力地降排水措施,及时疏排填土中的赋存水。挖孔桩施工时应采取有效的护壁、通风、照明、排水等措施,以保证人身安全及施工的顺利地行;(2)灌注桩排桩应间隔施工且混凝土浇注完毕24小时后,方可施工相邻的桩;(3)保证桩长、桩位、桩径满足设计要求;(4)支护桩、采用钢筋混凝土护壁,护壁圈必须与土体紧密接触;(5)灌注桩钢筋笼的制作、焊接、吊放应符合规范要求。主筋采用双面焊接,焊缝长度为5d。钢筋搭结长度为1.4倍锚固长度。同一截面接头面积不大于25%,且相邻接头错开35d,主筋保护层厚度不小于50mm;(6)灌注桩桩位允许偏差为100mm,垂直度偏差不大于1%;(7)混凝土在浇灌时需严格按其施工工艺施工,保证桩身混凝土质量。拟采用商品混凝土灌注,混凝土应具有和易性和流动性,并满足设计强度以及施工工艺要求;(8)灌注桩施工质量检验主要包括钢筋笼制作及混凝土施工,应符合《地基与基础工程施工质量验收规范》和《建筑桩基技术规范》4的有关规定。支护灌注桩施工结束后,再进行该工程的基础土石方施工。 6.基坑开挖技术要求 (1)根据施工图纸,开挖长度底边41.5m,底边宽度22.8m,上部开挖控制在48m长30m宽。根据地勘报告,土方的范围较小,厚度约3.0m(约为5-7轴交B-D轴段),其它部位是岩石。 (2)土方开挖应充分考虑时空效应,合理利用晴天、分段开挖,应与坑边保护一定的安全距离。 (3)基坑开挖采用反铲挖土、自卸车运土的方式进行。 (4)根据现场实际情况,设置上下基坑通道。拟计划土方开挖运输坡道设置在基坑东侧(地下车库出入口处),表面用砖渣等进行路面硬化。 (5)土方开挖时,由于机械动力大、动载多,应防止施工机械对支护结构造成破坏。 (6)土方开挖过程中,要边挖边防护,对修整的边坡喷射混凝土进行防护。 (7)射混凝土施工:(a)施工工艺流程如下:清理壁面一插筋施工一披挂铁丝网一焊加强筋一喷混凝土一混凝土养护。(b)混凝土表面平整,骨料颁布均匀。自下而上分层喷射,达到初凝后洒水养护。(c)喷射砼材料为42.5Mpa普硅水泥、中砂粒径5-15mm瓜米石,砼强度为C25。(d)喷射作业应分段进行,并要在坡面垂直打入短钢筋作为控制厚度的标志。同一段内应自下而上进行喷射,射流应垂直喷射面,射距宜为0.8-1.5m范围之内。 7.结语 通过此深基坑的施工,我们对深基坑施工支撑防护、开挖注意事项有了一定理解。施工人员需在满足设计要求的前提下,及时引排地下水,确保结构物施工安全。 建筑基础论文:高层建筑基础工程施工质量控制要点 摘 要:随着经济的发展和社会的进步,高层建筑逐渐增多,人们对建筑质量的要求也在不断的提升,基础质量对建筑物的质量和安全起决定作用。因此,应选用合理的施工方法,采取有效的技术措施对基础施工质量进行控制,本文结合实例对高层建筑基础工程施工中常见的问题及质量控制要点进行了阐述。 关键词:高层建筑;基础工程;施工质量;质量控制 引 言 城市化进程的不断加快使的城市用地逐渐紧张,建筑开始朝着高层方向发展,地基工程是高层建筑的基础,施工质量直接影响到整个高层建筑质量。地基和基础都是地下隐蔽工程,一旦发生事故,难以补救,甚至造成灾难性后果。因此,研究高层建筑基础工程常见问题和质量控制要点非常必要。 1 高层建筑基础施工中常见的质量问题及控制措施 1.1 基础轴线位移及控制措施 基础轴线位移是指基础由大放脚砌至室内标高(±0.00)处,其轴线与上部墙体轴线发生错位。基础的轴线位移多发生在建筑工程的内横墙,这将使上部墙体和基础产生偏心压,影响整体结构的受力性能。 控制措施:定位放线时,外墙角处必须设置龙门板,并有相应的保护措施,防止槽边堆土和进行其他作业时碰撞而发生移动。龙门板下设永久性中心桃(打入与地面齐平,四周用混凝土封固),龙门板拉通线时,应先与中心桩核对。横墙轴线不宜采用基槽内排尺法控制,应设置中心桩。 1.2 基础标高偏差及控制措施 当基础砌至室内地平(±0.00)处,常出现标高不在同一水平面。基础标高相关较大时,会影响上层墙体标高的控制。 控制措施:应加强对基础层标高的控制,尽早控制在允许偏差之内。砌筑基础前,应对基层标高普查一遍,局部低凹处可用细石混凝土垫平。基础皮数杆可采用小断面(2×2)cm方术或钢筋制作。使用时,将皮数杆直接夹砌在基础中心位置。 1.3 基础防潮层失效原因及控制措施 防潮层开裂或抹灰不密实,不能有效地阻止地下水分沿基础向上渗透,造成墙体潮湿。外墙受潮后,经盐碱和冻融作用,砖墙表面逐层酥松剥落,影响居住环境美观和结构强度。 控制措施:施工中,防潮层应作为独立的隐蔽工程项目,在整个建筑物基础工程完工后进行操作,24cm墙防潮层下的丁皮砖,应采用满丁砌法。防潮层施工宜安排在基础房心回填后进行,以防填土时对防潮层的破坏。 2 高层建筑基础工程施工质量控制要点实例分析 2.1 工程概况 本工程为某煤集团二矿口1#楼工程,抗震等级为二级,建筑面积27996.8m2,地下一层为人防工程,一层为商用、办公,二层-三十二层为居民住宅。檐高99.45m,总高103.55m。主体采用现浇混凝土剪力墙结构,基础形式分筏板、独立柱基础、桩承台基础和DL,混凝土强度等级为C40,抗渗等级S6,地下室JQ、KZ、Z混凝土强度等级为C40,其中外墙JQ抗渗等级S6,地下室梁、板混凝土强度等级为C35。 2.2 工程质量控制要点 2.2.1 钢筋工程质量控制要点 认真执行本单位质量管理体系中的有关规定,做到层层把关,人人把关,保证工程质量。不允许有不合格产品进入施工现场,进场钢筋外观目测不合格者退,复试不合格者退,施工不合格返。组织职工学习钢筋工程各有关技术规范,使人人了解和掌握规范规定以及质量标准。钢筋上皮保护层厚度的控制,主要是在钢筋加工时开始控制箍筋的外包尺寸要计算和加工准确,检查钢筋的品种规格、数量和所处位置的正确性,检查钢筋的内外及上下关系等正确与否,发现问题及时纠正。 2.2.2 模 板 在模板工程施工时,做到施工前有方案,施工中有措施,做到精心设计,认真验收。根据设计计算,施工时不偷工减料,确保支撑牢固稳定。对支撑模板等材料的选用和使用的规格,间距等有计算,有验算,施工时严格执行施工组织设计,严格施工交底制度,保证模不变形、不跑位、不胀模。在柱、墙、板的接头处,20mm海绵条阻贴或胶带粘贴缝隙。用螺栓或扣件贴紧拧紧,阴阳角、上下层墙、板、柱处的漏浆和上下错台问题。预留洞口的模板,四角设斜撑,中间水平支撑设置足够,确保其几何尺寸,保证不变形。在类似于窗台的预留模板施工时,中间设置排气孔,以便两侧对称浇筑混凝土时,中间被挤出一个气囊,产生窝气后果。外墙与底板交接处禁止设施工缝,将施工缝上,移500mm,并设金属止水带,折角向外迎水。外墙模板锚拉螺栓中心设置金属止水环(100×100×3)两端按墙体厚度尺寸焊接限位卡。模板尽量事业新模,当使用旧模时,先清干净砂浆再经过模板调平整调直,并在不影响结构、装修的前提下满刷脱模剂。模板施工中柱根、梁端预留清扫口,采用冲洗或吹洗方法,保证模板在浇混凝土清扫干净。在模板施工中,凡为方便模板施工需要在钢筋上焊接的,均另附加钢筋,不得在原设计钢筋上有任何焊接。梁板起拱根据规范要求起拱。楼梯踏步模板施工时,事先考虑踏步和休息平台的装饰面厚度,并加以结构调整。梁板底模拆除按规范留同条件养护试块,按规范在平面图上注明拆除的条件,按条件和依据拆除。保证混凝土不缺棱掉角,保证混凝土达到拆除强度。模板质量验收时,沿全长,全高拉通线检查并加以固定,在边打混凝土时,边观察模板有无变形走位,好及时调整模板。立柱、墙模前,在其根部模板下抄平,抹平砂浆,保证砂浆不占用柱墙内尺寸,并紧贴其边线,混凝土打完拆模后把砂浆铲掉,以保证模板不烂根。 2.2.3 混凝土 与商家签订合同前,必须对商家进行生产能力、设备情况、运输能力、原材料质量情况、试验水平、运输距离进行考察。各方面均能满足要求方可签订合同。合同中商家必须对所供商品质量做出承诺。在供应混凝土施工期间,施工单位派专人到生产商品混凝土的厂家,现场监督混凝土搅拌的质量。 混凝土及浇筑质量控制:商家在提供混凝土前先向施工单位提供原材料及外加剂合格证、二次化验单、配合比试验报告。由商家向施工单位提供保证连续供应措施。以及出站时刻、到场时刻、浇筑时刻、浇完时刻的管理签证小票。混凝土进场实行每车必检的检查制度,检查其坍落度及混凝土外观,如发现混凝土不合格,坚决退货。现场每班留置试块三组,一组同条件养护,一组作标准养护,一组控制拆模时间用。混凝土商家必须按台班和批量规定提供混凝土试验报告单。该工程在外剪力墙距底板50cm高处留施工缝一道。施工缝处凿除松动的石子,浮浆并清理干净,浇筑前浇水湿润无明水,并用与混凝土中同比例的水泥沙浆接浆、厚度20mm。 柱高的质量控制:浇注时在柱与梁施工缝以上1m处柱钢筋上做好标志控制柱的浇筑高度,柱的施工缝留在梁下口。浇筑平板及梁时和用柱预留钢筋在距板顶50cm处挂线控制板及梁顶标高。尽量不留施工缝,无法避免时,留在梁板、跨中1/3范围内。浇筑时,技术员认真做好小票管理工作:小票内容:浇筑部位、供应速度、申请浇筑时间、混凝土凝结时间、塌落度情况、混凝土原材料情况、外加剂情况。浇筑人员实行挂牌制,浇捣时人员挂牌落实到部位,落实到具体人。浇捣时不同强度的混凝土先浇捣高标号,后浇捣低标号混凝土,有洞口时对称浇捣,并在中部开设排气孔。混凝土浇捣时,在柱筋上抄测50线,用作混凝土浇筑是控制混凝土浇筑标高的依据,浇筑混凝土的表面先采用拉板压平混凝土表面进行粗压光,在混凝土凝结后,终凝前用拉板在进行二次压光,以消除表面裂缝。 2.2.4 大体积混凝土施工质量控制 本工程基础混凝土施工和顶板混凝土施工属于大体积混凝土施工,同时混凝土施工时处于冬季施工阶段,因此,本工程大体积混凝土施工必须采取以下保证措施:要求商品混凝土搅拌站选用低水化热水泥,尽量减少水泥用量,选用粒径较大级配良好的粗骨料;降低混凝土入模温度,尽量选择在上午10点左右开始浇筑混凝土,混凝土出罐温度必须保证高于15摄氏度,拌制混凝土时要求搅拌站采用低温水拌制;浇筑混凝土时必须分层分段流水施工,严禁一次性浇筑到顶;做好混凝土浇筑完成后的保温工作,浇筑完混凝土后,必须进行二次压面工作,且及时覆盖两层岩棉被保温全封闭包裹,定时观测混凝土内温度变化。 2.2.5 回填土工程质量控制 严格做到分层回填、分层夯实,冬季施工过程中,发现到场的土壤存有冻土时,不得进行回填土施工。 2.2.6 砂浆质量控制措施 冬季施工时砂浆拌制用水,必须经过高温加热后方可使用,且拌制砂浆时必须掺加防冻剂,当天拌制的砂浆必须在当天使用完毕,且砂浆拌制好后,必须在2个小时内使用完,砂浆使用不完必须重新掺和拌制,严禁使用存在硬块或冻块的砂浆进行抹灰或砌筑作业。 2.2.7 防水及保温材料施工 本工程防水采用聚乙烯高分子防水材料,粘贴方式采用水泥掺和胶黏剂拌制粘结材料,而保温材料施工时,主要采用聚合物粘结砂浆和抗裂砂浆。在拌制各种粘结材料和砂浆时,必须用加热后的水进行拌制,所有拌制过程中,必须掺加防冻剂。 3 结束语 综上所述,地基基础对于高层建筑质量和使用功能有着重要的影响,不合理的基础和地基施工的质量问题,往往会导致基础工程质量缺陷与事故。因此,工作人员必须采取多种措施加强对地基基础工程质量的控制。 建筑基础论文:浅析建筑基础工程管理中的质量试验检测技术 摘 要:为了满足市场经济的发展要求,必须进行建筑基础工程整体管理体系的健全,进行新型试验检测方案的应用。文章就建筑基础工程管理过程中的常见问题展开分析,通过对质量试验检测制度的建立健全,有利于质量试验检测技术作用的充分性发挥,为了达到这个目的,必须进行质量试验检测人员及设备的合理化布置,强化试验数据的相关管理措施。 关键词:建筑基础工程;质量试验检测技术;试验检测制度;施工管理;优化策略 1 建筑基础工程管理试验检测的内容 (1)在工程实践中,质量试验检测模块是建筑基础工程管理体系的重要组成部分,在建筑基A工程实践中,其需要消耗一系列的施工材料,在工程造价管理模块,施工材料占据着较大的工程造价比例。为了满足现阶段建筑基础建设的要求,进行材料试验检测体系的健全是必要的,进行工程建设材料的优化选择,确保建筑基础工程整体施工步骤的协调,实现工程成本的有效性降低。 施工材料试验检测合格后,才能进行进场,在这个环节中,需要做好施工现场材料的抽检工作,检测合格后,才能运往现场进行施工。在工程实践中,主要的施工材料包括碎石材料、水泥材料、钢筋材料等,在施工过程中,需要做好施工材料的试验检测工作,避免进行有机质土的使用,进行砂使用类型的选择,进行砂子总空隙率的选择,确保其级配的合理性。在人工轧制碎石模块,需要进行含水率、压碎值、密实度等的控制,满足建筑基础工程日常施工工作的要求。在施工模块中,进行石灰材料试验检测模式的优化是必要的,进行氧化钙及氧化镁含量的控制,进行用量环节的优化,满足实际施工工作的要求。 (2)为了提升建筑基础工程的建设效益,需要做好施工各个工序标准试验结果的分析工作,在开工之前,需要做好施工材料基本性能的试验工作,确保材料满足日常施工工作的要求,实现路基土整体压实模块的开展,确保路基土整体含水量及密实度的控制,实现其配合比模块的优化,通过对科学性方法的选择,进行含水量模块的测试。 在工程实践模块中,为了提升施工效益,进行混凝土基本材料质量状况、粗集料状况、水泥用量状况等配合比的优化配置是必要的,进行恰当强度水泥标号的选择,满足混凝土施工的强度要求。在高温环境下,沥青路面的整体强度比较低,在低温时沥青路面的稳定性比较低,容易出现一系列的混凝土裂缝状况,为了解决这个施工问题,必须进行沥青混合料配合比设计模块的优化,实现其整体密实度及强度的增强。 在沥青混凝土工作技术指标的分析过程中,做好路面稳定性、平实性、强度状况等的测试工作是必要的,这可以进行马歇尔试验法的应用,进行沥青路面空隙率、稳定性等指标的分析,通过对沥青材料饱和度、密度等的测定,进行沥青用量的整体化控制,提升混合料的整体应用性能。 (3)为了提升建筑基础工程的整体质量,进行施工质量跟踪检测方案的优化是必要的,进行实测项目模块、检测方法模块、检测频率模块等的分析,在测量检测环节中,首先进行道路中心线的检测,进行桥涵轴线位置、设计位置偏差状况的分析。在检测模块中,为了实现路面压实度的检测,可以进行灌砂法、环刀法等模式的应用,通过对回弹沉值的分析,进行路面承载能力的表示,弯沉值与承载力呈现反比的关系,弯沉值越小,其整体承载力越大,在这个过程中,需要进行路面弯沉仪的使用,进行各项建筑基础测试参数的检测,提升路面的整体施工质量。 2 试验检测技术方法 (1)通过对试验检测方法的优化,有利于增强建筑基础工程的管理效益,有利于工程质量评定工作的开展,实现工程进度及施工质量的有效控制。这需要做好材料模块的试验检测工作,确保最优化施工材料的选择,在这个过程中,需要进行材料质量水平的科学性评定,进行合格性施工材料的选择,确保工程整体质量的提升。 在工程施工模块,通过对填料、砂石等材料的试验检测,可以得知其是否满足施工技术规范标准的要求,满足施工过程中材料就地取材工作的开展,实现施工成本的有效性控制。通过对试验检测环节的开展,有利于进行新型施工工艺、新技术、新设备、新材料等的应用,实现整体施工进度的控制,实现工程整体质量的增强,通过对试验检测环节的开展,有利于实现材料配合比设计模块的优化,实现配比设计整体经济性的增强。比如在满足设计强度的前提下,进行灰剂量基层配比的优化选择,实现材料选择模块的优化,实现建筑基础成本的有效性控制。 (2)为了达到上述工作目的,必须进行机械组合模块的优化,进行工艺流程的优化选择,在施工模块,通过对科学性试验检测工作的开展,进行科学性施工方案的选择,进行施工工序的合理性安排,进行科学性施工工艺流程的选择。在混凝土施工模块中,通过对试验检测技术方案的更新,有利于为工程提供科学性的配合比设计资料,满足实际施工工作的要求,确保建筑基础混凝土强度的增强,通过对工序质量检测环节的开展,进行工程质量问题的及时发现,通过对相关方法的使用,实现工序质量的增强,实现建筑基础工程各项施工工序的协调。 实践证明,试验检测模块是建筑基础工程施工体系的关键构成部分,通过对试验检测技术的应用,能够实现施工质量的有效性控制及评定。为了满足实际工作的要求,在路基填筑之前,通过对相应试验检测模式的应用,进行土最佳含水量、最大干密度等的选择,在施工模块中,做好原材料、分享工程质量指标等的试验检测工作,提升工程的整体质量。 (3)为了满足现阶段建筑基础工程管理工作的要求,进行试验检测技术体系的健全是必要的,这需要根据建筑基础工程的实际施工状况展开分析,进行相应等级试验检测机构的建立,建立健全试验检测的相关质量保障体系,满足现阶段工程质量检测工作的要求,确保试验检测过程的优化设计。 通过对试验检测工作体系的健全,有利于提升建筑基础工程的整体管理效益,这需要引起相关人员的重视,做好不同等级工作岗位负责制度的建立,做好施工技术文件管理的相关工作,进行工作人员责任的有效性明确及落实,实现工作人员责任意识的增强,实现工程管理环节及工程监督环节的协调,确保其整体分工明确性,这需要进行试验检测工作细则的建立,严格按照工作规范,实现试验检测各个程序模块的协调。 通过对检测人员及检测设备的合理配置,有利于提升建筑基础工程的试验检测质量,这需要根据实际工程状况及工程规模进行中心实验室布置模块及试验室数量选择模块的协调,满足实际施工工作的要求,做好相关工程步骤的及时报告、及时检测工作,为了达到这个目的,需要进行试验检测人员的合理性配置,技术人员必须具备良好的工作素质,需要具备扎实的试验检测知识技能,强化仪器设备的检查工作,确保仪器设备的稳定性工作。 (4)为了满足现阶段建筑基础工程建设的要求,进行试验操作及试验数据管理模块的协调是必要的,做好建筑材料及混合料配合比设计模块的优化,做好试验报告的定期抽检工作,在这个环节中,中心试验室需要展开材料的相关复检工作,强化工程质量检测环节,遵循相应的巡检、抽检等工作原则,做好试验检测数据、管理工作,确保试验检测数据的完整性。 3 结束语 为了满足现阶段建筑基础工程管理工作的要求,进行质量试验检测技术方案体系的健全是必要的,这需要引起相关人员的重视,实现施工环节、材料应用环节、技术环节等的有效性检测管理,提升建筑基础工程的整体施工效益。 建筑基础论文:高层建筑基础施工及地基处理技术发展 摘 要:高层建筑工程的主要特点就是又高又重,正是因为高度与重量的增加,基础结构就必须要具备一定的承重能力,而如何才能够有效的保证基础施工满足基础结构要求,则需要从施工管理与地基处理技术两个方面严格抓起,不但要对施工要求、基础施工影响因素以及相关的施工技术了解,还要结合这些施工要求与标准对相应的地基处理技术进行实际性的改进,提高地基施工水平,本文针对高层建筑基础施工进行分析,并对常用的地基处理技术进一步探讨。 关键词:高层建筑;基础施工;地基处理;施工技术 坚持因地制宜,因施工条件而选择施工技术的原则是保证基础施工技术与施工环境、施工要求相吻合的重要指导思想。在高层建筑工程中,对基础施工的要求更是非常重视,不仅要满足相应的承重能力、抗压能力,还要通过基础的坚固性保证高层建筑的抗强风能力、抗震能力,因此加强对高层建筑工程基础施工的研究非常有必要,目前高层建筑地基处理技术已经有了很多种新方式,并且各有各的应用作用,值得我们再次进入研究。 一、高层建筑基础施工分析 1、高层建筑基础施工要求 对于任何建筑工程来说,基础施工质量与标准对整个建筑结构的稳定性、标准性都有一定的影响,尤其是高层建筑工程中对基础施工的质量要求非常高,高层建筑属于高度较高、上部结构重量较重的建筑工程,因此基础结构必须要具备一定的承受能力与抗压能力,避免下沉、震裂等情况的发生而影响整个高层建筑的稳定性。高层建筑由于高度的增长,所受的风压力也会增加,为了提高高层建筑的抗强风能力,必须要保证建筑结构自身的坚固性。因此对基础施工要提出具有抗压、抗震、坚固特点的要求。 2、基础施工质量影响因素 基础结构设计、施工、检验等环节是最为重要的质量控制环节,任何一个环节若是存在问题都会给高层建筑留下安全隐患,结合目前,高层建筑质量问题的调查与分析,其主要影响因素有:在高层建筑施工期间,相关的勘查、检测等设备不够先进,与施工现场检测要求不相符,包括对材料、设备以及施工标准度的检查也不到位,进而存在一定的质量问题。还有相关的施工技术不到位,对基础施工的重视度不高,针对基础施工缺少相关有效技术的研究,技术人员操作存在错误现象等导致施工质量不达标。更明显的影响因素是施工现场管理混乱,施工工艺错综复杂,施工环境特殊,却没有进行特殊技术处理,导致安全事故发生。 3、高层建筑基础施工技术 (1)桩基施工技术 桩基是地基基础的一种类型,桩基施工技术主要指用于施工地质状况不利的,并且自然基础无法满足建筑强度要求的一种技术类型。传统的混凝土预制桩施工噪声较大,且存在挤土效应等方面的缺陷,这使得桩基础得到了较为广泛的应用。在桩基施工中,灌注桩的应用相对较多,适用范围也相对广泛,可满足不同的承载要求。近年来,随着科学的迅速发展,灌注桩施工技术得到了快速的发展,且积累了诸多施工经验。灌注桩的强度技术指标与预制桩基本相同,桩基承载力的检验一般采用静载试验方式。 (2)基坑支护技术 一般情况下,高层建筑高度均相对较高,再加上建筑基坑较深,大大增加了工程建设与开挖施工的难度。深基础支护能在安全控制的基础上,对深基坑附近的环境加固保护。但在深基础支护过程中,需要全面考虑挡土、支护、防水与监测等因素。在建筑支护结构中,土钉墙体系主要用于低水位的非软土区域,一般采用分层开挖与分层支护方式进行,造价仅为传统支护体系的40%~60%。 二、高层建筑地基常用处理技术分析 1、注浆加固法 注浆加固法主要通过压送设备将有充填性能与胶结性能的浆液材料注入被加固的地基中,以此使土颗粒之间的间隙、土层界面或岩层裂隙内部得到一定的扩散、胶凝或固化,提升地层强度,降低地层渗透性,避免地层变形与托换现象出现的地基处理技术。依据流动浆液体与土层之间的相互作用形式,可将注浆加固法分为渗透注浆、压密注浆及劈裂注浆。 在具体注浆施工中,注浆体一般以多种注浆加固法作用于土体。依据注浆工艺,还可将其分为单管注浆、套管注浆、布袋注浆及埋管注浆,高层建筑地基加固施工一般采用单管注浆与埋管注浆,其中,埋管注浆法主要用于人工挖孔桩、桩端附近软弱地基土层的加固操作。在采用单管注浆法加固处理时,还可采用有效融合微型钢管混凝土桩与注浆法的形式,以提升地基承载力,减少地基变形,改造地基不均匀性。 2、CFG桩复合地基 CFG桩即为水泥粉煤灰碎石桩,主要指在碎石桩基础上加砂、粉煤灰及少量水泥,与水拌合制作而成的具备一定粘结强度的桩。目前已在我国诸多省市得到了良好的推广使用,可用于多层建筑,甚至高于39层的高层建筑,并且还可在民用建筑与工业厂房中使用,能获得明显的经济效益与社会效益。对于CFG桩加固软弱地基加固机理,主要为桩的置换与挤密作用,以及成桩初期的排水效应与其对松散砂土的预震效应。CFG桩复合地基具有操作简单、可调性强、适用范围广、工期短等方面特征。 3、高压旋喷法 高压旋喷法主要是指利用钻机将喷嘴的注浆管钻至土层预定位置之后,采用高压设备将注浆以20~40MPa的高压流从喷嘴中喷射出来,冲击破坏土体,钻杆旋转以一定的速度不断向上提升,将浆液与土粒强制搅拌混合,当浆液出现凝固现象后,会在土中形成一个固结体,从而实现加固地基的目的,提升地基自身的抗剪强度,减小土的变形。高压旋喷主要适用于地基承载力标准值、变形模量较高的地基土、卵石层中软弱夹层的加固。 4、深层水泥搅拌桩 水泥搅拌桩是指采用特殊的搅拌轴轮叶从地面开始逐渐破坏搅拌至工程需要的高度,并将阀门打开,将水泥浆或水泥粉通过搅拌头注入土体,然后利用搅拌头将水泥等固化剂与原土强制搅拌均匀,确保其充分融合,然后发生物理化学反应形成强度较大的、压s性较小的桩体,桩体与桩周土需要共同承担外部荷载,最终形成复合地基。深层水泥搅拌桩通常可分为深层搅拌法与粉体喷搅法两种。水泥土的抗压强度与被加固土体的性质、水泥的标号、外加剂之间存在较为紧密的联系。 5、砂石垫层换填技术 砂石垫层换填技术是指为了实现增强软土地基强度的目的,针对软土地基中砾砂、中砂与粗砂区域强度不足的地区,采取换填工艺进行相对应的操作,一般通过砾砂、石屑、粗砂、碎石、中砂等材料对软土与浮土进行换填操作。在此过程中,需要对具体施工流程进行严格的、全面的控制,主要涉及以下几点: (1)合理调整砂石垫层与砂垫层的地面,确保其处于相同标高处,若其深度方面存在差异,在实际施工时,应当按照先深后浅的操作顺序进行;(2)在分段施工时,需要充分捣实,并且还要将接头部位布设为斜坡。将碎石作为垫层时,需要在基坑的底部铺设一层砂,并用碎石铺设垫层,以避免基坑地面表层软土局部破坏;(3)合理运用插振法、平振法、水撼法、碾压法及夯实法施工工艺铺设操作。 建筑基础论文:浅析房屋建筑基础施工中基坑支护处理技术 摘 要:随着社会的不断发展,城市化进程加快,房屋建筑数量不断增加,尤其是高层建筑,呈现急剧增长的趋势,对基坑支护技术的要求也越来越高。文章立足基坑技术的涵义,对几种基坑支护方式进行了详细的描述,探讨了相关技术处理问题。 关键词:房屋建筑;基础施工;基坑支护处理技术 在城市化推进过程中,建筑行业发展迅速。在工程建筑实际中,工程质量至关重要,对企业的长远发展以及使用者的安全影响深远。深基坑支护技术属于关键性技术,其水平高低与房屋建筑的整体质量息息相关。因此,需要高度重视房屋建筑基础施工中的基坑支护处理技术的研究。 1 对房屋建筑工程基坑支护的全面概述 通常,基坑工程的目的是保障基坑开挖工艺中,地下主体结构的安全性与可靠性,避免对周边环境的损坏,发挥支护手段的维护作用。同时,这一工程还包含了相关基坑施工机械的应用以及降水防水的内容,因此,在工程施工实际中,基坑支护技术彰显复杂性,受到诸多方面因素的影响,例如,土壤的质地、土层的厚度等。具体而言,深基坑应用的环境是开挖深度达到5米,同时,控制在5米以内的范畴,周围地势呈现复杂性。一般而言,基坑面积需要控制在28平方米以下,底边长度较小。在基坑支护结构中,如果具有较好的地质环境,开挖深度较小,可以采取放坡开挖的模式进行操作。 2 对房屋建筑工程基坑支护施工技术的介绍 2.1 对于边坡开挖施工技术的介绍 对于边坡开挖,主要是指按照一定的角度,对基坑周围的维护结构进行边坡施工。这种方案比较简单,但是,需要进行大力的土方挖掘,结合挖方的深度和填方的高度确定边坡大小。对于土方边坡,其形状不同,如直线、梯形、折线等。在进行开挖的时候,一旦遇到较为陡的坡度,坍塌现象极易发生。如果坡度过于平缓,工作量也会增大,整个空间出现极大的浪费现象。这种施工方式比较适合开阔的施工现场环境,同时,具有良好的地质条件。 2.2 对地下连续墙支护技术的介绍 在房屋建筑中,地下连续墙技术应用较为广泛,主要是对钢筋混凝土进行浇筑,形成泥浆护壁,由此构成连续的混凝土墙壁。借助这种结构实现对围护结构的有效保护,也能够支持建筑主体的地面测量。随着建筑行业技术的不断发展,地下连续墙技术不断完善,尤其是面对复杂的施工环境,应用更多。 2.3 对土钉墙技术的介绍 这种技术主要是将天然的土墙进行加固处理,借助粗钢筋或者角钢实现,而后进行混凝土喷射,加添钢丝网,再次进行喷射,形成基坑支护方式,在浅基坑基础施工中应用较多。借助对墙后引发的土的压力的抵制,增强支护的可靠性。这种技术不需要较大的施工场地,装备较为简单,可靠性较强,成本不高,对环境影响小。 3 对房屋建筑工程基坑支护处理问题的分析 3.1 重视深基坑施工前的准备工作 通常,在深基坑施工开始之前,需要对图纸进行全面、详尽地检验,组织人员进行图纸的全面审核,结合图纸实际,与相关主体进行沟通,探讨项目问题,明确各个施工主体的责任范畴。另外,一旦发现图纸存在问题,需要制定合理的解决对策,进行积极提交,只有获取同意之后,才能对图纸问题进行处理。其次,重视整体规划的制定以及目说拿魅贰T谏罨坑施工之前,要制定科学的质量控制方案,对质量目标进行明确。最后,基坑施工方案需要经过专业的研究和分析。 3.2 对土方开挖进行中处理技术的介绍 对于深基坑而言,可以选择分层、分段的方法进行操作,这种方式效果更加明显。深基坑在具体开挖中,结合设计方案,避免整个支护系统发生受力不均衡的问题。在分层开挖的进程中,需要将土方的厚度控制在2米以下的范畴。同时,测量人员需要对土方位置的区域进行实时监测,及时探测深度情况。一旦出现超标准的现象,就会直接增加相关费用成本,甚至对整个工程进度造成阻碍,引发工程延期问题。因此,为了防止出现过度开挖的情况,将深基坑标高设计在200米,同时,开挖的方式为人工。 3.3 对排水和降水问题的分析 对于排水和降水方法的选择,需要结合房屋建筑的实际情况,在开挖之前,主要应用的是明排水的形式。在深基坑开挖之后,比较适合的是轻型井点降水的方式,目的是保证深基坑施工进行中,不会发生积水的问题。另外,深基坑土方施工中,针对积水,主要应用的是赌住和疏通的手段。尽管防渗透措施被安排在深基坑施工之前,但是,积水和渗漏的现象也很难完全避免,一旦发生,需要进行及时、快速的处理。 3.4 重视施工中安全技术防护措施的执行 对于深基坑工程,安全隐患不可避免,因此,要最大限度保证工程整体的安全性。通常,在土方开挖之前,需要相关人员对施工周边环境进行全面、详细的检测,目的是实现对施工过程的有力保护,强化防护的及时性。其次,结合勘测报告以及施工图纸,对施工现场进行边坡设计。再次,在实际操作中,需要实现对土壤的合理、迅速的处理,避免出现土壤堆积的现象,防止阻塞问题的发生。另外,要重视对水管长度的考量,尤其是要避开水管,避免施工对水管产生的损坏。 4 结语 综上,随着建筑行业的不断发展,施工质量要求不断提升,基坑支护技术对房屋建筑起着关键性的作用。因此,要重视基坑支护技术,立足多方面进行质量把控,积极创新,实现技术的不断完善,在根本上促进建筑行业的可持续发展。 作者简介:蒋金龙(1988.07- ),吉林人,吉林东煤建筑基础工程公司。 建筑基础论文:中建六局:所向披靡铸造中国建筑基础设施品牌 中建六局作为中国建筑系统内唯一一家整体向基础设施转型的工程局,在中国建筑战略引领下,敢为人先、敢于亮剑,以坚定的转型意志、清晰的发展思路、扎实的工作举措所向披靡,荣获国家科技进步二等奖、全国高新技术企业、全国优秀施工企业、全国工程质量管理优秀企业、全建筑业先进企业、全国科技创新先进单位、全国信用评价AAA等级、国家级守合同重信用企业以及天津市优秀诚信企业、天津市劳务用工管理先进单位、天津市文明单位等荣誉,为中国建筑打造基础设施品牌做出了积极贡献。 一、聚焦转型、谋篇布局,构建中国建筑基础设施品牌基点 中建六局在发展战略上以担当中国建筑转型重任为目标,在业务结构、区域布局、体系建设等方面进行顶层设计,找准细分市场,确定发力方向,为中国建筑基础设施品牌构建了基点、贡献了力量。 构建业务基点。中建六局在业务结构上,根据市场前景、国家大势和中国建筑转型方向,突出专业化导向,稳步构筑起转型发展的战略支点,逐步构建了以“桥梁、城市轨道交通、铁路”为主,高速公路、市政工程多点开花的基础设施发展格局。目前,中建六局已培育桥梁、地铁、铁路、市政、科技等5大基础设施专业化公司。在桥梁领域,中建六局承建桥梁230多座,总里程达300多公里,实现了斜拉桥、悬索桥、梁式桥、拱式桥等四大现代结构类型桥梁的全覆盖,足迹遍布长江、黄河等七大水系和公、铁、轨等全部基础设施领域,跻身国内一流桥梁建造企业行列;在铁路领域,中建六局目前修建的铁路里程已达420余公里,占中建股份铁路业务的三分之一;在城市轨道交通领域,中建六局助推中国建筑成功进入天津轨道交通市场,重庆轨道交通5号线项目线上轨道施工填补了中国建筑轨道施工业绩空白;在综合管廊领域,中建六局目前在建综合管廊工程超过40公里,约占中建股份管廊业务的三分之一。 构建区域基点。中建六局在区域布局上,坚持立足国内、纵贯全球。在国内,中建六局培育了京津冀、东北、西南、华东等基础设施业务主产区,实现了市场的持续滚动发展,并以其卓越的项目履约管理品质,在天津、河北、湖北、内蒙、江苏、海南等多地构建良好社会口碑。在海外,中建六局继出色建造刚果(布)1号公路钢结构桥梁群体工程后,承接文莱历史上最大的基础设施项目――淡布隆跨海大桥,并依托文莱、刚果(布)等在施项目,在非洲、中东、东南亚、斯里兰卡、哈萨克斯坦、玻利维亚、蒙古等国家和地区广泛布局,不断打响中国建筑基础设施海外品牌。 构建管理基点。中建六局在体系建设上,通过流程再造、管理升级,建立了严密高效的基础设施管控体系;通过外引内塑、增量提质,构建了结构优良的基础设施人才体系。凭借扎实的体系建设,中建六局已形成超强的履约能力和精细化成本控制能力,积累了基础设施大发展、大跨越的差异化领先优势,在天津地铁6号线、哈佳铁路等项目上代表股份公司作为管理责任主体。“十二五”末,中建六局基础设施业务营业收入已占据主营业务收入的半壁江山,利润贡献已达到60%。 二、攻坚克难、培育优势,塑造中国建筑基础设施品牌形象 中建六局在桥梁、城市轨道交通、铁路等基础设施领域攻坚克难,成为建筑记录的创造者、施工速度的领跑者、核心技术的占有者、工程品质的佼佼者,逐步打造了核心竞争力和独特优势,塑造了中国建筑基础设施业务鲜明的品牌形象。 建筑纪录的创造者。中建六局接连承建北方地区第一大跨度变截面预应力连续梁桥――天津中央大道永定新河特大桥,渤海湾第一座跨海桥梁――唐山青龙河跨海大桥,中国第一座采用天鹅型钢箱主塔斜拉桥――辽宁盘锦内湖东桥,世界第一大跨径空间索面组合梁自锚式悬索桥――松原天河大桥,世界最长最高空间索面玻璃桥――张家界大峡谷玻璃桥,创世界四项第一的转体施工斜拉桥――福建龙岩大桥,世界最大角度V型墩连续梁桥――天津蓟汕高速海河特大桥,世界最大的无轴式摩天轮大桥――山东潍坊白浪河大桥,全球首条环岛高铁――海南西环铁路等一大批国内领先、世界知名的“高、大、精、尖”基础设施工程,创造十多项中国纪录乃至世界纪录。在中建系统,中建六局更是承建了中国建筑首座跨长江大桥――重庆鼎山长江大桥,中国建筑第一座跨长江特大型地锚式悬索桥――重庆几江长江大桥,中国建筑第一座跨海桥梁――唐山青龙河跨海大桥,中国建筑第一座跨主河流域桥梁――吉林江湾大桥,中国建筑首座采用竖向转体施工的拱桥――辽宁盘锦内湖中桥,中国建筑首次采用斜拉扣挂工法施工桥梁――刚果(布)1号公路钢拱桥,中国建筑首条戈壁铁路和首条超过一百公里的铁路――额哈铁路、中国建筑首条超过一百公里的高速公路――鹤大高速等中建系统“首个”基础设施项目,创造十多项中建记录。 施工速度的领跑者。天津地铁6号线徐庄子站盾构施工,连续16日每天掘进14环,创造了天津市轨道交通建设史上的“六局速度”,用实力征服2192米天津在施最长盾构区间。额哈铁路在无水、无电、无路、无通讯、无人烟的极端恶劣环境下,提前25天完工施工任务,创造单月产值2亿元的中国建筑铁路施工记录,被铁总领导赞誉为“中建近年来施工速度最快的铁路项目”。海南四环铁路在中建股份指挥部组织的劳动竞赛中屡次获得第一名,施工进度在全线始终保持领先,其中,全线头号控制性工程及单口掘进最长隧道――青岭隧道,提前7天实现全线贯通。京新高速(阿盟境内)临白段累计获得业主奖励300余万元,在多次全线评比中斩获第一名。武汉南四环项目作为湖北省最宽的高速公路环线组成部分,在全线率先完成五个首件的施工――首个桩基、首个承台、首个墩柱、首片连续梁、首片预制箱梁。