2016年,自教育部正式提出“新工科”建设以来,先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”[1]。中南大学应用化学专业是介于化学和化工之间的应用理科专业,如何推动应用理科向工科延伸,体现化学面向应用的发展思路并与社会需求的紧密对接,培养科学基础厚、工程能力强、综合素质高的新型人才[2],是“新工科”建设以来面临的重要问题。应用化学综合实验是专业教学体系的重要组成部分,内容涉及化学、化工、材料、生命、环境、能源、医药等多学科交叉领域,知识面广,综合性强,在专业人才培养中发挥着基础性、关键性作用,也是体现专业特色和优势的重要抓手[3]。作为一门多学科交叉的综合性实验课程,如何更新教学理念,调整教学目标和教学任务,丰富教学内容,改进教学方法,加强知识应用能力的拓展,强化专业的应用特色,体现与行业企业的对接,使专业人才培养能够更好地适应新技术、新产业、新业态的发展需要,是当前新工科背景下亟待解决的关键问题[4]。本文对标国家“新工科”建设要求,结合本专业特点和优势,介绍了我校应用化学专业开设的应用化学综合实验课程近年来的有益探索[5],期望为其他高校的相关专业及课程开展“新工科”背景下的改革提供参考。 1编写实验教材 我们凸显实验教学的中心地位,将实验教学由理论教学的“从属”转变为人才培养的“重要组成部分”,让实验教学成为创新教学的主体角色。早在2006年,就对原有的实验教学体系和内容进行了整体优化和整合,按照“强化设计、注重综合、培养创新、提高能力”原则[5],率先单独设置了应用化学综合实验和应用化学科学训练两门课,强化综合实验和科研训练,并组织年轻教师撰写了实验讲义。2020年,课程组根据“新工科”建设要求,进一步更新教育理念,以提升学生解决复杂问题及实践创新能力为目标,在实验讲义的基础上,编写了实验教材《化学化工综合实验》,由中南大学出版社出版。此次编写,发扬了讲义原有的优点和特色,即采用模块化编写的方式,全书由研究类实验、工艺类实验和虚拟仿真类实验三大模块组成(表1)。及时更新了研究类实验的内容,以培养学生的科研素养和创新能力为目标,内容反映学科前沿知识和学科发展脉络,强调多学科知识的交叉、融合和综合运用,体现了综合性、设计性和研究性。在此基础上,融入了“新工科”内容[4,6]。一是增加了工艺类实验,以培养学生综合素质为主要目标,内容反映行业企业现行技术和实际应用成果,注重学生实践能力和工程能力的培养;二是增加了虚拟仿真类实验,推动信息技术与实验教学的深度融合;三是提供了附录,给出了“化学常用软件简介”以及“部分大型仪器的原理和使用方法”,注重大型仪器分析和虚拟仿真在教学中的应用,促成多元协同的混合式教学。 2丰富教学内容 在“新工科”背景下,我们重构并优化了实验项目,将其分为研究类、工艺类和虚拟仿真类。研究类实验涉及到半导体材料、发光材料、电池材料、高分子材料、吸附材料、生物医学材料、有机药物材料的合成、表征及应用,不仅要求学生合成出新材料,还要求学生研究材料的合成工艺,考察不同反应条件对材料结构和性能的影响,培养学生分析问题、解决问题的能力以及科研创新能力。工艺类实验涉及化工过程中的工艺流程,包括催化反应、萃取、膜分离、离子交换、干燥等工艺,考察工艺参数的变化对效果的影响,为工艺放大提供参考,培养学生的工程思维及实践能力。虚拟仿真实验教学可实现真实实验不具备或难以完成的教学功能,如高消耗、高污染以及安全隐患大的实验,大型仪器的操作与使用,化工生产过程中的参数调整,完整的工艺过程等,训练学生的安全意识,激发学生的学习兴趣[7]。根据我校应用化学专业的特点,我们精心挑选了“片状氯氧铋的合成、表征及其光降解染料分子的研究”“氧化锌纳米粉体的合成及性能研究”“锂硫材料制备、组装及性能测试虚拟仿真实验”“有机稀土配合物的合成及其荧光特征”“聚磷酸铵的合成及阻燃性能测试”“食品危害因子的拉曼快速检测及基底材料的制备”“聚苯胺导电聚合膜的制备及表征”“气相色谱-质谱和液相色谱-质谱联合表征血浆中小分子化合物”“氯化氢催化氧化及反应动力学虚拟仿真实验”“固定床反应器中乙醇催化脱水制乙烯”“超临界二氧化碳萃取花生油”和“二氢吡啶类心血管药物硝苯地平的合成”等12个实验项目作为必修项目,总96学时。优化后实验项目不仅体现了综合性、设计性和研究性,可培养学生的综合素质和科研创新能力,还将专业知识和实际应用有机融合,培养学生运用所学知识和技能解决复杂问题的能力。 3改革教学形式 中南大学化学实验教学中心是国家级实验教学示范中心,现有实验用房5793m2,拥有60余台套大型精密分析测试设备及配套运行设施,设备资产总值8000余万元,能够从事物质的形貌、成分、物相、结构及性能等分析测试工作。为了让学生了解大型仪器的工作原理和操作规程,节约课堂时间,提高课堂效率,并能让学生有足够的时间操作大型仪器,2018年以来,我们借助虚拟仿真平台,开发了系列虚拟仿真实验(包括台式X射线衍射仪、台式扫描电镜、核磁共振、红外光谱、紫外-可见分光光度计、电化学分析、液相色谱仪、原子吸收光谱、液-质联用、气-质联用等虚拟仿真实验),构建了线上线下协同教学的模式。线上的实验要求学生在实验前预习,预约并进入大型仪器平台学习。平台中根据仪器设备特点,设置了工作原理、仪器操作、仪器维护、数据分析等模块。学生可在任何时间、任何地点登陆虚拟仿真实验平台,在系统指令引导下进行操作练习,掌握仪器操作流程,保证在线下的实验过程中能正确操作仪器,加快实验进程,并防止仪器损坏。实践表明,课前进行虚拟仿真实验的预习,能弥补传统教学中的不足,实现传统和仿真模拟教学两者的有机结合,可调动学生的积极性和参与性,有效提高实验教学质量,对培养学生的学习兴趣、动手能力以及创新能力具有重要的作用[3]。线下的实验部分更注重学生科学素养的训练和创新能力的培养。为迎合“新工科”建设,本课程已实现了学生“实验预习→文献调研→分组讨论→材料制备→结构表征→性能评价料→数据分析→科研小论文”的全过程培养[5],强调了多学科知识技能的交叉、融合和综合运用,突出了“学生中心”,培养了学生的提出问题、分析问题和解决问题的能力。实践表明,学生对开设的综合实验项目表现出极大的兴趣,在全过程的培养中,学生获得了自信感和成就感。 4改进教学方法 教学过程中,我们突出学生为主体、教师为主导的教学理念,培养学生解决复杂问题的能力,达到提升实验教学实效性的目的,具体如图1所示。上课之前,进行线上预习,并将学生分成若干个小组,每组2–3名学生。要求学生以组为单位进行文献调研,掌握与实验相关的背景知识和研究前沿,写出文献综述。在此基础上,小组对实验方案进行设计,可适当修改实验方案或修订反应条件,提交给指导老师并与指导老师讨论,如老师提出质疑,学生需对实验方案进一步修改完善。通过这种方式提高学生综合运用理论知识的能力,激发学生的创新意识。例如,在“片状氯氧铋的合成、表征及其光降解染料分子的研究”实验中,我们允许学生采用简单的共沉淀法制备氯氧铋,并研究它们的光催化性能,具体的实验步骤和实验条件由学生查阅文献后讨论确定。在氯氧铋的制备中,需要将硝酸铋的硝酸溶液和氯化钾溶液混合,但教材中并没有明确给出溶液的滴加顺序以及滴加的速度,学生查阅有关资料,了解影响无机纳米颗粒形貌和粒径的因素后,再拟定具体实验方案验证滴加的顺序和速度对形貌和粒径的影响。实验过程中,也不断进行着发现问题、解决问题、改进方案的过程。而且,讨论方案和修改方案也是一个持续改进的过程,体现了工程教育认证中的“持续改进”要求。实验过程中,小组随时开展讨论会,分析和讨论实验现象、实验结果以及实验过程中遇到的问题,教师可参与讨论并给予建议。实验完成后,学生对数据进行处理,在查阅文献的基础上对实验结果进行分析和讨论,要求学生按照《化学学报》格式撰写科研小论文。对有较高创新性的论文,教师可引导学生进一步完善实验内容,可能的情况下可将论文投稿发表,或参加国家的创新实验大赛。实践表明,通过全过程的培养,激发学生的学习兴趣,提高了学生的实验技能,强化了学生的团队合作精神,锻炼了学生的科研论文写作能力。在教学过程中,我们还加强课程思政,注重工程伦理教育[6,7]。例如,在聚磷酸铵APP的制备及阻燃性能测试实验中,让学生了解发展无卤阻燃剂的紧迫性,激发学生为国家做贡献的社会责任感。在制备APP过程中,通过有机溶剂苯的使用,培养学生安全、环保以及责任意识。通过引导学生对所得结果进行比较与分析,总结在实验中出现失败的原因,引导学生多次实验,准确记录APP的产率、溶解度以及氧指数等数据,树立严谨求实的科学态度以及热爱科学的价值观念等等。 5探索开放模式 除了必修的12个实验项目外,学有余力的学生还可根据自己的兴趣,或通过开放实验,自由选择并完成其他实验项目,进行科研训练。例如,学生在完成“片状氯氧铋的合成、表征及其光降解染料分子的研究”的实验后,可开展“氯氧铋的表面修饰及光催化性能研究”实验。中南大学的实验室24小时开放,学生可利用课余时间通过平台预约实验,同一个实验项目也可进行多次实验。实践证明,通过开放实验,学习能力强的学生得到了更多自主实验的机会,激发了学生的科研热情。 6多元评价体系 中南大学规定,实验总成绩按“平时70%+期末考试30%”组成。平时成绩考核中,我们采用多元方法完善过程性评价(表2),主要由实验前的线上预习、文献调研和实验方案设计,实验中的操作规范性、内容完成情况和实验结果,以及课后的科研小论文和小组汇报等三时段组成。同时引入指导教师评价、实验员评价、学生自评、组内互评、小组间互评的多元方式,也注重PPT制作能力和语言表达能力。结果发现,过程性评价能激发学生的学习兴趣和主动性,有效提高学习效果和教学质量,能全面客观评价学生的科研素养和创新能力,真实地反映学生的基本情况。 7改革成效 通过以上教学改革,我校应用化学专业的学生对综合实验的兴趣普遍提高,参加开放实验的积极性明显提高。近3年(2019–2021)参加开放实验的学生人数分别为114人、112人、126人,占专业总人数的70%、86%、90%。通过综合实验的系统训练,学生的文献调研能力、实验设计能力、实验操作能力和科研创新能力都大幅提高,综合素质得到了进一步提升,符合“新工科”对人才培养的新要求。近3年来,专业学生承担的国家级创新训练项目50余项,参与发表学术论文30余篇;学生积极参加“互联网+”大学生创新创业大赛、全国大学生化学实验创新设计大赛、中国大学生Chem-E-Car竞赛、全国大学生化学实验邀请赛、全国大学生化工实验大赛、全国大学生化工设计等竞赛,获国家级奖励40余项。 参考文献 [1]王强.大学化学,2019,34(7),42. [2]张树永,朱亚先,霍冀川,宋丽娟,徐华龙,郑兰荪.大学化学,2020,35(10),6. [3]雷洪,霍冀川,张廷红,黄鹤燕.大学化学,2021,36(5),2010083. [4]张树永.大学化学,2019,34(11),4. [5]黄健涵,陈立妙,李亚娟,王海燕,唐俊涛,桑商斌,潘春跃,宋相志,罗一鸣,刘又年.大学化学,2021,36(11),2104015. [6]张树永,朱亚先.大学化学,2021,36(5),2012036. [7]姜新东,肖林久,李志义,于三三,耿秀娟,封禄田,陈永杰,关瑾,张东享,阎峰,等.大学化学,2020,35(10),104. 作者:陈立妙 李亚娟 周发 厉江华 李嘉伟 刘又年 黄健涵 单位:中南大学化学化工学院
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。
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
计算机控制论文:计算机控制技术在智能建筑自动化的作用 摘要:智能建筑物可以解释为把计算机应用技术同控制技术配合网络技术以及建筑艺术紧密结合在一起的科学成果。目前智能建筑是发展一个国家,一个地区科学技术与经济水平有力整体体现智能建筑水平是城市现代化发展水平的重要标志之一。计算机控制技术在该领域起到协调各个子系统,检测、协调、控制其它智能设备的作用。 关键词:智能建筑物;控制技术;自动化;计算机 前言 智能建筑是“将计算机技术”“控制技术和网络技术”和“建筑艺术”等综合技术的产物,目前智能建筑的规模,已经是一个国家或者是一个地区科学技术以及经济水平的良好体现,智能建筑的发展水平是城市现代化水平的最显著标志之一。伴随着信息时代的来临和信息产业的勃勃兴起跟随着人们对生活环境,居住条件要求地不断提高。建筑智能化的理念现己深入到了建筑物的灵魂中,并成为了衡量现代科技价值的“金标准”。建筑物的智能化成为了提高居民生活条件。是城市未来发展的主流方向。现今“物联网时代”已经到来,智能建筑的每个“子系统”将向着大规模、分散控制以及集中管理等方向发展。一般,智能化建筑中大多包括有多个子系统以及诸多设备的互联。于是就要通过对信息的综合和资源的利用,以便来统一协调监视“智能建筑”的状况便显得非常重要。通常一般情况下,每个分系统大多都选自不同的生产厂家所提供的;在“数据类型”“接口种类”和“信息储存方式”等诸多方面都很难答到共通。因此可能会严重影响了子系统在物理层面上以及功能上的互操作性以及开放性,为整栋智能楼宇的综合信息采集造成了非常大的困难。网络技术的不断进步,对建筑物内的信息监测的方式也不断更新,先已在经不再单纯是客户与服务器之间的资料信息共享。现在可以对系统监控或远程控制监测等诸多方式也日渐成熟。并且已经成为了系统当中非常必要组成部分。 1智能建筑的功能 一个可以被有效控制利用各种资源的建筑才能成为智能建筑,还需要具备有关的系统运营环境。同时生态系统上应满足能源与服务还有排污的综合需求,实现各个层面的协同运行和有机的结合。智能建筑的‘计算机控制技术’在建设设计最初时,应考虑到4个其最基本的功能: 1.1能源的管理 通过使用设计能源监控与管理的方式来达到有效节约能源的目标,减少其建筑物在周期内的资源消耗与浪费同时提高了建筑物的利用率。 1.2空间的管理 优化控制空间结构,掌握了解空间的使用等情况,合理分配不同应用空间提高空间使用率。 1.3设施的管理 掌握控制建筑物内各不同功能,不同类型设备运行的情况,并可以实施有效的管理利用,有效的延长设施使用周期。 1.4服务的管理 建筑的智能化应尊徐恩这以人为本的原则并不断地为住户提供具有一定个性化的优质服务服务,从而达到满足提升不同用户对生活的感受。但也不许考虑到降低用户的使用成本。 2供电 建筑在只能化的过程当中需要使用很多不同的应用设备来为其提供具有一定相当的针对性、个性化的智能服务。所以,为其提供保障的自动化装置与自动化办公设备以及通讯等,都会给供其共电保障、用电提出了难题。因此进行智能的建筑物内的供电设计时,必须应该要对供电系统中安全性与可靠性及稳定性还有灵活性加打重视。由于智能建筑物中的用电设备较多,用电负也荷比较大,进行设计时需要对其负荷进行分析评估,并对负荷的级别,进行合理划分。必要时可以根据设备需要的用电情况,个性化的具体选择所供电的系统,最大限度的避免造成浪费。同时应要考虑到供电的可靠性以及电源质量的要求,根据用电负荷,动态的确定其针对性个性化的供电方式。 3照明 照明系统的智能能化,不但可以保障建筑物内使用者的安全,也既要满足其基本生活。又要能应该具备或者达到其环保与外观的需要。智能化的照明系统应用原则为“安全与经济和适用与美观”的并存。安全是任何系统的绝对必要最基本的条件。要通过正确选择灯具的种类、安装的位置安装数量与灯具功率还有照度控制等方面。进行合理设计,提供生活与工作舒适的光度。一方面,要通过采取先进的采光技术,从而发挥照明系统地实际效益。在保障照明效果基础上减少费用开支。另一方面,要从我国实际电力供应与设备生产的水平出发,选择合理照明设备,来提升智能建筑中的照明系统的经济性。体现建筑内的空间立体感与装饰表现感,要注意色彩的协调,同时要避免出现眩光,根据工作与学习和生活的需要给予合理布置照明的亮度。 4计算机辅助系统集成化 4.1集成化服务程序 主要的功用是把,自动化的各种不同用途种类的办公设备互通互用的问题,实现信息共享。它主要负责完成,从每子系统应用的服务器上采集相关数据且同时向子系统下达相关控制指令,且实现与各个子系统之间的联动和控制功能。因此,此部分是,‘计算机控制技术’在‘建筑自动化应用’智能化的过程中的系统中关键所在。 4.2Web应用程序 大多采用B/S模式设计为主,主要是为了实现信息集成化,方便管理以及应用和在开发。Web服务器使用“Windows2003Server”操作系统,开发维护工具采用“MicrosoftVisualStudio2005”;以“C语言”为开发维护语言,配合数据采集与设备监控和故障诊断还有趋势曲线以及综合智能判断等,图文一体显示的人机交互功能。智能建筑是将“建筑技术”与“计算机应用技术”“网络通信技术”“和“计算机(控制\监控)技术”等多种技术集成的载体。,必须重视各个自动化设备之间地集成配合。自动化设备的集成化的是为了:搭建建设智能化的应用管理,通过对自动化化设备的自动控制把“信道通信技术”、“安全防范技术”以及“多媒体技术”等进行整合,从而达到实现智能化的目的。 5总结 智能建筑在计算机控制管理系统是把在不改变原来的自动化设备基础之上,将建筑内个各种不同应用设备网络控制与构建网络的每个应用程序。对独立的应用设备高度集成。进而形成更高的自动化综合监控与智能化的管理系统,从而就为建筑内得用户搭建了更高级的服务平台。“计算机控制技术”在智能建筑自动化应用系统的核心就是要实现不同应用设备的综合运用。必须要解决各个层面的设备、数据互访,改变各个层面设备的独立运行状况。实现自动化设备系统之间的联动控制。提高其运行的效率;在信息共享中心将数据分析后进行诊断,最终达到能源的最优化和维护设备安全平稳运行的重要目的。 作者:邹平吉 单位:兰州职业技术学院人事处 计算机控制论文:工业自动化控制中计算机控制技术的运用 摘要:伴随着时代的进步和科技的发展,工业生产已经逐渐摆脱了以人力、机器为主力的生产方式,实现了自动化和智能化产,减少了人力的工作量,也减少了生产成本,提高了生产效益。计算机技术和网络技术是实现现代化工业生产的技术保障,它在有效提高业生产效率的同时,也为工业的自动化和智能化发展奠定了基础。该文在简单概述自动化技术和计算机控制技术的基础上,分析了计算机控制系统的工作原理以及运用的特点,并重点论述了工业自动化控制中计算机控制技术的运用。 关键词:工业自动化控制;计算机控制技术;应用路径;网络技术 在市场经济快速发展的今天,工业企业面临着巨大的市场竞争,因此,对于工业制造企业而言,如何在确保产品质量的基础上,最大限度提高企业生产效率,已经逐渐成为了工业制造企业所普遍面临的难题。工业自化已经成为了行业发展的趋势,而计算机控制技术则在其中发挥着重要的作用,NC、PLC等先进技术的使用成为了计算机控制系统在工业自动化控制中应用的键,其自身的发展也逐渐向着精密化、灵活化、开放化的方向发展。 1工业自动化技术概述 石油、石化、建材、冶金等都属于工业生产,它所涵盖的范围广泛,可以是指一台生产的设备或是一条生产线,也可以指一间厂或是一家企业。在工业制造行业中,工业自动化技术指的是一项综合性技术,它强调的是在综合利用计算机技术、电子设备、控制理论以及相关的仪器仪表的基础上,实现对工业生产制造全过程的动态化、智能化监测和控制。在这个过程中,实现对生产工艺的优化、生产资料的合理配置,并为决策者的决策行动提供参考,其最终目的是提高产品质量和生产效率,降低生产消耗和成本,减少对环境的污染。总体而言,工业自动化技术包含了三个部分,分别是硬件系统、软件系统和系统技术。硬件系统中包含了各项控制设备和仪器,以及执行命令的执行器等。系统技术则包含了各项集成技术,具体包括硬件集成技术、软件集成技术、软件和硬件集成技术等。而各类软件则属于软件系统,在工业自动化系统中,包括了管理软件、控制软件和测量软件等。这三个部分的内司其职,又相互配合,共同实现了工业的自动化生产和控制。将自动化技术应用于工业生产制造行业,对提高企业员工素质、提高企业生产制造能力具有重要意义,同时,这也是优化工业行业产业结构,避免“三高”的重要举措。 2计算机控制技术概述 计算机控制技术质是以计算机技术为核心的一项技术,其主要的目标是采集和控制生产过程中的各项参数,并以计算机硬件系统为依托,利用相应的控制软件,实现对工业生产过程的自动化控制。换而言之,工业自动化控制系统的实现需要以计算机控制系统为基础。计算机控制系统由软件控制算法、硬件系统和上位机操控软件三个部分构成。在这个系统中,计算机拥有高速的计算能力和数据处理能力,因此被运用于各项命令的执行,通过对被控对象的控制,达到工业自动化控制的目的。事实上,从很大程度上来说,对计算机的控制也需要借助一些辅助部件。上位机操控软件的主要作用是现人机的交互,其最大的作用在于实现程序和数据的输入和输出,同时承担数据库构建的任务,以便于实现对工业生产过程的控制,在发现异常状况时能够发出警报。在辅助工业控制系统运行过程中,计算机控制系统需要进行经常性的信息交互,通常情况下,信息交互能够采用有线通讯和无线通讯两种方式。总而言之,计算机控制系统的要目的一方面在于实现对运动过程的控制;另一方面是实现被操控对象的优化。 3计算机控制系统的工作原理 硬件系统和软件系统是计算机控制系统两个重要组成部分,要想实现计算机控制系统的控制功能,需要采取专门的数字、模拟转换设备。在实际工业自动化控制过程中,通常会采用实时控制方式,大多数控制过程计算机运行的可靠性要求较高,但是对其运算速度并无硬性要求,只强调其必须能够响应及时。计算机控制系统实现工业自动化控制的工作原理主要分为三个步骤:第一,数据采集。通过对被控制目标的瞬时值进行检测,实现对相关数据的收集,随后将相关数据传输至工业自动化控制计算机中。第二,实时决策。通过计算机中的特定软件,对所采集到的数据的状态进行计算和分析,根据预定的控制规则,执行下一步控制计划。第三,完成控制任务。计算机所做出的决策会发送给控制系统,控制系统以控制信号为依据,对相关任务进行分配,并执行相关的控制动作,完成自动化控制的任务。在实际控制工作中,三个控制过程不断重复循环,确保系统能够按照相应的要求进行工作,且能够处理一些设备自身和控制对象的异常情况。 4工业自动化控制中计算机控制技术的运用 工业生产过程中,计算机控制技术在自动化控制系统中的应用路径可从数字控制、可编程逻辑控制器、分布式控制系统、计算机传感器等五个方面进行分析。 4.1数字控制 数字控制(NC)是自动化方法的一种,指的是借助符号和数字等对工业生产过程进行编程控制,因此,也简称为“数控”。要实现数字控制,需借助专门的计算机设备,将操作命令以数字的状态发送给设备,使得设备能够依据原先设计好的程序运行。在数字控制系统中软件技术是核心和关键所在,对设备的自动化控制具有重要影响,良好的数字控制技术是提高设备自动化运行能力的重点。在诊断设备故障和设备维修的过程中,数字控制能够诊断出AI故障,运用计算机网络技术,还可实现远程诊断和远程监控。另外,通过已建立的数据库功能,还可对系统进行检修和维护,修复相关故障,并在漏洞扩大之前实现零件的更换,最大限度提高数控系统的安全性、可靠性和稳定性。 4.2可编程逻辑控制器 可编程逻辑控制器(PLC)从本质上而言是一台计算机,其主要是为工业生产而专门研发的。数字运算操作是其基础性工作,而编程存储器则是其核心,模型和数字是其输入或输出的主要方式,通过这种数字或模型的输入和输出实现对工业生产过程和机械设备的自动化控制。可编程逻辑控制器在被运用于工业生产制造后,其工作内容也被分为个部分,主要是数据采集和输入、命令程序的执行、结果的输出和刷新,这三部分的工作内容共同形成了一个扫描周期。可编程逻辑控制器工业自动化控制中的使用较为广泛,归根结底是因为其自身在性能方面拥有诸多优势。首先,它具有使用便捷、操作简单的特点。其次,它的功能较为强大,设施设备齐全,表现出良好的性价比。再次,它的运行可靠性高,能够适应各种不同的生产制造环境,且抗干扰能力强。最后,它具有维护和检修方便的特点,能够实现相关程序的在线修改。 4.3分布式控制系统 工业自动化控制系统中分布式控制系统从本质和功能上来讲,就是一个中型的计算机控制系统。这个分布式的控制系统,能够通过计算机技术实现对生产过程中相关数据的收集、处理和分析,进而实现对生产过程的控制。这种多级计算机控制系统的运用是以计算机运行速度的提高和微型计算机的使用为基础的,它的出现使得自动化技术中计算机控制技术的使用更加科学可靠,其出现和发展与计算机技术的发展有着密不可分的联系。集散型计算机控制系统的主要工作则是实现对自动化生产工程中相关数据的分析,并将分析所得信息反馈给计算机,在这个分析和反馈的过程中,中央计算机只负责系统的集中管理和分散控制工作,使得工业自动化控制系统工作的可靠性大大增强。场控器是分布式控制系统的基础,通常情况下场控器中包含了I/0部件,通过该部件分布式控制系统可实现对数据的采集和控制、执行,再经由人机接口,实现执行命令的,再通过网络通讯设备,实现对数据信息的传递。在现场控制器中,又包含了控制回路等,回路控制中的相关算法预先存储于运行内存中,在实际操作中,能够依据自动控制需求,进行组态。 4.4计算机传感器 在工业自动化控制中计算机控制技术的运用和实现需要依赖于网络通信技术、软件技术和传感设备的支持,在这其中传感设备发挥了至关重要的作用,它是实现工业自动化控制中自动化监测的重要条件。传感设备具有数字化、智能化、系统化和精密化的特点,其相关性能从某种程度上来说决定着工业企业自动化生产的产品的品质。计算机控制系统通过传感器的使用,实现对相关数据信息的收集和整理,进而获取设备运行的状态信息,实现对设备各项参数的动态化监测和控制,确保自动化控制设备运行状态安全,最终达到提高工业产品质量的目的。现阶段,计算机传感器的使用正处于发展阶段,在未来的发展过程中,其运行的可靠性和精确性都将得到有效的提高,最终向着更高级的智能化和更低的能源消耗方向发展,其综合性能将得到大大提升。 4.5自动化生产中的现场总线应用 现场总线指的是数字化通信的检测和控制系统,其被广泛运用于工业自动化制造行业中。现场总线拥有专门的处理器,将这个处理器与测量控制器连接后,可实现计算和通信的能力。它使用双绞线作为通信的媒介,能够实现计算机网络与测量控制器的多个对等连接,自动化生产的现场总线能够将分散的测量控制器变成网络探测的节点,实现联机式的自动控制。现场总线的使用为自动控制设备和系统之间的信息交互和数据分析提供了保障,再通过计算机网络的作用,能够第一时间发现设备运行的异常状况,并实现异常状况的及时排除,使得工业企业的自动化生产过程中信息沟通更加便捷。现场总线在信息交互、数据更新和信息显示等方面都表现出了强大的优势,因此,在自动化技术未来的发展中,现场总线技术的使用是其必然的发展趋势。 5计算机控制系统的应用特点 计算机控制技术在工业生产领域使用广泛,其运用涉及到网络通讯技术、传感技术、控制软件、自动控制技术等。近些年来,伴随着计算机技术和工业产业的发展,工业自动化控制中计算机控制技术的应用水平越来越高,其科技含量也越来越高,有效加快了企业的现代化进程,其应用的优势主要表现在以下几个方面: (1)开放性特点。相对而言计算机自动化控制系统具有公开性和开放性的特点,其开放性特点主要表现在能够实现所有设备和系统的连接,确保各项设备正常运转。在实际操作中,工业企业可根据自身的实际需求,选择接入的系统和设备,表现出极大的灵活性和便捷性。 (2)交互性和可操作性特点。计算机控制系统中的各项设备能够相互连接,共同构成一个数据传递的系统,因此,在这个系统中各项设备是可以相互替换和代替的。 (3)智能化特点。计算机控制下的自动化系统的总线具有智能化的特点,现场总线通过传感设备,能够实现对现场各设备的分析和监控,并在此基础上,实现对设备的自动化控制,确保其能够实时监测设备运行状态,及时处理系统故障。 (4)精确性高。相对于一般调节器而言,计算机控制系统具有超强的数值运算能力,能够最大限度缩小和控制偏差,确保其控制精度不会受到元件老化、噪音等因素的影响。 6结语 总之,工业企业的自动化生产是一个复杂的过程,尤其是在这其中还掺杂了许多大型设备和先进技术的使用,大大增加了自动控制的难度。计算机技术在工业自动化控制中的使用,为其提供了强有力的技术支持,为其进步和发展奠定了基础,也为企业进一步降低生产成本,提高生产效率提供了可能。在未来的发展过程中,必须加强对计算机控制技术的研究,除了不断完善现有的技术之外,还应该加强对新技术的研发,使计算机控制技术能够更好地服务于工业自动化控制技术,促使我国工业产业健康、稳定、可持续发展。 作者:吴高杰 单位:装甲兵工程学院 计算机控制论文:计算机控制技术互联网论文 1集中控制与集散控制的分析 计算机控制技术发展初期,是以集中控制的工作方式进行计算机系统控制的。集中控制系统会建立统一的控制中心,由控制中心负责信息的收集、处理、加工等工作。如果集中控制系统出现了任何问题都能够及时发现,有助于企业及时制定科学合理的解决方案,系统的控制效率也因此得到了大幅度提升。集中控制技术主要是将信息的输入或输出作为控制主体的,主要包括信号采集、信号运算、信息处理及信息反馈、状态显示等工作内容,以上工作内容主要是通过IPC(一种工业控制计算机)控制完成的。IPC会收集温度、PH值、压力等相关数据,并通过接口卡来接受经过处理而得到的信号。集中控制技术具有一定的缺陷,一旦出现控制失误的情况就会使整个系统的运行都会受到某种程度的影响。而且,随着控制系统的日益复杂化,一台计算机已经无法负责控制多种信号的处理工作。为解决以上缺陷问题,以集散控制工作方式为主的计算机控制技术随之发展起来,集散控制又被称为分布式控制系统,根据功能的不同,集散控制又被分成了上位机与下位机,集散控制系统将通信作为系统的核心。整个系统的集中监视工作主要由上位机负责,而下位机则负责控制分布在各现场的用于分布控制的个体,集散控制系统的上、下位机通过通讯互联网进行信息传递,保持信息通畅。集散控制系统具有较高的安全性、有效性及可拓展性。但许多厂家为实现经营垄断常常采用封闭形式的集散控制系统,阻碍了集散控制系统的推广和发展。 2封闭集散控制系统到工业现场中线的发展分析 封闭式的集散控制系统缺乏较好的兼容性和开发性,系统存在无法共享信息的局限。为增强集散控制系统的兼容性和开发性,在构建系统过程中必须采用标准化、网络化的网络协议,工业现场中线技术随之发展起来。由该技术构建的工业现场总线控制系统可以确保工业现场中智能化仪器、控制器、执行机构设备之间保持信息通畅。整个控制系统按照总线方式有条不紊的运行着。工业现场总线控制系统采用的是开放式的现场总线协议,以该协议方式进行现场所有支线工作的协调工作,不仅可以降低投资成本、维护资金,该系统还具有操作简单、经济实用、工作效率高的显著优势,用户的功能需求也可以得到更好地满足。工业现场总线控制系统是一种开放的、互联的分布式系统。该系统将工业现场作为中线,通过收集中线中的信号或信息,并根据所收集的信息对其进行有效控制,将分散控制管理与集中控制管理进行了有效结合,将系统危险分散开来,实现控制分离。 3现场控制到企业自动化控制发展分析 以太网工业协议作为一种开放式的网络协议,实现了全方位的自动化控制。在计算机控制技术中引入互联网,有助于提升产品的安全系数和适用性。但目前,企业化基于以太网的自动化控制中存在着一个问题就是不稳定的网络信号,无法确保系统时刻保持在稳定的工作信号下。信息化工厂的提出是为了解决以太网不稳定问题。基于该技术下,系统将大量的数据进行转移,使信息的采集、传输和处理都能处于良好的环境中,最终实现信息的自动化控制,并提高控制效率。 4总结 基于互联网的计算机控制技术先后经历了集中控制到集散控制、封闭集散控制系统到工业现场总线控制系统、现场控制到企业自动化的几个过程,其技术越来越成熟、高效,计算机控制技术的自动化、智能化程度越来越高,为提高企业的生产效率、生产安全、产品质量提供了有力保障。 作者:党杰 单位:西安医学院 计算机控制论文:计算机控制中网络通信论文 1基于计算机的控制系统 在工业生产领域,计算机控制系统中包括了工业用计算机与各种工业对象。相较于普通控制系统,基于计算机的控制系统,包括了开环系统与闭环系统。现在,工业领域中主要采用闭环系统,主要是由于该类控制系统为一种最基本的控制方式。根据常用的计算机控制系统,其硬件主要包括了计算机、各种外设、输入和输出通道,以及各种工业操作台等。具体如图1中所示。根据控制系统所采用控制方式的不同,则可以将其划分成:操作指导控制系统、直接数字控制系统、计算机监督系统以及分级计算机控制系统等。 2基于计算机的远程网络通讯 在远程网络通信中,由于信息传输方向的不同,可以将该过程中所采用的通讯技术分为双工通讯、半双工通讯与单工通讯等几种类型。顾名思义,双工通讯就是通过比较复杂的通信结构与线路,确保通讯双方的信息都能够向着两个方向传送;而半双工通信则可以理解为信息虽然能够在两个方向传输,但是这种传输过程不是实时的,因为每次传输都只有单个方向的数据在传输;单工通信则更加简单,就是只有一个固定方向的信息能够被传送。在实际的应用环境中,远程网络通信中所采用的通讯方式主要为半双工方式,也就是人们常说的四线制传输方式,而在不同计算机之间的通信中,则主要采用单工通信方式,这样,就可以在满足各种实际要求的情况下,使得通信系统中所采用的线路能够得到更大程度的简化。在基于计算机的远程网络通讯系统中,其硬件构成根据不同的功能主要包括计算机终端、网络主机、各种网络数据交换设备、网络数据传输线路等。 在这些硬件设备中,计算机终端的作用主要为对各个企业用户的网络数据通讯量和信息规模等进行控制;数据交换设备则可以实现对各种网络传输数据的分类、归档、处理与存储等操作过程;在网络主机中,则又可以具体分为微型计算机和小型计算机,其中,我们常用的计算机可以作为微型计算机来使用;网络数据传输线路又可以划分成多种不同的线路,比如常见的电话线路、光纤线路以及微波线路等,在这些线路中,人们最常用的就是光纤线路,这主要是由于光纤的速度非常快。在整个网络通讯链路中,计算机终端、主机等硬件设备,主要通过数据传输线路完成下路连接,而各种终端设备则需要通过数据交换设备来接入网络,接着,远程网络通讯系统各种计算机终端,则能够通过实现制定的网络协议来实现对网络终端的控制过程。对于基于计算机的远程网络通讯系统中所采用的连接方式,根据现代计算机网络技术的发展现状,可以划分为分支式、多路复用、集线式以及点到点等多种方式。在这几种方式中,点到点方式最为常用,因为这种连接方式主要以计算机为核心,然后再通过各种传输线路和数据交换设备来实现网络数据的交换与传输。 3计算机网络通信的发展方向 3.1朝着网络化方向发展。在现代计算机技术和网络技术发展的双重推动下,各种基于计算机网络的控制系统得到广泛应用,且应用范围和规模也不断扩展,给传统回路控制系统中所展现出来的特性造成了根本性的变化,主要是在网络技术推动下,逐渐形成了控制系统的网络化发展趋势,而这也是现代网络技术的成功应用所带来的必然结果。基于现代网络技术,可以将网络中的各种接口连接到仪表单元,从而使得网络化条件中的仪表单元具备了直接通讯的能力。正是由于网络技术的推动,才使得网络能够逐步延伸和发展到各个控制系统的末端,然后在与原有控制系统的结构相结合的基础上,则可实现从控制任务的最基底层,到实现整个调度工作的最高层之间的网络优化与连接过程。对于整个控制系统中的各个仪表单元,其可以作为控制网络中的最小实现环节来使用,而这些仪表单元的网络化则是在对这些仪表单元的数字化的基础上才完成的;在完成原有仪表单元的数字化之后,才能添加必要的网络通讯单元,从而构成完整的总线系统。在现有的网络化控制系统与现场总线控制系统中,整个控制过程的实现与完成已经不再仅通过传统意义上的控制系统来执行,而是通过各种仪表单元在对各自工作独立完成的及基础上,进而通过网络来实现不同单元之间信息交互,最终完成程序和应用环境所赋予的各种控制任务。 3.2朝着扁平化的方向发展在各种功能不同的网络结构中,特别是在基于分布式的计算机控制系统中,整个控制系统可以通过网络来划分成不同的层次,进而将计算机通过网路来连接。考虑到在网络中所存在的不同层次之间的独立性,信息在网络交互过程中,将会受到计算机的影响,这也是信息或者数据在网络交互过程中,需要考虑的一些问题。同时,由于分布式控制系统的网络本身所体现的数据结构的封闭性,会给不同厂家产品的交互带来影响。 4结束语 基于现代计算机技术的控制技术得到了飞速发展,各个领域对控制系统所体现的控制技术水平的要求也逐渐提高,使得现有的控制技术水平朝着更高层次的方向发展。文中通过对计算机系统结构中控制系统的简介,阐述了常用计算机控制系统的构成和组件,对控制技术在网络通信中的应用进行分析。 作者:孙福成 单位:甘肃畜牧工程职业技术学院 计算机控制论文:油脂生产领域中工业计算机控制系统的运用 摘要:根据油脂加工工艺要求,选取了基于WinCCV6.2的上位机和S7-300系列PLC控制器构成的工业计算机控制系统进行结构设计分析和功能模拟。针对该控制系统在过程控制、实时监测、数据记录和查询功能进行了验证。结果表明:采用工业计算机控制系统大大提高了油脂生产过程中的自动化水平,实现了油脂生产过程的集成化和柔性化,对于保障油脂产品品质和工业生产安全意义重大。 关键词:油脂生产;工业计算机;自动控制;PLC 近年来,油脂市场需求不断扩大,油脂产品竞争日益激烈,技术也在不断的发展,传统以单一自动控制的技术手段已经不能满足大型油脂加工工厂的技术要求。当前,基于大中型集散计算机控制系统(DCS)结合可编程控制器(PLC)的工业计算机控制系统在电力、石油、化工等领域获得了广泛推广和应用[1]。但油脂行业的生产管理依然还是以PLC控制系统为主[2]。采用工业计算机控制系统将分散的控制室集成到一个主控台上进行管理操作,实现了油脂生产过程的集成化和柔性化,在提高产品质量,降低能源消耗的同时,改善了生产者的工作环节和劳动强度,对于保障油脂工业安全生产的意义重大[3]。因而,基于自动控制技术的工业计算机成为各油脂加工厂提高市场竞争力、降本增效的重要手段,并成为衡量现代化油脂企业的一个标志。 1油脂生产工艺流程 现代油脂制取工艺一般包括:对油料除杂、去皮、破碎、分离、烘干等预处理,为油脂的制取提供满足出油率要求的料坯;利用压榨技术(一次压榨法、二次压榨法、预榨浸出法、冷榨法)得到毛油;对毛油进一步精炼加工,得到符合质量标准的成品油。该制备过程中,若采用传统的人工控制,或者基于单一局部的控制技术很难满足现代化油脂大规模生产需求,如在油脂生产尾气压力、浸出器存料箱料位、毛油液位等关键点调节中[4],利用操作经验或单循环回路控制技术很难达到工艺要求。而通过组态软件设置PID智能自控模式,利用PLC主控器对关键点的全自动控制,能大大提高传统单回路控制的关联性和可靠性。 2工业计算机控制系统结构分析 工业计算机控制系统即利用工业控制软件和上位机组态软件,结合系统设计人员工业控制经验、系统软件水平和现场操作人员实际工作经验来达到油脂生产的自动化管理和控制效果。整个油脂制取工业计算机控制系统由上位机监控系统和下位机控制系统组成(见图1),通过上位机接口向设备发出指令,利用PLC进行系统数据信息和指令的采集和控制,在人机交互界面上动态显示系统运行状态信息。 2.1上位机监控系统 油脂制取自控系统中,上位机监控系统是用户和计算机间的交互点。监控人员通过交互性的人机界面实现对整个生产现场的实时监视,一旦出现异常,系统发出故障报警,满足操作人员对系统的控制。同时,操作人员通过上位机监控系统与PLC、系统设备进行信息交流,向PLC、控制设备发出指令,PLC也可利用通信模块将设备运行数据信息反馈给上位机,从而满足监视人员对现场工况的实时了解和数据查询、归档。 2.2PLC控制器 油脂生产工艺现场环境较为恶劣,存在较大干扰信号,为保证控制系统的可靠性和安全稳定性,采用PLC作为整个油脂生产流程的核心控制部件。PLC执行压力、温度、液位、流量等仪器设备现场信号的采集,阀门的启闭,各电机设备启停操作。现场采集的模拟/数字信号通过内置通信模块实现与PLC的数据交互,满足对油脂生产的自动化控制。图3为采取循环扫描工作方式的PLC流程图,一次循环扫描将实现对输入/输出信号的采集和刷新。 2.3PLC与上位机通信系统 PLC与上位机以及PLC与执行机构、测试仪表等的数据传输是保证信息传输和指令下达的关键。油脂生产中常见的通信方式有串行通信、现场总线、多主站通信、工业以太网等几种类别[5],本文针对SIMATICNETCP343-1通讯卡进行功能分析。采用自备处理器的SIMATICNETCP343-1通讯卡,能有效缓解中央处理器的通讯任务[6]。CP343配备的RJ45接口能够连接工业以太网,能同时独立处理工业以太网上发生的数据拥堵情况,从而保证油脂生产过程中庞大的数据采集量和下达指令能得到及时响应,满足远距离、多用户的访问连接。集成S5在通讯方面的兼容器,在不需要编程器的条件下进行现场调试,满足了油脂生产过程中复杂环境下设备维护更新的灵活性。 2.4PLC的I/O资源配置 PLC的I/O配置要满足现场传感器、一次仪表和现场控制设备相连接,便于数据信息的传输。根据油脂生产工艺特征和现场工况,现场信号包括对罐体液位、温度、压力检测信号,电机、油泵启停信号,电磁阀、流量阀、蒸汽阀的开度调节信号,蒸汽流量、温度调节信号,变频器频率调节等,因此整个系统应设置多路数字量输入/输出信号和模拟量输入/输出信号。 2.5现场设备和仪表 现场采集设备和仪器主要是针对油料预处理、压榨浸出、精炼等操作过程的温度、压力、料位和流量进行数据采集和控制,采集现场温度、压力、料位等模拟信号或数字信号,如压力变送器、温度变送器、速度变送器、雷达式料位器。系统的执行机构和电子元件,包括各类气动、电动调节阀门,蝶阀、变频器等,通过布置在设备上的仪器来采集变化的信号。 3系统的功能模拟 油脂生产中工业计算机控制系统控制对象包括了现场各类电机设备启停,各类阀门启闭;各储存罐液位控制等。交互界面上显示对象包括各储存罐、管道、阀门的温度、压力、流量等元素。通过界面监控各阀门开关、储存罐参数的变化,并调取变量的历史曲线等。交互系统画面组成包括主操作界面、监控界面、系统报警界面、数据浏览界面等。操作人员通过鼠标和键盘执行各项操作任务,并在不同画面之间进行切换,监控各运行程序的具体情况。组态软件通过现场I/O设备获得各系统的实时数据,对数据进行加工后以图像形式在显示终端显示,另外,根据操作指令和组态要求将输入指令传输到对应的I/O设备,控制执行机构改变运行参数或运行方式。对需要存储的数据写入到历史数据库中,当接收到历史数据的查询指令时,将从数据库中调取数据在终端显示。当设备运行触动报警值时,系统以图像、声音的方式反馈给操作员,同时存取报警信息,以备缺陷的反馈追踪。 3.1运行状态的实时监测及显示利用控制系统 对设备实时运行状况进行监控,对脱溶机、提升机、负压尾部风机等重要设备进行状态监测,一旦出现异常状况,传感器接收故障信号并通过控制器进行处理,系统人机界面发出声光报警,控制系统自动改变运行方式或运行参数调整来避免故障的扩大,与此同时,通知现场人员迅速采取措施进行调整。油料预处理阶段,通过工业计算机控制系统来实时监控油料储存仓。利用安装在料仓底部的料位传感器保证油料的正常供应,确保油料的正常损耗率以及最大限度避免由于空仓而造成的效率降低问题。同时,监控设备上的显示屏显示各电机、泵、阀门的运行工况,便于操作员针对工况做出预判,避免可能存在的故障发生。 3.2运行参数的调整 通过PLC主控制器设定温度控制范围,对参数报警值和报警记录设定;对系统压力、真空度控制值和变化曲线设定,对参数变化范围和报警值进行设定;对系统流量值进行设定并监控等。油脂制取过程中浸出器内部需维持一定的负压避免溶剂挥发而出现事故,要求浸出器存料箱和落料斗料位维持一定高度;为满足工艺要求,提高脱溶效果,要求蒸脱机料层稳定在一定高度范围;为保证第二蒸发器的温度值,避免温度过高或过低而造成的翻罐或不利于混合油蒸发的问题。利用工业计算机控制系统控制浸出器负压、蒸脱机料位、蒸发器温度,有效解决了人工控制存在的误差,满足了工艺要求。通过布置在设备上的测量容器负压、料位、蒸发温度,经过信号处理传输到控制器,控制器根据预先设定的参数对信号进行比较分析后,向电气执行元件发出指令调整运行方式,保证运行参数在设定范围内。 3.3历史数据的查询系统 实时显示和记录现场监测数据,并提供设定时段的数据报表打印功能。各设备的瞬时负荷值、设备故障时间、报警响应、故障参数的时间报表,生产过程的压力、流量、蒸发量等状况报表,结合人机交互界面提供选定参数的历史曲线,生产打印报表[6]。系统数据库存入各类参数信息,以便后续统计分析。工业计算机系统能够实时反映设备和工艺的运行数据,并及时将数据信息自动保存。一旦发生故障,操作员可通过应用界面调取相应时间点的参数信息,对故障进行分析和调整,保证安全生产需求和工艺品质标准。因此,相较于传统的人工摘录记事本的文本记录方式,采用计算机自动控制系统提供的数据记录和故障分析工具,提高了实时监测效率,且避免了人工记录和时间的制约。 3.4传动装置的启停控制 根据油脂制取工艺,在组态软件的支持下,通过交互界面实现对设备的启停控制,并对设备过流、过载、空载、故障停车控制处理,结合设定的逻辑控制单元和报警设置对生产过程进行全面跟踪监控,满足工艺需求。在浸出工艺中,负压蒸发中的尾气风机对真空度的要求非常高,尾气风机转速过高,则容易带出溶剂,转速过慢,则真空度下降,压力可能转为正值,影响安全生产。采用人工控制难度较大,而通过工业计算机控制则能很好解决。利用安装在尾气风机上的压力变送器获得相应的真空度信号和压力值,控制器对接收到的信号对比分析,向变频器发出指令,改变风机的转速,保证尾气风机压力和真空度保持在微小负压范围。 4结束语 随着生产力的发展,科学技术的进步,油脂加工行业所面临的市场竞争也愈发激烈,具备先进的加工工艺、优良的设备配给,卓越的自控系统将是油脂加工企业实现大吨位高度集成生产链的追求目标,基于PLC可编程控制器结合大中型集散计算机控制系统(DCS)的工业计算机控制系统,对油脂生产加工全过程进行工艺监控和信息管理,符合现代化油脂加工厂家的自动化控制理念,也是提高油脂生产品质的必然趋势。 作者:徐毅 单位:西北政法大学 计算机控制论文:网络与通信技术在计算机控制中的作用 摘要:随着先进的生产力的不断发展,信息化时代成为了时展的大趋势。信息化时代主要以网络信息技术为主体,是以创造知识与开发知识为首要目的。如今,网络与通讯技术已经成为现代社会发展的重要手段,它在计算机的领域中起着非常重要的作用。本文就对网络与通信技术在计算机控制中的运用进行分析阐述。 关键词:网络与通信技术;计算机控制;运用 在现代科学技术不断更新换代的社会里,全球的通信技术迅猛发展,在全球信息化的大潮流中,光线通信、广播电视网、国际互联网、电话网等通信互联网的建设也不断得到技术上的革新,网络人性化发展的趋势越来越明显。通信技术与网络成为了社会快速发展的基本要素,也为推动经济的发展做出了巨大的贡献。接下来就结合网络与通信技术,谈一谈在计算机控制中的运用。 1通信技术与计算机控制技术的有效结合 在计算机控制技术中,有一种技术是将通信技术与计算机网络技术两者完美地进行了结合,那就是今天所说的现场总线技术。可能大部分的普通群众对现场总线技术并不是很了解,不像以太网这些网络计算机技术一样,因为现场总线技术通常只是被用于微机化的测量与控制的设备方面,以及对生产现场进行一个有效的信息传输,目的是能够在建立一个高效开放的监督生产过程的信息数字化传输系统。现场总线技术具有很强的稳定性,对信号的抗干扰能力也很强,因为它主要是通过数据传输的方式进行基带传输,这样会使它的功能模块就被分解成几个部分,这不仅会增加它的性能方面的安全性,还能为以后的后续维护工作的实施提供了很大的方便。现场总线技术的技术是比较成熟和完善的,但是也会存在着不足的地方,那就是在传输数据的时候速度会较慢,以及一旦出现问题会因为总线比较复杂而导致问题不易找到和控制。 2网络技术在计算机控制技术的具体应用 网络技术在计算机控制技术的应用中最广泛和典型的就是以太网的应用。以太网在计算机控制技术中具有明显的应用优势,因为以太网的通信传输的速度非常快,而且网络成本的费用非常低,所以它的应用范围是非常广的,自身条件也不存在现场总线的标准复杂的问题。所以在普通家用和办公的计算机控制中,以太网比起其他的网络在计算机控制的应用中能够更好地实现通信和网络的信息传输以及资源共享。以太网是最具有市场发展的潜力的,它甚至还涉及到了工业领域上,它的兼容性的强大使信息在传输过程中不容易受到其他因素的影响。其中,以太网存在的缺点就是以太网在安全性上不如现场总线技术可靠。所以,在现实生活中的实际应用,人们常常会将这两种技术在计算机控制中进行有效融合,使它们之间能够更好地取长补短,各自发挥优势,以达到网络通信效率的最大化。 1、网络通信技术在计算机控制中的运用网络通信技术在计算机控制中的运用具体体现在人们的日常生活中,例如人们可以通过手机、计算机等终端设备对计算机的图像与信息数据进行保存与读取,可以提高资源的有效利用率,还可以加大网络信息的共享资源的效益,继而大大提高了信息的流通,使人们更加快速、方便地在一定时间内就能获取到有用的信息资源,节省了许多资源成本的消耗,提高了人们的生活水平与工作效率。 2、教学方面的运用网络通信技术还对教学方面有着非比寻常的重要性,对于教学改革来说,起着强有力的推动作用。教师可利用计算机网络技术对学生进行授课,借助网络通信技术还可以与学生进行视频远程教学,这样的教学途径改变了传统的教学形式,教师与学生不必局限于必须面对面地上课才能传授和接收知识,通过网络通信技术在计算机控制技术方面的有效运用,师生之间可以进行高效率的教学模式,不仅可以缩短多余的时间,还可以为教师与学生双方提供庞大的资源库,教师拥有大量的资源方便索取,学生这方面也拥有着海量的学习资源可以提供挑选,有效地实现了师生之间的资源共享,也为师生提供了便捷有效的教学途径。网络通信技术对于我国的教育可谓是创造了一个新的发展空间,同时也是扩大了文化教育与素质教育的覆盖范围。 3、气象方面的运用在气象预测上,通信网络技术更加发挥着重要的作用。通过通信网络技术进行对天气的卫星探测,能够更加及时、更加准确地将气象的变化情况通过计算机控制技术的传播。例如可以通过电台技术、广播技术以及电视等终端设备将天气预报传送到人们身边,有效帮助人们对未来天气做好预防工作,对于恶劣天气的预测,可以有效提醒人们提前对自身进行一个保护措施。网络与通信技术在计算机控制中的运用,对社会甚至是世界的发展是必不可少的,甚至还会呈现出越来越重要的趋势,因为它可以使国家与国家之间的文化、经济、政治等方面进行便捷有效的交流,使国家之间的资源进行互通有无,促进了世界各国的合作与发展。 作者:唐晓旸 单位:河北省任丘市华北油田第三中学 计算机控制论文:计算机控制中通信技术的应用 【摘要】 进入新世纪以来,网络和通信技术伴随我国经济的高速增长开始了几何式惊人发展。目前我国在计算机网络与通信技术的融合发展上,逐步推出计算机自动控制系统,且被多个领域广泛认可和接受。本文主要探析计算机控制中网络与通信技术的应用,以为相关工作和研究人员的工作和研究,提供有用参考。 【关键词】 计算机;网络技术;通信技术;应用 伴随现代科技的进步和发展,网络和通信技术正在逐步走向融合发展的轨道,而这一发展趋势也推动了通讯质量和效率的快速提升,进而刺激了信息通讯业的高速发展[1]。现代信息通讯业的不断创新和发展,把传统通讯技术和数字交换技术融合为数字通信技术,形成信息单一传送到多元信息同步传输的跨越式发展。现代信息通信技术的发展,不仅满足了人们生活场景中更多信息沟通需求的,而且为我国社会经济的发展起到了强劲的推动作用[2]。 1计算机网络与通信技术概述 1.1网络技术网络技术兴起于上世纪90年代中叶,是一种基于计算机的数字信息交换技术,其将互联网上分散的数据资源信息整合后,全面共享和高效协调这些信息资源的呈现,使互联网用户可以方便的获取和使用该信息资源[3]。网络技术提供的信息资源在具体提供过程中实际上需要调动大量设备资源和互联网资源,该过程需要调动的各项资源主要包括传感器、网络、大型数据库、专家资源、知识资源、信息资源、数据库资源、存储资源、高性能计算机等。目前的网络技术,处在互联网发展的第三阶段,互联网的功能主要在于信息资源共享。应用网络技术,可以方便的构建小型社区网络、企业内部网络、家庭网络等多种级别的局域网。互联网的根本特征就是资源共享,运用网络技术的最终目的就是消除资源孤岛,因此网络技术的应用并不强调网络规模,而是更加注重技术效果的实现。 1.2通信技术通信技术还被称作通信工程,也有叫信息工程或电信工程的,其是电子工程的重要分支技术,也是当前使用价值极大的基础学科之一。信息技术主要关注通信中信息传递与信号处理原理与应用。通常认为,计算机通信是两个或两个以上计算机间设置专门设备进行信息交换与传输的整个过程。通信技术,最开始采用模拟信号作为传输载体进行信息传递,如今其后则以数字信号作为信息传输载体进行数字信息传输,如今则以数据信号为载体进行数据通信。其中数据通信又分为报文、数据、电力三种数据交换方式。数据通信通常是借助网络协议完成计算机间信息资源传输与共享。网络协议就是计算机间通用的计算机通信语言,通常在不同计算机间设置相同的网络通信协议,也正是这个网络通信协议让多个计算机上的信息资源完成了传输和共享。 2计算机控制中通信与网络技术的应用剖析 2.1现场总线技术应用剖析上世纪80、90年代现场总线技术在国际上逐渐发展成形,该技术主要用在楼宇自动化、制造自动化、过程自动化等方面的现场智能设备的通信网络。现场总线技术为工厂提供基础数字通信网络,连接工厂现场生产过程和控制设备、高级管理设备间沟通,因此其还是开放的全分布控制系统。现场总线技术具有较为分散的功能性模块,该结构能够有效增强其通信稳定性,同时有利于现场总线设备的后期维护保养。现场总线技术的主要内容包括数字通讯、计算机、控制、智能传感等技术,是一项综合性的通信与网络技术,是自动化技术发展的热点技术,目前在世界范围内被广泛应用,且因此引起自动化系统结构与设备发生革命性变化。当前很多极具实力的知名企业都在致力于现场总线技术的研发和相关产品推广。现场总线设备通常设在过程设备底层,用来提供工厂用设备级基础通讯网络,其具有成本低廉、安全性好、通信协议简单、容错能力强等特点。具体应用中,现场总线技术还要求很高的实时性和时间确定性,同时还有信息交换频繁、多进行短帧通信、负载稳定性好的特点。总体而言现场总线技术具有安全性高、稳定性好、兼容度宽、技术成熟的多项优势,基于自身因素存在的技术弊端主要在于共享资源和传输数据的速度相对缓慢,该技术用于计算机间通信相对弱势,具体而言总线标准复杂度高,发生问题后防控难度较大。 2.2以太网应用剖析以太网是一种广为应用且技术优势显著的计算机控制技术,其优势在于网络通信成本低、通信数据传输速度极快、不存在总线标准的复杂协议问题且具有极为广泛的应用范围。采用以太网进行数据传输和共享,能够实现高质量的网络通信、信息传输、资源共享效果。以太网具有极为惊人的市场发展潜力,目前被网络和通信技术的相关市场广泛认可和看好其发展前景。目前,以太网已经将其应用范围扩展到工业应用领域。以太网在具体应用上,和现场总线技术不同,其在传播速度和效率上远远超过现场总线技术。以太网在应用领域中有着远超现场总线技术的超宽兼容度,应用实践中信息传递的整个过程能够表现出更高的稳定性。但在具体应用场景中,以太网传输信息的安全性和可靠性要远弱于现场总线技术,简单而言以太网对现场设备控制比之现场总线技术相对弱势,其在远距离的信息传输上更具优势。 2.3网络和通信技术的综合应用分析目前,网络和通信技术已经广泛应用在互联网和通信领域中,例如电子数据业务、个人移动通信、电子信箱、即时通信等多个领域。计算机控制中应用网络与通信技术的主要作用有:(1)降低能耗,高效推动信息资源互联共享。借助智能信息终端,方便存储和获取互联网上存储的数据、图像、声音等目标信息资料。网络与通信技术的广泛应用可以提升信息传输效率,降低数据重复输入的次数,减少数据存储管理占用的人财物资源,提升了信息的供给效率。(2)可实现远程教学,推动文化交流与传播。当前教学活动中比较流行的慕课和微课教学都是采用了互联网远程教学方式进行网络教学,该类教学方式能够更好的分享优质教学资源,对传统教学模式是一个很好的教学形式补充,并有利于推动成人教育、职业教育和终身教育的发展。借助网络和通信技术实现远程教学在技术上的瓶颈突破,为教育资源传播的开放性和公平性做好了技术支撑,有利于提升社会文化资源交流的频密度和传播的远度。(3)在气象领域得到广泛应用。我国发射的风云系列卫星,通过网络和通信技术广泛传播气象资讯,有效的保护了我国人民的日常生产和生活行为,为人们安全出行和安全生产提供了良好的防范预报。 3结语 现代社会经济高度发展和繁荣的今天,通信与网络技术的应用几乎在人们的日常生产和生活中占据不可分割的重要地位。通信和网络技术的多样化应用让工业生产更加高效和便捷,让普通民众的生活更加的丰富多彩。在计算技术控制中网络和通信技术的应用实践上,总线技术和以太网各具优势和缺陷,在具体选用时还需要根据应用场景的特点来匹配适合的技术方案。 作者:石建茂 单位:公诚管理咨询有限公司 计算机控制论文:计算机控制中通信技术的应用 【摘要】 进入新世纪以来,网络和通信技术伴随我国经济的高速增长开始了几何式惊人发展。目前我国在计算机网络与通信技术的融合发展上,逐步推出计算机自动控制系统,且被多个领域广泛认可和接受。本文主要探析计算机控制中网络与通信技术的应用,以为相关工作和研究人员的工作和研究,提供有用参考。 【关键词】 计算机;网络技术;通信技术;应用 伴随现代科技的进步和发展,网络和通信技术正在逐步走向融合发展的轨道,而这一发展趋势也推动了通讯质量和效率的快速提升,进而刺激了信息通讯业的高速发展[1]。现代信息通讯业的不断创新和发展,把传统通讯技术和数字交换技术融合为数字通信技术,形成信息单一传送到多元信息同步传输的跨越式发展。现代信息通信技术的发展,不仅满足了人们生活场景中更多信息沟通需求的,而且为我国社会经济的发展起到了强劲的推动作用[2]。 1计算机网络与通信技术概述 1.1网络技术网络技术兴起于上世纪90年代中叶,是一种基于计算机的数字信息交换技术,其将互联网上分散的数据资源信息整合后,全面共享和高效协调这些信息资源的呈现,使互联网用户可以方便的获取和使用该信息资源[3]。网络技术提供的信息资源在具体提供过程中实际上需要调动大量设备资源和互联网资源,该过程需要调动的各项资源主要包括传感器、网络、大型数据库、专家资源、知识资源、信息资源、数据库资源、存储资源、高性能计算机等。目前的网络技术,处在互联网发展的第三阶段,互联网的功能主要在于信息资源共享。应用网络技术,可以方便的构建小型社区网络、企业内部网络、家庭网络等多种级别的局域网。互联网的根本特征就是资源共享,运用网络技术的最终目的就是消除资源孤岛,因此网络技术的应用并不强调网络规模,而是更加注重技术效果的实现。 1.2通信技术通信技术还被称作通信工程,也有叫信息工程或电信工程的,其是电子工程的重要分支技术,也是当前使用价值极大的基础学科之一。信息技术主要关注通信中信息传递与信号处理原理与应用。通常认为,计算机通信是两个或两个以上计算机间设置专门设备进行信息交换与传输的整个过程。通信技术,最开始采用模拟信号作为传输载体进行信息传递,如今其后则以数字信号作为信息传输载体进行数字信息传输,如今则以数据信号为载体进行数据通信。其中数据通信又分为报文、数据、电力三种数据交换方式。数据通信通常是借助网络协议完成计算机间信息资源传输与共享。网络协议就是计算机间通用的计算机通信语言,通常在不同计算机间设置相同的网络通信协议,也正是这个网络通信协议让多个计算机上的信息资源完成了传输和共享。 2计算机控制中通信与网络技术的应用剖析 2.1现场总线技术应用剖析上世纪80、90年代现场总线技术在国际上逐渐发展成形,该技术主要用在楼宇自动化、制造自动化、过程自动化等方面的现场智能设备的通信网络。现场总线技术为工厂提供基础数字通信网络,连接工厂现场生产过程和控制设备、高级管理设备间沟通,因此其还是开放的全分布控制系统。现场总线技术具有较为分散的功能性模块,该结构能够有效增强其通信稳定性,同时有利于现场总线设备的后期维护保养。现场总线技术的主要内容包括数字通讯、计算机、控制、智能传感等技术,是一项综合性的通信与网络技术,是自动化技术发展的热点技术,目前在世界范围内被广泛应用,且因此引起自动化系统结构与设备发生革命性变化。当前很多极具实力的知名企业都在致力于现场总线技术的研发和相关产品推广。现场总线设备通常设在过程设备底层,用来提供工厂用设备级基础通讯网络,其具有成本低廉、安全性好、通信协议简单、容错能力强等特点。具体应用中,现场总线技术还要求很高的实时性和时间确定性,同时还有信息交换频繁、多进行短帧通信、负载稳定性好的特点。总体而言现场总线技术具有安全性高、稳定性好、兼容度宽、技术成熟的多项优势,基于自身因素存在的技术弊端主要在于共享资源和传输数据的速度相对缓慢,该技术用于计算机间通信相对弱势,具体而言总线标准复杂度高,发生问题后防控难度较大。 2.2以太网应用剖析以太网是一种广为应用且技术优势显著的计算机控制技术,其优势在于网络通信成本低、通信数据传输速度极快、不存在总线标准的复杂协议问题且具有极为广泛的应用范围。采用以太网进行数据传输和共享,能够实现高质量的网络通信、信息传输、资源共享效果。以太网具有极为惊人的市场发展潜力,目前被网络和通信技术的相关市场广泛认可和看好其发展前景。目前,以太网已经将其应用范围扩展到工业应用领域。以太网在具体应用上,和现场总线技术不同,其在传播速度和效率上远远超过现场总线技术。以太网在应用领域中有着远超现场总线技术的超宽兼容度,应用实践中信息传递的整个过程能够表现出更高的稳定性。但在具体应用场景中,以太网传输信息的安全性和可靠性要远弱于现场总线技术,简单而言以太网对现场设备控制比之现场总线技术相对弱势,其在远距离的信息传输上更具优势。 2.3网络和通信技术的综合应用分析目前,网络和通信技术已经广泛应用在互联网和通信领域中,例如电子数据业务、个人移动通信、电子信箱、即时通信等多个领域。计算机控制中应用网络与通信技术的主要作用有:(1)降低能耗,高效推动信息资源互联共享。借助智能信息终端,方便存储和获取互联网上存储的数据、图像、声音等目标信息资料。网络与通信技术的广泛应用可以提升信息传输效率,降低数据重复输入的次数,减少数据存储管理占用的人财物资源,提升了信息的供给效率。(2)可实现远程教学,推动文化交流与传播。当前教学活动中比较流行的慕课和微课教学都是采用了互联网远程教学方式进行网络教学,该类教学方式能够更好的分享优质教学资源,对传统教学模式是一个很好的教学形式补充,并有利于推动成人教育、职业教育和终身教育的发展。借助网络和通信技术实现远程教学在技术上的瓶颈突破,为教育资源传播的开放性和公平性做好了技术支撑,有利于提升社会文化资源交流的频密度和传播的远度。(3)在气象领域得到广泛应用。我国发射的风云系列卫星,通过网络和通信技术广泛传播气象资讯,有效的保护了我国人民的日常生产和生活行为,为人们安全出行和安全生产提供了良好的防范预报。 3结语 现代社会经济高度发展和繁荣的今天,通信与网络技术的应用几乎在人们的日常生产和生活中占据不可分割的重要地位。通信和网络技术的多样化应用让工业生产更加高效和便捷,让普通民众的生活更加的丰富多彩。在计算技术控制中网络和通信技术的应用实践上,总线技术和以太网各具优势和缺陷,在具体选用时还需要根据应用场景的特点来匹配适合的技术方案。 作者:石建茂 单位:公诚管理咨询有限公司 计算机控制论文:通风空调计算机控制技术分析 1主要控制功能需求 1.1变配电系统 1.1.1遥测、遥信对象附楼配电室技术屏低压I段主供回路、附楼配电室技术柜低压II段备供回路、附楼配电室动力屏低压供电回路、新闻网配电柜低压I段主供回路、新闻网配电柜低压II段备供回路、动力站新闻网低压I段送电回路、动力站新闻网低压II段送电回路、动力站全台网低压I段送电回路、动力站全台网低压II段送电回路。 1.1.2遥测信号每个供电回路线电压:Uab、Ubc、Uca;相电流:Ia、Ib、Ic;电源频率:PF;功率因数:cosφ;有功功率:P3;视在功率:S3;无功功率Q3;有功电度kWh;无功电度kVarh。 1.1.3遥信信号每个供电回路分闸信号、合闸信号。 1.2通风空调风机控制系统 1.2.1遥信、遥控对象排风机1#、排风机2#、排风机、1#回风机(备用)、2#回风机(备用)、3#送风机、3#回风机、4#送风机、4#回风机、5#送风机、5#回风机、1#送风机、2#送风机、1#回风机、2#回风机、1#送风机(备用)。 1.2.2遥信信号允许自动信号、停止/运行信号、热继电器故障信号、起动故障信号。 1.2.3遥控信号起动信号、停止信号。 1.3遥控信号发出当遥控信号发出后,风机实际未动作,经过延时后,发出操作故障信号,弹出报警窗口。 1.4日报表功能每日每小时记录一次所有供配电回路负荷情况,并附报表打印输出。 1.5供电回路负荷历史数据查询以历史趋势图形式查询,可按10min,任意时间段进行历史负荷查询。 1.6风机控制记录查询以历史趋势图形式查询,可按10min,任意时间段查询风机运行状态。 1.7报警事件查询热继电器故障信号、起动故障信号查询。 1.8操作事件查询对操作事件情况进行查询。 2控制系统开发 2.1色彩选择金属灰为背景,蓝色、黑色为字体主色,红色为强调。 2.2操作以菜单为主,按钮为辅,主系统图设置人性化开关点击等灵活多样的操作方式。 2.3主要画面设置低压配电系统图、低压系统遥测、日报表、风机控制、风机控制记录、事件查询、报警查询、用户管理、登陆、注销、退出。开发主界面如图2。 3主要控制界面开发 3.1低压配电系统图不带电状态下为绿色,带电状态下为红色;在画面上显示相电流:Ia、Ib、Ic;所有开关柜断路器位置均设置有透明按钮,点击后打开各开关详细的遥测画面;所有开关柜均判断开关分闸/合闸状态,并根据判断情况进行红绿色显示(如图3)。 3.2低压遥测画面主要显示每一开供电负荷的实时数据,包括线电压:Uab、Ubc、Uca,相电流:Ia、Ib、Ic,频率PF,功率因数cosφ,有功P3,无功Q3,视在功率S3,有功电度kWh,无功电度kVarh及断路器状态;用棒图形象显示负荷情况;用历史趋势图显示负荷情况(如图4)。 3.3日报表查询每天每小时记录一次三相负荷电流形成日报表,并计算一天中的最大值、最小值、平均值。可查询每一天的日报表,达到900操作权限可对报表进行打印、删除等操作。 3.4风机控制达到800操作权限,可进入风机控制画面。画面设置16台风机操作功能区;当就地/集中操作开关处于就地操作时,计算机不进行集中操作,但可对其运行状态进行遥测;当就地/集中操作开关处于集中操作时,计算机可进行集中起动/停止操作,并对其运行状态进行遥测。 3.5风机控制记录采用历史趋势图,对风机运行状况进行记录,可查询每台风机的运行状况,进行10min查询,参数查询,定义记录笔查询。 4总结 本项计算机控制技术的成功运用,使云南广电局动力站大大提高了供电可靠性,降低了工作人员的劳动强度,起到了节约劳动成本,提高劳动生产率的良好效果。特别是精细的供电监控方式,以DCS控制理论,实现了通风空调送风机、排风机通过PLC进行计算机监控,用户对此给予了很高的评价。 作者:张静单位:云南建工安装股份有限公司 计算机控制论文:网络与通信技术在计算机控制的运用 摘要:随着科技的发展,计算机控制逐渐渗透到各个领域,并且发挥着积极的作用。我国进入二十一世纪以来,计算机技术和通信技术的结合始于上世纪,并且经历了几十年的发展历程。据此,通过对网络通信技术与计算机控制的介绍,阐述了通信技术的重要作用及其计算机控制中的作用。 关键词:网络与通信技术;计算机控制;应用;发展 计算机网络技术与通信技术之间的结合使得信息通信的质量逐渐提高。是现代信息通信的主要特征之一。随着我国移动网络使用人数增多,网络速度和安全性的提高成为一种必然。对计算机的发展而言,网络的发展是滞后的,它应以计算机为基础。目前,我国网络通信已经达到了一个很高的水平。笔者将二者之间的关系以及网络与通信技术在计算机控制中的运用进行了具体的分析。 1计算机网络和通信技术相关概述 网络技术是计算机与通信技术二者之间的结合,网络技术对各个领域均有积极的影响。将不同区域的计算机通过设备天线进行连接,可以实现网络资源的共享。网络系统分为通信网络与资源网络量部分,包括电缆、无线通信和电话线通信等相关内容。通过一系列的线路和设备就可以保证节点之间的无障碍通信,硬件、软件和数据库均可以共享。在计算机网络中,常见的设备包括网管、网桥、中继器、路由器和交换器。交换方式包括电路交换、报文交换和分组交换三种,信息在计算机之间的信息共享与传输多是依靠通信协议来完成,计算机协议可以在不同计算机之间使用,信息共享更加方便。 2网络与通信技术在计算机控制中的发展过程 2.1联机时期特征。联机是指通过中央处理器将不同区域的计算机连接在一起,共同发挥作用,联机时期是计算机控制的第一阶段,信息的交换需要核心处理器的指挥与预算,同时中心处理器要具有数据的储存和收集功能。但是随着计算机接入的增多,核心处理器的工作量增大,处理速度就会下降,最终不能满足运行需求。在信息收集和获取上,核心处理器同样面临巨大的压力,要保证中央处理器的效率,就需要在处理器和通信线路之间安装前端处理器。这就是我们所说的通信控制器,数据处理器的速度因此得到基本保证。但是此阶段还不能实现全面的网络连接。2.2互联网时期。互联网时代的到来是随着互联网的快速发展,是指将不同的计算机之间互联形成统一的网络系统。互联网时代的信息的共享和交换成为一种必然。互联网可以将信息进行收集和存储,同时也可以完成通信系统信息的交换和控制,具有独立性,并且封闭性较好,可以很好的避免的网络风险,资源共享的效果不如从前,网络之间互通存在困难。2.3标准化网络时期。标准化网络时代始于上世纪80年代,这一时期随着集成电路和微处理器的使用,计算机网络更加合理化,既可以实现独立的运行,又能够保证信息运行的共享和互联。计算机的体积也逐渐缩小,逐渐接近现代我们所见的微型计算机。在计算机的运行速度上,较以往有很大的提高。网络的安全性极大的提高,并且局域网是通过路由器等设备连接,实现信息的传输与共享。2.4高速网络和互联时期。随着我国网络与世界接轨,信息高速公路这一概念提出。高速的网络开始出现,信息传输和处理速度达到了空前新高。尤其是在网络通信上,基于互联网的信息高速公路已经在世界范围内建立,信息资源共享十分方便。 3计算机控制中的主要网络与通信技术 3.1以太网以太网是计算机控制技术的典型网络,具有较多的优点。随着计算机网络速率的提高,其应用也不断的增加,这一技术的成本较低,通信速率低,且影响因素较少。以太网已经在各个地区开始使用,但是还具有较大的开发空间。对于以太网的研究,应集中于资源的开发上,我们知道以太网包含了大量的资源,如何将其正确的应用于计算机控制中,是下一阶段的主要任务。以太网已经在商业和工业领域具有广泛的应用,并且其特点明显,以太网不仅注重信息通信共享,还对信息共享起着主宰作用。3.2现场总线技术现场总线技术是计算机控制的主要方式之一,其应用可以保证现场设备的正常运行,将网络有效的连接。现场总线技术将基带传输作为基本方式,具有较高的安全性和较强的抗干扰能力。新厂总线采用独立的功能模块,相互之间不造成影响,这使得维护变得方便。另外该技术的开放式互联则实现了各个层次之间的练习,在通信协议的约束下,信息可以统一。现场总线技术在近年来的应用较多,其兼容性、安全性和可靠性成为其广泛应用的主要原因,但是其运行中依然存在一些问题,比如传输速度不高,总线较为复杂,其设计与以太网之间存在较大的差别,对于网络的传输而言,以太网的优势更加明显。在现阶段,依然需求两种技术相互配合。将两种技术联合使用的优势在于,第一,能源消耗减少,并且可以对数据进行全面的分析,共享能力增强,通过终端设备可以轻松的获得网络区域的计算机的声音、图像和数据信息,减少多次输入的麻烦,减少成本使用。通过网络通信技术进行远程教学,是文化得到传播。卫星通信已经成为现代远程授课的一种方式,这一技术深入到教育行业,并在该领域取得了不错的成就。第二,在网络通信过程中,远程技术的覆盖能力逐渐增大,对传统的学校教育起到了很好的补充作用。尤其使教学的开放性与教育的覆盖面积更加广泛。第三,对于现代通信而言,计算机控制已经在广播、电视等方面取得了很高的成就,基于网络通信的广告业发展,也使得本国文化与不同民族之间的联系更加频繁。对世界各国之间的网络交流而言,合作是必然的,在民主发展过程,民主艺术则是通过通信技术快速的传播,针对不同的民族特点,网络通信技术则应从继承和发展开始。网络通信技术的应用能够将这些特有的文化传统进行很好的保护和继承,防止其被破坏。第四:网络与通信技术在气象报道上具有积极作用,可以准确的报道气象状况,现代人已经可以轻松获得天气信息,方便行动。3.3应用实例网络与通信技术在我国计算机控制中的运用十分广阔,比如上海的模拟呼吸系统就是我国建立的首个模拟寻呼系统,数字呼吸系统也是计算机控制系统的代表。对于网络技术的发展来说,计算机需要接收端和发射端共同作用,集成电路在这一过程中会发挥积极的作用。近年来,对网络与通信技术的发展对于计算机交换机设备的研发提出了新的要求,随着以太网也不能适应网络的快速发展,对交换机和用户的分析与维护就成为计算机控制中的主要任务。需要改变以往的预先控制方法,实现程序化,并对存储器进行信息的保存。交换机执行后,可以通过使用换号码的方式实现相关程序,对计算机的变革使得网络通信进一步发展,在我国计算机控制已经深入到工业、服务业等多个领域,对新的网络模式而言,计算机变革将进一步进行。 4总结 对于移动通信网络的发展而言,经历了几个阶段。我目前我国网络通信技术已经空前先进,对于计算机控制起到积极作用。通过计算机控制来影响其他领域或行业,要进一步明确其积极作用,笔者将网络与通信技术的应用过程进行了具体的分析,阐述了不同时期的计算机网络与通信技术的发展与应用。以便于推进我国计算机控制的发展以及其在各个领域中的作用。 作者:李景纯 单位:广东海格怡创科技有限公司 计算机控制论文:汽车综合性能检测站计算机控制系统分析 摘要:详细阐述了汽车综合性能检测站计算机控制系统的问题预防和维护工作,以期能为相关人员提供有益的参考和借鉴。 关键词:汽车;综合性能;检测站;控制系统 汽车综合性能检测站是以计算机为核心的测量和控制系统。因此,计算机控制系统的正常运行对汽车综合性能检测站有着重要的作用,我们要做好计算机控制系统的维护工作。 1计算机控制系统可靠性问题的预防 1.1供电的可靠性 电源是整个系统的命脉,会在很大程度上影响系统的可靠性。制动检验台电动机的启停、底盘测功机涡流机的运行等都会造成供电网络电压大幅涨落,从而导致电压不稳,给计算机控制系统造成很大的干扰。实践表明,在计算机控制系统外部干扰引起的故障中,80%以上是由电源干扰引起的。计算机控制系统的供电原则是:①空调、照明等动力设施与计算机、工位机应分别供电;②工位机采用稳压电源,以保证AC220V的稳定;③服务器和计算机要采用不间断电源(UPS)供电,以防信息丢失;④三相负载要均衡;⑤工位机内交、直流电源线分开线槽走线,信号线与地线、电源线尽量不交叉,以减小交流电源对直流电源线和信号线的感应干扰。正确接地也是计算机控制系统抑制干扰的重要手段,接地原则是:工位机和设备采用串联屏蔽接地方式,用一根大截面铜线(至少10mm2)连接各装置的中心接地点,然后连接到接地母线;接地装置最好埋在距检测车间10~15m处。 1.2线路的可靠性 在自动检测线上,每个工位的模拟量、开关量的输入和输出是必不可少的。电气设备漏电、接地系统不完善或传感器绝缘性能不高等都会造成通道中传入很高的共模或差模电压。如果各通道的线路绑扎在一起,则各线路会通过电磁感应相互干扰,尤其是将-12~12V的信号线和交流380V、220V电源线绑扎在一起,其干扰更为严重——轻则使弱电信号出现误差,重则会覆盖住传感器等的弱电信号。在安装计算机控制系统时,要按信号类别将信号线与电源线、强电线与弱电线、模拟量线与开关量线、交流线与直流线等分开线槽走线,以减少各种耦合干扰;不同类型的信号要分别用不同电缆传输,信号电缆应按信号种类分别布置传输,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠近并平行布置;要对传感器信号线和光电开关信号线采取屏蔽措施,将正确接地与屏蔽结合起来抑制干扰;对于模拟信号线,一律采用屏蔽电缆走线方式,同时穿钢管屏蔽保护,将屏蔽层接地,以减少静电干扰。另外,较短的信号线可以采用双绞线,双绞线上产生的大小相等、方向相反的电磁干扰可以相互抵消。 1.3硬件电路的可靠性 工位机、设备控制柜的设计采用模块化、通用化的方式,以便故障查询和更换。对于硬件电路,特别是主控板,要在其关键点上设计LED指示灯和报警装置,以便维护。比如控制举升器升降的继电器吸合电路可用LED指示灯来标识其工作状态;I/0通道中光电开关信号采用光电耦合器隔离,传感器信号采用隔离放大的方法来抑制干扰。硬件滤波电路是计算机控制系统中的重要组成部分。传感器信号在接入放大器前,可在信号线与地间并接电容,以减少共模干扰,并在信号两极间加装滤波器,以减少差模干扰。将常用RC滤波器接在一些低频信号的传输电路中,例如侧滑检验台的差动变压器输出端,可以有效削弱各类高频干扰信号。为保证整个计算机控制系统在局部发生故障时也能够正常工作,可以在工位机里设置一些备用部件。一旦发生故障,就启动备用部件。 1.4软件设计的可靠性 对整个计算机控制系统而言,软件抗干扰技术是防止计算机控制系统受到可预知干扰或当计算机控制系统受到干扰后使其恢复运行,或输入、输出信号受到干扰后,使计算机能去伪存真的一种软件支持技术。开发计算机控制系统时,可通过软件提高其可靠性,同时降低生产成本,减少维修时间。干扰信号是随机的,可以利用计算机控制系统的自检与诊断、软件陷阱、软件滤波和中断处理等提高计算机控制系统的可靠性,特别是非周期性的随机干扰信号,采用软件滤波是非常有效的。所谓“软件滤波”,就是通过多次采样,得到一个转换的数据系列,通过某种处理后,得到一个可信度较高的结果。比较常用的滤波法有程序判断滤波法、去极值平均滤波法和低通滤波法。在软件设计时,可使系统具备掉电保护功能,以提高其可靠性。例如进行现场保护,即保存当时重要的状态参数,当电源恢复正常时,计算机重新复位,恢复现场,继续完成未完成的工作。 2计算机控制系统可靠性的维护 计算机控制系统可靠性的维护可以从以下几个方面入手:①注意服务器、各工位机以及设备周围的环境、温度、湿度和灰尘等状况,一定要采取通风、防尘等措施,避免阳光直射。②定时用毛刷、吸尘器等清除工位机机柜和计算机控制柜内的灰尘。检测车间的空气中含有大量灰尘、烟粒和粉末,一旦它们落在计算机控制系统内工位机、计算机控制柜的印制线路或元器件上,就会引起元器件间绝缘电阻下降,甚至导致元器件和印制线路损坏。③经常检查传感器的工作状态,观察其是否有位移、积尘和受潮现象。不要人为破坏传感器的正常工作状态。④散热、通风是防止服务器、计算机和工位机过热的重要手段。为此,工作人员应每天检查各冷却风扇运转是否正常,每半年或一个季度检查风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多,则应及时清理,否则计算机控制柜内的温度就会升高(一般不允许超过55℃)。⑤尽量少开工位机机柜的门。有的检测站在夏天打开柜门散热,这种方法不可取,因为这会导致计算机控制系统加速损坏。正确的方法是降低计算机控制系统的外部环境温度。因此,应该严格规定,除非进行必要的调整和维修,否则不允许随便开启柜门,更不允许在使用时敞开柜门。⑥利用Windows维护工具定期整理硬盘、备份数据库,并且只有具有一定权限的人才可以访问数据库。计算机要定期査、杀毒,杀毒软件也要及时更新。 3结束语 综上所述,为了确保汽车综合性能检测站的正常运行,我们要重视和做好计算机控制系统可靠性的问题预防和维护的工作,并要采取有效措施保障计算机控制系统的可靠性,从而促进汽车综合性能检测站工作的开展。 作者:邹夏骁 单位:惠州市汽车运输集团有限公司 计算机控制论文:计算机控制程序实验室创建 1高等职业教育实践教学中存在的问题 教育部在《关于加强高职高专人才培养工作的若干意见》中明确指出:“人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性,实验、实训、实习是三个关键环节。”[1]实验、实训、实习等实践教学是培养学生职业技能、锻炼学生职业意识、实现高职培养目标的主体教学环节之一。高等职业院校的教师开展实践教学活动,要以培养学生的动手能力和创新能力为主,以职业的典型工作任务为导向,锻炼企业所期望的工作能力,增强职业意识,强调教学过程的实践性和职业性。但目前职业教育实践教学中的几个问题需引起我们的注意。第一,现有实验设备制约着学生动手能力和创新能力的培养与提高。目前,实验设备大多采用以实验模块为基本单元的实验箱形式,往往以最基本的认知性和验证性实验为主,综合性、创造性实验很难实施。对于这样的实验,学生是被动的,是为完成任务而做实验,因而无积极性可言。第二,传统的实践教学过程大多围绕硬件实物,在实验室、实训室或企业车间等场所实施,因其直观易感性和接近生产实际,向来都是高职实践课程的主流教学方式。然而这种教学方式存在先天不足,因其投入大、适应性差且难于开放,往往使实践教学过程面临窘境[2]。对没有实践经验的学生来说,设计过程中容易造成器件和仪器仪表的损坏,故开展实践教学需要购置的元器件数量增多,开支增大。第三,实践性很强的专业课程学时有限,而设计型的实践项目要求学生在学习原理图的基础上设计出实物来,若原理图不正确会影响实物设计,延长学生的设计时间,又影响学习进度。 2虚拟仿真技术的优势 伴随着计算机软件和硬件技术的发展,各种虚拟仿真系统为实际系统的开发提供了可靠的保证,运用虚拟仿真技术进行实践教学有以下优势:(1)培养学生职业技能。围绕模拟和仿真条件开发的虚拟实验实训项目,是参考专业技术领域有关生产要素及岗位能力要求而开发的。通过训练,可增强学生实践技能,提高创新能力和就业竞争力。(2)教学成本低。基于计算机软件的虚拟仿真技术实践教学模式,在多媒体机房或专业实训室安装计算机仿真软件即可开展实践教学活动,维护、维修和管理工作量小,节约了教学成本。 (3)提升综合效益。借助Matlab,Proteus等软件强大的仿真能力以及丰富的资源库,可以有效替代硬件仿真器进行先期的软硬件调试,再利用仪器仪表的输入输出功能对实验结果进行检测,待仿真结果基本理想时再进行实际的硬件调试。这样,一方面学生了解应用系统硬件电路结构,锻炼了编程技术,也学习了仪器仪表的使用,提高了设计水平;另一方面开发过程高效,损失减少,解决了实验室资源紧张的问题[3]。 3计算机控制系统虚拟实验室的建设 充分利用现代信息技术,围绕具有模拟和仿真条件的校内多媒体实验机房或实训室,着力开发其虚拟实验、实训项目,充分发掘其教学功能,为实训操作前理论与实践结合的教学提供有效途径。开发的计算机控制系统虚拟实践教学项目举例见表1,并以项目三为例,证明虚拟实验室可以锻炼学生软硬件的综合开发能力。 3.1Smith纯滞后温度控制系统的Matlab辅助设计与仿真 电阻炉是一个具有自平衡能力的对象,可以近似为带有纯滞后的一阶惯性环节。根据被控对象实验数据,可确定被控对象的纯滞后时间τ=72s和对象时间常数Tp=2min,其比例τ/Tp>0.5,故采用带有Smith预估器的数字PID控制算法,在Matlab软件的Simulink模型窗口创建smith.mdl模型文件[4](如图1所示)。图1带有Smith预估器的数字PID控制系统仿真模型根据被控对象时间长短并结合工程经验,确定采样周期为1s,调试比例系数kp、积分系数ki,使系统闭环稳定,没有超调,使单位阶跃响应输出曲线的上升时间满足设计要求,可得仿真结果(如图2,图3所示)。由图2可知,引入Smith预估器后,闭环系统的单位阶跃响应曲线无超调,只是在时间上滞后τ=72s;由图3可知,控制系统单位阶跃响应输出曲线的上升时间小于6s。采用带有Smith预估器的数字PID控制算法可实现对电阻炉温度的纯滞后补偿控制。图2Smith预估控制系统仿真结果图3Smith预估控制系统仿真结果局部放大图经此虚拟设计,学生可结合对电阻炉温度对象的控制,学习smith预估控制器的设计原理及参数调试方法、技巧,为实际对象的控制及控制方法的合理选择积累经验。 3.2输入温度检测信号Proteus辅助设计与仿真 电阻炉的温度检测采用镍铬-镍硅热电偶,经信号调理电路转换成单片机方便识别的电压信号,再经A/D转换器输入单片机。使用Proteus的ISIS组件绘制的ADC0809与AT89C51接口原理如图4所示,在ISIS界面编辑源程序,经编译后向CPU(AT89C51)加载源程序,仿真运行、调试。可得到输入温度信号对应的8位二进制电压值,再经显示电路显示对应的温度值,同时根据实际情况输出对应的控制信号,达到控制温度的目的。图4模拟量输入通道的仿真运行与观测经此虚拟设计,学生可学习A/D芯片ADC0809转换性能及编程方法,掌握A/D转换器与单片机接口软硬件设计方法。 3.3项目报告 每一个项目,学生都要写出包括项目研究概论、方法与手段、查阅资料情况、完成形式、得失经验等内容的总结报告,将理论教学和工程训练有机结合,将企业真实的“岗位任务”转换成职业院校的“学习任务”[5]。这样,既能提高学生学习的主动性、参与性,又可提高学生对设计全过程的理解和掌握,改变以往实验只走简单操作过程的验证性实验形式,提高学生对具体问题进行深入探索的主动性,从而培养学生一定的科研思维能力。 4结束语 (1)Matlab,Proteus等仿真软件在计算机控制系统教学中的应用,提高了学生的学习兴趣和创新能力,对学生职业能力的培养具有现实意义。 (2)利用虚拟仿真软件替代价格昂贵的实验设备和测试仪器,可在课堂上进行仿真分析,便于学生深入理解和掌握概念;同时,实验结果可用来指导实际系统的设计,减少实物实验调试和耗材,既提高教学效率,又节约教学成本。 (3)仿真不能完全代替实物,在利用Matlab,Proteus等软件进行仿真分析的基础上将其应用于实物系统,才能真正将校内实践教学与企业实际工作岗位需求有机衔接与融通。 计算机控制论文:基于环形以太网洗煤厂计算机控制程序 本文依据某洗煤厂提供的洗煤厂计算机控制系统设计参数及技术性能要求设计。目前原设备生产能力为150万t/a,技术改造后为200万t/a,结合该矿建设标准,地面生产系统主要工艺装备均采用生产效率高、运行可靠的先进设备,但不具备远程管理监控功能,无法实现集中管理。本文是在此基础上实现全自动监控系统的改造。 1洗煤厂计算机控制系统的类型确定 当前分布式计算机控制的类型有:集散控制系统、现场总线控制系统和网络控制系统。 (1)集散控制系统(DCS-DistributedControlSystem)集散控制系统又称分布式控制系统。它以微处理器为核心,实现功能上和地理上的分布控制,同时通过高速数据通道把各个分散点的信息集中起来,进行集中监视和操作,实现了复杂的控制和优化。DCS的设计原则是分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调; (2)现场总线控制系统(FieldbusControlSystem-FCS)现场总线控制系统是20世纪80年代中期在国际上发展起来的新一代分布式控制系统结构。它采用了不同于DCS的“工作站-现场总线-智能仪表”结构模式,降低了系统总成本,提高了可靠性,且在统一的国际标准下可实现真正的开放式互连系统结构,因此它是新一代的分布式计算机控制系统; (3)网络控制系统NCS(NetworkControlSystem)网络控制系统是通过网络形成的反馈控制系统。在网络控制系统中,被控制对象与控制器以及控制器与驱动器之间是通过一个公共的网络平台连接的。它是一种空间分布式系统,通过网络将分布于不同地理位置的传感器、执行机构和控制器连接起来,形成闭环的一种全分布式实时反馈控制系统。它具有信息资源共享、易于扩展、连接线数减少、效率高、易于维护、性能可靠等优点。尽管NCS比传统的计算机控制方式具有许多优点,但由于数据在网络中传输,使数据包在传送的过程中不可避免地会产生排队或碰撞,导致数据传输延迟,从而使控制系统产生时滞,影响了系统的稳定性及其跟随性。因此本系统根据现场的条件,选择了基于工业以太网的现场总线控制方式。某洗煤厂生产工艺流程如图1所示。图1洗煤厂生产工艺流程图根据图1可知,该选煤厂具有车间分散、设备分散,生产连续,各环相扣,数据多,处理量大的工艺流程特点,因而采用了基于光纤环网冗余的工业以太网+PROFIBUS现场总线+ROFINET总线的集中管理、分散控制的新一代分布式控制方式(即FCS)。 2洗煤厂计算机控制系统的网络组建 通过图1对洗煤厂生产工艺的研究,统计出需要控制的系统包括集控楼集控室、动筛车间、洗选车间、压滤车间、筛分车间、原煤配电室和西泵房等几个系统。系统采用1台总配电柜+1台工作站+3套西门子S7-3003152DPPLC主站+3套ET200S分站+PROFIBUS现场总线+ROFINET总线+工业以太网控制。考虑数据远距离传输的准确性和系统的稳定性,以及需方的要求采用双环自愈型工业以太网通讯方式和冗余系统形成选煤厂环形工业以太网,系统提供丰富的模块多样化设计,可支持热插拔。 2.1现场总线PROFIBUS PROFIBUS是一种不依赖于设备生产商的国际化、开放式现场总线标准,用于现场设备层或工厂自动化车间级监控的数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络,从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。PROFIBUS协议采用ISO/OSI模型的第1层、第2层和第7层(ISO/OSI模型的1~4层是面向网络的,5~7层是面向用户)。PROFIBUS为用户提供了3种通信协议类型,即PROFIBUS-DP(DecentralizedPeriphery该总线成本低,速度高,用于分散式I/O的通信与现场设备级控制)、PROFIBUS-PA(ProcessAutomation该总线具有本征安全规范,适合于本质安全的场合,可使传感器和执行机构联在一根总线上,为过程自动化而设计)、PROFIBUS-FMS(FieldbusMessageSpecification,该总线是一个令牌实时多主网络的结构,用于车间级监控网络)。PROFIBUS传送速度可在9.6kbit/s~12Mbit/s任意选择,因此PROFIBUS可适应于不同控制对象和通信速率等要求,开放性好并且技术成熟,所以在该洗煤厂的车间级采用了PROFIBUS现场总线作为现场设备级的分散的I/O通信。根据要求,在筛分车间配电室及原煤配电室设立一个ET200S远程I/O站,实现远程控制,ET200S是西门子PLC的远程模块,通过西门子的PROFIBUS-DP总线将该ET200S作为子站挂靠在动筛车间PLC控制分站,通过总线的形式将采集的现场信号和对现场的控制信号由PLC到ET200S子站上。在硬件组态中,需要将ET200S挂到DP总线上,同时定义该ET200下的模块属性,包括各模块的地址以及各种属性。同样,在西泵房设计一个ET200M远程I/O站,通过西门子的PROFIBUS-DP总线接入洗选车间PLC控制分站。3套S7-300PLC采用PROFIBUS现场总线接口,并通过工业以太网交换机接入管控中心。 2.2工业以太网 虽然PROFIBUS的协议结构是以ISO/OSI为参考模型,但其3~6层并未出现在PROFIBUS的通信栈中,而且各种现场总线之间虽可通过网关进行互换,但设备和装置之间的操作性和互换性就几乎不存在;现场总线的数据吞吐能力只适合于底层应用层,对管理层因其对实时性要求非常高,现场总线满足不了要求,因此采用功能更强大的工业以太网将洗煤厂现场控制系统联接起来组成环形自愈网,提高系统的数据传输速度及可靠性。所谓工业以太网就是结合以太网技术和TCP/IP技术开发出来的一种工业通信网络。洗煤厂的工业以太网设计如下:(1)基本类型按照以太网传输速率大致可分为4种:10Mbit/s工业以太网、100Mbit/s工业以太网、1Gbit/s工业以太网、10Gbit/s工业以太网,根据现场及需方要求采用1Gbit/s工业以太网。(2)网络硬件①传输介质传输介质主要根据网络连接距离、数据安全、传输速率来确定,在工业以太网中常用的传输介质有屏蔽双绞线(TP)、工业屏蔽双绞线(ITP)和光纤。因光纤有重量轻、不产生电磁干扰、不受雷电影响、不受电磁干扰、无屏蔽电流及无电气接地问题等优点,因此在本设计中采用光纤作为传输介质;②工业以太网交换机在本系统中由于采用OLM光纤环网的拓扑结构,以及数据的检测采用载波侦听多路复用的方式,使系统传输延时,可靠性降低,采用工业以太网交换机可有效地改善系统的特性。本设计采用了MIER系列的以太网交换机。MIER-5428系列自愈环光纤交换机是由24个10/100Base–TX或10/100Base-FX/BX端口以及4个10/100/1000Base-TX或千兆SFP组合端口(1000Base-SX/LX/BX)组成。系统在重新组态时冗余倒换时间小于300ms,另可提供1个1000M以上联口与核心交换机上联。MIER-5428支持MR-Ring自愈环,适合用作中心端交换机,最大的特点是支持多组自愈环网,可由用户自行设定自愈环的环路端口,与MIE-5210自愈环光纤交换机组成多个自愈环网,而4个千兆口可以将多台MIER-5428组成千兆自愈环,保证多个中心交换机之间的千兆链路安全;③通信处理器工业以太网通信处理器包括用在3台S7-300站上的处理器CP343-1、PC机上的网卡CP1613,它们均提供了ITP、RJ45、AUI等以太网接口,以1000Mbit/s的速度将3台PLC和PC连接至工业以太网上。 2.3PROFINET PROFIBUS作为现场总线的一种,已经在我国得到认可,并广泛应用在各种场所,将TCP/IP技术应用在现场总线是西门子近年来的成果,这就是PROFINET,它是一种基于工业以太网技术的现场总线,并得到了国际电子委员会(IEC)的认可。采用PROFINET将集控室和现场联系起来,实现了管控一体化。PROFINET的物理层采用快速以太网的物理层、数据链路层(IEEE802.3标准),网络层和传输层采用IP/TCP/UDP技术。洗煤厂计算机控制系统中既有对实时性没有特别要求的过程参数设定值(如PID控制器的KP、KI、KD等参数设定),又有必须满足实时性要求的过程采样值,PROFINET对不同的应用要求使用相应的通信方案,解决了在同一个系统里有不同实时通信要求的问题。这是因为PROFINET采用IRT技术解决同步数据通信问题、采用SRT技术解决苛求时间数据通信问题、采用IP/TCP/UDP技术解决无苛求时间数据通信问题。 2.4ET200S控制方式 SIMATICET200S是西门子ET200分布式I/O系统的重要组成部分,它的按位模块化、高度可扩展性的优势使其广泛应用于各种工业控制场合。使用SIMATICS7-400/300控制器和ET200系列远程I/O所构成的基于PROFIBUS-DP或PROFINET现场总线的解决方案,目前已经成为众多工程项目的经典选择。ET200S是一款防护等级为IP20,具有丰富的信号模块,同时支持电机启动器,变频器,PROFIBUS和PROFINET网络的分布式I/O系统。SIMATICET200S同时支持PROFIBUS和PROFINET现场总线;拥有CPU314功能的集成PROFIBUSDP通讯口的IM151-7CPU和具有3个PROFINET接口的IM151-8PN/DPCPU接口模块;可以扩展最大7.5kW的电机启动器和最大4.0kW的变频器;拥有丰富的诊断功能,包括断线、短路和通道级的诊断功能;对于MODBUSRTU通讯功能,无需增加任何的选件即可完成;支持带电热插拔功能,使得在运行情况下也可以轻松完成模块的更换;同时提供包括集成光纤接口的PROFIBUS和PROFINET接口模块;洗煤厂的计算机控制系统的网络结构如图2所示。 3结语 分析了洗煤厂的工艺流程,确定了该系统的控制类型;并通过分析工业以太网、PROFIBUS、PROFINET的特点,组建了关于环形以太网洗煤厂的FCS系统;提高了系统的数据传输速度及系统的稳定性,完善了系统的功能,使操作更加方便、透明;为洗煤厂的计算机控制系统的实现提供了一定的参考。 计算机控制论文:P/T数字转台计算机控制课程设计 计算机控制技术是自动化专业的必修课。该课程是在自动化技术、计算机技术、控制技术,通信技术和网络技术及管理信息系统的基础上发展和建立起来的,它是实现综合自动化的核心技术,是一门综合性和实践性较强的课程[1-2]。 目前计算机控制技术课程设计多数是以围绕单片机或8088微处理器为控制核心的实验平台开展的,还有部分设计是要求运用仿真软件验证控制算法的正确性。上述要求很可能导致学生所掌握的知识与工厂实际设备脱节。由于学生对计算机控制相关硬件设备没有感性认识,所以导致学生经过学习,还是对计算机控制技术的内容不能合理、科学、自如地运用。利用P/T数字转台作为课程设计的平台,首先,可以使学生对计算机控制技术有最初的感性认识,其次,由于该设备采用的是工业级运动控制板卡,学生在熟悉相关资料的基础上能够进一步理解计算机控制系统的构成原理及计算机控制应用程序的设计,达到将综合专业基础知识与工程实际有机结合,从而培养学生的工程实践能力。通过资料搜集、方案分析、系统设计与报告撰写的整个过程,学生可以得到科学研究工作的初步训练。 1P/T数字转台实验系统介绍 1.1转台电机控制系统 转台电机控制系统主要由运动控制器、具有PCI插槽的PC机、具有增量式编码器的伺服电机、伺服电机驱动器、驱动器电源、原点开关和正/负限位开关等6个部分组成控制伺服电机时,控制器输出+/-10V数字电压控制信号。采用GT系列运动控制器组成的控制系统典型连接如图1所示。 1.2运动控制器 固高公司生产的GT系列运动控制器,可以同步控制4个运动轴,实现多轴协调运动。其核心由AD-SP2181数字信号处理器和FPGA组成,可以实现高性能的控制计算。它适用于广泛的应用领域,包括机器人、数控机床、木工机械、印刷机械、装配生产线、电子加工设备、激光加工设备等。GT系列运动控制器以IBM-PC及其兼容机为主机,提供标准的PCI总线产品。运动控制器提供C语言函数库和Windows动态连接库,实现复杂的控制功能。用户能够将这些控制函数与自己控制系统所需的数据处理、界面显示、用户接口等应用程序模块集成在一起,建造符合特定应用要求的控制系统,以适应各种应用领域的要求。 1.3视频采集 除运动控制以外,P/T数字转台还配备了Matrox的图像采集卡和摄像头,图像采集卡具有16MB内存,支持模拟视频的实时捕捉或JPEG2000压缩/解压缩功能。 2P/T数字转台实验系统可实现的内容 2.1转台控制 此部分主要是对转台轴电机的转动控制,在对转台控制编程时首先对控制卡进行初始化,在初始化过程中完成中断屏蔽字、限位开关有效状态、伺服滤波器零点偏移值、运动模式等设置。设定选定轴为当前轴,设置运动模式、速度参数、加速度参数,然后刷新当前参数,当速度参数发生变化时转台开始动作。 2.2图像获取及处理 视频采集部分是以固高科技公司随转台提供的Matrox采集卡、摄像头为平台,通过编写高级语言程序可以实现以下功能:将摄像头捕获的图像显示出来、对图像进行处理、利用处理后图像像素的不同查找到目标物体、求出目标物体的质心坐标[3-6]。当目标物体移动时,控制转台跟随其转动。 3题目的设计 根据实验平台的特点,课程设计的内容与转台的控制、视频图像的采集和图像处理相关。为学生提供的参考资料包括固高运动控制卡使用手册、编程手册、图像采集卡使用手册以及相关函数库,要求学生采用C++或其他高级语言编制程序。可以根据学生的个体差异,设计难易程度不同的题目。“C语言程序设计”在工科院校作为必修课开设,有了这个基础,学生再学习C++或其他的高级语言就能很快掌握。根据课程设计要求,教师可以有针对性地对图像处理和工业控制板卡方面的编程方法进行专门的辅导,要求学生查阅相关的书籍和材料。学生在教师的指导下掌握高级语言的基本知识和操作,学会对界面和图像编程,并学会程序的编译、调试和执行。“团队协作”也是新时期对科技人才素质的要求。由于课程设计一般在2周之内完成,为了培养学生的团队协作能力,可以将3人分为一个小组,然后出一些较为复杂的题目,每个学生可以根据自己的兴趣选择同一题目下的不同内容。组员间进行分工协作,共享知识信息,共同商讨、论证问题的解决方案,通过相互配合、互相帮助,达到互相促进、共同提高的目的[7-10]。例如“目标跟踪系统设计”,要求学生采用C++或其他高级语言编制程序,实现视频图像的采集、图像的简单处理、控制转台跟踪预先确定的目标。具体内容可以分为3个部分:第一部分要求完成界面的设计,要求界面友好、操作简单,达到工业控制软件的基本要求;第二部分要求完成图像处理功能,要求从采集的视频图像中能分离出预先确定的目标;第三部分要求完成转台的运动控制,要求加入控制算法和电机加减速控制。3部分由3个学生完成,最后通过联调实现目标跟踪的功能。 4结束语 在整个课程设计过程中,让学生通过了解工业控制板卡和图像采集板卡而激发了他们的学习兴趣,对工业控制的方法和实际应用有了一定了解。在强调基础理论学习的同时也提高了学生的工程意识和团队协作能力,为以后的工作和进一步的科研打下了良好的基础,从而取得了良好的教学效果。
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。
交通管理工程探析:市政道路整治工程安全文明施工及交通管理工作要点探讨 摘要:本文从实际工程案例出发,探讨市政道路整治工程安全措施以及交通管理措施,为建设优质城市提供基础保障。 关键词:市政道路整治安全交通 一、工程概况 近年来“33929”、“三口五路”、“一纵三横”、“五纵六路”、“两纵三横”等道路综合整治工程的相继实施,杭州道路交通条件和城市面貌不断改善,城市整体品位和综合竞争力全面提升,群众生产生活环境日益改善。大关路道路综合整治为其中重要的一横,道路整治完成后与教工路、沈半路形成贯通西部、北部地区的干路系统,减轻中心区交通压力,对大关路综合整治进行设计。 大关路位于杭州主城北部,呈西南-东北走向。本次设计范围南起莫干山路,北至绍兴路,共跨越两条河道,分别为京杭运河、红建河,均设桥梁通过,全长约2.34Km,规划控制红线宽度40米。设计内容包括:道路工程、排水工程、建河拼宽设计。 二、道路施工 1、高黏度改性排水沥青混凝土摊铺施工: (1)、排水式沥青混合料摊铺应采用机械摊铺,要求摊铺平整,不宜人工修整,摊铺速度应控制在约3m/min,摊铺温度宜控制在175-165℃。 (2)、碾压前宜配备足够数量的压路机。碾压时,压路机距离摊铺机不宜过长。初碾、二次碾压宜选用10-12t滚筒式压路机,终碾宜选用6-10t多轮式压路机或8-15t胶轮式压路机。碾压应采用静压方式,其方法与一般沥青混凝土面层相同;初碾速度宜控制在2km/hr,温度应控制在160℃-140℃, 复碾速度宜控制在3km/hr,终碾速度宜控制在2km/hr,温度应控制在90℃-70℃;并应填写测温记录。 (3)、排水式沥青混合料的接缝处不允许重叠。纵向接缝宜铺筑成梯形,便于邻接的面层粘结牢固,确保接缝两侧密度相同。加热时,应避免将面层直接暴露在火焰下。 (4)、排水式沥青面层纵、横向接缝,以及与附属构筑物的衔接部分需充分压实,粘结紧密。 (5)、在铺筑面层时,需对透水管进行保护,避免沥青混合料堵塞透水管孔眼,确保透水性路面结构中的雨水能顺畅地排至透水管。两侧排水边沟应有足够的排水坡度,确保排至边沟的雨水能够迅速排出。 (6)、沥青混合料碾压成型后,应避免车辆进入,直至终压4个小时后或表面温度低于50℃,且足够坚硬后方可开放交通。 2、玻纤土工格栅 (1)、玻纤土工格栅铺筑时,应先将一端用固定,然后用机械或人力拉紧,固定另一端。 (2)、铺设玻纤土工格栅时,应保持铺设平顺,拉紧,横向搭接长度为100mm,纵向搭接长度为200mm , 并根据摊铺方向,将后一端压在前一端之下。 (3)50×50×0.3mm的固定铁皮,要求平整不翘角,2英寸8cm长钢钉固定。固定铁皮纵向间距2m,横向间距0.5m。 三、排水施工 大关路为现状道路改造,现状地下管线非常复杂。根据规划及现场勘察,现状道路除已建有雨、污水管道外,还建有电力沟,通信、给水、煤气管道;本路段东南有架空电力线;两侧有架空通信线,其中东南侧与电力线同杆;道路两侧上方有电力架空线。施工情况主要表现在: 1.排水管施工从下游向上游施工,先深后浅。 2.道路路段最低点处设置雨水口。为方便清通管理雨水口均落底;在道路最低点处,机动车道上设四篦雨水口,在非机动车道上设双篦雨水口。 3.雨污水检查井均做流槽,雨水落底井,落底0.5米。 4.道路路段最低点处设置雨水口,道路交叉口处最低点的雨水口布置,根据道路交叉口竖向设计图进行调整。 5.管线采用开槽埋设,施工时注意施工现场及沟槽的排水降水工作。 6.现状雨污水检查井位于现道路中央隔离带或机非隔离带处如不能进行井筒改造时,在检查井井盖处对道路侧石进行改造。 7.基坑施工前,须事先对沿线两侧已建的建筑物基础及管线作以详细调查,然后根据基坑深度及地质情况采取必要的加固保护措施。接入现状管道,需在施工之前复测已建管道位置、管径及标高,若有出入,报设计院以便施工前调整;伸长或拼宽的雨污水管道标高、管径应按实测为准。 四、桥梁施工措施 本桥梁位于杭州市大关路1+784.886处,原桥位处为一座14m跨简支桥,根据道路改造平面要求,本桥在南北两侧需拼宽4m,为了避免在水中作业,桥梁跨径布置为25米,同时对老桥的桥面系进行改造。 1.对于栏杆底座等预埋连接的钢筋,在现浇板时应注意相应的位置,并要求预先埋入板内。 2.在桥梁施工时按所采用的伸缩缝型号之设计参数预留好安装槽并布置好预埋锚筋;安装伸缩缝装置前将预留槽清理干净并校正预埋锚筋。 3.必须保证铰缝的结构尺寸,铰缝砼须捣实,铰缝连接钢筋扳平焊牢,浇筑铰缝桥面铺装砼之前,须用钢刷清除结合面上的浮皮,用水冲洗后浇筑C40细石子砼,震捣密实,然后浇筑桥面铺装,并切实注意钢筋网位置和捣实养护工作。 4.在欲安装支座时支座垫石顶面除去浮砂,表面平整清洁无油污。 五、扬尘控制具体措施 根据本工程特点及施工部署,本工程主要产生扬尘的工序为道路砼破除、人行道板拆除、沟槽开挖、现场临时堆放的施工用土、沙石材料、桥梁搅拌桩施工泥浆产生扬尘等,针对以上产生扬尘的来源,将采取主体控制措施及被动控制措施进行防护。每日对路面进行清扫、洒水控制扬尘。 5.1主动措施 主动措施在技术上主要为各分部分项工程采用流水线施工,各道工序无缝连接。每到工序及时报监理组织验收,施工质量确保一次到位,力争将施工扬尘控制到最小状态。 道路施工 施工前浇水湿润混凝土路面和路基,再使用镐头机破混凝土,并及时清运出场,破碎时经常洒水、保湿,确保破碎后的混凝土始终处于湿润状态;进场通道安排专人清扫,定时适量洒水湿润,不得使施工现场有泥浆产生,如有必要在现场安装钢制洗车溜槽,始终确保进出车辆不带泥上路。侧平石、道板铺装、切割石材过程中带水切割施工,并及时打扫清理作业区域,防止扬尘。 排水施工 沟槽开挖前根据开挖深度以及管道埋设深度计算回填土方量,多余土方全部使用密闭车辆随挖随外运,回填土方在现场堆放时使用土工布或塑料彩条布全封闭覆盖;所有水泥全部使用桶装水泥,固定地点安放,水泥出放口用塑料彩条布包裹,水泥桶周围经常清扫、洒水确保现场整洁、无灰尘沉积,开挖沟槽回填土方完成后,在基层未施工前全部使用沥青临时恢复,确保道路表面平整。 桥梁施工 场地硬化、净车出场,现场材料堆放整齐,灌注桩施工现场安放泥浆灌,所有泥浆使用车辆外运到指定地点弃放处理;盖梁施工主要控制挖土和模板施工,模板施工主要的扬尘控制采用钢木结合,大面积采用钢模板,部分转角处使用木模填补。桥梁道板铺装及栏杆安装切割时全部带水切割。 生活区扬尘控制 生活区扬尘主要产生在厨房灶具产生烟尘、生活垃圾堆放等。厨房烧饭使用煤气灶及电蒸箱,所有生活垃圾固定地点堆放,全部袋装外运,安排专人负责清理。 5.2被动措施 1.施工场地周边设置稳固整齐的围挡,围挡高度不低于2.1米,围挡间有插销连接,底端设置防溢座。 2.施工期间如若使用自拌混凝土或者进行密闭搅拌并配备防尘除尘装置,散装水泥罐并有专门防尘、抑尘措施,进场后要进行密闭覆盖。施工完成,工完场清,所有垃圾全部装袋外运。 3.施工现场要制定洒水降尘制度,组建一支专人负责的文明、安全施工班组,并配备专用机动洒水车1辆,人力洒水车4辆指定专人、根据天气情况及时洒水并指定专人负责逸散性材料、垃圾、渣土、裸地等扬尘源密闭、覆盖、洒水作业和车辆清洗工作。 4.施工现场设立垃圾场,对施工垃圾要及时打包,集中堆码并及时清运出场;生活垃圾集中放入垃圾桶内,统一管理,及时清运,在清运过程中不得遗撒。 5.渣土运输车辆全密闭化管理,装载的渣土高度不得超过车辆槽帮上沿,车斗用苫布遮盖或者采用密闭车斗,禁止出现“抛、洒、滴、漏”现象。 六、交通管理措施 本工程处于市区繁华地段,沿街商铺、居住区较多,安全文明施工及交通管理难度较大。为现状道路整治工程,施工过程中,不能封闭交通。现状道路过往车辆及行人较多,施工难度大,只能先施工北半幅。待北半幅施工完毕后,再施工南半幅。以保证车辆及行人通行。施工前对施工区域直线段进行固定围护,固定围护采用彩钢板,基础为砖砌基础。交叉口处采用活动围护。围护顶设警示灯带及警示红灯。按照人车分离,各行其道,单向组织交通,配足保障道路交通安全所必须的道路交通标志标线、交通信号灯、交通监控设备、交通诱导系统、路口渠化等设施,确保交通安全。行车系统的交通信号灯、交通监控设备、交通诱导系统应由公安交通管理部门控制,承担道路交通秩序管理、交通执法的任务,保证工程路段的交通畅顺。 七、结束语 本工程从施工开始,各项施工工程进展良好,按照施工技术要求事实,符合市政道路整治工程安全文明施工的要求。通过交通管理措施,保证了各个施工路段的交通安全与畅顺,为整个工程的竣工打下了良好的基础,为建设美好城市提供了基础条件。 交通管理工程探析:CAD技术在交通管理工程的应用 摘要公安院校交通管理工程专业是一个集工程技术与社会管理为一体,兼顾“硬”科学与“软”科学的综合性、实践性专业。在建设创新型应用人才的背景下,将CAD技术引入公安院校交通管理工程专业建设中,构建基于CAD技术应用的公安交通管理工程专业课程体系,不仅可以巩固专业知识的理解与掌握,还能加强公安技能的培训,为提升公安队伍科学管理的能力奠定技术基础。 关键词CAD技术;公安院校;交通管理工程;实践教学 1公安院校交通管理工程专业现状 公安院校交通管理工程专业是一门综合性、系统性、社会性及动态性的专业,涉及交通管理及交通工程两个方面。交通系统是与整个社会经济系统密切相关并相互影响的复杂巨系统,其自身又是一个由诸多相互联系、相互作用、相互制约的要素所组成的有机整体,是一个多目标、多约束、开放性的大系统。[1]而交通管理工程就是利用工程、教育、执法等手段,正确处理道路中的人、车、路、环境之间的关系,使交通尽可能安全、畅通、和谐发展。因此,交通管理工程是一个集工程技术与社会管理为一体,兼顾“硬”科学与“软”科学的综合性、实践性专业。 2公安院校交通管理工程专业实践教学存在的问题 (1)思想认识不足,教育理念存在偏差。思想和理念是实际工作的基础和前提,我国高等教育虽有百年历史,但在思想理念上始终存在重理论轻实践、重灌输轻创新、重条件轻管理、重局部轻整体的观念。[2]公安院校交通管理工程专业培养模式也普遍存在重视训练学生的警务执法技能,而忽略对决策性创新实践能力的培养。而一名卓越的警务人才,不仅需要灵活掌握警务执法技能,还需要有针对性地培养道路交通管理与控制的决策性创新实践能力。(2)资源配置不佳,教学条件有待提高。随着公安院校办学规模、专业数量、招生人数的扩大以及交通管理工作的复杂性与艰巨性日益突出,对交通管理工程专业学生的培养质量要求也必须随之不断提升。公安院校交通管理工程专业作为新兴特色专业,由原来的大专变为本科专业,在人才培养模式、教学配套条件等方面都对教师提出了新的要求。虽然公安院校实习基地资源较为丰富,多为地市级公安局交通管理部门,但是校内与之配套的实践教学条件不佳,实验室建设、实验器材配备还处于初级阶段。(3)课程设计单一,实践教学缺乏创新性。由于教学理念偏差、教学条件不足,公安院校交通管理专业实践教学缺乏一定的创新性。浙江警察学院交通管理工程专业虽然也开设了相关交通工程设计类课程,例如交通工程学、道路交通控制学、交通组织与规划、交通建模与仿真等,但存在单个课程各自为政、课程间交叉融合不足,学生理论知识与实践操作严重脱节,对学生决策性创新能力的培养停留于理论认识层面等问题。交通管理工程作为一门综合性和实践性都非常强的专业,目前的课程培养体系偏重理论讲授,学生缺乏对理论的综合应用及实践能力。同时,由于交通具有不可实验性和不可再现性,很难在实际中对相关的理论知识与技术进行应用。随着计算机技术的快速发展,通过计算机辅助以及虚拟再现的手段,可以为交通管理工程相关课程的实践应用提供技术支持。 3CAD技术对交通管理工程专业实践教学的现实意义 CAD(ComputerAidedDesign)技术,又称计算机辅助设计是以计算机系统为支持,进行产品和工程的方案设计、解析计算、判断优化、分析评估和详细设计的一门技术。[3]CAD技术由于其综合分析能力、逻辑判断能力、优化评估能力以及虚拟仿真能力等特点,非常适合在交通管理工程这类综合实践性专业中进行应用,对专业的发展具有重要的现实意义。(1)加深学生对专业基本概念及理论的理解。公安院校交通管理工程专业包括交通工程及交通管理两大方面,课程涉及数学、物理、运筹、管理、工程等多方面的内容。学生通过理论学习可以基本掌握专业课程中的基本概念及基本理论,但是缺乏将理论应用于实际工程的创新能力。通过采用CAD技术进行实践操作应用,可让学生在应用的过程中巩固对基本理论的掌握,同时加深对专业知识体系的理解。例如,在学习“交通规划与管理”课程时,学生可通过对TransCAD软件的学习从而更深入地理解交通规划“四阶段”模型。(2)培养学生对专业的浓厚兴趣。公安院校交通管理工程专业基于自身专业特点,目标培养适应现代化交通管理的卓越警务人才。学生在进入本专业学习时,对专业的认同感较低,认为交警的主要职责就是路面执勤,忽略了交通管理工程专业本科培养的主要目标。因此,对于CAD技术的引入及学习,可引导学生开展专业相关的课程设计,例如交通设计、道路工程基础、交通事故勘测、交通仿真等课程设计,培养学生对专业的浓厚兴趣。(3)提升学生的专业培养效果。交通管理工程内在机理具有高度的复杂性,这导致了解决方式的复杂与多样。[4]比如在交叉口设计或交通事故勘测中,一般都需要处理大量的数据,绘制图纸。这些设计任务的完成,若用手算笔绘,工作量很大,花费太多时间,局限学生的创新思维。若在这些设计中增加CAD技术,不仅可以提高学生的设计理念与效率,也有助于学生在设计的过程中灵活运用基础理论知识,提高学生的自主学习能力。(4)增强学生的公安实战技能。公安院校交通管理工程专业培养的本科生毕业后基本都输送到公安实战部门,学生所需具备的业务水平要求较高。在这样的大背景条件下,在专业培养中增加CAD技术的学习与应用,可以增强学生的公安实战技能,培养学生分析问题、解决问题的能力,培养“复合型”的交通警察人才。 4CAD技术在交通管理工程实践教学中应用 4.1交通事故处理 AutoCAD软件是美国Autodesk企业开发的一个交互式绘图软件,主要用于二维及三维的绘图设计,[5]也是目前国内外应用最为广泛的计算机辅助设计软件。[6]由于AutoCAD软件操作简单、绘图精确,且提供二次开发环境,可与地理信息系统(GIS)、交通仿真系统、交通诱导系统等兼容,在交通行业有着非常广泛的发展和应用。交通事故处理流程中,需要对道路交通事故进行现场勘测,绘制精确的事故现场图作为事故处理的依据。目前,交通实战部门人员主要通过现场手绘《道路交通事故现场图》进行存档,绘图过程繁琐且不精确,绘制的图纸不易存档保存。因此,在交通事故处理中可以借助AutoCAD绘图软件绘制现场勘测图,如图1所示为道路交通事故现场勘测图,图中可清楚详细记录事故现场情况,对事故发生时的地点、车辆运行轨迹、碰撞类型等信息一目了然。 4.2交通系统仿真 交通系统仿真可以动态地、逼真地模仿交通流和交通事故等各种交通现象,在研究出行者出行行为和各种类型道路交通流运行机理的基础上,复现交通流的时空变化态势,深入地分析车辆、驾驶员和行人、道路交通要素的特征,有效地进行交通系统的规划、组织与管理、交通能源节约与物资运输合理化等方面的研究。[7]交通警察作为城市交通的管理者,需要借助交通系统仿真对所提出的管控方案进行效果评估。因此,对于交通管理工程专业的本科生,也需要在课程设计中增加交通系统仿真技术的学习及应用。如图2所示为行人过街行为仿真,通过VISSIM软件对设计的行人过街信号配时方案进行模拟仿真,并对方案进行评价。图3所示为道路交叉通仿真,模拟交叉口的实际运行状态,从而对优化方案进行评价。 4.3交叉口信号配时优化 交叉通信号配时优化是公安交通管理部门的重要工作之一,也是缓解道路拥堵提升路网运行效率的重要技术手段。利用交通辅助技术进行交叉口信号配时的优化与评估,能够有效提升交叉口信号配时的效率与科学性,并能够进行事前评估与对比分析,更好地为交叉通管理提供有效依据。Syn-chro软件是一款交通信号辅助配时设计工具,并具备交叉口通行能力分析仿真、区域协调控制、交叉口自适应控制等核心功能。同时,该信号辅助配时软件还具有与主流的交通仿真软件CORSIM、TRANSYT-7F、HCS等的接口,具有较好的工程实践价值。Synchro交通信号协调及辅助配时设计软件包含Syn-chro、SimTraffic、SimTrafficCI、3DViewer、Warrants等的组件,能够实现交通仿真、三维场景生成、独立交叉口评估等功能。Synchro兼容HCM2010、MUTCD2009等重要的国际重要规范标准,为交叉口的评估与信号优化提供了标准化的辅助决策流程。 5总结与展望 将CAD技术引入到公安院校交通管理工程专业课程的建设中,可以巩固学生的专业知识掌握,加强学生的公安技能培养,为交通警察队伍输送综合型、应用型的警务人才。作为交通管理工程专业的教育者,应该努力探索新的领域,挖掘新的技能。在专业培养的过程中,尽量为学生创造更好的软硬件设计条件,将应用和开发结合起来,将CAD技术广泛并巧妙地应用于交通管理工程专业的教学实践中。 作者:徐程 李涛 陶靖 单位:浙江警察学院 交通管理工程探析:交通管理工程专业学科研究 摘要:尽管教育部将交通管理工程专业列入公安技术类,归属工学门类之下,但在学界,交通管理工程专业到底属于工学、管理学还是法学门类的争议仍然存在并阻碍其发展。从工程、管理和法学知识在公安交通管理工作中的作用的角度看,公安院校交通管理工程专业是应归属工学门类的多学科交叉专业。在课程体系设置中,应明确专业知识框架和课程体系构建与优化原则,并据此设计主要课程和安排各学期课目,以确保课程教学符合学生认知规律,保证教学质量。 关键词:公安教育;交通管理工程;专业建设;学科归属;课程体系 随着我国城市化进程的加快、机动车保有量的增加,一方面,道路交通安全、拥堵、污染等问题日益严峻,公安机关交通管理部门承担的工作任务日益繁重;另一方面,随着工作的深入开展,虽然交通管理中的传统问题逐步得到破解,但新深层次矛盾不断凸显,这就要求相关部门必须进一步提升交警队伍专业素养,以确保科学、合理地开展工作。近年来,全国公安院校纷纷开设了交通管理工程专业,学历层次也由原来的专科提升为本科。在课程建设方面有二个问题亟需解决,一是判别该专业的学科归属,确定其专业发展方向及教学重点;二是构建起逻辑严密、符合认知规律的课程体系,保证教学质量。 一、公安院校交通管理工程专业学科归属 (一)学科归属上存在的争议。学科归属对交通管理工程专业发展和课程体系建设影响很大。普通高等院校都将交通相关专业归入工学门类,但它属于机械汽车类还是土木道路类,不同高校曾有不同认识,这给其专业建设和课程设置带来了不少困扰,导致其专业建设特别是课程体系进行了反复调整①。因此,必须慎重考察专业归属问题。1998年,教育部将原有交通相关专业统一于交通工程和交通运输两个专业,属于工学门类交通运输类,原有道路交通管理工程专业在专业目录中被取消。2011年,国务院学位委员会和教育部联合印发《学位授予和人才培养学科目录(2011年)》,正式批准设立公安学、公安技术两个一级学科,并将其分别列入法学和工学门类,同时在公安技术一级学科下设置了交通管理工程专业。但事实上,公安院校交通相关专业到底归属于管理学、法学还是工学门类的争议②仍然存在着,且仍需要进行讨论。 (二)行业知识需求和学科属性分析。分析交通管理工程专业学科归属,应从交通管理工作对知识需求角度出发。根据实际需求和《道路交通安全法》规定,公安交通管理部门负责道路交通安全和秩序管理,参与道路交通规划与组织。做好交通管理工作需要信息技术、新闻传播乃至法医等多个专业领域的人才,而核心需要交通管理专业人才,其对知识的需求具体表现在以下几个方面。 1.工程是基础。交通管理对象是人的交通出行行为。研究表明,尽管人是交通系统中最关键的因素,但也是最难改变的因素。③因此,从研究和实践来看,干预交通行为最经济也最符合人本精神的措施仍然是针对交通设施的工程措施。从系统角度看,道路安全、有序、畅通与否,深受交通规划和交通工程设计好坏的影响。大量实践证明,不科学的交通规划和设计严重制约着交通管理水平,且无法通过路面执勤执法加以改善。由此可见,公安交通管理部门研究和开展交通管理工作,必须掌握交通规划和设计方面的相关知识,才能与其他部门实现无缝对接,共同为交通有序出行创造一个基础性环境。这就要求公安院校交通相关专业毕业生应当具备扎实的工程学知识基础。但需要注意的是,公安院校毕业生进入公安机关工作,主要是承担社会管理任务,与工科院校交通工程专业以工程师为培养目标不同,后者更加注重具体技术。以智能交通系统为例,公安院校毕业生侧重系统规划和设计,需要对城市交通管理宏观状况有深入的了解,而工科院校毕业生更侧重系统建设,需要掌握具体的实践技术,如计算机编程技术等。 2.管理是统领。管理是公安交通管理部门工作的基本定位。公安交通管理工作不仅包括对驾驶人、车辆的管理,还包括对交通安全、执法活动、交通工程设计等方面的规划、组织和管理。这些工作要求以科学的管理学知识为指导和统领。当然,这种管理还必须建立在对法律特别是工程知识掌握的基础之上,否则将会是空中楼阁、无水之源。 3.执法是职责。执法是公安机关的主要工作职责。对于交通警察来说,其执法任务主要是路面执法和交通事故处理,但“法律不是独立存在,而是深深地嵌入社会”的,因此,执法必须建立在对交通出行行为的客观规律深刻认识的基础之上。综上所述,交通管理工程专业是以交通出行行为和道路交通系统为研究对象,以工程知识为基础、管理学知识为统领、法学知识为重要内容,以信息技术等其他知识为支撑或补充的多学科交叉专业。由于工学的基础性地位,交通管理工程专业归属工学门类之下,并置于公安技术一级学科之下,体现了公安学和法学特色,而以交通管理工程为专业名称,正是对本专业学科属性的准确描述。 (三)能力培养目标及课程群设置。按照实战部门人才需求和交通管理工程专业的学科归属,其培养对象应具有如下四种能力:一线执勤执法能力——掌握法律和交通管理基本知识,能够完成一线执勤执法工作,确保规范、理性执法;事故处理能力——掌握交通安全原理和相关法律知识,具有事故勘查、鉴定、处理、追逃的能力,确保事故得到公正、规范处理;交通工程设计能力——掌握道路交通运行基本原理,能够开展交通工程设计、交通组织优化等工作,以推动交通出行更加安全、有序、畅通;交通管理能力——掌握管理学、系统科学和数据分析等方面的知识,能够对交通管理问题进行科学分析和研究,完成交通管理辅助决策任务,提升交通管理科学化水平。鉴于上述能力目标存在较大差异,本着“通专结合”的原则,在交通管理工程专业培养后期,以交通工程、交通管理和事故处理为发展方向,将若干门课程设置为一个课程群,进行适度有区别的培养,这也符合一线实战部门存在不同岗位的实际情况以及人才专业化的教育发展趋势。 二、课程体系设置分析 作为多学科交叉专业,交通管理工程专业涉及心理学、工程学、法学、管理学等多个学科门类。这些学科门类的研究方法、思维模式各不相同,给学生认知带来诸多困难,为此,必须要构建逻辑严密的课程体系,才能保证教学质量。 (一)交通管理工程专业的知识框架。课程体系设置需要建立在学科知识框架上。根据研究对象的不同,交通管理工程专业知识框架分为三个层次(见表1)。一是研究个体驾驶行为,以规范出行、保证安全为目的;二是研究群体特征(即交叉口和路段的交通运行特征),用于指导交通工程设计,确保点段交通出行的安全、有序和畅通;三是研究道路交通系统状态及影响因素,以优化道路交通系统结构,提升系统运行效果。上述理论框架是课程设置的基础,但课程体系设置还必须充分考虑到学生的认知规律。 (二)课程体系构建和优化的原则。以符合学生认知规律为目标,根据系统科学的原理,注意知识的整体性、层次递进性,④结合交通管理工程专业的知识特征,提出优化其专业课程体系结构的五点原则和方法。 1.分层次构建体系。通常将专业课程分为理论和应用两部分,修完理论课程后再修应用课程,而交通管理工程专业课程按照研究对象分为三个层次。尽管研究对象之间存在着“个体组成群体,群体构成系统”的规律,但不同层次的理论之间并不存在较强的支撑关系。如研究个体特征的驾驶行为理论虽然为研究点段交通运行的交通流理论提供了部分知识基础,但后者更多地建立在相对独立的研究基础上。各个层次内既有理论又有实践,理论与实践之间联系十分密切。因此,构建课程体系应充分考虑上述特征,分为三个层次,且每一层次有相应理论课程和应用课程。 2.同一学科背景的课程必须紧密衔接。交通管理工程专业属于多学科交叉专业,同一学科不同知识点在不同时间点介入形成若干门课程,但必须注重这若干门课程之间的联系。如智能交通系统的先修课程为信息系统,有的学校将这种关系紧密的课程分割安排在第二个学期和第七个学期,这就破坏了学习的连贯性。因此,构建交通管理工程专业课程体系要尽量将同一学科背景的课程紧密衔接起来,前后相隔最多不应超过两个学期。 3.在理论和实践结合中研究并解决对象抽象问题。人、车、路是道路交通系统的三要素,但交通管理工程专业并不是以单个元素为研究对象,而是以它们组成的系统为研究对象的。研究内容并非交通系统元素的物理特征,而是系统的运行状态。抽象的研究内容,给学生认知带来了困难。为此,交通管理工程专业应按照“从实践到理论再到实践”的路径,实现感性和理性的统一,不断提升认知深度。在此过程中需要注意的是,理论学习应建立在实践基础上,实践应置于理论指导之下。如为深入学习交通安全知识,首先,学习驾驶技能,形成对安全驾驶的感性认识;其次,学习交通心理学、道路工程、车辆构造等理论课程,掌握交通安全基本理论;再次,学习事故处理、交通秩序管理等应用课程,掌握事故处理、秩序管理等方面的理论知识;最后,参加交通管理一线实习,在实践中检验知识,实现理论和实践的统一。 4.区别实务知识体系和教学知识体系,确保教学中认知的系统性。作为多学科交叉专业,交通管理工程专业的课程体系必须突出主干课程,并逐步延伸至支撑课程。如在设置事故处理系列课程时,一种安排是借鉴事故处理的实务流程,先安排事故勘查课程,后安排事故处理与调解课程;另一种安排是先讲授事故处理与调解一般原理,后讲授事故勘查课程。前者虽然符合实践工作流程以及“从具体到抽象”的规律,但由于事故勘查课程距离交通管理工程专业主干课程较远,容易造成认知碎片化。而后者的安排可以让学生先对事故处理工作有一个较为全面的认识,然后再学习事故处理相关技术细节,符合“由面到点”和“由易而难”的认知科学规律。事实上,实务知识体系是面向工作流程而非认知的,因此,在课程设计中,必须要警惕业务知识体系对课程知识体系的干扰,即实务知识体系对教学知识体系的干扰。 5.强化方法论教育,夯实理论基础,增强对应用知识的理解。交通管理工程专业的知识多是通过运用其他学科的研究方法来研究具体交通实践问题而获得的。如交通心理学是运用心理学方法来研究交通行为的。由此可见,交通管理工程专业知识的科学性,是建立在方法正确的前提下的。因此,教学时必须注重课程中的方法论部分,而不仅仅是应用知识部分,否则,学生知其然而不知其所以然,不仅会因未能深入理解掌握方法论而增加对应用知识的学习难度,而且还会因缺乏方法论的支撑而不能妥善解决纷繁复杂的现实问题。尽管交通管理工程专业属于典型的应用学科,以培养应用型专业人才为目标,但“应用型”不等于“操作型”,这就要求培养对象在工作中要努力做到理论联系实践。如实战部门要求交通管理工程专业毕业生不仅要能够执法,更要能够做好说理执法,这就需要执法者具有一定的理论基础。 (三)主要课程和各学期课程安排。根据上述分析,应结合不同阶段学习目标,安排相关专业课程(见表2)。大一两学期基本不开设专业课程,因此在表中不涉及大一的课程安排。 三、结语 2011年,公安学和公安技术一级学科的设立,是公安高等教育的一大突破,填补了公安高等教育一级学科的空白,为公安学科体系建设提供了更为广阔的空间。在顶层设计完成后,还需要全国公安教育者为公安学科的丰富、完善添砖加瓦。通过立足当前、面向未来,在对一线实战部门繁杂的知识需求进行梳理概括的基础上,笔者论证了交通管理工程专业应归属工科门类的理由,并描述了多学科交叉的具体表现形式,提出了交通管理工程专业四个能力培养目标,并建议按照三个发展方向设置课程群,以“通专结合”的方式,保证人才培养质量。在对交通管理工程专业理论知识进行梳理的基础上,根据系统科学原理和专业知识特点,提出了课程体系构建和优化的五点原则,特别是注意到“应用型人才和‘操作型’人才”“交通管理工程和交通工程”“教学知识体系和实务知识体系”的区别,并希望通过科学的课程体系建设,确保课程教学符合学生认知规律,保证教学质量,培养满足一线实战部门知识需求的人才。 作者:何庆 崔利 韩伟 单位:北京警察学院
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。
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
通信网络拓扑结构分析研究:通信网络拓扑可靠性层次与测度研究 摘 要:梳理讨论了目前通信网络可靠性研究之间的层次关系,讨论了拓扑可靠性所处的地位、任务、指标等。其次,分析了拓扑可靠性的非概率测度,指出了连通度的核心作用。再次,研究了基于边连通度与节点连通度进行可靠性评价的思想与算法。最后,通过一个算例展示了通信网络拓扑可靠性评价的具体过程。 关键词:通信网路 可靠性 层次 测度 随着通信、信息、网络技术的高速发展与广泛应用,人们对通信网络的依赖愈加明显,随之而来的可靠性问题日益成为用户关注的焦点领域。现代通信网络是一个复杂系统,融合了多学科领域,因此对其可靠性的研究是一项系统工程。 从目前的公开文献来看,通信网络可靠性研究分布于网络应用的各个层次与领域,一般可对应于OIS(Open System Interconnect)系统模型的划分。同时,通信网络的复杂性、动态性、多态性等属性为可靠性评估与优化提出了新的挑战,导致了研究的视角与侧重点也不尽相同。拓扑结构是通信网络的核心特征,其依据拓扑来组织网络形态,进而体现通信网络系统的整体性。因此,对通信网络拓扑可靠性的研究处于整个通信网络可靠性研究的中心地位。 1 通信网络可靠性研究的层次体系 1.1 拓扑可靠性处于核心地位 如引言中所述,拓扑可靠性并不能完全表征整个通信网络的可靠性,其研究对象只关注于网络的拓扑结构,忽略了网络通信设备、路由策略、承载业务、管理效率等因素所带来的可靠性变化。拓扑层高于设备层,同时是路由层、业务层等高层可靠性的基础,在整个通信网络可靠性中处于承上启下的中间环节,其影响可见一斑。 通信网络可靠性可分层讨论,每层均应设计相应的指标与测度方法,以完成对通信网络可靠性的定量描述。因此,通信网络可靠性应具备一个同向、协调、完备的指标体系。在对目前文献梳理的基础之上,可得可靠性指标体系。同时,各文献对可靠性的理解与划分具有相互重叠性,而且关于同一类指标的描述也不尽相同,新的指标也不断被提出。 1.2 拓扑可靠性指标分析 在网络拓扑可靠性的指标描述上是想通的,即在抗毁性与生存性上具有广泛共识。同时可见,连通度是两者的指标与测度设计的基础因素。 (1)网络拓扑抗毁性。主要用于刻画在确定的网络组织结构(即网络拓扑)、预定的破坏(攻击)方案下,通信网络依然能够保持全网或部分连通(物理可达)的能力。在对实际网络进行拓扑抽象之后,抗毁性指要破坏(中断)部分网络节点连接需要移除(破坏)的最少网络节点或链路(边)的数目,从而表征出破坏整个或部分通信网络的困难程度。可见,抗毁性完全由网络拓扑结构所决定,是可靠性的一个确定型指标。 (2)网络拓扑生存性。生存性最显著的变化是引入了网络部件的失效(故障)概率,用于刻画在随机故障或蓄意破坏之下,保持通信网络整体或部分连通的概率。其建立在图论与概率论基础之上的可靠性分析,不仅受网络拓扑结构的影响,同时还依附于网络部件(设备)的故障概率与模式、网络维修与管理等因素,因此网络拓扑生存性是广义的拓扑层可靠性。 2 基于连通的通信网络拓扑可靠性测度 通信网络拓扑可靠性问题可抽象为图的可靠性问题,用图G(V,E)来描述拓扑结构。其中,V表示网络中节点的集合,例如用户终端、服务端、路由服务器等;E表示连接网络中节点的边(链路)集合。同时,本节主要讨论拓扑可靠性的非概率(静态)测度,即不考虑上层业务或下层设备影响,将问题视角完全限定在拓扑层面。 目前,关于拓扑可靠性的静态测度研究很多,可谓仁者见仁,测度设计的侧重点各不相同。例如:连通度(vertex connectivity)、坚韧度(toughness)、完整度(integrity)、粘连度(tenacity)、离散数(scattering number)、膨胀系数(expansion coefficient)等。其中,连通度是拓扑的基础指标,后续的测度均建立在对连通性的充分考虑的基础之上。因此,本节以连通度为重点展开讨论。 2.1 边连通度与节点连通度的定义 (1)边连通度。 记为,其大小等于使网络成为不连通图所需去掉链路(边)的最少条数。它反映网络节点间的内聚程度,是网络可靠性的一个基本度量指标。例如:通过分析可知,所示的网络分割至少需要移除3条边,即边连通度。 (2)节点连通度。 也成为点连通度,记为,其大小等于使网络成为不连通图所需去掉的节点的最少个数。同理,网络的连通度。从某种意义上讲,点连通度是比边连通度更重要的网络可靠性度量指标,这是因为在网络中去掉某个节点就意味着与之关联的所有链路将失去意义。 2.2 边连通度与节点连通度的算法 (1)算法的基本思想。 通常,要求给定网络的边连通度,需要首先确定任意不同两点的链路割集。设和是的两个不同节点,所谓的一个链路割集是指这样的链路集合:若去掉其中所有链路,网络将被分割成两个分支,一个包含节点;另一个包含节点。假设是中所有链路割集中链路的最小数,则就是切断和之间所有路由所需从中删去的最小链路数,故网络的边连通度可按(1)式计算: 2)网络边连通度计算步骤。 由前所述,计算网络边连通度的算法思路是:先按标号算法求分离任两点的最小链路数,然后,再求所有这些数的最小数即可。但是,上述求的算法是针对有向图给出的,而网络边连通度是针对无向图的,因此,算法需首先将原无向网络转换成等效的有向网络。具体计算步骤如下: 第1步:对给定网络,任选一对节点和,按下面的步骤求分离和的最小链路数: ①首先将转换成有向图。方法是:将链路集中以为端点的链路转换成中以为起点的到相应节点的有向链路,将中以为端点的链路转换成中从相应节点到节点的有向链路,又将中其他链路转换成中2条有向链路和。 ②用标号算法,求中分离与的最小链路数。 第2步:对所有节点对,,重复上述步骤计算,最后计算:,即网络的边连通度。需要注意的是:由于,对于含有个节点的图,第2步中需要计算的共有个。 3)网络节点连通度计算步骤。 算法的思路是:将割点问题转换成割边问题,从而使求网络节点连通度的问题转换成求网络的边连通度问题。转换的方法是:在网络中任选一对节点和,首先,类似于边连通度算法一样,将转换成有向网络,然后,再将构造另一个有向图,构图规则是:将中除和外的每个节点拆成2个新的中的节点和,并用中的有向链路将它们连接起来。将中每一链路换成中的链路,并把标为,标为。 由构图规则可知,在新的网络中,从发点到收点的包含节点的一条路由,必定包含一个顶点拆成的两部分之间的那条弧。并且原图的一对相邻点及其间的边被转换成等效的由4个节点组成的“8”字形有向回路。因此,一个链路割集在切断中到的所有有向路由方面,与在原始无向图中去掉节点割集有相同作用,即中等于中。综上,可得网络节点连通度算法计算步骤如下。 第1步:对原网络的任一节点对和,按上述规则构造新的有向网络,并用标号法求中分离和的最小链路数,即中分离和的最小割点集点数。 第2步:对所有节点,计算,即得的边连通度。 3 结论 本文讨论了通信网络可靠性的层次划分与影响因素,针对性的分析了拓扑层可靠性的指标与测度,指出了“连通度”作为拓扑层可靠性基础测度,以及其对其它测度设计的重要性。同时,详细分析了节点连通度与边连通度的计算思想与算法步骤。最后,通过一个相对简单的算例演示了通过边与节点连通度计算来评价某一通信网络拓扑可靠性的主要流程。 通信网络拓扑结构分析研究:关于无线移动通信网络拓扑有效性的研究初探 无线移动通信网络的拓扑结构会影响到网络的性能,关系到网络是否能高效、稳定运行。发现网络拓扑结构是对其进行高效管理的重要方面,它能揭示出网络中的节点地理位置、与临接点的关系、剩余电源、数据链路等信息。本文在较为理想的层次上通过仿真分析研究无线移动通信网络拓扑结构的有效性。 【关键词】无线移动通信网 拓扑结构 节点 有效性 链路 随着网络技术的发展和人们对网络需求的增大,无线移动通信网络也将不断扩大规模,功能变得更加强大,而网络结构也变得更加复杂,这个时候,网络管理水平就关系到无线网安全稳定运行水平。拓扑发现作为一项先进技术,在网络管理中起重要作用。网络的拓扑简单来说是就是网络节点的一种地图,标记出所有节点的地理位置以及连通情况,分析网络拓扑结构可以迅速发现网络的数据传输路径、网络的承载能力等,网络拓扑是监视网络运行的重要措施。 1 节点移动模型和链路有效性 1.1 节点移动模型 分析网络节点的移动方式与性能分析有关,目前的节点移动模型多是从速度和时间角度来进行的,通过节点移动的速度和时间来判断节点移动对网络性能的影响。由于实际上的无线移动通信网络中的节点移动是非常复杂的,为简化流程,我们假定其处于较为理想的传输环境,采用简单的二维随机移动模型来进行节点的移动分析。 在一个无边界限制的二维平面上,节点处于无序移动状态,在一个基本单位时间里,节点的移动速度是相同的,在进入另一个基本时间单元时方改变速度。所以,节点在X轴和Y轴方向的方向移动中的速度和位移量都呈现出零均值正态分布,所以,节点在时间n的坐标为: 1.2 链路有效性 对于某覆盖半径为R的节点来说,其他节点与该节点存在链路都必须满足r≤R的条件,否则的话就不存在链路关系。在一个无边界限制的二维平面上,其节点的密度为ξ/,那么半径为ρ的圆周中的节点密度为:fρ(ρ)=2πξρ。在进行节点的链路有效性测试时,就可以将该节点所覆盖的范围内所有节点在某时刻链路中仍存在的平均节点数与总节点数的比值作为该节点的有效性测试结果。 2 仿真分析 无线移动通信网络拓扑中的节点移动速度是有一定的限值的,我们最大的位移定义dm为:P{│Δx│ dm}=P{│Δy│ dm}≤ε,任何一个节点密度都存在σ=Kdm,本文将节点的密度定义为0.00135/,得出的K值为1/3。 2.1 链路有效性测试 为了确保仿真结果的准确性,进行多次仿真绘制仿真曲线,对覆盖范围的所有节点移动状况进行10000次仿真,然后绘制出仿真曲线图。 分析节点初始位置对链路有效性的影响,图1中的三条仿真曲线分别是节点初始位置为4、8、10m时的仿真结果。从图中可以明显看出,随着时间的推移,节点的链路有效性逐渐降低,当n=200时,三条仿真曲线的链路有效性相差不大,接下来的递减速度也放缓。n在0-50范围内时,不同初始位置的节点链路有效性随着时间的递增而迅速降低。到n=100以后,不同初始位置的节点链路有效性随着时间的推移递减的速度放缓。这说明初始位置对链路有效性的影响在节点移动的刚开始一段时间,节点移动的时间长了之后,初始位置对链路有效性的影响逐渐变小。 2.2 拓扑结构有效性 假定场景的节点密度为1/,dm为4,改变覆盖半径R的大小进行仿真分析。如图3所示为覆盖半径为4、8、16、32、64m时的仿真曲线图,随着节点移动时间的推移,拓扑结构的有效性也在降低。覆盖半径越大,拓扑结构的有效性越高,递减的幅度也越小。覆盖半径为4、8m时,拓扑结构有效性在节点刚开始移动是呈现急剧降低现象,到n=50后,拓扑结构的有效性降低速度放缓。 3 结束语 无线移动通信网络作为当前以及未来的主要网络形式,其拓扑的有效性关系到网络运行的稳定和安全。拓扑图中节点的无序移动会影响到网络的有效性,本文以理想状态下的网络运行环境为背景建立了二维平面节点移动模型,经过仿真分析,研究节点初始位置、节点覆盖半径大小、节点密度等对拓扑的有效性的影响,而现实环境中的网络拓扑受到的外界干扰更多,其拓扑有效性还有待进一步研究。 通信网络拓扑结构分析研究:基于遗传算法的通信网络拓扑优化研究 摘要:该文通过分析通信网络中的拓扑优化问题,抽象出数学模型,并利用遗传算法对该模型进行求解。最后通过实例验证用遗传算法求解该问题明显优于一些传统的算法,文中所建立的数学模型和算法能够正确地解决通信网络拓扑优化问题。 关键词:遗传算法;通信网络;拓扑;优化 随着信息化的发展,通信网络不断扩充新功能,发展新业务。这必然导致网络规模日益庞大,节点众多,并且网络拓扑的结构也越来越复杂。从而造成了数据信息的转接次数增多,迟延增加,维护难度增大,这就给现代通信网络的建设和管理提出了新的挑战。 对通信网络进行优化能够使其更加快速有效可靠地传递信息,避免和最大限度减少因网络中断或延迟带来的损失。遗传算法(GA)模拟自然进化过程,是一种具有并行特征的搜索算法,它能对解空间进行搜索,加快对解的搜索速度,便于推广到多结点的网络优化设计中,是解决大规模网络优化问题的有效工具。 1 遗传算法求解过程 遗传算法(GA)的主要特点是直接对结构对象进行操作,具有内在的隐含并行性和更好的全局寻优能力,自动获取和指导优化的搜索空间,自适应调整搜索方向,不需要确定的规则。 使用遗传算法求解通信网络的拓扑优化一般采用如图1的过程。 2 算法设计 2.1 编码和初始化种群 对于一个n结点的网络,其G图最多有n(n-1)/2条边,所以染色体的长度可定长为n(n-1)/2的二进制串。由于邻接矩阵具有对称性,因此只需使用该矩阵的上三角表示,这样可以使个体的长度为n(n-1)/2,压缩比为2。 所求问题可用图2的下(上)三角矩阵表示,称其为G的邻接矩阵T。如图2。 图2 G的邻接矩阵T 在上述编码方式中,则基因型可设为A[1,…,n(n-1)/2],由此可以生成W个基因个体,每个基因个体都是此通信网络的一种拓扑。 2.2 根据个体适应度进行选择 求解网络优化的数学模型属于求解目标函数最小值问题,适应度函数可设为 随着进化代数的增加,个体适应度之间的差别越来越小,可以对适应度函数增加一个比例系数a将其放大,f’(x)=af(x),a 1。 2.3 算法终止条件 当种群满足以下三个条件之一时算法终止并输出最优解。 1) 个体的最大适应度超过预先设定参数。 2) 个体的平均适应度超过预先设定参数。 3) 种群代数超过预先设定参数。 3 实验及结果分析 某通信主干网络节点数为9,经过多次实验后,选取POP=60,Pc=0.65,Pm=0.01, 并以最大代数max gen=3000做为程序的终止条件。其各节点间线路代价如表1所示。 经过该算法可得到计算结果如图3。 若采用枚举法,则时间复杂度为O(2N),此算法时间复杂度为O(N2),所以在对通信网络优化的同时,大大降低了时间复杂度。 4 结论与总结 通信网络的优化是一个复杂且涉及范围广泛的课题,是通信网络技术中不可缺少的部分。与遗传算法相比,传统算法比较复杂,局限性很大且计算时间较长。本文使用遗传算法较好地解决了通信网络优化问题。本文提出的算法对小规模通信网络的拓扑优化问题能够较好的求解,对大规模网络拓扑进行优化还存在不足。改进方法可以在遗传算法中融合其它优化算法,构成一种混合遗传算法。本文中对遗传算法在网络优化中的研究只进行了初步的探讨,要将这种方法完善还需要做进一步探讨和研究。
