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。
航空新技术论文:“福特级”航空母舰新技术 一提起航空母舰,映入人眼帘的往往是其海上巨无霸的形象。作为现代海上作战体积最大的移动堡垒,航空母舰不仅是一个国家大国地位的象征,更拥有极为强大的战斗力,是一国海上军事威慑的重要战略力量。美国是当前拥有航空母舰数量最多的国家。载有大量战机的核动力航空母舰,无疑是美国强大军事实力的招牌。在各国的武器库中,还找不出一款比航空母舰战斗群更具有惊人战力的进攻性武器。航空母舰能够在远离路基支援的战场条件下,驰骋于占地球表面积70.8%的海洋之中,并可在数个月的时间内对特定目标展开持续攻击。战力如此卓越的航空母舰战斗群显然早已成为美国各战区指挥官的“宠儿”。这也导致美国航空母舰在海外的战备值班周期不断延长。除了航空母舰战斗群的攻击实力外,航空母舰上所配备的各类高科技武器与装备,也是支撑其得以驰骋深蓝的重要利器。 从“尼米兹级”到“福特级” 美国当地时间2017年4月9日,全球第一艘“福特级”航空母舰福特号进行了海上测试。当天,“福特号”航空母舰被拖船从位于弗吉尼亚州的纽波特纽斯造船厂内拖出进行出海测试。作为“福特级”的首舰,“福特号”航空母舰的设计、施工和制造前后耗时十余年,总造价高达130亿美元。“福特号”航空母舰原计划于2015年正式在美国海军服役。不过,核反应推、发电机等部件的故障问题,导致“福特号”的出海测试时间一拖再拖。美国海军称,“福特号”航空母舰在出海测试期间,将进行飞行甲板测试验证等事项。待“福特号”航空母舰正式服役后,美国的核动力航空母舰将拥有11艘。作为新一代的航空母舰,美军计划最迟于2058年建造十艘同级航空母舰,以取代当前承担主力任务的“尼米兹级”航空母舰。 在“福特级”正式服役前,“尼米兹级”航空母舰乃是美国海军现役的主力航空母舰,且在数十年间中均为美军乃至全球范围内最大的军舰。“尼米兹级”航空母舰首舰“尼米兹号”自1975年正式服役后,美先后共建造了10艘同型航空母舰。“尼米兹级”航空母舰均采用核动力推进,属于大甲板弹射型航空母舰。其设计长度为330米,宽度为40米,吃水11米,满载排水量在10万吨左右,可以搭载一支约70架战机的舰载机联队。根据作战任务以及性质的不同,航空母舰上搭载的作战飞机类型也有所区别,通常包括了战斗机、预警机、固定翼反潜机以及电子战飞机等。每艘“尼米兹级”航空母舰都装载有四台蒸汽弹射器、四条拦阻索以及四座升降机,平均每20秒钟时间即可弹射出一架舰载作战飞机。 可以说,“尼米兹级”航空母舰战斗群能够控制的海域面积大、攻击性能强,是当前世界范围内作战能力最为顶尖的海上机动作战编队。不过,航空母舰战斗群并非仅仅只有一艘航空母舰所组成。航空母舰自身除配备少量用于自卫的武器外,其主要的武器装备即为所搭载的各类舰载作战飞机。这些作为重要武器装备的作战飞机可以对敌方的舰船、潜艇、飞机以及陆地目标等进行攻击,直接将敌方消灭于航空母舰数千米以外的区域,并对海上舰队进行保卫。除航空母舰所搭载的战机外,以其为核心的战斗群通常会由巡洋舰、驱逐舰、潜艇和补给舰等混编而成。 尽管“尼米兹级”仍是现役航空母舰中无人能匹敌的佼佼者,但其设计与制造毕竟发端于20世纪60年代,舰上的各项技术已显得较为老旧。譬如,“尼米兹级”所使用的弹射系统、推进系统等基本均采用机械结构,不仅极为复杂可靠性较低,且需要大量人员进行操作和维护。在此背景下,新一代“福特级”航空母舰应运而生。 “福特级”航空母舰的新技术 “福特级”航空母舰从外表来看,与“尼米兹级”航空母舰并没有较大的差异,两者在飞行甲板上也极为接近。从数据上而言,“福特级”首舰“福特号”航空母舰长度为330米,宽度为41米,设计的满载排水量为10万吨,这些数据与“尼米兹级”亦相差无几。“福特级”在吨位和尺寸等方面较之“尼米兹级”并未有多少提升,但在舰船的电力容量、舰载机的数量、舰船故障率等诸多关键性指标上,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”相比有了质的飞跃。譬如,“福特级”航空母舰搭载的舰载机联队数量可达到75架,大大提升了作战飞机的出动率。通过采用全新的电磁弹射系统、电磁阻拦系统等所使用的各类前沿技术,“福特级”航空母舰真正成为了一艘适应未来战争环境下作战的超级航空母舰。 电磁弹射技术的应用 航空母舰诞生之初,舰载机均是依靠自身发动机带动螺旋桨产生拉力,进而使轰炸机或战斗机从航空母舰飞行甲板上起飞。彼时,这种起飞方式对于以轻金属和木质为主的螺旋桨飞机而言并非难事。不过,随着喷气式飞机的普及,其在短短一百多米的航空母舰甲板上的起飞,需要借助于外界的推力帮助,这也使得弹射系统随之产生。 “尼米兹级”核动力航空母舰所使用的是蒸汽弹射系统。其由核动力装置生成的热能来产生蒸汽,进而推动舰载机非短距离起飞。蒸汽弹射装置从结构而言较为复杂,包括了蒸汽系统、液压系统、起飞系统、归位系统、润滑系统以及控制系统等。 舰载飞机在从航空母舰甲板上起飞前,需要由位持器钢圈把尾部扣在一处坚固点上。当蒸汽弹射系统运作时,蒸汽由航空母舰上的锅炉输出,经增压后输入弹射装置唯一露在飞行甲板之上的滑梭中。