凭借优质履约能力,中建六局基础设施项目在业主组织的各类劳动竞赛中,获得奖金达千万元,在与传统老牌基础设施劲旅同台竞技中强势出击,塑造了中国建筑基础设施业务“敢打硬仗、善打硬仗”的品牌形象。 核心技术的占有者。中建六局构建了以专业化公司为核心,技术中心、博士后科研站和BIM团队为保障的专业化队伍,“十二五”期间,中建六局共承担了 19 项省部级科研课题,获得国家科技进步奖二等奖 2 项,省部级科学技术奖 76 项,国家级施工工法 10 个,省部级施工工法 139 个,局级施工工法 300 余项,主编行业标准 3 项,参编国家、行业和地方标准 16 项,撰写或参与撰写专著和手册 20 余部, 30 项成果通过鉴定,其中 1 项成果整体达到国际领先水平,18 项成果整体达到国际先进水平,编制了中国建筑桥梁技术施工手册。张家界大峡谷玻璃桥项目创造十项“世界之最”,被誉为世界桥梁建造的典范;重庆鼎山长江大桥项目一举攻克宝塔型超高曲线混凝土桥塔施工、空间钢桁梁悬臂施工、空间钢桁架节点螺栓定位及安装等十二项技术难题,发明了1000吨级水平预顶力顶推装置等建桥装备,创造了主塔施工一天一米的奇迹;中建六局参与研制并应用全国第一台全工况流动式架桥机,实现架桥机提、运、架梁一体穿过隧道施工,填补了国际空白,极大促进了我国高铁桥梁建造技术的进步;天津地铁6号线自开工以来,累计申报专利76项,开创了中国建筑单个基础设施项目获取专利成果数量的最高纪录。 工程品质的佼佼者。大庆萨环东路立交桥、吉林松原第二松花江大桥、重庆鼎山长江大桥,先后荣获鲁班奖,分别问鼎中国建筑第一项市政桥梁鲁班奖、中国建筑第一项主河流域桥梁鲁班奖和中国建筑第一座跨L江桥梁鲁班奖,中建六局以6项基础设施项目鲁班奖成为中国建筑系统基础设施建设的引领单位。中建六局在天津市、湖北省公路工程施工企业信用评价中均荣获最高等级“AA”,并均位居中建系统首位,成为中国建筑在当地公路施工领域的“品质代言人”。鹤大高速作为中国建筑在施里程最长高速公路项目,连续两年超额完成业主指标计划,被列为“第四批全国建筑业绿色施工示范工程”,成为全国为数不多的“双示范项目”。天津地铁6号线项目在检查考评中一路领先,特别是2016年第一季度在天津市在建轨道交通项目42个施工标段综合考评中,中建六局获得第一名。天津蓟汕高速项目连续两年质量考评和安全考评均获第一名,助推中建六局在天津市公路市场信誉评价升至最高评级AA级,提升了中国建筑公路建设在天津市的品牌影响力。徐州轨道交通1号线7标项目在各项检查中始终位居前列,成为徐州市轨道交通类首批通过市级标准化文明示范工地验收的项目。唐曹铁路项目多次获得中建股份综合考评第一名,在业主唐曹铁路公司2016年第一季度综合考评中,获全线综合考评第一名,同时获得全线“标准化工区”荣誉称号,进一步提升了中国建筑在河北地区基础设施业务的品牌影响力。 三、多维展示、立体传播,放大中国建筑基础设施品牌影响 中建六局立足品牌战略,积极拓展品牌传播路径,通过多维展示、立体传播,不断放大中国建筑基础设施品牌影响,有力彰显中国建筑转型升级成果以及融入国计民生、担当社会责任的央企风采。 放大行业影响力。中建六局积极承办和参加业内高端会议,提高业内知名度。比如,承办全国桥梁技术交流会,并在会上对中国建筑10多项桥梁技术最新研究成果进行了分享交流,改写了这个桥梁技术界顶级盛会的承办权一直都被中铁、中交等国内老牌桥梁施工企业把持的历史,同时充分展示了中国建筑桥梁建设成就;受邀参加国际桥梁届顶级学术会议――国际桥协广州学术会议和第22届全国桥梁学术会议,并在会上介绍了中国建筑桥梁技术成果,极大提高了中国建筑在桥梁建造学术领域的国际知名度。 放大区域影响力。中建六局以重大基础设施项目为切入点,做好诚信履约、品质保障,同时借助民生工程具有的高关注度,与地方媒体和公众进行互动,提高区域影响力,谋求滚动发展。比如,天津地铁6号线项目,作为中国建筑进入天津轨道交通市场的开山之作,以及天津市备受关注的重点民生工程,始终坚持优质履约,在天津地铁施工企业年度考核评价中名列前茅,为中国建筑获得后续天津地铁项目投标加1分的优势,同时注重与公众互动,定期开展媒体开放日、市民体验日,广受地方媒体和市民好评,为后续项目的承接奠定了坚实基础。此外,中建六局凭借一大批重点基础设施项目的优质履约和对外展示,在重庆相继承建鼎山长江大桥、几江长江大桥、红岩村嘉陵江大桥、轨道交通延长线跳蹬至江津段等近百亿工程,在武汉相继承建西四环、南四环、北四环等项目,全程参建武汉四环线,在松原相继承建松原二桥、三桥,实现了在重点区域的滚动发展。 放大社会影响力。中建六局紧跟国家战略导向,顺势而为,借势发力,将中国建筑基础设施品牌形象不断放大。比如,积极融入“一带一路”战略,承建额哈铁路、哈佳铁路、海西铁路、京新高速、乌市高铁站等项目,得到社会的广泛关注,尤其是中央电视台《新闻联播》以“一带一路、共建繁荣”为主题,对中建六局乌市高铁站项目进行重点报道,有力彰显了中国建筑担当国家使命的主力军风采。在国家将地下综合管廊建设作为“十三五”大力推进的城建改造方向时,中建六局迅速相应、及时布局,在六盘水、沈阳、三亚、包头等地斩获城市管廊项目,在管廊建设业务和中建系统占得了先机,向社会展示了中国建筑“拓展幸福空间”的企业使命。 放大国际影响力。中建六局将具有国际影响力的重大基础设施项目作为品牌传播中的重大“战场”和吸引公众关注的“磁场”,锁定重大节点进行对外展示,使得中国建筑基础设施品牌形象蜚声海外。比如,创造十项世界之最的张家界大峡谷玻璃桥,开工伊始就备受各方关注,世界蹦极之父、吉尼斯世界纪录中国区总裁都对大桥的建造密切关注,亲自到现场进行考察。包括美国CNN、英国路透社、CCTV 10、世界大桥网等媒体纷纷报道并称赞张家界大峡谷玻璃桥是“世界桥梁建造史上的一个典范”,入选“全球11座新建最壮观大桥”。国内外4 0多家媒体到现场采访,对大桥建设情况进行深度挖掘,集中报道,实现了宣传的叠加效应。同时,突出的品牌优势,赢得四川、山西、河北、河南等多个大型景区拟建玻璃桥投资者的高度关注和主动对接,为企业带来巨大的市场拓展空间。 山水中国,征程漫漫。中建六局将在中国建筑战略引领下,以改革创新为动力,进一步做大做强具有核心竞争能力的桥梁、城市轨道交通、铁路三条基础设施业务线,倾力打造中国建筑基础设施旗舰工程局,为中国建筑塑造基础设施品牌、深化转型升级,提供坚实支撑,做出更大贡献! 建筑基础论文:高层建筑基础设计方案优化 摘要:无论从城市整体的现代化规划还是从人们的空间需求,高层建筑都满足了视觉景观上的宏伟,也提高了有限地面面积的空间利用率。高层建筑地基基础设计是决定高层建筑安全性与稳定性的关键,也是高层建筑结构得以保证的根本。 关键词:高层建筑;基础设计;优化 1高层建筑地基基础设计的主要依据和基本要求 1.1 主要依据高层建筑的地基基础设计受很多因素的影响,地面土质结构和地下的岩土成分等是外部的基本条件;建筑本身的层高、地下室层数和建筑的内部结构对地基的压迫程度是建筑自身对地基基础的限制条件;此外,相关的抗震要求等对基础设计提出了更高的要求。依据以上的各种因素,再结合工程设计的造价总体规划,对地基基础进行全面的科学评估,从而得出地基设计的基本数据。 1.2 基本要求与普通的多层建筑设计相比,由于影响高层建筑地基基础因素较多,所以设计过程中需要考虑的设计要求也相对复杂。地基的牢固性、建筑结构的稳定性与抗震性、地基竖向的承载力与横向的抗滑移、地基的沉降指数、地基土层的抗压能力和地基压力变形范围等,都是对地基基础设计的基本要求。因此,在地基基础设计过程中,不仅要考虑建筑外观设计概念上的要求,更重要的是地面条件和建筑本身结构对高层建筑提出的具体客观要求。随着现代模拟技术与勘测技术的不断成熟,为高层建筑设计提供了设计方案反复模拟、修改的便利条件和可靠的数据,以满足高层建筑最基本的安全性要求。 2高层建筑地基基础计算的模型 根据我国城市地质的分布情况,很多软土、湿陷性黄土和液化土很多都穿插在城市建设带上,从而在客观条件上对高层建筑的基础设计提出了更高的要求和难题。尤其在高层建筑设计规范还没有形成统一的情况下,加上结构工程师水平的差异与计算模型的多样化,很难凭借个人的经验和能力做出地质参数的精确计算,使得地基基础的计算质量受到较大的影响。 就目前高层建筑地基基础计算的模型工具来看,文克尔模型与弹性半无限体模型是最常用的两种计算模型。前者针对基底反力与变形的线性关系,进行系数计算,工程师接受度较高。后者将地基视为弹性连续介质,考虑到图的扩散能力,但由于计算相对复杂,在实际应用上受到了一定的限制。但需要提出的是在通常情况下,尽管地基受到重力荷载的影响仍可以被视作弹性匀质体,但对于特殊的软土质结构,在建筑上部的荷载压力下,地基会产生一定的变形,不适合再按照静态来分析受力状况。上述的两种计算模型显然都具有不足之处,不能够承担科学合理的计算要求,为此,新计算模型的研究和开发是解决现阶段地基基础计算偏差的主要手段,经过大量的实践与反复论证,弦线模量法更适合地基变形与黄土的湿陷计算,是目前设计师普遍认可的特殊土质上的高层建筑地基基础计算模型。 3高层建筑地基基础方案的优选 3.1 沉降缝的设置沉降缝是为防止建筑物各部分由于地基不均匀沉降引起房屋破坏所设置的垂直缝称为沉降缝。当建筑物建造在不同土质的地基上,或建筑物相邻部分的高度、荷载和结构形式差别较大时,为了防止建筑物出现不均匀沉降引起错动或开裂,通常在差异处设施垂直缝隙,将建筑物分割成若干个独立单元。但高层建筑的工程实践效果表明,高层建筑基础却不适合设置沉降缝。沉降缝的设置将对地下室在土层中的嵌固作用产生一定的影响,再加上高层建筑本身对地下室的结构压力,会使建筑的地基基础设计更加复杂,并造成额外的压力负担,不利于高层建筑的稳定性。 3.2 高层建筑地下空间的利用高层建筑一般需要相应的地下深埋基础,经过精确的地质勘测和基础设计计算后,才能确定地下深埋的程度。对地下空间的利用,可以提高基础工程的利用率和提高建筑整体的收益效果和使用功能。城市的现代化加速了私家车的购买力增长,地面空间已经越不能够解决车辆的停放需求,地下停车场的开发和使用,不但解决了城市建设问题也提高了高层建筑地下空间的利用率。此外根据地下土质结构的特点,还可以将地下空间用来安置人防设施和建筑内部的机房等。对地下空间的合理利用是高层建筑价值增值的有效手段之一。 3.3 高层建筑基础方案的优化选择考虑到城市所在地区的地质状况的不同,各城市高层建筑的地基承载力也存在着差异,因此基础设计的方案也不尽相同。基础设计方式如何选择,就需要根据实地的需要来决定,例如上海、天津等地质条件较差的地区高层建筑多采用造价高昂的桩筏,而北京、广州等地质条件稍好的地区高层建筑多选用相对经济些的筏基。当然,在地基条件较好的山区如重庆,甚至高层建筑可以采用很经济的独立基础。可见,地质条件很大程度上决定了建筑基础的方案。现代的计算机模拟技术可以提供高层建筑多个设计方案的模拟结果,从而使设计师可以从中选择最优方案。 基础方案的优选,无论是经济效益还是社会效益都是相当显著的。 4结语 高层建筑地基基础方案的优化,首先要以精确的地质勘查数据为基础,地质状况是决定高层建筑地基的主要因素,其次,要考虑建筑结构本身的承载力要求,建筑的竖向压力对地基产生的影响等。对同一建筑来讲,不同的地基选择代表着不同的工程造价标准,要在满足高层建筑安全性和稳定性的条件下,甄选适合造价预算的最优地基基础设计,从而获得较高的经济效益。因此,一个优化的地基基础设计方案,要具有高度的可靠性和科学性,从技术的支持到材料的使用的考虑都要面面俱到。在吸取其他高层建筑成功设计的基础上,也要总结经验和教训,不断完善现有的地基基础设计方法,满足不算增长的高层建筑复杂的地基设计需求。 建筑基础论文:提高建筑基础工程施工质量措施探讨 摘要:基础工程施工质量的好坏,将直接影响建筑物的使用和功能。本文对如何提高建筑基础工程进行了分析探讨,并提出了几种常见基础的施工质量控制措施。 关键词:建筑基础工程;施工质量;质量通病;质量控制 0引言 基础是位于建筑物最下部的构件,承受着建筑物的全部荷载,并将这些荷载传递给地基。建筑基础工程属于地下隐蔽工程,在建筑工程竣工后,难以检查基础的施工质量。若建筑基础工程出现质量问题,将会导致整个建筑沉降、偏斜,甚至引发难以补救的重大安全事故,造成灾难性后果。因此,建筑基础工程施工质量,已成为保证整个建筑工程质量的重点,采取何种措施来提高建筑基础工程的施工质量,也成为当前许多建筑工程从业人士所共同关注的问题。 1提高建筑基础工程施工质量的措施 1.1 严把材料、构件和设备质量关,实施责任到人制材料、构件和设备质量的好坏,直接影响到建筑基础工程的施工质量。因此,在基础工程施工中,应严把材料、构件和设备质量关,以提高建筑基础工程的施工质量。材料使用前严格遵守“先检后用”的原则,做到责任到人,以方便管理。 1.2 合理组织施工,加强施工管理合理组织施工,施工方案和技术指导要兼顾彼此的问题,特别是各工种间的互相协调配合问题。要加强对搅拌站和计量器具的管理,严格按照规定的搅拌管理制度进行操作和控制,对所有材料都要采用重量比,并计量准确;对有试配要求的砂浆、混凝土等,必须先进行试配,调整合格后方可按确定的配比进行施工。 1.3 避免质量通病的发生,消灭安全隐患建筑基础工程施工中,基础轴线位移、基础标高误差和基础防潮层失效等,均为施工中常见的质量问题。若要提高基础工程的施工质量,首先应避免这些质量通病的发生。①基础轴线位移。基础轴线位移是指基础的轴线与上部墙体的轴线发生错位的现象,这样会导致上部墙体和基础产生偏心压,影响整体结构的受力性能。大放脚收分寸掌握不准确、施工人员错误操作或控制桩保护不力等原因,均会造成基础轴线位移。因此,在进行基础工程的施工之前,应加强对施工人员的相关技术培训和责任心的培养,避免由于技术不熟练和操作时疏忽大意导致轴线发生位移;在定位放线时,必须在外墙角处设置龙门板,采取一定的保护措施,以防止槽边堆土和车辆碰撞导致控制桩发生移动。②基础标高误差。基础砌筑至室内地平时,常会出现标高不在同一水平面上的情况,当偏差较大时,会加大上层墙体标高控制的难度,影响建筑物的施工质量。应加强对基础层标高的控制,尽早控制在允许偏差之内。砌筑基础前,应对基层标高普查一遍,局部低凹处可用细石混凝土垫平;采用基础外侧皮数检查标高时,应配以水准尺校对水平;宽大基础放大脚的砌筑,应采用双面挂线,保持横向水平;砌筑填芯砖应采取小面积铺灰,随铺随砌,顶面不应高于外侧跟线砖的高度。③基础防潮层失效。防潮层开裂或抹灰不密实,会导致砖墙表面逐层酥松剥落,影响居住环境美观和结构强度。因此在施工中,应将防潮层作为一个独立的工程项目,在整个基础工程完工后再施工,防潮层施工宜安排在基础房心回填后进行,以防填土时对防潮层的破坏;防潮层砂浆和混凝土中禁止掺盐,在无保温条件下,不应进行冬季施工。 2几种常见基础的施工质量控制 条形基础、钢筋混凝土筏板基础和桩基础等,是建筑工程中比较常见的几种基础。控制好基础的施工质量,是提高基础施工质量的关键。 2.1 条形基础、筏板基础的施工质量控制在地基验槽完成后,应将表层的浮土及扰动土清除掉,基槽内不得有积水,施工基础垫层时必须测定水平标高,分层控制各层的厚度;混凝土垫层分段施工时,应做好接头处理,避免接头和混凝土垫层表面缺浆少浆现象的发生,振捣必须密实,使表面平整;施工中使用的钢筋必须符合相关标准的规定,当基础高度在900mm以内时,插筋伸至基础底部的钢筋网片,并在端部做成直弯钩;当基础高度较大时,位于柱子四角的插筋应伸到基础底部,其余钢筋只须伸至锚固长度即可。施工木模板时,应使用架子管或方木对模板加固,禁止重物冲击,以确保模板的牢固性和密实性;侧面模板在混凝土强度能保证其棱角不因拆模板而受损坏时方可拆模,应从一侧按顺序拆除,不得采用大锤砸或撬棍乱撬,以免造成混凝土棱角破坏。在开始浇筑混凝土时,应先满铺一层5~10cm厚的混凝土并捣实,使柱子插筋下段和钢筋网片的位置基本固定,然后对称浇筑;经常观察模板、支架、螺栓、预留孔洞和管有无走动情况,若发现有变形、走动或位移时,立即停止浇筑并及时修整和加固模板,然后再继续浇筑;已浇筑完的混凝土,常温下应在12h左右覆盖和浇水,一般常温养护不得少于7昼夜,特种混凝土养护不得少于14昼夜。 2.2 桩基础的施工质量控制①确保材料的质量。对成桩的主要材料,如钢筋、水泥、石子、砂等,应根据各材料的试验标准严控控制其质量。对于采用商品混凝土的施工工地,应按商品混凝土进场的控制标准进行控制,保证原材料质量的合格。②保证钻孔的施工质量。在钻孔施工前,应复核该钻孔桩位及标高的准确性,检测终孔的孔深、孔径、孔斜度及二次清孔后的沉浆密度、沉渣厚度。当持力层深度不能满足设计要求时,可以适当加深0.5~1.5m,以保证桩基础满足设计承载力的要求。③确保钢筋笼的质量。分段制作的钢筋笼,其长度应以钢筋的定长为宜,且不宜短于6m,连接时50%的钢筋接头应错开焊接,并保证两钢筋轴心在一条直线上。 2.3 机械的使用和管理机械的合理使用可有效地提高工程施工的进度,而且对质量也有所保证。为了满足社会化大生产,施工的机械及自动化室必不可少的,施工时一定要机械化,有助于加快施工的进度,节约施工成本,也可减少人员在施工时的安全隐患等。 3结束语 提高建筑基础工程的施工质量是提高整个建筑施工质量的关键。若要从根本提高建筑基础工程的施工质量,应做到如下几点:严把材料、构件和设备质量关,实施责任到人制;合理组织施工,加强施工管理;避免质量通病的发生,消灭安全隐患。同时对于不同形式的基础,还应根据实际情况采取不同的措施,以更加有效地提高建筑基础工程施工质量。 建筑基础论文:对土木建筑基础施工的探究 [摘 要]随着科学技术的不断进步,社会经济的快速发展,我国建筑行业得到了很大发展,建筑行业已经成为我国国民经济的重要组成支柱,对于建筑行业讲,理论知识固然非常重要,但是施工方面也是整个过程中非常重要的一环。本文主要针对我国土木建筑的基础施工来进行分析,首先介绍了基础施工的主要内容,进而根据具体的内容进行了详细分析,最后提出了我国土木建筑基础施工管理提高的建议,以供有关单位参考、借鉴。 [关键词]土木建筑;基础施工 引言 土木建筑基础施工的主要内容就是各类工程的基础部分工程施工,一般是工程的下部,还有就是土石方工程的施工。一般桩基础、墩基础属于下部基础施工,沉井基础、沉箱基础和地下连续墙的施工属于深层基础施工。这类施工其施工技术复杂、造价较高、工期较长,同时也具有很多优点,如承载力高、变形较小、稳定性好等。一般的土方工程包括场地平整、基坑及管沟开挖、地坪填土及基坑回填等。 一、桩基础和墩基础施工 1、对桩基础施工的分析 灌注桩法和预制桩法是桩基础施工的两大类方法。灌注桩的施工主要工序是成孔及灌注混凝土。而预制的施工主要有压入法、锤击法、振动法、射水法。压入法沉桩无噪声、无振动、成本低,常用压桩机有80吨及120吨两种。锤击法是在桩基施工中采用最常用的沉桩方法。以锤的冲击能量克服土对桩的阻力,使桩沉到预定深度。通常适合在硬塑、软塑黏性土。在用于砂土或碎石土有困难时,要辅以钻孔法及水冲法。常用桩锤有蒸汽锤、柴油锤。为锤击、振动两种沉桩方法提供辅助作用的方法是射水法。 2、对墩基础施工的分析 我国对墩基础的施工一般采用人工开挖。人工开挖为避免塌方导致事故,需制作钢筋混凝土护壁,每开挖一段,浇筑一段护壁,不然需对每一墩身事先施工围护,之后才能开挖。我国对墩基础实施人工开挖又被称为大直径人工挖孔桩。直径在lm-5m之间,多为一柱一墩。墩身直径大,强度和深度都很大,多穿过深厚的软土层直接支承在岩石或密实土层下。 二、土石方工程施工分析 土石方工程施工主要分为土壁支撑施工、土方边坡施工以及基坑施工。在场地狭小地段施工时,无条件放坡,需要采用支撑放坡。对于基坑的施工要注意基坑的排水与降水。在地下水位较高的透水土层中进行基坑开挖施工,因其坑内外的水位差较大,可能出现潜蚀、流砂、管涌、突涌等渗透破坏现象,造成边坡或基坑坑壁失稳。为确保施工安全,一定要对地下水进行有效地处治。 1、轻式型井点降水处理法 轻式型井点法是在拟建工程的基坑四周埋设能渗水的井点管。井点排列为线状或环状,看基坑形状确定,间距为0.8m-2.4m,并与集水总管用螺纹胶管或塑料管连接,总管与真空泵或射流泵连接。 2、电渗井点降水处理法 电渗井点降水是运用轻型井点和喷射井点的井点管作阴极,在土中埋设金属棒为阳极,在电动势作用下构成电渗井点抽水系统。在接通直流电后,在电场作用下,土中的带正电荷的水分子从正极流向负极,带负电荷的黏土微粒向阳极方向移动,通过电渗和真空抽吸的双重作用,强制黏性土中的水向井点管汇集,由井点管汲取排出,使地下水水位逐渐下降。 3、明沟排水降水处理法 在开挖基坑内(或外)设置排水沟,并按地下水量的大小,每隔20m-40m设置一个集水井,基坑内的积水及地层中渗出的水经排水沟流向集水井,再用水泵把集水井中的水抽出,使基坑保持干燥,这种方法施工简便,成本较低,所以,应用比较广泛。 4、喷射井点降水处理法 这是运用循环高速水流出现的负压将地下水吸出。井点管分内管、外管,高压离心泵输出的高压循环水流从内、外管间隙流到管底,从内管四周的进水孔流入,再经喷嘴喷到混合室。因其喷嘴处的断面缩小,喷射水流速加快(一般流速高达30m/s以上),高速水流喷射之后,在喷嘴喷射出水柱的周围形成负压区。四周的地下水经滤管被吸入、经混合、扩散后随循环水流从内管进入水箱。喷射井点间距通常为2m-3m,每套井点总管数要控制在30根左右。在井点管安装结束后,要进行试抽,及时消除漏气和“死井”。井点孔口地面以下0.5m~1.0m深度要采用黏土进行封口。 三、深基础施工 1、对地下连续墙的施工分析 当施工条件较为困难的时候一般是运用地下连续墙的施工,其工程质量在施工期间难以直接用眼睛观察,若出现质量事故其返工处理非常困难。 2、对沉井与沉箱基础施工的分析 首先,施工中要在地面浇筑井筒,在筒内挖土使其下沉。如果是在深水中,先在岸边筑好井筒,并加做临时的底板,浮运到预定的下沉位置后,拆除底板使其下沉。 其次,当沉到预定深度后,用混凝土填实井内部,作为构筑物的基础;或只在底部浇筑钢筋混凝土底板。 再次,对沉箱的施工,在施工时借助输入工作室的压缩空气,以阻止地下水的渗入,方便工人进入室内挖土,限制下沉深度和工人在室内连续工作的时间。 最后,沉井主要有刃脚、井壁、横梁、封底等几部分。在通常情况下,沉井下沉的施工主要分为:下沉前的准备、沉井下沉、接长井壁、沉井封底等阶段。?? 四、土木建筑结构工程施工分析 1、钢筋混凝土 (1)模板 模板是混凝土成型的模具,要求它能够保证准确的结构构件形状和尺寸,具有在浇筑流态混凝土时有足够的强度和刚度,并且拆装方便,能多次使用。 (2)钢筋 一般包括钢筋的冷加工、成型、绑扎安装;以及钢筋的连接等。直条钢筋的长度一般只有9m-12m,若构件的长度不小于12m时,就要进行钢筋的连接,钢筋连接的方式,一是绑扎搭接连接、二是焊接连接、三是机械连接。?? (3)混凝土 要保证浇灌混凝土的匀质性和振捣的密实性,这是确保工程质量的关键。混凝土浇筑要分层进行,使得混凝土可振捣密实。在下层混凝土凝结前,上层混凝土要浇筑振捣完毕。 2、砌筑工程施工 砌筑工程使用材料一般是砖、石或砌块及起黏结作用的砂浆。砌筑砂浆有水泥砂浆、石灰砂浆和混合砂浆。建筑用脚手架是砌筑过程中堆放材料和工人进行操作的临时性设施。根据搭设位置分为外脚手架和里脚手架两类。按材料可分为木脚手架和金属脚手架。 五、提高土木建筑基础施工管理的建议 1、对施工材料进行严格把关 没有原材料质量的保证,工程质量势必走向劣质。为此,在施工管理中,必须将材料的质量和性能作为管理的重中之重,从材料计划的编制、采购到进场后的验收、复检等诸多环节,都必须进行严格的限制和管理。 2、提高土木工程施工监理水平 通过严格的岗位责任和健全的规章制度来约束现场监理人员和操作人员,严肃工作纪律,堵塞管理漏洞。要不断改进施工机具和作业手段,重视现场职工生活,改善现场作业环境。企业要从现场文明施工抓起,做了对“脏、乱、差”施工现场的整顿工作。同时工程监理应当在项目的科研、设计、施工等等方面多层次、全方位的对工程监理。 3、对土木工程的施工人员进行业务培训,提高其综合素质 由于土木工程一种庞大复杂的操作施工过程,其中无论是先进的设备还是纯人力劳动,手工操作都是其中最为重要的一部分,但是,由于我国建筑业起步发展时间晚,对技术人员的系统培训尚不够完善,手工操作人员的手工操作能力相对而言有着很大的差距,操作不熟练,操作失误多,不利于整个工程项目的质量保证。因此,要加强对施工员工的培训,提高其操作的熟练程度,严格执行操控标准,提高操作效率,保证整个项目实施中的技术水准。 建筑基础论文:高层建筑基础施工及地基处理技术现状及发展趋势 摘要:随着经济水平的提高,带动了我国建筑行业的发展,在城市进程不断加快的形势下,大量的高层不断涌现。地基基础是建筑的根基,是保障建筑工程质量的重要施工项目。其施工技术水平的高低将对建筑工程使用年限等造成极大的影响。本文就高层建筑基础施工要点及地基处理技术方面展开简要的探讨。 关键词:高层建筑;基础施工;地基处理 一、高层建筑基础施工要点 (1)场地的平整处理 加强对施工场地进行夯实和平整处理,加强桩的质量控制,防止木桩在施工过程中出现断裂、弯曲等现象,影响施工质量。另外,加强对沉桩场地的处理工作。桩机作业对于建筑工地的地基承载力有严格的要求,如其承载力存在不足,可以通过铺设碎石的方法来提高地表的承载力,满足平整工作的要求,提高桩机工作的安全性。同时,要保证施工现场良好的排水功能,如发生降雨可以将雨水及时排除,避免对工程质量和工期造成影响。 (2)高层建筑桩的沉桩 根据不同的地质条件、设计要求、施工环境、设备性能,要选择合适的高层建筑桩,这不仅可以保证建筑质量,也可以降低成本缩短工期。高层建筑桩一般包括三种类型:预制桩、灌注桩和钢桩。 (3)预制桩与钢桩的沉桩 预制桩和钢桩的沉桩方法包括锤击打入法、静力压法、振动沉桩法和水中沉桩法,每种方法各有优缺点,由于预制桩和钢桩在沉桩过程中会存在挤土现象,这会对周边环境造成不良影响,应当采用相应的缓解措施。 (4)灌注桩的沉桩 灌注桩一般采用泥浆护壁成孔、沉管成孔和干作业成孔三种方式,当成孔完成后进行混凝土浇筑,待凝固后便成为灌注桩。泥浆护壁成孔和干作业成孔方式比沉管成孔方式具有优势就是在于它们几乎不存在挤土现象,对周边环境影响小,同时噪声也较低,城市中高层建筑基础施工中通常采用泥浆护壁成孔的灌注桩作为高层建筑桩。 (5)基础轴线 基础轴线位移指基础在方角砌至室内标高处,轴线与上部墙体轴线发生了错位的情况。基础轴线位移会严重影响建筑的受力均匀度,位移严重的情况下会使得建筑某些部位受力过大,造成断裂,对用户的安全造成巨大影响。基础轴线位移问题出现的原因通常是因为在基础施工过程中,先砌外纵墙和山墙部位,这导致在砌墙基础时,吊线无法使用,容易造成轴线偏差。在施工时要合理安排顺序,确保轴线对齐。 (6)基坑支护 高层建筑高度的增加,建设难度进一步的增加,高层建筑的基坑深,开挖难度大,然而基坑深却是基础施工中的关键技术。由于深基础支护工程是从地下安全作业出发对深基坑侧壁及周边所处环境做的加固保护作用,是集挡土、支护、挖土、降土、防水、监测和信息化施工等一系统工程整体考虑的。另一种体系则是土钉墙,适用范围是一些低水位非软土场地,它也是采用分层开挖、分层支护方式,其造价仅为传统支护体系成本的40% -60%。创新方面是排桩帽梁的设计与内支撑相结合领域,基坑支护中对地下水控制,通常使用帷幕型、帷幕与封底复合型办法,实践中硕果累累。 (7)桩基 桩基是基础的一种,它通常用在地质条件不好,而自然基础又满足不了建筑物强度、变形或稳定性标准要求时,采用的一种特殊的人工处理方式,在基础施工时埋深更大。与混凝土预制桩相比,由于其存在振动噪声大,挤土效应等缺陷,已较少使用,当前桩基已成为应用最为广泛的一种建筑基础形式。 灌注桩发展最快、适用最广,归功于它可适用于任何地层土质,可形成任一规格的桩长、桩径,满足各种不同承载力要求。近年来,我国在灌注桩施工工艺技术方面有了长足的发展,积累了不少设计和施工的经验。灌注桩强度技术指标,原则上同钢筋混凝土预制桩相同。 泥浆护壁孔桩适用性强,是一种传统桩型,现已是高层建筑的主要桩型,但这种桩型有桩底虚土和缩颈缺陷,具体应用时采用桩底、桩侧后注浆技术,并结合用超声检测技术,开发出独具特色的超长灌注桩施工成套技术。检验桩基承载力方面,传统的是静载试验,目前我国结合计算机应用,桩基动测技术已趋成熟。总之,我国地基基础的桩基技术是多桩型系列,成桩施工技术方面接近国际先进水平。 二、地基施工技术的目标 (1)加强地基的抗剪强度 所谓地基抗剪程度指的是,土壤抗剪强度的极限容量。当土地当剪应力达到极限时,土地承载能力问题可能发生 , 剪切应力点被摧毁 , 将产生相对滑动,剪切表面建设物体将因为失去土地的压力导致不均匀性 , 这片土地将会产生膨胀情况 , 与此同时, 抗剪强度不强是土地问题 , 将会影响到周围的建筑面积 , 由此造成严重的后果。因此,加强地基抗剪强度是基本建设主要任务。 (2)降低地基的压缩性 土地自身的性能已经很大程度确定了其具有可压缩性 , 土地的性质反映在建筑方面的沉降。因此减少地基的压缩性,绝对是保障住房建设的稳定措施之一。 (3)改善地基的动力特性 动态特性的地基主要体现在一些自然灾害,例如地震等。因为强心冲击造成土地的松散饱,由此导致宽松的土地。改善动态特性的基础应取用科学的策略,保证建筑物的安全。 三、高层建筑地基处理技术现状 (1)传统地基处理技术 传统建筑地基处理技术主要包括:上世纪 60 年代法国发明的强夯法地基施工技、日本 70 年代创造的高压喷射技术及我国在 90 年明的桩基施工技术等。随着国民经济的高速增长,我国建筑工程事业在得到发展的同时,规模也逐渐扩大。这些地基处理技术在现代建筑工程建设仍得到大量使用。但伴随人们生活水平的提升,对房屋建筑质量提出了更高的要求。单一的处理技术已经无法满足人们的需求,在建筑工程地基施工中,必须提高施工技术水平,对施工现场情况进行充分考虑,并结合相关成功经验进行有效施工,只有这样才能提高建筑工程的整体质量,延长工程使用年限。 (2)现代地基处理技术 地基处理技术的选用应严格遵循房屋建筑的地下环境进行,其施工机理就是通过夯实、换填、挤密等方式加固地基。也可以分为地基加固技术、桩基技术与辅助地下连续墙技术。地基加固技术应用的目的就是对地基承载力进行有效增加,进而达到降低沉降量,减少变形等情况的出现。桩基处理技术的应用主要是为了向地基深层位置进行上部荷载力的传送,利用缓冲作用对其所承受的冲击力进行有效削减。辅助地下连续墙技术主要是进行侧向支护的提供,在处理地基中,必须对其地基进行改良,对其地基抗剪切强度进行有效提升,起到地基压缩性降低的作用,并对地基透水性进行有效改善,最终达到地基加固的作用。 四、地基处理技术的发展 (1)垫层技术 垫层技术主要是指在软土地基上铺设一层特殊的材料,然后在这层材料上填充路基,一般情况而言,软土地基的地表没有硬壳层或者持力层,透水性也不强,为此一般的垫层材料都会选用一些砂石或者是碎石材料。为了有效控制成本,填充层选用时,不宜远距离运输,可选取附近山体的山坡碎石或废料,此外还能使用工厂生产的废弃渣子等材料作为填充料。通常而言所选用的填充料应具有良好的级配,既可以获得较好的地基处理效果,又能有效节约成本。 (2)硬壳层的补强技术 硬壳层的补强技术主要是适用于一些沙性的软土或者是湿陷性黄土,这种地基主要表现为地基的高度相对较低,且纵向的排水条件相对较差。这种软土地基通常采用的是振动碾压的方式使其密实。用冲击压实的方式使其硬壳层厚度达到一般地基的物理力学性能指标,然后使用振动碾压使其密实,实现承载能力的增强。在某种情况下,这种技术可以达到良好的处理效果,且能有效实现成本的降低,为此这种方法有着广泛的应用。 (3)粉煤灰吹填技术 粉煤灰具有较强的透水性能,如将其在吹填土地基进行加固处理,可以提高固结加速吹填土的速度,并起到加固处理费用的有效降低及工期缩短的作用。其施工方式就是遵循一定比例,将淤泥和粉煤灰进行有效混合吹填,对其均匀度进行提升,进而达到地基土固结的作用。 建筑基础论文:建筑基础钢筋施工中的常见质量问题及其防治对策 摘 要:在我国的建筑施工中离不开基础钢筋,钢筋是基础的建筑材料。一个完成建筑的骨架是用钢筋搭建而成,钢筋出现问题直接影响建筑的质量问题。由此可见,钢筋在建筑施工的重要性。目前,我国工程的质量存在问题,部分地区出现豆腐渣工程,在一些建筑施工现场也出现安全事故。经过调查显示,建筑的质量问题大多数是由于基础钢筋有问题。本篇文章从建筑施工中的基础钢筋的质量问题出发,探讨基础钢筋质量问题以及防治措施。 关键词:建筑施工;基础钢筋;建筑材料;质量问题;防治措施 基础钢筋在建筑施工中占据重要地位,最近一段时间,钢筋问题导致建筑出现安全事故的事件很多,在严峻的形势下,提高钢筋的质量保证建筑施工的安全已刻不容缓。钢筋是建筑施工的基础,因此,要重视钢筋的质量问题。在建筑施工中要严格要求钢筋的质量,并严格监管钢筋的焊接技术。 1 建筑基础钢筋施工中的常见质量问题 钢筋条形基础主要分柱下条形基础与墙下条形基础两种,这两种基础在纵横向T形、L形以及十字形设置钢筋的情况是存在差异的,在具体建筑基础钢筋施工过程中就会发现,钢筋交接处存在大量与结构构造要求及规范要求不相符的质量问题,最为常见的问题主要有: 建筑基础钢筋基础翼板中,其受力主筋在十字形、L形以及T形交接处未根据要求进行重叠设置,或者是受力主筋重叠设置数量无法与结构构造要求相满足,而且会混淆钢筋纵横向基础主受力轴的定义与概念,导致在设置基础翼板中的主受力钢筋时,未按照主要受力轴进行贯通性设置,有时在基础梁交接处还会将钢筋主次关系弄混淆,导致在交接处主次受力主筋出现位置上下颠倒的情况。此外,在柱下条形基础与墙下条形基础中,基础翼板分布筋的设置形式出现混乱,导致在纵横交接处分布筋断开位置出现错误等等,这些常见问题对建筑基础钢筋受力体系造成严重破坏,严重的甚至还会导致墙体与基础在这个部位出现通裂与开裂等质量安全事故,在很大程度上造成巨大的工程结构性隐患。所以,在建筑基础钢筋施工过程中,必须充分认识与重视常见的质量问题,对正确、有效的施工方法进行掌握,防止发生建筑质量通病。 2 建筑基础钢筋施工常见质量问题的防治措施 2.1 钢筋原材料要求 购买的钢筋时一定要选择优质钢筋,所有购买的基础钢筋在建筑施工前必须经过严格的检查。首先检查基础钢筋的生产商是否具有生产资格,其次查看钢筋是否具有质量保证书。在检查基础钢筋时要有严格的标准,按照标准检查基础钢筋的质量。基础钢筋在经过检查后要有正规的检验报告,只有经过检验的钢筋才可以被使用。未能经过检验的钢筋必须清除施工现场,不能与质量过关的钢筋混用。在焊接加工钢筋的也要注意,避免出现钢筋断落等现象。相关的技术人员要在加工中监管,发现不良现象及时报告并妥善解决问题。 2.2 钢筋的存储 在检查钢筋质量后要存放钢筋,在这一过程中,存放钢筋不能随意,要注意分类存放钢筋。钢筋在建筑施工中作用不同,按照不同的作用存放钢筋。在存放中注意钢筋要远离泥土、火灾以及潮湿的地方。在存放钢筋时,要明确标注钢筋的大小、尺寸以及使用方法避免出现使用错误。 