电子测量论文:电子测量仪在船舶计量中的应用 [摘 要]随着我国社会经济的快速发展,船舶运输行业也取得了巨大的发展与进步,鉴于此,就针对船舶做好相关的计量工作也越来越重要。而传统所普遍采用的测深钢卷尺计量方法,因受到测量器具与人为性操作因素的影响而导致各种误差情况时有出现,因而随着我国船舶运输行业的高速发展,在进行计量操作时亟需采取相关的电子测量仪器。本文就基于对电子测量仪的构造及其原理的分析与探讨,来进一步阐述了其在船舶计量当中的具体应用情况。 [关键词]电子测量仪;船舶计量;构造;原理;应用 近些年来,在船舶计量方面所采用的测量仪器发展迅速,尤其是以电子测量仪器为代表的计量设备在国外已经得到了大规模的推广应用。而我国在这一方面的应用水平还相对较为滞后,完全无法满足于快速发展的船舶计量需求。为了提高我国船舶计量管理的水平,我们不但要尽快加强对有关计量技术的学习,同时还应引入先进的电子测量仪器,尽快追赶上国际水平,以实现对企业效益的有效维护。 一、仪器构造及原理 本文就以美国霍尼韦尔公司(honeywell)所生产的HERMetic UTI2000 TOUCH电子测量仪器为例,详细介绍了这一电子测量仪器的仪器构造及原理。这一测量仪器目前在船舶计量方面有着十分广泛的应用,主要被用作于大型容器当中的液体空距、温度和底水计量方面。其可借助于尺砣上的电子传感探头,依据声波位于不同介质环境下传播速度差异来实现对于液面的精确定位,同时通过超声波的传输时间长短来就超声传感器和被测量介质之间的位高情况,具备一体化的测量效果,可实现智能化的自主校正,具备良好的测量精准性与稳定性。 (一)仪器构造 1、电子传感探头 这一部分内容就包括了导电性、温度传感设备、剩余空间、参考高度等内容,其还具备一项磁性开关,在将探棒伸入进储油罐内实施测量作业之时在通过两处位于存储罐底端位置的磁铁之时便可将探棒当中的电源开启。 2、电子终端 此部分仪器就包括有指示灯、显示屏、键盘、蜂鸣器、变压器等。其作用价值主要是通过将由传感器所获取到的信号转换成为蜂鸣器声响,同时指示灯发出闪烁并将数值读出并显示。将所测量介质的温度、稳定性、导电性及相关信息显示于显示屏之上。 3、存储管 这一仪器主要是通过不锈钢所进行制造的,在操作的过程当中可对传感探头发挥出较好的保护效果,在存储管当中安装了快速连接探头,仪器设备能够十分高效的被安装至船舱计量口阀门位置,其上端安装有顶盖,能够在不应用时对传感探头起到一定的固定及保护效果。 4、不锈钢卷尺 不锈钢尺是传感探头和显示单元信号传输与地线连接的重要中间介质,在卷尺的两面都印有一定的刻度值,其中一面为公制刻度另一面为英制刻度,在进行船舶计量时通过观察其刻度数值便能够准确的了解到反应点与读数标识间的距离,卷尺读数窗口具有明确的读数指示与视窗刷;其中所预先设置的清洁器能够有效的预防运输介质被吸入外壳当中,在清洁器上设置了两个开关按键,另外还有一个专门用作维护的工具。 (二)仪器原理 仪器传感探头即为不锈钢管,在其末尾出封闭有PFA头,主要是应用在对于高、低粘性液体的测量过程当中,其具体涵括有温度传感器、超声波液位传感器、导电电极等设备。能够通过一次测量便可完成对于船舱以及储藏罐体静态容器空高液位、温度、底水等四方面指标的测量。 仪器空距感应设备主要是采用两项压电陶瓷板以及电子电路所共同构成,在感测探头一端被浸入至石油液体当中,接收器即可获取到所发射出的超声波信号,同时将其所测得的各类信号及编码发送至接收器来引起蜂鸣器的持续声响,进而便能够实现对于空距的测量。通常在设备出厂之前已经对于传感器进行了校对验证,因此在投入应用之后的具体操作过程当中已经无需再对其空间与界面进行调节处理。 温度传感设备是由铂电阻温度检测设备所构成的一种元器件,其更多的情况下是被安装于温度电极当中,为了能够将测量反应时间尽可能的减短,在此电极当中便添加了一种导热体,能够将温度检测元器件所发出的信号转换为数字信号,此传感器电阻式温度检测器元件电阻值对于温度特性曲线均会存储于传感器存储器当中,且由于船舶发生偏移或是漂移等情况而产生出的误差值均可通^安装于传感器探棒当中的微处理器来予以校对与补偿,微处理器能够将更多的数据信息予以串行化同时将之显示于控制面板,将所测得的数据如实的显示出来。此时若要对传感器亦或是卷尺再进行更换也无需再次予以校对验证。空距、温度转换和设定等相关操作均可借助于控制面板来实现。 在对介质界面进行检测之时,主要是利用单个测量电极与接地电极间的导电性来对液面分界点进行测量,在仪器通过非导电液体空间进入至导电液体空间之时,传感器导电电极和与之相关的电子电路编码信号便会将蜂鸣器声响从长时间的持续,转变为中间存在一定间隔的声音,进而便能够完成对于介质界面的精确测量。 二、在船舶计量中的应用 (一)参考高度测量 在船舱计量口阀门处正确连接仪器,同时做好对地线的连接工作,卷尺清洁器应被设定为关闭状态,开启舱计量口阀门同时启动电子测量仪,之后将不锈钢尺的把手旋转按钮松开,持续放入到船舱罐体当中,促使传感器能够完全浸入到所要测量的介质当中,在传感器触碰到基准底板后,按下开启按键,把仪器转换为浸入与温度存储单元,其中“+”键能够切换出仪器的浸入功能,在此过程之中偏移量往往采用毫米为单位而展示于显示屏上,同时蜂鸣器每间隔2s鸣响1次。持续下放传感器直至其触及基准板蜂鸣器连续鸣响即可逐步将卷尺卷收直到蜂鸣声完全停止,在此过程之中要做好对显示高度的记录工作。 (二)空高测量 使卷尺清洁器处于开启位置,同时卷回直至蜂鸣器每间隔2s鸣响1次。而后关闭卷尺清洁器在传感器和船舱储罐当中的存储介质发生接触后,对蜂鸣器采取适当的控制措施将会即刻使其转变为持续性的蜂鸣,此时应当位于反应处逐渐下放传感器以确保能够实现更加精确性的测量,相应的这时面板当中所标识出的数值即为剩余的空间高度。若仪器数值标识与剩余空间高度存在出入时,应当对读数采取及时的更正处理。 (三)温度测量 在对船舶存储舱体空高完成了测量工作后,即可调整仪器至温度测量处,依据空高测量数值来选取适宜的温度测量点,将曲柄把手旋转按钮松离,持续下放卷尺促使传感器可进入至规定液位高度,将传感器在这一液面高度进行摇晃,以保障温度探棒能够逐渐测得附近介质的平均温度。温度对于介质稳定性的影响信息会交替显示于仪器面板,在其所显示的数值趋于稳定后便可进行读取并予以记录。 结束语 总而言之,在日常的工作实践中,应用便携式电子测量设备,不但具备先进的技术优势,且其功能种类十分多样,操作起来也十分便捷,同时还可极大的提高测量作业的安全性,有助于降低油耗及污染情况,可大幅度的提高计量工作的精确性,能够同时实现对介质温度、液位与底水的精确测量,在船舶计量方面作用价值巨大。 电子测量论文:浅谈电子测量的应用 【摘要】 随着科技的不断发展,国家的科技力量也不断增强,计算机、通信技术等高科技产业也不断的更新换代。与此同时,“电子测量”这一名词就出现在我们大众的视野。并且也作为一门课程进入到各大高校,之后就不断的被运用到各大领域中。电子测量技术凭借自身的优势,在科学技术领域具有重要地位。下面我们就电子测量技术进行深入的研究。 【关键词】 电子测量 应用与发展 虚拟时代 一、电子测量 如果我们想要对研究对象进行定量评价,就必须通过测量来实现,而在所有的电子技术中,能对研究对象作出中肯的分析和评价的只有测量。那么电子测量到底是什么呢?电子测量是以电子技术为基础手段的一种测量技术,也是测量学和电子学相互作用下的产物。它主要运用电子科学的原理、方法和设备等对各种电量、电信号的性能进行测量,而且也可以通过各种传感装置对非电量进行测量。 二、电子测量的特点和作用 电子测量被广泛的应用,其自身肯定具备了其他技术所没有的特点。首先就是电子测量的测量量程广。量程,就是仪器测量范围上限值与下限值之差,而我们所要测量的大小差距较大,这就对测量的要求更高,量程广就是电子测量技术的显著特点。其次是电子测量的测量速度快。因为电子测量是通过电子的运动和电磁波的传播来进行工作的,所以测量速度是其他技术所不能比拟的。当然不止这两个,例如测量准确度高、频率范围比较宽等也同样是电子测量的特点。 电子测量不仅在科技领域有很大的作用,在我们日常的实际生活中也有很大的意义。电子测量的出现使人们认识了电磁波,对波的了解更加深入;显微镜的不断换代,使人们发现了生命活动的基本单位――细胞。“没有测量,就没有科学”,门捷列夫用这句名言肯定了电子测量的作用,可见电子测量在科学发展中至关重要。 三、应用与发展 电子测量可以通过传感器将非电量变为电量进行测量,这也就是广义上的电子测量。而狭义的电子测量则包括更多的方面,如能量的测量、电路参数、信号特性、设备性能的测量等。电子测量的出现也使一大批电子测量仪器出现。这些仪器经历了从模拟仪器、数字仪器、智能仪器,最后到虚拟仪器的发展过程,到达了二十一世纪电子测量发展的前端。随着科学技术的不断发展,这也就对电子测量提出更高的发现要求,所以应该致力于电子测量技术的深入研究。在未来的发展过程中,电子测量的发展方向有以下几点: 1.加大与计算机、通信技术的融合。计算机、通信是这几年来发展速度飞快的信息技术,电子测量依然是其重要的组成部分。利用先进的科技手段,使电子测量技术与计算机、通信的应用更好的结合起来,相信在未来的发展中可以看到电子测量技术在计算机、通信行业中的应用有更好的发展。 2.制造技术趋于现代化。针对电子测量所研究制造出的测量仪器也不断的发展,但应该加快其发展。在国外,EDA、SMT等制造技术,大大提高了产品的制造质量。而我国也应大量采用CAD、等技术,实现技术的“模块化”,使测量仪器的研究周期不断缩短,这样就是电子测量仪器更新换代加快,有效的提高我国在电子测量领域的发现水平。 3.电子测量仪器的通用化。传统的测量仪器过多的依赖于硬件性能,这就使电子测量仪器在科技领域中的发展受到了限制。硬件性能的操作、控制等在一定条件下会使电子测量仪器不能正常的使用,从而对相关产业的发展产生影响。我们可以根据电子测量的需要,把控制性能与其紧密结合,改变软件的设计从而达到改变测量仪器的功能,使得一台测量仪器可以同时实现多种功能,增加测量仪器的用途。 4.测量平台的扩大化。国家在前期的发展中着重制造业的发展,通过制造业的壮大来提升我国的实力。但随着电子测量的出现,我过也开始发展能为电子测量提供平台的服务行业。但是目前来说服务业的发展数量并不能很好的满足电子测量的发展,所以我国在今后的发展中要大力发展服务业,鼓励那些经济实力雄厚的电子仪器高新技术企业更好更快的发展,给予他们更多的政策支持,促进电子测量技术的发展。 四、虚拟时代 二十世纪八十年代,第一台虚拟仪器在美国诞生。随后就在全世界范围内引起一系列的效应,各国纷纷开始朝着虚拟化方向发展。虚拟仪器产品在全世界所占比重在不断增加,我国也正积极的投入到虚拟仪器的研究中。想要打破国外企业的垄断局面,促进电子测量仪器虚拟化的快速发展,从而带动国内企业的发展,进一步提高自身实力。 结语:第三次科技革命以来,我国科技发展水平走了质的提高,电子测量技术在我国的发展成效也特别显著。但是,未来电子测量技术的发展依然是科技发展的重要部分,而我们更是要实现“兼容性,模块化,软件化”三位一体的发展模式,才能使电子测量技术得到更好的发展。总之,电子测量技术是多领域共同发展的结晶,电子测量技术的发展也必然推动着国民经济的发展,提高我国的国防实力。 电子测量论文:基于项目教学法和微课在《电子测量与仪器》实验教学中的应用 摘要:随着我国电子测试技术进入标准化阶段,企业要求从事电子测试的人员的实际能力也在不断的转变,而目前高职教育中《电子测量与仪器》课程的实验教学由于实验项目缺乏创新,还是以课本理论实验传授为主的模式,很难适应现代化企业对电子人才的要求,因此本文讨论了项目教学法和微课在电子实验教学中的必要性,并提出了项目教学法和微课在实施过程中的几点思考。 关键词:电子测量与技术;实验教学;项目教学法;微课 0. 引言 人们通过测量来认知世界,揭示世界运行的客观规律,从而拥有改造世界的能力,可以说没有测量就没有科学,而电子测量的应用在科学技术发展过程中几乎涉及到所有的技术领域。《电子测量与仪器》是高职各电子类专业的必修核心课程,其实验教学环节对学生掌握常规测量仪器的原理、选用原则、如何进行电子产品调试和测量等方面起到至关重要的作用,实验教学有利于提高学生思考问题、解决问题的能力,更好的培养学生专业职业技能及实际动手操作能力[1,2]。 而目前国内许多大中专学校都存在实验教师队伍人员缺少、人员能力的不足、实验室管理体制不健全、实验设备过于成就和实验项目缺乏创新等情况,同时在电子测量与仪器的实验教学中,由于传统的实验教学模式与教学方法的限制,往往学生们在实验室所做的实验跟不上实际企业的需求,存在着严重的滞后问题,已经很难适应现代化社会发展对电子人才的需求[3]。 一般的电子测量实验教材理论分析较多,针对具体的问题的测量方法介绍较少,且实验过程也相对枯燥,往往学生们面对实验元件没有头绪,不知从何先手,所以需要更多的实践教学实验[4]。 1. 当前《电子测量与仪器》实验教学中问题 《电子测量与仪器》是高职各电子类专业的必修核心课程,其实验教学环节对提高的实践动手能力和电子测量水平对至关重要。笔者通过查找和参照相关的的文献,并结合自身多年的电子测量实验教学经验,归纳和总结了当前《电子测量与仪器》实验教学中的问题,主要有以下几点[5]: (1) 实验教学资源的匮乏 高职教育一般比较注重理论的教学,侧重于基本知识的传授,往往不重视实验室的建设,而《电子测量与仪器》是一门突出实践性和应用性的课程,重在培养学生的技术能力和创新性,但受实验室管理体制不健全、软硬件资源的缺少,教师队伍建设不足和实验项目缺乏创新等方面的限制,许多实验教学不能实践性地进行操作,只能进行理论知识的讲解,导致大部分学生不能准确把握知识点,难以理解电子测量实验的技术要点。 (2) 内容有些枯燥乏味。 实验教学课程主要内容是关于各类电子测量仪器及系统的工作原理与应用,如模拟式电压表的检波器基本原理与结构,数字式电压表中A/D转换器的的分类及主要原理框图组成,万用表的组成原理等,都涉及了许多基础电路图和原理框图,内容比较枯燥乏味,难懂不易理解,学生易产生抵触厌学情绪。 (3) 测量仪器分类较多,但实验教学课时有限。 随着电子产品新材料、新工艺、新制造技术的不断更新发展,大量新的一代电子元器件诞生,电子测量仪器功能越来越丰富,技术指标和性能也不断提高,用于特定的测量对象和测量条件的电子测量仪器也越来越多,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势,测量仪器分类越来越多。 2. 项目教学法和微课的实验教学实践 在理论基础欠缺的情况下实施项目教学法,完全由学生独立设计与实施显然是不合适的,可先在老师的指导下,通过针对实验教学中某个实验任务,由学生和老师共同制作实验室微课,加快学生得到新知识和新技能的储备过程,然后实施项目教学法,加深学生对理论知识点理解,提高实际操作能力,最后让学生以自己的视角设计实验并制作微课视频,通过PDCA循环进一步的改善实验教学效果。 (1)项目选择 由于《电子测量与仪器》这门课程与工程实践应用密不可分,因此老师在实验授课时通过播放与实验相关的微视频来缩短理论知识讲解时间,如某型号信号发生器的演示视频,基于虚拟仪器的电压测量系统等等,经实践证明,通过微视频的播放,能极大的提高学生的学习兴趣,吸引学生的注意力,加快了学生的理论知识的理解和储备。 (2)项目设计 项目设计的目的为了让学生更好的掌握理论知识点,以工程实践需求对实验教学内容进行设定,项目的具体任务要让学生结合自身的知识素养和能力而定;项目设计时,不一定要涵盖所有实验知识点,但重点知识必须涵盖;根据实验项目总体要求,把实验教学内容隐含在具体的项目,让学生在执行的过程中自己提出问题,提高综合解决实践问题的能力。 (3)项目实施 首先老师可结合该项目才工程实践中的应用,讲解项目的目的和要求,让学生对整个项目有个总体的了解,其次,老师应确定好项目的分组情况,由项目小组成员共同推荐项目负责人和各个成员的职责。 (4)目评价 项目的评价可分为三个阶段:自评、互评和综合评价。自评是在项目负责人的主持下,项目小组成员通过反思在项目实施过程中遇到什么样的问题,怎样解决的,解决效果怎样,最终实验成果是否符合要求等方面,明确项目的得与失,并探讨失败的原因和改进的措施。互评是在老师的主持下,各个项目小组负责人展示自己实验项目的成果,然后通过公开答辩,且其他小组成员均可以对该项目提出问题,以评价促进学习,大家共同提高。综合评价是老师总结各个项目小组完成情况,给出的完成类似项目应该具备的理论知识和技能要求,且老师应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予特别鼓励,全面综合评价学生能力。 3. 总结 微课作为一种新出现的教学方式,很适合在《电子测量与仪器》实验教学中开展,结合项目教学法,可构成PDCA循环圈,且在整个循环圈中,学生都是直接的参与者,不仅培养了学生的思考、分析、解决和创新等综合能力,更可让学生明白团队的能量。通过实践证明,项目教学法和微课相结合的方法,必将极大的推动《电子测量与仪器》的教学效果,同时,也更加的切合专业技术培养方向,为学生以后就业、创业和发展创造了条件。 电子测量论文:我国电子测量技术的发展 [摘 要]随着世界经济的发展,计算机技术和通信技术也在不断的发展着,电子测量仪器的准确性和速度以及检测的功能都在迅速提高,对这些方面的要求也在不断提高,电子测量仪作为测量的重要仪器,他的准确度也在一定程度上反映了国家科学技术的水平,所以,我们应当顺应时代的发展,了解电子测量技术的发展、技术指标、结构特点等等全方面了解电子测量技术,对现有电子测量技术通过运用先进的技术,对电子测量技术不断创新发展,做出更大贡献。 [关键词]电子测量技术 发展 现在世界的发展主要依赖于科技的发展,要想在现在世界中立足,必须发展自身的科学技术,满足现代社会工业化和现代化的发展要求。但是,随着社会发展的日新月异,社会生产以及创新的日益发展,对电子测量仪器的发展不能满足现代社会的需求的现状是对电子测量技术的一个重大考验,电子测量仪器需求不断的更新换代,并将软件技术、虚拟技术和无线通信技术等新技术应用到电子测量技术中,使电子技术在智能化、精确化、简约化和多功能化等多方面得到提高,同时,这也是未来电子测量技术的发展方向和发展趋势。同时,应该注重对这些方面的创新,如果出现了现在的技术条件不能满足电子测量仪器的要求的情况,通过这些时间也可以为后续改良电子测量设备的做出积累,我们要结合现代社会对电测测量仪器的需求和专业的电子测量技术的知识,对未来电子设备的发展做出贡献。 1.电子测量仪现状 1.1 多功能化 现有电子测量仪器应当和以往的传统电子测量仪器不同,原有测量仪器仅仅只是依靠硬件设备发挥检测的功能作用,这一测量方法限制了测量设备的用途,现在已经发展成为了对一些有特殊要求的测量任务,现在通过对测量仪器的改进,让一台电子测量仪同时可以完成几种任务,不仅仅是针对单一的任务,大幅度的提高了电子测量仪的使用率,实现了电子测量仪的多功能化。通过对任务的整合转换,使电子测量仪能够同时实现热能、光能、电能等多种能量之间的转换,使电子测量仪对多种数据进行测量,从而使电子测量仪具有多功能化的特点。 1.2 模板化 模板化,指的是设计技术采用功能模板化。通过对测量仪器的模板化进行调整,对测量仪器起到及时配置的要求。在对测量仪器的性能上实现模板化的调整,将模板化技术运用在电子测量仪器中,⒋蠓度的缩短创建一个新模板、新系统的时间,减少了新建的测量步骤等等。在电子测量仪器的更新上,我们也可以运用到模板化设计理念和模板化技术,能够辅助测量仪器的更新,使测量数据更加精确,保证了在测量中数据的准确性,所以模板化理念和模板化技术将是电子测量仪器未来发展中一个具有较好发展势头的一个新兴技术、 1.3 多技术综合化 电子测量仪器技术的发展理念是智能化控制,通过相互结合多项技术,对设计理念、生产工艺和发展模式等多项技术进行改进,使电子测量技术更进一步。可以将技术应用在电子测量技术中,例如在电磁检测仪器中,通过对无线通信技术、超导体传输技术、微电子设计和纳米技术的结合,使测量仪器成为具有现代化技术的创新性技术。除此之外,还可以把大数据计算和传统的电子器件测量仪器相互融合,测试人员能够在最短的时间内得到电路的测量转换数据,加快工作效率、减少数据获取的时间,在最短的时间内对电路做出调整。 2.未来电子测量技术的发展 2.1 软件技术 软件技术指的是将微管理芯片技术这一软件技术应用在电子测量设备中,这种方法受到了大家的好评。从上世纪80年代起,软件技术就已经开始被专业的一起技术研究者使用。随着科学技术的迅速发展,在20世纪90年代时,DP结合软件技术组合成的虚拟电子设备新兴软件技术出现,软件技术在电子测量仪器中的运用一直持续到现在任然被认为是一个可以长足发展的技术,有越来越多的软件技术被应用到电子测量设备的设计中,例如RC-42、CIB、USB等许多的新型电子技术都被运用到测量仪器中,这样的设计为设备的测量功能提供了标准的结构器件,例如将计算机软件技术应用到仪器中,我们就能通过对计算机的windows页面进行操作取得测量结果,有计算机的操作系统和统计系统对测量数据进行收集、排列、整理、计算和统计,然后将数据但应到显示页面,增强了仪器的说一句管理的性能,所以,软件技术是新一代电子测量仪器中是一个很大的进步,我们在未来的发展中应该更多的应用该技术,使电子测量技术做出进步。 2.2 虚拟测量 虚拟测量是属于一种数据精确度较高的测量技术手段,虚拟测量技术在电子测量技术中的应用将会带动电子测量技术的发展,但目前虚拟测量技术并没有得到较好应用,虚拟测量技术对测量仪器的要求较高,要作用虚拟测量技术,必须提高当前电子测量仪器的质量。虽然目前虚拟测量技术没有得到应有的重视和应用,但任然有技术专家对该技术进行测量应用,并且取得了一定的发展进步,为未来虚拟测量技术的发展打下了坚实的基础。在对电子测量设备的研发中,在各类传感器、元件和技术中的研发条件下,研发出了各种适用于不同类型的专业、迅速、智能化的专业仪器。虚拟测量技术是未来电子测量仪器发展的重要特点,我们应该对此加以研究,获得更准确地数据。 2.3 无线通信 无线通信技术指的是将无线信号传输到与各个地区相互联系的互联网进行综合应用的新型移动网络技术,是属于未来通信设计中一种重要的手段。现在的无线通信技术应用广泛,例如WiFi,WiFi技术是一种盛行于全世界的无线网络技术,WiFi技术是由世界以太网络兼并组织命名的一种专业的网络术语。WiFi技术也是一种短距离的无线信号运输技术,指在几百米的范围类电子设备可以通过与互联网相互连接获取无线信号。WiFi技术仅仅只是无线通信传输技术中的一种技术,除此之外,还有许多的远程无线网络技术也可以在电子测量设备设计中被推广。例如,现在光纤远程信号传输技术属于比较新型的网络技术,能够在较远的距离之间进行信号传输,也能成为一种远程监控的无线网络技术。所以,我先通信技术也是我国未来电子测量仪器中一种比较特殊的应用,将成为新一代电子测量设备的技术特点。 3.结语 在科技飞速发展的今天,电子测量仪器也在不断的发展。在21世纪中,我们对于电子测量仪器的需求量越来越大,电子测量仪器的市场需求也在不断增加,在市场竞争激烈的现在,对电子测量设备的设计技术奥球也越来越严格。要具有兼容性、精确性高和稳定性强的电子测量设备才能满足现代工艺、生茶和生活的要求,我国目前的电子测量设备具有了一定的先进技术,为我国的电子测量设备市场输出了许多先进的设备,但是任然存在着巨大不足,尤其是现在技术不能满足高速变化的技术和要求,在电子科技技术水平这一方面任然还存在着许多的不足,有着较大的进步空间,所以,我们在对电子测量设备进行设计时,必须和想在发展技术相结合,明确我国电子测量技术的特点,结合创新研制出世界领先的电子测量设备。 电子测量论文:电子测量误差分析研究 摘 要:如今人们的生活中,电子测量仪器的应用已经十分的普遍,但是在实际的测量中很容易受到其他外界因素的影响,就使得测量的结果存在误差,难以进行我们之后的数据需求。在文章的讨论中,主要就电子仪器测量中存在的误差问题进行分析,从电子测量误差的概念进行出发,分析了造成电子测量误差的原因,并且针对这些原因,提出了一定的建议,希望能够在之后的测量中减少误差,提高我们测量的精准度,更好的应用于生活中。 关键词:电子仪器;测量;误差分析 前言 现在生活中的技术已经渗透到我们生活的方方面面,可以说其中的电子测量是无所不在的,在我们的生活中处处都有着应用,给我们的生活带来了极大的便利。例如我们经常使用的电子秤,测量中使用的电压表、电流表等,都涉及到电子技术的应用。但是在电子的测量中,由于它们的灵敏性,往往不规范的操作或其他原因的影响就会造成实际测的数据具有偏差,给我们接下来的数据应用造成严重的影响。所以在接下来的分析中,主要就电子仪器测量中的误差问题进行分析,保证能够对测量中的误差降到最低,从而更加准确的反映出我们所测量数据的准确性。 1 电子误差存在的类型 电子仪器测量中根据造成误差的原因不同,大概将这些误差进行了简单的分类,在之后的降低误差中能够有着更好的针对性。由于电子测量中所应用的计算数据思路存在着一定的偏差,难以对数据准确的进行计算,这属于系统误差;接下来就是在实际的测量中,由于操作过程中,每次的实际操作不能够完全一致,这就使得在所得到的数据上有着一定的不同,这类误差一般为随机误差,可通过多次测量,减少其误差;同时由于在实际的操作中,由于操作人员的操作流程不够规范,并且可能在读数中有着人为因素的影响,造成了测量的结果与实际值有着较大的偏差,这种误差被称为疏忽误差。在这几种误差中,有的可以通过人为的进行多次操作或者规范操作将误差降到最低,增强电子测量的数据的准确性。 2 电子误差产生的原因分析 2.1 测量设备的误差 测量的设备存在`差主要是所使用的测量仪器的附加件引起的误差,一般是由于仪器的读表精确度较低、仪器表的固定不够严谨或者仪表的零点存在问题、刻度不准等等问题。同时仪器所使用的电压不同、电流不稳定等情况都会给电子仪器的测量结果带来影响,造成所测得的结果不够精准的情况。这些由于电子仪器所存在的问题造成测量结果的误差是较少的,但是在实际的应用中,由于它在不同环境下的存放问题,也会产生一定的误差影响,不过这种误差可以通过对仪器的校准的方式对其进行降低,保证能够更好的为数值的测量提供依据。 2.2 人为使用的误差 人为误差主要是相关的测量工作人员在实际的测量操作中造成的影响,一般是由于测量人员的分辨力、视觉疲劳或不良习惯等造成的,同时不否认部分测量人员缺乏责任心使得测量的结果存在问题,同时不好的操作习惯和对于刻度读错也是其中重要的问题之一。并且对于仪器的应用操作中所使用的规范程度也会给测量的结果造成巨大的影响,或者说在测量中没有按照操作规范进行预热、调节和校准等工作,都会给接下来的测量造成误差。同时在不同的人员进行测量中,不同人员之间的差异也会造成读数的误差,使得测量的结果出现不同,造成数据的不准确,给接下来的数据的使用带来困扰。 2.3 外界环境影响的误差 对于不同仪器所使用的环境也是不一样的,在实际的测量操作中外界环境的影响也是巨大的。外界环境中的温度、湿度、电磁场和外界振动的影响对于仪器的测量要求条件的不一致性也会引起对于测量结果的误差。同时在校准的过程中,对于所需要的外界环境的达不到规范的要求,就使得仪器在首先的校准中就造成了误差,这样的结果对于仪器测量结果的影响是显而易见的。所以在实际的电子仪器的测量中,外界环境的因素对其影响是不容忽视的,这就需要引起我们密切关注。 3 减小误差的主要方法 3.1 对设备误差进行减少 不同的仪器设备有着不一样的测量精度,在这样的测量中能够保证测量的数据的准确性,并且在每次的测量中,都需要对仪器进行校准,保证仪器的准确性。同时对于一定时间内不使用的仪器,需要对其进行定期的检测,减少仪器本身的问题所带来的误差,这样才能够在一定程度上提高测量的准确度。因此在对仪器的问题提高测量的准确度的时候,需要尽量将被测量出现在接近仪器表满刻度的区域内,这样便在一定程度上增强了读数的准确性。同时在使用之前对于仪器的校正更是十分必要的,要求能够将仪器的刻度、指针等问题进行准确的校正,同时需要保证仪器的附近没有磁场等严重干扰物的存在。对于仪器所存放的环境也需要进行一定程度上的保证,这样也不会对仪器造成损坏,在之后的使用中出现误差等问题。 3.2 规范人们的操作方法 对于仪器的使用,都是会经过人工的测量,在人工进行测量中,相关测量工作人员的操作方式对于测量的结果也是有着较大的影响的。对于人为因素所产生的误差,大多是由于人们在实际操作中没有按照规范的操作流程进行测量,这样便不能够有效的保证测量数据的准确性。需要注意的是,纵使有些电子仪器设备在实际测量中严格按照操作的规范进行测量,对于仪器的不同,也会存在着一定的误差,这也是需要人为进行注意到的。并且在对数据进行读数的过程中,需要提高工作人员的责任能力,准确的对这些数据进行记录,保证为接下来的数据处理提供更好的数据。同样为减少误差的出现,我们在进行读取数据和记录中,可以通过多次进行记录或者采用多人对同一数据进行记录,最后求得其平均值,增强数据的准确性。 3.3 降低环境对设备的影响 对于电子设备对数据的测量中,外界环境的影响虽然比较难以注意到,但是经过实际的评定,电子仪器外界环境对测量数据的影响也是十分巨大的。首先对于电子仪器的调节,需要保证外界环境符合电子仪器校准的要求,这样才能够更好的保证仪器在接下来的使用中测量的更加准确。同时环境中湿度、温度、电磁场和热源的影响对于仪器的考验也是比较大的,在外界环境多变中进行存放测量的设备,肯定会对设备造成一定程度上的损坏,在之后的测量应用中,不能够准确的进行测量的工作。并且在电子仪器进行实际测量中,需要特别注意周围电磁场的影响,因为电磁场的存在会严重影响到小磁针的指示,这样纵使操作再规范,也难以保证读出精确的数据。所以在电子仪器的测量中,需要特别注意外界环境的影响,增强测量的准确性。 4 结束语 在如今的生活中,电子仪器应用的十分普遍,但是对于影响其测量精准度的影响因素也是很多的,同时由于测量的方式,不管通过怎样的测量方式,多么先进的测量设备,测量结果存在误差是难以避免的,但是在实际的测量中,我们可以通过对出现误差的原因进行分析,在一定程度上降低误差,使得测量的结果更加的接近准确值,在最大程度上反映出测量的本质属性,以满足人们的需要。同时对于影响电子仪器测量的分析,这样便能够对我们之后的测量方式进行调整,采取一定的措施减少误差的影响,避免不必要的误差产生,提供测量的精准性,提供可靠的数据来源,方便人们的研究工作。 电子测量论文:数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用 摘 要:数字信号处理技术在电子仪器测量中是非常重要的,人类社会的发展是离不开测量的,电子仪器在使用的过程中主要的作用就是要进行相应的测量,因此,将数字信号处理技术应用到电子测量仪器领域就变得越来越重要。本文就是对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行分析,为相关的研究提供借鉴。 关键词:数字信号处理技术;电子测量仪器;应用 数字信号处理技术就是指利用计算机或者是其他的信息设备来对相应的信号进行分析和处理,从而得到有用的信息的过程的一门技术。数字信号处理技术可以将同一类型的信号转变为数字信号,这样计算机就可以进行相应的处理。目前,人们对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行了大量研究,数字信号处理技术对于电子仪器的测量有着非常重要的意义,必须要重视数字信号处理技术。 一、数字信号处理技术的重要性 (一)测量的作用 测量也可以使得生产活动的行为更加规范,在机械零件制造的过程中,已经生产完成的机械零件必须要进行相应的检查,判断这些零件是否符合相应的标准,而且通过测量也可以了解相应零件的各个环节是否符合零件的使用要求,工作人员对于零件的参数进行充分的了解,才能够在生产制造的过程中落实到每一个生产环节。 (二)数字信号处理的意义 测量技术在不断地发展,目前测量工作使用的都是电子测量仪器,电子测量仪器的应用使测量结果更加精确,也提高了测量的效率,但是电子测量仪器的测量结果都是利用电信号的形式来进行表示的,这样测量人员就很难对测量结果进行相应的分析,但是数字信号处理技术可以将电信号进行转化,转变为数字信号,这样工作人员就可以利用数字信号处理技术来对相应的数字信号进行分析,保证了后续工作的稳定运行。在电子测量仪器测量的过程中,如果使用的是直流电压,那么就要进行数模转换,如果使用的是交流电压,那么就要先进行交流电压和直流电压的转换,之后再进行数模转换。这样就可以使得测量的结果更加准确。通过相应的实验可以发现数字信号在利用的过程中可以对整个电子测量仪器的测量过程进行简化,这样复杂的问题简单化,就使得工作人员的工作效率提升,减少了各种因素对于测量结果的不利影响。 二、数字信号处理技术在电子测量仪器领域的应用 (一)在发生器上的应用 发生器就是信号源,这是一种十分重要的电子测量设备,发生器使用的是频率合成技术,但是无论是直接的数字频率合成技术还是间接的锁相式频率合成技术,都必须要利用低通波滤器来完成相应的测量工作,数字信号处理技术的主要内容就是进行滤波,而合成信号源能够克服晶振仅仅能够提供特定频率的相应缺陷,提高了信号输出频率的准确性和稳定性,还能够使得输出信号频率达到与基准频率相同的高度,在这样的情况下,数字信号处理技术就能够提高发生器的功能,使得信号源变得更加稳定。 (二)在电业测量中的应用 电子测量的过程中,电业测量是非常常见的,也是最为基本的测量方式。电业测量的机理就是将测量的电压转变为直流电压之后再进行相应的测量。目前电业测量已经被数字化,数字信号处理的过程中涉及两个核心的问题:一个是交流电压和直流电压转换之后再进行A/D转换,另一个就是在得到了直流电压的时候直接进行A/D转换。但是无论是哪一种转换,A/D转换所包括的量化和取样都是数字信号处理技术中非常基础的环节。在实际的应用中,将这两者应用在了电压表上,这样电压表的测量准确性就得到了一定程度的提升,测量的范围、抗干扰能力和分辨能力都得到了提高。 (三)在示波器中的应用 示波器是一种利用波形硐允静饬拷峁的一种电子测量仪器,被测量的信号必须要将电子束打在相应的荧光物质上,这样屏幕上就会显示出相应的图像,工作人员就可以对所显示的图像进行分析和解读。如果使用的是常规的电量,那么示波器均能够进行相应的显示,例如频率、峰值、电流和电压。但是如果遇到了特殊的电量,就要通过一定的调整才能够利用示波器进行测量,例如调幅度和相位差等。示波器是一种常见的电子测量仪器,但是示波器在使用的过程中必须要符合相应的规范,如果违背了相应的操作要求,就会导致测量结果出现偏差。在正常的情况下,示波器设备所显示出来的图形能够准确地描述出被测量的信号,以下就是对数字信号处理技术在电示波器中的应用进行分析: 如果将示波器设备当作是信息系统,那么就可以得到相应的关系式:s0(t)=s(t)*h(t)。 其中,s(t)是我们需要测量与观察的相应信号,s0(t)是在示波器上所显示出的相应的波形,*是一种卷积运算的符号,h(t)是指已经输入的信号源。因此为了保证测量人员所观察的信号和示波器上所显示出来的信号的契合度较强,那么就要保证示波器的输入激响能够满足迪拉克函数的要求。这一函数为h(t)=δ(t)。 只有这一函数成立的时候,s0(t)与s(t)才能够相等,按照斯彭斯的信号理论可以得知,如果上述的说法要想成立,那么就示波器的宽带就要无限大,但是在实际的应用中,这一条件是无法达到的。而且示波器在使用的过程中,还会受到相应的3db带宽的影响。进行估算的时候,使用的是方根原则,而且被测量的信号就是高斯信号,而且高斯信号也是方根原则能否成立的关键,在实际的应用中,高斯信号极少,这样就导致了高斯信号与示波器之间会出现较大的误差。要想减少这一误差就要利用数字信号处理中的反卷积技术,相应的关系式如下:s(t)=s0(t)(l/*)h(t)。 在这一公式中,l/*就是指反卷积计算,在这对关系式中可以将误差缩小,这一计算公式在过去仅仅是在理论推力中得到广泛的应用,而在实际的应用中很少被应用。但是在科技不断发展的今天,通过数字信号技术就可以将这一理论应用到具体的项目测量中,使得电子测量仪器的应用范围更加广泛。 假设使用一个标准信号,将其输入到相应的示波器中,并且将这一输出信号设定为s(k),在这样的情况下,就能够准确地计算出示波器对于信号的离散型算式h(k),在对这一离散型算式进行存储的过程中,需要加存一个信号重构的反卷积算法,在这样的情况下,就可以得到以下的结论:无论示波器达到了什么样的标准,信号是否存在着失真的现象,都能够根据现有的信号进行重构,从而得出我们想要得到的信号。这样,进行电量信号的观测便无须再受到示波器的限制。 结论 人类社会发展的过程中永远离不开测量工作,其是社会生产实践活动的重要基础,而电子测量技术与电子测量仪器则是当前测量工作所使用的高级手段,为实现测量工作的精确化提供了重要保障。通过上文我们可以看出,数字信号处理对于提高电子测量效果以及电子测量仪器的使用有着非常重要的作用,甚至能够让电子仪器测量的性能提高至原效果的数倍以上。虽然当前该种方式仍然存在着一定的问题,但这也为我们的研究提出了更加丰富的思路,让我们可以进一步在科学的高峰上继续攀登。 电子测量论文:虚拟电子测量仪器技术 摘 要 近年来出现的虚拟仪器突破了传统仪器的束缚,是仪器发展史上的一次革命。虚拟仪器技术是以计算机为核心的测试测量仪器组建技术,由计算机操纵,利用高性能的软硬件平台及模块化硬件板卡,结合高效灵活的应用软件,完成各种测量、测试任务。 【关键词】虚拟仪器 测量 LabVIEW 1 虚拟仪器概述 虚拟仪器(Virtual Instrumentation)是一种计算机控制的仪器系统,以通用化计算机作为核心的硬件平台,由使用者自己设计定义,具有计算机操作界面,测试功能由软件来实现。它通过应用程序,将通用化计算机与功能化硬件相结合,这样使用者可以通过友好图形界面,自己操作计算机,完成对被检测量的采集、判断、分析、显示、存储数据等功能。 1.1 虚拟仪器与传统仪器的比较 虚拟仪器是以计算机为基础的软硬件测试平台,它可代替传统测量仪器并自由构建专有仪器系统。传统的测量仪器受到硬件的限制不能发挥很大的互联。而虚拟仪器将仪器硬件搭载到计算机平台,再加上应用软件,将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合,大大缩小硬件成本和体积,通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理。 1.2 虚拟仪器系统的构成 虚拟仪器系统由硬件和软件构成,硬件是基础,软件是核心。基本硬件是计算机和信号采集调理部件。计算机自身包括微处理器、储存器、显示器等部件;信号采集调理部件为GPIB仪器控制模块,VXI/PXI,仪器模块/总线标准模块以及数据采集卡。软件构成主要有开发平台软件和用户应用软件。目前使用最多的计算机语言是美国国家仪器公司(national instruments,NI)的LabVIEW。LabVIEW全称laboratory virtual instrument engineering workbench(验室虚拟仪器集成环境),是功能强大灵活的仪器和分析软件应用开发工具,图形化,用图标来代替文本行,创建应用程序。 LabVIEW具有以下主要特点:图形化的仪器编程环境;高效内置的程序编译器;灵活的程序调试手段;数据采集与仪器通信应用的支持;数据处理和分析函数库;支持多种系统平台;开放式的开发平台等。LabVIEW程序包括三个部分:前面板、框图程序、图标和接线端口。前面板模拟真实仪器前面板;框图程序利用图形语言控制前面板上的对象;图标和接线端口把LABVIEW程序定义成子程序,实现模块化编程。 2 虚拟电子测量仪器概述 2.1 传统仪器测量系统概述 传统电子测量仪器,如信号发生器、逻辑分析仪、示波器、频谱分析仪等,都是硬件化的技术方案,因其结构上的先天局限性,决定了相互之间没有令人满意的互联与通信机制,不能实现充分的信息与资源共享,所以在不改变设计思路的情况下,难以组建成综合测试系统或电子测量平台,也就不能完成对被测系统的综合分析、评估,进而得出准确判断。 2.2 虚拟电子测量仪器集成系统设计概述 虚拟仪器技术是以计算机为核心的测试测量仪器组建技术,由计算机操纵,利用高性能的软硬件平台及模块化硬件板卡,结合高效灵活的应用软件,完成各种测量、测试任务;除信号的输入输出外,测量、控制、分析、变换、显示等功能均由软件来实现。 2.3 虚拟仪器与传统仪器测量系统比较的优点 虚拟仪器技术的优势是,使用者可以自定义专用仪器系统,功能灵活容易构建,应用面广。它符合“硬件软件化”发展趋势,被称作“软件仪器”。它的功能齐全且多样化,价格合理,因此具有很强的竞争力,在仪器计量领域有很大的发展空间。它主要有以下特点:软件是虚拟仪器的核心;性价比高;缩小仪器厂商与使用者之间的距离;扩展性强,开发维护费用低,可配置性强;有良好的人机交互界面;信息量大,测试过程完全自动化,数据可编辑、打印、存储,有完整的时间记录和测试说明;通过软、硬件的升级,可便捷地提升测试系统的水平和能力;信号电缆少,故障率低,有操作保护;系统开放、灵活,功能可更改,技术更新快;可以和其他设备互联;软、硬件都具有模块化、开放性、可重复使用及互换性等特点。 3 虚拟电子测量仪器设计原理 虚拟电子测量仪器的软件应用程序,由LabVIEW编程环境开发,动态链接库通过CLF节点调用,达到与USB控制器的互联通信。LabVIEW程序编写分为前面板和后面板,前面板有登陆界面和各个虚拟仪器界面。后面板是编程程序框图,对前面板的各个模块进行编程,再把它们整合在一起,组成一个大的、整体的程序框图。 程序设计中,使用软件模板提供的旋钮、按钮、开关、数字显示、图表、图形等控件,在前面板设置输入输出对象,按照使用者的实际需求,设计图形化交互界面。框图程序设计是图形化程序的源代码,与前面板一一对应,使用软件提供的结构控制、数值运算、字符串运算、数组运算、布尔运算、信号分析、波形处理、文件输入输出、仪器控制等控件,按照使用者的需求,控制和分配前面板的输入输出。程序中的数据信号根据程序逻辑关系,沿数据线流动,满足“数据流驱动”。 在虚拟电子测量仪器中,硬件部分由USB控制卡,信号发生卡和信号采集卡组成。12V电源供电,通过USB2.0连接到计算机,与软件连接相通。 作者单位 榆林职业技术学院神木校区 陕西省榆林市 719300 电子测量论文:与时俱进优化电子测量实验教学 【摘要】电子测量是获取信息的重要手段,是一切科学的依据,本文从电子测量的发展趋势和当今高校电子测量实验教学的现状出发,依据多年教学经验,对如何优化电子测量实验教学进行了探讨. 【关键词】电子测量 虚拟仪器 互动 开放 杰出科学家门捷列夫曾说“没有测量,就没有科学”。电子信息科学是现代科学技术的象征,它的三大支柱是:信息获取(测试/测量技术)、信息的传输技术(通信技术)、信息的处理技术(计算机技术),三者中信息的获取是首要的,因为测量是获取信息的重要手段,因此,国内外许多高校的许多工科专业,尤其是电子信息类专业,都把“电子测量”作为一门十分重要的技术基础课程。 电子测量是现代科学获取信息的重要手段,是从事现代电子科学研究的必备基础,也是培养学生实践动手能力的重要标志性课程。其特点是综合性强、实践性突出、应用面广泛、更新迅速。 电子测量包括测量仪器和测量理论两部分。当前电子测量仪器已经经历了由模拟仪器发展到数字仪器,又由数字仪器发展到智能仪器阶段;现在电子测量仪器的发展,主要呈现以下几个趋势: 1)量限扩大化趋势 2)集成化、模块化趋势 便携式仪器越来越多,使用者要求集成化、微型化,例如简单的数字温度计、湿度计等,成本低,可靠性高;仪器模块化,可以方便安装选件,可以方便升级,可以方便故障诊断和维修。 3)智能化趋势 具有很强的自校准、自诊断、自补偿功能;很强的存储、计算、报表输出功能;很好的用户界面,使用户很方便使用。 4)数字化趋势 无论高档还是低档仪器,数字化越来越普及。随着微电子技术的发展,数字电路的成本越来越低;随着各类仪器装上了CPU,实现了数字化后,软件上投入了巨大的人力、财力。今后的仪器归纳成一个简单的公式:“仪器=AD/DA+CPU+软件”,AD芯片将模拟信号变成数字信号,再经过软件处理变换后用DA输出。 5)虚拟化趋势 虚拟仪器的构成:计算机+软件+硬件(用于解决信号的输入输出) 虚拟仪器的特点:性价比高,传统仪器贵,虚拟仪器便宜。传统仪器功能固定,虚拟仪器改变软件即改变了仪器,可根据使用的需求随心所欲地组成仪器。 6)网络化趋势 通过局域网或INTERNET来控制和使用电子仪器,使工程师远在千里之外仍能遥控仪器和获取结果。 7)跨专业多功能化趋势 一台仪器,可测量多种参数,具有多种用途,而且这些参数是跨越传统上我们认为是不同的计量专业的。好处是节约投资,节省空间,携带使用方便。 而测量理论也由经典测量理论发展到经典测量理论与现代测量方法相结合、传统的测量技术与最新的信息科学技术相结合的新时期下的新的测量理论:如误差理论与测试信息论的结合、测试与控制工程结合的测控技术、测试与计算机技术结合的自动测试系统技术、测试与软件和信息处理相结合的虚拟仪器、测试与通信和计算机网络结合的网络化测试技术等。同时,与其他相关课程内容(如模拟数字电路、信号和系统、微机原理和接口技术、通信与控制等)的处理上,充分体现出了本课程与其他课程内容的有机联系和综合应用。 然而现状却是: 1、测量课程的理论内容相对独立。在好多电信学生的心目中,测量课程是独立的,实验更是由于本课程的特点即与其他课程内容的有机联系和综合应用,使得学生容易产生误觉,好象在重复其它课程的实验,无太大新意,而变得好象索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。而使得学生对此门课程兴趣不大或兴趣全无。其实不然,测试一直贯穿于学生的整个大学阶段。刚入校时所学的高数是测试技术的理论依据;计算机是现代测试的重要工具;电路、低频电路、高频电路就是讲解的测试电路;信号与系统、数字信号处理、信息论与编码讲解的就是测试原理。也就是说学生的知识不应是孤立的,而应有机的联系成一体。 2、学时数日渐减少,与其在电信专业里的重要性不相符合。一般高校的测试技术在非电信专业大概就是30―40学时之间,在电信专业为30―60学时之间(还包括实践教学),实验学时就更少的可怜了,对于学生的理论知识的掌握和实践上的应用及创新思维和能力的培养远远不够。 3、随着高校教学改革的深入,虽然每个院校都购入了一些测量仪器,但跟扩招的学生数相比,却还是不够,当然这也与每个学校办学经费紧张有关,但毕竟对于提高学生动手能力和将隐性知识变为显性知识颇为不利。 4、实验孤立,与实际应用之间的联系好象不大。现有的测试技术的实验不外乎是一些测试仪器的使用,非常片面。其实测试技术应该贯穿于整个电信专业的实践当中。在电路实践中反应的是实验仪器的使用;在低频电路、高频电路的实践中反应的是实验电路;在信号、电子测量、传感器中反应的是实验原理;在大学生课外科技活动、电子设计大赛、数学建模、毕业设计中反应的是其综合应用。即其实验的体系结构应以实验仪器为基础、以测量方法为线索、以误差分析来提升、以实际应用为归宿。 故而要优化电子测量的实验教学,必须从现有的这些问题入手,提出相应的改革与整合方法,提高学生的学习兴趣,培养学生的综合能力。可以从以下几个方面入手: 1、研究电子测量实验可与其他课程实验的整合。 测量在电信工程专业中起着举足轻重的作用,并一直贯穿始终。无论是从高数、计算机基础到电路、低、高频电路,再到信号与系统、数字信号处理、信息论与编码;从微机原理、单片机到EDA、MATLAB、DSP、ARM,无不与测试技术相关。高数是测试技术的理论依据;测量电路与系统由各种电路、传感器和计算机构成;测量仪器的使用和测量电路的设计与调试过程中可利用一些计算机语言进行辅助设计和仿真。测量技术的讲解可以站在信号的高度上讲解,使得学生起点更高,更能充满信心的找到自己未来的人生目标。故而可将学生四年的实验课统一安排,统筹规划;先从实验仪器的基本使用,到应用实验仪器测量基本电路及其电参数,再到实验仪器的熟练使用、扩展使用;最后到自行选用实验仪器,计算参数,构成测量电路,设定实验步骤,完成各种任务。这样即可合理安排学时,避开学时压缩对课程带来的不利影响;又可避免重复劳动所带来的厌倦心理;还方便开设一些综合性课题。 2、提高学生的学习兴趣。 我总认为:“兴趣是学生最好的老师”,在多年教学中发现,如若学生对某一课程兴趣盎然,则其学起知识来必然事半功倍,在学习中能够化繁为简,化难为易,记忆力增强,跳跃性思维活跃,即其学习的主动性、独立性、积极性、批判性、创造性大大增强。 (1)模块化、多层次教学方法:多年来,我们在如何更好的实现学生能力培养方面进行了一些有益探索,我们认为,学生能力培养需 电子测量论文:电子测量与智能仪器课程教学与实验改革探索 [摘 要]针对目前电子测量与智能仪器课程在教学与实验过程中所存在的不足,课题组依托河南理工大学国家级实验示范中心和省级重点开放实验室平台,分别从教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践。对该课程进行的“自主、探究与合作”模式下的教学与实验改革,在培养学生自主学习,提高学生综合能力方面取得了很大成效,为工科课程教学改革提供了很好的借鉴。 [关键词]教学方法;教学手段;实验;改革 电子测量与智能仪器是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学科的重要专业课。该课程具有很强的实践性、技术性和综合性,是一门理论性和实践性相结合的综合课程。课程与工程实际结合紧密,在专业课程体系中占有重要地位,它对培养学生的创新思维能力和实际动手能力具有重要的作用。但是由于受传统教学模式的影响,该课程存在着教与学严重脱节的现象。学生对这门课学习的积极性不高、兴趣不浓,听课不能够集中精力,使该课程的课堂教学效果不够理想。另外,该课程让学生学习的内容、方式也存在问题,目前主要还是以做作业习题为主,即使增加了该课程的课程设计环节,但基本上也是“纸上谈兵”,不能够与实际应用结合,效果也不够理想。 针对以上传统教学所存在的问题,根据课程特点,我们通过积极探索,大胆改革,以“自主、探究和合作”的模式通过实践探讨出一套科学、实用的“教、学、做”一体化的方案,分别从该课程的教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践,并取得了一定成效。这对提高该课程的教学质量,促进学生创新能力和实际工作能力的培养,提高在新形势下学生的竞争能力具有重要而积极的作用。 一、 注重课堂教学改革 (一)更新教学内容,改进教学方法 针对课程教学内容,首先,我们在教材选用上进行了大范围的筛选工作,最后选定了国家精品课程配套教材,古天祥等编著的《电子测量原理》。该教材主要是在学习测量原理的基础上侧重于讨论测量技术与方法、误差分析和实际应用,而且在涉及具体电子仪器时是基于仪器的基本原理及应用,而不是基于仪器的设计与制造,对于非测控专业的电子类专业学生来说十分适合。其次,在日常教学过程中,根据给定学时,我们对课堂授课内容进行了有效节选,在讲述课程各部分内容时,注重从原理、误差及应用三个方面进行阐述,以测量原理作为基础,通过测量误差分析来提升,以其实际应用为归宿展开课堂教学。最后改进传统的、较为死板的课堂讲述,在课堂教学中增加案例分析。例如在讲到电子计数器时,教师可以把往届学生的毕业设计作品先进行实物演示,在成功抓住学生兴趣的同时,进一步介绍它的基本组成和工作原理,并采用启发、引导等教学方法鼓励学生思考其实现方法和设计过程,这样将极大增强学生学习的积极性和主动性。课后再根据给出的实例给学生布置课后作业,要求学生从自己的视角对给出的毕业设计实例进行性能分析。学生自己成立讨论小组,采用比较、讨论等方式从设计方案、技术指标等方面得出作品的不足之处以及改进方法,以课程设计报告形式通过Sakai网络教学平台上交任课教师,教师通过网络与学生进行交流。这种教学方法不仅有助于活跃课堂氛围,也可以促进师生之间的互动和交流。 (二)教学手段多样化 电子测量与智能仪器课程具有较强的实践性,涉及很多仪器以及具体操作等知识,单一的课堂讲授会使学生感觉知识非常抽象。因此在教学环节中,我们根据课程实际情况,结合河南理工大学现有的教学设施,最大限度地进行了教学手段多样化改革,其主要表现为: 1.多媒体课件动起来 在传统的多媒体课件上,有效地加入声音、图片、动画、视频等多种元素,使多媒体课件动起来。根据课程的属性,将课程讲授中涉及的许多先进电子测量仪器通过彩色图片的形式展示给学生,不仅可以在最短的时间内提供最大的信息量,还能大大提高学生的学习兴趣;利用多媒体课件的动画效果,以动态的形式对电子计数器、示波器等典型仪器的结构、使用方法进行探讨、分析,将其组成工作原理生动、形象地展示出来,从听觉和视觉两方面刺激学生的感官,促进学生联想记忆,加深对知识的掌握;课件中通过嵌入仪器的实际应用操作视频进行课堂演示,使学生更快、更好地掌握电子测量仪器的使用方法。多元素嵌入的多媒体课件在课堂上有效地动起来,大大调动了学生的学习积极性,学生的日常出勤率和上课的专注度都大幅度提升了。 2.SAKAI网络平台用起来 随着计算机网络的发展,基于信息技术的教学工具已经成为教师与学生交流、互动的重要平台。本课程教学组充分利用河南理工大学网络平台――Sakai(赛课)网络教学平台,将多媒体课件、电子教案和阅读资料等资源整合后挂在网络课堂上,学生可以拥有更长的时间与更广阔的空间对其进行充分浏览、慢慢消化。该网络教学平台还具备布置作业、点名、练习与测验、讨论等功能,教师可以根据教学内容的需要实时在网络教学平台上进行信息,将课堂上所讲述的内容进行有效延伸、消化。比如之前提到的毕业设计实例分析,学生成立讨论小组完成讨论后,以电子作业的形式进行上传Sakai平台,教师可以实时进行跟踪,通过讨论的方式与学生进行沟通,及时解决学生提出的问题。这在很大程度上提高了教师的“教”和学生的“做”两方面的效率,也拉近了师生之间距离,大大提高了学生学习的积极性。 三、实验实践改革 作为“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化教学改革中非常重要的一个环节,学生的“做”显得尤为重要。电子测量与智能仪器课程是理论与应用相结合的综合课程,学生在掌握基本原理和相关理论知识的基础上,还要学会使用各种仪器,搭建各种测试系统,学会对电子测量结果进行分析,因此该课程的实验教学也就显得特别重要了。本文展开的课程实验教学改革是在河南理工大学国家重点实验中心――电工电子实验中心和省级重点开放实验室的基础设施平台上进行的,学生可以随时进入实验室进行课程实验。实验内容除了常规的验证实验外,任课教师还给学生布置了大量的测量、测试实验,学生可以自由组队,进行测试系统设计,利用实验室实验模块完成测试系统搭建,并进行相关实验测试验证。学生自由组队完成的测试系统实验在经过教师的验收后可以充当常规实验。对于验收效果较好的实验,教师要给出优秀的实验成绩,以此调动学生参与的积极性。 四、考核方式的改革 考试是教学的一个重要环节,教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上,摒弃了仅仅由平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩的传统方法,进而改成由平时成绩、考试成绩、实验成绩和课外活动成绩共同决定。 (一)平时成绩考核 平时成绩考核20%,由考勤、Sakai网络平台点名、作业以及讨论答辩成绩共同来决定。其中考勤和作业占平时成绩的50%,讨论答辩成绩占平时成绩的50%。第一部分是考勤和作业,这是指在教学过程中,根据课程教学进程要求学生完成的学习任务,要结合Sakai网络教学平台,依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外,考勤记录是学生平时成绩的依据之一,教师要将学生的出勤情况记录在“点名册”内,最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是讨论答辩成绩,这项成绩通常是在小组学习的基础上,学生共同完成一个课题、一个论文或一个项目,通过Sakai网络教学平台讨论区进行讨论、网络答辩,最后由任课教师给出。 (二)期末卷面成绩 期末考试内容覆盖教学大纲要求的知识点,考题可以灵活多样,以闭卷为主,适当增加了理论设计题目的考核,使得试题能真正考查出学生的真实能力,以及全面系统地考核学生掌握课程知识的能力。该项成绩占总成绩的50%。 (三)实验成绩 实验成绩占30%,其中课程开出的常规实验成绩占实验总成绩的50%,自主实验成绩占实验总成绩的50%。大力提倡学生进行自主实验,调动学生参与的积极性,自主实验给出的成绩比例在这个环节得以体现。 (四)课外活动成绩 该课程考核方式改革力度最大之处体现在课外活动成绩的给定上。为了鼓励学生积极参与学校的第二课堂,我校在考核方式上进行了相当大的改革变动。任课教师可以根据学生参与程度以及所获得的相应成果,在总成绩上直接给定课程成绩。 同样,学生参与的各种电子设计大赛、测试系统开发项目,也可视为加分项目。如此一来,学生学习、参与的积极性空前高涨。 五、总结 本文对河南理工大学电子测量与智能仪器课程几年来的教学和实验改革进行了论述和分析。实践证明,“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化课程教学改革取得了明显的教学效果。 电子测量论文:电子测量与仪器课程的教学方法探索及考核方法改革 摘要: 深化中国大学课程教学方法和考试考核方法的改革是保障大学教学质量、提高人才培养质量的重要方面。针对目前电子测量与仪器课程在教学中的不足之处,我们进行了教学方法和考试改革的探索和实践,同时通过考试环节的完善和创新,力图达到提高学生的分析能力和综合素质的目的。本文系统的阐述了电子测量与仪器课程教学方法的改革和考核方法的改革思路,并取得了一定的效果。 关键词: 电子测量;教学方法;考核改革 0引言 教学方法由于是决定教学效果的十分重要因素而被人们所重视,教学方法的改革也就理所当然地成了教学改革中的重要一环。课程考核评价系统,是教学过程中必不可少的重要环节,贯穿于教学的全过程,课程考核的结果不仅可以反映教与学的实际状况,对学生各阶段乃至整个学习阶段有一个明确的评价,更是衡量学校教学质量的重要依据。然而,目前的课程考核评价系统只是通过单纯的卷面成绩考核,并不能真正衡量学生的综合能力。下面以《电子测量与仪器》作为试点课程,在测控本科专业的教学过程中,详细阐述该门课程的具体教学方法和考核方式的改革。 1电子测量课程的特点 电子测量是测控专业的一门专业必修课程,内容包括:电子测量的基本原理和基本的测量方法,常用的电子测量仪器的基本组成和工作原理,仪器的操作和应用。要求通过该课程的教学培养学生理论联系实际和动手能力以及解决问题的能力。该课程涉及比较深奥的理论,算法比较抽象且难懂;同时电子测量与仪器课程涉及面很广,它的应用包括了整个电子、通讯、自动化等多种学科的很多领域,比如取样、信号合成、自动化等多种技术都在电子测量中得到应用,因此教学中还要涉及如何把电子测量理论与实际应用相结合的应用问题。 2教学方法的探索及改革 针对《电子测量与仪器》这门课程的特点,基本拟订了改革的方法如下: 2.1 增强学生参与性。不同于以往的一味灌输的教学方法,在讲解了某种仪器的基本原理以及功能和操作后,要求学生以各种途径查询资料,并以报告的形式写出目前最新的技术指标,之后要抽点学生下一次课上来讲解,学生可以选择自己喜欢的一种型号产品为例子来写报告,同时,将学生分成几个小组,每个同学在组内都要讲解他说查到的仪器资料和型号,以及这个仪器的特点,阐明电路结构并进行分析性讲解,这就使得学生要了解这类产品的技术指标,必然在课后就要去查询相关的技术原理,小组讲解使得每个同学都有参与,所以每一个学生都会去查找资料并准备讲稿,比老师单纯的对仪器知识的理论灌输有效果,这样的方式,给学生学习上带来了一定的主动性和积极性,增强了参与性,同时,也培养学生对仪器学习的兴趣。 2.2 围绕教学大纲,把握住理论教学的方式方法,讲授方面从易到难,让学生逐渐对仪器建立起兴趣爱好。但大学的教育也必须注重理论环节,这和实践环节有等同的重要性,在某一种仪器以及电子测量方法介绍完后,要求学生自己拟出一个题目来讨论,将所有学生进行分组,比如,10人一组,共8个小组,最后,一个小组拟出一道题目。 2.3 测量技术发展很快,电子测量仪器在不断更新,这就要求适应形势,适当调整教学内容,将一些现代的电子测量手段以及先进的仪器作为例子引入到课堂上来,激发学生的学习兴趣。 2.4 结合实验教学,不再完全理论和实验脱节,理论讲解的时候,就要结合实验例子讲解。有某些理论课程可以到实验室进行讲解,让学生更加直观的理解仪器特点,真正做到教与学结合。由此,可以增强学生的参与意识,激发学生创新思维。 3考核方式的改革 考试是教学的一个重要环节,教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上,采用了平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩。平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%。 3.1 平时成绩考核30%,由考勤,实验成绩,讨论答辩成绩共同来决定。考勤和作业占到平时成绩的30%,实验成绩占到平时成绩的30%,讨论答辩成绩占到平时成绩的40%。 第一部分是考勤和作业,在教学过程中,根据课程教学进程,要求学生完成的学习任务,依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外,考勤记录是学生平时成绩的依据之一,将学生的出勤情况记录在“点名册”内。最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是实验成绩,是结合实验具体操作情况来打分的一项成绩。 这一项成绩在一定程度上反应了学生具体动手能力和操作能力情况。第三部分是讨论答辩成绩 ,这项成绩通常是在小组学习的基础上,大家共同完成一个课题、一个论文或一个项目,然后通过演讲答辩的方式,向全班同学作介绍。小组外的全体同学还要提出各种问题请小组答辩的成员回答。最后以小组答辩和工作完成的水平和质量作为依据,决定每个人的成绩,由小组外的其他同学和教师评价给出。 3.2 期末卷面成绩以教学大纲为参考,覆盖面广,考题可以灵活多样,以闭卷为主,可以考核一些新的仪器技术,另外,增加了理论设计题目的考核,使得试题能真正考核出学生的真实能力以及全面系统的考核学生系统掌握课程知识的能力,该项成绩占到70%。 4总结 现代大学教学方法,应该是能够激活师生思想、情感、潜能、智慧,发挥师生积极性、主动性、创造性的教学方法;而考核方式的改革依赖于教学方法的改革,我们将继续努力并研究该门专业课程的特点,通过不断的改革和改进,摸索出一套有效的教学方法,这样,才能做到考核方式真正有效的改革。 电子测量论文:仿真软件在电子测量学教学中的运用分析 【摘 要】近年来,测量学在社会诸多领域得到了广泛应用,在提高测量准确性等方面发挥着积极作用。但受到客观条件的限制,无法通过实验将实际电路组成展示给学生,导致学生无法深入理解测量学知识和理论。而仿真软件不受时空限制、便于检测,能够为电子测量教学提供更多支持。文章分析仿真软件概念及其对教学产生的积极作用,最后提出在电子测量教学中的运用策略,旨在为我国教学实践提供参考。 【关键词】仿真软件;电子测量学;教学活动;运用 信息时代背景下,计算机技术与教育教学深度结合,形成了很多教学软件。其中仿真软件能够克服客观条件,充分展示学习内容。电子测量作为一门具有实践性、抽象性特点的课程。当前教师在教学中采用传统教学模式,向学生传授的理论知识过于抽象,不够具体,无法帮助学生日后形成完善的理论知识结构。利用仿真软件开展电子测量教学活动,不仅能够提高教学活动效果和效率,还能够增强学生对教学内容的印象。因此加强对该问题的研究具有非常重要的现实意义。 一、仿真软件概述 所谓仿真软件,是指建立在集成电路、计算机技术基础之上的一种高级、快速的电子设计自动化工具。其融合了数据库、图形学及计算数学等学科形成一种通用性软件包。现有电子类仿真软件有View logic、OrCAD等,其中Multisim是国内外最为常用的DEA仿真软件。在实践应用中,不同仿真软件各具特色,如PSpice功能较为强大,适合对复杂电路进行分析和优化,而Protel综合性能较好,且使用范围非常广,能够将电路仿真及PCB设计有机整合到一起,提高仿真效果。 将仿真软件引入到电子测量教学中,能够突破传统教学抽象、枯燥教学方式,将教学内容以动画、图文等多媒体视听形式呈现出来,在轻松、愉悦的氛围中进行自主探究学习。电子测量技术试验需要设备投入非常大、且难度较大。如果引进仿真软件进行模拟操作,能够节省更多资源投入,且达到预期的教学目标,为师生交流提供良好的平台。总而言之,将仿真软件引入到实践教学中非常必要,不仅是教育教学现代化改革的需求,也是提高教学质量的有效手段。 二、仿真软件在电子测量教学中的运用 1.开展演示教学 在实践教学中,教师可以将仿真软件虚拟设备引入到课堂教学,帮助学生理解和消化理论知识。如果条件允许,可以配合电子白板进行师生互动,使得演示更加形象、具体,以此来调动学生学习热情。如在进行函数信号发生器相关内容教学中,可以借助虚拟设备进行仿真。经过仿真处理的信号发生器,图形更加逼真、形象,无论输入、还是输出端口都能够完全呈现出来。不仅如此,点击鼠标能够对设备进行操作,与真实的设备操作具有一致性。如选择输出波形、频率。在此基础上,教师组织并引导学生进行相关理论的讲解,然后操作控件,最后与真实的设备进行对比,以证明演示教学具有较强的说服力。 2.简化实验过程 众所周知,电子测量具有实践性特点,单纯依靠理论讲解远远不够,需要借助实践操作进行相应的补充,以此来达到预期的培养目标。以往试验教学中,教师需要搬运设备,不仅对设备性能产生诸多不良影响、缩短设备使用寿命,且使得演示操作过程繁琐、麻烦。对此,教师可以积极引入仿真软件,以此来简化实验过程。如利用示波器跟踪测量信号波形、测量电路等,在有限的时间内获得最佳教学效果。此外,教师还可以向学生介绍仿真软件操作方式和方法,使得学生进行独立的操作。 3.实现远程控制 现阶段,在实际教学中,我们不仅能够在智能设备中应用,还可以与计算机连接到一起实现远程控制目标。如在具体教学中,数字存储示波器作为一部重要的设备,对其进行讲解时,该设备自带STO实时监控软件,与计算机连接后,我们能够在电脑仿真界面上对设备进行针对性操作,如信号输入、探头衰减倍数的设置等。采取这种方式,能够对传统教学过程进行补偿,且能够帮助学生感受到对设备的真实性操作,增强学生对知识的体验,循序渐进地形成完善的理论知识体系。 4.加强课程设计 目前,社会对电子测量人才提出了更高要求,尤其是人才的实践能力。但现行教学活动中,往往侧重课程知识的讲解,实践课程相对较少,不利于学生创新意识及动手能力的培养。对此,基于仿真软件教学,我们将电子测量学与其他课程结合到一起,如模拟与数字电子的结合,设计出详细的虚拟电路图,然后进行波动监控、数值测量等相关知识的分析,计算并获取数据,为具体的安装、焊接等活动提供科学依据。上述过程,教师都可以引导并组织学生参与其中,给予学生更多自主权利,进行自主探究学习,跟随知识发展脉络开展实践学习。采取这种方式,既能够为学生提供动手机会,还能够培养学生实践综合能力。 不可否认,仿真软件对于电子测量教学具有促进作用,但从本质上来看,仿真软件的应用是一种教学辅助工具,不能够一味地使用,教师要注重虚实结合,兼具理论与实践,设置趣味性课堂,不断提高教学有效性。 三、结论 根据上文所述,仿真软件作为计算机技术发展的产物,是多学科共同作用下的结果,在提高教学质量、培养学生实践能力等方面占据非常重要的位置。因此在教学中,教师要加强对仿真软件的认识与分析,熟练掌握软件操作方式,并立足于电子测量教学内容,将仿真软件运用其中,构建趣味性课堂,调动学生积极性,优化课程设计、开展展示教学,深化学生对教学内容的理解,不断提高教学质量,从而促进电子测量教学持续开展,为社会培养更多专业人才。 电子测量论文:《电子测量技术》课程中应用Proteus仿真的教学改革实践 【摘 要】分析目前高职《电子测量技术》课程教学中存在的问题,研究将计算机仿真技术应用于课程教学中去,采用项目教学法,使得学生加深对基本知识的理解,提高学生的动手能力和研发能力,培养学生成为与时俱进的创新型人才。 【关键词】电子测量技术;Proteus仿真 1 电子测量教学中存在的问题 《电子测量技术》是高等职业院校电子信息类专业的一门专业课,其目的在于使学生理解常用电子测量仪器结构、原理,会正确选择和使用电子测量仪器进行测量,培养学生成为具有电子信息技术基本技能和综合职业能力的,在电子信息领域适应生产、建设、管理及服务第一线工作的高级技术应用型人才。该课程传统的教学方法多采用老师首先讲授理论,然后再实验室验证性实验的方法,随着现有高职生源水平的下降,传统的教学方法已经不能取得良好的教学效果,这就要求教师要根据实际情况,利用先进的教学手段和技术条件进行教学方法和形式上的改革。 多媒体技术是现代教育的一种有效的教学手段,教师可以将晦涩难懂的理论知识利用图片,动画等多种形式演示出来,既能引起学生兴趣也能使学生更容易理解知识。但是单纯的图片或者动画演示对于《电子测量技术》这门课程显然的不够的,它涉及到很多具体电路和仪器的工作原理,这些仪器的构成原理和使用方法较难理解。 2 Proteus仿真在电子测量教学中的应用 计算机仿真技术已成为现代工程中的一种有效手段,所以我们在教学过程中使用了电路仿真软件Proteus。Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的一款EDA工具,它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。 我们以信号发生器为例,将计算机仿真技术应用与教学中来,采用项目教学法,让学生利用之前所学的电路知识设计信号发生器。 信号发生器总方案如下: 信号发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件,也可以采用集成电路。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波―方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生正弦波波―方波,再将方波变换成三角波的电路设计方法。由RC桥式正弦波振荡器产生正弦波,经过迟滞比较器产生方波,再由积分电路产生三角波。 学生通过设计信号发生器的电路了解了信号的发生器的结构原理,也对振荡器,延迟比较器和积分电路原理和应用有了更深的掌握。而且通过计算机仿真软件来设计和搭建电路也节约的时间和硬件等资源,同时也避免了搭建实际电路时,由于焊接水平影响而出现的一些问题和故障。 3 总结 将Proteus仿真技术应用于《电子测量技术》这门课中,不仅使教学方式和考核方式多样化,也激发了学生对学习的兴趣和主动性,提高了教学效果和实践能力,也有助与学生在国家电子类各项竞赛中取得优异成绩,对毕业设计,创新项目和课外活动也起到了一定作用。 电子测量论文:微课在《电子测量与仪器》课程教学中的应用研究 摘要:目前在电子测量与仪器课程的教学过程中,正面临着种种难题亟待解决,如教学内容枯燥乏味,知识点多但是课时有限,学生的学习主动性不高等等。近年来,随着微课这一新的教学方式的出现,为提高《电子测量与仪器》的教学效果提供了希望。本文通过对微课和《电子测量与仪器》的特点分析,简要探讨了将微课应用到《电子测量与仪器》的教学过程中的前景。 关键词:电子测量与仪器;微课;教学方法 一、引言 对于我国高等院校的各电子类专业,如电子信息工程、电子科学与技术等而言,电子测量与仪器这门课程由于其独特的特性,对于学生专业技能的培养以及实际动手操作能力的提高具有重要的意义[1]。但是由于传统教学方式的限制,使学生在听课过程中经常感到枯燥无味,并缺乏学习热情。为了激发学生的学习欲望,提高授课效果,需要授课老师不断提高自身业务能力,改变传统教学思路,寻找更为新颖、高效的教学方法,为学生创造轻松、愉快的课堂氛围。 近年来,伴随着微课的兴起,为电子测量与仪器课程教学方式的改革提供了新的思路与方法[2-3]。本文将结合微课与电子测量与仪器这门课程的特点,对微课在电子测量与仪器课程教学过程中的应用前景进行重点讨论。 二、什么是微课 1.微课简介。微课(microlecture),顾名思义,指的是一种长度较短的教学过程,时长通常为5~8分钟。它以视频为主要载体,围绕着某一具体的教学知识点展开。“微课”最早是由美国圣胡安学院的高级教学设计师戴维・彭罗斯(David Penrose)提出的,一经引入,就迅速在我国的各中小学以及大中专高等院校中推广开来,并引起了众多教育工作者广泛的研究热情[4]。 微课的核心是关于某个知识点的课堂教学视频,同时还包含了与该知识点相关的教学设计、素材及点评等辅助性内容。教师在编制微课课件的过程中,可以将教学内容以动画的形式形象地展示给学生们,引起学生的学习兴趣,同时还可以添加音频内容,将对该知识点的点评加入到课件中去,使学生在学习时同时受到视觉和听觉上的刺激,由于此时学生的注意力较平时更为集中,因此会使教学效果大幅提高。 2.微课的特点。微课经过近几年的不断发展,逐渐形成了如下几个自己独特的特点: (1)短小精悍。在传统的教学过程中,对某一具体知识点的讲解可能需要10~20分钟的时间,包括板书、PPT等教学资源的使用,但收到的效果却是一般。而微课虽然长度只有短短的几分钟,但是它以更为直观形象的方式将教学内容传递给学生,辅以声、光等多种感官刺激,势必取得更为良好的教学效果。 (2)重点突出。由于微课的时间短,因此它所包含的内容都是经过精挑细选的,并且都是与教学内容的主旨密切相关的,这就使得教学内容的重点更为突出,便于学生接受与掌握。 (3)素材丰富。微课的教学素材来源丰富,并且形式多种多样,除了传统的图片、视频等,目前还有各种专门用于制作微课课件的软件,如可以进行屏幕录制的Camtasia Studio,制作交互式视频课件的Adobe Ultra、Adobe Captivate,以及对视频进行后期处理的Adobe Premiere等,这些都为微课课件的制作提供了大量新颖的素材,是微课质量的重要保障。 (4)学习时间灵活。借助现在发达的英特网,只要将微课课件上传至指定服务器后,学生们就可以在任何时间访问这些课件并进行自主学习,而且由于时间短、重点突出等这些特点,学生在进行微课学习时不易疲惫,并且会迅速掌握教学内容的重难点,取得事半功倍的效果。 三、目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题 《电子测量与仪器》该课程处于电子类专业课程中的后继阶段,是其他基础课程和专业基础课程的综合应用,对学生提高实践能力和电子测试水平至关重要。笔者通过近年来对《电子测量与仪器》课程的教学授课经验,并结合查阅相关的文献,对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题进行了归纳总结,主要有以下几点: 1.部分内容枯燥乏味。在《电子测量与仪器》这门课程中,前期内容主要是关于各类电子仪器的原理性介绍,如示波器中示波管的结构与各部分功能,各种类型的模拟信号发生器的组成以及内部的主要模拟电路等,都涉及了大量的电路图和原理分析,需要耗费大量的课堂时间对其进行详细讲解,容易使学生产生枯燥乏味的厌学情绪[5]。 2.知识点多但课时有限。随着电子技术和大规模集成电路技术的不断发展,现阶段的各种电子测量仪器正逐步朝着多功能的方向发展,各种性能不断提高,各种新颖的功能也层出不穷,直接导致了该门课程知识点的迅速增多。仅以数字示波器为例,在课堂讲解时不仅要对各按钮、按键的功能进行说明,还要针对不同形式的波形信号的具体调节进行讲解才能使学生对该仪器有一个全面的了解与掌握,这就会占据大量的课时资源。在上实验课时,由于学生数量较多,因此不可能对学生进行逐一辅导,直接导致了事倍功半的教学效果。 3.学生缺乏学习主动性。《电子测量与仪器》课程的开课时间一般是在大三的上学期或者下学期,此时的学生经过两年大学生活的洗礼,逐渐产生两级分化,有的学生保持了高中阶段好的学习习惯,能够积极主动地进行学习,有的学生则放松懈怠,上课时注意力不集中,自然得不到好的学习效果。 综上所述,针对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学所面临的种种问题,需要授课教师不断探索,寻找一种更为新颖有效的教学方式来提高学生们的学习积极性与学习兴趣,才能从根本上保证该门课程的教学效果。 四、微课在《电子测量与仪器》中的应用研究 由于《电子测量与仪器》这门课程与实际应用密切不分,因此笔者在授课时经常会找一些与授课内容相关的小视频播放给学生观看,如某型号数字示波器的演示视频,基于应变片的自动测试系统等等。通过观察笔者发现,学生们对这些视频的兴趣很高,通过播放短片能够极大地吸引学生们的注意力,此时学生们认真听讲的程度较之传统的语言讲解高了不止1~2倍。 微课正好拥有这种短小精悍的特点,而且它本身作为一种特殊的视频资源,能够极大地引起学生们的学习兴趣。将微课这种新颖的教学方式引入到《电子测量与仪器》课程的教学过程中来,必将取得良好的效果。 同时,《电子测量与仪器》这门课程本身所具有的一些特点,也特别适合进行微课的开展。在这门课程中,不仅包含了各种电子仪器,如示波器、信号发生器、电压表、万用表等的使用方法、注意事项,还包含了自动测试系统的组建和实现,以及虚拟仪器的使用,这些教学内容都特别适合使用微课来进行展示。例如,可以将基于LabVIEW的虚拟仪器的组建和演示过程用屏幕录像软件进行录制,然后通过后期的处理,添加一些动画特效,将其制作为一个5~8分钟的微课课件。不仅能在课堂上对学生进行演示,还可以使学生在课下进行随时的观看。这样的教学方式,不仅新颖,而且收效更好。 五、总结 作为一种新出现的教学方式,微课正在因其自身的各项优点引起诸多教育工作者的关注。本文通过对微课的介绍,以及对《电子测量与仪器》这门课程现阶段所面临的各种问题的深入分析,对微课在《电子测量与仪器》中的应用前景进行了简要探讨。经过分析笔者得出结论,由于《电子测量与仪器》本身的一些特点,特别适合进行微课的开展,通过对微课的合理利用,必将对提高《电子测量与仪器》的教学效果起到极大的推动作用。 电子测量论文:模块化设计在电子测量与仪器实验教学改革中的应用 摘要:电子测量与仪器是测控专业的重要课程。针对以往该课程实验教学中存在的不足,结合专业实际情况,提出了模块化设计的改进思路,并以计数器实验为例,阐明了模块化设计的实现。在实验教学过程中,取得了良好的教学效果。 关键词:电子测量与仪器;模块化设计;计数器 一、引言 电子测量与仪器课程是测控相关专业的重要课程,主要运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量及电路元件的特性和参数进行测量[1]。使学生掌握电子测量的基本概念,测量误差理论及数据处理方法,掌握基本电参量的测量原理、方案设计及结果分析方法。 该课程所包含的实验要求学生熟悉常用仪器仪表(电压表、示波器、计数器、信号源等)的使用[2],掌握仪器仪表工作原理,学会利用现有设备采取正确的测试方案进行一些简单的测量,能根据所学知识综合设计简单的测量电路。 二、实验教学过程中的不足 以计数器实验为例,计数器实验要求了解和掌握通用计数器的组成及工作原理和操作方法,掌握频率比测量方法和测量误差处理方法。在以往的实验过程中,直接使用通用计数器进行相关参数的测量。虽然在实验之前会向学生讲解相关测量原理,但学生往往只记住了通用计数器的操作方法,即如何测量频率、周期和频率比,而对于通用计数器的内部工作原理则没有结合理论课上的内容进行深究。这样,实验效果大打折扣,学生的认识还只是停留在表面,没有自觉的深入探讨工作原理,理论与实际没能结合到一起。 三、改进思路 针对这个问题,可以将实验改成设计性实验。设计性实验教学对学生技能的提高,思考方法的训练,知识的综合运用起了很好的作用[3]。如果让学生自己设计制作一个简易的通用计数器,当然会有一定的改进效果。但又有可能让学生的注意力转移到了调试细节上,而又重新忽视了测量原理。因此,在细节的划分上要有一个折中,模块化设计是一个解决方案。我们重新设计了实验项目,制作了实验板,将通用计数器内部的主要模块分离出来,体现在实验板上。 计数器测量信号频率的原理框图如图1所示,其中,fA为被测信号,经过放大整形后变成标准的方波。门控电路产生门控信号,控制闸门的开启和关闭。闸门可以用逻辑门电路中的与门来实现,门控信号为低电平时,与门关闭,方波信号不能通过与门;门控信号为高电平时与门打开,方波信号能通过,此时要求门控信号的频率要小于方波信号。门控信号的高电平持续时间为闸门时间。闸门时间内通过的方波送入计数器进行计数,并将计数结果显示出来。计数结果N再除以已知的闸门时间即得到fA的频率。 将图1所示的原理框图稍作修改就可以用来测量信号周期。将fA整形后的方波看成门控信号,而将原来的门控信号频率提高并看成被测信号fg,此时fg的频率要高于fA且fg的周期已知。这样,在fA的方波高电平持续期间,fg信号可以通过闸门,计数器对fg进行计数。计数结果N再乘以fg的周期tg即得到高电平持续的时间,若高低电平时间相等,那么fA的周期应为N*tg*2。 计数器测量两个信号频率比的原理框图如图2所示,fA与fB为不同频率的两个输入信号,假设fA的频率大于fB的频率。fA经过放大整形后直接送到闸门的输入端,而fB经过放大整形后的信号作为闸门信号输入。此时,在fB高电平持续期间,fA整形后的方波能通过闸门进入计数器进行计数,计数的结果是fB的半个周期内(假设fB的正负半周期相等)通过的fA的脉冲数,因而频率比为计数结果N*2。 根据以上的分析,测量电路中的关键模块为:放大整形电路、闸门、门控电路、计数器及显示器。因此,设计图3所示的电路模块。其中,计数器及门控电路由单片机构成,可以通过键盘设置标准闸门信号的时间长短。将这几个模块使用PCB电路板实现,要求学生根据测量原理在这几个模块之间进行连线,搭建正确的电路对信号的频率、周期以及频率比进行测量。并写出计算表达式。期间,要求学生使用示波器对连线的各个结点的波形进行测量记录,进一步领会相应的测量原理。这样,学生面对的是这几个抽取出来的主要模块,对通用计数器内部结构会有一个更清晰的认识,能够将注意力放在测量原理上。 四、结论 该实验板在我院2012级测控专业与自动化专业中进行了使用,取得了较好的实验效果。主要体现在以下几个方面: 1.将通用计数器内部结构通过若干主要模块体现出来,屏蔽了一定细节,减少了学生的重复劳动,有助于学生将注意力集中到理解测频原理上来; 2.同样的几个模块,连接方法不同,实现的测量目标(测频、测周、测频率比)也不同,有助于学生灵活运用所学知识,提高动手能力; 3.通过使用示波器测量各个连接点的波形,有助于学生理论联系实际,提高电路调试能力。
计算机网络基础论文:基于工作过程的《计算机组装与计算机网络基础》课程开发研究 摘 要:本文分析了计算机行业的发展情景和计算机专业人才的需求以及当前专业存在的不足,提出了基于工作过程的《计算机组装与计算机网络基础》课程开发,以工作岗位需要的工作任务和职业能力切入点,提出了课程开发的内容,实训室建设,工作室建设和校企合作等建设意见。 关键词:计算机组装;计算机网络基础;工作过程;教学改革 信息技术产业是我国面向二十一世纪生存发展的战略性产业,它是促进经济社会协调发展、加快实现现代化的必然选择。计算机行业是一项新兴的高科技行业,近十年来,始终保持着快速增长态势,成为我国经济建设的增长点,根据工业与信息化部分析,我国计算机行业将进入发展的关键时期,预计计算机行业仍将以高于经济增速两倍左右的速度快速发展,前景十分广阔。 高职院校是计算机应用型人才培养的主阵地。计算机维护和网络专业人才属于实际操作人员,其主要作用是实现计算机研发、应用和管理的规模化和流程化,此类专业人才相对于未来行业的整体需求来说供应量仍属不足。随着电子政务、电子商务和企业信息化的建设与发展,企业对高技能水平的计算机系统维护、设备管理、数据库维护、计算机销售与服务等技术人才的需求量平均每年增长71.2%,预计今后5年将达到60-100万人,而现有符合新型网络技术人才要求的专业人员还不足20万。据信息产业部统计,全国90%的企业网络技术人员由于技能单一、专业知识更新速度滞后,不能满足企业信息化建设的要求。积极探索基于工作过程的《计算机组装与计算机网络基础》课程开发,完善课程体系,促进课程专业建设科学化、标准化、规范化,提高教育教学质量和专业建设水平。 根据网络搜索和部分院校的调查,目前关于《计算机组装与计算机网络基础》课程,没有统一课程标准,没有相关教材、教学资源缺乏,《计算机组装与计算机网络基础》是《计算机组装与维护》和《计算机网络基础》两门课程的组合,在实践工作中,往往计算机和网络是相互影响的,相互联系的。为了解决工作中遇到的问题,广州城建职业学院试点将两门课程有机融合,新组建了《计算机组装与计算机网络基础》课程,课程建设还处于探索阶段。为使《计算机组装与计算机网络基础》课程人才培养的目标和规格凸现职业教育的针对性、实践性和先进性,与用人单位需求实现“零距离”对接,本次课程开发严格按照教育部2015年6号文件(《教育部关于深化职业教育教学改革 全面提高人才培养质量的若干意见》)精神的要求,“对接最新职业标准、行业标准和岗位规范,紧贴岗位实际工作过程,调整课程结构,更新课程内容,深化多种模式的课程改革”。 《教育部关于深化职业教育教学改革全面提高人才培养质量的若干意见》(教职成[2015]6号)对提高职业教育人才培养质量的各项要素进行了全面的梳理并提出了具体要求。提出“坚持产教融合、校企合作。推动教育教学改革与产业转型升级衔接配套,加强行业指导、评价和服务,发挥企业重要办学主体作用,推进行业企业参与人才培养全过程,实现校企协同育人”。从深化校企协同育人、强化行业对职业教育教学的指导、推进专业教学紧贴技术进步和生产实际、有效开展实践性教学等方面提出明确具体的事实要求。 1.工作任务和职业能力要求 根据教职成[2015]6号精神,基于工作过程将《计算机组装与计算机网络基础》的工作任务和和相关职业能力设置如下: 1.1 计算机操作和微机装配调试工作岗位 计算机操作和微机装配调试的工作任务有计算机安装、连接与调试、计算机装配、计算机软件安装、计算机外部设备安装、计算机系统故障处理、客户服务等,需要具备的职业能力有计算机软件系统、常见办公设备、网络设备操作技能、与人合作能力、解决问题能力等。 1.2 网络设备调试和网络管理工作岗位 网络设备调试和网络管理的工作任务有按照工程文件要求,使用专用工具对计算机网络设备进行综合布线、按照工程文件要求,对设备间机柜中的网络设备进行配线、网络设备的安装调试、交换机配置、路由器配置、广域网管理、服务器的搭建、无线网络管理、排除网络设备的故障、对网络系统进行统调和维修等,需要具备的职业能力有具备网络综合布线、网络组建、服务器搭建、调试、维护的能力、与人合作能力、解决问题能力等。 2.《计算机组装与计算机网络基础》课程开发 根据《计算C组装与计算机网络基础》课程的工作过程和工作岗位,进行如下课程开发: 2.1 课程内容设置 课程内容包括计算机硬件介绍,计算机硬件选购,计算机硬件的安装调试,办公设备使用,操作系统的安装,计算机软件的操作,计算机故障排除,OSI模型,TCP/IP协议,子网划分,网线制作,综合布线,组建局域网,交换机和路由器配置,无线路由器配置,服务器配置,网络故障诊断。 2.2 实训室建设 在教学过程中开展计算机硬件的组装,办公设备的使用,操作系统的安装网线制作,综合布线,交换机和路由器的配置,无线路由器配置,服务器配置等实训操作,需要配套的实训设备,计算机硬件组装实训室,办公设备实训室,操作系统安装实训室,综合布线实训室,交换机和路由器实训室等。 2.3 建立工作室 建立工作室,承接计算机硬件的选购,计算机操作系统安装,计算机维护,网络的建设、网络的维护等工作,提高实践经验。 2.4 开展校企合作 通过和企业合作,深入到企业一线,参与企业的工作活动中,提高学生的工作能力,为毕业后与企业零距离,实现和企业的接轨。 基于工作过程的《计算机组装与计算机网络基础》课程开发,为今后的《计算机组装与计算机网络基础》课程建设提供一些建设的经验和思路,培养更多符合社会和企业需要的计算机应用型人才。 计算机网络基础论文:浅谈计算机网络应用基础 【摘要】随着计算机技术和网络技术在世界范围内不断普及,人类社会已经开始步入计算机网络时代。随着人类新的发展时期的到来,计算机网络将会给人类带来怎样的变化将是我们今后十分关注的问题。 【关键词】计算机网络;信息;功能 随着信息技术的迅猛发展,计算机网络的应用已经深入到人们日常生活的每一个角落。人类通过网络与世界各地的其它用户自由地进行通信、网上视频交谈、各种娱乐活动、多媒体教学、网上交易、从网络中方便快捷的获取各种信息。 一、什么是计算机网络 1、网络的定义。计算机网络就是利用通讯设备和通信线路将不同地理位置的、具有独立功能的多台计算机及其外部设备遵循约定的通信协议互连成一个规模大、功能强的网络系统,用功能完善的网络软件来实现交互通信、资源共享、信息交换、综合信息服务、协同工作以及在线处理等功能的系统。 2、网络的分类,计算机网络有多种分类方法,常见的分类有: (1)计算机网络按照地理范围划分为:局域网、城域网、广域网和互联网四种;(2)按拓扑结构划分为:总线型、星型、环型、树型和网状网;(3)按交换方式划分为:线路交换网、存储转发交换网和混合交换网;(4)按传输带宽方式进行划分为:基带网和宽带网;(5)按网络中使用的操作系统分为:NetWare网、Windows NT网和Unix网等;(6)按传输技术分为:广播网、非广播多路访问网、点到点网。 二、计算机网络系统的组成 1、计算机网络系统的硬件。由服务器、工作站、计算机外部设备、数据通信设备及通信信道组成。 2、计算机网络系统的软件。根据网络软件的功能和作用,可将其分为网络系统软件和网络应用软件两大类。(1)网络系统软件。网络系统软件是控制和管理网络运行,提供网络通信,管理和维护共享资源的网络软件,它包括网络协议软件、网络服务软件、网络管理软件、网络通信软件及网络操作系统。(2)网络应用软件。络应用软件是指为某种应用为目的而开发的网络软件,它为用户提供一些实际的应用。网络应用软件既可用于管理和维护网络本身,也可用于某一个业务领域。 3、计算机网络系统的构成。计算机网络系统通常由资源子网、通信子网和通信协议三个部分组成。资源子网在计算机网络中直接面向用户,是数据的来源与归宿;通信子网在计算机网络中负责数据传递和转发工作。而通信双方必须共同遵守的规则和约定就称为通信协议,它的存在与否是计算机网络与一般计算机互连系统的根本区别。 三、计算机网络的主要功能 计算机网络的主要功能有四个方面: 1、资源共享。算机网络的主要目的是共享资源。共享的资源有:硬件资源、软件资源、数据资源。其中共享数据资源是计算机网络最重要的目的。 2、数据通信。据通信是指利用计算机网络实现不同地理位置的计算机之间的数据传送,运用技术手段实现网络间的信息传递。这是计算机网络的最基本的功能,也是实现其他功能的基础。如电子邮件、传真、远程数据交换等。 3、分布处理。指当计算机网络中的某个计算机系统负荷过重时,可以将其处理的任务传送到网络中的其它计算机系统中,以提高整个系统的利用率。对于大型的综合性的科学计算和信息处理,通过适当的算法,将任务分散到网络中不同的计算机系统上进行分布式的处理。促进分布式数据处理和分布式数据库的发展。利用网络实现分布处理,建立性能优良、可靠性高的分布式数据库系统。 4、综合信息服务。当今的信息化社会中,各行各业每时每刻都要产生大量的信息需要及时的处理,而计算机网络在其中起着十分重要的作用。 四、计算机网络的常用设备 1、网卡(NIC) 插在计算机主板插槽中,负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式,通过网络介质传输。 2、集线器(Hub) 是单一总线共享式设备,提供很多网络接口,负责将网络中多个计算机连在一起。所谓共享是指集线器所有端口共用一条数据总线,因此平均每用户(端口)传递的数据量、速率等受活动用户(端口)总数量的限制。 3、交换机(Switch) 也称交换式集线器。它同样具备许多接口,提供多个网络节点互连。但它的性能却较共享集线器大为提高:相当于拥有多条总线,使各端口设备能独立地作数据传递而不受其它设备影响,表现在用户面前即是各端口有独立、固定的带宽。此外,交换机还具备集线器欠缺的功能,如数据过滤、网络分段、广播控制等。 4、通信线路 网络的距离扩展需要通过线缆来实现,不同的网络有不同连接线缆,如光纤、双绞线、同轴电缆等。 5、公共电话网 即PSTN(Public Swithed Telephone Network),速度9600bps~28.8kbps,经压缩后最高可达115.2kbps,传输介质是普通电话线。 6、综合业务数字网 即ISDN(Integrated Service Digital Network),是一种拨号连接方式。低速接口为128kbps(高速可达2M),它使用ISDN线路或通过电信局在普通电话线上加装ISDN业务。ISDN为数字传输方式,具有连接迅速、传输可靠等特点,并支持对方号码识别。 7、专线 即Leased Line,在中国称为DDN,是一种点到点的连接方式,速度一般选择64kbps~2.048Mbps。专线的好处是数据传递有较好的保障,带宽恒定。 8、X.25网 是一种出现较早且依然应用广泛的广域网方式,速度为9600bps~64kbps;有 冗余纠错功能,可 靠性高,但由此带来的副效应是速度慢,延迟大。 9、 帧中继 即Frame Relay,是在X.25基础上发展起来的较新技术,速度一般选择为64kbps~2.048Mbps。帧中继的特点是灵活、弹性:可实现一点对 多点的连接,并且在数据量大时可超越约定速率传送数据。 10、 异步传输模式 即ATM(Asynchronous Transfer Mode),是一种信元交换网络,最大特点是速率高、延迟小、传输质量有保障。ATM大多采用光纤作为连接介质,速率可高达上千(109bps)。 11、 调制解调器(Modem) 作为末端系统和通信系统之间信号转换的设备,是广域网中必不可少的设备之一。分为同步和异步两种,分别用来与路由器的同步和异步串口相连接,同步可用于专线、帧中继、X.25等,异步用于PSTN的连接。 五、结束语 计算机网络取得今天的发展成就,是人类文明进入到更高阶段的标志,它推动着人类社会向更现代化的方向发展,人们通过计算机网络的连接,打破了原先在时间和空间上的阻隔,在无形中拉近了人与人之间的距离,网络给我们提供了超乎寻常的方便和成功。但是,网络也给社会带来了更多的挑战,它要求我们要以更高的层次去面对新的生活和环境,同时不断地改变我们的思想和行为,我们要抓住网络时代带给我们机遇,不断努力推动人类社会向更的高阶段发展。 计算机网络基础论文:基于翻转课堂的技校计算机网络基础教学模式 摘 要:翻转课堂教学模式是现在推行的一种新兴的职业教育理念和教学模式。学生通过自主学习方式,课内外协作互动,提高学习兴趣,掌握应具备的专业知识及技能,提升了教学效果。本文从翻转课堂教学的发展优势、教学实践及实践反思三个方面,介绍了翻转课堂教学模式在计算机网络基础课程的应用。 关键词:翻转课堂 教学模式 计算机网络基础 目前部分技校在计算机网络基础课程的教学中,还是停留在以教师为中心的传统教学方式上,而且出现了理论与实操没有紧密结合的现象,使得学生在实际操作时往往无从下手,不能理解老师课堂上所讲授的内容,出现老师在讲台上授课、学生在课桌上昏昏欲睡或玩手机的局面,教学效果非常差。很显然,传统的教学模式无法被现在技校学生所接受,学生的实操技能得不到提高,而翻转课堂教学模式就能很好地解决这一问题。在笔者学校计算机网络基础课程的教学中,笔者尝试采用翻转课堂模式设计教学,通过实践使学生提高学习兴趣,掌握应具备的专业知识及技能,从而提升了教学效果。 一、翻转课堂教学模式的发展优势 1.翻转课堂教学的发展 “翻转课堂”即“颠倒课堂”,就是将课堂内外的学习时间进行重新调整,通过学生自主学习,让学生在课堂上完成吸收与掌握的知识内化过程,课后自学新知识的教学方法。“翻转课堂”教学模式从2007年开始,已在美国受到了学生的广泛欢迎,成为2011年以来影响课堂教学方法的应用技术改革。在翻转课堂教学模式中,课堂上掌握的知识是在学习任务单的指引下,通过“微课”的形式获得的。“微课”是翻转课堂教学资源重要组成部分,它根据学习主题制作播放时间为10~15分钟左右的教学视频,方便学生根据自己的情况安排自学,有利于提高学生自主学习和创新思维的能力。 2.翻转课堂教学的优势 翻转课堂教学模式让学生利用数字化设备,根据自己的学习节奏进行个性化学习,培养他们的学习能力。同时让教师根据课堂的教学反馈及时调整教学计划,并可以有针对性地实施个性化的课程指导,以促进学生专业知识和职业实操技能的可持续发展,使每位学生可以按照自己的学习情况自行选择学习内容,自主安排学习进度。这种教学模式冲破了传统课堂教学中的时间与空间的限制,增强了学生和教师之间在教学过程中的互动和个性化的沟通,通过课堂上的分组协作式的探究活动和成果交流,让学生真正参与到课堂教学中去。 二、翻转课堂教学模式的教学实践 笔者学校利用翻转课堂教学模式,对计算机网络应用专业的学习过程进行重新构建和规划,集中学校计算机专业教师开发了学校的“网络学习交流平台”,实现了学生掌握的课程内容在课前完成,教师制作相关的课题教学视频,可对学生进行在线或离线的课程辅导和答疑。在翻转课堂教学模式中,每位学生对于教师操作的每个细节都一目了然,使学生在课堂上的操作胸有成竹,可以有更多时间参与师生、生生互动。现以计算机网络基础课程中的“双绞线的制作及应用”的教学设计为例,进行翻转课堂教学。笔者将实施翻转课堂的教学过程分成课前设计、课堂教学实施过程和课后总结反思等几个阶段,相关实施内容如下。 1.课前设计 (1)明确教学目标,制作教学课件。在组织教学前,笔者首先围绕课程的教学目标收集相关教学资源,利用Camtasia Studio 6录屏软件录制了两个“微课”视频课件,分别是《双绞线的分类及制作》和《双绞线在网络设备布线的应用》,且每个“微课”视频课件的长度大约在8分钟,同时可根据有关双绞线教学内容设计好实操题目,还在互联网上搜索有关双绞线制作及应用的课程资源(其中包含理论知识文本资料和常用操作视频)。其次,为学生设计学习工作页(包含本节课的活动流程、教学目标、知识的重点难点等)。最后,笔者将教学视频课件上传到网络学习交流平台上供学生下载或在线学习。在教学视频制作中,最重要是授课内容的呈现和视频长度,且在每次上课前提供给学生的视频内容要简洁、重点突出、通俗易懂。教学视频一定要精心设计,确定合适的知识面,正确引导学生主动学习和思考。例如在双绞线制作视频中,主要是让学生了解双绞线制作标准、掌握网线钳的使用等相关内容,可由教师将有关制作过程录制成教学视频,课前提供给学生自主学习。 (2)自主学习资源,及时提出问题。课前,笔者将有关双绞线分类及制作方法等学习材料和课前针对性练习,通过网络学习交流平台发给学生,学生根据自己的实际情况选择自己的学习进度。课前,学生通过观看有关双绞线课程课件后提出各种问题;课后,教师把学生通过网络学习交流平台提出的有关问题进行总结归纳。 2.课堂教学实施过程 (1)确定课堂探究的问题。在翻转课堂教学中,必须从教师和学生两个不同角度考虑才能确定课堂探究的问题。这是因为教师一定要根据每节课教学内容的重点和难点提出问题。学生一定要根据自己在课前观看教学视频、课前针对性练习中产生的疑问以及与同学交流中未解决的困难,提出问题。 (2)学生独立思考解决问题。在翻转课堂教学中,学生可根据自己的实际情况自主选择相应的探究题目,进行独立思考并解决问题。只有通过学生独立探究问题和解决问题,才能充分提高学生学习的主动性。通过双绞线的制作实操使学生学以致用,从而真正实现知识内化,提高学生的专业知识和实操技能。 (3)开展分组协作式的探究活动。在实施翻转课堂的教学中,笔者发现学生掌握计算机网络基础知识的水平参差不齐,只能通过小组协作的学习方式才能有效确保翻转课堂的教学效果。因此笔者根据学生的实际情况进行分组,随机分配探究题目,要求每组人数控制在3~5人,并在每组中推选出一位小组长负责组织好所有活动项目,要求每个小组成员必须积极参与课题讨论,并发表自己的观点和看法,各小组成员通过学习交流和团队协作完成各项教学任务。在分组讨论中,笔者及时了解各组的讨论情况,及时指导他们,根据学生的掌握情况和教学效果反馈,选择合适的小组交互学习策略(如头脑风暴、工作表、调查问卷等方式),这样有利于学生客观地了解自己掌握、学习的情况,及时调整学习进度。 (4)开展成果交流活动。学生在课堂上进行成果汇报,交流学习经验,讨论及分享学习收获。要求学生对课堂学习内容进行总结反思和知识归纳,并将成果展示过程的视频在课后上传到学校网络学习交流平台上,让师生可在课后进行学习讨论。 (5)进行教学评价与反馈。由于翻转课堂教学模式的教学评价涉及学生的自主学习能力、团队协作能力、组织能力等方面,因此该教学模式的教学评价体制是多维度、多方式的,教学评价应由教师、家长、学生共同参与完成。教学评价内容包括针对性课前练习、确定问题、独立探索、协作学习和成果交流等方面,根据教学评价结果的反馈情况制定下一阶段的教学计划和任务,并确定下节课需要探究的课题。 3.课后总结反思 课后,师生可以通过网络学习交流平台发表自己在“双绞线的制作及应用”课程中的体会及总结。教师可以及时了解学生掌握所学知识的情况,学生在教师的引领下对相关教学内容进行知识归纳和方法梳理,还可以通过网络学习交流平台上的课件视频资料进行复习和巩固。 三、对翻转课堂教学模式的反思 翻转课堂的教学实践为学生提供互动的个性化指导,提供充足的讨论、交流和协作的空间,调动学生的学习积极性和主动参与意识。虽然翻转课堂教学模式在笔者学校的教学实践中取得了一定的教学效果,但是笔者在实施教学过程中也发现了一些教学问题,值得我们去反思。 1.翻转课堂教学模式对教师的教学能力提出了更高的要求 教师课前要准备好教学视频,组织学习资源,正确引导和激发学生的内在学习动机。在课堂上,教师不再是知识交互和应用的中心,迫切需要教师不断提高自身的组织能力、设计能力和课堂管理控能力,以适应角色的转变。除了提高教师自身的教学水平和能力之外,建议开展集体教研活动,教研组应合理组织各个专业骨干教师分工合作,先由教师个人备课,再由教研组开展集体教研活动,教师精心备好每节课,从学生的角度出发制定有效的教学方案。 2.翻转课堂的自主学习模式不一定适合所有学生 笔者通过实践发现。自主学习模式比较适合学习主动且有一定自学能力的学生。如果要求所有的学生都能在课前自觉主动地观看课件视频及完成针对性练习,而且在教学实施的过程中能够主动地参与探究活动则比较困难。教师可以通过相关学习能力情况统计表和调查情况软件等方式,对学生参与翻转课堂的学习情况进行跟踪和统计,分析每位学生的学习进度,及时调整教学方法,关注学习有困难的学生,多给他们鼓励和帮助,提高他们学习兴趣和动手能力。 3.翻转课堂的教学时间要进行合理、科学的安排 在分组协作式的探究活动中,可能会出现课堂教学时间不够用的情况,而且学生在分组讨论中有时会偏离了教学任务要求,甚至出现理解教学内容时间比较长的情况。因此教师需要考虑课堂上教学时间的合理分配,密切关注学生开展探究活动的范围,充分调动好每组小组长的协调和组织能力,及时引导学生合理规划探索活动的时间,按时完成相关教学任务。 四、小结 通过翻转课堂的教学应用实践,解决了学生基础参差不齐的问题。翻转课堂使教学观念从以教师为中心转变为以学生为中心,学生通过自主学习,转变了学习观念,增强学生学习的交互性,从而提高了学生的沟通、团队协作和技术创新能力。在技校计算机网络基础课程的教学中,翻转课堂教学模式具有应用和推广的价值,容易被学生接受。 (作者单位:广东省云浮市高级技工学校) 计算机网络基础论文:高职高专计算机网络基础课程教学改革的新尝试 【摘 要】对高职高专计算机网络基础课程教学改革的背景进行简述,对其中存在的问题进行分析和探索,并提出相关的意见,阐述了教改的新尝试。 【关键词】计算机网络 教学改革 高职 随着计算机网络技术的不断发展,其应用的范围也在逐渐扩大,重要性也就更加凸显,更是成为了高职高专院校中专业课的必学内容。计算机网络基础可以说是计算机应用技术的入门课程,它关系到学生对电子商务、网络技术、信息管理等多门课程的理解,以便于让学生可以更好更快速地掌握计算机网络的知识,并可以灵活地运用计算机技术,提高自身的专业能力,为以后从事计算机方面的工作奠定基础。但是尽管如此,还是存在着较多的问题,使教学质量和学生的计算机技能得不到应有的提升。笔者结合多年来的实际工作经验,联系计算机网络技术基础课程教学改革,提出相应的意见或建议。 一、高职高专计算机网络基础课程教改的背景 我国的高职高专教育应该把培养高技能型人才作为首要的基础任务,以满足社会对专业型人才的需求。所以,就要求毕业生拥有对基础理论知识的理解与认知,对计算机应用技术的操作与熟知,有较高的专业素养等优势。现阶段,计算机的不断发展和网络技术的广泛应用,使得社会急需计算机专业的技术人才作为其发展的支柱。因此,各类高职高专院校为了避免出现学生毕业入岗后对计算机网络技术基础知识的不了解、对专业术语的不熟悉、或不能够进行相应的操作等现象的发生,就要对其教学内容及方法等进行相应的改革,以提高学生的专业水平和教学质量。 二、计算机网络基础课程教学改革的现状 (一)过分注重课程理论知识的讲解,忽视实践的重要性 虽然这门课程中的理论内容要多于实践内容,但是也不应该完全忽视实践,过分注重讲解理论。在以往的教学改革中尽管也提出了有关于实践与理论相结合的观念,在教学方法上也得到了相应的改善,对学生课堂主动性和积极性的调动也较为可观,但是由于各种原因,造成现如今依然还是轻视实践,依然没有达到教学改革所要求的目标,部分学生上课还是无法集中精力,从而使教学质量及效果也较为低下,不能够与教改新目标相适应。 (二)教材种类较多,但具有实用性的却相对较少 虽然在教材的供给方面改变了以往过于单一的局面,增添了多样化的教材,但是却没有意识到更新过于繁琐的教材会给学生带来查阅的疲劳感,尤其是计算机网络基础这一门课程的教材,对专业性、理论性、实践性等方面要求极为严格,过于专业的教材会增加学生的理解难度,不利于学生现阶段的学习;还有些教材过分注重某一方面,缺乏与计算机各方面相综合的教材,因此就会出现教材虽多,但具有实用价值的却很少,导致学生想学却无从下手。 (三)知识体系结构滞后,不能够及时适应时代的发展 现如今,我国的计算机发展迅猛,网络化日益推进,科学技术的不断更新,这就使得我国高职高专院校的计算机网络课程的知识体系不能够及时跟上时展的脚步。尽管在这方面也有过相应的调整与改革,但是面对这样的情况,知识体系还是有所滞后的,不能够及时适应计算机网络的发展,导致学生学习的内容在面对不断发展的网络时明显不足。 (四)计算机的各专业知识相互渗透,易混淆 虽然同样都是属于计算机的专业课程,但由于其教学的内容和知识的结构不同,对其自身的要求也会有所不同。但是在现如今的教学中,对于这一方面还没有彻底的区分开,许多的课程都是相互混淆,这就增添了学生理解的难度,使专业课程的后续课程没有办法有序开展,各方面的零散知识没有办法融合到一起。应将其融合在专业的课程当中,理清课程的教学思路及知识体系,以便于学生的理解和融合。 (五)学生的水平参差不齐 在教学中,个体差异是较为普遍的存在,但也正是这种现象的存在增添了教学的难度,也增添了教改的难度。教学中的个体化差异是较为复杂、难处理的问题,因为每个学生对知识的掌握和理解程度的不同,基础的不同等都会有影响。有些接受能力强、基础牢固的学生可以很快理解并能够灵活运用,有些基础较差,接受能力也较差的就会跟不上教学的步伐,导致其落后,在教学中难以保证教学和接受的平衡。 (六)考试形式的过于单一 通常在计算机网络基础考试这一方面采用的是笔试答卷的方法,在新时展的今天计算机的网上答题就成为了主流的答题方式。尽管是计算机答题的方法,但是其考试的内容大都也是以书本上的为主,学生还是一样可以应付考试,考试合格不代表其一定掌握了相关的知识或技能。所以,就要寻找一种可以全面考核学生的方式,不要仅仅局限于计算机考试这一种形式,可以将考核方式多样化,多方面考核,以增强学生的专业技能。 三、计算机网络基础课程教学改革的新尝试 (一)课程教学体系和内容的优化 一方面,在以往计算机网络基础课程的教学过程中,知识体系的不完整和内容的不充实等,使得教学效率得不到提升,所以就要求老师在讲述专业课的同时,可以适当穿插一些其他相关的内容,但一定要将知识的体系整理清晰,便于学生理解。将实际课程与实践活动相结合,多采用互动的形式增加学生的兴趣。老师要在教学前明确此专业课程的教学目标及教学重点,从整体的角度来规划教学。另一方面,要切合实际地构建理论与实践一体化的教学内容体系,并根据教学的重点将其划分为几个部分来开展,制定详细的教学计划。第一,对于计算机网络基础这门课程要有一定的了解,让学生了解计算机网络的发展历程,理解其自身的主要功能、特点,了解它如何运行、与网络进行联系等。第二,在计算机网络信息的传输及通信这一模块的内容中,要重点让学生认识网络通信,对网络通信有一个全面具体的了解,对如何实现通信和传输的原理及各个部位的网络备件等也要进行详细的了解。第三,在局域网的构建这一模块,主要讲述什么是局域网,局域网是怎样进行工作的,对它的物理定义及功能和数据的连接及使用等,要充分的予以概述,便于让学生深入地了解局域网。第四,在Internet协议这一方面,要充分的让学生认知网络的互联协议、内部的传输层协议以及各个应用设备的作用及用途。 综上所述,可按照以上四个方面的具体教学计划对学生的学习进行规划,可以重点安排学生的实训教学,让学生把理论与实践更好结合。但要注意的是实训一定要足够的全面、严格,要根据相关专业比赛的要求来进行,整体保证实训过程的规范化、专业化,要有目的、有计划地进行综合性实训,以增强学生的操作水平。 (二)建立理论实践一体化的网络教学资源 在以往的教学方面,关于计算机课程的资源大都是以网页的形式呈现的,这样的方式未免太过于死板,师生间的互动积极性也得不到很好的调动。所以,就要适当的在网页资源的基础上将理论与实践相结合,利用相关的重点内容来建立一个实践理论一体化的网络教学资源库,用生动形象的方式将内容呈现出来。在建设网络资源的过程中,要善于将计算机网络的基础教程融入其中,一切从基础开始,使其可以形成一套完整的操作与理论一体的模拟题库,让学生得到全面的培养。此外,还可以单独开设自主的实践课程,在实践中安排专业实训老师对学生进行指导和修正。 (三)设立网络实验室 在此门课程中学习理论是为了实践操作打基础,在实际的应用中实践是多于理论的。所以,就应该了解实践对学生的重要性,科学合理的对实践内容进行规划,挑选实用性强的教学资源,配备齐全所需的各个硬件及软件,建立起网络实训室。在设立的过程中,对实训教材的挑选也是至关重要的,要选择理论与实践相结合、排版及要求都更加适合学生的教材,使教学资源变得贴切实际,更具合理性。 (四)采用较为先进的教学方法和模式 1.用现代化的教学方法使内容形象化。在教学时,应充分利用现代化的网络资源和设备,对知识进行形象化的转述,以便于提高学生的理解能力。在使用先进的网络设备的同时,还要与时俱进,不断更新学生对知识的理解,适应时代的发展需求,扩展教学的内容,从而提高学生的学习兴趣,提高教学效率。 2.变复杂为简单。因其课程难以理解,所以就要善于与实际生活相结合,用生活去缓解学生所遇到的困难问题,用举例的方式将复杂的问题简单化,但一定要注意所举的例子要有较强的实际意义,否则就算学生当时了解,但在以后遇到此类事情时还是会出现错误。 3.模拟课程设计或者采用实习的方式,强化学生对技能的掌握。对学生的学习情况进行探究和考察,对于一些情况相对落后的同学,要增强他们对知识的掌握,因材施教,将其成绩提升。在教学之外,可以在校企联合的基础上,让学生深入到企业当中去实习,在实践中提升自我,强化理论与实践的综合,从而提高自身的专业技能。 为适应社会时代的不断发展,提高学生的计算机专业技能,满足社会的人才需求,就要求高职高专院校加强对学生专业技能的培养,对学生素质的培养,使学生可以得到全面的发展。就要在教学过程中,注重学生实践的操作能力,处理好改革与时展的关系,将二者很好的融合,从多方面改善教学,从而在提高学生能力的同时,使教学效率得到提升,进而促进社会的发展。 计算机网络基础论文:高校非计算机专业计算机网络基础教学改革探究 摘要:本文针对计算机网络基础课程教学中,非计算机专业的学生学习的现状,分析了教学过程中存在的一些问题,提出了相关教学模式的转变,并给出了几点建议,希望对同类院校的计算机基础教学起到借鉴作用。 关键词:高等院校 计算机网络 非计算机专业 基础教学 教学模式 1、引言 目前,很多高等院校还存在着把计算机专业的计算机网络基础课程的教材直接发给非计算机专业的学生进行学习,这对于非计算机专业的学生来说具有很大的难度,学生本身没有经过专业、系统的训练,却要读懂比较专业的计算机网络基础课程的知识,这对于非计算机专业的学生来说是一个巨大的挑战。学习最大效果的产生在于学习的难度比以往的知识高出一些,这样对于学生的学习来说是有很大好处的,教育讲究的是因材施教,而对于非计算机专业的学生来说,为其编订符合其学习难度与专业知识相关的教材,才能使学习计算机网络基础课程变得轻松、实用、易懂。 当下我国计算机网络基础课程讲解比较死板,创新能力不强,教材对于科技成果的体现不及时,导致旧的知识应用性和吸引力很低,并长期存在于课本,非常多的教材经不起市场的检验。 2、传统计算机网络基础教学出现的问题 2.1重理论而轻实践 计算机网络基础课程的特点是理论性强,正是这个特点导致了其实践相对较弱,在很多理论知识的学习中,已经耗费了学生大量的精力,再加上本来就不足够的课时,导致学生参加实践的机会较少,传统的计算机网络基础教育是以网络的基本工作原理为重点,通过对OSI模型的学习和研究为重点,在理论教学上一直保持着这种形式,相应的实验和实际操作就比较少,根据未来的发展眼光看,这与非计算机专业掌握这门课程的目标是相违背的,非计算机专业的学生学习计算机网络基础课程的知识,就是为了能在将来的工作、生活中能够进行实际的应用,由于消耗于过多的理论知识学习中,使学生抽不出时间来实践,所以也就培养不出应有的实践操作能力,最后对不是计算机专业的学生来说是竹篮打水一场空,没学到有用的东西,反而浪费了宝贵的时间,去学习作用不大的理论知识,对自己的专业来说影响较大。 2.2基础知识掌握不牢固 对于非计算机专业的学生来讲,其对计算机的相关基础知识的了解本就不多,对于学生及老师来说这都存在一定的影响。对学生来说,本来对计算机网络基础的学习充满了憧憬,可是正式进行上课的时候,就会发现,因为存在着很多计算机基础知识的欠缺,不可能对计算机网络基础知识进行系统的学习,而这要求学生要全面系统的复习计算机基础知识,就会造成大量时间和精力花费在基础知识的补习上;对于计算机网络基础课程的教师来说,一方面学生存在着较大的学习积极性,这是让教师高兴的地方,但是面对非计算机学生参差不齐的计算机水平,在授课的形式上不能协调一致,使得课程目标和计划都不能很好的执行,就导致教师的教学效果受到很大的影响,培养目标就难以实现。 2.3缺乏配套实验 对于计算机网络基础这样理论性较强的课程,应该是需要大量实验的,因为通过实验,学生们才能清楚的认识到其中的原理,并且对以后具体的操作和计算机网络问题的解决有帮助,但就目前来讲,一方面是设备的缺乏,造成缺少实训的机会,另一方面就是重视程度不够,课时相对较少,这两个方面造成了计算机网络基础课程缺少实验,理解难度大,学习任务重,解疑答疑等工作相对比较困难,不但给学生的学习造成了很大的障碍,而且教师的教学工作也很难展开,因为缺少相应的实训设备和实验时间,教师只能在课堂上进行单一的讲解,相对直观易懂的实验来说,不但效果差,而且教师的压力也将增大。 3、预科生素质拓展与创新能力培养的方法 3.1理论联系实践 计算机网络基础课程是一门理论性很强的课程,当中会出现大量的专业术语,学起来会让人觉得乏味,非计算机专业的学生在学习的时候更会有这样的感受,因此在进行计算机网络基础课程教学的时候,就要求老师对枯燥的理论知识进行实验的解释,运用实训方式让学生直观的理解计算机网络的原理,能够把重点的知识通过实训的方式进行验证,这样不但能增强课堂学习的效果,而且对于学生自己动手进行应用的开发也大有益处。理论联系实际既是计算机网络基础课程的内在要求,同时实践教学对于非计算机专业的学生来说也是一个解决难点知识的方法,这些学生不是计算机专业,对于很多理论知识不用死记硬背,只需对其进行理解,在实际应用的时候能够知道怎么操作就已经达到了教学目的,教学本来就是因材施教,不能对非计算机专业学生的学习太严格,这既不符合教学目标,也不符合实际情况。该课程目的就是帮助学生建立起清晰的逻辑结构和实践能力,如果不能把握课程的重点,这门课就将失去意义。所以这就要求学校的教务处在制定非计算机专业学生的计算机网络基础课程的教学目标和教学任务的时候,要根据这些学生的实际基础,以应用型人才培养为目标,以学生的综合素质发展为立足点,灵活多样的教学,以达到素质教育的目的。 3.2理顺学习顺序 很多非计算机专业的学生基础相对薄弱,其对于理论知识不感兴趣,对实际操作教关心。计算机网络基础的理论性强,在学生学习的时候会产生抵触心理,更多学生喜欢去操作实践,因为操作给学生们的发挥空间更大,学生也会感觉更自由,没有束缚。学习的过程本来就是从易到难,从理论到实践的过程,这就要求学生在学习的时候端正心态,对于计算机网络基础知识要认真学习,在课堂上及时做笔记,对存在的疑问及时与教师进行沟通,这样才能在实践相不是很多的情况下进行高质量的实验,从而增长自己的实验技能和实验水平,对以后的工作、学习中才有更大的帮助。 3.3加强实用技术实践 加强实用技术实践不仅可以使学生更好的掌握理论知识,同时对于学生的实际操作水平也有很大的提高,高职院校要为实验提供必要的设备和条件,使学生们能够在充分实验的基础上掌握知识,增强知识的应用性,更好的达到教学目标。 4、结论 综上所述,非计算机专业的计算机网络基础教学,首先,从教材入手,非计算机专业要有自己的计算机网络基础教材,这样针对性就强。其次,全程教学都在实训室完成,进行教中学、学中做、做中考的一体化教学模式,从而调动学生的学习积极性和主动性。再次,引入最新科研和教学成果,以网络的基本必需理论为基础,以网络应用为主线,引导学生在任务实施的过程中加强对理论知识的理解。最后,采用以学为主的教学模式,学生通过模仿、观察、实验、类比、联想、想象、求异思维、聚合思维等形式,促使其在获取知识和应用知识的过程中发展思维能力。同时,采用新的教学方法,比如演示法、讨论法、案例法、任务驱动法等教学方式,并开设教师论坛和辅导网站,这样一来,增强了学生在任务中发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养其基本职业素质和操作能力,提高了人才培养质量,确保了教学工作的中心地位。 计算机网络基础论文:《计算机网络基础》课程教学探索与实践 摘要:针对《计算机网络基础》在专业教学中的地位和作用,以及学生学习时存在的现象,对课程进行研究,强调该课程与其他课程的相互联系,在突出该课程重点内容的同时,融合网络最新技术,使得教学内容与专业发展相适应,并且注重对学生思维能力的培养。 关键词:计算机网络;云计算;思考能力 1背景 《计算机网络基础》是高等院校计算机专业一门重要的基础必修课,通过对本课程的学习,使学生进一步掌握计算机网络的概念,网络的体系结构,以及随着网络发展而越来越重要的物联网和云计算等基本内容。通过课堂教学使学生在掌握本课程的知识点外,并借助知识点的传授,形成线面的方式,培养学生的思考能力和学习能力。 本课程教学主要分两大类:一类是以网络体系结构和协议为主的教学,一类是以网络应用和体系结构并重的教学。两种教学主线各有特点,适合不同层次的学生。对于高职高专的教学来说,采取的是后者。 2注重相关课程之间的联系 在计算机网络专业中,本课程是非常重要的专业基础课,是学习网络操作系统、网络编程以及网络安全等相关后续课程的基石。对于高职高专的学生来说,在本课程的学习过程中,存在着轻理论重实践的现象,虽然说对高职高专的学生,侧重实践教学,但是针对《计算机网络基础》这门课来说,却需要理论和实践并重,才能为后续课程学习奠定坚实的基础。 3知识技能的培养 讲授专业知识,关键是把知识点串成线,再由线到面,这个过程中,不仅可以在潜移默化中培养学生的综合思维能力,而且能使学生灵活的掌握每个知识点。《计算机网络基础》的教学,遵循的是网络技术的发展这一主线,把各个知识点串联起来。 3.1计算机网络概念和体系结构 计算机网络是利用通信设备和线路,将分布在不同位置、功能独立的计算机系统连接起来,实现资源共享和信息通信的系统。从计算机网络的定义当中,可以引申出计算机网络的功能,即数据通信和交换,资源共享等,并且从网络的定义中可以引申出网络是由资源子网和通信子网两部分构成的。网络的功能和组成都是来源于网络的定义,这样三个知识点,实际上就形成了一条线。 计算机网络研究采用分层的方式,为了完成计算机之间的通信,把每台计算机互联的功能划分成有明确定义的层次,并规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务,将这些同层进程通信的协议以及相邻层的结构统称为网络体系结构。在开放系统互联参考模型中,网络自下至上分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层七个层次,每个层次都有自己功能和特性,每个层次都和相邻层之间进行通信合作,这种既独立又相互依赖的网络体系结构,对于研究并规范网络的运行是去繁化简的方法。 3.2 物联网和云计算 物联网是在互联网的基础上,将其用户端延伸和扩展到物品与物品之间进行信息交换和通信的一种网络概念。通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。 云计算狭义理解就是通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源,包括计算资源、存储资源和网络资源。云计算是实现物联网的核心,物联网是云计算的目标。 从物联网的定义中可以看出,物联网包括了传统意义上的互联网,并且融入了智能技术,而云计算本身就是大数据。物联网和云计算都是随着互联网规模的不断扩大,随着电子技术和人工智能的不断发展的。这样,互联网、物联网和云计算就由三个知识点形成了一条线,这条线是以互联网为根基,以时间为背景形成的。 课堂上,采用这种方式,打破不同章节之间的割裂,或者补充教材中没有的内容,以教材为基本内容,融合现在新科技,既可以拓展学生的视野,又使得课堂教学贴近技术发展。 4思考能力的培养 文中在讲述知识技能培养的同时,也有部分思维能力的涉及,但是这些都是属于网络专业思维。作为学生来说,他们毕业后可能从事本专业的工作,也很可能从事其他专业的工作,那么专业知识以及专业思考能力的培养就只是教学中的一部分内容,除此以外,还要涉及其他方面能力的培养,这些能力的培养,同样可以以计算机网络知识作为基础拓展开来。 举例来说,在讲述网络的拓扑结构时,学生都很容易掌握网络的五种拓扑结构,并能熟记这五种拓扑结构的优缺点。在此基础上,教师完全可以就五种拓扑结构中的一种拓展开来,结合哲学中的辩证思考来培养学生看待事物的能力。以星型拓扑结构为例来说,其优点是很容易在网络中增加新的节点,容易实现数据的安全性和优先级控制,这些操作都可以在中心节点上实现;其缺点就是对中心节点的依赖性大,一旦中心节点出现故障就会引起整个网络的瘫痪。正是因为星型拓扑结构本身的构造才产生出其所谓的“优点”和“缺点”,但是这个“优点”和“缺点”本身就是一个事物的两个方面。这就好比学生的性格,很多学生都希望自己性格外向一点,可以很容易交到朋友,但是外向型性格在某些时候,会显得不够稳重,多读书多思考方可弥补不足。所以,学生怎么看待自己的性格,如何让自己更好地成长呢? 教学中的这种拓展,不但使得学生的课堂注意力提高,还会启发部分同学的思考,意识到网络专业和其他专业之间的相互联系,意识到网络专业对个人成长的帮助,意识到自然学科和人文学科的相互联系。这种思考问题的方式,使得学习不再局限于一个狭窄的专业,不再局限于枯燥的知识点,而是活灵活现的适用于生活工作。 当然,这种专业外思考能力的拓展,不是仅仅依靠一门专业课的教学就能培养出来的,它需要学生不断地学习。但是这种教学方式,却可以给学生种下思考的种子。 5结束语 通过对《计算机网络基础》课程的教学改革实践,既注重与其他课程的关系,为后续专业课的学习奠定坚实的基础,又注重学生专业知识的学习和专业思考能力的培养,并且拓展学生的思考能力,提高学生对本课程的兴趣和学习能力的提升。 计算机网络基础论文:虚拟仿真技术在高职计算机网络基础课程的应用研究 摘 要:虚拟仿真技术已广泛应用于高职计算机网络课程的教学中。本文简介了虚拟仿真技术及其应用于计算机网络基础课程的优势,阐述了其在高职计算机网络基础课程的课堂教学和实验教学中的应用。 关键词:虚拟仿真技术;计算机网络基础课程;应用 一、虚拟仿真技术的概述 虚拟仿真技术是将虚拟现实技术和系统仿真技术有机结合的一种新的实验研究技术,人类、战略性技术。借助该技术可认识和改造世界,因而它有望成为继数学推理、科学实验之后又一虚拟仿真技术以多媒体技术、虚拟现实技术、网络通信技术等信息技术为基础,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟环境,如模拟器、仿真软件、数学模型、仿真实验等。其中虚拟仿真实验在我国高职院校的教学中广泛应用,已逐渐成为一种新的教学模式。 1.国内外虚拟仿真技术在教学中的应用 目前,国外虚拟仿真软件主要包括多功能电路模拟实验平台PSPICE、模拟和数字电路的Tina Pro、用于电路描述和仿真的语言与仿真软件Circuit Maker、仿真单片机Proteus、Cisco路由器和自定义网络拓扑结构及连接的Boson NetSim。在我国,北京邮电大学的电子信息虚拟仿真实验教学中心有“开放式虚拟仿真实验教学管理平台”、Packet Trace软件、北京航天大学的分布式虚拟环境、GMDSS模拟训练实验室、导航雷达模拟训练中心等。 2.虚拟仿真技术应用于计算机基础课程的优势 通过实例操作演示非常抽象的概念,将抽象的网络概念具体化、形象化,为学生提供逼真生动的学习环境,加强老师与学生的互动,实现教与学双向互动,提高学生的学习热情和主动性。通过仿真实例的展示,为学生创造更多的实践机会,不仅可以激发学生的求知欲望,帮助学生充分吸收和掌握教学内容,更能激发他们的创造动机和创造性思维。 二、虚拟仿真技术在高职院校计算机网络基础课程的应用 1.虚拟仿真技术的应用,优化了网络课程实验教学环境 目前,很多高职院校计算机硬件设备与软件更新滞后,教师无法正常地开展实验教学,只能通过视频和文字等辅助资料来补充实际实验的不足。虚拟化技术可以有效解决上述问题,通过虚拟多种不同的计算机环境,学生可在一台计算机上完成服务器与终端机之间的切换,并能使用不同的操作系统与应用程序来开展网络实验。虚拟技术实现了改善高职计算机网络课程的实验教学中教学环境、提高教育教学实效的目标。 2.虚拟仿真技术的应用,更新了实验教学手段 高职教师们利用虚拟仿真技术实现了“一机多用”,有利于顺利开展计算机网络基础课程这一实践性较强的课程,学生可以通过精确地操作某些系统或者软件,了解其运行特征和过程,并以此进一步加深对理论知识的理解,近距离观察和分析实验现象。 3.虚拟仿真技术的应用,缓解了实训设备不足的难题 目前,在高职教育计算机网络课程的实训设备严重短缺,而虚拟仿真技术让虚拟实验室成为现实,尽管不能从根本上替代实际上的物理设备,但是学生可在虚拟机上做所有的操作实验,将理论与实践相结合,使学习更直观,教学更真实,既保证了教学质量,又促进了学生实践能力的培养。因此,虚拟仿真技术的应用,不仅解决了实验实训设备短缺的难题,又能更好地为高职教育培养更多的实用性人才助力。 三、结束语 综上所述,现阶段的高职院校计算机网络基础课程的教学中仍存在着一些问题,将虚拟仿真技术与真实实验相结合,可有效解决学校设备和场所短缺等问题,使学生通过虚拟仿真实验教学掌握网络技术,提高学生的实践能力和创新能力,提高学生的综合运用计算机网络知识解决分析实际问题的能力,为社会培养出高水平高素质的复合型网络工程专业人才。 计算机网络基础论文:浅谈《计算机网络基础》课程教学方法 摘要:该文根据武汉航海职业技术学院信息工程系各专业《计算机网络基础》课程开设情况和高职院校学生的学习特点,结合自己多年教学实际提出了多种改进课程教学的方法和优化课程考核方式。 关键词:网络基础;教学方法;过程学习;授课形式;检测卡 1 计算机网络基础课程的地位 武汉航海职业技术学院信息工程系目前有三个专业,分别是计算机网络技术、软件技术和电子商务,三个专业的人才培养方案中都包含了《计算机网络基础》课程,64课时,多媒体教学的考试课程。教学任务是使学生获得计算机网络方面的基础知识,了解新技术及动态,同时必须重视实用技术的运用,为相关后继课程打下良好的基础。但是在各个专业中的地位与作用却有不尽相同。比如在计算机网络专业中,该课程属于导论式的基础课,很多章节内容在后续的课程中有详细介绍,在授课时侧重于给学生传授网络的框架和网络的外延,让学生形成一个网络的总体概貌,为后面的学习搭建专业框架。在计算机软件的专业中,该课程属于专业基础课,授课时侧重于网络软件的介绍和服务器的介绍。而在电子商务类型的专业,应侧重于计算机网络的计算模式介绍。老师教学应该根据专业有侧重点。但是在目前市场上提供的教材中没有区分专业,侧重点基本由教师自行把握,这就要求教师在备课时有删减和补充。 2 计算机网络基础课程的特点 一是该课程理论性和抽象性较强,课程教学中抽象概念较多,是大多专业课程的必修和先修课程。不管是哪个专业方向,该课程要求学生各个知识点之间要融会贯通。在教学中,要把握好各专业的侧重点,也要处理好理论教学和实践应用的关系,要让学生除了掌握理论知识,又能掌握基本的实践动手能力。 二是该门课程考核方法单一。传统的《计算机网络基础》的教学,不注重学生的实践操作与应用能力。我校以前考试方式为闭卷笔试。笔试主要考察学生对基础理论的理解和掌握。这样,学生为了应付考试,就会死记硬背大量枯燥的网络基础理论,这极大地影响了学生平时学习的积极性,出现了重考试结果而轻平时学习过程的错误导向。 3 改进计算机网络课程教学方法的探索和思考 计算机网络基础课程教学主要采用课堂理论教学,而高职学生对理论有畏难情绪,理解更困难,学生听课的积极性不高,久而久之,形成恶性循环,严重影响教学效果。为克服理论学习困难,帮助学生更好的理解这些内容,根据笔者多年的《计算机网络基础》教学经验,对于课堂教学的改进可以采用以下方法。 3.1授课形式多样化 计算机网络基础课程理论性强,基本概念讲解多,教师很容易采用“填鸭式”的教学,现在的学生都是在信息技术爆炸时代长大的95后,接受信息的方式多样化,传统的“填鸭式”教学使学生疑难问题越积越多,形成恶性循环,严重影响教学效果。兴趣是最好的老师,保持学生良好的学习兴趣和好奇心是每个教师教学最根本的任务。在本课程的学习过程中我们要尽量使理论教学形式多样化,内容更有趣,充分调动学生的主观能动性,变被动学习为主动学习。 3.1.1 演示法 为弥补理论教学的枯燥,提高学生的学习兴趣,在课堂中可以实时尝试使用多种形式演示法教学。比如在学习传输媒体时我们可以事先准备好双绞线、光纤等传输媒体材料,现场教他们识别和制作方法,让理论的学习实物化、直观化。再比如结构换布线系统中我们可以以教学楼或者大家熟悉的建筑物现场查看实际的布线情况,再评论当前建筑物综合布线的优劣和改进办法。让网络的思想走进学生的生活,培养专业的思维和眼界。微课视频等手段利用也是不可少。 3.1.2课堂讨论法 在某些章节老师可以给定一个主题,要求学生提前查找相关资料,课堂以演讲、辩论或者专题的形式来进行,将教师原本要“填鸭式”教学的内容抛给学生,让他们主动查找相关知识,让课堂变成了思维碰撞的场所,极大的提高学生的学习兴趣。比如在讲解服务器知识时,教师可以先抛砖引入的讲解一下服务器的基本知识,每个学生都可以针对服务器的某一点来放大上台讲解,教师最后总结,经过这次学习学生对服务器知识了解深度和广度就都不一样了。 3.1.3课外补充法 计算机行业技术更新快,如果我们课堂只是讲解已经存在实施了的知识点,学生会觉得实用性不强,兴趣不大。为避免这种情况的发生,我们应该多结合当前的行业发展、新技术与新知识的介绍。比如当前网络发展的方向时,我们可以以专题的形式介绍大数据、云计算和物联网等技术,并让学生提前查找相关资料,参与其中。比如在介绍很多教材在多个问题上反复出现“隧道技术”,但是一般教材却没有对这一技术做详细说明,教师可以补充讲解这个问题,也可以让学生自己查找相关知识,老师只是做一个总结性的发言。 3.2 理论联系实际 对于理论课程的学习,不仅要掌握知识点的原理,更要懂得某些原理在实践中是如何应用的,因此在理论讲解的同时,也介绍一下实际运用的知识,对于理论知识点的理解能起到更好的促进作用。 3.2.1操作化 讲述MAC地址的时候,介绍了MAC地址的定义为计算机的硬件地址,在机器上演示并查看MAC地址,也可以延伸介绍下MAC地址过滤在上网管理时的应用。例如,使用无线路由器时经常会碰到“蹭网”的现象,这时使用MAC地址过滤,仅允许某一个或者某几个MAC地址访问,或者将某些“蹭网”者的MAC地址设置为黑名单,就可以解决此类问题。 3.2.2实物化 在讲述传输介质时,除了讲述几种常用的传输介质的主要特性之外,各种线材的特性也决定了他们的应用范围不同,比如长距离埋地或者架空的布线一般选用光缆,而室内的布线就应选择价格比较便宜的双绞线。同是也可以将网络综合布线系统中的知识也介绍一下。 3.2.3 前沿化 比如网络互联设备时,我们可以提前准备一些当前最新款的路由器、服务器和防火墙的资料,结合课本内容在课堂上剖析这些设备的技术设置,让学生将理论学习与市场相结合,形成专业思维。 3.2.4实例化 在讲述TCP和UDP两个协议时,需要重点介绍两个协议的特点,以及他们的对比。根据他们的原理特性的不用,也决定了他们的应用。比如文件传输等需要可靠传输的网络应用,在传输层一般选择TCP,而像实时视频传输,一般则选择UDP。还有些网络应用是需要两个协议都是用的,比如说网络监控系统,监控的实时画面的传输,对时效性要求较高,所以选择UDP。而监控的画面需要保存起来以备后续查看,对画面的质量要求较高,可以选择TCP。 3.3类比法 OSI体系结构是计算机网络课程中的重点内容。对于这部分内容的理解,学生普遍反映很抽象。所以这部分内容的讲解可以采用类比法,将邮政体系的邮件邮递过程和OSI体系结构做一个详细的比较,能较好地从基本上掌握分层的原理和特点。 3.4考试方式多样化 3.4.1理论考试和实践考试相结合 传统的计算机网络基础教学偏向理论,考试也是理论考试偏多。为了提高学生的学习兴趣,让他们觉得能够学以致用,理论考试应该和实践考试相结合。理论考试主要考察学生对最基础的网络原理的掌握,比如网络基础体系结构各层的特点和作用、分类等。实践考核可以考核学生对一些网络设备使用的熟练情况。题目可以是网络互连、简单服务器的配置等。将理论考试和实践考试相结合,既让学生重视了对理论的学习,又让他们掌握了重要的职业技能。而且,理论考试和实践考核相结合能让学生在学习过程中极大的提高自己的学习积极性。 3.4.2 采用过程学习检测卡 传统的学习重视学习结果,轻学习过程,导致部分学生在考试前突击死记硬背来应付考试,这不利于专业思维的培养。 武汉航海职业技术学院提倡在教学过程中可以多次使用以下过程学习检测卡(图1),记录学生的学习过程和实际学习效果,通过该检测卡使用情况和课堂表现,教师容许一定比例的优秀学生免考,一部分表现太差的学生多次给予不及格预警,其他学生表现作为学生学习评价和平时成绩的一个重要参考,同时加大平时成绩在总成绩中的比例。 4 结语 计算机课程教学方法的改进不仅要促进教学内容、教材形式的改变,更是思想、观念向现代化改进。在正确的教学定位下,通过授课形式和考核方式的改变,让学生在探究发现中体会到学习的极大乐趣,提高了教学效率和质量。同时,随着计算机网络技术的发展,网络应用也是日新月异,因此,在设计教学案例时,更要体现时展的特点,只有不断改革和创新,才能取得更高更好的教学效果。 计算机网络基础论文:高职计算机网络基础实训课教学改革 摘 要 计算机网络已经渗透到现代社会的方方面面,社会对网络人才的需求也越来越迫切,计算机网络技术基础已经成为高职高专院校的一门重要课程。对计算机网络技术基础实训内容的设置及如何开展实训进行探讨 关键词 计算机网络技术基础;实训;项目教学法;高职 1 前言 高职教育的定位就是培养应用型人才。计算机网络技术基础课程开设的主要目标是让学生对计算机网络技术有一个总体的认识,能够比较深刻地理解计算机网络中的一些必要理论,掌握一些实用的网络技术。在课程和教学内容的选择上应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、素质结构和培养目标,在课程开展中突出以行业需求为导向,以学生为本,注重培养学生的实用技能的特点,尽量减少枯燥和实用性不强的理论灌输。 高职学生生源主要有两部分,一部分是中职升上来的,一部分是高中升上来的。中职上来的学生对网络知识及技能有一定的掌握,高中学生很多对计算机知识了解很少。因此,在教学内容选择上遵守从简到难的过程,实训教学设计显得尤为的重要。 2 计算机网络基础实训项目 高职院校为了提高学生的实践技能,一般采取理论和实训课相结合的授课方式。计算机网络技术基础理论课主要包括计算机网络基础、数据通信基础、局域网基础、网络互联技术、综合布线基础、服务器配置及网络安全知识。为了达到知行统一,理论指导实践,在开设实训课的时候也要充分考虑和理论衔接好,同时做好不同专业对同一门课程采用不同的授课计划、课程标准和教学设计。 对非计算机专业学生开设本门课程,主要是让学生掌握一些常用的网络使用技巧和理论,实训课的开设应该包含以下几个项目。 项目一:参观校园网及机房 教师在这里要讲解校园网可以实现的功能,向学生介绍这些网络设备及实现的功能。通过教师的讲解,使学生对网络的定义及实现的功能有一个较直观的认识,再在这个基础上介绍网络的拓扑结构,使学生对理论课所讲的网络拓扑结构有了一个更深的认识及理解。 项目二:TCP/IP常用命令的使用 此实训重点介绍使用命令的方式查看TCP/IP配置信息,使用Ping及Tracert命令进行简单的网络排错,对理论课中所讲的TCP/IP命令的使用更好地掌握。 项目三:制作双绞线 此实训重点介绍常用的直通线和双绞线的制作和使用方法。 项目四:局域网的搭建 子项目一:两台电脑实现互相通信。掌握简单的局域网的组建,对理论中局域网的概念有更深刻的理解,对综合布线的布线规律有一定理解和认识,同时对前面所学的TCP/IP命令的使用有更好的灵活应用。 子项目二:文件夹和打印机共享。文件夹和打印机共享在实际生活中很常用,同时让学生对为什么组建局域网有更深的认识。 子项目三:多台电脑在物理层实现互联。通过这个实训项目,重在对网络设备集线器有更深的认识,并且具有很强的实践指导意义。 