被位持器扣住的飞机在起飞时需要开足马力,当蒸汽弹射系统一启动,飞机引擎的动力加之蒸汽的压力,令钢圈断开,飞机立即向前冲去,在短短数十米的距离内即可将时速提升至250公里每小时。当舰载机被弹射起飞并脱离滑梭后,滑梭回到原位,并继续推动下一架舰载机起飞。 从数量上来说,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”航空母舰一样,都装载有四部弹射器。但两者在设计理念和技术层面上有着显著的区别。由于舰载机在“尼米兹级” 航空母舰第四号弹射器时,其机翼已接近甲板边缘,这也导致该级航空母舰的四号弹射器无法弹射满载起飞的作战飞机。为了提升舰载作战飞机的出动能力,“福特级”航空母舰对飞行甲板的构造进行了改进,从而令其第四号弹射器能够弹射满载起飞的作战飞机。 “尼米兹级”航空母上所用的蒸汽弹射系统,其体积和重量均较大,不仅需要消耗大量的海水,还需要大量的人力和资金进行维护和更换,这显然不利于长时间的海上持续作战。此外,由于在弹射过程中需要消耗大量的蒸汽,“尼米兹级”航空母舰在连续弹射出几架满载起飞的作战及飞机后,其航速就会受到较大的影响,从而限制了下一个攻击波中能够出动的战机的数量。蒸汽弹射系统的最大局限性,还在于其输出功率有限。“尼米兹级”航空母舰采用的蒸汽弹射方式,决定其只能弹射载重30吨以下的舰载飞机,难以满足舰载机未来发展的方向。加之蒸汽弹射系统存在功率无法调节的限制,只能有效弹射重量较轻的无人机。若要进行强行弹射,很可能会造成飞机受力过大,从而影响其服役时限。 在此情形下,美军在其最新型的“福特级”航空母舰采用了前沿的电磁弹射技术,以规避和完善当前“尼米兹级” 航空母舰蒸汽弹射系统所存在的实际问题。所谓电磁弹射技术,即是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外进行运动。电磁弹射技术的主要应用是大载荷物体的短程加速,其起步与发展相对较晚,目前在航空母舰的舰载飞机起飞弹射上已得到高度重视和应用。相较于蒸汽弹射系统,电磁弹射系统不需要使用蒸汽来驱动活塞,而是使用电来驱动。同时,电磁弹射技术的容积小、效率高、质量轻,对航空母舰上的辅助系统相对要求较低,且运行和维护的费用较为低廉。在功率损耗方面,电磁弹射系统要远小于蒸汽弹射系统。其可控性能也优于蒸汽弹射系统。当蒸汽弹射系统的蒸汽阀门打开后,飞机起飞的弹射过程中基本无法控制。但电磁弹射的全过程均可以有效掌握,并可根据不同机型、飞机速度与负载变化等进行调整。这也使得电磁弹射技术成为了未来航空母舰发展的核心技术之一。 电磁阻拦技术的应用 除了将重型飞机送上天空外,如何能够令舰载机顺利降落在航空母舰甲板上也是一项困难重重的任务。舰载飞机在运动的航空母舰上降落,其风险之大、难度之高,被全世界公认为“刀尖上的跳舞”!通常情况下,陆地机场的跑道会长达数千米,而航空母舰上的甲板长度不会大于300米,可供利用的降落距离仅有100米。然而,舰载机降落的速度却高达300公里每小时。在如此高的速度、如此短的距离,再加之随时处于颠簸中的航空母舰,如果没有航空母舰阻拦系统,现代喷气式飞机在航空母舰上的安全着落显然是一项难以实现的“天方夜谭”。航空母舰上安装的阻拦系统,能够有效帮助舰载机在极短的距离内强制制动。 “尼米兹级”航空母舰所使用的是液压式阻拦系统。其由液压缓冲系统、制动器具以及冷却系统共同组成。当舰载机降落时,其机尾钩挂上阻拦索后,阻拦索一边利用滑轮阻尼器来减缓飞机的速度,另一方面则持续将动能转化为压缩空气罐,从而令飞机趋于平稳并有效制动。不过,液压式阻拦系统的阻拦能力较为有效,但缺乏灵活机动性。面对不同的机型降落,航空母舰上的海军航空兵需要依靠人工对配重物进行更换,这也直接影响到了舰载机的出动频率。如果不对液压式阻拦系统予以适当的配重,在阻拦过程中产生的过大峰值拉力甚至可能造成飞机损坏。 为此,在全新的“福特级”航空母舰上,设计者采用了前沿的电磁阻拦技术。在这一技术中,阻拦机和电脑控制系统是最为核心的两部分。阻拦机的构成较为简单,包括了水力涡轮、感应电机、旋转轴以及机械制动装置等,在阻拦系统中起到吸能的作用。电子控制系统则包括了操作人员工作平台、维护人员工作平台以及动态子系统。该系统可以精准地对飞机阻拦着舰的即时受力情况进行分析和控制,并反馈给电动机后施予阻拦索合适的拉力,从而令舰载机在阻拦着舰的过程中能够获得更为平稳的力,进而也可控制舰载机在飞行甲板上制动的距离。作为电磁阻拦系统中的重要一环,阻拦索采用了新型轻质合成缆索,这不仅可以减少结构载荷,降低系统惯性,并可由此缩小滑轮减震装置的尺寸。 电磁阻拦技术的工作方式主要可以分为两个环节。第一个环节也就是初始接触阶段时,舰载机的机尾钩一旦与阻拦索相接触后,其就会牵动阻拦索,进而带动换轮索牵出,并令旋转轴转动。这一工作的关键,是为了令舰载机和阻拦索之间得以平稳接触。在实现了第一环节的既定目标后,第二环节则是如何对于舰载机的动能吸收。舰载机在降落时,其自身带有极大的动能。电磁阻拦系统中的水力涡轮、感应电机和摩擦制动器就是为了吸收舰载机的动能。通常情况下,水力涡轮和感应电机正常工作,即可吸收舰载机的动能,并实现飞机的安全着舰。可是一旦发生水力涡轮或感应电机不能正常工作,阻拦机的摩擦制动器就作为备用的吸能装置,以保障电磁阻拦系统的安全、可靠。