2.3 钢筋验收 在建筑施工前要有图纸,图纸明确规定建筑施工中需要钢筋的数量、型号等,按照图纸验收钢筋。检查钢筋整洁完整程度,钢筋是否存在缺陷,是否可以直接使用。检查基础钢筋的长度厚度是否符合规定。有的钢筋是经过焊接后成为新的建筑材料,因此要严格检查焊接的接口,检查焊接的钢筋长度是否符合施工要求。最后要检查建筑工程的主要钢筋位置是否准确。 2.4 钢筋技术准备 2.4.1 基础钢筋在建筑施工前要有相关的施工人员对钢筋的使用做出规划,制定合理的使用方案。全面了解钢筋的使用特点,掌握基础钢筋在建筑施工中的难点,保证在建筑施工中能正确利用基础钢筋。 2.4.2 建筑施工要有系统性,建筑施工要与钢筋验收工作想结合,在建筑施工时要制定正确的钢筋施工措施。 2.4.3 钢筋使用要与建筑施工方案、施工图纸和建筑工程紧密结合,对于建筑施工中特殊方法要制定详细的方案。 2.4.4 在基础钢筋施工前,负责管理钢筋的工作人员要告诉施工人员有关于钢筋保护和钢筋的合理利用。 2.4.5 建筑中的墙、柱、梁等在施工前要有施工样板,样板要接受检查,通过检查后才能运用钢筋开展施工工作。 2.5 钢筋加工 2.5.1 严格按照建筑图纸规划钢筋的型号、长度以及形状的规划来开展基础钢筋的加工工作。 2.5.2 利用定型的建筑工具控制基础钢筋的形状,保证基础钢筋的尺寸正确。 2.5.3 在建筑施工前要对建筑进行加工,根据具体的施工要求对基础钢筋进行捆绑和弯曲。 2.5.4 任何工作都会有偏差,当然加工基础钢筋工作也不能避免出现偏差,那就把偏差控制在合理的范围内。 2.6 钢筋安装 在进行钢筋施工工作中,要严格规划钢筋的级别和质量,在进行安装钢筋工作时要按照规定操作。 2.6.1 连接钢筋。在钢筋接头处连接捆扎钢筋,而钢筋与楼板的接头也要连接捆扎。搭接的长度和位置必须严格按照建筑施工的设计要求。 2.6.2 选择焊接位置。正确选择钢筋需要焊接的位置,在焊接中要保护主筋,避免主筋在焊接过程中被破坏。在焊接中要保证焊接缝光滑,保持焊接缝美观。在焊接工作结束后要对焊接钢筋进行检查,查看是否出现气泡等不合格现象。 2.7 施工过程中的保护 在钢筋施工中要保护钢筋,保护钢筋也可以保护建筑施工人员的安全,确保施工人员在安全的环境下进行钢筋施工工作。一般建筑在选择底板的时候,通常会使用双层的钢筋网作为建筑的基础。由于钢筋网是两层,这就要保证两层钢筋网大小相等、位置相同,一般情况下在第一层的钢筋网中用钢筋做支持。 结束语 结构稳定是建筑物的基本属性,建筑物质量安全的决定性因素是基础钢筋施工质量,所以,对建筑基础钢筋施工质量的防治就显得非常重要,在对建筑基础钢筋施工常见质量问题进行防治的过程中,基础钢筋工程可谓使其极为重要的施工内容,建筑施工质量很大程度上影响着整体建筑结构的安全性与耐久性,坚持住基础钢筋具体施工过程中,必须严格根据技术要求实施操作,确保各方面质量防治措施都能够做到位,以保证建筑工程与所规定标准相符合。所以,为确保工程整体质量,建筑工程各部门必须严格根据规范与设计标准作相应的质量控制,对建筑钢筋施工质量防治技术及措施进行正确运用,履行相关规章制度,以确保建筑基础钢筋施工工程质量能够合乎规范,进而设计出更加优秀与合格的建筑工程。 建筑基础论文:水工建筑基础灌浆施工技术分析 【摘 要】随着市场经济的飞速发展,我国建筑行业发展迅速、经济日益繁荣,建筑工程项目在国民总体经济中的作用也日益突出。水工建筑的质量是保证整个建筑抗滑性和稳定性的关键,因此对水工建筑中对基础性的灌浆施工技术要求较为严格。本文以研究水工建筑基础灌浆施工技术的意义入手,详细介绍了水工建筑基础灌浆施工技术的具体应用。 【关键词】水工建筑 基础灌浆 施工技术 目前,我国的水利工程事业已经取得了非凡的成绩,从小浪底到葛洲大坝,再到三峡水电站。基础灌浆技术是建筑行业中一种对建筑地基进行施工处理的技术,常见于水利工程中。此外,基础灌浆对技术要求严格,要求必须有一定的抗滑性、抗震性和防渗水性,故而采取合适的技术进行水工建筑基础灌浆施工意义重大。 1 研究水工建筑基础灌浆施工技术的意义 随着我国科学技术和国家经济的飞速进步和发展,水利工程在建设技术和和施工技术上也发生了较大的变化。首先,水工建筑作为我国水利工程建设的体现形式,在解决农作物灌溉技术上极其重要,不单单得满足对我国农作物的灌溉需要,还得考虑到水资源,充分合理地利用水资源,尽量达到最大利用率。其次,水利工程建筑基础灌浆施工技术常应用于地基处理和工程加固工作中,主要是解决大坝渗水问题,由于水工建筑的特殊性必须利用此技术对水工建筑进行一定的处理以满足水工建筑的技术标准,避免渗漏现象出现。最后,虽然水工建筑在我国的发展前景较好,但是在水工建筑的地基处理上的关注越来越少,这就需要施工单位在合理科学应用灌浆施工技术的同时,尽快提升灌浆技术水平,以保证水利工程建筑的质量。因此,可知水利工程建筑基础灌浆施工技术甚为重要,需要着重研究和鼓励发展,为提升水利工程建筑的高效性提供途径。 2 水工建筑基础灌浆施工技术的具体应用 在水利工程建筑中基础质量是整个建筑施工质量的保障,需要对基础的施工严格要求。水利工程建筑主要是在河流等流域中建设施工的,这就要求水工建筑基础质量达标以保证建筑具有较好的抗滑性和稳定性。此外,水利工程建筑基础的质量也是整体防渗性的保证,需要高度重视。故而基础质量至关重要,需要施工单位高度重视此部分的施工建设,科学合理地采用灌浆施工技术进行建设。在岩溶地区进行施工时,施工人员需要注意两个问题:原地质的基础施工;经过地形处理的基础施工。具体需要依据熔岩层的厚度决定,方法如下: 2.1 固结灌浆技术 固结灌浆技术是指将熔岩地区的地质进行处理,并巩固加强,以减少区域的渗透性。在地质条件允许的情况下,可以进行大坝基础范围的拟建,在下游部分应力复杂的区域做好灌浆洞孔的布置工作;如果坝体过高时,需要在全局范围内进行灌浆洞孔的布置。布置灌浆时,操作人员需要注意灌浆深度在5-9米之间;采取群控清洗和灌浆施工技术时,布置孔洞需要控制在16-35米之间。此外,固结灌浆技术必须具有符合相关规定的参数,需要保证在质量检查中洞孔数目不少于总数的百分之五。固结灌浆技术多采用于较厚的坝体,应用时将熔岩地基和坝体看成一个整体进行施工,这样既能使得灌浆品质增强,还能有效预防熔岩地基的浆液外溢。 2.2 混凝土裂缝灌浆技术 混凝土裂缝灌浆技术根据灌浆原理可分为两种:水泥灌浆和化学灌浆。前者多应用于大体积的混凝土和大裂缝的灌浆过程中,而后者多运用到在一般的灌孔中。两者相比较,后者具有较为明显的优势,在运用中将化学材料加工制作成为无颗粒的浆液进行灌浆,使得灌浆具有较强的渗透性和扩散性,提升了灌浆的品质。 2.3 大吸浆量情况灌注技术 水利工程建筑施工过程中,容易出现大吸浆现象,这会严重影响到水利工程建筑的基础灌浆质量。因此,施工单位需要采取措施避免这种现象的发生,具体措施如下:进行分步骤的多次灌浆;采取有效措施以消除减少压力;限制灌浆材料流动速度。在实际操作的过程中,需要操作人员结合具体情况,针对性地选择合适的措施进行基础灌注,在最大程度上提升灌浆质量,保证水工建筑建设的顺利进行。 2.4 高压喷射灌浆技术 与前三种灌浆技术相比高压喷射灌浆技术具有显著的优势:占地面积少;挖掘量小;操作简易方便;对周围环境影响度小。此技术的施工原理是借助高压喷射枪进行喷射混合浆以加固地基。高压喷射灌浆技术在实际应用中最为常见,作用显著,切实保证了灌浆的质量。 3 在严重漏水时的灌浆技术 有研究调查数据显示,在水利工程建筑中漏水现象较为普遍,严重影响了水利工程的建筑质量。从实践经验可知,漏水的主要原因是水利工程建筑建设选点错误,技术选择也影响了工程的防渗性。灌浆技术落后也会影响施工单位的效益,因此,在灌浆技术选择上需要及时更新传统工艺,选用先进的灌浆技术进行孔洞灌浆。 3.1 在基础灌浆时选用膜袋灌浆技术 在基础灌浆时选用膜袋灌浆技术是最佳选择。膜袋的材质是尼龙和聚丙烯的混合物,这种材质可以使得水泥砂浆在膜袋内快速高效地排出水,降低水泥砂浆的含水量,提快了风干速度。同时,这种材质的膜袋可以起到保存骨料的作用,阻塞性良好。 3.2 采取充填剂配料施工 一般情况下施工材料会选用砾石、水泥和沙子等。如果使用砾石进行施工,需要控制好砾石颗粒的大小;如果砾石达不到效果,需要配合一定浓度的水泥砂浆,用两者混合液作为填充料,以形成自然反滤层。但是在实际操作中,施工人员需要结合具体情况,灵活运用,合理搭配,以发挥这些组合充填剂配料的最大效用。这些组合充填剂的作用主要是增加颗粒傲视的在狭窄的区域内形成“桥梁”,在浆缝灌注时做好阻塞岩土层缝隙,形成自然反滤水层,阻塞整个通道。 4 结语 综上所述,我国社会经济的飞速发展使得我国在水利工程上的投入力度不断加大,使得我国水利工程取得了较快的发展。水利工程基础建设关系到国民整体经济,还关系到民生,需要政府高度重视,鼓励水工建筑基础技术研究和发展。在水利工程建筑中基础灌浆施工技术得到广泛的运用,这不仅解决了巩固了水利工程的地基,还保证了水利工程基础建筑的工程质量,具有良好的经济效益。 建筑基础论文:建筑基础工程雨季施工存在的问题及注意事项 摘 要:对于现代建筑工程来说,主要是按照安全第一,注重质量的宗旨来进行施工。为了使该目标得到有效实现,不仅应对施工材料、技术因素进行考虑,而且还应对外界的环境因素进行关注。本文则是从建筑工程雨季施工进行分析,对雨季施工中的技术及安全措施进行了详细的探讨。 关键词:建筑施工;雨季施工;技术措施 随着我国市场经济体制的不断变革,人们的社会生活质量也在逐渐提升,对高层建筑的需求量也在不断提升,在城市建设中,建筑施工已成为最为常见的一种。在建筑过程中,由于建筑方首道单位及投资方对施工进度的要求,因此造成建筑施工不得不会在雨季来临时仍进行施工,与平时施工相比,雨季施工时会有许多不安全因素存在,因此建筑及施工单位对雨季施工中的施工技术的要求也在不断提高,对安全系数的标准也逐渐提升,因此,在雨季施工中采取有效的措施对建筑工程的施工安全进行保障,为了使建筑工程得到顺利完成,在雨季施工时应采用专业的技术来进行支持是必不可少的。 1 雨季施工的特点 雨季施工的特点包括不确定性、突然性、雨季长,所以应做好准备工作,也要重视雨季施工的无边际组织:编制施工组织计划时,要根据雨季施工的特点,将不宜在雨季施工的分项工程提前或拖后安排。合理进行施工安排。做到晴天抓紧室外工作,雨天安排室内工作,尽量缩小雨天室外作业时间和工作面。密切注意气象预报,做好防汛准备工作,必要时应及时加固在建的工程。做好建筑材料防雨防潮工作。而雨季施工的准备工作包括:做好现场排水的措施准备。施工现场的道路、设施必须做到排水通畅,尽量做到雨停水干。加强原材料的存放保护。水泥等易潮材料“先收先发”、“后收后发”的原则。避免久存受潮而影响水泥的活性。在雨季前应做好现场房屋、设备的排水防雨措施。备足排水需用的水泵及有关器材,准备适量的塑料布、油毡等防雨材料。 2 雨季施工存在的问题及施工前的准备工作 1.雨季施工中存在的问题 由于在雨季施工时具有不确定性、突然性及雨期长的特点,因此在施工中会有以下情况出现: (1)在对深基础进行施工时,存在桩基较多的特点,当出现措施不当,在采用人工对孔桩进行开挖成孔以后未能及时的进行混凝土浇筑,降雨来临时会导致塌孔发生,若对此现象发现不及时会出现停工现象,进一步造成工作量的增大。 (2)在深基础施工的过程中,由于槽内有积水存在,未能采用水泵进行及时排水,造成基础大面积塌方,甚至会对工程中的塔吊基础的稳定造成影响,出现停工。 (3)由于深基础施工中存在施工工期较长的特点,因此在雨季时,由于槽内积水造成底板钢筋及模板受到污染,对工程的质量造成一定的影响。 (4)在雨季大风来临时,由于未采取有效的防风措施,而造成塔吊倾斜的现象发生。 (5)大雨过后,地下室内出现灌水,并流入人防通道。 (6)由于高层建筑外墙板较多,大雨过后堆放架出现倾斜,造成墙板倒塌或碎裂等。 2.雨季施工前的准备工作 (1)当雨季到来时,应提前对雨季施工中需要的材料、设备进行储备。 (2)施工队伍应按照该工程自身的特点,来对雨季施工的措施进行有针对性的编制,并对其执行情况进行定期检查。 (3)在施工过程中,应对气象状况进行有效掌握,进一步对施工调度进行合理安排,若出现恶劣天气时,应对项目施工现场负责人员进行通知,便于合理的采取应急措施。在对重大吊装、高空作业及大体积混凝土浇筑时也应对天气状况进行预先的了解,对作业安全及混凝土的质量得到有效保障。 (4)确保施工现场的道路平整且坚实,在道路两侧对排水设施进行安装,使道路的纵向坡度高于0.3%,对主要的路面进行矿渣、砂砾等防滑材料的铺设,确保重要运输路面的循环畅通。 3 雨季施工技术 雨期施工主要解决雨水的排除。对于大中型工程的施工现场,必须作好临时排水系统的总体规划,其中包括阻止场外水流入现场和使现场水排出场外两部分。其原则是上游截水、下游散水:槽底抽水、地面排水. 1.土方和基础工程 土方工程和基础工程受雨水影响较大,如不采取防范措施,将可能对施工安全及建筑物的质量产生严重影响。因此在雨季施工时应注意以下几点: (1)雨期开挖基槽(坑)或管沟时,应注意边坡稳定,必要时可适当放缓边坡坡度或设置支撑,施工时应加强对边坡和支撑的检查;对于已开挖好的基槽(坑)或管沟主要以设置支撑为宜;正在开挖的以放缓边坡为主辅以支撑,如工期不紧可停止施工。 (2)为防止边坡被雨水冲塌,可在边坡上加钉钢丝网片,并喷上50mm细石混凝土,也可用塑料布遮盖边坡。 (3)在雨季进行施工时,工作面不宜过大,应采用逐段、逐片的进行分期施工。当基坑挖至标高以后,应进行及时的验收并尽快进行混凝土垫层浇筑。 (4)为了避免出现基坑浸泡,在开挖之前应在坑内设置排水沟及集水井。 (5)在对地下池子及地下室进行施工时,应对浇捣混凝土施工后的防浮措施进行分析。 (6)当降水量较大时,应对土方施工及软土基坑的挖土工作进行暂停。在雨季来临以前对施工现场堆放的土方进行清除。 (7)当基础施工完成以后,应尽快对基坑周围进行回填施工。 (8)当人工降水停止时,应对箱形基础抗浮稳定性及地下水对基础的浮力进行验算。 2.砼工程施工:在模板隔离层在涂刷前一定要掌握天气预报,这样做的目的是防止雨水冲走隔离层;遇到大雨应停止浇筑砼,已浇部位应加以覆盖。现浇砼应根据不同的结构情况以及可能发生的情况,要多考虑几道施工缝留设位置;雨季施工时,应加强对砼粗骨细料含水量的测定,及时调整用水量;大面积砼浇筑前,一定要及时知道未来2-3天的天气情况,尽量避开大雨。同时砼浇筑现场要预备大量防雨材料,在浇筑时遇雨进行覆盖;模板支撑下回填要夯实,并加好垫板,雨后及时检查有无下沉;下雨时严禁钢筋焊接、对接等工作的进行,如果是急需的情况,一定要做好防雨工作或将施工场所移至室内进行;防止雨水浇淋刚焊好的钢筋接头部位,接头骤冷会发生脆裂,使建筑质量得到了影响。 3.吊装工程 (1)确保构件退房位置的平整及坚实,在其周围应做好排水施工,样子构件堆放区有积水、浸泡的现象发生。 (2)必须将塔式起重机基础或路基的高度高出地面15cm,避免雨水对路基进行浸泡。 (3)起吊工作不宜在雨天进行,由于构件表面及吊装绳索在雨天会被淋湿,使绳索与构件之间的摩擦系数降低,会出现构件滑落等安全事故发生。若必须在雨天进行吊装施工时,对对齐进行注意,并采用提高绳索与构件表面的粗糙度的方式来确保安全。 (4)在施工停止时,应将塔吊的吊钩收回,并与塔身靠拢,禁止吊钩上有吊索及建筑物件等物体存在,避免由于风的作用造成塔吊摇晃,从而出现塔吊倒塌的现象发生。 4 雨季施工其它注意事项 1.加强和气象站联系注意一切工作,生活的安全。 2.对各种电器、机具加强监护,防止发生漏电危险。 3.加强值勤工作,下雨时工地上必须认真巡查,发现问题及时处理。 4.检查办公、生产、生活用房质量,作到防漏,尤其注意作好受潮后易变质材料(如生石灰粉、水泥、钢材)的保管工作,责任到人。 5.做好防汛、防台工作,成立以项:经理为组长的防汛、防台小组。注意气象预报,做好防范工作,尽量将损失减少至最小,并能在最短的时间里恢复生产。 5 结语 综上所述,在雨季来临之前应制定雨季施工计划,采用因地制宜的方式使各项安全措施得到落实,确保雨季安全度过,避免损失的增加。 建筑基础论文:建筑基础施工虚拟仿真实训系统的研究 摘要:建筑基础施工是建筑工程专业学生要掌握的核心知识,在学生职业能力的养成中具有重要的意义。传统的现场学习方法受时间和费用等多方面因素的影响,难以满足实际学习的需要。开发一套相关的虚拟仿真实训系统能够模拟施工现场的实际情况,使学生能够感受到类似实际操作的体验,使得教学更加直观化,提高学习的兴趣并加深对相关知识的掌握。 关键词:建筑基础施工;虚拟仿真;实训系统 一、前言 虚拟仿真是进入20世纪80年代后发展起来的一种新技术,它通过软件编程形成三维数字的图形化模型,生成一种人造的虚拟环境。它涉及到人工智能、传感技术、人机交互和计算机图形学等学科。虚拟仿真技术在教育教学方面的应用,不仅可以更直观的呈现所学的知识,调动学生的积极性,还能够改变传统的教学模式,提高了学生的实践能力。 建筑基础施工是土建类相关专业的核心教学内容,具有实践性很强的特点,特别是其中的主体工程即钢筋混凝土工程的施工,对于施工现场的一线人员来说,掌握其工艺和方法,也是应具有的基本素质。目前建筑基础施工教学存在的主要问题有: 第一、实践教学环节难以满足实际教学需要:由于建筑专业的特点,教学计划难以和企业的实际生产时间相对应;基础设施施工的周期长,工程量大,短时间的实训不能真实的全面了解其施工过程。 第二、第二学生难以实际动手操作,学习效果不佳:在校外建筑工地的实习,由于时间和费用的限制,以及施工单位出于人身安全等方面的考虑,学生往往不能实际动手完成施工操作,难以达到预期的学习效果。 第三、学习成绩的评定不够合理:基础设施施工内容的学习一般是通过校外实践,学习成绩一般是根据学生的考勤情况和见习单位出具的相关报告和总结材料等进行打分,具有较大的主观性,不利于学生学习积极性的发挥。 建筑基础施工仿真教学软件的开发,能够利用当前的先进的虚拟仿真技术,将三维可视化技术应用于教学中,使得学生在学习过程中能够先仿真后实训,可以全面的了解建筑基础施工的全过程。通过本虚拟仿真软件的建设,可以结合工程施工现场的实际,把实践和理论进行结合,把真实的工作环境利用软件进行模拟开发,使学生能够真正体验到施工现场的技术和技能,从而减少学生对现场的不熟悉感,使得教学更加直观化。 二、国内外研究概况和发展趋势 国内外对虚拟仿真技术在建筑方面的应用主要体现在以下两方面: 第一、建筑施工仿真理论方面的研究 1991年美国学者提出了虚拟企业的定义,清华大学、同济大学等在此方面有学者进行了大师的研究,到1997年,国内对虚拟企业的研究得到了各方面的关注,目前相关理论框架已形成,虚拟企业也开始了从制造行业到其他行业的扩展。在虚拟建设方面,从1996年美国发明者协会首次提出概念,到2000年TFV(Transformation-Flow-Value)理论的出现,论证了虚拟企业理论在建筑行业应用的可能性。国内研究人员对虚拟建设研究多在组织管理层面,较少研究具体技术的实现。 第二、建筑施工仿真方法的研究 建筑施工仿真技术是虚拟建设中的具体应用,主要通过虚拟仿真和虚拟现实技术来实现。虚拟仿真技术一般是通过建立模型来描述整个系统,再通过一些重复试验得到一些有规律的数据。国内研究者高兴夫研究了超高层建筑施工的动态仿真、张正峰则应用可视化仿真中的图形技术,对复杂群建筑施工过程进行了研究。虚拟现实则是在虚拟建设中将枯燥的数据转化为直观的图像,方便进行操作和对比分析,能够研究数据中深层次的内容。赵凌军对建筑物的辨识和几何尺寸的提取进行了研究、王辰辉仿真了液压挖掘机的工作场景,钟登华等人对水电工程的可视化仿真进行了分析,其研究成果得到了成功的应用。虚拟现实技术在建筑施工中的应用较多,其发展方向目前主要是事件驱动的沉浸和时间驱动的沉浸。 三、建筑基础施工实训教学的现状研究和分析 《建筑工程施工技术》是土建类相关专业的核心课程,其中主体工程即钢筋混凝土工程的施工就显得更加重要,对于该部分工程的施工,对于施工现场的一线人员来说,掌握其工艺和方法,是应具有的基本素质,特别是对于培养的施工员来说,就更加重要。在学生的培养中其教学时数和学分、教学设备和实训场所以及从教教师数均居各课程之首,该课程也是其他土建类专业的专业必修课,在学生职业能力的形成中起着决定性意义,在建筑行业对人才技能的要求越来越高的今天,其地位和作用日益凸显,因此如何让学生更准确的掌握建筑基础方面的技能就尤为重要。 四、建筑基础施工虚拟仿真实训系统构建与开发 系统采用Unity3D与3ds Max作为开发平台,实现系统逻辑功能与3D模型的设计制作;使用SQL Server 2008实现对身份信息、实训进度信息的存储;具体的虚拟实训系统通过以上的技术支持,可在PC、移动设备以及Web上运行。 设计框架采用经典的MVC设计模式,将整个系统开发划分为三大模块:模型组件、视图组件和控制器组件。模型组件是视图组件和控制器组件之间的通信桥梁,控制器发出的具体操作信息会被传送到模型组件中,模型组件经过一系列的逻辑计算,将计算出的一系列相关信息发送到视图组件,由视图组件接收信息并最终展示给用户。在本系统中,模型组件由C#功能脚本实现,视图组件由UGUI界面开发技术和3ds Max共同完成,控制器组件则由鼠标、键盘等硬件设备负责。MVC设计模式合理划分了软件开发过程,遵守软件开发“低耦合、高内聚”的原则,研发者只需依照系统总体设计约定好的接口方式,即可并行开发不同的系统组件,有效地提高了系统开发效率。 建筑基础施工虚拟仿真实训系统由6个模块组成,具体如下: (1)身份认证模块 其主要功能有:判断登录用户的身份,调出对应的学习模块进度,及学习得分。 (2)公共模块 其主要功能有:工程图纸、技术规范、知识学习、视频库、测试题库、工具箱。 (3)土方开挖工程模块 其主要功能有:场地要求、场地清理、放线定位、机械挖土、修边及验槽。 (4)钢筋工程模块 其主要功能有:弹钢筋线、放置钢筋、绑扎钢筋、放置垫块、放置竖筋、钢筋焊接、箍筋绑扎。 (5)模板工程模块 其主要功能有:工程施工前的准备工作、模板安装、质检验收、模板拆除、工程验收。 (6)混凝土工程模块 其主要功能有:混凝土制备、混凝土运输、浇筑与捣实、混凝土养护、工程验收。 总之,建筑基础施工虚拟仿真实训系统构建了高职建筑类专业理论学习与生产实际相结合的教学平台,弥补了教学手段、实训条件及时间、空间上的限制,在课堂上实现了教学项目与施工项目、教学过程与施工过程、在校学习与实际工作一致性。但这种仿真教学系统也存在着易引发学生现场安全生产意识差和无法做到现场实操等不足等问题,应引起重视。要通过合理设计各教学环节,把虚拟仿真实训与理论教学和生产实际有机结合,才能提高教学效率,拓宽实践教学渠道,为高职院校提升办学能力和发展起到了积极助推作用。
浅谈卫星通信课程教学模式:微波与卫星通信课程内容教学模式 【摘要】针对《微波与卫星通信》课程内容多、学时少、理论性强和应用领域广等特点,以加强基础、强化实践、注重创新为出发点,探索如何有效合理地开展课程的理论教学,并结合学生的特点探索如何合理的安排课程内配套实验,以及如何以学生为主体利用通信技术与多维立体互动模式提高教学效果,达到提高学生的学习兴趣,衔接通信与信息类专业的基础知识,培养学生的工程实践能力和创新意识的目的。 【关键词】微波与卫星通信;多维立体互动;教学模式 《微波与卫星通信》是电子信息工程无线通信方向必须的一门核心专业基础课程。该课程介绍微波与卫星通信的基本原理、微波与卫星通信技术以及电波传播原理等三大部分的知识,具有极强的理论性和抽象性。通过本课程的系统学习将有助于移动通信、射频通信电路、无线通信电波传播与天线技术等后续专业课程的开展。为此,本文就该课程的理论与实践的联合培养模式、专业知识衔接、多维立体互动教学和对分易教学平台的应用开展探讨。 一、理论与实践联合培养模式探究 本课程的教学目标在于:通过对《微波与卫星通信》基本原理的剖析式分析,要求学生掌握微波与卫星的基本概念、特征和系统结构,了解微波与卫星通信区别于其他无线通信技术的最基本的特点;通过学习微波与卫星通信的基本技术,要求学生掌握《微波与卫星通信》常用的调制与解调原理、信道编码技术、多址技术;通过学习《微波与卫星通信》无线电波传播原理,要求学生掌握电磁波的传播特性、电波传播链路的计算与设计。可以看出,《微波与卫星通信》也是一门实践性较强的实训课程,若学生仅限于学习书本上的基本原理、常用通信技术以及电波传播等理论知识,并不能解决与《微波与卫星通信》相关的复杂工程问题。鉴于此,该课程需要开设一定课时量的实验,学生可以熟悉微波与卫星通信的基本技术,掌握常用微波电路系统的测试方法和设计思想,实地测量并分析实用的微波电路部件,包括放大器、各种滤波器、混频器和功放器等输出的时域和频域信号。通过使用卫星通信收发平台、测试软件及分析仪器,对微波电路系统进行测量和设计可以培养学生的操作能力、分析能力、知识的应用能力、协作能力等综合素质,使学生对工程性实践操作有更明确、更深刻、更直观的认识,从而为学生的工程实践应用奠定基础。 二、专业知识衔接,提高教学效果 该课程需要扎实的数理基础和抽象思维,因此在前期导向课程的教学活动中,比如大学物理、通信原理、移动通信等,应对相关的基本知识点做介绍。例如大学物理中的麦克斯韦方程组知识点在电波传播中的衔接;地面移动通信中常用的调制解调技术与卫星通信背景下调制解调方案的指标差异。除了与前导向课程的衔接,还需要结合空天地海一体化技术的发展,增加该技术领域的发展前言,激发学生对课程的兴趣,比如增加卫星定位、导航、深空通信、临近空间、水声通信等相关背景和关键技术的介绍。 三、以学生为主体,激发能动性 近年来,高等院校在教育教学改革方面进行了积极探索,取得了一定的成绩,但仍是在以往教育机制上做的延续,因而教育模式还存在弊端,这种弊端主要体现在忽视了学生的主体地位,未能激发学生学习的主动性和能动性。为此,我们应该结合日常的教学活动,将创新性的多维立体互动式教学模式应用到理论与实践课程教学活动中[1][2]。《微波与卫星通信》课程中的重点知识点的理论性比较强,仅在有限的学时中,让学生对微波与卫星通信的基本原理有深入的理解尤为困难。若将学生作为课堂教学的主体,结合多样化、多维度和互动式的教学模式,将会改变原有的一些固定教育方法。举例来说,在讲授卫星通信中的信道分配和多址接入时,可以等效为各楼层教室的使用时间、使用群体和群体语言等。 四、使用现代多媒体技术改革教学模式 随着通信技术的快速发展,各种先进的现代化多媒体技术应运而生。这些技术改变了传统的灌输式教学方法,不再只强调教师对课堂的主导。对分易是一种新型的教学平台,适合多种教学模式,是一款服务于高校教师的技术平台。在《微波与卫星通信》课程管理中,利用此平台能够将课堂教学中的框架、重点、难点和讲解内容展示给学生,同时,学生课后也能自主性、个性化的独立学习或者开展小组讨论和交流。此外,在课程中,还可以利用平台的灵活性、快捷性、实时性和可控性等特色进行作业批阅、课后师生互动、课堂反馈和课堂分组等管理。结论:通过以上对《微波与卫星通信》课程内容设计与教学模式的探索研究,我们以学生为主体,结合电子与信息专业应用型学生的特点调整理论与实践教学环节,重点开展理论与实践的联合培养。同时,采用多维立体互动的教学模式,以线上慕课微课、线下对分易平台提高学生对课程的热情和学习的积极性,管理课程教学,获得较好的教学效果。同时,通过前向与后续课程的衔接,使学生掌握电子技术基础知识体系和信息通信领域的基本理论与方法,从而具有运用理论知识解决复杂工程问题的能力。 作者:廖希 邵羽 叶志红 单位:重庆邮电大学通信与信息工程学院 浅谈卫星通信课程教学模式:卫星通信课程实验教学探索 摘要:针对实验设备成本制约卫星通信实验课程发展的问题,该文分析了本科生和研究生两种教学对象的特点,对卫星通信实验课程的开设内容以及实验条件建设进行了探讨与摸索。本科生实验教学设计采用低成本实验设备,突出感性认识;研究生实验课程突出学习的自主性,引导学生发现问题,激发学生学习兴趣,并在实际教学中取得了较好效果。 关键词:卫星通信;实验教学;卫星广播电视 截至2015年底,中国在轨运行的卫星数量已超过140颗,仅次于美国,位居世界第二。然而,伴随着卫星数量的突破,我国的卫星产业发展却相对滞后,尤其是地面应用系统的发展还不够。除投入不足外,人才缺乏也是一个重要原因。卫星通信课程作为高校电子通信类专业的主干课程在激发学生对卫星通信领域的学习兴趣、培养卫星通信领域的人才等方面有着不可替代的作用。 1实验课程开设背景 由于卫星通信设备昂贵、通信卫星资源紧缺,传统的本科《卫星通信》课程主要以理论教学为主,以实验演示和参观观摩为辅,实践教学的比例非常少。卫星通信的频率很高,常规的仿真平台很难实现全系统仿真,因此,有条件的院校开设的仿真实验仅限于卫星通信的中频部分[1],让学生观察信号在中频部分的处理与传输过程,深化学生对通信基本理论的认识,但这些改善无法让学生体会到真正的卫星通信过程,也很难激发学生对卫星通信领域的学习热情和兴趣。另外,随着卫星通信技术的迅速发展,《卫星通信》课程的教学内容需要不断更新,与工程实际结合也更加密切,实验教学的重要性越来越突显。与理论教学相比,由于学时有限、实践环节组织困难,实验教学已成为卫星通信教学改革与发展的瓶颈。 2实验教学内容设计 为提高卫星通信课程的教学质量,激发学生的学习热情,对卫星通信课程实验教学的内容和方法进行了探索,在教学实践中取得了一定效果。具体而言,该校在通信工程专业的本科生教学中开设了《卫星通信》课程,在研究生教学中开设了《现代通信新技术》(其中包含了卫星通信的相关内容),针对不同的培养对象,教学的内容、方式方法有很大差异。 2.1本科实验教学 本科教学中学生数量众多,传统的《卫星通信》实验课程受限于实验设备的成本,只能让学生进行卫星通信的演示和观摩,无法让学生切身体会卫星通信的过程。随着技术的发展,作为一种最廉价的卫星通信方式之一——卫星广播电视已进入千家万户,它主要由天线(及其支架)、卫星电视接收机、电视机以及电源等设备组成。该系统属于卫星通信中的单向接收地球站,而卫星通信中的反向发射链路与接收链路相似,因此,该系统完全可以作为学生体验卫星通信过程的实验设备。然而,虽然电视机在该系统中仅作为通信的终端设备,与卫星通信实验课程的教学目的关联性不强,但电视机的成本却占据该套实验系统的70%以上;另外,卫星广播电视实验的开设通常需要在室外开阔地域进行,此时系统的室外供电也将成为课程开设必须考虑的因素;上述两个原因导致卫星电视接收系统在《卫星通信》实验课程的开设过程中无法得到推广。为解决该问题,通过市场调研,将卫星电视接收机和电视机的功能改由寻星仪来实现。寻星仪是融合了卫星电视接收机、电视机以及频谱仪简易功能的一体化设备,采用锂电池供电,不需要市电,便于室外实验的开设。整套系统成本低于1000元,其简易的频谱仪功能还可以开设卫星信标的接收实验。寻星仪的操作界面与常规的卫星电视接收机完全相同,可以设置卫星名称、高频头本振、接收频率、符号率、极化方式等参数;连接卫星电视接收天线后,当天线对准目标卫星时即可接收到该卫星上的信号(即接收的信号强度和信号质量高于卫星接收机门限);若目标卫星上有公开的电视节目,还可以直接使用该终端收看卫星广播电视。在该系统上开设的实验课程可以让学生熟练掌握卫星通信中天线对星的基本流程与操作技巧,明确天线三维指向的参考基准与天线精确对准卫星的判断标准,使学生对卫星通信的整个过程进行全面、整体认知,锻炼和培养学生的实践动手能力。本科生的实验教学重点在于突出学生的感性认识,通过卫星实验,使学生能够掌握卫星通信的基本原理,明白卫星通信中对星的标准是什么,并掌握对星的常见技巧。对于学有余力的学生,启发他们更深入了解卫星通信发展的新技术、新方向。 2.2研究生实验教学 与本科生相比,研究生具有更大的学习自主性,理论讲授不仅要细而专,还要广而泛。在本科现有卫星通信内容的基础上,重点讲授与卫星通信相关的天线技术、阵列信号处理技术以及通信技术等的发展现状,为研究生下一步的课题选择提供参考。作为小班教学,研究生的卫星通信实验课可以采用完全自主的形式——将固定卫星地球站、便携式地球站、卫星动中通地球站以及宽带无线通信系统、无人机视频采集等设备交给学生进行自主组合,按照系统搭建由简单到复杂,地球站由固定到移动,通信业务由话音到视频的渐进过程,让学生体会卫星通信在实际生活中的各种应用场景以及还存在亟需解决的问题,激发学生投身卫星通信领域技术研究的兴趣。 3结语 卫星通信实验课程的开设可以强化学生对卫星通信基本原理的理解和掌握,激发学生对卫星通信领域的学习兴趣。该文针对本科生和研究生两种教学对象,对卫星通信实验课程的开设内容以及实验条件建设进行了探讨与摸索,在实际的教学过程中取得了良好效果。然而,适合于不同对象、不同接受能力的实验内容和教学方法的改革是永无止境的,如何取得更好教学效果还需要与广大高校的卫星通信课程教师共同探讨。 作者:张峰干 井亚鹊 金伟 戴精科 单位:火箭军工程大学信息工程系 浅谈卫星通信课程教学模式:移动卫星通信论文 借助电子束自动转向功能,该系统实现了自动操作,其电子束可以在100Hz频率上指向并跟踪卫星。也就是说,该系统每秒要计算该卫星的相对位置100次。分布式相阵天线还解决了“钥匙孔”(keynole)以及“常平架自锁”(gimballock)问题。前者是稳定电子机械天线系统的难题。由于俯仰角不到90°,这样在顶点处就会有一片空域无法被天线光束覆盖。后者的问题在于其天线系统俯仰角 90°、 180°,所以当常平架达到其仰角极限时,方位转台必须旋转180°才能继续跟踪,因而不能平滑跟踪经过其顶点的卫星。宽波束可以缓解这个问题,但是高增益天线都是窄波束,必须要有所取舍。在相控阵天线覆盖重复区域,可以通过电子方式轻松解决。由于设计之初就是为了解决移动中的语音、数据以及流视频问题,这种全双向系统可以用于很多卫星通信系统,比如美国的全球宽带卫星通信系统(WGS)和XTAR系统、西班牙卫星系统(SpainSat)以及英国的天网卫星系统(Skynet)。该系统采用115V交流电或28V直流电,功耗700W,重68kg。埃尔比特公司2013年9月,以色列艾尔比特公司(Elbit)在伦敦国际防务展上展示了基于MSR-2000系列的下一代天线Elsat2000E。该天线采用新型被动波导平面面板技术,能够全面覆盖Ku波段。该公司称Elsat2000E技术性能有了巨大提升,大大超越了采用印刷电路多成分平板技术的Elsat2000。Elsat2000E新型天线直径50cm,重15kg,性能和效率是Elsat2000的两倍。埃尔比特公司称其具有30Mb/s的下行速率和5Mb/s的上行速率。该公司强调该系统有个关键特性,即它有先进的三重跟踪机制,具备100°仰角能力,因而可以提升移动中的跟踪和重新锁定性能。该公司声称该系统的G/T比为7dB/K,而这是信号噪声比方式,是天线能够接收的信号。该比值越大,从背景噪音中提取微弱信号的效果就越好。和Elsat2100相似,2000E也集成了该公司的InterSky4M军用战术卫星通信系统平台,能够在视线内、视线外以及超越地平线模式下,提供“无缝”宽带连接。