子项目四:无线局域网的搭建。网络已经深深渗透到人们生活的方方面面,家庭无线局域网的组建是很常用的技术,这个实训项目目的就是使学生能够掌握无线局域网的搭建。 项目五:VLAN的划分 此项目主要是让学生学会组建不同局域的局域网。 项目六:Internet应用技术 此项目主要让学生掌握如何使用IE浏览器及收发电子邮件。 项目七:网络病毒防治 此项目主要是让学生掌握一些常见的防病毒的方法。 3 合理使用教学手法,开展好计算机网络基础实训课 为了提高职业学校的教学质量,切实提高学生的实践能力和综合素质,目前提出的比较提倡的教学方法有项目教学法、任务驱动教学法、分层次教学法、演示和讲解相结合的教学法。如何应用好这些教学方法,是很多人一直在探究的。 目前提倡的教学方法介绍 项目教学法是一种建构主义学习理论指导下的教学法,是基于探索性学习和协作学习的教学模式,其本质既强调学习者的认识主体作用,又充分发挥教师的主导作用;将任务作为课程内容的载体,即按照任务的相关性来组织教学内容。这种教学方法要求教学设计者把教学内容和目标巧妙地隐含在一个个任务之中,即教学进程由任务来驱动。在教学实践过程中,采用相对开放的教学组织方式,保证教学的有序进行。 任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法,它将以往以传授知识为主的传统教学理念,转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念;将再现式教学转变为探究式学习,使学生处于积极的学习状态,每一位学生都能根据自己对当前问题的理解,运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。 分层教学法既能使所有学生达到课程标准规定的基本要求,又能使学习较好的学生得到进一步发展,使所有学生在知识、技能和能力方面普遍提高。分层教学使每个层次的学生都能够获得成功的体验,这种愉快的情绪极大地改善了教师与学生的关系,从而提高教师与学生之间合作与交流的效率。 对计算机网络基础课如何应用好这些教学方法的见解 很多教师认为,计算机网络基础偏理论,学生的学习兴趣不高,实训课难开展好。笔者不这么认为。计算机网络基础课是偏理论,但是不应该将本门课开设的宗旨定为让学生掌握一定的网络技术,一定要做到以学生为本开展教学。 笔者认为较好的实训课的开展,教师应该采用任务驱动教学方法提出问题,吸引学生的兴趣,并把所讲的教学内容和目标巧妙地隐含在一个个任务之中;教师分析此项目,并演示本项目中的重点部分,通过教师引导和启发让学生应用所学知识解决实际问题;学生以小组为单位完成此项目,教师及时解答学生的疑难。 这个小组不随便分的,而是根据学生的学习情况,分为优、中、差三个层次,每个层次的学生互相搭配,分成若干组,每个组里选出一名学习较好的学生作为组长,由组长监督并带领本组的成员完成项目,每个成员完成项目后由组长报告教师,教师进行点评。每学期教师事先把实训项目告知学生,并告知每一组学生:完成多少个项目,实训课才能及格;完成多少个项目,实训课是中;完成多少个项目,实训课是优。每个层次的学生评定及格、中、优的标准不一样。这样分组的目的就是让学生互相监督和鼓励,激发学生的学习兴趣和积极性。 计算机网络基础论文:浅析中职计算机网络基础课程教学 [摘 要]本文根据计算机网络基础课程及高职院校学生的特点,针对如何提高高职院校计算机网络专业学生对计算机网络基础课程的学习兴趣和解决实际问题的能力,提出了改进计算机网络基础课程教学的方法,并对其实践进行了进一步的讨论。 [关键词]中职,计算机网络基础,教学方法 为了适应计算机科学技术发展的需要,也为了适合信息社会的需要,我校计算机专业开设了《计算机网络基础》这门课程,以培养综合型人才。而根据学校的培养目标,在《计算机网络基础》课程教学方面除了要求学生掌握一些计算机网络的基础知识和基本技能外,还需要注重培养学生的实践能力,以及根据专业知识熟练应用计算机网络的能力。因此,探索课程内容,研究教学方法,提高教学质量,促进教学发展具有重要的意义。 一、 中职计算机网络基础课程教学现状 计算机网络课程是一门不断高速发展的交叉性应用型课程,该课程的教学难度较大,大部分学生觉得课程枯燥乏味,无法调动起学习的积极性。所以,针对目前的教学现状而言,我认为只要有以下几点: 1. 教学方法单一 计算机网络课程的教学,理论知识点较多,需要实践操作的内容较少,特别是面对笔试形式的升学考试,而且教学设施比较缺乏的情况下,更多的采用传统教学模式,从而使课程本身的实践应用匮乏。,使得学生空有一身理论知识,但实践的动手操作能力丧失。 2. 考试评价方式单一 目前,中职院校计算机网络基础课程的考试仍沿用闭卷考试的模式,所测内容仍以理论知识为主,强调学生专业理论的熟练程度,实践能力的评价与考核项目没有,这样导致了学生在课程方面就回出现偏差,导致应试学习模式。另外,使许多能力较强的学生失去了学习的兴趣。 3. 实验条件不充分 《计算机网络基础》作为一门实践性很强的课程,这就要求有专门的计算机网络实验室。《计算机网络基础》里面的许多知识点诸如路由协议,IP地址的配置等,没有经过亲自动手,很难掌握。而对于计算机网络的安全性、局域网的设置,服务器的调整、设备的配置等很多实验如果没有亲身实践,也根本无法完全掌握。 二、改进计算机网络课程教学方法的探索和思考 计算机网络基础课程教学主要采用课堂理论教学,理论不好理解,增大了授课的难度。当深受这种“填鸭式”教学之害的学生疑难问题越积越多时,他们就会因为“听不懂”而失去该课程的学习兴趣。同时由于讲课时没有结合实例,学生听课的积极性不高,久而久之,形成恶性循环,严重影响教学效果。在教学过程中,每个章节都会出现大量理论性较强的内容,为了帮助学生更好的理解这些内容,对于课堂教学的改进可以采用以下方法。 1、多元化教学与传统教学相结合,以最大限度激发学生的学习兴趣 在计算机网络课程的教学中可以采用以下的教学法:①多媒体教学方法。利用多媒体课件将很多难以理解的知识点以直观形象的方式演示出来。用PowerPoint等课件将知识点制作成动画,可大大提高课堂效率。②类比教学方法。用实际应用和生活中人们熟悉的事物与计算机网络中的概念、基础理论进行类比,帮助学生直观、形象化地理解和掌握计算机网络理论知识,激发学生的学习兴趣。③引导学生去公司参加各种实践活动、参加网络相关产品会、技术讲座等,增进学生对市场的了解,并扩大学生的知识面。 2、增加学生动手机会,增加教学实验与教学设备 增加实践课程,既能把理论知识与实践相结合,也能培养学生的动手能力。实践教学的目的是优化学生的素质结构、能力结构和知识结构,培养学生获取知识、应用知识和创新知识的能力。对于应用性和实践性很强的计算机网络课程,实践教学环节显得尤为重要。我们在实践课中专门安排了一节课让学生做RJ一45接头。事后证明,这节课很有意义。它不仅让学生们都参与进来,还让他们学到了实用技能。有几个同学实验课完后,马上回去把自己损坏的RJ一45接头换好了。这就大大激发他们的学习兴趣。所以在教学过程中,要实验与理论相结合,增加教学设备,提高教学质量。 3、理论联系实际 对于理论课程的学习,不仅要掌握知识点的原理,更要懂得某些原理在实践中是如何应用的,因此在理论讲解的同时,也介绍一下实际运用的知识,对于理论知识点的理解能起到更好的促进作用。 1)讲述MAC地址的时候,介绍了MAC地址的定义为计算机的硬件地址,可以延伸介绍下MAC地址过滤在上网管理时的应用。 2)在讲述传输介质时,除了讲述几种常用的传输介质的主要特性之外,各种线材的特性也决定了他们的应用范围不同,比如长距离埋地或者架空的布线一般选用光缆,而室内的布线就应选择价格比较便宜的双绞线。同是也可以将网络综合布线系统中的知识也介绍一下。 3)在讲述TCP和UDP两个协议时,需要重点介绍两个协议的特点,以及他们的对比。根据他们的原理特性的不用,也决定了他们的应用。比如文件传输等需要可靠传输的网络应用,在传输层一般选择TCP,而像实时视频传输,一般则选择UDP。还有些网络应用是需要两个协议都是用的,比如说网络监控系统,监控的实时画面的传输,对时效性要求较高,所以选择UDP。而监控的画面需要保存起来以备后续查看,对画面的质量要求较高,可以选择TCP。 三、结论 目前,计算机网络技术已成为人类社会生活的基础支撑技术之一。社会信息化的迅速发展,要求我们切实提高高职院校《计算机网络基础》课程的教学质量。该课程内容多、综合性强、时效性强,因而教学难度也较大,需要我们不断去探索、尝试、完善、改进,适应时代需求,以培养更多更好的相关行业高素质人材。 计算机网络基础论文:计算机网络通信技术的基础与应用模式 [摘 要]计算机网络由计算机系统、通信链路和网络节点组成。网络节点是双重作用的节点,它用来负责管理和收发本地主机来的信息,并为远程节点送来的信息选择一条合适的链路转发出去。它还与网络其他功能一起,避免网络的拥挤和有效使用网络资源。通常它是一台起通信控制处理机作用的小型机。通信链路是节点间的一条通信信道,为提高通信的可靠性,两节点之间可以采用一条以上的通信链路。 [关键词]计算机网络 通信技术 应用模式 控制系统之所以能成为“分布式”而区别于“集中式”,其关键就在于它具有一个完善的通信系统,把模拟信号采用数字通信进行传输,实现测控与通信分离。 1.现代通信网络的应用模式 1.1 集中式应用模式 集中式应用模式是以一台主机(大中型机)为中心,通过通信系统连接一组终端用户的主从网络方式。它常采用多用户操作系统和集中式数据库。终端设备在主机的完全控制之下,只负责输入输出的功能。例如早期的银行储蓄系统就属于该模式。这是70年代典型的应用模式。 1.2 分布式应用模式 随着新技术的出现,计算机的成本不断降低,尤其是个人计算机的性能越来越高,使得除了大型机使用网络进行输入输出外,更多的是小型机利用网络进行交互,即一台个人计算机不依赖于一个大的、用于集中控制的中央计算机,而与网上任何一台计算机通信。这种应用模式称“端到端网络”或“分布式计算”。完成文件服务或数据库服务的高性能、高配置的个人计算机称为服务器(Server);作为网络中实际工作平台的智能化设备称为工作站。 1.以LAN为基础的文件服务器模式 以LAN为基础的文件服务器模式用高档PC作服务器,连接多台PC工作站。服务器用文件的方式管理数据,即运行以共享外设和文件为主要目标的网络操作系统。服务器与工作站之间传输的是文件。服务器的硬件配置要求尽可能高的网络流通能力,但对CPU的性能要求不太高。文件服务器的功能毕竟不能与大型机相比,故不能实现大型机功能。以太网、3corn网即属该模式。这是80年代典型的应用模式。 2.客户机/服务器(Client/Server)模式 寻求一个开放的、多平台协同处理的计算机应用模式,以适应更高的信息处理与信息服务的要求,这就是客户机/服务器模式提出来的技术背景。从物理结构看,在系统中能够为某类应用提供服务的计算机或处理器都可以看作是服务器。能够将某种应用需求转换为符合某种规范的服务请求,并提交给服务器处理的计算机或处理设备称客户机。实际上,客户机/服务器是计算机系统中的一种新的应用模式。它的工作原理是将计算机应用的大任务分解成多个子任务,由多台计算机完成。客户向服务器提出对某种信息或数据的服务请求,由系统中最适合完成该任务的服务器完成客户服务请求,然后将结果作为服务响应返回客户。 在这一过程中,多任务之间存在多种交互关系,即“服务请求/服务响应”的关系,所以,该模式是一种计算处理模式,是一种软件结构。该模式将应用程序分成两大部分:由多个用户共享的功能、信息即提供服务的程序,和每个用户所专有的功能即访问服务及数据处理的程序。前者称服务器,后者称客户机。计算机之间的通信是指程序之间的通信,即工作站向服务器发送服务请求,服务器对数据文件或数据库进行操作,然后返回工作站所需的信息。在某个具体的应用中,应用程序要么是客户,要么是服务器。在一个多层次的系统中,一台计算机既可以是下位机的服务器,又可以是上位机的客户机,所以,客户机、服务器是一个逻辑的、相对的概念。就网络配置而言,客户机和服务器指的是计算机实体,在物理上可以有多种拓扑的连接方式;就应用模式而言,分别指请求方和服务方的运用进程。 客户机和服务器的基本功能可分为以下四种: (1)应用界面AI; (2)逻辑处理LP; (3)数据管理DM; (4)服务请求/响应界面RAI。 前三种功能可分别在客户机或服务器上单独完成,也可由客户机和服务器共同完成;第四种功能由客户机和服务器协同完成。 该应用模式的主要优点有:由于编程、调试和维护工作的减少和资源可利用性的提高,软件遗产可继承性增大,使计算机系统整体应用成本降低。 该模式可设多个服务器,采用多用户操作系统UNIX、WindowsNT、Netware;工作站一般由PC构成。其最大的特点是实现资源的最佳利用,减少服务器工作负担和网上信息流量,支持多种型号的计算机、操作系统和网络协议,构造新型的、面向对象的用户界面等。 2.网络通信常用概念 2.1数据的传送、传输与编码 1.传送方式 例如,计算机向显示器传送数据就采用单工方式。数据的传送方式有如下几种: 并行传送方式,串行传送方式,单工方式,半双工方式,全双工方式。 2.信号传输与信道使用 (1)基带传输。凡按数字信号原样进行的传送称为基带传输。基带传输中传输的是一系列方波电脉冲信号。 (2)载带传输。如果在一条物理信道上,把要传送的一路数字信号“骑”在另一种载波信号上进行传送,称之为载带传输。载带传输中传送的是一路具有载波频率的连续电信号。把数字信号“骑”到载波上称为调制,把数字信号从载波上卸下来称为解调。常用的调制方式有调频方式、调幅方式及调相方式。执行调制与调解任务的设备称为调制解调器。 (3)宽带传输。如果在一条物理信道上需要传送多路数字信号,使每种要传送的数字信号“骑”在指定频率的载波信号上,用不同频段进行多路数字信号的传送,称之为宽带传输。这样一种传送技术称为“频分复用技术”。宽带传输中传送的是几组不同频率的连续电信号。 3.总结 本文总结了常见的计算机网络通信技术,现代工业企业都在通过计算机通信网络,时时刻刻传递过程变量、控制要求、报警信号以及组态信息等过程控制的各种信号,以及企业的各种管理信息等,所以计算机通信网络执行着极为重要的任务,成为集散控制系统和决策管理系统的主要结构。 计算机网络基础论文:对计算机网络基础课程教学改革创新的思考 摘 要:本文结合笔者多年的教学经验,对计算机网络基础课程教学的改革创新进行了思考,包括优化课程教学体系与内容、采用理实一体化教学方法、建立校企合作型网络实训室、选择和使用先进的教学模式与教学方法等。 关键词:计算机网络基础 理实一体化 实训教学 教学模式 笔者所在学院是全国示范职业院校,笔者在信息管理系承担了十多年的计算机网络基础课程教学任务,在教学过程中坚持改革创新,在计算机网络基础课程理论教学与实训教学方面积累了一些经验,下面对计算机网络基础课程教学的改革创新谈谈自己的看法与建议。 一、课程教学目标 计算机网络基础是计算机应用技术专业的基础性课程。本门课程的教学目标是培养适应社会需求的网络管理与维护的技术型应用人才。 二、优化课程教学体系与教学内容 1.传统教学模式的缺陷 计算机网络基础传统教学模式存在的问题比较多,例如教学内容比较零乱,教学不直观,导致教学效果不太理想;理论教学与实训教学脱节,一般不采用理实一体化教学方式将理论教学与实训教学融合在一起。 2.构建合理的课程教学体系 根据计算机网络基础课程的教学目标,笔者结合多年的教学经验,认为计算机网络基础课程的教学重点是计算机网络实现过程分析。 3.构建理实一体化教学内容体系 笔者依据理实一体化教学理念,将计算机网络基础课程理论教学重点内容分为四部分:第一部分,计算机网络基本概念。本部分的教学目标是让学生识记计算机网络的发展过程,理解计算机网络的结构、种类、功能与工作过程等。第二部分,网络信息传输以及通信。在这一部分中,重点让学生了解数据通信的概念、数据通信的工作原理以及常见网络硬件设备。第三部分,局域网络构建。在这一部分中,重点介绍局域网的工作过程、物理层定义与功能、数据链路层定义与功能,掌握一些常用协议。第四部分,Internet协议。在这一部分中,重点让学生了解TCP/IP网络互连协议、Internet传输层协议、应用层作用等。 根据四部分理论教学重点,实训教学可以安排网络拓扑实训、数据链路实训、网络层实训、传输层实训与应用研究层实训。实训教学要结合全国或者省级技能大赛的要求,有针对性地进行综合实训,鼓励学生代表学院参加全国或者省级技能大赛。 三、建设理实一体化网络教学资源 传统教学中的教学资源基本上是网页类型的教学资源,不利于师生的交流互动。因此,迫切需要在网页型教学资源的基础上建立理实一体化网络教学资源。职业院校可以利用建设精品课程的契机,打造建设理实一体化网络教学资源。在建设理实一体化网络教学资源时,笔者建议打造基于理实一体化教学模式的计算机网络基础教学资源,在理实一体化网络教学资源中,重点形成一整套理实一体化网络教学资源和技能项目模拟题库,还可以设置课外学生自主实践项目,利用理实一体化网络教学资源教学时应该安排专业实训指导老师全程跟踪指导和互动交流。 四、建立校企合作型网络实训室 计算机网络基础课程的实际应用性比较强。因此,应该特别重视实践教学,科学规划实训教学内容,精选实训教材,配全所需硬件与软件,建立与课堂教学相配套的网络实训室。选择实训教材也是非常关键的,笔者所在学校选择的是闫书磊、李欢编著的《计算机网络基础》教材,该教材采用理实一体化教学模式编著而成,网络实训内容选择比较合理。 五、选择和使用先进的教学模式与教学方法 计算机网络基础课程内容比较抽象,用传统教学方法教授,学生会感到学习枯燥无味。要调动学生学习的兴趣和积极性,选择教学方法与教学模式非常关键。 1.采用现代化的教学手段 在教学过程中,建议采用多媒体教学手段,这样能够将抽象的知识形象化,使学生能够更容易理解。运用多媒体教学手段,可以增加教学内容的趣味性,扩展教学内容,促进教学效率的提高。当然,如果遇到需要演绎公式推导时,可以采用黑板辅助教学。 2.多举例与类比,使复杂问题简单化 由于计算机网络基础课程抽象难懂,在教学中教师应该多举例,用生活中的类比事件让学生理解知识,例如在讲到“协议”与“层”的含义时,可以举例两个国家领导人通话的例子,双方通话是要遵循一定的规则的,处于上层的通信需要下层协议的支持来实现。 3.模拟项目化课程设计或者实习 一些重要的教学内容可以根据技能大赛的题型,采用项目化的方式考察学生的学习情况。在课堂教学之外,增加实习环节,让学生深入企业,在实践中应用知识。 计算机网络基础论文:兴趣教学法在中职计算机网络基础教学中的应用实践 摘 要:对于计算机课堂,学生通常觉得都是枯燥无味的,而在计算机网络基础教学中应用兴趣教学法,学生通过对计算机进行自主操作,感受到计算机科学的魅力,就会提高其学习兴趣,最终有利于学生对知识的牢固记忆。兴趣教学法相对于传统的计算机网络基础教学模式而言,更能调动学生的学习兴趣,学生自主操作计算机,使其最基本的操作能力得到提高,同时也能提高教学质量。对兴趣教学法在中职计算机网络基础教学中的实践应用技巧进行分析。 关键词:兴趣教学法;课堂氛围;电脑游戏 兴趣是最好的老师,也是学生学习知识的动力源泉。在教学中应用中职生的好奇心,能提高学生的学习兴趣和积极性,进一步提高课堂教学质量。国家只有对人才培养加以重视,才能得到发展和进步,而人才培养是一个从小就应抓起的事情,中职生作为国家的希望,应接受更高质量的教学,而对于中职计算机教育,必须重视其教学的有效性,以培养学生的逻辑思维能力和操作能力等。利用兴趣教学模式,能够增加学生对计算机的学习兴趣,从而使教学的有效性得到保障。本文就兴趣教学模式在中职计算机网络基础教学中的科学应用展开研究,以更好地实现教学目的。 一、兴趣教学模式在中职计算机网络基础教学中的应用优势 1.有利于学生熟练掌握对计算机的操作,从而激发学习兴趣 学生在学习计算机过程中,教师应用兴趣教学能够增强学生的好奇心和兴趣,从而对计算机进行自主探索。教师可以在课堂上展示计算机操作的奇妙之处给学生看,吸引学生的注意力,从而使学生对计算机学习产生探知的欲望。一旦学生有了兴趣和求知欲望,就会自觉地对计算机进行探索,在这个自主探索的过程中,学生不仅对计算机知识熟练掌握,而且其计算机操作能力也得到了提高。 2.和谐课堂氛围 在计算机网络基础教学中应用兴趣教学模式,不仅增加了师生互动环节,而且有利于培养教师与学生之间的感情,通常情况下,学生如果喜欢哪位老师,上课时就会认真听讲,积极回答问题,而倘若学生不喜欢哪位老师,就会在上课期间不注意听讲,甚至有时候还会进行破坏捣乱。利用兴趣教学法使学生对计算机学习产生兴趣,学生也会喜欢计算机老师,从而增进师生之间的情感,使课堂气氛更加活跃,一个良好的课堂教学环境是提高教学质量的前提。 3.激发学生潜能 我们可以在学生的日常学习中看出,学生对某学科感兴趣就会付出更多的努力。相反,如果学生对某学科不感兴趣,则付出的努力相对较少。兴趣教学法更有利于培养学生的学习能力,促进学生学习。学生在兴趣教学法中通过自主探索计算机,不仅自身的潜能得到了开发,而且也锻炼了自己的思维能力。 二、兴趣教学模式在中职计算机网络基础教学中的实践策略 1.利用学生好奇心理开展兴趣教学 当前社会快速发展,计算机已经得到普及,因此现在的中职生在迈入中学以前,大都对计算机有所接触,而且对其使用方法还略知一二。一般情况下,大部分学生对计算机的学习还是很感兴趣的,这就说明学生还是有内在驱动力的,因此,中职计算机教师在进行兴趣教学时可以充分利用学生对计算机的好奇心理。例如,在计算机网络基础教学中制作幻灯片这一节,教师可以在教学前向学生展示自己事先做好的幻灯片,而且选择学生感兴趣的话题作为幻灯片的内容,可以是娱乐人物,也可以是时下热点,通过幻灯片展示来引起学生的兴趣,从而调动学生对幻灯片制作的积极性。利用学生的好奇心理开展兴趣教学,调动学生的学习积极性,有利于营造一个和谐的计算机课堂学习氛围。和谐的课堂氛围是学生有效学习的一个前提,两者相互交融与促进,最终有利于教学目标的实现。 2.利用电脑游戏促进兴趣教学 中职生一般都比较喜爱玩游戏,游戏具有一定的趣味性和挑战性,能够锻炼人的思维能力,并且使人的情感认识得到增强。利用电脑游戏来提高学生对计算机学习的兴趣很有实效,通常学生对计算机知识的讲解提不起兴趣,不过如果在计算机课堂中穿插一些小游戏,使每位学生都能够亲身参与其中,然后再进行知识讲解,并且融入一些计算机的基本操作方法,就会有效增强学生的兴趣。例如,一些学生在语数外学习中成绩不好,不过却熟练掌握计算机的相关知识,因为他喜欢动手操作,这个时候教师就可以鼓励学生学习,这样学生就会在课堂上表现积极,学习成绩得到提高。适当运用电脑游戏来提高学生对计算机的学习兴趣,能够有效提高教师的教学质量。 3.不断改进计算机网络基础教学方法,提升学生的学习兴趣 从根本上说,提升学生学习效率的关键在于提高其学习兴趣,教师必须对计算机网络基础教学方法进行不断创新,对学生在学习过程中的思想状态与学习特点加以了解,制定与学生自身相适合的教学方案。例如,日常工作与学习中,组织开展有关计算机的赛事,积极鼓励学生主动参与竞赛,将学生的自尊心与进取心激发出来,确保学生在备赛与参赛期间能够拓展思维能力,并积极寻求问题的解决方案。明确学生在学习与教学中的主体地位,确保教学工作能够向提升学生思考能力方面倾斜。 兴趣教学模式在中职计算机网络基础教学中的应用,能够有效激发学生对计算机学习的兴趣,充分调动其学习的积极主动性,还有利于创造一个良好的课堂氛围,从而启发学生思维,提高教学质量。教师在计算机网络基础教学中,还要对自身的信息技术水平加以提高,注重创新,选择多种渠道应用兴趣教学模式,只有这样,才能最终实现教学目标。
版图设计论文:一种基于厚膜工艺的电路版图设计 摘 要: 在电子线路版图设计中,通常采用印刷线路板技术。如果结合厚膜工艺技术,可以实现元器件数目繁多,电路连接复杂,且安装空间狭小的电路版图设计。通过对3种不同电路版图设计方案的理论分析,确定了惟一能满足要求的设计方案。基于外形尺寸的要求,综合考虑电路的性能和元件的封装形式,通过合理的电路分割和布局设计,验证了设计方案的合理性和可实现性。体现了厚膜工艺技术在电路版图设计中强大的优越性,使一个按常规的方法无法实现的电路版图设计问题迎刃而解。 关键词: 电路版图设计; 电路分割设计; 厚膜混合集成电路; 厚膜工艺 0 引 言 随着电子技术的飞速发展,对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高,对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。除了集成电路芯片的集成度越来越高外,电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。 1 厚膜工艺技术简述 厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。 厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上,将电阻通过激光精调后,再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。 厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。 图1 厚膜工艺流程图 厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。 2 电路版图设计 2.1 设计要求 将电路原理图(图2,图3)平面化设计在直径为34 mm的PCB板上(对电路进行分析后无需考虑相互干扰),外形尺寸图见图4。其中:序列号及电源为需要引出的引脚。 表1 厚膜工艺与印制板工艺比较 图2 原理图(1) 图3 原理图(2) 图4 外形尺寸图 2.2 设计步骤 2.2.1 分类清点电路中的元器件数量 分类清点电路中的元器件数量见表2。 表2 元器件数量 2.2.2 确定电路设计方案 根据电路原理图,对以下3个方案逐一进行分析: (1) 方案1:在印制板上双面布线 简单计算一下各种元器件所占面积:贴片电阻电容:4.8×46=220.8 mm2;贴片二三极管:8.9×5=44.5 mm2; 贴片集成电路:77×3+72=303 mm2;贴片运算放大器:33.44×11=367.84 mm2;电 位 器: 38×4=152 mm2;晶振:16 mm2。 元器件的总面积:220.8+44.5+303+367.84+152+16=1 104.14 mm2≈11 cm2。 印制板的可利用面积(单面):3.14×14.52=660.185 mm2≈6.6 cm2。 很显然,利用双面布局布线,印制板的面积远远满足不了设计的需要。另外,印制板为圆形,元件布局时面积的利用率更低。所以仅仅利用印制板的面积来进行平面化设计,理论上不可行。 (2) 方案2:印制板上安装双列直插式厚膜电路模块 采用厚膜工艺和印制板工艺相结合的方法进行布局布线。首先将电路原理图进行合理分割,确定要利用厚膜工艺进行设计的那部分电路,剩余部分电路则布线到印制板上。用厚膜工艺的电路,在陶瓷基板上采用双面布线,组装贴片元器件,可以增大布线的面积。然而,为了和印制板结合起来,双列直插式厚膜电路模块的引出端数目需求较多,采用最多的引出脚数量,也满足不了印制板与厚膜电路电连接的需要。 若采用裸芯片元件进行布线,则必须采用金属全密封封装。由于金属外壳的存在,导致基片的面积变得更小,模块的引出端数目随之减少。另外,裸芯片的电路只能采用单面布线,这样不能满足元件放置的需要,更不可能实现布线的需求。 所以该方案也不可行。 (3) 方案3:印制板上安装2个单列直插式厚膜电路模块 由方案1和方案2得知: (1) 必须在印制板上安装厚膜电路模块; (2) 采用2个单列直插式厚膜电路模块,且均采用双面布线。 2个单列直插式厚膜电路模块和1个双列直插式模块进行比较,虽然引出脚数目相等,但2个单列直插式电路比1个双列直插式电路的布线面积增大了1倍。对于圆形的印制板,将2个厚膜电路模块平行放置在直径上和与直径平行的最近位置,就可以保证厚膜电路模块和印制板之间的过渡线数目最多,且高度不会超过允许高度。经验证,这样的布局达到了厚膜电路模块和印制板上电路连接的需要,而且所有元件达到合理放置。 所以,方案3是可行的。 2.2.3 电路版图设计过程[3?4] 根据印制板外形尺寸的要求,2个单列直插式厚膜电路模块的陶瓷基片分别选用32 mm×16.5 mm×0.8 mm和30 mm×16.5 mm×0.8 mm两种,根据电路的工作原理,对2个电路原理图进行合理分割,可调元器件和大体积元件放置在印制板上,不可调部分分别放置在两个陶瓷基片上,经过合理布图,陶瓷基板上PCB图分别见图5,图6。 图5 厚膜电路1(正面和反面) 图6 厚膜电路2(正面和反面) 红色为一次导体,浅绿色为介质,深蓝色,红色为一次导体,湖蓝色为介质,为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,紫色为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,共有13个引出脚。共有12个引出脚。 将两个厚膜电路模块按照厚膜电路的工艺进行封装完成后,作为印制板上的两个元器件,将其与厚膜电路模块外的元件在印制板上进行布局布线设计,即可完成整个电路的版图设计,并达到了设计要求。整个产品的印制板装配图见图7。 图7中,W1~W4为电位器,X为晶振,J1和J2分别为两块单列直插式厚膜电路模块。C2为片式钽电容,U7为SO?8集成电路,R*为片电容,其余为引出脚。 图7 印制板装配图 3 结 语 在电路版图的设计过程中,充分考虑到调试的需要,将需调试的元件和体积较大的元件放置在印制板上,无需调试的小体积元件放置在厚膜电路模块里,使得仅利用印制板难以完成的布图任务因巧妙利用厚膜工艺集成而大大缩小了产品的体积,从而实现了复杂电路体积小型化的目的,而且使产品美观,调试方便。 厚膜技术从早期应用在航空航天、卫星通信等领域,发展到现在的汽车、家用电器、音响设备等工业领域,无不说明厚膜工艺技术有着很好的发展前景和实用价值。 版图设计论文:《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。 版图设计论文: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 收稿日期:20110911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。 版图设计论文: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。 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。 版图设计论文: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。
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。
卫星通信系统论文:MF-TDMA卫星通信系统信道分配研究 【摘要】 随着卫星通信技术的发展,其在各行各业得到了广泛应用,通过不同多址方式的相互结合,产生了具有代表性的跳频时分多址MF-TDMA,本文首先介绍了MF-TDMA卫星通信系统应用时的网络组成,然后对其组网工作原理进行了阐述,最后重点介绍了该系统的信道分配算法,从时隙申请与分配,跳频工作方式的选择两方面进行优化分配,以提高信道的使用效率。 【关键词】 卫星通信 MF-TDMA 信道 时隙 一、引言 卫星通信系统的多址方式有频分多址(FDMA) 、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)等,随着技术的发展,各种不同的多址方式相互结合,形成混合多址调制方式,其中最具有代表性的是跳频时分多址MF-TDMA (Multi-Frequency Time-Division Multiple Address) [1],此系统很好的将FDMA和TDMA合二为一,从频域和时域二维空间对卫星资源进行分配,首先采用FDMA方式将信道分割成频率不同的若干路载波,然后再在每一路载波上使用TDMA的方式分割成若干时隙,以便用户可以在指定的时隙内使用指定的载波频率进行数据的传送,这就为组网通信带来了极大的便利,很容易组建星状网和网状网,实现一点对多点或多点对多点的组网通信,可广泛应用于军事、气象、电信、教育、人防、交通、广电等行业。 二、系统组成 MF-TDMA卫星通信系统由主站(含备份主站)和分布在各地的若干远端站构成,他们之间通过不同的载波和时隙实现业务、控制等信息的交互。 2.1主站 主要设备包括卫星天线、ODU、TDMA 主控终端、网管。主站负责发送TDMA 时钟参考信号和帧计划,是全网的时钟参考基准和卫星资源分配中心。网管负责整个卫星通信系统运行的集中控制管理,主要完成网络管理、资源分配、流量统计等功能。实际组网应用中可根据实际情况配置两台TDMA主控终端,互为备份,以提高整个卫星通信系统的可靠性。 2.2备份主站 设备配置与主站相同,主要作用是在主站出现故障时承担主站的工作,主备站之间实行自动切换,且在切换过程中系统仍能正常工作。 2.3远端站 远端站主要设备包括卫星天线、ODU、TDMA 业务终端。远端站以主站为参考,按照主站下发的帧计划在所分配的时隙内传送突发信息。当然远端站也可配置帧计划产生单元,以便于当主站和备份主站双双发生故障时,能将该远端站配置为主站,以增强系统的抗毁性。 三、组网工作原理 MF-TDMA卫星通信系统扩大了卫星信道的应用规模,支持同一时刻处理多路载波,支持多路载波间的频率跳变,支持载波速率变化。 在多个载波信道中,有一个称为主载波信道,这个主载波信道由参考突发时隙、测距时隙、申请时隙和数据时隙构成。一个远端站开机进入运行状态后,首先接收主载波信道,解析参考突发,获取帧计划;然后通过测距时隙,进行测距,完成主站与远端站之间的时钟同步;同步后,当时间到达该站突发时隙时传送突发信息。 各站接入的话音、数据、视频综合业务等首先要进行分段、打包处理,处理后获得的分组加入目的站址、数据保护等信息,然后通过申请时隙向主站发送业务时隙请求,主站收到请求后,从时隙池中选择空闲时隙分配给该站,并按照时隙分配表在指定载波和时隙位置上发送。在远端站接收端,进行解调和过滤,若目的站址不是本站则丢弃,若是则进行解封装处理。 MF-TDMA卫星通信系统组网时每个载波可根据站型能力配置载波速率,对业务量大的站点配用高速载波、对业务量小的站点配用低速载波。通过载波跳变频、变速率,不仅提高了系统网络的容量,而且信道分配更加灵活,可实现不同大小站型、多种业务类型的远端站灵活组网。但随着业务量的增多,现有卫星资源就显得捉襟见肘,那么如何来提高现有卫星的资源利用率呢?这时信道资源分配就显得更加重要。 四、MF-TDMA信道分配研究 MF-TDMA 系统的卫星信道资源是根据业务量的大小动态申请、分配的,具有突发性。传统的“FIFO”传输策略将不同类型的业务混杂在一起分享带宽资源,对实时性要求不高的文件传输业务影响不大,但对实时性要求极高的话音和视频等流类型业务来说影响会相当明显,如出现因带宽受限导致的话音或视频传输抖动、断续等现象。因此,业务在MF-TDMA卫星网络中传输使用时,必须设计合理的QoS保证机制,实行合理的信道分配算法。 4.1时隙申请与分配 当远端站与主站时钟同步后,则开始进行业务数据的突发传输。在信道分配集中控制方式下,信道的时隙分配由中心站完成。主站根据远端站的能力及申请的时隙数、服务质量保证等在载波组内为其分配载波和时隙信道。远端站再通过解析分配结果获得时隙的使用权限,在分配的时隙内进行发送突发数据。时隙分配表中包含着每个时隙的使用规划,由若干个分配单元组成,每个分配单元描述了一个时隙的类型和使用者[2]。 具体时隙申请和分配具体过程为: 1)每个远端站根据其业务的特性向主站发送申请信息; 2)主站的时隙分配表生成单元根据收到的每个远端站申请信息进行时隙分配表生成计算,得到时隙分配表后通过参考突发下发至全网各远端站; 3) 每个远端站接收到参考突发后,对时隙分配表进行解析,获得本地球站的数据时隙分配情况; 4)在分配的数据时隙内,各远端站发送业务数据。 由实际工程经验可知,帧中的数据时隙有四种使用方式:预分配使用方式、保证使用方式、按需分配使用方式和自由使用方式[3]: 1)预分配使用方式:指把载波上的某些时隙指定分配给某站发送业务,类型可以是实时的也可以是非实时的,为“不占用也满足”的分配方案,主要用于随时需要带宽保证的业务。 2)保证使用方式:指某站配置了保证时隙,系统必须给以分配保证,为“需要必满足”的分配方案。不同于预分配方式自始至终占用部分时隙,对于具有保证使用时隙的远端站,当业务所占带宽没有达到相应的保证量时,剩余的时隙可以分配给其它站使用,而一旦本站需要,系统将会对此站的业务予以优先满足。保证使用方式适用于那些带宽变化比较大,实时性要求不高,而且需要一定带宽保证的业务(如IP数据业务)。 3)按需分配使用方式:指按照带宽的申请量进行时隙的动态分配。 4)自由使用方式:主要为突发性的非实时业务所提供的时隙使用方式。 时隙分配要考虑时隙利用率、业务服务质量、时隙分配的公平性等,采用“实时业务时隙位置相对固定,非实时业务时隙重分配”的原则进行计算。 4.2跳频工作方式 跳频工作方式只要包括:发跳收不跳MF-TDMA、收跳发不跳MF-TDMA和收发都跳MF-TDMA三种组网系统,叙述如下: 1)发跳收不跳MF-TDMA组网系统 目前的MF-TDMA卫星通信系统大都采用发跳收不跳方式,发送载波的时隙可以在不同频点上跳变,接收载波固定在不同的频点上。设计时将所有远端站进行分组,一组由多个站构成,并为每个组分配一个固定的接收载波,称为值守载波。各站间进行通信时,接收站在值守信道上接收其它站发送给自己的信息,发送站将突发信号发送到接收站值守载波上,并根据所处的值守载波不同而在不同的载波上逐时隙跳变发送信号。 2)收跳发不跳MF-TDMA组网系统 组网设计时同样将所有地球站进行分组,并为每组站分配一个固定的发送载波。与其他站通信时,发送方在自己固定载波的指定时隙位置发送,接收方根据发送方的载波不同而逐时隙跳变接收。 多类站型混合组网通信时,大口径站配置的固定发送载波最高速率取决于所发送的小口径站的接收能力,而小口径站配置的载波最高速率则取决于小口径站本身的自发自收能力。与发跳收不跳组网方式相比,收跳发不跳系统大口径站的最高发送载波速率高于发跳收不跳系统大口径站的最高接收载波速率,而小口径站的发送和接收载波最高速率相同。因此从多类站型混合组网的系统容量方面比较,收跳发不跳MF-TDMA系统优于发跳收不跳MF-TDMA系统。 3)收发都跳MF-TDMA组网系统 此系统各站发送和接收突发信号都可根据所处载波的不同而跳变。不同于发跳收不跳和收跳发不跳系统,各站间不再进行分组。站间分配载波和时隙基于双方收发能力进行,即根据其不对称传输能力而分配不同载波上的时隙。因此,多类站型混合组网时,载波速率的配置取决于大口径站本身收发能力和小口径站本身收发能力。收发都跳MF-TDMA系统的多类站型组网能力优于收跳发不跳MF-TDMA系统和发跳收不跳MF-TDMA系统。 3种组网系统实现方式在支持多类站型混合组网的能力方面,收发都跳系统MF-TDMA最强,发跳收不跳MFTDMA系统最弱。在实际的应用过程中,发跳收不跳MFTDMA系统能够构建基于分组交换的网络,而收发都跳MFTDMA系统和收跳发不跳MF-TDMA系统只能构建基于时隙的电路交换网络。另外,在技术实现复杂度方面,发跳收不跳MF-TDMA系统最为简单。基于各自的综合优势和实际的应用需求,发跳收不跳MF-TDMA 系统得到了广泛应用并成了发展主流,但是如何弥补其支持多类站型混合组网能力的不足还值得研究,目前相关研究人员提出了一种双值守载波MF-TDMA解决方案来解决此问题,我们将在以后的应用中去检验。 五、结束语 随着各行各业信息化建设进程的加快,对中高速灵活组网卫星通信的需求越来越迫切。目前,MF-TDMA网是唯一支持中高速综合业务组网,也支持小系统独立组网应用的网络体系。 要想使 MF-TDMA系统能够发挥最大作用,实际使用时必须对其进行深入研究和规划,在保障任务需求和服务质量的前提下,给出帧效率较高、转发器资源利用率较高和站型配置合理的系统方案。相比其它体制卫星通信系统,MFTDMA 卫星通信系统的应用前景将非常广阔。 卫星通信系统论文:民用航空卫星通信系统中的信道编码技术研究 摘 要:民用航空卫星通信系统以卫星为中继站,使用机载设备将机上语音及数据信息转发到地面航空网络。民用航空一般使用铱星系统和海事卫星系统传输语音及数据信息。随着民用航空的发展,卫星通信不仅用于前舱安全通信,后舱的非安全通信也依赖卫星通信。在卫星通信中,受到自由空间损耗、噪声、多径、多普勒频移等影响,信号会出现较大的畸变,在功率受限的情况下,需要采用较强纠错能力的信道编码方法来信号降低误码率。该文主要介绍了适用于民航卫星通信系统的信道编码方案,并给出了卫星通信信道下的误码率性能。 关键词:卫星通信 信道编码 随着国内民用航空系统的发展,卫星通信成为其不可缺少的一部分,中国民航局在《航空承运人运行中心(AOC)政策与标准》中规定,卫星通信是无线电语音通信的主要通信方式。卫星通信在世界上绝大多数地区内可用于空中交通服务(ATS)、航务管理、航空公司行政管理通信和航空旅客通信等。民用航空卫星通信系统以卫星为中继站,将机上语音及数据信息转发到地面航空网络。民用航空一般使用铱星系统和海事卫星系统传输语音及数据信息。由于卫星运行轨道距离地面几百、几千、甚至上万公里,因此覆盖范围远大于一般的微波通信系统。在卫星通信中,受到自由空间损耗、噪声、多径、多普勒频移等影响,信号会出现较大的畸变,在功率受限的情况下,需要采用较强纠错能力的信道编码方法来实现,将信号误码率降低。 1 现状 铱星系统为低轨卫星系统,卫星运行轨道高度为733米到785米,66颗卫星组成星座,覆盖了地区包括南北两极的全部区域,可支持的数据速率为4.8kbps(语音)和2.4kbps(数据),传输时延大于2.6ms。使用码率r=3/4,约束长度为7的卷积码作为前向纠错码。铱星系统轨道高度低,路径衰减小,传输时延短,便于减小卫星和终端的体积,成本低。 海事卫星系统是一种高轨卫星系统,也是一种地球同步轨道卫星,卫星轨道高度大约为35700km。海事卫星系统使用卷积码编码,维特比译码。 早期的民航卫星通信系统主要用于前舱语音通信,保证前舱及时地与地面建立通信。随着民用航空的发展,人们对于后舱使用卫星通信业务的要求也越来越迫切,而后舱通信的关键是大量数据同时传输,卷积码的纠错性能已经不能满足新一代的卫星通信系统。对于要求越来越高的卫星通信系统,高的传信率和低的误码率成为了衡量系统好坏的一个标准。新兴的Turbo码和LDPC码是卫星通信系统中较为理想的信道编码方法。 2 数字卫星通信系统 数字卫星通信系统模型如图1所示,u是信道编码器的输入,对u加入冗余校验位,按照某些编码规则编码后,编码器输出。卫星信道充足的带宽允许系统以较低的码速率传输数据,数据之间的符号干扰可以忽略,信道引入的加性噪声和干扰可以用高斯白噪声来模拟,并且这种噪声在符号之间是相互独立的。所以卫星信道基本上是加性高斯白噪声信道(AWGN)。 3 Turbo码 最初的Turbo码是由Berrou提出,编码结构中将两个系统递归卷积码(RSC码)通过交织器并行连接,一个信息比特产生两个对应的校验位信息,这两个RSC吗的编码器结构相同。它的译码采用迭代译码方案,两个分量码轮流调用软输入软输出(SISO)译码器,进行迭代译码。Berrou和Glavieux经过大量实验验证,采用随机交织器的Turbo码,信息序列长度为65535比特,通过18次迭代译码,在信噪比Eb/N0为0.7dB时,码率1/2的Turbo码能达到AWGN信道上误比特率(BER)小于等于10-5,从而证明Turbo码是一种逼近容量限的码。 Turbo码编码通过一个交织器将两个分量码编码器并行级联。交织器将信息比特重新置位,使得相同信息序列内的输入比特按照不同的方式排序。 假设信息位位数为k=1,定义输入信息序列长度为N,信息序列为,其中。输入信息一方面输入分量码1的编码器进行卷积编码,同时输入信息进入交织器交织后,产生相同长度但比特位信息不同的序列。然后将输入到分量码2的进行编码,从而得到了和这两个不同的校验序列。假设分量编码器1采用码率1/2系统递归卷积码(RSC码),同时分量编码器2也采用这种分量码,那么在不使用删余技术时整个Turbo编码器的码率就是1/3。整体码字由系统比特序列和校验比特序列和构成。这就是说时间i的编码输出为,其中。 为了提高Turbo码的效率,减少校验位,我们可以使用高码率的分量码,还可以对两个校验序列进行有规律的删余,接收端再将接受到的比特序列与信息序列复用起来,复用后的传输序列会输入到数据调制器。举例如下,为了将Turbo码的码率提升至1/2,可以按照如下的删余矩阵对两个校验序列进行删余 其中矩阵P第t行的0,表示将删掉校验位中的第t比特校验信息。那么如上所示的P矩阵表示删去校验序列中的偶数比特信息和中的奇数比特信息。要获得更高码率的Turbo码,可以参考文献[3],获得更多的删余Turbo码性能分析和删余矩阵。经过删余后,在i时刻Turbo码编码器的输出为,其中由和交替组成。 Turbo码采用分量码迭代译码,将两个分量译码器dec1和dec2串行连接进行译码,其中分量译码器的输入输出均为软信息,而且译码过程中对应的交织器与编码中所使用的交织器类型相同。第一个译码器dec1对分量码1进行MAP译码,然后输出关于信息序列中每一比特的后验概率值,并从这个后验概率信息中分离出外信息,通过交织器后,输入到dec2;第二个译码器dec2将dec1输出的外信息作为dec1的先验信息,对分量码2进行MAP译码,输出针对交织后信息序列中的每一比特后验概率值,最后从这个后验概率值中分离出外信息值,对其解交织后输入dec1,进行下一次译码。经过这样的多次迭代,从dec1或dec2输出的外信息数值会趋于稳定,后验概率比将逼近于最大似然译码,即以迭代译码的局部最优解来近似得到最大似然译码的全局最优译码结果。 4 LDPC码 R.G.Gallager提出的LDPC(低密度校验码)采用随机方法构造校验矩阵,在迭代译码算法下,LDPC码也能逼近信道容量。 根据双向递归快速编码算法设计实现LDPC码的编码器。准循环双对角LDPC码,它同时具有准循环和双对角两种结构特性。作为一种准循环LDPC码,它的校验矩阵由多个大小相等的子矩阵构成,每个子矩阵为全零方阵或单位阵向右循环移位的置换矩阵。 LDPC码可采用多种方式译码,即大数逻辑译码(MLG),比特翻转(BF)译码,加权的比特翻转译码,后验概率(APP)译码,以及和积算法译码。和积算法在这五种译码算法中显示出最好的误码率性能,它的译码算法是基于置信度传播的迭代译码。类似于Turbo码的迭代译码过程,下一次迭代的输入是上一次译码输出时计算出的码符号可靠度量度。译码过程会迭代进行,直到满足算法中要求的停止条件。最后,根据计算出的码符号的可靠度量度,做出硬判决。 LDPC码在各种信道条件下,都比相同的目前已知的编码方式有更好的性能。对于长码,LDPC码的性能要超过Turbo码。 5 性能仿真 我们在AWGN信道上的信息传输模型为: 其中,服从高斯分布N(0,1),是与编码序列对的调制信息。若采用BPSK调制,则信道上传输的离散发送符号为 通过信道的传输、接收端相干解调,那接收机的匹配滤波器在i时刻的输出采样值为。 给出信息序列长度120,1/3和1/2码率的Turbo码短帧长仿真结果,见图4。采用分量码为(1,15/13)系统递归卷积码,分量码的结尾处理方式为截断和归零。调制方式为BPSK,信道为AWGN信道,译码算法为Log-Map算法,迭代8次。本文的交织器采用QPP交织器。 同时,图2给出了(1280,2560)码长的LDPC码性能仿真,其中包含两个LDPC码(分块数分别为8×16和16×32)。采用归一化最小和译码,其中归一化修正因子α取值为0.75,信道模型为AWGN信道,调制方式为BPSK调制,无量化迭代50次,每个点均统计800个错误帧。 6 结语 Turbo码近似于随机码,有较强的纠突发错误的能力,因此,被认为是应用于卫星ATM网络较理想的信道编码方式。而对于长码,与LDPC码对此,Turbo码存在错误平层,所以长码倾向于LDPC码,以提高系统性能。 卫星通信系统论文:卫星通信系统中的同步及解调技术研究 摘 要:定时同步技术与调制信号解调技术作为卫星通信系统中最为关键的两大技术要点,随着近年来我国载人航天事业的快速发展已经成为了卫星通信领域中的热点研究问题。本文将分别对卫星通信系统中的定时同步技术与信号调制解调技术进行深入的介绍、分析与研究。 关键词:卫星;通信系统;同步技术;解调技术;研究 随着科学技术的不断发展与经济社会的不断进步,世界已经进入了信息高速流转的信息化时代。而卫星通信技术作为各种信息收集、中转、传递的载体也因此进入了高速的发展时代。随着信息化时代的到来,信息作为一种重要资源不仅承载着经济、技术、军事等多方面的资源价值,对于社会发展也具有着十分重要的意义,而加强对卫星通信系统中关键性技术的研究也成为了保证卫星通讯系统正常运转的重要内容。本文将主要对卫星通信系统中的定时同步技术和解调技术这两大关键技术进行分析与研究。 一、卫星通信系统中的定时同步技术 (一)定时同步技术概述。由于现行的卫星数字通信系统中的数字信息发送端口与接收端口之间存在着一定的位置偏差,而这则会致使两地的时间是不同的,因此会造成数据传输接收端口在进行采样时的误差,而误差的存在则会极大的增加卫星通信系统中的误码率,造成数据信息传输的失真,影响人们的正常工作和生活。而定时同步技术则能够最大限度的提高数据信息接收机的性能、降低误码率,这对于卫星通信的数据信息的有效传输是极为重要的。而通常来说,卫星通信系统中的定时同步可以通过三种方式来控制和实现,即模拟定时同步控制、混合定时同步控制与数字定时同步控制[1]。 模拟定时同步控制方式与混合定时同步控制方式都需要通过不断的对数据信息接收端口的时钟时刻进行记录采样,才能最终确定两者的同步时刻,并实现对数据信息的控制,不仅工作量增加了,而且难度也相对加大。而数字定时同步控制技术则可以利用高稳定度的晶体振荡器来实现对数据接收端时刻的记录与控制,既简便又精准,十分便捷[2]。 (二)定时同步技术的整体结构――以数字定时同步控制技术为例。数字定时同步控制技术的定时同步环路主要是由内插滤波器、环路滤波器、定时控制器、定时误差提取器这四大模块来构成的。其中,需要进行传输的数据信号在经过时钟时会自动进行记录采样,当这一数据信息其后于内插滤波器中经过时,会相应输出信号用来为人们进行定时误差的计算提供数据,此时传出的信号再经过环路滤波器最终进入到定时控制器中时,会相应的生成精确的内插位置信息,从而帮助卫星通信系统来完成数据信息的同步。 二、卫星通信系统中的解调技术 (一)解调技术概述。解调技术是构成完整卫星通信系统的重要组成部分,解调技术的良好与否直接决定着卫星通信信息质量的优劣。而卫星通信信息数据质量的好坏与数据信息的信号特性及其与信道特性的匹配程度的高低是有着紧密联系的。并且因为信号特性受信号调制方式选取的影响较大,而信号调制的方式选取的不同,数据信号的解调方式就会相应的有所变动,而这一系列操作都会影响到数据信息的信号特性,从而对信号传输的质量产生不同程度的影响[3]。 卫星通信系统中用于信道调制的方式有很多,传统上人们较多采用的是QAM矩形调制方式,这种信道调制方式由于存在着较为严重的非线性失真问题,因此逐渐被人们所淘汰。为了进一步提高卫星通信系统的通信信号质量,APSK调制方式被人们广泛的应用起来,尤其以16APSK和32APSK这两种信道调制方式最受欢迎。因为APSK调制方式调制出的最终星座图是呈圆形分布的,因此人们又称它为星形QAM调制方式,此种调制方式的主要优点是调制幅度变化较小,不需要进行太多、太复杂的变动,能够最大限度的保证数据信息在进行卫星通信传输时的质量,并且能够很好的对传输过程中存在的非线性失真情况进行补偿[4]。 三、结束语 由于卫星通信系统中的同步即解调技术对于卫星通信系统来说具有重要的作用和意义,是卫星通信中的关键性技术,因此,本文分别对卫星通信系统中的定时同步技术和解调技术进行了分析与研究,希望能够增进人们对这两大关键性技术的了解,并对这两种技术的进一步改进起到一定的帮助。 [作者简介]胡凌霄(1959-),男,福建人,中专,工程师,研究方向:无线电发送及电子通信。 卫星通信系统论文:卫星通信系统技术及其未来发展分析 【摘 要】 卫星通信成为当前主要的通信途径,已在各个领域得到了广泛的使用。本文就结合当前先进卫星通信技术的使用情况,以及各个互用对通信业务的需求情况,对各种先进的卫星通信技术进行深入的研究,并对未来卫星通信技术发展的趋势进行分析,先进的科学技术是卫星通信业务实现可持续发展,与时代需求保持一致的重要条件。 【关键词】 卫星通信系统 通信技术 发展趋势 在科技与信息化时代,个人移动通信和信息高速公路通信需求的快速增长,要达到通信网络全球覆盖,卫星通信是当前最好的工具。卫星通信与传统的通信方式相比,其在技术和成本上占据很大的优势,其成本低,信息信号比较强,覆盖范围比较广,通信容量比较大,通信距离比较远等优点,已成为当前最为主要的信息化手段之一。 1 卫星通信系统的基本组成 卫星在通信中起着中转作用,把地球站传送来的信号经过变频和放大转送到另一端的地球站,地球站是卫星与地面信息系统的链接点,用户通过地球站途径进入卫星通信系统中,形成链接的电路信号链,为了确保系统的运行正常,卫星通信系统必须和地面的监测管理系统和测控系统想链接,测控系统能够对通信卫星运行的轨道进行检测和控制,以保证地面检测系统能够对卫星所传送的通信信息进行有效的监控,保证系统安全与稳定的运行。卫星通信系统的组成图如图1所示。 2 我国卫星通信系统的发展现状 卫星固定通信发展的基本情况。随着我国航天技术的发展,卫星通信网建设快速发展,交通、银行、新闻、地质探测、交通运输、电力传送、水利兴修、航天航空、天气预报、农业种植、金融交易、国家完全和社会维稳等多个行业领域内使用卫星通信网,在地球上已经建立上万座卫星通信系统和地球站。 卫星移动通信。卫星通信的建立使陆地、海上和空中各种目标之间以及地面民用网络通信业务得到了解决。我国的便携式用户终端在静止轨道卫星移动通信系统中运行较好,只有中低轨道系统的运行状况不佳。在国际海事卫星组织(INMARSAT)成员国群体中,我国进入了INMARSAT的M站和C站,建立了进上万部船载、机载和陆地终端,能够为我国附近的海洋区域提供通信服务。在水利、抢险救灾、地质、海关、石油、安全、体育、新闻、银行、军事、外交和国防等行业领域配备了相应业务终端。 卫星电视广播。事实证明,卫星通信在电视广播中的应用具有传播远、见效快、服务区域大、投资省、经济效益高和质量高的优势,特别是提高山区电视广播节目信号最有效、最先进的途径。国外卫星电视广播信号已经进入了我国,二国家将卫星电视直播系统作为国家重点项目实施建设。当前,我国的卫星通信网络覆盖已经全面铺开,在经济的发展,国防的巩固和教育事业的发展等领域发展着重要的作用。 卫星宽带通信。传统的C和Ku频段卫星通信系统已经与各种宽带通信业务的需求不相符合,而且国外高速率的卫星通信线路在国外已经广泛应用。中国教育和科研计算机网(CER Net)、中国金桥信息网(China GBN)和中国科技网(CST Net)等用国内通信卫星转发器开通了数十条ISP(或区域网络)与核心网络间中继链路,以C、Ku频段卫星传输链路起步,以后增加Ka频段卫星链路和地面通信设施,组成覆盖全国的无级网络。这些互联网系统根据不同的要求可高速互联网接入、远程医疗服务、数据下载、视频会议、远程教学和多点广播等业务。 3 现代卫星通信技术发展研究 3.1 空间激光通信技术 空间激光通信是以激光的光波作为载波、大气作为传输介质的的光通信技术。空间激光通信具有微波通信与光纤通信两个的优势,主要体现在尺寸宽、功率小、波段窄、波束小的优点,很难被障碍物或者其他信号被截获和干扰,安全性能较高。 激光通信具有2.5~10Gb/s的传输速率,世界各国的军事卫星通信系统普遍采用激光通信技术。 3.2 “动中通”技术 “动中通”是指移动的载体在移动过程中时刻跟踪卫星或升空平台,进行数据、语音和图像的传递。在载体的运行过程中,能够测量出载体变化的状况,对其变化监测到的数据进行计算,通过数学平台的运算,变换为天线的误差角,通过调整天线俯仰角、极化角和方位角,确保载体在天线对星在规定范围内进行变化,使载体运动中不偏离卫星发射天线对地球卫星的同步跟踪。“动中通”的跟踪方式有惯导跟踪和自跟踪两种。美国军事的TSAT和“移动用户目标系统”等卫星系统都有很强的“动中通”能力,其天线的最小口径可至0.3m,军队在快速的移动中不会影响卫星通信,可以随时获取卫星通信传送的信号和发送信息。 3.3 空间因特网协议技术 空间因特网协议技术是指在卫星通信系统之间形成一个酷似因特网装的信息系统,建立空间、地面和空中的联系,在全球范围之内接入/部署移动用户。该技术通过IPv6协议以及卫星IP协议提高信号的传送速度和带宽,通过卫星信息系统将信号由空中传送到地面,确保自动的、动态的、网络运行状态,实现了通过一条上行链路和一条下行链路方式连接地面终端与卫星的连接,用户可以利用地面的基本设施和地面系统,访问需要方位的任何互用和数据。只要安全认证的任何用户可以利用这种系统建立用户之间的通信链路。美国在军事上就用IP的新型系统,将现有的卫星通信系统实现了动态和端到端的连接,扩大了信息的容量,减少了控制,增加了适应性,扩大了覆盖面等。 3.4 宽带卫星通信技术 就目前出现的L,S,C,Ku频谱资源与GEO卫星轨道资源紧缺与拥塞现象,使许多卫星通信采用EHF频段和Q/F(40/60 GHz)频段。但是,从市场发展前后相兼容角度看,选择Ku/Ka混合结构也是解决上述问题的一个很好方式,这个手段有助于推动全球信息高速公路的发展,使无缝个人通信和Internet空中高速通道在全球实现。 3.5 星上处理技术 随着信息高速公路的发展,IP业务、宽带传输业务和个人PC通信漫游业务等业务量日益增加,在卫星转发器的设计中使用卫星星上处理技术处理繁杂的信号,如美国的THRUYU卫星、ACTS卫星和亚洲蜂窝移动卫星等。星上处理技术能够对卫星波束的调整和成型,路由的分配和频率的转换进行编程,完成了频率和时隙的预分配,实现了信道的灵活交换、功率的按需分配、波束的灵活调整和端到端之间的话音通信。 3.6 数字信道选择器技术 数字信道选择器将上行链路带宽分成2.6MHz的1900个独立子信道,多个子信道可以达到任何区域覆盖的联通能力,实现了最大灵活度的操作。同时,数字信道选择器也支持组播和广播服务,并为网络控制段提供极其有效、灵活的上行链路频谱监测能力。通过数字信道选择器,X频段和Ka频段实现了互连。 3.7 自适应信道分配技术 自适应信道分配技术能够自动适应资源的配置,处理变化的业务信息,组织性和灵活性很强,使高码率与低码率的用户可实现共享,可以综合固定移动广播网络,能够对这些网络功能体积分布的控制。为交互式的媒体业务提供更广泛的服务和应用,如视频会议、无线因特网等,使移动网络服务多元化发展。除了以上的卫星通信相关技术之外,还包括无缝链接技术、链路模拟器技术、频率复用技术、数字处理技术、多址技术、射频通信技术、现代编码调制技术、扩频跳频技术、多点波束技术和同步光网络技术。 这些先进的技术正在影响着卫星通信系统的发展趋势,有助于卫星通信能够为用户提供更好的服务。 4 卫星通信发展的前景 随着科学技术的快速发展,卫星通信系统能力的提高指日可待,将会为用户提供更加优质的服务。但是,卫星通信系统在开发中也存在着不可估计的难度和风险,必须采取防范的措施。总体来说,科学技术的不断创新,在推动者卫星通信技术的发展,卫星通信的发展前景一片大好。 卫星通信可以独立成为一个系统。在科学技术的发展中,将来的卫星通信系统不再依赖于地面电信网的接受与发送信息设备,可以成为独立的一个网络体系,直接与用户端进行链接,直接向用户提供服务。这对无地面通信设施的地区来说,可以解决用户信息的需求,降低了通信成本。 多种业务并存发展成为趋势。建立一个以卫星通信VSAT系统的发展最主导,多种业务并存的卫星业务综合体系成为卫星通信业务发展的方向,它将与地面多个业务信息系统链接,是对地面传统业务传输网络的补充和延伸,建立一个多元化、多领域、多功能的全球化网络服务体系。 个人通信和数字通信的快速发展。中低轨卫星通信在移动卫星通信中有很大的发展前景,有助于未来“全球个人通信”的实现,是人们真正的进入了个人通信时代。在卫星通信容量和速率增加以及先进数字通信技术的影响下,卫星电视广播业务的发展空间比较大,数字卫星广播,使节目的数量和质量得到很大改善,从而提高人民的文化生活水平。 5 结语 随着卫星高新技术的不断出现、推广和利用,通信卫星的功能将不断扩大,使用的领域将不断拓宽。21世纪的卫星通信,将会有更大的发展空间,并占据重要的地位,与光纤通信一起,成为未来人类通信的重要手段。 卫星通信系统论文:不同卫星通信体制的便携式卫星通信系统浅析 【摘要】本文旨在通过对卫星通信体制的讨论,得到不同卫星体制对应的便携式卫星通信系统的区别,通过对优缺点的描述,便于用户根据不同环境和不同应用的要求选择相应的便携式卫星通信系统。 【关键词】卫星通信;便携;通信体制 在“5.12汶川地震”过后的多次突发公共事件的处置中发现,公共通信网络在突发公共事件发生时通常会出现瘫痪、堵塞的情况,卫星通信作为应急通信的保底通信手段是不可或缺的,如果需要在环境恶劣或特殊地形的条件下第一时间到达现场,并且携带较多的抢险器材,这时体积小、重量轻、便于携带便成为了卫星通信设备考虑的重要因素。现有卫星通信系统具有不同体制,对应的使用环境也有所不同,用户需要根据不同环境和不同应用的要求选择相应的便携式卫星通信系统。 一、现有卫星通信系统的分类及优缺点 卫星现有通信制式有FDMA、TDMA、CDMA。 1.FDMA:频分多址,采用调频的多址技术。不同用户使用不同频带实现信号分割,即在同一时间内不同用户使用不同频带。 优点:一个终端对应一段频段,别的终端不能使用该频段,因为是独享,所以可以支持稳定速度较快的通信,上传、下载速度接近,应用时间较长,设备经过实战考验。 缺点:因是独享,所以在同一载波内不支持多址通信,且主站设备多,配置复杂,通常使用在传输视频上。 2.TDMA:时分多址,采用时分的多址技术。业务信道在不同的时间分配给不同的用户,即在同一频带内不同用户使用不同时隙。 优点:所有终端可以使用同一频段进行通信,在同一载波内支持多址通信,网络规模可以很大且分布起来比较简单,能接收大速率的数据,下载速度通常大于上传速度,下载速率通常大于FDMA,上传速度通常小于FDMA。应用时间较长,设备经过实战考验。 缺点:主站设备比FDMA更加复杂,因带宽不是独享,通信延时长于FDMA。 该通信制式通常在需要较大下载数据的情况下使用,通常使用于综合业务系统,上网、传输数据等。 3.CDMA:码分多址,采用码分的多址技术。业务信道在同时分配给不同的用户,通过不同的码制区别不同的用户。 缺点:在较少终端的情况下传输效率通常低于上述两种制式,上传带宽较小远小于FDMA和TDMA,只能进行低速率的通信。设备较少,没有经过实战考验。 优点:设备架设的复杂度低于上述两种体制。 载波频谱密度低,降低对邻星的干扰,特别适用于0.5m口径以下的VSAT系统;具有软容量特性,即在少量降低在用信道载噪比的代价下,可以在额定系统容量基础上临时增加少许信道,以满足系统突发负载增加。 抗干扰能力强:因将有用的信号扩展到很宽的频带上,干扰信号进入与有用信号同频带内的干扰功率大大降低,从而增加了输出信号/干扰比,因此具有很强的抗干扰能力。 可进行多址通信:采用正交性等方式区别不同终端,使各网在同一时刻共用同一频段,因此在同一频段内可支持多个终端传输。 频带可复用:采用正交性等方式区别不同终端,因此两个不同网络传输的频带可重叠复用。 二、不同卫星通信体制对应的便携系统解析 1.FDMA 设备特点: 系统采用 Ku频段,单跳直连,动态组网,满足低速、中速、高速业务需求。 具有双向通信能力,能实现语音、数据、图像的传输。 具备高速数据传输和视音频传输,每路数据传输速率不小于64kbps,每路话音传输速率不小于8kbps,每路图像传输速率为768kbps至2Mbps;每路综合业务数据至少包含4路话音、1路图像和2路数据。 采用基于IP协议的通信标准和FDMA/DAMA卫星通信技术体制,并能通过卫星链路全网互联互通。 支持任何符合TCP/IP协议的数据,支持QOS协议及TCP协议加速。 系统支持BPSK、QPSK、8PSK等多种调制方式和TPC 1/2、3/4、7/8编码方式。 卫星通信设备通过IP接口与电视会议设备、计算机网络设备、通信设备、视音频编解码设备等连结。 中频接口采用L波段。 系统应具备自动上行功率控制能力(AUPC)。 综合业务数据可通过IP加密方式传输并采用统一型号的加密设备。 设备性能: 自动对星便携站应具备一键自动对星功能,架设开通时间为3-5分钟。 天线应具有高增益、高效率、低旁瓣、小电压驻波比等良好电气特性,旁瓣特性和交叉极化隔离度指标满足卫星公司入网要求。 具备重量轻,抗震能力强,集成度高,工作适应温度范围广等特性。 能为BUC及LNB提供10MHz外参考,能通过馈线给BUC供电。 功耗小、工作温度范围广、重量轻。 便携式卫星站配置1台调制解调器和1台DVB接收机。 2.TDMA 设备特点: 两个背包就是一个完整的基于卫星通信的多业务终端,特别利于越野行动。可以选择人力发电机,这样三人小组可以完成恶劣条件下的应急通信保障。在全国城乡大多数地点,与多个固定地点和机动地点联网通信。在全国城乡大多数地点,与多个固定地点和机动地点进行视讯会议或视讯对话。可以全部放进普通小汽车的后备箱内。可以通过民航普通行李安检。 设备性能: 使用“静中通”天线手动寻星的卫星交互式宽带多媒体通信系统。主要用于卫星应急通信,在到达现场后按要求展开天线,手动寻星,然后建立卫星通信链路。卫星通信链路支持基于IP的数据通信,支持VPN,支持VLAN。系统自身对外具备一个标准的以太网络接口,可以运行地面计算机网络上的所有应用。 可以完成网络访问、网络电话、视讯会议等应用的一个终端的全部基本功能。此时,系统具备了网络拓展的接口,以便接入更多的计算机或网络设备,特别是可选IP保密机的接入;拥有基于PSTN传真机的接入能力,以便收发传真;配有无线图像传输系统,可解决最后一公里的图像传输问题;具有音视频的AV接入和输出,以便接入外接的图像和伴音,或者完成图像和声音的输出。 3.CDMA 设备特点: 主要用于拨打卫星电话,进行小速率的数据传输 可设置热线电话按键,实现一键呼叫; 携带体积不超过50cm×40cm×30cm,总重不超过8kg,包括背包、整体外壳、天线、功放、LNB、调制解调器、内置北斗模块、一块电池、电源适配器、无绳电话、支架; 选用0.3米*0.3米的平板天线,配备无绳电话,方便在单兵设备附近移动使用; 具有无线AP接入点功能,可实现数据(包括图片、文本、短信等)传输,支持802.11a/b无线网络协议,支持UDP网络协议,可通过AP访问该单兵通信系统; 符合卫星运营商的入网要求; 手动对星方式,需配备对星辅助工具,具有卫星信号强度指示灯、指南针等,对星时间为5-10分钟; 支持锂电池供电和使用电源适配器采用交流电供电。电池采用外挂式,可选配不同容量,保证持续工作时间不低于2小时,待机时间不低于8小时; 具有直观的电池电量指示灯、工作状态指示灯; 外部接口应选用航空插座,防水防尘,适应野战环境; 内置北斗定位模块,可在单兵设备数据模式下上传地理位置信息; 设备性能: 提供卫星网内便携站与主站、便携站与便携站以及便携站与公用电话网间的话音通信; 提供卫星网内便携站与主站、便携站与便携站以及便携站与公用电话网间的数据通信; 提供卫星网内便携站与主站、便携站与便携站间的短报文通信; 系统具有基本网管功能,提供系统的信道分配和基本配置管理。 扩频带宽:2、4、8MHz可变。 信息速率:话音,2.4kbps声码话; 数据,2.4kbps。 通信体制: CDMA/PSK/DAMA。 工作频段:Ku频段。 差错控制:LDPC码。 话音接口:二线话音、wifi无线接口话音; 数据接口:网口、wifi。 三、不同卫星便携系统的优缺点和使用场景总结 现总结如下: (一)频分多址(FDMA)不扩频多址通信系统 1.特性 采用调频的多址技术。不同用户使用不同频带实现信号分割,即在同一时间内不同用户使用不同频带。 2.优点和应用环境 频带独享,延时较短,传输的时延抖动较少,通常应用与视音频传输 3.缺点 ODU要求较高,用户增加时,扩展系统能力比较麻烦 (二)时分多址(TDMA)不扩频多址通信系统 1.特性 采用时分的多址技术。一段频带在不同的时间分配给不同的用户,即在同一频带内不同用户使用不同时隙。 2.优点和应用环境 ODU要求较低,扩展系统能力较简单,该通信制式通常在需要较大下载数据的情况下使用,通常应用于综合业务系统,上网、传输数据等 3.缺点 延时长,传输的时延抖动较多,不适合对于延时敏感的传输业务 (三)码分多址(CDMA)扩频多址方式通信系统 1.特性 采用码分的多址技术。在一段频带上,将信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去,接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信,不同的用户使用不同的伪随机码进行区分。 2.优点和应用环境 ODU要求最低,能够降低载波频谱密度,降低对邻星的干扰,抗干扰能力和保密能力强于不扩频通信系统,通常应用于语音、小数据传输等 3.缺点 传输效率通常低于不扩频通信系统,占用频带资源多 卫星通信系统论文:卫星通信系统室外设备监控系统设计与实现文 摘 要 卫星通信射频机房与室内业务机房距离较远,传统的定时巡看方式已不能满足日益增长的保障需求,存在诸多安全隐患,针对此问题,设计卫星射频设备监控系统,通过软件设计实现对射频设备工作状态、参数设置的实时监测及故障报警功能。实际运用表明,该系统稳定、可靠,具有较强的实用价值。 【关键词】卫星通信 射频设备 监控系统设计 随着信息化建设的不断发展,卫星通信在远海保障等领域应用越来越广泛,卫星通信的地位也越来越重要。卫星通信系统一般由室内设备和室外单元组成,室外单元一般安装在室外射频方仓内,由于卫星通信频率较高,射频方仓要求紧随卫星天线建设,由于场地的限制,卫星天线和卫星室内设备之间往往有一定的距离。卫星业务主要由室内设备担负,值班人员大部分时间都在室内机房,距离射频方仓有一定的距离,随着卫星业务量的增加,传统的定时巡看方式已无法满足业务需求,存在诸多不定因素,使得通信不间断的传输得不到可靠保障,因此设计和实现具有射频设备监控和报警功能的系统,对及时发现和排除设备故障,保障卫星系统的正常摘 要运行具有重要意义。 1 系统总体结构 高频段的卫星通信系统射频设备一般安装在距离业务机房较远的射频方仓内,射频设备大都预留了监测接口,可远程实现终端与设备的信息交互。基于此设计卫星通信系统射频监控系统,系统框图如图1所示。监控和处理设备是本系统的核心,通过软件方式控制数据采集设备采集设备参数,并通过数据采集设备实现设备的远程控制,并控制报警系统进行故障报警;数据采集设备通过设备监控接口实现各设备参数和状态信息的实时采集;报警系统实现设备故障报警功能。 目前卫星射频设备遥控口为网络接口,但接口协议为UART协议,因而本系统选取232/422协议的Nport5650串口服务器作为数据采集设备,由于业务机房距离射频机房较远,将串口服务器配置成485接口,各设备和服务器之间通过网线互联。监控和处理设备选用具有网络接口的普通电脑。 2 技术实现 电脑终端作为监控和处理设备,在软件控制下向串口服务器各端口进行命令输出,串口服务器再将各命令发送至各端口对应的设备,对设备告警信息进行采集、参数状态查询、参数设置。设备执行完命令,通过原路由发送相应参数至终端,在终端界面完成相应的显示。 2.1 串口服务器配置 配置主机地址为串口服务器初始化地址网段,然后安装NPort Search Utility,通过扫描,识别并配置串口服务器,进入串口服务器配置界面,配置通信方式为real com mode模式,速率为9600bit/s,编码方式采用8位数据位,1位停止位,并将串口服务器各端口映射到主机,设置各端口号,完成串口服务器配置。 2.2 软件实现 2.2.1 多线程通信控制 串口服务器具有八个端口,每个端口对应一类设备,每个设备需要状态信息采集、参数查询、设置多项线程等代码,反复调试、合理安排各命令优先级,避免冲突,使各命令有序进行。 2.2.2 缓冲区优化 每个串口发送接收多线程命令,每个线程发送结束后会将命令缓存到缓冲区,因此,针对缓冲区进行了优化清理,防止死锁。 2.2.3 参数查询功能 参数查询的原理是设备接收查询命令,并进行判别,并根据报文内容给予串口服务器终端相应的回执。主要完成报文封装和解析功能。 2.2.4 告警信息采集 软件告警信息采集以查询命令为依托,对设备状态进行关键字判别,获取告警信息,在相应的告警指示灯上以红、绿分别显示告警状态和设备状态正常,在告警情况下,通过音响进行音频输出,在人工干预下,可停止声音告警。每个模块告警状态设置循环查询功能,循环时间为每秒钟一次。 2.2.5参数设置 参数设置报文格式参数体中加载文本输入内容或选择开关等功能,对设备进行控制设置,实现远端本控/远控选择、参数更改等功能。 2.3 人机交互 软件设有登陆界面,设置用户名和密码,用户输入用户名和密码,输入数据与数据库进行对比,回答正确后软件自动登录至监控主界面,回答错误无法登陆监控界面。其登录界面如图2所示。 监控主界面采用名称化可按控件分布,索引菜单设置系统、窗口、帮助三项,可实现软件关闭、窗体分布、使用帮助等功能。点击各设备打开二级界面,可对设备状态进行查询,并设有告警指示灯,当各设备正常时,指示灯为绿色,告警时,指示灯为红色,并通过音响进行声音告警,软件主界面如图3所示。 3 应用举例 本文设计的监控系统应用于7.3米Ku频段卫星天线系统中,使用过程中发现天线接收信号衰减过大,通过该监控设备对天线控制系统进行监控,每秒钟采集一次参数信息,并将信息自动保存到TXT文本中。监测24小时,并将监控数据用matlab进行分析,分析结果如图4所示。 从图4可以看出天线控制器对星不准,正常天线俯仰角转动步长为0.02度,天线控制器在24小时内俯仰角3次由40度跳转到52度,约十分钟后再跳回原角度,天线大幅度转动,导致天线无法对准卫星,接收电平低。定位此设备故障后,通过更换了控制模块,设备恢复正常。 4 结束语 针对卫星通信系统射频方仓距离业务机房较远,值勤人员不方便管理的缺点,本文设计了一种卫星通信系统室外设备监控系统,该系统在软件控制下能够实现卫星射频各设备的实时监控、参数设置和故障告警,具有较强的实用和推广价值。 卫星通信系统论文:俄将研制新型秘密卫星通信系统 据俄罗斯媒体2014年8月15日报道,在未来的10年俄罗斯拟建立强大的个人空间通信基础架构,确保通信的全球覆盖性和保密性。在2016~2025年联邦航天计划草案中,阐明了建立低轨多用途个人卫星通信系统和基于新一代航天器“急使 M1”和“急使 M2”传输数据的计划。2020年前,该系统的通信能力将达到800亿比特/昼夜;到2025年,将达到1200亿比特/昼夜,这将同时为近百万高速电脑用户终端提供服务。据估算,由24颗卫星组成的卫星群能够保障整个地球的通信需求。系统的地面部分将由7个站构成。研制新一代卫星“急使”的预算费用为436亿卢布(12亿美元),其中39亿卢布(1.0842亿美元)用于科研和试验设计工作,而397亿卢布(11.0366亿美元)直接用于系统的制造和部署。 “莫斯科”号导弹巡洋舰将装备S-400防空系统 据俄罗斯媒体2014年8月14日报道,俄罗斯总统普京8月12日在索契港视察时称,俄罗斯黑海舰队旗舰“莫斯科”号导弹巡洋舰将装备现代化的S-400防空系统,替换老旧的S-300防空导弹系统。1164型导弹巡洋舰“莫斯科”号将于2015年底转入北德文斯克“小星星”船舶维修中心,进行维护和深度升级改造。在这期间1134-B型大型反潜舰“刻赤”号将担负黑海舰队旗舰。 目前俄海军另1艘1164型导弹巡洋舰“乌斯季诺夫元帅”号正在北德文斯克造船厂进行修理,预计2015年重新服役。“莫斯科”号长186米、宽20.8米、吃水8.4米;正常排水量9800吨,最大排水量11500吨、航速32节、续航力为2500海里/30节或7500海里/15节;舰员编制454人,其中军官62人。 俄海军拟于今年9~10月试射“布拉瓦” 据俄罗斯媒体2014年8月13日报道,俄罗斯海军计划于9~10月从战略导弹潜艇“亚历山大・涅夫斯基”号和“弗拉基米尔・莫诺马赫”号上试射“布拉瓦”洲际弹道导弹。起初计划“弗拉基米尔・莫诺马赫”号于今年8月底~9月初 ,“尤里・多尔戈鲁基”号于11月试射“布拉瓦”洲际弹道导弹,但是海军总司令部做出了改变。到目前为止,“布拉瓦”导弹已经进行了19次试射,其中成功8次,4次部分成功,最近1次是2013年9月6日从“亚历山大・涅夫斯基”号上发射的,没有成功。尽管俄罗斯官方认为制造缺陷导致导弹试射失败,但俄罗斯海军依然认为“布拉瓦”导弹是无可替代的。 俄海军所有潜艇的反应堆 将在摩尔曼斯克重新装填 据俄罗斯媒体2014年8月4日报道,2020年前,摩尔曼斯克的“核舰队”基地能够确保有计划地为俄海军所有潜艇的反应堆重新装填燃料。目前方案的经济技术可行性报告已经得到批准。厂家已经在技术上做好这方面的准备工作,目前正在走审批程序。潜艇反应堆的重新装填工作分别在基地的几个工厂进行。俄罗斯国家原子能公司下属俄罗斯机械制造实验设计局、“RosRAO”企业(俄罗斯唯一负责放射性废物保存和使用的国有企业)和“核舰队”基地将直接参与潜艇的维护保养,以及放射废料的存储和重新处理。为了完成潜艇的重新装填任务,将动用油船(浮动技术基地)“洛塔河”号和“伊曼德拉湖”号,并且计划再建造3艘新油船。据专家称,重新装填1个反应堆需要大约45天时间。 俄将改建驻叙利亚建海军基地 据俄罗斯媒体2014年7月28日报道, 叙利亚塔尔图斯港的物资补给和技术维修站是俄海军在国外的唯一海军军事设施。俄罗斯计划加强该港口海军基地的建设,旨在使其能容纳更多的军舰。基地改建工程将于2015年初正式启动,包括修建若干个码头、油库、冷藏基地、加工厂和医疗中心等。改建后,港口能同时接纳俄罗斯在地中海舰队中的一、二级舰船,可停靠2万吨级以上的航空母舰等。构建防空阵地和部署防御力量,不排除派遣防空营和部署类似于S-300系列防空武器的可能性。该基地同时也将成为俄海军黑海舰队、北方舰队、地中海分舰队陆战队的执勤地。该基地一旦投入使用,俄海军黑海舰队作战半径将扩大数倍。 俄未来型截击机将于2025年装备部队 俄罗斯空军总司令维克多・邦达列夫上将2014年8月11日称,计划替换“米格-31”的未来型截击机将于2025年装备部队。目前正在进行新飞机的科研工作,2017年前完成计划制造试验样机的试验设计工作,预计2028年替换所有现役的“米格-31”截击机。俄空军目前装备122架“米格-31”截击机,计划对其中44架进行改造,以使其在未来10~15年内保持对同类装备的优势。“米格-31”型截击机是前苏联于20世纪70年代研制成功的双座双发全天候截击机,目前仍为俄罗斯空军主力防空机型,主要用于在缺乏预警雷达支援的偏远地区上空独立截击敌方战机以及巡航导弹等目标。 俄空军未来2~3年接收16架“米格-29SMT” 据俄罗斯媒体2014年8月12日报道,俄罗斯空军总司令维克多・邦达列夫上将11日称,未来2~3年, 米格飞机制造公司将向俄空军交付16架“米格-29SMT”战斗机,但拒绝透露这些飞机的去向。此前有消息称,这些飞机计划于2016年底交付。2014年年初,国防部与该公司签署了16架“米格-29SMT”的采购合同,合同额超过170亿卢布(约合4.7311亿美元)。俄空军已于2009~2010年采购了28架该型飞机。“米格-29SMT”为多用途战斗机,俄罗斯国防部决定在 2020年前将把至少150架“米格-29”改装至“米格-29SMT”标准。 俄海军第3艘636.3型柴电潜艇下水 据俄罗斯媒体2014年8月11日报道,为黑海舰队建造的第3艘柴电动力潜艇“旧奥斯科尔”号将于8月28日下水。 “基洛”级636.3型柴电动力潜艇首艇“新罗西斯克”号于2010年8月开始铺放龙骨;第2艘 “顿河畔罗斯托夫”号于2011年11月开工建造;第3艘“旧奥斯科尔”号2012年8月开始建造;第4艘“克拉斯诺达尔”号2014年2月开始建造。根据俄罗斯海军总司令部的计划,2016年之前将建造6艘该型潜艇,这些潜艇将被编入黑海舰队。636.3型柴电潜艇由圣彼得堡“红宝石”中央设计局研制,属于第三代潜艇,满载排水量3100吨,最大下潜深度300米,航速20节,载员52人。 俄远程飞机升级后作战效能将提升1倍 据俄罗斯媒体2014年8月11日报道,俄罗斯空军总司令维克多・邦达列夫上将称,升级改造后,俄罗斯远程航空兵飞机的作战效能将提高1倍。“图-160”和“图-95”飞机将装备新的武器系统。现有飞机的无线电电子设备和航空设备将进行彻底的升级改造,更换新型通信指挥系统。新系统使用普通无线电频道和多重密码技术传输信息,无需卫星中继。即使指挥中心与飞机的通信暂时中断,系统也可完整恢复信息碎片,这将大大缩短轰炸机重新瞄准的速度。邦达列夫表示,俄空军应当在战斗巡逻框架内增加在太平洋、大西洋、北冰洋和南部方向上的飞行数量……俄罗斯航空兵一定会“出色而有尊严地”执行俄罗斯总统的任何命令,其中也包括远程航空兵战斗飞行。 日本年底前将向越南提供6艘巡逻船 据俄罗斯媒体8月6日报道,日本政府将向越南提供6艘“二手”巡逻船,以提高越南在中南中国海的巡逻能力。日本外相岸田文雄与越南计划投资部长裴光荣签署了舰艇移交文件。在6艘舰中,2艘为日本旧的渔业监视船,4艘为旧渔船,排水量在600~800吨,最快将在今年年内赠送越方。日本还将向越南提供救生艇及其他设备。据悉,越南预计还会获得日本海岸警卫队将于2015年退役的舰船。 俄空军兵部队将装备攻击型无人机 据俄罗斯媒体2014年8月4日报道,俄罗斯空降兵部队司令弗拉基米尔・沙曼诺夫上将称,俄罗斯空降兵部队近期将装备计划在敌后方使用的攻击型无人机。新技术装备能够在敌后方开辟“根据地”。今年7月底,俄罗斯联合航空制造公司披露了要生产重达20吨的侦察和攻击型无人机的消息。无人机第一阶段研制工作将在2015年结束,拟于2018年实现首飞。重型攻击无人机的研制者是苏霍伊公司,2012年7月该公司获得了有关合同, 10月,苏霍伊公司与米格飞机制造公司签订合作协议,共同研制无人机。据联合飞机制造公司总裁米哈伊尔・波戈相透露,未来攻击无人机将利用第五代战斗机T-50的部分技术。 俄空降兵部队司令谈未来装备计划 据俄罗斯媒体8月4日报道,8月1日,俄罗斯空降兵部队司令弗拉基米尔・沙曼诺夫上将在空降部队纪念日(始建于1930年8月2日)前夕称,2025年前俄空降兵部队将接装超过1500辆新型BMD-4M空降装甲步兵战车、2500余辆“小贝壳”装甲输送车。此外,空降兵部队将与“卡马兹”汽车股份公司联合研制能够空降、作战和扫雷的通用型模块化装甲车,研制可更换先进战斗模块的多用途汽车。装备无人机是空降兵部队发展的另一个方向。最近几年,空降兵部队将与工业部门及其他创新团体联合研制攻击型无人机。此外,以空降兵为基础组建的俄罗斯快速反应部队将编配陆军航空兵。俄空降兵计划进一步提高作战潜力和加强在国外的军事存在。 越南第3艘俄制潜艇年底前抵金兰湾 据俄罗斯媒体2014年8月12日报道,由俄罗斯圣彼得堡海军部造船厂为越南海军建造的第3艘636型柴电潜艇“海防”号将于2014年底抵达金兰湾基地。目前越南艇员正在该潜艇上完成潜艇实习计划,也是海军训练部分的第2阶段。7月1~20日,在戈格兰岛地区的第一阶段训练顺利完成,在该阶段,该艇水下航行了57小时。8月20日,潜艇返厂,10天后再次出海,预计11月份交付越方。此外,该型第4艘潜艇近日已经开始进行工厂航行试验。目前俄方正在根据计划建造该型潜艇的第5、6艘。第6艘潜艇计划于明年9月下水。前2艘HQ-182“河内”号和HQ-183“胡志明”号已于2014年4月已经加入越南海军潜艇部队第189支队战斗序列。 俄同时开工建造3艘核潜艇 据俄罗斯媒体2014年7月28日报道,俄罗斯海军北德文斯克北方机械制造厂于7月27日同时为3艘核潜艇举行开工建造仪式。这3艘潜艇分别是“奥列格大公”号(工厂编号205)战略核潜艇,“克拉斯诺亚尔斯克”号(工厂编号163)和“哈巴罗夫斯克”号多用途核潜艇。“奥列格大公”号是955型“北风之神”级潜艇的第5艘,也是955A改进型(“北风之神-A”)的 第2艘(首艇是“弗拉基米尔大公”号)。该艇将装备最新型的武器与设备,并提升隐身性能和弹道导弹能力。2艘多用途核潜艇“克拉斯诺亚尔斯克”号和“哈巴罗夫斯克”为“亚森-M”级(885M型)核潜艇,分别是885型潜艇第4艘和第5艘(前3艘分别是“北德文斯克”号、“喀山”号和“新西伯利亚”号)。这些核潜艇将成为未来俄罗斯国家安全和国防能力的基础和保证。目前俄海军共有60艘潜艇,其中10艘为战略核潜艇,约30艘攻击型核潜艇,其余的为常规潜艇和特种潜艇。 卫星通信系统论文:MF―TDMA卫星通信系统数据广播技术研究 摘 要 在使用透明转发器的MF-TDMA(多频时分多址)卫星通信系统内,利用频率跳变收发、变速率调制解调技术结合信道资源分时按需分配机制,可实现点对点业务对全部载波资源的高效利用,极大的扩展了系统容量。但多载波组网的特点也使广播业务所占用的信道资源成倍增加。通过对透明转发的MF-TDMA体制特点和常见广播实现方式的研究,提出了一种基于多解调器分路解调的解决方案,有效解决了多载波扩容和广播业务实现间的矛盾。 关键词 MF-TDMA;广播;信道资源 1 MF-TDMA卫星通信系统简介 MF-TDMA卫星通信系统是在传统单载波TDMA系统的基础上引入了频率跳变发送和接收、变速率调制解调技术,从而可以利用一套调制解调设备,使得各地面站可以分时在多个载波进行收发。如图1所示,除了参考时隙所有站均跳到载波1的频点速率接收参考外,其他时刻,各站的解调器职守在某一条载波上,发往某站的数据将在分配的时隙内跳到该站的职守载波进行发送,也就“发跳收不跳”。通过有针对性的将业务站分配到不同载波职守,可将业务数据分摊到多个载波发送。并结合TDMA按需分配机制,将各站对信道资源的共享扩展到多条载波上。图1MF-TDMA系统中,AB站和CD间业务分散到了载波2和载波3上,同时,对业务量不大的E站,则职守在一条较低速率载波,以减少带宽使用。 图1 MF-TDMA系统帧结构示意 MF-TDMA系统提高了系统应用的灵活性,实现了TDMA系统的扩容,但也带来了一些问题。由于各站对所有载波的共享是基于跳频发送实现的,因此在一个站无法在同一时隙内在多个载波下发送。如图1所示,B站在第n时隙被分配向E站所在的1载波发送数据,那么该时隙B站将能再向2、3载波的n时隙发送数据。这种原则被称为MF-TDMA资源分配过程中的“载波间时隙分配躲避原则”。由于这条基本原则的存在,在MF-TDMA系统中,为了达到广播的目的,广播站往往需要重复占用多个载波的信道资源,大大降低了系统传输效率,这对于有着大量多点广播业务的卫星通信网络,例如IP通信网、视频会议网络等产生了很大影响,限制了系统应用。因此,有必要对MF-TDMA卫星通信系统数据广播技术进行研究,解决广播在多载波应用上的效率问题。 2 MF-TDMA系统三种数据广播方式 目前MF-TDMA系统实现广播的方式主要有三种:多频复制分发、定时跳频收发和星状组网广播。这三种方式各自适应于MF-TDMA系统某种应用环境,也各有优缺点。 1)多频复制分发。多频复制分发的广播方式,是通过在多个载波同时申请广播时隙,广播发送站可以在不同载波的不同时隙位置复制发送同一突发数据,使各载波的职守站在一个帧周期内均能获取同样的数据,达到广播的效果。但是,这种方式在各站间传输时延抖动较大,只适合于非实时性质业务发送;且由于发送站调制器需要发送多份数据,实际单站的最大广播发送速率为单条载波信息速率/载波数,在载波数较多时,大大限制了该种应用方式的应用。 2)定时跳频分发。定时跳频分发广播方式是利用频率跳变发送和接收技术,将广播时隙分配在一个固定载波上,在广播时隙到来时,广播发送站跳到该载波频点进行发送,同时,各接收站解调器也跳到该频点进行接收,实现“一发多收”的广播。这种广播方式最大的好处在于大大提升了单站的广播能力,避免了因多次发送同一份数据而造成的发送能力的浪费。同时,由于广播数据在同一时刻收发,各站间的时延抖动较小,比较适合于实时业务的传输。但这种广播发送方式由于各接收站均要同时跳收,因此需要将同一时隙的多个载波资源同时分配给广播使用,接收广播时,点对点数据无法接收,系统总的载波资源的占用并没有减少。 3)星状组网广播。采用星状组网广播的方式,其帧结构如图2所示。星状组网广播主要应用于中心站广播分发、远端站向中心回传的星状应用环境。处于中心地位的广播站单独使用一条前向载波发送数据(如图2所示载波1),其所有发送数据均为广播,所有远端站通收;其他远端小站使用其他TDMA载波(如图2所示载波2)向中心站进行回传。通过单独配置多个解调器或采用多载波并行解调技术,中心站可以同时接收多条返向载波的数据;同时,通过提高中心站发送能力,可令前向载波使用较高速率,实现高速的广播分发;甚至,通过中心站的转发,远端小站还可以实现远端站间互通或经由中心转发的二次广播分发。 星状组网广播由于广播占用单独的前向载波实现,无须考虑MF-TDMA系统中时隙躲避的问题,因此,具有最高效的信道使用效率。但是,这种组网方式并不适用于多点广播需求,因为远端站发送广播数据时需要同时占用返向和前向载波,用于数据发往中心站和中心站前向转发,资源开销大;且传输有两次上星过程,传输时延翻倍。因此星状组网广播方式仅适应于单中心广播的应用环境。 图2 三种广播方式帧结构示意图 3 广播载波应用方式的实现 广播载波应用方式的其核心思想是利用MF-TDMA体制中多载波的优势,增加一条专门的广播载波用于广播发送,并在地面终端上增加一路解调器,专门用于接收该载波广播数据。如图3所示,为具备双路解调的地面终端设备组成带广播载波的MF-TDMA系统的帧结构。 图3 广播载波广播方式帧结构示意 广播发送端数据发送过程中,地面终端需根据业务数据的目的地址,区分出该数据是否为广播数据。如果为广播数据,则在广播载波上申请时隙资源完成发送;反之,则根据目的站的职守载波申请对应载波的时隙资源完成发送。接收站两个解调器分别解调一般业务载波和广播载波两路载波信号,并在基带数据出口合路,同时接收。通过以上方法,达到了以下目的。 1)将广播统一发送到广播载波,相当于恢复了单载波系统的天然广播特性,大大节省了信道资源。 2)实现了广播数据的一发多收,各站可以实现广播数据的同时接收,业务实时性能得到较好保障。 3)点对点和广播数据分路解调,使得广播数据接收和点对点业务接收可以同时进行。 4 应用实例 下面以一个应用实例来对比以上几种广播方式在实现过程中,在资源占用和实时性方面的情况。某MF-TDMA卫星通信系统由3个地面站构成,可用系统资源为2-3条4Mbps载波,广播业务量为1 Mbps,如果各站均有可能广播。那么,分别采用四种广播方式广播业务占用资源对比情况如下。 5 总结 从以上分析可以看出,三种传统的MF-TDMA系统广播方式都具有各自的缺陷和局限性,对实现广播业务灵活的应用产生了较大限制。通过在地面终端中增加解调器,引入广播载波的广播方式,则能够较好的解决传统广播方式固有的问题,大大减小了MF-TDMA卫星通信系统中广播业务占用的信道资源,并使之能与对点对点业务共存,具有高效、简洁、实时性好的特点。 卫星通信系统论文:基于IP体制的卫星通信系统车的设计 【摘要】本文提出一种基于IP体制的卫星通信系统车的设计方案。该设计将传统的模拟信号、数字信号转换成标准的IP信号从而完成卫星传输,实现全系统的IP数字化。实现远端站对终端站的集中监控管理。 【关键词】IP卫星通信视频服务器 一、概述 传统通信车是一个半封闭的系统,除了需要传输的数据外,主站无法获取车内的设备信息,无法实现对远端站队本端站点的控制。而现在,我们生活在一个数字世界。通过数字视频压缩合成技术,我们可将音频和视频信号或其他信号加载于LAN、WAN甚至Internet的典型网络回路上。将它们数字化后变为数字流,并在IP网络上管理这些数据。 二、系统组成 (1)IP网络摄像机、视频服务器、网络硬盘录像机、串口服务器、显示终端、调制解调器等。(2)IP摄像机:由网络编码模块和模拟摄像机组合而成。网络编码模块将模拟摄像机采集到的模拟视频信号编码压缩成数字信号,从而可以直接接入网络交换及路由设备。(3)视频服务器:是一种对音视频数据进行编码处理并完成网络传输的专用设备,它由音视频编码器、网络接口、音视频接口、RS422/RS485串行接口、RS232串行接口等构成。(4)网络硬盘录像机:具备通过视频头采集数据,经过传输到录像机,录像机采集数据后进行编码,产生图像。网络硬盘录像机通过你个人的需求,录制下来,用串口(大部分)硬盘进行储存录像。并且在连接网络的情况下,可以通过注册动态域名,达到远程监控的目的。(5)串口服务器:提供串口转网络功能,能够将RS-232/485/422串口转换成TCP/IP网络接口,实现RS-232/485/422串口与TCP/IP网络接口的数据双向透明传输。使得串口设备能够立即具备TCP/IP网络接口功能,连接网络进行数据通信,极大的扩展串口设备的通信距离。(6)显示终端:是一种小型、方便携带的个人电脑,以触摸屏作为基本的输入设备,可通过wifi显示所需的图像。 三、IP传输系统优势 (1)卓越的图像质量:图像质量是监控摄像机最重要的特征。超清晰的图像质量能够让用户看清楚目标物的细节与变化,更快地提供有效的安全防护措施。高清图像使得图像自动分析与报警功能更加准确。网络摄像机提供高质量视频图像,百万像素IP摄像机则提供了更多图像细节。(2)远程访问与零限制:用户可在任何地方通过授权的计算机实时访问网络视频。网络设备提供一个简单的方法来捕捉分布在任何IP网络或Internet上高质量的视频。视频图像可以被远程存储在某一介质上,既可以通过局域网和可以通过互联网访问,增加了本地用户对视频存储的安全性和方便性。(3)网络视频监控产品几乎没有任何限制,网络监控具有提供与其他设备和功能集成的高水平能力,使其成为一个不断发展的系统。一个高集成化的网络视频监控系统可同时用于多种应用,例如,访问控制、ATM、消防 、入侵和游客管理。(4)可扩展性和灵活性:网络视频系统可通过添加更多的摄像机来扩大监控范围。用户可以根据当下监控的需求选择不同规模的系统来满足需求;网络高清摄像机产生的海量视频数据也能通过云存储等方式进行管理。(5)智能化监控:由于缺乏实践,大量的视频被记录下来而没有时间审阅。从实际应用来看,一旦出现可疑行为而没有被发现,这不仅是监控的缺失更是管理员的失职。在网络视频中,针对可能发生的事件已被植入摄像机中,监控探头可以通过内置的视频运动检测报警装置对目标进行细致化分析,当然智能型的摄像机可以决定何时发送视频,以什么样的帧率和分辨率传输到后端设备上。除此之外,其独特的功能还包括音频检测和主动破坏报警。(6)成本效益:基于开放的标准,网络视频产品运行在IP网络。使用标准的PC服务器硬件而不是专有的设备,如硬盘录像机从根本上降低了设备成本,特别是对于大型存储解决方案,服务器成本就成了一个重要的组成部分。当然从基础设施中可以节约额外的成本,基于IP网络系统,在互联网或局域网中可以存进整个系统的应用。 卫星通信系统论文:GMDSS卫星通信系统对航海安全的作用及发展前景 摘 要:GMDSS卫星通信系统,也就是所谓的全球海上遇险和安全系统,其开发目的在于保护海上人民及财产安全。因为现代科技发展迅速,GMDSS也面临着更大的挑战。文章主要介绍了GMDSS的系统和功能,GMDSS系统和遇险安全通信对海难搜救及航行安全中的重要作用,并指出了GMDSS系统的发展前景。 关键词:GMDSS卫星通信系统;航海安全;发展前景 GMDSS卫星通信系统,中文翻译为全球海上遇险和安全系统,开发于1992年,该系统开发目的在于保护海上人民及财产安全。随着现代科学技术的发展,GMDSS系统产生了日新月异的变化。但也因为现代科技发展迅速,GMDSS也面临着更大的挑战。由此,科学研究者、GMDSS系统操作员,作为GMDSS接触最密切的成员,使GMDSS系统的革新与发展跟上时代的需求与脚步,是他们最大的使命之一。 1 GMDSS系统概述 1979年由联合国提出的国际海上搜救条约是建立GMDSS卫星通信系统的最初动力。其目的在于建立起最全球性的现代通讯系统,涵盖面广。在系统范围内无论什么类型的海上行驶工具出现任何故障,距离较近的各个搜救点得到求救信号后,由可以提供支援的、可在最短时间内进行搜救与各项协助的搜救点提供最直接的帮助。若事故范围较大,可由较多个搜救点通力合作,一同处理海上事故。在平时,GMDSS系统还可以为各个海上行驶中的船只提供日常安全信息[1]。 2 GM DSS的功能概述 GMDSS最主要的功能是全球范围内的海上救助。当有船只发生事故,附近搜救点与海上船只可迅速获取其求救信息,并在第一时间内提供海上救援。其次,GMDSS还提供日常的海上信息,如天气警报,保障海上船只的安全行驶。为了GMDSS系统可以更好的发挥作用进行第一时间内的海上救援行动,它要求进行海上行驶的船只,不论行驶在哪个地方,都须具有以下5大功能:一、船上有至少两个报警系统,且必须相互独立;二、可以接收到其余船只的事故报警;三、可以发送并且接收协助救援的船只信号;四、可以发送并且接收GPS定位信号;五、可以发送并且接收日常的安全信息,如天气警报等。自1992年起GMDSS系统存在,利用它的遇险警报可以发射出第一时间需要救助的求救信号。GMDSS系统的主要功能是在船只发生各种事故时向RCC发出求助警报,RCC可以在第一时间内规划出搜救行动,并立即执行[2]。由联合国的海上救助公约规定,救助附近发生事故的船只是海上行驶的所有船只的义务。但此公约在真正实行中的结果是在船只较少的区域中,海上救援活动并不是时时都能在第一时间开展。 3 GMDSS卫星通信系统对航海安全的作用 报警信息可以准确无误地从遇险船只处发射、迅速地被附近搜救点接收,这是一个救援行动最重要的开始。GMDSS系统正是为此而生的。它可以提供各种各样不同情况下的求救方式,让遇险的船只在各种遇险情况下准确无误、快速地发射出求救信号变成现实。GMDSS系统提供的是一键式得求救报警系统,在任何紧急情况下,只要遇险船只上的工作人员按下此键,就可以完成快速的求救报警。求救报警可以告诉搜救点遇险船只具体的遇险位置、船只类型、遇险类型等有助于救助行动的的一切相关信息[3]。若遇险情况有缓和的现象,遇险船只可通过具体的求助信号补充一些遇险信息,来帮助搜救船队的救援行动。当岸上的搜救点接收到遇险警报后,可以通过派遣救援队伍、发射相关信息给遇险船只附近船只等方式进行救援行动的开展。具体救援行动从实际情况考虑出发,一切以生命安全为先作为考虑因素。 3.1 卫星系统报警 首先,可以通过INMARSAT系统进行报警。设置于A、B、C、F77船站上的报警按钮或报警菜单,便于相关人员在事故第一时间内进行报警,通过GPS技术与其他船舶相连接,可以将本船的位置、航线等信息发至别船来进行相救。 其次可以通过COSPAS-SARSAT系统卫星示进行位置的标定,并通过(EP IRB)系统自发报备。EP IRB的报警操作方式是手持方法,在遇到紧急情况下会自动发放卫星示位标,使其在海面上漂浮。另外, EP IRB的工作环境温度在-30~+70度的范围之间,从 20m的高度落入水中也不会有丝毫损伤,能在水下10m狗狗正常工作,保持5min以上的密闭性,无论怎样的倾斜或是摇晃,都能够保证准确无误的想求救信号发出。 3.2 地面系统报警 地面系统的报警工作原理是带有DSC功能的甚高频、中高频、高频技术。能够在频率为VHFCH70、2187.5KHz、及4、6、8、12、16MHz频段的频道上完成报警。在A1海区中的船只,主要通过DSC在VHF的70频道上进行报警,同时也可以使用MF(2187.5KHz)的频道进行报警。在A2海区中的船只,主要在2187.5KHz频道上进行报警,也可以通过VHF的70频道进行报警,以上两种方法都是可行的。在A3、A4海区中的船只,主要以HF(4、6、8、12、16MHz频段)的频道进行报警,也可以通过VHF的70频道、MF(2187.5kHZ)报警进行报警,以上两种方法都是可行的。由此可见,无论船舶处于1、2、3、4海域,都可以通过两种以上的方式进行预先报警[4]。此外,GMDSS针对每个报警频道都有专门的后续通信频率,有助于下一步的救援开展。 通过GMDSS,可在船到岸、船到船、岸到船这三个方向上进行遇险报警。系统对于报警的灵敏度极高,因此失误率极低,使得船只的预先救援成功率大大增加。但是,只有在100米之内的船到船的报警才会有效,因此如果遇险船只的周围100内没有其他船只,GMDSS就可利用卫星通信或高频(HF)通信,向海岸救援站援助。救助协调中心(RCC)一单接受到这样的营救援助信号后,就会向其他船只发信遇险船舶的相关信息进行海上援助。RCC可利用卫星通信系统将船舶的遇险信息发送的其他电台,便于获得更加宽广的救援力量。在接收到遇险报警的转发后,在遇险船只附近的船舶可以在第一实践与岸上与海上相关人员建立建立通信,以便协调援助。 4 GMDSS卫星通信系统的发展前景 4.1 拓宽卫星通信系统辐射范围 GMDSS卫星通信系统由各种服务板块组成,其中一块是国际移动卫星。随着现代技术的发展,国际移动卫星也在被不停地修改与完善。但是,该系统的覆盖面较小,只有南纬700到北纬700的范围,这就是它最大的局限所在。近年来新开发的北极附近的航线就无法在此范围之内。经过科学研究者不断的努力,第四代国际移动卫星已经冲上云霄在天上建立了区域网,但由于之后太空中未知因素的影响,并不确保它不会遇到各种挑战,若GMDSS系统对于国际移动卫星的依赖性过强,将会导致GMDSS也受到未知的挑战。根据GMDSS系统改革工作规划,在未来的十年中,GMDSS卫星通信系统将完成质的飞跃。多元化是GMDSS系统改革的最终目标。届时,只要是符合IMO决议及相关文件要求的,都可以成为GMDSS系统的服务商,打破IMSO“独权”的现象[5]。目前,中国北斗系统正在加紧系统改善的步伐,争取早日可以符合IMO决议及相关文件,成为GMDSS系统的服务商之一。 与此同时,电话与电传也不将再是求助报警的唯一方式,GMDSS卫星通信系统的业务将得大大幅度的扩张,E-MAIL等新型的报警方式正在研究试行中。随着科技日新月异的发展、数字网络方式的传输,海上的救援方式和救援行动将会开展得更加高效。 4.2 巩固地面通信系统成果 4.2.1 引入E-MAIL新设备 传统的NBDO由于存在电台数少、操作不简便等缺点,E-MAIL等新媒体下的网络产物已经有取代NBDO的趋势。目前,E-MAIL已经被国际移动卫星系统下的某些船站接收,并得到了大力支持。尤其是国际移动卫星系统中的F船站,已经可以实行E-MAIL通信,该方式下的通信支持图片、音频都新型格式,方便船只与船只、船只与船岸的信息交流,从而增强了对于海上船只的安全、有效管理。传统的NBDP相较于E-MAIL而言,虽然成本较低,但是它的功能有限、操作方式复杂,且在海上通讯中容易造成信号不稳定,有被E-MAIL替代的风险。 4.2.2 简化数字选择性呼叫系统(DSC)操作 地面信息通讯系统中承担发射求救报警任务的设备是数字选择性呼叫系统,可根据近年来IMO的调查结果显示,地面数字选择性呼叫系统的误报率很高,这就使人们开始质疑数字选择性呼叫系统存在的意义。为解决此问题,IMO与各个签名国家联手大力治理,可还是无法大幅度降低数字选择性呼叫系统的误报率。目前,IMO制定了标准,让数字选择性呼叫系统在简便操作的同时降低误报率。 4.3 集成化海上安全信息(MSI)新系统 随着近年来航海战略的数字化,海上最主要的安全信息收发系统NAVTEX也正接受新的挑战。首先,改变NAVTEX广播式播发,试验NAVDAT的新系统。2008年,法国科学研究者开始试验一个新系统,名为NAVDAT。该系统的工作信号为四百九十五到五百零五赫兹,相较于传统的NAVTEX,它具有安全高效的特点。最大的区别在于它类似于EGC系统,可以进行有选择性的寻找地址。其次,集成化NAVTEX和EGC数据,降低GMDSS操作员工作负担[6]。根据如今在实行的MSI系统方案,海区A1、A2主要由NAVTEX负责,海区A3和NAVTEX无法顾及到的海区主要由EGC系统负责。美国就此现象提案,通过现代技术将MSI接收到的数字信息在ECDIS中现实,国际电工技术委员会根据该提案制定了相关接口的标准,这一系列举动意味着MSI的信息将集成化,方便船只工作人员查看NAVTEX、EGC上的数据,大大减轻了工作负担。 GMDSS卫星通信系统,中文翻译为全球海上遇险和安全系统,开发于1992年,该系统开发目的在于保护海上人民及财产安全。通过卫星系统报警和地面系统报警,GMDSS卫星通信系统对航海安全有着重要作用。随着科学技术的迅猛发展,GMDSS卫星通信系统也面临着更新和变革,通过拓宽卫星通信系统辐射范围,巩固地面通信系统成果,集成化海上安全信息(MSI)新系统使得GMDSS有着更广阔的发展前景。 卫星通信系统论文:卫星通信系统级联编码方式的Labview仿真 摘 要:随着对卫星通信需求的增加以及卫星新技术的发展,卫星通信向小型化和高频段方向不断发展,工作于Ka频段或者更高频段的卫星通信系统逐步得到发展和逐步使用。该文通过卫星通信系统中不同级联编码在Ka频段信道模型的基础上,对几种级联编码方式进行了分析研究和Labview仿真.表明采用足够深度的内交织级联码系统在高频段上可以获得更低的误码率和更高带宽效率。 关键词:卫星通信 Labview 级联编码 随着信息技术的不断发展,卫星通信已经作为一种应急通信手段被广泛使用在各个通信领域中,传统的C波段及正在广泛使用的KU波段卫星通信随着卫星频率资源的短缺而面临着很多矛盾,特别是近年来随着对卫星通信需求的增加和卫星通信的新技术的不断发展,人们开始向更高频段的Ka(20~30 GHz)方向进行研究。如何在高频段中选择不同的编码类型以适应于卫星信道的可靠传输是大家一直关心的问题。Labview软件是NI公司研发的一套图形编程语言,广泛应用在信号处理和建模中。该文通过对各系统性能的分析和比较,通过Labview中提供的不同卫星信道模型建模,分析了不同频段中编码的性能并进行了比较,同时也对在Ka频段中不同编码方式的性能进行了仿真。 1 系统及信道模型 卫星通信信道是一个远距离的衰减变化的无线信道,因此为了能保障数字信号能在整个信道的可靠传输,必须利用适合于卫星信道传输的数字编码技术。对于C波段和KU波段的卫星通信系统有效抵抗信道衰落的措施之一就是采用前向纠错编码技术(FEC),国际组织对于该频段的FEC标准也是采用了编码增益高、译码器实现又不太复杂的级联编码方式,而且外码均为RS码,内码则分别采用卷积码或者TCM方式,另外为了消除Viterbi译码器的突发错误,两者都采用了外交织器。适合于卫星通信的不同方式的级联码编码方式的的性能不同文章对其进行了分析和仿真[2],与C和KU频段相比更高频段的Ka卫星通信中,大气层将会引起信号的额外衰落,这些衰落不仅是频率的函数,而且还是位置、仰角、季节的可行性函数。[1],为了比较卫星系统不同编码的性能,各种适合于卫星信道的编码方式都进行了研究和仿真[3]。我们通过Labview软件中提供的不同信道模型来对这些级联编码进行不同的仿真分析,其中内交织器和解交织器用来仿真Ka频段的性能,其余用来仿真C波段和KU波段的性能。据此,我们可以建立采用级联码的不同频段(ka频段采用内外交织器图1中虚线部分)卫星通信系统模型框图如图1。 2 编码系统的性能分析及仿真 研究和仿真不同级联编码方式的性能,就是要有合适的仿真模型和逼真的信道模型,而Labview软件中提供了比较多的通信系统模块,特别是对于卫星通信信道的仿真可以更加趋于实际化。[4]LabVIEW图形化信号处理平台由千余个信号处理、分析与数学运算函数组成的信号处理与数学函数库组成,包含小波变换、时频分析、图像处理、滤波器设计、声音与振动、系统辨识、RF分析等专业方法的工具包,可与NI硬件的无缝结合,使算法得到快速验证与部署[5]。因此该文结合Labview提供的不同信道模型对以下方式进行了模拟仿真。 2.1 采用RS(255,233)外码,内码为(2,1,7)在不同频段下的性能仿真 在Labview中选择RS为卫星信道的外码,内码采用卷积编码的方式通过采用Ka频段方式[6]的仿真和采用C波段及KU波段的信道模型通过对比其误码性能图,如图2所示。 从图中可以清楚地看到,在相同Eb/N0的情况下,Ka波段的误码性能要明显低于KU波段和C波段,同时在无雨天的情况下在保持同样的误码率的情况下,Ka波段比KU波段的要低于3.5db的信号,这样也就说明了在Ka波段情况下卫星的天线尺寸可以做的更加小。 2.2 采用RS(255,233)外码,内码为 Turbo码和P-TCM的级联性能仿真 RS码作为适合卫星信道传输的可以纠正突发错误的信道编码,可以和不同的内码进行级联,我们选取TCM级联、卷积级联、Turbo码级联三种方式进行仿真如下: 从图3中可见Turbo码是一种具有很好纠错性能的内码,作为内码可以比卷积级联和TCM级联作为的内码的性能要好的多,同时与卷积级联码系统相比,虽然TCM级联码系统的编码增益较小,但其宽带效率却很高。因此要根据情况选择不同的编码 类型。 3 结语 该文通过对卫星通信系统中级联编码在不同频段下的性能进行了Labview仿真,通过图形化的编程语言和系统仿真,分析及仿真结果表明:在相同信噪比和同等级联编码情况下的情况下使用高频段可以进一步降低误码率提高系统的频带利用率,同时对与在Ka波段情况下采用内分组交织器可以进一步提高系统性能。同时通过单位不同频段编码效果的使用上来看,高频段的设备使用效能更加明显。 卫星通信系统论文:关于便携式卫星通信系统设计问题的探讨 【摘 要】当前地质灾害事故时有发生,在救援过程中,往往是利用卫星通信系统来完成灾区信号的传输。便携式卫星通信系统可随身携带,方便信号传输工作的开展,目前已经在很多的领域得到了广泛的应用。本文作者将针对便携式卫星通信系统的设计问题展开探讨。 【关键词】便携式卫星通信;天线;信号;设计 一、总体结构设计 便携式卫星通信控制系统整体结构组成及其中各模块主要设计和功能如下: 1、测量与信号调理模块用于测量天线姿态和位置。本系统采用GPS、三轴电子罗HMR3300 和信标机实现天线位置和姿态测量:GPS用于测量通信系统所在地的地理位置,HMR3300用于测量天线的方位、俯仰姿态信息,信标机则通过输出A G C电平检测天线的对星精度;G P S和HMR3300均通过串口输出数据,而信标机的AGC电平模拟信号经过信号调理模块进行滤波、 放大。 2、天线控制器模块和电机及驱动模块相结合,用于实现天线的卫星跟踪和指向对准。 对于控制器,考虑到系统实时性和快速性要求较高,选用了低功耗和高性能的TMS320F2812 作为系统的主控芯片;为使系统结构紧凑,驱动电机采用MT57STH52-3008A混合步进电机。 3、液晶显示模块用于实时显示天线的方位、俯仰指向和信标接收机输出的电平值等信息。 4、无线监控模块用于实现用户对控制系统的实时监控,向控制系统发送指令,同时接收控制系统发送过来的数据并将其显示在上位机上,一方面便于用户掌握天线的实时状态信息,另一方面可切换为天线遥操作。 二、控制系统工作原理 控制系统所能实现的天线对星性能决定了系统通信质量。为了实现高精度、快速对星, 本系统采用粗精对准相结合的方法,实现卫星信号的快速搜索与高精度指向:系统的卫星信号搜索是一个粗对准的过程,通过程序跟踪的方法实现;天线的高精度指向是一个精对准的过程,通过步进跟踪的方法实现。 1、天线搜索与控制 (1)方位角、俯仰角计算。天线对星指向角的计算需同时知道地球站所在地的经度、纬度和静止卫星的在轨经度。静止卫星S与地球站A之间的几何关系如图1所示。图中,A 表示地球站,S表示静止卫星,B为地球站A的经线与赤道的交点,O与S的连线在地球表面上的交点C称为星下点,地球表面上通过A点和C点的弧线AC称为方位线,AN为AC的切线,AM为AB的切线,面OAS为方位面,D为切线AM与赤道平面的交点,E为切线AN与赤道平面的交点。地球站与静止卫星的连线称为直视线,直视线在地面上的投影,即地球站与星下点间的弧线称为地球站对静止卫星的方位线,方位线与直视线确定的平面称为方位面。方位角是指地球站所在经线的正南方向按顺时针方向与方位面所构成的夹角,用∠MAN 表示,俯仰角是指地球站的方位线与直视线的夹角。 设地球站A的经度和纬度分别为φ和θ1,静止卫星经度为φ2,经度差φ=φ1-φ2,以下具体给出地球站天线对准卫星所需的方位角φa和俯仰角φe的推导过程。对于方位角,由图可得: AD=ODsinθ1 ① tanφa=DE/AD ② tanφ=DE/OD ③ 由以上三式可以得出天线方位角: tanφa=tanφ/sinθ1 ④ 由于利用上式求出的方位角是以正南方向为基准求得的,故实际的方位角可用下述方法求出: 方法一:地面站位于北半球:一是卫星位于地面站东南方向:方位角=180°-φa;二是卫星位于地面站西南方向:方位角=180°+φa。 方法二:地面站位于南半球:一是卫星位于地面站东北方向:方位角=φa;二是卫星位于地面站西北方向:方位角=360°-φa。 如果计算出的方位角是正值,则天线向正南偏东转动,反之,则天线向正南偏西转动。对于俯仰角,同样计算可得。 (2)基于分区 PID 的天线控制算法。 得到方位角和俯仰角度后, 需要对电机进行控制, 驱动其又快又好地到达期望的位置。常规的PID控制器采用固定的控制参数,难以兼顾快速性和平稳性的控制要求。为实现天线快速、平稳控制,本系统设计了基于分区 PID 的控制算法,即根据误差将系统分为若干区,不同的分区采用不同的 PID 控制策略, 引导系统又快又好地到达指令位置。 为简化控制器设计,对误差分区时采用对称分区。具体原理和设计如图2所示。 O-A 阶段:此时偏差很大,系统远离期望位置,考虑采用控制器输出的最大值进行控制 , 即Bang -bang控制;A -C阶段:此时偏差较大,但为防止系统上升过快导致较大超调,考虑采用比例控制;C-D阶段:此时偏差在一定范围内,为实现系统平稳控制,采用比例-微分控制;D-E阶段:此时偏差较小,为实现系统平稳、准确控制到位,采用PID控制。在天线的搜索过程中,俯仰系统、方位系统均采取分区 PID控制算法。 2、天线跟踪算法 经过粗对准完成卫星信号的搜索,天线进入能收到信号的范围,但是收到的信号强度较弱,距离信号最强指向还有一定的角度偏差。为了使信号接收效果达到最佳,需进入跟踪状态,即进一步做天线指向的精对准。在这一阶段,需在利用信标接收机的输出电平AGC的大小变化进行步进跟踪,最终找到信号最强的位置作为对准卫星的目标位置。处于跟踪状态的天线控制系统采用步进跟踪方法。方位和俯仰电机按照俯仰向上~方位向左~俯仰向下~方位向右的顺序转动一圈,在此过程中,电机每走一步,就比较此时信标接收机输出的AGC 电平与之前一次输出的AGC电平的大小,如果AGC电平变大, 则电机在同方向继续走一步, 反之,则改变跟踪方向,使另一方向的电机走一步。如果在跟踪几圈后发现信标接收机输出的 AGC电平一直大于跟踪门限电平,则认为天线已经对准卫星,此时天线在这状态,开始接收卫星信号进行通信。在通信过程的同时不间断地采样 AGC 电平,若由于外界干扰等因素导致AGC电平值又重新小于跟踪门限电平,则退出稳定状态,进入卫星跟踪状态,如果AGC 电平小于搜索门限电平,则进入卫星搜索状态。 三、系统控制软件设计 天线控制系统软件的任务就是设计实现系统的各模块功能,本系统的软件设计分为三大块:DSP 与天线姿态的初始化、卫星信号的搜索、卫星信号的跟踪。DSP和天线姿态初始化两个模块为系统寻星做准备,在进入卫星信号搜索和跟踪阶段后,系统要不断地完成与HMR3300、GPS的通信和采样信标接收机AGC电平,并将这些信息通过LCD显示或和通过无线模块传输给上位机实时监控。其中天线姿态的初始化和卫星信号的搜索与跟踪均包含信号采集处理、串口通信、液晶显示、无线监控、电机控制五部分。 四、监控系统软件设计 监控分系统的主要任务有:①配置无线模块参数和目标卫星经度;②发送目标卫星的位置数据给下位机控制器, 控制器则根据此数据和 GPS接收机发送的天线当前所在地的经纬度信息计算天线的方位、俯仰角;③与控制系统通信,通过数据和图形方式显示下位机发送过来的天线的理论方位、俯仰角以及当前方位、俯仰指向,并通过方位、俯仰指向的波形来实时显示控制效果;④发送指令给控制器,远程控制步进电机转动;⑤复位系统。主要工作流程为:无线模块配置-用户输入目标卫星信息-向下位机发送指令-接受下位机发送过来的天线状态信息-通过信息发送下一步指令。 五、结束语 总的来说,便携式卫星通信控制系统,能够较好地完成天线对目标卫星的自动搜索与跟踪,确保天线高精度指向,从而让卫星通信得以实现。 卫星通信系统论文:卫星通信系统抗干扰问题刍议 摘要:卫星通信具有传输距离远、覆盖面广、不受地理条件限制、通信频带宽、容量大等优势,在军事通信中得到广泛应用。但卫星通信受自身特点的限制和环境的影响,不可避免地存在各种干扰,特别是其开放式的系统,使用透明转发器,更容易受到一些不可预见的恶意干扰,下面谈谈常见的几种干扰及其处理措施。 关键词:卫星通信;干扰分类;抗干扰手段 1.卫星通信的内涵 从理论上来说,卫星通信主要是通过利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波的通信的一种卫星通讯方式。卫星通讯的水平如何在很大程度上影响了信号功能和水平。就目前来说,卫星通讯在国际通信、国内通信、国防通信、移动通信、广播电视等领域内,卫星通信技术正在迅速的发展,并已经成为世界电信结构中的重要组成部分。 2.卫星通讯中的常见干扰 2.1 地面干扰。地面干扰是卫星干扰最为普遍的一种干扰形式。我们这里提到的地面干扰主要包括两方面的内容:一方面是电磁干扰。随着当前我国经济的发展,各地城市化的建设,越来越多地信号设备开始被应用到城市的发展中区,在这种情况之下,不可避免地会出现电磁波。卫星通讯在电磁波的影响下,会影响正常的信号传递功能,信号传递容易受到影响。另一方面就是互调干扰。一般在卫星通讯处于多载波的状态时,其自身的功放容量总量有限,往返的信号传递中,力度不够,不能够有效地对数据进行传递。在信号运行中,往往会出现三阶互调分量超额或者是发射率不合格等方面的问题。 2.2 空间干扰。空间干扰是卫星通讯干扰的重要方式。笔者这里提到的空间干扰主要包括了临星干扰和交调干扰。随着当前社会的发展,卫星通讯的科技水平日益进步,同步轨道卫星的数量也会增多。在这种情况下,难免会出现这种临近的卫星干扰。这种被干扰的信号超出了原来信号的覆盖率,其容易被掺杂其邻近卫星的信号,传输的信号效果不好。一般来说,邻星干扰主要包括上行干扰和下行干扰。 交调干扰主要是指用户载波频率分配与相邻信号的频带出现重叠,这里重点强调的是重叠。在实际的信号传递工作中,如果没有较强的保护或者是防干扰措施,那么信号在传递的过程中就容易出现噪底过高或出现副瓣方面的问题。这对于正常信号的传递有负面的影响。 2.3 自然干扰。自然干扰是当前卫星传递过程中的不可预料到的一种干扰。一般说来,自然干扰包括了降雨现象和日凌现象。 降雨过程中出现的雨滴是干扰卫星通讯的重要因素。我们这里提到的雨滴会根据风向与卫星信号传递过程中的方向不同而会产生信号吸收和信号散射的不同干扰情况。从理论上来说,电波波长与雨滴的比值大小和信号的受干扰情况有关,电波波长与雨滴的比值越大,卫星传输的信号被干扰的程度就越低,相反,如果电波波长与雨滴的比值越小,卫星传输的信号被干扰的程度就越高。 作为一种自然现象,日凌现象对于卫星信号的传递有很大的影响。日凌现象是发生在每年的春分和秋分前后,这个时候的卫星在运输的过程中是处在太阳与地球之间的直线上,受太阳电磁波的影响,卫星信号的下行线路容易发生链路恶化的现象。从实际的运行中来看,日凌的时间与地区所处的纬度位置有关系。春分时节,纬度越高的地区,其日凌时间就短,而秋分时节,纬度越高的地区,其日凌时间则短。日凌现象发生的发生也与地区所处的经度有关系,从理论上来说,经度由西向东每增加2度日凌开始和结束的时间就会晚1小时。可以说,日凌现象发生期间,卫星通信会受到很大的影响。一旦日凌现象结束,通信就会恢复正常。通信会自动恢复正常。 2.4 人为干扰。人为干扰是目前对卫星信号干扰影响很大的一种干扰方式。部分人群为了窃取将经济利益以及商业机密,会对卫星通讯进行恶意干扰。他们会通过卫星透明转发器的弱点对卫星频道的信号传递进行干扰。加之我国相关的法律不完善,对于卫星设施的监控不到位,就导致信号受到干扰、非法信号得意传播等问题的产生。 3.卫星通信抗干扰的主要手段 3.1军用卫星通信抗干扰手段。(1)直接序列(DS)扩频。所谓直接序列扩频,就是直接用高码率的扩频码序列(通常是伪随机序列)在发射端去扩展信号的频谱,使单位频带内的功率变小,即信号的功率谱密度变低,通信可在信道噪声和热噪声的背景下,使信号淹没在噪声里,敌方很不容易发现有信号存在。而在接收端,用相同的扩频码去进行解扩(缩谱),即可把DS扩频信号能量集中,恢复原状,又能把干扰能量分散并抑制掉。因此,该体制的最大特点是信号隐蔽性好,被截收的概率小,抗干扰能力随着码序列的长度增加而加强。通常认为,直扩信号要隐蔽,其码长不能低于32位。DS扩频技术在军事星(Milstar)、租赁卫星(LEASAT)和舰队通信卫星(FLTSATCOM)等军用通信卫星中得到应用。(2)跳频(FH)。所谓跳频,是指用一定码序列去选择的多频率频移键控,使载波频率不断跳变,这是一种以“躲避”方式为主的抗干扰体制。为了对付跟踪式干扰,各国都力图提高跳频速度。20世纪80年代跳频速度一般在200跳/秒左右,目前,跳速可达300~500跳/秒。美国的军事星和舰队通信卫星7号和8号上装有的极高频(EHF)组件,上下行均使用了跳频技术。军事星-2的跳频范围达2GHz带宽。(3)跳时(TH)。跳时是用一定的码序列进行选择的多时片的时移键控,使发射信号在时间轴上跳变。从抑制干扰的角度来看,跳时得益甚少,唯一的优点是在于减少了占空比,一个干扰发射机为取得干扰效果就必须连续发射,因为干扰机不易识破跳时所使用的伪码参数。(4)各种混合方式。在上述几种基本的抗干扰方式的基础上,可以互相组合,构成各种混合方式。例如FH/DS、DS/TH、FH/TH或DS/FH/TH等。采用两维甚至三维的混合式抗干扰技术体制是国外抗干扰通信发展的一个趋势。例如,将跳频信号用直扩码进行调制的跳频/直扩(FH/DS)混合抗干扰体制,这种体制每一跳频率点均以直扩信号方式出现,直扩信号的特点是其功率谱密度低,敌方难以侦收,即使侦收出来,只要侦收时间超过跳频所需时间,也无法进行跟踪干扰。美国的军事星和舰队通信卫星采用了跳频/直扩混合体制,美国的三军联合战术信息系统(JTIDS)就采用跳时、跳频加直扩的三维抗干扰技术体制。 (5)多波束天线和干扰置零技术。美国的国防卫星通信系统(DSCSⅢ)的多波束天线(含19个发射波束和61个接收波束)能够根据敏感器探测到的干扰源位置,通过波束形成网络控制每个波束的相对幅度和相位,使天线在干扰方向上的增益为零。军事星和舰队通信卫星EHF组件都有点波束天线,使点波束之处的干扰很难奏效。(6)转发器加限幅器抗饱和。未采用扩频调制技术等上述技术的透明式线性转发器,其抗干扰性是很弱的,使用常规的干扰样式和与地球站的发射功率相当的干扰功率就可把它推入饱和区,而使它无法正常工作。带有限幅器的转发器,其抗干扰性优于线性转发器。但由于它具有强信号抑制弱信号的作用,只要干扰功率足够大,干扰仍可奏效。 3.2民用卫星通信抗干扰手段。通过对已经发生的若干干扰事件的分析,可以看出对民用(商用)卫星通信的故意干扰通常采取干扰卫星通信上行链路的方式,因为这种方式针对民用卫星通信频率公开、抗干扰防护措施少的特点,并且干扰设备较简单,所以较易实现。虽然军事卫星通信抗干扰手段可以很好地解决对通信上行链路的干扰问题,但由于民用卫星通信受成本效益的限制,不可能完全采用军事技术,因而在国际上还没有特别好的解决办法。 目前对抗上行链路干扰,主要是在卫星天线上作文章,通常采取空间隔断抗干扰的手段,包括:(1)多波束天线。采用多波束天线,当某一波束受到干扰时,关闭这一波束,而其他波束不受影响,这样既阻止了干扰,也不影响卫星接收地面信号。
1数据科学与大数据专业的特点 由于数据科学与大数据专业是新兴的专业,所以在设计其培养方案的时候有必要对该专业的特点进行认真的分析。大数据专业具有跨学科的特点,开设的课程涉及到计算机科学、统计学与应用数学、机器学习等方面。侧重于培养学生的运用新工具和新方法,从现实数据中获得有效信息并应用此信息服务社会的能力。强调学生对数据科学的理论基础的掌握,注重提升学生的基于数据提出问题的能力以及培养学生掌握面向数据科学的研究设计、数据清理、存储与检索、交流与沟通、统计分析、数据可视化及数据挖掘与探索等关键技能。开设此专业的目的是为了培养具备计算思维、工程理念和良好的科学与人文素养,具有一定的计算机科学、数学、网络等方面的知识,系统掌握大数据相关的基本理论和技术,能运用所学知识解决实际应用领域中的问题,能在金融、人工智能及互联网公司、科研部门、高等院校、各类企事业单位和政府等部门从事大数据分析管理、开发和设计工作的高素质应用型人才。 2电子技术基础课程的性质与地位 在数据科学与大数据专业中电子技术基础属于本专业的基础课,和在计算机系其它专业中的性质的地位是一样的。不同的是在大数据专业中的课时更少,原来的三门课合并为一门课讲授。电子技术基础是一门与工程应用紧密结合,实践性很强的课程。开设本课程的目的是使学生掌握电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养学生分析、解决电路和电子线路问题的能力,为学习后续有关课程及今后的工作打下基础。特别是其中的数字逻辑设计是后续的计算机组成原理的基础和先导内容。电子技术基础课程的掌握程度直接影响着对计算机组成原理的理解和学习。这门课是计算机硬件类课程的先修课。本课程在培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力、分析计算能力、总结归纳能力等方面起重要作用。 3课程内容的组成 由于电子技术基础课程包括电路分析基础,模拟电子技术和数字逻辑设计三门课程,所以需要对这门课程的具体内容进行合理的安排和分配。其中电路分析基础的内容为前三章。第一章,电路的基本概念和基本定律,课时数为8。通过本章的学习,使学生掌握并能正确使用电压、电流的参考方向;掌握电路元件的伏安关系;掌握功率的概念和计算及电路的基尔霍夫定律;为以后各章内容的学习打下基础。第二章,电路的基本分析方法,课时数为8。通过本章的学习,掌握理解电路等效变换的概念。掌握支路电流法,了解网孔电流法和结点电压法,能熟练应用叠加定理和替代定理,掌握含受控源电路的分析方法。第三章,正弦交流电路,课时数为6。通过本章的学习,掌握基尔霍夫定律和元件伏安关系的相量形式,掌握正弦稳态电路的相量分析法。掌握阻抗的概念及计算;理解导纳的概念。掌握有功功率、无功功率、视在功率与功率因素的概念及计算方法,掌握三相电路线电压、相电压、线电流和相电流的概念及其关系,掌握对称三相电路的计算。前面这三章是整个电子技术基础课程的基础内容,是学习好后面内容的先决条件,这部分内容的掌握一定程度上决定着后续课程的学习效果。模拟电子技术的内容分布在这门课的中间三章。第四章,半导体二极管和三极管,课时数为8。通过本章的学习,理解半导体的导电特性,掌握二极管的伏安特性。掌握三极管的特性曲线和微变等效电路。了解二极管、三极管的结构和主要参数。第五章,基本放大电路,课时数为8。通过本章的学习,理解并掌握放大电路的基本概念和放大电路的工作原理。掌握放大电路的静态分析法——估算法和图解法。掌握放大电路的动态分析法——微变等效电路法和图解法。掌握共集放大电路特性;掌握多级放大器的计算方法;掌握集成运放的分析及应用。第六章,放大电路中的反馈,课时数为6。通过本章的学习,掌握反馈的概念及反馈极性的判别方法,掌握负反馈的类型及其判别方法。了解负反馈对放大器性能的影响,能估算深度负反馈放大电路的放大倍数。数字逻辑设计是本课程的最后三章。第七章,数字逻辑基础,课时数为8。通过本章的学习,掌握计数制及各种数制间相互转换;掌握BCD码与可靠性编码的内涵;理解逻辑代数的基本概念;掌握逻辑代数的基本定理和规则,并能灵活运用;掌握逻辑函数的基本形式和标准形式,逻辑函数表达式的转换;掌握两种基本的化简方法;掌握二极管构成的门电路工作原理;掌握OC门和三态门的功能;熟悉门电路的外部特征和参数。第八章,组合逻辑电路,课时数为8。通过本章的学习,掌握组合逻辑电路的分析方法;掌握组合逻辑电路的设计方法;掌握常用集成组合逻辑电路的功能及应用;了解组合逻辑电路产生险象的原因、险象的判别和消除方法。第九章,触发器和时序逻辑电路,课时数为8。通过本章的学习,熟悉触发器的概念、特征及分类;掌握基本RS触发器的工作原理及功能表示方法;掌握D、JK、T、T’触发器的功能;了解不同功能触发器之间的转换。掌握同步时序逻辑电路的特点及描述方法;掌握同步时序逻辑电路的分析方法;掌握同步时序逻辑电路的一般设计方法,掌握常用中规模时序电路的功能及应用。实验课共由6个实验组成,分别为:元件特性的伏安测量法,电位、电压的测定及电路电位图的绘制,单级放大器的设计,三极管放大电路仿真实验,组合逻辑电路的设计与测试,计数器及其应用。前两个实验属于电路分析的内容,注重电路的基本操作和基本概念。中间两个实验属于模拟电子技术的内容,重点在于放大电路的设计与分析,其中有一个是电路仿真实验,这个实验的目的在于培养学生掌握电路仿真软件的使用。最后两个实验属于数字逻辑设计的内容,分别对应于组合逻辑电路和时序逻辑电路。所有的实验课内容都与相应的理论课相对应,在做实验的过程中强调学生动手能力的培养,在验证理论知识的同时注重于激发学生学习的兴趣。 4结论 针对大数据专业的特点制定的电子技术基础课程的教学内容不是简单的将原来的三门课程的内容进行简化压缩,而是将这三门课程当成一个整体来考虑,注意其内容的互相依存关系和衔接。电路分析是基础,模拟电子技术是桥梁,数字逻辑设计是重点,共同形成一个有机的整体。在教学中注重仿真软件的应用,这样做相当于是把实验室搬进了课堂、搬回了宿舍,在学生做实验前就可以在仿真软件上预先对实验内容进行仿真,大部分课后作业也可以用仿真软件进行验证。和原来三门课分开进行教学相比较,整合成一门电子技术基础在课时上的减少并没有影响教学效果,这对我系数据科学与大数据专业是一个有益的探索。