较之液压式阻拦系统,电磁阻拦系统更为简洁、可靠,且无需大量的人力、物力进行维护,令其维护成本得以大幅度降低。 无论是电磁弹射技术,还是电磁阻拦技术,都是用于提升航空母舰战斗力的关键技术和措施。考虑到航空母舰在未来会搭载有各类无人飞机,前述新技术的应用,也可为未来航空母舰的发展奠定重要基础。 航空新技术论文:遥感及航空摄影测量中的新技术探讨 摘要:随着当前生产的发展需求,大比例尺航测成图技术的应用在国内各城市测绘单位快速得到推广应用;同时一些与航空摄影测量和遥感相关的测绘高新技术也在不断的投入。本文首先对摄影测量与遥感的发展的重要作用进行阐述,进而分析遥感及航空摄影测量中的新技术以及应用。 关键词:遥感技术;航空摄影测量;新技术;应用 一、摄影测量与遥感的发展的重要作用 从摄影测量与遥感的发展来看,在近三十年来,摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起,摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来,已经进入了数字摄影阶段,摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。 (一)摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步 从二十世纪七十年代后期开始,我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量,并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段,也标志着我国的传统测绘技术体系的解体,新的数字化的测绘技术体系的兴起。 首先,从数字影像的类型来说,我国目前已经建立了数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)、数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)、数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)、数字栅格图(DRG,Digital Raster Graphic),同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库,多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性,推动了测绘技术的发展。 其次,国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外,还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1:1000000、1:250000、1:50000比例尺级别的地理信息数据库;除了国家级外,省一级的1:10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1:500至1: 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。 另外,我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等,于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据,开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究,并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。 (二)摄影测量与遥感有利于提升 空间数据的获取能力经过近50年的发展,我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,以此为核心建立了国产卫星遥感影像地面处理系统,并开展了定量遥感反演研究,为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。 首先,从数据获取能力方面来看,在国家973与863计划的支持下,成功研制了一系列传感器,发射了50多颗对地观测卫星,包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系,从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测,可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像,并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。 其次,在数据储备方面,已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。 二、几种测量新技术的应用探讨 (一)GPS在航空摄影中的应用 (1)GPS用于航摄飞机导航 在航空摄影测量获取航片的过程中,航空摄影飞行必须按航摄计划中的要求,在一定的高度沿设计的航线飞行,以保证所得影像具有一定的摄影比例尺、航向重叠度及旁向重叠度。