该系统在机械扫描中结合平板相阵技术,最大限度提升了覆盖角度。它能够达成360°全覆盖,俯仰角度从0°~100°,这是其他系统做不到的。通常情况下,天线系统会采用碟状天线,这是因为其增益很好,但是由于高度原因极易被探测到。 一、Ibetor公司X波段终端 2014年2月28日,西班牙Ibetor公司在华盛顿哥伦比亚特区2014卫星展上推出了新型的X波段Ib-Stom100X终端,其特点就是低矮不易探测。由于该终端高度只有20cm,该天线系统实现空气动力的高效能和自由调整(discretion),同时还能在极端地形情况下高效可靠连通。Ib-Stom100X专为舰船、飞机和地面车辆设计,加入了Ibetor公司设计的天线控制单元(ACU),包括惯性单元(IMU)、同千赫兹双GPS接收器、三轴陀螺仪、加速计和磁力计。通过这种组合,该系统号称指向精度提高0.3!,能在移动车辆上获取卫星信号并能“瞬时”再次找回。能做到这一点,部分原因是由于该系统使用的软件程序始终让机械扫描天线指向卫星位置,即使信号受到遮挡仍旧如此。其关键参数为瞬间频率500MHz、G/T比7.5dB/K以及波束中心上行速率高达8Mb/s。依据不同配置,其重量从75~85kg不等。根据Ibetor公司的信息,该系统已在西班牙军队服役。Indra公司西班牙的Indra公司提供了备选方案,它的Sotm解决方案运行在X和Ku波段上,使用低矮天线,并集成惯性导航。通过IP电台和骨干能力,该系统的卫星通信可为旅、营一级的巡逻部队提供服务。该系统经过专门设计,可用于任何车辆,甚至可用于小型船只。另外,其可选方案还包括Ku波段扩展频率(13.75~14.5GHz)、加密、运行时间20min的不间断电源,还可载有发电机,能够提供10h电力供应。吉拉特卫星网络公司就在Ibetor公司推出低矮天线终端之后,以色列吉拉特卫星网络公司(Gilat)也紧随其后,于2014年3月11日推出了“低矮光线卫星隐形光线(RaySatStealthRay)300X-M”。该系统经过专门设计,可与任何X波段卫星配套使用,可用于全球宽带卫星通信系统(WGS)以及崎岖道路行驶的车辆。它集成了多种动作传感器,可以进行准确跟踪、在最短时间获取信号以及能够“瞬间”再次找回信号。该系统经过设计,可以轻易装到未经改装的车辆上。它包含一个外置天线,长55.6cm、宽49cm、高25cm、重15kg。另外,它还有内置天线控制单元(ACU),重4.5kg。但是,由于它可以和集成MLT-1000调制解调器一起使用,故不必安装天线控制单元。吉拉特公司新产品的G/T比为2dB/K,传输和接收增益分别是23和25dBi,其接收频率为7.25~7.75GHz,传输频率为7.9!8.4GHz。SR300系列还包括用于Ku波段和Ka波段的低矮天线。 二、DRS技术公司X46-V认证 2013年5月,随着DRS技术公司的X46-V终端获得认证,允许用于美国国防部高性能卫星网络,该公司已能提供X-波段,为更多的偏远、分散的军事单位提供接入全球信息网络(GIG)。该认证由美国国防部联合卫星通信工程中心和美国陆军战略司令部颁发,从而允许X46-V用户接入全球宽带卫星通信系统(WGS),其语音、数据和视频传输速率高达6Mb/s。除了美国部队,澳大利亚、加大那、丹麦、卢森堡、荷兰以及新西兰军队都可以使用该系统卫星。另外,由于可以运行K-y以及Ka波段,该系统能为其它商业和军事卫星提供更大灵活性和冗余能力。该公司还于2013年8月27日宣布,其L-3Linkabit可以提供系列移动卫星通信终端,刚刚升级了Alsat永久移动地球站许可证,可以在美国境内以及其它商业航空器上使用其Ku波段终端。该证书允许的终端包括L-3DatronFSS-4180-LP(0.33×0.46m)、FSS-4180-LC小型孔径天线(圆周长0.46m),还包括LinkabitMPM-1000网络中心IP卫星通信调制解调器。美国陆军的“战术级作战人员信息网”(WIN-T)以及美国海军陆战队的“移动网络”中都采用了L-3终端。 三、全球移动网络主动布局系统 Elexis公司宣布,在成功将全球移动网络主动布局系统(Gnomad)集成到“斯特赖克”装甲车辆之后,公司又将这一经受战斗考验的系统扩展到另一美军的重要平台,并在美国乔治亚州本宁堡的美国陆军第7远征作战试验部队完成安装。全球移动网络主动布局系统易于安装,并且不需要对现有车辆进行改造。该系统包括卫星天线、RF组件以及几代模块底盘,使其可以安装在美国军用产品目录内以及商业用等车辆上,比如“悍马”等。该低矮型天线尺寸为45×35×7in(合114.3×88.9×17.78cm),重量不到25kg,可用于商业和军事卫星。由于采用开放式架构,该系统可以和许多视线内电台以及卫星调制解调器共用,并通过解调器实现全双向语音、数据和视频通信。通过和超高频或甚高频电台配合,比如和“单信道地面及机载无线电系统”(Sincgars)以及嵌入式GPS共用,该系统能够在运行图像中直接嵌入跟踪蓝军数据。该系统传送频率为14.0~14.5GHz、接收频率为17.7GHz或11.7~12.75GHz,速率分别高达512kb/s和2Mb/s。在30°仰角、23℃情况下,G/T值最低为8dB/k。罗克韦尔•柯林斯公司罗克韦尔•柯林斯瑞典通信技术公司的终端和萨博公司的四轴稳定平台结合,从而产生了一种新型的移动卫星通信终端,既可适用崎岖路面也可用于海上。它可以安装到轻型越野车辆和小型船只上,也可以安装在指挥所车辆和中型滨海船只上。这些应用由于速度快、颠簸剧烈、移动幅度大,建立和保持卫星连接非常困难。但是,该系统可以轻易解决这些问题,在高海况下时速高达50节以及崎岖地形下速度超过40km/h,它都能在1s内自动恢复丢失的连接,同时宽带通信速率可达10Mb/s。该系统全重约140kg,在20°仰角、11.0GHz情况下,G/T值为19dB/K。 四、泰利斯公司 2010年法国陆军首次在阿富汗战场部署移动卫星通信系统,而在马里,法国陆军也采用了泰利斯公司开发的设备,将其集成到VAB轮式装甲车上。由于配备了X、Ku和Ka波段,该系统能够为部署在偏远、敌对地区的部队提供连续不间断的语音、数据和视频服务。这些卫星通信系统为战斗网络无线电系统提供远距离通信连通,主要用于法国“维纳斯”计划的甚高频PR4G网络,尽管它也可方便地集成到甚高频/超高频的系统中。泰利斯公司是最早应用相控阵技术公司之一,而作为主动雷达天线,它具备优越的越野跟踪能力,集成了现代波形、抗干扰、抗简易爆炸装置的发射机,甚至还有防弹天线罩。长期以来移动卫星通信系统不断革新,毫无疑问,将来还会有更多的新技术应用到该系统中。 作者:姜天元 刘华
机电一体化技术课程改革篇1 机电一体化技术课程是安徽农业大学工学院机械制造及自动化专业的专业选修课之一,是一门正在蓬勃发展的交叉课程,它涉及机械工程、电子工程、计算机技术、信息技术、液压与气动技术等多门学科领域,具有综合性、应用性、理论性、实践性、开放性等特点[1]。课程学习从理论到实践,培养学生科学知识运用的综合能力以及工程实践能力,为更好地培养出应用型、创新型人才,课程教学改革一直不断进行。该课程涉及的知识点很多,信息量大,抽象综合性强,同时该课程各部分内容又是相对独立的。该课程不仅知识面宽,技术和实践性强,还和现代工业技术经济发展对人才的需求相吻合,所以该课程教学方法也要在实践中不断变化和发展。随着社会对人才质量的要求越来越高,知识更新的速度越来越快,必然促使教学方法的不断更新和改革。笔者结合安徽农业大学工学院学生实际情况和多年教学实践应用,分析和探讨几种教学方法应用的特点,既注重理论联系实际,又激发了学生的学习积极性,从而提高了教学质量。 1归纳教学法 机电一体化技术涉及的知识点多,信息量大,抽象综合性强,同时该课程各部分内容又是相对独立的,相关内容都已经提前在相关课程中有所涉及,若在教学时一视同仁,不分主次,往往会造成在复习旧知识的感觉,不知这门课程的学习目的。这时归纳教学法就能使学生尽快掌握教学基本内容,对基础理论能进行正确理解,进而掌握基本方法并灵活应用。教师先将机电一体化技术中五大共性关键技术,如检测技术、机械技术、信息处理技术、伺服驱动技术、接口技术等简明扼要地归纳出来,理顺教材体系知识结构,每项技术必须掌握的作用和特点,把要学的零散知识整合起来,每项技术之间有机结合,理清了知识点之间的关系。对同一教学内容做系统归纳,对不同教学内容做对比性归纳,对疑点难点做分析性归纳,化难为易,这就是归纳教学法在该课程中的应用。归纳教学法使得学生从庞杂繁芜的知识中解脱出来,首先在总体上了解了机电一体化技术的知识结构,明确学习目的,有序地学习,避免了学习的盲目性和被动性,形成一定的认知结构,同时理清机电一体化知识结构也有助于培养学生的自学能力。教师在教学中也按照归纳总结的知识体系去讲授,每讲到一个知识点,学生知道该知识点在整个体系里的位置和重要性,及其与前后知识点的联系和应用等,提高了思维能力,在实践中取得了良好的效果。 2比较教学法 机电一体化技术课程因涵盖面广、综合性强、生涩难懂而导致教师难讲难教,学生难记难学的问题。在教学中,为了突出教学重点,突破教学难点,比较教学法应运而生。比较教学法是指在教学活动中将两个或两个以上的认知对象放在一定条件下,按照统一标准进行对照,从而确定认知对象属性的异同、地位的主次、作用的大小、性能的优劣和问题的难易,以达到辨识、了解和把握认知对象的一种方法[2]。可根据教学内容,选取合适的比较法贯穿应用于机电一体化技术课程的每一章节中。如用类比法将机电一体化五大功能要素和人体五大功能要素一一对应来理解,异中求同,学生很快就理解和掌握了机电一体化功能要素。比如在机械技术这一章介绍几种齿轮传动比分配原则时,各种原则应用的结论容易混淆,但通过应用综合对比教学法,从功率和使用场合两个属性进行对照比较发现,除“质量最小原则”的分配结论为“等传动比”,其余分配原则的结论均为“前小后大”。掌握了这个规律,则很容易记忆,不容易混淆,各个原则的规律就变得简单易学。比较教学法充分体现了启发式教学的基本理念,通过对教学内容的比较来启发学生,使学生的思维启发在比较中逐步推进。比较法的实施包括比较内容的选取、进行比较分析和归纳导出结论3个环节,体现了启发式教学的提出问题、分析问题和解决问题的过程。针对该课程所涉及的五大关键技术内容,比较教学法的应用与实践突出了教学重点,突破了教学难点,不仅有效提高了机电一体化技术的教学效果,更教会了学生学习方法,提高了学生的综合能力。 3仿真教学法 在传统教学模式下,机电一体化技术的理论课和实践课是分离的,这样理论和实践不能及时联系,导致学生动手能力不高。同时,实际实践操作还受到设备、实验器材、成本等方面限制。仿真教学法以其高效率、低成本、安全性等优势越来越多地应用在课程教学中。仿真技术是指利用实物和计算机软件共同模拟出真实的情境,让学生在模拟的情境下进行探究和学习。这种教学方法生动形象,很接近现实工作场景,有利于提高学生兴趣,使学生在短时间内进入相应情境,真实地体验在现实生活中进行操作的感觉,以达到快速掌握操作技能的目的。这种教学方法可以利用计算机软件的优势创造出灵活多样的工作场景,使学生掌握更多的实践技能。比如利用虚拟仿真技术建立虚拟场景,进行机电一体化教学仪器实验平台系统的开发,将智能技术、计算机技术、虚拟仿真技术等有机结合,解决了高校日趋紧张的实验设备和场地问题,也对教育变革起到极大的推动作用。如在课程中使用MATLAB仿真工具,可使课程中抽象的概念、设计原理形象化,把机电系统动态设计中深奥难懂的问题直观地表达出来,同时有助于对机电系统动态设计中补偿器的各项参数的理解、整定,以及对设计方法的掌握。充分利用MATLAB仿真功能,把师生从繁琐重复的劳动中解放出来,用更多的时间思考概念,那么教学效率也必然大大提高,并且使计算机真正成为教学的有力工具[3]。在仿真教学法应用中,教师通过虚拟实验平台展示学习任务及目标,使学生对学习内容有个直观认识。同时利用虚拟实验环境展示学习成果,实现教、学、做一体化。仿真教学法激发了学生的学习兴趣,提高了学生的实践能力,并且显著改善了教学条件,提高了教学效果。 4项目教学法 作为一门综合性、应用性、系统性的专业课程,在机电一体化关键技术如何应用方面,项目教学法就体现了理论与实践的深度结合。项目教学法是以项目驱动为主线,以项目为载体,教师为主导,学生为主体,将课程的概念和原理通过项目的形式体现出来,将学生认为枯燥乏味的理论知识转变成生动、具体的技术实现。项目驱动教学法应用于教学,首先要开发合适的项目,如以安徽农业大学为例,主要应用在以下几个方面:教学实验项目开发;针对学生就业方向的技能项目开发;教师科研项目开发;其他企事业单位委托项目开发。然后以教师为主体,由教师选择具有代表性、典型性的项目,能覆盖机电一体化技术的专业知识和技能的项目,分解出子项目,制订实施方案,明确学生分工分组。在整个项目实施过程中,教师是主体,教师和学生共同参与完成项目。在整个过程中,学生理解和把握课程知识技能,体验创新乐趣,培养了分析问题和解决问题的能力以及沟通团队合作能力。根据机电一体化课程的特点和项目教学法的理念,把科研项目转化为教学项目的实践,挑选已在企业应用的液压锤控制系统项目。项目综合性强,涉及的技术领域非常广泛,包括检测技术、机械技术、信息处理技术、伺服驱动技术、接口技术等全部的机电一体化共性关键技术。根据实际教学情况和系统的功能要求,将项目简化和分解为几部分:①液压锤机械部分设计,包括二维CAD设计、三维建模、主要部件关键参数分析;②液压锤检测传感系统设计,包括传感器选择、测量电路、检测电路设计等;③液压锤控制系统设计,包括单片机、PLC硬件软件设计等。每个部分课题又分解为若干个子项目小组,教师根据对学生情况的了解,综合考虑学生的理论水平、沟通能力、动手能力等互补原则分组和指定小组长,其中每个子项目小组的组长作为整体项目的协调人员,协调各个小组的工作进程、技术沟通和处理各个小组之间的不同意见,汇总最终结果等。教师随时检查各小组工作进展情况,随时给予技术理论指导,重点难点现场解决。项目教学法有助于挖掘学生潜能,提升学生的创新能力,也能帮助教师提高科研和教学能力,进而在日益激烈的社会竞争中与时俱进,不断提升。在安徽农业大学实施项目教学法后,教学项目不断优化,实施过程不断细化和完善,收到了显著的教学效果,对学生综合应用能力培养的意义尤其重要,对机制类其他课程教学改革也具有启发意义。 5结语 随着社会的不断进步,现代机电一体化技术也迅猛发展,这就要求教师要不断加强课程教学改革研究,这对教师和学生都是一大挑战。因此,要想切实做好机电一体化技术课程改革,必须坚定专业发展方向和人才培养目标,注重积累,保障落实,建立科学、规范、合理的培育机制。该研究是在课程教学改革中,紧密结合安徽农业大学教学特点,综合分析了机电一体化技术课程各类教学方法的应用和特点,加快了课程的创新,出色完成教学工作,提高了学生综合能力,改善了传统课堂,提高了教学质量。今后应在机电一体化技术课程体系内进一步地深化探索、改革与实践,完善和优化机电一体化技术课程体系,因材施教,理论联系实际,为我国机械制造业培养出更多更好的高素质机电一体化技术人才。 作者:江庆 单位:安徽农业大学工学院 机电一体化技术课程改革篇2 机电一体化是机械与电子技术的集合体,对推动工业智能化发展有重要的作用,对人们的生产和生活也会产生重要的影响。面对当前的发展形势,需要更多的技术人才来满足市场的需求。然而实际上,现有的教学手段较少将实践与理论进行有效的结合,难于培养综合全面的人才,需要对教学手段进行改进。 一、目前机电一体化教学存在的问题 (一)教师队伍的专业技能水平不高 教师是教学的关键,教师的整体素养直接影响教学质量,所以全面提升教师队伍的职业素养十分重要。然而现有的教师素质参差不齐,很多在职教师是一毕业就直接参加工作,没有企业项目实践的经验,所以在教学过程中难于给予学生正确的实践指导。还有部分教师虽有多年的教学经验,但是在观念上比较落后,不能与时俱进,所以不能满足学生多样化的需求。 (二)课程的种类过于复杂 很多院校在课程设置上存在一定的问题,缺乏对人才需求的市场调查,盲目地增设课程种类,不仅给学生造成一定的负担,同时也因为课程过多给教师的教学带来一定压力。 (三)机电一体化教学设备陈旧 机电一体化不仅需要理论知识的学习,还需要学生的实践能力,要能用理论知识去解决实践中的问题。然而在实际的教学过程中,很多教学设备已经陈旧,没有及时进行更新,在教学中不能对接当前的行业企业新技术,技能知识陈旧。 (四)学生缺乏学习兴趣 俗话说,兴趣是最好的老师,有了兴趣学生才能积极地进行学习。然而兴趣也是需要培养的,在机电一体化教学的过程中,教师通常仅仅把注意力放在了教学任务上,没有关注学生的实际学习效果。没有根据学生的实际需要,对学生的兴趣进行培养,影响了教学质量和对学生的能力培养。 二、机电一体化教学课程改革的措施 (一)加强教师队伍建设 在教学改革的过程中,首先就要加强教师队伍的建设。要建立一支高质量的教师队伍,培养高素质的人才。要对现有教师和新进教师进行培训,让教师更加了解企业对人才的需求,进而调整自己的教学计划。同时,学校也要安排教师定期进行企业实践,有了实践经验才能更好地对学生进行教学。同时,学校要定期对教师进行审核,了解教师的教学状况以及自身的水平,鼓励教师进行教学创新,对教学质量不佳的教师,也要及时进行整改或更换,这样才能够有效地提升教师的积极性。 (二)完善教学场地与设备 在机电一体化教学的过程中,教学场地与设备对教学质量也有重要的影响。所以,要想提升教学效果,就要对其进行完善。对教学设备要进行定期更新,实现教学过程一体化的目标,全面提升学生的理论与实践能力。同时,也要给学生提供更多的实践机会,可利用校企合作的资源,让学生在实践过程中,提升自己的专业能力和水平。 (三)整合优化课程 对现有课程也要定期进行优化改革,要根据企业对人才的实际需求进行课程的设置,适当对教学内容进行调整。要以培养学生的专业技能为核心,打破原有的课程体系。在课程改革的过程中,也要征求学生的意见,根据学生的兴趣爱好进行课程的调整。 (四)培养学生的学习兴趣 很多学生之所以缺乏学习兴趣,主要是因为教师的教学方法不当。为了满足学生的多样化需求,教师在课堂上要把学生作为主体,多与学生进行沟通交流,了解学生的学习现状,找到学生的优点与不足,对症下药,让学生感受到学习的乐趣,学生才能积极主动地进行学习。 (五)实现校企联合教学 学校的实践条件毕竟有限,为了有效地实现理论与实践相结合,提升人才培养质量,学校可以采用校企合作、工学结合的方法,让学生到企业去实践,真正感受实际生产过程,并在解决实际问题的过程中查找差距。同时,在实践过程中,企业人员会进行更加权威的指导,能够帮助学生更好地运用理论知识去解决实际问题,提升学生的综合能力,促进学生全面发展。随着信息时代的到来,机电一体化技术成为社会发展的重要技术手段,社会对人才的需求量不断增大,对人才的素质要求也越来越高。面对这样的状况,必须进行教学改革才能适应市场的需求变化。传统教学过程中,过分重视理论学习,忽视了对学生综合能力的培养。在教学改革过程中,要全面提升教师素质,改进教学手段,更新教学设备,完善相关实践设施,给学生提供更加良好的学习环境,提升教学质量。 作者:葛李 刘明俊 单位:深圳信息职业技术学院 机电一体化技术课程改革篇3 机电一体化技术课程是一门面向应用与工程实践的交叉课程。几乎所有高校机械类专业都开设了机电一体化技术课程,并且该课程的教学方法也在实践中不断改革。如何系统地进行该课程理论教学和实践教学,并使得培养的学生既掌握机电一体化相关理论知识,又具有较强的应用实践能力,在应用型人才培养中显得尤为重要,也是当前教学改革的一个重点。 一、课程教学中存在的问题 (一)课程教学方式过于传统 目前,很多高校该课程大多还是以老师课堂授课为主,课程的教学还往往是以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心。这样的教学方式很难激起学生学习的动力。此外,机电一体化技术是一门实践性很强的课程,过于偏重理论教学,并将很大一部分时间用于理论公式推导,会使学生产生畏难情绪,从而失去学习的兴趣。 (二)理论知识无法有效地系统融合 机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。教师在授课时不易抓住教学重点,学生学习效果不佳,对所学的理论技术知识无法有效地系统融合,不能从整体的角度出发并应用相关理论知识,以发挥相关交叉学科的技术优势。 (三)理论与实践环节脱节严重 在机电一体化技术课程教学过程中,一般都设置有相应的实验实践环节。但是,由于实验设备条件有限,该课程设置的相关实验基本是以验证性和演示性为主,缺乏有效地将机械和电子有机融合的综合性实验,无法培养学生面向工程实践的专业技术的能力。此外,在机电一体化技术课程的教学过程中,授课教师往往都是具有高学历而缺少工厂工作经验的专职教育工作者,这样的教师偏重的往往也是理论知识方面的教学,缺乏对理论知识实际应用的经验,无法使理论与实践环节有效的结合,也无法培养出高水平的应用性人才。 二、改革的方法与措施 (一)改变传统的教学方式 机电一体化技术所涉及的学科大多是以前课程中学习过的一些相关理论。例如,机电一体化中的机械技术主要涉及的内容就是先前学生们学过的机械设计和机械原理里面的知识,信息处理技术知识涉及到先前学过的检测技术和控制工程基础等课程。该课程就是将这些交叉学科知识进行融合并实现系统化。因此,根据该课程教学内容的特点,要改变传统的教学方式,将以学生为主体、以知识掌握为基础、以能力培养为主线、以素质培养为目标的教学模式引入到机电一体化技术课程的课堂教学过程中,根据学生所掌握的专业基础知识来考虑问题和提出问题。此外,在课堂的教学过程中,老师可以用一些趣味性的演示来讲解所用到的理论知识。比如,可以将实验室中的智能小车或者四旋翼遥控飞机等一些小型的机电一体化产品带到教室中,在介绍较为抽象的理论知识的同时,又可以演示理论知识应用于实际中的效果,同时,也可以引导学生对日常生活中常见的机电一体化产品进行剖析并讲解其用到的理论知识,不断提高学生对这门课程的学习兴趣。 (二)制定合理的实验教学方案,加强理论与实践的结合 机电一体化技术课程是一门众多学科领域相互交叉的课程,涉及的理论知识多而杂,只有理论与实践相互结合,才能有效地将课堂传授的理论知识系统融合。实验环节是为课堂理论教学服务的,也是机电一体化技术课程的一个重要环节,通过实践应用才能有效地培养学生的动手创造能力。在实验教学过程中,为培养知识应用能力和创新能力于一身的应用型人才,所开设的实验由易到难,可分为验证性实验、综合性实验和开放性实验。验证性实验主要是学生按照实验指导书的操作步骤,用所学的理论知识,通过实验仪器来验证理论知识的合理性。综合性实验是对理论知识的验证,采用相关理论知识分析和解决实际问题,考查了学生对所学理论知识的掌握和系统应用。验证性实验和综合性实验的操作主要是按照实验指导书去完成,主要考查学生的知识掌握以及培养其动手操作能力。开放性实验既培养了学生的动手能力,也培养了学生的创新能力,它可以有效地将机电一体化技术跨越的多门课程知识结合起来,学生可以根据自己的爱好设计一些小型的机电一体化产品,比如,设计一个跳舞机器人或者自平衡小车等一些小型的机电一体化作品,既可以提高学生的动手实践能力和学习兴趣,又可将所学的理论技术知识有效地融合。 (三)结合科研促进教学 高等学校在教书育人之外,还应具有科学研究和服务社会的职能。根据机电一体化技术课程的特点,将科研项目引入机电一体化技术课程具有重要的作用和意义。授课教师在课程教学内容和目标的基础上,结合学生的知识掌握水平,选择合适的科研项目引入课题教学。采用产学研一体的教学方法,可以使学生在实践中应用理论知识,在提高其动手实践能力的过程中,也可以巩固相应的理论知识。学校里纯粹的课堂教学和实验室操作学习,容易使学生感到枯燥乏味,而以产业化的项目和产品带动学习,学生能把知识应用到实际的机电一体化产品中,从而可以提高学生学习的积极性,培养学生的创新意识和创新能力。 (四)不断提高授课教师的自身能力 由于机电一体化技术课程所涉及的机械技术、信息处理技术和控制原理等相关技术更新和发展速度较快,因此,对授课教师而言,一方面要不断学习新的理论知识,提高自己的知识水平,另一发面要不断学习新的教学方法和教学手段,提高自身的教学水平。此外,高校的授课教师对相关理论知识掌握丰富,但实际项目开发经验较少,缺乏对机电一体化技术实际应用的把握,在一定程度上也不利于本课程实践教学的实施。这就要求授课教师能积极参与企业的实践项目研发,将理论和实践充分结合,才能更好地指导学生学习和实践。 三、结语 机电一体化技术课程是机械类专业的一门实用性专业课程,该课程是在先修相关课程的基础上所开设的,重点培养学生对交叉理论知识的融合及应用,通过实践的项目锻炼,激发学生的学习热情和创造能力。在课程的教学过程中,授课教师应把握好各学科知识的交叉应用与结合,引导学生积极参与实践与动手思考,坚持按照以理论引导实践、以实践探索理论的原则进行教学,加强理论与实践的结合,实现错综复杂的理论知识的有效融合与系统应用。 参考文献: [1]林旻.加强精品课程建设切实提高教学质量[J].课程教育研究,2013(24). [2]张建民.机电一体化系统设计[M].北京:高等教育出版社,2010. [3]李智.机电一体化技术构建下的专业课程教学改革探讨[J].电子制作,2015(9). [4]莫莉.“单片机原理”课程教改探析———以成都大学工业制造学院为例[J].教育与教育研究,2010(1). [5]刘志忠,张丽梅,孟凡茂.将科研项目引入机电一体化课程教学的实践和探讨[J].高教论坛,2009(5). 作者:袁国锋 吕掌权 唐丽萍 李慧杰 单位:安阳工学院
交通灯智能控制系统的设计与实现:基于机器视觉的交通灯智能控制 摘 要 利用采集的路口车辆排队动态视频图像,采用边缘检测等数字图像算法,进行车辆排队长度检测。对交叉路通灯的通行时间在稳定性和通过率进行比较,再以各相位车队排队长度为输入值,建立不定相序及信号灯时间实时动态分配模型。在此基础上,利用synchro软件进行了仿真分析。 关键词 机器视觉;智能交通;实时配时 0 引言 随着计算机技术和视频技术的发展,基于机器视觉的检测技术已经应用于交通监测系统,本文通过计算机视频检测技术实时检测十字路口各车道车辆的排队长度,根据路口的实际候车队列分布情况,对交通灯采取实时动态的配时控制方案。最大程度的利用绿灯时间,避免绿灯时间的浪费和路口候车时间的增加,有效缓解交叉路口的交通拥堵。 1系统总体设计方案 本设计方案分为视频图像采集、数字图像处理、交通灯信号控制3个部分。图像采集利用安装在交叉路口四个方向的摄像头采集车裂排队长度的实时图像,并对图像数据数据进行存储和传输;图像处理利用数字信号处理器(DSP)进行实时处理,并通过图像预处理、图像分割和设置虚拟框实时分析计算交叉路口路口车列的排队长度;信号控制以车列排队长度作为输入值对时间进行动态实时分配。控制器采用可编程控制器(PLC)作为控制核心,根据接收到各个路口车辆排队的长度信息,实时配时地智能化控制交通灯。 2 基于图像的车辆队列长度检测 2.1 路口视频图像的采集 图像传感器采用数字COMS摄像头,CMOS应用半导体工业常用的MOS制程,可以一次整合全部周边设施于单晶片中,包括信号读取电路、图像信号放大器、光敏元件等,节省了加工晶片所需负担的成本和良率的损失;采用COMS芯片的摄像头成本很低,并且数字摄像头的并行接口可以很好的与DSP的并行I/O接口连接,数字COMS摄像头获取路口图像,缓存在COMS传感器内存RAM中的数字图像。 2.2 基于图像的车辆队列长度检测 1) 检测原理 车辆排队队列长度检测是实时配时智能控制的基础,本设计采用数字信号处理器DSP处理图像,并先通过图像预处理,使图像的帧灰度化;通过canny算子对降噪滤波后的图像进行边缘检测,获得完整的车辆队列的轮廓边缘;最后在轮廓图上设置虚拟框分析并计算路口车辆的排队长度。 2) 车辆排队图像的预处理 图像的预处理包括帧灰度化和去噪。数字图像处理器DSP接收缓存在COMS传感器内存(RAM)中的数字图像,在DSP中,对原始图像数据进行位图格式转化,将图像转换为BMP格式,并进行灰度转化。为了提高后续处理效果,采用3×3滑动窗口中值滤波进行去噪处理,较好保存图像边缘。 3) 基于canny算子的车辆边缘检测 本方案采用了canny边缘检测方法,检测到车辆的边缘轮廓。对先期处理过的图像采用canny算法,能够清晰的寻找到图像中的车体边缘。 3.2信号配时方案设计 配时方案的设计不拘泥于延误时间或者绿信比等参数的降低,任何一种方法也不能说是绝对的最优,更重要的是涉及到交通安全。设计时,我们针对应用最广泛最常见也是最常见的交叉路口,综合分析左转的车辆,排除右转车辆,将交叉路口分成8个相位。 1)绿灯浪费时间 在十字路口任意相位,不同时刻等候车队长度是变化的,各相位车队长度随机性很强。而每个周期都遵循没有绿灯浪费时间的规则,则可以保证总通行时间仍然是最小的。综合其他相位和优先相位,对于其他相位,应尽量多放行,但不多给时间;对于优先相位,确保没有绿灯浪费时间。 2)同时开放两个不冲突相位 本方案是固定当开放一个方向的相位时,此时可选取与之不冲突的相位进行同时开放,保证一直是两个不冲突相位同时开放,从而充分利用了绿灯时间。由于右转车流不与其他车道交通流发生冲突,故在此不作考虑。 3)信号周期 5)算法过程描述 (1)判断周期开始。若是周期起始,则根据各相位车列排队计算本次周期时长,若时长大于约束值,则使周期时长等于约束值(120s)跳到步骤3; (2)若非周期开始,排除此次周期已通过的优先相位; (3)对比各相位车列排队长度,找出最大相位,使最大相位优先通过; (4)比较与本次相位配皮的三个相位,确定2或3个通行相位,分配好时间依次开放,其时间总和应等于最大值相位开放时间; (5)某一绿灯绿灯时长结束前,若此次周期结束则跳入步骤1,若没有结束则跳入步骤2,循环执行。 6)系统整体复位功能 一旦系统出现混乱的状态,如冲突相位同时开放,则人工启动复位键,使系统从开始状态重新运行。 4 交通灯控制仿真 为进行交通信号的配时与优化,并分析路口的通行能力以及协调控制,本文采用了Synchro软件仿真。通过Synchro软件对初始数据进行仿真,输出各车道的评价参数和95th的各车道队列长度,同时输出各车道的评价参数,与优化前的参数作对比。 1)有效反应十字路口的通行能力有多种指标,通过对十字路口的车辆总延误、行程时间和平均通行速度以及车辆燃油消耗率的模拟仿真来对比改造前后的十字路口通行能力。 交通灯智能控制系统的设计与实现:基于PLC的自适应交通灯智能控制系统设计 摘 要:随着我国私家车数量的持续增长,各大城市都出现了交通极度拥堵的情况,城市交通问题也越来越引起人们的注意,社会各界也都在为解决交通现状出谋划策。文章从交通信号灯的控制方面着手,研究和设计了基于PLC的自适应交通灯智能控制系统。 关键词:PLC;交通灯;自适应;智能控制 交通灯控制系统是一个具有随机性的复杂系统,他受到车辆、行人、天气等都多方面的影响,因此想要建立一种固定的数学模型是不大可能的,即使是用现有的数学方法也无法描述其系统特征。目前国内交通等控制系统主要采取定时切换的控制模式。 我国自20世纪80年代开始出现私有汽车,到2003年私家车社会保有量达1 219万辆,私家车突破千万辆仅用了20年时间,而突破2 000万辆仅用了3年时间。截止到2011年我国机动车保有量已到达2.19亿辆,汽车保有量首次突破1亿大关,占机动车总量的46%。随着经济发展、人均国民生产总值增加以及政府拉动内需各项政策的实施,私家车的拥有量也跟着急剧上升,国内各大中型城市(如北京、上海、广州、武汉等)的交通系统都面临着严峻的考验。虽然各大城市都出台了一系列的限制汽车出行、增加公共交通设施、扩宽新修道路等措施,但依然无法缓解目前的城市交通状况。交通信号灯定时切换这一种控制模式的局限性也就逐渐凸显出来,因此我们急需一种智能的交通控制系统来缓解交通信号控制的缺陷给本就糟糕的交通系统带来的压力。 智能交通控制系统的研究在国内外已经取得了不少成果,一些发达国家已采用智能方式来控制交通信号灯,其中主要运用的有GPS全球定位系统等。出于成本、设计便捷性等方面的综合考虑,我们可以考虑在各路口增加传感器探测车辆数量来控制交通信号灯的时长这一设计方案。 1 控制系统设计方案 基于PLC的自适应交通灯智能控制系统主要有车流量检测系统、PLC、控制中控台三大部分组成,其控制结构图如1所示。 1.1 系统控制原理 车流量检测系统主要负责检查各路口单位时间(60 s)内通过路口的车辆数量,并将检测结果发送至PLC;PLC根据车流量检测系统记录的数据,按预先设定的控制规律来控制相应的交通信号灯;中控台主要用来对控制系统的运行模式进行控制,如自动运行模式、人工干预运行模式等。 自动运行模式下,若东西向或南北向车流量均小于15辆/min,则系统按定时切换控制运行,双向绿灯均为40 s,黄灯3 s,红灯43 s切换运行;若某一向每分钟车流量大于15而小于30,则该向绿灯调整为50 s,黄灯3 s,另一向绿灯30 s,黄灯3 s;若某一向若某一向每分钟车大于30,则该向绿灯调整为70 s,黄灯3 s;当两向车流量均在同一范围内时,车流量较大的一向控制优先,若两向车流量均在同一范围内且相等时,东西向控制优先。系统控制流程如图2所示。 1.2 车流量检测设计 智能交通灯控制系统自适应交通情况的关键在于系统自身对车流量的判断,因此系统车流量检测的设计就显得尤为重要。调查研究表明,我国机动车辆高度一般在1~5 m之间不等,因此本方案设计在各路口100 m处架设高度为5 m的检测点,采用由欧姆龙公司生产的检测距离0~4 m的光电传感器E3JM-R4来对过往车辆进行检测,当有在此高度的车辆经过检测点时,光电开关会向PLC发送信号。E3JM-R4光电传感器参数如表1所示。 本设计采用在各路口双向设置光电传感器的形式对通过路口的车流量进行统计,并将统计信号传送给PLC。PLC对各方向传感器发送信号进行统计比较,最终确认各路口的车流量,同时对各路口车流量情况进行再比较,最后根据比较结果按预设控制方式对南北和东西向的红绿灯进行控制。 1.3 PLC控制设计 PLC为本控制系统的核心,相当于计算机控制系统的CPU,主要负责对车流量、中控台等方面的信号进行收集,并按相应的信号运行PLC内设计的用户程序,最终驱动交通信号灯。本系统选用三菱公司生产的FX2N-48MR系列PLC,其I/O分配如表2所示。 本系统运行模式分两种,即自动运行模式和手动运行模式。 ①自动运行模式下系统按图2所示的运行规则,结合车流量检测信号控制各向红绿灯进行切换。车流量信号的判断比较主要包括两个方面,一是同向信号的比较,将单位时间内来自X6与X10的信号脉冲数比较,两者中较大值作为东西向最终车流量参考值,X7与X11的信号脉冲数比较,两者中较大值作为南北向最终车流量参考值。二是东西南北向车流量比较,即将同向信号比较的结果进行再比较。 ②手动运行模式下,系统在人工干预下运行,人工干预信号包括南北向强制通行、东西向强制通行和四向禁止通行三种。