数字电子技术在网络中的应用:广电网络中的电气技术及电子技术应用探讨 【摘要】广电网络是当下社会信息传播、媒体宣传等重要手段,更是国家对国际新闻和国内民生、经济等的宏观调整以及宣传的方式。因此广电网络的传播信号、转播质量等尤为重要。随着时代的发展和科技的进步,电子电气技术的应用使得广电网络的转播质量得到提升,基于此,本文主要分析了广电网络中的电气技术和电子技术应用,阐述了电气技术和电子技术的优劣势,希望能为广电网络的进一步发展,提供可行的参考。 【关键词】广电网络;电气技术;电子技术 一、引言 广电网络是是覆盖全国最大的信号传播以及媒体转换的载体,是国民直接了解时下国家新闻以及资讯的重要手段。同时也是国家宏观管理的重要方式。因此广电网络的转播质量特别重要。电气技术和电子技术的应用,保证了广电网络系统的电气安全以及转播质量。其系统化的应用包括电力系统、应急系统、数据传输系统等等,有效的提升了广电网络的传输效率。本文将从电气电子技术的具体应用入手,分析广电网络的运营,促进广电网络的进一步发展。 二、广电网络运营与电气电子技术的联系 1.电力系统稳定 广电网络是实现信号转换为媒体的过程,将信号转换为媒体视频等情况必须基于电力系统上运营。那么电气系统的稳定就是保证广电网络信号传播和播送质量的前提,电力系统的稳定包括供电、应急用电、低电压配电等等,这些又都是电气电力技术的关键。因此广电网络的稳定和电气电子技术有着密切的联系,广电网络是基于电气电子技术基础上运营的。 2.转播质量保证 广电网络的目的是将信号转换成视频、音像展示,社会效应是为国民带来更便利的了解国家经济、交通、法律等资讯的方式,因此呈现的质量非常的重要。那么在广电网络播送质量的环节上,主要是通过依靠信号传播的稳定以及电子电气技术的应用来实现。因此广电网络的运营,和电气电子技术有着密切的联系。 3.电气安全 电气安全是目前很多行业或者项目必须要重视的问题,这直接涉及到相关人员的生命、财产安全。那么电气安全主要是考虑电荷负载、消防系统、用电安全预防等等。在广电网络的运营中,中心系统和分支环节用电将给真个电力系统带来极大地电力负荷,极有可能产生安全隐患。因此采用电气技术和电子技术,将电力系统进行合理的布置,采取消防联动系统的实施,能够有效的保证用电安全和供电及时。为广电网络的转播提供坚实的硬件基础。因此广电网络运营,最关键的硬件技术要点便是电子电气技术的应用。 三、电气技术在广电网络中的具体应用 1.交配电系统的应用 在整个的广电中心当中,由于存在着各种仪器设备,其要求变配电系统不仅需要有良好的性能还需要达到较高要求的负荷能力,能够承受整个广电中心中计算机系统的电源、各个演播室、演播厅以及其他工作用房、电梯、监控系统等配置的用电。特别是其中的直播系统作为整个广电中心,需要有强大的负荷支撑,而电气技术的应用就是为了保证这个用电需求。在将电气技术应用其中时,要有一个整体的估算,计算出整个广电中心全部用电的一个状态,再将电气技术应用其中,与此同时需要注意的是高压与低压系统的电压等级。因此,在这种状态之前广电中心需要配备两套供电系统,目的就是当一套供电系统出现故障时,另一套备用供电系统能够及时发挥出作用,保证整个广电中心的正常用电。考虑到在实际的演播室或者是大型的演播厅当中关于灯光的要求比较高,不仅需要达到基本的照度标准,还需要确定好光源位置、色温以及显色指数。另外,还需要利用到电气技术对演播室水平吊杆位置的设置,有效保证布光的效率。当演播室中电视节目正在制作时,根据具体的用光要求还需要在设备层当中加设单机吊点,保证用光的灵活性。 2.应急照明系统的应用 在整个广电网络工程中,必须要保证应急电源与照明系统能够达到广电网络的各项要求。广电网络工程的应急电源主要包含有UPS组构成的具备较高供电连续性的广播设备、300KVA快速启动柴油机发电机组以及分散设置蓄电池组的消防应急灯。在广电中心正常运转的过程中,照明系统就是要保障广电网络不会由于停电而影响各项工作,而将电气技术应用于其中就可以预防出现大面积停电的现象。当然,对照明有不同要求的广电传媒系统,就需要通过照明设计来达到此类要求。通常情况下,演播室的照明度通常都是比较高的,但是在办公用房内则可以使用栅式荧光灯。对广电网络来说,应急电源与照明系统有着很多的不同要求,而这些不同的要求就需要通过应用电气技术来满足。也唯有应用电气技术才能够满足广电网络中关于这两部分的不同需求。 3.防雷系统的应用 广电网络传媒,为避免雷击就得使用综合防雷式来预防直击雷与侧击雷。同时,为达到良好的防雷效果,还需要在广电网络建筑物内安装防雷装置。建筑物内的防雷装置与综合防雷方式需要组织形成统一的导电系统。在此过程中,为预防雷电电磁脉冲引起的较大电流与较大电压就需要在布线方面达到科学合理的要求,保证整个建筑物的安全,提高布线的合理性与安全性。与此同时,通过设置报警系统类的一级保护装置来保障整个建筑的安全。在建筑物出现火灾的时候,火灾报警系统与消防联动系统就会在极短的时间采取有效的处理措施。当然,还需要根据建筑物的整体构造,在电梯内设置相应的监控装置。电梯内监控装置的设置就需要采用电气技术来设施指令开关,并通过消防控制室的联动控制盘发出指令,促使消防联动装置能够在最短的时间处理险情。为保证消防系统工作的可靠性,还应当使用硬线气动控制,同时采用消防紧急广播系统将险情降到最低状态。 4.配电设计中的应用 广电网络对工艺与演播室的灯光有着具体的标准,同时还需要保证在相应的范围内设置好光源,对色温、显色度进行相应的调整。设计演播室的时候,需要通过应用电气技术来设置吊杆的位置,根据演播室的相关要求来提高吊杆的灵活性。与此同时,在设置层还需要通过增加单机吊杆点来加强用光的灵活性。在整个广电网络的调光控制系统中,需要使用大型电脑调光来控制设备,并且设备上还需要配备相应的特技效果以及电脑控制器,这样就能够针对不同的节目要求要满足不同的用光需要。配电设计师广电网络一项非常重要的操作。在设计整个配电系统的过程中,为满足各项需要可以通过电气技术来满足不同的要求。 四、电子技术在广电网络中的具体应用 1.智能化应用 在数字化发展速度越来越快的情况,广电网络的功能变得越来越强。就当前的广电网络运营状况来看,不断有新型的网络运营模式走进民众的生活中。这种现象的出现,归根结底就是电子技术应用中所带来的结果。借助电子技术,才能够促进数字化与智能化快速发展。利用电子技术,广电网络可以对IT系统的固定化流程进行改造,这样有助于提高整个网络运营的效率。在广电网络逐步推进的过程中,其中不同种类的业务,利用电子技术后可以进一步的升级,各项功能运用效果更好。 2.数据传输 在整个广电网络中,不同信号、音频与视频的传输是前提,也是基础。现如今,通过借助电子技术可以为广电网络提供一个多媒体网络平台。在传输的过程中,不同于图像、视频的安全与正常传输效果以及用户接受节目,都是利用电子技术的直接结果。与此同时,利用电子技术后,还能够将射频总线与双线相互结合,这样就能够实现更长距离、更大范围的数据传输。并且在范围逐渐拓宽,长度增加的情况下,传输的质量并未受到任何影响。电子技术的应用不仅仅体现在这两方面。通过使用电子技术可将不同的功能进行融合,这样就可以满足不同用户在不同平台上建立不同的网络平台。从这就可以看出,电子技术的应用是广电网络发展的前提,同时也是发展先进性的直接体现。其中数据传输就是通过利用电子技术来实现的。保证广电网络的数据传输,可以有效促进广电网络更快发展。以下是电子技术数据传输简示图参考: 3.双向改造技术 针对广电网络传媒中心的双向改造,主要包含了双传输网改造和用户接入网改造两个方面。关于广电网络传媒的双向改造,不仅仅是技术上的要求,更是广电网络想要继续发展下去的必要途径。传统的广电网络主要是利用CATV发展起来的HFC网络,功能就是实现有线电视服务,实现的是单向下行广播式的传输方式。在改造的过程当中,需要利用到电子技术。在进行双向改造当中,主要有以下三种较为可行的方案:FTTH技术,意思就是光纤到户。其主要特点就是基本上能够实现无源,其具有的长距离抗电磁能力特别符合广电网络传媒的运用。另外考虑到广电网络传媒中时时需要数据的传输,而FTTH技术其采用的光波传输技术,支持的协议更加灵活,大大提高了数据传输的可靠性。同时FTTH技术能够引入各种新业务,而这正好符合广电网络传媒的应用特点,是一种十分理想的业务透明网络。无源光网络PON技术,其属于一种纯介质网络,其中不需要任何有源电子设备,大大降低了电磁以及雷电带来的干扰,符合广电网络传媒的改造需求。 无源光网络PON技术的业务透明性较好,是目前所有技术当中性能最佳的一种,将其应用到广电网络传媒的双向改造当中可能性最大。HFC技术,其属于一种光纤与同轴电缆相结合的混合网络。HFC具有传输容量大、易实现双向传输的特点。其将铜缆与光缆结合起来,将两者之间的物理特性结合起来,其能够支持各种传输技术,包括帧中继、交换式多兆位数据服务。与此同时,在改造时应该有熟练掌握电子技术的专业工作人员实现全程跟进,只有这样才能够保证改造的准确性。专业工作人员应该在了解清楚改造的方向的基础上实现对改造的实时调整,一旦出现问题及时解决。另外需要提到的是IP技术,其是保证互联网电视能够提供相关视频服务的技术基础,借助IP技术能够实现提高视频传输质量的效果,并且还具有一定的纠错能力。 五、电子电气技术在广电网络中的综合应用 1.管理模式转变 随着数字化发展大深入,广电网络已经由过去的单一模拟电视经营者转变功能、多业务的网络运营管理。在这个模式中,简单的电视运营已经变为数字电视、付费节目以及宽带上网等多功能的网络运营模式。因此,在广电中心已经开始运用电子技术进行智能化设计。在广电网络系统中采用流程化的手段,采用应用电子技术进行IT系统固化流程的运营,从而提升广电网络中网络运营的运营效率。在广电中心的业务以及管理流程要实现电子技术优化整理,基于SOA中间技术设计相应的电子流程管理系统。 2.加强转播质量 目前广电网络中心已经拓展提供语音、图像以及数据共揽传输的多媒体网络平台,在设置系统的时候,就要应用好电子电气技术做好视频、数据以及语音信号的安全传输,使客户端能够正常收看到数字电视。应用电子电气技术可以巧妙采用射频总线以及双绞线相结合的方式,使网络传输距离远,规模大,可以有效进行远距离信号传输,同时,还可以根据用户的不同需求,建立分层网络平台,还可以根据用户的需求组建升级平台,并采用简便的安全调试方法,使客户端使用起来更加的方便。 六、广电网络电子电气应用发展 广电网络的发展为国民提供了更多获取资讯的手段,随着时代的发展,对广电网络的内容和质量也提出了更高的要求。现如今的广电网络基本已经普及电气电子技术应用,但是在具体细化的环节还有待改善和提高。为了增强广电网络的信号传输以及丰富内容,在未来的发展中,电子电气技术将更多的应用于将画面或者视频信息的传播,如何实时实现信号的转换,以及将高质量的图像影音进行整体传输,为人们提供更加直观的、高效的资讯。 七、结语 电子电气技术一直是目前网络信息行业等的核心技术手段,广电网络中的电子电气技术应用还处于一个发展的阶段,能够覆盖的范围和可提升的空间仍有很大。本文主要是通过广电网络中电气技术应用和电力技术应用分析,展望了未来电子电气技术在广电网络中的应用。通过本文的分析,希望能够为广电网络或者其他行业提供一定的系统优化和完善系统的参考。 作者:周家婕;安长俊单位:江海职业技术学院 数字电子技术在网络中的应用:计算机网络中数字电子技术的应用 摘要:数字电子技术作为时展的产物,因其自身具有数字信号抗干扰能力较强、方便操作、安全级别高和智能化等优势,能够阻断外界因素感染,提升信息加密的安全性,为人们工作提供了便利,被广泛应用到计算机网络中,得到人们的好评与支持,并在计算机网络领域中起到重要作用。文章主要分析了计算机网络中数字电子技术的应用实践,希望能为计算机网络系统应用提供借鉴。 关键词:计算机网络;数字电子技术;应用 数字电子技术是一种由各种逻辑门电路、集成器和集成芯片组成的信息技术,不仅能够模拟数字信号,通过相应程序将信号转变成数字信号,还可通过数字电路将处理所获得的信息转变成模拟信号,快速传输到用户系统中,为人们生活工作提供了方便。可见在计算机网络系统中,有效应用数字电子技术,能够提高计算机网络数据的处理效率,实现高效、安全的网络传输。 1、数字电子技术的概述 1.1工作原理 数字电子技术主要由3部分构成:各种集成器件、逻辑门电路和集成芯片,工作原理为数字电子技术在处理信息的过程中,数字电路会依据设定的比例,将模拟的信号转变成数字信号,达到信号全部转化完成后,重新传送到数字电路中,按照最终设定的程序转变成相应的模拟信号,并输出[1]。 1.2数字电子技术的特点 数字电子技术的应用具有以下优势:(1)具有较强的抗干扰能力。数字电子技术的应用具有较强的抗干扰能力,能够有效阻断外界噪音、电子器件与通信道路中电磁波对系统的干扰,保证数据信息处理的准确性,实现远距离传输数据信息,从而达到资源实时共享的目的。(2)数字信号设备集成化。将数字电子技术应用到电路中,系统功能运行可通过标准化的逻辑部件来构成各种各样的数码系统,实现规模性的集成电路。这样不仅能降低功率,还可减少设备占用空间。(3)数字信号传输简单、安全。数字信号经过通信电路处理进行加密后,会以高电平与低电平等两种波形出现,只有用户具有相应的密码才能解密,浏览有关数字信息,这样不仅能够解决网络信息的安全问题,让数字信息传输变得简单、安全,还可提高数字信息加密的安全性,从而适应网络开放性环境的发展[2]。 2、计算机网络中数字电子技术的应用 2.1实现网络信息的信息高速公路化 从数字电子技术角度来看,在计算机网络中应用数字电子技术,主要是充分发挥了数字电路的信号处理优势,通过模拟信号的传输、转变、处理、再传输等一系列操作过程,快捷处理与传输网络信息,将网络信号转变成数字信号,从而达到网络通信数字化处理的目的。即是在通信系统中,将数字信号当作网络信息传输的媒介,在传输网络信息时,通过数字进行通信的方法来达到信号传输时对容量和速度的要求,以此转变成高速信息电子网络。而这这些网络运输中,需要借助大量的网络系统来完成,其中较为常见的是计算机、数据库和通信网络[3]。 2.2对网络信号数字化处理的抽样、量化与编码 网络信号数字化处理的过程十分复杂,不仅包括随机抽样、量化,还包括编码。其中随机抽样是指在实际通信网络系统中,每间隔一段时间对模拟信号实施分离操作。量化是指在实际操作过程中,将信号连续取值转变成有效的离散取值,实现量化处理。编码则是工作人员利用实现编制的设计方案,对经过处理的信号进行再次编码,将这些信号转变成拟定程序的数字信号流,这样所获取的数字信号就能够在电缆、卫星通道等线路中实现远距离传输[4]。例如在计算机网络系统中应用数字电子技术,对于网络信号数字化处理的编码时,模拟信号的数字化处理系统的设计方法为:借助A/D芯片MAX1247实现AD转换,并依据DSP所提供的多路缓冲口实时采集模拟信号,然后通过DMA方式传输数字信号,这时工作人员只需要按照设计方法,在C5402种输出脉冲、片选、地址与数据信息,并依据书写的序号(先写低8位,然后写高4位,最后在DSP的D/A中输出转换锁存信号。)将12位数据输入MAX530,即可获得相应的模拟信号。 2.3对网络开展信号处理 计算机网络技术与数字电子技术的兼容,对网络展开信号处理具有重要意义。从定理认识角度来看,计算机信号和数字通信信号的传输都是通过二进制代码完成的,即是在信号形式上,计算机和数字通信信号的传输方式相同。在这种情况下,将数字电子技术和计算机网络技术的深度融合,在信号相同的基础上,通过计算机平台处理和转换数字信号,能够实现计算机网络与数字信号的联网要求。加上二进制代码的处理方式简单,且不受外部环境的干扰,在信息远距离的传输下,能够保证信息传输安全可靠,因此在人们日常生活工作中,比较青睐于二进制代码的使用[5]。例如数字电子技术在物流信息系统中的应用,系统基于客户机/服务器模型,以TCP/IP通信协议、DNS域名服务与PPOP3邮件传输协议为依据,以WWW与FTP服务为支撑,以简单的超文本标记语言HTTP,建立一个物流信息管理网络,实现企业运输部门、订货采购部门和库存控制部门系统的联网,这样有关人员即可通过CGI与API程序获取,了解有关数据内容。 结束语 综上所述,数字电子技术作为一种时展的产物,在计算机网络中应用数字电子技术,能够通过专用线路远距离传输数据信息,确保数据传输的安全性、可靠性,从而提高传输效率与质量。但是在实际应用数字电子技术的过程中,为了充分发挥数字电子技术的优势,还需掌握技术的工作原理,并将其灵活运用到网络系统中,加强网络数字化处理的随机抽样、量化与编码管理,对网络开展信号处理,及时传输与处理网络信号,提高数据信号传输的安全性,从而实现资源实时共享。 作者:赵书文 单位:江苏省盐城技师学院 数字电子技术在网络中的应用:计算机网络中电子技术应用 1实现了数字电子技术网络教学 随着我国数字电子技术的不断发展和完善,在我国教育行业的发展过程中,人们开始逐步利用网络优势,设计了丰富的网络学习资源,将数字电子技术与网络教学结合起来。如图1所示,数字电子技术在实际教学过程中,通过设置网络课程功能模块可实现网络同步教学,模块分为课程首页、课程教学、动画资源、测试园地、课程信息、教学指导和常用软件等部分。这些部分共同构成了完整、统一的应用系统,在相互依存的情况下为我国教育行业的发展注入了新鲜血液,为学生提供了更好的教学环境,更成为我国数字电子技术实践应用的优秀案例,为我国数字电子技术今后的发展提供了新的方向。 2实现了网络信息的快捷处理和传输 网络信息的处理和传输是我国网络技术发展过程中的重点,高效、快捷的信息处理和传输可更好地帮助人们处理工作中的问题,有效实现计算机网络技术的快速发展。数字电子技术在实际被应用于计算机网络的过程中,可对网络中的信息进行正确处理,并能有效提高网络信息的处理效率,实现网络信息的高速传输。数字电子技术在实际运行的过程中,可将网络信息有效地转变为数字信号,为人们快捷地处理网络信息提供了帮助。对于数字电子技术而言,该技术在计算机网络中的实际运用充分展现了数字电路的性能优势,在实际运行的过程中通过对模拟信号进行转变和传输,能有效帮助计算机网络实现网络信息的数字化,为数字信息的传输提供了快捷通道,极为有效地促进了我国电子网络技术的发展。 3实现了数字化处理过程 数字电子技术在应用过程中可对信号进行数字化处理,通过抽样、量化和编码等操作环节,有效实现了计算机网络的信号数字化处理。抽样是数字电子技术应用过程中重要的操作环节,即在实际操作中对模拟信号进行分离操作。量化指的是在实际操作过程中对信号进行连续性取值的离散取值活动。编码指的是对信号对象进行再次编码,将成功转化后的正确数据翻译为数字信号流的过程。这一过程需要事先编排设计方案,并对方案中的数字和对象进行确认和整理。 4结束语 综上所述,数字电子技术在计算机网络应用的过程中发挥出了极其重要的实际作用,充分体现了数字电子技术的高效和快捷,为人们提供了更加优质、合理的网络服务。在今后计算机网络发展的过程中,数字电子技术的前景广阔,值得大力推广。 作者:李美陶 单位:兴安盟劳动和社会保障信息网络中心 数字电子技术在网络中的应用:广电网络中的电气技术及电子技术应用 摘要:随着科学技术的不断发展及智能化的不断推进,越来越多的领域采用电子化技术,其中广电传媒也是如此。广电网络中的电气技术及电子技术应用较为广泛,电气技术在广电网络中心进行改造时运用有效,电子技术在广电中心智能化设计系统中也得到有效应用。为了分析广电网络中的电气技术及电子技术的应用,笔者针对广电网络的电气技术及电子技术进行了各个方面的分析及深入探讨。 关键词:广电网络;电气技术;电子技术 随着人们生活水平及对生活质量要求的不断提高,广电网络传媒业相应随着要求发生了转型及升级,广电网络传媒要进行有效的转型及升级应应用电气技术及电子技术,运用电子技术及电气技术能更好的实现发展,推动广电网络的可持续发展,实现电气技术在广电网络中的有效应用。在电气技术及电子技术运用在广电网络中的具体实施过程中应更加深入的讨论起应用方式。 1广电网络的电气技术运用方式 1.1电气技术在交配电系统中的应用 为了保证演播室节目制作及播出的系统用电,广电电气系统应符合各项要求及标准,其交配电系统需具备较高的符合标准,广电中心直播系统用电及电子计算机系统电源属于一种重要的负荷,为了保证该项负荷能够满足广电中心系统的用电需求量,应采用电气技术进行有效操作。首先对负荷进行估算后,保证充足的广电中心系统用电,制定相互配套的高压及低压系统的电压等级,给予两种不同的供电系统,以备不时之需,在一路供电系统出现问题后,在不影响任何工作进行的前提下利用另一路系统进行供电,减少供电方面的差错,促进广电中心日常工作的顺利进行。 1.2电气技术在照明系统中的应用 广电网络传媒系统中不管在其他工作人员办公室、其他用房及演播室均需要充足的照明系统进行维持工作的有序进行,在照明系统中应用电气技术能保证广电网络在日常工作中不因为各种故障导致停电现象而影响工作,电气技术能很好保证照明系统的正常运行。电气技术还能操作不同的应急电源,在广电网络工作环境下,办公室、演播室及其他用房的要求不同形成了不同的照明系统要求,不同照明系统中的应急电源系统是为了应对各种原因出现的供电困难及中断的现象,保证供电的正常进行。 1.3电气技术在防雷系统中的运用 广电网络传媒一般为了有效避免雷击及预防直击雷及侧击雷会采用有效的综合防雷式操作进行,为了达到最佳的防雷作用,需要在广电网络建筑物内将防雷装置进行安装,综合防雷方式及广电网络建筑物内的防雷装置应进行统一的导电系统,采用电气技术能有效的预防雷电电磁脉冲引起的电流及电压现象,提高布线的安全性及科学性,保证整个建筑物处于安全的状态下。还可以采用安装报警装置进行进一步加强建筑物的安全性,当建筑物出现相关灾害及故障时,报警系统及紧急处理系统会在短时间内采取有效的处理措施进行警报及处理,在建筑物电梯内安装相应的监控装置,采用电气技术设置相关的设备指令开关,通过消防控制室的联动控制盘进行指令的接收与发出,促使消防联动装置在最短时间内进行控制险情,为广电网络建筑物内消防系统的工作提高有效性及保证安全。 2电子技术在广电网络中的应用 2.1电子技术在双向改造技术中的应用 广电网络传媒中的双向改造技术主要包括用户接入网改造及双传输网改造两种,广电网络中的双向改造技术是广电网络进行可持续发展的主要途径之一,在改造过程中需要用到电子技术来弥补传统广电网络利用CATV发展的HFC网络的功能不足现象,电子技术在进行双向改造过程中具有三种不同的运行方案:(1)HFC技术:属于一种同轴电缆与光纤相结合的混合网络,HFC技术具有极易实现双向传输及传输容量较大等特点,HFC技术主要是将光缆与铜缆的物理特性相结合,使其能够符合各种传输技术的要求;(2)FTFH技术:FTFH技术就是光纤到户的意思,FTTH技术具有无源及长距离抗电磁能力强等特点,具备的长距离抗电磁能力能有效发挥其在广电网络中的应用。FYTH技术主要采用光波传输技术进行广电网络需要的数据传输,具有更加灵活的支持协议方式,有效提高了广电网络中进行数据传输的科学性及可靠性,FTFH技术能将各项新业务进行引进,属于一种效果特别好的业务透明网络,符合广电网络的应用要求及特点;(3)无源光网络PON技术:无源光网络PON技术是一种纯介质网络,无源光网络PON技术不需要任何有源的电子设备进行辅助运行,有效的将雷电及电磁带来的干扰进行降低及避免,适应了广电网络中的改造需求。无源光网络PON技术具有良好的业务透明性,属于目前技术中最好的一种,在广电网络中的双向改造过程中运用无源光网络PON技术的运用效果更加,其在广电网络的双向改造中运用最为广泛。 2.2电子技术在数据传输方面的应用 不同信号、音频及视频的传输是整个广电网络的前提及基础,在广电网络中运用电子技术进行操作能为广电网络提供一个多媒体网络平台,利用电子技术是进行不同图像、不同视频安全与正常传输效果的直接结果及主要途径,在广电网络中运用电子技术能结合双线及射频总线,实现更大范围及更远距离的数据传输工作及操作过程,在进行传输的工作过程中保证传输的质量不受影响。利用电子技术能在广电网络中进行各种不同功能的融合操作,有效的将不同用户在不同平台上建立不同网络平台的要求实现。广电网络的发展依靠着电子技术的发展而进行,是广电网络发展先进性的直观体现,数据的传输是通过电子技术实现的,保证了广电网络的数据传输过程,促进广电网络可持续发展。 2.3电子技术在智能化方面的应用 在广电网络的功能及数字化发展越来越迅速的过程中,出现了较多新型的网络运营模式,这些网络运营模式更加深入人的生活中,广电网络中的功能及数字化发展主要基础条件为电子技术的运用,在广电网络中运用电子技术能有效改造IT系统的固定化流程,提高整个广电网络运营的效率及质量,在广电网络中运用电子技术能推进广电网络的进一步发展,升级各种类型的业务及功能,使得运用效果达到最佳状态,促进广电网络行业的快速发展及进步。 3结语 随着科学技术智能化及数字化的不断发展,网络及计算机将广电网络的使用深度进行了有效提高,电子技术及电气技术在广电网络中的应用及发展也越来越广泛,在广电网络中采用多媒体、通讯、数字信号及计算机等相结合,为广电网络实现交互型及复合型方向发展提供了有利基础,促进了广电网络的可持续发展及进步。 数字电子技术在网络中的应用:电子技术应用专业核心课程网络教学平台建设与应用 【摘 要】本文分析中职电子技术应用专业核心课程网络教学平台建设的必要性,根据中职学校的人才培养目标和教学特点,提出以建构主义学习理论、人本主义学习理论、教学设计基本理论为指导,遵循中职学生的认知规律和职业能力培养规律,加大教学动画、虚拟模型、虚拟仿真教学软件等具有较强交互性和指导实践性的教学资源建设,建设具有电子技术应用专业特色、满足教学需要和符合当前中职学生学习过程的认知规律的网络教学平台。 【关键词】电子技术应用专业 核心课程 网络教学平台 建设 网络教学平台是在线学习和教学过程的基础性技术平台,是开展网络教学必备条件。随着计算机网络及信息技术的快速发展,教育信息化在不断加速,网络教学作为一种正在不断完善的新教学手段,已经成为传统课堂教学的延伸和重要补充。为了推进信息技术与电子技术应用专业课程及教学方法的整合,广西机电工业学校开展了电子技术应用专业核心课程网络教学平台的建设,建成了模拟电路分析与制作、数字电路分析与制作、电工基础与技能三门网络课程,促进了电子技术应用专业课程教学模式的改革,使课程内容更加具体化和形象化,课堂的教学活动更加生动,从而提高学生学习的兴趣,有效地培养学生的职业能力。 一、电子技术应用专业核心课程网络教学平台建设的必要性 (一)建设专业核心课程网络教学平台是教学模式和教学方法改革的需要。电子技术应用专业核心课程是后续专业课程的基础,其特点是概念、定律、定理较多,理论性强,学生不感兴趣,学习难度较大。在教学过程中,往往是教师先将课程相关知识传授于学生,然后再进行验证性实验,课堂教学与学生实验操作分离,课程缺乏吸引力,难以激发学生的学习积极性,导致教学效率低,难以达到预期教学目标。在电子技术应用专业核心课程教学中,建设专业核心课程网络教学平台,可以利用信息技术使课程中概念、定律、定理表现得更为直观、形象、生动,使课程内容更加具体化和形象化,降低了学生学习难度,提高了其学习兴趣。因此,建设专业核心课程网络教学平台是教学模式和教学方法改革的需要。 (二)建设专业核心课程网络教学平台是解决学生学习差异化的途径。中职学生自学能力较弱,学生的知识基础存在着差异化,学习能力差别也非常较大。在课程教学中,教师往往采用“一刀切”的教学内容进行教学,学生始终处于被动地位,使得部分学生未能跟上教师的讲课节奏,进而造成学生上课无法专心听讲,进而成为“学困生”。根据学生的知识基础进行差异化教学,满足学生个体的学习需要,以促进学生在原有基础上得到开展有效的学习是消除“学困生”的有效途径。在这样的前提下,建设电子技术应用专业核心课程网络教学平台,为学生提供多层次、多形式教学内容和教学资料,可以使学生能根据自己的弱点选取合适的时间进行适当的补充和复习,通过“线上学习”来弥补“线下教学”的不足,从而使学生更好地深入学习,满足学习者个性化发展和多样化终身学习需求。 二、专业核心课程网络教学平台的建设 目前,网络教学平台或网络课程已经广泛应用于大学课程教学中,而在中职学校网络教学平台和网络课程开发还处于初始阶段。传统的网络课程开发注重教学内容和教学过程的展示,缺乏教学设计,不能引导完整的学习过程。中职学生自学能力、分析能力及思维能力比较弱,与大学生认知特点间的存在差异,中职学校网络教学课程的建设不能照搬大学的模式,而应根据中等职业学校的人才培养目标和教学特点,以建构主义学习理论、人本主义学习理论、教学设计基本理论为指导,遵循中职学生的认知规律和职业能力培养规律,加大教学动画、虚拟模型、虚拟仿真教学软件等具有较强交互性和指导实践性的教学资源建设,建设具有电子技术应用专业特色、满足教学需要和符合当前中职学生学习过程的认知规律的网络教学平台。 (一)开发教学做理实一体化教材。教材是教学内容的载体,是教师教学的依据。根据“学以致用”的教学原则和实用性原则,遵循“项目引导、任务驱动、理实一体”的课程建设思想,依据电子技术应用专业培养目标和课程标准,按“以学为主”的教学设计思路,按照项目为载体,工作过程为导向,能力训练带动知识学习的思路设计教材结构,以常用电子小产品安装或生活常见的典型电路安装为主线设计教学项目,以电子小产品制作为主线,以单元电路为基础,以实施理论一体化教学为中心合理地组织教学内容,按照由浅入深、由单一到整体,知识和技能并重的原则开发教学做理实一体化教材。 (二)建设与教材配套的课程网络教学平台。围绕课程的教学目标,开发与教材配套的专业核心课程网络课程。网络课程采用模块化的设计方法,由课程标准、电子教材、多媒体课件库、三维虚拟实训、积件学习、项目实训、教学视频、微课教学、在线测试、讨论区等模块组成。具有以下特点: 1.做学结合,理实一体。设计与生产生活、工程技术有关的应用性实验和实训项目,构建由“单元电路实验一电子产品制作实训”组成的专项训练与综合训练融合课程实践教学体系,将理论知识与技能训练有机整合。通过项目化教学、任务式驱动,学生可以在做中学基础知识,在学中练基本技能,实现“理实一体化”教学。 2.资源丰富、易用易学。网络课程具有丰富的立体教学资源,配套开发基于工作过程的项目教材,配备多媒体课件、积件学习、微课教学、教学视频、在线测试等多维度教学资源,突出中职教育实践教学的特点,强调在项目引领下,将理论与实践的融合贯穿整个学习过程。使教师可利用网站资源方便进行备课和开展混合式教学,使线下教学与线上教学两种方式的优势互补,提高教学资源的利用率。学生可以全天候进行课程学习和训练,突出学生在教学中的主体作用,有效地提高教学效率和教学质量。 3.虚拟仿真,对接岗位。与教材配套的三维虚拟仿真网络实训平台对接电子企业生产岗位及工作流程,能有效地培养学生的元器件检测、产品安装、电路检测和调试及电路故障排除能力。根据电子产品安装的工作过程和循序渐进特点,每个虚拟仿真实训项目均由电子元器件挑选、电子元器件检测、电子产品安装、电子产品测量、产品功能展示、产品通电测量、产品故障检测七大模块组成。教学软件交互性强,学生在W习过程中可根据操作步骤提示进行练习,亦可根据自身学习情况,选择不同的项目和模块进行反复练习,突破时间、空间和实训教学限制。每个模块都具有实时评价功能,将虚拟仿真、练习和考评融合起来,可让学生能及时检查知识或技能掌握的情况,轻松高效地获取专业知识,提高学生的专业技能。 三、专业核心课程网络教学平台的应用 电子技术应用专业的基础核心课程网络教学平台的建设,为教师开展翻转课堂教学模式和混合式教学模式改革提供了基础。如在模拟电路分析与制作课程的电子元件器识别与检测教学中,学生可在课前带着问题登录到网络教学平台中模拟电路分析与制作网络课程,学习相应的电子元器件识别与检测的微视频,然后经过课堂的讨论交流、总结后,再利用“模拟电路分析与制作”三维虚拟仿真软件的电子元器件挑选、电子元器件检测两模块进行操作练习,进行实时测试考评。对于没能很好地掌握操作方法的学生,也可利用这两个模块的帮助功能学习元件选择和检测的方法,再进行考评,其教学过程为“问题提出―自主学习―讨论交流―课堂再现―在线操作―评价测试”。 模拟电路分析与制作、数字电路分析与制作、电工基础与技能课程不仅是电子技术应用专业的基础核心课程,而且也是其他电类专业的基础核心课程。电子技术应用专业核心课程网络教学平台不仅适合在电子技术应用专业中使用,而且适合在电子技术应用相关的专业群、机电技术应用相关专业群及其他非类电类专业电工知识及维修电工上岗证课程的教学中使用。网络教学平台在广西机电工业学校 2014 级和 2015 级的电子技术应用、电子电器应用与维修、机电技术专业中使用,其丰富、立体的教学资源得到了教师和学生的认可,促进了电类基础课程教学模式和教学方法的改革,激发了学生自主探究学习兴趣,提高了课堂教学效率和教学质量。
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。
土木工程学术论文:土木工程实验教学实践 [摘要] 基于对学生工程素质与创新能力的培养,结合省级实验教学示范中心、省级本科实践教学能力提升工程建设项目、省级虚拟仿真实验中心的建设,探讨土木工程专业实验教学中多层次、多模块实验体系的构建与实践,以最终实现实验项目多元化、层次化、开放化的教学目标。 [关键词] 工程素质;实验教学;教学体系 实践教学是土木工程专业教学的重要组成部分,是培养学生创新精神、创新能力和实践能力的一个重要环节,其教学成果直接影响专业人才培养的质量、从业能力和岗位适应能力。昆明理工大学建筑工程学院土木工程实验中心是省级实验教学示范中心、省级本科实践教学能力提升工程建设项目单位、省级虚拟仿真实验中心。中心在多年的建设中,根据学校人才培养的总体目标和发展定位,依据《高等学校土木工程本科指导性专业规范》及相关专业的实践体系设置,对比实践教育体系的实践领域、实践单元和知识技能点,分层次制定实验教学目标。同时,加强学生工程意识的培养,启迪学生的创新思维,提高学生解决实际工程问题的能力,逐步构建了有利于培养学生创新精神和创新思维的多层次实验教学体系,取得了良好的教学效果。 一、构建五个层次的实验教学体系 1.基本型必修实验。通过基本参数的测定,验证相关的理论公式及结论,满足实验教学大纲中规定的实验内容,加深学生对基础知识、基本理论的理解,促使学生掌握基本的实验技能,初步培养学生的问题分析能力和动手能力,激励学生的学习兴趣。如“普通混凝土用砂石”、“钢筋”、“水泥”、“受弯构件正截面静力性能实验”、“金属材料的拉伸实验”等。 2.创新型选修实验。学生自选实验项目、自定实验方案,在教师指导下独立进行实验,最后独立总结分析得出结论。该类型试验为在实验技术方面有特长又在实验研究方面感兴趣的学生提供一个良好的实验环境,提高学生提出问题和分析解决问题的能力,培养学生的探索和创新精神。如“C30自密实镜面混凝土配制及酸雨环境下老化问题研究”、“体感技术和压力传感器在智能动力滑板上的应用研究”、“水雾淬火机械臂的研制”等。 3.综合设计型实验。该类型试验为实验教学大纲中列出的限选实验项目,学生可以选择其中的部分项目开展实验,以培养学生的综合设计和实际操作能力。如“土体固结”、“高性能混凝土设计”、“水平框架的内力分布实验”、“建筑结构模型动力特性实验”、“混凝土强度无损检测综合试验”、“传热性能实验”等。 4.工程应用型实验。结合工程实际和应用研究的实验项目,关注工程中的实际问题,深化专业知识的工程应用。如“高强螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测试”、“植筋拉拔用大量程位移传感器的设计”、“桥隧工程预应力钢束摩阻损失测试装置研制及试验研究”、“多功能倾角测量仪”等。目的在于为那些愿意进一步提高实际动手能力、拓展知识范围、增强就业竞争力的学生提供实验条件,培养学生解决工程实际问题的能力。5.科研型实验。结合教师科研项目,选择与实验相关的内容,精心设计实验项目,使学生在高水平教师的指导下完成科研实验,在为科研项目提供实验数据的同时,培养和锻炼学生初步从事科学研究的能力。开展的项目如“固化疏浚淤泥-磷石膏混合土膨胀机理研究”、“火灾后再生混凝土抗压强度与变形性能试验”、“火灾后混凝土在潮湿环境下强度变化与机理研究”、“应用数字全息干涉法测量物体表面三维变形场的研究”等。 二、搭建四个模块的学生学科竞赛与创新计划实验平台 1.学科竞赛模块平台。让学生自由组队(鼓励跨学科组队),并在实验中心进行实验、实训,然后参加省级、国家级的竞赛,如结构设计大赛、混凝土设计大赛等。该平台重在培养学生的创新意识、合作精神,提高学生创新设计能力、动手实践能力和综合素质,加强不同专业学生之间的协作意识。 2.大学生创新性实验计划项目模块平台。该平台具有以下特点:为学生提供自主选题设计,独立组织实施并进行信息分析处理和撰写总结报告。重在培养学生提出问题、分析问题、解决问题的兴趣和能力,提高学生的创新能力和实践能力。开展的项目如“承载支架结构优化设计”、“力学分析及应用研究”、“餐饮废水强化处理装置的研制”、“CFRP加固钢筋混凝土梁刚度试验”、“以高压氮气水混合物为冷却介质的一种新型淬火装置研制及其效果的试验研究”等。 3.学生课外科技活动模块平台。学校每年拨出专款设立“学生科技创新基金”、“分析测试基金”项目,学生根据自己的兴趣爱好并结合专业特点自由申报,中心遴选高水平教师指导学生开展实验项目。开展的项目如“高温后改性轻骨料混凝土的力学性能与微观结构试验研究”、“共聚聚丙烯疲劳裂纹扩展研究”、“SMC冷拌沥青混凝土强度形成过程与车载破坏机理研究”、“以牛粪纤维制备泡沫灭火剂的实验研究”等。 4.教改项目实验模块平台。为了提高实验教学质量,中心不断进行实验教学改革,并选择部分优秀学生参与项目的研究或建设过程。项目以导师为主导、学生为主体,具有一定的探索性,增强学生的主体意识和参与意识。如“设计性、综合性力学实验的开发与实践”、“应用型综合实验课程教学新模式的研究”、“面向工程实践的校内土建实训基地建设探索”、“以工程能力培养为核心的力学实践教学模式的探索与实践”等。 三、建立着眼于实验能力培养的资源设备共享机制和实验教学、管理的信息化管理平台 1.资源设备共享机制。近年来,在学校的支持下,通过德贷项目、中央财政支持地方高校建设项目、科研平台建设等多种渠道筹集资金用于中心建设,实验仪器设备得到了较大充实。中心现有实验设备2500余台(套),价值约6000万元。拥有4m×4m地震模拟振动台、激光粒度仪、三维激光扫描仪、MTS材料试验系统等大型精密仪器设备70余台套。同时,学校建立了大型设备共享机制,分析测试中心及其他学院的仪器设备均可共享,为学生的综合设计型实验、工程应用型实验和科研型实验以及毕业设计等提供了良好的分析测试平台。学生在实验中不但可以学习不同的测试方法,还可了解先进的测试手段和测试技术。 2.实验教学、管理的信息化管理平台。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》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”,并把“加快教育信息化进程”作为单独的一部分进行了专门阐述。中心结合省级本科实践教学能力提升工程建设项目、省级虚拟仿真实验中心的建设项目,利用学校的网络平台,开发了“土木工程实验中心实验教学管理系统”,将中心资源纳入信息化管理平台,其中包含实验项目、设备功能与使用、实验教学(实验预约、报告提交与批阅、网上答疑等)、设备管理等模块。同时,为每个实验室均配置了多媒体教室,对典型实验制作教学PPT、录像和部分实验虚拟仿真动画提供了优越的条件,并放在平台上供学生自主学习,实现了实验系统较全面的信息化和数字化,进一步提高了实验教学和实验室管理的信息化水平。 结语 我校通过多层次实验教学体系的建设,不断改进实验教学方法和教学手段,激发学生的学习热情和兴趣,学生动手能力、分析解决问题的能力及创新意识都得到较大的提高。近五年来,获得省级教学成果一等奖3项、校教学成果9项;学科竞赛获得国家级一等奖1项、二等奖4项、三等奖44项;获得省级竞赛奖19项;完成国家及省大学生创新实验计划项目18项、校开放性实验项目30项、校学生课外科技创新基金项目94项、力学创新实验项目51项,本科教学质量得到显著提高。 作者:费维水 王时越 李瑞勤 单位:昆明理工大学建筑工程学院 土木工程学术论文:土木工程虚实教学体系改革 摘要: 分析了目前土木工程实践教学面临的困难,结合广西科技大学土木建筑工程实践教学体系改革,利用虚拟仿真软件平台,提出了“虚实结合”的教学模式及考评体系。 关键词: 土木工程;实践教学;虚拟仿真;虚实结合 随着社会的不断进步,科学技术飞速发展,国家对素质高、能力强的优秀人才迫切需要。工程实践教学是高等教育的重要组成部分,作为实践教学重要的环节的工程训练,在提高大学生工程实践能力和科技创新能力方面,是其它课程不可替代的。但是,由于土木建筑工程的特点(体量大、空间组合复杂、建造过程繁琐、内部构造多样、生产周期较长、建成后难以移动、建造成本较高、现场危险源多等),目前土建类专业学生在进行实验实训以及综合创新技能培养时,很多实验及实践教学过程在真实条件下是不具备或难以完成的。这就要求我们依托现代科学技术的进步,完成旧有体系的蜕变。 1土木工程实践教学的困难 在传统的土木工程专业实践教学中,生产实习及土工实验是极其重要的教学内容。但是,在施工中,往往“一个构架拼装要1周,一个基坑施工要1年”;对于实验,传统的校内实验经常会受到设备与技术的制约,同时,通过观察也发现,学校实验形式单一、内容有限、知识分散,对建筑业提出的关于人才培养的相关要求完全不能适应。这就迫使人们结合现代技术做出创新,与实践相互补充,弥补实践教学的不足。在开展实践教学过程中遇到的难题,具体包括:(1)土木类专业实验具有综合性强、设备体量大、实验环境恶劣、资源消耗大、成本较高的特点,特别是危险性高、体量大、结构复杂但与实际工程结合紧密的实验在实验室内无法让本科生直接深入参与。(2)土木工程专业学生人数多,企业接待能力有限,面对规模如此大的实习队伍,对企业来说要安排集体生产实习难度是很大的。任何一家企业也没有这样的接待能力,即使以分班轮流的方式进行生产实习,实习周期叠加起来也会很长,对企业的正常生产活动也会有影响。(3)由于建筑自身组成及建造过程的影响,学生在生产实习过程中,只能看到建造某阶段建筑表露在外面的建筑形式,大大拉低了生产实习的效果。 2虚拟仿真技术 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容,2013年,教育部根据《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,决定开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。鼓励高校深入研究虚拟仿真技术,切实做到“虚实结合”的教学方式,研究与实践对教学方法、实验手段等方面的改革,使实践训练与相关技术的发展相适应。虚拟仿真技术对于实践教学的主要功能包括:(1)虚拟仿真实验室建设应紧密结合土木类专业实验教学需求,使学生能够利用实验室对实验的相关参数利用虚拟仪器进行操作,搭建实验系统。如利用钢筋混凝土简支梁静载实验模拟系统,学生可以自行设置梁的截面尺寸、配筋、长度等几何参数以及混凝土、钢筋等材料参数,达成特定实验的特定实验场景配置,并在虚拟场景中通过学生亲自选择支座形式,布置分配梁、加载点等加载条件,增加学生对实验的参与度,更加有效地增长学生的学科技能。(2)利用虚拟仿真技术实现工程设计的数字化和虚拟施工。通过BIM(BuildingInformationModel-ing,建筑信息模型)技术建设工程施工虚拟仿真平台,对土木工程关键施工过程进行动画模拟,基本实现对土木工程施工关键过程的虚拟再现;通过对校内外实验场地条件以及各种工程测量实验仪器设备参数的模拟完成工程测量虚拟仿真平台的搭建,再现现实条件下人机交互操作场景,将工程测量课程中主要实验环节的工作流程一一展现在学生面前。(3)利用虚拟仿真实验室的网络化,协同教学工作的开展。实验室通过构建网络访问平台,满足用户通过平台进行教学信息交流,使老师能够通过平台教学任务、检查学生任务完成情况,学生能够通过平台接受教学信息、提交成果,方便教学的进行。 3“虚实结合”实践教学的实现途径 面对土木工程专业生产实习及大型实验存在的问题和困难,最好的解决方法之一就是采用计算机及其他信息技术进行虚拟仿真实习及实验,目前国内许多相关尝试和探索已经在很多高校内逐步开展。广西科技大学结合区外高校建设虚拟仿真中心的先进经验,结合自身特点,建立了广西区内第一个土木建筑工程专业虚拟仿真实验室,积极推进实践教学改革。为推进“虚实结合”实践教学需要进行的相关举措如下: 3.1“土木建筑工程虚拟仿真实验 教学中心”建设研究开发LED微间距虚拟现实仿真沉浸式硬件环境以及开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台的建设,提升学校基础设施技术水平。 3.2支持“虚拟实验+实物实验”融合的实验教学模式,增设虚拟仿真实验项目16项 在原有实物实验的基础上,对培养方案进一步调整、结合实验室及虚拟仿真实验教学管理平台,增设16项虚拟仿真实验项目(基于BIM技术的仿真建模及漫游虚拟仿真实验、基于BIM模型的碰撞检测虚拟仿真实验、基于BIM模型的施工进度虚拟仿真实验、基于BIM模型的施工现场三维场布虚拟仿真实验等),为学生的实验教学提供丰富的题材。 3.3建设开放式虚拟仿真实验教学管理平台,实现所有网络教学资源局域网内7*24小时不间断访问 结合先进的计算机语言与CG技术,确立虚拟仿真中心,并在此基础上,结合数据库及Web,把虚拟仿真中心打造成开放的虚拟仿真教学管理平台,实现平台与学校原有管理平台的对接,让管理员,老师,学生时刻可以访问平台,完成平台管理及教学任务,使得原有低速的教学任务,在网络的支持下,变得顺畅、高效。 3.4在开放实验室的基础上,推进大学生创新创业项目及学科竞赛活动开展 在高校的教学活动中,学院在实验室全面开放的前提下,积极调动学生兴趣,以学科竞赛的形式,让学生在空闲之余,参与到学习中来,逐步提高学生对本专业学科知识的掌握情况。与此同时,以培养学生的创新精神和实践能力为目的,通过与企业的全方位合作,举办创新创业大赛,让学生能够积极参与进来,使大学生的综合素质不断提高。 3.5基于“BIM创新创业基地”,学生参与工程实践活动 2013年以来,学院抓住“互联网+”机遇,在土木工程施工及项目管理课程教学内容中添加当今建设领域中最炙手可热的BIM技术,依托学院BIM研究所,创建“大学生BIM创新创业实践基地”,与当地企业全面开展合作,让学生在学校期间就参与到实体项目中去,现已完成的建筑项目有广西金融广场、广西凯业花园、百色干部学院以及柳州中医院东院等多个大型项目。通过这些实际项目,提高了学生解决实际工程问题的能力,也调动了学习积极性。 4结论 总之,土木类专业应该以培养学生的创新能力、自主学习能力、工程实践能力为目的,坚持“虚实结合、相互补充、能实不虚”的理念,完成虚拟仿真实验教学中心建设。积极跟进时代步伐,结合社会需要,不断把优秀毕业生投向社会,让学院成为科技进步的风向标,引领时代的进步。 作者:陈华 王鹏凯 赵军 钟壮林 杨东辉 单位:广西科技大学土木建筑工程学院 土木工程学术论文:土木工程施工技术创新 摘要: 土木工程施工技术直接影响着工程质量和施工安全,当前一些施工企业施工技术不完善、施工技术落后,严重影响着工程质量。本文简要介绍了土木工程施工的特点,分析了土木工程施工技术存在的若干问题,阐述了土木工程施工中使用的新技术。 关键词: 土木工程施工技术;施工技术存在的问题;新技术 土木工程是一项复杂的专业工程,随着我国土木工程的快速发展,工程的规模越来越大、功能也越来越复杂。因此必须及时解决土木工程施工中存在的技术问题,以确保工程质量和施工安全。另结合土木工程施工的特点,推广应用土木工程施工新技术、新材料,以提升企业的竞争能力。 1土木工程现场施工特点 1.1工程复杂性 土木工程是一项复杂的综合性工程。由于建筑功能的不同要求,造成了不同类型的土木工程项目。不同的土木工程项目具有不同的施工要求,再加上不同的地域环境,使得土木工程的施工技术具有很大的差异性。 1.2环境恶劣 大多数的工程建设是露天作业,在施工过程中经常出现大风、雨、雪等恶劣天气,造成施工中断、改变施工技术,从而影响施工质量和进度。因此在施工前,结合工地实际情况和当地气候状况,制定具有预见性和具备可行性的施工方案,保证施工的顺利进行。另外施工单位还应密切关注天气变化,做好突发状况的应急处理。 1.3施工人员流动性大、素质低是土木工程施工的特点 土木工程施工的具有人员流动性大、施工人员素质低等特点。造成这一特点的因素有以下几点:一、现场操作人员大多来自农村,而且年龄偏大,没有经过专业的培训,不具备专业知识和专业技术。二、土木工程作业的地点都不固定,作业内容不明确,导致施工人员缺乏积极性和主动性。三、现场施工作业是一项又苦又累的工作,现如今的社会越来越多的年轻人,不会去选择这种高强度的工作。 2土木工程施工技术存在的一些问题 2.1施工技术落后及技术理论不符合实际施工环境 我国现阶段土木工程施工新技术成本相对较高,施工单位为了追求经济效益而使用落后的技术和工艺。施工技术的不全面和落后,直接影响着施工效率和工程质量。忽视新技术对工程的影响,容易给整个工程埋下质量和安全隐患。在施工过程中没有很好的利用施工技术理论,导致施工技术不能满足实际施工环境。在实际施工环境中施工技术不能系统得分析出施工所需的数据和内容,致使严重影响了土木工程的施工质量。 2.2施工技术管理机制不完善 土木工程施工技术管理机制不完善,首先表现在施工企业的相关管理层对整个工程项目的施工管理不到位,企业负责人、项目责任人、项目管理人员和监理人员对施工现场的情况不了解,管理和监管存在疏漏,使施工不能顺利进行。其次是施工单位对土木工程的施工技术研究不够透彻,施工人员的综合素质低、施工技术水平不高,施工进度和施工质量无法满足工程施工要求等。 2.3施工操作不符合施工技术操作规程 由于土木工程施工工艺复杂、工序繁多,不同的分项工程采用的施工技术不同。许多施工作业人员在不熟悉施工图纸和设计要求的情况下,没有严格按照设计和技术要求进行施工。还有一些施工人员怀着一些错误的想法认为土木工程施工技术简单,不需要按照相关规范和技术要求进行作业,这些行为同样严重影响了工程的工期和质量。 3推广应用建筑业新技术 施工企业应在结合工程特点的基础上,积极使用施工新技术,解决工程建设和施工中出现的技术难题。新技术的应用不但提高了工程质量、加快了施工进度,更为企业创建品牌打下了基础。以下简单介绍几项建筑业的新技术。 3.1推广应用混凝土技术 混凝土作为建筑的基础材料,提高混凝土技术能大大促进我国建筑业整体水平的提高。新型混凝土新技术的实施,在推进生态和节约混凝土的同时,促进我国混凝土更好、更快、更科学的发展。 3.2使用钢筋及预应力技术 通过使用高强钢筋及预应力筋材料、推广连接与锚固技术、实行钢筋工厂化加工与配送,在保证工程质量、提高工人劳动效率的前提下,可显著减少钢筋用量、降低成本,在节能减排、节材降耗的同时,实现建筑业的可持续发展。 3.3新型模板和脚手架应用技术的优势 新型模板的应用在加速模板周转、加快施工进度、提高混凝土构件外观及质量方面有重大的进步。新型钢管脚手架技术的应用,不仅在结构上更安全可靠,而且强化了使用功能。 3.4推广应用绿色施工技术 绿色施工技术的目标是“四节一环保”,绿色施工技术具有一定的超前性和引导性,具有国内领先乃至国际先进水平。在应用时,应先因地制宜的选择适用的绿色施工技术,在示范工程中实现后,再结合情况在全国范围内推广。下面简单列举几项推广应用的绿色施工技术:应用基坑施工封闭降水技术,即保证了基坑周边安全又避免了对周围环境的影响;通过基坑施工降水和回收利用技术,对雨水、现场生产废水的回收和再利用,有效的节约了施工用水;应用建筑外墙的保温隔热技术,通过对建筑物进行有效的保温、隔热、遮阳等,节约了建筑物在使用时的能源,提高了使用的舒适度。 3.5推广使用先进的信息化应用技术 信息化技术包括:虚拟仿真施工技术和建设工程资源计划答理技术、项目多方协同答理信息化技术等。其中虚拟仿真施工技术是虚拟现实、结构仿真等高端信息化技术,可展现并提高建筑企业的市场经营竞争能力、提高施工生产效率、提升工程施工技术水平等重要作用。而项目多方协同管理信息化技术,对推进建设工程总承包的实施、实现设计施工一体化具有重要的支撑作用。而建设工程资源计划管理技术,既改变了传统的建筑企业与工程项目管理模式,又提高企业工程管理的经济与社会效益、企业管理水平、企业综合竞争能力,并对推进科技进步水平具有重大作用。所以通过信息化技术领域的先进技术,对建筑业的信息化技术发展和推广应用方面具有深远的导向作用。 4结束语 施工技术对整个建筑施工过程有着非常重要的影响,针对当前土木工程施工技术中存在的问题,结合土木工程施工特点,通过积极推广应用新材料、新技术、新工艺和新设备,优化和改进施工技术,加强施工技术管理,进而推动我国土木工程的健康快速发展。 作者:王君 单位:辽宁奥林体育建筑工程有限公司渤海分公司 土木工程学术论文:土木工程管理施工质量控制分析 摘要: 当前,土木工程正以前所未有的蓬勃的生命力发展着,如何科学的提出施工过程中的质量控制措施是摆在我们面前需要迫切解决的。基于此,本文主要分析土木工程施工过程的现状以及提出相应的质量控制措施。 关键词: 土木工程;管理;质量控制;措施 1前言 土木工程管理工作是指在施工过程中,通过科学系统的管理,解决可能遇到的问题,提高工程质量,降低工程损耗。但是,在现阶段的土木工程施工过程中仍存在许多漏洞,例如缺少有效的监督管理机制、招标工作中存在漏洞以及施工人员的专业素质有待提高,这些因素都会对施工过程的质量产生影响。因此,提出科学的质量控制措施是至关重要的。 2土木工程管理施工过程的现状 基础设施建设在我们日常的生活中所占的比重越来越大,为了更好的推动工程施工的发展,土木工程管理已经成为重点工作对象。土木工程管理对整个工程的施工进度、施工质量都起到重要的作用。现阶段,我国土木工程管理的主要内容是将新兴理念融入到土木工程管理的实践工作当中,加强施工过程中的质量管理、人事管理,从而推动整个建设工程的顺利开展。但是,我国土木工程管理工作仍存在许多问题,例如整个管理体系有待完善,管理决策执行能力低下,企业对工程管理工作的重视程度不够。 2.1管理工作缺少有效的监督机制 土木工程施工工作中,工程质量问题是最为重要的,为了更好的控制工程质量,建立相关的工程监督机制是必不可少的。部分土木工程项目管理者为了节约成本、最大的赚取利润往往购进价格便宜的原材料,以次充好,为工程的安全问题埋下了重大的隐患。其次,为了减少用人资金损失,企业管理者最大程度的缩减工作人员,造成整个工程管理工作的效率低下。然而建立健全的工程监督管理机制,以规章制度的形式监督约束企业,最大程度的减少豆腐渣工程的发生,避免潜在的安全隐患的发生以及避免企业不必要的损失都具有重要的意义。 2.2土木工程招标工作存在漏洞 土木工程招标工作缺乏有效的监督管理体系,很容易造成贪污受贿的风气滋生以及可能为后续的工程项目带来质量问题。现阶段,招标工作中存在的主要问题是,首先,部分地区仍存在地域保护的僵化思想,并没有真正的提供一个公平竞争的平台,造成招标工作中弄虚作假的现象时有发生,违背了工程招标工作的真正意图。其次,招标过程中,承包商之间进行恶性竞争,为了中标一再压低价格,势必会造成承包商在其他方面缩减成本弥补差价,直接影响工程的质量问题,因此,需要进一步加强完善土木工程招标管理工作。 2.3工程相关工作人员的素质有待提高 首先,施工人员的专业素质较低,大多数的施工人员都是知识水平较低的外来务工人员,没有学过土木工程相关的知识,所以对于施工过程中出现的专业性要求较高的问题,施工人员不能很好的解决,从而耽搁了整个工程的施工进度,甚至影响施工质量。更为重要的是,施工人员的安全意识不高,为其自身的安全埋下隐患。其次,施工管理人员专业水平有待提高,施工管理人员往往只重视施工实践活动中遇到的问题的解决,却忽略了土木工程的相关法律法规以及技术要求。 3施工过程质量控制的措施 为了有效的控制施工过程的质量问题,针对实际情况建立质量控制体系必不可少。质量控制体系的主要内容涉及到严控材料、设备的质量,保证合同的严谨性等方面。 3.1提高施工人员的整体素质 施工人员是整个工程项目的主体,对施工人员进行岗前培训是必要的。培训内容既要包括在施工过程中可能遇到的专业技术方面的问题及处理措施,又要培养施工人员的安全意识和责任感,规范施工人员的行为,严控施工质量。施工人员作为工程质量的核心要素,培养施工人员对整个工程质量负责的责任感,对于避免质量事故,保障工程质量都具有重要意义。 3.2提高施工材料、施工设备的质量 施工材料和施工设备的质量是影响工程质量最直接的因素,需要通过正规渠道并从合格的厂家购买,要确保所购买的材料和设备的质量性能等因素符合设计图纸的要求,数量上既要满足工程的进度、避免延误工程的事情发生,又要避免造成闲置和浪费。施工材料、设备的质量是整个工程质量的基础,严格控制施工材料、设备的质量,是对整个工程质量的强有力保障。 3.3提高施工技术水平,加强图纸审核 落后的技术会耽误整个工程的进度,因此,适时的采取新技术、购买新设备以及提高企业自身的施工水平对于整个施工过程具有重要意义。其次,完善的施工图纸是保障工程质量的重要措施,施工前要进行对设计图纸的审核工作,合格的设计图纸既要在设计上没有错误,具有可操作性,又要能够直观的表现其意图和内容。合格的施工图纸有助于施工人员顺利开展工作,保障工程质量。 3.4完善施工合同,提高施工质量 合同作为保证施工质量和进度的凭证,施工方和委托方所签订的合同要满足以下内容:包括施工过程中可能遇到的问题和解决的措施,明确双方各自承担责任的比例,必要的监督条款等等。另外,双方在签订前应就合同的内容仔细商讨,以保证合同条款的严谨性。合同涉及的内容越广泛,每条条款描述的越仔细,越有利于双方日后工作更好的协调配合,并保证工程的质量和进度。 4土木工程管理施工过程质量控制的重要性 土木工程是一次性的、复杂性的,施工环境是露天的,因此存在很多难以控制的因素会影响施工质量。并且在施工的过程中,涉及到多工种的交叉作业,如果不加以检测,很可能对工程质量产生较大影响。因此,施工过程的质量控制具有重要性,为此,施工企业必须学习先进的质量管控方法,提高整个施工过程的质量控制能力从而进一步提高工程质量。 5结束语 施工过程的质量控制是土木工程管理工作的重点,学习科学的质量管控方法,对于提高企业自身的知名度以及满足市场对土木工程的质量要求都具有重要意义。 作者:沈克华 单位:江苏宏大建设集团 土木工程学术论文:土木工程学生个性化实践 摘要: 为了更好地实现土木工程专业学生的个性化培养,文章首先分析了个性化培养的意义,并分析了土木工程专业的特殊性,最后提出了土木工程专业学生的个性化培养策略,具体包括:构建双导师人才培养模式及实践实习平台,科学合理地指导学生完成毕业设计,培养学生的创新与实践能力。 关键词: 土木工程专业;个性化培养;双导师;实习实践;毕业设计 当代大学生思想灵动、个性鲜明、不愿遵从于呆板的模式,因此不愿拘泥于常规教学,因材施教是教育培养面临的新课题和方向。土木工程专业是教育部设置的老牌专业,专业涉及范围广、内容多,各高校在培养思路、方法和模式上做法不一。通过在福建江夏学院工程学院从事学生工作和教学工作,笔者对学生个性化培养有一定的感触,现以土木工程专业学生为对象,探索土木工程专业学生的个性化培养方法[1]。 一、个性化培养的意义 《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020)》提出:要注重因材施教,必须关注学生的个性差异和不同特点,积极发挥每一个学生的潜在优势。即根据学生的不同特点,制定符合其自身发展的教育机制和教育方法,充分发挥每个学生的优势,使其成为特点突出、全面发展的综合性人才。个性化发展就是指发展每个人的主体性,即个人特有的心理素质、生理素质、思维方式和行为方式等多方面的自由发展[2]。本科阶段教育是创新型人才培养的重要环节,因此,高等学校必须适应社会发展和教育需求,建立以个性化培养为核心的教育机制,要在保证专业人才培养的前提下,用灵活多变、创新的教育模式,保护和促进学生的个性化发展[3]。 二、土木工程专业的特殊性 土木工程专业是国家教委在1996年组建的专业,由原来的建筑工程(工业与民用建筑)、桥梁与隧道工程、公路与公路工程、岩土工程等合并而成的一个大的专业。培养目前由原来的单一培养模式转变为一专多能,即在主攻某一方向的同时,兼顾其他方向的学习,使学生可以比较自由地由一个方向转到另一个方向而不至于太吃力。土木工程专业主要培养从事铁路、公路、机场等工程和房屋、桥梁、隧道、地下工程的规划、勘测、设计、施工、养护等技术工作和研究工作的高层次工程人才。土木工程专业的实践性很强,实践环节在整个教学过程中是至关重要。实践环节的教学贯穿培养创新型人才的始终,是学生领悟理论知识、锻炼综合实践能力和提高科学文化素养的重要手段,是培养优秀人才不可或缺的部分。目前,我国正处在工程建设的高潮中,对复合型、应用型、创新型人才的需求也越来越大,这就要求高校在实践教学中改变教学思路,更新教育理念,明确新环境下实践教学在培养新型人才中的作用,采取切实可行的办法,实现人才培养的预期[4]。 三、土木工程专业学生的个性化培养策略 (一)构建双导师人才培养模式及实践实习平台 在本科课堂教育的基础上,与省内业界优秀企事业单位建立实践实习平台,实现“厚基础、重实践、强能力”的创新型应用型人才培养特色,所建立的人才培养体制是要以学生的创新实践能力为核心,以就业为导向,以服务海西建设为目标。一方面,在为学生配备思政辅导员、生活辅导员的基础上,每班配备1~2名研究生以上学历的教师作为专业辅导员,即校内专业导师。在学生的不同学习阶段为学生指导当前学习任务的重点与难点,同时结合学生的学习兴趣及未来拟选择的择业方向给予意见和建议。专业导师一般担任比较重要的专业课程,课后需留有足够的课程答疑时间,这为学生更好地掌握课本知识,拓展和加强专业素养提供了良好的途径。学生也可在此期间咨询专业相关的其他问题,以满足不同学生的学习需求。从而实现了课堂教学的延伸,保证了学生个性化培养的需要,保证了因材施教的基本原则。另一方面,学校与多家企事业单位建立实践实习平台,使学生能够“走出去”,真正实现对学生实践动手能力的培养。目前,福建江夏学院工程学院已与建筑工程设计、施工、监理,以及工程质量检测、工程造价咨询、工程招投标等多行业多单位建立了合作关系,学生可以根据兴趣选择企业校外导师。导师为学生提供专业问题的解答等多方面的帮助,学生可以到校外实习基地实习,亲身参与工程建设的各个阶段,在巩固专业知识的同时,培养实践创新能力。通过“课程+专业素质培养+实践平台”的双导师人才培养模式,加深了学生对专业知识的认知,使其有更加明确的个人发展方向和目标,从而实现个性化培养。近几年学校土木工程专业毕业生的就业面宽广,综合竞争力增强,社会声誉良好。 (二)科学合理地指导学生完成毕业设计 毕业设计是本科教学中的一个重要环节,是学生综合所学知识解决实际问题的一个综合训练[5],更是学生利用所学知识,体现其个性化的最重要的形式。做好毕业设计工作,不仅对实现教育培养目标,提高学生的综合能力和就业竞争力等有重要意义,更重要的是学校通过毕业设计,可以指导学生将所学知识结合自己的兴趣与个人发展方向,以及个人的特长和想法,将理论运用在实践中,从而为未来的工作打下基础。福建江夏学院工程学院在毕业设计环节进行了一系列的改革和创新,在个性化培养方面取得了较好的效果。首先,在毕业设计开始前统筹安排,做好相关准备工作。毕业设计安排在第八学期,在前一学期末让学生根据自己的兴趣及择业需求选择合适的毕业设计方向,利用寒假时间按各方向要求查找相关资料、熟悉相关文献、联系实习单位等,有针对性地做好毕业设计的准备工作。其次,充分利用社会资源,开设多个毕业设计方向。根据社会需求,将毕业设计分为建筑结构设计、桥梁工程设计、道路工程设计、施工组织设计、工程招投标报价及毕业论文六个方向。其中工程招投标方向以工程实例为题目,由校内外指导教师共同指导。其他五个方向同样以工程实例为题目,由校内教师和校外高职称教师共同指导。这样既达到了教学与工程实际结合的目标,又缩短了毕业生适应工作需求的时间。最后,通过严格的过程控制,达到良好的预期效果。毕业设计是一个相对较长的过程,学生在此过程中会有一定的懈怠,这就要求加强教学管理,创新管理机制。在毕业设计前期明确进度安排,具体到周,要求学生严格按照进度完成各阶段任务。在毕业设计过程中,对学生实施考勤制度,明确奖惩机制,对不能按要求完成任务的学生给予警告、扣分,情节严重者可取消毕业设计资格。毕业设计结束后,通过过程跟踪、成果评阅、组织答辩的方式,对学生毕业设计成果完成的独立性、成果的质量、对理论的把握程度及思维、拓展能力进行考核。 (三)培养学生的创新与实践能力 提高学生的创新与实践能力有助于学生的个性化培养。除实习实践、参与工程实际的毕业设计外,组织学生参加大学生创新实验项目、科技创新大赛、结构设计竞赛、专业技能竞赛等也是一个良好的途径。福建江夏学院工程学院目前已组织各年级学生申报、参加多项国家、省级大学生创新实验项目。在学科竞赛中,多次获得福建省大学生结构设计竞赛二等和三等奖;获得福建省招投标大赛二等奖;在CAD软件大赛、竹签设计大赛,测量技能竞赛、工程造价软件竞赛中也取得了优异成绩。通过创新实践训练,保证了学生的素质拓展,促进了学生的个性化发展。 总之,新时期大学生的特点要求高校教育必须以人为本,在保证学生个性化发展的基础上实现创新型培养。大学生的个性化培养必须与专业结合,通过增强教师辅导、构建实践平台、完善毕业设计工作等方式,尽可能地发挥每个学生的潜能,从而实现个性化。 作者:巫生平 蒋国平 单位:福建江夏学院 土木工程学术论文:高校土木工程实践教学质量提升 摘要: 以地方本科高校转型发展为背景,以提高土木工程专业应用技术人才培养质量为目标.针对高校土木工程专业实践教学特点和存在的问题,结合地方院校实际特点,基于基本能力、专业技能、综合技能、职业技能四个核心层面,构建土木工程专业技术应用型人才培养的实践教学体系,为培养当代高素质土木工程专业人才提供研究依据. 关键词: 土木工程;实践教学;教学改革 我国高等教育自1999年扩招以来,经过近20年的跨越式发展,大学的入学率已接近40%.伴随着高校扩招,一大批新升本科院校也开始开展本科教育.但是,我们必须清醒地认识到,这些院校由于本科办学历史短,其在办学定位、办学特色及人才培养结构上存在着诸多问题,其培养的毕业生难以适应行业及经济发展的需要.近年来,在产业结构深度调整的大背景下,企业加大了对应用型人才的需求力度.在新的形势下,调整高等教育结构,提高人才培养结构与市场需求的匹配度,已成为当务之急[1-4].2014年6月22日,国务院印发了国发〔2014〕19号《关于加快发展现代职业教育的决定》,提出了“引导普通本科高等学校转型发展.采取试点推动、示范引领等方式,引导一批普通本科高等学校向应用技术类型高等学校转型,重点举办本科职业教育.独立学院转设为独立设置高等学校时,鼓励其定位为应用技术类型高等学校.建立高等学校分类体系,实行分类管理,加快建立分类设置、评价、指导、拨款制度.招生、投入等政策措施向应用技术类型高等学校倾斜”[5].这为普通本科高校特别是新升本的地方本科院校的教育改革和发展指明了方向.土木工程专业是实践性极强的应用型学科,实践教学环节在土木工程专业人才培养中具有决定性作用,是理论知识用于实践的桥梁,是培养学生动手能力、工程思维意识和创新精神的重要途径.本文在高校转型的背景下,分析目前土木工程专业实践教学的现状及存在的问题,对土木工程专业实践环节教学体系进行优化构建,并提出提高实践教学质量的对策[6]. 1实践教学现状 土木工程专业实践教学体系由课程实验、课程设计、认识实习、毕业实习及毕业设计等环节组成[7-8].平心而论,大部分高校都非常重视实践环节的教学质量.然而,由于客观原因,目前实践教学环节仍然存在许多不尽如人意的地方,不能满足应用型本科人才培养的要求. 1.1实践教学体系不完善 目前,实践教学体系在制定时没有真实了解行业企业对人才标准的需求,与社会需要脱节.另外,实践环节内容的设置比较分散,几乎每学期都有,但时间较短,缺乏系统性、连续性和衔接性.实践教学环节没有形成环环相扣的教学体系,不符合循序渐进的认知规律. 1.2实践教学内容形式单一 目前,多数新开设土木工程专业的高校,或多或少地存在实践教学环节资源不足,实验仪器过时落伍,不能反映当下新技术、新工艺的情况.实验课程以围观教师演示为主,学生缺少动手实践的机会,且实验课程中开放性和综合性实验较少;校外认识实习、施工实习也多以参观走访的方式,学生只能参与极少部分的工序,其余的大部分工序不得不采用放映施工视频的方式,缺少直观接触现场的机会. 1.3校内专职教师实践能力不强 高校的专职教师大部分是从学校毕业后直接从事教学工作,没有在企业工作的经历,懂理论知识、缺实践经验,导致其在实践教学中照本宣科,不能逼真地讲授施工技术、施工工艺的内涵.另外,在目前的体制下,校企合作机制未真正地建立起来,企业中有丰富实践经验的技术人员没有一个顺畅的通道到高校传授实践知识. 1.4实践教学考核评价体系不科学,制度不严格 目前,国内大多数高校都没为实践教学环节制定专门的考核评价办法.实践环节的实验、课程设计、实习等往往依附于理论课程同时讲授,成绩评定过多地参照理论课程的成绩.学生的实习调查报告、课程设计、毕业设计等成果通过抄袭的手段就能过关.此外,缺乏对学生参与学科竞赛、大学生创新项目、小制作、小发明、小创造及发表学术论文的学分奖励机制,阻断了学生参与实践活动的兴趣. 2提高土木工程专业实践教学质量的对策 2.1转型背景下实践教学改革的思路 紧密联系社会,挖掘专业潜能,拓展实践平台,培养符合社会发展需求的人才是高校必须面对的课题.在高校转型的背景下,实践教学环节的改革思路是:围绕满足技术应用型人才培养目标的要求对实践环节教学内容进行系统设计,实践环节教学从单一的专业教育向全面素质教育转变,从传授知识向培养知识应用能力、分析问题能力、动手实践能力、创新能力转变,从教师为中心向学生为主体的实践教学模式转变[9]. 2.2提高土木工程专业实践教学质量的对策 2.2.1优化课程结构 实践环节教学体系的构建不能仅仅是对各个实践环节的简单排列,而应整合多门理论课程的实践内容,突出综合性、开放性、先进性及实用性.在课程结构的设置上,首先,要精简理论课程的课时,以“必须”“够用”为度,突出针对性和实用性.其次,实践训练要注重学生全面综合素质的提高和工程能力的培养,增加实践教学环节的课时和学分比重,使得实践环节所占学分达到总学分的40%以上.再次,要将土木工程学科领域的新技术、新工艺、新方法及时地补充到实践课程教学环节上,以实现实践教学内容的动态优化. 2.2.2构建实践教学体系 根据行业用人单位对土建人才的需求,以应用型人才培养为目标,培养学生“学以致用”的能力.构建以“基本技能”“专业技能”“综合技能”“职业技能”四个模块为核心的实践能力结构[10].依据学生不同的学习阶段和学习特点,从低年级到高年级形成一个前后衔接、循序渐进、由单一到综合,贯穿全过程的纵向体系[11].加强学生职业技能培训力度,积极鼓励学生参加建筑五大员及CAD绘图员等资格认定,使学生毕业后能尽快地进入工作角色,适应工作岗位,从而增强毕业生的就业竞争力. 2.2.3构建实践教学体系硬件环境 基于“实践环节分层组织、实践场地整合重组、设备资源利用共享、教学内容推陈出新、人力资源优化组合、管理机制利于教学”的原则[12].构建“电脑仿真平台”“实验室平台”“工程实训基地平台”“校外产学研基地平台”四个硬件平台.(1)电脑仿真平台.主要承担工程CAD、工程概预算、PKPM软件、BIM软件学习及计算机技能训练等10余项实验任务和数学建模大赛、建筑结构大赛等竞赛任务.仿真平台采用计算机仿真和实物计算两种方式达到实训目的.例如工程造价采用计算机软件和手算相对比,还可以模拟建筑施工各个环境等.(2)实验室平台.包括建筑材料、力学、模型、土工、交通土建、工程测量及道路与桥梁等实验室,分别承担结构力学、材料力学、建筑材料、土力学、工程测量与测绘、混凝土结构设计等相关课程的拉伸压缩、纯弯曲梁正应力测试、水泥试验、土壤密度测试等实验任务.(3)工程实训基地平台.加强实训、实习基地等实践教学平台建设,探索建立“校中厂”“厂中校”等形式的实训基地[13],不断完善实践教学条件,丰富实践教学内容体系,完成包括基坑开挖、地基处理、模板制作与拼装、钢筋加工与绑扎、混凝土浇筑、门窗安装及工程测量等实训项目.实训基地平台提供真实的生产实训环境.例如工程测量实训基地,让学生对工程测量的全过程进行训练.(4)校外产学研基地平台.建立教学与社会行业企业生产紧密结合的产学研结合机制,深化校企合作、产教融合、工学结合,让企业深度参与到人才培养中,逐步形成学校与企业协同合作的育人共同体.在产学研合作平台中,教师可参与到实际工程项目中,在利用自己的深厚理论为企业解决技术难题的同时,了解企业的技术工艺、施工方法,从而提高自己的实践能力. 2.2.4加强“双师型”教师队伍建设,确保实践教学质量 在教师队伍上,应用技术类型人才的培养需要教师具有与专业相结合的实践经验和技术应用能力,即所谓的“双师型”教师.“双师型”教师队伍的建设主要通过两种途径实现.一是从行业企业选聘一批高职称、高学历,既懂理论又精于实践的工程技术人员充实到教师队伍.二是鼓励实践教学骨干教师到企事业单位挂职锻炼或者考取行业资格证书,参与项目建设,服务生产一线,到生产现场熟悉实践技能,及时了解施工出现的新情况、新问题,增强自己的实践技能. 2.2.5完善实践教学管理,构建实践教学质量监控体系 实践教学质量监控体系主要由信息监控、督导监控和管理监控三个子系统组成.实践教学信息监控主要通过建立实践教学秩序检查、实践教学信息反馈,及时了解学生对实践教学的兴趣和满意度,同时通过对用人单位的调查,了解行业对人才培养的要求,从而调整优化实践教学环节,它是实践教学质量监控的基础.实践教学督导主要对实践教学环节和管理制度进行督促和引导,通过制定实践教学评估指标体系,对实践教学工作进行评估,从而实现实践教学不断优化完善,实践教学督导监控是促进实践教学管理水平提高的重要保证.实践教学管理监控是实践教学质量监控的中心,它主要任务是通过搜集、分析和整理实践动态,为实践教学提供决策依据;并保证实践教学决策能够得到有效的贯彻实施。 3结束语 转型背景下,实践教学对保证技术应用型人才的培养质量具有至关重要的作用.本文开展土木工程专业实践教学体系建设与应用型人才培养研究,探索实践教学体系的优化方案,按照基本技能、专业技能、综合技能、职业技能四个核心层面,构建切实可行的实践教学结构体系.这对于提升普通高校土木工程专业的办学水平,加速高校转型具有重要的现实意义. 作者:王新征 贾涵 单位:南阳师范学院土木建筑工程学院 土木工程学术论文:高校土木工程创新创业评价研究 摘要: 以延边大学土木工程专业为例,介绍了基于产学研的评价体系构成要素,并通过层次分析法,确定了指标权重,构建了创新创业评价体系,提出了地方高校在创新创业评价体系中须强化的内容及完善创新创业评价政策保障的建议。 关键词: 地方高校,土木工程,创新创业,评价体系 0引言 《国务院办公厅印发关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》,要求2015年起全面深化高校创新创业教育改革,《意见》强调,将深化高校创新创业教育改革作为推进高等教育综合改革的突破口。长期以来,我国地方高校创新创业教育一直与大学生招生就业问题捆绑在一起[1],其实,创新创业教育归根结底是应用型人才、卓越工程师培养的一个大课题,为创新驱动战略下的大众创业、万众创新提供坚实的人才基础,地方高校应全面推进九大任务的同时,充分利用当前教育改革的有利时机,结合区域发展特色,及时制订与完善创新创业评价机制,推动创新创业教育取得实质性成效。创新创业评价是实施创新创业教育必不可少的环节。因此,地方高校土木工程专业创新创业评价体系是一项重要研究课题。 1地方高校创新创业评价体系分析 1.1创新创业教育特点与不足点 1)创新创业教育理念滞后,已远远满足不了高校创新创业教育持续发展的需求[2];2)创新创业方面的核心课程欠缺。创新创业教育方面的专业教师严重不足;3)开展创新创业教育的教师评价问题没有解决。 1.2创新创业评价存在问题与主要原因 1)大学本科的专业目录里未设置创新创业,学科目录里也未设置;2)目前,在大学的教师评价机制中,科研学术评价占主导地位,虽有创新创业教师评价,但两者之间无量化转换标准且没有提高到相应高度而形成反差,阻碍师资力量。 2土木工程专业创新创业评价体系 2.1创新创业教育特点与不足点 1)教学方式和方法单一,针对性、实效性不强;2)延续性[2]较差,教师开展创新创业教育的意识和能力欠缺;3)土木工程创新创业实践平台短缺。 2.2创新创业评价存在问题与原因分析 1)创新创业教育与本科专业教育之间衔接不顺,与实践教学环节脱节;2)针对创新创业课的教师培训与管理力度不够;3)创新创业的环境仍需完善,创业经验匮乏、创业的科技转化率低[3]。 3延边大学创新创业评价体系 3.1创新创业教育改革阶段性、总体目标 2015年起全面深化创新创业教育改革;2017年取得重要进展,构建具有鲜明区域特色的创新创业教育理念,形成一批可复制可推广的制度与成果,实现新一轮大学生创业引领计划预期目标;到2020年建立健全课堂教学、自主学习、结合实践为一体的高校创新创业教育体系。 3.2创新创业评价体系指导原则 衡量教学与办学水平、考核学校领导班子的重要指标之一创新创业教育质量,已被纳入我校本科生专业教育教学与学科评估指标体系,并合作第三方调查机构麦克思教育数据公司,把创新创业教育实施情况列入本科教学质量年度报告和毕业生就业质量年度报告的重点内容,公示于众,接受公众监督。 3.3创新创业评价体系构成要素 依据创新创业的土木工程专业实践性特点,确定评价体系构成要素。 3.3.1总目标层(最终目标层) 大学生创新创业能力培养是一个长期复杂的系统工程,以我校土木工程专业为试点,通过创新创业意识与投入、创新创业培养方案、专业方向创新创业平台建设(房屋建筑工程、地下工程、钢结构、防灾减灾GIS)、创新教学内容与方法以及制度设计、创新创业实施与实现以及管理与成果,形成以“创新创业培养模式、创新创业课程与实践体系、双师型师资队伍培育、创新创业平台建设、区域绿色建材与结构、创新创业实践与成果”为主要内容的土木工程专业大学生创新创业能力培养体系。 3.3.2总则层(分析观点层) 1)创新创业意识与投入,其观测点包括:教师与大学生共同具有的创新创业意识、学校创新创业专项经费的投入。2)创新创业培养方案,其观测点包括:土木工程专业的创新创业课程体系、创新实践技能体系。3)专业方向创新创业平台建设,其观测点包括:房屋建筑工程、地下工程、钢结构、防灾减灾GIS等。4)创新教学内容与方法以及制度设计,其观测点包括:创新教学内容与方法、创新教学制度的设计。5)创新创业实施与实现以及管理与成果,其观测点包括:创新创业实施能力、创新创业实现能力、创新创业管理能力、创新创业成果。 3.3.3指标层(评价准则层) 部分评价准则层,举例说明如下:1)通过专业师生具有较强创新创业动机、欲望、意识以及肯吃苦、求知欲强、持之以恒的创新创业精神等维度来评价创新创业意识;2)通过学校人力与物力及财力的投入等维度来评价创新创业投入;3)通过本科生创新训练、创业训练、创新实践及本科生科研项目立项与结项、论文与专利以及创新创业大学生与教师、专利的激励措施等维度来评价创新创业成果。 3.4创新创业评价体系的构建 按照评价体系的构建原则,建立三级评价指标体系。通过问卷调查法、专家调查法,经梳理而最终设计出一级指标五项;二级指标十四项;评价观测点(三级分项指标)三十四项。选用AHP层次分析方法,该方法是一种定性与定量分析相结合的多目标决策方法,由美国运筹学资深教授萨蒂(T.L.Saaty)在20世纪70年代初期提出[3]。经层次权重汇总,首先剔除没有通过一致性检验的权重值,其次对各层次的各类指标权重进行聚类分析,得到有效指标权重值的算术平均值,最终得到土木工程专业创新创业能力评价体系所涵盖的三级指标下各项权重值,构建评价体系。 3.5实施创新创业评价的方案 评价等级分设为优、良、中、差,由评价组的专家集体识别判分、数理统计、综合评定。在此基础上,以式(1)进行最终评价。同时,编制评价等级A,B,C,D量化为分数的标准,再由该评价方程计算总得分,至于总分与优、良、中、差,对应关系由评价组专家讨论决定,建议采用模糊性综合评价方法。 4地方高校土木工程创新创业评价体系 4.1创新创业评价体系 地方高校土木工程创新创业评价体系,应根据各自学校专业办学情况和定位的需要,可参照表1的延边大学土木工程专业创新创业评价体系组成表进行横向比较,在同类地方高校中找准自身定位,找出不足,努力加强,因地制宜,遵循评价指标体系建立方法,制订科学合理的创新创业评价体系。 4.2创新创业评价体系中须强化内容 4.2.1加强创新创业教学能力建设与评价 推进创新教学法、强化师资建设,使教学、科研、实践三者紧密结合。应用大数据技术,倡导创新创业课教师把国际前沿的学术发展与动态、最新科研成果、实践经验等融入课堂教学,创造更加丰富多样的教育资源,激发大学生创新创业的灵感与潜力以及热情。同时探索创新创业idea、非标准答案(创新创业概念发挥)等考试,破除“高分低能”积弊。 4.2.2激励教师指导学生创新创业与服务的评价 创新创业评价体系中,不可缺少且逐步加大权重的评价准则层指标之一是激励教师指导学生创新创业与服务。建议在教师年度工作量考核中给予合理的科研学时费,突破创新创业人才培养动力极限,增强土木工程学生的创新精神、创业意识和创新实践能力。 4.3加大与完善创新创业评价政策保障的建议 1)创新创业课程的经费支持。a.对创新创业课程,学校给予每门课程提供建设经费,分二期拨款,主要用于创新创业课程建设的各项支出。学院对立项课程给予政策支持,有条件的学院提供配套经费。b.对创新创业课程,开课第一年建议学校给予1倍~2倍教学工作量;开课第二年起核算工作量时增加0.1~0.2系数。2)创新创业课程的考核。土木工程专业开设创新创业课的数量和质量,将作为重要评估指标纳入学院年终教学质量考核。3)实施弹性学制与选课制。a.建议地方高校土木工程专业实施弹性学制,放宽学生修业年限为3年~6年。b.正确导向大学生跨专业、跨年级、跨院系选课且选择授课教师,并可试点实施保留学籍、适时调整学年课程而创新创业,也可探索休学创新创业方法等。4)实施学业能力评价指标体系。制订既科学合理,又具有可操作性的大学生学业能力评价体系,如:通过大学生国家级、省级、校级科研项目或工程训练项目,“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛,大学生结构设计竞赛,高校土木工程专业毕业设计竞赛,公开、发明与专利,获取证书与相应学分,并给予学校学业能力评价证书。5)设立创新创业基金与奖学金。积极表彰优秀创新创业的学生,引领与创造氛围。6)建立评价机制、合作机制、长效机制。建立基于产学研地方高校土木工程创新创业型人才培养的评价机制、合作机制、长效机制等。培养大学生创新创业精神,营造良好的学术氛围。力争在若干年内建成一批高质量、高水平并具有区域特色的创新创业课程,使更多的地方高校土木工程大学生从中受益。 5结语 本文以延边大学土木工程专业为例,介绍了创新创业评价体系的构成要素,并构建了基于产学研的创新创业评价体系、具有指导意义的创新创业评价方案。同时,提出了制订地方高校土木工程专业创新创业评价体系的参考方法、加强创新创业教学能力建设与评价、激励教师指导学生创新创业与服务的评价、加大与完善创新创业资金支持、政策保障的建议等。希望对于地方高校土木工程专业进一步开展与规范设计创新创业评价体系及其完善工作起到抛砖引玉的作用。 作者:方光秀 单位:延边大学工学院 土木工程学术论文:职业教育土木工程教学改革初探 摘要: 探讨职业型教育同学术型教育区别,针对土木工程施工课程普遍存在的问题,提出以校企合作为平台,以工程项目为纽带,将施工课程理论学习同校外实习有效结合,调整授课内容,改进教学手段及课程考核方式,从而达到职业教育型本科土木工程施工的教学目的。 关键词: 职业型教育;施工课程;教学改革 1概述 职业教育型本科,是指高校把培养应用型人才置于最突出位置,定位于培养技术技能型人才,强调回归职场,通过产教融合、校企合作,使培养出的人才与社会、企业单位紧密联系,能尽快适应市场需求。而土木工程施工课程,实践性非常强,其讲授的主要内容为建筑工程的施工工艺、方法及具体操作流程。随着科学及社会的进步与发展,土木工程施工的新工艺、新技术、新设备、新材料更新非常快。因此在职业教育背景下,以培养应用型人才为主要目的前提下,如何改进教学手段及教学方法,提高教学质量,是土木工程施工课程教师们共同面临的挑战。 2职业型教育与学术型高等教育区别探讨 2.1学术型教育以培养国家基础学科研究人才为目的,从学科出发划分专业、制定人才培养方案。职业型教育以培养能满足地方经济及社会发展的人才为目的,从技术岗位出发划分专业。 2.2学术型教育主要培养理论研究人才,致力于探索新规律,而职业型教育主要培养实践人才,致力于发明新工艺,解决现实问题。 2.3学术型教育以解决实际问题需要的知识与能力为出发点,而职业型教育不追求知识的完整性,更看重知识的针对性。 2.4学术型教育的教师队伍强调学术研究能力,而职业型教育的师资队伍强调“双师型”,教师除了有较强教学能力外,还要求有技术研发、成果转化及实践指导能力。 2.5学术型人才培养较为封闭,常通过实验室途径完成研究任务,职业型人才培养为开放型,以校企合作为平台,以工程施工项目为纽带。 2.6学术型教育采用“理论+实验”教学方法,通过验证前人理论成果,掌握学习方法,获得研究能力,职业型教育采用“知识+项目”教学方法,通过完成实际项目,在解决实际问题过程中,获取知识应用能力。 3土木工程施工课程教学存在的普遍问题 3.1学生实际工程锻炼不足,知识应用能力差,课堂与实践教学联系不紧密 目前土木工程施工以课堂教学为主,尽管大纲的学时安排中,有少量工程参观学习、现场教学内容,但整个过程中学生没有参与、融入至现场管理中去,其动手实践能力很难得到有效提高。并且在现场教学中,学生只见到工程阶段性施工,理论与实践教学仍存在脱节。并且实际教学中,施工单位出于现场安全及施工效率等各方面的顾虑,不会同意大量学生进入施工现在学习,而学校鉴于安全性及可行性也经常只安排课堂教学。 3.2教师理论知识扎实,但是缺少工程管理经验,施工前沿知识不足 土木工程施工教师,具有扎实的理论基础知识、专业知识,但鉴于土木工程施工课有很强的实践性,要达到职业型教育土木工程施工课程的教学目的,教师还必须有较为丰富的现场实践经验,但对于许多年轻教师而言,其刚从学校毕业就走上了教师岗位,没有实际工程施工的管理、实践经验。因此其教学中常常照本宣科,很难从实际工程案例出发,与工程实际相结合进行讲解,从而影响课堂教学效果及学生的学习积极性。 3.3教材内容滞后,跟不上施工现场的技术更新,对学生考核方式单一 随着现代建筑科技突飞猛进,新技术不断出现,而由于教材的编写和出版工作相对滞后,造成《土木工程施工》教材内容过时[1],随着科学技术的不断发展,国家建设部每年都会推广一些科技项目和十大新技术,但是目前出版的教材很难在内容选取上做到同步升级。并且目前土木工程施工课程基本以卷面考试为主,对学生的知识、能力和素质的综合考查少,记忆性成分所占的比重过大,客观题比例大,主观分析论述题少,技能考核少,死记硬背多[2]。 4职业教育型本科土木工程施工教学改革措施 4.1以“校企”合作为平台,以施工项目为纽带,加强学生现场问题解决能力,丰富教师现场管理经验 目前江西科技学院大力发展校企合作,土木工程学院也与多家省内施工单位签订了战略合作协议,土木工程施工课程可以同生产实习有效结合,灵活安排生产实习任务,施工课教师给实习小组同学布置任务,如收集实习过程中的新材料、新工艺及先进的管理措施,并做成多媒体课件,等实习结束提交任课教师。并且在学生实习过程中,学校同步安排教师到施工企业锻炼学习,丰富其现场管理经验。 4.2调整授课内容,改进教学手段 土木工程施工授课,课内及课外有效结合,课堂内采用多媒体对重、难点进行讲解,对于较为简单内容采用课外学生收集资料,课堂答疑讨论。若使学生通过课程学习,切实掌握土木工程施工技术和技能,学以致用,具备发现、分析和解决实际问题的能力,必须转变教学理念、革新教学方法、强化教学效果[3]。 4.3课程考核方式多样化 考核是激发学生学习潜能的重要方式,既是学生学习的压力也是动力,为了激发学生课程学习的积极性,对土木工程施工理论教学的考核方式进行了适当调整[4],按照理论考试、实习答辩、校外导师考核三种方式,综合评价学生对于土木工程施工课程学习情况,待课程结束分析学生学习效果,针对理论教学及实习环节出现的问题制定有效措施。 5结论 职业型教育以培养技术技能型人才为主,加强学生与社会、施工企业的联系,满足社会需求,以此为前提,本文探讨职业型教育与学术型高等教育区别,基于目前土木工程施工课程教学中存在的普遍问题,提出土木工程施工课程教学,应课内、课外相结合,以施工项目为纽带,加强学生现场问题解决能力,丰富教师现场管理经验,调整授课内容,改进教学手段,按照理论考试、实习答辩、校外导师考核三种方式,从而有效提高课程教学质量。 作者:陈非 王强 单位:江西科技学院 土木工程学术论文:土木工程施工管理探寻 摘要: 随着社会经济的不断发展,城市化建设进程也在逐渐加快,随之而来的土木工程建设项目数量也在大量的增加,其规模也在不断扩大,因而对土木工程的质量也提出了更高的要求。在这样的背景之下,加强对土木工程项目的施工管理显得尤为重要,在有限的工程管理过程中,通过不同的措施方法对土木工程的施工进行合理有效的管理,可以提高土木工程项目的质量。本文阐述土木工程施工的特点,分析土木工程施工管理中存在的问题,提出加强土木工程施工管理的措施及方法,为土木工程业的发展提供有效的参考。 关键词: 土木工程;施工管理;问题;措施 土木工程的施工管理是整个土木工程建设的重要内容,在具体的项目工程中,明确了解土木工程的施工特点,对土木工程的施工进行合理有效的管理,促进土木工程建设的发展,推动城市化建设。 一、土木工程施工的特点 土木工程施工管理就是在施工的过程中对各个工程的各个要素进行科学的管理,遵循资源最优化的原则,结合工程的特点,有效的管理土木工程施工的要素,以求减少成本,消耗最少的能源,获得尽可能多的经济效益[1]。在具体的土木工程施工管理中,需要明确土木工程施工的特点,对其工程施工由全面的了解,才能对其进行科学合理的管理。首先土木工程施工具有较强的复杂性。土木工程的使用功能较多,不同的地理环境对土木工程施工的要求不同,形成了较大的差异,这就使土木工程施工具有较强的复杂性。其次,土木工程施工具有流动性强的特点。土木工程建设不会固定在某一个区域内,没有相对稳定的施工场所。另外,土木工程施工还具有周期性长的特点。土木工程的体积大,施工具有的复杂性和流动性,因而就形成了土木工程施工周期性长的特点。 二、土木工程施工管理中存在的问题 (一)对施工管理工作的重视程度不够 施工单位在土木工程施工管理中对施工质量不够重视,对施工质量管理的理解不够,工作人员施工质量管理的意识较为淡薄。首先在施工设计时考虑不够全面,会直接导致施工质量的下降。其次,在施工过程中不能按照相关的制度规定进行操作,容易引起一些违法或不安全的施工情况发生。例如,在施工单位没有经过系统的认证检查就开始施工,没有充分的计划和详细的施工方案,不能保证整个工程项目的安全和质量。最后,对施工质量管理的工作的认识不够,具体的工作开展不力。没有在具体的施工过程中开展相应的施工管理工作,不能全面把握整个施工过程。 (二)施工人员的专业技术水平差,综合素质差 施工人员是土木工程建设中有着非常重要的作用,在整个土木工程施工管理过程中,对施工人员的管理也是不容忽视的一个环节。工程施工人员存在的问题,一方面是施工人员的专业技术水平差,没有受过专业教育的施工人员在施工过程中对施工的流程、工序以及细节上的东西缺乏了解,不能解决施工中出现的一些简单性技术问题。不能及时预见施工中可能会存在的问题,施工的防范意识淡薄。另一方面施工人员的综合素质差,文化程度低是现阶段从事土木工程施工人员的特点,其在施工过程中,对具体的施工认识不足,对施工安全事故的防范意识较差。 (三)施工质量较差 对招标的管理没有进行明确的规定,缺乏具体的规范。在招标的过程中常常出现弄虚作假的现象,地方保护主义、价格的不合理以及不当的竞争等都容易造成施工单位在具体的施工过程中,出现盲目施工,偷工减料的施工行为,导致工程施工质量差。对钢筋的捆扎不合格,钢筋摆放的位置不准确,长度不够以及砖砌不合理等,都是其施工管理不当所导致的问题。除此之外,土木工程施工管理中还存在一些小问题,例如监管人员的素质较低,具体的监管水平不高,缺少合理的监管机制。如果施工管理的工作没有较好的监督机构,整个工程的质量就会漂浮不定,随时可能出现一些问题,而这些问题没有相应的人员进行监督,就会不断扩大,造成严重的损失。 三、加强土木工程施工管理的措施及方法 在土木工程施工管理中,提出预防土木工程施工管理问题的有效措施,对其进行探究性的分析,促使其更好的得到应用,提高土木工程施工管理的水平,保障工程建设的顺利进行。 (一)严格执行土木工程施工中的质量管理 施工质量是土木工程发展的关键内容。在具体的施工过程中,需要利用完善的机构组织对施工质量进行控制及科学合理的安排,把对质量的管理过程分成有限的板块[2],制定科学的质量目标,安排好工程项目的建立工作,优化质量控制的网络信息,将工程建设工作落实并做好监管,做好各种施工信息的反馈工作等。 (二)加强土木工程施工人员的队伍建设 施工人员是土木工程项目建设的主体,对施工人员的选择和管理是施工管理中的重要内容,也是影响土木工程管理的关键因素之一。严格选择施工队伍的人员,经过初试、复试、面试等环节层层选拔,对施工人员的综合能力要有一个整体的要求。对施工人员要进行上岗前的培训,使其全面掌握施工的流程,做到对自己的工作心中有数。 (三)创新土木工程施工管理的工作方法 从以下三个方面对土木工程的管理方法进行创新。第一,推行责任制为主的项目管理制度,按照合同的要求,决定施工管理的内容,简化生产关系,项目经理负责项目施工的协调和顺利进行,企业内部利用有效的管理机制保证施工工作落到实处。完善项目的管理体系,明确项目的责任人,保证施工管理的顺利进行。第二,加大对施工管理工作经费的投入,关心管理人员,培养新型人才,利用新的思维模式开创施工管理的新局面。第三,应用新型的科学技术,从工程中标开始到工程竣工,建立网络信息化的管理体系,提高土木工程的施工管理水平。 结语 城市化建设进程不断加快,土木工程建设项目的规模也在逐渐扩大,掌握土木工程施工的特点,。对其施工管理中存在的问题进行有效的分析,探究加强土木工程施工管理的方法,能积极推动土木工程业的发展。 作者:张磊 单位:黑龙江省齐齐哈尔市讷河市城乡建设档案馆 土木工程学术论文:土木工程信息集成管理研究 摘要: 工程建设项目是一个复杂,综合的经营活动,参与者涉及众多专业和部门,工程建设项目的生命期包括了建筑物从勘测、设计、施工,到使用、管理、维护等阶段,时间跨度长达几十年甚至上百年。本文研究项目建设各阶段的信息断层和信息流失问题,实现面向建设项目生命期的信息交换、共享和集成化管理,基于BIM信息集成平台,验证建筑工程信息集成和管理的理论、方法和技术,对于提高建筑产业效率和信息化管理水平,具有较高的实用价值和广阔的应用前景。 关键词: 信息集成;工程管理;BIM技术 随着我国建筑业的发展,越来越多的建筑朝着大型、多元、复杂的方向发展,该类项目的发展使得生产过程信息管理的内容越来越复杂。各阶段、各责任主体在管理过程中暴露出来的信息通道不畅、信息滞后、信息管理混乱、责权难分成为土木建筑工程管理中日趋严峻的问题。因此,为了适应大型、复杂工程建设项目信息管理的要求,协调处理好项目实施过程中全程、多方、多目标的信息管理内容,必须有相适应的能覆盖项目的建设全寿命错过程的、并将各参与方的目标控制考虑在内,并使其各方协调一致对工程项目进行一体化管理的方法。大型复杂工程建设项目的建设投资大、建设周期长、技术难度大、协同参与单位多元化、目标难度大。在实际管理中组织结构复杂,指令传达与信息反馈都随着项目的深入和参与人员的构成变得更为复杂,这给工程信息集成与管理提出了更高的要求。具体体现在信息处理效率低,在项目管理的传统模式中常以单线书面呈递、处理、下达、备案,这就造成了管理环节上的信息决策反馈不及时、归类整理不精确等问题;信息交流不充分,单线处理与多头协作使的在实际工程问题处理和信息管理脱节;信息处理成本高,分工却无法很好的协作,分类查询消耗人力、物力,反复核对和返工是难以避免的管理问题。进一步使得工程管理和信息集成难度加大,成本提高;阶段信息割裂目标难保证,该类建筑长周期、技术复杂使得各阶段存在一种相对孤立的状态,信息无法良好的从本阶段的各关节流入到下阶段的相关技术人员手中,使得信息管理和利用效率降低,导致目标控制的难度进一步加大,最终使得目标失控。为了有针对性的解决问题,必须面向建设项目生命周期的全过程进行管理。现阶段应用系统均为基于几何数据模型,通过IGES、DWG、DXF等图形图像信息交换标准进行数据交流与处理。该类信息传递和共享只是几何数据,建设项目的相关勘察、结构设计、材料信息以及施工等工程信息仍无法知直接交流。要建立切实高效的信息集成,关键在构建新的信息模型理论和建模方法。在几何模型基础上建立面向建设项目全生命期的工程数据模型,并基于国际标准实现工程信息的交换、共享和管理。而BIM便是信息有效管理的关键技术。通过BIM在工程建设生命周期内的应用有效的建设工程进行信息管理和使用增值。建筑信息模型(BIM)技术能够通过计算机三维模型的而建立有效的辅助建筑工程领域的各方的信息集成、交流与协作工作,实现建设工程生命期管理的技术关键。建筑信息模型技术一方面指政策、过程和技术的集成,从而建立一种建设工程全寿命周期内的信息集成与技术管理方法。协同建筑设计和管理技术以及过程控制三方面的内容。以三维数字技术为基础,集成建筑工程项目设计和施工中相关信息的工程数据模型,BIM是对工程项目结构实体与功能特性的数字化表达。该技术对分布式、异形结构大型复杂工程项目管理中多元、多阶段、多组织结构信息交互提供可交流的单一工程数据源,解决了管理过程中的信息一致性和全局共享性问题。 一、BIM一般具有以下特征: a.工程数字模型的完备性。三维数字模型对工程项目进行了3D几何信息和拓扑关系的描述,同时还完整的包括了工程项目信息的描述,如工程对象的具体名称、结构类型、材料信息、工程性能等设计信息;工程施工顺序、进度目标、成本管理、质量控制以及人员、材料、机械设备等施工信息;材料耐久性、安全性及相关维护信息;各项目对象之间的工程逻辑关系等。b.模型信息的关联性。三维模型中结构构件的各信息内容是相互关联的,系统通过对模型信息的统计和分析,生成相应的图形和文档。并在模型中某个信息或者构件发生变化地点同时实时更新相应内容,保证了模型的完整和准确性,为管理提供基础平台。c.模型信息的一致性。在建设工程生命周期内的不同阶段同一构件信息无需重复输入,而且能够自动演化信息模型,并可在模型的不同阶段对其进行修改和扩展,且不需要重新创建,进一步减少了信息的交互的滞后和不一致性的问题。以上几点特性使得BIM在建设工程的全寿命周期内为建设工程项目带来更好的效率和效益。如进在目标控制的前提下提高交付速度,从而加快工程进度节省时间。通过的集成的模型数据信息,更好的提高了各组织间的协同工作效率,减少错误发生、节约成本。提高了工作质量并未企业带来新的利润增长点。建筑工程项目的实施涉及到业主、咨询单位、勘察、设计、施工、监理、运营等众参与方,工程规模庞大技术复杂的特点使得所产生的BIM模型数据结构复杂、格式各异,不同管理组织单位对数据的使用需求不相同。而对于需要共享的数据模型,在建设项目的生命周期内各方组织谁来创建BIM信息、如何创建使得项目能够满足各方使用是实现BIM应用的途径问题。而如何确保BIM数据的存储和分布异构数据的共享,是建立BIM的技术问题。 二、工程项目的信息化管理在BIM中的应用主要体现在项目信息的创建、共享、管理几方面。 实现的过程存在以下几点问题:a.建设项目的BIM信息创建需要专业的软件系统才得以实现。现阶段基于BIM的工程软件主要集中在设计阶段使用,例如RevitBuilding、ArchiCAD等。其他工程阶仍缺少足够的专业软件支撑信息集成。b.实现BIM信息化管理的前提是BIM信息的存储与传递。基于IFC建立的中央数据存储,允许由分布式的、异构的应用系统访问和修改,从而实现数据集成,是目前BIM信息存储的主要方式。集中信息模型存储方案还不成熟。c.共享和集成建设项目BIM信息的方式还较少。目前主流使用的CAD厂商开发了BIM系列软件,例如Autodesk公司的Revit系列软件包括RevitBuilding、RevitStructure、RevitMEP。这些系统虽然对项目文件进行了数据的集成和共享,但却不能够支持面向建设全生命周期的、分布式异构系统之间的信息集成与共享。为解决以上问题,本着从规划、勘察、设计、施工、使用不同阶段的应用出发,建立相应的模型数据提出以BIM子模型为核心的面向项目建设的各阶段和应用的创建方法。模型建立的基本思路是随着工程项目的进展和需要分阶段的创建各阶段的BIM信息。针对各阶段的不同应用建立BIM子模型数据,随着项目的进展从规划到勘察设计、施工、运营使用不同阶段分别建立各自的模型数据。各子模型数据能够自动演化,模型建立者通过对上一阶段的模型数据的提取、扩展、集成最终形成本阶段的信息模型,也可以针对具体的某项应用完成数据模型并生成子模型数据。在工程的进展过程中根据项目建设发展最终形成面向建设项目生命周期的完整的信息模型。项目的模型的建设从规划阶段到设计阶段,从施工阶段到运营阶段,工程项目模型信息随着项目建设逐步完成,最终形成完整描述建筑生命期的工程信息集合。每个阶段以及每个阶段中模型系统根据自身的信息交换需求,定义该阶段和面向特定工程应用的信息交换子模型。应用系统通过提取上一阶段信息和集成子模型实现数据的集成与信息的共享。例如规划阶段主要产生各种文档数据,这些数据以文件的形式进行存储。设计阶段则根据规划阶段的信息进行设计并根据建筑、结构、给排水等专业产生大量的几何数据,且建筑设计与结构设计、建筑设计与给排水设计、建筑设计与暖通设计信息之间存在着数据协同访问的需求。这些需求通过不同的子信息模型与整体BIM模型进行交互与共享。施工阶段则可以根据需求提取规划和设计阶段的部分信息,供施工阶段的应用软件使用,例如4D施工管理、成本概算分析等。这些应用软件会产生新的信息并集成到整体BIM模型中。到运营维护阶段,BIM模型集成了之前个阶段的的工程信息,供运营维护应用系统调用。由于BIM的应用使得各阶段的工程信息得以集成和保存,从而解决信息流失和信息断层等问题。实现建设项目生命期各阶段的信息共享和充分利用,在项目实施过程中优化设计、合理制定计划、精确掌握施工进程,合理安排施工资源以及科学进行场地布置,对于提高建筑行业信息化水平,缩短工期,降低成本,提高质量,提升建筑行业企业的竞争力,具有深远的影响。 作者:冯波 单位:西京学院土木工程学院 土木工程学术论文:土木工程混凝土楼板裂缝 摘要: 随着经济的不断发展,我国的建筑行业无论是在建设数量还是建筑技术上都取得了极大的进步。但是在实际的施工过程中还是会存在一些质量问题,其中最为普遍的就是混凝土楼板裂缝问题。基于此,本文对土木工程混凝土楼板裂缝容易出现的部位进行概述,并且对裂缝出现的原因进行具体分析,同时提出具体的防治措施,以便抑制工程中混凝土楼板裂缝问题的发生,有效提升工程的施工质量。 关键词: 土木工程;混凝土楼板;裂缝成因;防治措施 0引言 当前混凝土是我国建筑行业中较为常用的施工材料,其裂缝问题也是混凝土施工中较为常见的问题。土木工程的楼板建设一般都会使用混凝土,经常会出现或大或小的裂缝,为后续施工埋下了较大的质量安全隐患,影响建筑施工整体质量。因此在施工的过程中必须重视混凝土裂缝问题,保证混凝土建筑质量,从而提升整个施工企业的社会形象,促进建筑企业长远发展。因此,加强对土木工程混凝土楼板裂缝问题的研究,对于整个工程以及建筑企业都具有重要的现实意义。 1混凝土楼板裂缝部位分析 目前,经过对土木工程施工情况的实际调研可以发现,混凝土楼板的裂缝比较容易出现在以下部位:与楼板板面呈45°的混凝土板面四个角周围;板底跨中并且与受力钢筋垂直的位置;混凝土板面对角线周围;楼板底容易出现不规则裂缝;混凝土板面容易出现规则状的龟裂裂缝;内隔墙周围的板底裂缝;靠近围墙的板面位置等都比较容易出现裂缝。 2土木工程混凝土楼板裂缝出现的原因分析 2.1楼板设计存在问题 土木建筑施工都是依据设计图纸进行的,如果图纸在设计的过程中没有平衡分布受力结构,楼板在建成后,会受到剪力作用,使楼板受力失衡,只能依靠楼板自身的结构,平衡自身的受力,从而产生裂缝;并且混凝土楼板在施工设计时,存在楼板厚度与高度比例不适宜的问题,使较大的力作用在楼板板面上,从而形成破坏剪力,造成楼板裂缝;同时,楼板建筑设计承重材料的选取存在问题,没有综合考虑建筑物的整体质量,而是直接借鉴类似的设计经验搭配强度。正是没有对建筑承重材料的科学选取,使建筑地层的钢筋受到较大的力,周边的硅结构也受到挤压,从而产生裂缝。 2.2混凝土施工材料存在问题 当前,我国建筑施工中使用的混凝土还需要自行调配水泥和粉煤灰的比例,调配比例合适与否直接影响到楼板的承载能力。一些施工企业为了眼前的利益,在配置混凝土时,降低了水泥材料所占的比例,配置而成的混凝土不符合国家标准,降低了混凝土结构的稳定性、可靠性,无法可靠地支撑建筑结构。同时,一些施工企业采购人员在采购的过程中枉顾企业以及社会的整体利益,以次充好,购买的水泥强度无法达到建筑设计要求。如果在施工的过程中使用了强度不够的水泥,会造成楼板伸缩,出现裂缝问题。还要注意购买的钢材截面积要符合设计要求,防止减低楼板的整体强度。 2.3混凝土楼板施工技术存在问题 施工工人是建筑工程施工的主体,其技能水平直接关系到建筑工程的施工质量,对混凝土结构的稳定性、可靠性也是有重要影响的。当前,一些混凝土施工工人并没有经过系统的培训,对施工方法、施工技术缺乏深刻的理解,在施工的过程中很容易出现问题,降低混凝土结构质量。例如在施工的过程中必须对混凝土进行振捣,使混凝土保持均匀,从而实现楼板质量要求。但是对混凝土的振捣不是次数越多越好,如果振捣过度会使混凝土中的骨料分离,导致混凝土楼板裂缝的产生。 2.4混凝土楼板养护存在问题 根据施工规范要求,在混凝土浇筑完成以后,为了保证施工质量,必须对混凝土结构开展28天以上的养护工作,具体的养护方法以及养护时间应该根据混凝土施工材料以及施工环境的具体情况决定。但是在施工的过程中由于受到主客观因素的影响,常会出现混凝土结构养护不到位的问题,使混凝土结构在固化的过程中出现干裂、受冻等问题,降低了混凝土楼板的建设质量。 3混凝土楼板裂缝治理措施 土木工程中混凝土楼板的裂缝问题十分常见,对混凝土结构的稳定性以及可靠性都产生了重要影响。因此,必须及时发现混凝土楼板中存在的裂缝问题,并且根据具体的情况,采取有效的处理措施,提高整个楼板的质量。下面将对楼板裂缝具体的处理措施进行分析,主要包含以下几方面。一是楼板细微裂缝处理。在正式处理楼板上的细微裂缝时,必须先清洗裂缝,清掉裂缝表面的杂物等,然后再对细微裂缝进行封闭处理,并且还要进行一定的养护。对楼板细微裂缝的处理主要是为了防止裂缝进一步扩大,从而威胁到整个建筑结构。二是对楼板大面积裂缝的处理。在修补这种裂缝时,必须采用挖槽填补方法,即沿着裂缝的方向,在混凝土楼板上开挖施工处理槽,并且清洗施工处理槽,之后再用新的水泥砂浆填补施工槽。填充完毕后,也要进行一段时间的养护,保证混凝土的强度;三是对于危害较大的裂缝处理措施。如果存在危害整个楼板结构的裂缝,首先应该根据实际情况,对整个楼板进行加固。可以在裂缝的位置敷设钢筋网,并且在钢筋网表面上浇筑混凝土,彻底固定楼板,提高楼板的安全性。 4混凝土楼板裂缝预防措施 从混凝土材料的特性出发,其本质上应该属于不均匀的脆性材料,抗拉能力较差,如果出现裂纹往往不只一种,而是多种裂纹并存。并且对于土木工程混凝土楼板而言,其裂缝产生的原因较为多样化,因此要想有效消除楼板的裂缝问题,必须采用综合性预防处理措施。 4.1完善施工前期工作,优化施工设计 施工前期的准备工作以及施工设计图纸都是工程建设开展的基础,也是工程建设质量的重要保障。因此,在混凝土结构施工开始之前,必须做好包含地质勘查在内的施工准备工作,充分勘察地基、地质情况,作为施工材料选取的主要依据。同时,设计单位也应该根据实际的施工情况、地区的气候条件、地理环境等方面,再次确认设计方案,提高设计方案的可靠性,为保障施工质量奠定坚实的基础。 4.2加强施工材料监管,保证材料质量 材料问题是影响混凝土质量诸多问题中“最可控”、“最容易”解决的问题。与施工材料相关的各个部门需要强化联系,共同努力,从材料采购开始,严控材料关。材料选购者应强化施工材料监管,在选购混凝土时,不单纯从利益角度出发,而是以混凝土的质量为本,选择工程实际所需规格的、符合国家标准、设计标准的混凝土,以高质量的材料杜绝问题工程的产生。 4.3强化项目施工管理,提高施工技术工艺 为了有效地降低混凝土楼板裂缝发生的概率,施工企业在进入施工现场进行施工的时候需要足够重视如下几方面:一是严格遵循国家规定与施工操作规范,尤其不能对设计图纸擅加改动,如遇到必须改动的地方,施工方必须积极联系设计方与相关的单位共同商议,制定出最佳的修改方案,再落实建筑修改工作;二是利用混凝土进行楼板浇筑时,需使水充分滋润模板,并严格按照施工图纸对后浇带进行施工;三是现浇混凝土楼板的时候,不仅要保证混凝土搅拌均匀,还要保证搅拌适可而止,切不可振捣过分,影响混凝土的性质;四是混凝土楼板现浇结束后,不仅需抹平其表面,还需要对混凝土进行养护,用保温膜或是塑料薄膜覆盖于混凝土表面。 5结语 综上所述,对于当前建筑工程而言,混凝土楼板是其必然选择,具有较高的安全性、可靠性以及整体性能。但是在实际的施工过程中受到多种主客观因素的影响,裂缝问题一直影响着混凝土楼板的质量。因此施工企业在施工的过程中必须注重混凝土楼板裂缝问题的防治工作,不断完善施工技术和施工工艺,提高混凝土楼板的稳定性、安全性,保证建筑工程整体施工的安全性。 作者:王海平 单位:中铁二十二局集团第一工程有限公司 土木工程学术论文:土木工程施工技术现状与创新 摘要: 随着建筑行业的深化改革,在对土木工程方面的施工也提出了新要求,注重土木工程施工技术的创新应用,就能从整体上提高土木工程施工的质量。文章主要就土木工程施工的特征以及技术创新的重要性加以阐述,然后对土木工程施工现状和创新技术应用详细探究。希望能通过此次对土木工程施工技术的创新理论研究,有助于土木工程的整体质量提高。 关键词: 土木工程技术;现状;创新 引言 进入到新的发展阶段,就要能注重土木工程施工技术的创新应用,在技术层面得到了加强,才能有助于整体施工质量水平的提高。传统的土木工程施工过程中,由于受到多方面因素的影响,在具体的施工中还存在着问题,加强施工技术的创新应用,对施工的问题解决就比较有利。 1土木工程施工的特征以及技术创新的重要性分析 1.1土木工程施工的特征分析 土木工程在具体的施工中,已经形成了诸多鲜明特征,土木工程的施工环境比较恶劣,多是采取露天施工的方式,所以在环境方面就比较恶劣,并且在整个过程的施工中,受到天气变化的影响比较深。会由于受到恶劣的环境影响,而在整体的施工方案上进行变更。再有就是施工的流动性特征表现的比较突出,在施工的地点上是不固定的,在施工的专业技能方面也较为缺乏,一些施工人员多是来自农村,所以在具体的施工专业化程度上还相对比较缺乏[1]。除此之外,在土木工程施工的复杂性特征上表现的也比较突出,由于土木工程具体施工中的工种比较多,每个工种的施工有着很大差别,这就造成了施工的复杂性比较突出。 1.2土木工程施工技术创新的重要性分析 加强对土木工程施工技术的创新就比较关键,土木工程施工技术的创新,和当前建筑行业的发展主题是相适应的。建筑行业要想得到创新发展,就要能充分注重对土木工程施工技术的科学应用,只有在施工技术层面得以有效创新,才能在具体施工质量上有效保证,才能满足实际的施工要求[2]。创新土工工程施工技术,也能对建筑企业自身竞争力得以有效提高。当前的经济发展社会背景下,建筑企业间的竞争日益激烈,只有充分重视施工技术的创新发展,才能在竞争力上得以提高,才能有助于自身发展水平的提高。 2土木工程施工现状和创新技术应用 2.1土木工程施工现状分析 从当前的土木工程施工的情况来看,具体施工中还存在着一系列的问题,例如在施工的技术标准方面没有规范化。有的土木工程在技术标准上没有严格遵循,缺少技术标准等,这就必然会在施工中存在各种各样的问题。有的施工技术以及工艺比较的滞后,但一些施工企业为能够追求利益的最大化,在所使用的施工材料以及施工技术等方面,都比较的滞后以及不合格,从而出现了施工质量问题。再者,土木工程施工过程中,在施工技术理论层面没有和具体的施工条件相符合。这就使得具体施工中对施工技术的应用效果很难良好呈现。土木工程的施工内容相对比较多,在对施工材料的性能以及控制层面的要求就比较高,这对土木工程的具体施工质量就有着很大影响[3]。加上施工中的管理机制层面没有完善呈现,在具体施工监管工作上没有做到位,监理人员以及管理人员在土木工程的具体施工现场的情况没有详细了解等,这就必然会带来施工问题。除此之外,对土木工程的施工技术操作规范方面没有达到预定的要求。由于土木工程的施工相对比较复杂化,在施工的程序上比较多,这就对整体的施工质量保障有着困难。由于在施工的技术操作规范方面没有得到加强,这就必然会影响施工技术的应用效果。对于这些层面的施工问题,就要能从多方面得以充分重视,对问题要能针对性的解决。 2.2土木工程施工创新技术应用 第一,注重土木工程施工技术理念的创新。加强土木工程施工技术的创新应用,就要能从多方面考虑。要注重在施工技术的应用理念方面进行创新。在当前的发展形势下,要能充分重视自身技术手段的创新应用,在技术层面的创新能为建筑企业带来更大的效益,对长期的经济效益获得就打下了基础。土木工程的技术创新是社会发展的需求,所以要能在具体的工作中吸取经验,促进技术理念的创新应用。要在施工技术的机制创新层面进行加强,对施工技术体系的完整性能够得以有效保证,只有如此,才能为土木工程的施工发展打下坚实基础。第二,加强土木工程新型预应力技术应用。土木工程施工过程中,在对新型预应力的技术应用方面就要加强重视。新型预应力的技术应用,是把预应力筋布置在混凝土的截面外,这一预应力技术的应用和以往的构件布置相比,在技术水平上有着很大进步,对体外预应力的特种结构以及混凝土道桥施工中,能发挥积极的作用。而粘结体外预应力作为体外预应力中的一个重要应用技术,在管道结构外不会有太大的摩擦产生,并且能够在后期维护层面相对比较简单化。体外预应力的技术应用相对比较简单化,并且在经济效益上也比较高。第三,土木工程施工技术创新过程中,对深基坑支挡技术的应用也比较重要。尤其是对于高层建筑的施工,就在具体施工要求上有着提高。通过深基坑支挡技术创新应用,将桩锚支挡体系加以科学应用,对深掘深度相对比较深的土木工程施工,相关施工人员就要能够对施工的地质条件加以明确化[4]。在发现施工的地质条件达不到施工要求,土质比较松软,以及在坑壁的密度不高的情况下,就要能够对灌注桩体系以及对预应力锚杆的技术加以应用,从而能够对施工质量得以有效提高。在对不同类型地下水文土层的施工,就要充分注重将套管水冲法成锚的施工技术加以科学化的应用。第四,对土木工程施工技术的自动化以及生态化的发展要加强。随着可持续发展理念的进一步深化,在土木工程的具体施工过程中,就要能注重施工技术的自动化以及生态化的呈现,自动化施工技术已经在建筑施工中得到了应用,将自动化施工设备加以应用,就能有助于对密集型的人工操作加以替代,从而在整体的施工效率水平上能有效提高,对人工成本的开支可有效节约。在生态化的发展技术应用层面,就可将生态化的施工材料在土木工程施工中加以应用,对能源资源的节约以及环境的保护作用也比较突出。土木工程施工中新型材料的应用中,对新型土木墙体无污染以及无甲醛等材料加以应用,就能对施工的整体造价得以降低。在水平孔混凝土墙体以及混凝土空心砌块等材料的应用方面,有着抗压以及耐腐蚀的特和那个,对整体的施工质量就能有效提高。第五,注重对土木工程施工技术的管理创新。土木工程技术施工过程中,要充分重视技术管理水平的提高,要能紧密的和具体施工情况相结合,在技术的管理层面加以创新应用,对管理的制度能加以完善化,只有制度上完善实施,才能真正有助于保障土木工程的施工质量,在施工的整体效果上才能良好呈现。 3结束语 总而言之,处在当前的全面改革背景下,要充分注重土木工程技术的创新应用,只有从技术层面得到了加强,才能真正有助于土木工程的施工整体质量水平的提高。在经济的迅速发展下,土木工程技术优化创新的目标也将会实现,这就能从基础上为提高施工水平起到促进作用。 土木工程学术论文:土木工程钢桥课程设计实践 【摘要】 随着钢桥应用的推广,钢桥课程教学越来越受到重视,钢桥课程设计是课程重要的实践教学环节。由于目前钢桥课程设计参考较少,为了配合新版教材和规范的教学和应用,对钢桥课程设计教学进行了设计和实践。实践过程充分考虑学生专业背景和知识结构,结合钢桥课程的特点,既考虑课程的共性,也兼顾学生个体的差异性。方案的设置和难点问题的解决,充分锻炼了学生解决问题的能力。文章总结了实践过程中的问题,提出了改进措施。 【关键词】 土木工程;课程设计;方案设置;改进措施 0引言 近年来,国内外大跨度桥梁大多以钢桥为主,中小跨进桥梁的钢桥应用也在逐步推广。随着钢桥应用推广和实际工程增多,钢桥的知识教育受重视程度也逐渐增高。《钢桥》是桥梁工程专业学生从事桥梁设计施工必须掌握的课程,是一门要求学生理论知识与认识实践相结合的桥梁工程类专业课。《钢桥》课程近几年在各大高校教学中越来越受到重视,经历了无专门课程到设置为选修课的过程。近几年,越来越多的高校已将《钢桥》课程设置为专业必修课,并设置了《钢桥课程设计》的实践环节。课程设计是将课程理论转化为课程实践的“桥梁",同时也是实践教学和大学本科教学中的一个重要环节[1,2]。由于《钢桥》课程正处于起步阶段,目前,《钢桥》课程设计参考资料较少。河海大学《钢桥》课程已经开设多年(包括选修课阶段)。在选修课阶段,由于课时较少,学习要求较低,应用目前已有的相关教材基本能满足教学需求。但自2012版教学大纲将其调整为必修课后,目前教材的适应性存在一些问题。而新钢桥规范的颁布,也必须对原有钢桥教材内容进行变更。为了适应当前的教学需要,河海大学桥梁工程研究所编写了《钢桥》教材[3]。为了配合新教材的教学,设置了课程设计实践环节。由于《钢桥》课程设计教学经验缺乏,在参考了相关资料的基础上,进行了该课程的课程设计实践,并基于实施情况,进行了一些反思,提出了改进思路。 1钢桥课程设计方案设置 1.1设计思路 在开展《钢桥》课程设计之前,对《钢桥》课程设计资料进行调研,发现《钢桥》课程设计主要以钢桁架铁路桥为主,个别采用钢箱梁的课程设计也是采用计算软件进行分析,对于尚未学习有限元软件的本科生来说较为困难。基于以上情况,尝试采用土木工程类基本软件可计算的连续梁钢箱梁桥的《钢桥》课程设计。课程设计采用三跨连续钢箱梁桥,重点设计为桥面系部分。由于课时限制,不关注基础与桥墩的计算,内容由其他课程设计进行。钢箱梁设定为单箱钢箱梁,内容主要包括基本设计资料与截面拟定、主梁的内力计算、结构刚度验算、结构应力计算、桥面系计算、次要构件计算以及设计图和材料表绘制。计算内容与桥梁工程课程设计和钢结构课程设计存在交叉,并紧密衔接钢桥知识点。主要内容为桥面系的计算,重点突出钢桥相关计算,包括加劲肋的验算、横隔板的验算、刚度与应力验算。与最新出台的《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)相结合,强化设计过程中的规范应用。 1.2设计方案 课程设计时长为8天,要求学生在较短的时间内完成从查阅相关资料、基本资料设计、界面拟定到应力、刚度等验算内容,时间较为紧迫。对此,我们对《钢桥》课程设计方案进行了如下安排。因本次课程设计对象为本科生,学生所掌握的求解方法与应用软件较少。遇到的较大的问题有超静定结构的求解、加劲肋的验算与桥面系的内力计算三个方面。 1.3问题解决方案 1.3.1超静定结构求解 因采用三跨连续梁,故需要进行超静定计算。虽然学生在《桥梁工程》课程设计中有进行内力计算,但是大多数《桥梁工程》课程设计均采用简支梁桥,内力计算时为静定结构,学生手算即可。但是对于连续梁桥超静定结构,虽可采用结构力学方法进行计算,但是计算内容过多且难度很大。因此,在此次课程设计中采用了一种可计算超静定结构的力学软件进行计算。学生只需将尺寸、荷载等数据输入进软件中,并且确认最不利荷载布置方法即可进行超静定计算。既完成了对连续梁超静定结构的内力计算,又让学生巩固了结构力学中影响线的概念。 1.3.2加劲肋验算 加劲肋是钢箱梁桥的一大特征,所以《钢桥》课程设计中必然涉及到加劲肋的验算。《公路钢桥设计规范》5.1.6中对加劲肋的验算方法进行了详细的说明。但是,对于对钢结构桥梁构造了解较少的本科生来说,对加劲肋进行验算时,大部分学生在设计中都难以做到综合考虑和“瞻前顾后",经常出现设计参数前后矛盾的现象[4],导致学生将大量的时间浪费在调整尺寸构造上。所以,在进行加劲肋的计算前,笔者将几座类似桥型的构造参数发给学生,让学生对加劲肋的构造参数有一个基本的认知,并提供参考。 1.3.3桥面系的内力计算 本次课程设计最大的难点在于桥面系的内力计算。正交异性钢桥面板刚度在互相垂直的二个方向上有所不同[3],造成构造上的各向异性因为“加劲肋"钢箱梁这一特殊构造的存在,使得桥面系的计算变得极其复杂。对于正交异性钢桥面板的求解通常使用计算机软件进行求解,采用了很多新的数值法,对于尚未学习有限元软件分析的本科生验算是比较困难的。目前桥面系的计算方法主要有两种,分别是P.E(Pelikan-Esslinger)法与格子梁体系法。对于本科生来说,P.E法求解正交异性钢桥面板较难理解且利用较多的高等数学的知识,当荷载分布较复杂时难度过大。格子梁法通常采用有效分布宽度的方法计算[5],仍需配合有限元软件进行计算。笔者基于以上情况,提出了一种针对闭口加劲肋的简化箱梁方法,计算分为三个步骤。第一步:简化为连续梁的荷载的计算。取两个横隔板间的加劲肋进行考虑,将桥面板进行简化,将闭口加劲肋与桥面板焊接部位简化成为一个刚性支座,在横隔板处简化为固定支座。当纵向加劲肋布置的间距较小时,简化后的连续梁刚性支座过多,作用在其上的弯矩和剪力都很小,所以当纵向加劲肋的间距较小时可不进行纵向加劲肋的验算,只需要考虑横向加劲肋的验算。第二步:将闭口加劲肋简化为箱梁。闭口加劲肋的形状与斜腹板箱梁的形状基本一致,故可以将闭口加劲肋看作是一个小的斜腹板钢箱梁,但是箱梁存在剪力滞效应,所以闭口加劲肋的翼缘需要根据《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)进行计算得到翼缘有效宽度。第三步:荷载组合与修正计算。根据前两步骤的计算可以得到荷载与闭口加劲肋的界面特性。但是针对闭口加劲肋的简化箱梁方法存在一定误差,且需要考虑到汽车荷载的冲击作用,故需要将荷载进行组合和修正。通过该方法,学生利用现有知识即可求解桥面系,加深了对剪力滞效应的理解,并熟悉了新版的《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)。 1.4效果评价机制 为了培养学生的独立思考能力,避免学生在设计过程中出现抄袭现象,在课程设计中可采用分组设计和一人一题的方法[6]。本次课程设计分为综合设计计算书与答辩两个方面对学生课程设计效果进行考察。其中计算设计书要求学生制定详细的方案,大到桥梁整体布局,小到加劲肋的设计、变截面的尺寸变化。要求学生能完成设计图纸的绘制与材料表的计算。但是,仅仅依靠设计书对学生课程设计进行评价比较片面,学生可能存在懂得算法却不懂得原理的现象,因此要真实客观地反映学生的学习成果,就要综合考虑各个影响课程设计效果的环节,比如可以借鉴毕业设计考核方式,增设学生的课堂答辩[6],并要求学生对本次课程设计的方案进行评价与建议。 2实践问题总结 2.1实施效果 课程设计结束后,学生对此次课程设计进行了评价。对于现在少有的钢箱梁连续梁桥课程设计,网上资料少、计算难度大都是这次课程设计的问题。为了解决超静定问题与钢箱梁的截面特性问题同学们搜集了许多资料,试用了许多软件最终确定计算方法,锻炼了学生主动学习探索的思维与创新能力。在课程设计答辩中,加入了许多钢箱梁特性的问题,体现了本次课设的特色,例如剪力滞效应、桥面系简化算法的思路等。通过答辩发现学生们对剪力滞效应的概念十分清晰,达到了利用所学知识解决问题的效果。本次课程设计囊括了桥梁工程、钢结构、结构力学的知识。整个课程设计以桥梁工程知识为主线,主梁内力计算需要结构力学知识、加劲肋与顶板的焊缝验算也需要掌握钢结构的内容,本次课程设计达到了将知识进行整合利用的效果。课程结束后,学生评价良好,依托《钢桥》及其课程设计教学,笔者获得土木与交通学院第四届“我最喜爱的任课教师"第三名。 2.2存在的问题 (1)本次课程设计虽然每位同学的工况及参数都有所不同,但是计算过程方法相同,计算内容相似,计算结果相差不大,对于不同工况的部分学生为了计算方便采用相同的截面形式,存在雷同现象。绘制图纸时发现学生将已有做好的图纸进行修改,并没有从始至终地绘制一幅完整的设计图纸,没有达到让学生亲力亲为地设计一座桥梁的效果。(2)本次课程设计为了适应本科生所学知识采用了较多的简化算法,计算结果误差可能较大。大多采用简单易行、功能单一的软件计算,缺乏使用新技术新软件的的意识。(3)课程设计的探索过程主要由班里成绩较好的学生进行,待其确定计算方法后其余学生再开始计算,缺少了让每一同学探索、创新的过程。应加强不同层次需求和不同基础的学生全面锻炼的训练[7]。 2.3改进方案 (1)在设计中安排多种工况。例如要求钢箱梁分为直腹板与斜腹板,对设计车道有所区分等。让每个学生既要独立思考,又可以和同学进行交流合作。(2)将迈达斯等计算软件课程提至钢桥课程设计之前,让学生既能够准确计算又能够熟悉计算软件的使用方法,为以后的设计工作奠定基础。(3)改进反馈答辩机制,答辩时要考察学生理解整个课程设计的设计思路,将学生共同的学习成果全部吸收,增强对知识的理解与认知。(4)定期检查学生对资料文献的阅读情况,结合设计题目进行分析,选择与题目相适应的内容运用到设计中,培养学生“查-阅-析-用"的自主学习模式[4]。 3结语 本次《钢桥》课程设计不同于现有《钢桥》课程设计模板,提出了更适合于学习公路桥梁和知识储备量较少的本科生。让学生从提出方案到设计计算,全面体验设计一座桥梁的过程,为以后步入工作岗位奠定基础。在课程设计过程中,要求学生查阅文献、提出计算方法并进行验算,真正做到回归工程本质,平衡工程教育课程中“理论"与“实践"内容,构建集知识、技能和态度“三位一体"的课程目标,优化了课程结构,以应对知识经济对我国工程人才培养质量的挑战。 作者:傅中秋 吉伯海 姚悦 单位:河海大学 土木工程学术论文:土木工程实践教学改革探讨 摘要: 改革土木工程专业实践教学是培养高素质应用型人才的必要措施。湖南科技学院土木工程专业在实践教学改革方面采取了加大实践教学学时、积极开展校企合作、建设土木工程校内实习实训基地、提高教师实践能力、建立特色考核方式和评价体系多元化等举措,从而实现高素质的应用型土木工程人才的培养。 关键词: 应用型;土木工程;实践教学 湖南科技学院地处永州,是一所地方应用型本科院校。应用型本科院校指以应用型为办学定位,与传统本科院校不同的本科院校。在培养规格上,普通本科培养的是学科型、学术型、研究型人才,应用本科培养的是适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才。湖南科技学院土木工程专业是从2009年秋季开始招收第一届本科生,到目前土木工程专业的学生总人数已经达到692人,近四年平均每年招收173名学生。土木工程专业虽然招生较晚,但发展较快,现在土木工程专业已是我校单个专业招收学生人数最多的专业之一。近几年为满足土木工程专业发展的需要,学校引进了很多这方面的专业人才,我院教师人数自2008年由刚成立时的8人,发展壮大到现在的45人。多次组织学生参加湖南省大学生力学竞赛、湖南省大学生结构设计竞赛、全国高校斯维尔杯BIM大赛等,并多次获奖。随着社会的发展和建筑行业的要求,土木工程专业实践教学也面临着更大的挑战。 1地方应用型本科院校土木工程专业实践教学存在的问题 1.1土木工程专业实践学时不足 我校土木工程专业培养方案中看,实践教学学时仅占总学时的25%比例。很多学科基础课、专业课程仅有理论学时没有实践学时,如:《土木工程地质》、《理论力学》、《混凝土结构》等课程;或者安排部分实践学时,但讲授理论教学的教师不愿意带学生去工地实践,感觉实践教学组织学生困难,实践教学中还要承担学生的安全责任,完成一个完整的实践教学任务前前后后的工作量大且课时少,最后大都按照理论课去上了,仍然还是理论学习。实践教学仅仅是到企业走马观花参观认知,保证不了实践教学的效果。 1.2缺少必要的校内实习实训场地 由于很多地方应用型本科院校所处城市发展水平较差,学校资金有限,一些必要的实习实训场地较少。我校土木与环境工程学院目前仅有基本满足土木工程专业的基础课教学的实验室,还缺少结构实验室、结构设计与施工仿真实验室和校内土木工程实习实训基地。土木工程专业的生产实习、认识实习和测量实习就没有合适的场地进行开展,而这些实习是不能在实验室完成的。 1.3校外实践实训基地较少 土木与环境工程学院虽然与永州市宏远建筑工程有限公司、湖南省鸿腾建设工程公司、永州市银海房地产开发有限公司、湖南省阳明投资置业集团、广西壮族自治区冶金建设公司等七家企业签署了校外实践实训基地合作协议,但由于每个实习基地接纳的人数不超过10人,每届的土木工程专业约有170人,难以满足需要。 1.4土木工程专业师资结构不合理,实践教学经验不足 我校土木与环境工程学院虽然有教师45人,但高职称高学历教师所占比例较低,即师资结构不合理;教师的专业结构失衡,目前没有力学专业的教师,而力学是土木工程专业的重要核心课程,有丰富的实践经验的双师型教师严重偏少,目前仅有两位高级工程师,大部分年轻教师基本上刚从高校毕业,就担任高校教师,这些教师理论基础扎实,但因为没有到建筑企业实际挂职锻炼,导致实践经验普遍不足,因此难免在指导学生实习实践时,存在指导不到位,实践操作不理想。 2地方应用型本科院校土木工程专业实践教学改革实践 2.1加大实验、实习、设计实践教学学时 土木工程专业是实践性很强的专业。我校土木与环境工程学院计划重新制定土木工程专业的教学计划,加大实验、实习、设计实践教学学时。我校土木工程专业包含建筑工程、道路与桥梁、岩土工程三个方向。 2.2建设土木工程校内实习实训基地 应用型人才实践能力培养的关键在于切实加强技能性和实践性环节,因此要突出技能培训这一重点,加强土木工程校内实习实训基地建设。根据应用型人才的培养目标,针对地区和行业的需要,建设土木工程校内实习实训基地,对学生进行专业基础基本技术技能的训练。 2.3积极开展校企合作,建设校外实践基地,构建工程实训平台 坚持走校企共建的道路,发展校外实践基地,解决联系实习单位困难、经费紧张等问题。进一步建设校外实习基地,为学生的实践能力培养提供平台。目前,土木与环境工程学院正与永州市电力设计院、永州市建筑设计院、深圳市斯维尔科技有限公司、广联达公司等洽谈建设校外实践实训基地,双方都有意向签订校企合作协议,为学生开展实践教学提供良好的平台。 2.4加强双师型教师队伍建设,提高教师实践教学能力 结合培养高素质应用型人才的特点,建设一支具有较高实践教学水平和较强实践操作能力、专兼结合的双师型教师队伍。制定相关计划,合理安排教师到建筑企业进行挂职锻炼,提高教师自身的实践技能水平,丰富教师工程建设经验,以提高教师的实践教学能力。 2.5建立特色考核方式和评价体系多元化 土木与环境工程学院计划制定相关制度鼓励以工程实训、大学生研究课题、大学生专业竞赛、湖南科技学院创新节等创新形式进行专业课学习,推行启发式、探究式、讨论式和案例式教学传授方式。改变以试卷加平时成绩评价为主的成绩评定方式,建立多元化成绩评定方法:如试卷+平时成绩+大作业+研究报告等多种形式。 3结论 要实现上的实践教学改革离不开学校领导的大力支持,在学校财政预算上向土木工程专业建设上倾斜,建设土木工程结构实验大楼、土木工程校内实习实训基地和工程设计与施工虚拟仿真实验室。教育要发展,根本靠改革。特色是高等学校立校、兴校关键,学校要在培养高素质应用型人才上要有特色,需要学校、二级学院和系部共同深入研究讨论,在人才培养方案、教学计划、课程大纲、实践教学体系等方面进行全面改革,学校各专业发展必须凝练和培育自己的特色,主动融入当地区域经济发展,实现特色发展。 作者:靳鹏伟 单位:湖南科技学院土木与环境工程学院 土木工程学术论文:土木工程混凝土结构分析 摘要: 从混凝土标号、施工时间、施工监管、后期维护四方面,分析了混凝土施工中存在的问题,并探讨了混凝土结构的施工要点及配比设计方法,保证了混凝土结构的稳定性及耐久性。 关键词: 混凝土结构,施工要点,配比设计,养护 国家经济的发展离不开工业的大力发展,随着我国近年来的房地产行业的崛起,施工中对钢筋、混凝土、特种玻璃、木材等大量工程建筑用材料需求逐年增加,而建筑方面,对于混凝土的结构与施工要求都非常高,针对用途如此广泛的混凝土,必须拥有一套完整的监管体系以及完备的施工设施,才能够发挥现代土木建筑中混凝土材料的优势,以防止由于质量及施工技术问题导致的工程返工、质量整体不合格甚至工程事故的发生。 1现今混凝土结构质量及施工技术存在的问题 如今我国由于房地产方面的混凝土用料大幅度增加,间接地带动了混凝土市场的大热,使混凝土需求量大大提高,也造成了施工人员技术方面的问题与混凝土的各个厂家指标不统一等硬性问题的产生[1]。建筑在最后落成时的优劣大部分取决于房屋建造初期,若混凝土的质量指标不过关,会导致严重的建筑总体质量问题,因此施工时需注意以下几点:1)混凝土使用标号不达标。施工后的混凝土强度取决于建造初期时工程人员所采用的标号。对于不同类型的施工要求会有各种不同的混凝土标号,混凝土的使用在建筑中有强度等级之分,是根据单位立方体的抗压程度来界定的,单位为C,其不同的强度也对应了不同的应用场合,如果使用了低于所需要的标号混凝土,会使建筑发生无法预计的质量后果。2)施工混凝土时间不准确。我国地大物博,在南北方进行土木施工的工期时间多多少少都有差异,这种差异使得一些地区的气候条件等不适合在同一时期内继续进行混凝土浇筑及钢筋混凝土工程施工,但有些地区施工人员为了经济效益,会选择气候状况不适宜时进行施工,由于天气寒冷且重新配比成本问题等,施工方往往不进行寒冷时期的混凝土重新配比,而是直接利用常温配比法进行施工,不但施工困难加剧,养护工作也会由于外部条件而无法进行[2]。3)施工过程中监管不严格。由于我国对建筑外包以及监管内容不严谨,施工方与材料商之间存在不正当的利益关系,使得施工方给出的价格及竞标成本弹性大,极易造成因利益关系引起的成本提高、质量低下的问题,加之工程施工过程中容易出现工人工伤,工期延误等问题,因此,在建筑过程中,施工的监管才是整个施工过程的重中之重。4)混凝土后期维护不到位。混凝土作为一种需合理配比的建筑材料,和大多数配比类材料一样,在建成后需要大量的后续工作跟进,才能够保证混凝土建造结构的稳定。由于混凝土框架的特殊性,会使其随外部条件的变化而更改配比中添加的硅灰量和后期施工结束时的喷水养护等方面的后期作业,同时决定日后建筑的使用寿命。如果后期混凝土维护不到位,会使混凝土结构提前出现裂缝、蜂窝、不规则麻面、墙体框体脱落等事故的发生。 2混凝土结构的施工要点及配比技术分析 建筑施工过程中,施工的技术要点及材料的选择是整个建筑质量的重要保证,施工过程中,工人的施工方法及水平参差不齐,混凝土的规格多种多样,因此,酌情配比,既达到目的又能够控制成本,这是混凝土选择的重要技巧。在楼梯框架的地基施工中,需要注意的是深挖时的顺序,由于每个工程的地下情况都不相同,如果直接下料深挖有可能会造成地底水大量喷发和地底不可预知的线路及空间破坏。因此应遵照先浅后深的原则来进行挖掘打桩,在挖掘的过程中要时刻注意地基中的积水程度,做好排水工作,为接下来大规模的钢筋混凝土浇筑营造良好施工环境[3]。在前期工作完善的情况下,混凝土施工方面的要求便随之而来,首先是标号方面,混凝土的标号选择应符合当前施工样式,例如,混凝土的强度等级大体有12个等级,分别是C7.5,C10,C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,这些不同规格的强度等级标志了混凝土结构用途的不同。例如C15和C25标号混凝土普遍用于楼梯、房架等,C30以上便是高强度高承受负荷的特种结构,在日常的建筑施工中基本应用不到,因此,在施工过程中不能偷工减料选择低于要求标号的配比进行施工。一般情况下,建筑梁需要C25以上才能够符合要求,其用料配合要根据砂石的粗细、大小等来确定水泥的用量,施工用C25比大体约为水泥∶水∶砂∶碎石=0.44∶1∶1.42∶3.17,在此基础上适当掺入粉煤灰、缓凝剂、膨胀剂及纤维素等,提高混凝土强度。不仅如此,在设计时也应该参照施工图纸以及招标文件的要求合理增减强度,浇筑之前需要遵循国家标准要求,必须进行试验后才能进行大范围配比,如果在其过程中出现问题需要及时修改[4]。浇筑作业完成后,应开始保湿养护作业,待混凝土平展以后,开始洒水作业,然后采用塑料薄膜、草垫等物品进行覆盖,内部相对湿度应达到80%左右,混凝土的后期维护非常重要,可以很大程度上减少混凝土的干缩程度,提高质量。在入模具之前要根据当地施工的温度灵活调整混凝土的浇筑环境,例如,天气极为炎热时,要做好防晒工作,混凝土搅拌时需加入冰水降温,而对相对严寒的地区施工则要保证其配比浇筑作业时的温度适当提高,可采用热水调和温度,从而保证混凝土在浇筑后更加稳定,为交工后的质量提高提供保障[5]。在结构设计方面,应尽量选择刚度匀称适中、外形稳定的结构形式。如果需要进行大范围一次性浇筑,应考虑在混凝土的配比过程中适当增加纤维材料和膨胀材料的用量,做好防裂措施。在施工时,长结构的框架需要多配钢筋,补偿长距离混凝土强度的不足,并且要做好后期的温度起伏监控,适当养护,其余大体按照正常的施工流程进行即可,另外,一定要确保施工过程的安全。 3结语 混凝土的用途越来越广泛,由于混凝土质量存在着差异,也让企业对混凝土的质量以及监管提出了更高的要求,只有合理、合法、合规的制作混凝土,才能保证混凝土结构工程的有效稳定。 作者:李冰冰 单位:北京交通大学海滨学院
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