随着GPS的广泛应用,已普遍使用GPS对航空摄影飞机进行导航。 (2)GPS辅助空中三角测量中的导航与定位 GPS辅助空中三角测量的目的是利用GPS精确测定的摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置,将所测数据应用于摄影测量内业加密,以便尽可能减少对地面控制点的数量要求。用于确定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置时需采用高精度相位差分的GPS动态定位方法,其实时差分定位可用于摄影导航,而确定航摄仪物镜中心的位置则利用布设在地面的2~3台GPS基准站的观测数据进行后处理获得。目前已采用QPS/IMU。 (二)LIDAR激光测高扫描系统的应用 LIDAR激光测高扫描系统利用GPS辅助空中三角测量技术,可以减少地面控制点,缩短作业周期,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。利用该种测量技术,在有地面控制点的四角带,完全可以满足1∶10000比例尺的地图精度要求;在地面特征丰富、影像较好时,可以达到1∶50000比例尺的精度要求。这种测量技术对于实施西部大开发战略、完善国家基本地形图有重要意义。 (三)机载侧视雷达技术的应用 机载侧视雷达是利用装于飞机机身两侧或下方的天线,随着飞机向前飞行而扫描飞机下方两侧的带状地面,进行高分辨率地形测绘的雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。侧视雷达具有下列特点: (1)具有全天候工作性能; (2)分辨率高,所摄照片清晰; (3)覆盖面积大,提供信息快,把飞行中连续拍摄的照片拼接起来可构成大面积的地形图; (4)不易受干扰 航空新技术论文:浅析航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:随着科学技术的进步与发展,航空摄影测量新技术被广泛应用于城市地形图测绘中,并取得了重大的成果。本文针对我国航空摄影测量的发展历程,分析我国航空摄影测量新技术的应用及注意事项,从而推动我国航空测绘的发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;应用;发展 航空摄影测量即是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄,绘制地形图的过程,其原理是利用航摄仪器的摄影光束相交而确定地面点的位置。随着科学的进步,以及社会建设中对土地利用的现状,航空摄影测量技术在不断得到创新和完善,并推动了航测行业的发展。 一、我国航空测绘的发展现状 我国对航空摄影测量技术的应用可以追溯到20世纪80年代。当时,我国各大城市开始应用航空摄影测量技术进行对城市大比例尺地形图的测绘,以便科学合理的使用土地。在城市化进程以及生产的需要中,大比例尺城市测绘技术被广泛应用于各城市测绘企业单位。在科学技术不断发展的今天,数字化技术迅猛发展起来,在航空摄影测量技术上,涌现出数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR 激光测高扫描系统、雷达等先进技术设备,为城市大比例尺地形图的测绘创造了更多的技术条件,不断推动着航测行业的发展。然而,受诸多客观因素的影响,我国航空摄影测量技术力量还相对薄弱,其测绘精确度仍有待落实,航测工作有待进一步完善。 二、航空摄影测量主要新技术的应用 1、对数字航摄仪DMC的应用 数字化技术是现代信息社会不可或缺的技术手段呢,无论对人们生活和社会各项工作的开展都起到不可比拟的作用。而数字航摄仪DMC也是在数字化的基础上创造的航测产品,它是一种用于高精度、高分辨率的航空摄影测量的数字相机系统。这一航空相机摒弃了传统胶片相机的设计思想,由四个全色传感器及四个多波段传感器组成。其四个全色传感器用于捕捉每一个设想的特定区域,从而确定一个大的镶嵌影像;四个多波段传感器则主要用于捕捉红、蓝、绿色及进红外数据。因此,航摄仪DMC能满足小比例尺和高分辨率大比例尺航摄的需求。与此同时,在低空进行测绘时,DMC能够在无人控制的情况下实现机动、快速的摄影测量,其测量精度高。 2、对IMU/DGPS新技术的应用 IMU技术是惯性测量单元的简写,主要是由陀螺、加速度、电路构成,它能够独立提供高精度的导航参数,同时具有抗电子干扰、隐蔽性好等特点。但这一技术的不足之处在于不适合长时间单独飞行,否则容易造成导航位置参数的误差。而大家熟知的GPS全球定位系统功能强大,被广泛应用于航空摄影测量、工程测量等诸多领域。因此,将IMU与GPS集成起来构成组合导航系统,能有效提高系统的导航精度与其测绘性能,就是目前的IMU/DGPS航空摄影测量系统。这一新技术的应用能够减少地面控制的工作,提高了测绘效率,并降低了在高山荒漠等区域测绘的危险性,推动了航测事业的发展。 3、对LIDAR 激光测高扫描系统的应用 对LIDAR 激光测高扫描系统的应用,主要是针对困难地区、无图区及边界区而实施的新技术。该技术主要利用GPS辅助空中三角测量技术,从而减少地面控制点,完成对外空难度大的测绘区高精度及大比例尺的测绘工作,这一技术的应用有利于缩短作业周期,减低生产成本而提高生产效率。