南北向强制通行时,南北向固定输出绿灯亮,东西向固定输出红灯亮;东西向强制通行时,东西向固定输出绿灯亮,南北向固定输出红灯亮;四向禁止通行时,东西南北四向固定输出红灯。 2 总结与展望 本设计基于车流量的自适应交通灯智能控制系统,利用逻辑判断比较和分析算法,使程序的运算结果根据相应的程序方案进行控制,实现了交通灯自适应的智能控制,并通过了软件及硬件的模拟调试。车流量比较值、信号灯接通时间等都可以通过改变PLC中相应的参数进行调整,通过本智能控制方案,可以实现优化交通疏导,达到交通信号灯自适应智能控制的目的。 交通信号系统是一个极其复杂的控制系统,基于车流量的自适应交通灯控制虽然能缓解日趋严峻的交通压力,但其缺点也较为明显,固定的车流量判断模式是其主要缺陷之一。因此今后我们可以考虑使用现今逐渐成熟的视频检测技术,对交通压力进行直观的监测与分析,并设计相应的控制方案。 交通灯智能控制系统的设计与实现:基于微波检测器交通灯智能控制系统的研究与设计 【摘 要】本文主要解决根据十字路口红灯路段停车数的多少,控制交通指示灯的下次放行时间达到实时智能交通控制。 【关键词】微波交通检测器;单片机;交通灯;8255并行口 对目前十字路交通控制器研究发现,用户设定主副路口的时间后,就一直按照设定的时间在主副路交替转换下去,无法满足智能交通对于路口控制器的要求;能否找出根据实际交通状况进行调节控制是解决问题的关键,本文通过微波检测器测出的车辆数,控制定时时间来达到实时智能交通控制。 一、微波交通监测器 微波交通检测器是利用雷达线性调频技术原理,通过发射中心频率为1 0.525GHZ或24.200GHZ的连续频率调制微波(FMCW)在检测路面上,投映一个宽度为3.4米,长度为64米的微波带。每当车辆通过这个微波投映区时,都会向RTMS反射一个微波信号,RTMS接收反射的微波信号,并计算接收频率和时间的变化参数以得出车辆的速度及长度,提供车流量、道路占有率、速度和车型等实时信息。为了检测出车道上停车的车量数,RTMS在微波束的发射方向上以2M为一个层面分展探测物体,微波束在15度范围内投影形成一个分为32个十层面的椭圆形波束(椭圆的宽度取决予仪器选择的工作方式),通过这种方式可检测出车量数。 二、交通指示灯控制过程分析 十字路口各车道有一组红、黄、绿三色的指示灯,指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换,且黄灯点亮时间为各干道的公共停车时间。各干道车辆通行情况如下表1所示。 表1 各干道车辆通行情况 三、系统硬件设计 它主要由控制器、微波交通检测器、定时器、串行通讯电路、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。所选元件为8051单片机、各车道微波检测器、8255并行通用接口芯片、74LS07锁存器、MAX692‘看门狗’以及显示电路指示灯组成。系统总框图如图1示: 四、系统工作原理 (1)系统初始化,微波交通检测器检测各车道车辆数,通过车辆数的多少转换为各车道放行时问,通过研究发现,车道放行时间与停车数存在一种复杂的数学关系,为了使问题简单,这里用简单的公式表示为:车道放行时间=停车数*3秒,然后通过8051单片机延时程序控制延时时间,达到智能控制十字路口车辆通行情况。(2)由8051单片机通过P0口向8255的数据口送信息,由8255的PC口显示红、绿、黄灯的燃亮情况;由8255的PA、PB口显示每个灯的点亮时问。(3)8255 PA口用于输出时问的个位,P B口用于输出时间的十位,由747S07驱动芯片驱动;而P C口用于输出各个灯的情况,它的末段连接双向晶闸管采用220V交流电压驱动。(4)在交通控制程序中加入看门狗指令,当系统出现异常看门狗将发出溢出中断。通过专用端口输入到MAX692看门狗芯片的WDI引角引起RESET复位信号复位系统。(5)微波交通检测器测得的数据,通过RS。232接口传递数据至8051串行口,将数据通过编制的软件处理得到定时时间并延时。 五、软件流程图 本系统的设计,主要突出通过微波交通检测器实现十字路通灯智能控制,获得了不错的效果。通过系统将扩展,可实现摄像机交通监控的控制,盲人通过时交通灯的控制以及行人通过时播放音乐声等更加完善。 交通灯智能控制系统的设计与实现:交通灯通断智能控制预防城市道路堵车的一种方法 摘 要:在城市道路密集、路口众多的背景下,基于道路现场测量系统获取车队尾长数据,利用Matlab软件编制一种控制信号灯延迟通断的计算程序,与信号装置相配合,就可以及时调整城市路通灯的接通顺序和时间,一定程度上达到控制车流和避免交通阻塞的目标。 关键词:车队尾长 信号灯 延迟通断 1 交通堵塞的成因 现代城市路网密集,大量私家车上路常常造成交通阻塞且已成为影响城市市民正常生活和工作的严重问题。而城市道路管理中不合理的交通灯通断系统更使交通拥堵现象雪上加霜,例如,多数城市采用的定时同步通断转换自动化交通灯系统,即沿同一条街道上各路口的灯光同步切换,在一定情况下会成为交通拥堵的导火索。很多人都有这样的经历,在一个路口被红灯拦下,后面路口会接二连三被红灯拦住。这不仅仅是运气问题,实际上和交通灯通断控制有很大关系。假设有一队车A在路口1等绿灯放行,欲驶向路口2,两路口的距离为D,车辆正常行驶速度为V,第一辆车到达路口2时用时D/V,此时路口2绿灯,第一辆车通过路口2。由于车队各车是不可能同时起动、同时加速的,而是从头车开始,各辆车依次起动从而形成一个“起动波”,传播速度大约为4.5 m/s(16km/h)[1]。设车队长L,与头车相比,最后一个车要走(L+D)路程才能到达路口2,而且它必须等候起动波传过来时才能起动,因此末尾车要花(L/Vb+(L+D)/V)时间才能到达路口2,如果绿灯通行时间T0小于(L/Vb+(L+D)/V),这就使得车队的尾部有可能在到达并通过路口2之前,就被下一次红灯阻挡,车队A发生截尾,跟过来的车队B就有增长的趋势,车队B增长到一定长度,也会甩尾给车队C,这样车队越积越长,进而发生交通堵塞。可见防止交通堵塞的关键在于及时制止过长车队的形成,防止车队增长的趋势。 2 一种预防交通堵塞方法思路 目前城市路口都装有摄像及图像识别系统,发现某路口车队逐渐增长,在一个绿灯通行时间内有被甩下的车队尾巴出现,通过智能干预,及时调整交通灯的通断顺序和时间,引导疏流,就有可能制止过长车队的形成,从而达到完全避免非反常交通堵塞的目的。假如发现上例路口2逐渐有被甩下的车队尾巴出现,就要延迟路口2红灯开通,即延长绿灯时间,使T≥(L/Vb+(L+D)/V),放车队A过去,消除这个尾巴。这样从路口1处开过来的车队B在接近路口2时就没有车队A的尾巴留下,车队B就不会增长,但延长的时间是有限制的,最长允许延长时间是车队B的头车刚好接上车队A的尾车,即D/V-L/Vb-L/V=0,车队A的长度占路口1与路口2之间的距离D的比例L/D=Vb/(V+Vb)。如果?T=D/V-L/Vb-L/V 0,则路口2还可以再延迟?T开通绿灯;如果?T=D/V-L/Vb-L/V 当然,和实际情况比,这里忽略了车辆行进过程中加速和减速过程,这里V实际上是两路口距离间车队的平均移动速度。 3 一种预防交通堵塞方法的程序实现 设某城市有主干道m条,n条横向街道,主干道与s条横向街道相交后,各段主干方向街道的长度为矩阵D。各路口上被甩下的车队尾巴长度组成的动态数据矩阵(截尾矩阵),如果在上述m条主干方向街道中有m1条双行道,则矩阵将是一个(m+m1)×n的矩阵。根据双行道上双向车队尾长的总和判定各双行道的优先方向,只取双行道优先方向截尾尾长,截尾矩阵化为m×n的矩阵。计算并输出延迟矩阵?T,?T=D/V-L/Vb-L/V,从而控制交通灯通断顺序。在延迟量矩阵中,?T值为负的路口实际上就是尾巴较长的路口,需要提前?T接通绿灯,提前放走积压的车辆,?T值为正的路口是尾巴较短的路口,可以延迟?T接通绿灯而不会造成该方向车辆堵塞。提前值?T大于T0,即可认为已经产生车辆堵塞。 以某7×4街道为例,输入上下行车辆截尾尾长,计算的延迟时间结果如表1所示。 通过道路现场测量系统获取车队尾长数据,应用这个程序计算的信号灯延迟时间,与信号装置相配合,就可以及时调整城市路通灯的接通顺序和时间,一定程度上达到控制车流和避免交通阻塞的目标。 4 结语 现在技术获取道路现场车队尾长数据已经非常方便,Matlab软件应用也非常方便,利用Matlab软件编制的计算程序很容易实现该方案,通过控制信号灯延迟通断,控制车流,避免交通阻塞。 交通灯智能控制系统的设计与实现:一种十字路通灯智能控制系统的设计 摘 要:该文在采用车辆检测传感器实时采集十字路口各方向车流量数据的基础上,提出一套自动周期交通灯比例时长和固定周期交通灯比例时长相结合的智能交通灯控制方案,即根据车流量的实际情况,自动调节信号周期和红绿灯配时比例,以尽量减少道路交通路口的车辆滞留,实现交通灯的智能化控制。 关键词:车流量 交通灯 微控制器 随着经济和人民生活水平的提高,私家车数量的剧增使得城市交通拥堵问题日益突出。十字路口是整个交通网络控制的关键点,十字路通的有效控制能提高整个交通网络的性能。目前,我国传统的十字路通信号采用固定的时间控制,不能有效提高十字路口的通行能力。那么如何提高十字路口的通行能力和缓解城市的交通拥堵问题呢?大家设想如果可以根据十字路口各个车道上的车流量来合理分配交通信号灯的控制时间,对交通信号实现智能化控制,那么就可以提高交通系统的通行能力和效率,从而缓解交通拥堵问题。 1 硬件电路设计 1.1 系统结构图 该十字路通灯智能控制系统由微控制器、车流量检测电路、显示电路(指示灯和倒计时显示电路)和紧急控制开关组成。该系统是以传感器为核心的车流量检测电路用于车流量的智能检测,将车流量信息送微控制器进行处理,智能化控制交通灯的时间长短和倒计时的显示,起到优化十字路通的作用。紧急控制开关用于交通突发事故时的交通车辆通行控制。遇到紧急情况,扳动开关,通过硬件和程序发出一个控制信号来实现两路红灯与黄灯亮,同时关闭数码管的显示。紧急情况解除后,按复位键通过程序回到初始状态,重新开始运行主程序。该系统的结构图如图1所示。 1.2 车流量检测电路 目前,实现车流量检测的传感器有感应线圈传感器、超声波传感器、红外线传感器、微波检测器、视频检测器、磁力检测器、声学检测器等[1]。目前的交通控制系统大多采用单一的车流量检测传感器来采集交通流信息,这样会导致一系列问题:(1)采用单一车流量检测器,若该检测器出现问题,则可能造成整个交通瘫痪;(2)不同的车流量检测器有各自的工作原理和特点,如超出其测试条件时该检测器将无法采集到准确的数据;(3)车流量检测传感器不断地采集数据,这些数据需要汇总到交通控制中心,由控制中心经计算后发出相应指令。车流量检测传感器的发展趋势是多传感器联合检测,在前端对联合检测的数据进行处理,这样交通控制中心获得的信息才会真正成为交通诱导、交通控制以及交通规划的有力依据。 城市中典型的十字路口为双向6车道,每个方向1、2、3车道分别为右转、直行和左转车道。在每个车道的远侧和近侧分别埋设一个车流量检测传感器检测车流量数据,两个检测器之间为各车道的检测区,设定这一距离为100 m。远侧检测器执行通行车辆数加操作,近侧检测器执行减操作,这样任意时刻检测区获得的数据即为该方向等待放行的车辆数。当某一相位绿灯亮时,系统将该车道收集的数据存储,作为判断交通状态和决定下一周期通行时间的依据。 十字路口车流量的放行采用常用的四相位方式,即按照东西方向直行车辆、东西方向左转车辆、南北方向直行车辆、南北方向左转车辆通行的顺序循环切换,交通灯之间采用短时黄灯进行缓冲警告。系统根据传感器获得的等待放行车辆数,适时控制放行时间的自动周期交通灯时长比例的方法和固定周期调节交通灯时长比例两种方法相结合,在各方向车辆数比较均衡的交通低峰时段采用自动周期,在某方向或几个方向出现交通高峰时采用固定周期自动调节交通灯时长比例方式。两种方式判断的标准是是否出现两个或更多方向的排队车辆占满计数区,即如果出现两个方向的车辆排队长度超过100 m即使用第二种控制方式,否则使用第一种方式。不管采用哪种方式,系统都要设定一个最短绿灯时长和最大绿灯时长。设定最短绿灯时长的目的是为了保证每一条道路都不会因为车流量过小而不给通行时间,设定原则是能让少量车辆安全通过路口而不影响交通安全,一般取t0 =15 s。最大时长的设定是为了不让某方向长时间占用通行权,使其他方向的车辆的延误时间增大,对于不太大的单交叉路口,绿灯时间一般不超过60 s,因此设定tm=60 s。 1.3 微控制器 系统的控制核心采用MSP430系列超低功耗的微控制器,车流量检测电路将检测的车流量信息传递给微控制器,微控制器采用某种算法进行计算处理,并将需要发送的十字路通信号信息发送至显示电路,人们通过显示电路就很容易通过十字路口了。 2 系统软件设计 该交通灯采用自动控制,在设计方案中预先设定了可调节红绿灯自动转换时间,并以自动方式显示倒计时;控制系统将在红绿灯交替阶段自动控制黄灯时间,提示各方向过往车辆通过或暂停,以达到模拟现实生活十字路通灯工作模式。程序开始运行时首先对定义的各个变量进行初始化,接下来进入while循环检测是否有按键按下,如果检测到按键,则执行中断程序,解除按键锁定后返回执行while循环。如果没有检测到按键,while循环继续,交通灯与交通灯倒计时同时执行,之后返回while循环。 3 结语 系统采用车流量检测传感器和MSP430微控制器构成的十字路通灯智能控制系统,可以根据实时检测的车流量信息调整红绿交通灯的配时比,达到交通灯智能化控制的目的,提高十字路通的通行能力。
软件开发专业论文:高职院校计算机专业软件开发能力培养浅析 【摘 要】本文通过分析高职教育的特点及软件开发对技能的要求,对高职院校计算机专业教学理念、分阶段培养方法进行探索。 【关键词】高职教育;软件开发;能力培养 0 引言 教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》明确指出要“加强素质教育、突出实践能力培养,改革人才培养模式”。软件行业是一种技术密集型行业,其技术性主要体现在隐性的思维过程中。从企业角度来看, 软件企业的工作过程是按用户需求进行需求分析、设计、实施和完成项目计划的生产过程;从职业角度来看,技术人员(高职培养目标――程序员)的工作过程是对具体工作任务(如功能模块、算法等)的计划、分析、编写代码的劳动过程。 当前,我国的高等职业教育发展迅猛,为高等教育大众化的实现作出了重要贡献。然而,由于起步晚,加上受到学科型普通高等教育的影响,高等职业教育的质量还不尽如人意。传统的普通高校本科教育以学科体系为核心,而高职教育的定位则要求体现职业性与学科性的结合,以培养高技能应用型人才为主。在教学实践中,没能注意这两者的差别,把高等职业教育办成了缩减版的普通高校本科教育。以电子信息类学科为例,重理论轻实践,课程过于强调学科系统化,学科体系的完整性,忽视“工作过程”,对学生的实践能力重视不足,严重地影响了高等职业教育的质量。 1 高职教育能否培养计算机软件开发所需人才 有人认为高职学生的入学水平低,难以培养出软件专业所需人才,软件专业人才只能由本科培养。这种观点没有认识到软件产业对人才的需求是全方位和多层次的。软件产业既要有需求分析师、项目经理、项目分析师和程序设计师,他们由本科和研究生教育培养;也需要大批写程序代码和用户手册的底层程序员,他们占软件专业人才总数的90%,可以由专科层次的高职教育培养。 本科与高职教育的专科不仅仅是不同层次的高等教育,而且是不同类型的高等教育,其培养目标、学习内容、就业方向等都有不同。本科开设软件专业是培养计算机软件专门人才,其培养目标是培养从事计算机软件设计、开发与系统运行的高级工程技术人才。本科教育按照计算机科学的体系来设置课程,学生主要学习计算机系统软件、应用软件的研究、设计、开发和运行的基本理论与技术。我国高职教育开设计算机专业,培养从事计算机软件程序设计、测试、系统维护的技术应用型人才。计算机软件专业高职教育按照一般程序员的职业岗位要求设置课程,学生主要学习计算机编程技术的知识和方法,理解计算机软件工程思想和软件规范设计要求,熟悉数据库技术、通用软件编程语言和软件开发工具。 如果把高职教育办成压缩型的本科,对于入学水平相对较低,学习时间短的学生,要在知识体系方面达到本科毕业生的水平,这条路自然行不通。应该改变传统的教育教学质量评价观念,不能把本科的学科本位评价观念和标准用于对高职教育的评价,而应该根据软件行业的需求,用能力本位评价观念对待高职教育。只有真正按照高职教育培养技术应用型人才的目标,以技术应用能力培养为主线建立教学体系,改革教学内容、教学思想、教学方法和教学手段,是可以把一些专科学生培养成计算机软件的高职技术人才的。有这样一个成功的例子:香港专业教育学院(IVE)是全港最大的职业教育培训机构,开设的软件工程专业类似内地的高职教育,招收中五学生(相当于内地高中毕业),全日制学习三年。这个专业多年来一直为香港的企业输送大批程序编写员,他们当中不少人后来晋升为系统分析员或初级管理人员。这个例子说明高职教育是可以培养出计算机软件专业人才的。 2 软件开发能力结构分析 对软件开发能力进行分析,要结合软件开发阶段的特点及开发过程的特点,并要结合软件开发的不同形态。下图中列出了不同学习阶段软件专业人才的能力结构,并从不同的角度进行了分析,如根据软件技术的学习阶段进行能力分析,每个后续阶段都在前面的基础上增加了新的能力。另外,要逐步实现从个人能力到团队能力的过渡。 在能力培养时,程序设计阶段仅仅是初级阶段,对应的能力要求仅仅是基本的程序设计能力与算法能力等,这时的程序设计只有几个程序文件的形式。而后两个阶段则在文件数量、程序规模等方面增加了很多,其能力要求与能力培养大不相同。进入软件开发阶段后,则需要重点对专业职业能力进行培养,这时应强调软件的总体设计,以及在此基础上展开的职业活动,并引入团队开发与管理等领域,此阶段的过渡对学生而言是一个飞跃。 在程序设计阶段的学习,重点在程序设计与算法能力培养;在软件设计阶段要进行团队开发则需要设计、管理、交流协同、文档表达等综合能力的应用,应逐步提高学生的综合能力与素质。实践表明培养学生的这些能力需要在实际开发情境下进行才能达到好的教学效果。如何设计、创造这个学习情境,是我们要重点探索的内容,要切实做好软件开发的工学结合,落实一种可持续发展的学习模式,达到培养学生专业能力与素质的目的。另外,系统应用阶段需要将软件系统本身作为一个应用产品进行设计、开发、实施、应用等,此阶段对应的岗位类型较多,在教学过程中,可根据学生的特点进行因材施教。总之,各个阶段的能力与要求不同,培养目标也不同,高职院校应把培养的重点放在程序设计阶段和软件设计阶段上,而不用强求全面。 3 用职业教育的方法培养软件蓝领 高职计算机专业应以市场为导向,对学生进行职业培训,职业认证。按照软件产业国际化、标准化和规范化的要求进行授课,注重知识的横向联系,培养学生综合运用技术的动手能力,使学生到企业后不需再培训就可以上岗操作,从而保证企业的人才需求。突破计算机专业传统的教学模式、教学内容和教学方法。学生在校期间要受到充分的职业教育训练,为此必须改革课程体系,理论教学以够用为度,不用追求全面化、体系化。通过三年的学习,要求学生能掌握计算机编程的知识和方法,深刻理解计算机软件工程思想和软件规范设计要求,熟悉数据库管理技术,精通二三门先进且通用的软件编程语言或软件开发工具,并能熟练应用于软件工程开发过程。 根据就业市场的需要,跟踪国际上先进的技术,保持与企业的联系,保证人才培养的先进性,注重调查和跟踪市场,保证人才培养方案和教学内容与I T 先进技术同步发展。例如印度的AOTECH公司是世界上最大的计算机教育培训机构之一,它由600 多位专家负责制定人才培养方案和编写教材,其中三分之一的人负责市场分析,三分之一的人负责与国际著名的I T 企业保持联系,三分之一的人根据市场分析和企业调查的结果编写教材。这个公司成立16年以来,教材更新了20版,目前教材更新的周期是半年。然而我国目前高校的计算机软件的教材通常由教师自己决定,或者由教研室、教学院系指定。实际上,教师个人、教研室、教学院系、甚至大多数学校都没有大范围跟踪企业、调查市场并根据市场需求调整教学内容的能力。 软件开发专业论文:智能科学与技术专业软件开发综合设计的教学改革与实践 摘要:针对智能科学与技术专业在软件开发教学中存在分散于各个课程/实验中的问题,在分析软件开发综合设计对培养创新型人才的重要作用基础上,文章提出统一集中教授、因材施教、分级答辩的观点,介绍武汉工程大学智能专业实验教学环节的实际情况,说明在软件综合设计实验方面取得的效果。 关键词:创新人才;软件综合设计;改革与实践 0 引言 智能科学与技术专业是面向前沿高新技术领域的本科新专业,覆盖面较广,如机器人、自动化机器、电器、楼宇、社区及物流等领域。由于本专业涉及多个学科领域,使得软件开发综合设计的实验教学与计算机其他专业存在一些不同,并且软件开发综合设计在培养创新型人才过程中也存在一些自身的特点和规律。 经过多年的教学与实践研究,我们发现本专业有关软件开发的课程与实验教学散落在多门课程与综合设计中,而这些课程与综合设计一般由不同教师担任,存在一个明显的问题:各个课程之间的衔接,以及教师之间的沟通不充分,造成学生在实验环节中经常做重复性劳动,并对相应的知识点归纳及总结时间明显不足。该问题使得教学与实践的效果不好,尤其是培养创新型人才的目的不能完全达到。笔者以武汉工程大学2011级智能专业的软件开发综合设计作为改革试点,对如何培养创新型人才提出了可操作的实践方案。 1 软件综合设计对培养创新型人才的作用进入21世纪以来,全球经济竞争进一步加剧,社会对高素质创新人才的需求更为迫切。创新是人类社会发展的强大推动力。自20世纪信息技术革命以来,创新推动人类科技与技术不断发展。特别是近十余年来,包括计算机信息科技在内的高新科技与智能技术的融合,形成了新的概念与思想、新的技术与手段,创造出新的人工智能模式。科学与技术的进步促进了智能科学与技术学科的创新与发展,同时对本专业的高等教育提出了严峻的挑战。 软件开发综合设计在智能科学与技术专业的人才培养中是重要的一个环节。软件开发综合设计实验教学要求学生在掌握软件开发技术的基础上,拥有软件行业知识、与人沟通能力、团队协作能力等,并对各种专业知识点做到融会贯通。学生通过软件开发综合设计实验训练后,熟悉软件开发流程和规范,逐渐适应常规软件开发调试环境和方法,培养出良好的软件开发人员的职业素质,促进学生软件开发能力的形成,最终平滑过渡达到企业各类开发岗位的要求与标准。 总之,在武汉工程大学培养智能专业本科生的过程中,综合设计实验的目标是通过理论指导实践,在实践中培养创新能力、提高创新能力、锻炼创新能力,对培养具有创新意识的本科生具有重要作用。为适应21世纪我国经济建设和社会发展的需要,我们从武汉工程大学2011级智能专业软件开发综合设计人手,进行深化改革,推进素质教育,开展实验教学的改革与实践研究。 2 软件综合设计的改革措施 针对本专业软件开发综合设计教学中存在的问题,我们提出以下改革措施。 2.1 统一集中教授 通过对学生进行意见调查反馈,结合多年软件开发综合设计教学经验,并引入国外先进的教学经验,对传统的软件开发综合设计进行了改革与创新。 首先,在软件开发综合设计开始的时候,先统一教授软件开发设计方法学,目的在于进一步提高学生的综合素质,拓宽学生的知识面,加深理解所学的基础理论,培养学生应用所学过的知识,独立解决工程实际问题的能力。培养学生的创新设计能力,使学生得到一次较完整的设计方法的基本训练。 让学生了解设计过程,掌握设计方法,具有创新意识与思维,在设计过程中能在认真思考的基础上提出自己的见解,而不是简单的抄袭或没有根据的臆造,充分发挥自己的创造性。重点讲解软件开发设计的方法,着重培养学生软件开发设计能力,不仅向学生提供软件开发设计中的创新思维方法,还通过实际软件开发设计示例,提高学生独立提出、分析和解决实际问题的能力。在教学体系与内容上,重视介绍本学科发展的新动态、新方向、新内容,注重激励学生的学习欲望,调动学生的积极性,开阔学生的思路,拓宽学生的知识面和视野,让学生了解更多更新的理论、技术与方法。 其次,引入当前最受学生群体欢迎的视频教学模式,将国外知名大学的视频公开课作为实例进行教学。根据视频公开课的特点,在教学体系和内容上做相应的改革,进一步扩大学生的知识面,激励学生的学习欲望,发挥学生的学习积极性,配以相应的多媒体教学环境,“请”国际一流的大师讲述现代软件开发设计手段,进一步开阔学生的思路,扩展学生的知识面和视野,让学生掌握更多更新的理论、技术与方法。通过视频公开课的辅助教学,生动具体地讲解优化软件开发设计、可靠性软件开发设计在工程中的应用,提高教学效果,培养学生提出、分析和解决问题的能力。 2.2 因材施教 创新人才的培养中,学习是基础,思考是关键,实践是根本,三者必须紧密结合。因材施教就是为了让受教育者习而化之,形成一个既有正确导向、符合实际,而又无拘无束的环境,使学生的个性在得到主动、和谐、健康和全面的发展的同时,具有本身固有的特色。没有各式各样的个性,就没有多姿多彩的世界;没有突出个性的发展,就没有杰出人才的出现。 我们将软件开发的题目公布后,只提出大致的目标,给予学生更多思考的空间,不再拘泥学生必须按照什么方法实现什么功能,而是引导学生采用自己认为最佳的方法完成最终的任务。对于较为优秀的学生,我们对其要求也不再仅仅是完成而已,而是要求其从用户角度出发,将方案设计的更加周全与完善,让用户更加方便与便捷的使用所开发的软件,并对于软件系统的优化也有所期待;对于中等的学生,我们对其要求是在单位时间内,准确无误地开发出满足所提要求的软件,对于软件系统的优化以及用户体验等细节不作要求;对于中等偏下的学生,我们对其要求是与中等或较为优秀的学生组成小组,尽力配合小组成员完成相应的软件开发;对于能力不足的学生,我们将会让其在长时间努力还不能够完成任务的情形下最终给出一个完整的解决方案,让其进行仔细研究,理解并弄清楚整个方案的细节。 2.3 分级答辩 对传统的软件开发综合设计答辩环节进行改革,提出了可进行分级答辩的政策。由于开设软件开发综合设计的目的是既能让学生学习相关学科的技术基础知识,又能训练学生的动手能力和创新设计能力,还能引导学生知道如何运用所学知识去解决软件开发中的实际问题,也就是说综合设计课程非常强调实践性。 我们对于动手能力较强的学生,允许其在完成任务后提前答辩,要求学生在设计软件时由自己独立完成从方案设计到软件开发设计的全过程。答辩时学生先对开发的软件进行动态演示,随后针对答辩老师提出的问题进行解答,最后还需要在规定时间内顺利完成答辩老师临时添加的新任务。而对于动手能力中等的学生,尽量控制其完成的时间,即让其充分利用软件开发综合设计的时间,对日常所学的知识进行细致深入的理解并应用于软件开发过程中,并在规定的软件开发综合设计完成的时间内完成开发任务,进行答辩。答辩时学生先对开发的软件进行动态演示,随后针对答辩老师提出的问题进行解答。然而,对于动手能力一般的学生,进行集中答辩,即采用传统的方式进行。最后,对于动手能力较差的学生,进行单独答辩,目的是除了降低这类学生心理的压力外,还会在答辩过程中进行深入的知识点检查与灌输,强化学生对软件开发的流程和方法的理解。 3 软件综合设计的实践 我们在武汉工程大学2011级智能专业软件开发综合设计中使用所提出的“统一集中教授、因材施教、分级答辩”的方法,要求学生采用c语言完成“学生成绩管理系统”的设计与开发,要求使用到各类数据类型与各种运算、程序控制结构、函数、数组、指针、结构体、文件等内容,实现增添、查询、修改、插入、删除、求平均值以及排序等全部常规功能。对于优秀学生可要求其使用c语言实现结构化开发后再采用C++语言实现面向对象的开发。整个软件综合设计持续2周时间,其中,“统一集中教授”占用了16学时。 随后,学生开始进行软件开发,并针对完成情况的不同,让学生分别进行答辩。根据提出的“统一集中教授、因材施教、分级答辩”的方法,我们设计了成绩评定表,如表1所示。 最后,2011级智能专业共69名学生的综合评定成绩情况为:成绩≥90分的占18%,成绩在89—80分的占42%,成绩在79—70分的占34%,成绩在69-60分的占6%。这样的成绩验证了这类综合设计实验改革的成功。 4 结语 从改革实践过程可看出其效果,确实使学生学习热情变高,尤其是在视频公开课过程中,让学生由传统的被动学习转变为主动学习、主动钻研,并成为了真正的软件设计者,大幅度地提高了学生的设计能力、创新能力、创造能力,最终的考核成绩表明改革后的教学方法对使学生成绩提升较大,改革取得了一定的成效。 软件开发专业论文:教育技术学本科专业软件开发类课程体系研究 摘要:针对目前教育技术学本科专业计算机软件开发类课程存在杂而不精,缺乏系统性等问题,提出了以“C-C#-Java”语言类课程为主线的课程体系,旨在提高教育技术学本科专业学生的计算机应用(开发和实践)能力。分析了该课程体系中的理论教学体系、实践教学体系以及教学重点内容,并对该课程体系的教学方法手段方面提出了一些建议。 关键词:教育技术学专业;软件开发;课程体系 一、教育技术专业概述 教育技术学专业是教育学和技术学相互交叉、相互作用而形成的学科。目前在我国开办教育技术学本科专业的院校已经从师范类院校扩展到综合性大学、理工类院校。开设教育技术学专业的多数高校将教育技术学本科人才培养方向之一定位为教育软件与知识工程方向,该方向着重培养多媒体素材的设计与开发、教育软件设计与开发、网络课程设计与开发以及人力绩效开发与知识管理方面的人才。就专业培养方向来看,各类软件的设计与开发都要求本专业学生有很强的计算机应用(开发和实践)能力,也即计算机应用能力培养在教育技术学专业中占有重要的地位。笔者所在院校为理工类院校,对近几届毕业生的软件开发能力进行调查分析,学生普遍感觉大学四年学了众多计算机类课程,到毕业设计的时候还是不会编程,大四最后一个学期才开始边学编程技术边做毕业设计题目。究其原因,由于教育技术学科是综合性的应用学科,不可避免地在课程设置上存在一些问题:课程开设庞杂,开设多门高级语言程序设计类课程,知识体系有广度没有深度,导致学生学而不精;课程设置缺乏系统性,课程教学内容不连贯或者重复教学;在教学过程中注重理论教学而忽视学生实践动手能力的培养,导致学生编程能力差;核心课程知识陈旧,与现实的教育技术实践应用需求脱节,与现实的计算机发展技术相脱节。课程设置是教学计划的核心,决定着学校的教学内容和学生的知识结构,直接关系到人才的培养质量。为实现应用型人才培养目标,研究并建立适合教育技术学本科专业的计算机软件开发类课程体系,切实提高该专业学生的计算机应用能力是目前重要的课题。 教学技术学专业是一个跨学科的专业,本科生在四年中所能接收的信息量是有限的,不可能将交叉学科的所有系统知识都纳入学习的范围,因此在明确培养目标的前提下,设置计算类课程时不应该“杂而全”,而应该是“专而精”;其次要注意课程与课程之间有效的衔接,避免前后脱节;再次应注意同市场需求以及计算机学科发展结合起来,开设的课程符合社会发展需求;最后突出实践能力,加强动手能力的培养。教育技术学专业本身是一门实践性很强的学科,人才的培养本着学以致用、以学促用理念。 二、课程体系建设 教育技术学本科专业计算机软件开发类课程体系建设目的是让学生熟练掌握一至两门编程语言,熟悉相关开发方法、工具和平台,综合运用所学知识去解决实际问题。鉴于目前主流的编程技术有.NET和Java编程,建立以“C-C#-Java”语言类课程为主线的课程体系,从初级到高级、由简单到复杂,循序渐进逐步提高学生的软件开发能力。 Java语言是面向对象的编程语言,也是目前阶段开发应用程序的首选语言,但是对于大一新生来说,直接接触面向对象编程思想有一定的难度,因此在大学第一学期仍然选择C语言作为程序设计的入门语言,有了C语言的基础,跳跃到C#或Java就十分容易,因为许多语法是通用的。C#是从C/C++派生来的一种简单、现代、面向对象的高级程序设计语言,由Microsoft公司设计运行于.NET框架之上,它具有语法简单、表达力强的特点,对于低年级且又是非计算机专业的学生来说,学习该语言相对比较容易,所以,在第二阶段选择学习C#语言。Java是一种可以编写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言,自1995年由Sun公司推出,就迅速成为全球主流的编程语言,Java基本语法规则和C语言类似,优点之一是去掉了C语言中难学的指针,有助于学习者理解和掌握。但是学习Java语言类开发技术较C#语言有一定的难度,虽然这两种编程语言都为面向对象的程序设计语言。基于上述分析,研究并建立的课程体系为学生第一学期学习C语言之后,在后续的学期过渡到面向对象的程序设计语言。围绕这三门语言类课程,再设计其余计算机软件开发类课程如何衔接。设计的课程体系结构如表1所示。 表1 课程体系结构 开课时间 必修课 大型实验 第1学期 C语言程序设计 无 第2学期 C#可视化程序设计 C#可视化程序课程设计 第3学期 数据结构 数据结构课程设计 第4学期 数据库原理及应用 (面向对象程序程序设计Java) 数据库课程设计 第5学期 Web应用系统开发(JSP) Web应用系统课程设计 第6学期 Java网络编程 Java网络编程课程设计 第7学期 J2EE企业级应用开发 J2EE企业级应用开发课程设计 第8学期 毕业设计 第一学期主修C语言程序设计,掌握面向过程的程序设计思想。第二学期主修C#可视化程序设计,这里注意的是本课程内容包括两部分:一是C#语言基础介绍,二是.NET技术,可视化界面的设计部分。通过Windows界面的设计,学生获得面向对象的感性认识以及认识到编程的实用性,从而提高编程兴趣,有助于后续学期进行软件开发类其他课程的学习。第三学期主修数据结构,目前数据结构课程的教材有C、C++以及Java语言版,由于到此阶段学生未接触Java语言,所以选择C语言版的,学生可用C语言来实现数据结构中的算法,对于Visual C#.NET掌握较好的学生,在数据结构课程设计时可选择用C#语言实现数据结构中描述的算法。第四学期主修数据库原理及应用课程,在讲授数据库编程内容时,由于学生在前面学期已经学习过可视化的程序设计(应用系统前台界面的设计),即已经掌握.NET开发平台的使用,可以重点讲述利用技术如何进行数据库的操作。第四学期同时开设面向对象程序设计(Java语言)课程,为后续课程打基础。第五学期直到第七学期每学期均开设Java语言应用开发类的一门课程,具体包括Web应用系统开发(JSP)、Java网络编程、J2EE企业级应用开发。每学期均安排相应课程的课程设计,有助于消化所学知识,同时锻炼和提高学生分析、设计、编程能力。第八学期学生主要任务是毕业设计,如果是软件开发类题目,那么学生可以利用已经学习过的主流技术.NET或J2EE来完成。 