出纳实务论文:高职教育《出纳实务》项目课程设计与实施探讨 [摘 要] 项目课程的开发与项目教学的实施在高职教育中越来越受到重视,在项目课程设计中,其项目选择的逻辑起点是工作,要求从工作出发选择相关教育内容并确定相应技术,同时注重创建学习情景和学习环境,学习评价以完成项目情况为依据。《出纳实务》作为高职高专会计专业的职业技能课程,本文对这门课程做了项目课程化的设计进行探讨。 [关键词] 高职院校 项目课程 项目教学 项目课程显著特征是融学习过程与实践、训练为一体,凸显实用性、创新性、建设性与多样性。很好的解决了传统的学科教学体系、课程内容与教学方法中以知识传授为目标导致技能训练不足,教学不能适应职业岗位需要的问题。《出纳实务》是会计专业的职业技能课,为了使学生毕业后能顺利的适应出纳岗位,我们对这门课程做了项目课程的设计和教学改革。 一、项目课程的含义极其特征 所谓项目课程,是指学生围绕某以特定的主题项目,在教师的指导下,通过该项目实施自主学习的一种课程形式。职业教育项目课程是指以工作任务为中心选择、组织课程内容,并以完成工作任务为主要学习方式的课程模式。其目的在于加强学习内容与工作之间的相关性。整合理论与实践,提高学生职业能力培养的效率。职业教育实施项目课程对实现就业目标具有本质的意义,是职业教育课程的一项导向性改革,使职业教育不仅在学习内容,而且在学习的方式和学习的环境方面发生根本性的改革。 项目课程显著特征:一是实用性,设定的项目与实际工作岗位密切的联系,学生的学习更加具有针对性与实用性。二是学习内容的综合性,其学习的内容以企业典型的工作任务为核心,学生在完成整个学习任务过程中,要处理出现的各种综合问题,必然要用到多学科的知识,综合知识的运用得到了培养。三是多样性,课堂形式多样,集教师引导、学生实训、小组交流、问题研讨为一体,四是学习结果的具体性,项目课程强调要通过完成各个工作任务来获得具体的一种结果,它不仅可以增强学生对教学内容的直观感,而且可以通过所获得的结果来激发学生的学习兴趣和成就动机。 二、课程项目设计应满足的条件 1.该项目可用于学习一定的教学内容,具有一定的应用价值 2.能将某一教学课题的理论知识与实际技能结合在一起 3.与企业实际生产过程或现实的商业经营活动有直接的关系,能体现“工学结合” 4.学生有独立进行计划工作的机会,在一定的时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为 5.有明确而具体的成果展示 6.学生自己克服、处理在项目工作中出现的困难和问题 7.具有一定的难度,不仅已有知识、技能的应用,而且还要求学生运用新学习的知识、技能,解决过去从未遇到过的问题 8.学习结束时,企业与师生共同评价项目工作成果与工作学习方法。 三、《出纳实务》课程项目的设计和实施 应用项目课程教学的关键是设计好与企业工作岗位相一致的、能突出技能与能力训练的项目。以下是《出纳实务》课程项目的设计思路,如下表 其次,在教材内容上,必须相应的做以下改革: 1.教材是达到教学目标的手段,必须依据本课程标准以及项目设计编写教材,教材应充分体现出纳岗位工作的任务引领、工作过程导向的设计思想。本课程教材与高职相同课程教材的区别在于,教材更多涉及到与业务处理相关的知识、原理和相关法律法规。 2.教材应将出纳工作过程或工作内容的逻辑顺序分解成典型的工作项目,按完成工作项目的需要和现行岗位操作规程,结合会计上岗证考核标准组织教材内容,相关的法律知识和操作规程应分解到相应的操作中。 3.教材应与出纳工作岗位相结合,与教学场所的设备所能提供的业务种类相匹配。教材表达应通俗易懂、图文并茂、精炼、准确、科学,教材既是教科书又是岗位操作说明书。 4.教材内容应体现先进性、通用性、实用性,要将工业企业出纳涉及的新业务、新方法和新工具及时地纳入教材,教材内容应包括各工业企业出纳的主要业务,教材必须贴近经济发展的实际需要。 5.教材中的活动设计内容要具体,要尽可能与工业企业业务活动相同,并在实训室环境下具有可操作性。 四、改进教学方法,积极采用现代化的教学手段 1.教学的关键是业务仿真和操作仿真。教学中应选用典型的业务为载体,教师的讲授、示范与学生操作互动,学生提问与教师解答、指导有机结合,让学生在“学”与“练”的过程中提高业务技能。 2.不以学生掌握应知应会为目的,而是以在此基础上的熟练操作为目的。在教学过程中,应立足于加强学生实际操作能力的培养,通过项目教学、以工作任务引领提高学生学习兴趣,激发学生的成就动机。 3.在教学过程中,要充分利用实训室的各种设备和软件,应用多媒体、投影、电脑、网络等教学资源辅助教学,帮助学生熟练掌握操作流程及业务要点。适当进行现场观摩。 4.教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养,提高职业道德,达到知识、技能和态度的有机统一。 五、教学评价改革 1.项目课程的评价不再以课程知识掌握的多少为依据,而是以实际业务操作的熟练程度和准确度为依据。 2.改革传统的学生成绩以结业考试为主平时成绩为辅的评价方法,采用阶段评价、过程评价与目标评价相结合,理论与实践一体化以实际操作达标为主的评价模式。考试方法以分期考核为主,尽可能不采用闭卷书面考试。 3.结合课堂提问、平时作业、平时测验、技能竞赛及考试情况,综合评价学生成绩。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予特别鼓励,全面综合评价学生能力。 出纳实务论文:高职会计专业《出纳实务》教学初探 摘 要: 为达成高职会计教育的培养目标,更好地实施《出纳实务》这一门课程教学,本文作者结合自身出纳岗位实践和教学实践进行了探索和尝试,在此谈谈体会。 关键词: 高职会计专业 《出纳实务》 教学方法 《出纳实务》这门课程是高职会计专业的职业技能课,其目的在于加强学习内容与工作之间的相关性,整合理论与实践,使学生毕业后顺利适应出纳岗位要求。鉴于此,我们的教学方法就得从传统的教学模式中解放出来:由以教师为中心转变为以学生为中心;由以教材为中心转变为以活动为中心;由以课堂为中心转变为以实际操作为中心。 随着市场经济的不断发展,出纳工作变得越来越重要,它不仅是单位会计工作的重要基础,而且是单位经济业务活动的第一道“关卡”。它的重要性表现在以下三个方面:一是出纳员担负着各单位会计核算的基础工作,只有做好出纳工作,才能为整个会计工作的良性发展提供必要的支持;二是出纳工作范围包括负责办理现金收付和银行的结算业务,以及现金、票据、有价证券的保管,只有出纳人员拥有高度责任感、娴熟的技能和扎实的专业基础知识,才能避免给单位带来不必要的经济损失;三是出纳工作的质量直接影响单位财会管理水平和单位经营决策。出纳能否合理安排、调度资金,能否及时准确地提供单位货币资金活动信息,能否保证货币资金的安全与完整,这些都会对单位的会计核算和经营管理产生重要影响。出纳人员尤其要重视和热爱本职工作。因此,高职院校的《出纳实务》教学就更需要适应现实工作对人才的需求,培养符合出纳岗位需要的人才。 一、由以教师为中心转变为以学生为中心 在学校,教师与学生是整个教育环境中的两大主体,而两者也是整个教育环境中占主体地位的关系。在传统教育中教师往往具有教育者、管理者、成年人、长辈、知识拥有者等多种身份,具有权威性;学生则处于受教育、被管束的弱势地位,完全任教师摆布,受教师灌输。这种关系是一种不平等的师生关系,源自于客观的需求与传统文化沉淀的结合。在《出纳实务》教学中,教师应打破“以教师为中心”的观念。如何真正做到“以学生为中心”这种转变呢? 1.创设问题情境,让学生自主探索。苏霍姆林斯基指出:“如果不想法使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态,就急于传授知识,不懂有情感的脑力劳动,就会带来疲倦,没有欢欣鼓舞的心情,没有学习兴趣,学习就会成为学生的沉重负担。”因此,教师应根据学生的具体情况,对教材再加工,创造性地使用教材;通过创设问题情境,引起学生的惊奇、疑惑、新鲜感等,从而激发学生主动探索问题的动机;给学生提供一个自主探索、研究、独立思考,以及体验成功与失败的情感空间;让学生在探索的过程中掌握一些科学的方法,从而增强自主意识,培养探索精神和创造能力。 2.创造实践机会,让学生动手操作。“有效的出纳学习活动不能单纯地依赖老师的讲解和学生的记忆,动手实践是学生学习出纳的重要方式”。实践操作包括学生在理解知识形成、建立概念的过程中所亲自进行的动手、动脑、动口等一切操作活动,这种活动正是学习知识的最基本、最重要的手段和方法之一。因此,在教学过程中,教师要充分利用实践活动为学生创造运用所学知识解决实际问题的机会,让他们在实践活动中自由获取知识。 3.提供时间空间,让学生进驻企业锻炼。《出纳实务》课程理论知识结束后,教师应充分利用各方资源,安排学生进驻企业实际观摩或操作,培养学生的职业岗位意识。 二、由以教材为中心转变为以活动为中心 学生学习《出纳实务》,教材不是获得知识的唯一渠道。那些有利于学生学会学习、学会思考、学会创造和发展的资源在新的教育价值观引导下,将会逐渐占据主要地位。另外,新的以建构取向的课程理念,正逐步告别程序化的设计,并被越来越多的人所接受。课程内容不再是单纯的、事先预设的静态内容,而成为一系列动态的教学活动。在《出纳实务》教学中,教师应以出纳工作任务为主线,将出纳岗位的工作划分成如下具体的六个活动:1.出纳相关知识与会计基础知识;2.现金的管理制度与收支业务;3.银行存款的管理制度与收支业务;4.票据结算业务与非票据结算业务;5.现金的清查与银行存款的清查;6.外币业务。再将上述每个活动分解成具体任务,并将各任务进行程序化,以案例法为主体框架,各任务教学内容在教师的指导下,以学生模拟操作训练为主,先由知识点的操作训练,再到知识群的操作训练,从而使学生的专业知识内容体系逐步形成,出纳岗位职业能力逐步增强,将教与学的过程设计成一个人人参与的创造性活动,注重的不仅是最终的结果,更是完成活动的过程。 三、由以课堂为中心转变为以实际操作为中心 “以课堂为中心”教学是素质教育的主阵地,但传统课堂教学有很多不足:忽视了学生的课堂主体;教学方法单一、枯燥;容易使学生失去学习兴趣;不利于学生对教学难点的掌握。将《出纳实务》教学中“以课堂为中心”和“以实际操作为中心”两种方式进行比较,学生在“以实际操作为中心”的教学方式下,更能吃透出纳知识的精髓,从实践中体验创新的艰辛和乐趣,培养分析问题、解决问题的思维和方法。以上面的六个活动为例,可以具体到下面的六个实际操作:1.原始凭证和记账凭证的填制和审核。2.现金收、付、转凭证的填制和审核;现金日记账薄的登记。3.银行存款收、付、转凭证的填制和审核,银行存款日记账薄的登记,银行存款余额调节表的编制。4.现金支票、转账支票、银行本票、银行承兑汇票、商业承兑汇票、商业汇票等票据结算业务的填制和审核;汇兑、托收承付、委托收款、信用卡等非票据结算业务的填制和审核。5.现金的实地盘点,银行对账单的账实核对。6.进口、出口,以及其他以外币结算的收入和支出业务,进行期末调汇及其相关凭证的填制和审核。 高职学生基础参差不齐,大多是学习上的后进生,学习主动意识和学习能力较低,接受新方法能力不强,我们需要通过不断地探索和适应,最终形成相对成熟的、适合于高职学生的教学模式。 出纳实务论文:《出纳实务》课程多媒体教学方法研究报告 当前对《出纳实务》采用多媒体教学还存在一些误解,如果使用不当,就会弄巧成拙,使多媒体教学手段发挥不出其应有的效能,这就要求教师在运用时一定要扬长避短,充分体现多媒体教学中“教师为主导,学生为主体”的教学思想和教学理念。 一、出纳实务课程中应用多媒体教学的优势 多媒体教学是将文字、图形、图像、声音、动画等有机结合在一起,使教学内容更形象、更生动、更直观地展示在学生面前,刺激学生的多种感官参与认识和学习,激发学生的学习积极性和主动性,从而提高课堂教学效率的一种教学辅助手段。《出纳实务》课程采用多媒体教学不但能为教学创设情境,提高学生的学习兴趣,而且能够提供大量的信息和减轻教师板书的工作量,这样教师可采用灵活的教法进行教学。与传统的教学相比,具有以下优势: (一)多媒体教学能创设教学情境,激发学生的学习兴趣,提高学生的学习积极性和主动性,提高学生的学习效率 传统的教学活动中教师都是通过粉笔、黑板来描述教学内容,且难以设立和描述场景。多媒体教学以文字、图形、图画、声音并茂方式,把教学内容逼真、生动、形象地展示在学生面前,给学生以新鲜感和惊奇感,充分调动学生的视觉、听觉、感觉等器官,使学生在教学中的各个环节都保持高度的兴奋状态,注意力集中。《出纳实务》课程具有操作性强、实务性强的特点,采用传统的“粉笔+黑板”方式来解决问题,不容易理解和掌握。比如讲述账簿内容时,如果只是照本宣科,教师只按书本来讲解,学生根本不了解账簿到底是什么。采用多媒体后,我们就可以将不同账簿的实物及账页扫描或拍照引用到多媒体课件中,将抽象的东西变为具体实物,提高学生的认识能力和感官能力,使课堂教学变得丰富多彩,激发学生的学习兴趣,师生之间的沟通变得亲切、简单、容易,使教师与学生产生共鸣,同时也提高了学生的学习效率。 (二)多媒体教学的课件能提供巨大的信息容量,丰富学习内容和教学内容,提高教学效率 在传统的教学方式下,会计专业教师在备课时都会发现书本上的例题和习题都是采用文字来描述企业经济业务活动的内容,但实际上企业发生的任何一笔经济业务都是以单据形式表现的,理论教学与实践操作相差太远,如何让学生容易地理解和判断经济业务类型,这就加大了教师备课的难度。利用多媒体进行备课,教师可以有充分的时间来选择素材,选择有代表性的经济业务,加大课堂的信息容量,拓宽学生的知识面,为提高学生理解能力、分析能力、判断能力提供良好的环境。如《出纳实务》中讲到产品销售核算时,就可以将企业反映产品销售业务的增值税专用票和普通销售发票制作成图片插入课件,这样学生既懂得了增值税专用票和普通销售发票的区别,又学会了两者的运用及具体核算,缩短了理论和实践的距离,大大提高了学生的学习积极性。 二、出纳实务课程中应用多媒体教学的劣势 多媒体教学是一种新事物,由于受主客观因素的影响,在具体的应用中还存在一些不足的地方,主要表现在以下几方面: (一)多媒体教学减少了师生之间探讨问题的机会 多媒体技术引入课堂后,虽然扩大了学生的学习空间和时间,但是目前多数学校多媒体控制平台要么置于教室一角,要么镶嵌在讲台里面,要么采用携带手提电脑等形式,教师演示课件时必须使用固定的鼠标和键盘,大大限制了教师在课堂上的空间范围,无法走到学生中去教学。 (二)多媒体课件设计过于花俏,容易分散学生注意力 有的教师在精心制作和设计课件时过于追求丰富的内容,美妙的声音,和谐的旋律,动画的效果,使自己的课件在使用过程中都会发出声音,产生动画,而且有些动画和声音跟教学内容没有任何关系,在播放课件时,学生只顾欣赏画面,聆听音乐,根本不会注意教学内容,很容易分散学生注意力。因此我们在使用多媒体技术制作和设计课件时,课件绝对不能过于花俏,应从教育心理学出发,按照教学规律,有计划有目的的应用好多媒体技术。 三、出纳实务课程中运用多媒体教学应注意的问题 多媒体教学作为一种有效直观的教学手段,容易引起学生的学习兴趣,能有效地提高教学质量,但多媒体技术的应用并不能替代教师的主导作用,而且多媒体教学还处于探索阶段,在应用过程中存在问题是不可避免的。所以,教师在《出纳实务》课程中应用多媒体教学时应注意以下几个问题: (一)多媒体教学要与教师的讲课风格、讲课习惯及自身的性格相结合,不可滥用 有的教师性格开朗,表达能力强,有的教师性格内向,表达能力一般;有的教师重视并善于活跃课堂气氛,有的教师上课死气沉沉,没有一点活力等,也就是说每个教师都有自己的讲课风格、讲课习惯。多媒体课件不仅能丰富教学内容,而且能提高教学效果,但是有些会计专业课程的课件在课堂教学中运用现状并非令人满意。同一门课程有的教师讲得神采奕奕,学生听得津津有味;有的教师讲得萎靡不振,学生听得枯燥无味。我们也看到有些教师为用计算机而用计算机,上完一节课,学生不用翻开教材一次,课本上的一切内容均在屏幕上显示,只是把课本放大给学生看,这样只会滥用多媒体教学,连传统教学方式下的某些优势都会淹没。 (二)多媒体教学要注意提高课件质量,并对课件进行恰当的评价,不能只重课件制作水平 有的教师在课件中引入多媒体技术时,不是从教学内容和学生的实际出发,而是大张旗鼓地在界面设计,音响效应,动画效果等方面狠下功夫,教学内容和教学意图不突出,应用起来很容易分散学生的注意力。多媒体课件有一个复杂的制作过程,需要及时对它进行正确的、客观的评价,在评价时,可以由学生、教师及听课小组来完成,其中学生的评价是最适时的。这样教师可以根据评价结果对课件形式、内容及使用方法等多方面进行补充和完善,使课件更适合教学。 (三)多媒体教学要与传统教学方式相互结合,相互补充 多媒体教学以其独有的特点受到广大教师和学生的欢迎,但它不能替代传统教学。首先,教师在上课过程中,可以随时接受学生的提问,对课堂内容作及时的补充。其次,教师在上课过程中的突发灵感,即兴发挥等等,这些都需要板书,因为板书就是对多媒体教学的补充。再次,不同的教学内容及教学目标,可以选择不同的教学方式,不同的教学方式有机结合,可以优势互补。所以要坚持与传统教学相结合,才能充分发挥多媒体教学最大效能。 总之,多媒体教学只能是一种辅助手段,不是万能的。我们在运用多媒体教学时要结合会计专业课程特点和教学对象的实际情况,精心设计教学内容,准备高质量的课件,将多媒体教学和传统教学有机结合起来,进一步提高教学质量。 出纳实务论文:体验式教学法在《出纳会计实务》教学中的应用 摘 要:体验式教学法是指在教学过程中为了达到既定的教学目的,从教学需要出发,引入、创造或创设与教学内容相适应的具体场景或氛围,以引起学生的情感体验,帮助学生迅速而正确地理解教学内容。《出纳会计实务》课程,多在高三年级开设,目的是给学生就业前的一个模拟操作的机会。体验式教学法能达到理想的教学效果。 关键词:体验式教学法;职业中学;出纳会计实务 一、体验式教学法的含义和理论 依据 体验式教学法是指在教学过程中为了达到既定的教学目的,从教学需要出发,引入、创造或创设与教学内容相适应的具体场景或氛围,以引起学生的情感体验,帮助学生迅速而正确地理解教学内容,促进他们的心理机能全面和谐发展的一种教学方法。 体验式教学法的理论依据:情感和认知活动相互作用的原理 。情绪心理学研究表明:个体的情感对认知活动至少有动力、强化、调节三方面的功能。动力功能是指情感对认知活动的增力或减力的效能,即健康的、积极的情感对认知活动起积极的发动和促进作用,消极的不健康的情绪对认知活动起阻碍和抑制作用。体验式教学法就是要在教学过程中引起学生积极的、健康的情感体验,直接提高学生对学习的积极性,使学习活动成为学生主动进行的、快乐的事情。情感对认知活动的增力效能,给我们解决职业中学学生普遍存在的学习动力不足的问题以新的启示。 职业学校财会专业开设的《出纳会计实务》课程,多在高三年级开设,目的是给学生就业前的一个模拟操作的机会。因此,体验式教学可让学生感受工作中的实际操作,及时发现自己的知识能力,这样更能达到理想的教学效果。 二、 体验式教学法的应用 (一)创设情境,激发学生兴趣 《出纳会计实务》课程中讲述现金清点与清查的内容,我联想到学生经常要收取各项考证的费用,如计算机等级考证费、会计从业资格证考证费、普通话测试费、英语等级考试费等等。我从以下三步应用体验式教学法:第一步,课堂上我讲述现金的清点知识,课后我到文印室复印若干张不同币值人民币的复印件,派发给全班同学清点;接着我让学生分成四组,每组各推选1个同学扮演出纳员,让四个小组轮流派出选出的出纳员到讲台面向同学们如何操作清点现金,其他同学观看。四个小组的学生都做到先将钞票按票值分类,再清点。操作后,我先让学生自己点评四个出纳员的不足之处,应如何改正,最后我给学生点评。第二步,我建议生活委员到学校财务室上交收到的会计从业证报考费4500元,另一个同学到财务室用手机拍下交费过程的视频(我提前跟学校出纳打好招呼)。学生上交费用时,对比学校财务室的出纳员如何清点现金,回到课室播放这个交费的视频,结果同我们上课讲述的内容一模一样。第三步,课后,我让学生自己用信纸自制同真钞一样大小的纸钞,写上金额,自己课后练习清点现金,每天至少练习一次,每次10分钟。期中测试时班上50位学生每个人都轮流到讲台上现场随机清点一叠不同币值的现金,结果准确率100%。通过创设情境,激发了学生的学习兴趣。体验式教学法能促使学生积极地探索事物,积极思考问题,激发学生的学习情感,唤起学生参与学习的欲望。 (二)巧设情景,学生现场体验 体验式教学法使学生身临其境,就是通过给学生展示鲜明具体的形象(包括直接和间接形象),一则使学生从形象的感知达到抽象的理性感悟,二则激发学生的学习兴趣,使学生主动、自觉地活动。支票是《出纳会计实务》课程的重点内容,学生缺少的就是现实工作中支票填制的体验。我征求了学校财务主管和出纳的同意,让两个学生到财务室现场拍摄出纳填写提取备用金10000元支票财务主管签章会计盖上财务专用章的过程,并随同出纳一起到银行提取现金,出纳回到财务室将现金存入保险柜,这个视频全程12分钟。课堂上我让参与拍摄的学生讲述出纳提取备用金10000元的过程,学生看着视频,听着同学的讲解,个个都很认真。课后我布置了五张填写支票的作业,让学生回去做。批改作业时,我发现全班学生填写特别认真,金额正确,书写工整。体验式教学法充分激发学生的情感,以此推动学生认知活动的进行。 (三)结合学生身边的事情,提高学生动手能力 《出纳会计实务》课程中会计教育阐明了会计核算的基本原理、基本方法和会计循环程序。会计作为一门专业课,内容繁琐。为了充分应用体验式教学法,我让科代表做会计员,生活委员做出纳员,体育委员做业务员,班长做财务主管。班上50个学生,每人一学期交10元班会费,这500元班会费组成“注册资本”。平时班上的收入主要来源于同学们收拾饮料瓶卖得的收入。体育委员出售饮料瓶给学生处后,将钱和学生处签发的纸条传递给出纳员。出纳员登完账后再传递给会计员,会计员将此笔收入填制记账凭证,记入主营业务收入。班上的支出主要用于购买文体用品。例如业务员购买一个篮球和一盒象棋后,他把索取的发票交给会计员审核会计员盖上审批人的章交回业务员业务员找财务主管签字审批再到出纳员处领钱(称为报销)出纳员登完账后再将发票传递给会计员会计员填制记账凭证,将此项支出作为主营业务支出,发票作为附件。这些资料我都会通过投影机投影给每个学生看,课后学生也可以翻看会计凭证。结合班上实际发生的经济业务,几位学生的演示操作,让学生自己体验,老师在旁协助检查,学生更深刻地掌握了每个环节的业务处理流程。 (四)创造机会,让学生动手操作 体验式教学法的核心是学生自我体验,在师生互动的教学过程中,达到认知过程和情感体验过程的有机结合。在学习票据的这个知识点,我努力创造机会,让学生动手操作。票据是一种重要的原始凭证,其中发票就是其中之一。我除了教学工作,还兼做学校的会计,因此在教学中,我想方设法给学生创造实践机会,让学生动手操作。每个学期收取学费的《广东省中小学校教育收费收据》是重要的发票。征得学校财务主管的同意,我拿真正的《广东省中小学校教育收费收据》让学生动手填写,票据重要的一个知识点是金额书写正确,大小写相符。我让学生每人书写10份发票,每份发票一式三联。因为是真实的发票,每个学生都认真填写。下课时我收回《广东省中小学校教育收费收据》逐一复核,全班55人,只有1人出现错误。大写“叁”字写成“参”字。10份发票一式三联都出现同一个错误。10份发票都要作废。我故意在课堂上慈祥地问他为什么会出错,他坦诚地表示之前在课堂上听课时偷偷看课外书了。他知道上课时的不认真将会导致以后工作上的一连串错误,他惭愧地低下头,并发誓以后上《出纳会计实务》课不走神,引得同学们哄堂大笑,同时也引起同学们注意,专业知识一定要学好,否则工作中将会出现一连串的错误。体验式教学法使学生在操作中逼真地体验教学内容,完成教学目标。 出纳实务论文:出纳实务的管理工作再思考 【摘要】出纳工作担负着一个单位货币资金的收付、存取活动,既要进行出纳账务处理,又要进行现金、有价证券等实物的管理和银行存款收付业务,是一种账实兼管的工作。出纳工作具有社会性、专业性、政策性和时间性等特点。出纳员必须是一个全方位的财务人员,应当做好选派出纳员的工作。出纳工作贯穿会计工作的起点和终点,出纳工作就是在执行财务纪律和会计纪律。因此,做好出纳工作对完善会计工作秩序具有极其重要的现实意义。 【关键词】出纳工作,资金收付,账实兼管 出纳工作担负着一个单位货币资金的收付、存取活动,出纳既要进行出纳账务处理, 又要进行现金、有价证券等实物的管理和银行存款收付业务,是一种账实兼管的工作。每一笔现金业务的发生,或者说现金与票据、票据与票据交换手段的实现,都是由出纳工作来完成的。做好出纳工作对完善会计工作秩序具有极其重要的现实意义。全面提升出纳职业素质与执业质量,已成当务之急。 1、更新对传统意义上“出纳”理解 让出纳主动地参与管理传统观念认为出纳工作比较简单,因此常常聘用一些没有从业资格的人员担任出纳工作。有些单位聘用的出纳人员只知道收钱和付款,其他的一无所知,既没有学习过这方面的知识,也未参加过任何财务知识的培训和修,容易发生违法违纪行为的现象,严重影响了一个单位的财务工作的开展。我认为出纳人员除了要具备良好的思想品质外,还必须具有扎实的理论基础和实践操作技能,出纳工作绝非是一个无足轻重的岗位。另外,出纳每天同货币资金打交道,单位的一切货币资金往来、运作状况和周转信息,出纳人员都清清楚楚。出纳人员同银行的业务接触频繁,同外界人员发生往来的事情增多,捕获各种有用经济信息的机会多。因此,出纳人员应抛弃被动的工作观念,树立参与管理意识,主动地提出科学的管理资金的方法和合理使用资金的建议, 为领导决策提供有价值的依据,尽力提高资金的利用率。 2、正确处理与会计关系 严格内部会计控制制度会计机构成员因分工不同, 可分为会计岗位,出纳岗位等, 会计管账, 出纳管钱。在会计核算的组成中, 会计起到统筹作用,出纳业务应受到会计总账的控制。从业务分工上说,出纳业务是会计核算的组成部分,出纳在会计循环中的作用,主要表现为收支凭据真实,传递循序渐进,货币计量准确,信息反馈及时方面。根据国家有关财务制度规定,会计机构内部要建立内部控制,会计与出纳既要相互协作,又要相互制约。另外,会计循环是资金运动的链条和纽带,高效良好的会计循环机制是资本营运的客观要求。出纳在会计工作中的地位是特殊的,不可缺少的。任何单位和经济组织中,出纳必须是一个独立的岗位, 领导不得兼任,会计不得替代。鉴于出纳在会计工作和会计循环中的特殊地位,内部会计控制规范要求单位不相容岗位的相互分离,要求出纳人员不得兼任稽核、会计档案和收人支出费用、债权债务账目的登记工作,要求出纳人员不得担任经济业务的经办、保管等工作。避免出现舞弊现象。 3、出纳工作制度化程序化 完善具体业务操作细则规范出纳工作,自觉遵守规章制度。认真贯彻执行党和国家的财经政策和财经方针,模范地执行《会计法》 严格按照党和国家的路线、方针、政策、会计法律法规和现行的财经纪律、制度办事,凡违反规定的开支有权拒绝受理,对单位领导、会计主管人员的不合法签批,要提出建议予以改正。坚持结算原则,遵守结算纪律。出纳员要自觉地坚持结算原则,更好地遵守结算纪律。这一原则要求各种结算凭证和票据的当事人、关系人都必须恪守信用,严格履行规定的经济承诺和应尽的义务。收款者必须以提供劳务或商品为前提,按约定给以提供收取款项,不许套取银行信用。付款者则必须按规定付款条件及时清偿债务,付给款项。严格执行会计工作基础规范。出纳人员担负着资金收付,票据管理,现金日记账,银行存款日记账登记等工作。会计工作规范化要求记账、算账、报账工作都要符合国家统一会计制度的要求。记账凭证中外来原始凭证几乎全部都是通过出纳人员操作来完成的。 4、选拔合格出纳人员上岗,不断加强学习和培训 4. 1出纳员必须是一个全方位的财务人员,应当具备以下几个任职条件: 为人正派,思想端正,廉洁自律。面对钱欲物欲的考验,出纳员坚定的意志和清正廉洁的高贵品质非常重要。爱岗敬业精神。出纳工作繁琐单调需要细心稳妥。所以,选派人员时就应注意选用能吃苦耐劳,能积极钻研业务,具有敬业精神的人。熟悉法规,坚持原则, 依法办事。出纳员要在出纳工作中坚持原则,自觉抵制不正之风,能真正肩负起国家赋予的实行会计监督的职责。要有经营意识和公关能力。出纳经常与银行、客户及单位内部员工打交道,需要良好的协调、沟通能力。保守秘密。会计人员应当保守本单位的商业秘密,除法律规定和单位领导同意外,不能私自向外界提供或泄露单位的会计信息。 4. 2加强学习,提升水平。 作为出纳人员,要具备处理一般会计事务的财务专业基本知识, 所以加强专业理论学习,储备丰富的财务理论知识是必要的。此外,还要在日常工作中注重专业技能积累,具备较高的处理出纳事务能力。在政策水平方面,还必须不断学习、理解和掌握相关的财经法规和制度,提高自己的政策水平。 加强对出纳工作人员的思想教育。一是思想教育要严。从职业理想、职业选择、职业道德教育方面入手, 使出纳人员真正认识到专业没有高低贵贱之分, 树立“干一行、爱一行” 的全心全意为人民服务的思想。二是工作作风的培训要严, 要教育出纳人员养成实事求是、扎扎实实的工作作风。三是制度执行要严。出纳人员要明确岗位责任, 明确纪律, 把出纳人员的管理纳入目标管理考核。 出纳实务论文:完善高职高专出纳实务课程教学的几点思考 摘要:当前高职高专院校关于出纳实务课程教学存在着师资力量相对薄弱、教学硬件设施相对欠缺、技能培训相对缺乏、教学模式相对陈旧等问题,本文作者结合自己的实践工作,提出了相应的完善措施,体现高职高专教学的职业性等特点,从而实现出纳理论学习与实践工作岗位的有效衔接。 关键词:高职高专 出纳 教学做一体化 现阶段高职高专教学的发展趋势强调教学做一体化的教学模式,通过该教学模式,有利于调动学生学习的积极性,培养学生的综合动手能力,尽快地使学生完成理论知识向工作实践的过渡过程。在现今日新月异的市场经济条件下,出纳实务课程的开设显得愈加迫切,尤其对于高职高专院校的教学,更强调与实践相结合的特性。而绝大多数的高职高专院校处于刚刚开设,或者开设该课程后,依然还是理论教学的模式,因此培养的学生无法满足工作中出纳岗位的需要。 1 出纳实务课程教学的现状 1.1 出纳实务课程教学师资力量相对薄弱 近几年,高职院校会计专业快速扩招,在校生人数急速上升,甚至有部分院校为了招生,无限制扩招,致使师生比严重失调。会计专业的教学,尤其是出纳实务课程教学不仅要求教师要相应掌握理论知识,更要有一定的实践经验,而现在高校教师的招聘通常以应届毕业生为主,该批应届毕业生往往理论知识比较扎实,实践经验欠缺,无法胜任实践课程的教学,为了学校的良性发展,教师招聘也不宜快速膨胀,需按计划招聘,并做好对高校教师实践教学的培训工作。 1.2 出纳实务课程教学硬件设施相对欠缺 近些年,高职高专院校强调实践教学要突出职业性、实践性和开放性,最大程度上与实践工作环境相匹配,但鉴于急速扩招的情况,且实践教学本身开展的欠缺性,多数高职高专院校并没有建立完善的出纳分岗实训室,有部分院校安排学生在普通教室授课,且授课模式基本上还依据理论课的教学模式开展,这样无法真正创设出纳岗位的实际工作环境。 1.3 出纳实务课程教学技能培训相对缺乏 纵观市面上的出纳实务课程教材,虽然基本上都涵盖了出纳概述、现金、银行存款等业务的处理及记账工作,学生能够掌握一定的出纳岗位技能,但对于部分基本技能例如点验钞、数字码书写、小键盘及保险柜使用等仍然停留在了解的水平,甚至对于流传至今作为非遗文化的算盘予以摒弃,而对于现代技术应用例如点钞机、支付密码器等技术更是停留在想象阶段。 1.4 出纳实务课程教学模式相对陈旧 广大高职高专院校开设出纳实务课程以来,尽管打着实践教学的旗号,但是教学模式依然是一根粉笔,一块黑板,两本教材,没有能真正体现教学做一体化的实践教学模式,学生所学的理论知识不能及时通过做的手段得到锻炼,实现与出纳实践岗位的无缝对接。 当然,在出纳实务课程的教学过程中,还存在各种各样的问题,基于以上常见的四个问题,为了使高职高专院校的学生能够更好接受出纳实务课程的实践教学,个人有以下几点思考。 2 完善出纳实务课程教学的思考 2.1 高度重视出纳实务课程教学师资力量的培养 鉴于近些年快速扩招师资力量的相对薄弱情况,可以有以下途径完善。对于新招聘的应届毕业生教师,在招聘条件上要提出有实践经验者优先考虑,一旦入校,学校要重视对青年教师实践教学能力的培养,给青年教师创设到企业挂职锻炼、兼职的机会,响应教育厅相关号召,利用暑假等假期对教师进行实践教学培训,加强与外校教师实践教学的交流。如果有必要,可以通过外聘企业一线工作的出纳人员,加入出纳实务课程教学的队伍。通过“走出去、引进来”的双向模式,积极培养相关教师,增强师资力量。 2.2 积极创设完善的出纳实务课程教学硬件设施 创设出纳实务课程教学硬件设施,其本质不是为了舒适的仿真办公环境,而是最大程度上创造出纳岗位的实际工作环境。例如出纳员付款报销业务的处理,需依据报销人员持有单位负责人签章的报销单据,才予以报销;出纳员编制银行存款余额调节表,需定期与银行柜员联系,确定银行对账单的获取方式,并及时核对。显然,这些具体的实际工作环境,普通教室无法创造,需要高度仿真的出纳实训室才能达到。 2.3 尽力保证出纳实务课程教学技能的传授 显然,对于一些出纳岗位的日常技能,多数院校均可以保证传授。但是对于其基本技能例点验钞、数字码书写、小键盘及保险柜使用等方面,不能仅停留在了解的水平上,需要通过不断的训练才能得以加强,特别是对于算盘的练习,不仅要掌握相关口诀,更要加强相关手法的熟练程度,而对于现代技术例如点钞机、支付密码器等的使用,可以通过实物演示的方式,加强该技能的传授。 2.4 稳步提高出纳实务课程教学模式 对于现存的实践课教学模式,一直为很多专家所诟病。提出以下几个措施。 2.4.1 采用理实一体化教学模式。尽管绝大多数院校都开设了相关的理论课程和实践课程,但是往往体现为两张皮,不能够系统地结合在一起,且有时课时安排也不尽合理。因此可以探索使用理实一体化的教学模式,将实际教学穿插在理论教学当中,达到相互促进的效果。 2.4.2 采用现代化的教学手段。随着现代科技手段的快速发展,作为高校教师要及时学习相关教学技术。例如采用多媒体教学手段,在演示相关票据时更加直观,增强教学的趣味性。创设出纳实务实训室,为每台电脑安装相应的软件,充分利用网络平台促进师生交流,促进出纳实务课程的教学。 2.4.3 采用角色扮演、小组讨论等教学手段。实践课程的教学不同于理论课程的教学,应摒弃一根粉笔,一块黑板,两本教材的教学模式。对于出纳实务教学,可以将学生先进行分组,而因出纳的工作环境涉及到的角色包括会计、单位负责人、银行柜员等相关角色,可以让学生扮演相关角色,完成实践任务,且学生可以采用轮换的方式感受不同的角色。当然,具体的教学手段,除了采用角色扮演、小组讨论等教学手段以外,还可以采用案例讨论等体现教学做一体化模式的教学手段。 综上所述,尽管高职高专出纳实务课程的教学存在一些问题,但可以通过相关措施加以改进,措施是否有效只有通过实践的检验才能证明,教学问题的探讨没有止境,为了体现出纳实务课程教学的实践性,教学必须和出纳实务工作实践紧密结合,使学生能尽快完成由理论学习向工作实践的过渡。 出纳实务论文:高职《出纳岗位实务》课程设计探索 [提要] 《出纳岗位实务》是基于高职会计专业学生的初次就业岗位——出纳岗位而设置的一门岗位实践能力培养课程。我们按照职员化教育和突出培养岗位能力培养理念对课程进行整体设计。 关键词:课程定位;设计理念;教学内容;方法手段 高职教育以培养生产、建设、服务、管理第一线的高端技能型专门人才为主要任务。课程是实施教育的基础,一门课程要想上好,必须对它有明确的定位和先进的设计理念和思路,基于岗位的工作过程或典型工作任务选取和组织教学内容,用最适合培养高职学生的教学模式和方法进行教学组织,并按照企业的岗位标准考核评价,突出职员化教育和职业能力的训练,通过这样培养出来的学生才会是社会需要、企业能用的人才。基于以上理念的指导,我们对《出纳岗位实务》课程进行了整体设计。 一、课程定位和目标 (一)课程定位 1、课程性质。课程是为所在的专业服务的。它是会计专业的一门必修课。会计专业培养能够从事出纳、日常会计核算、财务分析与管理工作的高端技能型专门人才。初次就业岗位为出纳、会计,目标工作岗位为主管会计和财务经理。《出纳岗位实务》属于岗位专用能力培养课程,它是专门针对学生的初次就业岗位——出纳岗位设置的一门集中实践课程。 2、与前导后续课程的衔接关系。在本课程之前开设的《会计基础》课程中讲授了会计基本理论和操作技能,比如借贷记账法、会计凭证的填制和账簿登记;《财经法规和会计职业道德》课程中讲述了会计法、票据法、支付结算办法等法律规范以及会计职业道德,为学习本课程奠定了坚实的基础。同时,由于是开设的第一门岗位实训课程,通过强化对岗位的认知和实践训练,为后续的岗位实训、综合实训和顶岗实习也起到了很好的铺垫和支撑作用。 (二)课程目标。在明确课程定位的基础上,确定课程的总体目标为:培养学生良好的专业品质和职业道德,以及从事出纳岗位货币资金收付、核算和保管等行动领域的职业能力和职业素质。即培养操守为重、技能娴熟、知识够用的德、行、知合一的优秀出纳人员。为了实现总目标,细化为三个具体目标:(1)知识目标:了解出纳岗位标准和职业道德;掌握现金、银行结算管理制度和法律规范;熟练掌握货币资金业务核算方法和工作流程;(2)能力目标:熟练办理现金收、付、提、存业务的能力,熟练办理银行结算业务的能力,安全保管货币资金、票据、印章等用品的能力,监督货币资金收支的能力;(3)素质目标:培养诚信自律的职业道德,培养严谨细致的工作作风和团队合作精神,树立安全防范和监督管理意识。 二、课程设计理念与思路 (一)设计理念。贯彻学院的办学理念和教改总目标,立足岗位,工学结合。教学时,实施以就业为导向的职员化教育,做到课堂与仿真工作环境一体化,贯彻建构主义学习观、多元智能学生观等现代职业教育理念,结合多种教学方法,采用任务驱动、学做一体的教学模式,提高学生职业能力和就业能力。 (二)设计思路。具体设计时,首先调研出纳岗位标准,确定岗位能力要求,明确出纳具体工作任务,在此基础上选取并序化教学内容,制定课程标准,通过师资和实践教学条件为保障来实施教学,参照岗位标准进行多元化考核,最终达到出纳岗位的能力要求,顺利实现初次就业。 三、学情分析 (一)学生基础和智能特点分析。学生在学习本课程之前,已经掌握了基本的会计理论和有关的货币资金管理、结算知识,具备了基本的会计技能,但是普遍对出纳岗位和真实的结算票据缺乏感知,没有见过真实的票据,不懂得工作流程。从多年教学和招生情况来看,会计专业学生中女生比例较大,学习态度认真,但整体来说不太活跃,课堂气氛容易沉闷。 (二)对策分析。针对学生特点,本课程更加适合分组学习,相互取长补短。对教师来说,必须精心准备,创设逼真的工作环境,广泛搜集企业出纳工作实践中使用的各种凭证、账簿,按照业务办理流程利用企业实际业务资料进行实践教学。同时,让学生自己动手操作,对课程产生浓厚的兴趣,进而引导学生学习和掌握出纳核算的基本知识、基本方法和基本技能。教学中多运用角色扮演和任务驱动等方法,使学生充分感受职场氛围,协作完成具体工作任务,培养团队精神和职业能力。 四、教学内容选取和组织安排 教学内容是课程的核心部分,我们按照结合行业企业发展需要和出纳岗位任职要求选取教学内容,并根据学生的认知规律对教学内容进行序化。 (一)选取依据。出纳岗位主要从事货币资金的收付、核算和保管工作,我们在充分调研的基础上,归纳整理出胜任出纳岗位必备的技能和典型的工作任务,以此作为选取教学内容的依据。 (二)教学内容的组织安排。按照学生由岗位认知到体验再到成长的规律将教学内容进行序化,设计出三个模块,七个学习情境。归纳来说,就是以岗位认知为基础,以岗位工作任务为核心,以岗位综合实训为拓展组织教学内容。首先是情境一岗位认知和情景二基本技能训练;其次是岗位具体工作任务,包括情境三现金业务处理、情境四银行存款基本业务处理、情境五银行结算业务处理、情境六出纳资料的整理归档与交接;最后是情境七岗位综合实训,全面提高学生综合处理各种业务的能力。 五、教学模式和方法手段 (一)教学模式。在教学实施时,采用任务驱动、教学做一体的教学模式,做到课堂与仿真工作环境一体化,使学生具备完成完整工作任务的能力。具体实施步骤为“AAIPEI模式”。第一步:A-Assign由教师提前设计、下达任务;第二步:A-Attempt学生分组讨论,尝试去完成任务;第三步:I-Instruct教师发现问题,对学生在做的过程中进行必要指导,帮助化解重点和难点;第四步:P-Practice学生分组实施完成完整的工作任务;第五步:E-Estimate学生展示成果,并进行自评、互评等评价工作;第六步:I-Improve教师点评、总结,学生完善、改进与提高。教学中,首先要让学生明确要“做什么”,接下来是学、做、教的过程,通过教师的指导和学生的主动参与,让他们学会“怎么做”。在教、学、做的过程中逐步悟道,知道“为什么”。整个过程融教、学、做为一体,提高学生参与课堂、自主学习的能力。 (二)教学方法。在不同教学环节应当采用不同的教学方法。在众多的教学方法中重点采用任务驱动法和角色扮演法。任务驱动法在使用时,教师通过任务下达,让学生尝试完成任务,带着问题主动寻找解决方法,最终回归任务、完成任务这样一个过程,学生可以构建以工作任务为核心的知识和技能体系,形成互动的学习氛围,增强自主学习的能力。角色扮演法使用时,通过把学生放到逼真的工作环境中,进行角色分工,按照工作流程完成具体的任务,使学生亲身体验职场氛围,增强职业感和对岗位的认知度。同时,在与团队合作过程中也培养了团队精神和协作沟通的社交能力。 (三)教学手段。在教学手段的使用方面,校内外实训基地提供真实或仿真的实践教学环境,使用来自合作企业的真实的实训资料进行仿真教学,运用多媒体进行演示、视频播放。此外,还有丰富的网络资源和良好的网络运行环境,建立QQ群和交流邮箱,利用现代化手段信息量大、沟通便利的特点,及时记录教学过程,为提高教学水平提供依据。 (四)课程考核。本课程的考核分为过程性考核和终结性考核,其中过程性考核主要是对单项技能和具体工作任务的考核,由学生和教师共同评价,占总成绩的70%。终结性考核是对综合工作能力的考核,由专兼职教师共同评价,占总成绩的30%。在对具体工作任务考核时,按照岗位标准制定出详细的考核指标,应重点考核工作任务的完成结果。 六、结束语 课程设计是一个不断创新、完善的过程,教学改革也是不断推陈出新的过程。但无论如何,我们都离不开社会需要,必须以学生为主体,以解决实际问题为主进行课程设计和教学改革。 出纳实务论文:论高职院校《出纳实务操作》课程教学方法的改革 [摘要]出纳岗位是会计职业中的初始就业岗位,在财务工作中占有重要的地位,无论在哪个企业都应有高素质高责任心的出纳人员。按出纳岗位设置《出纳实务操作》课程迫在眉睫,课程教学方法的改革,有助于提高会计专业学生的整体素质和会计工作技能,真正做到无障碍上岗,实现教学过程与职业岗位“充分对接”。 [关键词]出纳岗位;实务操作;教学方法 1出纳实务操作教学方法改革的背景 长期以来课堂教学大多采用传统的教学方式“老师教,学生学”,学生完全处于被动地位,在教授过程中教师注重强调书本知识,以至于学生不能学以致用,实际操作起来不知所措。这种传统教学模式对培养技能型人才的职业院校来说是不利的,因为仅具备基础理论和专门知识,而没有真正掌握从事专业领域实际工作的基本技能和专业技能的学生,将来就不能更好地适应自己的工作岗位。为了解决这个问题,在出纳实务操作的教学中,对传统教学方法进行改革。 2出纳实务操作教学方法改革的具体方法 在出纳实务操作的教学中,将“以出纳岗位工作过程为导向设计教学内容,以学生为主体,会计职业道德培养与会计专业技能培养并重”的教学理念贯穿于教学方法改革中。由于高职院校的学生普遍基础知识差,动手能力强,思维活跃,本课程要求学生除了掌握中小企业出纳业务的基本知识,具备处理出纳业务的基本技能和专业技能。还要有良好的创新思维和创新能力、耐心细致的工作作风以及超强的动手能力。因此,采用多种教学方法,进行形象、生动教学,提高教学效果。实现“教、学、做、评”一体化教学。 2.1六步教学法按照资讯、决策、计划、实施、检查、评价六步法组织教学活动。下发任务单、资讯单、信息单、计划单、决策单、评价单,学生以小组方式进行资讯,编制计划,决策实施,检查评价。 2.2案例教学法案例教学法是出纳实务操作课程基础教学方法之一,在课程实训中可以企业的真实业务为案例组织教学,可增强实训教学的针对性和适用性,能提高学生综合分析问题与解决问题的能力。 2.3情境教学法培养学生的职业态度和职业意识离不开情景教学,为此,在教学中我们可以通过一定的设计利用校内实训室与校外实训基地为学生创造一个具体、生动、形象的学习情景,让学生在具体情景的连续不断的启发下有效地进行学习。 2.4角色扮演法出纳实务操作可以运用角色的分工方式,教师先提供素材,接着布置好场景,做好前期准备工作,一切准备就绪参与者即可按照要求进行表演,表演结束老师可以引导学生进行评价总结,角色扮演可以反复进行,直到达到预期的目的,产生职业共鸣。 2.5演示教学法本课程针对出纳基本功如点钞、翻打传票请银行专业人员进行了近距离动作的录像,并将学生的学习过程录制了下来,以便于学生能够仔细观察正确的练习手势和方法,同时可以通过录像分析自己是否存在错误和多余的动作,可以提高学生的实训兴趣,对规范实训操作、提高教学效果具有良好的作用。 2.6头脑风暴法借用头脑风暴来比喻思维高度活跃,以打破常规的思维方式产生大量创造性设想的状况。出纳实务操作课程借助头脑风暴的特点是让学生敞开思想,使各种设想在相互碰撞中激起脑海的创造性风暴,通过一定的同学们讨论来验证创造性讨论的有效性。 2.7以赛促学法为了提高学生对出纳知识的学习兴趣,在学生学习了出纳实务操作课程的相关内容之后,每年均开展与课程相关的“出纳知识竞赛”和“点钞大赛”,竞赛以班为单位,先进行预赛,根据预赛成绩,挑选出参加决赛的班级进入决赛,并对决赛优胜班级加以奖励。通过举办这样的技能大赛,巩固学生对《出纳实务操作》课程内容的理解,增强了学生对专业知识的学习兴趣。并与学生年度评优及奖学金、助学金评定相联系,极大地激发和提高了学生学习的积极性,起到通过比赛促进学习的目的。 3出纳实务操作教学方法改革应注意的问题 3.1注意多元化教学方法的运用在教学方法的选择上,坚持多元化原则,选择适合本学科性质和特点的方法,不仅包括讲授法、案例教学法、也包括那些实践中行之有效的各种教学方法。如小组讨论、班级讨论、布置作业、学生自学、模拟企业出纳岗位人员等,还包括多媒体辅助教学。 3.2用多媒体技术制作图文并茂的电子课件运用电子课件给学生展示一个仿真的环境,增强感性认识。模拟出纳工作环境,使学生直观地了解出纳岗位的职责和工作流程;模拟真实业务,展示业务中的各种票据,并说明票据的填制方法与办理规范。运用电子课件,展示操作流程,例如,填制会计凭证、登记账簿等操作程序性很强,将操作过程制作成电子课件,这样,会计的操作过程很直观地展现在学生面前,便于学生掌握正确的操作过程。利用电子课件演示例题、练习题、参考资料,加大了课程的信息量,提高了教学质量和效率,取得了一定的实效。 3.3利用课程网站进行辅助教学利用学院课程网站平台,学生可以在网上浏览、查阅、下载相关的电子教案、多媒体教学课件、教学录像、案例库、习题库、最新会计制度变革等内容,师生还可进行网上交流、答疑,为学生自主学习提供了服务平台。 3.4注意发挥学生的主观能动性教学的主要应该是在于“学”,如何能够达到学好的效果是至关重要的。在教学过程中,不断的尝试多种教学方法,为了达到最优的教学效果,最大可能的发挥学生的主观能动性。 3.5其他配套设施也应相应改革学生能力培养受到整个教学过程中教学内容、教学形式、教学方法、教学对象以及教学管理制度等环节的制约。传统的考试只考知识的记忆不考应用能力,光改革教学方法,动了一环,无法牵动其他诸环节,能力培养仍被其他环节制约着,收不到好的教学效果。为此,在教学方法改革的同时,教学内容、管理制度等要与之同步配套改革,才能获得能力培养的整体效果。 总之,打破了传统的出纳实务操作教学方法,以职业能力培养为重点,紧紧围绕“职业岗位工作任务驱动导向,基于出纳岗位工作过程”来选择和组织课程的教学内容,让学生在学习情境中学习并掌握出纳岗位职业基础知识和基本核算技能,增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性,培养学生具有敬业精神、团队合作和良好的职业道德修养。 出纳实务论文:《出纳实务》课堂教学改革 【文章摘要】 近几年全国高校乃至中小学都在忙碌着、思考着课堂教学改革。所有的东西都具有两面性,有些课程确实早应进行课堂教学改革,如一些专业课或技能课,但有些课程本人认为新的课堂教学理念可能并不一定适用,如一些文化基础课。现以《出纳实务》这门专业技能课作为平台,在教学做一体化的道路上,进行了一些有益的尝试。 【关键词】 一体化;任务驱动;岗位导向;情景教学 近几年全国高校乃至中小学都在忙碌着、思考着课堂教学改革,所谓的课堂教学改革无非就是打破传统的教学模式(填鸭式),转变为现在的以学生为主体、以教师为主导的分组、分岗新课堂教学理念。特别是职业教育更要体现出以就业为导向,重点培养学生的专业操作技能,做到理实一体化或教学做一体化教学。所有的东西都具有两面性,有些课程确实早应进行课堂教学改革,如一些专业课或技能课,但有些课程本人认为新的课堂教学理念可能并不一定适用,如一些文化基础课。 现本人以《出纳实务》这门专业技能课作为平台,在教学做一体化的道路上,进行了一些有益的尝试。《出纳实务》是一门操作性和实践性均很强的会计电算化专业课程,本人在教学过程中打破传统教学模式,由教师向学生传授、灌输书本知识,到重视课堂上学生主动积极的参与、研讨的转变,即以学生为主体、以教师为主导的教学新理念。本着这种教学理念,在课堂教学中主要分以下三步进行。 1 谁家新燕啄春泥 出纳实务是在二年级下学期开设的,学生对会计理论知识、账务处能力有了一定的功底,对出纳工作也有了一些了解,比如库存现金的管理,银行存款的收付,收付款凭证的填制,日记账的登记等等。但具体的工作细节就了解甚少了,比如说,如何开支票,填写收据、进账单等这些基本的出纳知识都没掌握。也就是说学生的动手操作技能缺乏,导致学生在刚开始踏上工作岗位时心里没底特别慌张,常犯一些低级错误。 因此,本人试用岗位导向教学法来解决这个问题。首先,让学生根据平时的卫生值日组或自愿组合原则分成若干个小组,每组人数为五位同学,每组自行命名并选举组长。其次,教师利用课余时间(我校有晚自习)预先发给学生学案,通过抛砖引玉的方法要求学生根据学案上的知识点和任务,通过教材、网络、小组讨论等方式找出下次课的教学辅助资料清单,也可让学生把日常接触收集的且与本次学案任务有关的原始凭证或复印件带到课堂。以此鼓励学生自发地、主动地参与到教学中来。 2 小荷才露尖尖角 根据学案的理论知识点和任务,教师把事先准备好整理好的空白原始凭证发给学生,小组讨论需要确定要填哪些单据,如何规范填写,任务会涉及哪些部门,财务部内部应如何分工等相关问题,教师在顺势指导。在课堂中通过这种教、学、做相结合的方式把知识传授给学生。因事先给出的任务都是安排好的,但在现实工作中可能会出现这样或那样的情况,让学生思考、讨论除任务按流程正常进行下去之外,现实中还有没有其他状况出现?出现意外状况怎么处理?这种情景假设、任务驱动教学法,让学生在每节课都会在完成老师给出的任务之外还会发现新的任务,并讨论如何处理新任务,而不单单是老师的一节满堂灌或直接给予答案,老师会在课堂上让小组代表发言,也会即时检查,并当场给予评价。所以学生上课积极性、专注性都很高。往往不知不觉两节课就结束了,学生都觉得学的很充实,很有成就感。毕竟任务是自己发现并解决的。教师还可以在课堂上穿插讲解出纳职业道德规范,数码字的书写规范等等。 3 春风又绿江南岸 大半个学期下来,出纳日常所涉及的业务学生都已有所了解,且绝大部分原始凭证都亲手填制过,甚至有的学生对出纳岗位工作已胸有成竹。现在可以开始下一教学——创设岗位导向情景实训教学。让学生置于岗位情境中,使学生身临其境,通过自己的亲身体会来感受出纳岗位职业氛围,提高职业操作技能。 教师首先要有目的的编排多个实验账套,将业务综合起来,不再分类练习。为了体现学生的主动性、积极性,让学生参与设计实验道具。如准备实验所需要的公司印章、法人印章、岗位卡片、印泥、空白原始凭证、记账凭证、日记账等。为体现真实感,最好让学生在手工模拟实训室上课。其次,为了突出出纳岗位的实训效果,学生要根据平时的分组,进行分岗轮岗练习,涉及的岗位有会计主管、原始凭证填制员、记账员、跑银行并传递单据、现金管理员,另外在实训室还专门设有一银行岗位,由几名学生担任银行职员。这种设计可使班上的所有同学在实训中都有具体的任务。为使学生的参与性更强,每组还设一名监督员(会计主管可兼任),负责在整个实训过程中检查本组业务的处理情况,如业务处理流程是否熟练,单据填写是否规范规范等内容。可根据老师的指令检查,并及时向老师反馈实训情况。 为了让学生更积极主动的完成实训任务,在实训结束后,监督员会给本组成员的打分,本组同学互评,组与组之间互评,每位学生自评,及教师根据每人课上表现和课后上交的岗位体验感受总结给予的评分。 在岗位情景实训教学中,本人发现学生的参与性、主动性、积极性都非常高,但实际操作过程中,个别学生仍犯了一些低级错误。从学生上交的《岗位体验》中,有的学生提到了平时仿真岗位体验不够多,虽在课堂上练习过原始单据的填写,业务处理流程老师也讲解过,但一到岗位情景体验实训时,要求自己独立思考,判断,所有操作时还是会慌了阵脚。其实问题的症结还是在于实际操作经验不丰富,平常岗位实际操作练习不够多。 只看地图永远不知世界有多大。只有给学生创造更多的岗位实际操作机会,才能提高学生的专业操作技能。由于会计电算化职业的特殊性导致很多学校的会计学生理论知识很扎实,一上岗就出错,甚至一些低级错误。这就要求会计专业的教师在授课时要体现教、学、做一体化,在设计实操案例方面下更多的功夫,在培养学生专业操作技能方面做更深入的研究与实践,务求使学生能感受到上学如上班,上课如上岗,学以致用,与就业岗位需求的无缝连接。 出纳实务论文:论项目教学法在《出纳实务》课程中的应用 摘要:加强学习内容与工作之间的相关性,整合理论与实践,使学生毕业后顺利适应出纳岗位需求,本文将项目教学法在《出纳实务》中的应用进行了阐述。 关键词:项目教学法;出纳实务课程 《出纳实务》是会计职业岗位群中操作性和政策性较强的技能基础课程。在《出纳实务》的教学中,如何最大程度的调动学生学习的积极性、主动性,提高独立学习、团结协作等方面的综合能力,我们根据项目教学法的实用性、综合性、多样性、具体性的特点将其应用于《出纳实务》的教学中。 一、项目教学法 项目教学法是以实践为导向,教师为主导,学生为主体的教学方法,是从职业的实际出发选择具有典型性的事例作为教学的内容,学生在教师的指导下,按照问题的要求搜集、选择信息资料。通过小组的共同研究,努力创造性地去解决问题,得出结论或完成任务。 实施项目教学的过程中每一阶段的活动都要由师生共同参与设计、制定。从活动的开始由老师设置模拟工作情景,向学生布置工作任务,同时引导学生回顾已有的经验和知识;到活动的展开在老师的启发下,学生为了完成项目任务进行相关的学习、讨论和资料搜索,按照工作步骤进行学习和实践;到活动的结束学生用不同的方式展示自己的学习和工作成果,采取一定的方法进行评价和反馈,教师进行总结并激发学生新的兴趣。 项目教学法在实施中除了要求该项目可用于学习一定的教学内容,具有一定的应用价值外,还要求能将某一教学的理论知识与实际技能结合在一起,与企业实际生产过程有直接的关系,能体现"工学结合"。有明确而具体的成果展示。能运用已有知识、技能结合新知识、技能,解决过去从未遇到过的问题。因此,项目教学法在实施过程中需要教师、学生以及学校的紧密配合才能取得好的成效。 二、项目教学法在《出纳实务》课程中的应用 在《出纳实务》的项目教学中,应以出纳工作任务为主线,将出纳的工作划分成具体的项目。每个项目又可分不同的子任务,子任务在教师的指导下,以学生模拟操作训练为主,由知识点的操作训练,再到知识群的操作训练,从而使学生专业知识内容体系逐步形成,出纳岗位职业能力逐步增强。教与学的过程设计成一个人人参与的创造性活动,是最终的结果,更是完成项目的过程,学生在出纳岗位项目实践过程中理解和把握出纳岗位实践所必须的知识和技能,体验创新的艰辛和乐趣。培养分析问题、解决问题的思维和方法。通过实际操作,可以充分发挥学生的动手能力和创造潜能。 (一)《出纳实务》项目设置 从目前出纳岗位工作的实际情况看,具体可分解为八个项目,各项目旨在能突出技能与能力训练的目的,各项目设置的基本框架如下。 项目一数字书写 1、 技能要求:能准确无误的进行中文大写金额数字和阿拉伯小写金额数字的书写。 2、 工作任务:1)中文大写金额数字,2)阿拉伯小写金额数字。 3、结果:书写工整无误的金额数字,并能根据提供考题将大写金额数字转换为小写金额数字,小写金额数字转换为大写金额数字。 项目二计算技术 1、 技能要求:能熟练的使用计算器进行数字计算。 2、 工作任务:1)计算器功能的熟悉,2)指法练习。 3、 结果:现场考核计算器计算并计时。 项目三手工点钞 1、 技能要求:能熟练掌握手工点钞的基本方法并进行捆扎 2、 工作任务:1)点钞的一般程序2)点钞的基本方法3)钞票的捆扎 3、结果:现场考核点钞并计时.现场考核钞票的捆扎并计时 项目四人民币真假的识别 1、 技能要求:能掌握人民币真假的基本特征并进行识别 2、 工作任务:1)各版本人民币的防伪标志2)假币的种类3)识别假币的基本方法 3、 结果:现场考核如何识别假钞 项目五原始凭证的填制和审核 1、 技能要求:能掌握出纳常用原始凭证的填制和审核 2、 工作任务:1)增值税专用发票2)普通发票3)银行结算票据 3、 结果:根据给出的业务填制完整的增值税专用发票和普通发票、银行结算票据 项目六记账凭证的填制和审核 1、 技能要求:能熟练的根据原始凭证填制记账凭证并审核 2、 工作任务:1)记账凭证的填制方法2)记账凭证的填制要求3)记账凭证的审核 3、结果:根据审核无误的原始凭证进行记账凭证的填制 项目七日记账的登记和核对 1、 技能要求:能进行日记账的登记及核对 2、 工作任务:1)日记账的设置和启用2)日记账的结账3)银行存款余额调节表的编制 3、结果:完整的编制一份日记账及银行存款余额调节表 项目八网上支付结算 1、技能要求:能熟练的办理网上支付结算 2、工作任务:1)网上银行的操作程序2)网上结算 3、结果:开通网上银行并进行业务结算 (二)项目教学的实施 《出纳实务》项目教学法的有效实施,除了课程本身按项目来设计教学外,还需要有以下几个方面的保障。 1教学方法可结合运用"案例教学""角色模拟""讲练结合"等教学方法融合于一体进行课程的教学,紧紧围绕"学生"这一主题开展教学活动,让学生在学与练的过程中提高业务技能,提高学生学习兴趣,激发学生的学习热情。 2教学手段教学过程中要充分利用实训室的各种设备和软件,应用多媒体、投影、电脑、网络等教学资源辅助教学,帮助学生熟练掌握操作流程及业务要点,适当进行现场观摩。 3教师素质项目教学法的实施大大提高了对教师的要求,教师不再仅仅是交给学生是什么,为什么,而且要交给学生如何做,要求教师不仅是教师,还要是师傅。"双师型"教师是提高高职院校教学质量的关键,教师应努力提高自身水平和技能。 4考核评价《出纳实务》课程实行项目教学后,考核不再以知识掌握的多少为依据,而是以实际业务操作的熟练程度和准确度为依据。注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题的能力,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励,全面综合评价学生能力。 综上,项目教学法在出纳岗位实务教学中以培养学生的综合实践能力为目标,以培养学生学习的主动性、创造性为主线,结合学生特点和出纳岗位工作实际,通过精心设计各种"项目",努力创设互动合作、探究创新的学习情境,实现教学理念、教学模式、评价体系及教材结构的根本变革,并形成新的体系和特色,实现教学效益和学生实践能力的全面提高。 出纳实务论文:项目化、技能化教学在高职《出纳实务》课程中的应用 【摘要】职业高等教育是技能型的教育,如何培养适合市场需求的高素质劳动者和实用型技术人才,是当前职业院校面临的主要问题。出纳工作是会计工作的重要组成部分,出纳岗位是重要的会计岗位。如何培养学生掌握出纳岗位业务操作的职业技能是《出纳实务》课程的重要目标。 【关键词】出纳实务;技能化;项目化 职业高等教育是技能型的教育,会计专业也是一样,普通高校的会计教育重视会计理论的研究和探讨;职业学院的会计教育重视会计技能的传授。培养适合市场需求的高素质劳动者和实用型技术人才,是当前职业院校面临的主要问题,高职院校学生技能培训工作是提高学生技能和实践能力的重要途径。 出纳工作内容包括办理本单位的现金结算业务、银行结算业务及有关账务,保管库存现金、有价证券、财务印章及有关票据等,他是会计工作的重要组成部分,是重要的会计岗位,出纳人员是会计人员的重要组成。根据我们的广泛调查研究,大多数会计学专业毕业生毕业后从事会计工作,最初都是从出纳工作做起的,所以在会计教学中应当突出出纳技能的培养。 一、《出纳实务》课程开发 我们在教学过程中注重出纳实务教学的理论提升和实践性环节,着重培养学生的出纳岗位技能。结合教学实际,把每个工作任务都设计相应的情景模拟训练并配套对应的实训教材,要求学生以工作任务为核心,把理论知识与技能操练结合起来,实现做学教一体化,培养学生掌握出纳岗位业务操作的职业能力。 (一)课程模式 建立以项目课程(任务中心课程、综合实践课程)为主体的模块化课程模式,开发项目课程,将企业的实际工作过程、职业活动的真实场景引入到教学内容中来,形成学习课题。 (二)课程体系 构建以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体的模块化专业课程体系(见表1)。 二、课程特色 (一)基于工作过程的课程设计 在课程设计过程中,以实际出纳任务为驱动,以出纳工作为主线,将实际工作中需要的知识、理论与教学环节有机的结合到一起。通过开创性的课程设置、不同教学活动的相互结合,实现培养复合性、应用性人才的目的。实现学生对出纳岗位技能的掌握与分析、解决实际问题,参与管理等综合素质的提升。 (二)考核方法的创新 转变原有的考核方法,尝试对学生采取多种考核方法相结合,加强技能测试,比如出纳基本功测试,包括点钞技术与小键盘操作;现金管理业务测试;银行存款管理业务测试、银行结算业务测试等,以求全方位的提升学生的职业操作能力。同时开展相应的技能大赛,并将技能大赛的比赛结果加入到成绩考核中来,进一步激发学生的学习主动性。 (三)加强课程配套资源 1.教师队伍的建设 教师队伍素质的高低,直接影响教学质量的好坏。为打造一支既熟悉理论又精通业务的教师队伍,我们要求所有授课老师必须定期去到一线企业顶岗实习,并取得“双师”资格。同时我们还聘请有丰富经验的一线人员担任我们的固定兼职教师,并在校内定期开展各种讲座,不断更新理论技能。 2.配套教材的编写 教材是教师在授课过程中的重要工具,为达到预定的教学目标。我们依据实际的工作流程编写教材。将出纳工作为基本理论、现金结算业务、银行结算业务等模块,每个模块都配套有案例分析和相应的习题,着重突出学生实际操作能力的训练,使教材具有很强的实用性和易操作性。 3.内手工实训室、校外校企合作实训基地建设 出纳实务课程是一门操作性很强的课程,在教学过程中,学校配套建设了相应的手工实训室,提供各种原始凭证的填写,库存现金、银行存款日记账的编制,各种印章,出纳用具的操作。提高了学生的动手操作能力,增强了学生学习兴趣。 教学改革中我们还重视校企合作力度和深度,加大校外实训基地建设,一方面提高学生实践能力,另一方面强化专业教师技能培养,加强师资队伍建设。 出纳实务论文:高职院校项目化课程《出纳实务》整体设计 【摘要】出纳工作是整个会计核算工作的基础和重要组织部分,出纳工作的质量和效率直接关系到整个会计核算工作的质量和效率,有“会计工作第一岗位”之誉。若企业拥有高度责任心的、坚持原则的出纳人员,好比“一夫当关”,各种违纪违法分子就很难有所作为。因此,如何提高广大出纳人员的理论水平、职业技能和道德水准,不仅是广大会计人员、出纳人员应该注意的问题,也是各单位领导和社会各界普遍关心的问题。 【关键词】出纳实务;教学方法;课程设计 高职院校《出纳实务》课程属于技能性较强的经济管理应用专业课程,其课程的特点决定了必须打破传统的教育观念,以典型的工作流程为参照点设计教学内容,通过实践带动相关理论知识、专业技能的学习和职业素养的形成。实践性是这一课程的中心属性,换言之就是以工作任务为中心构建一定的模拟教学情境,围绕工作任务的实施来展开该课程的学习。 一、《出纳实务》课程性质及课程设计理念 (一)《出纳实务》课程性质 《出纳实务》是高职高专院校财会类相关专业学生职业能力形成的核心和必修课程之一,是培养学生职业能力的重要环节。其功能是使学生掌握企事业单位出纳业务的基本知识,具备处理出纳业务的专业技能。本课程的先修专业课程包括《会计基础》《财经法规与会计人员职业道德》,同步专业课程包括《往来会计》《存货会计》《固定资产与无形资产会计》《工资核算会计》《利税核算会计》《成本会计》《资金管理会计》《总账报表会计》《纳税会计》,后续专业课程包括《管理会计》《行业会计比较》《会计综合实训》。 (二)《出纳实务》课程设计理念 1.以学生就业为中心,以市场需求为导向,创新人才培养模式 通过准确定位学生的培养规格,构建学生知识、能力和素质结构,突出学生的技能应用能力和实际操作能力,形成“1+2+X”的教学新思路。即一个中心、2个面向,X个选择。“1”是指一切以学生就业为中心;“2”是指出纳的教学面向出纳的社会目标和学生个人价值实现的目标;“X”是指学生X个初始就业岗位的意向定位选择。 2.以培养人才资料为核心,构建理论教学体系 改革课程体系,优化课程结构,精选教学内容,整合教学资源,搭建学生的基本素养和能力平台,以会计岗位为基础来构建“模块化”、“技能化”的出纳理论教学体系,并推进有出纳岗位特色的专业教材的建设。 3.以职业能力为根本,以技能强化为主线,改进实践教学体系 重视实训教学环节,狠抓实训基地建设,形成“分层实训,逐层提升”的教学体系,把学生基本素质的培养和应用技能的强化渗透到课堂实践教学、实训室模拟训练和实习基地实践操作的三个层面之中。 二、《出纳实务》项目模块划分 根据企业实际出纳岗位的工作内容,将《出纳实务》设计为三个项目:库存现金核算与管理,银行存款的核算与管理,其他货币资金的核算与管理。 项目一:库存现金核算与管理 项目内容包括:点钞,现金收入的核算与管理,现金支出的核算与管理。主要知识点包括:1.点钞、识别钞票;2.会计数字书写;3.原始凭证填制与审核;4.记账凭证的填制与审核;5.现金收付业务的核算与日常管理;6.现金日记账的设置与登记;7.现金清查。学习目标:1.掌握点钞的方法,掌握假钞的识别方法;2.能正确填制现金收付业务的原始凭证;3.掌握现金收付业务的会计处理。实训安排:阿拉伯数字的书写、点钞训练及现金日记账的填制。建议本内容学时:12课时。 项目二:银行存款的核算与管理 项目内容包括:1.银行账户的开设;2.银行结算业务办理;3.银行存款的核算。主要知识点包括:1.会计数字书写;2.原始凭证填制与审核;3.会计对象、要素记账凭证的填制与审核;4.银行账户的开设;5.银行存款收付业务的核算与日常管理;6.银行存款日记账的设置与登记;7.银行存款对账。学习目标:1.了解银行账户开设的程序及银行账户的种类;2.能正确填制银行结算凭证;3.掌握银行结算办法;4.掌握银行存款结算业务的会计处理;5.掌握银行存款日记账的设置及登记方法;6.掌握银行存款结算业务处理的流程;7.掌握银行存款清查的方法,能编制银行存款余额调节表;8.掌握银行存款的日常管理;9.初步具备理财的能力。实训安排:银行结算凭证的填制及银行日记账的填制。建议本内容学时:8课时。 项目三:其他货币资金的核算与管理 项目内容包括:其他货币资金的核算。主要知识点包括:1.其他货币资金的种类;2.其他货币资金的核算;3.其他货币资金管理的相关规定。学习目标:1.了解其他货币资金的种类;2.能正确填制其他货币资金结算业务的凭证;3.掌握其他货币资金业务的会计处理;4.掌握其他货币资金账簿的设置及登记方法。实训安排:出纳实务综合实训。建议本内容学时:4课时。 三、《出纳实务》课程教学方法 按照出纳岗位的工作任务和质量要求,以出纳职业能力培养为重点,针对不同教学内容和教学目的,采用任务驱动、项目导向教学等灵活多样的教学方法与手段,融“教、学、做”一体,实现教学与实践零距离。 1.项目导向教学法 项目教学法就是在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理。信息的收集,方案的设计,项目实施及最终评价,都由学生自己负责,学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。在《出纳实务》课程中,根据企业实际出纳岗位的工作内容,设置了现金收支业务的核算与管理、银行存款业务的核算与管理与其他货币资金的核算与管理三个项目。 2.任务驱动法 所谓“任务驱动”就是在学习信息技术的过程中,学生在教师的帮助下,紧紧围绕一个共同的任务活动中心,在强烈的问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,并在完成既定任务的同时,引导学生产生一种学习实践活动。在《出纳实务》课程中,以企业实际出纳工作岗位业务或工作情境,设计学生需要完成的任务,要求学生进行业务分析,使学生带着真实的出纳岗位任务在探索中学习。 3.案例教学法 突出学生综合能力的培养。通过要求学生分组对几个出纳违法违规案例进行分析,让学生体会到违法成本的高昂,从而认识到应该诚信为本、操守为重、坚持原则、不做假账。 4.启发诱导法 通过对案例或工作任务的分析,启发学生对相关问题进行思考,打开思路,更好地理解和掌握本门课程的各个知识点,技能点。 5.情景模拟教学法 是指把《出纳实务》中讲述的会计工作场景再现于课堂,贯穿于课堂。通过教师的引导,让学生置身会计工作环境当中,调动学生的想象力、思维力和感受力,再经过教师巧妙设问,使学生得到预期教育效果的教学手段。 四、《出纳实务》课程考核方法 建立课程教学全过程的跟踪考核评价体系,注重知识、能力、素质的综合评价。将理论知识评价和实践环节评价相结合、定量与定性评价相结合、过程和结果评价相结合。 1.总成绩构成 学期总成绩100分,其中:学期期末考试40%,岗位实训成绩(做中学)40%,平时成绩(学中做,知识、技能、态度的考核)20%。期末考试得分=学期期末卷面成绩×40%,业务实做得分=各业务实做平均成绩×40%,平时成绩得分=出勤、平时作业、提问、态度的考核成绩×20%,学期总成绩=期末考试得分+岗位实训得分+平时成绩得分。 2.岗位实训考核 岗位实训主要包括:阿拉伯数字的书写、点钞、现金处理业务中凭证的填制、银行结算凭证的填制、现金日记账与银行日记账的填制。 (1)任课老师过程考核(30%) 对阿拉伯数字的书写的考核,任课老师可以给每位学生发了一张多栏式日记账的账页,让他们按照课本上阿拉伯数字书写的要求写,正反面都要写,根据所写的好坏、是否认真打分;对点钞技术的考核,任课老师可以把学生分成几组,每个小组任一组长,负责监督组内成员课下练习点钞,对每一小组每一成员进行测试打分,小组平均分高的组,组长酌情加分;现金处理业务中凭证的填制、银行结算凭证的填制、现金日记账与银行日记账的填制这三个实训,在实训过程中,任课老师主要考核出勤守纪情况、独立或合作能力、实训课堂表现、实训操作能力。 (2)实训小组互评(30%) 由小组内成员间互相平分,具体考核项目:出勤守纪、职业道德、适应能力、独立或合作能力、实训表现、实训操作能力。 (3)实训成果(40%)考核项目 实训结束要求每个小组提交全部实训资料(点钞券留给学生以后练习),包括会计凭证、会计账簿等内容。具体考核项目:①原始凭证填制和审核。规范填写原始凭证,并进行合法性、合理性、完整性、有效性进行审核;②经济业务的账务处理、记账凭证填制和审核。业务处理正确,填制的记账凭证符合会计基础规范;③现金日记账与银行日记账的登记。现金日记账与银行日记账的登记是否符合出纳岗位工作规范。账簿登记是否正确,结账方法是否符合要求,数据是否正确;出现职会计专业项目化课程的开发与实施探析——以《出纳核算与管理》课程开发为例,辽宁经错误是否按照规定的方法进行更正。 出纳实务论文:体验式教学在《出纳实务》课堂中的运用 摘 要:体验式教学是学生通过重复经历或创造实际的情景和机会,呈现或再现教学内容,从而更深刻地体会知识要点。职业学校财会专业高三年级开设的《出纳实务》一课,旨在给学生一个就业前的重新“练兵”的机会,因此,适时地采用体验式教学可让学生以感受和感悟的方式来学习相关知识,更能达到理想的教学效果。 关键词:体验式教学;出纳实务 一、何为体验式教学 体验式教学是指根据学生的认知特点和规律, 通过创造实际的或重复经历的情境和机会,呈现或再现、还原教学内容,使学生在亲历的过程中理解并建构知识、发展能力、产生情感、生成意义的教学观和教学形式。 体验式教学方法是2006年通过企业培训的形式引入到具体的教学过程中,旨在激发学生主动学习的积极性,以亲自体验的形式去感知、领悟所学知识点。然而,传统的教学方法是一种“填鸭式”的教学方式,以教师的教为主,学习的学为辅;多数学生是被动接受和吸取知识点,自我转化的能力很弱;而体验式教学方法,则能让学生充分地运用看、听、用、参与等多种手段积极地加入到教学中来,使课中教学与课后、课前教学有机融合在一起,从而让学生成为教学的主体,形成“我要学”的教学情景。 二、体验式教学在《出纳实务》课堂中的运用 体验式教学的教学形式是多样的,具体可概括为直观感受型、动手操作型、社会调查型、师生置换型、角色模拟型等五种形式。下面笔者将从实际授课过程中如何运用体验式教学方法谈谈具体的做法: (一)以模拟采访和招聘的形式开始第一课。 《出纳实务》的第一章内容导入新课环节,就是一个模拟招聘的情境设计,而此章节内容是学生在参加会计证考试中已经学习过的,如何再次让学生感兴趣,能顺利达到温故而知新的目的。于是,在课程开始前的几分钟,笔者播放了一段大学生面试的视频,先让学生从思想上开始热身。然后,根据教材中的模拟招聘的情境布置任务,将全班分成两大组,给出10分钟的准备时间,让两组学生分别模拟招聘中的甲方和乙方,进行现场招聘。学生起初表现比较生涩,不够大胆,于是,笔者先与该班能力较强的班长进行模拟示范,引导两组学生开展此次活动。短短一节课时间,学生分别开展了4组模拟招聘表演,一方面学习了出纳员应该具备的基本道德素质,另一方面对就业前的面试做了一次操练。 (二)以师生置换的方式讲授传统出纳法规的内容。 《出纳实务》的第二章内容中关于银行结算方式的比较部分,都是学生在参加会计资格证考试的过程中学习过的,再加上此内容文字部分多,理论难度较低,且与他们今后的工作密切相关。所以,笔者在具体讲解此内容时,采取了师生置换的方式来进行。首先分好小组,选定组长,再安排小组制作好PPT课件,从学生的角度来讲解重点内容。各组长能力较强,表达清晰,以他们的立场出发,将容易出错的环节解释得很清楚,学生通过亲自体验的方式将本章节重要的知识点进行了一次全面的梳理。 (三)以社会调查的方式收集出纳的重要单据。 在《出纳实务》的实训练习册里,安排了很多关于单据的练习题目,以往的教学方法都是让学生模拟单据的形式来完成。笔者在实操课中,提前布置了一个额外的作业,即利用课余时间以社会调查的方式收集与出纳相关的原始凭证,并且在收集过程中,说明该单据的重要用途。一周之后,学生分别收集了10种与出纳相关的单据,比如收据、转账支票、现金支票、借款单等。在具体解释单据用途的过程中,因为有亲自的体验,学生感受很深,对每张单据的填写细节也分析得很到位。从某种意义上说,这表明他们已经完全掌握了此章节的内容。 (四)以小品表演的形式汇总出纳违规的各种情况。 在《出纳实务》已经学习了两个章节之后,在出纳的基本知识点与银行九类结算方式进行汇总复习的过程中,经过几番准备后,笔者按照之前分组的情况,给组员提前布置了课前预习作业,将他们认为出纳员常犯的错误情况给予罗列,然后让该班比较大胆的男学生以小品的方式,在全班学生面前演示出来。这种形式的复习课,既调动大家的积极性,又能达到感受深刻的目的,不管是参与者还是观看者都有良好的复习效果。 三、关于体验式教学的几点建议 (一)体验式教学可在部分专业课程中推广。 笔者认为根据体验式教学的适应特点,该方法应在职业学校部分专业课程中广泛推广和普遍实行。因为职业学校学生就业的特殊性,需要他们提早体验所学技能与今后工作的成就感,而对于《出纳实务》课程而言,高三学生对课程的基础知识点是完全掌握的,他们更需要的是一个知识积累和巩固的过程,所以完全适合采取体验式教学方法。以此类推,对于其他实操内容较强的课程而言,只要基础知识点并不难,需要学生强化动手能力的基本操作都完全可以采用此类教学方法,从而达到培养学生思维能力,变被动学习为主动学习的目的。 (二)体验式教学对学生的具体要求。 从心理学的观点来看,职业高中学生已经具有一定的抽象思维能力,思想活跃、敢于尝试是他们比较明显的心理特征。社会实践活动,诸如参观、调查访问、模拟招聘、表演小品等形式恰好符合青少年好动求新的心理特点,可以更好地激发学生学习的兴趣。当然,要高质量地进行体验式教学,还需要得到学生的认可和帮助,因为很多工作都是由学生在课余时间去完成的,这对财会专业的学生来说是可行的。其次,从知识点来说,学生必须是非常熟悉这些相关知识点的,只有在驾驭这些知识点的基础上开展此类教学方法,才可以达到锦上添花的效果。 美国谚语有云:“告诉我,我会忘记;做给我看,我会记得;让我亲做,我才懂得。”这说明亲身体验在学习中是非常重要的。在新课程改革与实施过程中,作为职业学校的教师,同样也应该更新教学观念,尝试使用体验式等有效教学方法来激发学生的学习动机与兴趣,培养学生自主学习、合作交往的能力,真正将知识内化为学生个人的思想和素养,以促进学生全面发展。 (作者单位:佛山市顺德区陈登职业技术学校) 出纳实务论文:浅议出纳实务课程建设规划 【摘 要】出纳岗位是会计机构的首要岗位,高职会计专业的毕业生绝大部分是从出纳岗位做起的,《出纳实务》课程就是依据出纳岗位设置的,旨在培养学生出纳岗位技能与出纳职业素养,使学生能够适应出纳岗位的工作要求,完成出纳岗位工作任务。 【关键词】出纳实务;建设目标;建设内容 课程建设是高职院校专业建设的重要内容,是一项涉及教学队伍、教学条件、教学内容、教学方法与教学手段改革的一项系统工程,是学校教学制度改革的重要环节。《出纳实务》课程是会计课程体系的一个分支,是会计电算化专业重要的主干核心专业课程。出纳岗位是会计部门的重要岗位,是财会工作的窗口。为进一步搞好《出纳实务》课程教学,促进课程建设和会计教学改革的进一步发展,根据学院专业与课程建设的总体设想,结合近年出纳实务教学与改革的实际,制定《出纳实务》课程建设规划。 一、出纳实务课程的建设目标 出纳岗位是会计机构的首要岗位,高职会计专业的毕业生绝大部分是从出纳岗位做起的,《出纳实务》课程就是依据出纳岗位设置的,旨在培养学生出纳岗位技能与出纳职业素养,使学生能够适应出纳岗位的工作要求,完成出纳岗位工作任务。《出纳实务》课程以出纳岗位的工作任务和职业能力分析为依据,以会计理论为基础,以货币资金核算为重点,以培养出纳技能为出发点,围绕出纳技能进行教学。《出纳实务》在教学中应突出实验性和学生操纵性,大力提高会计专业学生的核算技能,构建以工作任务为线索的职业活动导向型课程。 二、出纳实务课程的建设内容 1.教学队伍建设。职业教育需要高素质的教师队伍,教师素质的高低直接影响职业教育教学的质量。所以,造就既熟悉专业理论,又精通实践技能的高素质的教师队伍,是课程建设的一项重要内容。(1)为进一步提高教学水平,保证教学质量,教师要在认真完成教学工作的同时,积极参与社会实践。(2)要创造制度条件,提高教师的知识水平与业务能力:一是鼓励青年教师考取在职研究生,进一步提高学历层次;二是有计划地选送课程组优秀教师到有关财经院校进修深造,进一步提高其专业素质和综合能力;三是创造机会与条件,鼓励教师通过自身努力,成为“双师型”素质教师,为培养学生过硬的实践技能,提供师资保证。(3)培养教师献身专业的精神,关注教学改革、专业建设和学科发展。要勇于改革,大胆创新,在教学实践中探索高职院校成本会计教学的规律,探索如何培养高端技能型会计人才。(4)要进一步鼓励教师积极参与多种形式的教学改革与学术研究活动。 2.教学内容建设。教学内容建设的基本思路是:《出纳实务》课程的教学内容要在进行了充分的企业走访和出纳岗位工作调查的基础上,根据工作过程系统化和出纳技能的操作要求,结合出纳工作岗位的操作流程,以出纳工作任务为主线,对出纳岗位所需的知识、应具备的素质和掌握的技能进行了重新的定位、组合和开发,使整个知识结构变为以技能结构体系为主,形成了出纳工作技能点、线、面相结合的课程体系。 3.教学方式改革。第一,教学理念的改革本课程除了培养出纳岗位职业道德和动手操作能力,还应根据新时期出纳工作的特点,突出了另外两个方面的教学:其一,因为出纳的收付工作是企事业单位发生经济业务时必须经过的首道关口,出纳人员的办事效率、工作经验、言行举止、仪表神态、文明程度在部门和单位起着窗口形象的作用,代表着该部门、单位的综合管理水平,因此的收付指令,他们对单位的资金流向了如指掌,能够及时准确提供货币资金的信息,已成为每个单位实现货币资金合理流动的重要保障和中坚力量,教师要充分认识出纳工作的重要性,着重培养学生管理资金流的能力,引导其树立科学理财理念,努力向科学管理财务方面发展。第二,教学内容的改革为了适应新时期出纳岗位能力需求,我们在教学内容中应增加对出纳人员职业形象的训练,突出对出纳人员管理现金流,防范资金风险的能力的培养。第三,教学过程的改革在课堂上,教师应引入案例教学、项目教学等教学方法,与多媒体结合的教学方式,增强教学内容的可理解性、直观性,课程进行中聘请企业的专家进入课堂,进行现场演示和指导,调动了学生学习出纳实务知识的积极性。在校外,尽可能适当组织学生到企业事业单位出纳岗位进行实地观摩,到企业进行现场录像,将出纳人员的现场工作场景录制下来,制成教学光盘,在课堂上给学生观看,通为这种方式,使课堂教学变抽象为直观、变静态为动态,使枯燥的教学内容变得直观具体、生动形象,增强学生对出纳岗位的感性认识。 4.教材使用建设。《出纳实务》课程应选用适应教学需要的出纳岗位实务教材,改变以往抽象枯燥的文字表述,应采用图文并茂的形式描述出纳人员应具备的各项职业素质与职业技能,以增加教学内容的实用性和易操作性,课内教学内容与课外出纳岗位观摩相结合。 总之,课程建设与专业建设是学院未来教育教学改革与发展的重点建设工程,坚持教育改革,积极推进教学观念创新、教学手段创新、教学方法创新和教学内容创新,为课程建设创设良好的制度环境与条件。 出纳实务论文:浅谈《出纳实务》课程改革 [摘 要]《出纳实务》是会计专业的职业技能课,该课程应以工作过程为导向,以典型的工作流程为参照点设计课程内容。该课程可以分解成若干个工作项目,通过分析各项目的具体内容,模拟真实的出纳工作情境,让学生把理论知识、实践技能、应用环境结合起来。加强学习内容与工作之间的相关性,并形成良好的职业素养,增强就业竞争力 。 [关键词]出纳实务情景模拟教学项目课程 《出纳实务》是会计专业的职业技能课,其目的在于加强学习内容与工作之间的相关性,整合理论与实践,使学生毕业后顺利适应出纳岗位要求。该课程应以工作过程为导向,以典型的工作流程为参照点设计课程内容。该课程可以分解成若干个工作项目,通过分析各项目的具体内容,模拟真实的出纳工作情境,让学生把理论知识、实践技能、应用环境结合起来。加强学习内容与工作之间的相关性,并形成良好的职业素养,增强就业竞争力 。鉴于此,我们师生大胆地从传统的教学模式中走出来:从企业出纳人员的实际岗位技能和工作过程出发,以模拟企业典型业务为背景,对出纳人员所需具备的基本技能进行了较为系统的介绍,并重点依据出纳的工作流程中对现金的管理,对银行存款的管理,出纳工作所涉及的账、证、表和出纳资料的管理等进行了分项目的学习和实训,最后,进行出纳工作的综合模拟训练,以全面提高学生的出纳工作实际操作能力。 下面我从以下两个方面谈谈我的《出纳实务》课改实施方案: 一、课改实施的教学内容设计-项目设计 从目前出纳岗位工作的实际情况看,我们认为出纳实务教学内容可以分解为八个项目:出纳岗位知识培训;假钞的识别及点钞技能训练;现金管理业务;银行开户;银行结算方式;现金、银行存款的账实核对与清查:账簿启用的各个事项;出纳业务实际操作流程。各项目在实践教学中,应以学生模拟操作训练为主.所选用的会计核算资料应尽量从企业出纳岗位上经常发生的真实的经济业务中采集,所使用的原始凭证、记账凭证、会计账簿等都要求仿真,使学生能够利用会计手工模拟实验室与实训设施,自主完成学习任务.从而达到使学生从整体上掌握所学专业业务流程,获得出纳岗位职业能力。同时,上述每个项目又可分解成不同的模块。 从教学内容上看:以现金管理项目为例,它可以分解为三个模块,即现金收入业务核算、现金支出业务核算、现金记账登记。 从需要完成的教学任务角度看:它可以分解为“学习目标”、“任务案例”、“理论知识”、“任务处理”、“知识归纳”、“阅读材料”、“延伸思考”、“达标检测”等模块。 角度不同,分解的模块不同,但是在教学过程中,它们是相互交叉、融合在一起的。 二、课改实施的教学方法与手段变化-情景模拟教学 主要是建立会计手工模拟实验室.根据出纳实务来设置实验设施。虽然现在企业业务核算采用会计电算化是个大趋势,但是出纳这一块除了电脑算以外普遍还兼带手工核算,所以手工模拟室必不可少,且所有设施、凭证、账簿、报表及印章等应尽量与会计工作的实际相同。如设计的业务中会计主体为张家港市灵通公司,那么我们的单位公章、财务专用章、发票专用章等均是专门刻的灵通公司的章,而各岗位人员的章则是学生自己的名章,他们在充当某个角色需要签章的时候用的就是自己的名章。指导实验的老师应根据会计工作环境和工作规范提供手工操作的各种实验资料和工具。并模拟企业的实际经济业务。开展记账凭证的编制、现金日记账以及银行存款日记账账簿的登记、账表的启用及装订等一系列出纳工作中基础性的实验内容。学生通过体验出纳实务中涉及到的实务和流程,不仅可以验证所学专业知识。而且可以获得书本以外的职业经验。这样做的关键是业务仿真和操作情境仿真,即让学生进入会计工作“现场”,充当一个“角色”,体验真实的工作情景。 具体操作如下: (1)项目确定 教师在提出项目设想前应当进行深入研究,准备好项目讨论可能涉及到的有关知识;在介绍项目内容、进行项目分析时应讲究艺术性,以吸引学生的注意力,激发学生学习的积极性。最终确定项目的目标和任务。在学生学习过《基础会计》等课程的基础上完成项目确定难度并不大,学生基本也不会有畏难情绪。 (2)项目准备 ①项目介绍:包括岗位分工要求、岗位职责、工作流程,及模拟过程中所需要的相关基础知识;②设备配置:按照经济业务的需要准备全部仿真的现金收付款凭证、费用报销单、现金支票(复印件)、现金缴款单、现金收讫印章、现金付讫印章、财务专用印章、法人代表印鉴、大头针或回形针;③学生分组:应组织学生合理分组,完成岗位分工。可以每小组4-6名学生。 (3)项目实施 ①任务分工,也即角色扮演。教师安排4名学生分别扮演出纳员、会计、经办人和领导,让他们组成学习小组.协同工作,共同完成项目,将某个项目以剧本的形式展示。在项目实施过程中,学生还可以互相轮换角色,以增强互相协调和综合处理能力;②实施过程,也即工作流程的再现。师生明确各个岗位的责任及工作流程后.利用工作流程再现法把各个岗位的工作衔接起来。学生确定自己的角色后,按照工作步骤和程序进行岗位工作。在这个实施过程中,可以适当加入工作中的细节,譬如办公期间的卫生清洁、同事之间的寒暄、找领导签字时的交流沟通、去银行办事时的礼貌用语等等,这些都会加强学生在演绎相关项目(报销差旅费、存钱等)时的真实感,也强化了他们的职业素养。在实施过程中教师可以巡视指导并适当点评。 (4)项目总结 实训操作完成之后,由学生写出实训体会,再由教师对他们的成绩做出综合评判。师生共同讨论项目工作中出现的问题,以及学生解决处理问题的方法及其学习行为表现是否得当。教师应该耐心地听取学生的发言.并增强学生参与项目工作的信心。 此《出纳实务》项目课程设计立足于突出实践性的教学环节,打破了传统的课堂教学模式,以完成项目为学习任务组织课堂教学,使学生在完成项目的过程中,通过出纳岗位的角色扮演,以真实的会计凭证、账簿、报表进行演练和操作,加强了学生对出纳职责的认识,加深了对出纳核算流程和方法的理解,培养了学生的职业技能,唤醒了职业学校学生的学习热情! 出纳实务论文:提高《出纳实务》课程教学实效性的探讨 摘要:《出纳实务》是会计专业的一门核心必修课,具有很强的实践操作性及应用性。授课过程中,教学设计应以就业需求为导向,与实际工作岗位相结合,围绕出纳工作岗位职责,来培养和提高学生的实践动手能力,为日后步入社会,从事出纳工作岗位打好坚实的基础。文章主要从课程教学计划、教学方法,教学模式,教学师资等方面进行了探讨,力求课堂教学与企业岗位需求实现无缝对接。 关键词:出纳实务;课堂教学;教W效果 产教融合已成为应用型高校培养创新型、应用型人才的重要模式之一。出纳实务课程作为会计专业的核心课程之一,主要以就业需求为导向,结合实际工作岗位职责,来培养学生业务处理技能,使之能胜任出纳岗位。本文对提高课程教学实效性采取的措施如下: 一、因岗设课,制定专业教学计划 出纳实务课程设置应以企业实际需求为导向,将课程教学计划与岗位有机的结合起来,将典型的工作任务和岗位核心职业能力融入到教学内容中,实现教学过程与工作过程相对接,提高学生的动手操作能力,为学生毕业后直接走上工作岗位做好铺垫。同时,要在教育教学的过程中注重适用性和针对性,以培养学生的应用能力,加强专业技能训练,采取边教边学边做的教学方式。 二、在基础训练的基础上,强化单项实训 出纳实务课程对学生来讲,基本技能非常关键。因此,在基本技能教学环节专门设置了专项训练:出纳书写规范、点钞技能、人民币防伪技能、出纳常用机具使用、现金业务处理技能、银行结算业务处理技能、出纳报表编制技能等。通过单项实训让学生增强理论知识理解,做到“教中学”、“学中做”从而扎实掌握出纳实务的专业操作技能,为从事出纳工作打下良好基础。 三、不断创新教学模式,开展仿真模拟实训 所谓仿真模拟就是在整个操作过程中模拟工作环境仿真、模拟工作单据资料仿真,模拟流程操作仿真。仿真化的出纳实训要求学生在整个实训过程中要以一个出纳人员的身份完成出纳岗位工作任务。其目的主要是以学生为教学主体,以实践应用为目标,力求做到理论联系实际,为学生毕业后能够快速进入工作角色,打下扎实的基础。 四、改进教学方法,创新教学手段 授课过程中教学方法可以灵活多样。如:任务驱动法、角色扮演法、二元并行教学法、知识点模拟演练法等,我们可以根据不同的教学内容,教学任务,选用不同的教学方法,有时也可将不同的教学方法组合起来使用。以下是几种常用 的方法: (一)任务驱动法 在学习过程中,以出纳工作岗位的实际流程为导向,设计出可操作的情景项目,驱动学生围绕项目任务进行实践操作,可通过自主探索或相互协作方式完成既定的工作任务。在这个过程中可以激发学生自主学习的能动性,加深知识的理解,让其体会突破难关的快乐,体验学习的乐趣。同时,也可运用自主开发的教学课件、图片使教学内容更形象生动。 (二)角色扮演法 角色扮演法主要是以学生为中心,通过教学互动,提高学生学习积极性,教师可根据课程教学内容设计模拟工作情景,让学生分别承担不同的角色来完成工作任务[1]。这种方法可加深学生对专业知识的理解及掌握,增强职业感和对岗位的认知度。 (三)二元并行教学方法 即在课堂上由教师引导学生完成项目A,同时课后要求学生完成项目B,项目A和项目B具有一定相似度和关联度。知识的归纳由学生进行业务操作入手,最后由老师归纳得出;同时通过反复的训练使学生能够熟练运用相关知识,准确完成各项工作任务。 五、建立实训室,强化教学效果 财会模拟实训室的建立,主要是为了培养学生实际动手操作的能力,在操作练习的过程中能够掌握出纳岗位的的各项专业技能,胜任出纳工作。出纳岗位涉及的实训设备主要有点钞券,点钞机,算盘,收银机,保险柜,电子计算器及各种仿真单据、凭证、日记账等。 六、强化教师队伍,实行“双师型”授课 “双师型”教师队伍建设,是现代职业教育体系建设的重点环节,也是彰显现代职业教育特色、提高教育质量、培养学生创新和实践能力的关键所在,对于应用型高校来讲建设一支既具有专业理论知识又有专业实践能力的“双师型”教师队伍非常重要[2]。学院领导要高度重视,积极创造条件培养专业任课教师,到企业实践锻炼。同时,我们可以采取“走出去,请进来”的教学模式,聘请实践经验丰富的专业技术人员来校讲授,丰富课堂教学。 七、改进教学评价方法,采取模块化考核 传统的通过平时成绩占30%,包括出勤、课堂表现(小组合作完成任务的积极性、主动性及课堂发言),期末考试成绩占70%,这种教学评价方法不能全面科学的及时反应学生各模块的学习掌握情况,应改变对《出纳实务》课程学习情况的评价考核方式,采取平时成绩、业务办理、设备操作竞赛等分模块考核。具体为平时成绩15%,出纳基本技能模块10%,出纳岗位实训25%,现金业务处理模块10%,银行存款业务处理模块10%,期末考试30%[3]。例如:出纳基本功模块考核占10%,主要考核学生对点钞及常用机具等设备的操作熟练程度,这样分阶段的考评方式能督促学生认真学习,还能清楚的了解自己对该门课程的掌握程度。 总之,在出纳实务课程教学中不断创新,坚持“教学做合一”,以“做”为中心,开展仿真模拟实训,实现教学效果和学生实践能力的全面提高,为学生就业打下坚实的基础。 (作者单位:山西应用科技学院)
电子设计论文:EDA技术对电子设计的应用 摘要:随着当今经济和科学技术的不断发展,一种电子设计自动化的技术又称为EDA技术被广泛应用于电子设计中并得到了全面的认可。EDA技术成为了传统的电子设计发展上的新机遇,为电子设计带来了新的技术理念,对电子设计行业的影响是巨大的。EDA技术在电子设计的发展中凭借着独特的灵活性和便利性占据着举足轻重的地位,引领着电子技术发展的潮流。本文将针对以EDA技术的研究应用工作,对EDA技术的概念进行了简单的阐述,并根据技术的优势对设计流程进行了步骤和环节的分析,在EDA技术的应用中分析了它需要注意的问题,希望可以对电子行业中更深层次的利用提供帮助,为之后的电子设计系统化和现代化的工作提供技术方面的启示。 关键词:电子设计;EDA技术;应用;注意事项 引言 EDA技术在电子设计中是基于网络、计算机和众多科技中的一种新型技术。目前,在很多西方发达国家中已经将EDA这种先进的技术广泛的应用于电子设计中,从在效率、速度和质量上都取得了明显的成效。EDA技术已经全面的引领了电子设计发展的方向,所以,想要有效的利用EDA技术发展电子设计就要全面的去认识它,正确的以EDA技术的含义为基础了解它的优势,并熟练的掌握EDA技术的设计应用流程。注意EDA技术在电子设计中实际操作中会出现的问题从而更好的实现它的技术价值,这样才能在电子设计的发展中追赶发达国家的脚步,才能全面的提升我国电子设计行业的发展水平。 1.EDA技术概述 EDA(ElectricDesignAutomation)又被称为电子设计自动化[1],EDA技术作为电子技术和仿真模拟工作的技术基础引领着电子技术发展的潮流。EDA技术在电子行业中的应用为电子设计的工作提供了很大的技术依靠。当前,EDA技术的应用领域正不断地得到扩展,许多电子设计行业发达的国家对EDA技术的应用越来越广泛,我国也应该在电子行业中以EDA技术为发展的突破口提高电子设计的质量和水平,可以让电子设计工作在更加系统和科学技术的支撑下实现更深层次和更广泛的发展应用。EDA技术在电子设计中是通过可编程逻辑器件PLD(ProgrammableLogicDevice)技术在数字系统上的应用发展而来的。EDA技术通过计算机在PLD技术的基础上利用硬件描述语言HDL(HardwareDescripitionLanguage)来实现目标逻辑[2]。设计者可以在EDA技术的支持下完成软件描述硬件的功能,然后通过现场可编程门阵列FPGA(FieldProgrammableGateArray)或者是复杂可编程逻辑器件CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)来完成所要设计得结果。这个技术的应用为电子设计工作带来了极大的灵活性和便利性。 2.EDA技术的基本特征及优势 2.1EDA技术的基本特征 EDA技术的设计流程与传统的电子设计流程恰好相反,它是自上而下的设计流程[3]。在传统的电子设计中,它是先确定了集成电路的芯片后再根据各个模块的功能进行局部的设计,然后再完成整个的系统设计。这种电子设计的方法存在着很多的问题和缺陷,需要的器件太多,容易出现故障,对元件的消耗很大,设计的效率很低。而EDA技术在电子设计中采用相反的电子设计流程可以有效的克服传统的电子设计中存在的问题和缺陷。它在设计之前就从电子设计的整体角度考虑将系统中的各部分结构规划好,在对方的框图进行划分时对相关的工作进行仿真和纠错,利用HDL进行描述高层次逻辑并结合综合优化的方法来完成所有的工作,在EDA技术的帮助下实现对任意一项硬件功能进行系统描述。最后通过FPGA和CPLD来实现电子设计的结果。这样的电子技术的应用有效的避免了传统电子设计中会出现的问题,降低了实际操作中可能出现的故障几率,极大的提高了设计的效率。 2.2EDA技术的优势 1)应用广泛EDA技术具有应用广泛的优点。现阶段,在电子设计中比较常用的编程方式酒红色无线编程和在线编程,而EDA技术在电子设计中可以很好的适应并实现无障碍编程,同时让编程更加具有保密性的特征引领着电子设计的发展潮流。2)可靠性高EDA技术具有可靠性高的优点。传统的电子设计中具有复位障碍和跑飞缺陷,EDA技术不仅可以很好的克服这个缺陷还可以将电子产品中的各系统通过集成和压缩在一个芯片中,在电子设计中便于被管理并有效的控制了风险,提高了电子设计的可靠性。3)普适性好EDA技术具有普适性好的优点。在电子设计的升级和创新环节中,EDA技术可以凭借其容量大、速度快和效率高的特征被得到有效的应用[4],这对于通信类的电子设计具有很大的优势。4)效率高EDA技术具有效率高的优点。EDA技术在多种模块的功能化下可以实现多任务的并行,大大的提高了电子设计中的速度和效率。超越了传统的电子设计,满足了电子设计对信息化和市场化适应的需求。 3.EDA技术在电子设计中的流程 EDA技术在电子设计中的流程(如图1EDA电子设计流程图)首先是将设计的意图通过EDA工具的文本或图形编辑器用文本方式或图形方式表达出来。在通过设计意图完成设计的描述之后就可以进行编译,编译主要是转换格式和对一般性的语法及电路进行排错。为接下来的逻辑综合和优化做准备。逻辑综合是综合器针对于FPGA/CPLD供应商的具体产品对源文件进行综合,综合后得结果具有硬件可实现性,这也是硬件电路从软件转化过来的关键一步。综合的同时,还将设计中冗余逻辑进行去除优化,从而节省了资源,提高了效率。一般是对资源优先或是速度优先两种方式进行优化。综合优化就是对软件的设计和硬件的可实现性进行结合,也就是对具体型号的芯片进行布局、布线和适配。之后进行功能的仿真和时序的仿真,在这个阶段如果仿真没有发现问题就可以通过编程器或者是下载电缆将适配器产生的配置文件下载到目标芯片中。然后针对FPGA/CPLD直接应用于系统中通过硬件测试进行检测[5]。4.EDA技术在电子设计中的应用在电力的系统设计中,电力线主要是通过采用滤波器的低通功能进行载波通讯,它是通过滤波器将高频的信息过滤掉,使得工频电流可以接地,阻抗可以变换。由于常见的数字滤波器在实际操作中有着计算速度低等缺陷常常使用模拟滤波器来满足实际的操作需求,但是模拟的滤波器在应用中还是有着很多的问题。比如。在实际的操作中,模拟的滤波器很难调试、系统的级数低、参数漂移等。所以为了解决这些问题,就会在电子设计中采用EDA技术。在EDA技术中的A/D转换和滤波器可以很好的解决传统的滤波器存在的问题。如图2所示就是在电子设计中应用EDA技术进行设计的被递归型滤波器的模拟图[6]。在现场可编程门列阵的内容主要由六个部分组成,是以时序控制器为核心的非递归型滤波器的设计,在具体的工作过程中是由时序控制器为其余的五个模块进行控制信号的输送。具体工作流程如下:1)A/D转换器将转换结束的信号EOC上升沿发送给时在这个阶段如果仿真没有发现问题就可以通过编程器或者是下载电缆将适配器产生的配置文件下载到目标芯片中。然后针对FPGA/CPLD直接应用于系统中通过硬件测试进行检测[5]。 4.EDA技术在电子设计中的应用 在电力的系统设计中,电力线主要是通过采用滤波器的低通功能进行载波通讯,它是通过滤波器将高频的信息过滤掉,使得工频电流可以接地,阻抗可以变换。由于常见的数字滤波器在实际操作中有着计算速度低等缺陷常常使用模拟滤波器来满足实际的操作需求,但是模拟的滤波器在应用中还是有着很多的问题。比如。在实际的操作中,模拟的滤波器很难调试、系统的级数低、参数漂移等。所以为了解决这些问题,就会在电子设计中采用EDA技术。在EDA技术中的A/D转换和滤波器可以很好的解决传统的滤波器存在的问题。如图2所示就是在电子设计中应用EDA技术进行设计的被递归型滤波器的模拟图[6]。在现场可编程门列阵的内容主要由六个部分组成,是以时序控制器为核心的非递归型滤波器的设计,在具体的工作过程中是由时序控制器为其余的五个模块进行控制信号的输送。具体工作流程如下:1)A/D转换器将转换结束的信号EOC上升沿发送给时序控制器,然后时序控制器接收到信号之后向并串转换、串行延时、系数查表、位移相加、锁存输出五个模块发送并串转换信号、串行延时信号、系数查表信号、位移相加信号、锁存输出信号。2)并串转换模块、串行延时模块、系数查表模块、位移相加模块、锁存输出模块这五个模块在按照到时序控制器发送来的信号依次进行运行[7]。对各个模块的描述语言采用的是VHDL语言,系数查表模块在设计时元件使用的是ROM元件,把查找的内容写入MIF文件中,采样的频率要比截止的频率小一级,芯片结构在通过对算法的改进过程中得到最佳的匹配[8]。从而运算的效率被提高,5.结论在我国的经济飞速发展的带动下我国的科学技术也在不断的进步,在科学技术的支持下电子产品的设计水平也得到了大幅度的提升。现如今EDA技术凭借着自身的优势俨然已经成为电子设计过程中的核心技术,成为电子产品研发应用的源动力。随着科学技术的不断变革,EDA技术也将电子设计的水平推向新的高度。电子设计的工程师要熟练的运用和掌握EDA技术,将EDA技术在电子设计中的应用优势得以凸显出来,通过实际的实践操作中不断的完善和创新,有效的解决传统电子设计中的弊端,减少实际中的故障几率,使得设计效率大幅度的提高,让EDA技术得到更好的推广前景,提高电子产品的核心竞争力,进一步促进电子产业的发展。 作者:陈卫东 单位:广东省新兴中药学校 电子设计论文:电子设计竞赛的模拟电子技术教学改革 摘要:全国大学生电子设计竞赛是大学生参与的重要科技活动之一。安徽工程大学电气工程学院在总结学生参加电子设计竞赛经验的基础上,完善了以项目化为核心的模拟电子技术课程教学体系,革新了以仿真计算和自制教学设备相融合的教学手段。实践表明,教学改革显著提升了教学质量、教学效果以及学生的工程实践能力,同时提高了学生在电子设计大赛中的成绩。 关键词:电子设计竞赛;项目化;电子技术;仿真 电子设计竞赛是非常重要的大学生学科竞赛活动,推动了高等学校电子信息类专业课程体系和课程内容的改革,不仅培养了大学生的实践创新能力和团队协作精神,而且提高了学生的工程实践素质。另外,大赛组委会还增加了全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统专题邀请赛,命题以模拟电子系统设计为主题,内容涉及模拟信号获取、处理、转换、产生以及变换技术等方面。由此可以看出模拟电子技术在电子信息类专业课程体系中的重要地位。模拟电子技术是电子信息类专业非常重要的专业基础课,对学生后续课程的学习有着举足轻重的作用。随着电子技术的发展,数字电路的应用越来越普遍,使得部分学生产生了模拟电子电路不再重要的错误认识。由于传统的教学模式存在着过分重视理论知识考核成绩,重分析轻设计,验证性实验多综合性实验少等问题,加上课程学时数的不断减少,使得模拟电子技术课程的学习效果不尽理想。综上所述,进行模拟电子技术课程教学改革已势在必行。安徽工程大学电气工程学院在总结学生多年参加电子设计竞赛经验的基础上,利用仿真计算和自制教学设备相结合的教学手段,建立了以项目化为核心的模拟电子技术课程教学体系,并取得了显著的教学效果。 1以电子竞赛题目为依托,设计项目化教学任务 全国大学生电子设计竞赛的题目是在广泛开展赛区征题的基础上由专家统一进行命题,具有较高的前瞻性。通过分析大赛命题所包含的知识点,结合模拟电子技术教学大纲中的内容,建立项目化教学任务,实现该课程由重理论到重实践的转变[1~3]。电气工程学院师生经过多年的探索,结合电子竞赛中用到的知识点,建立了若干个综合性的实验项目,实现模块化教学[4~6]。通过这些项目,学生可以很轻松得将理论和实践联系起来,加深对所学知识的理解。这里以其中的一个实验项目“差动变压器式位移传感器的调理电路设计和制作”为例进行说明。图1所示的是差动变压器式位移传感器调理电路原理框图。图中正弦波或方波产生电路的功能是产生一定频率的正弦波或方波,用来激励传感器的初级线圈;检波电路的功能是将差动变压器次级线圈输出的电压转换成一个既能反映位移大小,又能反映位移方向的电压信号;放大电路的功能是将检波电路得到的小信号放大成合适的大信号;滤波电路的功能是将放大信号的高频分量滤掉,获得一个纯净的直流电压信号;转换电路的功能是将电压信号转换成电流信号,以便适应信号的远距离传输;直流电源电路的功能是对整个电路进行供电,一般情况下供电电压为24VDC。该电路通常用来检测物件移动的位移量,在电子设计竞赛中的应用非常普遍,同时整个调理电路基本上包含了模拟电子技术课程的所有知识点。表1为调理电路包含的单元电路和教学大纲的对应关系。 2仿真计算和自制教学设备相互融合 随着计算机技术的发展,仿真计算在学习和研究工作中的地位日益提高[7~8]。仿真计算已经与理论分析、科学实验成为当代科学研究的三大支柱。在电路板制作之前未能发现设计缺陷可能延迟计划,从而显著增加成本,仿真则有助于这类问题的及时发现。在模拟电子技术教学过程中,支持“理论分析仿真计算实验验证”的完整流程。目前,在计算机上搭建仿真计算的平台非常容易,这就为课程教学实现理论和实践结合提供了极大的便利。全国大学生电子设计竞赛考查参赛者的一项重要能力就是设计并制作电路板。我校电气工程学院师生结合历年电子设计竞赛的题目,先用PSpice软件进行仿真,然后自行设计制作了多套实验装置,并用于实验教学。其中,2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题要求利用综合测试板上的555芯片和四运放324芯片,设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波I、正弦波II的波形产生电路。图2是其中一个单元电路即方波和锯齿波产生电路的仿真计算,(a)图为方波和锯齿波产生的电路原理图,(b)图为uo1端输出的方波波形,(c)图为uo2端输出为锯齿波波形。同样,可以利用PSpice软件对其它单元电路进行仿真计算。图3为自制的2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题的PCB图和实物图。 3教学改革的效果 以项目化教学任务为载体,结合大学生电子设计竞赛,优化了模拟电子电路课程的教学内容,并采用最新的教学手段,培养了学生的动手能力、创新能力和团队协作精神。 3.1学生理论基础明显扎实 以前学生在学习模拟电子电路时,很多概念学得不是很扎实,自从课堂教学中使用了仿真计算后,特别是我校电子电气类专业开设了仿真软件学习课程,学生的学习兴趣明显提高。学生可以利用仿真软件对学习的每一个电路都进行仿真计算,这样可以很好地检验理论学习的效果。 3.2学生竞赛成绩显著提高 自从教学改革以来,参加电子设计大赛的人数大幅度提高,同时取得了很好的成绩。截止到2017年,我校电气工程学院学生参加大学生电子设计竞赛,共获得国家级一等奖3个,国家级二等奖2个,2014年和2015年蝉联安徽省TI杯,成绩喜人。 4结语 在总结电子竞赛经验的基础上,运用仿真软件进行项目化教学,对模拟电子技术课程教学进行了全方位的改革,优化教学内容,革新教学手段,形成了完善的课程体系。通过多年的教学实践,该体系能够有效地调动学生的主动性,在最近几年模拟电子技术课程考试中,学生的不及格率明显下降。同时,教学改革的各项措施,提高了学生的实践创新能力,教学效果显著。 作者:王冠凌 柏受军 王正刚 单位:安徽工程大学 电气工程学院 电子设计论文:电子设计竞赛与实践教学改革分析 【摘要】电子设计竞赛是培养学生创新能力和实践能力的重要方法。本文以新时期下电子设计竞赛与实践教学改革作为此次讨论的重点。 【关键词】电子设计竞赛;新时期;实践教学;创新 1前言 电子设计竞赛是有教育部和信息产业部组织的学科型竞赛,它是一项面向学生开展的科技型活动,主要目的是通过对高校的电子信息学科课程的内容进行改革,从而提高学生的综合素质和实践的能力,最终解决实际问题,同时它还对学生协作能力、创新能力的培养起到积极的推动作用。 2新时期下组织电子设计竞赛的意义 由于当今建筑行业的不断发展,促使协作型人才和创新型人才受到人们越来越多的青睐,也正是因为传统的教育方式使得学生不能掌握最新的技术,即使做实验也是仅对一些理论知识进行简单的验证,从而不能有效的培养学生的协作能力和创造能力。因此为了培养全方位的社会型人才,进行电子设计竞赛是很有必要的。电子设计大赛是国家相关协会和一些知名企业联合组织起来的学科型竞赛,它不仅对协作能力、操作能力和创新能力的综合检验提出了要求,还要求参赛的学生能熟练完成搜集相关资料、分析论证、选择器件、设备调试、撰写报告等具体过程,而且竞赛的题目涉及到的内容还多、专业性强、理论技术新,这就促进了电子技术课程的实践教学改革。参赛的学生还要进行竞赛前的专业培训,通过相关培训不仅巩固了基础理论知识,而且还对学生的动手能力提到了提升的作用,从而促进了创新能力的进一步提高。不管能否在设计大赛中取得名次,只要是参加过专业培训和电子设计大赛的学生,都能在系统设计、合作精神、创新能力等方面有不同程度的提升,在设计大赛中表现突出的学生能表现出较好的协作能力、竞争意识与创新精神,从而得到用人单位的一致好评,有效提升了就业能力。 3举例说明新时期下电子设计竞赛的收获 在国家相关部门的大力支持下,电子技术学校将电子设计竞赛当做重点任务来抓,在老师的及时指导和学生的不断努力下,电子设计竞赛在近几年取得了非常好的成绩。比如说陕西省的一所电子技术学校曾多次获得“优秀组织先进单位”的光荣称号,在2012年,在全国举办的技能大赛中,获得陕西省一等奖的学生就有8名,二等奖的有15名,三等奖的21名;国家级二等奖的有3名,在2014年的专业人才技能大赛中,这所电子技术学校获得陕西省比赛一等奖的有4名,二等奖的有8名,三等奖的15名;获得国家一等奖的有2名,二等奖的有5名。这些成绩为该校的师生提供了一定的精神动力。 4电子设计竞赛对实践教学改革起到推动的作用 电子设计大赛的特点是努力让课程内容和电子技术课程体系相结合,并与学生综合素养的提高结合起来。在电子设计竞赛中,不仅要求参赛的学生有较扎实的基本功,还要具有较强的实践能力和创新能力。它是以电子技术的设计为主,同时还涉及到可编程器件、微机等专业,尤其要注意关于新技术、新仪器等应用方面的导向作用。因此将电子设计竞赛中的新知识、新技术积极渗透到实践教学中,通过采用灵活的教学方法实现电子设计竞赛和实践教学的有机结合。 5实践教学改革的内容以及方法 通过将电子设计竞赛培训阶段的整合,对应到相关的实践教学中。即:基础阶段对应感性的认知、验证原理阶段、专题训练阶段、测试阶段对应电子设计、创新研究阶段。 5.1基础训练阶段 首先要求熟悉掌握电子设计课程内容的常用仪器,使用的方法以及测试的方法,接下来进行专业的配套电子系统训练,即设计实验、验证实验、系统实验、创新实验等主要训练环节。紧接着进行电子设计实践环节训练,即电子知识相关复习、电子设计课程从而进一步完善数字电路、电子线路、通信系统、单片机数据搜集系统等相关内容的制作与设计。在此过程中增加了高频线路、EDA技术等方面的内容。采用这种基础训练法,需要采购统一的器件、集体训练,从而进行相关的设计与制作,师生间加强交流来一起解决遇到的难题。 5.2专题训练阶段 通过对以往的电子设计竞赛题目的了解和深层次的研究,及时掌握同行业之间电子技术发展情况的动态信息,也可以通过互联网来关注各种有关的信息,并将电子设计竞赛的范围总结归纳为信号源、放大器、先进仪器、数据信息采集、接受系统和控制系统等六大类型;此项竞赛涉及到的课程有通信电路原理、电子技术、单片机的理论原理和实际应用、逻辑器件、辅助设计工具、电子测量等;涉及到的内容包括电路设计与应用、最新电路的设计方法、电子仿真电路、以及灵活应用设计工具。并由电子行业专家和相关老师进行讨论和深层次的研究、探讨,结合每期情况从而设计出与之相关的训练题目。但是这些题目不仅要有理论计算,关键是还要有实际操作的环节,例如对电子仪器的调试、测试等;涉及的知识面要广,不仅有基础知识,还应该有专业知识,同样要有新技术、新仪器的应用。 5.3对实践教学改革测试与考核的分析 根据电子设计体系中不同阶段的不同特点,参考电子设计竞赛评分的标准和流程,并按照竞赛题目基本功能指标进行必要的测试和考核。在此过程中要求学生结合实际题目从相关工艺、制作水平、功能价格等方面写出电子技术实践教学的总结报告并进行答辩。并由教师组对学生的总结报告、制作的水平、学生演讲、应变的能力等作出客观的评定并打分。在这个过程中是培养学生自我管理能力、逻辑思维能力、决策能力和控制能力的好机会,同时对学生综合素质和整体教学水平的提升都有积极的促进作用。 6结语 综上所述,电子设计竞赛为电子信息技术相关知识的广泛应用提供了一个很好的机会,通过开展电子设计竞赛活动、实践交流不仅提高了学生的学习兴趣,还提高了学生的实践能力、综合能力,通过在实践中增加系统设计和制作的环节,有效提升了学生的合作能力和创新能力。 作者:李耐根 单位:新余学院 电子设计论文:电子设计大赛应用型人才培养方案 摘要:本文以电子设计大赛下的高校应用型人才培养为切入点,从教师辅导与学生教育两个方面,细致探讨具体的应用型人才培养思路与方案,期望以电子设计大赛为契机,推动各高校人才培养工作的优化发展,实现教育处创新与实践能力更为出色的高素质应用型人才的培养目标,提供有益的参考。 关键词:电子设计大赛;应用型人才;培养方案;教师辅导 高校的主要教育任务在于为社会培养、提供具备创新意识与实践能力的专业、应用型人才,为社会经济、技术以及文化的发展带来相应的人才资源与作用。近年来国家为培养具备相应高素质应用型人才组织、创办了多项工作活动。这其中全国的大学生电子设计大赛,就是专门面向高校学生所举办的科技活动,为促进高等院校电子信息相应课程的改革发展,并推动大学生创新意识、实践能力以及团队精神的提升锻炼。有助于高校进一步教育培养出社会所需的高素质应用型人才,实现社会的高效发展建设。 一发挥教师的辅导作用,做好学生参赛的准备工作 要提升高校学生参与电子设计大赛热情与力度,不仅需对其做教育引导,还应积极调动教师的力量,发挥出各个教师的专业特长与表率、辅导作用,将电子设计的参赛题目划分为多项专题,由不同专业的教师做专题教育与辅导。通过开设专题辅导课程等方式,令学生能接受系统的电子设计赛前辅导与各专题的讲解教育。以便充分发挥高校教师的力量,在提升学生参赛水平的同时,促进其创新思维与实践能力的发展进步。赛前的辅导、指引工作是高校学生参与电子设计大赛极为关键的阶段。绝大部分参与竞赛的大学生只有两到三年的高校学习经验,对于电子设计大赛的相应题目进行理解与探究,还存在一定的困难。这一方面是因为电子设计大赛的题目本身就是对专业知识的系统总结与囊括,相应会检验大学生在校期间的学习情况与成果。另一方面理论知识学习与实践运作也是存在差异的,许多学生基础知识掌握较为牢固熟练,但对于电子设计大赛的实践题目就会显得无所适从,不知从何下手。对此就需要高校教师在赛前为学生做系统、具体的专业辅导工作,经由各专题环节的讲解教育,帮助学生有效理清题目的考查思路与范围,明确自身工作重点,在教师的指引下正确进行相关实验操作与研究,以尽可能降低学生出现思维误区与“走弯路”等情况的概率。并且也能在赛前辅导进程中,相应培养强化高校学生的实践创造能力,能基于自身所学知识,在题目的要求与引导之下,懂得从哪方面入手,怎样操作实践。以此发展学生将自身思维、学习内容转化为学习成果的能力。此外高校也应高度重视电子设计大赛的赛前辅导工作,制定每一年度的赛前辅导、培训规划与具体工作安排,确保大学生能在参与竞赛之前得到各专业教师具体、系统的知识辅导与实践教育。以此在保证高校学生参赛成绩的同时,高效推动发展学生创新意识与实践能力的培养发展。 二以培养应用型人才为目标实施学生素质能力发展方案 (一)对学生创新意识的培养发展方案 电子设计大赛相比其他的大学生专业竞赛活动,在注重考查学生知识基础的同时也更为强调其创新意识的运用。创新本身是高校学生教育培养的能力之一,而电子设计大赛的每一道题目都含有基本题与发挥题两部分,以此即完成对高校学生基础专业知识的检验工作过,又能相应考查评估学生的创新思维能力。学生在参与电子设计大赛的培训以及实践训练过程中,也能相应锻炼自身的创新思维。电子设计大赛题目不是传统的验证性实验,本身具备多种实现手段,以此指引学生从题目不同角度、方向与思路上寻求更为全面与多样的实现方法,进而带动高校学生思维的开拓延伸,并进而培养其主动进行创新探究的思维习惯,在促进学生创新能力与意识发展的同时,为其今后步入社会工作打下坚实的能力基础。对此高校在电子设计大赛的赛前辅导以及平时训练进程中,也应重视相应的创新意识培养目标,注意在训练试题上给予学生更多的思维自由与实施空间。令其脱离固有思维模式的限制,充分展现、发挥出学生自身的思维创造力与想象力,以此提出、实践不同角度与层次的题目实现手段,带动学生创新思维能力的进步发展。 (二)对学生实践能力水平的培养锻炼方案 理论与实践是相互存在差异又互为结合的关系,高校学生的理论知识所学,并需经由相应的实践操作才能转化为学习成果,其实践能力也是高素质应用型人才的基本要求之一。而电子设计大赛作为注重实践运用的大学生竞赛活动,就是专门考查学生将题目理论转化为实际实验、设计成果的能力水平。整个竞赛活动从赛前训练到最终参赛,都需要学生全程进行动手实践,以此验证、检查自身实验设计的进度、成果以及测试情况,可以说电子设计大赛中学生就是在进行一场没有停歇的“实践竞赛”。在整个参与动手进程中,学生需要基于大赛题目的要求,将自身要实现什么以及怎样实现作为研究操作的核心目标。以此进行实物的设计制作,并在整个操作进程中相应逐步锻炼学生的自主实践水平,其也会在不断的研究、操作中逐渐掌握到发现问题本质,以及如何解决问题的技巧能力。学生将从一开始参加竞赛时满腹经纶,但是理论与实践却相脱离窘境,到最后发展为参赛阶段高效进行动手操作的状态,以此推动高校学生实践运用水平的不断发展提高。学生也能在自主动手实践中培养建立起良好的自信心与对实践工作的参与热情,在优化高校应用型人才培养成效的同时,也能相应为其今后参与社会岗位的实践运用工作奠定坚实的经验基础。 (三)对学生团队精神的培养创建方案 人类社会自古以来就是合作发展的社会,人在社会中进行工作都离不开与集体和团队成员的协作活动。团队精神也是当今社会与企业对人才的重要能力要求之一,也是高校进行应用型人才培养的重点。电子设计大赛的参赛设置,是以三人为一组组队参赛,进行小组间的对抗竞赛,同时其大赛还规定了时间限制,这就要求同一小组内的学生必须具备团队合作精神与能力,进行电子设计的合作分工,并能默契配合。否则不但难以与其他小组做竞争,本小组的设计任务也较难完成。因此电子设计大赛的竞赛重点,就在于小组团队的合作效率高低,具备竞争力的小组团队一定是团队精神优异,并且善于配合分工的队伍,以此才能有效克服电子设计中的各类问题困难以及时间限制。可以说电子设计大赛的成绩,取决于小组团队中三个人之间的团队协作与分工情况,小组的设计成果也是三人集体合作的体现。因此高校在进行学生教育与赛前训练进程中,就应针对性注重对学生团队精神、协作能力的培养发展,在保证学生个性发挥的同时,令组内成员之间做充分的沟通交流,并彼此建立互信关系。以此强化组内学生间的合作意识与协作水平,在电子设计大赛的参赛进程中,推动高校学生自身团队协作水平的发展提高。 (四)对学生求真务实作风的培养引导 在电子设计大赛的参与、训练进程中,高校学生也能在不断的探究、学习与实践中,了解到务实作风的重要性。如果学生缺乏务实精神,凡事眼高手低、不踏实努力,所设计的作品不但难以符合大赛题目要求,更难以解决实践运用中的各类突发问题与困境。由于电子设计大赛的题目囊括了多方面的专业学识与技能,具备较强的实践性与专业性。学生对此进行学习、参赛,若缺乏相应严谨务实的作风精神,不能扎实一步一个脚印的打下知识基础,就无法设计出合格的产品成果,同时电子设计大赛仅有四天的竞争期限,也必须要求学生放弃投机取巧的侥幸心理,必须具备扎实的专业知识基础与能力,才能在如此短的时间内设计出高质量的成果。因此也需要高校教师在平时的教育与训练工作中,强化对学生求真务实作风的培养力度,令其及时认知到,只有平时的努力积累与严谨学习,所打下的能力基础才能帮助学生取得好的竞赛成绩。任何投机、浮躁的心理与想法都不能帮助学生提高竞赛成绩,反而会对其设计水平与应用型能力发展造成不利影响。 三结语 让高校学生参与电子设计大赛这类竞赛活动,能在高效培养其创新意识与实践能力的同时,极大促进学生团队精神、综合素质的成长发展。各高校的应用型人才培养规划,也应结合电子设计大赛做专门的培养方案设计,以促进参赛学生在学习、培训进程中,获得各方面能力素质的高效发展培养。以此带动整个院校学风的转变优化,推动高校高素质应用型人才培养成效的提升。 作者:朱洪杰 单位:广州工商学院 电子设计论文:电子设计自动化课程改革研究 【摘要】作为高职院校中的一门重要课程,电子设计自动化教学质量的高低严重影响着高职院校的进一步发展,所以,根据教学模式,不断提高教学的质量,逐渐受到高职院校的重视。本文通过简要分析高职院校电子设计自动化教学中存在的问题,指出高职院校电子设计自动化课程改革的合理策略。 【关键词】高职院校;电子设计;自动化;问题;策略 近年来,随着经济的不断增长,电子设计自动化教学逐渐受到社会的普遍关注和重视,但是,由于教育理念、教学模式以及评价方式的不合理,电子设计自动化教学的效果较差,所以,了解电子设计自动化教学的现状,合理开展电子设计自动化教学活动,成为高职院校教育教学工作中的重点问题。 1高职院校电子设计自动化教学中存在的问题 1.1电子设计自动化教学的内容安排不合理 传统的高职院校电子设计自动化课程设置以及教学主要以学科本位为指导,按照教材的章节结构,依次介绍可编程逻辑器件、EDA开发工具和硬件描述语言等内容,系统性和整体性比较强,能够帮助学生建立扎实的理论基础,但是,忽视了学生实际操作能力的培养,导致电子设计自动化教学的质量很低[1]。在学习过程中,由于没有有效整合教学内容,学生只是单独地学习工具、器件和语言等理论知识,没有通过实践活动,验证和检测理论知识,导致学生的实践能力不强。 1.2学生缺乏学习的积极性和主动性 电子设计自动化教学不仅仅需要扎实的理论知识,而且需要一定的实际操作能力,但是,在实际的教学过程中,很多教师主要通过语言,讲解硬件的特点和用途,没有根据学生的学习能力,适当展示相关的器件或者让学生亲自动手操作,未能让学生充分理解和掌握理论知识,导致学生的学习积极性不高。另外,在教学过程中,一些教师一直采用统一的教学模式,讲解教材内容,没有充分考虑不同学生的学习能力和理解能力,未能充分调动学生的学习热情,使得学生的学习效率低下、学习兴趣不足。 1.3没有有效融合理论与实践 虽然在传统的教学中,一些高职院校会开展实践教学活动,但是,在实践教学中,一些教师把大部分时间放在理论知识的分析和讲解上,没有给学生留够实践的机会,难以让学生有效做到理论与实践相结合,从而导致电子设计自动化教学的质量不高[2]。另外,电子设计自动化的实践性较强,需要一定的教学设备和实践场地,然而,一些高职院校的教学条件有限,不能为师生提供合适的教学条件,使得电子设计自动化教学难以有效开展。 1.4教学模式和评价方式不科学 在电子设计自动化教学中,一些教师经常采用灌输式的教学模式,讲解理论知识,忽视了学生学习兴趣的培养,没有给学生提供合适的学习机会,使得学生的学习效果不明显。另外,进行评价时,很多高职院校主要通过理论考试的方式,检测学生的学习情况,没有适当考察学生的实践能力,导致学生重视理论知识的学习,忽视实践能力的锻炼,进而制约了学生综合能力的提高。 2高职院校电子设计自动化课程改革的合理策略 2.1根据自身情况,合理制定教学大纲 高职院校主要以学生的实践能力作为培养目标,所以,在实际的教育教学工作中,高职院校需要根据教育部的要求,合理制定教学大纲,把电子设计自动化作为电子信息类专业的核心课程,并且把使用设计软件设计电路作为主要的教学内容,要求学生熟练掌握应用软件工具,以巩固学生的理论知识[3]。同时,在教学过程中,高职院校可以加强专业课程之间的联系,不断拓宽学生的专业知识,要求学生掌握设计知识和技能,加强学生对电路的理解,以提高学生的学习效率。另外,高职院校应该充分重视电子设计自动化教学的技能性和应用性,以提高学生的综合能力,实现学生的进一步发展。 2.2合理选择教材,增强学生的学习热情 目前,在科学技术水平不断提高的情况下,现有的教材已经不能适应电子设计自动化教学的需求,所以,在具体的教学过程中,高职院校应该根据电子设计自动化专业的实际情况,合理选择教材,不断增强电子设计自动化教学的科学性和时代性,以激发学生的学习兴趣,提高教学的效果[4]。高职院校可以适当省略一些理论知识,详细讲解PCB知识、封装知识、原理图元器件知识和制版知识,促使学生具有扎实的理论基础。同时,高职院校可以适当引入典型性的项目,让学生通过亲自操作,掌握电路的设计流程,引导学生做到理论与实践相结合,以提高学生的专业水平。另外,高职院校应该重视实践制作,让学生通过实践制作,掌握电路设计的技能,了解工作流程,实现理论与实践的有效融合。 2.3有效融合理论教学与实践教学,提高学生的专业能力 理论与实践相结合是高职院校教学中的重点,所以,在平时的教学过程中,高职院校应该根据自身的教学特色,合理安排电子设计自动化教学课程,不断增强学生的学习热情,以实现电子设计自动化教学的目标。高职院校可以把电子设计自动化课程与综合实训、模拟、数字、毕业设计等活动有效结合起来,让学生根据教学内容,学习理论知识,掌握实际操作技巧,以培养学生的专业能力。同时,在实践教学活动中,高职院校可以适当增加教学内容,让学生自己动手制作实物,以增强电子设计自动化教学的趣味性,提高学生的学习效率。例如,在教学过程中,高职院校的教师可以根据学生的实际情况,采用任务驱动法,让学生按照设计主题,自行设计电路,以强化学生对理论知识的记忆,培养学生的实践能力。另外,在平时的教学过程中,高职院校的教师应该重视学生的学习情绪,根据具体的教学内容,适当安排学习任务,以充分调动学生的学习积极性,提高电子设计自动化教学的有效性。 2.4积极改进教学模式,合理制定评价方式 在以往的教学中,高职院校通常采用考试的方式,了解学生的学习情况,然而,虽然书面考试成绩能够反映出学生的理论知识掌握情况,但忽视了学生实际操作能力的考察,导致学生的专业能力不高,所以,在新课改的背景下,高职院校应该根据电子设计自动化专业的实际情况,合理制定评价方式,不断提高电子设计自动化教学的质量,以提升学生的专业水平,促进学生的全面发展。在教学过程中,高职院校的教师应该重视学生实践操作能力的培养,尽可能多地为学生提供实践的机会,要求学生结合理论知识,设计、制作电路,以培养学生的学习兴趣,提高电子设计自动化教学的效果。同时,在考试过程中,高职院校可以采用书面考试与和实际操作相结合的方式,让学生根据考试要求进行设计和制作,并且根据学生的具体情况,合理进行评价,以增强学生的学习热情,提高学生的专业水平。 3总结 总而言之,电子设计自动化教学是理论性和实践性较强的学科,对学生的专业要求较高,所以,在教育教学过程中,高职院校应该根据学生的发展需求,合理安排电子设计自动化教学课程,积极改进教学模式和评价方式,努力创造良好的学习环境,不断增强电子设计自动化教学的吸引力,以激发学生的学习积极性,提高学生的综合能力。 作者:刘薇 单位:永州职业技术学院 电子设计论文:电子设计模型套装设计分析 摘要:模型套装主要以单片机等智能芯片的学习和应用为基础,可以实现使用者搭建外围框架结构。模型套装所使用的模块可以根据使用者的需要自由组合,构造出不同结构,并配以专用模块连接固定大小的元器件,完成整体设计,具有结构简单、安装方便、可设计性强等优点,非常适合电学的初学者学习和使用。 关键词:模型套装;单片机;结构模块 现在许多电子设计爱好者和单片机初学者,在学习的初期都需要购买单片机类开发板。对于这种类型的开发板仅仅适合前期的学习,而不适合后期的进阶学习及做实际的工程项目,当学有所成后真正需要制作一个属于自己的作品时,又会对外围的结构框架不知所措。目前市面上大多数模型都适合小学生和DIY爱好者,为了解决这种中后期的学习和设计的难题,特此设计了万用模型套装,此套装不仅可以搭建几十种模型,还可以根据自己的实际项目需要任意搭建自己的模型,对后期学习和项目的制作有重要的意义。 1总体的设计方案 此设计主要是将现有的大部分模型模块化,通过改变其外形,使其能更好的和其他模块以及主控搭配,完成整体的设计。系统主要分为三部分。第一部分为主控模块。主控模块采用的主控芯片是15单片机和stm32芯片。针对两种芯片设计对应的基本电路,将电路最小化,引出IO口,并将外形设计成适合拼接的形状。第二部分为专用模块。专用模块主要用于固定直流电机、舵机、各种传感器等固定大小和形状的器件。第三部分为连接板。连接板主要用于搭建主框架和分支结构等起到支撑作用的部分。连接板同时还包括一些特殊形状版,例如:六边形板、机械手等,用于一些特殊结构的构造。 2模块设计 2.1主控模块。主控模块将主控芯片设计在固定的PCB板上,PCB板集成主控工作时需要的最小系统器件。同时将主控制芯片的所有IO口全部引出,方便设计者使用,再用模型将主控制芯片固定,方便和外围器件进行连接,主控的固定板如图1所示。主控固定板尺寸:宽40mm,小孔孔径3mm,打孔孔径5mm,厚度2mm。2.2专用模块2.2.1舵机模块。根据舵机的大小确定舵机模块尺寸,使其能牢牢固定舵机,同时可以和不同的零件从上下侧面都能和其他零件的拼接,并进行传动,舵机模块分为凹槽和直角两种结构,分别如图2和图3所示。凹槽模块具体尺寸:孔直径3mm,长32mm,宽14.5mm,高23mm,厚度2mm。直角模块尺寸:宽23mm,高20.5mm,宽18mm,厚度2mm,大孔径3mm,小孔径1mm。2.2.2直流电机模块。由于直流电机的使用没有舵机灵活,所有直流电机的连接板只设计了与舵机模块同尺寸的直角模块,如图4所示,效果图如图5所示。直角连接板具体尺寸:宽度20mm,长度24.5mm,高度19.5mm,厚度2mm。2.3连接板模块2.3.1雪糕板模块。雪糕板的主要功能就是搭建模型需要的主体框架,需要能方便固定,能随意连接。雪糕板有两种尺寸,使用者可以根据设计的需要自由选择合适的尺寸。雪糕板模块如图6所示。雪糕板的两边采用三孔一组的设计,主要功能是连接其它功能模块,中间采用多个五孔的组合设计,这样的设计是为了保证在多个雪糕板连的接稳定。连接板模块具体尺寸:长250mm,宽18mm,小孔孔径3mm,大孔孔径5mm。2.3.2特殊用板。在设计模型时,大多数都是根据自己的需要去设计模型,在设计一些常用但是特殊的器件时,需要一些特殊的模型,比如一个简单的机械手、蜘蛛六角模型等一些基本的但特殊的模型,如图7和图8所示。2.4设计展示。模块与模块之间通过Φ5mm的螺丝相互连接,连接位置可以根据设计者的需要而改变,操作简单,安装方便。套装的设计非常有创意,比如仿生六脚蜘蛛、两足机器人、四轮小车等模型,如图9、图10、图11所示。结束语万用模型套装可以让使用者拼凑出自己想要的各种结构模型,为初学者在学习单片机和STM32智能芯片时提供极大的便利。同时此套装系统还具有成本低、结构简单、安装方便等优点,具有启发使用者想象力的作用,充分突出了其实用性,有较好的推广前景。 作者:陈浩 张劲松 王艳春 张婷 单位:齐齐哈尔大学通信与电子工程学院 电子设计论文:电子设计竞赛与学生实践应用能力探索 摘要:电子设计竞赛有助于优化信息与电子类专业的课程结构,及时更新课程的理论内容;提升教师的专业水平;挖掘学生的创造力,使学生养成科学、严谨的学习和工作态度,提高实践动手能力,培养团队协作意识,在实践中做到理论和应用的有机结合;有助于高校培养出能力型、创新型的优秀人才。因此,本文主要从高校现状分析、电子设计竞赛的重要性,提出培养学生相应实践应用能力的措施。 关键词:电子设计竞赛;学生;实践应用能力 一、引言 电子设计竞赛是面向广大高等学校在校生举办的具有群众性质的科技活动,是教育部、信息产业部组织的学科竞赛。其目的从学校层面上讲,有利于高等学校信息与电子类专业课程结构的优化及其内容的丰富,树立理论和实际相结合的学风,加快在大学开展素质教育的步伐;从学生的角度出发,有助于开发学生的创新和实际操作能力,提升他们的团队意识,提高学生发现和解决实际问题的能力;支持广大学生积极参加课外科技活动,为有知识、有能力的优秀学生提供一个展现自己的舞台。竞赛往往围绕相关领域的研究热点和前沿技术,通过全国或者指定区域内的高校相互竞争比赛,大学生在综合应用所学理论知识的基础上,解决相关领域的应用问题或者完成主办方设定的比赛项目。电子设计竞赛对提高大学生实践能力并激发创新精神,尤其对参赛者运用所学知识分析问题和解决问题的综合能力的提高具有重要意义。 二、高校培养学生实践应用能力现状 1.基础实验为主的实践教学不能满足学生发展。目前,我国大多数高校的实践教学仍采用基础实验教学的方法,以讲授为主,辅助简单的验证性实验,加深学生对理论知识的理解程度。科学技术日新月异、快速发展的今天,社会不断对学生提出新的要求,他们在以后的工作和发展中需要具备良好的独立思考能力和独立实践能力,简单的验证性实验教学已经不能满足学生的发展和社会需求。因此,如何有效地培养和锻炼学生独立思考和独立实践的能力是我们急需解决的问题。2.对学生综合能力的培养重视不够。部分高校忽视对学生综合能力的培养,特别是学生设计能力和实践能力的培养,使学生将理论知识应用于实际的能力较差,主要表现在:不会写设计报告,报告格式不规范,计算机应用不熟练,对系统电路缺乏逻辑性,不能对系统电路进行周密分析,调试中很难准确判断故障点并独立解决问题,仪器使用、焊接等操作不熟练,缺乏将所学理论知识运用到分析和解决问题中去的能力。3.校内课外实践活动和校外实践基地建设相对滞后。校内课外实践活动不够成熟完善,校外实践基地建设滞后,学生综合开发能力和创新能力的培养缺乏相应的环境和条件。很多高校缺乏引导学生利用这些第二课堂提高专业能力的有效方法和手段。4.实验条件和师资力量有限。对于很多普通高校来讲,开放创新性实验室的建设和管理模式不够完善,指导教师队伍有待扩大,水平有待提高。创新实验和普通实验室在建设和管理方面都有很大区别,学生在创新实验室花费大量的时间和精力学习和研究,这需要实验室具备良好的实验条件以及宽松的研究环境。因此,高校应不断完善开放性创新实验室建设,加强对指导教师的培养。 三、电子设计竞赛在培养学生实践应用能力中的重要性 1.电子设计竞赛能深入改革课程结构、教学方法。电子设计竞赛能深入优化信息与电子类专业课程的基本结构、及时更新调整课程内容、深层次地改革教学的基本方法。电子设计竞赛的举行为优化课程结构,及时更新课程内容提供机会。很多参赛高校在总结分析了相关的参赛经验后都不同程度地优化了自己的课程结构,在日常的教学过程中,将计算机原理等基本理论课程,提前安排学习;将以往单纯地验证性实验逐渐转换成分析、系统验证等综合性实验,在整合以往实验课程的基础上,相继开设电子设计相关的选修课、专门的综合实验课。电子设计竞赛的任务所涉及技术的深度和知识面的广度,不仅检验参赛选手的理论知识和创新综合能力,同时对参赛队伍的指导教师,更是提出高层次的要求。2.电子设计竞赛激发学生的创新能力,培养学生的团队精神。大学生电子设计竞赛是面向全国的信息与电子类专业在校大学生的群众性竞赛活动,能激发学生的创新能力,培养学生的团队合作意识。其积极作用是传统课堂的理论教学模式无法相提并论的。电子设计大赛不仅是一项简单的实验考核,它更要求参赛选手们能综合、灵活运用所学理论知识,并把这些知识和实践操作有机结合,无论是专业知识的深奥程度、涉及学科的广泛程度、各学科知识的综合运用能力、实践动手操作能力,电子设计竞赛对参赛学生都提出了很高要求。大学生是朝气蓬勃、思想灵活、独具创造能力的,电子设计竞赛这一途径可以有效地激发他们的潜力,提高他们分析问题、解决问题、实践动手等能力,使他们养成更科学、更严谨的工作态度,培养他们理论和实践有机结合的学习习惯,让他们的团队协作意识更强,为日后步入社会打下坚实基础。实践证明,参加竞赛并且获得奖项的选手,因为他们自身的创造意识、动手能力有着较为显著的优势,他们被很多用人单位看好,在激烈的就业形势下,他们能更早地得到用人单位和社会的认可。 四、培养学生相应实践应用能力的措施 电子设计竞赛不仅能反映学生综合能力,还能反映学校的教学水平,特别是实践教学水平。针对目前高校在学生实践能力培养中存在的问题,我们对信息与电子类学生相应实践能力的培养进行探索。1.切实加强指导教师队伍建设。电子设计竞赛对指导教师队伍的素质有着很高要求。在当今信息、知识、技术不断更新的时代,高校的师资建设要与时俱进,教师的知识面要不断扩展、不断更新,在指导学生进行实践活动的过程中,不断提升自己的专业知识水平和综合业务素质,才能更好地指引学生完成实践课程、参加电子设计竞赛之类的课外活动。因此,学校要求指导教师阅读大量文献,拥有清晰的思路,能为学生指明方向,帮助学生解决实验中的各种困难;拥有奉献精神,在学生遇到失败时给予心理上的支持和鼓励。学校应合理安排指导教师进修,全方位提高教师的教学能力、心理素质和职业道德。2.建立开放性创新实验室,举办校内电子设计竞赛。开放性创新实验室为学生提供了电子设计辅导和电子设计竞赛培训的场地,是学生激发学习兴趣,提高动手能力,培养创新精神和实践能力的平台,同时为信息与电子类专业学生开展课外实践活动提供了条件。随着开放性创新实验室的完善,学校可以依托实验室举办校内电子设计竞赛等信息与电子类专业学生的课外实践活动。学生可以自发组织成创新小组、发明小组等,让学生们有更多的时间走进实验室,展现自己的才能。校内电子设计竞赛等课外实践活动可以激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,培养学生的创新精神和团队协作精神,为国家级、省级竞赛提供技术支持,人才选拔。3.鼓励学生参加电子类学科竞赛。学科竞赛是检验学生用所学基本理论知识解决实际问题能力的有效途径,能激发学生的兴趣和潜能,培养创新精神和团队合作精神。指导教师通过设计基本技能训练与单元电路、EDA软件系统训练、综合系统训练与检验几个层次的对学生进行指导,以提高学生的实践应用能力。鼓励学生参加学科竞赛,为参赛学生提供实验条件和专业指导是学校义不容辞的责任和义务。通过组织和指导学生比赛,学校能发现课程与实践之间的差距,及时对学校进行课程结构、课程具体内容的调整与改革。4.重视校企合作实习基地的建设。实习基地是实践教学的载体,加强实习基地建设,既能培养学生的实践动手能力,弥补教学实验设备的严重不足,又可以加强与企业、科研院所的联系,扩大学院的知名度,为毕业生就业增加新的渠道,同时对于了解社会对人才素质的要求,制定学科专业发展规划,培养学生的实际工作能力等都具有重要的现实意义。 五、结束语 综上所述,电子设计竞赛无论是对高校,还是对在校教师和学生产生的影响是积极而长远的,是非常符合我国关于培养实用型人才的总目标的。竞赛可以让教学更有实效,教学的实效性又使竞赛层次更深入,涉及学科更广泛,这一良性互动的方法值得我们长久地发展下去。 作者:严茜 孙丽娜 单位:河南大学民生学院 电子设计论文:电子设计自动化技术研究 【文章摘要】电子设计自动化技术,是以强大的计算机功能为基础,通过与相应的计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助测试与计算机辅助工程结合而研究发展过来的,主要是采取计算机工具将计算机信息技术、电路理论、信息分析与信号处理结合而形成的,在一定程度上,可以大大提高电子设计的性能与效率。因此,本文将从电子设计自动化技术的概念出发,浅谈了电子设计自动化技术的发展过程,有针对性地概括了电子设计自动化技术的发展前景。 【关键词】电子设计;自动化技术;电子工程 引言 随着现代科学技术高速发展,电子工程新来了发展的新时代,通过合理应用网络技术与计算机技术,电子设计开始向自动化与智能化方向发展,极大程度促进了电子设计系统自动化的发展。因此,关于电子设计自动化技术的研究,必须了解电子设计自动化技术的基本概念,与电子设计系统中存在的问题,切实根据实际情况完善电子的自动化设计,让电子设计自动化技术在现代工程科学技术中发挥着作用,切实促进电子设计向现代化和科技化方向发展。当然,电子设计自动化技术,主要是指以计算机强大的功能系统为工作平台,在一定程度上,加强了电子技术、计算机技术与智能化技术等的有机结合,通过充分发挥各技术的优势资源作用,形成了电子设计的自动化技术。一般来说,电子设计自动化技术,主要是采取和利用电子设计自动化工具,通过电子工程师的构图与设计,将电子产品设计纳入电子设计自动化技术的战略性任务研究中,从而通过合理的电路设计,合理分析电子各性能,从而借助计算机系统自动处理和完成电子工程工作各方面的需求。 1.电子设计自动化技术的概念 电子设计自动化技术,简称EDA技术,是由“ElectronicDesignAutomation”简化而来的,一般来说,主要是将计算机科学与微电子技术有机结合,以现代科学技术为发展先导,在一定程度上,融合了电子设计与计算机图形学、拓扑逻辑学、微电子结构学等,通过充分发挥和利用计算机强大的功能,提高计算机应用领域所取得的最新成果,切实提高电子设计过程中的自动化,以引进和创新电子设计过程中的先进技术,以计算机工作平台为基础,专门用于电子工程而开发出的电子系统软件设计工具,极大范围内融入了强大的计算机功能。 2.电子设计自动化技术的发展过程 2.1初期阶段 根据相关资料显示,电子设计自动化技术的初期阶段大约在20世纪70年代,人们改变了传统的手工操作与绘图设计,逐渐开始利用计算机辅助系统,对电子设计的IC图进行相关的编辑和PCB布局布线。这个阶段,计算机科学技术发展还在探索阶段,初步形成了中小规模的集成电路,传统的手工设计方法已经不能满足人们生产工艺的需求,因此,必须加强电子制图的设计与印刷,充分发挥计算机辅助功能与电路板和集成电路的方法,不断增大电子设计自动化技术的效率,切实降低整个设计过程中的花费成本,适当减少整个设计与制造周期,这样利用二维平面图形,通过计算机加强电子设计的编辑与分析,形成电子版图设计、布局布线等一系列基础的自动化技术。 2.2发展阶段 电子设计自动化技术的发展阶段开始于20世纪80年代,此时也是在纯粹的图形绘制以外,加强了计算机功能中电路功能设计和结构设计,从而加强计算机原理图输入、逻辑仿真、电路分析等一系列的功能发挥,从实际情况出发加强电子设计自动化技术的发展和完善,通过逐渐扩大集成电路规模,坚持以电子系统为背景、以生产工艺为要求开发和设计各类软件,促使电子设计工具形成巨大的电路功能和结构设计,以编程半导体芯片提高电子设计的自动化。 2.3成熟阶段 电子设计自动化技术的成熟阶段始于20世纪90年代,随着微电子技术迅速发展,极大程度上促进了电子设计自动化技术的发展,主要是加强了电子设计过程中的高级语言描述,切实进行电子系统级仿真,综合作用各种现代化技术,力争把人们从繁重的设计工作中解放出来,但是这个阶段电子设计的自动化和智能化程度还有待加强,缺乏统一的电子设计自动化软件界面,由于系统的复杂性大大增加了其技术的学习与使用的难度,甚至严重影响到电子设计环节间各项工作的衔接,因此,必须加强电子设计自动化技术的研究,促进其向智能化方向发展。 3.电子设计自动化技术的发展前景 加强电子设计自动化技术的发展与应用,一方面为电子设计方案提供了明确的方向,增大了计算机等先进科学技术的语言描述范围,切实促进电子设计与生产工艺要求结合,整体性、系统性地进行编程,从而在电子设计过程中促进了自动化技术语言的交流、保存与修改;另一方面,大大提高了电子设计的自动化程度,通过各级的仿真、纠错和调试,切实避免设计者及时发现并改正在电子结构设计过程中的错误,为电子设计的具体细节问题提供了良好的保证,从而充分发挥电子设计自动化技术的功能,提高设计效率的同时降低了设计过程中所花费的成本,合理加强了电子设计自动化技术的应用,通过现代EDA技术自身为当代社会、经济、政治发展创造了良好的框架工作环境,通过不断发展,切实应用到人们生活与工作的方方面面中,为人们生活与工作质量的提高提供了良好的基础。 4.结论 总而言之,从基本概念、发展历程与发展前景三个方面切实加强电子设计自动化技术的研究,有利于充分利用电子设计自动化技术,为人们生活与工作需求创造良好的条件。 作者:颜海燕 单位:湖南永州职业技术学院 电子设计论文:电子设计在虚拟角色动画的应用 【文章摘要】虚拟场景中角色的三维模型,是用来描模型内部的几何性质的抽象模型,这些模型被计算机以特定的信息格式将模型存储起来,这种存储过程被称为三维建模。三维建模主要处理角色的三维信息和拓扑结构。三维信息是指角色在三维空间中的形体、方位和尺寸,拓扑结构是物体各分量方向的数值及其相互之间的关联关系。当今,常用的三维建模系统一般常用三种建模方式,即线框建模,表皮建模和实物建模。 【关键词】三维建模;骨骼动画;人物模型 1引言 三维建模的过程涉及到表示三维信息的数据结构以及操纵该数据结构。三模型的建模,需要从描述角色的形状和外观两方面开始入手。角色的形状由构造角色的N边形、圆和顶点等来确定,角色的外观由角色表面纹理、色彩、照明等因素来确定。同时,还要满足建模技术的三个指标:即交互显示能力、交互操做能力、容易建构的能力对虚拟角色模型的需要。通过对平台的环境以及虚拟人物进行归类,把平台中的模型归为两类:静态对象和虚拟人物。静态对象是指三维模型中不随着时间改变而改变的不动的对象,平台中主要指没有运动的实体,例如模型中的大楼、矿井、树木等;动态对象是虚拟人物通过行走模拟真实矿工的动作,是虚拟矿井通风环境构建的基础,也是虚拟矿井创建的一项重要步骤。 2人物建模 虚拟人物的构建,第一步,要作的是对骨骼系统模型的三维建模。三维人物建模工作是整个平台的基础工作,制作的人物模型不但要真实逼真,还要满足平台浏览即时性的特点。下面是整个平台设计中虚拟人物建模的实现过程。在3D中,人物模型的建模是很困难的,要求用户熟练掌握常用的建模方法和步骤,为了省去复杂的建模过程,也可通过其他人物模型来建模,随后再将改建好的人物模型导入到3D场景中,例如提供角色建模软件Poser,如下图1所示。图2是POSER软件的起始界面截图。它是弗朗科公司出品的一个三维人物生成模型工具,可辅助设计者生成各类角色的图像、视频和角色模型。该软件提供了各类男模类型、女模类型和小孩模型和木偶形状的骨骼。如对自有的骨骼特征不满足,还可利用工具栏中的修改工具进行重组。(1)在POSER软件中建立人物模型人物模型的创建是本平台的重要技术,人物模型可以表现整个人物的形象程度及特色。笔者采用POSER5.0版本对人物进行模型的创建。在人物模型库中找到适合本平台的人物身体模型,再找到恰当的脸部和毛发模型,将每个模型进行整体的拼接。利用缩放,拼接,删除等工具改变模型的原始状态。因为POSER人物模型库三维资源有限,需要通过适当调整才能获得合适的模型。在该软件中调整比在3D中调整要简单一些,也为后面的蒙皮操作提供了方便。将调好的人物模型导出为3DMAX格式,导入到3D软件中进行调节,为了适用于特定的场合,从蒙皮插件中建好的人物模型需要在3D软件中进行模型单位的调节。本模型不必做单位缩放,随后要用在VT软件中可直接进行模型的缩放操作。从蒙皮插件中导出的人物模型是以材质而不是贴图的格式进行导出的。因此从蒙皮插件中导出的模型在3D软件中不能进行贴图展开,因此本设计用到了两个模型,如图3所示:一个是脸部比较清晰的人脸模型,第二个是衣服毛发完整的人物模型。在3D中将一个人物模型的下半身删除,只留下头部模型,与第二个模型进行附加,就可以拼合形成了一个完整的人物模型。如图4所示。需要特别指出的是由于在VIRTOOLS中不能导入高级模型,即模型面数多的模型。因此要减少模型面数,笔者在这里用到两类方法。一类是利用3D自带的编辑器进行自动面数修改,该功能可减少的面数百分比为:40%。参数设置下图5所示。另一类减少面数的途径就是手动调节,对模型的顶点与线条的删除合并操作。(2)在3D中建立人物骨骼人物的骨骼是利用3D的插件CAT建立的。该插件比3D自带的骨骼系统相比,能更好的模仿人体的行动。 只要直接拖动就可建立人体骨骼。若想要增减人物骨骼的数量,可直接删除或复制原有的骨骼部分,改变其数量即可,骨骼建模如图6所示。为设计人物骨骼动作与人物蒙皮,要将人物骨骼与已建好的模型进行匹配调整,为以后的蒙皮操作做好准备。主要步骤是将人物骨骼大小调整,使其与人物模型对齐。(3)对人物骨骼进行蒙皮对人物骨骼蒙皮用到的是3D的编辑器。选择工具面板上的图标,选择人物骨骼的根节点。对人物骨骼上的封套进行调节。封套调整是人物骨骼蒙皮过程中经常出现差错的环节,调节时要把整个封套包裹到自身骨骼而又不涉及其他骨骼,否则人物模型在行走过程中就会发生破面或粘连现象。在调整好之后,给骨骼设置一个大幅度的动作,看模型能否露骨,系统平台中的骨骼蒙皮出现错误的机率多。在使用3D中自带的修改器后,找出发生错误的骨骼,进行细心调整,终因为露骨点过多调整频繁而放弃使用。经多次试验,选用了3D技术的另一蒙皮插件进行蒙皮。见图7。打开此蒙皮插件,在修改器菜单中出现此修改器。选择面板上的将人物骨骼全部选中,细心调整。(4)骨骼动画在三维建模的基础上引入人物的运动建模,可以增加虚拟场景中三维模型动作表现的多样性。笔者平常立足于通过控制人物模型来完成虚拟教学的任务,因此骨骼动作是核心技术。在人物模型动画中,三维模型的动作路径由运动计算模型来控制。在平台中运用关键帧手段来生成人物的动画。第一步,确定人物角色的动作,第二步,根据需求确定关键帧数,第三步,调节关键帧的每一帧姿势,动画模块根据关键帧,生成动画图像序列。人是一个错综复杂的实体。用生理解剖的医学角度来分类:人体可以分为骨骼、肌肉和皮肤三部分。人体骨骼是由关节链联接而成,骨骼相对动作来说,变形小。人体骨骼的运动主要是由人的肌肉收缩并拉动附骨骼产生的。骨骼决定了角色的姿态。这里面只需要对人体骨骼制作关键帧动画即可。见图8。 由于人体运动复杂且虚拟角色是较常见的二足动物,笔者运用3D插件CAT进行骨骼的建构。直接通过参数的调节来确定人体骨骼的基本形状。动作生成运用“关键帧”技术。打开人体骨骼模型的时间轴,调节每一帧骨骼的关键动作。通过此方法建立虚拟角色的动作是比较耗费时间的,需要逐帧来调节人体骨骼模型的每一个动作,需要认真细致的观察人体模型的运动过程。这样才能使虚拟人物的骨骼模型动画在场景中始终保持一致,看起来更加真实美观。为了让人体骨骼模型的动作看起来更加的稳定和流畅,笔者利用了3D中提供的拷贝工具对对称的动作进行拷贝。此方式减少了人体骨骼模型动画的制作工作量。笔者用到手动设置关键帧的行为,逐帧动画的制作是本平台里面最耗时最难控制的模块。具体步骤,就是在时间轴关键帧打开的前提下,调整骨骼关键帧的位置,此步骤全凭个人经验来做。技巧是在还没完成帧数时,建立一层保存帧,保证层与层的动作不冲突,相互独立。动画中具体动作效果如图9所示。 作者:吕闯 单位:重庆工商大学派斯学院 电子设计论文:电子设计俱乐部建设研究 为让学员更好的学好《电子技术》课程,夯实学员的实践能力基础。我们利用课余时间设置了“第二课堂”———“电工电子俱乐部”。经过两期活动的开展,我们总结了经验,也引发了对俱乐部建设的进一步思考。 1电子设计俱乐部的实施与收益 1.1俱乐部活动分两个阶段 第一阶段:学员培训阶段。学员队抽选电工电子技术实践基础较好的学员(约20%),参加由学院统一计划安排的培训课程(设mutilsim10和protel99软件以及电子装配设计课程)。培训场地为电工电子实验室与学院机房,时间三个月。第二阶段:学院组织竞赛阶段。对所有经过培训的学员进行测试,测试题目由教员参考全国电子技术竞赛与山东电工技能考试试题进行出题,在电工电子实验室与学院机房进行考试。根据成绩推荐进入参加全国电子技术竞赛的名单。 1.2俱乐部活动收益 课题组成员积极地将本成果推广应用到实际教学中,归纳起来取得了以下几方面的效果:1.2.1充分调动了学员主动性,促进其实践能力素养的提高俱乐部的实训项目要求三人一组、合作完成,注重培养学员善于观察、勤于思考、严谨细致、沉着有序的工作作风及团队协作精神。在实验操作过程中,学员从每个实验项目的细小处做起,认真对待每个问题,记录每个实验数据或指标改进的方法,养成了良好的实验习惯,使得学员的认真、细致和耐心都有了很大提高。通过俱乐部培训活动,给学员带来了较大的自由空间,激发了学员的学习热情与自信,使其能够更加积极主动地去学习理论知识,促进了学员自主分析问题、解决问题能力的形成。对科研意识和工程能力的培养起到了一定的促进作用,有效的促进了学员的成才。1.2.2充分提升教员的业务水平,促进了双师型人才队伍建设一方面,任课教员通过与俱乐部教学活动的设计、组织、实践,促进了电工电子课堂教学方法手段的创新。任课教员在俱乐部创新实训的基础上,注重突出了职业教育特色,借助实验创新、虚拟仿真探究等手段促进了一系列的教学实践研究,于2014至2015年度,俱乐部相关教员分别取得了教学竞赛的一、二、三等奖。另一方面,俱乐部电子竞赛活动的开展,对教员的实践能力提出了更高的要求。一句话,教员是精英,学员才能成才。俱乐部活动的开展,使教员能够自觉加强业务学习,学习电子产品的新工艺、新技能、新技术,包括仿真、电子设计等软件的运用,从而加强了教员实践能力提升。另外,根据学院要求,课题组有计划的组织调研及培训活动,并对教员的专业技术能力进行定期组织考核,从而有效的促进了教员人才队伍建设。 2俱乐部建设思考 2.1应重点加强实验室的硬件建设 在俱乐部活动中,我们发现俱乐部的高效运行必然离不开有力的实训保障条件与科学的管理模式,所以也必须在实验室建设方面加大投入力度。2014年10月建成的电工电子实验室现拥有4个实验室,占地320平方米。实验室共配备了新研制的一体化实验台80台。实验台装有LDS21010数字存储示波器、YB32020任意波形发生器、YB1732A直流稳压电源、UT803数字万用表以及晶体管特性测试仪等设备。经过近一年时间的适用,广大教员反映实验教学设备功能强大,数据精确,能够提高电子技术教学的有效性。 2.2实验应科学管理 一方面,将学员的实验完成情况、实训报告提交及教员评阅情况以及进入实训室的时间等分类归档管理,既方便教员检查学员的学习情况,又方便学员掌握自己的学习进度。另一方面,在网上建立试题库,供学员对照实训内容进行检查并调整学习进度。教员也可定期在网上测试题,及时发现学员学习中的问题,适时举办讲座答疑。 2.3鼓励探究实验与俱乐部活动相结合 俱乐部活动虽然规定的项目和培训、竞赛进程,但只有将探究实训活动和俱乐部的相关培训活动有机融合才能更好的发挥人才培养的效益。