这一技术对于实施我国西部大开发战略、完善国家地形图有深远的意义。 4、SAR合成孔径雷达成像系统 SAR合成孔径雷达成像系统具有高分辨率的成像技术,不受客观恶劣天气条件的影响便能获取空间数据,大大改善了对困难地区地形图绘制的困境。这一成像系统的使用原理是将合成孔径雷达安置于飞机上,利用孔径雷达发射微波对地面目标扫描,从而经过对空间坐标的计算,记录回波特性得出地面目标的空间特性,再经过数据处理成像。这一系统的运行主要由天线系统、数据记录系统、监控系统、发射与接收系统协调运行而完成。 三、对航空摄影测量技术应用的和主要注意事项 1、落实测绘区选点工作 航测人员在开展航空摄影测量工作过程中,运用IMU/DGPS作业的前提必须对测绘区做好现场踏勘的选点工作,这一选点工作要按照前期设计图纸要求并结合GPS定位测量范围的选点要求进行实地选点定位。选点的点位要位于交通方便、便于安置设备便于埋石操作的区域;点位还要在视野开阔的地方,避开建筑物及水域便于信号及电磁波的传输。同时,点位之间还要做好加密与联测工作,以便测量工作的连续开展。 2、确定航摄仪、比例尺及航高 在航空摄影测量工作开展之前,首先要做好航摄仪、比例尺及航高的选择与确定工作。在选择航摄仪时要优先考虑其性能质量,进而保证航摄资料的准确性。在确定比例尺时,首先要按照国家对大比例尺地形图航空摄影标准并根据当地地形实际与相应的精度要求,以及配套仪器的利用,综合确定航摄比例尺与航高数据。 3、策划检校场的布设方案 检校场的布设方案主要针对IMU /DGPS 系统设备生产商而言的,这些生产商在从事 IMU /DGPS 系统设备生产过程中对于检校场的布设方案的策划,一般要考虑达到如下工作的因素:检校场要根据比例尺大小设置相邻的平行航线;检校场要能保证航向重叠和旁向重叠都是60%;采用直接定向法,使航测高度与摄区高度一致;对于检校场的位置可以选择在离摄区较远的区域或摄取中任意两条航线位置等。 四、结语 在科学技术迅猛发展的今天,我国航空摄影测量实现了岁数字测绘技术的应用与完善,取得了相应的进展。但是,我们也应看到在航空摄影测量新技术应用方面较西方先进国家还有很长的距离。我国的航测领域应该在认识航摄新技术优点的同时,找寻并探索其对于该技术应用中应注意的问题,有针对性的做好航摄工作,提高航摄效率,保证影像质量,进而推动整个数字摄影测量事业的发展,满足社会经济发展和环境的可持续发展需求。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘 要:随着科技进步,航空摄影测量技术广泛应用于城市测绘、复杂地形及国界等测绘区域。目前,航空摄影测量技术发展迅速,测绘技术向数字化转变,出现了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空航摄仪;新技术;应用与发展 引言 自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。随着生产发展的需要,各城市测绘单位,在航测机构增添航空摄影测量业务,大比例尺航测成图技术在国内各城市测绘单位得以快速的应用推广。目前,随着数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LI-DAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用,航空摄影测量技术逐渐成为大比例尺地形图的主要测绘方法。但是,航空摄影测量技术应用于地籍测绘领域时间短,加之航测本身的技术缺陷以及测绘精度问题,有时仍然难以达到预期目标。 一、航空摄影测量技术的分类 (一)按处理方法分 在航空摄影测量技术的分类中按处理方法可分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。模拟摄影测量通过模拟测量的方式,使测量达到最真实的效果,同时减少了使用过程中的出错率,用模拟的方式实现了对实际的掌控能力,使技术取得最好的实用效果。解析摄影测量是指通过对形状、大小、和数据进行解析达到对综合数据的了解,使出现的问题和错误得到改善,并增加对具体内容的了解,让数据达到还原效果,增加图像的准确率,并通过分析和应用提供最真实的影像和数据,更好的为地形摄影和非地形摄影的发展服务。数字摄影测量使测量的结果更接近于对数字的掌控,通过对数字摄影的掌握加强测量的数字化能力,通过对数字及影像的综合处理达到理论和实际的有效结合,使摄影测量达到数字化和科学化,使数据更加准确,更加接近测量的实际。 (二)按研究对象分 在航空摄影测量技术的分类中按研究对象可分为地形摄影测量技术和非地形摄影测量技术。地形测量是指对地形图的测绘过程,通过对地表和地形在水平面的投影中显现的数据,把数据按比例尺进行缩放来实现摄影和测量的目地。地形的测量一般采用航空摄影测量技术,在飞机上就可以拍摄和掌握各种测量数据,实现数据和图像的高标准。非地形测量不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的精确测量使理论知识更加丰富,它为生物领域、军事领域、建筑领域、矿山工程领域、文物领域的发展提供更多的理论基础,使各领域的技术得到发展,并通过摄影和测量使这些领域得到实际的发展,使非地形测量应用到这些领域中,取得更长远和丰富的发展。 (三)按摄影的位置分 在航空摄影测量技术的分类中,按摄影位置进行分类,包括航天摄影测量技术、航空摄影测量技术和地面摄影测量技术。其中航空摄影测量技术通过航天摄影来完成整体测量,要根据具体的测量对象进行不同的研究。航天测量的测量距离相对更远,技术水平也更难达到标准,对摄影及测量人员的要求也更严格,并且环境造成的干扰对摄影的影响也更大。工作人员需要更精细的测量,并对地形进行精准的勘测,来保证摄影测量技术符合测量和勘测的规定。航空摄影测量技术是指在空中进行摄影并根据比例尺对具体的距离进行计算的过程,航空摄影测量一般是在飞机上。而地面摄影测量技术一般需要对摄影进行处理,使形状、大小等综合数据达到预期的效果,通过采用地面测摄影测量技术使很多难以测量、难以勘测、难以计算的地形得到勘测,很多大坝和地形复杂铁路的测量就采用地面摄影测量技术,它攻克了地形勘测带来的危险,为地域勘测服务。 二、航空摄影测量技术的任务 (一)非地形测量 在非地形测量中不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的测量促使理论知识更加丰富,达到为各种领域服务的目的。非地形测量的发展促进了生物领域的发展,使生物医学领域可以通过对地形的利用,取得更多的生物医学资源,带动更长领域发展。同时也有利于公安机关侦破案件,通过对非地形的勘测,了解罪犯的藏身之处,和犯罪窝藏点,使案件得到侦破。在文物和建筑领域也得到了发展,很多文物就存放在复杂的领域内,通过测量可以找到它们的位置,开垦出更多的古文物。非地形测量也有利于军事侦查,通过非地形测量检查各军事地点,保证军事地域内没有军火和其它领域的军事人员。 (二)地形测量 地形测量指加强对地形图的了解,通过对地表和地形在水平面投影来掌握数据,按比例尺进行准确的缩放,以此达到测量的目的。在测量中第一点要掌握具体的数据和具体的图像,按照比例尺来还原真实的指标,要建立专题的图片,对各种地图要进行了解,掌握各种硬件条件,要了解具体的摄影影像,对各种图形要分类型掌握。第二点,要建立相关的数据库,通过对数据的掌握,通过对数据的分类、筛选和汇总来了解各种数据的不同,了解测量的变化,使数据可以互相参考、互相借鉴,达到为测量服务的效果,达到测量的数字化。数据库的内容要系统化,方便管理人员查阅和掌控。 三、航空摄影测量的要点和作业方式应用 (一)质量检查准确,成果提交合理 在航摄摄影测量的最后阶段要对质量进行高标准的检查,对整体的过程进行准确核实和分析,达到整体质量的准确性,在最后的检查中一定要严把质量关。针对作业方式要加强各步骤的联系,区别各步骤的不同,对内容进行整体计算,并对结果进行重复的分析,使结果符合真实的效果。要对数字精度、数据完整性和准确性进行检查,检查的单位是质量检查机构,对检查和验收工作要合乎规定,以合同为根据。在检查合格后进行相应的验收工作,当检查资料不合格时验收单位可以拒绝验收。当核实无异议后要把成果提交给相关部门,提交过程中要把内容标记的详细些,确保相关部门能够根据数据开展以后的工作,作业方式也要列出相关数据和相关表格,使内容清晰易懂。 (二)空中采集准确,数据处理合理 在航空摄影测量中要对控制采集的数据和图像进行准确的处理,采集过程要正确,作业方式要符合标准,通过找准正确的距离和采用正确的拍摄方式,使效果更真实、更具准确性。拍摄人员也要掌握合理的拍摄方法,针对不同的高度,拍摄的方法也要有所不同。同时对数据的处理也要合理,要经过科学的研究和科研人员的重复计算,实现对不同数据的合理分析和比较,使航空摄影测量任务完美的完成。要在飞机上安装摄影仪,对地面垂直拍摄,获取相片或影像,使数据采集向自动化和数字化方向发展。数据处理过程中用绘制比例尺进行空中测量,用模拟法和解析法测绘,使精度和质量达到高标准。要用正确的采集方式取得最优异的内容,并通过科学的数据处理,达到整体测量的准确性。 (三)航摄准确,航摄设计合理 在航空摄影测量中要对航摄进行精准的计算,促使其它指标合理发展,并且要加强对航摄的设计。作业方式要通过找准目标和进行合理角度的拍摄实现精准化计算。拍摄过程一定要符合实际,通过合理的比例来还原数据和图像 , 要加入大比例尺的数字图,提高航摄的精度要素,提高航高、比例尺、焦距和影像质量,通过上述要素加深设计的合理性。还原的方式一定要合理,数据和图像设计也要有根据,要根据具体影像来开展数据和图像设计,测量不要局限在绘画图上,需要信息性的影像图件。要用科学的方式和科学的设计达到预期标准,实现测量的目的,实现测量的高标准,使作业方式合理的完成。 结束语 随着计算机技术和互联通信技术的发展,航测技术由模拟测绘向数字测绘转变,由计算机代替“人眼”,迈向信息化测绘时代。航空摄影测量已成为当前大比例尺地图绘制技术中的热门话题,各种航空摄影新技术一定会逐步完善。根据航摄地区的特点选择合适的技术获取影像,极大地提高航摄效率,缩短获取影像周期,提高影像质量。 航空新技术论文:航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:伴随着计算机以及互联网通信相关的技术的开发与研究,航空摄影测绘技术已经从模式测量朝着数字化测量转化,从而做到了运用高科技技术来代替人进行测绘,令摄影测绘全面地走进数字信息化的测绘阶段。