综上所述,将教育技术学专业学生计算机应用(开发和实践)能力的培养分为两个阶段:在大一、大二阶段,掌握C语言结构化编程、面向对象编程(C#)、图形用户界面编程、数据结构及算法、数据库编程,为专业培养目标打下编程基础,该阶段注重.NET技术开发;大三、大四阶段,掌握面向对象编程(Java)、小型Web应用系统的开发(JSP)、Java网络编程、J2EE企业级应用开发,该阶段注重Java程序开发。 以上课程体系安排使学生在大学四年的前两年基本会利用.NET技术进行一些简单小型应用软件项目的开发,如学生对.NET技术感兴趣的话,可以利用大学四年的剩余学期边学习新的课程,边利用业余时间拓展自己的.NET编程技术。学生从第四学期(即大二阶段)开始学习Java相关课程,即Java应用开发阶段,学生利用在校的两年时间主修Java软件类开发课程,学习主流Java开发平台和框架的使用,最后掌握企业级应用系统的开发,逐步提高学生的软件开发能力。这样,大学四年软件开发类课程不断线,且从第二学期开始,每学期都安排课程设计,通过课内实验以及课程设计实践提高学生的软件开发能力,解决学生学习了众多编程语言却不会编程的问题,学生在毕业设计前具备独立开发应用系统的能力,从而提升该专业学生就业竞争力。 三、课程内容解析 以下对课程主要教学内容及教学目标作简要阐述。 1.C语言程序设计基础 掌握C语言的基本结构、各种数据类型、控制流程、函数、数组、指针和结构体的语法及语义,使学生了解结构化程序设计思想,学会用结构化方法编写程序,初步具备解决实际问题的能力。 2.C#可视化程序设计 掌握C#高级语言基础、Visual Studio 2008集成开发环境的使用、Windows界面控件的使用、事件驱动的编程机制,使学生获得面向对象的感性认识,初步拥有Windows应用编程能力。 3.数据结构 掌握数据结构的基本概念和各种基本的数据结构,包括数据的逻辑结构(线性表、堆栈和队列、广义表和字符串、树与二叉树、图、文件等)、存储结构(顺序存储、链式存储)以及在这两种结构基础上对数据实施的基本操作(算法)的设计与分析。 4.数据库原理及应用 掌握数据库系统的一般概念、数据模型、关系模型、SQL语言、数据库安全性、完整性、关系数据库理论、数据库设计、数据库编程、数据库管理系统的使用以及运用开发平台开发数据库应用系统的方法,为从事数据库应用开发打下基础。 5.面向对象程序设计(Java) 掌握Java语言基础、面向对象程序设计思想(抽象、封装、类、继承与多态)、工具类、图形界面编程、异常处理、文件输入输出、数据库编程、Java Applet 编程、开发环境与工具的使用等。着重培养学生对Java 编程思想的体会,为进一步学习Java 语言打好基础。 6.Web应用系统开发(JSP) 掌握JSP软件体系结构、运行环境的安装与配置、JSP基础、JSP常用内置对象、JSP与JavaBean、JSP操作数据库、Java Servlet技术,使学生掌握JSP基本理论知识,能够运用JSP进行Web小型应用系统开发。 7.Java网络编程 掌握网络编程基础知识,基于TCP、UDP以及FTP等应用层协议的Java应用开发,使学生掌握“基于协议”的网络程序开发方式。 8.J2EE企业级应用开发 掌握J2EE的体系结构、Servlet、EJB以及利用开源框架(Struts、Spring和Hibernate)进行J2EE程序开发,使学生掌握基于J2EE的企业级应用系统的开发方法。 四、实践教学体系 与上述课程体系配套的实践教学体系包括每门课程的课内实验和课程设计。课内实验部分主要是基础性实验和验证型实验,重点加深学生对知识的理解,掌握基本技术和方法。从第二学期开始,每学期都安排大型的课程设计,课程设计需要综合一门或多门课程的内容。C#可视化程序课程设计,体验C#的编程思想以及组件开发原理,利用Visual Studio2008集成开发环境来完成应用系统的设计,初步体会面向对象程序开发的思想。数据结构课程设计主要针对具体问题进行数据结构与算法设计,并用C语言或C#语言实现。数据库课程设计主要针对具体问题,按照数据库设计的步骤进行,学生可利用已掌握的.NET技术实现具体数据库应用系统。本课程设计涉及技术和数据库两门课程的知识,是对学生综合分析、设计以及编程能力的检验。Web应用系统开发(JSP) 针对具体问题,运用JSP技术及JDBC数据库访问技术,利用开发平台实现小型的Web应用系统,主要检验学生运用JSP技术解决实际问题的能力。Java网络编程课程设计主要检验学生“基于协议”的网络程序开发能力,即学生运用已掌握的网络编程技术进行基于TCP、UDP、FTP等协议的小型应用软件的设计与开发。J2EE企业级应用开发课程设计主要针对Java企业级架构开发,学生使用Struts、Spring和Hibernate进行整合开发Web程序。在完成课程设计任务过程中,学生需要查阅课外知识,有助于培养学生的自学 能力,同时锻炼和提高学生综合分析、设计和编程能力,完整体验到一个应用系统开发的全过程,巩固了已学的知识,为毕业设计和就业打下良好的编程基础。 五、与课程体系相关的教学改革 1.改革教学手段 采用案例教学法。由于学生缺乏实际开发经验,为了充分调动非计算机专业学生学习软件编程积极性,在上课前期就强调应用,精心准备一些与课程相关的应用软件系统案例,使学生从接触课程开始就认识到学习编程的实用性,从而提高学习的兴趣,有利于整个教学过程的实施。 2.改革实践教学环节 转变“重理论、轻实践”的观念,建议采取课堂教学与实验教学相结合、课内与课外实践相结合的教学方法。教师可将课堂教学中技术性、操作性、应用性比较强的内容直接在实验室中进行教学,采取边讲边练的教学方法,使学生在实际操作中掌握相关的知识、技能和方法;为了更好地培养学生的实践能力,应积极加强课外实践活动,例如参与其他院系的网络精品课程建设、教学网站的设计与开发和教育游戏软件的设计与开发等,这些课题本身就属于教育技术学专业应用研究课题,学生在参与过程中,不仅锻炼了动手编程、解决问题的能力,同时还锻炼了与他人合作解决问题的能力,使人才培养方案与社会需求结合,做到学以致用。 3.改革实践教学考核方式 实验考核不但可以考核学生对知识的掌握程度,还能够激发学生的学习积极性,对学生有很大的引导作用。实验部分分数比例设置过低,会使一些学生轻视实践环节,所以适当提高实验分数比例是必要的,且对于不同类型的实验,应采用不同的考核方式。 六、结束语 教育技术学专业是一个交叉学科,学生计算机应用能力的培养在该专业的培养方案中占有重要的地位,加强学生计算机软件开发动手能力也是当前提升学生就业竞争力采取的必要措施。在本文中,主要探讨了教育技术学软件开发类课程体系的建设,通过研究,建立了以“C-C#-Java”语言类课程为主线的教学体系,突出的是该专业学生实践动手编程能力的培养,希望能够为教学技术学本科专业的计算机类课程教学提供一些帮助和启示。教育技术学专业学生计算机应用能力人才的培养是一个循序渐进的过程,该专业计算机类课程体系的改革研究,仍然需要在实践中不断深入探索和完善。 软件开发专业论文:基于CDIO的高职软件开发类专业课程体系的研究与探索 [摘要]文章从区域人才需求和高职学校的实际情况入手,结合高职学生的特点,以加强学生动手能力的培养为目标,探讨基于CDIO的教学模式,从而制订高职软件开发类人才培养方案,主要内容包括高职学生特点分析、课程体系建设、核心专业课程开发等。 [关键词]CDIO模式 软件开发 课程体系 高职 人才培养 进入21世纪以来,国内外高等职业教育体系发生了重大变化,CDIO工程教育模式是当前国际工程教育改革的最新研究成果。培养满足企业需求的人才,主要还是依靠专业课程体系的设置。本文在对台州周边区域企业充分调研的基础上,在教学中引入CDIO教学理念,设置了基于CDIO的软件开发类专业课程体系,对培养高职学生的职业技能以及岗位能力具有积极的意义。 一、软件开发类专业课程体系的特点与存在的问题 1.软件体系结构的特点。20世纪90年代,随着软件工程的发展,软件体系也随之发展起来,软件体系的基本内容和原理来源于近20年软件研发过程中逐步形成的理论成果和实践经验的总结。软件体系结构发展历史短,形成过程还在逐步完善中,理论强于实践,具有很强的学术特点。软件设计原则、方法、技术是对以前软件开发过程的经验总结,设计软件的目的是为了高效快速地运行具体项目。软件需要考虑项目功能的需求和商业因素,因此软件的设计是一门艺术的设计。 2.传统教学中存在的问题。人才培养计划是人成才的实施过程,在职业人才的形成过程中,职业能力和职业素养起了决定性作用。原有的培养计划由于体制、培养模式等因素,严重影响了毕业生的岗位适应能力。主要表现为学生对未来职业的工作环境、岗位能力目标缺乏了解,对学习课程的知识目标、能力目标不明确;单项技能强于职业技能,强调自身的知识能力,课程之间缺乏联系,学生对所掌握的技能不能融会贯通;课程教学以教师为主,学生缺乏必要的认知与体验,教学过程中缺乏必要的学习情境,忽视了学生的主动性;学生对理论知识的掌握较差,对抽象的理论感到乏味;软件的设计是从整体架构层面考虑复杂的用户需求,缺乏项目开发经验的学生很难理解抽象的理论知识,更谈不上将掌握的知识应用到实际的开发中。 3.高校毕业生与社会需求之间的矛盾。2010年全国高校毕业数量达到了630万人,而计算机相关专业的毕业生占了相当大的比例,就业形势不容乐观。有关统计数据表明,就业率在所有行业中属于最差的级别。软件产业处于高速发展阶段,近年来保持30%的增长速度,即便是2009年受国际金融危机的影响,软件产业的增长速度也达到了25.6%,而软件从业人员的增长速度为每年25%。从表面上看,软件产业的发展和人才需求基本持平,但人才供需的实际矛盾突出,究其原因主要是高校对软件产业的需求缺乏了解,培养的学生对工作岗位的适应能力差,而企业对人才需求也近乎苛刻。 二、CDIO模式在课程教学中的探索与研究 CDIO工程教育模式是21世纪国际工程教育改革的最新成果,集中概括了“做中学”“基于项目教育和学习”的教育理念,以工程项目为载体,从项目的研发到运行,让学生以主动的、实践的、有机联系的方式学习工程开发过程。CDIO模式以构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)为主,指出了工程师必须具备的基础知识、个人能力、职业素养以及和社会环境的融合,并教学生如何掌握这些知识、能力和职业素养,强调了理论与实践的结合。 第二,案例导学,培养学生个人能力素质。个人素质和专业技能是一个优秀工程师的必备素质,包括学生认识问题、分析问题的能力,形成建模,解决问题的能力,以及整体的、系统的思考问题的能力。通常选择一些直观的、常见的、学生感兴趣的例题,由指导教师在课前将问题抛出,学生分析用户需求,构建系统体系结构,设计出满足用户需求的软件体系结构。在课堂上,以学生为主,分析、讨论、识别设计的软件体系中存在的风险和解决方案,锻炼学生分析、解决问题的能力,提高实际软件设计过程中的成本意识和风险分析能力。 第三,分组讨论,培养团队合作和交流沟通能力。团队合作和交流沟通能力是软件开发类专业学生必备的能力之一。在实际教学过程中,将学生以寝室为单位分为若干小组,每组由1名组长负责,在课堂上,组长代表本小组,直接和教师或其他小组联系;在课堂外,组长是本小组的项目领导者。在组长的安排下,各成员分工合作,相互学习,相互帮助,拉近了同学之间、学生与老师之间交流的距离。 第四,项目驱动。系统的开发、设计是在企业和社会环境下的构思、设计、实践、运作,是有一个项目系统化的设计过程,是CDIO工程教学模式的精髓的体现。以一个完整的软件开发项目为驱动,以CDIO教学模式为指导,将CDIO的四个阶段有机地融入项目中。第一步,构思。学生先对项目的研发背景和用户需求进行分析,提出系统开发的可行性、系统开发过程中可能遇到的问题,提炼出系统的功能要求及解决方案,写出必要的文档资料。第二步,设计。对系统进行建模,设计出相应的软件体系结构,进一步分析、评估。第三步,实现。设计软件进行必要的软件测试,使软件能正常运行。第四步,运行。对设计的程序进行修订、完善。将教学过程融入项目制作的具体情境中,学生掌握了每个阶段的成果,完成了具体项目的制作,了解了工程制作过程。 第五,能力考核。在考核方式上,摒弃了传统的理论考试,注重软件开发、设计能力的考核。以学生提交项目的运行情况为主,根据各小组成员分工情况进行答辩。首先由组长介绍项目的总体情况、分工情况等,然后由各成员汇报各自承担的工作,最后教师根据具体情况向学生提问,以学生做答来评定成绩。每个小组需要提供相关的技术资料,提高了学生工程能力。 三、高职软件开发类专业课程体系开发 2.岗位能力分析。一是职业发展过程设计。将学生职业发展过程分四个阶段:第一阶段,职业发展初期。上班初期,从文档等资料整理开始,要求掌握办公自动化软件及设备、局域网建设等技能。第二阶段,职业成长阶段。经过一段时间的熟悉,能根据实际需要进行数据库的设计和维护,进行静态网页的制作和图形用户界面的开发。第三阶段,职业成熟阶段。能在软件开发技能方面有提高,掌握基于B/S模式三层架构的WEB应用系统的开发,掌握基于手机的移动应用系统的开发,掌握软件测试技术。第四阶段,经过在岗位上的锻炼和实践,基本能独当一面,独立研发信息系统、大型网站的建设以及移动应用程序的开发等。 二是职业能力与素质分析。专业技术能力:具有良好的编程能力,掌握GUI、Web、移动应用程序等的开发方法,掌握数据库的开发和应用,了解企业级应用程序的基本架构,会在JAVA和.Net两种平台上编写程序和测试程序。社会交往能力:具有良好的人际关系,较强的语言表达能力,较强的团队合作精神,良好的社会适应能力,能承受挫折,学会与人共处。继续学习能力:具有较强的进取心和求知欲,较强的学习能力,独立的思考能力。 四是课程教学实施过程。高职人才培养的实施过程为:大学一年级开设Office高级应用、数据库管理、网站美工设计、静态网页设计、基于CMS的网站开发技术、Java面向对象编程、C#面向对象编程课程;大学二年级开设局域网建设与安全管理、XML应用、软件工程、企业资源规划实施、Java Web应用系统开发、.Net Web应用系统开发、.Net企业级商业站点开发课程;大学三年级开设顶岗实习、毕业设计、Java移动应用开发、C#移动应用开发课程,然后毕业。 四、总结与展望 台州职业技术学院软件开发类专业强调通过毕业设计检验专业综合能力,以课程项目实战检验模块课程的设计,考虑职业岗位的人才需求情况,以提高学生专业技术开发能力为出发点,贯彻CDIO工程教学的先进理念和教学方法,设计了高职软件开发类专业人才培养方案。在未来将在实际教学过程中不断完善方案,为高职软件开发类专业探索新思路。 软件开发专业论文:浅析电类专业仿真教学软件开发的重要性 摘 要: 随着计算机技术的飞速发展,计算机在电力系统继电保护整定计算和数据库管理等方面的发展已相当成熟和普及,但涉及二次系统的技术资料的计算机管理和仿真则相对滞后。本文介绍的二次配线仿真教学软件,可将每个元件为基本单元进行计算机仿真,模拟设备的具体连锁动作过程,设置每个元件的不同状态和不同故障等,应用于学生模拟现场人员读二次系统图,分析故障原因,从而提高运行人员的事故应变和处理能力。 关键词: 电类专业 计算机仿真教学 二次配线仿真 教学软件 一、 引言 传统的职业教育以使学生掌握经验技术和动作技能为目标,以迅速适应工作岗位的要求。但在知识经济时代,由于生产方式的根本变化,人们的职业能力构成必将有大的改变,社会需要更高层次的人才。这就要求我们培养的高等应用型人才,不只是对现有知识、技术、方法的继承性应用,而是应通过自身努力能够不断学习新知识、新技术、新方法,形成新方案、新产品、新创意,分析新情况,创造新问题。因而课程实践教学的改革应以培养的学生具有一定创新能力和创新精神、有着良好的发展潜力为主旨,以行业科技和社会发展的先进水平为标准,充分体现规范性、先进性和实效性。 在电业专业教学中利用计算机进行仿真教学,主要是借助一些具有强大仿真功能的软件平台进行电路仿真实验。这种仿真实验是在计算机上虚拟出一个元器件种类齐备、先进的电子工作台,一方面可以克服实验室各种条件的限制,另一方面可以针对不同的目的(验证、测试、设计、纠错和创新等)进行训练,培养学生分析、应用和创新的能力。与传统的实验方式相比,仿真实验突出了实验教学以学生为中心的开放模式,有效提高了实验教学的效率。 二、传统实践教学的状况及问题 在传统实践教学中,教师是“带”实训而不是“指导实训”,即实践教师是传授知识和技能的主体,而学生则被动地接受知识和技能。这种教学多采用注入式,教师根据教学计划和教学要求拟定内容,其实践内容的选择、步骤的制定和仪器设备的组织准备等概由教师进行。实践时学生只需按规定的步骤机械地操作即可。且在执行过程中,完全听从教师安排,全班统一进度和要求,不利于因材施教。 教学内容过于偏重于基础训练,所以在方法和手段上很单调,主要以“模仿”为主。通过教师详细讲解、操作示范,学生不需主动思维和创新,只需“依样画葫芦”。学生反复训练硬件接线,熟能生巧,形成一定的基本技能。另外所用设备仍以传统的电机电器为主,没有运用现代化教学设备和手段,先进性也显不足。 三、计算机仿真教学的优点 计算机仿真教学最大的特点是有助于突出教学重点,分散难点,只要点击鼠标,就可以进行大量演示。在课堂中无论一个老师多么善于表达、比划,也难以表现一些抽象的和具有共性的知识内容,而这些知识内容又往往是一节课的重点和难点。与传统的教学软件相比,计算机仿真为电气控制教学提供了新手段,弥补了传统教学中的许多缺憾,为教师、为学生创设了充满活力与生机的工作、学习环境。 与传统的方式相比,仿真教学具有如下优点:(1)为学生提供充分动手的机会。强大的交互性能,使得学生可以自己动手设置各种实验参数,并及时得到结果,这在真实世界中往往是无法实现的。(2)灵活地仿真各种真实情况。在仿真软件中可以灵活地设置各种参数、模拟条件,自如地模拟真实世界中的各种情况。(3)设定各种事故及极限运行状态。我们通过仿真,可以了解真实世界中无法实现的危险性操作,或者临界条件。(4)自动评价功能。在一般情况下,仿真软件具有评价功能,可以给学生的每一次操作实时地评分,使学生可以即时地了解自己的每一次操作的正确性或合理性。(5)安全性。所有的操作均不是现场实施,因此绝对不会带来危险的后果。(6)节省开支。 除了以上这些显而易见的优点外,仿真教学还有一些超出人们预期的效果:(1)调动学生的学习主动性。仿真软件一般都是独立操作、独立完成,学生必须开动脑筋认真分析问题,从而才能准确地解决问题。在传统教学中,学生往往会等待教师给出正确答案。(2)开拓想象空间。仿真软件的操作不存在限制,学生可以海阔天空地想象,进行各种各样的设计,并迅速地通过仿真看到结果。这在传统教学中是不可能实现的。(3)减轻教师的负担。学生们主观能动性提高,就意味着教师可以腾出手来做更多的教学工作,或进行有针对性的指导工作。在传统教学中,一个教师往往要面对几十位学生,无法跟踪每个学生的全过程。(4)增强学生的自信心和成就感。通过仿真训练,学生们能充分了解自己所学知识的应用领域,应用前景等,将理论与实践相结合,增强对专业技术的认识,从而激发敬业精神。而传统教学中,学生们掌握了一大堆知识,却不知道如何应用,往往会对本专业有一种挫败感,丧失从事专业工作的积极性。(5)增强学生的安全意识。通过计算机仿真,在虚拟世界中由于错误的操作而产生的安全事故,可以提高学生的警觉,分析故障原因,掌握排除故障的技巧。 四、结语 二次配线仿真教学软件的开发,有利于二次配线教学,能为学生提供充分动手的机会;交互性能强大,学生可以自己动手设置各种参数,并及时得到结果,可以灵活地仿真真实环境。通过仿真,学生可以了解真实世界中无法实现的危险性操作。所有的操作均不是现场实施,不会带来危险的后果。仿真软件一般都是独立操作,独立完成,学生必须开动脑筋认真分析问题,从而才能准确地解决问题,解决了传统的教学中学生等待教师给出正确答案的缺陷。仿真软件的操作不存在限制,学生可以海阔天空地想象,进行各种各样的设计,并迅速地通过仿真看到结果。通过仿真训练,学生能充分了解自己所学知识的应用领域、应用前景等,将理论与实践相结合,增强对专业技术的认识,从而激发敬业精神。通过计算机仿真,在虚拟世界中由于错误的操作而产生的安全事故,可以提高学生的警觉,分析故障原因,掌握排除故障的技巧。学生们主观能动性的提高,就意味着教师可以腾出手来做更多的教学工作,或进行有针对性的指导工作。 软件开发专业论文:影响师范院校计算机专业学生软件开发能力的原因分析 摘 要: 影响师范院校计算机专业本科毕业生就业问题的因素有很多,而学生软件开发能力薄弱是关键因素之一。本文结合现实情况,系统地分析了影响师范院校计算机专业学生软件开发能力的原因,并给出了相应的改进建议。 关键词: 师范院校 计算机专业 软件开发能力 1.提高师范院校计算机专业学生软件开发能力的必要性 大学生就业问题已经成为广受关注的社会问题,而在高等院校中发展最快、在校人数最多的计算机专业,其毕业生的就业情况显然并不乐观,尤其是师范院校计算机专业的本科生,面临的就业问题尤为突出。形成这种局势的原因是相当复杂的,关键因素可以概括为以下两个。 (1)近几年国内师范类计算机专业毕业生“供大于求”。十多年来,随着高校计算机专业的发展和生源的扩招,使得计算机教育队伍逐年壮大,而计算机老师的需求量却在逐年减少。近些年,城市中小学计算机老师几乎饱和;而在农村,由于中学“信息技术”课程还尚未正式纳入中考、高考等升学考试的范围,社会各界对中学计算机课程不重视,许多学校甚至尚未开设“信息技术”课程,即使开课,也不聘请专门的计算机老师进行授课。 (2)与工科院校相比,师范院校计算机专业毕业生实践能力差,因此降低了就业竞争力。受已有的培养方案的限制,师范院校计算机专业单纯地培养面向中等学校计算机教育师资,所开设的部分课程与社会需求脱节,培养的毕业生动手能力不强、软件开发经验不足,无法胜任软件开发和计算机应用工作[1],这显然加大了师范院校计算机专业毕业生的就业难度。 师范院校计算机专业毕业生就业难的现状很可能会一直持续下去,解决的方法除了加强社会对计算机教育的重视外,师范院校还必须从自身做起,加强对计算机专业学生软件开发能力的培养,让学生能够具有更强的竞争能力,可以到竞争激烈的人才市场去应聘。 2.影响师范院校计算机专业学生软件开发能力的原因 计算机专业培养学生的目标主要是系统掌握计算机的基础理论,学习计算机先进的设计、开发技术,成为具有良好的综合素质、较强的创新与实践能力的专业人才。软件开发能力是计算机专业学生应具备的重要的、基本的技能[2]。而师范院校培养的计算机专业毕业生软件开发能力普遍偏弱,当然产生这种结果是有多种原因的。 (1)培养方案过时。师范院校计算机专业最初的教学目标就是为中等学校培养计算机师资,所以在教学培养方案中安排了很多与计算机教育教学相关的课程,比如中学教材分析、计算机教学法等课程,这些课程占去了学生很多的学习时间,另外,学生在校期间还要去中小学教育实习几个月,可是最后几乎95%的师范院校计算机专业的学生毕业后并不去当老师;培养方案中严重忽略学生实践能力的培养,很多语言类课程没有安排与之配套的课程设计,即使有,也大多流于形式,没能达到教学目标,学生学到最后根本不知道什么是软件开发,又何来软件开发能力呢?近几年来,部分师范院校对培养方案进行了改革,在计算机专业中设置了非师类专业,然而,培养方案改革并不彻底,依然残留师范式教育的影子。 (2)教师的软件开发水平不高。教师的软件开发水平直接关系到学生的学习效果。教师的软件开发水平普遍偏低,尤其在计算机专业,一般热爱软件开发及开发能力强的人毕业后多半去软件公司,很大一部分不热衷于软件开发的人进入高校当计算机老师,所以目前不少高校计算机专业教师缺乏软件开发经验,甚至很多教师从来就没有参与过一个完整的项目研发过程,就连上课都不能现场编程,只能纸上谈兵,照本宣科,在教学过程中自然难以理论联系实际。教师的软件开发能力不高,必然不会重视学生的软件开发能力的培养,也无法培养学生的软件开发能力。 (3)教学方法老套。教学方法有待改进。大部分老师在教学过程中重理论轻实践。一方面,老师将教学重点放在程序语言细节讲解,忽视实际案例分析,无法调动学生的学习积极性。长此以往,学生对软件开发的意义、框架、方法、思想都难以整体把握,大量平淡枯燥的代码迅速削弱学生对软件开发的兴趣。另一方面,大部分老师在教学过程中忽视学生实践能力的培养,不给学生提供自己动手独立思考的机会,语言类课程的教学,实验课一般完成的多是验证性实验,很少或者几乎没有设计性和综合性的实验,学生在学习的过程中体会不到成就感,当然谈不上动手能力的提高,更不可能对软件开发产生浓厚的兴趣。 (4)考核方式教条。计算机专业课的考核方式深受应试教育大环境的影响,很多院校语言类课程的考核方式都是“平时成绩+实验成绩+笔试成绩”,只是所占比例有些区别,而实验成绩无法评价一个学生的实践能力,笔试成绩更是多半考核学生的基础知识,这种考核方式使得学生重视考试,忽视应用,运用知识的意识与能力较弱。 3.培养师范院校计算机专业学生软件开发能力的建议 综上所述,要想提高师范院校计算机专业学生软件开发能力就要从根本上解决现有的问题。第一,要修订培养方案,将提高学生的软件开发能力作为首要考虑的培养目标,不但要增加学生实践的课时安排,还要主动为学生创造实践的机会,比如安排课程设计,与企业联合,建设实训基地等。第二,要加强教师自身对软件开发的重视,同时要提高教师的软件开发能力。让教师在教学过程中带领学生结合实际情况开发实用的软件,激发学生学习的兴趣,让学生体会软件开发的意义和成就。第三,要改进教学方法,开展目标驱动教学,比如每门课程都有教学任务与实际应用结合紧密的软件系统设计和实现的目标,将学生分成多个小组,然后每次课的实验任务就是让学生运用本章所学的知识去完成本系统的一部分,课程结束后,每个小组的学生都可以收获到一个自己亲手设计和实现的软件系统。第四,要改革考核方式。考核方式不只是有笔试一种,可以采用分组进行课程设计和答辩相结合的方式。 总之,要想提高师范院校计算机专业学生的软件开发能力,就要学校、教师和学生同时行动起来,确定明确的目标,加强软件开发意识,调动学生的积极性,让学生了解软件开发的意义,加深软件开发的意识,参与软件开发的过程,从而提高自身的软件开发能力。 软件开发专业论文:计算机专业软件开发能力的培养策略 摘要:软件开发能力已成为计算机专业学生应熟练掌握的一项重要技能,我院针对当前社会对软件人才的实际需求,制定了科学合理的教学方案。本文介绍了我院的培养策略以及实践效果。 关键词:软件开发;能力培养;教学方案 1引言 随着计算机硬件、软件、网络等信息技术的快速发展,计算机已由最初单机计算为主发展为现在以网络化信息处理为主,功能不断增强,性价比不断提高,应用范围不断扩大,推动信息社会快速发展,因此社会需要大量高质量的软件产品,更需要大量高素质的软件人才。据前程无忧网统计,如图1所示,该网站2006、2007年软件开发相关的岗位总数分别是33653、42177个,对各类软件人才的需求量稳步增长,其中,高级软件工程师的岗位数增长最快,增长了1.6倍,说明市场更加欢迎高级的软件人才,以后企业间的竞争是高级人才的竞争。调查显示,2007年中国软件产业存在至少20万软件人才缺口,并且这个缺口还以每年20%左右的速度增长。IT人才的短缺严重阻碍着中国IT产业的发展。教育体系有跟不上市场需求的危机,因此如今许多IT培训机构的业务非常火暴。 图1 2006年、2007年前程无忧网的软件开发岗位数比较图 计算机专业培养学生的目标主要是系统掌握计算机的基础理论,学习计算机先进的设计、开发技术,成为具有良好的综合素质、较强的创新与实践能力的专业人才。软件开发能力是计算机专业学生应具备的重要的、基本的技能。近年来,软件人才已成为当今社会最紧缺的人才之一,一方面说明当今社会对软件人才的刚性需求,另一方面说明当前高校培养的合格的软件人才数量不足,而我国许多高校计算机专业的招生规模不断扩大,但教学质量并没有提高。主要表现在学生基础理论不扎实、应用型知识缺乏、动手能力不够、自学能力不强和软件开发经验不足等方面,因此必须加强计算机专业学生软件开发能力的培养。信息产业部日前公布的一份软件产业发展规划显示,2010年中国软件产业销售收入预计将达到13000亿元人民币。软件行业期望新的从业人员应该具备以下三个重要特征:①扎实的概念基础和技术技能,从而能够适应不断变化的IT行业;②获得行业实际项目开发所需的技术和经验,熟练掌握编程的核心技能、规范和有关工具;③具有沟通与协作技能以及团队合作精神。下面从教师和学生两方面入手,分别探求软件人才的培养方案。 2教师是教学质量的保证 2.1教师要重视软件开发 目前许多教师重视读学位、写文章,轻视软件开发实践,因为后者不但辛苦,且不容易被大家认可,如在高校评职称时,写一篇普通文章强过开发一个优秀软件,显然两者的技术含量与付出的劳动都不成正比,但从长远的角度看,软件开发有益于教师的科研与教学,如笔者在读博期间研究一种综合算法,需要编写许多软件工具,构建算法实验平台,因此软件开发能力是进行算法研究的前题。 2.2教师软件开发水平有待提高 目前不少教师缺乏软件开发经验,难以理论联系实际,只能纸上谈兵,照本宣书。笔者开发过大量高质量的软件系统,授课时经常结合自己开发过的一些软件项目讲解算法与数据结构与软件工程等课程,有许多经验和方法都是在长期实践中领悟而得,学生对此非常感兴趣,从中受益匪浅。学生不仅学到了软件开发知识,还掌握了软件开发的方法,增强了对软件开发的信心。你若没有编写过大量程序,就很理解面向过程(Procedure-Oriented)、面向对象(Object-Oriented)、面向方面(Aspect-Oriented)与面向服务(Service-Oriented)等软件设计方法的思想并在项目中灵活运用,也无法体会设计模式(Design Pattern)的精妙之处。 2.3改进教学方法 如笔者在讲授Visual Basic(VB)与Visual C++(VC)等课程时,教学方法如下。 (1) 改革课程考核指标 为引导和鼓励学生多动手,加强软件开发实践,在学期初就公布成绩计算方案,如:总成绩=笔试成绩×60%+实验成绩×20%+软件项目成绩×20%。软件开发能力很难用一份试卷反映出来,不仅要考查算法理解与运用的能力,还要考核动手实践的水平。实践证明,通过软件项目的开发,能充分反映学生的综合素质,也能准确全面地了解学生对知识和技能的掌握情况。 (2) 教学初期强调对编程细节的指导 学生尚未入门时,要具体指导,最好用多媒体讲解,教师应现场编程。有些教师担心上课时编程出错,就将程序放在幻灯片上,上课时一闪而过,教学效果不理想。教师现场编程对教师提出更高要求。编程水平是软件开发水平的基础,笔者讲授任何一种语言都是边讲边编程,有时还会结合新算法,自由发挥,考查学生的理解能力,当然编写的程序有时也会出错,通过现场代码调试或查看帮助系统,很快就能解决问题。学生不仅要学习编程,更要学习教师分析问题和解决问题的方法,因此教师编程的全过程就显得非常重要。 (3) 教学后期要加强软件项目的开发 教师可先演示编写一个小软件。现在不少学生喜欢玩游戏,为增强学生的兴趣,笔者就用VB、VC编写过俄罗斯方块等游戏软件,学生们觉得很好玩,于是许多学生都编写了游戏程序,寓教于乐。其实一个小小游戏程序几乎包含了软件开发的所有领域,如系统分析与概要设计、可视化界面设计、游戏规则的算法设计、多媒体编程,也可能涉及数据库或组件设计与编程,如果是网络游戏还涉及网络编程、软件调试与测试、制作软件安装程序、编写相关文档。学习过程中提倡学生相互讨论,互相帮助。现在互联网的信息非常丰富,学生遇到的多数问题都可在网上找到答案,可以说软件开发可以离开教师与书本,但决不能离开互联网。 (4) 课程设计或毕业设计的选题要有现实意义 鼓励或要求学生开发一些真正的软件项目,其原因主要有:①学生觉得更有现实意义;②软件需求更为实际,需要学生实际调研后,整理、分析、总结出用户的真正需求,软件要求相对较高;③当用户使用时,更容易发现软件的Bug和设计的缺陷;④有效避免学生抄袭已有代码蒙混过关。总之,这样更能反映并提高学生的软件开发水平。爱尔兰通过发展教育、培养人才、吸引软件人才和大批跨国IT公司,促进软件产业发展,从30年前的一个农业小国,一跃成为世界软件出口第一大国。最近有一位在爱尔兰的中国留学生曾向笔者请教毕业设计的问题,他说本科毕业设计是开发一个购物网站,技术含量不高,但很实用,经过数月努力圆满完成,可硕士毕业设计遇到了技术难题,设计内容是用Java开发可以操纵手机的PC程序。这个课题很新,也很实用,这也是笔者在江苏省自然基金网上项目评审系统中开发过的一个软件,主要用于联系评审专家,只是我是用C++开发的。该软件涉及到系统底层的开发,如串口通信、手机的AT指今、通信数据包与通信议协的分析与处理、通信内容的数据挖掘与智能处理;该软件还要考虑Java操控操作系统的底层和C++系统向Java系统的移植。这说明了爱尔兰的计算机教育中,毕业设计课题来源于社会,有较强实用价值。 3学生是学习的主体 3.1学生应保持良好的学习心态 (1) 学习是一条漫长的道路 软件开发的学习是一个循序渐进的过程,不可急于求成。现在不少学生不太爱学习基础课程和钻研技术,学习不踏实,总想找些速成的学习方法。一部分学生认为大学里学习的算法与数据结构等课程不实用,还不如就学VB和数据库更能直接派上用场;还有一部分同学瞧不起程序设计工作,还不如学习项目管理,可以管理程序员工作,有地位,工作轻松,收入又高,因此把学校的课程弃之不顾,主攻管理学。前一类的人是急功近利,因基本功不扎实,发展后劲不足;后一类的人是好高骛远,本末倒置,不懂软件开发的项目管理,只能是纸上谈兵! (2) 不要害怕走弯路 软件开发中充满智力与耐力的挑战,如何设计更为精巧的算法,就如同智力游戏。书写、整理软件中的大量代码与文档,没有足够的细心与耐心,就会半途而费。在学习软件开发的过程,经常或多或少会走一些弯路,但这不是坏事,因为以后会有意避免或少走这样的弯路。笔者在软件开发初期就经常走弯路,有软件工具选择不当,如将.Net改为Java;有欲速则不达的,如为简化编程使用现成报表系统,结果有些功能无法实现,最后只好编写近万行代码,开发了通用报表系统;还有技术使用不当,在一些专家的鼓动下使用了一些“最新技术”,殊不知这些最新技术隐藏了许多问题,这对软件系统是致命的,因此软件项目开发与科学研究不一样,不要选用最前沿的最新技术,而要采用成熟的主流技术。 (3) 兴趣是最大的学习动力 如果你对软件开发不感兴趣,整天面对电脑,输入代码,不停思考问题,肯定会无聊和痛苦的。据统计,中国35岁以上程序员只占5%,其中一个主要原因就是当程序员长期从事软件开发时,如果没有兴趣导向,就难以坚持,最终只能选择放弃。而国外许多软件大公司,年长的程序员却很多,主要还是他们热爱这个职业。笔者对软件开发很感兴趣,对每个技术细节总想追根求源,因为理解,学习效率倍增,开发软件的数量与质量也在不断提高。在学习新技术或开发有挑战性软件项目的过程中,会有一种满足感与成就感。当然还要消除学生对软件开发的神秘感,当他完成一项软件时,就会了解软件开发的全过程,且觉得很有意思。 3.3实践为主,注重积累 软件开发是高强度的脑力劳动,不仅要加强理论学习,更要重视实践。