学员可根据自己的俱乐部讲授内容或理论课的学习情况、以及感兴趣的领域选择合适的时间从事创新探索和设计。也就是学员可以根据自身实验内容的预习情况和准备情况,自主选择实验场地和实验器材。在实施过程中,实训室只是提供必要的实验条件,安排实验教员以提供必要的指导和管理。总之,俱乐部建设应在人力、物力以及科学的管理运行模式上加大投入,是一个长期教学实践的过程,需要师生的不断探索和创新,才能使学员在“宽松、和谐、给力”的学习氛围中自觉自愿的提高自己,从而收到较为满意的教学效果,有效的促进教学相长。 作者:高明 单位:火箭军工程大学士官学院 电子设计论文:电子设计竞赛学生队伍培养模式 摘要:该文以笔者多年参与大学生电子设计竞赛赛前培训和竞赛指导工作为背景,根据每年大学生电子设计竞赛的总结经验,从学生选拔、赛前培训、平台建设等多个方面对学生竞赛队伍培养模式进行探索,总结出一系列的培养模式。 关键词:电子设计竞赛;培训;选拔;创新性 实验项目全国大学生电子设计竞赛是国家教育部、信息产业部组织的四大学科竞赛之一,目前已经成为高校电子、电气等专业必参加的学生专业竞赛。大赛从1994年开始每两年举办一次,参与学校和人数逐年增加,规模不断扩大,逐渐演变出其他省市级、地区级以及企业赞助等形式的电子设计竞赛。此类电子设计竞赛涉及到的专业知识面广泛,电子、电气、机械、计算机等多个学科之间的交叉,要求学生即要掌握硬件电路的设计与分析又要具备程序的编写能力。通过电子设计竞赛最终实现培养学生的协助能力、创新能力,提高大学生针对实际问题进行电子设计的能力。笔者作为学生参加了2005年的全国大学生电子设计竞赛,同时作为指导教师参与了2009年以后的各类电子设计竞赛,现结合该院电子设计竞赛情况谈谈学生队伍培养方面的几点改革。 1该院电子设计竞赛学生队伍现状 目前该院参加的市级以上电子竞赛主要有全国大学生电子设计竞赛和重庆市“合泰”杯单片机应用设计大赛,从历年参赛情况来看,主要存在以下几个问题。(1)学生对电子设计竞赛的认识不够,积极性不高,来参与培训和竞赛的学员不多,造成这种局面主要存在两个误区:一个是部分学习成绩好的同学认为考研更重要,参加培训和比赛会占用大部分时间;还有一个是学习成绩中等以下的同学认为自己理论知识没有学好,电子竞赛相关的知识也学不好。(2)学生储备竞赛相关知识不够。目前该院参与培训的学生主要来自二年级和三年级,对模拟电路、数字电路、单片机原理、DSP、自动控制原理等理论知识掌握不够熟练,且二年级同学还有部分课程没有开设,常用仪器仪表操作不熟悉,电路焊接基本功不扎实,没有亲自制作过PCB电路板,更缺少相应的工程实践环节。(3)赛前集中培训时间过短。电子设计竞赛是在8月中旬开始,该院对选拔出来的二、三年级的学员一般是从7月放假开始,只有短短的一个月时间,学员要在这么短的时间内把电子设计竞赛的电源类、仪表类、控制类、飞行类题目都进行练习,掌握各类题目的硬件设计和软件设计方法,无论对于老师还是学生老师都不容易做到。(4)学生队伍没有延续性。由于学校目前对于参加电子设计竞赛学生,只在创新学分上给与了一定学分的认定,导致部分同学参加完比赛拿到创新学分后就不再参与相关电子设计竞赛,从而导致部分优秀的参赛队员流失。 2多渠道、多元化培养电子设计人才 电子设计竞赛不仅能够体现一个参赛学员应用知识的能力,更能体现参赛学员的工程实践能力,同时也能培养学员的创新精神,协助能力,提高学员电子设计的综合能力,一个优秀的学员需要经过长时间的系统的培训才能具备电子设计所需的相关知识和能力。针对该院学员队伍的实际情况,进行了一系列的实践探索。 2.1以学院电子科协为载体,广泛宣传 学院电子科技协会每年9月新学期开学都会招收一年级新生为会员,然后开展一系列的科普活动。协会采用作品展示的方式进行宣传,将高年级学长制作的一些电子作品,如:光立方、遥控小车、智能台灯、无线话筒等有一定科学趣味的作品进行逐一展示,并对其相关功能进行讲解,现场解答疑问。通过这样的方式,发现很多新同学对电子专业产生了极大兴趣,并且愿意加入到电子科协这个团体中,学习更多的知识。 2.2合理选拔,分散基础培训 学生作为比赛的主体,那么他的专业知识、素质以及学习态度就成为了比赛成绩的关键因素。如何才能选拔出优秀的学员参与比赛环节呢。可以通过先培训再考核,分阶段逐步挑选。在这一阶段,由于全是一年级新生,在培训的时候应该注重基础知识、基本技能方面的培训。可以将培训集中在常用电子元件认知和电路板焊接基本功上,学生通过焊接实验,学习和了解常用电阻,电容,二极管,集成电路正确使用方法,以及使用万用表检测电路的一般方法,逐步掌握焊接技能。同时,还应该注重培训学生艰苦奋斗的精神。由于很多同学在刚开始的时候兴趣浓厚、满腔热情,但是随着培训的强调和难道增加,部分学生开始失去心情,严重影响整个培训队伍的稳定。因此,选拔队员时除了要考虑学员专业知识外还应该要充分考虑学生的毅力和精神。 2.3分年级,开展暑假集中培训 通过前期选拔,将集训队伍分为二、三年级正式参赛组,以及一年级预备组。针对不同组别,合理安排,统筹计划,开展相应的培训工作。一年级作为下一届比赛的预备队,主要进行以下内容的培训:电路原理图与PCB电路板制作设计;常用电子电路设计;单片机编程设计;通过这一阶段的集中培训,学员能掌握用Altiumde-signer进行原理图和PCB图的设计;掌握用分立元件设计基本的模拟电路和数字电路;熟悉常用传感器的应用以及单片机内部资源,掌握单片机开发技术,能应用单片机解决工程实践问题,具备一定的电子产品开发设计能力。二、三年级作为参赛队伍,培训前期先进行PID编程技术、EDA技术、DSP技术相关知识培训。然后按照大赛统一模式,三人为一小组,针对大赛题目命题规则,按照电源类、信号类、仪器仪表类、控制类进行分组,以4天3晚为时间段做针对性的模拟实战。并要求在规定时间内完成从电路设计、程序编写、电路搭建、系统调试、指标测试以及报告撰写全部任务。通过这样的模拟练习,能够很快地提升学生的协作能力,掌握每个学生的长处,为正式比赛打下坚实基础。 2.4依托校级比赛和创新性实验项目开展培训 为了拓展学生的专业技能,学院从2012年开始举办校级单片机设计竞赛,采用与“合泰”杯单片机设计大赛相同的模式。即首先要求参赛学生提交作品创意书;其次专业教师根据作品创意书确定公布参赛名单,并要求学生在两个月内完成作品设计和报告撰写;最后采用现场答辩的方式评审出奖项。通过这个比赛可以很好的激发学生的创新实践能力,提升学生的电子产品设计能力,单片机编程能力,同时也可以通过比赛发现优秀学生,达到以赛促赛的目的。创新性实验计划项目是以3~5名本科生团队,在导师的指导下,自主选题设计、独立组织实施并进行信息分析处理和撰写总结报等工作,以培养学生提出问题、分析和解决问题的兴趣和能力的项目。要求申请项目的学生具有一定的电子设计基础。学院要求参加过电子设计竞赛的同学必须申请,从近几年的统计情况来看,申请创新性实验项目达到了50多项。通过创新性实验项目的实施,充分调动了学生的主动性、积极性和创造性,促进了学生的创新能力和团队协作能力的培养,同时为电子设计竞赛积累的大量的知识。 2.5建设创学生科技新实验室,营造自主学习氛围 为了培养学生的创新实践能力,方便优秀学生开展实践技能训练和科研活动,学院建设了学生科技创新实验室。整个实验室包括一个元器件室、一个电子设计室以及一个实训室,并购置了常用的电子元器件,并为实验室配置了示波器、电源、信号源、频谱分析仪等常用仪器设备以及计算机。创新实验室以学生自我管理为主,教师指导为辅,主要成员是参加过电子设计竞赛的高年级学生。整个创新实验室制定了详细的开放计划和开放项目,低年级同学只需要申请相应的开放实验项目,填写元器件申请表,便可以在开发时间进行项目实验。在实验过程中会有高年级的学长进行指导,极大地提高了学生自主学习的积极性。 3结语 电子设计竞赛的最终目的是以竞赛为平台,培养学生的工程实践能力、创新精神、团队协作能力。如何才能培养出具备参与电子设计竞赛的优秀人才,通过近几年的实践探索,在学员选拔、培训、自主学习以及平台建设方面取得了一些成绩。同时也发现了自身的问题和不足之处,将继续努力、不断探索和改进。 作者:邱刚 单位:重庆三峡学院信号与信息处理重点实验室 电子设计论文:大学生电子设计能力培养探索 [摘要]学生电子设计制作能力是在大学阶段对理论知识学习的实践与提升,较强的动手能力会使学生在就业与考研升学过程中占有较大优势。为此,希望建立一种比较完备的零起点电子动手能力的实训过程,时间上力求调动学生的课外时间,形式上似于一种电子手作虚拟工作室的形式。基于若干难度阶梯式过渡训练项目,使得工科学生在大一期间就培养出电子手作热情,并随着专业课与理论课的不断丰富,循序渐进地提高。 [关键词]电子手作;虚拟工作室;阶梯式训练 理工类学生应该掌握一些常用的电子类手工制作的能力,通过亲力亲为的实际制作可以辅助学生加深对课堂理论知识的理解。同时电子类手工制作还会涉及许多课堂上理论知识学习不到的实际问题,这对学生日后无论是工作还是考研都有很大的帮助。在实际的工作中,越来越多的学生渴望加入到电子类手作中来。 一、学生在学习电子设计制作方面遇到的问题 首先,多数喜欢电子制作的初学者,没有一个快速高效的学习渠道,学生们彼此没有交流沟通的平台,导致初学者无法很快的入门学习。其次,电子手作中使用的工具元件类繁多,初学者不清楚应该买什么、用什么,一个人也无法购买齐全,这也限制了学生们在电子手作方面的学习热情。最后,在组织学生参加比赛时,往往是比赛前临时组队,这导致参赛队伍水平参差不齐,队友配合不够默契,选题方向不明确,对学校整体参赛水平有很大影响。因此,现阶段急需一套完备的学生电子设计能力培养实训方案,以提高学生的整体水平与应赛能力。 二、培养方案拟解决的主要问题与意义 拟解决的主要问题:1.给喜爱电子设计的学生提供一个广阔完善的交流平台;2.初学者如何快速入门;3.如何引导更多的学生加入到电子手作中来。本文详细阐述了阶梯式的大学生电子设计能力培养方案的具体内容与实施注意事项,并在实际教学与课外活动中积极实践。这样做的目的是给喜爱电子设计的学生一个更广阔更完善的交流平台,对喜欢电子手作的学生在学习方向、学习方法、学习技巧上给予指导,引导更多的学生加入到电子手作中来,达到从快速入门到自我提高再到互动交流的步步提升。同时,也为各类电子设计类比赛提供后备人才,让整个专业的参赛水平得到广泛的提高。 三、具体实施过程 (一)具体实施步骤 1.建立移动互联交流平台通过组建虚拟工作室的形式为广大学生提供在线实时交流平台。主要是基于微信、微信订阅号、QQ群等网络社交平台,使学生能不受时间和地域的限制进行技术交流、资源共享等,方便定期的集体活动召集、日常比赛章程等工作的进行。2.零起点实训项目方案通过多年的教学与竞赛经验总结,学生应具备的基本电子设计动手能力是需要一个循序渐进的阶梯式的训练过程培养出来的,没有办法一步到位,需要一个系统体系的培养过程。为此我们提出一种基于项目驱动的零起点学生电子手作能力培养流程,具体方案见表1.3.定期展开活动围绕着以下三个方面展开活动:(1)开展团做活动,让学生们以小组为单位制作电子手作作品,并一起演示讲解,以达到培养团队合作,加强学习热情,分享经验的目的;(2)定期进行分享,通过PPT等方式讲解自己擅长的某方面,以达到取长补短,互相学习的目的;(3)制作PPT,flash等作品需要演示自己的手作作品过程,在实物演示中发现自己作品需要改进的地方。4.培养电子设计大赛预备团队对学生进行团队配合训练,定期布置制作内容,学生们自行组织制作,在日常的制作中找到适合自己的团队伙伴,并在一次次的合作中增强默契程度,形成优势互补,有理性、有知识、有竞争力的参赛团队。电子大赛预备团队也是在日常生活中需要重视的问题。如果日常没有预备团队的赛前准备,遇到比赛就临时突击组队参赛的话,有可能遇到以下问题:第一就是团队成员之间合作度不好,第二是团队成员的水平参差不齐,第三是团队成员对大赛过程不了解。这一系列问题会导致团员参赛过程盲目而没有效果,这样不利于学生整体能力的提升与培养,也失去了利用比赛促进学生能力培养的初衷。5.依据学生的学习程度与水平,不定期地请专业教师进行指导从多年来组织学生比赛的经验来看,学生能否顺利参加省级以及全国大学生电子设计大赛,需要具有一定指导比赛经验的教师给予足够的赛前指导。专业知识是参赛之前必须打好的基础,除了这一块内容外,参赛的流程、制作作品的时间安排、参赛过程的心理调适、参赛学生的整体协作分工也是需要教师给予指导的。有了专业指导教师的帮助,学生才有可能在4到5天的时间内发挥出自己的水平,顺利完成比赛。为此,我们会依据不同类型比赛的时间节点,分批次、分重点的对学生进行指导。 (二)实践过程需要注意的关键问题 1.如何利用并扩大网络沟通平台应充分利用现代网络社交平台的实时性、便捷性,给电子爱好者们提供一个更好的交流学习平台,力争带动更多学生加入电子设计学习的团队。在实际操作中,我们主要的网络平台有QQ群、微信群、微信订阅号等。新兴的订阅号的好处主要是让对电子手作、电子竞赛感兴趣的学生主动关注订阅号。订阅号就可以依据各类比赛的比赛时间节点统一关于比赛的相关内容。QQ群的应用主要是便于集中的对参赛学生的管理,方便传达比赛的相关信息。同时QQ群强大的文件上传功能可以为学生提供大量的学习资源与资料,对于新加入的学生,可以由群成员以老带新引领其学习,这样学生可以更好地互动交流。2.如何合理构建训练项目通过对已经掌握电子手作技能学生的学习过程的分析,形成一套健全科学、有效的电子手作学习步骤,帮助学生们更快地掌握知识技能,打破以往参赛的匆忙,在课余学习中形成参赛团队,提高团队整体竞赛水平。多年的实践经验告诉我们,需要形成一套完善的训练体系来帮助学生完成从零基础到基本运用再到实际项目提高这样一个训练过程。合理的训练项目可以使学生快速入门与提高,实战可以让学生检验自己的能力水平,同时也可以提高教师带队参赛的工作效率。 四、结束语 通过多年来的实际实践积累,本专业已经建立了一个具有不同年龄梯度的学生参与的学习小组,定期不定期的组织各种形式的宣讲与讲座,团队学生也已经参加过若干不同类型的电子类设计比赛,并取得了一些不错的成绩。团队中的学生在参与大学生创新创业项目方面也比较积极,获得过多个省级及校级大创项目。以后还要继续完善团队成员招新、日常活动、电子手作学习的系统规程,形成一套规范体系,使每年新生入学后都有比较顺畅的参与流程,并且让学生通过我们制订的能力训练流程高效率的参与学习,快速提升能力,以应对各种大赛的考验以及社会企业的需求。 作者:杨慧英 高宏伟 于洋 赵亚威 宋建辉 单位:沈阳理工大学自动化与电气工程学院 电子设计论文:电子设计应用软件训练平台研究 【摘要】针对电子信息与通信类专业培养目标,电子设计应用软件训练是保证实践教学质量的重要一环,以培养学生的专业技能,提高学生实践能力为目的,软件训练平台的建设对锻炼学生动手能力,启发创新思维具有重要意义。从软件训练平台的设计组织,实施到考核机制的安排都做了较为深入地探讨,在实践教学改革中是一项有益的尝试,对于积累教学经验,探索培养人才模式乃至教育创新具有一定的现实意义。 【关键词】电子设计应用软件训练平台;实践能力;教学改革 一、引言 高等教育是培养创新精神和创新人才的摇篮。因此如何培养大学生的创新能力是建设创新型国家对我国高等教育提出的新要求。电子设计应用软件训练是电类专业学生不可或缺的实践教学环节,要求学生不仅具备基础理论知识,还需要培养学生实践能力、动手能力、独立分析解决问题的能力。往届学生开展软件训练过程中存在的一些现象:(1)照猫画虎、不求甚解大多指导老师仍沿用传统的课程设计的指导方法,即以教师为主导,学生被动地按教师的演示方法或相关步骤进行电路设计,学生的学习积极性、主观能动性、实际动手能力以及独立分析问题、处理问题等综合素质必然会受到扼制和打击。(2)固步自封,缺乏创新从过往题目设置来看,缺乏与实际应用的结合,譬如:学生在电路设计中,依据任务书绘制电路图,对元器件的相关原理不求甚解,在实施软件设计时,大部分内容借鉴了网上查阅的资料,并未深入理解。单纯为了完成软件训练而敷衍应付。电子设计应用软件训练实践平台的设计相信会有效克服这些困难,为我院学生提供创新能力培养和锻炼的机会。“软件训练实践平台”将有效整合软件训练实践内容、软件训练电子资源以及训练考核模式。 二、电子设计软件训练平台实施方案 开展“电子设计应用软件训练“平台设计要经历以下几个阶段,主要任务描述如下:(1)软件训练环境及开放的教学资源开放性综合实验室为电子设计应用软件训练提供必要的教学场地。培养学生的创造性思维需要现代化的教学手段。而基于校园网的“电子设计软件训练”教学资源将通过大量多媒体资源的呈现为学生更直观、生动地反映软件训练的各个环节,提高学生对软件训练项目的兴趣。(2)电子设计软件训练指导教师队伍配备软件训练的主导是教师,成立教师指导小组,在师资队伍中,年轻教师和老教师各有长处,这无疑要求教师对本学科的技术及交叉学科的理论和实践方法有较为广泛的涉猎。(3)电子设计应用软件训练的题目甄选软件训练题目既要体现电子信息及通信技术的特点,又能反映目前这一领域前沿发展方向,并具备一定的实际价值。题目范围广,涉及多门课程,包括数字信号处理、模拟电子线路、单片机、微机原理等,涉及的仿真设计工具不仅局限于Protel,Proteus,DXP等,这就要求指导教师要有更宽的知识面和更丰富的实践经验。(4)网络成为辅助软件训练的主要利器鼓励他们在相关网络资源中找到灵感,浏览电子网站及相关的学习论坛,如21IC网、电子工程师网等。通过这些网络资源,学生不仅能够学会查阅芯片资料,而且能找到解决问题的思路。(5)资源整合的“流程化”实施体系以基本素质培养为根本,创新研究能力拓展为外延,有层次的设置软件训练题目,并力求使题目覆盖主要知识点,并与实际需求衔接。 三、考核体系的设计 随着软件训练平台的不断完善,基于软件训练平台的考评与以往的考核标准相比更为高效、科学。学生根据所选题目的层次,提交不同形式的训练报告。以综合设计性题目为例,设计完成后,各组除应提交分析报告、可运行的源程序或电路原理图还要有完备的仿真结果,都可以在训练平台上通过不同的ID,上传到相应入口,由指导老师进行审阅。此外,考核机制还需逐步修正,并在一定程度上侧重学生科技论文写作能力。其中,软件训练报告的格式要求思路清晰,内容上针对项目的核心原理及实现步骤作简要说明,包括硬件及软件部分的结构图、流程图、电路原理,各电路元器件的参数设置等,突出创新发挥及收获体会等部分,为学术论文的撰写打下基础。 四、结语 电子设计软件训练在提高学生综合素质方面发挥了重要作用。它不仅改变以往学生被动参与软件训练的模式,完成学生的角色转换,而且促进了学生软件技能方面的发展。目前,我院与中兴通讯在产学研合作方面保持了良好的互动,建立与企业的紧密交流,对实现我院课程、实训内容和教学平台紧跟行业应用技术发展都大有裨益。从学科的教学改革及发展上着手,建立新的人才培养模式,从能力、素质等方面对学生进行“工程化”、“应用化”教育,把创新教育渗透在软件训练中,贯穿于整个实践教育环节的方方面面。 作者:赵晨光 张丽丽 白玉 单位:沈阳航空航天大学电子信息工程学院 电子设计论文:航天电子设计课堂及翻转教学设计 摘要:SPOC将优质MOOCs资源与传统课堂面对面教学的优势有机融合,具有小规模、私有定制、线上MOOC、线下课堂上接受导师辅导的特点。针对当前航天电子设计课程教学存在的问题,阐明建设该门课程SPOC课堂的必要性,逐步建设基于SPOC的航天电子设计MOOC课程,提出实现课堂翻转的具体措施,努力提高航天电子设计课程的教学质量。借鉴SPOC,能够实现航天电子设计课程教学流程的重构与创新,赋予学生完整、深度和有效地学习体验,全面提升学生的设计能力和创新能力。 关键词:翻转课堂;SPOC;MOOC;航天电子设计;教学模式 航天电子设计课程是为我校空间工程专业专门设立的、基于小班教学(人数在30人左右)的本科专业选修课程,理论与实践结合较强。随着学校新的本科生培养方案和教学大纲的颁布,该课程的学时进一步压缩。为了保证学生在更短的学时内更好地掌握航天电子设计的技能,解决现有教学模式和手段的不足,考虑将SPOC教学理念引入课堂,实现航天电子设计课程翻转,提高教师讲授和学员听课的效果[1]。 一、航天电子设计课程性质与特点 (一)课程性质地位 航天电子设计课程安排在大四上学期。课程的任务是培养空间工程专业学员航天电子系统设计的基本技能,使学员熟悉航天器电子系统的组成、常用单元设计、电路开发流程,初步具备开展航天电子设计的实践能力,为从事航天工程实践打下基础。课程以航天电子系统为主线,系统地阐述航天电子设计的关键技术和开发流程,包括电路原理图设计、印刷电路板绘制、电路板焊接调试、星载计算机、航天电源系统等内容。 (二)课程基本理念 课程采用以实践引导课程教学,讲授与实践相结合的指导思想。随课堂安排作业和专题实验模块,利用实验加深课程理解,并衔接后续课程设计,让学员在基于理论和动手实验的转换中体会航天电子设计的乐趣,充分调动其学习和实践的积极性。课程内容安排上,突出重点的同时兼顾内容的完整性,在有限课时内使学员对航天电子设计既有全面认识,又熟练掌握实践必需的基础知识和必备技能。 (三)课程设计思路 课程设计为理论讲授、现场实验、课程设计三个环节。三个环节同步穿插进行。理论讲授环节包括电子设计基础、PCB设计制作技术和航天电子系统等基本内容;现场实验环节以课堂讲授内容为依托,主要完成电路原理图设计、印刷电路板绘制、电路板焊接调试等应用实验;课程设计环节需要完成航天器电子系统的几个专题实验任务,拓展学员航天电子设计的实践能力。 二、当前航天电子设计课程教学中存在的主要问题 该课程设立已有三年,教材为授课组集中编写,内容根据授课效果在逐年更新。在课程教学上,目前还存在一些问题。 (一)教学主体“以教为主”,不能激发学生的学习积极性、主动性和创造性 当前教学过程中,主体为老师,这种方式节省时间,效率高,可以满足多数学生的需求。从教学实践上看,理论教学环节,老师讲授时间超过15分钟,部分学生注意力就会发散,影响授课效果;实践教学环节,一般采用老师示范,学生重复操作的模式,许多学生为追求快速完成实验,死记硬背,缺乏思考,不求甚解,一段时间不用,就忘得一干二净。因此,这种单一的“以教为主”、单向广播的教学模式,学生的学习积极性、主动性和创造性不高,效果不佳。 (二)实践教学环节薄弱,不利于培养学生的综合实践能力 经过连续几年的航天电子设计课程教学,学生们普遍反映该门课程实践性很强。往往是学生们兴趣高、意犹未尽,但是实验时间已经用完,经常是老师联系学生补课,因此实践环节仍然显得薄弱。现有教学模式中,理论授课占据了60%的时间,主要采用先理论后实验的教学方式,实践教学仅限于几次课内实验,并且也多为验证性实验,只能起到使学生了解基本实验操作过程的作用。这种实验仅能使学生掌握比较简单的实验操作技能,难以形成航天电子应用系统的开发与设计的能力。 (三)完全依赖课堂教学,课前预习和课后练习得不到保障 目前的实践教学主要采用课内实验的方式,利用实验开发板和系统开发软件进行。课堂时间有限,实验过程中,学生只需按老师的操作规范要求来接线,再在软件中输入既定程序,然后下载到实验板就可以从中观察到实验结果。课堂上如果部分操作不熟悉,课后没有条件来补课。部分学生希望完成复杂的实验项目开发与设计的愿望也不能实现。因此,完全依赖课堂的实验教学教学效果就不能得到保障。 (四)以考代评,缺乏对实践教学真实考核与评价的环节 目前,对航天电子设计课程教学效果的考核方式以笔试为主,采用“4+6”的模式,即平时的课程实验成绩是40分,期末考试的成绩占60分。实验成绩多是以学生完成实验报告的情况来进行评定的,而老师不能一一具体了解每个学生的工作量和实践水平。可以看出,此种考核与评价方式,体现不出实践教学的重要性,不能较客观公正地考查学生的实践能力。 三、建立航天电子设计课程SPOC课堂的必要性 只有便捷、舒适、高效、满足学生需求的课程教学才具备强大的生命力。现代先进教育技术大量涌现、实际课堂教学的不足、学生们求知的渴望,促使我们积极寻求有效提升实际航天电子设计课程教学效果的授课模式。当今MOOC的兴起,给大学教育带来了新机遇、新挑战[2]。然而,伴随着MOOC平台、上线课程和学生注册数的巨量增长,数量的急剧加速引发了质量危机。近几年的研究与实践表明,由于不设先修条件,学生知识基础参差不齐,缺乏面授,互动性差,教学过程缺乏监督和教学模式不具普遍性等,不仅损害了学生学习的自信心,也影响了教师教学的积极性,成为MOOC注册率高、完成率低的重要原因[3]。MOOC的发展是大势所趋,我们借助MOOC实现航天电子设计课程教学效果提升的重要出路就是:转变为课堂教学工具,进入SPOC时代,将传统的“堂上听课堂下答疑”翻转为“堂上讨论线上学习”。SPOC是英文SmallPrivateonlineCourse的简称,顾名思义为“小众私密在线课程”[4-5]。SPOC的核心理念是实行私有的、定制的、高质量导师制教学,其基本形式是线上MOOC、线下享受教师的导师制单独指导,在传统校园课堂上则可引导学生讨论和解决问题[6-7]。航天电子设计课程SPOC建设有一定基础,其必要性在于:1.人数规模合适:学生规模一般在30人左右,符合小班制教学,即Small的标准;2.学生层次差异不大:作为校内同专业学生,他们的学科基础、知识结构、上课时间等基本相同,符合限制性、私有的和定制的教学模式,即Private的标准;3.授课时间安排合理:每周一次课,每次3个学时,充分保证了理论教学、分组实验的开展;4.课程专题性强,知识点突出:前期课件基础积累丰富,知识点容易索引,章节高度有序,适合MOOC课程专题建设;5.学校教学网平台可以利用:现有教学网较为成熟,适合在线课程资料(电子书、短视频、练习题等)的上传和下载,论坛维护便利;6.教师团队实践经验丰富,容易实现课堂翻转:先后有多名骨干教员参与课程建设、理论授课和实验辅助教学,对课程流程熟悉,同时亲身承担了大量科研任务,特别是对卫星电子系统研制经验丰富,具备翻转课堂的能力。 四、基于SPOC的航天电子设计MOOC课程建设内容 航天电子设计课程是实践性要求很高的一门专业课。现有的教学模式虽有SPOC教育模式的理念,却离SPOC之实相距甚远。因此,如何应用MOOC的成果和SPOC的先进教学管理模式,逐步改革航天电子设计课程教学,是当前本课程教学改革的关键。借助MOOC,实现航天电子设计课程SPOC建设,需要完成以下工作[8]:1.制作高度有序的PPT课件,按照章、节、点、条,精确编号。2.录制讲解精炼、透彻的视频,建立与知识点同名的视频文件,能够围绕知识点索引。3.提供与知识点同名的电子文档,能够围绕知识点索引。4.编写典型的练习题,客观性要强,题目与知识点同名,能够围绕知识点索引。5.完成课程设计题目、典型实验代码编写,对初学者在关键代码段预留中文注释,学生进行补充和调试。6.借助教学网等网站,完成上述资料的上传。7.积极进行网站建设,及时回答线上学生提问,能够随时观察学生学情。这样,围绕一个知识单元,就囊括了短视频、电子书、练习题和讨论题等重要元素,为实现课堂翻转提供了条件。图1为航天电子设计MOOC课程建设示例。 五、基于SPOC的航天电子设计课程课堂翻转步骤 航天电子设计课程翻转课堂的目的在于,使学生成为课堂学习的积极主动参与者。对于航天电子设计这门实践性要求较高的课程,翻转课堂应强调学生动手能力。例如,在程序代码编写环节,利用电子教室软件,老师可在屏幕上实时掌控每位学员的调试过程,随时让某位学员进行屏幕共享、课堂示范讲解,老师及时引导并解答学生存在的共性问题,效果非常好。课堂翻转的步骤分为以下几个方面:1.提前陆续释放相关知识点的课程讲解和阅读资料,让学生有的放矢的,提前自由自主的完成高效的预习。例如:授课视频和参考资料课前全部放在网上,24小时随时可以在线读取;精确到知识点的视频和电子书;教师根据计划设定阶段性学习内容和期限;学生自主决定在这个期限内如何自由完成。2.课前学生学习高度清醒,知己知彼。学习时,可浏览个人进度、作业完成情况、学习时间;掌握每天进度排名和耗时排名;了解论坛热点信息;自建同步笔记和讨论等。3.课堂上实行小班化教学,任务驱动,分组讲解,学生与老师的角色互换。具体操作时,把班级分成几个小组,每组布置不同的教学任务,完成翻转任务书;课堂上各组担任教师角色,向其他组教授相应内容;教师点评、提问、参与讨论;其他组同学一并参与即时讨论。4.后台大数据让教师全程对课程知识点,对学生个体情况了如指掌。教师可以定时布置阶段性学习任务;看到各章节任务总体完成情况,个人完成情况;看到各个知识点完成情况,耗时情况;看到学生总耗时,视频耗时;看到学生个人各个知识点耗时等;看到个人学习日志;把握课程重点和改进难点讲授方式等。图2为航天电子设计课程课堂翻转过程示意图。SPOC的基本流程是:教师把MOOC的丰富视频材料当作家庭作业布置给学生预习和自学,然后在实际的课堂教学中回答学生问题,了解学生已经吸收的知识、存在的问题,在课上与学生一起处理作业或其他任务。总之,教师可以根据自己的偏好和学生的需求,自由设置和调控课程的进度、节奏和评分系统[9]。 六、基于SPOC实现航天电子设计课程课堂翻转的案例实践 按照上述理念,选择航天电子设计课程的部分专题进行课堂翻转的实践。这里,以《星载计算机串行通信》专题进行示例,这节课的特点是素材准备比较充分、知识点突出、实践性要求比较高。下面按照时间顺序进行介绍。课前两周:通过校内局域网邮箱、教学网向学生投送视频、设计实例、虚拟开发软件。包括串行通信基本概念、星载计算机通信接口等。视频8分钟左右,实例演示7分钟,可重复播放。课前:要求学生自主观看视频、观摩实例;安装虚拟开发软件,参考设计实例完成模拟环境下的开发;在教学网或邮箱提出遇到的问题,等待课堂解决。老师在课前一天关注学生在概念理解、程序开发等方面提出的问题,重点做好备课。课堂翻转时间:课堂上,设置不同的翻转任务,包括基本概念讲解、常用通信接口介绍、实例演示等。随机抽取不同小组进行课堂翻转,由学生讲解,老师或学生随时发问。讲解完毕,老师进行点评,学生一起讨论问题。该环节学生主导,教师引导。课堂练习时间:布置随堂实验任务,进行单机串行通信接口实验。这不同于课前模拟环境下的开发,而是基于星载计算机的程序开发。为突出知识点,提高学生成就感,提供特定波特率下的串行通信参考程序,而对要完成的程序段进行留白,学生课堂完成编写、调试。该环节教师布置任务,学生随堂完成。课堂验收时间:验收的整个过程可通过专用电子课堂软件,对待验收的学生屏幕同步投影到教室大屏幕,使得每个学生都能看到待验收同学的演示过程。首先,待验收同学通过单机和模拟通讯软件进行自发自收,对程序质量进行演示;然后,通过第一步演示的两个同学进行双机通讯,确保互联互通;最后,大家对每个学生遇到的共性问题一起解决,共同做出评价。该环节前两步学生主导,最后一步教师主持。课后:根据课堂授课效果,进一步把握课程重点,改进难点讲授方式。整理教学素材,使得知识点讲解更简明扼要,演示更清晰到位,预留问题更有启发性。 七、基于SPOC的航天电子设计课 程课堂翻转效果问卷调查本文采用问卷调查的研究方法,利用校园教学网,对来自四个专业三个班,学习航天电子设计课程的76名学员进行了在线邮件问卷调查。调查执行时间是2015年9月至10月。共收回有效样本75个,回收率为98.68%。调查结果显示,学生们积极评价了基于SPOC的课程课堂翻转效果。“相对传统教学方式,采用SPOC方式学习效果更好”(88%)、“知识点集中,重点突出”(92%)、“师生互动增强,学生参与程度加强”(76%)、“可以自由安排时间预习,可反复学习,效率提高”(96%)、“学生自控能力、表达能力、思辨能力、合作能力等得到全面锻炼,综合能力得到提升”(92%)、“习题与测验量少、精确、高效”(80%)。影响课程的原因主要表现在以下几个方面:“平时可以投入的时间有限”(61%)、“缺乏自控力和毅力”(43%)、“课程内容与预期不符”(19%)、“很难找到学习伙伴交流”(21%)、“课前视频或电子书选用不好用或网络不畅”(24%)、“课程难度太高”(16%)、“课程内容没有吸引力”(13%)、“老师教学方式没有吸引力”(11%)、“不习惯考试方式”(8%)、“不喜欢在线学习的方式”(3%)。因此,基于SPOC的课程课堂翻转模式仍然有许多问题值得探讨。从教师角度而言,教师自己建设课程,管理课程,需要耗费大量精力;课堂研讨的工作量加大,指导学生的力度增强,对教师的学术能力和知识面有了更高要求;定期布置阶段性面授任务,使得学生全程保持紧密学习状态。简而言之,教师少讲、精讲,努力节约讲授的时间,重点放在引导和启发学生思路,重点解决共性难题方面。八、结束语SPOC的核心理念是实行私有的、定制的、高质量导师制教学,实现这一理念的有效方法是线上MOOC(对应传统的课堂下)、线下享受教师的导师制单独指导(对应传统的课堂上)。要保证SPOC有效实施,不仅要完成MOOC所需要的优质视频、知识单元化、学习管理规范化等条件,还要有知识面广、教学经验丰富、计算机水平相当的教学团队,即:既要有内容可翻转,还要有能力翻得动。因此,从理论上说SPOC可有效解决航天电子设计课程现有的所有问题,但实际中还需要做大量的准备工作并加快改革步伐。前期积累越充分,后续全面实现航天电子设计课程“翻转课堂”的效果越好。 作者:张志洲 刘昆 肖凯 谢燕 单位:国防科学技术大学 航天科学与工程学院 电子设计论文:电子设计竞赛赛前培训的思考 1培训中存在的问题及原因分析 1.1认识不到位 随着社会的发展和科技的进步,对高等教育提出了更高的要求.而培养具有工程实践和应用能力的学生已成为高校、企业以及社会都关注的重点[9].因此我国各部门,社团、企业每年都举办大量的比赛,以此锻炼、培养和选拔人才.各种比赛层次参差不平,而独立学院对各类比赛没有具体规划,没有针对性的培养目标和计划,导致了电子设计大赛不被学生和教师重视.往往都是在接到比赛报名通知后,才开始组织部分尖子生进行集训,而电子设计大赛是一项对学生专业基础知识和动手能力要求较高的赛事,临时的集训,往往效果非常差,也不符合通过电子设计竞赛让尽可能多的学生从中获益的目的[8]. 1.2师资力量,实验设备不足 独立学院是近十几年来才发展起来的一种新兴的教育模式[9],其师资力量、教学资源、实验设备很大程度上任然依赖大校,没有一只属于本院的的高水平,教学实践丰富的师资队伍.本校的年轻专业教师,实战经验不足缺乏工程意识,对电子类学科的知识掌握任停留在传统的数字和模拟电路教学水平[10],导致的电赛集训期间教师还需要和参赛学生一起学习和练习,没办法针对性的指导学生.实验设备更是严重不足,很多学校所有的实验设备任然是“老三样”,示波器,万用表和信号源,而这些传统设备已远远不能满足电子设计竞赛的对电路系统的设计要求. 1.3激励不到位 电子设计大赛通常在每年的9月举行,其培训主要在课余时间以及寒暑假进行,需要占用教师和学生大量的业余时间,同时电子设计竞赛是以电子技术的应用设计为主的比赛,要求学生具有一定的专业知识和技能,因此每年参赛的学生大部分都是大三的学生,而大三的学生往课业压力比较大,寒暑假期间又面临考研复习的问题,无法做到学业,考研,比赛三种兼顾,导致很多优秀的学生因为考研和学业压力往往放弃比赛.另外担任电子设计竞赛培训课程的指导教师,因为科研压力,往往需要在寒暑假期间从事手头的科研项目,更何况完成电赛的培训和指导工作所花的精力远比普通教学和科研工作要大得多,但得到的认可和激励往往还不如日常教学和科研工作,导致了很多教师不愿意从事比赛的培训和指导工作,即使参加了竞赛指导工作也存在不好好干以及干不好的问题. 2赛前培训的思路与举措 2.1整合人才资源 打破身份限制,吸引已毕业并从事相关电子类产品研发的学生参与到电赛的培训中来,这些学生对培训工作有兴趣,具备较强的实践能力和工程意识,同时更了解参赛学生的情况;打破学科限制,吸引不同专业领域的教师参与培训,电子类专业的教师往往仅掌握自己专业学科的系统知识,因此吸引不同专业领域有意愿有能力的教师参与竞赛的培训,接受来自不同领域的实践挑战,可以进一步推进培训工作的开展;还可以组织往届参加电赛并获奖的学生,利于课余时间和参赛学生一起分析历年电赛题目,分享心得经验,帮助参赛学生. 2.2项目带动培训 项目可以是教师已完成的科研项目,也可以是已毕业学生承接的特定的工业产品.教师首先将项目细分成许多的具体任务,参加电赛培训的学生可以从中任意的选择一两项自己感兴趣的任务,同一个任务可以由多个学生选择,学生可利用所掌握的知识提出不同的解决方案,并通过讨论确定最合理的方案,在规定的时间内加以实现,通过做中学,学中做,商量的做,可以大大提高学生的实践动手和创新能力,培养团队精神和团队意识. 2.3配套政策和激励机制 对参加电赛并顺利提交作品的学生,学校可以通过对培训期间的表现和竞赛的获奖情况加以评定,作为素质教育学分,代替实践环节的一些课程,像电子工艺实训和数字系统课程设计等;若参加电赛并获省级以上项目奖项的学生,除了可以申请学校的学术科技奖之外,还可以申请用其参赛作品按照毕业论文的格式和要求加以修改作为毕业设计进行评定.这样可以减轻学生的学业压力,从而吸引更多的学生参加比赛,让更多的学生从竞赛中获益,带动电类学科教学内容和方法的改革.设立专项奖励机制制度或在现有奖项中单设名额,对于参加电赛培训的教师,可以按照竞赛的层次奖励相应的科研工作量;对于参加电赛培训,其指导的参赛队若获得省级以上项目奖励,另外奖励相应的工作量,同时在当年岗位评级时进行适当的倾斜,使得竞赛指导教师所做的工作能得到认可,以更大的热情投入竞赛的工作,并将竞赛中所取得的成果引入教学,进一步提高电类学科的教学水平和质量. 3结束语 通过几年的探索和实践,我校在电子设计竞赛的培训工作上,取得了一定成绩.但电子设计竞赛的目的是培养尽可能多的大学生的创新意识和综合素质[11],进而促进高校的实践教学改革,提高电子类实践教学水平,是一项长期而艰巨的任务,还有许多工作需要做.我们将继续逐步探索适合自身发展的道路. 作者:方淼 李双东 单位:安徽大学江淮学院 计算机科学与电子技术系
BIM技术作为一种数字化技术,在各类建筑工程和施工设计中,得到了广泛的应用。暖通空调设计是建筑工程中的重要内容,借助BIM技术可以全面实现对暖通空调设计的优化。基于此,论文分析了BIM技术在暖通空调设计中的特点,重点研究了BIM技术在暖通空调设计中的应用。 1引言 近年来,经济文化繁荣发展,城市进程明显加快。与此同时,人们逐渐加强了对建筑施工的重视。就现阶段建筑工程施工现状而言,暖通空调的设计水平和使用寿命受到了人们的普遍关注。通常情况下,空调设计需要重点考虑采暖问题、通风问题、空气循环等问题。传统的施工技术已经无法满足现阶段空调设计的需求,需要采用现代的先进施工技术,更好地提高暖通空调设计中资源的使用效率。随着科学技术的进步,BIM技术受到了人们的普遍关注。BIM技术是一种建筑信息模型,其将建筑工程的相关数据信息作为模型的基础内容,合理构建建筑模型,具有较高的信息关联性和完备性。在建筑工程施工、项目安装、项目设计中,都可借助BIM技术提高施工水平、安装水平和设计水平。由此可知,BIM技术在建筑工程施工或项目方案设计中,均具有突出的作用。为此,本次以BIM技术为主要研究对象,分析BIM技术在暖通空调设计中的具体应用,主要从其应用特点和应用情况加以阐述,具有重要的现实价值。 2暖通空调设计中BIM技术特点分析 2.1可视化特点 BIM技术的可视化特点在暖通工程设计中的作用非常重要,例如,传统的施工图只是采用二维方法将各构件的数据信息标在图纸上,对其三维效果或安装效果很难进行直观的表达。而BIM技术提供了可视化的思路,设计者可以根据数据信息建立仿真模型,将设计效果直观地展现在人们面前,并且不仅包括构件的尺寸数据,还可以将不同的构件以不同的颜色进行标示,对其位置关系一目了然。另外,BlM技术的可视化结果不仅可以用效果图展示及报表生成,更重要的是,项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行,大大提高了工作效率。 2.2数据共享特点 数据共享是BIM技术在暖通空调设计中应用较多的功能。由于空调内部的元器件相对较多,在对暖通空调进行设计时,需要针对空调的整体和内部实际情况的细节进行科学的设计。借助BIM技术数据信息的共享性,可以使参建各方以及暖通设计的各专业方快速、及时地掌握暖通空调设计的具体信息,为设计参与者之间的沟通提供了便利,从而提高了设计工作的效率。同时,借助BIM技术的数据共享特点,可以实时掌握建筑结构和水电设备的数据信息,从而为合理安装暖通空调奠定基础。 3暖通空调设计中的BIM技术应用研究 3.1BIM技术在冷热源设计中的应用 在现代社会中,BIM技术已经被广泛应用到暖通空调设计的冷热源设计中。在暖通空调设计期间,也可借助BIM技术进一步掌握暖通空调设计中冷热源的需求。在暖通空调设计中,冷热源的确定对冷热的调度和暖通设备的使用寿命有重要的作用。通常情况下,建筑中不同的区域对暖通空调系统的需求有明显的差异。应用BIM技术设计暖通空调时,主要是采用BIM技术中的DeST计算软件计算暖通空调的冷热负荷情况,根据计算得到的结果,确定最大负荷区域,可以减少误差,提高计算结果的精确性,为后续设计工作奠定基础。 3.2BIM技术在图纸绘制中的应用 在暖通空调设计中,图纸绘制是重要的流程。在图纸绘制过程中,设计人员通常要将暖通空调系统中的水泵和空调机组运行图进行绘制,在该过程中应用BIM技术,可以从BIM技术软件的数据库中直接调用与空调暖通设计各参数与性能相匹配的原件,提高工作效率。此外,在图纸设计期间,设计人员可以利用BIM技术根据不同的设计需求调整设计模型,使设计更加科学合理。此外,应用BIM技术可以详细查看设计模型的任意剖面,从而及时发现设计中的问题,减少了施工期间的设计变更。 3.3BIM技术在方案辅助设计中的应用 借助BIM技术可以提高方案的科学性。在设计过程中,可以应用BIM技术根据各设计方案建立仿真模型,然后直观地对各方案展开性能对比,明确不同设计方案的可行性,从而在诸多暖通空调设计方案中选择最合理、可行性最高的方案。例如,山东省某建筑工程在暖通空调设计过程中,借助BIM技术对建筑所处环境进行了分析。在对暖通空调方案进行设计时,施工人员借助BIM技术中的CDF软件,对该建筑的地理环境以及气候环境等内容进行了综合模拟,并在模拟环境中建立建筑仿真模型,通过分析环境对建筑的影响,对各暖通设计方案进行对比分析,确定并调整暖通空调的设计方案,最终制定最佳暖通空调设计方案。 3.4BIM技术在计算机辅助设计中的应用 BIM技术在暖通空调设计中的应用,还表现在可以利用CFD软件实现对施工布局和施工环境等信息的模拟,同时,结合暖通空调设计的需求,对建筑暖通设计加以优化,使主要功能房间在四季都获得较好的通风和采暖条件,在降低空调损耗的同时,满足居住者对室内空气和温度的需求。此外,通过对BIM技术的运用,可以模拟暖通空调全年的动态负荷,从而有效掌握暖通空调系统的负荷,从而采取措施使用最少的设备完成高效率的运行,减少对能源的消耗。 4结语 综上所述,借助先进的BIM技术优化暖通空调设计流程,可以充分降低空调在投入使用后,空调对能源的消耗。但是,受诸多因素的影响,仍有少数建筑工程暖通空调设计缺乏对BIM技术的认识和重视。针对BIM技术在暖通空调设计中的应用现状,本文主要主要介绍了BIM技术的可视化和数据共享等特点。此外,从BIM技术在冷热源设计中的应用、图纸绘制中的设计应用、方案辅助设计中的应用等方面,重点研究了BIM技术在暖通空调设计中的应用。希望本研究可以为提升BIM技术在暖通空调设计中的应用水平提供借鉴。
土木工程施工教学篇1 土木工程专业是培养在各类工程领域从事规划、设计、施工、管理工作,具有初步的项目规划和研究能力的工程技术人才的工科专业,注重实践、注重理论联系实际是其专业教育的核心理念。《土木工程施工》作为该专业的主干课程,主要讲授土木工程中各主要工种施工的工艺原理和方法以及组织施工的一般规律,重点培养学生运用所学专业知识解决施工中遇到的实际问题的能力,是实现土木工工程专业实践创新型人才培养目标的核心课程之一。基于上述课程性质和授课特点,实践教学环节即成为《土木工程施工》教学的重要组成部分,成为实现其教学目标的有力保证。 1《土木工程施工》实践教学面临的问题及挑战 近年来,为适应建筑行业的发展需求,各种新材料、新技术、新施工方法层出不穷,急需适应经济发展和企业技术变化的实践创新型人才。而本科生在建设单位主要从事施工技术工作,一毕业就直接进入施工现场,这就要求学生能够尽快进入技术管理角色,施工到什么工序,就知道干什么、怎么干。然而,目前的土木工程专业的教学内容、教学方法、实践环节的设置等都与工程实际和企业需求存在一定差距,无法有效实现培养目标。具体到《土木工程施工》的教学,传统的授课内容基本都是根据土木工程施工的主要环节,按照土方工程、基础工程、混凝土工程、预应力混凝土工程、结构安装工程、防水工程、装饰工程等模块进行讲解,模块化的教学内容强调的是独立的知识点,忽略了理论知识的讲授与施工流向相衔接,学生不能将理论知识与工程实际联系起来,不知道所学知识属于哪个施工流程,何时用、怎么用,这就导致学生的知识体系和实践能力无法满足工程实际的需求。尤其在实践教学环节,实习项目和教学方案往往是依据学校教学设备与环境条件而设置,实践教学脱离工程实际,缺少真实工程环境的生产实践与体验。教学形式以知识讲授为主,缺乏创新能力与综合素质的训练与培养,造成学校教育与社会需求无法紧密对接,毕业生缺乏工程实践背景,动手能力与创新能力较差,这成为制约土木工程教学和工程实践教育发展的内在阻力。 2《土木工程施工》实践教学改革的措施和办法 鉴于此,我们针对过去重理论轻实践,重知识轻能力,实践环节少,工程训练不全面,学生工程实践能力不足等弊端,构建包括认识实习、仿真实训、生产实习、顶岗实习、取证培训、创新创业项目及行业竞赛、课程设计等环节的与培养目标相适应的实践教学体系,进行实践教学的改革创新,切实实现知识、能力、素质的全面、协调发展。 2.1通过认识实习了解授课内容、明确学习任务 在上课之初,组织学生赴施工现场进行认识实习,教师在现场引导学生观看施工工艺流程、施工方法、施工技术质量要点、工种操作等,通过亲临施工现场观察体验,使学生对《土木工程施工》的研究对象和授课内容有初步了解,明确课程性质和学习目标。 2.2通过仿真实训全面支撑课程教学 建设应用性强、仿真度高、设施完善的校内实训基地是提高实践教学质量的重要条件,我们根据建筑企业的工作内容和专业培养目标建立仿真实训基地,让工地建在学校,工程师走上讲台,学生走出教室,真正实现工学结合的教学理念。在每个单元的授课过程中进行仿真实训,通过立体化的教学手段给予课程教学以有力支撑,使学生更容易理解和掌握课程的相关内容,记忆更加深刻,让学生在仿真的工作环境中培训专项技能,培养工程意识,训练工程技能,提高创新能力。 2.3通过生产实习获得现场施工的基本训练 土木工程生产实习是培养学生的创新精神和实践能力的重要手段,每个单元的课程结束后,进行短期的生产实习,组织学生深入建筑工地,与工地技术和管理人员及工人密切接触,在专业技术人员的指导下参加实际的施工和管理工作,并请有经验的技术管理人员集中讲课,使学生加深对已学理论知识的掌握和理解,获得现场施工的基本训练,同时,有效弥补学校教师缺乏工程实践能力的不足。 2.4通过顶岗实习提高“零距离”上岗的职业能力 课程结束后,利用假期组织学生进行顶岗实习,学生在建筑工地系统实习工程施工的全过程,实践各个岗位的工作环节和工艺流程,熟悉技术指导和管理工作规范,掌握从事专业岗位工作所必备的工程素质和业务能力,提高具体岗位“零距离”上岗的职业能力。 2.5通过取证培训巩固专业知识、强化实践技能 全面推行“双证书”(毕业证、职业资格证)制度。将岗位作业内容和行业职业标准导入教学内容,将职业技能鉴定纳入教学计划,实现“双证”融通。根据建设行业“五大员”岗位的特点和职业资格证的获取要求安排教学内容,设置授课环节,并据此编制相应的习题集作为课后作业,使学生在熟悉职业资格证考试内容的基础上巩固专业知识。同时,利用业余时间,组织学有余力的学生进行施工员、质检员、预算员、测量员、材料员和安全员等多个职业岗位的岗位技能培训,帮助学生考取相关职业资格证,提高就业竞争力。 2.6通过参加创新创业项目及行业竞赛提升实践创新能力 组织学生参加各种相关的专业技能竞赛、创新实践大赛、创业大赛,指导学生申报“国家大学生创新创业训练计划项目”,鼓励学生自主立项申报研究课题,推荐学生参与教师的科研及教研项目,通过学科竞赛和项目研究激发学生的创新兴趣和潜能,夯实专业基础,提高工程素质和创新能力,进而为就业、创业打好基础。 2.7通过课程设计落实实践经验、检验学习效果 课程设计包括分部分项工程施工组织设计、单位工程施工组织设计、建筑工程项目投标文件编制、专项施工方案(危险性较大的分部分项工程)等。通过课程设计进一步落实上述实践环节的具体工作,着重培养学生运用理论知识解决实际问题的能力,获取信息和查阅资料的能力,用文字、图表准确表达设计结果的能力,进而提高工程素质和创新能力。在《土木工程施工》的实践教学中,必须始终以培养学生的创新精神、工程意识、职业技能为宗旨,以提高实践教学质量为核心,构建与培养目标相适应的实践教学体系,努力做到每个实践环节都有明确的训练任务和主攻方向,实践环节与理论讲授互相穿插,体现理论课中有实践应用,实践教学中有理论指导,使理论与实践紧密结合,相辅相成,并通过严格组织管理,强化考核制度,真正将实践教学落到实处,最终实现提高学生工程实践能力的培养目标。 作者:梁国强 单位:西北民族大学土木工程学院 土木工程施工教学篇2 土木工程施工与组织属于高校教学中一项重要的专业教学课程,土木工程施工与组织专业在土木工程施工人才培养方面发挥重要价值和作用,能够更好的支撑社会建设事业发展。现有土木工程施工与组织课程教学方式很难满足现阶段经济发展需要,必须要从社会实践角度出发,做好土木工程施工与组织改革,制定完善的教学计划,确保各个部分的协调发展,实现对课程结构的优化和完善。教学活动工作的开展需要将理论和实践相互结合,为我国土木工程施工培养出更多专业性人才,本文就此展开了研究分析。 1课程建设思路 土木工程施工与组织属于高校一门专业技术课,理论与实践结合密切,能够实现对学生专业能力的有效培养。土木工程施工与组织理论和实践环节教学,能够帮助学生对建筑施工全过程有熟悉了解和把握,明确各个环节施工方法、技术,掌握施工组织的原理和方法,同时熟悉施工现场在环保和文明方面要求。确保所培养的学生具备组织一般建设施工能力,实现对施工过程中一般质量问题的有效处理,顺利完成施工组织设计编制。为之后施工、监理、招投标等工作的顺利开展打下良好基础。因此,在土木工程施工与组织课程建设方面,必须要坚持校企之间的深度合作,利用企业调研确保所培养的学生在技术水平和能力方面满足实际岗位需要,以此为基础,实现对土木工程施工与组织教学组织设计、课程考核体系的有效分析。 2典型工作任务分析 土木工程施工与组织在工作任务确定方面,具体包含工程施工、施工组织以及项目管理等任务。首先土木工程施工与组织课程属于建筑工程技术专业以及工程造价专业基础课程,毕业学生在就业单位方面多为施工现场一线,企业希望工程造价专业学生在工作前积累半年一线工地施工经验,对施工方法和施工工艺有熟悉了解,之后从事相关专业。主要是因为造价工作存在较大难度,不是简单的计算,还需要具备非常多土木工程施工等知识,如果学生未能详细了解各施工方法,将很难确保计量计价准确性。其次,施工组织以工程施工为基础,让学生处于管理者角度进行问题的思考和分析,学生如果不熟悉常见施工工艺和施工方法,将很难确保所编制的施工方案和组织设计有足够合理性和可行性,为建筑施工技术和组织管理提供重要指导。最后,以施工组织为基础建立项目管理沙盘模拟,让学生站在管理者角度,从工程中标开始模拟,直至整个工程项目竣工结束。 3教学组织设计 土木工程施工必须要打破以往的理论授课模式,多数内容必须要利用施工教学视频将其展示在课堂,为学生营造感性认知。与此为基础,与相关内容相互结合,有针对性的选择工地展开现场教学,提高学生在课程内容方面理解,实现对理论知识的强化和巩固。同时需要掌握钢筋工、模板工等一线操作技能,利用学校实训室等手动操作,减少学生工作适应期。当前很多施工工艺和施工原理都需要施工技术人员在实践中总结和分析,当前不断有新的施工技术和施工工艺出现,教材内容存在有一定的滞后性。为了避免土木工程施工与实际出现脱节情况,老师在工作中需要注意国内外相关材料收集,加强与企业之间联系,深入施工现场,对最新施工工艺和政策有详细了解,确保学生所掌握的知识与施工实际同步,取得理想教学效果,更好的满足当前社会经济发展中在人才方面需要。土木工程施工与组织包含有砖混结构流水施工组织、网络计划优化等内容,老师在完成原理讲解后直接安排实践内容,能够转变传统满堂灌教学模式,提高在学生动手操作能力以及实际操作能力方面掌握水平,给予相应指导,确保学生能够自己动手完成项目操作。老师在课程设计方面需要注意工期、资源等条件限制,由学生自行选择具体设计方案,比如脚手架选择和布置、基坑降水方案等,学生需要说明自己选择方案的原因,却阿伯其符合实际,技术可行,为学生提供自由发展空间。在这种情况下,学生会利用课余时间深入施工现场,搜集设计相关信息,酝酿设计方案,确保课程设计取得理想效果,帮助学生更好的利用所学知识实现对问题的有效解决和分析。 4课程考核体系 课程考核体系直接关系到学生知识学习,必须要结合教学大纲制定相应的考核方法和标准,确保学生能够有意识的训练自身专业能力,将能力考核作为评价学生学习效果的重要依据。土木工程施工与组织理论和时间教学需要有理论课程成绩、实践项目成绩以及施工组织课程设计成绩成绩。老师给出调研题目后,学生建立小组,去建筑工地调研,完成调研后提交调研报告,向老师和学生汇报,之后回答所提出的问题。另外,还可以邀请学生参与答辩考核,进行互评和自评,使学生的兴趣和参与意识得到提高和增强。在日常课堂教学外,还需要选择经验丰富的设计、施工挂不努力等方面专家展开典型工程专题讲座,让学生学习新的知识,对当前研究热点有详细了解,同时激发学生在工程技术发展方面关注度和兴趣。在讲座方面尽量减少课程知识点,同时详细写出自己的感受和体会。 5结束语 土木工程施工与组织课程教学改革十分必要,能够确保土木工程施工与组织课程教学更好的满足当前社会经济发展在专业化人才方面需要。土木工程施工与组织课程教学改革工作的开展需要在提高学生学习兴趣和主动性的基础上使教学效果得到改善,增强学生专业技能,更好的满足学生成长和发展需要,促进学生全面发展进步,支撑我国建筑行业的稳定发展。 作者:张艳如 单位:四川大学锦城学院 土木工程施工教学篇3 1研究背景 目前,土木工程施工的课程不仅对建筑工程管理系中的各专业比较重要,对土木工程专业来说也是一门非常重要的专业课,对于工程管理和土木工程专业的学生来说,土木工程施工属于其一门非常重要的核心课程,其授课分为上下两个学期进行,从课时上便可以充分地体现其重要性;对于工程造价专业的学生来说,在众多的院校中,通常把工程造价专业中的土木工程施工课程划分为专业基础课程,但是随着建筑行业的不断发展,并根据工程造价专业的课程结构及学生的就业、未来的职业发展的情况来看,土木工程施工课程的教学对工程造价专业的学生的学习及就业来说是至关重要的一个环节[1-4]。土木工程施工是一门实践性和综合性很强的课程,同时也是一门非常重要的专业课程,在信息化高速发展的现代,各类微课、慕课、翻转课堂层出不穷,在为土木工程施工课程的改革与建设提供更多的技术支持的同时也提出了更高的要求。因此,探索土木工程施工课程的信息化建设方案,把信息化手段融入传统教学中,提高教学水平与教学效果具有非常重要的意义[5-7]。 2课程建设的现状 ①学生就业方面:近年来从大部分相关专业的学生就业情况来看,大部分学生就业单位为施工单位,而学生在面对具体的工程时,往往出现无所适从、不能尽快融入施工现场环境、理论与实际严重脱节的现象。②学生的学习效果和学习兴趣方面:在教学过程中单纯的讲解很难实现在课堂上呈现完整的施工过程,造成教学内容枯燥、课堂上理论教学与实践相脱节,导致理论知识空洞、抽象,从而容易导致学生失去学习兴趣和热情、学生对工艺和技术的了解不够深入。③教学内容方面:目前大部分的土木工程施工教材所包含的施工工艺、施工方法、有关数据都还停留于多年以前的施工技术及规范要求,存在范围狭窄、数据陈旧等问题。④信息设备利用率方面:目前大部分院校各种信息化教学的基础设施已基本达标,所有教室配备有多媒体投影机、全校范围内覆盖的互联网、建设有学生计算机网络教室、智慧教室等,但是信息设备利用率及利用空间较低,未能最大限度地开发利用其价值,未能实现信息技术与学科教学的真正融合。 3课程建设内容 3.1组织编制课程教学大纲与教学设计 编制土木工程施工课程的教学大纲和教学设计,可从以下三个方面进行:①可以把有关施工的图片、视频和动画上传至学习通,在讲解到某个部分时或者课后,学生都可以通过手机观看,方便学生的自主学习的同时可以激发学生的学习兴趣,并且可以通过信息化建设加强教师对施工知识的深度理解和掌握;②教学内容、数据的更新,随着行业发展过程中规范、技术、工艺的不断更新,相应地更新教学内容,使得学生能够方便、快捷、高效地查找资料,使学生不仅知其然,更能够知其所以然,新的教材应与现代化的施工技术相适应,才能培养出适应于实际工程的应用型人才;③课程结构合理,课程内容完备,使其能够覆盖学生就业后所需的全部专业知识领域,使其具备的知识储备量与能够工作需求对接。 3.2课程设计的设置 土木工程施工课程设计部分由教室手动更改为利用计算机在机房完成。土木工程施工的课程设计内容大部分为单位工程施工组织的设计,是在土木工程施工课程原本由施工技术和施工组织组成的基础上,在学生掌握基本工种工程施工的基础上强调以完整项目为工程背景,进行施工设计、编写施工方案、编制施工进度计划、绘制施工平面布置图,强调结合工程实践整合施工新技术的应用。首先,通常一份完整的施工组织设计由上百页组成,学生按照传统的方式在教室中手写手绘的方式很难在规定的时间完成一份完整、高质的单位工程施工组织设计。其次,对于施工方案中的众多施工工艺、施工技术,单纯地利用书本很难完成,需要查找大量的有关资料、技术规范。再次,施工进度计划及施工平面布置图在实际工程中都是由相关软件完成的,需要培养和锻炼学生利用软件完成的能力,这样才能使学生能够具备实际工程所需的专业能力。因此,把土木工程施工课程设计部分的单位工程的施工组织设计的编制由教室更改为利用计算机在机房完成,最大限度地应用网络资源及现代化软件技术,培养应用型人才,提高学生的专业能力。 3.3.工程案例的实践教学法 工程案例对于土木工程施工课程来说是不可或缺的,受各种因素制约,学生参与了解相关工程实践的机会还很少,因此,在课程教学的过程中通过多媒体增加工程案例的呈现并可与学生展开有关拓展和讨论,使所学知识得到综合,并在实际学习与工作中进行应用。3.4课程信息化建设网络上分布着各种专业信息资源,例如各类建筑相关的网站或者微信公众号里面都有着各个专业方向(房建、道路、桥梁、隧道等)、各个领域(国家法律法规政策的颁布实施、施工工艺、施工组织与管理、BIM、装配式建筑等)的丰富的信息资源,因其传播的媒介众多、种类多样、分布范围广而在教学和学习中不能得到有效的利用。建立与土工工程施工课程教学相配备的网络教育信息平台,如土木工程施工课程学习通,老师根据学生所掌握的专业知识,整合众多的网络信息资源,通过对网络资源的筛选整合,可形成丰富的图片、视频、案例作为教学资源;建立土木工程施工课程教育信息公众号,提供给学生符合其专业基础、课程进度、就业需求的信息资源。挑选对于有助于学生理解学习施工技术、工艺、组织的、有助于学生了解行业发展动态规划就业方向的、有助于激发学生专业兴趣的有关工程资料、工程视频、工程案例等,上传相关资料,并设置类似论坛的交流平台,师生之间、学生之间可以自由讨论,实现与土工工程施工教学相适应的土木工程教育信息的在线、互通共享与交流,拓展学生视野,提高专业能力。 4成效与结论 土木工程施工课程主要涵盖了施工技术和施工组织两大部分,大都是针对工程的各个部分的施工工艺、施工方法的实际操作过程,对比其他专业课程来说具有实践性特别强的特点、也是最应该注重于理论与实际工程相联系的课程。在高等教育重视提高教学质量与信息化建设的大背景下改革传统的教学方式,加强教学环节,从教学资源(教学内容、教学环节设置、教学视频、教学案例)、教学方法、师资配备、教育平台等方面进行改革并进行实际的应用,实现并完成土木工程施工课程的信息化建设,实现六个方面的结合,如图1所示,在教学过程中课堂上运用全新的理论教学与实践教学理念,使理论教学与实践相连接,利用信息化教学手段和教学模式,最大限度地调动学生学习的主观能动性,提高学生学习的积极性,将枯燥的施工工艺的理论知识变成生动的、动态的施工过程,提升学生学习的兴趣和热情,及时了解国内外土木工程施工新技术和新动向及国家技术规范、政策,提高教学质量和效率,提高学生的专业素质,培养出高素质高级应用型人才。 作者:徐荫 单位:武汉城市学院
电子技术实验课教学研究:模拟电子技术实验课程现状及改革探索 [摘 要] 为了培养面向21世纪高素质创新人才的教育目标,分析目前高校模拟电子技术实验课程的现状及存在问题,针对模拟电子技术实验教学体系,根据实践经验对其改革和发展思路进行探索 [关键词] 模拟电子技术 实验教学 现状及存在问题 教学改革 面向21世纪,随着科技进步,电子技术的飞速发展,模拟电子技术实验已经不仅仅是高等院校相关专业开设的一门技术基础实验课程,同时更是一项非常重要的专业技能,然而,目前在实验教学中,我们发现,学生实验能力不强、实验教学效果不理想是普遍存在的问题。分析其原因,认为有以下几点: 1、学生整体素质差别较大 面对高校普遍的扩大招生,学生的总体素质参差不齐。学生对理论知识的理解能力,学习能力,动手能力等都有很大的不同,个别学生专业基础较差,难免经常犯错误。 2、教学管理不受重视 受传统实验教学模式影响,人们对实验教学不重视,实验教学一直依附于理论教学。实验教学内容陈旧多为一些验证性实验,教学方法则是以老师为中心,从实验原理到实验方法、实验步骤、注意事项甚至到实验过程中可能出现的问题都要无所不包地进行讲解。实验课上学生不会动脑筋思考解决,这样的实验很难会有什么好的效果。 3、实验考核体系落后 以往实验课考核以实验报告和出勤为主,造成学生不注重实验过程而只注重实验结果。学生在实验中急于得出实验数据,对实验中碰到的问题不去分析解决,甚至得出明显错误的数据自己都不知道。 4、实验指导教师欠缺。 实验课中,由于学生的问题层出不穷,教师则疲于奔命,实验指导教师除了要帮学生解决实验过程碰到的各种问题,还要对他们犯的各种低级错误进行解释、纠正,无法对各个学生的实验过程给予更多关注,因而也只能不注重实验过程而只注重实验结果。 为适应现代电子技术飞速发展的需要,培养面向21世纪高素质创新人才,为了提高模拟电子技术实验的教学效果,改革势在必行,关于模拟电子技术实验教学改革的几点建议: 1、实验课单独开设 实验单独设课,单独考核,这样不仅提高了实验课的地位,能使教师和学生足够重视,同时还能对全部实验统一规划,使各个实验有机结合形成循序渐进的能力培养过程。同时实验的开设应与理论课相配合,即先理论后实验。这样处理对改善理论课教学和实验的效果都有好处。 2、开设多样化实验项目 实验项目一般可分成验证性,演示性,设计性、综合性,其中综合性、设计型实验是实验课中的重点和难点,也是实验教学改革的核心部分。所以这类课的教学不应效仿验证性实验课的教学,而应积极引导学生学习新方法、使用新器件、大胆设计、突出新颖、培养创新能力。 3、丰富多样化教学手段 目前随着信息化程度的逐渐提高,计算机已经成为实验不可缺少的工具,它可以充分发挥个人的想像力,对电路进行模拟、分析、计算和调试,可以帮助学生更好地完成设计任务,同时也是实验指导教师很好的教学工具,当有些内容不适合用语言描述时,就可以利用多媒体技术实现动态演示,即提高了学生对实验的认识同时也提高了教学的质量。虽然多媒体教学模拟实验具有很多优点,但从人才培养的角度来看,多媒体教学应成为实验的有益补充,但决不可代替实际的实验。 4 、开放式实验教学 开放式实验教学,并非每天开放实验室,在实验时间和实验内容上最大限度地满足学生的需要,给学生创造一个良好的实验条件和氛围,学生如果对所学的内容有浓厚的兴趣,便会由被动变为主动,充分发挥学生的创造性思维能力。 5 、完善实验考核制度 实验的考核,我们可以采用理论笔试和实践操作相结合,再加上平时成绩的方式进行考核,其中可以适当调整实践操作的分数。这样就可以重点考察学生的电子实验知识的掌握程度以及故障的分析能力,而实践部分采用现场操作,考察学生关于仪器的使用、电路的分析能力、调试能力、报告记录以及排除故障的能力等等。而且对学生的创新能力也有极大的提高,并推动电子实验教学改革。 6、丰富教学内容 为了锻炼学生的动手能力,培养学生对实验的兴趣。采用一些辅助教学内容来激励学生学习模拟电子技术的兴趣,提高其电子技术的应用能力,比如开展电子设计大赛、专用实习周、组建无线电小组等等。极大地调动了学生对实践性教学的积极性,使学生受到了实践的考验和锻炼,而且明显和有效地提高了学生分析问题、解决问题的能力。这些措施不仅增强学生学习的乐趣而且也锻炼了学生的实践能力,为其走向社会打下良好的基础。 7、加强实验教师队伍的建设 建立一支具有较强理论和实践能力的教师队伍,不仅可以提高队伍的科研能力,促进自身学术水平的不断提高,而且能够对各个学生的实验过程给予更多关注,更好的指导。 结束语 实验教学作为高校教学的重要组成部分,实验教学是培养学生的动手能力、分析问题能力和解决问题能力的重要阵地,实验教学的改革也是高等教育改革的一个组成部分,在学生能力培养和综合素质提高方面有其独特的作用。高质量的教学实验对人才综合素质的培养起到无可替代的作用,良好的工作习惯和科学的工作作风在这里形成,只有不断提高实验教学质量,才能为国家培养具有创新意识、创新精神和创新能力的合格人才。 电子技术实验课教学研究:电子技术基础课程实验教学模式改革的探索 摘要: 本文阐述了高等学校工科电类专业电子技术基础课程实验教学模式改革的重要性和必然性,探索和研究了改革的方向和应用手段。 关键词: 实验教学模式 改革 开放式实验教学 EDA技术应用 电子技术基础课程包括模拟电子技术基础和数字电子技术基础两大类。它是高等院校工科机电类各专业必修的一门专业基础课,在课程体系中肩负着承上启下的作用。实验教学占其总学时的三分之一以上,在整个教学环节中是不可缺少的组成部分,能巩固知识、训练动手能力和培养学生开发创新的能力。因此,实验教学的效果将直接影响整个专业课程的教学质量。 1.传统的实验教学模式存在的问题 1.1 教学内容陈旧,实验教材单一。 传统的实验以基础训练型为主,比较强调通过实验结果来验证定律、定理和结论,联系实际的综合性实验和设计性实验数量不足,不能及时反映新知识、新技术,不利于学生创新能力的培养。 1.2 教学模式单一。 教材将实验原理、仪器设备、实验步骤等写得很详细。以教师为中心,课堂上教师讲原理、步骤和进行操作示范等。学生两人一组,基本上按照实验指导书上的要求在已安装好的实验箱上完成操作,验证一些已知的数据和波形,很少动脑筋去研究实验方案的构思、实验方法和技巧。 1.3考核方法不完善。 实验成绩主要以学生平时的实验报告为主要考核依据,造成有的学生不注重实验的过程而只注重实验结果,实验过程中多忙于记录实验数据,很少钻研问题,没有带着问题去学、去做实验;个别学生甚至上课不认真做实验,在一旁观望,等别人做好了抄别人的数据,教学质量难以提高,约束了学生的思维,不能发挥学生的主动性和创造性。 2.传统实验教学模式改革的重要性和必然性 在高等教育中培养学生的创新精神和创新能力是教学改革的核心目标,而实践和实验教学作为高校教学体系的重要组成部分,是培养学生实践能力和创新能力的关键环节。加大实验教学各个环节的改革力度是高等教育发展的必然要求。随着学校招生规模的不断扩大,受场地、经费等限制,实验室的数量和仪器设备不能相应增加,使得教学资源相对匮乏,不能适应快速发展的社会对创新人才的要求。因此电子技术实验教学采用开放式实验教学和先进的虚拟仿真软件代替传统实验教学方式的改革势在必行。目前,开放式实验教学和先进的虚拟仿真等电路仿真的主流软件在电子技术实验教学模式中已广泛推广和应用。 3.实验教学模式的探索 3.1探索和研究开放式实验教学模式。 各高校不断探索开放式实验教学的新思路,研究推广开放式实验教学的先进经验,尝到了开放式实验教学的甜头。湖南人文科技学院也不例外,学校对开放式实验教学非常重视,经过几年的探索和研究,总结了一系列开放式实验教学的经验和方法,主要工作如下:(1)更新了实验室的运行机制,改过去自然班为单位、定时定内容安排实验为全天候预约开放,学生自主到实验室预约实验时间;实验内容也不限制,既可完成规定实验项目,也可自带实验项目;(2)实验内容必须适应开放实验要求,实验项目以设计性、综合性为主,实验方案和实验步骤由学生自定;(3)充分利用校园网资源,将电子实验室各种设备、仪器仪表的使用方法及常规实验测量方法做成教学软件,上传到校园网上,供学生随时查询和学习;对实验项目要求、学生预做实验项目、实验指导教师名单、实验室编号、实验成绩等,在校园网上可直接预约和查询。 另外,对学生所做的实验项目严格把关。要求学生对预做的实验项目要拟定实验方案和详细的实验步骤,经指导教师审阅认可方能做实验;实验考核的方式也进行了改革,以随机抽查一个实验项目重做的方式做为考核成绩。学生学习积极性高、积极开动脑筋、思考问题。 3.2充分利用EDA软件调动学生的学习积极性。 EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,电子技术设计的核心就是EDA技术,EDA是指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包,主要能辅助进行三方面的设计工作,即IC设计、电子电路设计和PCB设计[1],使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大。针对工程类学生普遍存在的“软件硬,硬件软”的问题,通过EDA实践来加强学生硬件设计方面的能力,通过鼠标、键盘和烙铁、改锥珠联璧合,利用计算机虚拟仿真设计的优势,解决传统的电子设计的局限,这不仅是提高设计效率的需要,更是我国电子工业在世界市场上生存、竞争与发展的需要。我们以电子技术基础课为突破口,引入虚拟仿真技术,创建虚拟实验教学平台。在电子技术虚拟仿真实验平台上,不但可以完成各种基本实验,更可以进行设计性、综合性实验,为课程设计提供良好的条件,逐步实现以学生为中心的开放形实验教学模式。通过虚拟仿真实验,学生可以观察和分析电路的结构、功能及工作原理,加强对实验原理、规则和实物实验操作要领的认识,提高学生的学习兴趣,使学生感悟到应用最先进的技术乐趣,并能引导他们积极主动地去探索新知识。软件使用很简单,学生只要有灵感,掌握了电子技术基础的基本原理和软件的操作技巧,就可以自行设计电路进行仿真,并能通过观察分析实验结果,及时地验证电路设计是否正确、合理。而且,软件使用也很方便,成本低廉,只需一台电脑装上软件既可,在寝室里都能完成操作,解决了场地小的问题,缓解了经费紧张的局面。 我们通过电子技术实验教学模式的不断深化改革,完善开放式教学的管理制度,有机地把开放式实验教学模式和EDA技术的使用结合起来,激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习积极性。开放式实验教学收到了明显的效果,在2007年的全国大学生电子竞赛中,电子信息技术专业的学生获得了国家级二等奖一个,省级三等奖二个。 电子技术实验课教学研究:电子技术实验课程引入虚拟技术的教学改革 摘要: 本文介绍了虚拟仪器技术和传统电子技术课程实验教学中存在的问题,阐述了引入虚拟仪器技术构建电子技术实验教学平台的优势和实施方案,对改善实验条件、降低实验成本,提高课堂教学和实践教学水平和质量起着重要作用。 关键词: 电子技术实验课程 虚拟仪器技术 教学改革 1.引言 教学现代化包括教学理念与方法的现代化、教学内容和体系的现代化、教学资源的现代化诸多方面。众多高校由于教学经费投入不足,教学实验设备更新缓慢,现代化教学手段得不到广泛应用。同时,传统的实验教学中设备投入大,而资源共享性、扩展性差、设备完好率低,使得实验教学实施力度明显削弱,教学质量有所下降,这些矛盾在应用型本科教育中日益显现。 电子技术实验课程是电子、电气、通信、计算机、机械、控制等多学科多专业的重要专业基础实践课程,具有理论性强、技术性强、综合性强、实践性强、发展速度快、应用领域广等特点。学生对该课程内容掌握的程度直接影响其专业课程的学习和专业技能提高,影响其实践工作能力和知识再生能力的培养,关系到人才培养的质量,所以,我们必须探索行之有效的电子技术实验课程教学改革方案。 随着计算机技术、信息技术、网络技术的发展,在电子技术课程的实验教学中引入虚拟仪器技术已成为高校实验教学改革的发展趋势。 2.虚拟仪器技术简介 虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI)是仪器技术与计算机技术深层次结合的产物。它利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。它基于计算机的软硬件测试平台,可代替传统的测量仪器,如示波器、信号发生器、频谱分析仪等;可集成于自动控制、工业控制系统;可自由构建成专有仪器系统。用户可以方便地对仪器进行维护和扩展,大大节约成本和研究、调试时间。虚拟仪器技术已成为现代测试测量技术的发展趋势。 虚拟仪器不同于其他EDA软件,如Protel、EWB等。Protel主要作为印刷板自动布线工具使用,还具有电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计、可编程逻辑器件设计、图表生成等功能;EWB主要是对设计好的原理电路进行参数和波形的测试,实现计算机仿真。[1]而虚拟仪器则是利用PC机的显示器显示模拟传统仪器的控制面板,通过对虚拟面板的操作以多种形式表达输出检测结果,利用软件功能实现信号数据的运算、分析、处理,[2]从而代替实际实验中的各种仪器仪表,可直接对实际电路进行测量、测试、控制和处理。 3.传统的电子技术课程实验教学中存在的问题 目前大多数高校采用的传统电子技术课程实验教学存在很多问题。[3] 3.1传统仪器和实验箱的功能固定,扩展性差,只能开设某些固定的实验,无法实现资源共享。 3.2做一个实验所需设备繁多,操作和管理不易,且维修和检查不方便,返修率较高,设备完好率低,严重影响了正常的实践教学活动的开展。 3.3学生做实验时完全是被动操作,缺乏主动性,兴趣不高。 3.4实验设备主要满足于课程相关的实验,对于综合课程设计、毕业设计、学生电子科技制作等创新设计环节无法兼顾。 3.5很难建立开放性实验室。从目前情况看,如要建立开放性实验室,牵涉的实验室很多,师资力量有限,设备的维护和管理很难到位。 3.6由于众多高校资金缺乏,设备的更新换代缓慢,很难跟上科技发展的脚步。 4.电子技术实验课程引入虚拟仪器技术教学改革实施方案 4.1虚拟仪器技术用于电子技术实验课程教学改革的意义及优势 电子技术实验课程教学信息量大,我们必须有针对性地组织教学内容体系,适应不同的学科和专业,科学合理安排教学内容,突出重点难点;改变现有的教育观念、模式和方法。虚拟仪器设计已成为测试和仪器技术发展的一个重要方向,代表着世界先进的教学方法和理念,将先进的虚拟仪器技术与电子技术实验教学有机地结合起来,构建虚拟仪器的实验教学平台,在以培养高素质高科技人才的大学是势在必行的。 将虚拟仪器与电子技术实验教学相结合,可改善实验条件、降低实验成本、提高课堂教学效果和实验教学水平和质量;同时其扩展性强,可根据课程的需要开设创新性、设计性实验项目,激发学生自主学习和研究兴趣,为培养学生创新能力和实际动手能力提供了广阔的平台,是高校实验教学改革的发展方向。 4.2构建基于虚拟仪器技术的电子技术实验课程教学平台方案 将虚拟仪器用于电子技术课程的实验教学,需要分阶段、分步骤地完成,具体而言,大致分为以下几个步骤: 4.2.1利用现有实验室条件(如EDA机房),购买必备的软件和硬件接口,建立虚拟仪器实验室的软硬件平台。 4.2.2开设虚拟仪器技术课程,培养学生掌握相关的编程方法和技术。 4.2.3教师利用虚拟仪器软件进行编程,实现信号源、示波器、电压表、频谱仪、计数器及逻辑分析仪等多种仪器的功能,另外这些软件功能模块必须能够共享。 4.2.4以部分实验课程为试点,如模拟电子技术实验、数字电子技术实验、高频电子技术实验等。将传统的实验课逐步转化为虚拟仪器实验课程教学,可省去多种复杂设备,节约空间和时间,降低成本,有效地解决实验室管理和维护的难题,同时能提高实验设备利用率,弥补设备不足、资金短缺等缺点,从而切实改善实验条件。 4.2.5鼓励学生自己开展综合性、设计性实验的设计开发,将所学各门专业知识与实习、课程设计、毕业设计、电子设计大赛等环节相结合,构建综合性虚拟实验平台。学生还可根据工程实践的需要,进行二次开发。这有利于学生发挥主观能动性,增加学习兴趣,提高设计、分析、解决问题的能力。 4.2.6如有条件,教师可建立开放性虚拟实验室,通过与计算机网络的结合,[4]实现远程实验教学。学生和教师通过网络平台进行交互,完成实验项目,开展学生创新设计活动,能提高学生的设计、动手能力,改进教学方 法和手段,提高教学质量,真正培养出新一代创新型、复合型人才。 5.结语 把虚拟仪器技术引入电子技术课程的实验教学环节,对现行的实验教学方法进行脱胎换骨式改革,可以有效克服传统实验教学的弊端,增强学生的创新能力、实践动手能力和社会适应能力,提高教育教学质量。同时能改善实验教学条件,降低运行成本,可更合理地配置教育资源,有效地解决资金投入与人才培养间的矛盾,更好地适应现代教育的发展要求,真正培养出高素质的创新型、复合型人才。 电子技术实验课教学研究:高职非电类机械专业电子技术课程实验教学改革研究 摘要:在根据多年教学经验提出的电子技术实验教学路线图的基础上,对实验教学内容、实验教学模式、实验教学管理进行了改革,提炼出有助于激发兴趣、模块有机联系、涵盖主干知识、易于系统综合、铺垫毕业设计的实验教学内容;实行了“虚实结合,虚实交替”的实验教学模式;在实验教学管理的实验室开放、课内外互补、评价考核方面进行了探索。 关键词:高职;非电类机械专业;电子技术课程;实验教学 高等职业教育定位于培养高级技能型专业人才,这一定位确定了“技术应用型”的核心地位。对于高职教育中实践性很强的电子技术课程教学,如何让学生在学习过程中掌握扎实的实践技能和培养综合运用及创新能力,使之广受用人单位欢迎,实验教学无疑是解决问题的关键。对实验教学内容、教学模式和管理方式进行改革,是解决问题的突破口。以非电类机械专业电子技术课程为例,对电子技术实验教学改革进行探索。 实验教学内容的改革 根据多年教学经验,笔者拟定了电子实验教学的路线图:1激发兴趣式实验有机模块实验整合有机模块的综合实验为毕业设计打基础的拓展实验。 兴趣是最好的老师。实践证明,一旦学生的学习兴趣被有效激发,教学效果是事半功倍的。路线图的第一步就是为激发兴趣而设,这一步不是通常的讲解各类常用仪表、工具的原理和使用,而是每人发一份比较简单但又有一定实用和趣味功能的散装套件(如流水灯套件、音乐门铃套件)。要求学生将各元件在印刷电路板上“对号入座”,检查无误后进行焊接。在“对号入座”的过程中,自然地遇到了元件识别、阻值测量、万用表使用、电烙铁使用、焊接操作等问题。实践表明,采用“对号入座”法,在学生一心想装配成功的强烈欲望驱使下,相关问题教师只要讲解、示范一两遍,大部分学生都能基本掌握。元件焊接完成后,有相当一部分学生装配顺利,成功的喜悦洋溢在脸上,浓厚的学习氛围迷漫在实验室。 路线图第二步需要依据专业培养方案、课程标准和教学内容精心设计。非电类专业电子技术课程有“常用元器件模拟电路数字电路功率控制接口”的教学主线。其中,模拟电路中的放大、振荡、直流电源等电路,数字电路中的逻辑门电路、计数器、译码器等电路构成了知识的主干。由于实验教学后期要进入综合性、拓展性实验,因此,如果设计一个能涵盖上述主干知识的综合性实验模块作为路线图第二步的实验项目,那么,这样的实验模块设计就很有科学性、有机性和针对性。所以,选择了放大电路(分立、集成)调整与测试、555时基电路典型应用、输出电压可调的稳压电源、组合逻辑电路的设计与测试、计数器逻辑功能测试与应用和计数、译码、显示综合应用六个实验项目作为路线图中有机模块的组成部分。需要说明的是,路线图第二步是实验教学的重点和难点,在课时安排上要留有余地。 路线图第三步是整合有机模块的综合实验。选择了教材中第114页的一个框图(见图1)作为实验项目,这是一个转速检测系统的框图。首先,没有具体的电路原理图,这是一个综合性的设计实验;其次,从框图中看出,该转速检测系统涵盖了各有机模块;再次,该框图易于拓展。这样的实验内容设计,不但将各分立实验项目有机地结合在一起,而且难易适中,易于学生进行综合性、拓展性的设计实验。 路线图第四步,拓展上述转速检测系统,使其成为具有其他功能的实用系统。例如,在计数器后接入驱动电路,就有了自动控制功能,知识点由弱电范畴进入强电领域,极大地拓展了学生的视野,为毕业设计打下了坚实的基础。实际教学中曾给出如流水线计件电路设计、水位自动控制和显示电路设计等毕业设计课题,由于上述有科学性、有机性和针对性的实验教学内容改革,学生在最终的毕业设计作业完成得令人满意。 实验教学模式的改革 实验教学中采用了基于“虚实结合,虚实交替”的实验教学模式。 虚实手段相结合 一方面,EDA技术是电子技术类教学改革的重要方向,以Multisim、Proteus和OrCAD/Pspice为主的虚拟实验平台正在越来越多地运用于电子技术实验教学中;另一方面,虽然虚拟实验具有传统实验没有的优点,但虚拟实验还只能是传统实验的一种补充、完善和扩展,还不能完全对传统实验进行替代,学生的虚拟实验还必须建立在一定程度的实际动手能力的基础上。传统实验和虚拟实验特点的比较如表1所示。 实验教学初始阶段属基础性、验证性实验。选定少量实验项目,让学生先做1~2次传统实验(见图2a),从而对常用实验设备、仪器有真实和直接的感受,再进行虚拟实验时,学生就容易掌握虚拟仪器的面板符号、按钮功能、标度以及使用方法。中程和后期阶段,先做虚拟实验(见图2b),再做1~2次真实实验。这种方式由于虚拟实验比重大于传统实验比重,就不太担心设备不足、实验失误、仪表损坏、耗材缺失、课时有限等,可不限时间、地点地做实验,这种方式更多地应用于设计性、综合性的实验中。对路线图中第四步的为毕业设计打基础的拓展实验,一般采用全虚拟的实验方式(见图2c),这是因为这样的实验往往元器件昂贵,对设备、仪器性能要求高,没有开展传统实验的实际条件。虚实结合手段的科学设计和运用,能够很快地使学生具有虚拟环境与实际环境的转换能力和应用能力,可为学生进一步的拓展学习打下基础。 虚实指导相结合 在实验教学路线图第1、2步,以各种有效手段进行传统的全程指导,让学生尽快适应实验室环境下的学习方法,此为实导。在实验教学路线图第2、3、4步,在物色好悟性高、表现出色的3~5名学生作为实验指导助手的基础上,将实验指导放开。学生不但不能依赖实验指导书,而且,只能得到教师给予的方向性引导,教师不具体解释,不动手操作,鼓励指导助手参与解决问题,此为虚导。实践证明,这种虚实结合的指导模式,能够让学生主动学习、积极自疑、设法解惑、斩获成果。学生学习的主动性和能动性得到充分的挖掘。 实验教学管理模式的改革 实验室开放 在设计性、综合性实验阶段,学生的实践技能水平有了很大提高,不易出现低级错误,仪表人为损坏的概率比较低,实验室在学生自己管理下可以开放了。实验室开放后,有些学生重做了曾失败过的实验,巩固了知识;有些学生自设了课题进行实验,综合能力得到提高。开放实验室解决了课时不足、时间固定的问题,极大地增加了学生实践锻炼的机会,是实验教学改革中不可或缺的环节。 课内外互补 介绍著名的电子技术专业网站和专业论坛,引导学生到电子网站和论坛查元件、问问题、寻电路、究原理、交同仁、知技术、懂方法,为进一步学习电子技术提供便捷的途径和方法,使学生在更高的平台上获取知识和方法。另外,在时间、条件允许时,也可将课程设计、技能鉴定和课外电子制作作为电子技术实验教学的有益补充。 考核方式弹性化 实验考核由四部分构成:平时成绩40%+实验报告30%+期末实验30%+创新(含论文)10%。其中,创新10%属加分项,为鼓励学生创新而设。当学生在实验中有独到的、涉及课外知识的方法和设计时,教师都给予加分。如果有撰写论文的情况,加分幅度还可更大。期末实验考核考题来自自编题库。题库中的考题除了精心编写的典型题外,许多就是平时实验中遇到的问题。抽签选题时,通常是一人一题,不允许换题。但是鼓励一人抽两题,都做对给予额外加一题(或步骤)分30%的加分,一对一错只给一题分(或步骤)的90%,都错则不给分。以鼓励为导向的弹性分的设立可以在一定程度上调动学生的学习积极性。 实验教学改革效果 近年来的电子技术实验教学取得了良好的效果。随着学生学习兴趣的提高,时常能看到学生主动学习、探究学习的现象。在阶段性实验后或实验课程结束后,许多学生总是希望下一次的实验快点到来和要求多安排实验课时。参加课外电子制作的学生报名踊跃,学习范围在不断延伸,远远超出教材范畴,如Protel软件学习、电路板刻蚀方法等。学生学习成绩也显著提高。将2006年(改革前)与2010年(改革后)同一专业、同一试卷期末考试成绩进行对比,平均分提高了9.3分。虽然是机械专业,但选择电子电气类毕业设计课题的学生约占1/3,而且,毕业设计的效率和质量比改革前提高了许多。由3名学生组队参加的省内电子技能比赛,取得1人二等奖,2人三等奖,团体总分第一的成绩。在电子群岗位工作的毕业生,由于其良好的上岗能力和迁移能力受到社会好评,毕业生就业率名列我院前茅,我系多次被评为毕业生就业工作先进单位。 结语 电子技术实验教学若要激发起学生的兴趣,需要精心设计实验教学内容,使各部分内容能有机联系、涵盖知识主线、易于综合和拓展。这样,就为有效地培养学生的实践技能和综合运用能力打下了坚实的基础;充分利用虚拟实验平台,改革教学模式,提高实验效率是电子技术实验教学改革的重要方面;辅以实验管理模式的改革,能使电子技术实验教学改革的效果更加完善。
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
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。
家畜论文:牧区家畜包虫病的防控措施 [摘 要] 牧区家畜包虫病具有较大的危害性,是影响当地畜牧业、社会经济发展以及人们身体健康的重要疾病之一,相关管理部门需要加强对包虫病的防治工作,科学制定防治计划,并积极开展包虫病的防治教育工作,提高养殖户的防治能力,做好牲畜卫生检疫工作,从而减少包虫病的发生,推动畜牧业的发展。 [关键词] 包虫病 防控 本文以内蒙古巴彦淖尔市乌拉特后旗牧区家畜包虫病的流行情况进行分析,并对探讨该病的流行特点,并针对该病的实际流行情况提出防控措施,本地区在上世纪八十年代骆驼的感染率达到20%,2011年164例家畜发生包虫病,占比为12.31%,2012年189例发病,占比为14.19%,2013年214例发病,占比16.07%,2014年231例发病,占比为17.35%。可见该病发病率有上升趋势。相关管理部门需加强对该病的研究,并积极开展该病的防治工作,以减少该病的发生,从而推动畜牧业的发展。 1 流行特点 包虫病是寄生在狼、狐狸、犬等动物小肠的细粒棘球绦虫中绦期幼虫,牛羊和人均可感染,是具有较大危害性的人畜共患寄生虫病,严重影响人和牲畜的身体健康[1]。该病的流行程度较高,本地区动物疫控中心进行包虫病的流行病学调查结果中,2011年,羊包虫病平均感染率为13.21%,犬感染细粒棘球绦虫平均感染率为10.24%。包虫病的传染源数量较高,主要是狐狸和犬类动物,还有鼠类、兔类等,这些动物的数量较大,分布范围广,是包虫病的主要传播宿主。内蒙古地域范围较大,但是人口数量较少,且本地区经济仍有待发展,需要加强该病的防治工作,避免该病严重影响畜牧业的发展。 牲畜感染包虫病后,其生长发育会受到严重影响,且其抵抗疾病的能力变差,使得牲畜过冬能力变差[2]。根据畜牧兽医总站在2011年冬季屠宰的工作中,对本地区3个屠宰场的牛羊进行包虫感染的检测,发现牛包虫感染阳性率为8.56%,羊包虫感染阳性率为10.22%,阳性牛羊群中,牛平均体重为130.21kg,羊平均体重为15.75kg,而阴性牛羊群中,牛平均体重为150.39kg,羊平均体重为16.92kg,阳性牛羊群体重显著比阴性牛羊群体重低,据此折算,牛羊废弃脏器和产肉每年的经济损失超过500万。可见,包虫病对牲畜饲养业的经济发展有着不利影响。 2 包虫病的防控意义和可行性 加强对包虫病的防控能有效减少由于该病而引起的牲畜死亡、脏器废弃等情况的发生,有助于减少该方面的经济损失,且有助于改善牲畜的生产性能,使得毛、肉、奶的产量均能得到提高,促使畜牧业能持续健康发展。加强对包虫病的防治可减少人感染包虫的机率,可降低人群中该病的的发病率和病死率,有助于维护人们的身体健康[3]。人患包虫病后,其工作、生活会受到严重影响。因此,需要做好包虫病的防治工作,以提高减轻该病的危害。 近年来,国家对包虫病的防治予以高度重视,我国高层领导人也要求各个地区政府加强对该病的防治。包虫病是国家免费救治的传染病,许多地区已经开展了包虫病的控制、健康宣教等工作,加强对该病的监测,最终取得了一定的成果。例如在新疆地区某县,该地区开展人畜综合性的防治工作,采用吡喹酮驱虫法进行防治,该地区的犬感染率由25.49%降至8.13%。可见,包虫病的防控工作具有可行性。 3 包虫病的防控方法 包虫病控制传染源的主要方法是投药和定期驱虫,但是内蒙古地区存在游牧的习惯,人口流动性大,在放牧季节,牧场分散程度较高,因此,定期驱虫工作的开展难度大。本文提出几点包虫病的防控措施,其详情如下。 3.1 加强专项投入 政府应重视包虫病的防治,加强对包虫病防控工作的投入,设立该病的防治工作专项资金,为家畜包虫病的防治提供保障,从而减少该病的防控工作难度。 3.2 加强对传染源的控制 相关管理部门加强对包虫病传染源的控制,设置规范、顶点屠宰场,做好屠宰场的配套建设工作,设置屠宰检疫标准,并提出屠宰场科学管理方法,严禁将发病牲畜脏器喂给犬或随意丢弃,需做好无害化处理病变脏器工作,避免无序屠宰的情况发生。屠宰场内严禁饲养犬只,且限制或减少养殖户犬只的饲养量,登记管理犬只,收养或捕杀无主犬只,以减少野犬的数量,进而减少包虫感染风险。 对流行区的犬加强管理,每年每犬驱虫8次以上,并将驱虫后48h犬排粪便进行收集和无害化处理,避免再次感染。驱除绦虫,将绦虫虫卵、虫体、粪便等进行无害化处理,如深埋等,使得人和家畜不再接触病原。 3.3 加强技术培训 相关管理部门应不断完善动物疫病预防控制体系,做好疫病监督工作,提高动物疫病中心的监测水平,完善监测设施,并加强对技术人员的培训,提高技术人员的专业水平。政府加强与卫生部门、医疗机构、教育部门、公安部门等部门的联系,构建联合防治体系,加强能力建设,加强信息交流和合作,从而有效提高包虫病的防控水平。 3.4 加强宣传教育 相关管理部门应做好包虫病的宣传工作,开展包虫病防治知识讲座,向普通民众讲解包虫病的相关治疗,强化养殖户防治包虫病的意识,促使民众做好动物管理工作,加强个人防护,从而严格控制感染情况的发生。在日常生活、工作中,养殖户需做好个人卫生工作,饭前、便后要洗手,远离虫卵。对包虫病感染高危行为予以干预,引导民众改正不安全行为,纠正民众不良行为习惯,促使民众均能做好包虫病的防治工作。 家畜论文:家畜肌细胞生成素(MyoG)基因的研究进展 摘 要:肌细胞生成素(Myogenin,MyoG)基因在肌细胞分化过程中起着中心调节作用,直接影响着动物的产肉能力。该文综述了猪、牛、羊等家畜的肌细胞生成素(MyoG)基因的克隆、测序、遗传多态性以及与生产性能的关联等方面的最新研究进展。 关键词:家畜;肌细胞生成素;研究进展 1 肌细胞生成素概述及其作用 肌细胞生成素(MyoG Myogenin)基因是MyoD基因家族中唯一在所有骨骼肌细胞系均可表达的基因[1-2],它的功能不能被其他生肌调节因子所代替,从肌纤维的形成、前体肌细胞的增殖以及定型,到个体自身出生之后的功能的完善以及成熟,都有生肌调节因子的参与[3-4],它可以激活肌肉的基因转录,提高细胞分化[5]。MyoG基因是影响产肉性能的主效基因,MyoD基因在肌肉生长中具有很重要的作用,如果MyoD撤回或降低,成肌细胞的分裂分化就会及时被停止。肌细胞生成素是控制肌肉生长发育的非常关键的基因,研究它的作用理论对生产实践非常有用[6-7]。另外,MyoG基因对初生重、背膘厚、胴体瘦肉率、产毛量等有影响,可以通过这些指标增加动物的初生重、瘦肉率等,从而生产出优秀品质的肉,也可以通过改变性状,增加产毛量,从而满足人们的需要。 2 猪的肌细胞生成素MyoG基因研究 Danuta Cieslak等[8]利用PCR一单链构象多态性分析这种方法证实了肌细胞生成素基因对猪的胴体性状有显著影响。Zuzanna Nowak等[9]研究表明:猪肌细胞生成素基因第1外显子具有较低的多态性,第2外显子不具备多态性,第3外显子拥有高度多态性。林万华等[10]发现猪肌细胞生成素基因在PCR1-RFLP位点上,外来品种杜洛克、大约克、长白及培育品种南昌白中绝大多数个体表现为AA型,个别为BB型;而6个中国地方猪种除乐平花猪以外均以BB型居多。朱砺等[11]研究不同品种猪肌细胞生成素3′端MspⅠ位点的多态性,结果表明:N等位基因能显著地增加背最长肌的横断面面积和猪身瘦肉所占比例,对提升猪的产肉量,降低皮下脂肪的含量,提高胴体品质有显著的影响。蔡兆伟[12]结果表明:MyoG基因对岔路猪胴体重、后腿重、胴体长等胴体性状有显著影响。赵青等[13]结果表明:金华猪肌细胞生成素基因具有AA、AB、BB3种基因型,且不同基因型间的个体初生体质量、1~6月龄体质量差异不显著(P 0.05)。王伟等[14]研究表明:滇南小耳猪MyoG基因2 041,2 047位点多态性对瘦肉率有极显著影响(P (A2512G)。王立辛等[16]研究表明:MyoG基因大白猪BB基因型的初生重显著高于AA型(P0.05)。牛姣艳[17]研究表明:马身猪中MyoG基因mRNA水平上,在60和90日龄表达量最高,极显著高于其他日龄(P 3 牛的肌细胞生成素MyoG基因研究 王珊等[18]研究表明:牛MyoG基因的启动子序列(Genbank中注册号为AY882581)长度为672bp,其与猪、人和小鼠相应序列的同源性分别为94%、91%和88%。王敏强等[19]研究表明:MyoG基因exon1′和5′侧翼部分序列在渤海黑牛和牦牛未发现多态位点;鲁西牛存在1个多态位点,定义了2个单倍型;水牛有6个突变位点。王敏强等[20]研究表明:推测鲁西牛MyoG基因外显子1的g.48GC突变可能是一个与生长发育性状存在一定相关性的潜在SNP位点。杨漫漫[21]研究表明:MyoG基因在皖东牛群体中AA基因型频率为23.66%,AB基因型频率为76.34%;在广丰牛群体中AA基因型频率为17.24%,AB基因型频率为82.76%。杨漫漫[22]研究表明:MyoG基因第1外显子466bp处发生GC的碱基突变,该突变属同义突变。在两个牛群体中均检测到AA、AB2种基因型。皖东黄牛和皖南黄牛的AB基因型频率分别为76.42%和82.76%,A基因为优势基因。皖东黄牛的多态信息含量(PIC)为0.360 6,皖南黄牛为0.370 2,在该位点均处于中度多态。AA型个体的体高显著高于AB型个体(PAB的趋势,但差异并不显著。 4 羊的肌细胞生成素MyoG基因研究 储明星等[23]结果表明:MyoG基因外显子1的AA基因型频率最高,A等位基因频率均明显高于B等位基因频率。邓凤等[24]研究结果表明:羊的肌细胞生成素基因有两个内含子,内含子Ι的片段大小为766bp,内含子Ⅱ的片段大小为587bp。刘永斌等[25]结果表明:MyoG基因的exonⅠ的多态性片段测序分析表明:MyoG基因第305处发生了单碱基突变(TC),并导致了所编码氨基酸由半胱氨酸变为精氨酸。刘铮铸等[26]采用限制性内切核酸酶Csp6I对山羊MyoG基因的959bp扩增产物进行PCR-RFLP多态性分析,BB型在1 791位点发生了TC的突变。高光宇等[27]成功克隆并测定MyoG基因序列,序列分析结果表明,成都麻羊MyoG基因长1 957bp,由3个外显子和2个内含子组成。刘铮铸等[28]结果表明,波尔山羊MyoG基因包括3个外显子、2个内含子及部分5′UTR(74bp)和3′UTR(260bp)区,编码序列长675bp,共编码224个氨基酸。孙伟等[29]研究表明湖羊MyoG基因在2日龄时表达最低,在30日龄之前随着日龄的增加而增加,然后在30日龄后下降,公羊直到120日龄、母羊直到90日龄为止。何学谦[30]等研究表明:会理黑山羊MyoG基因长度为2 043bp,包括3个外显子、2个内含子及部分5′-UTR(73bp)与3′-UTR(9bp)序列。韩银仓等[31]研究表明:MyoG基因exonI在河南县欧拉羊群体中CC基因型个体的体重、体高和体长均显著高于AA基因型个体(P 5 结语 通过以上的综述发现MyoG基因对瘦肉率、肉品质、生长发育等有一定的影响,但更多的都是理论研究,最终是要将MyoG基因应用于生产实践。随着育种学和分子生物学的不断发展,通过对MyoG基因的调控、表达量的检测、基因型的选择等措施,以期能够培育出生长发育快且产肉量多的家畜新品种或新品系,创造出更多的经济效益。 家畜论文:家畜肌肉风湿症的中医疗法 家畜肌肉风湿症是家畜常发的全身性疾病,以四肢、腰肌和关节的病变最常见,各种家畜均可发病,更多见于牛和猪。 一、发病原因 肌肉风湿症属中兽医痹症范畴,经云:“风、寒、湿三气杂致为痹”。故《元亨疗马集》指出“皆因外感风寒,内伤阴冷,外感内伤,伤之血气”,畜体阳虚,卫阳不固,肌凑空疏,风寒邪气得以入畜体,流走经络,致使气血凝滞,运行不畅而成本症。 此外,还有一种热痹,平素畜体阳气偏盛,内热蓄积复感寒风湿邪所郁,湿热壅滞,气血不足而成,或因风湿热邪郁久化热成热痹。 二、辩证施治 1. 风寒湿热辩证 病初患畜精神轻度沉郁,饮、食欲减退,患部肌肉僵硬,运动机能障碍,相应反射消失。若颈部肌肉僵硬,一侧有病则斜颈,双侧有病则呈现低头困难。若背腰部肌肉僵硬,触诊反射消失,脊柱背腰部侧弯。家畜起卧困难,行则喜靠物。四肢明显跛行,步态黏着、强拘,站立不稳,倒地后不能自行起立。临床可分为风痹症、寒痹症、湿痹症、热痹症等。 风痹症患畜表现四肢疼痛跛行,痛无定处;寒痹症表现关节无热疼痛,天冷加剧;湿痹症患畜出现关节疼痛,能站不能走;热痹症患畜突发关节疼痛热肿,行走困难。 治疗以祛风除湿、活血通络为原则。 处方1:风痹症宜服防风汤加减。防风45克,羌活30克,葛根30克,当归30克,木瓜35克,威灵仙30克,秦艽25克,桂枝25克,川芎20克,甘草15克。煎水去渣,候温加白酒200~250毫升,灌服。 处方2 : 寒痹症宜内服独活寄生汤。当归、川芎、白芍、乳香、没药各24克,牛膝、汉防己、伸筋草、鸡血藤、五加皮各30克,共为细末,开水冲,候温,加黄酒或白酒250亳升为引,一次灌服。此方为成年畜用量,幼畜酌减。或用独活25克,秦艽30克,当归25克,川芎15克,白芍25克,桑寄生45克,熟地45克,防风30克,桂心15克,细辛10克,杜仲30克,茯苓30克,甘草20克。煎水候温灌服。 处方3:荆芥40克,防风40克,桂枝40克,透骨草45克,独活40克,羌活40克,当归50克,威灵仙50克,制草乌15克,制川乌15克。水煎2次,加白酒150毫升,内服,能追风散寒,主治风湿寒痹。 处方4:湿痹症宜用薏苡仁汤加减。薏苡仁60克,木瓜45克,防己30克,防风30克,苍术35克,当归30克,生姜30克,羌活25克,川芎25克,川乌10克,甘草15克。煎水候温灌服。 处方5:热痹症宜用宣痹汤加减。连翘45克,海桐皮45克,忍冬花90克,滑石90克,防己30克,杏仁30克,桑枝15克,甘草15克。煎水候温灌服。若患畜体温升高,则减去杏仁、海桐皮、滑石,加石膏45克,知母30克,黄柏30克,桂枝25克,栀子25克。 处方6:苍术60克,麻黄25克,防风40克,荆芥35克,羌活40克,制草乌15克,当归40克,制川乌16克,川芎40克,黄芩50克。外加水杨酸钠20~30克,多次服用时加碳酸氢钠20~30克。共研末,开水冲泡水杨酸钠,内服,可祛风除湿、活血解热,主治热痹症。 2. 虚实辩证 ①实证型风湿症。 邪气侵入正气不虚,表现为体质强,病程短,长期感受风寒湿邪侵害的偏盛不同可分为行痹、痛痹、湿痹三种症候。但就临床来讲,大多风寒湿三邪合致为风寒风湿,寒湿合邪侵害,很少单湿致病,故临床要看准各邪盛衰,分清主次。 行痹有游走性,痛无定处,多发于四肢,故风为阳邪,善行多变;痛痹一般痛有定处,遇冷则重。病势轻重随气候而变化;温痹痛无固定,步态黏着,病程较长。 凡风湿者皆因“气血相凝,经络郁结而成痛也”,寒凝气滞,气滞则血瘀,脉道不利,经络淤塞,气血不通即“疼则不通”,故各邪致病都有疼痛。 治宜养血荣筋,风除湿,活血化瘀,通络散寒。 处方1:当归50克,川芎40克,乳香50克,没药40克,红花30克,伸筋40克,透骨40克,陈皮30克,白芍30克,防风40克,大蓟40克,独活30克,羌活30克,甘草30克,黄酒200毫升为引,为末灌服。 方中,当归、川芎、白芍养血荣筋,此谓“治风先治血,血行风自灭”,并据“气为血帅”“血随气行”之理,用陈皮、乳香行气配合血分药以发生更大的作用。独活、羌活、防风、大蓟散寒祛风湿,没药、红花活血化瘀、舒筋活络、祛风湿,甘草调和诸药以和中。黄酒通经活络祛风湿,以助药力。 行痹宜重用当归、川芎、白芍以养血,前部重用羌活,加桂枝,后部重用独活,腰背部加木瓜;痛痹加附子以温经散寒;湿痹加茯苓、苍术、防己以健脾燥湿,去白芍(因白芍酸敛对祛湿不利)。 处方2:制南星30克,羌活40克,独活40克,秦艽60克,当归40克,川芎40克,制草乌15克,地龙40克,牛膝40克。煎药后加入白酒150毫升,内服。主治有游走性的风湿行痹症。 ②虚证型风湿症。 实证日久不愈,转为慢性时,则为虚证型风湿症。邪气未除,正气已虚,证性复杂,多侵害肝肾气血,须仔细辩证。此时主症为四肢关节疼痛,屈伸不利,不太拘谨,腰脊板硬,呼吸气短,食欲减少,口色淡,舌苔薄白,脉向虚缓或沉细。 治宜滋补肝肾,益气养血,祛风散寒除湿。 处方1:独活寄生汤加减。独活、桑寄生、大蓟、防风、熟地、川芎、党参、甘草、杜仲、牛膝、细辛、当归、白芍、桂枝、茯苓、黄芪、狗脊。由于风寒湿不能及时驱除,深入到筋骨,损伤肝肾而致气血两虚,故方中重用独活、桑寄生祛风湿止痛痹,熟地、杜仲、狗脊、牛膝补肝肾,强筋壮骨,以四物汤补血和血调营卫,党参、茯苓、甘草益气健脾,气血旺盛有助于驱除风湿,即所谓“扶正祛邪,正旺则邪除”,细辛入肾经,能搜伏风。桂枝温经通络。防风、大蓟散周身风湿,从肌表而除,共成标本兼治之功。疼痛重者可加灵仙,以搜剔骨风。四肢伸屈不利,加木瓜。伸筋,前肢重,去独活,加羌活、桂枝;后肢重,加木瓜。 处方2:苍术或白术60克,薏苡仁120克。煎药内服。除湿祛风,主治慢性肌肉风湿之湿痹。 处方3:黄芪50克,当归35克,白芍35克,木瓜30克,牛膝30克,巴戟天40克,藁本40克,补骨脂40克,木通40克,泽泻40克,薄荷30克,桑枝50克,威灵仙50克。共研末,开水冲服。具有通经活络,风除湿的功效,主治腰肾虚寒的风湿痹痛。 (作者联系地址: 山东省沂水县许家湖镇兽医站 邮编:276400) 家畜论文:常见家畜三维动画在计算机辅助教学中的作用 摘要:三维模型及三维动画的制作在计算机辅助教学中起着非常重要的作用,本文借助于三维动画制作技术进行常见家畜动物(如牛、羊等)三维模型建立及简单动画模拟,重点介绍了三维建模关键技术和三维动画制作技术要领。通过对常见家畜三维动画模拟可以使学生更加容易理解记忆常见动物的形态结构,激发学生的学习兴趣,从而提高教学质量。 关键词:家畜;三维模型;三维动画;辅助教学 一、引言 三维动画是近年来随着计算机软件和硬件技术的不断发展,应运而生的一种新兴技术。三维动画由于具备真实性、易用性和形象生动等优点,目前被广泛地应用于医疗、工业、军事、教育、建筑和娱乐等各行各业。随着计算机技术的不断发展,计算机辅助教学(CAI)进入了网络化和多媒体化的时代[1]。借助于多媒体技术,可以将声音、图像、动画、视频等引入课堂教学,增加课堂教学的生动性和形象性,激发学生的学习兴趣。在动画制作方面,目前Flash二维动画制作比较流行,也比较容易制作,然而三维动画在教学中的应用并不常见。本文选择羊、牛等常见家畜为建模对象,在建立的三维模型基础上,进行了简单的行走动画制作,可以使学生更加容易地理解常见家畜动物的外形特征以及运动特征,使教学过程更加形象生动,在一定程度上提高教学质量。 二、三维建模 通过使用3DS Max三维建模软件在计算机中构造出一个三维世界,三维建模是三维动画处理以及可视化设计的基础,处于所有制作工作流程的开始阶段,起着至关重要的作用。3DS Max提供许多不同的建模方法,比如基础建模、二维图形建模、复合多边形建模、多边形建模、面片建模、NURBS建模等。通过充分了解每种建模方法的优劣,掌握每种方法的特点和适用对象,选择合适的创建方法,就可以创建出逼真的三维动物模型。本文主要采取的建模方法有:细分建模、挤出建模、复制和镜像建模和组合建模等。 1.细分建模。细分建模主要针对较为规则的平面光滑曲面的物体。这种建模方法通过对子物体(顶点或面)的修改,形成造型物的形状或大致轮廓,并加入网格光滑修改器,设定不同的参数,3DS Max会自动插值,重新定义顶点,形成光滑的表面。以山羊的头部建模为例,首先创建一个长方体,并将建立的长方体转换为可编辑多边形,增加分段数,对长方体进行修改,使之生成山羊或者牛头部的大概轮廓。 2.挤出建模。以山羊的躯干模型为例,首先选择头部模型的背面,然后使用挤出命令挤出脖子,用细分的方法对挤出的脖子进行修改。修改完后再用挤出的方法挤出躯干的大概模型,对挤出的大概模型添加顶点、修改顶点位置和细分处理获得躯干的最终模型。 3.复制和镜像建模。复制和镜像建模针对有规则形态的形体,或排列具有一定的规律性的造型建模,这也是3DS Max建模中常用的方法。由于常见动物模型具有对称性,对于模型的各个部位(腹部、腿部和头部等等)均采用镜像建模的方法。对于类似模型,可以采用复制建模(如腿部)。 4.组合建模。常见动物是由多个相同或者不同的其他部分组成,要完成最终的目标物体,需要利用各种不同的坐标轴,经常还需要改变部分的轴心,使用旋转、移动、缩放、对齐、阵列等各种常用工具,通过切换各个视图来方便地进行操作,最后组合成一个完整的有机部分。图1为通过综合使用各种建模方法,最终形成的奶牛模型,可以看出,模型的整体形态完全接近动物的真实体型,体型结构合理。 三、动画制作 建立三维模型以及场景后,根据具体要求设定三维模型的运动轨迹等动画参数,最后按照要求为模型赋予特定的材质,并制作灯光。完成这所有的一切后,一段计算机动画就制作完成了。本文常见家畜的三维动画制作,这里以羊为例,分为三个步骤,创建骨骼,设置蒙皮和设置动画。 1.创建羊的骨骼。这里羊创建骨骼用到的是3ds Max自带的Bones骨骼系统。打开已经建好的羊模型,在视图中将它冻结,这样做是为选择和移动骨骼方便,不会在选择骨骼过程中选择模型的点、线或者面。确定羊模型的重心,在重心处创建虚拟体。选择创建面板中的辅助对象,单击虚拟对象创建一个立方体虚拟对象虚拟体创建完毕后,开始为模型搭建骨骼,在骨骼编辑卷展栏中单击创建骨骼按钮,在前视图中通过单击创建骨骼,右击结束骨骼创建。骨骼创建完毕后对骨骼进行移动、旋转和缩放等操作,使骨骼和模型很好地结合,如图2所示。 上面所搭建的骨骼都是分开的,要想将搭建的骨骼连接为一个整体,必须使用到连接工具。在连接过程中需要注意的是,前腿部的虚拟体为所有骨骼的父对象,所以要将所有骨骼连接在它上面。对于身体后面的那个虚拟体,它应该理解为是脊柱骨骼的子对象,所以要将这个虚拟体连接到父对象骨骼上,后退为虚拟体的子对象,所以将后退连接到虚拟体上即可。到目前为止,我们分别搭建了一条前腿和一条后退,我们可以用镜像复制的方法复制出另一半的腿部骨骼。镜像复制的过程跟建立羊模型时的方法一样,这儿就不再描述。骨骼连接完成后可以对前腿部位的虚拟体添加一个旋转来检查是否所有骨骼都连接为一个整体了。 2.设置蒙皮。蒙皮是三维动画的一种制作技术。在三维软件中创建的模型基础上,为模型添加骨骼。由于骨骼与模型是相互独立的,为了让骨骼驱动模型产生合理的运动。把模型绑定到骨骼上的技术叫作蒙皮。蒙皮是将骨骼控制模型的形态节点,达到合理的绑定效果,所谓的形态节点就是外部轮廓。在骨骼创建好了之后,当前骨骼和模型还没有联系,需要使用“蒙皮”修改器将对象绑定到骨骼,使骨骼能够控制对象的运动。 3.建立羊的骨骼动画。当前有两种模型动画的方式:顶点动画和骨骼动画。顶点动画中,每帧动画其实就是模型特定姿态的一个“快照”。通过在帧之间插值的方法,引擎可以得到平滑的动画效果。在骨骼动画中,模型具有互相连接的“骨骼”组成的骨架结构,通过改变骨骼的朝向和位置来为模型生成动画[2]。 骨骼动画比顶点动画要求更高的处理器性能,但同时它也具有更多的优点,骨骼动画可以更容易、更快捷地创建。本文选用骨骼动画在第0帧设置一个关键点,在第16帧设置关键点,按照以上方法在27帧添加关键帧,然后选择第0帧位置的关键点,按住shift键拖拽该关键点到第10帧的位置,使用同种方法将第27帧位置的关键帧复制到第39帧。打开轨迹视图对话框,进入对象的Z位置层,右击第0帧位置的关键点,设置关键点切线类型,其他关键点也用同样方法设置。 使用以上方法可以设置X位置层的轨迹曲线,这儿就不一一描述了。动画的设置大概就是这样,所有的都设置完成后就可以播放动画,观察对象运动的效果。到此,对羊的建模、骨骼绑定、蒙皮以及骨骼动画制作的所有工作都已经完成。 四、结论 骨骼动画作为三维动画非常重要的一部分而越来越多地应用到广告、影视等很多行业,骨骼动画的发展已经非常成熟。通过动物3D模型和动画制作为学生多面讲解分析动物的特征,生动地展示教学内容,不仅脱离了单调的图片式教学,提高了教学效率,也可以提升学生学习兴趣,进而提高教学质量。 家畜论文:突破《家畜解剖生理学》教学难点的策略探析 摘 要:《家畜解剖生理学》是一门研究畜禽体内各器官的形态结构、位置作用及生命活动规律的学科,是畜牧兽医专业一门重要的基础课程。解剖生理学的教学课程当中,存在着许多的难点问题,像难点词汇多、学生动手能力差、相关结构记忆不清等,一直不能找到相关对策。本文将从理论课程、实验课程、考试制度三个方面提出一些建议,希望给解剖生理学课程改革提供一些思路。 关键词:家畜解剖生理学,教学难点,解决策略 0 前言 《家畜解剖生理学》是一门以家畜、家禽为实验对象,研究其形态结构、生理规律的学科,是兽医临床中诊断动物疾病、分析致病原因、找出治疗方案的理论依据。该学科不仅是畜牧兽医专业的专业课程,也是生物科学、药理学、医学等其它专业的重要基础课程,这些专业的学生也都需要扎实的解剖学基本功,但是学生们在学习的过程中遇到的一些重点、难点问题总是妨碍着他们对解剖生理学知识的掌握。针对目前的教学难点及学生特点,家畜解剖生理学的课程应该做出相应的调整与改革,以提高学生学习的主动性,进而提高课程的教学效果。下面是本文给出的一些教学策略方面的建议。 1 加强直观教学 直观教学是指把标本、模型、图片等作为载体来传递课程信息,包括言语直观、实物直观等内容。直观教学的目的就是丰富课堂内容,让抽象的内容具体化,吸引学生的注意力,引起他们学习的兴趣。 《家畜解剖生理学》一书涉及的知识面广、课程概念多,解剖学中有相当多的专业词汇。有些名词是从外语翻译过来的,不仅难理解,还很拗口;有些名字的汉字很难记,像髌骨、髋骨、踝骨,字型相近,位置不一,记忆起来相当困难。生理学部分的内容抽象难懂。比如解剖时的神经结构,虽然课本上的效果图看起来很清楚,但是真的到了动物体内,学生就是分不清交感神经和副交感神经的具体位置;还有一些生理学现象,课本上的文字表述不清楚,不同的生理现象写出来的描述都是近似的,学生在生理课上也是摸不到头脑。 针对这些问题,直观教学的方式能够起到很大的作用。首先,教师要改变他们的语言习惯,不要总是一味的强调知识点的重要性,反复解释某一个名词的字面意思,在恰当的地方使用合适的比喻,既能起到容易理解的作用,也能刺激学生的联想记忆,举一些自己在实际操作中遇到的问题也能让学生们记忆深刻。 另外,要充分发挥多媒体的作用。现在的教室中一般都有多媒体设备,教师在授课过程中要合理充分的利用起来,在每节课程内容当中安排播放相关视频,既能改变枯燥的教学模式,又能够加深学生对理论知识的记忆、理解与掌握。 理论课程学习时,教师也可以加进实际解剖的操作,自己动手解剖,边解剖边讲解相关的结构形态和生理作用,这样既能讲清楚理论知识,也给之后的实验动手课程打下了一定的基础。 2 改变原有课程安排 理论课教学过程中,安排学时数少,内容却很多,经常出现教师一人唱独角戏的现象,师生之间缺少互动环节。实验课程方面,虽然现在的生理解剖课都安排了相关实验,但是因为因为资金等问题,解剖材料的数量还是过少,大部分时候多名同学为一组,容易造成部分学生不能动手解剖的问题。 对此,学校应该给教师上课做出互动的要求,比如每节课都需要提问多少学生,每个学期每个学生都至少回答十次问题,先采用这种略为强制性的手段让学生和老师都适应提问的环节,久而久之,大家就能养成良好的学习习惯了。课堂互动环节也能够让教师有更多的机会了解每个学生学习的难点、并给出合理的解释,增加教师和学生之间沟通交流的机会。 实验课方面,应该安排更多的实验课程,准备足够的实验材料,给每个学生动手操作的机会。解剖过程中,教师也应该在教室里巡视,及时发现学生操作的问题,给出合理的示范动作,不要让学生自己乱解剖,更不要交代完教学内容就让学生自由发挥,这样只会让学生越来越迷茫。 3 培养学生自主学习的能力 现在的学生从小接受的教育大都为“填鸭式”,学习方式属于被动型,学到的知识缺乏实用性,学生动手能力差,钻研学习的基础也差,改变教学方式之后,学生听不懂老师授课内容、下课也不会主动学习。对此,学校要培养学生学习的主动性,多安排一些自主学习的作业,比如安排学生讲课的机会,学生在备课及讲课的过程中,自然需要充分查阅相关资料,这样,既培养了学生的主动性,也能让学生发现解剖学中的乐趣。 4 其他策略 增加实习机会 生活在城市里的学生接触到动物的机会比较少,学校可以安排一些实习机会,可以去动物园认识动物,也可以去农村了解动物的生长环境,这对他们的课程学习是有一定帮助的。 培养优秀教师 教师在教学过程中起着重要的引导作用,但是在中职学校里,优秀教师的比重并不高,所以学校要引进一批优秀教师,或是定期对本校教师进行培训,有优秀的教师团队对培养优秀学生有重要作用。 严格考试制度 严格的考试制度是督促学生学习最有效的工具,所以学校一定要制定严格的考试制度,尤其是实验课程的考试,一定要重视起来,这样学生们才能用心学习解剖知识。 总结 以上就是对《家畜解剖生理学》这一门课程的教学难点给出的分析和建议。作为一门应用性极强的专业课程,家畜解剖生理学的教学内容和教学模式关系着众多学生毕业后的工作能力,所以广大教师一定要认真教授该项课程,帮助学生们学好家畜解剖生理学的理论知识,加强实验练习,增强动手能力,为其它课程的学习打下坚实的基础。 家畜论文:家畜骨软病的诊治及综合预防措施 骨软病是发生在软骨内骨化作用已完成的成年动物的一种骨性营养不良,主要原因是钙磷缺乏或者两者之间的比例不当。特征性病变为骨质的进行性脱钙,呈现骨质软化及形成过量的未钙化的骨基质。临床特征是消化紊乱,异食癖,跛行,骨质软化及骨变形。该病牛羊等反刍动物较为常见,偶见有猪。 1 病因 牛的骨软病通常是由于饲料、饮水中磷含量不足或者钙含量过高,导致钙、磷比例不平衡而发生。本病常发生于土壤严重缺磷的地区,个别家畜偶见继发性骨软病。继发性骨软病是由于日粮中补充过量的钙所致。泌乳和妊娠后期的母牛发病率最高。在黄牛和水牛骨软病流行区,往往在前一个季节中曾发生过严重的天气干旱,引发植物根部能吸收到的土壤磷很低,同时又缺乏某些含磷饲料的补充。乳牛的骨粉或含磷饲料补充不足时,特别在大量应用石粉或贝壳粉代替骨粉的牧场,高产奶牛的骨软病发病率显著增高。绵羊在与牛相同的缺磷区,发病不严重,但有记载,绵羊骨软病与低磷酸盐血症有关。猪的骨软病常由于日粮中缺钙引起,多见于长期给小猪泌乳而断奶不久的母猪。 无论是黄牛因缺磷还是猪因缺钙而引发的骨软病,都是由于改变了日粮正常所需的改玲比例。一般认为,麸皮、米糠、豆饼种子和秸秆,含磷都比较丰富,而谷物和红茅草则含钙比较丰富,青干草中钙磷含量都比较丰富。有研究发现维生素D与骨软病有很大的关系,维生素D的缺乏可能促进骨软病的发生和发展。 2 发病机理 由于钙磷代谢紊乱和调节障碍,溶骨的作用加强,骨骼发生明显的脱钙,呈现骨质软化,同时这种又被过度形成的未钙化的骨样基质所代替。它与佝偻病的主要区别在于不存在软骨内骨化方面的代谢紊乱。 骨质软化通常开始于骨的营养不足(主要指钙、磷和维生素D),以后借破骨细胞破坏哈佛氏管,导致管状骨的许多间隙扩大,哈佛氏管的皮层界限不清,骨小梁消失,骨的外面成齿形且粗糙,结果则使骨组织中呈现多孔,容易骨折。无论管状骨或扁骨,由于脱钙作用的同时又出现未钙化的骨基质增加,于是导致骨柔软、弯曲、变形、骨折,以及局灶性增大和腱剥脱。随着时间的延长,沉积的钙基质密度也在增高,而胶性基质又部分地呈现萎缩,在这个阶段如果骨骼受到重压或牵引,特别容易引起病理性骨折。 3 症状 临床上主要呈现消化紊乱,异食癖,跛行及骨骼系统严重变化等特征。早期呈现食欲减退,消化不良,精神沉郁,然后出现异食癖。病牛舔食泥土、墙壁、铁器,在野外啃嚼石块,在牛舍吃污秽的垫草。病猪,除啃骨头,嚼瓦砾外,有时还吃食胎衣。在牛伴有异食癖时,可造成食道阻塞、创伤性网胃炎、铅中毒。在异食癖出现一段时间之后而呈现跛行。动物运动不灵活,主要表现为四肢僵直,走路后躯摇摆,或呈现四肢的轮跛。拱背站立,经常卧地不愿起立。母猪喜欢躺卧,做匍匐姿势,跛行,产后跛行加剧,后肢瘫痪,严重者发生骨折。 4 诊断 根据日粮组成中的矿物质含量及日粮的配合方法,饲料来源及地区自然条件,病畜年龄、性别、妊娠和泌乳情况,发病季节,临床特征及治疗效果,不难诊断。血清钙、无机磷和碱性磷酸酶水平的测定有助于诊断。尤其是采用AKP同工酶的检验,其骨AKP值的升高具有重要的诊断意义。X射线骨密度检查及骨影像分析有助于发现亚临床状态及估计病情病性。 5 治疗 针对饲料中钙磷不足,维生素D缺乏可采用相应的治疗措施。对牛羊的治疗,当病的早期出现异食癖时,就应在饲料中补充骨粉,可以不用药物而痊愈。病牛每天给予骨粉250g,5~7天一个疗程。对跛行的病例给予骨粉时,在跛行消失后,仍应坚持1~2周。严重病例,除从饲料中补充骨粉外,同时应配合无机磷酸盐进行治疗,例如牛可用20%的磷酸二氢钠溶液300~500mL,或3%次磷酸钙溶液1000mL,静脉注射。每天一次,连续3~5天。猪可用骨粉、磷酸盐、乳酸钙、石粉等饲喂补钙,配合维生素D注射。妊娠后期和泌乳期的母猪,在病的早期除补充骨粉外,补充鱼粉和碎骨汤效果也很好。 6 预防 对日粮要经常分析和检测,有条件时可以做预防性监测,根据饲养标准和不同生理阶段的需要,调整日粮中的钙磷比例,补充维生素D。日粮中的钙磷含量,黄牛按2.5:1,乳牛按1.5:1.猪按1:1的比例饲喂。粗饲料以花生秸、高粱叶、豆秸、豆角皮为佳。红茅草、山芋干是磷缺乏的粗饲料。最好是补充苜蓿干草和骨粉,而不应补充石粉。脱氟磷酸盐对乳牛有预防作用,但其含氟量不应超过国家标准。为了预防高产奶牛的骨软病,有人建议适当降低产乳量,并在产犊前保持6~8周的干奶期。 家畜论文:虚拟仿真技术在家畜解剖教学中的应用 摘 要: 为了增强农业院校的家畜解剖学课程教学效果,提高学生学习兴趣,将虚拟仿真技术应用到教学中是家畜解剖学教学改革的新尝试。本文主要讨论虚拟仿真技术的特点、优势及家畜解剖学中应用的现状和前景。 关键词: 虚拟仿真 家畜解剖学 三维模型 1.引言 家畜解剖学是农业类高等学校动物医学专业的专业基础课,本课程主要讲授正常家畜、家禽的形态、结构、器官的位置关系和发生发展规律。本课程的特点是名词众多、结构复杂,对于首次接触动物医学专业的学生来说学习起来比较困难,不知道应该怎样学习。传统课堂讲授方式难以满足现代化教学发展需要,虚拟仿真技术正逐渐应用到各专业教学课程中,对教育行业产生了巨大影响。 2.虚拟仿真技术的优势及其在医学教育中的应用 虚拟仿真技术是用计算机虚拟场景逼真地模拟现实世界事物的技术,涉及计算机图形学、人工交互、人工智能和传感技术等。具有真实性、交互性和沉浸性的特点,逐渐成为现代教育技术领域的热点,应用于不同专业教学过程中。随着计算机技术的发展,虚拟仿真技术在人类医学上得到了广泛应用。虚拟仿真技术打破了传统实验空间和经费的限制,在充分保证教学效果的基础上,不仅节约了实验成本,而且大大提高了学生的学习兴趣。使学生通过虚拟场景的人机交互,由视觉、听觉、触觉等手段获取场景的反应,通过学生自我组织,制订并执行学习计划,进行自我评价,开展适应式学习。很多高校、科研院开发了人体解剖虚拟仿真实训平台、虚拟动画、三维网络课程等应用于理论和实践教学,充分发挥了现代教育技术的优势,提高了教学水平。 1989年美国首先开展了“可视虚拟人”的计划,并于1994年完成世界第一例男性“虚拟人”数据采集,1998年完成女性虚拟人数据采集,共采集到56GB的数据。随后,韩国“可视韩国人”项目于2000年完成第一例韩国人标本的数据采集;2003年,钟世镇主持的“虚拟中国人”项目完成中国人体数据的采集工作。以这些虚拟人数据集为基础,对人体器官进行了三维重建,精细逼真的三维结构为人体解剖学提供了大量素材。基于虚拟人体数据集产生了很多人体解剖三维虚拟仿真实验平台用于人体解剖学教学。在仿真平台上可以对人体结构进行任意角度旋转、缩放、标注等操作。便于教师教学及学生学习和课后复习。2010年10月在上海世博会期间,瑞典首次向公众展示了代表先进医学虚拟仿真技术的“虚拟解剖台”。此虚拟解剖台数据来源于人体的磁共振(MRI)和CT成像数据,利用计算机处理将这些数据从二维平面图变成真实感极强的三维模型,将人体内部的精细结构完整地展示出来。这款虚拟解剖台可用于人体解剖学教学,学生用手指通过触摸屏进行人体器官操作,能完整地展示骨骼、血管、肌肉等的不同形态,还可以移除或添加内脏器官、血管、神经等结构,从而理解各器官的形态结构和相互位置关系。 3.虚拟仿真技术在家畜解剖学的应用现状 家畜解剖学是一门实践性很强的学科,家畜的器官标本、模型等教学材料在本课学习中有重要作用。但是近些年随着招生规模扩大,一般理论授课时学生人数较多,不能发挥标本、模型的作用,学生只能在实验课上观察标本、模型。虚拟仿真技术在家畜解剖学中的报道较少,由于数字人的数据采集方法投资巨大,过程复杂,需要多领域专业人员合作完成,目前还没有完整的大家畜(牛、马等)虚拟解剖系统。很多科研机构利用数字人的数据采集方法对猪、兔、小鼠、大鼠等动物进行了数据采集和虚拟仿真工作。Maierl等在1999年报道了第一例“可视化狗”,但其数据不完整,没有四肢部分的结构,而且图像不精细。2005年9月,重庆理工大学、第三军医大学和重庆市畜牧科学研究院共同完成了世界第一例“数字可视化猪”数据集的采集工作,图像质量比较高,能够清晰显示内部结构[1]。2014年,连国云[2]采集完成了“数字化新西兰兔”的数据集。但是对于家畜解剖学重点讲授的牛、马等大家畜,还没有虚拟解剖数据集的报道。主要原因是牛、马的体型比较庞大,采用数字人运用的冷冻铣削设备无法完成铣削,牛、马等动物只能采用其他方法建立三维模型,虽然这些模型不如冰铣削得到的数据精确,但是仍然能够在家畜解剖学教学中发挥巨大作用。苏杨生[3]等报道了通过3D Max软件建立了牛的椎骨模型,并建立了交互程序,学生可随时随地进入程序观察解剖标本。张蕾[4]等采用Photoscan软件对动物头骨进行了三维重建。付大鹏等[5]采用三维激光扫描仪获得了动物股骨的三维点云数据,进行三维重建,得到了股骨的三维模型。以上研究成果为虚拟仿真技术在家畜解剖学中的应用提供了思路和教学资源。 4.虚拟仿真技术在家畜解剖学的应用前景 虚拟仿真技术在家畜解剖学及相关专业有着非常广阔的应用前景。三维模型能够形象清晰地展示动物的解剖结构和器官的相互位置关系。虚拟仿真技术的应用能够将理论授课中教师采用图片、照片等素材难以描述清楚的概念、结构给学生以感性认识,能够加深学生的理解程度,帮助学生学习和记忆。虚拟仿真技术的应用能够将抽象的结构变具体,使枯燥的概念形象生动,提高学生的学习兴趣和主动性,突破传统解剖学实验空间和时间的限制,学生可以通过网络自由地学习,方便自学。综上所述,虚拟仿真技术能够将家畜解剖学的抽象教学内容形象地展示出来,提高学生的学习积极性,使学生由被动接受转变为主动学习,极大增强家畜解剖学教学效果。 家畜论文:三维建模技术在家畜器官建模中的应用 【摘 要】家畜解剖学是一门形态学课程,实践性强是本课的特点,理论授课与实验和实践相结合才能达到较好的教学效果。在教学中为了补充家畜标本的不足,我们采用三维建模技术建立家畜的三维模型,通过三维模型展示家畜器官的结构,不仅能提高学生学习的积极性,还能加深其对器官结构的理解程度,激发学习的兴趣。本文分析了家畜器官建模的方式及其优缺点。 【关键词】三维建模;家畜解剖学;器官结构 0 引言 家畜解剖学是一门形态学课程,具有很强的实践性,理论授课与实验和实践相结合才能达到较好的教学效果。解剖标本是解剖实验和实践教学中必不可少的实验材料。在实验过程中不可避免的存在标本的损耗,以及某些标本不容易得到,采用计算机技术建立解剖标本的三维模型可以弥补以上不足。随着计算机图形技术的发展,基于真实人体数据的“虚拟中国人”数据集早在2003年就已经建立完成,根据这些数据集对人的各种器官进行了三维重建,这些来源于真实人体数据三维模型在人体解剖学教学中得到广泛应用[1-2]。但目前还没有家畜的虚拟解剖数据集,家畜的三维数据还非常少。为了增加家畜解剖学的虚拟模型资源和弥补教学标本的不足,我们采用三维建模技术创建了多种家畜的三维模型,这些模型结构清晰、真实度高,能够方便学生学习和记忆。本文对目前常用的三维建模技术进行探讨。 1 常用三维建模方式 计算机三维模型是通过点和边来描述物体的几何形状,其数据结构简单、信息量较少,不仅能够描述物体的几何信息,能够实现外形、剖面、实体着色、光照及纹理等各种处理和操作[3]。 1.1 三维建模软件建模 常用的三维建模软件有3ds Max、Maya、Silo、PRO-E、Rhino 3D、Solidworks等。其中PRO-E、Rhino 3D、Solidworks常用于建筑和工程模型制作,其它几种多用于人物、生物体、日常用品等物体建模。3ds Max软件简洁高效,容易上手,适合场景建模和室内设计方面。Maya是世界顶级的三维动画软件,应用于影视广告、人物角色动画和电影特技等。Maya的功能完善,工作灵活,制作效率高,渲染真实感极强,但是初学者难以上手。Silo是一款专注于建模的三维软件,既适合生物建模也适合规则物体建模。Silo是非常方便的角色多边形建模工具,可以制作精细的多边形物体,能全快捷键操作,效率较高。 三维模型生成方法一般先建立几何图形,对几何图形的点、多边形、面等进行调整,使其变成需要的形状。这种方法对于形状规则物体较为方便,但是动物器官的形状不规则(见图1、图2),采用几何图形直接建模则比较困难,要求操作人员能够熟练使用三维建模软件和具有较好的立体结构的空间造型能力,此方法操作复杂,周期较长,而且建立的三维模型真实感不强。 1.2 基于图像的三维建模 基于图像的建模是通过照片生成物体精确的三维几何模型。此方法先用数码相机等设备采集物体不同角度的照片,然后采用计算机软件进行图形图像处理以及三维计算,生成被拍摄物体的三维模型。此方法是获得具有照片真实感三维模型的一种最简单的方式。采用此技术建模变得更方便、快捷,能够获得高度的真实感。由于图像本身包含着丰富的场景信息,所以非常容易从图像获得照片般逼真的场景模型。常用的基于图像的三维模型软件有Autodesk 123D、3D Cloud、PhotoScan等多种。我们采用PhotoScan软件建立了牛头骨、椎骨的三维模型(见图3、图4),由图3、图4可以看出PhotoScan生成的模型真实度非常高。将这些模型用于教学能够提高学生学习的兴趣和积极性。 1.3 应用三维激光扫描仪建模 三维激光扫描仪利用激光测距的原理,通过扫描被测物体的表面,将被测物体转变成大量的密集点和纹理等信息,可快速复建出被测物体的三维模型。该技术被用在建筑、土木工程、文物保护、室内设计、建筑监测、数字城市、工业设计、军事等领域。三维扫描仪的扫描精度可达到0.1mm以内,能够全自动扫描和还原物体的真实物理特征,非常适合用于动物的骨骼建模,但是三维扫描仪一般售价比较昂贵,而且其生成模型网格精度非常高,需要采用专用的高性能计算机进行处理,投资比较大,难以推广应用。 2 基于图像建模在家畜解剖学的应用前景 三维模型用于家畜解剖学教学具有极大的优势。学生可以直观的观察家畜 的器官结构、相互位置关系等,很好的弥补了课堂理论讲授中的不足,在实际教学中难以用语言描述的结构,可以借助三维模型,从不同的角度进行展示,能帮助学生在头脑中形成完整的家畜结构[4],而这正是以往教学中的难点,而且通过三维模型进行学习不受时间和空间的限制,方便学生自学。 与利用建模软件直接建模和三维扫描仪扫描得到立体模型的方法相比,基于图像建模的方法成本低廉、真实感强、自动化程度高,适合家畜的器官建模,尤其是骨骼的建模。各高校的家畜解剖学实验室都有大量的骨骼和内脏等器官的标本,以这些标本作为材料,通过数码照片拍摄多角度的标本照片,然后采用软件进行三维模型制作,可以得到真实度比较高的三维模型。此方法成本低,简单实用,具有广泛的应用前景和推广价值。 家畜论文:关于家畜解剖学教学中的几点思考 摘要:家畜解剖学是农业院校动物医学学院学生必修的一门专业基础课程,与临床兽医其他专业基础课有着十分密切的联系,是动物医学科学的基石。本文调查分析了影响新疆农业动物医学学院学生学习家畜解剖学成绩的主要原因,总结探讨了一些切实可行的、能够有效地运用于家畜解剖学教学中的方法。旨在提高教学质量和效果,有效帮助学生掌握知识点。 关键词:家畜解剖学;影响因素;教学方式;改革 家畜解剖学(anatomy)是农业院校动物医学学院学生必修的一门专业基础课程,主要是研究畜禽有机体各器官的形态、构造、位置及相互关系的一门科学,是兽医专业的专业基础课。该课程的学习能够为畜牧兽医专业学生学习其他课程如家畜组织学与胚胎学、动物生理学、病理学、病理生理学等课程的学习奠定基础。在家畜解剖学的学习过程中特别强调形态功能相统一、局部与整体相统一、理论联系实际的观点。 一、影响家畜解剖学课程学习成绩的主要原因 通过对61名大一学生调查发现,有许多因素影响了学生解剖课的成绩。 1.不能及时总结复习,知识点大量积累。家畜解剖学这门课程涉及到了从局部到整体各个组织器官的解剖知识,专有名词多,知识点繁杂,如若只是通过上课老师讲解,很难吸收所有的知识点。45.9%的学生都认为课后没有及时复习与总结是成绩不好的重要原因。 2.不适应大学生活。由于动物医学相关专业的学生学习课程多,新疆农业大学动物医学学院将家畜解剖学课程安排在大一第一学期,由于初入大学校园,学生们刚刚摆脱了课业繁重的中学生活,进入了一种较为轻松自由的学习生活环境,不能正确认识学习目的及其重要性,成为成绩下降的主要原因。 3.知识点太多,理解不够明确。由于课程改革,兽医专业由原来的五年制逐步改革为四年制,除去一年的实习期,仅有三年时间进行课程学习。在课程学习过程当中,一些公共课程如大学英语、思想政治课等又占据了许多课程时间,因此许多专业课程都被压缩,造成知识量大,学生难以在短时间内充分消化并吸收繁多的知识。 4.学习方法不到位,不能系统学习。在调查中我们发现,有很多学生在学习家畜解剖学的过程中,不能系统地将所学的知识统一起来,知识结构零散。造成该问题的原因一方面是由于教师在讲授的过程中,由于课程知识量大,不能很好地将解剖学中的局部构造与整体有机的结合;另一方面,学生在学习的过程中,都是碎片式的学习,在头脑中不能够形成各器官组织的整体构造画面,老师当堂讲解时,好像都能明白,但是到下次上课仍旧模糊不清。因此,如何系统地将各个知识点相统一是教学过程中的一大挑战。 5.其他。此外,个人精力投入不足,学习目标不明确,对家畜解剖学这门课程不感兴趣,甚至是语言障碍都影响了对该门课程的有效学习。因此,亟待寻求一种有效的解决方法。 二、家畜解剖学教学方式的改革 面对临床兽医专业学生在学习家畜解剖学过程中遇到的种种问题,传统的“填鸭式”教学方式已经很难满足学生的学习要求。迫切需要探讨一些新的教学方法来改革现有的教学模式,不断提高教学效率和教学质量。思维导图法(mind map)。思维导图是由世界著名心理学家、教育学家Tony Buzan提出的一种简单易学的组织性思维工具,它是一种创造性的和有效的记笔记的方法,能够用文字将人的想法画出来。使用思维导图,可以把一长串枯燥的信息变成彩色的容易记忆的、有高度组织性的图,它与我们大脑处理失误的自然方式相吻合。所有的思维导图都有一些共同点,它们都使用颜色,都有从中心散发出来的自然结构,都使用线条、符号、词汇和图像,都遵循一套简单、基本、自然易被大脑接受的规则。在家畜解剖学的教学与学习过程中,教师和学生都可以尝试使用思维导图来帮助我们理清思路,将碎片知识系统地进行整合。例如在学习“内脏”的过程中,我们可以以动物内脏为中心,向四周发散形成“口腔、咽”、“食管”、“胃”、“小肠、肝和胰脏”、“大肠与肛门”这几个方向的分支,再根据各个分支下的分类、位置及形态结构进行细分,细分之后用关键词或形象的图形来表示各个部位,并相应地标注其功能。在做图的时候尽量用多种不同的颜色去标识。与满篇枯燥的文字相比起来,形象生动、色彩斑斓的图片或图形更能激发学生的学习兴趣,帮助学生记忆课堂学习知识,提高学习效率。 以问题为中心的学习法(problem based learning,PBL)。PBL学习法是以临床问题为背景的获取生物医学知识的一种教学学习方法。在过去的几十年中,美国很多医学院都盛行该种教育学习方法。该方法不同于传统的以教师为中心的短期学习策略――演讲法(Lecture based learning,LBL),摒弃了以往的死记硬背,提供了以学生为中心的学习环境,鼓励好奇,是一个多步骤的过程。首先,学生遇到问题,并试图运用他们目前所掌握的知识和临床推理解决该问题。其次,他们确定学习目标和研究的目标。最后,学生应用他们的新知识,以解决问题,并总结自己掌握了哪些知识点。在家畜解剖学的课程中同样可以借鉴该种教学学习方式。比如说在介绍泌尿系统这一章节的时候,教师可以根据课程内容给学生设置一些问题,如尿液是在动物体内的哪个器官产生的?尿液形成的原材料是什么?动物每天大约能产生多少原尿?最后又排出了多少原尿?产生的尿液贮存在什么部位?为什么尿液不会倒流回去,等等,通过设置问题的方式激发学生对该课程的学习兴趣,增强学生自主学习的能力,加深学生对知识点的理解和长期记忆。 建立解剖学情境教学课堂。对于动物医学专业的学生来说,专业课理论知识体系的建立和动手能力的培养都非常重要。而家畜解剖学这门专业基础课中包含有大量专有名词,大多讲解的是个体器官或组织形态、结构和相关功能,单纯用文字描述和口头讲解的方式进行教学,很容易引起学生的反感;传统的教室设备功能简单,很难建立丰富的教学资源,极大地限制了教师教学能力的发挥,挫败了学生学习的积极性。对大学生来讲,同样需要激发他们的学习兴趣及学习动力,因此,也可以建立专门用于家畜解剖学教学的情景教室,在教室中配备相关图书、标本、生物图片、多媒体资料、显微镜、活动黑板等,使学生进行一种体验式的学习,这能更有效的让其掌握所学知识,培养其主动学习、积极探索的能力。解剖学闯关游戏的开发。随着计算机及智能手机的普及,越来越多的人利用移动终端获取丰富的知识,体验娱乐游戏带来的刺激。这对教学活动来说既是一个挑战,又是一个前所未有的机遇。在家畜解剖学的教学中,我们也可以以解剖学形态结构为基础,借助三维游戏角色制作技术,尝试开发各组织器官的生物学拼图游戏,或是答题闯关模式的游戏。这些游戏可以辅助学生课后复习,巩固课堂知识,甚至可以以学生闯关的结果作为平时成绩的一部分,让学生“寓教于乐”,在轻松愉快的环境下获得知识。病例分析法。病例分析教学法是案例教学法的延伸,他是指在教学过程中选择具体的病例,设计引导学生层层深入地展开讨论分析,从中概括出理论知识和操作要点,加深学生理解所学知识的一种方法,该方法在人体解剖学的教学过程中应用较为广泛。在家畜解剖学的教学中同样可以穿插采纳该种方法。比如说在介绍消化系统的过程中,就可以以反刍动物常见消化系统疾病如“瘤胃臌气、瘤胃积食、创伤性网胃炎、瓣胃阻塞”等疾病的临床症状入手,分析发病部位的特征、症状,然后再引入相应的解剖学知识、发病原因、治疗方法等,有助于加深学生对知识点的理解,提高学生综合运用知识的能力。 教师在家畜解剖学的教学过程中可以将以上提出的多种方法巧妙结合,灵活应用,充分发挥每一种教学方法的优势,取长补短,相得益彰,最终达到激发学生学习兴趣、提高其学习主观能动性以及加深其对知识的理解和记忆的目的。 家畜论文:家畜急性实质性肝炎的诊治 摘要:对家畜急性实质性肝炎的病因、临床症状、诊断及治疗措施进行了介绍。 关键词:畜禽实质性肝炎;诊断;治疗 急性实质性肝炎是传染性和中毒性因素侵害肝实质所致。以肝细胞炎症、变性和坏死、黄疽,消化机能障碍和一定的神经症状为病理和临床特征。本文对家畜急性实质性肝炎的病因、临床症状、诊断及治疗措施进行了介绍,供参考。 1 病因 中毒因素:包括长期饲喂霉败饲料(特别是含有黄曲霉毒素的饲料);误食春蓼、羽扇豆、蕨类、野百合、千里光、天芥菜、杂三叶等有毒植物;化学性毒物中毒(如砷、磷、锑、四氯化碳、硫酸铜、六氯乙烷、有机氯、萘、甲酚等)。 传染性因素:如传染性胸膜肺炎、出血性败血症、马传染性贫血、流行性感冒、流行性脑炎,牛恶性卡他热、猪丹毒、钩端螺旋体病、坏死杆菌病、绵羊黑疫、鹅弯曲杆菌性肝炎、蜂窝织炎、肝片吸虫病、血吸虫病、血孢子虫病以及其他一些细菌性感染,常伴发实质性肝炎。 此外,在大叶性肺炎、坏疽性肺炎、心脏衰弱等病程中,由于循环障碍,肝脏长期淤血,窦状隙内压增高,可导致门静脉性肝炎。 2 症状 病初食欲不振,消化不良,倦怠,体温升高。继则黏膜黄染,皮肤瘙痒,脉搏徐缓。初便秘,后下痢,或二者交替发生,粪便恶臭,星灰绿或淡褐色。尿色发暗,有时似油状。常有腹痛(特别是马排粪时),猪有呕吐现象。 病畜精神沉郁或兴奋,严重者共济失调,抽搐或痉挛,或呈昏睡状态,甚至发生肝昏迷。 叩诊肝浊音区扩大,触诊有疼痛反应。病初尿胆素原增多,其后尿胆红素增多。血液检耍直接和间接胆红素明显增加,谷草转氨酶(GOT)、谷丙转氨酶(GPT)、乳酸脱氢酶(LDH5)活性显著增高。 病程通常较急剧。如能及时治疗,加强饲养和护理,可以恢复健康。但严重病例发生自体中毒者,若治疗不及时则预后不良。 3 病理变化 可视黏膜、皮肤及皮下组织黄染,肝脏肿大,脂肪变性,边缘钝圆,质地脆弱。中、后期因变性的肝细胞坏死和溶解,肝脏体积缩小,质地柔软,色黄或紫红或红黄相间。窦状隙显著扩张,淤血,出血,组织细胞浸润,有的含有被吞噬的红细胞或含铁血黄素。小叶中央静脉区肝细胞呈变性、坏死成溶解状态。 4 诊断 根据病畜消化不良、黄疸、肝区叩诊和触诊的变化,容易兴奋或昏迷,结合血液和尿液的实验室检私峁,可以做出初步诊断。但在临床实践中应注意与下列疾病鉴别。 急性肝营养不良:常呈地方性流行,进行性黄疸或无黄疸,其他实质器官变性和出血。 肝硬变:病情发展缓慢,逐渐消瘦,发生腹水,AKP和MAO增加。 急性胃肠卡他:黄疸轻微,无热症,肝区检查与肝功能试验无异常。 马传染性贫血:间歇热型,高度贫血,心脏机能不全,浮肿明显,血液检查有吞铁细胞。 牛血孢子虫病:稽留热,周期性发作,渐进性贫血,红尿,红细胞内有血孢子虫。 5 治疗 在改善饲养管理、清肠、保肝、排毒及治疗肝昏迷方面,与肝营养不良相同。由细菌感染和传染病引起者,应使用抗生素治疗。 保肝、解毒:25%葡萄糖溶液静脉注射,马、牛1 000~1 500 mL,羊、猪100~500 mL,每天一次,连用数次。肝昏迷时,再加谷氨酸钠静脉注射。还可配合应用维生素B12、辅酶A、细胞色素C、ATP、肝泰乐等。 利胆:可内服适量人工盐,皮下注射小剂量氨甲酰胆碱或毛果芸香碱。用氢化可的松等皮质激素以减轻炎性反应。具有出血性素质的病例,应及时静脉注射氯化钙溶液(牛、马100~150 mL,猪、羊20~30 mL),或肌肉注射适量维生素K3和安络血。病畜疼痛不止或狂躁兴奋时,可注射水合氯醛或安溴注射液。 按中兽医辨证施治原则,黄疽鲜明者宜用茵陈汤加味:茵陈200 g,栀子80 g,大黄30 g,黄芩90 g,板蓝根150 g,水煎去渣,灌服。黄疸晦暗者宜用茵陈回逆汤加味:茵陈200 g,制附子30 g,干姜20 g,伏苓60 g,白术60 g,陈皮40 g,甘草20 g,水煎去渣,灌服。 家畜论文:家畜中有害气体对家畜健康和生产力的影响 [摘 要]畜舍中有害气体对于家畜的影响是长期和连续的,轻则使家畜体质变弱,增重减缓,产量下降;重则引起急性症状,损害家畜的健康和生产力,甚至造成死亡。因此,消除畜舍内的有害气体,使家畜的健康和生产力得到保证和提高,在饲养管理工作中不可忽视。尤其在寒冷季节往往门窗紧闭,易造成舍内空气污浊。大型封闭式畜舍里家畜密度一般较高,空气环境也极易恶化,密闭畜舍内的有害气体,如氨气、硫化氢、二氧化碳和一氧化碳等,对人和家畜的危害往往被忽视,但却影响着家畜的生产性能。本文主要介绍了有害气体的来源和危害,并对如何降低舍内有害气体浓度提出了几点建议。 [关键词]畜舍 生产力 有害气体影响 近年来,随着我国畜禽生产集约化、规模化的快速发展,畜禽场排泄物带来的水污染、土壤污染以及大气污染等综合环境污染,已引起人们的广泛关注,成为制约畜禽业可持续发展的关键问题。如果对这些有害气体不能进行及时地处理将会使畜禽抗病力和生产性能下降,给养殖场造成重大的经济损失。 一、畜舍中有害气体及其危害 对人和家畜健康有不良影响的气体都称为有害气体。主要有:二氧化碳、氨、硫化氢等。 1.氨气(NH3): (1)NH3极易溶解于水,水溶液呈碱性.?家畜中NH3主要由粪便,饲料等含氮有机物分解产生。低浓度氨可使呼吸和血管中枢兴奋,高浓度可使中枢神经系统麻痹,引起中毒性肝病和心肌损伤。低浓度氨气长期作用于畜禽,可导致畜禽抵抗力降低,发病率和死亡率升高,生产力下降。 (2)氨气在畜舍中常被溶解或吸附在潮湿的地面、墙壁和家畜粘膜上,当舍内温度升高时,溶解在水中的氨与水分离,对空气形成二次污染,并会再次附着在家畜的粘膜上。 (3)尿中的尿素(粪中微生物蛋白含的氮化合物比尿中的尿素氮难降解,这里不考虑粪氮产生的尿素)降解产生氨气(NH3);低浓度的氨对皮肤和粘膜有刺激作用,常易溶解在家畜的呼吸道粘膜和眼结膜上,使粘膜充血、水肿,引起结膜炎、支气管炎、肺炎、肺水肿。 2.硫化氢(H2S): (1)H2S为无色、易挥发、具有恶臭气味、易溶于水。长期处于低浓度硫化氢环境中,家畜的体质变弱,抵抗力下降,增重缓慢。硫化氢浓度为30J/m3,家畜变得怕光,丧失食欲,神经质。 (2)硫化氢靠近地面浓度更高。家畜采食富含硫的高蛋白饲料,当其消化机能紊乱时,可由肠道排除大量硫化氢(H2S),含硫化物的粪积存腐败也可分解产生硫化氢; (3)硫化氢易被呼吸道粘膜吸收,与钠离子结合形成硫化钠,对粘膜产生强烈刺激,引起眼炎和呼吸道炎症,甚至肺水肿。经肺泡进入血液的硫化氢,有时可被氧化成无毒的硫酸盐排除体外,未被氧化的游离硫化氢可氧化细胞色素酶,使酶失去活性,影响细胞氧化过程,最终表现为全身中毒。 3.二氧化碳(CO2): (1)CO2为无色无臭,略带酸味气体,其本身无毒。 (2)因舍内家畜的密度过大,呼吸过程产生的二氧化碳(CO2)严重超标;如果舍内采用生火的方式取暖,而燃料不能完全燃烧便会产生大量的一氧化碳(CO)等有害气体。 (3)二氧化碳因由家畜呼吸排出,且比重大,所以在畜舍下部、畜体周围的浓度较高。二氧化碳本身无毒性,但高浓度的二氧化碳可使空气中氧的含量下降而造成缺氧,引起慢性中毒。实际上,畜舍空气中的二氧化碳一般很少能够达到引起家畜中毒或慢性中毒的程度,其卫生学意义主要在于用它表明畜舍通风状况和空气的污浊程度。当CO2含量增加时,其他有害气体含量也可能增多。因此,CO2浓度通常被作为监测空气污染程度的可靠指标 二、畜舍中有害气体对家畜生产力的影响 1.氨气(NH3): 家畜长期处于低浓度氨的作用下,将会体质变弱,抵抗力降低,发病率、死亡率升高,采食量、日增重、生殖能力下降,称为氨的慢性中毒。高浓度的氨可使接触的局部发生碱性化学灼伤,组织坏死,亦可引起中枢神经麻痹、中毒性肝病和心肌损伤等明显病理反应和症状,成为氨中毒。畜舍内的氨含量不得超过26ppm。 2.硫化氢(H2S): 管理良好的畜舍硫化氢浓度一般在15mg/m3以下。一旦管理不善,硫化氢含量增加,致使人、畜中毒。高浓度的硫化氢能使呼吸中枢神经麻痹,使家畜因窒息而死亡。在低浓度的硫化氢长期作用下,家畜会出现植物性神经功能紊乱或偶发多发性神经炎,体质衰弱,体重减轻,抗病力下降,容易发生肠胃炎、心脏衰弱等,生产力大大降低。硫化氢在舍内空气中的含量不得超过10ppm。 3.二氧化碳(CO2): 舍内二氧化碳浓度过高,意味着氧气含量相对不足,就会使家畜只出现慢性缺氧,临床表现为精神萎靡、食欲下降、生产力下降,体质衰弱,易感染慢性传染病。据实验报道,家畜在含4%二氧化碳的空气中呼吸紧迫,10%时出现昏迷。 三、减少或消除有害气体的措施 消除舍内有害气体,是现代畜牧生产中改善畜舍空气环境的一项非常重要的措施。首先,应合理设计畜舍的除粪装置和排水系统。其次在设计畜舍时,必须设置人工通风换气系统,将舍内有害气体及时排出舍外。此外,还应注意畜舍的防潮,因为氨和硫化氢都易溶于水,当舍内湿度过大时,氨和硫化氢被吸附在墙壁和天棚上,并随水分渗入建筑材料中。当舍内温度上升时,这些有害气体又挥发出来,污染环境。因此,必须要建立各种规章制度,加强管理,对防止有害气体的产生也有重要意义。 1.在舍内置放吸附剂或吸附物 使用垫草或吸附剂,可以吸收一定量的有害气体。各种垫料的吸收力不同,麦秸、稻草和桉树叶等对有害气体有一定吸附能力,黄土的效果也不错,通过定期更换垫料的方式来达到减少空气中有害气体的目的。使用一些化学物质,如磷酸、磷酸钙、硅酸等,也可起到吸收有害气体的作用。其中,使用磷酸的效果较好,用硅酸作为吸附剂可以明显减少舍内的恶臭。 2.调整饲料配方,减少尿中尿素分解产生氨气的机会 通过提高日粮蛋白质利用率可使总氮和尿氮的排泄量下降,从而减少氮的释放量(Oldenburg and Heihrichs,1996),Canh(1998)的研究表明粗蛋白每降低一个百分点,则氨气的浓度降低11%左右,氨气的释放量降低10%-20%。降低家畜日粮中的粗蛋白含量,但同时必须合理添加合成氨基酸如赖氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸,以保证家畜的繁殖及生长发育需要。 3.新建畜舍时要考虑好保温设施和通风设施,消除畜舍中的有害气体可采取以下综合措施: (1)及时清除粪尿粪尿是氨和硫化氢的主要来源,及时清除粪尿对保证舍内空气环境的卫生具有十分重要的意义。 (2)畜舍应采用单元式建筑,缩小空间有利于保温;建筑墙体采用隔热墙,既使用空心砖或墙体内夹一层泡沫塑料等隔热材料,从而使内墙温度不至于损失;仔猪对温度的要求较高,在圈内给予红外线灯取暖,地面采用热传导较差的塑料地板或接触面较小的钢编网,减少仔畜身体热量的散失,有条件的猪场还可以使用空调或暖气控制舍内环境温度,从而达到保温的效果。 四、小结 自然的和人为的环境因素和变化对家畜健康和生产性能影响。利用、保护和改善环境卫生的要求和措施的理论根据和方法原则,以达到保护和增进家畜健康,预防疾病和提高生产力及经济效益的目的。了解环境因素在提高家畜生产力,防止疾病方面的影响。使我们认识到环境管理在家畜饲养管理方面的重要作用,了解并掌握牧场设置、环境控制与环境监测的措施和基本技能。 家畜论文:家畜常见疾病的发生与防治对策 自从改革开放以来,随着我国国民经济的不断增长,我国国力逐步提升,人民的生活水平也逐渐提高。在现代经济市场中,市场需求决定了产出,近年来我国对肉制品的需求逐年增加,因此大大刺激了我国畜牧业的发展。而畜牧业的发展不但能够为农民增加收入,同时也为我国国民经济的提升做出了很大的贡献,由于我国国土辽阔,对有些地区来说,畜牧业是其发展的支柱产业。但是在家畜养殖过程中由于疾病的发生严重滞后了畜牧业的正常发展,而家畜疾病的防治也成为我国广大农民及学者们关注的热点问题。本文主要对我市家畜养殖过程中的常见疾病的发生进行了分析,并根据实际情况提出了相应的防治建议。 近年来,我市畜牧业的发展势头非常迅猛,政府方面对于农业和畜牧业的政策扶持,因而其畜牧业的发展水平在全国来说也是较为先进的。由于畜牧业发展环境良好,因此养殖小区和各类规模的养殖厂数量也在不断增加,但在畜牧业发展的过程中,由于养殖厂规模不等,因而有些养殖业主对家畜疾病的科学防治意识和技术并不强,在家畜发病时难以及时作出反应,导致发病蔓延,而这不但使其财产受到严重损失,对于畜牧业发展也有着很大的影响。 1 家畜常见疾病 1.1 口蹄疫 口蹄疫病是家畜养殖过程中常见疾病之一,这种疾病主要发病于蹄类家畜当中,属于急性传染类的疾病。在家畜发病过程中会伴随着高烧,通过家畜之间的接触进行传播,感染性很强。患此病的蹄类家畜在蹄足部位和乳房部位以及口腔内发生溃烂的现象,此病也是由此得名。这种疾病可以在任何季节发生,发病的程度与家畜饲养的环境有着很大的关系,在新乡地区,这类疾病主要发病在秋季,到了冬季时该病情况更为严重,直到春天来临状况会逐步好转。 1.2 炭疽病 相对于口蹄疫病来说,炭疽病的危害更为严重,因为患此病的家畜会传染给饲养人员,因而危害性更强,这种病的发病原因是由于炭疽病毒引起的,家畜中牛、羊、马等食草动物患此病的几率最大,患炭疽病的家畜在初期是很难发现的,一般来说,炭疽病毒在食草类家畜的体内经过一段时间的潜伏后会突然导致家畜猝死,通常是由于家畜食用了带有炭疽病毒的食物和水,摄入炭疽病毒之后,将家畜的消化系统进行侵蚀,从而导致此类家畜死亡;此外,蚊虫的叮咬之后,携带炭疽病毒的血液也能够传染给其他家畜,这种传播方式在新乡市主要发生于夏季,由于新乡夏季雨水较多,在这个季节正是蚊虫肆虐的时候,因而此类病多发于夏季。 1.3 猪瘟 猪瘟又叫做猪霍乱,从霍乱其名便能了解此类病患的危害性,这种病源于美国,对养猪业的危害特别大。这种病在发病后并无特效救治药物,有些带有很强烈的急性发病特征,患此病的猪,其器官会发生大量出血;而慢性猪瘟发病时会导致肠炎,因而也被叫做烂肠病。通过直接接触进行传染,具有极强的传染性。在新乡,这种病主要发生在夏季,高温多雨的季节。 1.4 寄生虫病 家畜寄生虫病是由家畜体内或体表的寄生虫寄生引起的疾病。寄生虫在家畜中是普遍存在的,对家畜来说具有长期性的特征。长期患有慢性寄生虫病的家畜会随着时间的推移各项技能逐步退化,严重影响着家畜的正常生长发育,同时,患有寄生虫病的家畜由于免疫能力的下降,因而经常会出现同一家畜身患数种寄生虫病的现象。而这些寄生虫被人类摄取之后对人的身体健康有着极大的威胁。这种病主要从食物进行感染,通常,寄生虫的分泌和排泄物带有一定的毒性,因此对家畜来说伤害性很大。 1.5 绵羊痘病 这种疾病是绵羊最容易感染的一种疾病之一,发病之初,这种病仅仅存在于个别绵羊身上,但由于其传播是通过呼吸道进行的,因而如若没有及时采取措施会很快蔓延到整个绵羊群体中。此类病症一般并不会传染给其他家畜,尽在绵羊群体中传播,具有很强的季节性,笔者通过调查发现,在新乡市此类病症主要发生于春季。 2 家畜常见疾病的防治对策 2.1 免疫预防 对于家畜常见疾病的防治工作中,防疫工作才是重中之重,只有将危险消灭在萌芽状态,才能保证新乡市养殖业能够更好的发展。因此,免疫预防工作必须切实做到位。具体来说,在每年的二月时对绵羊进行免疫注射,将灭活的羊痘疫苗严格注入绵羊体内。在猪瘟的免疫预防工作中,有三种选择,即乳兔苗、细胞苗和淋脾苗,目前这几种疫苗都可以有效的防治猪瘟病。只要做好免疫预防的工作,大多数常见疾病都可以消弭于无形,因此这方面工作必须加强警惕。 2.2 常规检疫工作的落实 养殖业主在家畜养殖过程中通常由于对常规性的检疫工作没有落实到位,因此才导致一系列家畜疾病的发生。为了更好的保证养殖业的发展,建立科学的常规检疫体系是很有必要的。首先要将生活区和养殖区进行隔离,对于室内的家畜定期进行紫外线杀菌,室外养殖的更要注意其卫生,将家畜的排泄物进行集中发酵处理,在夏季高温时,做好避暑工作,才能保证家畜的健康生长。一旦发现患病的家畜时,立刻进行隔离,因病死去的家畜火烧后进行掩埋,以免病毒的传播。总之,这些工作必须落到实处,要意识到这些工作不是为应付卫生检疫部门而做,才能确保家畜健康。 2.3 防治过程中注意事项 在家畜疾病的防治过程中,一定要注意抗生素的使用剂量,因为抗生素如果使用不当,会给家畜疾病防治工作变得更为复杂,众所周知,抗生素过量使用对生物的身体具有很大的副作用,对于抗生素的使用方面要多听专业人士的建议,杜绝滥用抗生素的行为,尽量用其他药物替代抗生素。 家畜论文:水疗法治疗家畜疾病的体会 水疗法是理疗法中一种简单易行、省工又省资金的治疗方法。根据作用方式不同,水疗法可分为水敷法、水浴法、水淋法等。笔者在30多年的临床工作中,利用水疗法治疗家畜疾病119例,治愈率达98%以上,现将部分病例详细介绍如下,以供参考。 一、病例介绍 1. 猪无名高热病的治疗。本病一年四季均可发生,病猪体温升高为41.5~42.5℃,卧地喘气,食欲废绝,有的处于昏迷状态,如按常规方法治疗,应肌注解热、消炎药物,但用药即见效、停药又复发,此时选择水疗法最为稳妥。具体方法:将用冷水浸过的多条毛巾或麻袋覆盖于猪体表,并反复浇冷水至猪体温降至常温。若猪处于昏迷状态,可先用新井水泼浇其头部,一般泼浇两盆即可,待病猪苏醒后(体温会下降1~2℃)再用冷水浸湿的毛巾或麻袋覆盖猪体表,并反复浇水至猪体温降至常温。如果冷敷1~2次不见效,此时可选用顺气孔插枝疗法或用35°白酒1000~1500毫升进行酒敷,效果亦佳。 2. 牛肩胛、腰、四肢肿胀的治疗。牛患病后,在37.5~39℃温水中加适量盐或醋,用其浸湿毛巾或纱布后对患部进行热敷;或在37.5~39℃的温水中加入酒、醋各500毫升,用其浸湿毛巾或纱布后对患部进行热敷,每天2次,2~3天即愈。 3. 羊非传染性高热病的治疗。在圈舍较小、密度过大的情况下舍饲,羊易患非传染性高热病。此时可将患病羊放入水池中进行冷浴,并反复梳洗羊体各部位,降低其体温。每天洗浴2次,每次1~2小时。治愈后将羊移到宽敞的羊舍内,或分舍饲养。 4. 猪、牛、羊滑膜性关节炎的治疗。将药棉或纱布用45℃热水浸湿后敷于关节处,并加以固定,待温度下降后再向药棉或纱布内慢慢浇注50℃的热水,如此反复浇注3~4次,可促进局部血液循环、消除炎症,连用3天,炎症即可消除。 5. 猪、牛、羊蹄叶炎的治疗。蹄叶炎是以蹄壁真皮发炎,跛行,左、右腿轮换站立为特征的疾病。本病治疗方法亦多,但以水疗法为佳。具体方法:先用碘酒清洗患蹄,然后让患畜站立于冷水池中,每天3次,每次30~40分钟,一般浸泡3天即愈。 6. 仔猪、羔羊冻僵的治疗。此病主要发生于冬季,可迅速将仔猪、羔羊移至温暖室内进行热水浴,洗浴时注意不要将其头部浸于水中,以防呛水和影响呼吸。水温可由37℃逐渐升至40℃,水浴20~30分钟后患畜渐渐好转,此时用双手节律性拍打患畜胸部两侧诱使其心脏跳动,促进呼吸。笔者曾用此法治疗冻僵幼畜8例,都痊愈。 7. 猪、牛、羊便秘的治疗。猪、牛、羊便秘用药物治疗见效慢,但采用耳穴注水疗法疗效显著。具体方法:用10%食盐溶液20~30毫升,在患畜耳根后偏下方凹陷处用12号针头注入耳部两侧穴位,每天1次,一般2次即愈。 8. 猪、羊感冒的治疗。因外界气温突变或其他因素引起猪、羊患非传染性感冒时,在缺少药物的情况下,可用38.5℃温水浸泡患畜蹄部治疗。在浸泡时水要没过蹄部,并始终保持水温在38.5℃左右。每次浸泡30分钟,每天2次,一般浸泡1天见效,2天好转,3天即可痊愈。 二、小结与体会 1. 冷水能起到散热降温作用,温热水可加强血液循环,达到恢复机体生理功能的作用。 2. 即使在冬季,猪无名高热病也可以采用冷敷疗法,因猪的体表没有汗腺,不会因为气候寒冷而使病情加剧。 3. 有些病例可在水中添加盐、醋、酒等,使水疗法更好地发挥作用。 (作者联系地址:山西省临猗县畜牧兽医局 邮编:044100) 家畜论文:浅谈家畜繁育改良的几点体会 摘 要:本文从完善家畜繁育改良体系方面,提出了提高养殖户对家畜繁育改良的意识、统一冻精收费标准及规范冻精包装样式这几点建议;从宏观的角度,指出领导应加强对这一工作的重视。 关键词:家畜;繁育改良;人工授精 1 完善家畜繁育改良的市场体系 1.1 提高养殖户对家畜繁育改良的意识 在市场经济体制下,养殖业加强家畜繁育的改良几乎成了一种必然要求。但与此同时,仍有一些地区的养殖户缺乏与市场经济需要相一致的养殖意识。因此加强家畜繁育改良的宣传和引导必须进一步落到实处,使养殖户深刻认识到改良家畜繁育的重要性。我们可以通过对比的方式来对养殖户进行逐渐引导,例如将人工冻精配种与传统繁育方式进行对比,同时进行其他养殖户成功案例的宣传,使养殖户受到鼓励并产生改良家畜繁育的积极性,从而切实提高养殖户对家畜繁育改良的意识。 1.2 针对家畜繁育改良工作进行人员培训 虽然家畜冻精及人工授精技术具有先天的优越性,并在有些地区已经证实了其显著的效果。但我们在开展家畜繁育改良工作的过程中,仍然不应过度依赖技术本身而忽略了技术使用者知识素养的提高。因此,我们应坚持把技术人员的培养当成家畜繁育改良工作中的重点来抓,使家畜冻精及人工授精技术的优良效能得到真正的发挥。具体来讲,应定期组织养殖人员进行家畜繁育改良管理的培训。各乡镇要有相应的配种技术培训班,聘请技术人员和专家进行相关知识和技能的讲授,有条件的还可进行现场指导[1]。除此以外,还可让成功的养殖户现身说法,给其他人讲述自己的成功经验和应该吸取的教训。 1.3 统一冻精收费标准,规范冻精包装样式 目前冻精收费的方式没有统一的标准,有些方式常常造成一些问题和纠纷,给繁育员和养殖户的经济利益造成了一定损失。比如一次性全部费用的收费方式,即保准胎。这种方式的优点在于账目清楚,能有效消除养殖户的消费顾虑。但同时由于患有疾病的难孕牛极有可能不准胎,而使养殖户质疑冻精的质量并拒不支付冻精费用。再如产犊后收费这一方式,不论配种次数,先进行赊账,以最后受孕牛产犊为前提进行收费。这种收费方式极大地保证了养殖户的利益不受损害,还能够使繁育技术的提高更有效率。但优质的冻精价格及其昂贵,这样做必然会使繁育员的经济压力增大[2]。因而这种收费办法由于缺乏实现的条件,所以很难在现实中得以应用。这种方式既提高了繁育员的收入,又保证了养殖户能够得到优良品种。若实行此标准,就需要加强繁育员的技术水平。 在冻精的外包装方面,目前的销售大多以大包装为主。但现实情况是,养殖户的家畜养殖品种很多,单是绵羊就有很多需要加以区别的品种。因此养殖户实际需要购买的冻精种类多种多样,为了购买齐全则要承担较大的经济压力,况且过多闲置的冻精存放在液氮罐中,时间一久就有出现问题的可能。因此冻精包装的小型化是目前应努力解决的问题之一。 2 领导应加强重视 家畜繁改工作的成效关系着各地畜牧业的整体发展和进步,因而应当引起各级畜牧主管领导的重视。改变只重种植业而忽视畜牧业的管理思维,采取各项方针措施,使所管辖区域内的养殖户能够走上科学养殖之路。 要使各级繁育站及相关畜牧业部门认真带头,做好本职工作。可以从宏观的角度对该地的繁育改良工作做出合理的规划和指导,也要重视从微观的角度在具体的咨询顾问方面,切实为养殖户提供建议和解答疑惑。 加强对繁育员的管理工作。确保所有上岗的繁育员持有相关证件,良好的专业知识和技术操作能力是对繁育员提出的最基本要求。为调动繁育员的工作积极性,可考虑设置表彰制度,对先进工作者进行奖励和表彰。同时,对于那些身处欠发达地区的繁育员,应对其多加鼓励进行技术交流,研究操作技巧等。 继续坚持科技下乡的政策。多组织繁育改良专家到各级乡镇举办讲座,与养殖户进行近距离的沟通和交流[3]。可重点针对农闲时期来进行相关讲座的开展,以求不误农时。 树立典型示范。应制定相关政策,要求养殖大户必须选用优良的冻精品种并进行科学化、现代化的养殖,用事实来说话,使众多养殖户看到改良繁育的甜头,从而使家畜繁育改良工作得以顺利展开。 3 结 论 本文通过对加强家畜繁育改良管理的意义入手,研究探讨了在选用冻精并实施人工授精的前提下,如何使家畜繁育改良工作取得实效,文章主要从建立并完善繁育改良体系以及领导对政策的制定这2方面,提出了针对此问题的具体解决措施。