本文对航空摄影测量新技术的应用与发展进行了分析探讨。 关键词:数字航摄仪;DMC IMU/D GPS;激光测高扫描系统 引言 航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器,进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展,地形变化的速度非常快,同时由于我国地形结构复杂,依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量,因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量,并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期,提高测量数据的准确。 一、航空摄影测量技术的任务 目前我国航空摄影测量技术的任务主要包括对地形面貌的测量和非地形测量两种: 1、地形测量 地形测量是航空摄影测量的主要任务,它是通过对测量地形的摄影,加强对地形的了解,并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放,以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作:一是要保证摄影图形的具体数据和图形,并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原,并且根据还原的数据图像,建立相应的图片库;二是要建立数据库,航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库,掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况,以此实现在航空摄影时实现测量的数字化;三是积极掌握测量地形的相关数据,并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量,最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工,保证摄影的图像数据真实、准确,使测量数据更加符合标准。 2、非地形测量 航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域,其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的,而是通过对地形的摄影观察地形的变化,以此更加地形变化发现其中的问题,比如航空摄影技术应用在军事领域中,就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察,以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况;航空摄影技术应用在工程领域,通过航空摄影技术可以对地形进行勘测,分析该区域是否存在矿物质等,以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用,其发挥的价值也越来越大。 二、航空摄影操作的关键和方式应用 1、摄影精确,设计科学 在航空摄影测绘的过程当中需要先对摄影实施准确的计算,从而令别的相关要求都有一个很好的发展,同时需要注意的是要优化航拍的设计。摄影办法是要先确定好摄影的地点以及实施一个适合的角度摄影从而能够进行准确的设计计算。进行摄影测绘必须要切合现实情况,利用适合的比例来对收集到的数据以及图像进行还原,此外还需要添加一个大比例尺的数字图,增加摄影的准确因子,增强摄影高度、比例尺、以及摄影的焦距以及图像的清晰度,经过以上的因素从而对摄影设计进行优化。另一方面,对图像进行还原的方案必须要是科学合适的,图片以及数据的收集设计需要有根有据,需要依据实际的图像从而进行数据以及图片的收集相关设计,测绘不能仅仅关注在绘制图像上,应当具有数据性的图像视频。 2、收集精确,处理科学 在航空摄影测绘过程当中需要对摄影器械摄影收集到的数据以及图片实施精确的计算分析,收集的方式要合理,满足相关的指标要求,利用精确的定位以及摄影的方式是科学合理的,从而使摄影的结果更加的切合实际情况、更加的精确。另一方面实施摄影的相关作业人员也需要对于摄影的方法有个准确的认识,根据摄影的高度不同,所采用的摄影办法都要根据实际做出调整。同样需要关注的是相关数据的处理方式,处理方式需要通过反复的分析探究以及相关人员的反复推算,从而可以完成对于各种数据的科学统计分析,因此令航空摄影测绘工作能够很好的被执行。航空摄影首先要在使用的飞机外体组装好测绘过程当中所需要使用到的相关装置,因此能够对地面实施竖直摄影,从而得到有关的图像视频,指导数据的采集朝着自主化以及数字化方面进行开发。 3、质量检测精确,结果提交科学有效 在实施航拍测绘的最终阶段需要针对收集到的相关数据实施高要求的检测,对于摄影的整个过程实施精确审核以及研究,从而达到整体的质量准确性标准,此外在最终阶段的检测作业中必须要把控好质量的这个标准。