只有编写过大量程序之后,才能体会出软件开发的精髓。经验来自实践。软件开发中会产生问题和错误,若能解决好,可上升为经验,而这些经验是书本中学不到的。经验与代码的积累在今后的软件开发中尤为重要,时常会产生事半功倍的效果。笔者在开发软件时,构建了许多类库、函数库与通用组件,如通用查询、报表、动态界面、数据库与Office操作等组件,提高了软件开发的质量与效率。很难想象一个没有任何实践经验与代码积累的程序员可以快速开发出高质量的软件系统,这也是现在不少用人单位要求应聘者要有多年软件开发经验的原因。 3.4突出学习重点 针对学生的兴趣、特长和软件人才预期的需求热点,有选择地学习相关内容。软件知识与技术名目繁多,不可能全部学完、学精,对于需求热点可以查看一些IT人才网,多数技术较为相似,万变不离其宗,学习重点相对稳定,主要有: (1) 精通一门编程语言。从目前网络版软件主要分为C/S(客户/服务器)模式与B/S(浏览器/服务器)模式,前者可学习C++、Java、Delphi(Pascal)、C#等编程工具,后者可学习JSP(Java)、.Net(C#)、ASP、PHP等编程工具。随着互联网快速发展,目前B/S模式占据主流地位,其中Java/ J2EE和.Net人才成为热门。但对于计算机专业的学生,C++语言是一定要学好的,它是许多核心系统的唯一语言。当然Java语言是全球最热门的语言,主要原因是Java具有跨平台、开源、安全等方面的强大优势。 (2) 熟练掌握一门数据库。如Oracle、SQL Server、MySQL,能灵活使用SQL语言和编写存储过程、触发器,并能将它与前面的编程语言相结合。多数系统都与大量数据有关,因此必须使用数据库技术,最好能够掌握数据库的维护与优化技术,以提高系统的性能。 (3) 深入研究数据结构与算法。有些软件系统对性能比较敏感,因此可提出更优的数据结构与算法,从而满足系统的性能要求;它还是研究核心技术的关键。 (4) 学好英语。目前大部分第一手的技术资料都是英文的,且随着外资软件企业与软件外包项目的增多,对英语口语与写作能力提出了更高的要求。学生平时应多看一些英文版计算机教材和英文技术资料,这样可以学习到最新知识与技术,更好理解作者的思想,也培养了英文阅读能力,对以后工作也会有帮助。如不少学生进入外资企业或软件外包公司后,相关资料几乎都是英文的,有时还要与国外客户或技术员开视频会议,发送E-mail等。 如果对MIS系统感兴趣,可重点学习数据库的管理、开发与优化技术;如果热爱网络通信,可重点学习网络通信与安全技术;如果有绘画特长,可选择网页、游戏或软件的界面设计;如果有编程天赋,可重点研究算法的设计与优化;如果想成为软件高级人才,可学习系统分析与架构设计;如果觉得编程水平一般,可从事动态网页设计或软件测试等。然而作为计算机专业的学生,应努力从事较高技术含量的软件开发,进一步拓宽知识面,掌握软件开发技术的全貌,优化知识结构,提高综合素质,这将有益于今后的就业与事业的发展。 3.5加强自学能力的培养 有人认为软件技术发展很快,软件人才被淘汰也快。然而解决该问题的最好方法就是学会如何自学,一门有生命力的技术,其发展必定很快,相关人才优胜劣汰,竞争激烈,如何保证永不落伍,唯有不断学习。如果完全依靠教师讲授,显然是不够的,必须强化自学能力的培养。笔者深有体会,本科是学习物理专业,多数计算机相关课程与软件技术全部是自学而成,对于目前软件技术的学习与研发游刃有余。学习一门新的软件开发工具或技术,笔者通常是先买一本由浅入深的书,再从网上或光盘上找到多媒体教学课件,边看、边听、边想和边练,将重点内容学完后,再找一个相关的软件项目,用该软件工具或技术进行开发,这个过程会发现许多意想不到的难题,通过研究官方帮助与网上的相关资料方可解决,当项目完成时,对学习内容的理解与掌握又深入一大步。据IT168统计,软件开发者学习.NET技术的主要渠道中,自学占69.4%。 4结束语 信息时代的许多领域都需要计算机专业人员,他们不是一般的计算机操作员,而是计算机硬件与软件的研发人员。目前计算机硬件已趋于成熟与统一,而软件的个性化需求却日益增强,存在巨大的市场空间,但对软件人才的要求也在不断提高,因此计算机专业的学生应勇于承担起这样的责任与使命,经过教与学的共同努力,提高学生的软件开发能力,为社会培养出更多优秀的软件人才。 软件开发专业论文:从软件开发过程看高职软件专业方向的设置 摘要:高职教育的目的是培养生产活动需要的应用型人才,其专业方向划分要以职业岗位群为依据。本文依据国际公认的软件工程思想,对软件开发过程涉及的29种岗位加以分析,对高职软件专业方向的设置提出了相应的建议。 关键词:软件;高职教育;专业方向 我国的高等专科教育,从发展历史上可以分为本科压缩型、技术应用型和大众型三类[1]。所谓本科压缩型,是特定历史时期为了多快好省地培养急需的专业人才而设立的教育层次。其教学内容和专业设置完全仿照本科教育,但培养规格有所降低,学制也缩短一年。技术应用型专科是按照职业教育思路举办的教育形式,主要培养应用型人才。大众型专科教育主要包括各类成人教育和自学考试,具有宽进严出的特点。其产生的目的是为了在民众中普及高等教育。随着我国高等教育事业的发展,本科压缩型和大众型专科教育已经愈来愈不符合我国人才培养的需要。另一方面,由于经济的发展,应用型人才出现了严重的短缺。技术应用型专科教育呈现出旺盛的发展势头。这种技术应用型专科教育,就是今天我们所说的高等职业教育(简称高职)。 高职教育不是本科的压缩,其实质是要培养区别于本科的不同规格或者种类的人才,也就是应用型人才。因此,高职院校的专业设置思想必须不同于本科教育。普通高校的专业设置是以学科建设为基础,以基础学科专业为依托,以社会需求为导向,以课程建设为核心;高职院校专业设置是以市场需求为导向,以职业岗位(群)为依据,以技术含量为参数,以学科专业的交叉复合来综合研究专业的设置。[2]本文通过对软件开发过程和软件生产职业岗位的分析,对高职院校软件专业方向的设置进行探讨。 1软件生产过程及参与者角色 软件生产是软件产品形成、交付使用、维护和退出使用的全过程(即生命周期)中所有活动的总称。尽管不同的组织或实践者对软件生命周期中的生产活动的执行方式、先后顺序有不同的观点和做法,但对这些活动种类的认识是完全一致的。这是美国Rational公司在20世纪90年代所提出的统一过程(Rational Unified Process, RUP)理论[3]。 RUP将软件生产活动分为:业务建模、需求、分析设计、实现、测试、部署、环境支撑、项目管理、配置及变更管理。上述活动中,业务建模的目的是分析和理解将要使用软件的组织机构的业务活动,进而导出对软件的需求;需求活动是将组织机构或者个人对软件的需求进行发掘、归纳、表达和管理;分析设计活动通过对软件需求的分析,给出对软件的设计;实现活动将软件的设计转化为可以执行的代码、文件等最终形式;部署是将已经实现的软件形式应用到实际的工作环境中;环境支撑的目标是为软件生产过程提供适当、足够的支撑环境,如软件的开发工具和管理工具就是基本的环境。项目管理的目的是在规定的成本、限定的时间内通过验收。配置和变更管理是软件生产特有的保证质量、提高效率的重要活动。RUP同时归纳出完成上述活动需要以下29种角色――即职业岗位。 (1) 分析人员类:业务设计者、业务模型评审者、业务过程分析员、需求评审者、系统分析员、需求说明者、用户界面设计者。 (2) 开发人员类:软件架构师、架构评审者、封装设计者、代码评审者、数据库设计者、设计评审者、设计者、实现者、集成者。 (3) 测试人员类:测试设计者、测试员。 (4) 管理人员类:变更控制经理、配置经理、部署经理、过程工程师、项目经理、项目评审者。 (5) 其他角色:课程开发人员、图像艺术家、系统管理员、技术写作者、工具专员。 RUP对上述职业岗位的职责、候选者的经验和知识背景给出了详细的建议,这里不再引述。上述职业岗位的划分考虑了一般意义上一个完整的软件开发过程客观存在的角色。在一个具体的软件开发组织或者一个具体的软件项目上,这些角色不一定同时存在。另外,在实际的组织机构中,参与人员的职位名称并不总是与此一致,而且一个参与者通常会同时担任多种角色。但无论如何,这些角色种类对人员素质的要求,对我们思考高职软件教育的专业方向设置具有重要的参考意义。 2高职毕业生适合的软件生产角色 软件生产是公认的知识密集型过程。上一节列举的许多职业岗位的担任者需要深厚而综合的知识背景和较长的实践经验,属于软件生产中的高端人才。高职毕业生不适合担任这类角色。另一方面,尽管软件生产是高技术和知识密集型过程,高职毕业生也可以在其中发挥重要的作用,这是我们办高职软件学院解决软件生产人才缺乏问题的前提。那么,哪一些是高职学生可以担任的角色呢?通过对上一节所列各角色的分析和笔者的实践经验,可以得出最有可能使用高职毕业生的角色及其技能要求如下: (1) 分析类人员。需求说明者:参与需求发掘全过程,负责将需求以适当的方式描述出来,并与涉众进行沟通。要求具备软件工程基础知识,有良好的表达和沟通能力,包括写作能力;熟悉需求描述的专业技术和工具。用户界面设计者:根据用户需求建立界面原型,并对实际实现的界面给出评审和反馈意见。要求具备软件系统的操作使用知识,对需求的理解能力以及界面设计美术基础(不需要具备实现界面的能力)。 (2) 开发人员。实现者:按照项目采用的标准和设计文档要求编写软件系统的构成组件以及对这些组件进行测试。要求能够理解设计文档和标准规范,有熟练的编程技巧和软件测试的知识。集成者:对实现者完成的系统组件进行集成,并对集成活动进行计划和管理。要求同实现者。 (3) 测试人员。测试员:按照测试设计者提供的大纲设置和执行测试,评估测试执行情况,从测试错误中恢复过来。对初级测试者要求具备待测试的应用或系统的知识,具备测试和测试自动化方面的知识,具备诊断及解决问题的能力,当然最好也具有编程的技能。 (4) 管理人员。项目经理:负责项目的资源分配,管理项目运作,负责与客户或用户的沟通,确保项目在规定的时间和预算内完成。项目经理要求具有相关应用领域的经验和软件开发的经验;具有项目管理的专业知识,有较强的沟通能力及领导能力。配置经理:配置经理为产品开发组提供总体的配置管理基础架构和环境,负责日常的配置管理工作。配置经理要懂得配置管理原理,并且最好具有使用配置管理工具的经验或者接受过有关培训。配置经理必须注重细节,讲求原则。部署经理:部署经理负责产品移交工作,并在相关文档中作记录。部署经理要求有部署系统的经验,具备沟通及协调能力,计划性和行动力强。 (5) 其他人员。技术写作者:技术写作者产生最终用户支持材料,如用户指南,帮助文本,发行版本说明等。技术协作者应具备技术写作的经验或受过相应的培训。具备帮助系统开发和网站建设的经验或培训经历。最好具备所写作领域的背景知识。同时还要求有较强的沟通能力。图像艺术家:图像艺术家创建作为产品组成部分的艺术作品。图像艺术家必须有创新设计领域的历练。同时也必须具有相关产品生产过程的知识。相关领域的市场及公关经验对图像艺术家也很有帮助。系统管理员:系统管理员角色维护软硬件开发环境,进行系统管理、备份,等等。担任此角色的个人要求对项目所使用的特定硬件和软件组件以及他们之间可能存在的依赖关系有较深的认识。需要对开发平台的操作系统、网络以及如安全、分布等方面的内部机制有深入理解。解决问题及诊断故障也是此角色的关键技能。 上述11种角色在全部角色中只占了约1/3,但在大型的软件生产组织中,这些角色在生产中的人数比例可能超过50%,在小型的开发组织中也不会少于30%。 3高职软件学科专业方向划分 上述11种角色,可以分为6个有内在关联的角色组。第1组:软件开发人员,主要担任实现者角色;第2组:软件测试人员,主要承担软件测试工作;第3组:系统集成与管理人员,主要包括系统集成者、项目经理、配置经理、部署经理等;第4组:文档写作人员。包括需求说明者、技术写作者;第5组:美工。包括用户界面设计者、图像艺术家;第6组:系统管理员。这六个组别,就是六种就业方向。我们在培养时可以有针对性地在这6个方向上组织教学。如果把培养这6个角色组的专业方向分别命名为软件开发、软件测试、软件管理、技术作家、软件美工、系统管理,根据上一节对角色的要求,我们可以对各专业方向的培养重点给出基本的描述。 (1) 软件开发方向:重在培养学生程序设计的技能,并理解软件生产过程,要求掌握几种具体的软件开发工具(或环境)的使用。 (2) 软件测试方向:重点培养学生的软件测试技能,并了解软件生产全过程,要求学生掌握集中具体的软件测试工具(或环境)的使用。 (3) 软件管理方向:使学生具备软件开发的基本知识,重在培养学生的管理能力和通晓软件管理的知识,掌握管理工具的使用。 (4) 技术作家方向:让学生理解软件和软件产品生产过程,同时具备技术写作技能,掌握有关工具的使用。 (5) 软件美工方向:让学生理解软件和软件产品生产过程,同时具备程序界面和美术作品设计技能,掌握有关工具的使用。 (6) 系统管理方向:重点在使学生对计算机系统硬件、操作系统、网络等方面有深入了解,能够熟练操作和管理相应的软硬件系统。 上面列举的是技术方面的培养要求。实际上,在教学中还要将对学生非技术能力和基本素质的培养贯穿于始终。这包括沟通能力、团队精神、纪律、职业道德等。学生的素质实际上是技术和非技术两方面能力的综合。在制订教学计划时,要考虑既能让学生马上承担实际的工作,也要为他们进一步的学习打下基础。我们可以将用人单位的许多岗前技术培训落实在教学中,同时,也为每个专业的学生的职业发展,制定从初级到高级的路线图。 上述6个专业方向的生源,(4)、(5)两个方向既可以招文科生,也可以招理科生。其他方向主要招收理科学生。课程设置时,如果将全部课程分为公共基础课、专业基础课、专业课三个模块,则全部专业方向共享公共基础课,(1)、(2)、(3)方向和(4)、(5)方向可以分别共享两组专业基础课,系统管理方向要单独设置专业基础课。各方向的专业课程则要根据各自目标确定。 由此可见,本文提出的专业方向设置方案既与现有的专业设置思想吻合,也更加有利于高职院校软件人才的培养,同时对学生再学习能力的发展也有帮助。 4结语 通过对软件开发过程和参与者角色(即职业岗位)的分析,高职院校软件专业可以设置软件开发、软件测试、软件管理、技术作家、软件美工和系统管理等6个专业方向。这6个方向的毕业生毕业后可以担任软件生产过程中适合高职毕业生的多种角色。这种专业方向设置方案不仅与现有的专业设置思想吻合,也有利于高职院校软件人才的培养。 软件开发专业论文:软件开发专业“工学结合”的人才培养模式 摘要:为促进软件开发专业的人才培养和专业建设,根据“工学结合”人才培养模式的现状、特色及我院具体情况,探讨软件开发专业“工学结合”人才培养模式,重点阐述培养模式的实践方案和实践内容,并对我院的实践成果进行简单评析。 关键词:人才培养模式;工学结合;软件开发专业 “十五”期间,我国的职业教育迎来了难得的发展机遇。但是,职业院校的人才培养模式和教学质量仍然无法有效满足经济社会发展和用人单位需求的变化,人才培养质量与用人单位的需求存在差距。高等职业教育如何达到“培养高级应用型人才”的目标,还在研究、探索之中。针对我国应用性高校人才培养的现状,国家提出了要在实践教学、“工学结合、校企合作”、“双证”制度、“订单式”培养等各方面创新人才培养模式。其中,“工学结合、校企合作”的人才培养模式就是将学习与工作结合在一起的教育模式。它是以职业为导向,充分利用学校内、外不同的教育环境和资源,把以课堂教学为主的学校教育和直接获取实际经验的企业工作有机结合,贯穿于学生的培养过程之中[1]。 “工学结合、校企合作”的人才培养模式,不仅能增加学生的实践锻炼机会,更重要的是它能使学生感受到真实的工作场景,学到真正的技能。学生在校内以受教育者的身份,根据专业教学要求参与各种以理论知识为主要内容的学习活动,在企业及公司根据市场需求以“职业人”身份参与所学专业相关联的实际工作[2]。这种教育模式的目的是提高学生的综合素质和就业竞争能力,同时提高学校教育对社会需求的适应能力。 目前,国家积极提倡高等职业教育院校进行“工学结合、校企合作”教学模式的实践和探索,各院校都在致力于找出改革中的重点和难点,建设一批高水平的师资队伍,改革教育教学方法。因此基于“工学结合、校企合作”的软件开发专业人才培养模式的研究与探索颇具价值。 1 “工学结合”人才培养模式 1.1现状 “工学结合、校企合作”的人才培养模式是一种被国内外以培养应用型人才为目标定位的、高等学校所广泛采用的、相对成熟的人才培养模式。它是在人才培养全过程中,以培养学生的全面职业化素质、技术应用能力和就业竞争能力为主线,充分利用学校和企业两种不同的教育环境和教育资源,通过企业与学校的长期合作和双向互动,将在学校的理论学习、基本训练与在企业的实际工作经历有机结合起来实现高素质高技能人才培养。较为国人所熟悉的、对我国高等教育发展有着较大借鉴作用的国外的人才培养模式有北美国家的“合作”教育、英国的“三明治”教育、德国的“双元制”教育、日本的“产学合作”模式、新加坡工艺学院的“教学工厂”模式和澳大利亚的“技术和继续教育学院”模式等。而国内在借鉴了国外成功经验的基础上,也有了上海工程技术大学的“薄三明治”教育、江汉石油学院的“工学交替311”合作教育、武汉理工大学“工学交替,预就业”的“611”教育等人才培养模式[3]。但是,我国目前在软件开发专业尚未形成以职业资格标准为依托,按照“工学结合、校企合作”要求建立起来的完备的职业教育课程标准、课程体系。 1.2特色 1) 人才培养模式突出实用型人才教学改革的难点和重点,以凝练软件学院核心竞争力为目标,敢于面对与企业合作难、共同开发课程难的现实,探索软件人才培养模式改革的路子; 2) 人才培养模式主要以提高学生职业能力为目的、以提高就业率为导向,将不同目标的达成按照不同的教学方法和手段进行。 2推进“工学结合”人才培养模式的基础 郑州大学软件技术学院是河南省唯一的一个国家级示范性软件技术学院,有较好的师资条件和先进的软硬件环境,定位于培养实用型的软件人才,在软件开发专业的教学计划的制定与实施、实训环节的制定与实施、培养模式等方面进行了大胆探索与实践。经过几年的教学运行,在课程体系、课程内容、教师队伍建设、实训环节等方面取得了一定的教学成果。 学院从2005年开始招收软件开发专业学生,学院领导十分重视专业建设。在几年的教学实践中,大家积极地进行教学改革,取得了一定的成绩。主要有以下几个方面: 1) 根据行业发展,调整教学计划。从2004年建院开始,学院每个学期都进行教学研讨会,根据计算机行业发展的需求及要求,聚集全院老师及实训机构相关人员进行教学计划、教学内容、教学方法及实训体系的研讨,探索适合于用人单位的人才培养模式。 2) 深化教学改革,更新教材内容。2007年6月,为了能够紧跟计算机行业,特别是软件行业的发展,学院及河南省其他高职院校的老师与河南省科学技术出版社合作,成立了21世纪高职高专软件技术专业规划教材编写委员会,编写了《Web程序开发》、《Java Web开发》、《面向对象的数据结构(Java版)》等教材。这套教材的出版,有效地解决了高职高专相关教材短缺的问题,为专业教学提供了保障。 3) 开展校企合作,建立校内、校外实训基地。学院有专用实验机房,配备有4 000多台计算机,并配备专职实验员20名,能较好完成学生的实训计划。另外,学院在校内实训基地与校外实训基地上投入了大量的人力和物力,建成了多个条件和设施一流的校内外实训基地,较好满足各个专业学生的实践教学要求。学院通过多种途径与实训机构及企业建立合作关系,包括厦门万策、成都华迪、北京中软、上海达内和郑州慧文等,为学生提供专业能力实践及就业方面的帮助。 4) 重视师资队伍建设。学院软件开发专业具有结构合理、教学经验丰富的师资队伍,很多教师有着丰富的教改经历,对教学有着自己的心得。另外,为适应高职教学要求和本专业教学需求,快速提高教师的教学业务水平,我院不断派出教师外出进修培训。几年间,专业教师参加的各类培训、进修、研讨会共计50人次,通过培训、进修,有效地提高了师资队伍的水平,使教师的教学、科研能力得到了提高。 5) 加强学生实践能力培养。学院软件开发专业自开始招生起,生源一直不错,学生的基础也比较好,学习积极性比较高。为强化学生实际动手能力的培养,学院鼓励学生参加各种大赛,多次获得“挑战杯”等多项国家级大赛的一、二、三等奖。 这些条件为我院软件开发专业推进“工学结合”的人才培养模式奠定了基础。 3软件开发专业“工学结合”人才培养模式的实践 3.1实践目标 通过对“工学结合、校企合作”的人才培养模式的探索,进一步明确软件开发专业的培养目标,在课程体系设置、实训基地建设、师资队伍建设、毕业生就业以及教学管理等方面进行研究和探索,建立一套切实可行、效果良好的职业教育的教学计划、课程体系、课程内容、教学模式等解决方案,提高学生综合能力,尤其是实践能力,为提高学生就业率作努力。具体而言,包括以下几个方面:1) 进一步完善和改进软件开发专业课程体系和人才培养方案;2) 充分利用校内外实训基地,工学结合、校企合作,进行项目化教学;3) 研究适合于“工学结合、校企合作”人才培养模式的教师团队;4) 研究如何对不同的教学内容使用不同的教学方法;5) 提高学生的实践能力和就业竞争力。 3.2实践方案 基于“工学结合、校企合作”的软件开发专业人才培养模式改革,就是在教学团队、教学模式、课程体系、课程内容和实训基地等方面进行探索和实践,为提高学生的综合能力及就业率而进行的改革。为此,我院实施了多项有针对性的措施:在全体教师中明确基于“工学结合、校企合作”的课程教学是高等职业院校课程建设与改革的方向;学院领导对“工学结合”教学改革模式高度重视,多次召开教学改革研讨会,支持教学改革的氛围;选择合理的师资结构从事教学工作,包括专任教师和企业高、中级职称技术人员,为校企双方的合作机制创新研究和实践教学机制创新研究提供充分的技术力量保障;进一步加强与实训机构的合作等。 在多方支持和努力下,我院的“工学结合”人才培养方案出台,具体实践方案如图1所示。 该方案主要包括以下几个方面:1) 重点进行理论准备和文献研究,利用文献研究法,调查和查阅各个院校软件开发专业现有的基于“工学结合、校企合作”的人才培养模式的有关文献,了解各个院校在教学团队、教学模式、课程体系、课程内容和实训基地等方面的改革进展;2) 通过与相关企业及实训机构的合作,进行人才培养模式的创新研究,提出软件开发专业的人才培养模式方案;3) 通过实践及重新的调查修正,制定出合理的“工学结合、校企合作”的人才培养的课程体系和实训计划。 3.3实践内容 郑州大学软件技术学院立足软件开发企业的人才需求,建立软件开发专业“工学结合”人才培养的新模式。具体做法如下:1) 引入社会力量参与学科专业人才的培养。主要体现在培养方案的制定、教学活动的组织、实践指导、就业指导等方面与实训机构及就业单位深度合作。2) 灵活的课程设置。对于软件开发专业第三学年的专业必修课程根据软件专业发展的方向及趋势,及时更新。3) 将学生的实训内容职业化,并在时间上给予充分的保证。学生在两年的基础课程学习之后,进行一个月的短训,使其能够了解软件企业开发流程和规范,为专业必修课的学习打下坚实的基础;另外,在最后一年的实训中,实训内容充实且具有职业性。 近几年的实践主要围绕以下几个方面展开: 1) 专业培养模式的改革。采用3+1的校企联合培 养模式。前三学年教授基础课程及专业课程,主要由校方完成;后一学年为专业方向课程及应用的实践,采用以企业为主,由学校与企业共同完成的模式。 2) 专业课程体系的改革。在前三年的基础课程及专业方向课程的教学中,专业必修的基础课程为两年,改革第三年的专业必修课程,根据软件专业发展的方向及趋势,及时更新适合软件技术发展的专业课程。 3) 专业实训环节的改革。改革专业的实习、实践,增加校内、校外的实训环节。每一学期结束后,进行一个为期二周的课程实训;在前两年的专业必修的基础课程结束后,进行为期一个月的短训;在第三年的专业必修课程结束后,进行为期一年的长训、实践及毕业设计。 4) 专业技能内容的改革。加强学生的基础技能和核心技能的培训。基础技能主要包括专业外语能力、专业应用文写作能力、Java或 .Net的编程能力等。核心技能主要指桌面或Web的设计和开发能力、数据库应用开发能力等。 5) 教学团队的改革建设多样性的教学团队。教学团队中既有专职教师,又有外聘教师,还有一定比例的教师来自于企业。来自于企业的讲师有着丰富的软件开发经验,而外聘教师及来自企业的教师的思想、知识与能力素质本身就具备了“工学结合、校企合作”的特点。 3.4实践成果 我院已对软件开发专业2006、2007级学生进行“工学结合”的人才培养模式试点,并推广到我院所有的本科专业。直接受益人近3 000人。经过几年的实践,取得了较好的成效,具体如下:1) 创新了软件开发专业人才培养模式;2) 建立了适应“工学结合”的软件开发专业人才培养课程体系;3) 制定了完善合理的实训方案;4) 培养了学生的综合能力,并提高了本专业学生的就业率,2006级软件开发专业学生就业率高达90%以上。 4结语 软件开发专业人才培养模式的探索与实践是发展我国软件产业的迫切需要,实践经验证明“工学结合”的人才培养模式具有较强的生命力,可较灵活地构建社会IT 业界所需的专业课程体系,我们相信它必将对新形势下高等职业教育的发展产生深刻影响。 软件开发专业论文:基于VF环境的财会专业学生软件开发能力的培养 [摘要]财会专业的学生在学习会计信息系统这T课时,除了要熟练掌握会计软件的操作,还要知道软件开发背后的原理,并能利用软件开发工具解决具体会计问题。本文借助Visual FoxPro这一工具,以银行对账中“删除已达账”为例探讨了其功能的实现。 [关键词]Visual FoxPro;银行对账;删除已达账;企业对账文件;银行对账文件 1前言 会计电算化人才缺乏是制约我国会计电算化事业进一步发展的关键环节。会计电算化人才可分为不同层次,具体可分为系统操作人员、系统维护人员、程序设计人员和系统设计人员四级,且目前多为层次较低的软件操作人员、维护人员,而高层次的程序设计人员、系统设计人员数目寥寥。笔者认为,高等院校会计信息系统课程的教学目标不能等同专科院校,如果仅仅满足于使用会计软件进行记账、算账和报账等一般性会计工作,将失去和专科院校竞争的优势。 “授人以鱼不如授人以渔”,财会专业学生还应培养其软件开发和维护的技能。培养学生软件开发技能,绝不能照搬20世纪80年代的教学模式,让财会专业的学生花费大量的精力去编程序,而应侧重系统分析和系统设计,通过软件开发技能的培养,让学生知道软件的操作步骤,软件开发人员的思想过程是怎样的。如何在实验教学中培养学生的软件开发技能呢?笔者结合教学经验,充分考虑会计信息系统属于会计学与计算机科学交叉学科的特点,设计了Visual FoxPro环境下“删除已达账”功能的实现这一实验项目。 银行对账即银行存款清查,是指将银行存款日记账的账面余额与开户行转来的对账单的余额进行核对,以查明账实是否相符。不相符的原因通常有两个方面:一是双方或一方记账有错误,二是存在未达账项。银行对账是保证企业资金安全的重要手段,也是财会专业学生必须掌握的专业知识。 大多数商品化会计软件都是用数据库管理系统设计开发的,企业的银行存款信息及银行转来的对账单信息分别存放在后台的两个不同的数据库文件中。银行对账功能的执行,其实质就是在这两个数据库文件中找到相同记录的过程;而银行对账后的“删除已达账”就是将这两个数据库文件相同的记录删除的过程。 随着商品化会计软件功能的逐步完善,相应的数据库也是越来越大而复杂,比如国内常用的用友软件就经历了小型数据库Access、中型数据库SQL Server、大型数据库Oracle这一过程。Visual FoxPro数据库管理系统,是Microsoft公司推出的数据库开发软件,用它来开发数据库,既简单又方便,易于为初学者掌握。因此,笔者在设计实验时考虑用VisualFoxPro这一工具。 2实验设计 2.1实验目的 (1)培养软件开发的技能,使学生知道如何生成会计软件以及软件开发人员的思想形成过程。 (2)深刻体会Visual FoxPro程序设计中的代码编写与调试运行,学会使用系统给出的错误提示进行分析、判断,不断发现问题与解决问题。 (3)充分理解结构化系统开发方法中系统分析、系统设计、系统实施这三个阶段的关系,深刻认识在数据流程图转化为模块结构图的基础上,如何利用Visual FoxPro工具进行系统实施的过程。 2.2实验原理 以图1计算机银行对账数据流程图为基础,在Visual FoxPro中建立企业对账单、银行对账单两个数据库文件并录入相关记录,并通过运行Visual FoxPro中已建立的“删除已达账”程序,实现删除企业对账单与银行对账单两个数据库文件中相同的记录。 2.3相关的课程知识 2.3.1Visual FoxPro数据库管理软件 (1)利用菜单设计器设计菜单,包括创建一级菜单及其子菜单、创建过程并进行编辑。 (2)利用表设计器设计数据库文件,主要包括建立字段及设置字段类型、长度等,并添加数据库文件中的记录。 (3)菜单的预览、菜单文件的生成并运行。 2.3.2银行对账 银行对账的过程如下(如图1所示): (1)当企业收到银行提供的纸质对账单后,手工录入对账单的信息,系统自动保存在后台的银行对账文件中;当企业与银行联网时,企业通过网络获取银行对账单的信息并直接保存在银行对账文件中。 (2)通过“对账”处理,系统自动将银行对账文件和企业对账文件中的记录进行核对。 (3)通过“输出对账结果”,系统自动输出“余额调节表”“已达账项”“未达账项”。 (4)通过“删除已达账”,将银行对账文件和企业对账文件中相同的记录删除。 2.4实验步骤 2.4.1前期准备 (1)建立银行对账文件和企业对账文件两个数据库文件。包括“科目代码”“账号”“对账单日期”“摘要”“借或贷”“金额”“已达标志”等几个字段。 (2)编写两个数据库文件中的记录,且必须有相同的记录。需要注意的是,执行对账操作后有对上账的(已达账)和未对上账的(未达账)的记录,因此,两个数据库文件中各条记录的“已达标志”字段需分别写入“T”(true)或“F”(false)。 软件开发专业论文:虚拟装配及运动仿真软件开发在专业课教学中的应用 摘要:开发专业课教学中主要机器设备虚拟装配及运动仿真软件,使学生在学习专业课机器设备时更加直观的了解其结构原理,为实际操作打好基础,保证学生专业课的学习更加扎实、有效。 关键词:专业课教学;虚拟装配;运动仿真;开发 职业院校的最大特点,就是培养学生既要有一定的理论知识,又要有较强的实际动手能力。毕业生到单位后能很快适应本职工作,成为应用型的高技能人才。学生实际动手能力的提高主要体现在专业课的教学中,多年来由于受各种因素的影响,专业课的教学效果并不能令人满意。究其主要原因是现有专业课教材中许多装配图较为复杂,有些装配图不仅学生看不懂,新走上教学岗位的年轻教师也感到吃力,这些都直接影响了学生学习专业课的积极性。对此,尝试开发专业课主要机器设备虚拟装配及运动仿真软件,能使学生直观的了解机器设备的结构原理,进而进行虚拟装配,在虚拟装配熟练的基础上带动实际操作,从而改善专业课的教学效果。 一、以前专业课教学存中在的两种倾向 (一)专业课偏重于理论讲解,学生缺乏实际动手操作能力 1.近几年,由于招生规模的不断扩大,学校原有的实训条件已远远不能满足学生实训的需要,本该在实训车间完成的课程,由于实训条件有限,机器设备及其他维修课程不得不改为在教室里进行理论讲解; 2.新老教师交替更新,一些实践经验丰富的老教师退休或调离,许多新的、高学历的年轻教师走上讲台,他们理论功底扎实,但大多缺乏实践动手能力,因此,他们更偏重于将专业课教学改为在理论教室讲解; 3.实际操作耗能耗材,操作不当容易造成机器设备损坏,实训成本较高,在学校教学经费比较紧张的情况下,学校只有压缩这部分经费。因此,本应该在实训车间完成的专业课教学只能在理论课堂讲解,使得原本比较简单的机器设备结构、原理变得复杂、抽象不好理解,许多学生觉得专业课教学枯燥无味,有些干脆放弃专业课的学习。 (二)强调学生动手实践,忽视专业课教学质量的提高 为了改变这种单纯理论教学现象,提高学生实际动手能力,学校将专业课教学改到实训车间或到企业去上,这些做法虽然较前面有一定的进步,但通过实践发现还存在一些不足。主要表现有两点: 1.许多实习指导教师多年来养成侧重于实际操作的习惯,理论讲解较少,在简单讲解完机器设备的结构、原理后,让学生去实际拆装,学生只会机械地模仿拆卸装配,拆卸方法不清、操作盲目。加上学生对机器设备的结构、原理了解得并不充分,学生操作时经常不按拆装程序操作、出现野蛮拆卸,造成有些机器设备在很短的时间内精度严重受损,甚至有些干脆报废,后续班级没办法使用,达不到预期的学习目标。 2.有些学校把专业课学习放到企业进行,但企业是以生产为主,学生实习培训为辅,受生产环境影响,许多专业课的学习在企业得不到保证,使得专业课学习达不到预期效果。 二、虚拟装配及运动仿真软件的开发 针对以上专业课教学中存在的两种倾向,通过计算机辅助绘图软件使用,尝试开发专业课主要机器设备三维虚拟装配及运动仿真软件,使得学生的专业课学习更加直观、形象。 (一)确定开发小组成员及开发项目 开发专业课虚拟装配及运动仿真软件,是一项工作量大、涉及多方面知识的工作,除了要有较强的专业知识外,还要具有吃苦耐劳、勇于钻研的精神,由经验丰富的老师带领部分青年教师组成课题小组并吸收个别基础知识比较扎实的高年级同学参与其中。开发的项目本着由易到难的原则进行,从较为简单的化工管路的管件及阀门开始。如弯头、三通、大小头和管阀、球阀、蝶阀、磁力阀等,在积累了一定经验后,开发化工机器设备的各种泵,前后开发了单级离心泵、齿轮油泵、双吸泵、多级泵、磁力泵、屏蔽泵、往复泵等,在此基础上,对风机、列管式换热器等实习车间现有的机器设备进行开发。 (二)开发过程 整个开发过程步骤如下: 1.制定开发计划。为了使开发工作有序、按计划完成,开发前制定了详细的开发计划。计划包括开发各项目的时间段、主要内容、开发所需工具、量具、具体步骤及各分项目的主要负责人。 2.现场实际测绘。进入现场后,对装配体进行逐件拆卸,为了保证工作顺利进行,对每个拆下的零件编号,然后徒手绘出各零件的草图,对标准件测量其主要尺寸并确定型号,研究每个零件的装配方法并徒手画出装配示意图或装配草图,然后将机器设备恢复原位。 3.在工作室核对草图,对表达不清或尺寸不全的草图再重新核对、订正,对标准件核对型号及尺寸,理顺各草图之间的关系,保证各装配体的零部件草图及标准件、常用件型号尺寸齐全。在此基础上用计算机CAD软件画出各装配体的零件图及装配图(或装配示意图)。 4.根据零件图,用Slid Works软件画出各零件三维造型。在工作室进行二维草图绘制以及三维零件造型。为了提高效率,可将装配体的所有零件三维造型都绘制好以后,再考虑下一步装配。 5.用已经建好的三维零件进行机器设备的虚拟装配,在虚拟装配的过程中对装不进去的零件及时调整,将其尺寸及形状进行修改,然后重新装配。 6.完成装配体的拆卸及装配爆炸图,在爆炸图中分步骤将装配体装配及拆卸步骤逐项交代清楚。 7.