机电本科论文:应用型本科机电一化系统设计课程改革 摘要:针对机电一化系统设计课程本科教学的现状,在研究高等学校该课程教学改革的思路的基础上,提出理论教学与实践教学并重,并调整与优化了教学内容。同时,在教学方式上采用项目驱动式教学方法,并对实践教学内容进行了改革。实践证明收到了良好的教学效果。 关键词:机电一体化;应用型本科;课程改革 根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》,国家教育部提出,对我国部分高校,特别是2000年以后升本的高校应向应用型本科高校转型,以适应高等职业教育的发展。然而,在长期传统高等教育发展模式下,转型需要从结构到形态、从形式到内涵、从宏观到微观的整体性位移与变革。需要各专业的相关课程,特别是专业类课程进行调整和变革来充实本专业应用型转型的内涵。笔者所在高校即为一所应用型本科转型高校,对所教授的《机电一体化系统设计》课程进行了一些改革和调整,努力提高学生解决工业现场实际问题的能力,满足企业工程师岗位要求。具体改革内容主要包括以下几个方面。 1当前教学中存在的问题 机电一化系统设计课程是机械电子工程、机械设计制造及自动化专业的一门重要专业课、综合课,通过本课程的学习将学生所学理论知识转化为实际应用,构建起一座理论和实际间联系的桥梁。然而,在当前的教学过程中却存在着一些明显不足和缺陷,不适合应用型本科培养目标。(1)课程教学内容滞后当前应用技术;(2)课程章节相对独立、内在联系不足;(3)课程教学方式和手段不适合应用型人才培养需求;(4)理论教学和实践教学独立进行。 2改革措施和方法 2.1课程教学内容的优化 机电一体化系统设计作为一门新兴的课程,具有明显的时代特征。随着计算机技术的快速发展,新型机电一体化产品研发成功后,很快就得到普及应用。而目前机电一体化教材中的案例依然是十几年前的数控机床和传统的机器人等,学生在学习的时候往往感觉知识陈旧,与当前实际应用脱节。因此,笔者在讲授过程中部分地淘汰掉这些陈旧案例,引入当前企业中产品型号。例如,采用多轴联动机床代替传统机床;在讲授机床导轨时加入倾斜导轨与平导轨之间的比较;引入目前热门的四轴飞行器和3D打印机等案例。通过新型案例的引入,调动了学生学习积极性,拉近了课程与企业之间的联系。 3改进教学方法 针对机电一体系统设计课程,如何使学生通过这门课程的学习逐步到达企业对机电工程师的岗位要求呢?最直接、有效的办法就是将企业中的典型应用项目搬到教学中来。项目式教学,又叫任务驱动式教学,是实施探究式教学模式的一种教学方式。在传统教学方式中,往往以课堂理论教学为主,课后作业也是理论计算或理论设计。虽然,学生掌握了扎实的理论基础,但面对实际系统设计时,总是感觉无从下手。机电一体化系统设计是一门实践应用和理论知识同等重要的课程,传统的教学方式就显得有失偏颇。因此,在教学过程中,采用了项目式教学方法,蕴理论知识于项目实例中。例如,机械传动部件设计一章,主要讲解各种机械传动系统的选择、设计及其对机电一体化产品的影响等。在本章中采用了两个项目实例:数控机床传动系统设计和无碳小车设计(全国大学生工程训练大赛题目)。在讲解项目设计过程中介绍各种传动系统的特点、效率,齿轮、丝杠等结构的间隙调整及其对数控系统动态特性和无碳小车运行轨迹的影响等。学生在学习过程中既掌握了基础理论,又明白了产品设计中是如何进行机械系统设计的,同时去除了枯燥的理论课学习,提高了学习兴趣。 4实践教学内容的改革 机电一体化系统设计的实践教学主要包括课程实验和课程设计两部分。随着学校应用型本科的转型,加大了对实验室建设的经费投入,课程所需实验设备逐渐齐备和完善。课程实验项目也进行了相应调整,增加了综合性、设计性实验,由原来的单一性、验证性实验,调整为认知性实验、验证性、综合性和设计性实验。在课程讲授初期(一般在第二周),开设了柔性制造系统和数控加工中心方面的认知性实验,对机电一体化系统有一个总体了解;增加了液压系统的PLC控制和伺服电机控制系统设计两个综合性、设计性实验。在实验中务求学生自己设计、自己搭接系统、自己分析数据,以达到最好的教学效果。对于课程设计,先前教学中课程设计与理论教学是分开进行的,课程设计集中在学期的最后一周进行。对此,笔者进行了一些探索,在学期初,就下达课程设计任务书,每组一题,同时,允许学生采用大学生挑战杯和创新设计大赛所设计题目作为课程设计。课程设计贯穿整个学期,随着课程的进行,完成课程设计相关内容,在课程结束时,学生也完成了整个课程设计,并在学期最后一周进行总结,撰写说明书。同时,分组向全班汇报设计过程,接受其他同学和老师的提问与质疑。 5结束语 为了满足提高应用型本科专业学生的综合素质和能力的要求。根据教学过程中出现的问题和不足,近年来对机电一体化系统设计课程的理论与实践教学的改革和实践,取得了较好的教学效果。在今后的教学过程中还将不断探索新的思路、新的方法,以培养出更多更好的创新型和应用型人才。 作者:韩向可 吴耀春 单位:安阳工学院 机电本科论文:本科机电专业实训机制的构建 实训过程管理 严格的实训过程管理对实训质量起着一个监督、保障的作用。可根据实训内容、性质对实训环节分散或集中进行。如:机电产品认知实训中的讲座、企业参观等就可分散进行,充分利用学生的课余时间举行。为保证良好的实践动手效果,其他实训建议停课在实验室集中进行。实训过程包括以下环节:实训开题动员、实训专题技术讲解、学生集中设计和制作、实训验收答辩、实训论文提交等。在实训动员时具体告诉学生详细的实训时间安排、实训内容、实训检查、实训考核方式等,让学生完全进入实训状态。根据题目难易程度和学生能力可把实训专题讲解放在实训初或实训中。如电子技术实训是学生接触的第一个专业基础实训,那么最好在实训初给学生具体讲解一下每个题目的大致思路和实训报告的撰写方法。机械设计实训和检测与控制实训可让学生拿到题目后首先自行设计,在学生设计过程中发现问题后再针对问题进行讲解。实训过程中相应地安排指导老师在实验室值班,负责学生考勤、答疑、指导和实验室管理等工作。在此期间,学生按班次、时间段到实验室分批设计和制作。一般,实训最后几天为实训验收或答辩时间。排好时间段,几位指导老师共同验收,根据学生做的实物进行提问。最后,学生提交实训报告。实训报告撰写方法原则上同毕业设计论文写法、格式相近。这也是为学生毕业设计的论文撰写奠定基础。 实训耗材的可持续利用 对机电类专业来讲,由于学生必须制作实物,因此实验耗材开支较大。如果每次实训都购买耗材,这将是极大的浪费。系统性的实训内容安排已为循环利用实验耗材做好保障。每一学期的实训作品都是下一学期实训的地基,犹如必须一步步做好底层才可以最后建造出金字塔来。如何在保证作品质量的前提下,合理、可持续利用实验耗材是实训管理中较难解决的问题。例如,从实训性质来说,电子技术实训和检测与控制实训主要让学生做电路板来实现一定的功能,这两个实训的主要成品都是电路板。可以在这两门实训结束后,由实训负责老师把电路板收集起来统一放在大纸箱里集中保管。机电产品认知实训部分内容,如电子元件识别、电路板焊接就可以使用这些保存的电路板让低年级学生练习,大大节省电子元器件的开支。机电产品认知实训购买的电气元件可以继续为电气控制系统实训服务。当然,实训中常用的各种电子、电气元器件可以由实验室早期统一购买,实训时到实验室领取并做好登记。不常用的,或有些特殊的,由学生提出申请,指导老师同意后方可购买。由于大学四年的实训内容是系统性的,如果严格做好实训耗材的进出管理,妥善保管好每一次实训作品,都可重复、循环使用实验耗材,为节约实训耗材成本提供保障。四结论本文提出的机电实训体系构建是根据我系对毕业生就业情况调查和理论课程设置总结出来的。实训体系的合理构建为工程应用型人才培养奠定基础,满足社会对高技术人才的需要。我们将在今后的实践教学中根据各方反馈的信息加以调整和完善此实训体系。 本文作者:李静工作单位:桂林电子科技大学信息科技学院 机电本科论文:应用型本科机电工程师创新能力的培养与研究 摘要创新能力是民族进步的灵魂、经济竞争的核心。应用型本科院校要培养卓越的机电工程师,关键就在于提高学生的创新能力。本研究就旨在通过论述创新能力对未来机电工程师培养的意义及原则,并以湖南工程学院的实践教学为例,来探讨与培养应用型人才相适应的机电工程师创新能力的教学新模式。 关键词 机电工程师 创新能力 实践研究 0 引言 创新能力是运用知识和理论,在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。创新能力是民族进步的灵魂、经济竞争的核心;当今社会的竞争,与其说是人才的竞争,不如说是专业人才知识创新能力的竞争。而应用型本科院校要培养卓越的机电工程师,关键就在于提高学生的创新能力。 从人类进入20世纪到现在,科技创新已经成为人类智力进化的乐章和主旋律,成为整个人类科技文明进化史诗与主题。人类已经生活在一个高度运用人自身的智慧来对大自然进行设计和创造的时代,我们生活中所使用的各种各样的物品都是人的高度智力发明设计制造的结果,设计和改造自然的能力已经被现代教育培养成了人的本能的同时却忽略了设计本质和设计素质的研究和教育。一切的机电系统设计的背后都具有设计师的设计精神、智力及素质的高度的隐藏性及加密特性。本研究旨在通过论述创新能力对机电工程师培养的意义及原则,来探讨与培养应用型人才相适应的机电工程师创新能力的教学新模式。 1 创新能力对未来机电工程师培养的意义 创新能力越来越成为评判优秀机电工程师是否真正优秀的最重要决定因素。改革开放以来,创新思维和创新能力是机电工程师必备的基本素质。在科学技术飞速发展的今天,创新能力有了很大提高,少数科学研究和技术创新在世界上也占有一席之地。但现实是,我国创新能力和国际先进水平的差距依然较大。根据2001年的有关分析数据,中国在49个主要国家中,科技创新综合能力处于第28位,也就是中等偏下的水平。如果中国2020年要进入创新型国家行列,意味着要从当前的水平再前进10位,进入世界前20位。目前,中国的科技人力资源达到3850万人,名列世界第一;研发人员109万人,名列世界第二。这是中国进入创新型国家行列的、任何国家无法比拟的最可宝贵的资源。然而,有资料分析表明,中国机电专业毕业学生应试能力强,但动手能力特别是创新能力较差,与美国等西方发达国家学生存在明显的差距。进一步而言,进入21世纪,随着世界经济一体化趋势,知识经济与日新月异的科学技术正在极大的影响着当代经济生活和社会生活,同时也对高等机电专业工程教育提出了更高的目标和要求,这些都离不开对学生创新能力进行精心的培养。 2 我校“机电工程师”创新能力培养的教学实践 2.1 以实践为旨趣:加强设计、试验、实践教学 实践是工程的核心,实践教育也可以说是工程教育的核心。麻省理工学院在20世纪90年代重建工程教育的时候,明确提出“回归工程实践”的口号。因此在机电类的专业中开出了大量的设计课和分散在其他课程中的实验成分。在国外的一些工科院校中更是注重实践课的开设。 2.2 “机电工程师” 新教学思路 为了培养具有现代化机电工程实践能力和创新能力的高层次、高素质的工程技术人才,根据社会对高等工程教育的要求和工程实践教育在培养人才中的地位与作用 ,以及高等工程教育的国际化要求,结合国内外工程实践教育现状以及我院几年来的改革实践,提出了以突出培养学生工程实践能力为核心的教学创新改革思想与改革思路。其框架图1如下: 图1机电专业创新教学改革实践 其次,教学中连续以2006级至2009级机电班(含自动化专业)为试点对象,利用现代教育技术,针对机电专业基础课、机电一体化系统设计、机电装备设计、机电产品创新设计等课程进行优化的教学设计,努力实现介于“以教师为中心” 和“以学生为中心”两者之间的教学模式,既发挥教师的主导作用,又充分体现学生的认知主体作用,并探索与之相适应的教学组织形式、创新活动形式、学习方式和教学环境等的建立。 为拓宽学生思路和运用理论解决机电工程师的精神、素质以及创新能力等问题,在教学内容上,对传统教学内容精选的同时,注重机电设计师的创新精神、专业素质、学习原理与方法的更新,加强对机电学科的历史发展、新的设计工具与设计方法、新概念、新理论及创新设计成果的介绍,并注意选编一些与机电工程实际相关的问题,以例题和大学生创新项目指导或挑战杯的形式反映到教学过程中。 2.3 开展大学生创新活动――提高他们的工程实践能力 为了强化“机电工程师”工程设计能力,我们开展了大学生机电产品设计竞赛等课外科研训练活动,旨在从“听课―作业―考试”的传统教学方式之外为学生开辟新的第二课堂的内容,活动不仅为学生提供了一个能够运用课堂所学知识,理论联系实际,充分发挥学生创造力和想象力的广阔空间,而且在培养学生的创新意识、竞争意识、协作精神、敬业精神和严谨的科学作风等方面得到有效锻炼与提高。 大学生机电产品设计竞赛,旨在倡导发扬我院求实、创新,敢为人先的学风,培养和锻炼机电工程师们的专业实践能力和探索精神。通过竞赛活动,丰富校园学术氛围,激发学生专业学习的积极性,进一步提高学生的综合素质和创新能力。 2.4 积极引导学生参加教师的科研活动,强化学生科研意识的培养 为了加强对学生综合素质能力的培养,增强学生的科学研究意识,我们在正常的教学之余,将学生组织成不同的课题组,参与教师的课题研究,以培养学生分析问题和解决问题的能力。我院从2002年起,积极组织高年级学生参加市、省和国家级大学生科技创新竞赛,先后获得市级各种竞赛奖项50项,省级各等级奖项30项,全国竞赛各等级6项奖项好成绩。在该课题的研究中,学生以饱满的热情积极参与项目的研究,为课题的顺利进行做了大量的工作,同时在进行项目的研究过程中,学生学到了许多课本上所学不到的东西,开阔了学生的视野,加强了学生的科研能力,提高了学生的动手能力与解决实际问题的能力。因此,让学生参与科研课题有利于培养学生的综合素质能力,有利于提高教学质量。是值得开展和提倡的事情。 3 结束语 以激发学生大机电系统设计精神、素质及创新能力为核心的新教学模式,既发挥教师的主导作用,又充分体现学生的认知主体作用,互补性很强。根据教学目标和内容的不同要求,在基本保留课堂教学环境的同时,创设多元化的软、硬件教学环境,使学生能够利用以大机电系统设计为核心的现代教育技术,通过学生、教师和实验设备三者的交互去主动地发现、探索和思考,从而培养学生的创造能力和认知能力。它是符合我国国情具有实际意义和可行性的新型教学模式,能够大大地提高教学效果,对于培养具有高素质和创新精神的人才具有重要意义。 机电本科论文:虚拟仿真技术在本科机电专业教学中的探索改革 【摘 要】作为本科高校机电类专业,其人才培养的目标是培养出面向设计、生产、管理、服务一线需要的高端技能型人才,面向的工作岗位主要有机电一体化装备和产品的设计、制造、装配、操作、调试、维修和售后技术服务等,机电行业范围很大,产品种类很多,而且工种也很多,因此在教学过程中需要学生掌握很多理论及实际操作技能。但是,如何利用有限的理论课堂时间更好的传授理论知识,以及在实验实训设备有限的情况下让学生更好地将理论知识应用到实践中,这就需要我们探索新的教学方法。 【关键词】虚拟;仿真 一、改革意义 仿真技术是继数学推理与科学试验之后认识世界自然规律的第三类基础方法。虚拟仿真教学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,真实的体验在现实生活中进行操作的感觉,以达到更快掌握操作技能的目的,而且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,使学生掌握更多的操作技能。 机电类课程的教学,在传统的教学模式中,理论课与实验课是分离的,这就导致技能训练得不到及时的理论指导,而理论课也没有结合生产、生活实际,这样导致了学生的技能掌握不到位。随着教学改革的发展,出现了“项目教学”、“教、学、做”一体化等新型的教学模式,但在这些新的教学模式下采用的技能训练通常有两种:第一种是仅限于实验箱提供的几个固定实验,学生只需按图接好线、按实验指导书输入程序就可完成实验,学生动手机会少,不能真正地参与到学习活动中;第二种是通过制作一些实际的实验电路板或实物,然后在上面进行安装、试验和调试,大大提高了学生的动手能力,但是实际操作时要受到设备数量、品种等方面的限制,而且耗时大,占用课时太多,耗材的消耗量也很大,成本高。 虚拟仿真教学则以其高效率、低成本、内容丰富、性能有效和安全等优势得到越来越多的应用和推广。因此应该将“项目教学”、“教、学、做”一体化和虚拟仿真教学的方法结合起来,充分发挥各自的优点,得到更好的教学效果。虚拟仿真教学很容易与其他先进的教学方法相结合,因此在机电类课程的教学中,将虚拟仿真教学与其他教学方法相结合有助于提高课程教学效果,而且成本低、效率高,使学生可以不受场地与设备的限制,掌握更多的技能,在机电类课程的教学中具有重要的意义。 二、具体改革的方法思路 本研究将在深度分析学生学习特点和企业真正需求的基础上,在建构主义学习理论和混合式学习理论的指导下,按照独立本科教育工学结合课程改革的基本要求,结合虚拟仿真教学设计的基本原则,借鉴信息化和项目教学设计方法,探索基于典型项目和工作任务的虚拟仿真教学模式,实现“教、学、做”一体化教学设计。 该模式由“项目导入”、“制定计划”、“实施计划”和“成果展示与评价”四个环节组成,其中虚拟仿真教学贯穿了该模式的所有环节。下面简单介绍该模式的具体实施方案: (1)在“项目导入”环节,任课教师的活动包括三个内容: ① 借助虚拟实验平台,导入项目任务及目标、展示项目结果,让学生对项目有一个直观的认识,然后再布置具体的学习任务; ② 利用虚拟实验环境,让学生明确自己应当完成的具体任务和完成任务后可以得到哪些知识以及达到什么样的水平; ③ 在充分考虑学生的现有知识和能力水平的基础上,按照适合协作学习的分组办法对学生进行分组,安排具体的完成时间和成果的评价方式等。 (2)在“制定计划”环节,学生通过自主学习、小组协作学习等方式,对该项目的 任务目标进行分析,确定任务所涉及的各种要素,充分应用已掌握的前序知识,基于虚拟仿真实验平台进行决策,确定任务的实施步骤,为任务的实施做好充分的准备。 (3)在“实施计划”环节,学生在虚拟仿真实验平台上按照已制定好的计划逐步完 成项目任务。教师借助虚拟仿真实验平台对学生进行指导,实现教师和学生以及学生之间的交流。学生通过应用已学习的知识完成工作任务,进行知识的建构,形成职业岗位能力。 (4)在“展示与评价”环节,学生在虚拟仿真实验平台上展示自己的项目成果,然 后接受他人的评价和教师的反馈。同时,学生在汇报和听取同学汇报的过程中,通过对比自己与其他同学的成果,查找不足,反思其成败。 三、预期效果 将虚拟仿真教学与项目教学更加紧密的结合起来,更好的实现了“教、学、做”一体化,并且在显著改善教学条件、提高教学效果的同时减少了设备消耗,尤其是耗材的使用量,节省了教学经费的开支,而且克服了时间与空间上的限制,使学生更好地利用课余时间进行学习与实践,进一步提高了学风建设。 机电本科论文:机电类专业本科教学加强创新能力培养方法探索 摘要:创新能力的培养是当前高等教育的主要任务之一。除在课堂理论教学环节中要注重对学生创新能力的培养外,其他课程教学形式对创新能力的培养同样起着至关重要的作用。本文结合机械制造及电气工程领域发展的新形势,针对我校机电类专业本科生的培养现状,研究探讨了提高机电类本科生创新能力的培养方法。 关键词:机电专业;人才培养;课程改革;实践创新 21世纪是知识经济世纪,综合国力和人力竞争日趋激烈,社会对应用型人才的需求愈来愈迫切,培养具有丰富知识储备、娴熟技能和具备创新能力的全方位人才,已经成为当今高教改革和发展的重要任务。本文针对我校机械类和电气类专业本科生的培养现状,开展机电类专业创新人才培养模式的研究与探讨。 一、机电专业在教学中存在的问题 为地方经济发展培养应用高级人才,在广大以教学为主导的本科院校中已经基本达成共识。但我国高等教育长期以来人才培养模式比较单一,过分强化专业教育,过多强调学科体系的完整性和课堂理论教学。其结果是学生基础知识不够宽广、专业面过窄,从而限制了学生的思维、想象力和创造力。同时忽视对学生工程意识和实践能力的培养,造成学生的知识能力结构与社会需求严重脱节。这样的教育显然是不成功的教育。高教课程改革应该使我们的本科专业基础教育更加贴近实际,保证知识体系的系统性和完整性,同时把学科之外的知识包括社会、人文、历史、经济、环境等方面的因素科学地融入学科教育中。 二、明确培养目标 21世纪,学科交叉是高等教育的发展趋势。具备对交叉学科知识的理解和综合运用的能力是当今社会对合格的复合型人才的要求,在教学中应尽量拓宽学生的知识面,培养机械、电子、检测、控制等各专业知识储备丰富的复合型人才。由此,培养目标应该是培养某个学科领域或某个行业的通用性人才,其制定原则应以培养符合社会发展需求的高素质全方位并且具备创新精神的复合型人才为宗旨,以“将工程实践带入课堂,探索课程教学创新模式”为宗旨,以社会发展需要为主导。在近年来的本科生培养目标制定过程中,我们已经做了下面的几项工作: (一)合理规划专业课课程的教学 依照拓宽基础知识层面,浅化专业知识意识,增强综合素质教育和培养创新能力的想法科学设定教学计划,加强不同学科之间的交叉和融合方式。在课程体系方面:对相关课程及内容进行整合提高知识传授效率,强化实践教学的过程,设置更多的能够满足创新人才培养的选修课和一些理工交叉、文理渗透的跨领域课程,让学生可以根据自己的爱好和对未来的判断进行选择,同时增加新知识点的传授。 (二)设置创新实践课程 设置一系列创新实践课程,使学生在校期间建立起大工程观念,加强对学生工程应用能力的培养力度。使学生综合运用各学科专业知识在各种创新实践课程中能够获得系统训练,培养学生的创新精神,增强学生的动手实践能力。 (三)培养学生的创新精神 增强实践,重点培育学生的创新精神和个性发展,在教育的过程中帮助学生获得自主学习的能力,培养他们独立思考的能力,推动学生思维和想象力发展,更好地发展学生的思维,培养学生的创新型思路,重点培养学生们收集和处理信息的能力。 三、科学规划制订课程教学计划 当今社会的发展趋势要求各高校的学科教育应当加强知识的渗透交叉,为学生们创造一个多种学科、多个方面熏陶的成长环境。在设定教学计划和进行课程机构设计、课程设置时,应依据上述培养原则,培养学生们科学合理的知识结构和综合创新能力,以培养学生们的创新能力为核心,将创新能力的培养理念穿插在整个教学过程中。 大学一年级按工科要求设置通识教育课程,包括思想教育、人文知识、军事体育、外语和数理基础;大学二年级按机电类专业要求设计大平台专业基础课等通用专业基础课,并结合这些课程的应用性开设相对独立的实验课、实训与课程设计。建议将“模拟电子技术”和“数字电子技术”进行优化整合,减少理论课时,增加实验课时。并提前到大一开课,使电类学生提前接触专业知识,为从大二开始参与电工、电子类创新活动打下基础;大学三年级按专业特点可设专业基础课和专业课。专业课程要根据科技发展和市场需求进行梳理,灵活设置多个方向选修课课程,每个学生到三年级下半学期可根据自己的兴趣爱好、学习继承和就业意向,在教师的指导下选定一组方向课程进行修学;大学四年级,学生应不再以课堂学习为主,而应以生产实习、课程设计和毕业设计为主要学习形式,提倡学生开展以参加教师科研项目、担任实验室助教、到企事业单位实习、参加大学生创新活动等多种形式的自主学习,对学生学习优劣的评价应重点考核学生自主学习的能力、创新思维的体现和对本专业知识整体的把握和运用。 同时结合本校培养方案,在专业教学计划中加入《电工技术》、《模具CAD/CAM》、《电力拖动控制系统》、《传感器应用》、《测试技术》、《印刷电路设计与制作》、《液压传动》、《电气控制与可编程控制器课程设计》等实践性和创新性很强的课程。同时增加实践过程的力度,帮助学生创造出更多实践和创新的机会。例如安排了1周《电气控制与可编程控制器课程设计》、2周《电气专业实习》、3周《机械设计课程设计》等,用来培养学生的创新实践能力。另外又增加了理论、社科、经管等各方面的课程教学,例如设置了《情报检索与利用》、《思想道德与法律基础》、《就业指导》、中荷机电开设的《工程素养》等课程,增加了学生的知识面,培养了学生适应当今市场经济的能力。在课程教学过程中,实施新的教学计划,可有效改变学生的知识结构,有效提高学生的创新能力,增强学生的竞争能力和适应能力。系统性、开放性课程的设置,增进了各学科之间的交流、结合,促进了课程之间的结合,通过学习选修课程,学生可获得重要的价值分析,完善自己的学习方式,提高自身的综合能力,促进师生、生生之间的沟通交流。 四、改革实验教学提高学生的创新能力 一直以来,在本科教学过程中,大多数教师采取的都是传统的教学方式,以教师为主体,教师通过对知识的讲解向学生传授基本的概念和专业知识。教师的教学水平直接影响着学生对知识的接受程度和掌握程度。然而,在教学过程中教师往往忽视对学生创新思维能力的培养,学生很难彻底理解所学到的专业知识。所以,在实践教学过程中要考虑学生的实际需求,改变传统的教学模式,以技能的培养为主体,通过由浅入深的教学方式,使学生加深对知识的理解。同时以技能为主体的教学模式是建立适应社会需求的实践教学模式的理论依据,同时具有重要的指导意义。 实验室是高校对学生的实践能力和创新精神进行培养的有利平台,充分发挥实验室的硬件设备,对实验室进行开放,可提高实验仪器的利用率。同时,学生可通过开放的实验室满足自己的需求,提高实效性,有利于培养学生的实践操作能力和创新精神[3]。 结合我校机电类专业实验教学的改革进行了一些有益的探索。改进后的电气专业实验教学主要有:电气专业实习、金工实习、模拟电子技术实验、电路实验、数字电子技术实验、电力拖动控制系统实验、电气控制与可编程控制器课程设计、微机原理系列实验、自动控制原理系列实验、控制系统仿真与CAD课程设计、控制系统仿真与CAD、印刷电路设计与制作、毕业实习、毕业设计等。机械专业包括:金工实习、机械专业实习、机械设计课程设计、液压控制工程设计、机械工艺课程设计、模具CAD/CAM课程设计、电工,电子实习、机械先进设计微机应用课程设计、计算机实习(工程应用软件、模具CAD/CAM、计算机绘图)等。其中: 第一阶段:主要对象是新入学的大一理科的所有学生。主要教学内容是电子工艺的实训、实习。包含:万用表使用、焊接技能训练、电子元件识别、测量,示波器等设备检查、测量简单电路故障,常用工具、测量仪器的使用等[4]。本阶段,重点培养学生的实践操作兴趣和感知认识,为以后的工程实践打下扎实的基础。 第二阶段:通过学习基础专业知识和基本的技能,学生已基本掌握了认识问题、分析问题的能力。所以,本阶段的实验教学内容主要是以专业基础课为主。电气专业的基础课程包括:金工实习、电路实验、电气专业实习印刷电路设计与制作、数字电子技术实验、模拟电子技术实验、电力拖动控制系统实验、电气控制与可编程控制器课程设计、自动控制原理系列实验;机械专业包括:金工实习、机械专业实习、机械设计课程设计、液压控制工程设计、机械工艺课程设计、模具CAD/CAM课程设计、电工,电子实习等。本阶段的主要教学目的是使学生熟练掌握实验课的相关训练内容,巩固和加深对理论知识的理解,掌握相关的分析方法,培养学生完成单元电路实验的能力。 第三阶段:依据扎实基础、扩大范围、突出特色、注重能力培养的原则,提出了课程教学实验体系的构建思路。电类专业:开设微机原理,单片机接口技术、电力拖动控制系统实验、电气控制与可编程控制器课程设计、自动控制原理系列实验、控制系统仿真与CAD课程设计、控制系统仿真与CAD、EDA技术、传感器技术及应用、电子系统综合设施等试验,注重培养学生的创新能力,利用电子设计自动化仿真软件,设计组装的系统电路板等工具,建立“软、硬、虚、实”相结合的框架结构,对现代电子技术进行设计。机械专业:开设机械设计课程设计、电工电子实习、液压控制工程设计、模具CAD/CAM课程设计、机械工艺课程设计、机械先进设计微机应用课程设计、计算机实习(工程应用软件、模具CAD/CAM、计算机绘图)等。在这一过程,需要学生能单独完成实验的设计和制作,在虚拟和现实的电路中得到锻炼和时间,使学生在初期所获得的感性认识加深,达到理论知识的掌握和综合技能的训练,提高学生的实践操作能力和创新能力。 五、加强实践突出创新能力的培养和学生个性的发展 实践教学在本科教学过程中占有十分重要的地位,高校应当不断提高实践学习中的软件硬件水平,在“机械”、“电气”等专业的人才培养中构建新的实用性和专业性强的创新教学体系,增强学生的思维能力,拓展学生的想象能力,培育学生的创新精神。建立科学合理的培养模式,培育出基本理论扎实、综合素质强、具备创新精神的实践型高级技术人才。 在调研中,企业对高校毕业生普遍的反映是,毕业生面对实际工作中的问题解决能力较差。符合当今时展的人才应当是具备创新精神、实践操作能力和人文精神的综合性复合型人才。实践教育过程是教学过程中最重要的环节之一,它对学生理解基本理论知识、提高综合运用能力有着极其重要的作用,同时也是培养学生实践能力和创新精神的重要环节之一,是实践创新人才培养模式,完成创新人才培养目标的有力措施。我们针对本专业的学生安排了较多的创新实践课程,形成连贯性的实践教学过程,可以让学生在各项实践方面获得系统训练。并且结合本专业要求增大设计性实验所占比例,增设更多的专业实验课程。学生在老师指导下在新添置的过程装备与控制实验台上可以通过不同组合,完成多项控制与结构性能的测试实验,熟悉各种先进仪器设备,使学生掌握机电工程的基础知识。开展“教学与科研相结合”的教学改革实践,让学生们自己设计实验过程,培养学生们的创新实践能力。随着课程改革和实验教学改革的步伐,积极倡导学生们参加数学建模竞赛、挑战杯、电子设计竞赛等相关竞赛活动。实践教学把学生的探索性学习作为基础,运用类似于科研及实践的方式,增加学生学习主动性的教学方法。在教学过程中,教师要将需要解决的问题或者目标任务交待给学生,在老师的引导下,学生们分成小组,各个小组的学生依照实际工作程序,一起制订计划、共同或者分工完成整个项目所需要的各项工作。因此整个学习过程变成每个学生都可以参与的创造活动、实践活动,每个人看重的不是最终结果,而是达成项目目标的过程。在课程过程中,为了保证学生既参与了全程实践工作,又有自己独自承担的任务,应将任务分解,由学生在小组内自行讨论任务的分配方案,既要发挥每个小组组长的作用,又要积极调动每个小组成员学习的主动性。 实践教学过程跟传统教学模式是不一样的,它是学生自主学习的过程,教学任务的实施其实是一个探索过程,借鉴基础上的创新过程、对课程中学到知识的应用、对新知识的学习过程以及实践现场会很“混乱”,与传统教室教学的氛围是有很大区别的。对于老师的知识基础、随机应变能力、临场解决问题的能力、授课过程的操控能力、对学生的点评能力等,都有很高要求。因此,教师的备课过程就十分重要,要准备项目,又要对项目进行深刻研究,对项目操作实施的过程了如指掌,对实践过程中要用到的知识点充分准备,同时对有可能在授课过程中出现的问题准备预案等。 实践教学充分注意到学生的个性发展,充分发挥学生的学习主体作用,是在全面考虑学生如何学的基础上组织学习的一种教学方式,在培养目标上关注的是学生如何掌握与从业相关的职业技能,重点培养学生的学习能力和学习习惯。这些能力和素养是学生职业持续发展和终身学习的坚实基础。实践教学对教师的教学能力提出了更高的要求,教师能够在实际产品的生产过程中指导学生,全面的教学能力特别是实践能力得到了明显的提升,对于实现学校的“以就业为导向,服务区域经济发展”的办学理念提供了必要的保障。 六、结束语 创新人才的培养是一个十分复杂的系统工程,综合素质的提高和创新能力的培养是创新型国家对高等院校人才培养提出的新要求。只有通过深化改革,包括培养计划、课程体系、教学内容、教学环境、评价体系等全方位的改革和实践,才能满足现代社会科技技术迅速发展对人才的需求。创新人才的培养是一个教师和学生互动的过程,在本科教学中高校教师不但起到传授知识和技能的职责,还应该起到树立学生自主思考、自主学习和自主解决问题能力的提高,真正实现科研教学互促进。因此,高等工程教学创新人才培养模式改革是推进研究型大学教学改革的重要方向。 机电本科论文:机电产品创新在机电类专业本科创新教育中的探索 摘要:培养创新型人才是目前本科教育的重要问题之一。本文以3D打印机开发为例,从创新项目涉及的机械设计、材料加工、程序开发、电子与控制等专业知识方面,阐述了机电产品创新在机电类专业本科生创新教育中的作用。并提出了建立机电类创新实验平台的构想,为学生创造更大的实践创新空间。 关键词:创新教育;机电产品创新;3D打印技术 一、前言 作为本科生教育的紧迫课题,提高本科生的教育质量已成为时代的强音,其中创新体系的构建一直是国家高等教育发展的一个重要内容,培养大学生的创新能力,已经成为提高人才培养质量的重大举措[1,2]。由于传统高等教育在本科人才培养中存在实践能力和创新精神不足的问题,尤其在制造业,由于创新人才的缺乏,一些关键技术严重落后于西方国家,这严重阻碍了我国经济的进步发展。因此,进一步加强本科生的创新教育,突出学生创新能力的培养,积极探索培养高素质创造性人才的途径和方法,在高校教育教学改革中必须引起足够的重视。 众所周知,实践是创新的源泉。目前,机电类专业本科毕业生普遍存在学习过程中实践机会少的问题,只能通过课堂授课、少量的实验以及实习单位的参观实习去掌握专业内容,知识的运用能力、设计能力与创新思维能力得不到提高。而机电产品创新融合了机械、控制、加工等方面的专业知识,为本科学习阶段知识的运用提供了很好的平台。本文就以FDM(熔融挤出)型3D打印机开发为例,阐述机电产品创新在山东科技大学机制系材料成型专业本科生创新教育方面的作用。 早在20世纪80年代中期,美国科学家就发明了3D打印机。随着科学技术的发展和社会的进步,3D打印机的发展速度前景更加广阔,更加独特,而且技术越加多样化和独特。基于FDM(熔融沉积)的3D打印[3]是一门集图形图像学、机械、材料成型、电子控制、软件与网络信息等于一身的综合性技术,在成功掌握了高分子材料挤出理论知识的同时,必须再配合机械与传动机构、上位机控制和下位机控制软硬件开发工作,而这些工作正是机械设计理论、材料成型、电子控制、计算机技术的综合应用。以材料成型及控制工程专业学生为例,虽然其主要专业课程内容为高分子材料与金属的成型加工,但机械设计、电子控制与计算机技术仍然是与其今后工作密切相关的知识,因此学生在产品创新中不但能把本专业的知识运用到产品设计中,并且还可以把相关知识在实践中进一步学习,为今后从事产品研发工作打下扎实的基础。 二、机械设计的理论实践 FDM型打印机就好比一台小型的加工中心,只是把刀具换做打印喷头,以增材制造的方式加工零件。以delta型打印机为例,其机械机构采用并联臂机器人的运动方式,打印过程中将圆柱坐标转换为笛卡尔坐标数据,其本身的结构与运动形式就是一个典型的机械设计理论应用。在打印机的传动系统中,包括了皮带传动与螺纹传动,这些知识在材料成型及控制工程等专业的本科教学中均会学习到,而在整套打印机的设计、采购与装配过程中,学生可以将所学过的机械设计的理论知识加以练习、验证,极大地提高了学生的学习兴趣和积极性,同时创新思维的能力得到了提升,一些新的运动结构与连接方式不断地被参与产品设计的同学提出并最终实现。 三、材料成型理论实践 3D打印机有多种不同的技术,可用许多不同的常用材料。如:尼龙、不锈钢以及许多金属材料。而FDM型3D打印耗材以热塑性工程塑料为主,目前已经开发出多种可用的耗材,其中包括ABS、PLA、PEEK、HIPS、PA、PC等,而且各种新材料、新性能的材料在源源不断地开发出来。而打印材料的流动能力、力学性能是决定其打印质量和工件性能的主要因素,这些内容与材料成型及控制工程专业知识息息相关。3D打印机中熔融挤出头同样是3D打印机的关键部件,挤出头的结构与加热方案直接决定着材料的挤出流动性,从而根本上影响着打印工件的质量,因此这就需要应用高分子挤出理论对打印头结构进行优化设计,开发新型的打印头,以满足不断更新耗材的需求。在挤出头的设计中,需要应用高分挤出模具的设计理论,同时可以借助有限元分析软件,模拟不同结构挤出头对材料流动性的影响,以此来指导挤出头的结构设计。 四、电子控制部分的创新拓宽了专业知识 3D打印机的电子控制部分一般由主控电路、步进电机与驱动电路、加热管、热电偶、热床组成。主控电路将处理后的3D模型文件(G代码)转换成X、Y、Z轴和喷头供料的步进电脉冲数据,交给4个步进电机控制电路进行控制,然后让步进电机控制电路控制工件输出基板的X-Y平面移动、喷头的垂直移动和喷头供料的速度,比较精确地让高温喷头将原料融化后一层一层地喷在工件输出基板上,形成最终的实体模型。 目前的开源3D打印机都使用Arduino作为主控平台,Arduino是一款便捷灵活、方便学习的开源电子原型平台。其开发语言和开发环境都很简单,对于高校大学生来讲更加容易理解掌握。在控制部分,应用了大量的控制理论与电子知识,并且随着3D打印机的功能与结构形式越来越多,传统的开源电路板已经远远不能满足需要,因此在开源控制板的基础上进行扩展接口以及固件程序的开发显得尤为重要,学生在产品创新设计中不但学习了一些开源电路板的应用,而且往往能根据需求开发出新的控制板与固件程序。 五、控制程序开发加强了计算机技术的学习 3D打印技术的发展离不开配套控制软件(上位机软件)的开发。上位机完成打印数据处理和总体控制任务,包括从CAD模型生成符合快速打印成型工艺特点的数据信息;设置打印参数信息;对打印成型情况进行监控并接收运动参数的反馈,必要时通过上位机对成型设备的运动状态进行干涉的功能;实现人机交互,提供打印成型进度的实时显示;提供可选加工参数询问,满足不同材料和加工工艺的要求。几个著名的开源打印控制软件如Repetier-Host、cura、pronterface等极大地促进了桌面型熔融挤出3D打印机技术的研究与推广,但随着一些软件停止开放源代码,自主开发新功能成为不可避免的问题。上位机软件可由C语言、C#以及其他的编程软件编写,学生以利用C语言程序设计课程中的相关知识,在源代码的基础上充分创新进行开发,从枯燥的书本学习到实际的功能性程序开发,极大地提高了学习兴趣和效率。 六、总结 总之,机电产品创新项目涉及了材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化、机械电子工程、过程装备与控制工程专业、测控技术与仪器专业等相关专业。参与机电产品创新活动,提高了学生对专业知识的应用能力,使学生综合运用所学知识解决实际问题的能力得到了明显提高。同时,参与创新活动,使学生认识到了在进行研究工作时,自己在某些基础理论知识方面的欠缺和不足,认识到了基础理论知识的重要性,从而有力地激发了对理论课的学习兴趣,提高课堂效率和学生的学习积极性。另外,通过参与指导学生创新工作,促进了教师与学生之间的互动,学生在课堂知识、专业技术等方面,更积极地与教师交流,课堂出勤率与学习成绩得到了明显提高。目前,山东科技大学材料成型及控制工程专业有很多学生加入到了与3D打印相关的机电产品创新项目中,并且在山东省高校机电产品创新大赛中崭露头角。 以先进产品技术为导向的实验教学平台成为创新型教学的一种趋势[4,5],并且通过与高新技术企业进行合作,例如:让学生参与到企业的实际操作环节,或者聘请企业的有经验的高级工程师到学校对学生进行指导。这样,使学生在高校学习期间就获得了企业的实战型教学与培训的机会,学生可以迅速地进入工程师角色,为即将面临的就业打好坚实的基础。为了让更多的机电类专业学生参与到创新项目中,山东科技大学机械电子工程学院基于3D打印技术机电产品创新实验室也在积极筹备中。 机电行业作为国民经济发展中的基础性行业之一,需要更多的创新人才加入到国家建设的大军中。这就需要社会企业和高校共同努力,建立机电产品创新实验平台,是一条把学生塑造成为一名优秀创新人才的有效途径,为学生在今后的工作中有所作为,走向事业的巅峰奠定了坚实的基础。 机电本科论文:一般本科院校机械类专业机电控制课程体系改革实践 摘要:根据机械类专业人才培养目标,结合我校机械类专业的特色,对机电控制课程体系中的涵盖课程、教学内容的整合与优化、实践教学的改革与深化、突出工程机械特色、教学手段与教学方法的改革等问题进行了研究与探讨。建立了完备的课程群建设框架,为一般本科院校机械类专业进行机电控制课程体系改革进行了有益的探索。 关键词:一般本科院校 机械类专业 机电控制课程体系 随着科学技术的迅猛发展,尤其是计算机技术、信息技术在传统机械行业中的广泛应用,机械工程学科已发展成为一个集机械、电子、控制为一体的交叉学科。因此,在机械类专业的课程设置中,机电控制课程群是重要组成部分。本文结合我校机械类专业的特色,优化机电控制课程群的教学内容和教学方法,建立了完备的课程群建设框架,为一般本科院校机械类专业进行机电控制课程体系改革进行了有益的探索。 1 改革背景 长沙理工大学“机械设计制造及其自动化”专业源于原长沙交通学院1979年创办的“筑路工程机械”专业和1996年创办的“机械电子工程”专业,2000年归并为“机械设计制造及其自动化”专业,设工程机械和机电一体化两个方向。几十年来,已培养了近三千名本科生,毕业生主要在交通领域相关行业就业,具有鲜明的交通行业特色。本专业依托行业优势,以创新实践能力培养为重点,不断优化专业结构,形成了自身的专业特色。 然而,在近几年培养计划的执行过程中,我们发现机电控制课程体系存在以下几个问题:课程体系不严谨,部分课程的内容设置有重复;理论与实践脱钩,实践环节偏少,导致学生的实践能力较差,解决不了实际问题;课程体系和内容与我校机械类专业的特色――“工程机械”背景结合不紧密。因此,优化机电控制课程体系结构,体现我校机械类的专业特色具有重要意义。 2 改革措施 结合机电一体技术的发展趋势,明确我校对机械类专业的要求,学生的基础知识、创新能力和综合素质等方面都需要相对提升。对机电控制课程体系与教学内容、教学方法与教学手段、实践教学以及突出特色等四个方面进行改革与建设。 2.1 课程体系与教学内容的整合与优化 对于原有的课程体系存在的多种问题,比如课程门数多、课程体系不严谨、课程内容相互之间重复交叉等。在重新修订教学计划和教学大纲时,把机电控制类课程体所存在的这些问题做了整合与优化。将“电工电子技术”中的电机部分、“机床电气控制技术”、“电力电子学”等机电控制技术中的强电控制知识整合为“机电传动与控制”;“机械控制工程基础”课程的教学中,通过更新教材,增加了Matlab软件和Simulink仿真工具包的教学内容;增加了“测控电路”、“工程机械电液控制技术”等课程,修订和编写了新的教学计划和教学大纲。 2.2 增设实践环节,注重学生工程实践能力的培养 针对原有课程体系实践环节不足的问题,对于这些存在的问题,我们既在课程中设置实验环节,还改革了原有的课程实验内容,同时增加综合性与设计性实验的比例。增加了“机电控制技术实习”环节,该实习以PLC为控制载体,使学生获取机电控制的实践能力,加深对机电控制的基本理论的认识,培养―定的操作技能。 2.3 与交通和工程机械行业紧密结合,突出我校机械类专业的特色 针对原有课程体系实践工程机械特色体现不足的问题,加强了机电控制课程体系与工程机械知识的有机融合。在多门课程的教学中,将工程机械作为机电控制的对象;增开了“工程机械电液控制技术”课程。 2.4 改革教学方法与教学手段 “机械控制工程基础”理论性比较强,用多媒体教学方法和传统的教学方式相结合,能够应对教学过程对学生逻辑思维的开发和理论分析能力的要求,同时将Matlab软件引入教学,可以减轻不必要的课时浪费;通过对平时大量课题和试题的收集,加上多年的教学经验积累,可以组织开发相关课程试题库,以此来满足教学要求;另外学校为提供教师教学和学生学习方便的条件,可以开发教学网站,以此实现互动式教学。 3 改革效果 通过整合优化后的机电控制课程体系内容更加的完善清楚,有利于课堂的教学实施,而且把理论和实践教学结合得更加紧密;教学内容的进一步改革,减少了平时课堂教学出现的重复现象,充实了一些新的科学理论和教学研究。为了突出教学的综合性和设计实践性,我们对原有的课程实践体系进行整合规划,以此加大了综合性和设计性实验的比例。实习实现了“电子技术实习――单片机控制技术实习――机电控制技术实习”的不断线。将机电控制课程体系与工程机械知识进行了有机融合,更明确地突出了本专业的工程机械特色。 4 结语 自2010年专业机电控制课程体系立项以来,我校“机械设计制造及其自动化”专业,就紧紧围绕人才培养目标及专业特色,在课程体系与教学内容、实践教学改革、突出交通及工程机械行业背景、教学方法与教学手段改革等方面进行了深入的改革与实践,取得了一些成果,为一般本科院校机械类专业进行机电控制课程体系改革提供了借鉴。 机电本科论文:应用型本科高校机电实验室建设探索与实践 摘要:本文对应用型本科高校机电实验室实验教学管理存在问 题进行分析,并针对实验室建设和管理存在的问题提出了一些解决措施。 关键词:机电 建设 管理 1 概述 机电专业属于应用技术学科,因而对于实践能力的培养显得尤为重要。机电人才要具有更高、更全面的实践动手能力,这就对实验实践教学提出更高的要求。当今的各个行业对既懂机又懂电的机电一体化人才的需求日渐增长。如何才能培养出满足市场需要的机电一体化人才, 创造一个理论结合实践的实验环境?培养机电一体化的应用型创新人才是众多工科院校一直探索研究的问题。 2 高校机电专业实验室建设中存在的问题 2.1 实验教学管理欠规范。虽然近年一直提倡加强实验教学,但是大多数教师、学生仍然轻视实验实践教学。主要表现在:实验课表不规范,随意更改上课时间;不按规定分组,学生成绩考评体系不完整,学生上课不认真,得过且过已成风气,最终造成了实验室资源的浪费。 2.2 综合性、设计性实验质量和开出率问题。首先,综合性、设计性实验的质量不高,大多数达不到设计和综合知识点的作用;其次,因为课时少、实验复杂,造成了实验项目数量不够;最后,因为有的学校因实验场地、条件和人员问题,实验项目打折扣,再因实验项目区分不严,设计实验变演示实验,综合性实验变理论讲解实验,使综合性、设计性实验的开出率降低。 2.3 实验室实现全开放困难重重。第一实验室少,一般情况下一个实验室承担几门课程的实验教学任务;第二实验教师少,设备维护和管理难;第三教师待遇以及思想上不重视,很多实验室不给学生开放,即使开放也缺少教师现场指导。 2.4 大型数控加工等设备使用效率低,管理欠规范。为了满足学校学科建设、科学研究工作,大型仪器的购买逐年增多。但是,很多大型仪器只有个别教师能够使用,利用率不高,使用时间严重不足,有的甚至出现被闲置的现象。在设备的管理上,缺少专人管理和专人使用执行不到位,同时缺少教师使用记录,不能及时反馈设备情况。 3 机电专业实验室建设方案探究 3.1 建立机电实验室管理信息系统。建立网络化的实验教学和实验室管理信息平台。通过信息平台实现实验项目信息的管理、排课、选课、实验成绩及实验室利用率统计分析等,同时也实现了实验教学管理工作的系统化、信息化和规范化。通过平台学生可以网上申做实验、预习实验、观摩实验、查询实验室的实验教学情况、实验教师上课情况等综合信息。实验室的信息化管理大大提高了实验室的利用率,实现了资料共享,为加大实验室的开放力度,奠定了基础。 3.2 产学研结合加强实验室工作队伍的建设。实验教师队伍是实验教学和实验室建设的直接参与者,机电专业是应用型专业,要求学生有较强的动手能力和紧跟时代的先进技术,这就要求具有一支结构合理、素质优良的实验教师队伍。让实验教师到企业、研究单位进行学习深造,获取实际经验,将当前先进的生产经验带回课堂,解决学校教育与社会需求脱节的问题,缩小学校和社会对人才培养与需求之间的差距,增强学生的社会竞争力。 3.3 以竞赛为契机推进机电专业创新实验室建设,激发学生学习兴趣。积极组织机电专业的大学生参加竞赛。学生通过机电实验室提供的平台,进行创新实践。制作的机电作品,将材料应用技术、传感器与检测技术、单片机技术、控制算法及软件设计等内容有机结合起来,这又为实验室开设机电综合设计实验提供了更多途径,而创新实验室建设又为以后的大学生竞赛活动提供了良好的创新实践基地,充分发挥了学生的想象能力和综合运用机电知识的能力,实现了竞赛与实验室建设的互补。 3.4 成立创新创业团队,形成以旧带新梯队管理模式,充分利用大型加工设备。因机电专业特点,实验室具有数控加工中心,线切割激光内雕机等大型设备较多,而这些设备除了正常教学外,很少他用,因此成立创新创业团队,团体成员主要由学生构成,主要以机电专业学生为主,其他专业为辅,知识传授主要是高年级的学长带低年级的学弟进行自主学习,实验室教师从旁指导。团队成员可以使用和管理实验室的大型设备,设计新产品投入市场,以此来培养学生创新创业意识,提高设备的利用率。创新创业团队实行梯队管理模式,减少实验教师的工作量,通过以旧带新实现了知识的合理过渡,同时也完善了对大型设备的规范管理。 3.5 应用现有条件自主开发综合性、设计性实验项目,使学生有更多的选择性。验证性实验多,综合性设计性实验少,大多数高校按课程设置实验室,实验内容单一,学生在实验室里学到的实验操作技能缺乏实际价值。实验操作学时数得不到有效保证,学生只能在教师规定的时间内完成规定的内容,不能按自己的爱好和兴趣做一些设计性、综合性实验,这种状况造成学生被动学习,动手能力得不到提高,潜能得不到挖掘。因此根据现有条件,自主设计开发综合性设计性实验是非常必要的。 4 总结 通过本文的介绍我们知道,机电专业实验室建设的任务艰巨,我们要做好长期奋斗的准备,同时要转变观念,强调以理论教学、实验教学并重的制度及以信息化管理为主要手段建设实验室。 机电本科论文:卓越工程师培养背景下机电本科毕业设计改革 [摘 要] 毕业设计是本科阶段一个重要的教学环节,为适应新形式下卓越工程师的培养目标,有必要对这一环节进行改革。通过分析机电方向本科毕业设计现状,提出毕业设计题目要多样化;毕业设计内容上要紧跟题目的变化,与现场工程师解决实际问题的方式接轨;管理上要到位,不同题目要用不同的管理方法。通过这些举措,形成强学生、强教师、强学校三赢的毕业设计教学模式,真正实现了卓越工程师的培养。 [关键词] 卓越工程师;机电;毕业设计 0 引言 随着高新技术的广泛应用,世界各国越来越重视人才质量的培养。把动手能力、工程意识、创新能力、团结协作的能力作为考察学生实践能力的重要内容[1]。在教育部实施“卓越工程师教育培养计划”的大背景下,作为以培养卓越工程师为目标的地方高等院校已走过一段艰难的历程,虽然没有成形的经验可以借鉴,但却都达成一个共识,那就是必须对每一个教学环节都认真考虑,进行必要的改革,以适应新形势下的人才培养模式。 1 机电方向毕业设计现状分析 目前各高校毕业设计一般安排在第八个学期,就业形势日益严峻的背景下,学生们纷纷把找一个理想的工作和考研究生做为头等大事,从而忽略了毕业设计环节对专业学习的重要性。机械电子类毕业设计多停留在任务书-开题报告-中期答辩-图纸-说明书-毕业答辩的形式,学生们从开题到答辩,整个设计要发挥想象力,虽有毕业实习环节,但可参照的实物结构不是很多。所有的设计都是在理想的状态下,合理即可,因为这种“完美”的设计不用实际制作去检验。只设计不做实物的设计被学生认为与企业技术不对接,是找工作、考研的障碍,在这样的情况下,毕业设计这一环节质量毫无保障,所以必须对毕业设计进行改革,为企业、为学生服好务。 2 毕业设计改革具体内容 2.1 毕业设计题目的改革 做好毕业设计要从题目入手,把好入口关。现有的毕业设计题目一般是由教师给定,或者指导教师与学生共同拟定,在保留现有给定题目的基础上,还应从以下几方面加强题目的来源。 1)企业实际工程应用题目直接走进毕业设计。卓越工程师的培养需要学校与企业深度合作,那么毕业设计的题目就可以以解决企业实际问题为切入点,制定切实可行的题目[2,3]。另外,在近几年学生择业时,企业会要求学生毕业前至少在企业工作半年以上,利用好这段时间,学生可以从工作出发,制定解决单位工程实际问题的题目,这样学生会很乐意付出时间和精力,使毕业设计内容具有一定的研究水平,还能从真正意义上让学生更快地接触工作岗位中的实际技术问题。 2011年开始,机电专业对进入煤矿工作的学生百分百地安排了煤矿机械方面的毕业设计题目,涉及到采煤机、掘进机、装载机、刮板输送机、皮带输送机等大型机械的部分结构设计。2012年在此基础上又新增加控制装置的电气和机械的设计题目,如刮板运输机远程控制装置设计等。2013年已有部分题目要求制作出模型,一步步逼近工程实际应用,使学生毕业后能以最快的速度走上工作岗位。解决实际工程问题的题目拟定需要企业的大力配合,更需要学校改进考核标准,二者缺一不可。机电专业于2013年开始小范围实施这类题目,其中一项与某煤机厂共同完成了采煤机截割部输出扭矩轴的改进设计,保护了扭矩轴的同时,还解决了更换扭矩轴带来的麻烦。 2)结合大学生创新科技实践活动,拟定毕业设计题目。高校中形式多样的学科竞赛、创新科技活动作品不应只停留在制作完成阶段,完全可以在毕业设计中得以充分体现。这类实践活动是在紧密结合课堂教学的基础上,以竞赛、实际制作的方法,激发学生参与的热情,从而使学生在理论联系实际能力、创新思维、团队协作精神及实际动手能力等方面得到锻炼。这样的作品适合学生在毕业设计阶段对其实用价值进行思考,改进后完善技术文件及图纸绘制,从而延伸了前期实践成果,保证了教学的完整性。参加大学生创新科技活动的学生都受益匪浅,极大地提高了学生的动手能力、创新意识。 为大赛准备的各种创新科技活动作品,大多是为了完成特定的功能而作,有时会应用一些现成的机械结构或电控模块,比赛过后,学生们不会细研究这些机构或模块的设计思路、加工过程等,但延伸到毕业设计就可以完成作品的整个设计、选材以及加工等环节,对于学生而言也更容易完成。2011年开始把竞赛的优秀作品纳入到毕业设计中去,如六足机械人、智能防盗系统的设计、水位控制系统的设计、旋转LED灯的设计等,在毕业设计环节完成控制系统的参数设计、机械结构的零部件设计等,收到良好效果。 3)跨学科跨专业的题目、大型题目可建立毕业设计团队共同完成。机械电子专业的毕业设计目标是要完成机电设备的机械装配结构图的绘制、设计原理的阐述、电气控制部分及设计过程的说明(说明书),一个学生做这样的题目不能兼顾零件的加工工艺、产品的外观设计、材料的合理选择等方方面面,但可以根据题目的特点跨学科合作完成一个题目,例如与工业设计专业合作完成产品外观设计、与机械制造专业合作完成机械制造过程中的工艺设计、与材料专业合作完成选材问题、与电气专业合作完成电气控制部分等,真正把一个题目完全按照工程实际设计、制造流程,由多个学生共同完成。这种跨学科合作题目非常有利于培养学生的团队协作精神,加深学生对实际工程设计项目所涉及领域的了解,为培养后备现场工程师奠定基础。 大型题目拆解后由多名学生共同承担,符合工程大项目的实际设计流程,学生可以对自已承担的部分进行更深入的研究,树立全局、合作的思想。表1中列出了历年来毕业设计题目分配情况。 2.2 毕业设计内容方面的改革 毕业设计环节要跟上卓越工程师所达到的工程能力培养和创新能力培养目标,在内容上就要有所突破,在保留原有内容的基础上,还要有所创新。内容的改革见图1。 原有的毕业设计是要完成任务书、实结、开题报告、图纸、说明书等工作,也就是说大部分工作停留在书面材料上。经过上述题目的更新,毕业设计的任务目标可以规范到模型的制作、实物的制作、实物+软件仿真等。而在文件整理上可完成制作过程的可行性分析报告、原理说明书、使用注意事项等,仿真部分可完成仿真全过程的分段解读、仿真结果的演示。这使得学生可以在有限的毕业设计时间内,较好的完成毕业设计,内容上突破原有文件考核较多的方式,从重实际应用出发,减少文件考核数量,增加实物考核项,其核心是要增加考核学生的动手能力、解决实际问题的能力。 企业题目源于学生在企业锻炼实习模式下,或学生已分配到企业工作前提下,在企业由企业技术人员辅导完成的毕业设计,该类题目突出解决企业实际问题,可以以解决哪类工程实际问题及解决方法等作为设计内容来完成,更能体现出现场工程师应具备的能力。 2.3 毕业设计的管理 题目的准确性是出色完成毕业设计的关键,所以立题要慎重,要经过专家委员会的研究通过,对不合适的题目,委员会及时反馈给指导教师,经修改后再审核,从而构建一个分类较细的毕业设计课题库。题库的建立要在大二或大三时就完成。 对于与企业深度合作的题目,原则上题目由企业技术人员与校内指导教师、学生共同拟定,但主要以企业为主。以这种形式作毕业设计的主要任务是解决工程实际问题,文件要完成,但要和校内题目有所区别,题目答辩时要重视企业技术人员的意见,管理上见图2。 3 结束语 “卓越工程师培养计划”是一个系统的工程,需要多个教学环节的参与和保证。毕业设计这一环节要想达到卓越工程师的培养目标,就必须进行必要的改革。综上所述的这些革新,一是学生能很好地利用这一环节,检验自已所学过的知识在工程实际中的运用情况,从而为真正成为一名卓越工程师树立信心――强学生;二是培养了一大批实践能力强的教师,使教师能真正实现与企业技术的对接,共同研发更具实用价值的课题,这些课题的完成,既产生了良好的影响,又将对教学各个环节起到促进作用――强教师;三是通过毕业设计内容的改革,能培养出一大批卓越的现场工程师,这些工程师的表现将扩大学校的影响,从而做到强校。如此形成良性循环三赢的毕业设计模式必将为卓越工程师的培养奠定坚实的基础。 机电本科论文:机电类本科生机电液一体化系统创新设计能力培养与实践 摘要:本文分析了培养机电类本科生机电液一体化系统创新设计能力的重要性,从优化学生创新环境、提高学生创新意识、提高学生创新思维能力、夯实学生创新知识基础、提高学生创新水平等方面介绍了学生创新能力培养体系的构建思路、主要措施和实践成果。 关键词:机电液一体化;创新设计;能力培养 自主创新是一个国家经济发展的灵魂,是提高综合国力和国际竞争力的核心。随着社会不断向前发展,社会更加需要复合应用型的人才,机械制造设计及其自动化、工业电气自动化和车辆工程等个机电类专业人才不只是孤立掌握某一方面的专业知识,而必须系统地掌握机械、电气、液压和自动控制等方面的专业的知识,并将这些知识有机融合于一体,灵活应用于实践。因此,必须优化相关专业的课程体系、教学内容、教学模式,使教学内容学时数、安排、衔接等更为合理,加强实践教学环节,加强学生机电液一体化系统创新设计能力的培养。通过推广实施,营造良好的育人环境,将大学生培养成具有较强的统筹全局能力、创新能力、实践能力、就业能力和可持续发展能力的复合应用型人才。所以大力培养机电类专业本科学生机电液一体化系统创新设计能力具有非常重要的意义。 一、提高教师和学生的创新意识 创新意识是一种不安于现状、精益求精的意识。提高教师和学生的创新意识是培养学生创新能力的前提,学生只有在强烈的创新意识引导下才能产生强烈的创新动机、充分发挥其创造的潜能。首先教师必须有创新意识、创新精神,要有一种超前的活跃的心境,对新事物要有高度的洞察力和敏锐性,潜移默化地提高学生的创新意识。结合机电类专业特征,引导学生敢于怀疑、敢于探索,允许学生说错、做错,努力发现并保护学生的好奇心,鼓励学生勤动脑、多动手,积极参加创新实践活动,从生活、学习中积极培养自己的创新意识,激发学生的创新欲望[1-4]。 二、构建以核心能力和创新能力为主线的人才培养方案 按照人才综合素质培养要求,构建以核心能力和创新能力为主线的人才培养方案,以培养学生的核心能力、创新意识和创新能力为重点,构建科学合理的知识、能力和素质结构,将学生培养成创造性活动的人才。根据机电类专业本科学生机电液一体系统创新设计能力培养目标,学生不仅需要掌握机械设计、机械制造工艺制定能力,还要掌握电气控制系统设计、液压控制系统设计能力,最终要掌握机电液一体化综合设计和应用能力,因此课程体系中必须涵盖机械设计制造、电气控制、液压传动以及机电液一体化综合设计和应用三大能力培养模块,即课程中必须有:《机械原理》、《机械设计》、《机械创新设计》,《电工基础》、《机电传动控制》、《计算机控制》、《数控技术》、《机械工程控制基础》,《液压与气压传动技术》,以及机电液一体化系统实习与设计等核心课程。教材中涉及的原理和定理要介绍其发展过程,培养学生创新意识和创新思维。教材中要有综合创新设计类教学内容[5]。 三、建立科学的实践教学体系 加强实践教学,建立科学的实践教学体系,形成教、学、实践三个方面并重的局面。通过实践活动积极发挥学生的主观能动性,在创新实践活动中激发创造火花,提高学生的创新兴趣和创造能力;加深理论知识理解,提高工程实践意识,缩短从书本知识到实际专业技能之间的距离。在进入专业基础课学习前,增设《认识实习》等课程,让学生早日接触实践、认识实践,有利于课程学习。课程设计和毕业设计内容应与生产实际紧密相关,让学生直接参与和介入科学实验和课题研究,加强对专业前沿动态的了解,激发其求知欲、创新欲。将科研项目引入专业技能训练,大力支持和鼓励学生积极参与科技创新活动,充分利用各种渠道为学生的科技创新活动提供方便,在大赛中培养学生创新能力[6]。 四、加强学生的创新思维培养 教学过程中要从创新意识、创新思维、创新能力这三个层次培养学生能力。教学中要突出重点、关键点,注重应用,遵循先因后果、循循善诱的教学程序。教学采用以启发式为主,变单一课堂讲授为理论讲授与实践、指导与讨论、交流与研究相结合,增强学生的学习主动性和积极性,培养学生的发散思维与聚合思维能力。贯彻实施“启发式”教学原则,采用潜科学教学法、内容不完全教学法、社会探究法、角度教学法、问题教学法、局部探求法、智力激励法、发展问题教学法等教学方法,千方百计激发学生创新意识、创新兴趣,培养独立思考问题、独立解决问题、独立创新能力,做到“不唯书,不唯上,而唯实”[7]。改革课程考核方式,充分调动学生的创新潜能,避免学生死记硬背、循规蹈矩而缺乏创新能力[5]。 五、提高教师创新素质 提高教师创新素质是培养学生创新能力的关键。引导教师不断学习、参加各类培训,更新原有的知识结构,进一步提高教师创新意识、创新能力和创新素质,进一步提高的学术水平、丰富的专业实践经验、掌握专业的最新发展动态,成为教学、科研、服务的多能型人才。加强教师教学经验交流,提高教师创新能力和水平[8-9]。 通过对我院机械设计制造及其自动化专业学生的实践,初步建立了创新能力培养的质量保障体系,建立了一支培养学生机电液一体化系统创新设计能力的教师团队,为学生提高创新意识、创新能力创造了良好的条件和氛围,学生的创新意识、创新设计能力有所提高,思维的敏感性、敏捷性、灵活性,洞察力、独立性和创造性得到培养。学生能较好完成具有技术创新型的课程设计和毕业设计,敢于突破设计图册上的传统结构实施创新设计[10]。在历年国内的机械设计创新竞赛中,都取得了优异成绩,2011年由广东省教育厅主办的第二届全国大学生机械创新设计竞赛广东赛区选拔赛,我院参赛的12支队伍获得了3项一等奖、1项二等奖、8项三等奖的优异成绩;2012年获得国家级大学生机械创新设计大赛二等奖1项;2012年由广东省教育厅主办工程训练综合能力竞赛广东赛区选拔赛,我院参赛的7支队伍获得了1项一等奖、3项二等奖、4项三等奖的优异成绩。 作者简介:黄长征(1970-),男,湖南耒阳人,副教授,博士,从事现代机电液集成控制理论与技术应用研究与教学。 机电本科论文:“机电一体化原理”本科教学的若干思考 摘要:“机电一体化原理”是机械设计制造及其自动化本科生的一门专业必修课。针对该课程教学过程中存在的问题,对课程的重要性、实验室建设、激发学生开拓就业思路、项目教学法和增设课程设计环节等五个方面进行了认真思考和研究,希望能够进一步提升该课程的教学效果。 关键词:机电一体化;本科教学;人才培养;项目教学法 为了满足电力行业对机械类专门人才的需求,各电力高校均开设了机械设计制造及其自动化本科专业。该专业的主要特色是培养能够适应电力行业的机械类相关岗位的人才。前几年,该专业毕业生的就业形势喜人,但是,由于制造类相关行业广受金融危机的影响,导致近年来毕业生的就业情况不太理想。面对无法预知的金融危机以及制造业界不太乐观的就业形势,作为专业教师,应该思考怎样才能使学生更从容地面对求职择业问题。 机电一体化作为机械、电子和信息等多科内容融合的学科,在拓宽机械类学生知识面和就业面等方面将起到重要作用。加强该课程的学习,能明显提高学生素质,从而增加学生在机电一体化行业内的就业机会。本文认真思考了机电一体化原理在本科教学中的若干问题,以“机电一体化原理”教学为基础,论述该课程对学生的重要性并指出目前存在的问题,提出以拓宽学生的就业面为目的崭新的教学思路,并辅以项目教学法的教学改革方案,以及增设“机电一体化原理”课程设计的设想。 一、引导学生认识“机电一体化原理”的重要性 学生在学习“机电一体化原理”的时候,由于缺乏实际经验,加上该课程牵涉面很广,学习难度较大,因而学习热情不足。因此,在教学过程中,教师要想方设法、千方百计地引导和吸引学生充分认识“机电一体化原理”这门课程的重要性,从而激发学生的学习热情。 首先,应使学生明确,机电一体化是多学科交叉,相互渗透的综合性课程,广泛涉及机械技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、检测传感技术和系统总体技术等方面的内容。机电一体化技术是给传统机械加上“大脑”(计算机信息处理与控制),极大限度地延伸了机械的概念,使机电一体化产品几乎无处不在。例如,“机器人”作为最重要的机电一体化产品之一,已经成为现代工业控制的三大支柱之一。[1] 其次,针对现在机械专业学生机械基础扎实、电子基础薄弱的特点,认真学习“机电一体化原理”这门课程,将显著提高学生在电子方面的素养。通过课程讲解、实验教学、项目教学、课程设计等教学手段,学生深刻体会机电一体化的基本原理和设计方法。 最后,机电一体化的重要性还体现在很多产品,特别是高科技产品,难以将机械和电子部件完全分开。例如,机电设备设计及维护人员既要精通机械方面的知识,又要精通电子方面的知识。因此,掌握机电一体化原理,并将其应用到解决实际工程问题当中,已经成为机械专业的毕业生必须掌握的一项重要技能。 二、增加实验课时、加强实验室建设与整合 “机电一体化原理”理论学习固然重要,实验教学也同样重要。不少学校现有的“机电一体化原理”的教学大纲中,实验教学所占学时明显偏少,而且学生真正能动手完成的实验更是少之又少。因此,现有实验安排起不到锻炼学生的动手和实际操作能力的目的。 此外,很多学校实验室中的设备和科研条件并没有充分发挥出来。应该在现有的设备的基础上,广泛开拓思路,整合、组合、创造出新的机电一体化实验,以实现锻炼学生动手能力的目的。而且,实验室的工作条件和实验场所还需要进一步改善。实验设备也需要对机电一体化实验教学或辅助教学等方面,进行广泛市场调研,根据需要进行采购和扩充。 因此,必须在加强实验室建设的基础上,适当增加机电一体化的实验课时,才能真正使学生通过实验加深对机电一体化理论知识的掌握,体会机电一体化应用的目的。 三、激发学生在机电一体化行业内的就业思路 激发学生产生在机电一体化行业内就业的想法,是教学的重中之重。只有学生真正产生这种想法,才会产生学好“机电一体化原理”的动力。 目前,机械专业毕业生大多将自己的就业方向主观定位在纯机械领域。尽管机械制造业是非常庞大的产业,但就业机会终归有限。由于能力的欠缺,择业的时候,面对机电一体化行业广泛的就业机会,学生更多的是无奈。鉴于此,任课教师必须努力激发学生在机电一体化行业内的就业兴趣。 引导学生领悟,若是自己具备很强的机电一体化技术方面的素养,将会拓宽自己的就业面,从而为自己创造更多的就业契机。就算是学生毕业后选择在机械行业就业,若是在机电一体化方面有比较扎实的基础,也会开拓自己的视野,何况是现在科学技术、工程技术已经发展到机、电完美结合的阶段,完全分开的机械和电子几乎没有。 因此,在教学过程中,应该结合机电一体化行业激发学生的学习动力。具体来说,可以结合机械专业学生在机电一体化行业就业的实例,引导和激发学生的学习热情。另外,在教学过程中,也可以充分结合机电一体化产品的具体设计思路,引导学生如何跨越机械专业的局限,尽可能多地接触机电一体化领域。通过这些方式,学生们将会自然提升对机电一体化领域的兴趣,从而增加在机电一体化行业就业的主观积极性。 四、开展项目教学法、培养学生综合能力 为了使学生加强对机电一体化领域的认识,启发他们在机电一体化行业内就业的热情,“项目教学法”引入到机电一体化的本科教学工作中去。项目教学法在国外的职业教育中应用较多,目前在本科教学中还很少使用。为了让机械专业的学生通过项目直接深入到机电一体化领域,教师提出使用项目教学法。 项目教学法是一种在“做中学”的理论基础上发展起来的一种教和学的模式,这种教学法通过组织学生真实地参加项目设计,履行和管理项目的全过程,在项目实施的过程中完成教学任务,培养学生的实践能力、分析能力及其他关键能力。这种模式突破了传统的“以课堂为中心,以教师为中心,以教材为中心”的教学模式,强调使用的技能和知识创新,有效地交流课堂与社会生活的联系,充分展示现代教育“素质教育”的本色。[2,3] 项目教学法主要特点是与现实生活紧密联系,加强理论联系实际,有助于培养学生的多方面能力,更重要的是展示学生的创造性,培养了学生解决实际问题的能力。项目教学法的整个教学过程可以分为以下几个阶段: 1.拟定题目 学生自主分组或教师分组,查阅资料、主动思考,充分发挥主观能动性,拟定本小组的题目。教师在这个过程必须要干预,要求学生选定的题目具有创新性或实用性,特别是要适合该小组的特长和兴趣。要求项目既要体现学生的创新性、具备挑战性,又要切实可行、经过学生的努力可以完成。 2.可行性分析及方案设计 通过项目可行性分析及方案设计、确定项目进程计划,要求该进程安排基本与课堂教学进度并行,即:按照课堂教学的进度安排项目的实施进度,即首先是机械机构、执行机构,然后是计算机、控制系统和传感器系统等。教师必须认真检查各小组的可行性分析及方案设计。 3.项目实施要求学生按照工作进度实施并做阶段总结 这一阶段,对于学生在项目研究所用到的内容,有可能在课程学习中没有学到,要求教师指导学生进行再学习,以进一步挖掘学生的创造性思维。项目的实施过程中,学生将有大部分工作需要在实验室中完成,因此,在第三部分对实验室进行整合和扩建的过程中就必须要考虑这些问题。 4.项目考评 以小组为单位,认真考核学生完成项目的情况。针对机电一体化项目的各系统的设计、实现方式、功能和项目报告等进行考评。考评中要特别注意学生在完成项目的过程中发现问题和解决问题的能力。 5.项目拓展 建议学生以研究报告、学术论文的形式呈现本小组的研究成果。对于考评成绩优秀的小组可以组织学生以申报专利、参加竞赛的形式进一步拓展项目。 项目教学法可以极大提高学生的兴趣,激发学生的学习热情,挖掘学生的创造性思维,同时使学生以真正项目的方式接触到机电一体化的产品设计和项目管理。这种项目管理的经验,发现问题、解决问题和总结问题的能力和经验对学生而言非常宝贵。项目考评优秀的学生的科研论文和专利申请都将在学生毕业求职时增加不可或缺的砝码,将成为机电一体化行业的敲门砖。 五、增设“机电一体化原理”课程设计环节 现有的教学手段,还不足以提升学生在机电一体化行业的竞争力。作为项目教学法的补充,还可以通过增加机电一体化原理设计环节,从而更大程度上提高学生的机电一体化产品的设计能力。 课程设计时,要求学生认真回顾教师在课堂上所授要点,分析各要点对产品功能的实现及其特性的影响。希望学生在课程设计过程中,进一步理解、吸收和消化课程理论知识以及在项目教学法中所存在的尚未解决的问题。 课程设计课题要尽可能选择具有产业背景的实际课题,学生通过原理方案的设计、结构设计、传动系统的设计、执行机构的设计、控制系统的设计以及总体设计等过程,加深对机电一体化系统的总体认识。在指导过程中,注意培养学生的创新设计能力,充分发挥学生的创新潜能。此外,还要注意课程设计必须与项目教学法互补,对于项目教学法中没有涉及的部分,要适当加强。[4] 课程设计应着重培养学生熟悉机电一体化行业标准,全面掌握机电一体化产品设计规范和过程,并培养学生扎扎实实的工作作风。 六、结论 本文以拓宽机械类学生的就业面为主要目标,针对“机电一体化原理”本科教学的若干问题,进行了深入探讨和思考。以“机电一体化原理”教学为基础,论述该课程对学生的重要性,以及如何引导学生对该课程的重要性进行再认识。通过加强实验室建设,增加学生动手实践的机会,以拓宽学生的就业面为目的,激发学生的学习动力。提出项目教学法的教学改革方案,着重培养学生在机电一体化产品设计中的发现问题和解决问题的能力;该项目教学法与“机电一体化原理”课程设计相辅相成。期待机电一体化课程在提高综合素质、拓宽毕业生就业面等方面有所建树。 机电本科论文:浅谈应用型本科机电专业实训体系的构建 【摘 要】应用型本科教育不仅要加强实训环节,而且还必须对实训体系进行科学合理的构建,才能达到应用型本科教育的培养目标。本论文以我系机电专业为例,提出了以项目为导向,以课本理论知识为基础的系统性实训体系,详细介绍了实训内容安排、实训过程的管理以及实训耗材的可持续利用。 【关键词】机电 实训内容 实训过程 实训耗材管理 应用型本科教育与研究型本科教育相比,最大的特点是培养实践动手能力强的应用工程型人才。而应用工程型人才的培养,必须以就业岗位所需能力为基础构建一套科学合理的实训体系。通过对我系以往毕业生工作情况的调查,大部分同学认为我系机电专业实训环节基本足够,但是实训内容较为分散,仅仅注重了与课本理论知识结合,却缺乏系统性、整体性,学生就业后很难适应工作岗位对技术的全面整体性要求。为培养企业所需人才,达到应用型本科教育的培养目标,必须对实训进行改革。改革原则是以理论课程为基础,以项目为导向,建立系统的实训体系。 一 实训内容安排 机电专业从大一到大四总共八个学期,其中,最后一学期为毕业设计,前七个学期每学期都安排1~3周的实训环节。整个大学四年的实训内容安排应以某个项目为主线,上下衔接,形成一个系统,如功能型机器人的设计和制作。同时要符合本学期专业基础课和专业课的理论要求。具体的每学期实训名称、实训周数安排详见下表所示。 第一学期,新生刚刚入校,主要学习工程制图这一门基础课。对机电专业学生来说,对机械制图的学习要求不亚于机械专业的学生。开展为期1周的机械制图实训,通过徒手 绘制机器人平台和各基础部件,让学生掌握工程制图的绘制方法和标准等。大一第二学期,学生已经学习了AutoCAD、电子线路CAD等机械、电路绘图课程,因此在本学期开设机电产品认知实训,为期3周。此实训的主要内容有:计算机绘制机器人模型、参观工厂企业,邀请企业工程师开展讲座,识别电子、电气元件,学习焊接、绑线,制作简易小电路板等。本实训的主要目的是让学生真正开始进入机电实践环节中,从最基本的基本功学起、练起,给学生建立一个机电专业的感性认识。第三学期,学生已经学习了电工技术、电子技术等电路基础课程。此学期实训称为电子技术实训,实训内容主要围绕机器人的基本电路展开,如机器人寻线电路、避障电路、电机驱动电路、电源电路、音频电路等。这些电路板的设计和制作是机器人最基本的电路。同时本学期还有一个金工实习,打破传统的锤头、钢球等的实训内容,根据功能型机器人改为机器人底盘、手臂、车轮、手、轴承等的加工。第四学期学生学习了机械原理、液压与气压传动、三维绘图等课程,由此开设机械设计实训,让学生自主设计机器人模型,机器人可以采用不同的驱动方式,完成机器人二维图纸绘制和三维动画演示,该实训为期2周。第五学期开设检测与控制实训,把本学期所学的单片机原理与接口技术、传感器检测技术、机电传动与控制三门理论课综合起来。学生可以根据能力大小自行完成机器人核心电路板的设计和制作,并为机器人增加功能模块,如机器人寻迹、机器人颜色识别、机器人语音等。第六学期的电气控制系统实训主要针对本学期的PLC电气控制技术展开,让学生在机器人上增加气动驱动方式、用PLC控制完成机器人夹持物品、机器人物料运输等功能。第七学期安排机电一体化系统综合实训,需要把三年来学的专业知识综合起来。学生把以前做的功能型机器人进一步完善和强大,然后根据老师拟定的机器人比赛规则组织机电专业学生举行一场机器人对抗赛。总之,把大学四年来学的所有知识综合应用起来,为第八学期的毕业设计做好铺垫。 二 实训过程管理 严格的实训过程管理对实训质量起着一个监督、保障的作用。可根据实训内容、性质对实训环节分散或集中进行。如:机电产品认知实训中的讲座、企业参观等就可分散进行,充分利用学生的课余时间举行。为保证良好的实践动手效果,其他实训建议停课在实验室集中进行。实训过程包括以下环节:实训开题动员、实训专题技术讲解、学生集中设计和制作、实训验收答辩、实训论文提交等。在实训动员时具体告诉学生详细的实训时间安排、实训内容、实训检查、实训考核方式等,让学生完全进入实训状态。根据题目难易程度和学生能力可把实训专题讲解放在实训初或实训中。如电子技术实训是学生接触的第一个专业基础实训,那么最好在实训初给学生具体讲解一下每个题目的大致思路和实训报告的撰写方法。机械设计实训和检测与控制实训可让学生拿到题目后首先自行设计,在学生设计过程中发现问题后再针对问题进行讲解。实训过程中相应地安排指导老师在实验室值班,负责学生考勤、答疑、指导和实验室管理等工作。在此期间,学生按班次、时间段到实验室分批设计和制作。一般,实训最后几天为实训验收或答辩时间。排好时间段,几位指导老师共同验收,根据学生做的实物进行提问。最后,学生提交实训报告。实训报告撰写方法原则上同毕业设计论文写法、格式相近。这也是为学生毕业设计的论文撰写奠定基础。 三 实训耗材的可持续利用 对机电类专业来讲,由于学生必须制作实物,因此实验耗材开支较大。如果每次实训都购买耗材,这将是极大的浪费。系统性的实训内容安排已为循环利用实验耗材做好保障。每一学期的实训作品都是下一学期实训的地基,犹如必须一步步做好底层才可以最后建造出金字塔来。如何在保证作品质量的前提下,合理、可持续利用实验耗材是实训管理中较难解决的问题。例如,从实训性质来说,电子技术实训和检测与控制实训主要让学生做电路板来实现一定的功能,这两个实训的主要成品都是电路板。可以在这两门实训结束后,由实训负责老师把电路板收集起来统一放在大纸箱里集中保管。机电产品认知实训部分内容,如电子元件识别、电路板焊接就可以使用这些保存的电路板让低年级学生练习,大大节省电子元器件的开支。机电产品认知实训购买的电气元件可以继续为电气控制系统实训服务。当然,实训中常用的各种电子、电气元器件可以由实验室早期统一购买,实训时到实验室领取并做好登记。不常用的,或有些特殊的,由学生提出申请,指导老师同意后方可购买。由于大学四年的实训内容是系统性的,如果严格做好实训耗材的进出管理,妥善保管好每一次实训作品,都可重复、循环使用实验耗材,为节约实训耗材成本提供保障。 四 结论 本文提出的机电实训体系构建是根据我系对毕业生就业情况调查和理论课程设置总结出来的。实训体系的合理构建为工程应用型人才培养奠定基础,满足社会对高技术人才的需要。我们将在今后的实践教学中根据各方反馈的信息加以调整和完善此实训体系。 机电本科论文:应用型本科机电专业实践性教学环节研究 摘要:对机电一体化特色专业实践性教学环节的建设与改革存在的问题,本文进行了深刻的分析与总结,尤其是对实验室建设、课程建设、教材建设、师资队伍建设等方面作了重点探讨。 关键词:应用型本科;机电专业;实践性教学环节;能力培养 高等教育要适应市场经济的需要,就必须加强学生的实际运用能力的培养。特别是机电专业,随着柔性制造系统、先进制造技术以及有关边缘科学知识技术的普及与应用,如何在现代教育环境下构建新型教学模式是摆在每个高等教育工作者面前的一个难题。随着社会的发展,高科技的应用能力将是社会主义现代化建设的基础,而大学是培养知识与应用型人才的重要基地。如何培养德智体全面发展、有知识、有能力的应用型人才,以适应行业、企业及地方经济发展对应用型人才的要求,是制定应用型本科人才培养计划的首要问题,而实践性教学环节是培养学生能力的关键环节。 培养目标与专业定位 随着科学技术发展及人才市场需求的变化,社会对应用型本科机电专业所培养人才的知识结构以及能力要求发生了很大的变化。为此,应对应用型本科机电专业的培养目标进行科学、规范的制定。机电类应用型本科专业的培养目标是:培养德智体全面发展,掌握专业基础知识、应用方法和基本技能,具有较强动手能力及实际操作能力,从事机电及相关领域内的设计制造、开发、技术应用与改革、运行管理及营销等方面工作的高级应用型人才。同时,机电类应用型本科专业人才应面向行业、企业,按企业现代化生产及技术工程师岗位群的要求,懂设计、会操作,能承担设计向制造的转化、技术应用与改革、运行管理及营销等方面的工作。 机电专业实践性教学 环节存在的问题及对策 在应用型人才培养过程中,应以专业技术知识为主线,以实践性课题为核心,对实践型教学环节中所遇到的问题从理论方面来分析,使实践性教学过程在整个教学环节中起主导作用。学生只有在实践活动中发现了问题,遇到了自己没有办法克服的困难,才会从理论上去寻找答案,去积极探索,并试图按照理论提供的思想方法去解决实际问题。一旦在解决问题过程中发现理论失去效力时,就会促使其创新,进而激发其强烈的探索精神和创造性。 (一)实践性教学环节存在的问题 目前,不少高等院校在实践教学方面普遍存在硬件建设不到位、软件跟不上等问题,与国家提出的高等教育的培养目标相去甚远。 实训基地的硬件不足 我国一些高等院校多数为20世纪90年代后新建或改建的院校。其中,大部分是由专科学校、职工大学、教育学院、中等专业学校通过升格而来的。这些学校原有的办学条件是按中专或成人教育目标的要求配置的,显然与高等教育的培养目标有一定差距。又恰逢高等教育迅猛扩招的时期,高等院校实践教学建设跟不上学校发展的速度,以至于实验室设备老化、陈旧,数量少,实验实训开设率较低,由此导致学生动手能力差,毕业后还要花大量时间接受岗位培训。 软件建设跟不上 这里的软件是指高等教育中的课时、目的、内容、教学组织、要求与考核等实际环节。学校存在软件跟不上的原因主要有制度不健全、管理不到位、专业设计不尽合理、对用人机制和市场机制了解不够等。对综合运用所学专业的各门课程知识考虑不够,从而影响实践教学功能和作用的发挥。有些高等院校的实践教学管理较为松散,没有建立一整套关于实践教学的管理制度和相应的质量管理与评价体系,实践教学的管理全凭指导教师的责任心。 实践教学的考核办法存在问题 一些学校没有建立规范的实践教学考核办法,或没能真正落实;对实践教学的要求与培养目标存在偏差;学生本身对实践教学的重要性缺乏认识,没有应有的压力和自学能力,因而实践效果就会大打折扣。实践教学考核办法存在问题的主要原因是理论教学与实践教学脱节以及课程整合方面存在问题。 (二)加强实践教学采取的相应对策 加强硬件建设 硬件是基础,必须充实。学校应根据开设专业的实际需要加大投资力度,并且进行全面规划,分步实施。要突破只限于感性认识的旧模式,建立有利于培养技术应用能力和综合应用所学理论知识解决实际问题能力的新模式。优化配置硬件资源,从而最大限度地发挥已有设备的使用效率。争取政府相关资金扶持的同时,与企业走产学合作之路,利用企业的设备和真实的现场实施现场实践教学和技能训练。另外,学校之间可进行合作,共建共享,避免重复建设,充分发挥硬件设施的作用。 加强实践教学环节的组织管理 硬件设施配备加强了,就必须让硬件充分发挥作用,对实践教学进行严格、科学管理,可以从以下几点做好实践教学的组织管理。(1)建立以实训中心为核心的基地,可以成立实训中心,采用集中管理模式。学院各类实验室、实训中心(室)、车间等可按专业大类组建校内实训基地并归属实训中心,实训中心统筹安排实践教学计划,使教学资源得以充分利用。实训中心实行全天开放式运作模式,除了向学生提供实践机会之外,也可面向社会开办有偿服务项目。这样,可使实训中心从单一的实训,向技术开发和推广方面拓展,实现教学、生产与社会培训有机结合。(2)加强“双师型”教师队伍建设,采取从企业或社会上的其他部门中选聘优秀工程师、技师、管理人员到学校担任指导教师或专、兼职教师的办法。鼓励教师参加职业技能培训并取得相关技能考核等级证书。同时,组织“双师型”教师编写具有较强针对性、实用性的实训教材及实训指导书,把国内外最新知识、最新技术和最新工艺,充分融入教材和新的课程体系中,提高学生的社会适应能力。(3)将职业精神教育融入实践教育过程,以便让学生在就业时赢得主动,毕业后能够习惯企业的工作。具体来说,要实现校内实践基地企业化,实行严格的8小时工作制和上下班制度,有意识地引导学生从一开始就树立正确的职业意识,让学生在实践中受到现代工业精神熏陶和严格的职业素质教育。 改进实践教学的考核办法 实践教学的考核是确保实践教学质量的重要手段。要制定实践教学考核办法及实践成绩评定办法等实践教学制度,确保实践教学环节的教学质量。把实践教学的考核与考取从业资格证书相结合,推行职业资格证书制度,开发人力资源、开拓人才市场,以利于学生更好更快地就业。
建设工程管理篇1 历年来高职院校建设工程管理专业为我国经济建设和发展提供了大量的专业技能人才,由于建筑领域新技术的发展,建筑行业由粗放型管理向精细化管理发展,社会对建设工程管理人才的质量和数量方面均有日益增高的要求,因此,高职院校需要为国家和社会培养更多符合要求的专业技能型人才。2019年国务院最新印发的《国家职业教育改革实施方案》(国发[2019]4号)中提出要高职院校启动“1+X”证书制度试点工作。深化复合型技术技能人才培养培训模式改革,借鉴国际职业教育培训普遍做法,制订工作方案和具体管理办法。鼓励职业院校学生在获得学历证书的同时,积极取得若干职业技能等级证书,简称1+X证书[1]。目前,建筑方向的“1+X”证书包括建筑工程识图职业技能等级证书、建筑信息模型BIM职业技能等级证书、装配式建筑构件与安装职业技能等级证书等[2],其中“1+X”证书比重较大,很多高职院校将建筑相关的“1+X”BIM证书融入高职院校建设工程项目管理专业课程建设中,也已取得了一定的成效。但需要继续对建设工程管理专业课程进行根本性的改革,才能真正达到课程融通的效果,实现人才培养和职业能力水平双重考评认证。 1建设工程管理专业实施“1+X”BIM证书制度的必要性 1.1社会经济发展对建筑行业人才供给侧的需要 目前市场对于具有BIM证书相关技术人才需求旺盛,因此高职院校作为人才供给侧需要培养社会需要的人才。 1.2教学活动与“1+X”BIM证书制度有机融合 以往的教学活动内容未与“1+X”证书标准有机融合在一起,造成一些教学资源的浪费,且没能让学生在技能方面获得很好的提升。将“1+X”证书标准与教学活动与内容充分融合,可为学生在以后的职业发展打下坚实基础。 2“1+X”BIM证书制度下高职建设工程管理专业教学改革具体设计 2.1优化调整人才培养方案 加强校企合作,明确人才培养目标,适当删减理论课课时,从而增加BIM证书相关实训课。并以职业岗位典型工作任务的方式调整相关的课程设计,打造模块化课程体系。根据现代学徒制“双元育人,工学交替”的特点,探索新的人才培养方案,具体为:突出校、企“两主体”育人;实现学徒与学生、教师与师傅、考试与考核、学历与证书“四融合”;实现校企共建人才培养方案、共建双师队伍、共建理实一体教材、共建信息化教学互动平台。 2.2建设工程管理专业教学资源库建设方案 虽然目前高校的资源库建设已初见成效,但是很多方面仍然存在问题,导致资源落地应用过程中产生了诸多的障碍。师资力量薄弱、教学资源易用性较差、教学资源可视化比重过低、教学资源分散管理、封闭管理等问题严重。在2019年1月24日,国务院印发《国家职业教育改革实施方案》,提出建设一批高水平骨干专业(群)的目标,也明确健全专业教育资源库的要求是办好新时代职业教育的顶层设计和施工蓝图。同时也是有效响应《教育信息化十年发展规划(2011-2020)》中“推动信息技术与高等教育深度融合,创新人才培养模式”的要求[3]。基于“互联网+虚拟仿真、BIM”等技术,在信息化教育时代的指导下,突破传统思想,结合新时代的人才培养需求和信息化技术手段,建设学校特色专业教学资源库,深化教育、教学改革,通过立体资源建设和教学应用,实现信息化教学,以教育信息化带动教育现代化。资源库建设适应教育改革发展需求,推动中国特色,高水平院校和专业群建设,顺应信息化技术+专业的时代需求,产教融合,发挥行业企业和院校优势,组建共享平台,注重人才培养,技术创新等。建设高水平专业的典型示范,必然要建设高水平的资源,基层可共享、中层可融合,分层次的建设思路根据不同需要自由组建,满足基本和深度学习需求,可实现资源效益最大化,建设开放共享的,符合新时代新技术要求的专业群,课程教学资源深化教材与教法改革,推动课堂革命。 2.3建设高水平实训基地 围绕着数字建筑模型构建“平台+数据+工具+模型”新型生产管理模式,抓紧智能建造风潮,依托智慧设计转型机遇,建设多专业协同、以BIM正向设计为主体的综合实训体系。用教育助推建筑业数字化智能产业升级。围绕建设工程项目管理专业,结合实际行业施工业务、造价业务与软件工具,提供BIM为主线的施工类、造价类课程体系与综合实训建设方案,有力支撑学校施工及造价类专业群与实训建设工作。围绕BIM全过程项目综合应用,以建设项目全过程的业务为主线,构建必要的理论基础,以一套案例贯穿全生命周期的业务点,培养各项BIM应用技能,实现业务线+技能线的“双线贯通”培养。业务线围绕建设项目全过程管理展开理论知识解析;技能线围绕一套案例,结合业务线设计各阶段的案例情景模式,将理论业务分析与项目BIM技能实操相结合。 2.4BIM一体化教学方案 目前BIM应用正在进入3.0阶段,以施工阶段应用为核心,BIM技术与管理全面融合的拓展应用阶段,标志着BIM从理性期走向攀升期。在这期间建筑企业的BIM应用发展主要呈现三大特征:从施工技术管理应用向施工全面管理应用拓展、从项目现场管理向施工企业经营管理延伸、从施工阶段应用项目建筑全生命周期辐射[4]。BIM一体化教学解决方案以建设工程全生命周期BIM应用为核心,以BIM、BIMVR、仿真等技术辅助,融合产学研、校企合作、开放办学等产业链要素,围绕多专业全模块展开建设,根据学校专业群及专业建设的需求,形成可分可合的培养体系。采用“1+N”教学模式,使用一套案例贯通设计、招投标、施工到运维阶段的BIM一体化应用,旨在打造培养“懂设计、会造价、能施工、精管理”的高素质技术复合型人才。采用“1+N”教学模式,融合“1+X”建筑信息模型得到核心能力,以一个案例为核心,贯穿BIM全过程项目应用,打通设计、招投标、施工等不同阶段匹配的BIM课程,同时在各阶段提供N套案例满足不同深度教学要求,将案例划分若干任务或者项目,让学生参与完成,是最有效提高学生积极性和学习效率的方法。遵循以上教学方法,逐一完成各个学习任务。 2.5数字教育转变教学策略 教学策略是指在不同的教学条件下,为达到不同的教学结果所采用的方法、方式、媒体的总和。在传统的教学策略中老师是教学的主体,整个学习过程中以老师教为主,学生学为辅。我们应对每个学生实施针对性教学、个性化教学,也就是说老师要以学生为主体进行教学。而数字化教学平台可以利用数字化教学资源、设施、手段翻转课堂,学生可以通过教学平台进行学习,并完成相关的测试,老师可以通过教学平台发现每个学生存在的问题,分析与总结,并对学生进行针对性的指导。在建设工程管理课程中通过BIM技术建立相应知识点的构件和节点模型,学生在课堂上可以查看三维模型,加深对图纸和构件的理解,教师结合实体模型讲解,学生可在课堂和课后随时通过手机查看仿真平台上典型工程项目的分布、分项模型场景和动画微课。 2.6基于BIM模型的考试模式改革 传统的纸质考试存在较大弊端,更加适用于理论性知识考核,但对于实操性为主的技能考核较困难,所以应改变传统的考试模式,转化为模型考试。要求学生通过在线创建BIM模型的方式进行测评,通过考试平台提供的各课程的习题和案例,教师根据教学进度与学生的学习掌握情况设置属于本班的题库,可进行课堂测试与期末测试,测试结果可以被快速统计并形成多维度的分析结果,提高对课程的教学效果与学生个人的客观评价。期末考核中的模型试题可参考“1+X”建筑信息模型(BIM)职业等级考试的考题类型,引导学生在课程学习过程中重视BIM职业技能等级标准的要求,坚持职业技能等级标准与课程教学标准并举并重的原则,促进职业技能标准及教学标准的深化融合。 3结语 1+X证书制度的推行,目的是要深化复合型技术技能人才培养模式改革。高职院校进行课证融合研究是实施“1+X”证书制度的有效举措,科学、规范、合理的课程体系能够有效推动“1+X”证书制度的实施,而通过强化对技术技能人才的培养,充分发挥职业教育对经济社会发展的重要作用。 作者:毕南妮 单位:唐山工业职业技术学院 建设工程管理篇2 职业证书是企业挑选劳动者的一个基本条件和要求,自从2015年国家陆续取消了一些职业资格的考试和审批,但这并不是否认资格证书的作用,因为职业资格证书代表劳动者在所从事领域具备一定的岗位知识和岗位技能,具有职业资格证书的劳动者应聘时成功的可能性更大。2019年《国家职业教育改革实施方案》中提到:在职业院校、应用型本科高校启动“学历证书+若干职业技能等级证书”制度试点工作。《方案》的提出为职业教育的发展指明了方向,人才培养要求从量到质的转变,提高学生的就业能力,依据《方案》的要求,黑龙江建筑职业技术学院建设工程管理专业开展“1+X”试点工作。分别从以下方面进行阐述。 一、“1+X”证书制度下的课程建设 (一)课程体系构建。从本地区产业结构,服务地方经济发展为出发点,职业教育主要是培养具有一定理论基础和较强实践技能的应用技能型人才。紧跟行业发展现状和人才需求,根据毕业生职业面向,建设工程管理专业的学生职业就业单位类型:建筑施工企业、建设单位、工程咨询单位、建筑工程管理职能单位及其他相关企事业单位等。对不同规模、不同资质等级、不同地区建筑施工企业的职业岗位调研与分析,得到本专业学生面向的工作岗位。建筑工程管理专业工作岗位分为初始岗位和发展岗位,初始就业岗位包括:施工员、质检员、安全员、资料员、监理员、造价员等,发展岗位包括:本专业学生毕业2年后可以参加国家二级建造师、二级注册造价师考试,考试通过获得二级建造师和二级造价师执业资格。毕业生也可以经过未来更长时间的工程实践和努力获取一级建造师、造价工程师和监理工程师等更高层次的执业资格。围绕主要岗位得出所对应的典型工作任务,依据典型工作任务的工作过程需要的知识点和技能点,结合《专业高等教育教学标准》确定专业人才培养目标和人才培养规格。目前,国家已经公布了三批1+X证书制度试点,结合《1+X证书制度试点工作的通知》和企业需求选择与本专业适应的“X”证书,综合构建专业课程体系。按照建设工程管理专业毕业生的初始岗位,牢固掌握施群所需要的基础理论知识和基本技能。按照《1+X证书制度试点工作的通知》选择了建筑信息模型(BIM)和建筑工程识图两个职业技能等级证书。建筑信息模型技术广泛应用于建设领域的规划设计、施工建造、运维管理等全产业链条,就业市场需求量非常大,就业前景广阔;建筑工程识图是施工管理人员的基本技能。为了提高学生取得“X”证书的比率和岗位能力在课程体系中的课程包括:建筑构造与识图、建筑结构与识图、CAD制图、BIM建模基本理论、Revit安装建模,和与之相对应的实训课程。 (二)1+X制度下校本教材建设。“1+X”制度下的教材与开发要顺应行业发展变化,立足于增强学生的岗位能力为出发点,符合“1+X”证书制度的要求。这就要求高职院校要利用自身资源编制与之配套的校本教材,校本教材编制的时候要把岗位知识、岗位技能、素质教育和新的行业规范、标准融入到教材之中,高职教育侧重于实践知识,但同时也要兼顾理论知识,为学生掌握一定的理论知识和职业技能服务,还要考虑学生们后续的继续教育,为提升学生的综合能力打下坚实的基础。这就要求人们要树立科学的高职教育的教材观,以职业能力提升和可持续发展为本位。例如:建设工程管理专业的部分学生毕业后要参加专升本考试,这就需要把专升本的考试知识融入到校本教材,学生毕业后还要考取建造师等职业注册证书,还要把注册证书的基础知识融入到课程中去,所以校本教材的编写需要从多方面考虑。因此,校本教材编制之前成立以学校一线教师、行业专家、企业一线工程师等成员为主的编制小组,制定编制行动方案,充分发挥小组成员的专业优势,采取研讨、调查等多途径多手段制定校本教材编写框架,同时,将“X”证书的内容融入到校本教材中。在编写框架下明确成员任务分工,小组成员分别完成各自的编写任务。校本教材在使用过程中也要不断检查适用性,如果出现标准、规范调整的情况,要及时调整教材内容,不断提高教材的质量和适用性。 二、1+X制度下的课程教学设计 以“1”为基础的同时将“X”证书的元素引入到课程教学设计中,分别从知识目标、职业能力目标、素质目标等方面设计课程目标。课程内容设计以某一工程项目为载体,以完成具体的工作任务为驱动,以知识点、技能点、经验点等完成工作任务的工作过程。为培养学生能力,考核把重点放在平时的任务实训上,增强过程性评价的权重,引入教师评价、同学互评和个人评价。例如:学习目标是否明确;学习过程是否呈上升趋势,不断进步;能否独立地收集信息,收集的资料是否完善;独立制定、实施、评价工作方案情况;能否清晰地表达自己的观点和思路,及时解决问题;项目实施操作的表现如何;职业整体素养的确立与表现;是否能认真总结、正确评价完成项目情况;工作环境的整洁有序与团队合作精神表现;每一项任务是否及时、认真完成等。 三、1+X制度下的师资队伍建设 《国家职业教育改革实施方案》指出,职业院校、应用型本科高校相关专业教师原则上要有一定年限的企业工作经历,具备一定的实践技能,对学历的要求并不是特别严格。1+X证书制度实施主体是院校,实施主力是从事教学一线的教师,他们是保证1+X证书制度实施质量的关键因素之一,1+X证书制度的实施对教师的职业技能和职业素养都提出了新的标准和要求,解决1+X证书制度师资不足,能力不强的短板。一方面可以选派一线教师去企业参见一定时间岗位实践,了解“X”证书的典型工作任务和工作过程,提高自己“X”证书的培训能力,为了鼓励教师参加企业实践,在对教师考核的内容中加入实践环节的内容,鼓励教师考取先关职业资格注册证书,强化双师型队伍的建设;另一方面《国家职业教育改革实施方案》中提出企业兼职教师要达到师资总量的50%,兼职教师是职业院校师资队伍的有力补充,可以缓解师资紧张的局面,另外可以提高X证书的培训效果和学生的实践知识和实践能力。聘请行业专家、一线工程师、X证书培训师充实到教师队伍中来,发挥他们实践能力强、岗位知识丰富、岗位技能强的强项,让他们参与人才培养方案、课程标准、校本教材、实训课程的建设中去,尤其是参与指导学生实训课程。通过专职教师和兼职教师的混编,建立专兼结合的课程教师团队,兼职教师可以对本校教师产生间接带动作用,本校教师取长补短,增强本校教师的实践能力,使师资水平可持续发展。 四、1+X证书制度下的校企合作 1+X证书制度的推出目的之一就是加强校企深度融合,有助于学校更好地与职业岗位衔接,按照企业所需进行人才培养,提高学生培养质量,实现学校和企业的无缝衔接,一方面解决企业无才可用,有才不适用的问题;另外也解决了学生就业难的问题。通过引企入校,企业和学校共同开发课程和实训项目,把企业带进课堂,让学生亲身感受和了解企业生产工作的组织管理全过程,感受企业文化氛围。教育部《关于职业院校专业人才培养方案制订与实施工作的指导意见》中要求:实践性教学学时原则上占总学时数50%以上,这就要求高职院校在培养学生过程中要加强实践教学环节,保证实践教学的时间和效果。可以通过企业和学校共同建设实训室,并引入一些项目在学校完成,让学生参与整个项目完成过程,使学生提前感受到岗位的融入度。企业可以定期对学生进行考核,对考核合格的学生颁发技能证书,作为学生岗位知识和岗位能力的体现,为学生毕业后能进入企业工作打下坚实的基础,培养企业所需的人才,真正达到毕业就上岗、上岗即能顶岗的目的。 五、1+X证书制度下的制度建设 制度建设是“1+X”证书制度有效、有序开展的有力保证,只有建立从政府教育部门、企业、学校的系统X证书培训制度才能保证制度的实施效果。教育部门要进行顶层制度设计,企业职业岗位技能培训制度,对于积极参与的企业给予政策扶持,证书试点院校、专业的选取等一系列工作,梳理完善配套制度体系,保证试点工作在院校有序开展。鼓励院校积极参与申报X证书试点,从专业建设和实训建设上予以扶持,鼓励教师积极参与X证书制度的培训工作,参与适应X证书的课程改革,在教师评聘上予以倾斜。多方并举制度先行不断推动1+X制度的开展。 六、结语 “1+X”证书制度需要龙头企业、院校专家,在课程开发、校本教材开发、师资培训、证书发放等方面不断探索和实践,做到颁发的技能证书在行业中具有高度的认可,面向真实的岗位和岗位群。“1+X”证书制度起到纽带和连接作用,一端是职业教育与培训,一端是技能人才的就业创业,是人才培养中的重要环节。既能使教育与技能培训、产业发展、价值提升的有机结合,还可以促进它们彼此协调共同发展。推行“1+X证书”制度试点,有利于走出工学一体、育训结合、校企合作的职教发展新局面。 作者:关升 建设工程管理篇3 11+X证书制度两介 构建基于1+BIM证书的课程体系建设,改革课程、教学标准,在课程与教学标准中体现BIM职业技能等级证书内容,课程与职业岗位和技能等级证书对接,把职业标准融人课程体系,形成课程在教学内涵上涵盖职业标准,做到教学与考证相结合。同时根据职业技能等级标准和专业教学标准要求,将证书培训内容有机融人人才培养方案,优化课程设置和教学内容,统筹教学组织与实施,深化教学方式方法改革,提高人才培养的灵活性、适应性、针对性。此外将相关专业课程考试与职业技能等级考核统筹安排,同步考试(评价),学生同步获得学历证书相应学分和职业技能等级证书。 2建设工程管理专业人才培养现状 福建船政交通职业学院建设工程管理专业以道路工程项目管理为培养方向,招生对象为髙中阶段教育毕业生或具有同等学力者。基本修业年限3年,可以根据学生灵活学习需求合理、弹性安排学习时间,原则上可放宽至3 ̄6年。本专业方向对应的行业为交通运输,主要职业类别为专业技术类管理人员,主要岗位类别有造价员、监理员、BIM建模员、资料员。职业资格、技能等级证书包括一二级注册造价师、一二级注册建造师、注册监理工程师、BIM工程师等。专业构建了“岗证融合、知行合一、能力递进”的人才培养模式。“岗证融合”是指在教学中,推行的“双证书制度”,实现技能考核与社会职业资格证书接轨。结合人力资源和社会保障部、福建省住房和城乡建设厅对职业资格认证的要求,教学中引人职业技能标准,以培养职业能力为目的组织教学。目前主要的专业技能(资格)证书有造价员、监理员、BIM建模员、资料员等职业资格证书。“岗证融合”要求以职业能力为核心,将学历教育与职业资格教育融为一体,建立起一个真正适应企业岗位需要的职业教育体系。将造价员、监理员、BIM建模员、资料员等职业资格证书考核内容,融人人才培养方案和课程建设,使“双证书”制度落到实处,培养出与现场“零距离”的高技能人才。并结合职业资格证书考核知识点,建立训练题库,将职业资格证书考试内容融入各门专业课程教学。“知行合一”是指与岗位培养相关的理论课程,结合本院实训条件,基本都配套相应的一周到两周的实践实训课程,让学生在理论知识学习的基础上同时培养学生的实践操作能力,通过实践操作进一步巩固加深理论知识含量,并且通过小组竞赛的形式来开展实践实训课程,达到“以赛促学”的目的。“能力递进”是指从单项专业能力—专业综合能力—顶岗能力循序渐进的职业能力培养过程。按照“岗证融合、知行合一、能力递进”人才培养模式的要求,人才培养方案编制采用逆向编制法,即先确定毕业生就业主要领域和岗位,根据就业岗位要求和职业考核标准,进行基本素质与职业能力分析,形成建设工程管理专业“基本素质与通用能力、岗位基本能力、岗位核心能力及岗位拓展能力”的能力体系。人才培养模式不断创新,贯穿以学生为中心,以能力培养为本位的教学主线,强调职业道德培养和职业技能训练,不断体现新知识、新技术、新工艺、新方法;聘请专家参与专业教学指导委员会,共同修订与完善本专业教学计划,人才培养方案由专业建设指导委员会讨论审定;课堂教学强调启发式、互动式,以学生为主体,实践性教学根据其岗位技能要求分为若干个模块进行强化训练。为了使学生真正具备与企业用人要求“零距离”的条件,积极搭建校企合作平台,使学生亲身经历和参与工程建设的全过程,接触实际问题、解决实际问题。 31+X证省_度下人才培养模式矍点分析 在1+X证书制度下,福建船政交通职业学院建设工程管理专业作为福建省建筑信息模型(BIM)证书首批试点专业,学生未来毕业就业从事的是基于信息化技术的工程管理、成本管控、技术应用等,显而易见针对产教融合信息化教学体系,需建立在企业岗位人才需求基础上,创新本专业核心人才培养、提升专业特色方向实施。BIM技术与人才培养方案相结合中最大难题在于,基于信息化技术的专业建设,即如何在现有的专业基础上开展信息化技术教学。具体需要解决六个方面的内容。 (1)通过专业教学基本要求中的知识领域、技能领域为核心确定培养范围。教育部土建类专业教学指导委员会通过深人分析岗位基本能力,详细划分知识领域和技能领域,从而得到专业教学基本要求。该成果很好地诠释了专业人才所需要掌握的知识和技能,但是对实训环节却没有进行具体细分。根据专业人才培养目标,实训一般可以分为两类:一类旨在以掌握知识为目的的实训;一类旨在以掌握技能为目的的实训。众所周知,培养合格的技术技能人才,必须以扎实的理论知识作为基础。例如,传统的桥涵工程、道路工程课程设计,是为了了解更多的桥涵、道路知识而进行的知识实训;而公路工程投标报价实训,则是为了熟悉分解工程量清单表中各清单子目的工程量,掌握公路工程预算定额套用,掌握施工投标报价文件编制技能而开展的实训。实践表明,如果专业基本教学要求中所提到的知识领域和技能领域都能开展实训,那么学生的专业能力将得到更实用、更深人、更全面的锻炼提高。 (2)以掌握信息化技术的实践应用能力为技能领域培养目标。随着建筑行业信息化技术的发展日新月异,行业对信息化人才的需求量越来越大,并呈现出供不应求的态势。事实上,信息化并非针对某个软件使用,而在于针对不同应用场景而设计不同的应用,并贯穿于整个技能领域。所以需要为每个技能领域设计信息化技能实训,才能满足基于建筑信息模型技术下的专业人才培养需求。 (3)采用高效、趣味、可量化的教学方法。不断改进教学方法,确保在有限的时间内实现教学高效开展。趣味性教学是职业教育中核心教学方向之一。同时教学可量化是保障结果可评价的重要基础。教学方法的设计应该围绕这三点进行大胆创新、细心推演、全面设计。 (4)通过案例式、项目式、任务式教学为核心组织教学内容。以案例为核心,进行项目或者任务的划分,能有效提高学生参与积极性,并提高学习效率,再逐一完成各个学习任务。 (5)以虚拟仿真技术为基础提供高效的教学方式和优质的教学资源。三维可视化和情境仿真化是虚拟仿真技术的最大的优点。BIM技术优点的其中之一是数据的快速传输、计算和分析能力。将二者有机结合起来,可降低教学表达难度,实现知识传递效率的提高。从而在实训环节实现多人同场竞技、情景式互动、趣味性体验、快速考评等。 (6)通过信息技术提供教学资源的共享,实现教学、考核、认证、就业各个环节的有机结合。通过教育行业与互联网经济的融合,实现教学资源的共享、学习生命的持续维护、技能认证的普及、与就业的衔接等。通过对省内建设工程管理专业建设调研,可得出,1+BIM证书融人到日常教学,主要应落实以下两个方面?.专业人才能力目标基于BIM核心岗位能力进行调整;专业人才培养方案BIM技术的课程修订及调整。通过上述调整,最终实现建设工程管理与BIM技术相融合的人才高校培养落地。 41+X证书制度下建设工程管理专业课程体系 4.1专业课程安排 基于1+BIM证书的建设工程管理专业(道路工程项目管理方向)六学期专业课程安排如下:第一学期:工程制图基础、工程力学、建筑材料。第二学期:建筑CAD、工程经济、建筑结构、BIM制图与建模、工程测量、道路工程施工技术、房屋建筑构造。第三学期:桥涵工程施工技术、工程项目管理、工程招投标与合同管理、建设法律法规、隧道工程施工技术、BIM概论。第四学期:BIM造价、隧道工程施工、虚拟仿真施工技术、BIM施工组织设计、BIM综合管理。第五学期:工程风险管理、工程质量与安全管理、BIM项目实战、BIM创新创业。第六学期:顶岗实习。 4.2专业课程核心能力解析 造价管理能力:具有发现、分析、研究、解决工程建设全过程造价管理实际问题的能力。工程识图及BIM建模能力:能正确识读建筑、结构、安装工程施工图纸并结合图纸完成将图纸转化为BIM模型的能力。工程计量能力:依据建筑工程、安装工程工程量清单计算规范,具备钢筋、土建、安装工程的手算及机算的专业计算能力,能够编制工程量清单文件。工程计价能力:依据建筑工程工程量清单计价规范及各地区定额,具有工程投资估算、设计概预算、结算文件、工程变更、索赔文件、竣工决算报告的编制和审査的专业能力,能够编制计价文件。BIM造价应用能力:利用BIM系列造价软件,实现建筑信息化时代下BIM造价模式的转型,从传统的建模算量计价逐步转向基于三维模型设计的造价应用分析,借助信息化手段,提升工程工作专业信息化管理及项目成本管控分析的能力。工程招投标与合同管理能力:能够进行工程招标投标策划、合同策划,具备编制工程招标投标文件及工程量清单、确定合同价款和进行工程合同管理的能力,具备解决合同索赔及风险管控的能力,利用BIM招投标信息化模拟平台,进行工程招投标及合同管理能力的操练。 5小结 建设工程管理专业现已构建“岗证融合、知行合一、能力递进”的人才培养模式。在1+BIM证书下,建设工程管理专业应通过专业教学基本要求中的知识领域、技能领域为核心确定培养范围;以掌握彳言息化技术的实践应用能力为技能领域培养目标;采用高效、趣味、可量化的教学方法,通过案例式、项目式、任务式教学为核心组织教学内容,以虚拟仿真技术为基础,通过信息技术提供教学资源的共享,实现教学、考核、认证、就业各个环节的有机结合。同时基于1+B1M证书重构专业课程体系。 参考文献 [1]杨孝禹.高职院校建筑信息模型(BIM)应用专业人才能力分析与培养方案研究U].工业和信息化教育,2016(10):18-21,31- [2]郑敏丽.建筑专业人才信息化培养的思考[J].辽宁高职学报,2018,20(10):53-55. [3]黄伟,邱小文,唐文锋.基于校企合作、岗位引领下建筑工程技术人才培养模式构建[J].宜春学院学报,2017(3). [4]牛海娟.基于BIM的本科院校土建类专业创新创业实践教学体系建设探索[J】.现代职业教育,2017(32):36-36. 作者:杨相如 单位:福建船政交通职业学院