利用Slid Works软件的制作动画功能,制作出各机器设备的拆卸和装配动画,在动画中强调拆卸和装配中注意事项及重点,以便引起学生学习时的注意。 三、采用虚拟装配及运动仿真软件在专业课教学中传授知识和技能 开发出专业课机器设备的虚拟装配及运动仿真软件后,配合机器设备的实体,指导教师在一体化教室的授课发生了根本性的变化。首先,指导教师对要拆装的机器设备进行介绍,用三维动画展示机器设备的结构原理,机器设备在在马达的带动下旋转起来,形象、直观、工作原理一目了然,增加了学生学习的兴趣和积极性,学生能够直观的掌握机器设备的结构和工作原理。其次,指导教师演示虚拟拆卸,利用Slid Works创建爆炸图,将机器设备上的零件按正确的拆卸顺序进行虚拟拆卸,在虚拟拆卸的过程中指导教师边虚拟装拆边告诉学生要点和注意事项,为了使学生真正消化吸收,对此可反复演示,(有条件的学校可让学生在电脑上反复练习虚拟装配)。第三,在学生掌握上述内容的前提下,指导教师再带学生到机器设备的实体前,实际演示机器设备的装拆过程。第四,分小组让学生实际装拆,指导教师巡回检查指导。第五,装拆结束后,指导教师及时总结,对存在的不足重新演示纠正。最后,指导教师让学生按正确的方法将机器设备装配好,恢复场地原有布局。 四、开发虚拟装配及运动仿真软件在专业课教学中的应用成效 1.通过开发专业课机器设备虚拟装配及运动仿真软件,有效地锻炼了课题组成员的综合能力,参与开发师生的徒手绘图能力、CAD绘图能力、Slid Works三维建模能力及专业知识和能力都有了显著提高。 2.通过开发和使用专业课机器设备虚拟装配及运动仿真软件,减轻了专业课指导教师的教学负担,学生掌握专业课的情况明显好转,教学成效显著。 3.减少了盲目拆卸和装配,耗材、耗能和零部件损坏情况明显改观,机器设备的使用寿命大幅度增加。 软件开发专业论文:高职高专软件开发专业实训教学方法探索 摘 要 随着近年来就业压力逐年增大,高职高专计算机软件开发专业的学生,要提升就业能力,必须提升自己的专业实践技能。目前高职高专软件开发专业的同学,在实训过程中存在哪些问题,又有些什么好的方式可以解决现在实训中存在的问题,如何通过实训切实提高同学们的实践能力。本文根据作者在高职高专实训教学过程中的经验,对如何提高高职高专实训教学效果的教学方法进行了探讨。 关键词 就业 实训 问题 改革 根据互联网资料显示,21世纪以来,高校计算机专业初次就业率连年下滑,成为社会普遍关注的问题。尤其是软件开发专业的高职类的学生,初次就业率一直不高。①首先学历是高职生就业的硬伤,专科学历无法与本科、研究生匹敌。所以,要提高高职高专学生的就业率,就只有通过提升自己的专业技能,来提升自己的就业能力。如何提升高职高专软件开发专业同学的专业技能,是我们从事这个专业教学的专业老师应该深思的一个问题,尤其是负责实训课程教学的老师,更应该思考,采用什么样的教学方法,才能让同学们更好地掌握软件开发的实际能力,增加同学们的就业砝码。笔者根据自己多年从事实训教学工作的实践,对软件开发专业的实训教学改革进行了一些浅薄的探索和总结,提出了一些实训教学改革的措施。 1 软件开发专业实训中存在的问题 当前软件开发专业实训教学存在的问题主要表现在如下几个方面: 1.1 学生真正实训的时间较少 高职高专的学生,学制一般为三年六个学期,在第一第二学期,进行基础课程和公共课的学习,第三学期开始学习专业课,甚至有些班级第四学期还在进行专业课程的理论学习。高职高专的学生一般在第五学期就要求进入岗位实习,留给同学们在学校实训的时间只有几周甚至更少,在这种情况下同学们进入岗位实习,实际的开发技能很差,对以后的就业也留下了很大的隐患。 1.2 实训教学模式仍为传统教学 在很多课程教学中,专业教师虽然在课程设计上加入了实训环节,但仍然采用传统的教学方式,以教师为中心,没有发挥学生的主动思考和创新能力。②大多数学生被要求按照老师的详细设计思路来完成预设的功能,学生照葫芦画瓢,虽然实现了老师要求的功能,但是学生没有独立思考和创新的机会,整个教学过程学生基本处于盲目的被动状态,时间久了,就缺乏参与实践环节的积极性和主动性。教师在教学过程中采用灌输式教育,很少采用启发式教学方法引导学生进行思考,不利于培养学生的创新意识和主动思考的能力。 1.3 实训内容更新较慢,跟不上软件公司技术更新的速度 计算机软件技术的一个突出特点就是技术更新快,技术种类多,相关技术发展迅速,软件开发实训课程的教学内容要随着时代的发展而不断更新。但是,在实际教学过程中,很多老师总是啃老本,抱着自己的一套技术和框架不放手,总是一招制敌、一招打遍天下无敌手的心态,③几年使用同一套实训案例和项目。有些老师拒绝学习新知识或者主动学习新知识的积极性不够。总是在使用几年前的技术指导学生实训,甚至有些技术已经被现有的新技术代替,在这种实训教学方式教下出来的学生,显然很难顺利走进就业岗位实习。 1.4 缺乏明确的考核方式和标准、考核方式陈旧 实训课程不同于传统的理论教学,一般课程的成绩组成为30%的平时成绩和70%的期末成绩。显然这种考核方式并不适用于实训课程,因为实训课程是同学们参与度很高的课程,并且学习和教学过程更能考核一个同学掌握知识的程度。有些老师沿用一般专业课程的考核方式,或者有些单位限制了平时成绩的比例不能高于30%。这样不利于对学生实际掌握情况的考核,也造成了一定的不公平,会打击部分同学的学习积极性。 2 软件开发实训课程教学改革探索 2.1 培养优秀的“双师型”师资队伍 所谓“名师出高徒”,好的教师队伍,对提高同学们的实践技能起到至关重要的作用,所以必须加强教师队伍的实践技能,才能有更好的师资指导同学们实训。④ 争取更多的机会,让我们的实训老师进入软件企业进行实践、交流、学习。目前大部分的软件开发企业都是使用较新的技术,对软件项目也有较好的解决方案,老师们可以了解并学习最新的软件开发技术,有利于老师知识的更新。 让更多的老师在工作之余和寒暑假的时候,更多地参与合作企业的商业项目的开发,在实习商业项目开发过程中,技能学习最新的开发技术,又可以将部分商业项目的模块和代码作为同学们实训的案例,这样既丰富了老师的项目和案例库,有更新了老师的知识结构。在有条件的情况下,让老师暂时脱离教学岗位,挂职到相应的软件开发企业进行软件开发工作,这样能够加快双师型教师的培养。 2.2 建立完善的考核体系 实训考核要建立包括理论和实践层面的多方面的考核,摆脱三七开(30%+70%)的束缚,实训老师可以根据项目和教学的不同阶段,采取平时成绩+期末成绩+过程考核相结合的多元化考核机制,强调过程考核的重要性,让更多的同学积极参与实训过程,对有创新性的同学给予积极的肯定和评价,同时应在考核成绩上予以体现。 实训课程的考核应该是多元化弹性的考核方式,评分标准要根据实训的项目的实际情况,由实训老师或者课程组协商制定,不应该提供模板或者一刀切的标准。 2.3 改革实训课程的教学内容和教学方法 由实训课程负责人,组织课程组成员,建立课程实训资源库。每学期根据学生的个体差异和知识结构,及时更新实训库的项目和案例,调整实训的内容和案例数量及教学方式。 课程负责人应充分重视和精心设计每一个项目或案例的实训内容,多建立一些实际商业项目的案例,提高同学们学习的积极性。在实训初期,让同学们练习相对容易的案例和项目,增强参训学生的自信心。 在第三学期分阶段加入实训课程,有针对性地加入“JQuery实训”、“数据库项目实训”,也可以在这期间增加规模较小的模拟综合项目实训,为后面综合商业项目实训做好准备。 在实训过程中,也应改变传统的教学方式和思路,教学过程老师教、老师辅导,逐步过渡到老师指导,最后实现学生自主创新。逐步使学生发挥实训的主体作用。项目的实训一般要采用分组的方式,或者直接采用项目的名称来命名分组,同学们的身份也从学生到员工第一次转变,项目组成员的角色也可以用软件公司的职位来命名,比如项目经理、开发工程师、测试工程师等。由能力较强的同学担任项目经理,并在老师的引导下,指导小组成员进行项目的启动、需求分析和设计、计划编制、开发、测试等工作。当做完一个项目完成后,可以在小组内根据组员情况进行角色转换,这样可以让同学们体验不同的工作岗位,提高实训参与度和兴趣。同时也培养了同学们的团队合作意识和相应的职业素养,为日后的工作提前做好准备,提高就业率。 2.4 校企合作、产教结合 学生最终的归宿要走出校园,进入企业,引入同行业的知名企业,对学生的培养和就业都有至关重要的作用。在学生的培养方面,可以邀请校企合作单位的优秀开发工程师,定期地给我们的学生做专业讲座和行业发展及前景介绍,条件成熟的可以邀请研发工程师参与我们的实训教学环节,实行公司化的管理,让同学们在学校就提前感受企业的文化和商业软件的开发流程。 引入商业项目,由我们的实训指导老师带领优秀的学生参与进来,这样能在实际的商业项目中锻炼我们的实训老师,同时也让同学们参与了真实的商业项目的开发。在项目条件允许的情况下,可以适当地给参训学生一定报酬补贴,更能激发同学们参与商业项目的积极性,使我们的实训达到较好的效果。在实训的时候也积累了同学们的开发经验,对以后的就业打下了坚实的基础。 我们学院的合作单位有世界500强企业微软、惠普、埃森哲、富士通等以及国内知名IT企业联想、上海宝信、中软国际、民航凯亚等200多家企事业单位,这些企业能够保证我们校企合作和产教结合的有效进行。 3 结束语 当然,培养学生的创新、实践动手能力,不是实训教师一朝一夕就能完成的,这些改革的措施是否得当,是否能有效提高同学们的专业开发技能和实践动手能力,能否有效提升同学们的就业率和专业对口率。这些问题都需要广大实训教师在实践教学过程中验证,并在实训教学中积极修改不当的教学方法,才能达到预期的效果。 软件开发专业论文:移动互联技术应用于本科游戏软件开发专业互动教学的实践研究 自2013年5月起,哈尔滨信息工程学院开始积极构建相关移动互联网站。除了传统的咨询内容以文字版显示外,学院图书馆移动互联平台也增加了很多新的参考咨询方式:资源使用和服务指南的音视频。同时,为了实现基于移动互联平台的教学资源的互动式教学,我们以2014级本科软件工程(游戏软件开发)专业为试点,进行了实验研究。 1、初步实现移动互联平台上的教学互动 据2014年9月至2014年11月为其3个月的三项初步实验及500余份问卷调查结果显示,移动互联平台上的互动教学活动在本科游戏软件开发专业学习中包含以下三方面优势: (1)符合我院学生的游戏软件开发方面的学习需求。 我院游戏软件开发专业学生在日常生活中有一定的计算机应用基础知识,其求知欲望及学习积极性相对较好,具有较强的设计创新能力和制作能力,对新的学习方式适应较快。 (2)移动互联技术的发展为本部分课题内容提供了较大便利。 学生全部拥有笔记本电脑等移动电子设备和苹果、三星等大屏幕智能手机,而且手机均拥有上网业务,已成为学生学习和生活中必不可少的通信工具。在校园内可以利用学校的无线局域网络,借助智能手机随时随地畅游互联网。 (3)游戏软件开发专业的实践性和图书馆资源优势。 游戏软件开发专业是一门需要掌握大量的基础性软件技术的实践性极强的学科,采用移动互联技术不仅可以辅助课堂教学进行理论知识的拓展和延伸,还可让师生和同学之间的针对各种软件技术和技巧的进行交互沟通、切磋,所以在游戏软件开发教学中采用移动互联技术具有先天的实践优势。 2、基于移动互联平台的游戏软件开发专业互动教学实验初步实施 游戏软件开发专业在课程设置上,从基础的二维设计,循序过渡到功能强大的三维动画设计软件的学习。通过系统全面学习3D 道具、场景设计、角色设计、特效制作等各内容模块,让学生熟悉掌握动漫游戏公司项目开发的整体流程和应用技能。本次教学实验利用移动互联技术的优势,请专业教师把涉及到专业教学的内容制作为图片、视频、动画等学生感兴趣的模块方式,并上传至图书馆移动互联学习平台,在学习过程中以任务驱动方式鼓励学生利用移动互联终端到图书馆资源网站查阅相关资料,进行自主化学习和小组合作学习,在图书馆资源网站提供的交流区域讨论交流,在完成任务后进行总结,并进行学习评价,分享学习过程和结果。 为了更好地说明此次课题实验的具体做法,以游戏软件开发的《三维游戏角色制作》课程为例进行说明,在本节课中移动互联平台上的互动教学分成以下几个步骤进行: (1)教师在图书馆游戏软件开发学习平台中引导学生讨论当下主流流行的三维游戏角色的形象特点和三维游戏角色设计的注意事项,然后提出了跟本节课主题相关的学习任务:要求学生找出自己最喜欢的三维游戏角色,并根据这个游戏角色的特点自行总结三维游戏角色设计的注意事项,积极搜索整理相关数据、事例等资料。 (2)教师把这个任务通过游戏软件开发学习平台给学生,让学生明确任务要求后,围绕任务运用手机、ipad等移动设备及时到图书馆提供的资源网站查阅相关任务资料,也可以通过微信群与组员之间进行实时讨论交流,形成更为完整丰富的答案,同时教师对学生讨论交流的过程也可以进行实时监管,给予学生一定的指导纠正。 (3)在接下来的课堂教学环节中,教师首先邀请两组的代表利用教室的多媒体设备展示自己小组从图书馆资源网站中查找出的三维游戏角色的特点及有关三维游戏角色设计的注意事项的资料并进行课堂讨论。最后,教师采用讲授和课件展示相结合的方式示范三维游戏角色制作的技术技巧,总结本节课的主要内容――如何制作三维游戏角色。 (4)本节课的学习之后,教师将学生的优秀成果和自己的教学课件上传至图书馆游戏软件开发学习平台,供本班学生及其他专业感兴趣的同学下载继续学习消化。 (5)课余时间,同学们可就课堂上没有理解的内容通过图书馆游戏软件开发学习平台随时随地给教师留言请教。教师根据自己的时间安排对学生的问题进行答疑解惑。即进行实时互动和教学辅导。 (6)为了加深同学们理解三维游戏角色的特点及有关三维游戏角色设计的注意事项,教师可以鼓励学生在图书馆游戏软件开发学习平台上分享本节课学习后的心得,如不同类别的游戏角色特点捕捉方法、男女角色制作技巧、动物角色动画技巧等等,并根据课堂上学到的软件知识结合自身特长设计一个三维游戏角色上传到平台,即上传课后作业,教师可根据每个人上传的作业情况进行适当点评和批改,同学们也可相互指点、切磋。 (7)教师同步向图书馆资源平台上传一些相关视频资料、文本资料或者链接网站,供本班学生和其他专业感兴趣的学生可以随时随地进行在线拓展阅览,即资源共享功能。 3、对移动互联平台在互动教学应用的总结及反思 图书馆游戏软件开发平台利用移动互联及数字化学习资源为本科游戏软件开发专业的教学提供了一个连通化、情境化、便捷化、个性化、互动化的软件教学环境,两者本身所固有的特点以及所具有的天然联系使之整合优势明显、效果良好。 在移动互联技术应用于游戏软件开发互动教学实践中同时发现的问题有:学生对所获得的广泛性、随意性的海量信息甄选能力有限,需要教师的再次整理、加工和提炼,才有利于消化和吸收。 诸如这些问题需要在以后的实践中深入研究。 软件开发专业论文:热能与动力工程专业本科生实践仿真教学软件开发与应用 摘 要 研发了一款适合于热能与动力工程专业本科生的实习软件。该软件对工业生产现场实际运行的炉窑进行虚拟仿真,将炉窑结构及关键设备再现,实现了炉窑操作工艺及操作步骤模拟、操作考核等功能。热能与动力工程专业本科生在完成认识实习及“工业炉窑热工及构造”课程的基础上进行本软件的学习,理论与实践相结合,既有助于学生理论知识的巩固,又体现了本专业的特色。 关键词 热能与动力工程 本科生 实践仿真 教学软件 0 引言 对于理工科专业大学本科生,实习环节对其实践能力与创新能力的培养至关重要,也是高等教育的必要环节之一。学生在校所学知识以理论为主,比较抽象,通过实习能够使教育回归实践,让学生在实习中掌握理论知识的运用,使知识变活。教育部《全面提高高等教育质量的若干意见》也特别强调要强化实践育人环节,结合专业特点和人才培养要求,分类制订实践教学标准,增加实践教学比重,确保各类专业实践教学必要的学分(学时)。 校外实习基地拥有真正的生产环境和施工现场,本应是学生规范专业技能和素养的理想训练场。然而,“联系实习单位难”却成为高校面临的普遍困境,其主要有两个原因:第一,高校规模扩大,学生数量增加,对实习场地和实习资源的需求增加,导致大多数实习单位无力接待;第二,企业担心大学生实习影响企业生产及其利益获得。企业经营的根本目的是实现利益最大化,接收学生实习所付出的代价要大于收益,在没有政策鼓励和支持的条件下,很少有企业愿意将资金和精力投入到学生实习工作上。当前,高校联系实习企业往往凭借教师与企业的私人关系,还有一些学校因企业经营状况不佳而失去了原来所建的实习基地。这表明,当前环境下企业接收实习生的积极性不高和校企关系松散的现状,严重影响了高校大学生实习工作的顺利开展,且大多达不到应有的实习效果。 鉴于以上原因,大学生实习质量不能保障,使得中国理工科教育普遍存在的突出问题是工程实践能力不足,动手能力较弱,很难适应迅速发展的市场要求和日益激烈的科技竞争需要。以上种种问题要求进一步推进教学改革,尤其是加强学生工程实践能力培养和训练,以满足行业人才的需要。在此指导思想下,我校热能与动力工程专业教师开发了“本科生实践仿真教学软件”,以期能够提高学生的综合素质。 1 软件的设计目的 目前,本专业的实习基地仅有一两家国有大中型企业,而且都是以参观为主,极少动手实践,这样不仅达不到预想的效果,还消耗企业资源。 鉴于以上原因,决定开发虚拟仿真实习场景,通过将本专业典型炉型和设备用三维软件建立实体模型,结合3D漫游、动画演示、模拟控制等方式实现生产现场的虚拟再现。该实习软件可以增强学生对专业炉型的认识、模拟生产操作、理论考试、操作测试等功能。旨在通过学生对本仿真软件系统的学习,在一定程度上与校外参观实习互相弥补,使学生对专业技能掌握得更加牢靠。 另外,该实习软件将燃料燃烧、炉内气体流动、炉内传热传质、工业炉控制系统等过程有机地结合起来,有利于师生针对炉型进行炉内各动力学参数、热力学参数以及控制过程的模拟研究,为炉型结构优化、控制优化及操作优化提供理论依据。 2 软件的主要功能 仿真软件系统主要包括三部分:认识实习部分、模拟操作部分及考核部分。 软件主要仿真内容包括:(1)以冶金和高温陶瓷行业工业炉窑为主,建立典型炉型的三维模型。以实际生产过程为指导,编制各炉型操作系统。主要包括:二级网络任务下达系统、来料工艺设定系统、上料系统、控制系统、卸料系统、炉体操作系统、安全防护系统、质量追踪系统、炉内热过程模型系统,最终达到各系统协同操作、安全连锁,实现工业实际生产的真实再现;(2)冶金行业工业炉窑系统复杂,实际生产过程中容易出现各类故障。通过收集实际生产过程中工业炉窑运行系统相关故障及对应的处理方案,形成专用数据库,编制模拟生产过程随机故障系统;(3)编制考核系统。定期组织学生学习软件,听取学生意见及建议,并做出相应调整,以获得最好的实习效果。考核系统分为三部分:炉型系统认识部分考核、“工业炉窑热工及构造”课程部分内容理论考核、工业炉窑典型炉型模拟操作考核;(4)编制仿真软件模块扩展接口。以便于教师日后对新炉型添加或新功能的开发。 学校在组织学生到企业参观实习时,企业不会因为学生实习而调整生产,因此,学生参观过程中很有可能看不到工业炉设备的动作过程,再加上生产现场噪音较大,即便是有老师讲解,也听不太清。在本仿真软件的认识实习部分,首先以工业炉各系统、各关键设备实体照片展现给学生,并配有文字介绍,可以通过教师讲解或自学的方式了解各系统、各设备的主要功能及操作要求。其次,以3D模型方式将工业炉窑全系统展现给学生,对于关键设备,软件中做了关键剖视图设计,教师可结合炉体及设备三维实体模型向学生讲解各部分的组成及功能,弥补实体照片不能观察系统及设备内部详细构造的缺陷。除此之外,软件中也包含了一些典型炉型实际生产过程的视频,同样,对于现场拍摄不便于直接观察的炉内情形,采用3D模型及动画方式进行展示,学生可将模拟现场与实际现场进行对比,加强对工业炉窑系统的认识。 学生在企业参观实习是绝对不允许动手操作的。首先是因为学生不了解生产工艺过程,很有可能发生误操作,影响企业正常生产;另外,学生大都不了解各设备的操作规程,出于安全考虑,不允许学生对设备动手操作。在认识实习基础上,生产模拟部分实现了对生产操作的实训,人机交互界面由仿真控制界面和虚拟被控场景两部分组成。仿真控制界面中的图形界面、操作手柄图案、操作按钮等的逻辑关系与生产现场保持一致,既有生产总览界面,又有各子系统分界面,便于学生分步骤练习。生产模拟部分主要操作内容包括:开炉前各系统(各气体系统、循环水、冷却水系统等)准备、各安全设施检查、上料系统上料过程、物料在炉内的运动和加热过程、炉内各部分温度控制、压力控制、卸料系统卸料过程以及生产过程中各系统间的安全连锁、相互配合等。教师结合讲解在软件上进行生产过程模拟操作,向学生介绍各系统及设备性能、各系统间相互关系、操作过程注意事项等,并指导学生进行模拟生产操作。实际生产过程中,可能由于气体压力不足或电压波动等突发情况影响企业的正常生产,在本仿真软件中,也将随机产生常见的生产故障,锻炼学生分析问题解决实际问题的能力。通过进行这一系列的模拟生产现场操作,使学生非常直观地学习工业炉的系统组成及生产操作过程。 在仿真软件的考核部分,设计了三种类型的考核内容,包括:认识学习考核、理论考核和操作考核三部分。该软件可对学生的操作即时给出评判结果,计算机详细记录学生在实训平台上的所有操作,后台实时计算。操作完成后,系统在基础知识、操作步骤、资源消耗、产品质量、产量等多方面进行考核,将操作记录和操作结果分类统计,根据指标评价体系,给出量化考核成绩。 3 软件的应用效果 目前,仿真实习技术已成为国际公认的高效现代化教学手段。结合我校热能与动力工程专业特色及学生的培养目标,我校开发的“热能与动力工程专业本科生实践仿真教学软件”很好地解决了学生下厂实习难、效果差等问题。为加强仿真软件实习的教学效果,采用先仿真训练,再下厂实习的模式。实践表明,对于从未见过现场工业炉窑生产的学生而言,到工厂参观实习前进行仿真集训是非常有必要的。通过仿真软件实习,学生已基本了解工业炉系统之间的联动过程以及生产过程中常见的生产故障问题,因此,再到工厂参观实习时,便能更加准确地了解各设备功能,也有助于学生参加工作后更加灵活运用所学专业知识。 软件开发专业论文:基于自主学习的英语专业听写训练软件开发 摘要:基于自主环境的英语听写训练软件的开发遵循传统的CAI系统设计模式,但要基于实际运行环境,在界面设计、内容模块设计、听写策略培养和强化、学习过程监控和评价等方面综合设计开发,实现其对语言自主学习资源的有效补充。 关键词:自主学习;英语专业;听写训练软件 一、引言 听写作为语言教学中常见的一种辅助手段和测试方法,在各级英语教学中一直被广泛应用,而且在英语专业四级、大学英语四、六级考试中也是重要的测试项目之一。这一具有悠久历史的教学传统长久以来得到广泛认同,被看作一种行之有效的教学方法。虽然曾在20世纪40年代受到可分能力假说理论的挑战,但70年代后,以Oller为代表的语言学家提出了整体语言能力假说,基于大量的语言测试试验及考试数据分析重新确立听写作为“一种实用、有效的综合语言能力测试手段的地位”[1]。目前国内学者对听写的相关研究主要集中在听写能力和语言能力水平的相关性及其对教学的反拨作用和影响听写能力的语言或非语言能力的因素上面。 二、英语听写类型及难点 英语听写的分类一般遵循Oller[2]提出的分类标准,即标准听写(听写者根据音频完整写出文本材料)、部分听写(听写者根据音频填写材料中的缺失文字)、干扰听写(录音中加入干扰背景音,以体现真实感,增加难度)、作文听写(通过记忆写下录音的文本内容)和复述听写(口头复述所听到的录音内容并进行录音)。英语专业四级考试(TEM-4)所设置题型中的听写项目“旨在测试学生的听力理解能力、拼写熟练程度及正确运用标点符号的能力”[3]。根据上述分类,TEM-4中的听写部分为标准听写,即短文听写。而大学英语四级(CET-4)中的听写为复合式听写,是部分听写(单词听写)与听写作文(原句或意思相近之新句)两者的结合体[4]。 张春芳[5]对国内英语听力测试及教学的研究结果表明,英语专业学生在听写测试中所暴露的问题主要包括:(1)听辨音能力弱;(2)未能达到基础的词汇和语法知识要求,导致他们在拼写和检查阶段不能还原正确的句子;(3)遭受母语思维的影响;(4)听写学习策略缺失。其中,邓媛[6]所作的关于学生听写策略的问卷调查表明,缺乏明确的学习计划以及注意力容易受干扰是多数学生在元认知策略方面普遍存在的问题。而在认知策略的使用方面,绩优者善于抓住句子意群和关键词帮助记忆,而学困生的听力理解趋向片段化,短时记忆弱,且易受干扰产生混淆,导致信息输出较为破碎化。同时,在情感策略方面,由于听写能力弱造成的紧张情绪会干扰注意力和记忆力。对自主环境下的听写训练软件开发来说,基于上述研究改善和解决听写学习策略问题对保证训练效果极为重要。 三、基于自主环境的英语专业听写训练软件设计 一般而言,教学软件开发程序要求开发者要先了解基于不同教学模式的CAI系统设计基本策略及目标运行环境,在确定选题和开发方向后选择有针对性的教学/训练模式,先行构思系统总体设计和详细的脚本设计,选择合适的开发工具。教学/训练内容的丰富与否是最终学习效果的重要支撑。在系统调试完毕后,要在教学实践应用中完成评价、修改和推广应用的过程。 基于自主环境的英语听写训练软件要遵循上述程序,注意以下几点:(1)自主学习软件应基于以学习者为中心的模式,在运行环境上要从保持学习者的注意力出发。该类软件能安装在可保证网络带宽但又不与因特网相联的校园局域网或自主学习中心的计算机终端上。(2)学习软件的界面设计应注重教学性、交互性、系统性和艺术性的协调统一。作为教学软件,其界面风格应简洁典雅,主题突出,避免主次不分,并根据需要设计明确便捷而有效、合理的导航标志。(3)内容模块设计应能让学习者根据个人的起点水平选择合适的训练层级,逐渐实现从易到难不断进步最终达到考核要求的目标。(4)重视学生听写策略问题的培养和强化,将其体现在框架设计和内容安排上。元认知策略的建立可以通过软件首页的详细介绍了解各个板块的学习目标,要求学习者根据个人水平和学习时间依次形成各个板块的详细的学习计划。通过“听写技巧”、“单句听写”、“段落听写”、“模拟听写”、“真题听写”等实现听写技巧认知和逐步强化提高。“听写技巧”综合介绍TEM-4听写考核要求及听写技巧,但这一技巧的实际掌握有赖于在后续板块中逐级达成。“单句听写”主要培训学生的听力理解和拼写速度,形成个人特有的单词和符号书写习惯。该板块难度安排较低,有利于建立基础较差的学生建立自信心。“段落听写”、“模拟听写”实现从小段落听写到标准长段落的听写,逐步增加学习难度和实践水平。需要指出的是,“模拟听写”的难度设计建议稍高于“真题听写”。这种设计有利于学生在进行历年真题听写的考前实战环节获得极大的成就感,提升其考试前的自信心。(5)融入现时教学计划,实现监控和评估的有效结合。监控可分为自我监控和他人监控。应当鼓励学生反思、总结和评估个人在各个板块的学习过程和结果,通过学习计划有效保障个人学习活动的自我监控。借助同伴,或将其融入某门当前教学计划中,通过教师的检查监督和答疑解惑保证和实现学习计划的完成。这有助于学生逐渐建立起有效的元认知策略,在各循序渐进的板块练习中掌握良好的、有效的认知策略,提高注意力、记忆力和书写技巧。同时,在此过程中,通过学伴或教师的学习交流活动,实现情感上的反哺能动效应。 四、结语 近年来,虽然智能手机、平板电脑等移动终端及网络技术获得飞速发展,但鉴于我国的国情及基础应试教育的影响惯性,可以预料语言自主学习中心在很长的一段时间内会在学习资源提供和自主学习能力培养等方面发挥重大的作用。商业开发的教学软件和课件在系统性和专业性上具有巨大的优势,是语言自主学习资源的主要组成部分。但任课教师对自主学习中心学习资源的补充更具针对性,更容易将其融入课程教学计划和评估中。两者相铺相成,互为促进,而任课教师作为开发者也会在此过程中发挥更大的作用。 软件开发专业论文:双语教学在软件开发专业中的重要性探析 【摘要】目前我国大学的双语教学是指以两种语言作为教学媒介的系统,其中除母语外的另一语言不仅作为教学媒介部分或全部地运用到非语言学科中,而且在教学过程中,要求学生逐渐基本掌握它,同时要在教学中对该学科的不同文化进行比较学习,以获得该学科先进的、系统的知识,来进行学科教育的一种教学方法组合;强调使用外语于学科教有(但并不排斥母语),在学得该学科先进文化科学知识的同时要学得基本专业外语,这便是目前我国大学双语教学的质的规定性。 【关键词】大学双语教学 学科教育 质的规定性 随着我国经济发展逐渐被纳人全球经济发展轨道,特别是在中国加人WTO以后,中国与外部世界的政治、经济、文化交往越来越频繁,各行各业与国际接轨的步伐逐步加快,我国迫切需要掌握专业知识又掌握专业外语的高素质、复合型人才。培养这种人才是现阶段中国高等教育发展的重要目标之一。为此,教育部于2001年9月颁布了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》的4号文件,要求全国各高等院校积极推广使用英语等外语进行专业课教学,以墙养高素质、复合型人才,实现我国高等教育的可持续发展。至此,全国开始有不少高校都在尝试、探索着双语教学。但仍面临着许多问题,其中关于究竟什么是”双语教学”就争议颇大。然而,目前国内外对双语教学尚无正式统一的定性,实有必要对我国大学双语教学的本质进行认真分析研究,以统一认识,确保我国高校双语教学的顺利进行,完成培养高素质、复合型人才的任务。 一、国外有关的双语教学定义 在国外,大都采用(bilingualeducation)双语教育的提法,很少采用双语教学的提法。其中较权威的定义有:《朗文应用语言学词典》所给的”双语教学”的定义:”Theuseofasecondorforeignlanguageinschoolfortheteachingofcontentsubjects”译成中文,意思是能在学校里使用第二语言或外语进行各门学科的教学。(双语教育概论)中两位著名专家加拿大的M.F.麦凯和西班牙的M.西格恩提出”双语教学是以两种语言作为教学媒介的系统,且其中一种语言常常是但并不一定是学生的第一语言[1]”这两种定义较好地给出了”双语教学”的狭义(前者)和广义(后者)的定义。 二、我国有关的双语教学定义 在我国目前学校、教师、学生以及各类文件、论文、报刊都采用”双语教学”的提法,这已经成为大家共同认可和接受的,因此,我们都用双语教学的提法。只是由于缺乏相对的语言环境和尚未形成完善的双语教学体制,目前国内各学者对我国高校的双语教学理解分歧还较大,具体概括如下: 1.认为双语教学是一种教学方式或形式 沙丽华、韩德复在《”渗透、整合、思维”梯进式双语教学模式的结构》中认为双语教学是指用汉语和一门外语(目前在我国大部分是英语)作为课堂用语进行学科教学的方式[2]。李红兵在《高校双语教学模式的探讨》中认为双语教学是指对高等学校的部分课程采用国外具有代表性和先进性的原版教材,并采用英语授课的一种教学方式[3]。张培在《双语教学:热点间题的冷思考》中认为双语教学是以两种语言作为教学用语,其中第二语言不仅是作为学习对象,而且是作为教学媒介部分或全部地运用到非语言学科的一种教学形式[4] 2.认为双语教学是在学科教学进程或过程中使用双语当作教学手段 何全旭、吴为民在《关于开展双语教学的几个问题》中认为双语教学是指除汉语外,用一门外语作为课堂主要用语进行学科教学,目前绝大部分是用英语;教师还应利用非语言行为,直观、形象地提示和帮助学生理解教学内容,以降低学生在英语理解上的难度[5]。施敏颖在《关于在高校中实施双语教学的几点看法》中认为双语教学是指在教学进程中使用母语及一门外语[6]。任长虹在《高等学校实施双语教学的现状分析与对策》中认为双语教学是指在教材使用、课堂讲授、期末考试等教学环节同时使用外语和汉语两种语言的教学活动[7]。刘钦永在《关于双语教育和双语教学的思考》中认为双语教学是指教学中使用外语或非本民族语言进行教学的进程[8]。 3认为双语教学是一种语言教学 张谦在《关于建立双语教学型大学的论证与思考》中认为双语教学是母语和一门外国语的教学,或称之第一语言和第二语言的教学[9]。冯保才在《关于学校实施双语教学的探索》中认为双语教学是指一种语言学习的方法,指在校内同时使用母语或第二语言进行教学,主要目的是学习和掌握主流语言最终能用主流语言顺利进行各科学习[10]。邱辉忠在《化学教学中实施双语教学的思考》中认为双语教学是指将学生的外语或第二语言,通过教学和环境,经过若干阶段的训练,使之能代替,或接近母语的表达水平[11]。 4.认为双语教学是一种教学方法或教学模式 磨玉峰在《浅谈我院管理专业双语教学的发展》中认为双语教学是指非外语专业学科使用外语和汉语讲授本专业学科的一种教学方法,以用英语为例,包括使用英语教材、用英语版书、用英语布置作业、用英语命题以及使用英语口授等形式[12]。冯妍卉、格欣欣在《传热传质学”课程双语教学计划的研讨》中认为双语教学是指非外语课程利用母语和外语两种语言讲授的一种教学方法[13]。郑定阳在《实行双语教学的初步实践与思考》中认为双语教学是指非外语课程采用外语讲授的一种教学方法[14]。张维佳在《双语教学的性质、条件及相关问题》中认为双语教学是指教师在学科教育中交互使用本族语和外语甚至完全使用外语进行教学活动,以满足学习者的工具型的学习动机(instnunentalmotivation)和融合型的学习动机(integrativemotivation).通俗的讲,所谓的双语教学,就是用两种不同语言进行学科教育的教学活动,一般是指在用母语进行部分学科教学的同时,用非母语进行部分或者全部非语言学科教学的教学模式[15] 三、我国高等学校的双语教学的本质 分析以上十多种双语教学的定义,可以看出,尽管它们是从不同角度出发来解说双语教学,虽各有偏颇,但不难发现它们几乎都有一个大致基本点,那就是都强调使用外语于学科教育(但并不排斥母语),在学习该学科先进文化科学知识的同时要学得与学科发展相关的基本专业外语。这个基本点就是双语教学的质的规定性,是我国高等学校的双语教学区别其他国双语教学的根本特征,这就是我国高等学校的双语教学的本质。 总结归纳出我国高等学校双语教学的质的规定性,再对其下定义就清楚多了。根据我国高等教学的实际情况,笔者认为目前我国高校的各学科双语教学应理解为:是指以两种语言作为教学媒介的系统,其中除母语外的另一语言不仅作为教学媒介部分或全部地运用到非语言学科中,而且还作为学习对象,要求在教学过程中学生逐渐基本掌握它,同时在教学中要对该学科的不同文化进行比较学习,以获得该学科先进的、系统的文化知识,来进行学科教育的一种教学方法组合。这里需要指出的是高等学校双语教学之所以被称之为一种教学方法组合,是因为它的构成离不开常用的教学基本方法〔如讲授法、练习法等),且具有自己独特的方法结构(如必须有语言引导课等)和新的教学功能(学得专业知识技能又学得专业英语)。这种提法函括了目前我国高等学校双语教学的目的与任务,有着当今时代的鲜明特征,是较有现实意义的定义。 总之,只有真正理解目前我国高等学校的双语教学本质,才能保障我国高等学校双语教学实施的顺利进行,完成我国高等学校学科双语教学的目的与任务―培养出高素质、复合型的人才,以应对”人世”的机遇与挑战。