电子技术教学论文:提高电工电子技术课程教学效率的有效策略 电工电子技术是电类专业教学中的一门重要的专业基础课程,在专业教育教学和人才培养的过程中占有十分重要的地位。该课程的特点是概念多而抽象,实践性强。通过本课程的学习,学生应在电路、电工技术及电子技术方面获得知识、素质、技能方面的培养,并为以后学习各专业知识和技能打下良好的基础。 1 电工电子技术课程的特点 电工电子技术课程是中职电类专业中的一门技术基础课程,在工科教学体系中占有十分重要的地位,它为学生学习后续课程以及毕业后从事工程技术等工作打下一定基础。随着电子工业的飞速发展和计算机技术的迅速普及,它已成为中职电类专业的必修课程和部分工科类其他专业的选修课程。 2 电工电子技术教学存在的问题 2.1 考核方式简单化,不利于学生综合素质的提高 电工电子技术课程是一门实践性较强的课程,通过本课程的学习,学生不仅要掌握电工电子的基础理论知识,更要掌握电工电子技术技能。现行的考核方式是:百分制,其中笔试成绩占70%,平时成绩占30%。显然,笔试成绩所占的比例过大,使得学生过分关注书本知识,死记硬背,不能体现学生的动手能力和综合素质。 2.2 教学方法、手段落后,不利于调动学生学习的积极主动性 通过调查发现,中职学生的基础普遍较差,自主学习能力欠缺,学习兴趣不高,这就容易使学生产生厌学情绪。而现在不少学校的教学主要仍沿用传统的“粉笔+黑板”或者简单的演示,教师讲,学生听,学生的主体地位没有被发挥,教学内容的生动性得不到体现,学生不能积极参与到学习过程中,严重影响教学效果。 2.3 教材内容理论性强,不利于学生职业技能的培养 职业教育强调理论知识以“必需、够用”为原则,注重操作技能的培养,而现有教材内容仍包含有一些复杂的理论推导、应用较少的难记的公式,注重知识的系统性。同时,缺乏本学科新理念、新技术、新成果及应用实例的引入,使学生视野得不到开阔,不利于学生职业技能的培养。 3 电工电子技术教学改革的有效措施 3.1 培养学生的创新精神和创新能力 创新教育是以培养人的创新精神和创造能力为根本价值取向的教育。在教学中,如何培养学生的创新精神,提高学生的创新能力,是广大教育工作者正在努力探究的课题。电工电子是和人们的生活联系非常紧密的一门学科,电工电子知识和规律涉及生活中的许多方面。因此,电工电子教学不能仅局限于课堂,要引导学生利用电工电子知识分析和解决日常生活中碰到的一些实际问题。 如在课堂教学中要求学生设计一个楼梯照明电路,要使用方便和节约电能。这是一个非常实际的问题,学生非常感兴趣,积极讨论,主动思考。有的采用双触开关,有的采用闸刀双掷双控,都能很好地满足布置的设计要求。开关的设计固然重要,但课堂中要结合现实生活中的节能理念,思考对照明灯具的选择,实现光照亮度和节能、使用方便的最佳组合。通过这种教学方法,学生体会到电工电子知识在生活、生产中的重要应用。通过这种教学方法激发学习的动机,启发学生从不同的角度思考和创新的动机,从而实施创新教育,培养学生的创新精神和创新能力。 3.2 优化调整教学内容 1)结合电工电子技术课程目标,选用具有职业教育特色的教材。现在市场上围绕电工电子方面的教材很多,但大多数均未能突出职业能力的培养以及及时反映新理论、新技术、新工艺、新装备、新材料,从而成为制约新型技能型人才培养的瓶颈。 2)根据实际情况调整教学内容。电工电子技术课程知识面广、信息量巨大,而课时非常有限,必须根据职业能力培养的目标,有所侧重地选择、调整教学内容,使培养应用型技能人才落到实处。例如,在讲授计算机科学与技术、电子信息工程专业的电工电子技术课程时,要充分考虑在现代仪器仪表上电工电子技术的应用。 3.3 教学方法的改革 灵活运用多种教学方法,其中案例教学法不失为一种行之有效的教学方法。案例教学法贯穿全课程的教学方法:精心选用典型的、有实用价值的、学生感兴趣的实例,以该案例的设计和改进中的问题为切入点,步步深入,将实践技能的培养贯穿于教学的始终,从而克服传统教学方法中理论与实践严重脱节造成的弊端。学习本课程后,学生分析电路虽然头头是道,但若要设计制作一个电路系统往往不会查手册、不会选器件、不会连电路、不会调试系统。可见,案例教学法从真正意义上实现以学生为主体,以培养学生的自主学习能力、实践能力和创新能力为基本价值取向。案例教学法若运用得法,将会最大限度地调动学生的主观能动性和学习兴趣。 采用案例教学法一定要注意:1)案例要有典型性和实用性,才能激发学生的学习热情和学习兴趣;2)案例要有综合性和启发性,应将课程内容与案例有机结合、融会贯通;3)案例应体现本学科的前沿知识、技能,这样才能提高学生的实践能力、应用能力和创新能力。 3.4 教学手段的改革 有了好的教学理念、教材、教学方法,要取得好的教学效果,还要有好的教学手段,要善于根据课程不同内容、不同知识点的特点选用不同的教学手段,才能推动教学内容和课程体系改革取得实质性进展。在教学过程中可大量使用多媒体课件、eda仿真软件、网络教学等多种教学手段。 1)在讲到三相异步电动机结构、工作原理及常用控制电器结构、动作原理时,若用传统的黑板加粉笔的方法,在课堂上把电动机的结构和常用控制电器的结构画出来是不可思议的,即使画得出来,也很难将此部分的内容讲清楚,课堂效率低是可想而知的。但采用powerpoint和flash做成的多媒体课件,节省了在课堂上画电动机、常用控制电器的时间,还可以通过flash生动地表现电动机的内部结构、工作原理和常用控制电器的动作过程,非常的直观而富感性,有利于学生准确、全面、深刻地接受知识,大大降低理论学习的难度。 2)在讲单管的共射极放大电路,工作点设置对放大电路的非线性失真的影响(工作点设置得太高,容易导致饱和失真;设置得太低,容易导致截至失真),负反馈对放大电路性能的影响,放大电路的幅频特性和相频特性时,虽然可以借助powerpoint、flash、vb等制作包含文字、图片、动画的课件进行讲解,降低学生对这些知识点理解方面的难度,但学生还是觉得缺少感性的认识。这时可以利用multisim对单管放论文联盟//大电路进行仿真,学生好像置身于实验室,体验到设置适当的工作点的重要性,负反馈的作用,放大电路的频率响应,等等。这样,学生对所学知识豁然开朗,实现理论教学由难化易,由繁化简。 4 总结 总而言之,电工电子技术课程是中职电类专业开设的一门实践性很强的专业基础课,教与学都存在一定的难度,通过对教学模式、教学方法等教学要素进行改革,最大限度地优化教与学的过程,使课程的教学质量更上一级台阶,为后续课程的学习及继续深造与就业打下坚实的基础。 电子技术教学论文:电力电子技术教学体会思考 摘要:本文从电力电子技术这一课程的内容出发,结合教学要求,分别从理论教学和实验教学两个角度阐述了关于教学方法的一些体会和感悟。 关键词:电力电子技术;控制电路;控制理论 1引言 电力电子技术是一门由电子技术、电力技术以及控制技术交叉而来的新兴学科,是自动化专业、电气工程等专业的专业基础课程,在整个专业体系中具有重要的作用。电力电子技术具体地说就是指利用电力电子元器件来构造不同的转换电路从而实现对电能的一系列变换,是一种利用弱电来控制强电的技术。同时电力电子技术的应用范围十分广泛,从工业、交通运输、通信到新能源系统等各方面都有应用,甚至已经渗透到我们的生活中,比如现在家用电器中很流行的“变频”技术就是电力电子技术的一个小应用。 2教学体系结构及要求 电力电子技术的教学内容主要分成三部分:元器件、控制电路和控制技术。我们学校给这门课一共安排了80学时,如果这三个部分都要详细介绍的话,时间上是不够的,所以主要介绍前面两块内容。电力电子元器件是本门课程的基础,包括半控元件、全控元件和不可控元件。控制电路主要包括四大基本电路:整流电路、逆变电路、直流到直流变流电路以及交流到交流的变流电路。控制技术部分主要介绍SPWM脉宽调制技术和软开关技术。元器件部分要求学生首先要能分清楚各种元器件所属的类别,其次要求能理解各自的工作原理,最后要求能够按照电路要求自主选择元件;控制电路部分要求学生能够理解电路的工作过程,能够分析并画出电路的输出波形图,能计算电路的一些参数来选择元器件;最后控制技术部分要求能够掌握SPWM的原理即可。 3理论教学 (1)兴趣的培养 电力电子技术是自动化、电气工程专业很重要的专业基础课程,但也的确是一门比较枯燥的学科,要引起学生的重视、激发他们的兴趣是比较困难的。所以如何吸引学生的注意力,让他们从心理上重视这门课就尤为重要。笔者认为上好第一堂课对该课程后续的展开有很重要的作用。在第一堂课上要多多的展示一些电力电子应用方面的图片和视频,让学生亲身体会到电力电子技术就在我们身边,来培养他们的学习兴趣[1];同时可以给他们展示一下对口的公司在招聘信息上对该课程的要求来引起他们的重视。然后后期可以通过实验教学来慢慢引导他们对本门课程的学习。 (2)教学思路的把握 教学的顺序是先介绍元器件,然后介绍各种转换电路,最后介绍控制技术。在介绍元器件时,要讲清楚半控、全控和不可控指的是对电路“开”与“关”的控制。在控制电路中元器件是作为开关使用的,输出波形的转换也是因为电路“开关”的切换实现的[2];在介绍各种转换电路时,首先要介绍各种电路实现的功能,然后可以让学生试着自己分析下如何用电路实现这些变化,最后提出典型的变换电路进行讲解。在课堂内容上应以元器件的工作原理为基础,以整流电路和有源逆变电路的原理、搭载各种不同负载时的波形分析为重点,特别是在介绍感性负载和纯电阻负载时波形的变化是很重要的。无源逆变和直流到直流变流电路可以简单介绍一下。由于目前变频技术在家电行业应用广泛,所以交流到交流变流中的变频技术也可以进行详细介绍。 (3)教学方法的改变 近年来,多媒体教学以绝对的优势替代了传统板书成为教学的主要手段。电力电子技术这门学科在教学时涉及很多复杂电路、波形的绘制,采用多媒体教学能提前将这些波形准备好,节约了大量教师课上板书的时间,同时多媒体教学还可以采用FLASH动画来吸引眼球,能更直观的仿真出电路通断的过程,更好的帮助学生理解和记忆。所以多媒体教学这一手段对于电力电子技术这门课程是非常重要的。此外,我们还可以利用Matlab中的simulink自带的工具包搭建各种电路来仿真,通过软件仿真出对应的图形。这样通过计算机算出图形,要比直接把图形显示给学生看更让他们记忆深刻,也更让他们信服。 4实验教学 实验教学在任何一门课程中都应该占有很重要的地位,通过实验可以加深对已学知识的理解,验证理论的正确性同时也能帮助他们记忆。而电力电子技术本身就是一门实践性很强的课程,新型的电力电子器件、新技术、新的使用方法,都需要通过实验来验证其可用性。电力电子技术这门课配备的实验还是比较多的,比如四种控制电路以及控制技术都有对应的实验,那么在实验教学中可以从中选择一些有较高实验价值的项目进行。例如整流电路是教学时的重点内容,那么这一方面的实验就可以做一些。可以让学生搭建桥式整流电路,然后搭配纯电阻负载、感性负载和反电动势负载,通过观察波形变化来加强对学习知识的理解和掌握;在讲直流斩波电路时,可以让学生在六种典型斩波电路中选择一到两个电路进行测试,深入理解理论课上学习的原理。在实际的教学过程中,由于学校设备有限不能做到每人一台设备,一般都是几人一台,这样就会出现有些同学整个过程游离在状态之外的情况。所以在实验过程中,可以将一组学生进行任务的分工,分成设计电路的、搭建电路的和验证实验结果的,这样每个人都分配有任务,就不会出现上述的情况了。 5小结 本文从课程体系、教学要求和实际教学三个方面分别阐述笔者从事该课程教学的体会。对一门课程的处理方式,不同的教师有不同的方式,但都希望能以较为恰当的教学方式把最需要最重要的知识传授给学生。 作者:单玉燕 丁伟 单位:南通开放大学 电子技术教学论文:模拟电子技术课程教学改革分析 摘要:在传统的模拟电子技术课程教学中,由于忽视了学生主体作用的发挥,因此难以激发学生的学习兴趣,甚至导致一些学生产生厌学情绪,整体教学效果差强人意。摒弃满堂灌的‚填鸭式‛教学方式,将理论教学与实践教学有机结合起来,以研究型教学为手段、以培养学生创新创业思维为目标开展任务驱动式教学,有助于学生掌握理论知识,提高动手实践能力,更有助于学生增强创新意识和创新能力。 关键词:模拟电子技术;教学方法;教学设计;创业教育;创业思维 一、模拟电子技术课程教学改革的必要性 模拟电子技术是工科电类各专业的一门专业基础课,其教学效果不但直接影响学生的专业能力,而且还会影响学生对后续专业课的学习。模拟电子技术课程及其教学内容的特点主要反映在以下几个方面:(1)抽象性。模拟电子电路的设计与分析,是围绕三极管、场效应管等核心半导体器件展开的,必须根据半导体的特性、半导体器件的结构与工作原理建立半导体器件的等效电路,进而利用电路分析的方法针对所建立的电路模型进行计算。其中,半导体的特性、半导体器件的等效电路等都是比较抽象的概念。此外,放大器失真的产生原因及其抑制措施、负反馈放大器的原理与作用、振荡器的稳幅原理、各类振荡器的稳频特性等内容,也相当抽象。(2)实用性。电子技术的发展可按核心器件的种类分为电子管时代、晶体管时代、集成电路时代和超大规模集成电路时代等,每个时代的电子产品又可分为数字类和模拟类两种。在电子管和晶体管时代,电子产品几乎都采用模拟电路,即使到了集成电路和超大规模集成电路时代,数字技术迅猛发展,但几乎所有的数字电子产品都离不开模拟电路单元,例如供电模块、射频输入/输出模块等。(3)实践性。其一,晶体管的参数具有较大的离散性,因此即使对于成熟的应用电路,往往也有必要进行一定的调试,例如三极管静态工作点的调试、选频电路中心频率的调试等。其二,功能电路单元的设计,通常要根据存在的问题与不足对其进行优化和改进,或根据具体应用需求有针对性地对其进行改造,例如,从考毕兹电路到克拉泼电路和西勒电路,就是为了兼顾频率稳定性和频率覆盖范围而对电容三点式振荡器所做的有针对性的改进。模拟电子技术课程教学内容的抽象性,会使很多学生对此课程的学习产生畏难情绪,也导致不少教师为了让学生理解基本理论而采用以讲解为主的教学方式,甚至不惜“满堂灌”,但往往欲速则不达。这种教学方式过分强调学生计算、推理能力的提高,相应地忽视了学生理解应用能力、创新思维能力的培养。由于忽视了学生主体作用的发挥,因此难以激发学生的学习兴趣,甚至导致一些学生产生厌学情绪,整体教学效果难免差强人意。此外,在模拟电子技术课程教学中,传统的“先理论后实验”的教学模式以及通过大量理论计算类习题巩固知识的做法,都不能使学生有效地掌握理论,提高能力,更谈不上提升学生的创新意识和创新能力。然而,全面地考虑模拟电子技术课程的抽象性、实用性和实践性,如果教师摒弃“满堂灌”的教学方式,将该课程的理论教学与实践教学有机结合起来,让学生在实践中自觉地学习理论、运用理论、验证理论,不但有助于学生掌握理论知识,提高动手实践能力,更有助于学生不断地通过问题的解决增强创新意识和创新能力。从1998年世界联合国教科文组织第一次提出“创业教育”的概念,到2014年总理发出“大众创业,万众创新”的号召,人们对创新创业教育的本质和内涵的认识不断增强。“创新创业教育的目的不是单纯地获得新思维和新方法,而是培养学生运用新思维、新方法将学到的知识付诸实践的勇气和能力。”[1]因此,我们可以把创业思维看作是一种解决问题的思维方式和行动模式,而创业教育本质上是一种更高层次的素质教育。从“大众创业,万众创新”的形势要求来看,模拟电子技术课程的教学模式,也应从过去的以讲解为主、理论教学与实验教学相脱节,改变为以研究型教学为手段、以培养学生创新创业思维为目标。 二、基于创业思维培养的模拟电子技术课程教学模式探索 随着对创新创业教育本质和内涵的认识不断增强,人们已经把创业思维看作是一种解决问题的思维方式和行动模式[1]。具有创业思维的人,做事情的时候往往会先从自己所拥有的资源开始,由远及近、有小及大地积极行动起来,在行动中不断地学习和反思,一边行动一边反思,并实时进行调整,逐步达到目标[2]。根据“大众创业,万众创新”的形势要求,笔者针对模拟电子技术课程教学中存在的问题,尝试提出基于创业思维培养的模拟电子技术教学模式改革方案。改革后的方案摒弃单纯的灌输式教学,采用基于创业思维的“实践+学习”研究型教学方式方法。在教学安排上,研究型教学主要体现在“教师首先要为学生创设一个自主学习的环境,然后在教师指导下将启发、阅读、探究、点评、总结有机结合,从而让学生像科学家那样经历一个提出问题(研究专题)—探索研讨—总结提高过程”[3]。基于此,改革后的方案按教学大纲将教学内容分解为若干个教学单元,每个教学单元均按知识链接、呈现、练习、反思、应用的步骤展开。具体说明如下:1.知识链接。现代教学理念强调突出学生学习的主体地位,强调让学生在生动具体的情境中体验、理解并学习知识。根据现代教学理念,“教师不再只是过去传统意义上的知识传递者,还是情景活动的引领者和合作者,学生也不再只是知识的接受者,还是情景活动的参与者和亲历者。”[4]因此,在课堂理论教学的基础上,教师应注意建立适宜学生领悟的情景链接,借助情景的直观性、形象性在学生情感上留下强烈的印象,进而激发学生的求知欲望,让学生自觉地进入角色,真正理解掌握模拟电子技术的基本知识、基本分析方法及问题解决方法。情景链接可以采用实物演示、多媒体模拟等方式。需要说明的是,虽然改革后的方案摒弃了单纯的灌输式教学,但绝不是要放弃讲解式理论教学。模拟电子技术课程教学内容的抽象性特点,决定了很多学生难以通过自主式学习了解掌握理论知识,因此重点突出、详略得当、有针对性的讲解式理论教学是十分必要的,但教师决不能不分主次地照本宣科。2.呈现。当把学生“浸入”教师创设的情景之后,接下来是呈现环节,即以任务驱动的方式把下一环节的目标和任务呈现给学生。教师应在明确教学目标的前提下,根据实验室现有的资源,结合学生的现有知识水平和能力水平,设计并提出一个作为学生进行研究性学习载体的工作项目。目标和任务呈现给学生后,教师应把学生分成若干小组(每小组3~4人),让学生以小组为单位共同探讨完成此任务需要补充哪些知识、需要用到哪些硬件资源(包括三极管、电源、相关仪器仪表等),并拟定下一环节的方案。小组讨论的结果要以清单形式提交给教师,以便教师及时指导各小组对方案进行优化。3.练习。这一教学环节主要以教师“指导”学生“做”的方式引导学生自主完成电路的设计、制作和调试,即教师应扮演的是教练员角色而不是运动员角色。在学生练习的过程中,教师要注意发现并及时纠正学生的不规范操作,避免出现安全事故;要通过提问等方式了解学生的思路,并引导学生修正错误,逐步提高发现问题、解决问题的能力。4.反思。反思是对学习过程、学习效果的总结与反馈。这一教学环节离不开教师主导作用的发挥,更离不开学生学习主体作用的体现,因此,教师有效把控课堂显得至关重要。反思环节的具体实施步骤如下:(1)所有学生分别反思完成项目需要的知识、方法和技能,并在小组内进行交流;(2)各小组整合小组成员的反思意见,并对项目完成情况进行自评;(3)小组之间开展互评,每个小组至少要对三个小组进行评价;(4)各小组总结自评与互评结果,并归纳总结小组成员在项目完成过程中学习了哪些理论知识,掌握了哪些方法技能,在哪些方面存在欠缺;(5)每个小组选派一个代表在课堂上陈述自己小组的项目完成情况;(6)教师做总结性评价,重点是解答学生的疑问,指出学生存在的共性问题和下一步努力的方向,结合小组自评与互评意见对各小组及其成员在项目完成过程中的表现进行综合评价。5.应用。人类学习的终极目的是为了解决问题,也就是说人们通过学习获得的知识、方法、技能最终都是为解决生活、生产中的问题而服务的。基于创业思维模式的学习,最终的落脚点也必然是应用。在模拟电子技术教学中,一个教学项目(模块)的最后一个环节,应是教师指导学生应用学习到的知识、方法和技能解决实际问题,以促使学生巩固学习成果,提高应用能力。综上所述,基于创业思维培养、以行动引领知识获得的模拟电子技术课程教学模式,教学过程中的所有环节都是以学生为学习的主体,重在激发学生学习的内在动力,促进学生掌握知识,提升能力,启迪智慧,教师只有精心设计教学情景和教学内容,有效把握教学进程,才能收到预期的效果。 作者:陈淑静 张昉 单位:黄淮学院 郑州科技学院 电子技术教学论文:高职电子技术课程教学中微课的应用 摘要:随着信息技术的发展和手持移动终端设备的普及,“微课”这一教学模式已迅速兴起并广泛使用,高职专业课程的教学方式也将随之发生改变。实践表明,在高职《电子技术》课程中引入“微课”,能较好地解决教学中存在的问题,对提高课程的教学效果有积极作用,是传统教学的有益补充。 关键词:微课;高职院校;《电子技术》课程教学;应用 当前,随着信息技术的发展,人与人之间的交流和学习变得越来越高效便捷,“微理念”已深入人心。[1]在这样的时代背景下,一种新的教学模式“微课”应运而生并迅速兴起。 一、微课的概念及特点 在国内,“微课”最早由佛山教育局胡铁生提出。胡铁生认为“微课”是以教学视频为主要载体、反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。各种教学资源以一定的结构关系和呈现方式共同营造了一个半结构化、主题突出的资源单元应用“生态环境”。[2]本研究认为:“微课”是一种学习资源,它以微视频为核心,讲解或分析某一单个知识点或技能点,可以是知识介绍或习题讲解,也可以是技能操作等。“微课”是针对传统单一资源类型的局限性而发展起来的一种新的教学资源建设和应用模式,它的主要特点有:主题突出,针对性强;资源丰富,情境真实;短小精悍,使用便捷;半结构化,扩充容易。[3] 二、高职《电子技术》课程教学中采用微课的必要性和可行性 《电子技术》作为高职院校电类专业的一门重要专业基础课,知识面广,实践性强,地位重要。《电子技术》课程中学到的很多基本能力也被越来越多的用人单位和企业列为招聘人才的重要指标,比如电子线路的识图能力、电子电路的故障检修等。由此可见,高职《电子技术》课程教学同时肩负着“为学习专业课打基础,为今后就业作保障”的双重任务。但目前,一些院校《电子技术》课程的教学存在问题,教学效果不佳。很多院校还是采用知识本位的以讲授为主的教学方法,实践课的设置还多以验证性实验为主、综合应用性实验较少,缺乏以任务为驱动的引导,学生被动地听课、参与度不高,学生的实际需求容易被忽视,学习主动性差,这样不能很好地培养学生的综合应用能力和创新能力。因此,如何结合高职《电子技术》课程特点,并针对当前教学中出现的问题进行教学改革,显得十分紧迫。“微课”具有学习时间短、授课内容灵活、主题性针对性强、课程资源构成多样、情景真实等特点,[4]将“微课”运用到高职高专《电子技术》课程教学中,将很好地解决传统授课方式中存在的问题。“微课”还可以满足不同学生的个性化需求,学生可以根据自己在本课程中知识和技能的掌握情况,利用“微课”多遍着重学习个人掌握的薄弱环节。并且,在《电子技术》课程中引入“微课”,使学生处于主动探究问题、解决问题的情境中,还有助于锻炼学生的高阶思维能力。[5] 三、高职《电子技术》微课设计开发与应用 (一)《电子技术》微课内容设计与开发 1.素材的选择与分析 本研究“微课”设计主要依据教材是《电子技术项目教程》(北京大学出版社,2014年7月第2版,徐超明、李珍主编),该教材是“十二五职业教育国家规划教材”。该教材的特点是“以项目为载体,将知识融入工作任务;做中带学,实现职业能力培养;结合实验与仿真,提高教学质量”,这和本文的微课研究思想不谋而合。全书共7个项目,分别是:直流稳压电源的设计与制作、扩音机的制作与调试、信号产生电路的设计与制作、加法器的测试与设计、抢答器的设计与制作、数字钟的设计与制作、电子电路综合训练,每一个项目中又有多个任务。其中,项目1—项目3属于模拟电子技术部分,是对二极管和三极管常用电路、集成运放等知识的运用;项目4—项目6是对组合逻辑电路和时序逻辑电路知识的应用,属于数字电子技术部分;项目7选取最基本、最普及的通信终端设备之一电话机作为综合实训内容。本研究选定《电子技术项目教程》教材中的重点知识点和技能点作为微课开发素材,最终确定了6个有代表性的重点任务来作为“微课”设计的案例。包括:“二极管应用电路制作”“基本放大电路分析测试”“比例运算放大电路制作”“三人表决电路设计制作”“数据选择器应用电路设计”和“计数器的设计”。 2.微课开发的工具与环境 CamtasiaStudio是本文开发“微课”主要用到的软件工具,辅助工具软件是MicrosoftOfficePow⁃erPoint2007(该软件我们都很熟悉,这里不再赘述)。下面介绍制作微课视频非常好用的Camta⁃siaStudio软件。CamtasiaStudio软件是TechSmith公司研发的、集屏幕录影和视频编辑于一体的软件套餐。该软件功能非常强大,除了能进行屏幕录影外,还能进行视频的剪辑、编辑、个性化制作,还具有视频播放与视频剧场功能。在此软件环境下,用户能非常方便地进行屏幕录像的配声,还可以添加字幕、剪辑视频,还有动画转场等功能。CamtasiaStudio软件的运行主界面见图1。 3.微视频案例 如前所述,本研究选取《电子技术》课程中具有代表性的6个重要任务(其中模拟电子技术部分3个,数字电子技术部分3个)进行“微课”设计开发。以《三人表决电路设计制作》的微课视频制作为例来说明微视频设计制作的过程。《三人表决电路设计制作》是《电子技术》课程数字电子技术部分的一个设计性案例,属于组合逻辑电路设计的典型案例。该案例涉及的知识点和技能点包括:基本逻辑门电路逻辑功能、常用中规模集成芯片管脚图的识图方法、组合逻辑电路的设计方法、会根据逻辑电路图正确地搭建电路等。在对该案例微视频的制作进行了设计、规划后,录制了该案例的微视频。该案例是借助Cam⁃tasiaStudio软件制作完成的,它在CamtasiaStudio环境中的界面如图2所示。做好PPT课件后,打开PPT课件,在MicrosoftOfficePowerPoint2007下录制完成,经过降噪等一系列后期处理后,最终生成了格式为MP4的播放视频。该案例的微课视频播放截图如图3所示。 (二)《电子技术》微课的教学过程设计与应用 本研究在制作完成6段微视频后,进入了“微课”的教学应用阶段。6段微课均在本校15电气自动化专业1班使用。本研究进行“微课”设计开发时,学生们已基本学完课程知识,即将进入复习阶段,所以,本研究选定该教材中的重点知识点和技能点作为微课开发素材,提供给正处于复习阶段的15级电气自动化专业学生,帮助学生有针对性地复习重点,提高学习效率。15电气自动化专业1班共51人,均有智能手机,任课教师在课前把本节课要复习内容对应的微视频通过QQ群或微信提前发送到每个学生的智能手机和电脑上,方便学生上课时在老师的指导下通过微视频来复习本节重点。 1.基本教学流程设计 《电子技术》课程的“微课”应用流程如图4所示。图5为本研究的“微课”应用教学模式。首先,在教师的深入引导下,学生使用智能手机等移动设备通过“微课”进行自主学习,当然也可以是小组形式的自主学习,这也是学生建构知识的过程。同时,学生会在具体的情境下提出问题,再通过小组分工协作探究来实现其知识能力的构建。然后是评价总结,教师检查学生任务的完成情况或者通过学生小组自检或互检,对学生的学习成果进行点评,这期间,教师要注意引导学生进行反思并给出优化建议。整个过程完成后,学生增加了知识、锻炼了技能,也提高了发现、探究、解决问题的能力和学习能力;另一方面,教师通过思考、构思、搜集资料设计与制作“微课”并组织课堂学习活动,指导学生进行“微课”学习后,自身专业素养和教学能力也得到了提升。 2.具体教学流程设计 本文研究的基于“微课”的具体教学流程设计如图6所示。 (三)《电子技术》“微课”应用效果与评价 1.考核成绩分析 考核成绩分析是基于“微课”应用前和“微课”应用后两次考核的结果对比来进行的。第一次考核是在课程内容学完之后还未进行“微课”应用时进行。第二次考核是在将“微课”应用到15电气自动化专业的复习课中辅助教学,在“微课”应用结束后进行的。两次考核项目都是在题库中随机抽取1个综合应用项目,类型相同,分值相同,时间相同(都是满分100分、时间100分钟)。考核完成后对15级电气自动化1班51名学生的考核结果进行统计。忽略试题细微的难度差别和学生知识掌握熟练程度的差别,15电气自动化1班的平均成绩为79.6分,比前一次考核(在“微课”应用之前)的平均分72.8分提升了大约9.3%。其中,最高分提升约9.0%,最低分提升约7.2%。由此可见,在复习课中应用“微课”能明显提升学生知识和技能的掌握程度。 2.对学习者的问卷调查分析 在“微课”应用结束后,对51名学生进行了调查,问卷调查主要包括以下3个方面:是否喜欢利用微课学习;使用微课后的效果感受;对微课设计和微视频制作的满意程度。问卷调查的目的是为了了解《电子技术》“微课”的应用效果,及时发现其中的不足,以便总结经验教训。调查问卷共发出51份,回收有效问卷48份,有效回收率为94.1%。调查结果显示,80%以上的学生喜欢利用微课进行学习;77.1%的学生认为微课能提高自己对该课程的学习兴趣;81.1%的学生认同微课提高了自己的自学能力;85.5%的学生认为微课能帮助自己更好地掌握知识点和技能点;77.8%的学生认为微视频内容简洁、针对性强;76.1%的学生认为微视频中的知识点、技能点划分合理;81.3%的学生认为微视频中关于知识点和技能点的讲解清晰、全面;95%以上的学生认为微视频的画面质量好、声音清晰。通过考核成绩分析和调查问卷分析结果可见,微课在提高学生学习兴趣、学习效果以及提升学生自学能力等方面都有显著效果。 四、总结 高职《电子技术》“微课”开发不仅是教育教学理念的革新,也是学习方式的变革。“微课”以一个个小的知识点、技能点为单位,和传统的以课时或单元章节为单位的教学资源相比,更容易被学生吸收、消化,更能适应学生个性化的学习需求和当今时代教育信息化的要求,并能切实提高学生学习的有效性。“微课”在高职《电子技术》课程教学中的实践探索研究对促进该课程的教学改革、促进教学有效性的实现有着重要意义。本研究的建设成果也能为其它专业、其它课程的“微课”应用提供有价值的参考。目前本研究中“微课”使用是将微视频和其它“微课”资源通过QQ、微信的方式共享给学生,还缺乏“微课”学习网站等“微课”平台建设,下一步要加快“微课”学习网站建设,不断完善《电子技术》“微课”研究设计和开发。 作者:潘晓贝 单位:三门峡职业技术学院 电子技术教学论文: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 电子技术教学论文:模拟电子技术课程教学方法 【摘要】近几年来,随着市场逐渐增多对技术人员的需求,社会上高职生的规模越来越大,一个新的课题需要高职院校面临那就是如何培养适应新时展所需要的复合应用型人才。在我国将来市场所需人才要能尽快地适应社会的发展,应该具备多种能力,比如:学习新知识的能力,发现、分析、解决问题的能力,而且还要有创新意识。这就对我们专业教师提出了要求:要求教师在在专业课教学中及时让教学观念得到更新;要求教师及时让课堂教学方式得到改革;要求教师努力让学生对专业课程的兴趣得到提高,确保学生完成好在校学习任务,为适应将来的人才市场需求打下坚实的基础。 【关键词】模拟电子技术;教学方法;探索 《模拟电子技术》是一门为应用电子技术专业学生开设的专业基础课。这是一门理论性和可操作性都比较强的专业基础课,涉及的基础理论知识较多,要求学生比较深入的学习先修课程,因此教学难度较大。在平时的日常教学中,我注意学生主体意识的培养,学生学习积极性和兴趣得到了提高,并积极地改进我的教学方法,我在教学过程中略有收获,在此和大家共同学习探讨一下我的一些教学方法。 一、通过制订科学的教学计划,来提高学生的学习质量 本课程选用的教材是机械工业出版社《模拟电子技术》共十大章内容,教学内容分为“基础篇”和“选用篇”两部分,这门课在教学大纲中总共84学时的教学时数,而实际教学中教学时间却只有60学时。我针对所教学生的不同层次,结合我系现有的实验实训设备,对教材的内容进行一些删减,由此制订的教学计划科学可行。我发现学生通过对调整后《模拟电子技术》课程内容的学习,大大降低了在实验过程中的难度,显著提高了合格率。 二、通过使用多种教学方法和教学手段,让学生学习积极性得到提高 我在授课过程中,针对章节不同、内容不同,采用了以下几种教学方法:1.情景任务驱动法,情景任务驱动法是基于本堂课的教学任务和学生已有的知识、实践经验,巧妙地创设情景任务。有些作为引入新课的悬念,有些则要求学生独立或及时讨论完成,,从而激发学生在课堂学习中的求知欲望。如在讲授三极管及其基本放大电路时,我通过设计不同内容的情景呈现出整个教学过程,学生的学习兴趣与动力从而激发出来、学生的注意力也集中了。2.实验式教学法,我坚持“以学生为中心”,引导学生采用观察、实验、归纳和合作学习等多种学习方法,让学生在协作讨论中进行学习,在探究中完成任务,从而让学生完成从“学会”到“会学”的转变。学生通过实验教学获得了合理的实践知识,让他们巩固理解理论知识,使,分析和比较查询的结果数据,得出结论以验证猜想和假设的正确性,对结论反思和扩展。这种科学教学方法主要是教学生如何学习,让学生体验如何获取知识的过程。此方法要求学生能积极主动学习,并主动地与他人合作来完成学习任务。如在教授桥式整流电路的教学中,整节课被我分为四个小内容,各个击破完成每个任务。从一个总的内容开始,情境由老师创造,让学生自我探索;同时在老师的指导下,学生利用小组内的相互合作和协助的形式,完成每项任务。3.充分利用多媒体教学。如今的学生思维活跃,爱新事物,但专注力短,不喜欢理论课程。我充分利用显示图片,视频多媒体素材,观察电路组件和组件等教学方法,尽可能使抽象的知识直观和可视化。因此,多媒体教学的使用不仅丰富了课堂教学方法,而且使学生能够更多地了解感性知识,从而激发学生对学习的兴趣。4.善于总结,拓展,巩固学习。每章结束后,对这一章节的内容应该做一个总结。总结可以由教师或学生完成。通过总结,既能巩固新知识,又能培养学生创新的思维。 三、要传授学生正确的学习方法,培养学生良好的学习习惯 我们为了使学生能尽快地适应模拟电子技术这门课程的学习,让学生能牢固地掌握理论基础,同时也学会分析、应用电子电路的能力。,我们不仅要传授学生课堂知识,也应该教会他们养成正确的学习方法,从而让他们努力提高自身自学能力,养成良好的学习习惯。首先,我们让学生养成预习的习惯,在课前,他们通过自学把教材的重难点找出来。然后,上课时我们要求学生养成随堂做笔记的习惯,要求学生做好课堂笔记,从而让学生顺利掌握新知识。最后,我们要求学生课后养成及时尽早地复习的习惯,防止遗忘。 四、要注重实践,加强实验教学实践活动,培养学生创新能力 目前高职学生的现状是:理论水平不强,不喜欢复杂的理论推导和难以记住的公式。我们在教学过程中要能激发学生的学习积极性,就应该采用重实践,轻理论策略,通过实践来掌握理论知识,从而让学生更好地掌握理论知识、更好地提高学生的实践能力。我在讲授功率放大电路时,通过设置一个功率放大器实验这样的方式来辅助学习,这个实验中含有变压、整流、滤波、稳压电路、功率放大电路等部分,我通过在电路中设置一些测试点来得到现象。通过实验应该可达到以下几个学习目的:观察全波桥式整流电路,输出电压理论值是否相符于实际值;观察稳压电路的电压,在负载电流改变或电流波动时稳定状态如何;学习如何使用万用表。通过对课程内容进行这样的设计,学生的学习兴趣浓了,学习积极性也高了,学习效果也好了。简而言之,要让学生能将《模拟电子技术》这门课程学好,既要求我们有适宜、科学的教学方法,同时又要求我们培养学生良好的学习方法和正确的学习习惯,紧扣学生的学习兴趣,把知识的形成过程转化成为学生探究、发现和运用知识的过程,让学生在情境任务中探索,在探索中领悟,在领悟中理解、应用。 作者:钟卫连 胡炜 电子技术教学论文:模拟电子技术实验教学改革分析 摘要: 模拟电子技术这门课程对于工科学生并不陌生,而谈起模电,很多学生就很头疼,认为这门课太难。为了让大家更好的去学习、掌握模电知识,本文将从模拟电子技术实验教学入手,通过对实验教学方法、内容以及考核制度的优化,达到提高学生自主思考、动手的能力,从而让大家对模电不再恐惧并且从此热爱模电。 关键词: 模拟电子技术;实验教学;创新意识 模拟电子技术是相关专业的核心基础课,并且对学生动手能力要求较高,想要很好的掌握理论知识,实验环节则显得尤为重要,实验与理论二者密不可分,理论都是通过大量的实验得出的结论,所以,从实验入手,深刻领会实验原理,实验目的,进而对理论知识加以理解。如何通过实验,让学生更好的去掌握理论知识,俨然成了实验教学过程中的重中之重,对于目前模拟电子技术实验教学来说,仍然存在些许问题,需要不断的改革不断的优化。改善模电实验教学,提高学生动手能力,让学生不再对模拟电子技术这门课程感到恐惧,根据多年从事实验教学,不断学习与研究,有如下经验与大家分享。 一实验内容改革 实验是为理论服务的,实验的首要目的就是让学生对理论知识有深刻的理解,实验教材需要改革。现有实验项目比较单一,学生照葫芦画瓢式的实验,做完后也不知道自己做的什么,所以应该加入多元化的实验项目,扩展实验内容。基础实验与理论教学结合紧密,例如晶体管单管放大实验,同学可根据所学知识,对照电路图自行接线,通过仪表来测量数据,并确定放大的倍数,目前只是通过对正弦波形的放大来予以验证,扩音器也是一个很好的例子,我们可以通过搭建扩音器来对单管放大原理进行理解,通过对生活中的小实例进行讲解,同学们也会感兴趣,从而对理论知识的记忆也会更加深刻。从而就对综合设计性实验提出了更高的要求。以所学课程知识为基础,提高综合设计性实验比例,让学生被动变主动,自主的去想、去设计实验,提高学生动手能力,在实验项目设计的过程中,培养他们发现问题,分析问题与解决问题的能力。 二实验教学方法改革 (一)“变被为主”的教学理念 首先抛出问题,引导学生去思考,引导学生主动去学习并且激发他们的兴趣,把所学知识隐含在问题中,学生通过对问题的思考,大致对问题中所涉及到的知识有所了解,并且找到一些新的知识,那么在老师的指导和帮助之下,挖出解决问题的方法,这样学生带着问题去学习,有效的帮助学生分析和处理问题的能力。 (二)“变被为主”教学方法的有效性 模电是一个实践性很强的课程,对学生动手和思考能力要求较高,在学习过程中不能脱离实践,而目前绝大部分学生都存在重理论轻实验的现象,从而对实验感到比较困难,觉得实验课程没意义。目前模电实验包含的内容,晶体管单管放大,负反馈,集成运放,电压比较器和振荡电路,知识点相对来说比较杂,学生学起来也会比较吃力。那么采用“变被为主”的教学方法,把重要内容所包含的知识点融入到各个问题当中,让学生带着问题去学,去思考,这样他们的目标就很明确,各个知识点就经过串联,形成一个知识体系,这样学生对概念的掌握就很清晰,学生学起来也会感到有趣,学习效率也会有显著的提升。 (三)“变被为主”教学方法的实施 运用此方法,首先就是要对设置问题的科学性,知识点涵盖情况,学生能力的评估,问题的难易程度进行全面的衡量与考虑。其次对所出问题中涵盖的知识点要对学生自身知识架构得以巩固和加深,能够充分调动学生利用所学知识去分析、解决问题的能力。最后,多出一些典型的,设计性的问题,真真切切让学生达到敢想敢做的目的。 三实验教学手段改革 为了让学生对实验感兴趣,让学生通过实验进一步对模电知识有一个深刻的理解,更好的提高学生思考和动手能力,把多媒体技术引入到实验教学中,教学效果显著提升。 (一)实验预习很重要 目前有种现象,学生来到实验室不知道今天要做什么,缺少对实验的预习,从而导致实验效果不佳。不是学生不想预习,只是现有实验教材中的预习题目过于单一枯燥,提不起学生的兴趣,那么利用多媒体技术,把每一次实验都做成动画、图片等,提前发给学生,通过动画的形式,把复杂问题简易化,把复杂的原理直观化,使学生更好的去理解,去接受。 (二)实验讲解要生动 传统的板书不变,给实验教学中加入视频,动画,图片和声音,把实验原理生动的展现给学生,让学生有个直观的感受,调动学生的兴趣,给学生一个足够大的想象空间,通过视频,让学生知道什么样的实验操作才算规范,使他们在比较短的时间内,捕捉到更多的与实验相关的信息。 四实验考核机制改革与完善 目前的实验考核过于容易,是学生对实验放松的主要原因。对于实验的考核来说,主要是看学生连接电路,仪器仪表的使用,分析问题和解决问题的能力,我们主要采取实验操作和实验报告两块内容来对学生进行考核,操作主要看动手和仪表使用的能力,实验报告则侧重对学生分析和处理能力的考核。 (一)添加实验考试环节 增加实验考试环节,可以有效的起到对学生的督促作用,主要针对模拟电子技术的原理,对所用仪器仪表的熟练程度,处理问题解决问题的能力。可以设置理论计算,实验操作,分析处理数据和一些问答题目来进行考核。 (二)实验成绩的评定 卷面成绩结合平时成绩的评定方法,平时主要包括日常实验课的到课率,动手情况,卷面主要是根据学生对理论知识的掌握,对实验操作的熟练程度,分析和处理问题的能力几方面综合评定。重在让学生熟练掌握操作技能,让学生深刻理解理论知识。 五结语 经过对模拟电子技术实验教学的改革,很明显的能感觉到学生对模电实验产生了浓厚兴趣,对模电这门课程也不再恐惧。通过实验,学生知道了如何去思考,如何去分析、解决问题,不仅提高了学生自主动手的能力,还增强了学生自主思考问题,自主分析解决问题的能力,达到了事半功倍的效果。模电实验教学的变革,也使学生对模电理论知识有了更深层次的理解,使得实验教学目的更加明确,使得学生更加有目的地去学习。作为一名教师,同样也要与时俱进,不断的去优化教学方法,不断的去研究,不断的找寻更适合学生理解与掌握的教学方案。作为一名教师,我要时刻铭记教书育人的使命,甘当人梯,以自身学术造诣开启学生的智慧之门。 作者:郭鹏 单位:上海海洋大学 电子技术教学论文:模拟电子技术教学改革研究 摘要: 模拟电子技术是高校中的基础学科之一,目前经济需求导致社会需要技术类的人才,而如今科技不断进步对于高职院校的教学效率以及学生的综合素质提出越来越高的要求,因此虽然一直在尝试着教学的改革与实践,但依旧面临着许多的困境,这就是本文将要讨论的主题,结合项目研发的过程,研究教学的改革方向。 关键词: 项目研发;模拟电子技术;教学改革 前言 由于这些年来社会竞争压力与社会生产力的需求,导致了技术性人才比较有市场,而高职类的院校便以此为背景展开了对毕业生就业偏重的教学改革,迎合市场的需求,也是为了让毕业生有更好的出路,就业成为了教学的真正目标,而模拟电子技术就是进行尝试的重点。我国高校向社会输出的技术人才已经是在数量上领先于世界各国,但在实际的就业中可以真正走向高端领域的并不多,因此在教学上还是有着很长的一段路要走。 一、近年来高职院校教学改革上的尝试 目前高职类的院校已经是经历了多次的不同改革,主要是在课程上的改变突出了职业化的培养,加强了对实际工作能力的锻炼。加强了实践内容的比重[1]。彻底执行了一切以就业为前提的教学理念,就成果来看有着很多的问题存在,例如在课程设置上,并没有考虑到科学性,内容虽有实践操作却并不能满足现实的需求,而企业对技术人员的能力要求并没有得到良好的改善。 二、模拟电子技术教学面临的局面 电子类专业的特点就是理论难而对于实践又有着比较严格的要求,教学中设计到的基础知识繁多。其中各种知识点都需要记忆[2]。而学生为了加强对这些知识的记忆就忽略了对于实践与应用的培养,这是这类专业的特点也是目前遭遇到的困境,因此目前急需一种教学方法上的创新。 三、基于项目研发过程的模拟电子技术教学改革的内容 (一)主要教学内容。教学的主要内容就是通过让学生自己进行一套电子系统的设计,这样可以让学生对电子设计的应用以及实践能够具备一定的能力,同时对于现代科技中的电子设计涉及到的一些特点与差别有基本的掌握,这样的教学可以让学生逐渐提升对创新能力的培养,同时实践能力也能在研发的过程中有所提升,而这一过程往往都是通过小组合作的模式来实现的,对于学生的团队精神可以有不小的提高,教师在实际教学中会将设计任务进行分配,并对任务的各方面限制进行说明,例如完成的时间限制等。同时以小组的形式进行[3]。这一点也是为了贴近实际企业中的团队研发模式,而具体的研发过程例如电路、方案等等便有学生自行安排,而最关键的地方在于这种模式的设计成果不是以成品为标准,而是以产品为标准,以往学生往往研究出来的东西只是能工作,但这并不意味着可以投入使用,一件合格的产品是能够投入到生活使用中的,这其中要涉及到与其他的设备配套的问题,例如外壳等,最终要完成一套研发流程并推广出去,让产品可以获得客户认同。(二)教学特点。首先就是在形式上是一种革新,这种教学改革是一切以实际为标准,包括人员配置都是按照如今企业正规模式来进行,有着严格等级制度与分工,另外就是这种活动对于学生的课堂的自主性有着明显的提高,研发过程的主导始终都是学生自己,其团队组建开始就是按照自身意愿来完成,没有教师的干预对于团队配合也会增加相关的经验,而产品推广这一过程是学生们绝对缺少的经验,这一经历将会然他们在步入社会之前感受到社会生产的严格需求,同时对于营销能力上也会起到良好的锻炼作用,对于学生来说也是一种以往短板的弥补,并且这种从研发到推广一系列程序是按照企业运转来进行模拟的,这种方式是以往教学中绝无仅有的,也是更加贴近了以就业为前提的教学理念,让学生在社会实践方面获得更加全面的提升。 四、结论 经过实践的证明,充分调动学生自主性的教学方式是最具有效率的,而实际设计开发的情景对于学生来说既是一种新鲜的尝试,也是提高自我能力的一种途径,教师从这样的过程中可以更加容易地投入到教学的节奏中,而学生也更加容易体会到知识的实用性,在接近现实的教学模式中学生也更加容易掌握知识与技能,对于学生的未来发展是有着显著影响的。 作者:肖虹 单位:湖北省武汉市武昌职业学院电信学院 电子技术教学论文:模拟电子技术课程细节教学研究 摘要: 本文提出了基于问题库建设的“模拟电子技术”课程的细节教学方法。设计了问题库构建的方法和内容,通过典型问题介绍了问题库中答案的构建思路和细节。实践表明,该方法能够帮助教师讲透原理和关系,帮助学生深刻掌握理论知识,降低学习难度,建立完整的知识体系,收到良好的教学效果,也为“模拟电子技术”的微课程建设提供素材。 关键词: 模拟电子技术;问题库;细节教学 “模拟电子技术”课程是电类相关专业一门重要的专业基础课,然而其知识抽象、理论性强、内容多,存在难懂、难教、难学的问题[1,2]。如何将模拟电子技术各个知识点深入浅出地、融会贯通地教给学生,逐步构建出学生的知识体系,是教师在教学过程中面临的重要挑战,而教学的细节决定着教学的效率和质量[3,4]。在长期的教学过程中,笔者深刻体会到基于问题库建设的“模拟电子技术”课程的细节教学是解决以上问题的有效方法之一。 一“模拟电子技术”问题库的问题构建 根据该课程的特点和教学要求,设计的问题库内容包括三个方面:一是理论知识问题,如本课程中重点、难点及各模块之间联系的问题等,基础理论知识是课堂教学的主要内容,因此并不是问题库建设的难点;二是关联性问题,如本课程与半导体物理、电路、自动控制原理等其他课程相联系的问题;三是扩展性问题,比如课本上没有详细介绍的或器件实践应用的内容等。这些问题按照模块和内容进行分类,表1中列举了部分模块的三个不同内容的问题。问题库构建方法主要有两个,一是教师总结备课及教学经验,提炼出来预设性问题;二是搜集学生的提问,产生生成性问题。“模拟电子技术”的问题往往带有辩证思想,学生提的有些问题提法本身不一定是正确的,但恰恰是学生没有完全弄懂的真实状况表现,这类问题也不能忽略。问题库的建立是个长期的、不断充实和维护的过程,在教学中要注意不断的搜集、记录和更新。 二“模拟电子技术”问题库的答案构建 教师要有针对性地搜集资料,根据专业特点和教材内容,进行整理、归类。答案库建设要全面和完整,回答要简单易懂,理论层层深入,做到对问题讲解的深浅有度、精炼得体。下面通过一个具体问题详细说明答案库的解答思路。为什么由集成运算放大器构成的基本运算电路既可以放大交流信号又可以放大直流信号,而共射极放大电路只能放大交流信号?这个问题比较综合,涉及到从三极管放大电路到集成放大电路课程内容的发展和联系,问题提法并不准确,可见学生对放大器的放大机理掌握的不够全面,讲解这一问题就要层层深入、条理清楚。①首先直接给出问题的答案,但要指出模拟电路的辩证思维,即下结论是有前提的。集成运放和共射极放大电路都既能放大交流信号,也能放大直流信号,但是有条件限制。然后逐一解释这些限制条件。②影响放大效果的重要因素之一:放大器的带宽与输入信号的频谱之间的关系。放大电路并不是对任意频率的正弦波信号的增益都是相同的,有带宽的限制,电容耦合的共射极放大电路和集成运放的频率特性如图1(a)和(b)所示。要得到不失真的放大,应使放大电路的通频带涵盖响应信号的频率范围。可以看出直流信号的频带在频率为零处无限窄,如图1(c)所示。因此如果放大电路的通频带包含频率为0的信号,该电路就能放大直流信号,否则直流信号就被衰减。③解释放大器在低频区频率特性不同的原因:耦合方式的影响。如果输入信号与放大电路之间是电容耦合结构,在低频区,耦合电容不能被视为交流信号短路,此时增益随信号频率的降低而减小,因此表现为电容的“隔直流”作用,因而采用电容耦合方式的共射极放大电路就不能放大直流信号;而现代模拟集成电路中大多采用直接耦合的结构,其信号的通频带一直延伸到直流,因此可以放大直流信号。④进一步解释为什么教学中电路的输入信号大都为正弦波信号。实际应用中信号源一般都是时变的非周期信号,而这样的信号可通过傅里叶变换转换为不同频率的正弦信号的叠加,即可得到信号的频谱。因此在共射极放大电路的性能研究中采用正弦波作为测试信号。⑤影响放大效果的另一重要因素:输入信号的幅度与放大器的线性区之间的关系。三极管放大电路中,BJT的小信号模型是根据小增益法线性化后建立的,放大状态适用于信号在静态工作点附近的小范围变化情况。因此输入的交流信号有幅度的限制,否则失真。放大直流信号时,信号的幅度也应该有限制,可以认为电路的工作状态由静态工作点转移到附近另外一个工作点,二者的差与输入直流信号的比值就是放大倍数。如果输入信号的幅度超过放大区,达到饱和区,对于交流输入信号来说,输出表现为失真的波形;对于直流信号的放大来说,输出信号就为正负饱和极限值。⑥扩展说明:集成运放在大信号输入下仍能工作在线性区。因集成运算放大器由差分式输入级、中间放大级和互补输出功率放大级组成,使得运放的输入电阻无穷大,输出电阻为0,放大倍数无穷大。开环时,集成运放工作在非线性区,输出只有两种数值;而构成负反馈的闭环电路后,集成运放能工作在线性区,可由负反馈形式和外电路器件参数确定放大倍数大小,而实现各种运算关系。由集成运放构成的电路共模抑制比高,性能更好。以上信息,无论对于直流输入还是交流输入都成立。 三结束语 笔者多年讲授“模拟电子技术”,期望与同行共同继续完善该课程的问题库。实践证明,这种细节教学方法能够帮助教师理清授课思路,彻底备好每一节课,建立完整的知识体系,减小教师的答疑时间;也能帮助学生理解本课程的理论和实践知识,并建立与其他课程的联系,提高了教学效果和学生的学习效率。 作者:王庆凤 李传南 杨罕 单位:吉林大学 电子技术教学论文:中职电子技术应用教学研究 摘要: 移动互联网的普及使手机变成个人的数字信息终端,移动互联网与教学内容正在重新有机结合。本文研究中职电子技术应用教学通过微信平台,创新中职专业教学模式。教师基于微信公众号设计线上线下结合的专业教学平台,学生关注公众号将课堂教学与移动学习有机结合,教学在时间和空间上得以有效拓展。 关键词: 微信公众平台;教学模式;创新 在移动互联网大潮下,手机连接着世界,相比电脑和PAD,更多的人在大部分时间里选择用手机与外界互动。在此背景下,中职学生的阅读和学习方式无形中发生改变。他们习惯于使用手机阅读和学习各种渠道的图文信息和多媒体信息等。移动互联网与教学内容正在重新有机结合,引导中职生使用手机APP进行专业学习变为可能。如何有效引导和培养学生将手机应用到学习上顺应了技术发展与教学的融合趋势。本文对中职学生使用微信公众号进行专业学习开展研究。 一、微信公众平台申请 通过在微信公众号官网注册,个人和企业可以打造一个自己的订阅号或服务号。本研究是教师个人申请的微信公众号“玩转电子”。成功申请后,可以生成二维码。学生通过扫描二维码或者在微信APP中查找公众号名称的方式可以关注“玩转电子”微信公众号。教师通过公众号后台可以向关注的学生推送教学资料。公众号提供了一整套的后台内容管理应用,可以群发文字、图片、语音三个类别的内容(每天限一条)。 二、创新教学模式,提升教学成效 1.模式的创建。下图是基于微信公众号的中职电子技术教学模式。它是在泛在学习和混合学习理念指导下的一种教学策略体系和结构框架的设计。泛在学习要求学生能够随时随地的学习。混合学习要求传统教学和移动学习进行整合。微信公众平台的功能设计必须既要满足泛在学习的特征,也要符合混合学习的要求。尤其是混合学习作为首要的考虑点,因为平台设计的最原始目标是提高中职在校学生的学习成效。本模式具有4个功能,分别是辅助课堂教学、拓展延伸、泛在学习、教师交流。辅助课堂教学作为第一目标排在首位,要求平台能够实现将课前预习、课堂教学和课后反馈进行线上和线下的整合。辅助课堂教学可以实现翻转课堂。拓展延伸部分是相对于课堂教学来设计的,一堂课时间有限,教学内容必须考虑整体学生的层次进行设计。能力强的学生存在“吃不饱”问题,有一些课程新的技术发展方向内容不适合在课堂上展开。针对这个情况可以在平台上设计这样一个功能。第三个功能是泛在学习,学生在闲暇时间进入平台学习课程内容,能够自主有效的推进学习进度,是设计上的主要考虑点。因此,整个课程内容编排和呈现上需要充分考虑。第四个功能是教师交流,所有关注平台的教师可以观看课程内容,从教师教学的角度解析教学设计、内容设计甚至是平台,提出改善的途径。2.模式的运用。微信公众号的主要关注者从多到少依次是学生、教师、社会人员。所有的关注者构成了四种功能总和。学生同时要满足前三个功能。首先在微信公众平台将学生按照班级和所学课程分组,在备注中标识每个学生的真实姓名。利用微信公众平台提供的群发功能基于学生分组可以投放图文消息、语音、视频等内容,保证前两个功能的实现。投送图文消息给学生是实现辅助教学和拓展延伸的一种主要方式。图文消息的编排需要一定的结构设计。以某一周推送给学生的学习内容结构为例。推送的内容总的主题是《印刷机基础知识》,结构上总共分为5节。第1~3节内容用于课前的预习和课后的复习,第4节内容是反馈评价。教学上教师可提前推送消息,布置预习任务给学生。课堂上,教师可采用翻转课堂的方式进行教学。课后根据第4节评价反馈内容,了解学生掌握情况。第5节内容用于课后学生自我提升学习深度和广度。图文消息包含丰富的内容形式,每一节的内容都设有留言功能,学生在阅读后可将体会写在留言处。教师可以布置单节的讨论任务,要求学生在留言中讨论。微信公众平台允许学生随时发送文字、语音、视频等内容,教师在后台可以看到学生发送的消息,逐一回复。总利用微信公共平台的图文消息推送、留言和其他的互动功能,既可以辅助课堂教学,又可以让学生在任何地点学习,与教师互动。图文消息的推送不能够将整个课程内容和结构进行完整一次性呈现。学生一次只能接收到一节课或者一个章节的内容。图文消息的推送进度与课堂教学进度基本一致。因此,有可能出现同一章的内容在几周时间内才推送结束。这些内容没有整理在一起,不便于学生泛在学习的效果和教师交流。微信公众平台提供的自定义菜单和页面模板的功能可以很好地解决这个问题。本研究设计的一个页面模板包含3门课程的内容:SMT、电子、单片机。以SMT标签项为例,在这个标签下按照章节编排顺序包含所有的教学内容。教师可以将推送给学生的图文消息整理后,有序地安排在此。同一课程的教师通过点击相应的菜单可以浏览课程所有的内容,以此实现教师间的业务交流。学生可以点击相应的菜单学习任意章节的内容,满足了泛在学习的要求。3.模式运用的价值。微信公众平台既能服务于课前又能服务于课后,课堂教学在时间和空间上得以延伸。学生使用移动终端可以方便地进行课前的预习和与教师互动。在微信公众号的协助下,课堂教学重难点的针对性,教学快慢的把握,教师可自如应对。教学在原有的课后纸质作业反馈的基础上,学生利用微信公众平台的互动功能能够有效地知晓学习掌握知识与技能的情况。现在学校的班额较大,无法实现一对一的交流辅导,通过微信公众平台,学生有些问题可以随时和老师交流,实现了因材施教的目的。教师之间坐在一起研究课程教学内容的时间有限。在课程教学没有集体备课的情况下,课堂教学难免出现进度不一、内容深度、重难点把握不同等问题。微信公众号允许教师随时随地查看并交流教学内容设计,还可以共同建设课程资源。微信公众号为教师之间的研讨提供了条件和空间,能够有效提高教研质量。中职电子技术专业教材具有明显的局限性,教学案例和配套实验实训项目很难配合区域的企业对学生技术能力的需求。专业中一些课程没有可用适用的现成教材。在微信公众平台辅助下,教师可以将来源于教材、教师经验、网络文献、多媒体课件整合在微信平台中。经过整合的数字化资源具有明显的校本特色,能够更好地服务于课堂教学。 三、总结 将微信公众平台运用到中职的电子技术教学中,创新了传统的教学模式,学习不再限于书本和PC端,接受教育可以不限场景。教学时间与空间得以有效延伸,丰富了课堂教学和学生学习方式。微信公众号能增强学生的学习积极性。作为课堂教学的有益补充,在条件具备的学校可以有选择地运用。 作者:李刘求 单位:东莞市电子科技学校 电子技术教学论文:多媒体在电子技术基础教学中的运用 摘要: 《电子技术基础》是中职学校的一门专业基础课程,它是理论性、实践性都很强的课程,且内容多,课时紧。而就目前的中职生来说,普遍存在基础差、学习动力不足的现象。采用多媒体教学,从教师角度来说,使教师教得更省力更轻松;从学生角度来说,多媒体教学变静态的挂图为可操作的动态的画面,变抽象复杂的问题为简单具体化的问题,变教师的单一说教为形象的视听剌激,使学生的学习更主动,还可使学生在最短时间内学到更多的东西。 关键词: 多媒体技术;中职教育;电子技术 0引言 中职生一般都是初三未毕业及中考落榜后的学生,学习基础比较薄弱,学习态度不够端正,在心理上也都较自卑,认为自己各个方面都较差,到学校有种破罐子破摔的自暴自弃心理,对学习不感兴趣,有抵触的情绪。部分学生还认为,只要教师讲课不动听就可以不去上课。因此,教师要扭转学生这种思想就应在教学中运用多媒体技术多设计一些简单生动有趣的演示实验,使学生能够一看就懂、一想就通、一做就会,教师应根据他们的身心特点运用多媒体技术恰到好处地把电子技术基础知识介绍给他们,把他们引到一个具有强烈吸引力的新的学习领域。使他们能在电子专业,自身前途及浓厚的兴趣三者统一的基础上,建立相对稳定的学习动机,使学习有个良好的开端和长远的保障。 1采用多媒体技术在教学中应用的优势 多媒体技术利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用,根据教学内容的不同,突出重点,化解难点,生动形象,图文并茂,且具有可持续性和教育互动性。与传统教学方式相比较,多媒体教学显现出更强大的生命力。 1.1采用多媒体技术教学可以激发学生的学习兴趣 《电子技术基础》这门课程的内容比较抽象,理论性较强,难以理解,中职生刚从初中升上来,没有接触过半导体器件方面的知识,一时不知该如何学习,也没有什么学习兴趣和学习动机。应用多媒体技术将一些抽象枯燥的内容模拟出来,让学生上课尤如身临其境,比如,在讲解半导体的PN结内载流子的运动时,其空穴和电子的漂移和复合过程,是十分令人费解的运动过程,而采用多媒体教学,将其用动画演示出来,则运动过程一目了然,学生茅塞顿开,使教学由繁化简,由难化易,从而激发学生的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性。 1.2应用多媒体技术可以使学生时刻了解电子专业的新知识和新发展 当今世界,科学技术发展很快,电子产品不断更新,现代社会对职业学校学生的要求也越来越高。应用多媒体教学,及时开发制作出相关内容的教学课件,使学生及时了解掌握现代电子专业的新动向、新发展和新知识。比如,最新型的单片机、无线通信中的蓝牙技术,各种新型的大功率的晶闸管、已广泛应用于VCD、DVD中的激光二极管,其工作原理和主要参数至今在教材中未见,这些新知识都可以通过多媒体教学得以实现。这样可以解决教材的滞后性和教师个人水平的局限性,使中职教育始终紧跟与当代科技的发展。这是中职教育必须要考虑的问题。 1.3应用多媒体教学可以获取大量信息,打破教学空间和时间的限制,实现教学资源的充分利用,提高教学效率 现在校园网已经很普及,充分利用网络资源,可以使教学过程的进行不仅仅局限于课堂这一空间,也不仅仅局限于上课40分钟的时间内。采用多媒体教学,教师的智慧和经验都将在其制作的课件上得到充分的体现,制作出的课件不但可以永久保存,重复使用,还可以因材施教,因人施教。学生可以根据自己的学习水平选择学习内容,可以在最短的时间内学到更多的东西,学生还可以学到许多课本上学不到的东西,拓展了学生的知识。 2应用多媒体教学需要注意的问题 在应用多媒体教学时,需要处理好以下几个问题,才能更好地发挥多媒体技术在教学中作用。 2.1多媒体课件是多媒体教学的核心,高质量的多 媒体课件是充分发挥多媒体教学效果的前提在制作多媒体课件时,内容要有针对性,选材要合理,要避免书本知识的照搬,对教材内容要进行适当的增删,要突出重点,突破难点。多媒体课件内容要科学准确,内容的组织要巧妙,教学的意境设置要新颖,教学的进度要符合学生的认知过程。高质量的多媒体课件,必须具有科学性、针对性、直观性、趣味性、新颖性、启发性、创新性、技术性、艺术性及完整性。 2.2多媒体教学的设计既要利于“教”,更要利于“学” 在多媒体教学中,不可缺乏必要的教师板书,师生互动,课堂提问和启发式教学;不可忽略了教师的主导性,不可过分依赖、滥用多媒体课件。多媒体只是一种教学手段和辅助工具,它不是老师,不是教学的全部。如果过分依赖多媒体,就会思想越来越懒惰,越来越不会教学了。我们运用多媒体教学的目的是有利于学生的学习而不是有利于教师教学的方便。例如:对于稳压二极管的测试和辨别,现在的许多教科书上都讲做一个测试电路进行测试,但对于低稳压值的管子其实不用这么复杂只需用指针式万用表Rx10k档就可以进行简单测试。对于一个问题教师要提倡学生积极思索采取尽可能多的方法进行解决。在教学实践中注重培养他们的思维分析能力,即能根据不同场合、不同条件对同一问题应有相应较优的解决问题方案,这样有利于培养学生的自学能力。仅仅简单的计算机投影放映并不能完全代表多媒体教学的内涵。 2.3在采用多媒体教学中要防止重制作轻改进的倾向 多媒体课件是应用于教学的软件,受开发工具的优劣、开发人员知识水平的高低及制作时间的长短的限制,不可能制作出来就尽善尽美,它的开发和应用也有生命周期。要使多媒体课件在教学中更好的发挥作用,就要不断地修改课件,使课件处于动态的完善和改进之中。制作人员要及时了解学生的反馈意见和建议并结合教师的教学体会,不断地对课件加以修改和完善,是其永葆生命活力。 3结束语 应用多媒体技术教学,使《电子技术基础》教学更趋生动、形象。多媒体教学进入课堂,开辟了趣味教学的新天地,它以图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的表现形式,以跨越时空的非凡表现力,将教学中所涉及的难以实现或表达的理论、现象、过程不再出现于课堂教学中,加大了课堂教学的容量,大大增强了学生对抽象事物与过程的理解与感受,教师与学生处于互动的学习状态,容易吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,使学生的认知过程更为生动和深刻,并拓宽了学生的认知、想象和思维空间,营造了和谐的学习氛围,增强了课堂教学的凝聚力,提高了教学效果,达到预期的教学目标,才能使电子技术专业课堂教学的质量和效益不断跃上一个新的台阶。 作者:倪巧云 单位:广东乳源中等职业技术学校 电子技术教学论文:电工与电子技术课程教学改革分析 摘要: “电工与电子技术”课程是高职非电类专业基础课,是融实践性、技术性、基础性为一体的课程,理论性强,较抽象,学生学习有难度,运用了“成果导向教育理念+行动学习”教学模式,从教学思想、教学方法、教学手段、评量等方面进行教学改革,通过实践研究,取得了良好的教学效果,提高了本门课程的教学质量,调动和激发学生学习的创造性和主动性,提升了学生综合职业能力。 关键词: 成果导向教育理念;行动学习;多元化评量 0引言 在高职《电工与电子技术》课程教学中,用“成果导向+行动学习”教育理论作为教学指导思想,主要从课程大纲开发、单元教学设计开发、教学评量及能力指标的建置,任务单、试题库、课业单等学习资料的建置,建设课程资源库,为课程教学提供充足的教学资源。在实践研究中,采用CBE能力培养的课程模式和引导文教学方法,以达成预期学习成果为学习目标,实施开放式“教学做”一体化,充分调动学生学习的主动性与积极性,提升学生的自主学习能力。 1成果导向教育理念 成果导向教育Outcomebasededucation,简称OBE,亦称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育。在课程实践活动中,以教学内容生活化,教学过程情境化,教学手段情景化为原则,按照“能力递进”的思路设计教学。以职业岗位需求,设定学习情境,以项目问题为导向,以典型工作任务为驱动,以制作作品为载体,实现理-实一体化学习模式。通过发放学习任务单、资讯单、讲义、电子教材、学习PPT、评量单、课业单、作品展示、仿真电路案例等学习资料,学生先熟悉工作过程,课上以引导文、项目式、实验探究、启发式等教学方法为主,引领学生结合学习引导文、任务单等,设计小组工作方案(学习方案),用实验操作,问题讨论,评量等环节开展合作探究式学习,学生体验工作过程;课后通过小组反馈,及时改进与提高,拓展知识与能力,提升了自主学习能力。 2引导文教学法 引导文教学法为主要教学法,信息直观、形象,学生能轻松地接收信息,是学生眼中的“教材”,能指导学生有步骤的学习,其工作程序为:资讯、计划、决策、实施、检验、评估,围绕“六步”进行学习活动。资讯:学生查阅制作直流稳压电源的相关知识,识读直流稳压电源电路图,讨论整流、滤波与稳压工作原理;教师提出问题:交流电、变压器、二极管特性;引导学生设计完成任务的流程图。计划:学生分组讨论,确定性价比高的操作方案,选择实验器材、方案、电路图;教师指导整流、滤波与稳压方案确定的方法,提供不同方案电路图。决策:学生确定最终实验方案,画出实操电路图,确定使用的器材;教师引导学生用Multisim仿真电路功能,做好实作前准备工作,强调安全用电。实施:学生分组连接制作稳压电源,用示波器、交流毫伏表测试电参数记录波形图;验证电路的稳压性能;教师演示,巡回指导,解疑,发现问题组织讨论。检验:学生自检、小组相互检查,按评量表的要求进行自检,打分;教师组织学生互相检查、点评并总结,按评量表的要求检验,给分。评价:各小组作品展示,相互指导,总结整个工作过程,小组自评和互评,给出成绩;教师对各小组进行评价并提出改进意见,从学习、协作、操作能力等给出成绩。 3情景化的教学手段 采用“仿真+实作+实验”手段情景化,将知识的传递过程生活化、内化,使学生的主体意识、问题意识及探究能力得到发展。情景化的教学手段,以现场教学、案例、“实作”或仿真实验为载体,使教学与工作实践融为一体,激发学习兴趣,提高学生分析和解决实际问题的能力。以仿真实验为载体,运用Multisim、Kelaier仿真学习软件,先照葫芦画瓢,用仿真软件画图读图,如:对分压式偏置放大电路的学习,画出电路图,识读电路图,先建立直观表象,先认识电路“长啥样”,各元件“叫什么名字”,再知道各元件“有什么特点”,在电路中“起什么作用”,然后再用仿真实验测试电路参数,分析电路功能。由直观感知,认识电路特点,从中认知基极、集电极、发射极电阻,耦合电容、旁路电容的大小,到定性记忆各元件在电路中所起的作用,再理解分压式偏置放大电路能稳定静态工作点的原因,最后到应用,通过仿真实验熟悉非线性失真、产生原因及调试电路参数减少失真的方法,再测试静态工作点、通过输入、输出波形估算电压增益。 4多元化的评量 制定多元化的评量方式,以过程(平时)评量为主,占40分,包括作业、出勤、口语、实操,每项评量标准都分为五个等级,分别为优秀、良好、中等、及格、不及格。期中评量以“实作“为主,交可视化的作品与分析报告占20分;期末评量为闭卷笔试40分。通过学生互评、组长评价与教师评价,公平、公正给出学生的学习成绩。在教学实践中建立学生的评量档案,学生自行管理,积累阶段性的学习成果,体验成功的收获和喜悦。 5结语 在《电工与电子技术》课程教学改革中,运用“成果导向教育理念+行动学习”教学模式,采用项目教学、任务驱动、行动学习法,借助仿真软件、“实作”、实验,使教学手段情景化,增强动态教学效果,学生能主动、积极参与学习活动,提高了学习效率,优化课堂教学效果。 作者:李广志 张明芹 单位:黑龙江职业学院 电子技术教学论文:导向教学法在电工与电子技术中的应用 摘要: 针对导向教学法在《电工与电子技术》教学的应用进行了论述。 关键词: 行为导向教学法;工作过程;《电工电子技术》 随着电子技术的飞速发展,人类社会进入前所未有的数字化、信息化的时代,社会对人才的要求越来越高,不仅要有较高的知识水平,而且要有适应社会发展的能力。也就是说,教育不再是单纯的教师教授知识,更重要的是培养学生的自我学习能力,使学生能够在变化的社会环境中拥有不断持续学习的能力,达到终身学习的目的。电工电子技术是一门相对复杂抽象的课程,课堂上,老师以讲授为主,课堂气氛沉闷,学习效果较差,学生逐渐失去了学习的兴趣和信心,进而产生厌学的情绪。因此,要提高学生学习的积极性和主动性,就只有对现有的教学模式、教学方法以及考核评价等内容进行改革,而“导向教学法”正是符合了教育方向和宗旨的教学方法。“导向教学法”源于德国,是20世纪80年代以来世界教育教学理论中出现的一种新的思潮,由于导向教学法是以活动为导向、以能力为本位的教学方法,对培养人的全面素质和综合能力起着十分重要和有效的作用,所以日益被世界各国教育界的专家所推崇。 1行为导向教学法 行为导向,又称为实践导向,或者行动导向。对于培养人的全面素质和综合能力起着十分重要和有效的作用,所以日益被世界各国教育界与劳动界的专家所推崇。迄今为止,行为导向教学法已经提出几种较为经典的方法,如:项目教学法;案例教学法;角色扮演法;模拟教学法;卡片展示法等。行为导向教学法是要求学生脑、心、手、口共同参与学习活动,能激发学生的好奇心,为学生提供自主学习的空间,共同参加讨论解决问题,承担不同的角色,要求学生根据学习目标,以团队的形式进行合作学习,并对学习内容进行归纳、概括、总结和演示。因此能增强学生的体验感,极大地提高学生自我学习和合作学习的能力,逐渐养成了良好的学习习惯,为学生今后不断地适应环境而继续学习创造了条件,培养了学生实现终身学习的理念。《电工电子技术》这门专业基础课对后续专业课的理论学习和技能操作有着重要的影响,但这门课内容复杂、实践性强,对于一部分学生而言对其不感兴趣,存在着较大的学习困难。在教学中应用行为导向教学法,是教学生学会学习为目标,使教学从注重教法转变到注重学法,教学不仅仅是要学生学会知识,还要学会做人、做事,将学生的学习与学生的发展密切结合起来,突出能力本位,强化学生专业能力、学习能力、社会能力、个性能力的培养,使学生在学会学习的同时不仅掌握知识,而且培养了综合能力,提高了综合素质,最大程度适应了社会发展的需求。 2工作过程导向教学法 工作过程是指为了实现确定的目标而采取相关的生产或服务活动的顺序,根据德国不莱梅大学技术与教育研究所创始人、著名职业教育专家劳耐尔教授等学者的研究,所谓工作过程就是“一个综合的、时刻处于运动状态但结构相对固定的系统”。工作过程的意义在于,“一个职业之所以能够成为一个职业,是因为它具有特殊的工作过程,即在工作的方式、内容、方法、组织以及工具的历史发展方面有它自身的独到之处”。工作过程导向的目的在于克服学科体系结构化内容的学习,而有利于与工作过程相关内容的学习。工作过程导向来自职业行动领域里的工作过程,即从职业典型工作过程确定职业实际工作任务,归并成教学工作任务,最终转化为教育教学任务。它是一个从行动领域到学习领域,最终到学习情境的过程。传统教育模式使教学与生产实际相脱离,而学校的教学内容转向专业理论层面,企业的教学内容转为技能实践方面,这种相互分离的局面,造成教学内容、教学方式完全与企业工作实际脱节,造成学生对职业工作任务的不了解,鉴于此,应摒弃传统教学模式,采用这种新型的课程模式,从教学指导思想、课程开发、教学内容、学习形式、课程构建模式五个方面向工作过程导向的学习领域课程转换。怎样做到将工作过程导向理论与《电工电子技术》教学过程高度融合,成为现代教育教学模式研究和探索的重要内容之一,要对现有的课堂教学模式进行改革,把以工作过程为导向的理论引入到教育教学中,以专业理论为基础,以能力培养为主线,培养社会急需的知识技能型人才。 3专业导向教学法 以专业为导向教学法是指以专业培养目标为目的,完成后续专业课程所需的基础知识,以及学生就业后所需的必要理论基础知识,是教育的本质特征在《电工电子技术》专业基础课程教学中的体现,是教育必需够用原则在《电工电子技术》课程中的体现,同时也大大提高了《电工电子技术》课程的学习效果和效率。很多学生对学习基础课程没有什么兴趣,就是因为有的老师在授课过程中忽略了基础课程在后续专业课程及未来的应用,没有真正体现以专业为导向进行教学。由于专业的多样性,专业课程所需要的专业基础课程不同,所以要采用专业导向教学法,根据专业课程的需要选择教学内容,以满足不同专业学生的不同需求。 4结束语 新时代对人的素质要求不断提高,不仅是知识技能水平的提高,更是能应变、生存和发展能力的提高。因此,现代教育不再是单纯的知识学习,而是能力的培养,使学生能够获取跨专业、不受时间限制和不断继续学习的能力,这种能力能够在变化的环境中重新获得职业技能和知识。因此,世界各国教育界专家将能力的培养作为教育的最高目标,能力为本已成为教育的指导思想,以教师为中心的传承式教学模式不但使课程的教学目标难以实现,更难以提高学生的综合能力和素质,实施导向教学法是符合教育的方向和宗旨,导向教学法势在必行。 作者:刘睿 郭靖华 单位:黑龙江科技大学 电子技术教学论文:项目教学法在数字电子技术中的作用 摘要: 随着社会对人才需求不断转型,高等教育培养人才模式必须改革。而数字电子技术一直都是学生比较头疼的课程,因此将项目教学法应用到数字电子技术教学中,明确该课程项目化教学的思路,提高教学质量和学生学习能力,是新课改的基本要求。本文是笔者对教学工作进行总结,对数字电子技术教学应用项目教学进行探究。 关键词: 项目教学法;数字电子技术;应用 引言 数字电子技术设计内容广而且极难掌握,学生大多摸不着头脑,如果采用传统教学无法调动学生学习的主动性、积极性和创造性。在这种形势下,探究项目教学法的应用具有实用价值。 1.项目化教学的准备工作 1.1项目的选取工作 在项目教学法中,项目的选取是格外重要的,所选取的项目要典型且在实际中有较强的可操作性,这是成功运用项目教学法的关键。(1)通过对大学生的就业情况做调研与分析,由老师带领学生归纳出专业岗位所要求的职业基本素养和职业能力,同时,根据当今高等学校的教学趋势,将根据调研得到的数据重新整合,而后将典型的电子产品引入日常教学中,以此来提升学生独立分析和解决问题的能力。(2)项目的选取要有层次,由简单到复杂。数字电子技术中的集成电路有很多种,按功能可以将其分为数字集成电路和模拟集成电路,与项目相关的产品有小中大等规模的集成电路。项目的难易程度要符合与学生所掌握的技能和知识,学生的实际学习基础也需重视。学生在设计项目时,可以将项目涉及到的知识分散开来,让它们在不同的环节中体现。从易到难,从测试单个集成芯片功能到设计、制作完整的电路。(3)项目要具有代表性和可实施性,让学生大胆创新,突破传统思维的束缚。例如,在典型项目“三人表决器的设计与制作项目”中,老师可以先说出自己设计理念,然后让学生通过查找资料、小组讨论,制定出几个不同的设计方案;在设计与制作项目数字钟的拓展方面,可以将可编程逻辑器运用到数字钟的制作中。 1.2项目的准备工作 确立项目之后,教师要先开发出产品的完整电路,以此证明该项目的可实施性,也为学生创造了良好的实践环境。然后让学生五至六人一组,每组选出一个小组长。小组长带领本组成员制定本组项目开发计划,给每个组员分配明确多的任务,监督组员的进度情况。 2.项目化教学的实施 2.1提出项目任务,收集资讯 在进行该项目之前,教师对学生提出基本的设计要求,给学生下达任务,指导学生在互联网、图书馆收集资料。学生为了激发自己对项目开发的兴趣,需要自己在课下查询资料、掌握相关知识。同时学生要整理、记忆相关资料,以此来提高自身获取信息的能力和自学能力。例如,项目“三人表决器的设计与制作”中,首先,教师要大致讲解逻辑代数的相关知识,再以案例为载体,讲解组合逻辑电路的一些设计方法,最后对学生提出项目任务。学生接受任务后,首先通过各种渠道收集相关资料,再根据所学知识将收集到的资料进行分类整理。 2.2项目计划讨论 每个小组根据任务要求和整理的资料,初步制定项目计划书,计划书应大致包括电路的设计步骤、电路的调试步骤以及计划实施的相关步骤等,还有项目任务进度和组员分工。各小组成员进行分工合作,积极讨论设计方案,最终确定出项目计划书,教师也应深入各组进行指导。这个过程中,学生既掌握了相关的知识和技能,也更能理解合作共赢的含义,此时,学生在教学活动中处于主体地位,老师起到指导作用。这种小组成员共同合作,讨论并制定出项目计划的方法,不仅提升了学生的组织能力和管理能力,也增强了学生的团队合作精神,同时调动了学生多的积极性。 2.3项目方案决策 各小组经过讨论制定出计划书后,每组选一名成员对本组计划进行讲解,本组其他成员可适时地进行补充,而教师及其他组的成员可对设计方案提出相应的问题,由讲解者回答,教师点评并说明该方案的可行性,最后指导学生进一步优化或者再重新制定方案。例如,在“集成电路的设计与制作”项目中,学生收集资料、讨论交流后,提出几个不同的设计方案,教师根据几个设计方案成本、可操作性、典型性,最后选出最合理的设计方案并指出各个方案的优缺点,让学生进一步优化各自的方案。 2.4项目方案实施 项目的实施阶段是项目教学法的最为关键的一个环节,每组成员之间需要相互合作,共同完成电路的调试、芯片的安装和仪器仪表的使用等工作。每个小组可选取不同的设计方案进行实验,根据实验结果和实验数据分析,对比各个方案的实施情况,发现问题,从而优化自己的方案,最终找到理想的电路。例如,在“三人表决器的设计与制作”项目中,学生通过实施不同的设计方案,将亲身实践与理论知识相结合,得出最终结论,这比传统教学中学生被动的接受知识的教学方法更为有效。若在电路开发中学生遇到比较棘手的问题,教师可恰当地对学生进行指导,带领学生走出困境,并督促学生认真完成项目计划书中的各个开发环节,以保证项目的开发顺利完成。 2.5项目检查与成果展示 学生自己进行项目检查,不仅可以提让学生学会独立分析评价问题的能力,也可以判断出电路是否正确。在实施项目计划的过程中,让学生对所制作的电路反复检查,及时纠正电路中的错误,然后可以让教师或其他组成员检查,相互之间交换检查结果。确保电路无误后,各组展示制作的电路,学生自主发言,与大家交流自己的体会和经验。 3.结语 项目的评价可作为评判学生成绩的依据。主要是考评组学生在实践过程中的专业能力、组织能力和合作能力。最后由教师总结各组出现的问题、相应的解决的办法和大家的经验。项目的开发让学生综合运用所学知识,同时提升了学生的综合实践能力。在项目完成后,学生要独立撰写项目总结报告,这不仅可以让学生养成勤于思索、善于总结的好习惯,而且可以提高学生独立思考、总结经验的能力,同时可以帮助学生理清思路,加深对相关知识的理解。 作者:党小娟 甘霖 单位:陕西服装工程学院 电子技术教学论文:模拟电子技术闯关式教学实践研究 摘要: 模拟电子技术是专业性和实践性很强的一门基础课程,为了提高教学质量,激发学生的学习积极性,培养学生的实践创新能力,课程教学必须要克服现存的问题,从课程内容、教学模式、考核方式等各方面着手创新。闯关式教学模式从课程内容模块化、理论———仿真———实践三位一体的项目教学方式、闯关式考核方式等方面着手,经过一段时间的实践后,很大程度上提高了教学质量。 关键词: 模拟电子技术;仿真实践;闯关式教学 模拟电子技术课程是电子专业实践性较强的基础课程之一,在学习的过程中,学生普遍反映知识点多、理论性强、计算复杂、实践动手困难等问题,严重打击学生学习的积极性。为了提高学生学习兴趣,学校和教师也一直致力于课程的教学改革,改善教学效果,为培养应用型本科人才不断努力。其中,模拟电子技术课程的闯关式教学就是教师提出的教学改革方案之一,经过几个学期的实践,现对改革效果以及存在的问题做如下总结。 1课程内容模块化 模拟电子技术课程是电类专业必学的一门专业基础课,它在学院专业培养计划中的地位举足轻重,所以在教学过程中教师非常注重教材的选择,特别是模电课程知识点非常繁杂,如果处理不好,学生基本上失去学习的兴趣。这就要求教材既要精选内容,又要注重知识结构的梳理归纳,既要尊重历史沉淀又要重视设计创新,既要服务学生又要便于教学。而闯关式教学打破传统教学的模式,从教材为主转化为项目知识点为主,从教师教学为主转换为学生自学为主,这种模式要求教师首先要做的是要根据模拟电子技术课程知识点的内在联系以及闯关教学要求,去繁求简,整合优化课程内容,采取了模块化方案,即根据培养计划结合课程课时和内容把授课知识点划分为三大模块,每个模块下又划分三个子模块,每个子模块在学习完成后需要及时考核,即要求通过闯关考核。具体划分如表1所示。特点包括:在划分过程中,考虑到本科应用型人才的培养方案,在每个模块中加入了仿真或实践教学环节,旨在提高学生综合实践能力,把《电子技术课程设计》等相关课程的部分内容与《模拟电子技术》进行了衔接,对课程结构实现了一定的优化。 2方法和手段 教学手段方面,教师在教学过程和学生实践中引入EDA仿真技术即multisim电子设计仿真软件,主要体现在课程内容中整合的仿真子模块,旨在通过仿真演示和上机操作,紧密联系课程的理论知识和实践认知,让学生形成“理论———仿真———实践”三位一体的项目教学模式,培养学生分析问题和解决问题的能力。主要措施包括:教学过程中演示典型电路的仿真;给学生推荐EDA技术自学教材;教师录制EDA技术自学视频;仿真子模块考核;结合仿真项目,配备实验器件,完成部分典型电路的制作。 3闯关式考核方式 根据课程内容的模块划分特点,共设三级,每级设三关,每级设置理论关、仿真关和实践关,要求每关都要合格(≥60分)。通关考核规则如下:(1)时间安排视具体情况和学生约定。每一关最多闯三次,最后一次闯关通不过的同学视为重修,转入下一级教学班学习,并再次进行闯关。(2)闯关考核方式包括理论、仿真、实践关。其中理论关要求学生从试题库随机抽取试卷参加笔试,考试时间是10分钟/人,答题完毕后,现场批卷、答辩,答辩时间为3分钟/人。仿真和实践试题提前发放给学生,利用课后时间设计完成,并在规定时间地点参加测试答辩。具体要求如下:完成具体电路的仿真设计,收集仿真数据,撰写仿真报告;完成具体电路的制作和测试;完成相关文件的最后编写(说明书、小论文、心得体会等,此项可结合课程设计进行);现场答辩。(3)成绩评定即课程总成绩包括闯关成绩、期末考试成绩两部分。其中闯关成绩占课程总成绩的60%,期末考试占40%,每个环节都必须合格。其中理论关包括理论考试和答辩环节,卷面成绩占80%,答辩占20%,卷面和答辩成绩任何一项不合格(≤60),则该关成绩为不合格。仿真和实践闯关成绩评定包括设计环节(仿真电路设计和具体电阻制作)、实际操作环节和答辩环节。其中设计(仿真、制作)占30%,实际操作50%,答辩20%,答辩不通过则该关成绩为不合格。 4结语 通过两个学期的教学实践,闯关式教学方式与传统的教学方式相比,表现出很大的区别。由于闯关测试的密度加大,学生自学的积极性和主动性大大提高。据调查,大部分学生需要花费大量的课外时间(2倍于课内时间)去巩固和加深对知识点的理解,大大提高了对课程知识点的掌握程度。闯关的内容设置中包含了仿真和实践环节,形成一条“理论———仿真———实践”三位一体的项目学习模式,学生的设计能力、创新能力和综合素质都有了一定地提高。理论试题库试题数量多,知识面广,难易程度适中,测试和答辩结果能正常体现学生对知识点的掌握程度。但是,也存在一些不足需要改进,比如学生学习压力较大,一个专业不建议一学期同时进行多门课程的闯关式教学方案,教师需要花费大量的课外时间和精力对学生进行考核,仿真和实践试题库也需要不断完善。 作者:朱秋琴 刘苗苗 叶文通 单位:衢州学院
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
生产运作论文:企业生产性实训基地建设和运作机制探索 摘 要 “教学做一体化”的教学模式对高职校内实训提出了更高要求,生产性实训基地提供真实的工作环境,完整的实训过程,生产出产品,实现教学做的统一。建立实施企业生产性实训基地的运行机制,必须依托互惠共赢的校企共担人才培养机制的建立、市场导向的校企合作利益驱动机制的建立和校企联通双师培养工作机制的建立。 关键词 校企合作;生产性实训基地;运作机制 近年来,浙江邮电职业技术学院积极探索企业生产性实训基地的建设和运作机制,实现了“教学、生产、培训、职业技能鉴定和技术服务一体化”,做到“以训促教、以厂养训”,实现校企互利互惠,资源共享,深化了校企双方合作关系[1] 。 一、企业生产性实训基地的管理模式和运行机制 学校依托政府、行业和企业多方力量,按照“1+1+1伙伴”实训基地建设模式,建设一个与通信产业契合度高、社会服务功能强,集生产、教学、项目研发、培训于一体,涵盖工程施工、设计、监理、督导,具有教学载体产品化、教学环境真实化、教学人员工作化、教学管理企业化和考核模式多维化特征的生产性实习实训基地,如图 1 所示。 (一)建立互惠共赢的校企共担人才培养机制 一是制定《校企合作生产性实训基地管理办法》,进一步明确行业企业及学校的责任、权利、利益关系。学校采取成立专门机构、设定专职人员、引进先进信息技术等方式,搭建校企合作一站式服务平台,以实现双方共建共享实训基地、校企人才资源库、优质教学资源及共同开展技术研发、服务和推广的目标[2]。 二是制定校企合作管理办法,通过校企合作项目立项的方式进一步明确校企合作项目的目标任务、合作条件、执行机构、效益评价等。学校对确实能满足育人需求,运作良好的校企合作项目,采取租金让利、设备投入等方式提高企业参与办学的积极性。 三是完善校内外实习实训基地建设管理制度,规定校内外实训基地的主要任务、建设原则及建设条件、共建单位的权利和义务、组织与管理等,推行对校内外实习基地的分类管理和绩效评价,形成了“1+1+1伙伴”实训基地运作模式[3]。 四是制定校企合作仪器设备管理办法,多渠道、多形式筹措资金,以“校中厂”“厂中校”建设为重点,引进、共享企业生产设备、技术人员、技术标准和管理规范,以实现“校内基地生产化、校外基地教学化”的目标。 (二)建立市场导向的校企合作利益驱动机制 一是设立产学研合作贡献奖励基金,加大用于合作企业项目研发资金的支持力度。一方面用于鼓励系部与企业共建生产性实训基地,并挂牌运行;另一方面用于奖励在生产性实训基地作出突出贡献的师生员工和企业员工,以建立起多元化的评价体系,引导广大教师积极投身校企间的产学研合作。二是建立企业实训基地专兼职教师津贴制度,凡受聘于基地的专兼职教师,均可根据津贴发放的基本条件、额度标准及育人工作量的完成情况,享受学校的基本工作量津贴。同时,学校还将开展“星级”教师评定活动,“星级”教师除享受学校的基本津贴外,还可享受学校的奖励津贴。三是通过建设校企合作一站式服务平台和设立学生服务企业技革技改专项基金等,搭建师生服务企业生产、经营、服务的桥梁,使校企成为真正的利益共同体。 (三)建立校企相互联通的双师培养工作机制 一是完善“双师型”师资队伍建设制度。通过重新修订学校《教师双师素质认定办法》《专业带头人聘用管理办法》《骨干教师聘用管理办法》《教师企业实践管理规定》等管理制度,为专兼职教师教学能力的提升提供制度保障。二是制定校企人员互聘、岗位轮换管理制度,通过推行专业带头人“兼职企业顾问”制、骨干教师“企业挂职锻炼”制、专业教师“顶岗实践”制和建立企业教师工作站以及校企合作项目负责人制,建立起适合高职教育理念的教师实践制度。同时,积极推进兼职教师的选拔和聘用,以锻造专兼职双师教学团队[4]。 二、实行“共育、共担、共享”的基地运作模式 (一)建立以学校为主导,企业深度参与的生产性课程体系 学校与浙江通信产业服务有限公司绍兴分公司校企合作成立通信工程设计室,共同开发通信技术专业生产性课程体系,把集工程设计、施工、维护为一体的企业作为教学的主体单位,如图2所示。 (二)以行业人才标准为依据,系统设计与实施实践教学环节 学校成立“通信工程服务中心”,采用“工学结合、合作共赢”的模式建设生产性实训基地。中心在为通信企业提供工程设计、业务培训、咨询服务的同时,为学生生产性实训提供平台。生产性实训流程如图3所示。 三、依托企业生产性实训基地,开展“现代学徒制”教学改革 学校2011年与中国移动台州分公司等联合成立“光网改造工程”生产性实训基地。校企合作基地采用虚实结合、校企人员共同参的方式组建,设基地办公室,下辖项目开发组、项目实施组和项目支撑组等职能部门,具体组织架构如图4所示。基地管理层由学院和企业相关领导兼职担任,其他职能部门人员根据具体分工由企业和学校教师兼职或专任。 基地依托生产性实训项目“FTTH光缆工程设计”探索“现代学徒制”人才培养模式。自2011年起,学校台州生产性训练基地的专业教师和电信企业的技术人员组成教学团队,指导通信技术专业学生进行台州电信主干光缆的规划与设计、FTTH接入设计、基站接入设计、电缆技改项目设计等,累计完成设计文本800多个,文本设计总额达到750多万元。 生产运作论文:生产运作管理课程实践性教改初探 摘 要 生产运作管理是工商管理专业必修的一门核心课程。随着服务业的不断发展,传统以制造业为主的生产运作管理发生了很大变化,所以生产运作管理课程的教学改革势在必行。本文从教材选用、教师成长及教学方法共三个方面提出了一些想法,以便提高教学质量。 关键词 生产与运作管理 实践性教学 仿真模拟 生产运作管理课程(目前在上海地区成人高校中取“科技生产管理”名称)是高职高专院校工商管理专业核心课程。在该门课程多年的教学过程中,许多一线教师因为缺少对工商企业生产运作管理的实践,加上该课程不少内容涉及到定量计算,学生普遍反映该课程比较抽象,比较枯燥,涉及到的定量分析内容也不容易理解,学员学习兴趣不高。所以,该门课程教学改革迫在眉睫。笔者从2004年起一直在成人高校讲授该门课程,逐步积累了一些教学经验,谈一些关于该门课程增强实践教学变革的思考。 1 生产运作管理课程教学存在的主要问题 1.1 统编教材过于陈旧 一直以来,上海地区成人高职高专所用的推荐教材是陈文安主编的立信会计出版社出版的《新编企业管理》中的第三篇和第四篇的内容。第三篇即生产管理与控制这一篇,包括生产过程组织与控制、生产计划与生产控制、企业人力资源管理、物流管理与库存控制及企业资源计划等知识点。而第四篇即科技开发管理这一篇,包括了技术创新管理、新产品开发管理、质量管理与控制及设备综合管理。该教材内容简明扼要,一本书涵盖了企业管理的方方面面,在很长的时间里,由于市面上缺乏专门的生产管理教材,基本上是适合成人学员学习的。随着进入21世纪服务经济的兴起,企业对生产运作管理尤其是服务运作管理的人才有很大的需求,而这些变化,作为教师,也要在教学中与时俱进。而原先这本教材缺少案例、缺少习题,甚至例题也严重不足,内容日益陈旧,该教材越来越不适合教学,亟需改革。 1.2 一些一线教师没有企业运营实践的经历 目前成人高校由于经费、项目的缺乏,许多教师没有机会深入企业参与运营管理,当然教学也就变得较空洞。加上广大一线教师自身能力的缺乏,对于运营管理的案例分析也较肤浅,而成人学员一般都是有工作的,他们不少在具体的公司从事某种运营管理工作。因此,学员普遍对上该门课程没有兴趣。 1.3 学校实训基地较少 不少成人高校没有和当地工商企业建立良好的关系,缺乏专业的实训基地。一般大学都有的校办工厂成人高校是没有的,因此广大学员缺乏实际生产运作管理的实践学习机会,对这门课程感性体验很少。 2 对生产运作管理实践性教学改革的一些想法 针对目前上海地区成人高校教授生产运作管理的现状,为了树立“为了一切学习者,一切为了学习者”这样一种现代化教育观念,就要进行该门课程的实践性改革,笔者提出以下几方面的建议。 2.1 选择优秀教材 由华中科技大学管理学院陈荣秋、马士华等学者编著的高等学校管理类专业主干课程教材《生产与运作管理》,较好地反映了服务经济服务管理这一运营管理的这一变化,尤其是2011年第三版中对企业提高管理水平、整合社会资源的相关内容进行了修订,大量增加了每章后的客观题和引导案例及课后讨论案例的比例,更加突出了当前一个时期企业生产运作的管理特征,另外,也加大了服务管理的篇幅,符合当前企业生产运作管理的发展趋势, 是一本优秀的教材。笔者在四年前就更换成该教材,经过多轮的教学实践,学员学习的参与度明显得到了提高。 2.2 加强“双师型”教师队伍建设 成人高校可以通过聘请生产服务企业的高层管理者作为社会实践和毕业论文的企业指导老师,来加强与企业的联系。生产运营管理课程, 可以分为理论教学部分和实践教学部分,把实践教学部分带入企业,让资深运营专家在运营一线给广大学员上课,这对学员来说,对运营管理会产生很深刻的感性认识。另外,需要提高教师的素质。可以让教师到企业挂职, 增强一线教师对公司生产运作实践的学习。笔者就在读在职工业工程专业研究生期间,跟随导师,多次到上海汽车集团旗下的金桥生产基地和安亭生产基地,从事装配生产线优化和车间布局优化的科研实践活动,拍摄了大量的企业车间内部的生产装配录像。在日常生产运作教学过程中,在课堂上多次以自己参与的生产系统改善为例,来给学员做相关知识的介绍,以丰富教学内容。 2.3 改善教法 成人高校教学方法与全日制高校应有所不同,有关涉及运营管理具体算法的内容尽量少些,尽量多安排需要师生互动,生动鲜活的案例教学,另外,要多利用现代信息技术来讲授该门课程。 2.3.1 让学员到企业参观 去企业参观应该是最彻底的实践。但由于企业本身生产任务很繁忙,不太愿意让学员走马观花式地参观。笔者认为,可以采取以下措施:一是充分发掘学生的资源,对引荐参观成功的学生可以聘其为学生会干部,并减免学分等;三是参观一些身边的服务性企业,如上海地铁、上海百安居、上海各大食品杂货超市等,让学生看看上海地铁日常是如何运作、平时车辆如何调度,以及各大超市是如何进行设施布置。这些措施需要学校应给予政策支持。 2.3.2 给学员放映录像 笔者在近几年的教学中,多次运用录像形式让学员观看,除自己在汽车生产基地所做的视频,另外还收集了大量有关制造企业的视频。如讲到流水线生产知识点时,给学员放美国福特工厂流水线的视频;讲解到流程管理知识点时,就给学员放蒙牛公司乳制品生产全流程的视频;讲到日本丰田生产方式的内容时,就放有关工厂里安灯板的视频给学员看;讲到质量管理内容时,就让学员观看马可姆・波里奇国家质量奖的颁奖仪式的视频;再讲到生产设施布置内容,就播放流水生产线的装配现场视频等等。但就目前实践来看,由于视频的分辨率不高,有些视频制作时间较早,放映时录像的清晰度不够高,加上配音是英语的视频居多,因此总体效果有待提高。对笔者而言,今后需要制作更多的高清晰度的制造企业(如工厂)和服务企业(如医院、超市等)视频,以提高教学效果。 2.3.3 运用计算机仿真模拟方法 仿真教学是一种很好的模拟时间和深化理论理解的媒介。通过计算机模拟可使学生较好地理解企业运营系统及供应链系统的构成、运行中可能存在的问题,并引导学生运用理论知识解决可能存在的问题,从而加强理论知识的系统性,并加强理论和实际的联系联系,深化学习效果。在生产运作管理的供应链管理知识范畴的教学中,笔者就采用了啤酒游戏(见图1)作为理解供应链理念的教学软件。对“啤酒分销游戏”进行模拟试验,并以具体参数进行分析,从而使学生在学习过程中可以充分理解信息扭曲和牛鞭效应对供产销环节所带来的危害,从而加深对供应链优化的理解。在手动生产线平衡的教学中,笔者采用了LG公司的FLEXIBLE LINE BALANCING V.3.0教学版软件(见图2)来辅助教学,以达到如下教学目的:熟练掌握生产线问题及其约束的形式化描述、掌握生产线平衡的指标以及利用软件得到生产线平衡方案。这种基于计算机模拟的辅助教学方法,相比过去的在黑板上手工绘图法以解决生产线平衡优化问题,学员的学习兴趣被大大激发。 2.3.4 结合管理软件辅助决策 在讲解到生产运作管理的选址策略、库存管理、综合生产计划及项目管理部分内容时,会涉及大量的定量计算,若按照传统的教学方法,就会给学员灌输大量的公式和算法,这必然会造成学员困扰,产生畏惧情绪,毕竟大多成人高校的学员的数理基础比较差,平时工作也很忙。若结合有关管理决策软件配合这些内容展开教学,可取得较好效果。在近几年的实践教学中,笔者一直选择美国辛辛那提大学大卫・安德森教授等人开发的管理决策类软件―― he Management Scientist(管理学家6.0版),来配合课堂讲授相关内容。该软件的首页界面见图3和图4所示。 具体来说,笔者经常运用模块1 Linear programming和模块4 Integer linear programming来解决有关生产计划的计算问题,运用模块2 Transportation(其界面见图5所示)解决企业选址决策的计算问题,运用模块3 Assignment解决若干工作任务分派给若干员工的计算问题,运用模块7 PERT/CPM以解决项目管理有关计算问题以及利用模块8 Inventory(其库存选择界面见图6所示)解决库存管理有关计算问题。在很多章节都是结合该软件来解决比较复杂的计算问题,学员们对此兴趣很浓,不少人已在自己电脑上安装了该软件,用该软件对教材里的计算题目进行测算,并且在工作中也结合该软件解决了一些实际问题,因此学员的学习动力就被大大激发出来,上课出勤率也比以前高了很多。可见今后上管理类课程时,一定要结合若干经济管理软件来配合教学,这应该是经管类课程教学改革的一个主要方向。 3 结束语 目前我国早已成为世界上制造大国,为了早日成为制造强国,企业需要大量的高素质的生产运作管理方面的人才,这就给广大高校(含成人高校)的教学改革指明了方向。因此,重视生产运作管理实践性教学改革,采取一系列措施加强变革,必将使得生产运作管理的教学更符合企业实际需求,以便更好地为我国经济建设输送高质量的运营管理人才。 生产运作论文: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。 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。 生产运作论文:《生产运作管理》课程教学方法探讨 摘 要 《生产运作管理》课程是工商管理类专业的一门核心课程,是经济、管理类专业的一门重要课程。树立授人以鱼不如授人以渔和快乐学习的教学理念,合理选择教材和教学方法,实行实践性教学和仿真实验,才能使学生有效的完成从理论到实践再到理论的学习过程。 关键词 生产管理 运作管理 教学方法 1 教学过程中存在的主要问题 1.1 教师实践知识的不足 该课程希望通过对生产运作管理基础知识的学习培养学生的综合管理技能与个人素养,使学生能够扎实理解和掌握生产运作管理的理论体系,掌握生产运作管理的基本理论知识,提高学生解决生产运作管理中实际问题的能力。该课程对教师的教学水平要求比较高,既要有强大的生产运作管理理论知识,又要有生产一线的实践经验,但是现在大部分教师毕业后直接到高校任教,虽然有丰富的理论知识储备,但是因为没有实践经验,可能对实际操作中遇到的问题不能给予学生有效的指导。 1.2 教学设备的落后 该课程用到的数学知识非常多,有些问题计算量很大,只有用计算机才能解出来,但是现在学院本身不具备这些条件。在供应链管理中,为了说明供应链管理的必要性和重要性,可以让学生玩一个非常经典的游戏―啤酒游戏,通过分组,学生可以扮演三种角色:制造商、批发商和零售商,但是现在学院缺少这样的游戏平台,降低了学生学习的兴趣。 1.3 校企合作不够 校企合作是现今学校发展的一个趋势,但是,现在多数学校和企业基本上是两个独立的团体,有的校企合作已经归于形式化,我院现在合作的企业主要是金满蛋糕和洽洽食品有限公司,无论是制造业还是服务业,都是典型的例子,但是现在合作的方式主要是为毕业班的学生提供实习机会,学生和老师并没有真正参与到其中的生产运作管理实践中去。 2 教学方法的改进 针对上述所说的生产运作管理教学中出现的问题,结合自己的教学经验以及在企业中的生产实践经验,提出以下改进措施: 2.1 提高教师水平 学校可以实行课程组教学,由课程组教师共同制定学习和发展目标,以半年小结、年终考核的方式进行管理,实施老带新计划。通过定期指导、检查教案、课前试讲、跟班听课、课后交流等形式,帮助青年教师尽快成长。还可以定期选择没有企业工作经验的教师利用空闲时间到相关企业实习,也可以脱岗培训,还可以邀请企业内经验丰富的工程师、专家、高级管理人员对教师进行培训,教师应该充分利用生产一线的资源,多进行实际操作,加强理论知识的理解,积极的和专家们探讨研究,及时用实践知识更新教学内容。同时,可以邀请企业专家到学校做讲座,比如生产作业排序、5S现场管理等,这样教学效果会更好。 2.2 加强校企合作,建立实训基地 学校要主动建立和企业的合作关系,而且让企业明白共赢的原则,选择一些生产运作管理比较好的企业逐步建立长期的合作关系,在教学过程中,把教学内容带到企业生产现场去,结合企业生产实践进行讲解,实行参与式教学;同时也把企业生产实践问题带回课堂,把企业实践问题总结成课程教学案例,通过案例讨论,培养学生分析问题、解决问题的能力。这些采用多种形式的实践教学模式,学生比较欢迎,同时也可以得到企业的认可和支持。学校和企业还可以共同出资建立实训基地。生产运作从管理的角度分成了两大类:制造性生产和服务性运作,实训基地的建立可以按照这两种生产类型的不同,分别建立制造型实训基地和服务型实训基地,组织学生到企业实训基地亲身体验企业的生产流程、库存管理、物料需求、生产作业排序等,尤其是一些文科出身的学生,没有对企业生产过程的初步感性认识,学习起来是非常困难的。同时,学校可以和企业共同制定人才培养计划,学校为了培养实用型的人才,企业可以从自己角度考虑,培养适合的人才,这些人才将来可能成为企业的顶梁柱。除了这些,还可以让学生真正参与到生产运作管理当中去,真正运用自己所学的理论知识,还可以结合自己实训基地的实践经历,完成自己的毕业设计任务,决定今后的就业方向。 2.3 教学手段上增加仿真技术 对于大型生产运作系统,很难利用真实的系统进行实验。因此,仿真技术为研究这些系统提供了非常方便的通道。可以通过建设生产计划管理实验室,物流系统模拟实验室,购买ERP沙盘软件和物流仿真软件等方法进行模拟仿真实验。尤其对于制造业,从产品的设计开发,可以利用CAD进行结构设计、ANSYS进行有限元分析,到生产计划的制定进而加工、装配、销售整个过程都可以进行虚拟仿真实验。而且现今虚拟仿真技术在服务业中的应用逐步扩大,由英国 lanner 公司推出的Witness仿真软件是一个功能非常强大的仿真软件系统,既可以仿真离散事件,也可以仿真连续性事件,所以在学校实验室设置Witness物流仿真软件实验平台,通过排队系统、供应链系统等的仿真、设计与优化,培养学生的分析问题解决问题的能力,提高学生的实践能力和创新能力。 生产运作论文:《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]。 生产运作论文:基于AHP的生产运作绩效评价方法研究 【摘 要】随着社会的进步和发展,企业之间的市场竞争呈现白热化。一个企业必须建立起一套客观、实用的考核企业生产运作系统绩效考核指标体系以及相应的分析评价方法,这不仅有助于全面、系统地掌握自己的生产状况,而且能够帮助企业保持和扩大其市场份额,增强市场竞争能力,同时其制订和调整相应的经营发展策略提供依据。本文在分析企业生产运作系统绩效考核指标评价原则的基础上,提出了分析和评价企业生产运作系统绩效考核指标体系,建立了相应的层次分析法评价方法。 【关键词】生产企业;绩效评价;层次分析法;运用 一、绩效评价概念 绩效是指组织或个人为了达到某种目标而采取的各种行为的结果。绩效评价是组织依照预先确定的标准和一定的评价程序,运用科学的评价方法、按照评价的内容和标准对评价对象的工作能力、工作业绩进行定期和不定期的考核和评价。 二、层次分析法相关理论知识 层次分析法AHP(analytic hierarchy process)是20世纪70年代美国匹兹堡大学T.Lsaaty教授首先提出的,它用一定标度把人的主观判断进行客观量化,是一种将定量和定性分析相结合的系统多目标决策方法,适用于多方案比较排序。层次分析法自80年代引人我国以来得到了广泛的应用,统计表明,AHP的应用涉及到十多个领域,如能源政策和资源分配、企业管理和生产决策、经济分析和计划等。 (1)将问题概念化,建立层次结构模型。对于一个复杂的问题,通过分析综合确定若干与问题有关的因素,首先根据这些概念之间的隶属关系以及重要性级别,要将包含的因素分组,每一组作为一个层次,最高层代表解决问题的目标,即目标层;中间层表示为实现总目标而采取的措施,即准则层;最低成表示具体方案,即方案层。(2)构造判断矩阵。建立了递阶层次模型,层次之间目标准则的隶属关系也就确定了,可以在此基础上构造判断矩阵。判断矩阵表示了每一层中各要素相对其上层某要素的相对重要程度。构造矩阵形式如下: 式中,表示要素相对的重要性,即重要性标度,通常可取1,3,5,7,9五个标度。 (3)层次单排序。对于某一层次(非底层)中的一个因素,对于下一层次中的n个因素A1,A2,An建立两两判断矩阵A。根据判断矩阵A计算该层次要素相对于相邻上一层要素的优先权重,称为层次单排序。层次单排序可以归结为计算A的最大特征值所对应的特征向量W:根据AW=W,运用和值法求出,特征向量W的n个分量就是因素相对重要性的权重。这就给出了这一层次的相对重要性的排序。(4)层次总排序。层次总排序就是针对目标层而言方案层的次序排列,得到同一层次中各因素单层次权重以后,再对其中每一个因素计算下一层次相关因素的单排序权重。综合两者权重后,就可以得到下一层次的总权重。(5)一致性检验。根据判断矩阵特征根的变化来判断矩阵的一致性。一致性为:=(-n)/(n-1),当矩阵完全一致时,=0;不一致性越严重,越大。 同时我们再引进一个随机一致性指标RI,它是在同一阶数的矩阵中随机输入1~9极其倒数并满足互反性要求构成大量判断矩阵,分别计算它们得到的。当一个矩阵的CR= 三、生产运作系统绩效考核评价指标体系设计 (1)指标体系建立原则。一是科学性原则。指标体系的科学性是确保评估结果准确、合理的基础,一项评估活动是否科学,很大程度上依赖其指标、标准、程序等方面是否科学。二是可比性原则。一套指标体系是对多个企业的企业生产运作系统绩效考核状况进行综合评估,因此在具体指标的选择上,必须是各企业共有的指标含义,统计口径和范围尽可能地保持一致,以保证指标的可比性。三是成长性原则。对企业生产运作系统绩效考核的测定不仅要分析过去与当前经营状况,还要研究企业潜在和未来的成长能力。四是硬性指标与软性指标相结合原则。由于评价问题比较复杂,要根据实际情况,采用硬性指标与软性指标相结合的方法。因为硬指标是显性的,它只代表过去与现在;软性指标是内在的,更具前瞻性,个性化信息保留较多,对未来的把握远比硬性指标好。(2)构建绩效考核评价指标体系。根据科学性、可比性、成长性及硬性指标与软性指标相结合的原则,设计出的企业生产运作系统绩效考核评价指标体系及其结构,该评价指标体系结构中的目标层即生产运作系统绩效考核,准则层是生产运作企业在四个方面应该达到的指标。目标层A是合理的绩效考核评价体系;准则层B包括顾客满意、经济核算、业务能力、未来成长力四个指标;方案层C包含的顾客满意指标有顾客成本、质量与性能、服务水平,经济核算指标有运行费用、产出、库存,业务能力指标有订单获得能力、生产转化能力、新产品开发能力、质量保证能力、生产与库存能力,未来成长力指标包含需求预测能力、快速反应能力、创新能力和组织能力。 四、实证分析 (1)问题的提出。H塑料公司创建于1958年,是一家生产型企业,公司占地面积1000余亩,主营业务为PE保护膜基材(原膜)、OPE扭结膜、金拉线、糖果膜、聚丙烯薄膜、双向拉伸聚酯薄膜等。经过多年发展,现已形成年产15000余吨,年销售额5亿的规模。现为了扩大更大的行销渠道,提升公司的竞争力以及未来的发展潜力,需要进行一次全面的绩效评估,为公司的战略决策提供帮助。(2)层次分析法的运用。应用上述评价指标体系和层次分析评价方法,对H企业生产运作系统绩效进行评价。结合该生产企业的实际情况和行业经验,经过对10位专家的咨询调查,得到的判断矩阵与排序和一致性的计算结果分别为:一是判断矩阵A-B。利用求和法得到W(0.398,0.218,0.085,0.299),=4.01,CI=0.001 五、结论 作者首先构建企业生产运作绩效评价指标体系,然后运用层次分析法,经过一次性检验对生产企业进行绩效评估指标的排序问题进行实证研究,比单纯依靠人为主观断定权重更加客观科学,增强了绩效考核的科学性,而且该方法便于理解、操作方便、实用性强。从模型计算结果看出,产品质量与性能占17.63%,排第一,说明H公司应该更加注重产品的质量提高。服务水平也有待改善,同时应当加强库存的控制能力,保证合理的库存量和较低的库存费用,在公司的未来发展中要加强市场对产品总需求量以及各种产品的分别需求量,增强公司竞争力。 生产运作论文:管理科学专业《生产运作管理》课程建设的思考 摘要:《生产运作管理》是管理科学专业的一门专业基础课,作者承担了这门课程的教学与课程建设工作。本文根据作者的多年的教学实践,从教学内容与教学大纲、教学方法、作业与考试等诸方面进行了思考与经验总结。 关键词: 管理科学专业;生产运作管理;课程建设;教学方法 1、引言 管理科学专业培养具备必要的数学、计算机应用基础,具有扎实的管理学科的基本理论和基本知识,具备用先进的管理思想、方法、组织和技术以及数学和计算机模型对运作管理、组织管理和技术管理中的问题进行分析、决策和组织实施的高级专门人才。 生产运作是企业管理的基本职能之一,在企业管理各领域中,生产运作其涉及的面最广,牵涉的部门最多,是最复杂的领域,任何一个企业经营管理者都必须先了解企业生产运作的基本规律与特征,才能管理好一个企业。 《生产运作管理》是管理科学专业的一门专业基础课,是管理科学专业学生学习其他管理类专业课程的基础。世界各国大学里的管理学院/商学院都将本课程列为三大支柱性核心课程之一,由此可见本门课程在管理学科体系中的地位是非常重要的。因此,必须重视《生产运作管理》课程的课程建设实践,积极探索各种有效的方法,以便达到丰富教学内容,改进教学方法,提高教学效果的目的。 2、教学内容 《生产运作管理》是一门内容广泛而庞杂的课程,因此对教学内容进行合理的规划,形成和实际紧密联系的知识体系是非常重要的。作者根据本校管理科学专业的培养方案,考虑北京市经济建设的需要,结合自己的多年教学经验,在实际教学过程中适当增加有关服务运作管理的内容;突出各种方法与模型的讲授,从定量分析的角度,分析和讨论各类典型生产运作管理系统的计划与最优控制问题。在此基础上,本文提出了一个适合管理科学专业教学需要的32课时的教学大纲,教学大纲的主要内容如表1所示。 表1《生产运作管理》课程教学内容 3、教学方法 目前《生产运作管理》课程的教学以教师以课堂讲授为主,为了提高学生的学习兴趣,还采用了其他的教学方法。 (1)课堂讲授 教师课堂讲授是本科教学的主要方式,但是要讲得好、让学生喜欢也不容易,因为本科生没有企业工作经验,对许多概念或者术语都是陌生的,因此教师应该把基本的概念讲透,用通俗易懂的语言来表达。 (2)充分利用多媒体资料 结合课程教学内容要求,作者在教学过程中辅之以大量的多媒体(照片、电影片断和视频资料等)资料来加深学生对生产管理认识和对知识点的掌握,例如组织学生观看企业生产车间、生产工艺流程、生产物流、库存管理等方面的照片和视频,使学生对企业的生产运作过程和设施有初步的感性认识,了解国内外先进企业的生产运作管理经验,为本课程的深入学习打下基础。 (3)案例分析 案例分析教学是一种理论与实践相结合的教学方法,能激发学生学习理论的主动性、积极性,培养创造性思维。案例教学既可以增加学生的实践知识又可以帮助学生深入理解相应教学内容,提高学生分析问题、解决问题的综合能力。案例教学目前已被许多高校的管理类专业教学所采用,但难点在于如何设计恰当的教学案例,为此作者根据生产运作课程理论教学内容大量收集、精心选择了典型的生产运作案例供本课程教学使用,并取得了较好的教学效果。 (4)实验教学 生产运作管理作为一门实践性很强的应用学科,这决定了实验教学环节的地位与重要性。为了强化学生实际动手能力的培养,在这门课讲授的过程中通过引入WITNESS仿真实验教学来有效提高学生的学习兴趣和学习效果。由于WITNESS软件为生产系统中各种类型的资源设计了相应的可视化元素,可以实时地显示出建模的可视化效果,逼真形象地模拟实际生产系统,使得在教学中的许多生产系统设计和方案选择的过程更加简洁易懂,学生可以更加方便的了解生产系统设计的问题所在,以及应该如何解决出现的问题。同时可视化建模方式可以激起同学的学习积极性,窗口式设计又使同学极易上手,所以,学生在学习的过程中不自觉的就能体会到生产运作管理的相关理念。 因此在《生产运作管理》课程教学中利用WITNESS 软件进行实验教学,有利于学生理解当前的建模工作和实际生产系统的运作规律,提高学习理论知识的兴趣,可以提高学生的动手设计和规划生产系统的能力。 为了使实验教学能够获得更好的教学效果,作者设计并完善了符合管理科学专业培养要求的WITNESS仿真实验项目以及相应的8个学时的实验教学大纲和实验指导书,供教学使用。 4、作业与考试 作业与考试是检验学习效果的方式, 为了提高学习效果,激发学生的学习兴趣,作者对学生作业,认真批改,并给出每次作业的成绩,成绩满分为10分,一般很少能够获得满分,这样可以激励学生认真完成作业。学生反映学习的效果非常好,他们都说这门课程学习收获很多。 本科的《生产运作管理》课程考试要更多体现检验学生的知识掌握程度,因此需要考察一些基本概念与理论。考试的内容可以包括概念(比如判断题、选择题)、简答题、论述题、计算题、或小案例分析等几个方面。 5、结束语 通过以上各个方面的建设,使得《生产运作管理》课程更加贴近管理科学专业的需要,学生增加了对课程的兴趣,学到的理论能够有效的联系实际,从而提高学生的综合能力,满足社会对复合型、创新型人才的需求。 生产运作论文:独立学院《生产运作管理》课程体系建设研究 【摘 要】针对《生产运作管理》课程实践性强的特点,本文从独立学院培养应用型本科人才的定位出发,在调查学生需求的基础上,从师资队伍建设、教材选择、教学内容安排、实践教学体系建设等几个方面探讨了该课程教学体系建设的思路。 【关键词】独立学院;生产运作管理;教学;实践 一、引言 《生产运作管理》这门课程是大部分院校管理类专业的核心专业课程之一,本人在从事生产运作管理课程的教学过程中发现学生普遍反映该课程比较难、内容抽象而枯燥,影响了学习的兴趣与热情。为探寻其中的原因与解决这一问题,本文拟从师资队伍建设、教材建设、教学内容安排、实践教学体系建设等方面探讨该课程的教学改革方向。 二、课程教学需求分析 教学改革必须从培养人才的定位与学生需求出发,为此笔者在2010年下半年对刚上完该课程的电子商务(94人,占36.3%)、物流管理(81人,占31.3%)和工商管理(84人,占32.4%)三个专业共计259名学生进行了问卷调查,样本具有较好的代表性。调查的结果具体分析如下: 1.学生普遍认为生产运作管理课程对于他们未来的学习和工作具有重要意义,但不同专业背景与未来的就业意向影响着对该课程重要性的认识。在被调查的259名同学中,有74.5%的同学认为该课程“重要”或者“非常重要”,有24.7%的同学选择了“一般”,只有2名同学(占0.8%)选择了不重要。对该课程重要性的认识与调查对象未来从事生产管理相关工作的意向存在显著相关,并通过了0.05的显著性检验。 2.学生对目前所使用的教材――《生产与运作管理》(陈荣秋、马士华主编,高等教育出版社,第二版)――不是很满意。只有5%的同学认为该教材“非常好”,选择“较好”、“一般”和“较差”的比例依次为52.1%、39.4%、3.5%。究其原因,59.1%的同学认为该教材“过于理论化,缺少实务性、实操性强的内容”,34%的同学认为“案例太少”,25.9%的同学认为“全书内容编排不够紧凑,条理不清晰”,另有25.5%的同学认为“对服务型企业的运作管理介绍得太少”。调查结果反映出独立学院本科层次的学生追求知识的务实性和实操性,而该教材在这些方面不能很好地满足他们的需求,也和我院培养“应用型人才”的定位存在偏差。 3.在教学内容上,学生对战略性、实操性、服务型企业运作管理的内容更感兴趣。69.1%的受访学生对服务型企业的运作管理更感兴趣,对于具体教学内容的兴趣度,排在前五位的分别是“项目计划管理”(37.8%)、“生产和服务设施选址”(34%)、“企业战略与运作策略”(31.7%)、“ERP和MRP”(28.2%)、“需求预测”(24.3%)和“质量管理”(24.3%); 最不感兴趣的最后三位是“设备维修管理”(2.7%)、“制造业作业计划与控制”(8.9%)、“服务业的作业计划”(10.8%)。这体现了独立学院学生学习的一些特点,他们喜欢战略性的、实操性强的内容,期望所学的东西能马上应用,同时又期望自己是一名管理层面的员工,而不希望从事一些基层的、基础的、操作性的工作。 4.在理论知识教学的方式上,“教师讲授+案例讨论”的方式最受青睐,有58.3%的学生选择了该模式,“教师讲授+学生主题讲演+案例讨论”的方式也比较受认可(36.3%),“完全教师讲授”的填鸭式教学已经不能满足需求,只有1.2%的学生认同该方式。 5.在实践教学方式上,选择“企业参观”、“经营模拟游戏”、“案例讨论”、“现场录像播放”、“生产管理软件实训”、“企业管理人员讲座”的比例依次为69.1%、52.5%、33.6%、27.8%、24.7%、22.4%,可见,到企业生产现场参观是最受学生欢迎的实践教学方式,这是因为大部分学生没有企业现场实习的经验,在本次受访的259名大三学生中,有69.5%的学生没有任何企业实习的经验,因而对企业生产现场缺少感性认识,这也是同学们普遍觉得生产运作管理这门课程难学、抽象的原因;其次,“经营模拟游戏”也是比较受欢迎的一种实践方式,有超过一半的同学认为通过经营模拟游戏能够更好地理解所学理论知识。 通过对以上调查结果的分析,我们认为独立学院本科层次的生产运作管理课程教学有其自身的特点,师资队伍的建设、教材的选定、教学内容的甄选、教学方法的应用都应该紧扣培养应用型本科人才的定位,下面我们就从以下几方面来探讨该课程的建设。 三、师资队伍建设 《生产运作管理》是一门综合性和实操性很强的课程,这就对任课教师提出了很高的企业实践阅历要求,而目前我国高校的人才引进机制存在很大的问题,大部分高校已经将博士或副教授作为进入门槛,而这些教师多半是从小学读到博士一直从学校到学校,没有任何的企业工作实践阅历,在实际的教学过程中也就只能将书本的理论知识照本宣科,学生听起来也就枯燥乏味,教学效果很差。为此,要想提高这门课程的教学效果,首先要提高授课教师本身的企业阅历,这是培养应用型人才基本条件。可以通过鼓励青年教师到多个不同类型的企业挂职锻炼获得企业阅历,授课老师也应主动与企业经常联系,以了解企业的各种最新信息,丰富自己的企业阅历和课程内容;有条件的教师还可以通过为企业提供咨询支持或管理培训获得企业阅历。此外,任课教师应积极参加生产管理实践领域的各种培训与认证,如通过获得相关的高级生产管理师、六西格玛黑带大师认证来提升自身的职业技能,校方应给予经费上的支持。 四、教材的选择与教学内容安排 在教材的选择上,我们认为一定要选择最适合独立学院本科层级教学的教材,而不一定是最流行的。目前,国内重点高校比较多采用直接引进国外原版教材,但国外原版教材内容太多且较难,采用的案例也不符合中国的国情,笔者个人认为不太适合独立学院这一层次的学生。国内学者编写的教材以陈荣秋教授和马士华教授编写的国家级“九五”重点教材《生产与运作管理》最具代表性,也是我院目前采用的教材,现在已经出到第三版。进入21世纪以来,国内一些大学的生产管理教师根据各自对该门课程教学的理解与教学经验编写了一些本科层次的生产管理教科书,通过比较研究,笔者认为中山大学陈志祥教授所编写的教材具有较大的创新:①增加服务业应用内容;②增加实务性内容,该教材比较注意实务性方法介绍,既适合大学教学,也适合企业管理者参考。③在正文中穿插有不少先进企业的“运作标杆”或“运作特写”,理论与实践结合的“决策借鉴”或“理论与实践”,也有一些从报纸杂志上翻译过来的“新观点与新思维”,部分章节中有讨论案例等。④增加定量性方法应用。与其他教材不同的是,该教材有大量的定量性方法应用范例,每章后面有思考题、练习题,有利于学生学习。 在教学的内容上,生产运作管理所包含的内容非常丰富,要想在50-60个学时内将所有内容讲透是不可能的,必须要有所侧重。结合本次调查结果,笔者认为针对独立学院层次的学生来讲,在授课的过程中应该适当加重战略性、实操性和服务型企业运作内容的课时比例,就具体章节而言,应适当加大项目计划管理、生产和服务设施选址、企业战略与运作策略、ERP和MRP、需求预测、质量管理等章节的课时比例,在教学过程中不能拘泥于教材内容,应选择几本由企业现场管理人员编写的实战性教材作为参考书目,同时积极跟进国内外最先进的生产管理理论和实践案例,并通过不断丰富教师自身的企业阅历使授课的内容更贴近企业生产管理的实际。 五、实践教学体系建设 生产运作管理是一门实践性非常强的课程,因而实践教学体系建设的成与败将直接决定该课程教学效果的好与坏。目前国内比较流行的一些实践教学方式有企业现场参观、经营模拟游戏、案例讨论、现场录像播放、虚拟现实仿真软件应用、生产管理软件实训、企业现场管理人员讲座: 1.企业现场参观 这种教学方式最大的难点在于联系企业难,而且由于大部分班级比较大,走马观花式的参观效果较差。笔者认为可以采取以下策略:一是化整为零,分批带学生参观,每批以不超过40人为宜;二是应该选择一些以大学生为现实或潜在客户的消费品生产企业,如服装厂,企业出于宣传目的更易接受学生参观实习;三是可以采取与旅游公司合作,以工业旅游的方式参观一些大型企业;四是充分发掘学生当中的资源,对引荐参观成功的学生可以允许其免修若干实践学分,学校应给予政策支持。 2.经营模拟游戏 这是一种体验式的互动学习、竞赛方式的课程,通常模拟一家已经经营若干年的生产型企业,通过成员的角色分配模拟企业的运作决策。这种教学方法的优点是对于战略决策日常决策部分的教学效果好,但缺点是需要引进决策模拟软件,初期投入大。为解决这一问题,我院采取与外部企业合作的方式,该企业专门承接中山各高校的部分学生实践训练工作,各高校采取付费的方式共享资源大大提高了资源的利用效率。 3.案例讨论 开展案例讨论首先要选择好的案例素材,一般3-5页为宜,优先采用国内企业案例,最好是任课教师亲身经历的案例。独立学院在开展案例讨论课的过程中还应克服班级大、过程控制难的困难,应该控制好每个小组的人数,恰当安排好素材阅读、讨论、发言时间、总结各环节的时间,采取点名发言而不是自愿发言,任课教师则要做好过程的记录与最后的点评总结,赏罚分明,自然就可以大大提高案例讨论的效果。 4.现场录像播放 目前国外原版教材配套的一些生产现场的视频,全英文的讲解给独立学院的学生带来一定难度,笔者认为,有条件的院校应自行组织录制一些本土企业的生产现场录像。为获取本地企业的现场视频资料,笔者认为教师首先要表达自身的诚意,和企业签订保密协议,承诺不对外流传,只作教学用途,也不允许学生拷贝;要选择长期挂钩实习的企业进行拍摄,降低拍摄的难度;最好能选择代表多种不同生产类型的企业进行现场实录,增加视频资料的多样性。 5.虚拟仿真软件应用 基于现代计算机及其网络的虚拟现实仿真技术,应用到“生产与运作管理”实验教学,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,在虚拟环境中获得企业生产运作活动的感性和理性认识。常见的虚拟仿真软件有用于产品研发的AUTOCAD;用于辅助车间生产系统设计的仿真软件有PURDUE大学开发的GCMS,清华大学开发的IMMS等;用于车间生产调度的Autosched、南开大学的JobShop等;用于物流与供应链管理的WITNESS,CIM-OSA等。这些仿真软件的应用需要较大的经费支持,也对任课教师本身的软件应用水平提出了很高的要求。 6.生产管理软件实训 目前“生产运作管理”课程中常用的实验软件主要有:企业资源计划(ERP)、项目管理软件(Project)、物流网络优化软件(CRAFT)和线性规划软件(LinDo)等。这些软件具有较好的现实应用性,学生普遍表现出较强的兴趣,但是班级规模庞大和教学资源有限限制了教学的效果,笔者认为可以通过以下策略提高教学效果:一是联系一些小的软件供应商提供试用版或迷你版的学习软件,让每个学生都能拷贝回宿舍进行演练;二是在安排若干固定的课余时段开放实验室供有兴趣的学生使用;三是通过实验过程与实验结果的双重考核提高学生学习的主动性;四是除了介绍软件如何用之外,同时注重企业业务流程分析与咨询诊断方面内容的介绍。 7.企业现场管理人员讲座 对于某些实务性、技巧性比较强的内容请企业专家开展专题讲座效果会比任课教师讲更好。对此,笔者有以下体会:一是对于独立学院本科层次的教学来讲,一般邀请中层干部就可以了,年轻而经验丰富的他们更易与学生拉近距离;二是在选择邀请企业专家时最好能综合考虑不同的生产类型、不同的投资主体背景,让学生能够了解美、日、欧、本土企业在经营的理念上与管理方法存在哪些差异;三是可以聘任企业专家担任该门课程“客座教授”的方式与其建立长期稳定的关系,通过荣誉感提升他们的使命感,降低邀请他们的难度。 总的来说,生产运作管理课程是一门实践性非常强的课程,本文是笔者在近年对该课程进行教学改革所总结的一些心得体会,要真正上好这门课程,需要任课老师付出非常多的时间和精力,笔者深感在这方面要走的路还很长,恳请国内同行批评指正。 生产运作论文:浅谈经济管理在煤矿企业生产运作中的作用 摘要:随着我国社会经济的高速发展,全球经济一体化,资源分配优化,煤矿资源的重要性越来越突出,并且需求量也在持续上升。对此,煤炭企业在迎来新的发展机遇的同时也面临着严峻的市场形势,煤炭企业想要提升自身的生产效率以及经济效益,就必须要重视企业的经济管理,让煤炭企业在各个方面的资源能够实现优化配置,最大化发挥自身优势,在市场上占据有利位置,扩大自身市场占有率。对此就需要将经济管理人员作为切入点,提升经济管理者的综合素质以及职业道德;同时不断的创新企业经济管理体系,完善其内部控制制度,重视企业的预算管理工作。本文就经济管理在煤矿企业生产运作中的作用进行简要的探讨,并且对当下煤矿企业的经济管理方式以及管理体制当中存在的一些问题进行分析研究,有针对性的提出了相关建议。 关键词:煤矿企业 经济管理 生产运作 问题 策略 一、前言 我国是出产煤矿的大国,煤矿资源十分丰富,煤炭储备量位于世界前茅,所以煤炭企业的数量也非常的庞大,虽然近些年来我国的煤炭行业得到了一定程度的发展,但是就经济管理方面,我国的煤炭企业还存在很多的不足之处。在当下煤炭企业的经济管理水平还有待提升,这需要企业内部加强经济管理力度,将市场和经济进行有效的融合,实现煤炭企业管理现代化以及科学化,经济管理对于煤炭企业而言,不仅仅能够帮助煤炭企业实现资源的优化配置,帮助煤炭企业节约市场运作成本,并且还能够提升煤炭企业的管理水平,增加煤炭企业的综合竞争力。煤炭企业的经济管理涉及范围十分的广泛,与企业管理方式、运作体制、财务管理、水电管理以及隐患管理等等方面都息息相关。 二、经济管理对于煤矿企业生产运作所起到的具体作用 (一)经济管理对煤矿企业的安全管理有着一定的帮助 我国煤矿企业主要的业务分别是采集煤矿资源和进行销售,然而在一过程当中,井下作业的时间占绝大部分,对此,安全问题就显得尤为重要,并且也是当下煤矿企业最为重视的问题之一。对此,我们可以从这么几个方面来了解经济管理对于煤矿企业生产安全管理所起到的作用。 1、落实岗位责任制。经济管理对于这方面说产生的具体作用就是,将整体的煤矿整体生产过程进行科学合理的划分,并且将其划分成为具体的责任模块,从而将这部分责任模块细化到每个人的身上去,另一方面,给予有关人员一定的权利,这样就能够让其在发现问题的同时采取及时有效的补救措施,从而体现出了经济管理对于煤矿企业安全管理的积极作用。 2、系统监控与人员监控进行有效的结合,我国煤矿企业在运用中的管理体系引用一些现代化的措施让其变得更加高效安全,并且站在目前井下工作安全监控的角度看来,其作业的安全性有了极大提升。管理系统的引入能够对煤矿企业进行生产的全过程进行高效的监控,所以一旦井下出现危险状况以及发生故障的时候,就能够及时的告知相关人员。这样就能够有效的保障监控高效率,弥补工作人员在进行人工监控时候的一些不足之处。 3、井下与井上作业相互配合,确保安全管理的质量。经济管理体系的设定应该根据煤矿企业生产运营的实际情况来制定,将井上负责安全管理的人员和井下安全控制系统进行有效的结合。这样的方式能够有效的掌握井下作业安全情况,一旦有井下有情况发生,那么安全监控系统就能够在第一时间向井上发出相关信息,方便相关人员以最快的速度向井上传输采取急救措施。对此,井上人员就能够凭借两方面给出的信息做出正确的补救行为,把事故所造损失最大程度的降低。经济管理能够及时有效的帮助矿井突发事件的处理,从而让煤矿企业的财产得到最大限度的保障。 (二)经济管理对于煤矿企业财务管理所具有的积极影响 煤矿企业的根本目的在于盈利,其本质就是最大化体现企业价值与股东价值。对此,在煤矿企业的经济管理当中,财务管理在实现企业价值,保证企业盈利这一方面就有着举足轻重的地位。经济管理对于煤矿企业的财务控制主要体现在:预算、资本结构以及收入支出等等方面,其作用的最终体现在煤矿企业财务收支与资金运作平衡上面。 1、煤矿企业的预算管理 预算必须要将销售的需求量当做基本前提,煤矿企业主要业务是供应能源,虽然煤矿的需求量非常的大,但是煤矿企业的主要销售对象还是发电厂以及企业单位等一些机关部门。然而经济管理所需要做的工作就是凭借当年的市场情况,来对下一时期会计年度企业销售会发生的变化进行预测,科学合理的推算销售量,给企业生产线上的人员配备与合理安排提供相应依据。预算是企业进行生产策略以及计划制定时候的重要保障,对于煤矿企业的正常运作有着一定的影响。 2、经济管理对于煤矿企业成本费用的控制 想要有效的提升煤矿企业经济效益,对于煤矿企业在生产运营过程当中的成本费用一定采取有效的控制措施。在煤矿企业生产运营过程当中,合理规划生产程序,最大化降低生产时所产生的损耗,对于在岗员工进行专门的培训,加强其综合素质,强化其井下作业的安全意识,这样在薪资支出一样的情况下,把安全事故的损失减少到最小。另一方面,对于生产过程当中所需要用到的水电,做到节约与循环使用,并且有针对性的设计水电再利用程序,从而减少不必要的支出。 3、对煤矿企业的收入进行控制 当下煤矿企业主要经济来源是依靠煤矿能源的销售,如何拓宽煤矿企业的销售渠道以及增加各个销售渠道的煤矿销售量对于煤矿企业的经济收入有着十分巨大的影响。对此,经济管理在煤矿企业进行煤资源销售的时候,对于其销售价格、渠道以及煤资源的调度运输进行综合的考量,达到用最低成本煤资源运输将其销售到最为合适的市场,借此来增加煤矿企业的经济收入。 生产运作论文:生产运作管理课程教学模式探析 摘 要:生产运作管理课程具有较强的实践性,不适合纯理论导向的教学模式,更适合基于任务的应用导向教学模式。文章从生产运用管理课程的定位出发,分析了该门课程的教材运用与教学内容设计问题,并对纯理论导向与基于任务的应用导向教学模式作比较分析。 关键词: 生产运作管理;教学模式;高校 我国高校管理类专业将生产运作管理课程作为专业必修或选修课程。生产运作管理课程的显著特点是实践性强,因此,教学须注重理论的实用性和操作性。在教学过程中,因大多数教师和本科生没有在企业工作的经历,对企业运作缺乏感性认识,结果是教师觉得这门课程难教,学生也觉得该课程难学。如何进行教学模式创新以激发学生的学习热情是教师须高度重视并亟待解决的问题。笔者在近几年从事本科生产运作管理教学中,尝试了不同的教学模式,从最初的纯理论导向逐步调整为基于任务的理论应用导向,在一定程度上提高了学生的学习能动性。从教学效果看,纯理论教学无法激发学生的学习兴趣,也无法产生积极的教学互动。而在任务导向教学模式中,学生在教学中的主体地位得到增强,通过自主设计任务、体验教学和分享知识,学生的学习积极性、自主学习能力、团队合作能力和表达能力有了较大幅度的提高。本文将着重比较这两种教学模式的应用和教学效果。 本文结构如下,首先是课程定位,其次是教材选用和教学内容,再次是纯理论导向和基于任务的应用导向教学模式比较,最后是结论。 一、课程定位 生产运作管理是对企业生产、交付产品或服务的系统进行设计、运作及改进,使企业的产品或服务以最有效的方式传递给顾客。为使企业的内、外部运作系统有效运行,不仅产品设计、流程、生产方式、质量管理和供应链管理等各活动要正常运行,更重要的是不同活动之间的联系也要创造价值,所有这些都会促进企业的可持续发展。 通常,组织有生产、销售、技术、财务、人力资源管理等职能。和其他职能相比,生产运作管理涉及面最广,牵涉的部门最多。生产运作管理是对整个产品或服务生产和交付系统的管理,运作管理者必须通过计划、组织、协调、指挥和控制这一管理过程来协调资源的使用。生产运作管理为企业运作过程提供了一种系统化的思考方法。因此,生产运作管理课程的学习目标是了解现代生产运作管理方法,以及如何才能使企业生产运作管理体系高效运行。 二、教材选用及教学内容设计 关于教材,比较有影响的国外教材有蔡斯(Richard B. Chase)[1]等编写的《运营管理》和史蒂文森(William J. Stevenson)[2]编写的《运营管理》,国内使用比较多的教材是陈荣秋、马士华编著的《生产运作管理》[3]。本科阶段的教学多以国内教材为主,MBA教学则多选用国外教材。国内教材多选用本土化案例,内容安排、关键术语的阐述都是按照国内企业的管理情境与管理实践规范来写的,因此,选用国内教材可让学生学习具有中国特色的生产运作管理理论与方法。笔者坚持使用国内教材,前些年使用过陈荣秋、马士华编著的机械工业出版社出版的《生产运作管理》(第3版)和高等教育出版社[4]出版的《生产与运作管理》(第2版)教材,近两年使用过陈志祥、李丽[5]编著的《生产与运作管理》教材和柯清芳[6]主编的《生产运作管理》(第2版)教材。陈荣秋、马士华编著的《生产运作管理》教材更加突出生产运作管理的系统性,从生产运作系统设计,到生产运作系统的运行,再到生产运作系统的维护与改进,将生产运作管理活动有机地组织起来,各章之间逻辑联系强。而陈志祥等编著的《生产与运作管理》教材和柯清芳主编的《生产运作管理》教材更加突出生产运作管理的应用性和实用性,重点阐述生产运作系统的设计和运行。总的来说,国内教材的主体内容和结构近乎相同。 因教材内容较多,笔者认为教学重点是生产运作系统的设计和运行,具体包括生产运作管理概述、生产运作战略、产品与服务设计、设施选址与布置、生产计划、库存管理、物料需求计划(MRP)与企业资源计划(ERP)、制造系统作业计划、服务系统作业计划、准时制和精细生产方式及其他先进生产方式。 在课时安排上,各高校的本科教学学时不同。以安徽财经大学为例,生产运作管理课程的本科教学学时有54学时(18周,每周3学时)和36学时(18周,每周2学时)两种,开课专业包括工商管理、管理科学、人力资源管理、物流专业等。和54学时相比,36学时的课程产品与服务设计及其他先进生产方式部分可不讲,库存管理和制造系统作业计划减半课时,只讲解基本模型和方法。 三、纯理论导向与基于任务的应用导向教学模式比较 教学模式创新一直是教学改革的重心。从国内教学实践看,教学模式正在从传统的教师主导型偏向学生主导型。传统的教师主导型教学强调教师的“教”,学生更多是“学”,很少参与教学过程。学生主导型教学强调学生的主体作用,倡导学生积极参与教学过程。研究表明学生参与课堂教学对学生学习成绩起到一定的积极作用[7]。在具体的教学实践环节,学生有多种形式参与教学,譬如教师可在课程的某些环节增加交互式教学[8]、讨论式教学[9]和任务驱动式教学[10]或协同式任务导向[11]教学模式。 笔者在从事生产运作管理课程的教学过程中,尝试了纯理论导向和基于任务的应用导向教学模式。下面将着重介绍这两种不同教学模式的实施及教学效果。 (一)纯理论导向的教学模式 纯理论导向的教学模式注重理论知识的传授,对如何应用理论知识解决实际问题的引导不够。笔者在刚开始从事生产运作管理教学时,授课对象是管理科学专业的本科生,考虑到管理科学专业本科生有一定的数学基础,当时采用了纯理论导向的教学模式,教学侧重定量分析,重点讲授基本的生产管理技术。譬如在讲解设施选址与布置、库存管理、生产作业计划部分时,更加注重数学模型及其应用,把书中的例题、习题选为重点,让学生掌握基本的生产管理技术。 纯理论导向的教学模式使学生对生产运作管理的认识产生一定偏差,学生可能掌握了某些生产管理方法,但不了解这些方法在不同企业中的应用。从教学效果看,数学基础薄弱的学生听不懂,纯理论教学无法激发学生的学习兴趣,也无法产生积极的教学互动。 (二)基于任务的应用导向教学模式 纯理论导向的教学模式主要以教师讲解为主,没能突出学生在教学中的主体地位,在一定程度上影响了学生学习的能动性。在进行了一轮的纯理论导向教学之后,笔者多次尝试对教学模式进行改进,减少课堂讲解时间,增加学生的课堂讨论。课堂讨论主要是围绕教材各章案例展开,鼓励学生参与案例讨论。因本科生没有实践经验,案例讨论难以深入,同时因学生人数较多,且受课时限制,组织案例教学存在一定困难[12]。在积累了学生课堂讨论案例的教学经验之后,笔者开始启动基于任务的应用导向教学模式。 基于任务的应用导向教学模式是以具体教学内容或知识点为任务,让学生自由组成小组,任务也完全是小组自主设计,只需和教学内容有关即可。首先学生需自定小组,小组成员在3―7人,接着设计任务名称,任务原则上和生产运作管理的某一章节对应,然后小组成员分工,从查阅资料、资料收集和整理、准备汇报资料到课堂讲解及最终的报告。任务的评价体系包括课堂讲解和纸质报告,每个小组在汇报之后,教师进行课堂点评,然后教师和所有其他小组需对汇报小组的表现进行现场评分,现场评分只针对课堂讲解。纸质报告是以科技论文形式对汇报资料进行总结。 从实际的完成情况看,学生设计的任务包括选址、产品开发、生产计划、供应链管理、质量管理部分。从受调查对象看,近半学生选择当地企业,便于实地考察,也有不少选择世界500强企业,偏重于从网上搜集相关资料。从企业类型方面,学生更偏好服务类企业,很多选择零售企业、教育培训机构、快递公司。从学生反馈结果看,学生对这种任务导向的教学模式非常满意,通过文献的查阅和梳理,加深对某些知识模块的理解,也提高了合作式学习能力,课堂汇报一方面展示了小组的共同学习成果,另一方面也展现了学生的个人风采。有些学生的发言非常有激情,在声音、语速、节奏、内容熟悉程度、趣味性方面做得非常好。 生产运作管理课程具有很强的实践性,不适合纯理论导向的教学模式,更适合任务导向教学模式,同时需增强实践教学环节。企业参观是比较好的实践教学方式,但需要学校有固定的教学基地。然而企业大多对学生参观不感兴趣,这给学生到企业参观带来很大难度。在这种情况下,基于任务的应用导向教学模式可行,且具有可操作性。 基于任务的应用导向教学模式,使学生在教学中的主体地位得到增强,教师只是扮演引导者和点评者角色,而学生则是设计者、知识传授者和教学主体体验者。任务导向教学模式能够提高学生的学习积极性,有利于培养学生的自主学习能力、团队合作能力和表达能力。 生产运作论文:PDCA循环在生产运作管理教学质量改进中的应用 摘要:《生产运作管理》是管理类专业的一门专业基础课,是学习其他管理类专业课的基础。为了提高《生产运作管理》课程的教学质量,本文将PDCA循环引入《生产运作管理》课程教学环节中,以期有效提高课程教学质量,培养更多高素质人才。 关键词:PDCA循环 课程教学 教学质量 生产运作管理 1、引言 《生产运作管理》与企业生产实践有着紧密的联系,是一门是以制造业为背景的综合性和实践性较强的管理类专业课,是具有鲜明的工程与管理特色的多学科交叉课程。根据对世界各国大学里的管理学院/商学院的课程设置研究,一个共同特点是都将“生产运作”、“市场营销”、“理财”列为三大支柱性核心课程,由此可见本门课程在管理学科体系中的地位是非常重要的。但由于各种原因,教学质量和教学效果不同程度地存在着问题。因而,必须探寻一种有效地提高《生产运作管理》课程教学质量的方法。 PDCA循环作为全球各行各业广泛应用的质量管理方法在管理实践中是行之有效的。因此有必要在《生产运作管理》课程的教学过程中应用PDCA循环质量管理方法,从而有效地提高课程的教学质量和教学效果。 2、PDCA循环的概念及特点 PDCA循环的概念最早是由美国质量管理专家戴明提出来的,所以又称为“戴明环”。PDCA循环即计划(Plan)、执行(Do)、检查(Check)和行动(Action),它是一个标准的管理工作程序,也是进行质量管理的四个步骤。PDCA循环可分为四个阶段,其基本内容如下。 (1)计划阶段(P):确定方针和目标,确定活动计划; (2)执行阶段(D):实地去做,实现计划中的内容; (3)检查阶段(C):总结执行计划的结果,注意效果,找出问题; (4)处置阶段(A):对总结检查的结果进行处理,成功的经验加以肯定并适当推广、标准化;失败的教训加以总结,以免重现,未解决的问题放到下一个PDCA循环。 PDCA循环的特点 (1)大环带小环。在PDCA循环的四个阶段中,每个阶段都有自己小的PDCA循环,如图1所示。 图1 大环带小环 (2)阶梯式上升。PDCA循环不是在同一水平上循环,而是每循环一次,就解决一部分问题,取得以部分成果,工作就前进一步,就能达到一个新的水平;在新的水平上又有了新的目标和内容,再进行PDCA循环,便能达到一个更高的水平,如图2所示。 图2 阶梯式上升 PDCA循环的基本原理符合“实践---认识---再实践---再认识”的认识规律,每一个循环管理过程都周而复始地运动,上一个循环解决不了的问题,转入下一个循环解决,从而保证了管理工作的系统性全面性和完整性。 3、生产运作管理教学质量改进的PDCA循环模式 鉴于PDCA循环在质量管理中的有效性,作者把PDCA循环引入到《生产运作管理》课程的教学过程中,使得该课程的教学质量的不断提高。 (1)计划阶段 在PDCA循环中,第一阶段是计划阶段,其主要任务是制订教学计划,只有良好的教学计划才能保证教学工作的顺利完成。教学计划的内容一般包括教学目的、教学重点难点、教学方法、教学进程时间安排等内容。按照PDCA循环这一工作方法,每一学期在制订教学计划时,要对上一学期的教学情况进行分析。目前我校在这方面已经做了一些相关工作,例如在《生产运作管理》课程期末考试的试卷分析中,都有教学效果分析的内容,比如影响教学质量的因素是什么,从哪些方面改进等。 (2)执行阶段 执行阶段就是执行计划阶段制订的教学计划。教学计划需要通过实际的授课过程来实现,在整个教学过程中,应首先避免传统的灌输性教学,注重引导式、参与式与讨论式教学。 教师作为教学的主体,应该按照教学计划教学,但是也要根据教学情况调整教学内容,在教学过程中经常与学生沟通,了解学生对学习的反应。 (3)检查阶段 检查阶段的目的是检查教学计划执行后的效果。在教学中通过课堂提问、课内测验、答疑辅导、课后作业以及期末考试等对学生的学习情况进行了解。此外,还可以邀请部分学生参加《生产运作管理》课程教学座谈会,进一步了解课程教学情况,大约每学期1-2次。 一般情况下教学计划执行的结果与教学计划存在一定的偏差,教师必须分析原因找到引起偏差的主次因素,提出相应的改进教学质量的对策。 (4)处置阶段 在处置阶段教师要对本学期《生产运作管理》课程教学活动进行全面总结,一方面要找出该轮教学循环过程中存在的问题,分析产生问题的原因,以避免类似问题再次发生,另一方面要把教学过程中成功的经验加以推广,作为下一轮教学循环借鉴之用。 还需要明确一点,运用PDCA循环管理方法时,有些问题不可能在一个教学过程中全部发现并解决,这些问题的解决必须循序渐进,持续改进,从而不断地提高课程教学质量。 4、结论 提高教学质量是教学研究的一个永恒的课题,PDCA循环教学模式把教学当做一个又一个螺旋式上升的循环,形成一个周期模型。《生产运作管理》课程教学过程中运用PDCA循环思想必将使得《生产运作管理》这门课程的教学质量逐步提升,教学工作更加规范化标准化。 生产运作论文: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) 生产运作论文:《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。 作者简介: 王炳刚,博士,副教授。主要研究方向为生产调度、智能算法。 生产运作论文: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。 生产运作论文:液压传动课程中液压元件知识对企业生产运作的借鉴与指导研究 摘 要 液压传动技术的成熟与发展不仅为我们的生活带来了许多便利,同时它也为企业生产运作系统起了很大的借鉴与指导作用,液压系统就好比一个企业,液压系统中的各个元件就如企业各个部门,各有各自的职责,彼此独立却又相关,它们是液压系统和企业的核心,是保证整个系统能正常运行的关键。液压系统的动力元件液压泵、辅助元件滤油器、连接器等在液压系统中起着不容忽视的作用,企业中的招聘部门,沟通机制等也在企业中起着重要作用,它们之间有着紧密联系,因此液压传动技术及思想可用于企业当中,对企业运行起到借鉴和指导作用。 关键词 类比 借鉴 液压元件 生产运作 液压技术与现代社会中人们的日常生活、工农业生产、科学研究活动产生着日益密切的关系,已成为现代机械设备和装置中的基本技术构成。应用液压技术的程度已成为衡量一个国家工业化水平的重要标志。如今,液压传动技术及思想对企业生产运作系统也起到了很大的借鉴与指导作用。 液压泵是依靠密封工作腔容积变化来实现吸压油的作用,从而将输入机械能转换成液压油的装置。其作用是向液压系统的执行元件提供动力而完成预定的工作,这就好比企业管理中的激励。激励有激发和鼓励的意思,有效的激励可以成为组织发展的动力保证。液压泵通过控制压力大小从而实现其控制效果,而企业恰恰是通过适度激励来激发员工的工作热情,从而完成预定目标。 液压泵的效率是反映液压泵在工作过程中能量的利用率,液压泵输入的能量为机械能,输出的能量为液压能,在这一能量的转换过程中,既有因摩擦而引起输入机械能的损失,又有因泄露而引起的液压能损失,减少在能量转换过程中液压能的损失是提高液压泵效率的关键环节,这就好比在企业生产过程中的劳动生产率,在生产产品过程中,工人会因原料供应不足或等待时间过大而出现空闲,或是由于工人偷懒而使劳动生产率降低,所以必须加强时间管理,合理安排时间,减少时间浪费,从而达到提高劳动生产率的效果。 滤油器在液压系统中起着过滤油液、保护机器的作用,与企业运作系统中的监管部门,招聘部门非常类似。液压系统不允许液压油中含有超过限度的固体颗粒和不溶性污染物,因为这些杂质可使运动零件表面划伤,造成内部泄露增大,从而效率降低,发热增加,这些杂质还可以使阀芯卡死,使节流小孔和缝隙堵死,润滑表面破坏,引起液压系统故障。据统计,液压系统的故障70%是由于油液的直接或间接造成的,保持液油的清洁度是保障液压系统正常工作的基础。清除液油中的杂质最有效的办法就是采用滤油器,可见滤油器是保证液压系统正常工作的关键。企业招聘部门也是一样,在一个企业中,人是企业的核心,所以说招聘良才是一个企业能否得到长远发展的关键。人可以创造一切,只有招聘有才能的人,才能使公司获得更多更大的效率。所以企业的招聘部门在企业的生存发展过程中起着决定作用,与液压系统中滤油器一样,控制着整个系统的命运,关系着系统能否长期存在并向前发展。 连接器元件起着辅助作用,但从保证液压系统完成传递力和运动力的任务来看确实非常重要的,它们对系统的正常工作,工作效率,使用寿命等影响极大。即使再好的元件,再好的油液,若没有连接器件的连接,它们都无法工作,所以说油管和管接头这些连接件是保证系统能正常工作的关键,它就好比企业中的沟通,领导需要与下属沟通,同事与同事之间也需要沟通与配合,这样才能在一起把工作做好。沟通促使组织员工协调有效地工作,良好的沟通就是企业运作成功的关键之一。 密封工作腔就好比企业的保密机构,在活塞与缸筒及活塞杆与端盖处,通常要设置密封工作腔,以防止液压缸的内外泄露。企业的保密机构是要把本行业,本单位的工作秘密和商业秘密以及传统工艺秘诀保密好,防止企业无形资产流失,如同液压系统中的密封工作腔一样,必须防止内外泄露。 由上可以看出液压元件都是可以看作企业生产运作中的各个部门。液压元件是整个液压系统的骨架,也是液压系统不可缺少的部分,就如企业离不开各个部分的支持。液压传动技术不仅为我们的生活提供了便利,而且其思想也对企业的生产运作起了重要的借鉴与指导作用。一个液压系统就是一个企业,液压元件就是企业的各个部门,液压元件间的协调工作就如同企业中各个部门间的协调工作一样,整个液压系统和企业安全,稳定的工作,两者非常相似密不可分,所以我们要从液压系统的生产运作中吸取经验、提取精华、运用到企业的生产实践中。 生产运作论文:企业生产运作能力分析 随着市场竞争的加剧,传统的生产运作能力中所强调的低成本、高质量等因素已不再是提高企业竞争力的主要因素,这些因素仅仅是企业进入市场的前提条件。以往分析影响企业生产运作能力的各种因素中,主要是评判它的设备能力,即企业在一定的生产运作组织条件下所能生产的产品或提供服务的最大产量。但随着社会经济的发展,人员能力、管理能力和资本能力等因素对企业生产运作能力的影响日趋重要,因而仅从某一个方面进行评定,只能片面地说明其某一方面的问题。因而,对一个企业生产运作能力的评价必须从系统的观念出发,不仅要考虑企业内部影响因素的完善,还要从区域经济学的观点出发,理顺企业外部的影响因素,保证企业生产运作的通畅。 一、传统企业生产运作能力分析中存在的问题 对于企业传统生产模式而言,生产运作能力是指企业的设施在一定时期内,在先进合理的技术组织条件下所能生产一定种类产品的最大数量,它主要考虑的是企业劳动力数量、设备数量及其加工能力和厂房面积。根据以上传统企业生产运作能力的概念可以看出,传统企业生产运作能力强调的是单个企业本身制造(或生产)产品的生产效率等。由此可以看出其存在以下几个方面的问题: (一)缺乏横向系统的观点。在传统企业的生产运作能力分析中,重点考虑的是单个企业在单位时间内生产产品的产量,在产品的生产过程中强调的大而全,即企业能够生产与产品相关的绝大部分的零部件,而没有采用系统的观点来分析或理解生产运作能力,因此在传统企业生产运作能力的导向下,企业不可能满足顾客多样化、个性化的需求。 (二)片面强调企业的固定资产规模。在传统企业的生产运作能力分析中,片面强调企业的固定资产规模,例如设备的数量、厂房的面积以及工人的数量,而没有意识到企业也可以利用其外部资源,也没有注重企业之间的动态联盟和战略伙伴关系的建立。 (三)重点强调企业的内部生产能力以及企业纵向一体化。传统企业的生产运作能力没有从企业合作以及供应链管理角度来理解,仅强调企业内部的生产运作能力,没有考虑到企业外部资源的利用状况。 二、提高企业生产运作能力的措施 针对以上传统企业生产运作能力的分析和理解中所存在的问题,我们可以采取以下的措施,以便于企业今后更好地发展。 (一)引入弹性制造系统。针对传统企业生产运作中产品单一,缺乏横向系统观念,导致生产运作能力较低,我们可以引入弹性制造系统。 弹性制造系统是指运用机器人及电脑控制的材料处置系统,并结合各种独立的电脑程序控制工具进行生产,它有益于产品制造工序的弹性化。其最大的好处是可以从事产品多样化的生产,解决对产品多样化、精致化的需求。弹性制造系统将计算机辅助设计和计算机辅助制造两者整合,使产品的设计和制造程序彼此互相协调,不仅有助于生产力的提升,同时可降低制造时间和产品不良率。有些制造商将计算机辅助制造系统,扩展为弹性制造系统(简称FMS),亦即由计算机来控制两个或两个以上的机器,以输送系统来连接,例如采用机器人、无人搬运车和自动输送带,使产品制造由材料到成品的过程完全由计算机来控制机器设备,并且使生产设备调整为可制造数种不同的产品。 由于制造与准备的时间缩短,弹性制造系统使制造商可随市场的需求来调整生产程序与数量,使得生产部门可按客户的要求而很快调整生产排程,达到产品少量多样的制造目标,同时机器的使用率也因此而得到提高。在完整的弹性制造系统下,生产线与自动仓储设备相连接,材料由供货商送到仓库,计算机控制自动仓储设备。由输送带运送各个工作站所需要的材料,产品制造完成再由输送带送回仓库。所谓生产在线无人化,只需要由控制与维修机器的人员来控制生产流程运转。这样,一方面可降低人工成本,避免人工短缺的问题;另一方面使产品质量稳定,减少生产不良率,所以产品单位生产成本也较传统制造方式更低。这种新型制造系统的出现,使得机器和原材料得到充分的利用,实现了产品的多样化、企业生产的系统化,大大提高了企业的生产运作能力。 (二)采用供应链管理,实现企业横向一体化。供应链管理还没有一个统一的定义,一般认为供应链管理是通过前馈的信息流和反馈的物料流及信息流,将供应商、制造商、分销商、零售商直到最终用户连成一个整体模式。例如,美国VTI公司通过电子通讯系统,与客户一起设计特殊应用集成电路。该公司在美国的硅谷使用计算机软件设计完掩模,然后在日本饰刻芯片,在韩国切割、固定,在马来西亚封装集成电路,再由货运公司将产品送到世界各地的客户。VTI的产品从设计、制造、运输、销售,形成了一条从供应商到最终客户的供应链系统。它既是一条从供应商的供应商到用户的用户的物流链,又是一条价值增值链,因为各种物料在供应链上的移动,是一个不断增加其市场价值或附加价值的增值过程。因此,供应链管理不同于传统企业的采供供应管理职能。 供应链管理的基本思想就是“横向一体化”,即把原来由企业自己生产的零部件外包出去,充分利用外部资源,于是就跟这些企业形成了一种水平关系,人们形象地称其为“横向一体化”。供应链管理跟我们通常所讲的一个组织内部的管理是不同的,组织内部的管理体现为一种权力关系,即上级可以指挥下级,而供应链是具有独立法人地位企业的合作链,企业无论大小都是平等的,因此供应链管理主要体现为如何加强合作、加强对资源协调运作和管理水平。 供应链管理的效益很明显,实践证明,供应链的实施可以为企业带来很多好处,比如成本的降低、改善客户服务、加快资金周转、增加市场占有率等,都可以给企业带来很大改观。再比如减少销价处理的损失,过去由于信息不协调,在很大程度上导致企业生产或订货批量决策的盲目性,而且越往原材料这个方向移动,投入批量越大,即理论上所讲的“需求放大效应”,这样就导致多余的货物只能降价处理。实施供应链管理后,加强了信息流和物流的协调,信息可以及时、准确地传递给合作企业,这样就减少了销价处理的损失。更重要的是,供应链上各节点企业,不论大小都能够成为受欢迎的业务伙伴,增加了自己的生存能力,同时也提高了本企业的生产运作能力。 三、结论 本文在对传统企业生产运作能力所存在的问题进行分析的基础上,提出了相应地提高企业生产运作能力的两项措施。由于解决措施有多种,限于篇幅有限,再者由于企业的生产制造系统和供应链管理一个是企业内的制造系统,一个是延伸至企业外的横向系统,所包含的问题比较全面,因此只从以上两个方面论述了对企业生产运作能力的影响,给出了一些提高企业生产运作能力的建议。
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。