针对摄影的方式要增加每个操作单元智联的相互联系,能够分辨出各个操作单元之间的异同点,对于摄影的具体项目实施整体的计算,同时对于计算得到的结果要进行多次推导验证,验证结果是否符合实际情况,增加其真实性。此外对于数字的准确度、数据的完整性以及精确性都要实施验证,而进行验证的部门都是相关的质量检测部门,对于检测和验证的过程都需要依照相关的要求,将合同中的规定作为依据。在检测合格之后再实施相关的验证,如果出现检测资料不达标则验证部门能够拒绝验证。 三、航空摄影测量新技术的应用 1、数字航摄仪DMC DMC航空摄影相机是利用四个多频率的接收器分别接收红、蓝、绿三色光以及近红外数据;而四个全色传感器分别捕捉的影像,依靠少量的重叠区域生成一个大的768013824镶嵌影像。此系统能够在各种光线环境中,通过调整相机的曝光时间,保证图片的质量,该系统对于地面的分辨率能够达到5cm。低空数字航空摄影测量以2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器,采用无人飞机进行低空航摄,具有机动、快速、经济等优势。此种技术可以在较短的时间内获得部门地区较为准确的高分辨率的数字图像,另外对于天气以及机场的依靠性较小,目前已经被广泛的应用在应急保证、防灾减灾、图形测绘等方面。 2、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 GPS,即是全球定位系统,运用在航空摄影测绘后,利用空三素的办法得到角元素,从而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS,即是惯性测量单元/差分GPS,运用在航拍之后,能够直接取得三个线元素以及三个角元素,极少需要甚至不需要地面控制点就能够实施航空摄影测绘,从而大大的简化了摄影测绘工作。IMU/DGPS协助航空摄影的工作原理是利用了IMU、DGPS两种新技术的综合分析验算,从而得到了具有十分高的准确度的航空摄影测绘相关的概念、技术以及方案。 这种摄影方法的工作方式是首先利用组装在飞机外体上的GPS接收装置或是地面站点的GPS接收装置,进行持续的并且同步的检测太空中的GPS卫星信号,接下来是利用GPS载波相位测绘差分定位技术的协助从而得到了航空摄影仪的有关定位数值。IMU/DGPS技术能够直接的得到每一张摄影到的图片外方位元素,把其当作加权检测值参加到摄影测绘区域网的平差,因此得到了准确度更加高的图片外方位元素结果,这种测绘的方法叫做IMU/DGPS协助航空三角测绘方法。高准度的差分GPS与惯性测绘部分得到航拍的曝光时间的图像定位期空间位置,之后再针对去实施变差的更正,因此得到个各张图片的高准度外方位元素的方法称作直接定向法。 3、LIDAR激光测高扫描系统 LIDAR激光测高扫描系统通过GPS辅助空中三角测绘技术,能够减小地表的控制点,减短测绘时间,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。 结束语 航空摄影测量技术的发展,为我国的经济发展提供了重要的贡献,带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用,突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端,促进了我国测量事业的发展。 航空新技术论文:“地沟油”华丽转身新技术助其成为航空用油原料 “民以食为天”,中国人痛恨“地沟油”危害食品安全,却每天制造出成千上万吨的餐饮废油。如今能源技术的进步,给中国人带来了福音――“地沟油”转换成航空生物燃料。每多一千克“地沟油”转化成航空油,也就意味着餐桌上少了一份用“地沟油”回收做出来的“口水菜”! 2014年8月14日,波音中国公司在北京召开航空生物燃料油研讨会,并在会上宣布,波音与中国商飞合作的“废气油脂”(包括地沟油、食用油边角料、餐饮废油等)研究项目正式进入到了筹建“中试车间”阶段,最早于八月底开通一条日产500千克航空生物燃料的生产示范线。 2012年8月16日,波音公司正式与商飞合作成立了节能减排技术中心,中心的第一个项目就是研究如何将“地沟油”转化成航空燃油。该项目在此前的一年当中均处于试验阶段,试验目的是为了打通“地沟油”转变成航空油的技术路线。然而餐饮废油变航油,波音-商飞并非首例,国外有荷兰航空的成功案例,国内也有中石油1号生物航煤的技术先例,波音与商飞之所以耗费一年多时间打通技术路线,是因为中国的“地沟油”与其他生物油脂存在不同的特性。 荷兰航空旗下SkyNRG与中石油1号生物航煤采用的多为石油化工技术路线,比较适用于结构较稳定,成份较纯的餐饮废油,如肯德基,麦当劳炸鸡剩下的油。而波音与商飞此次针对具有“中国特色”的”地沟油“采用油脂化工技术路线,其目的是为了适应中国八大菜系,蒸煮炒爆涮等各式各样烹饪手法所遗留下来废油。如全国闻名的重庆火锅,最地道的做法就是用一锅被重复利用的老油涮食,试想火锅废油的成份会何其复杂! 解决这些“成份复杂”难题的最佳办法就是“去除杂质”。中国商飞-波音航空节能减排技术中心对此已研发出相适应的解决技术路线:“我们将首先对其进行去杂质处理,得到成份较纯的中间产品,之后再利用优化过的催化剂工艺对其进行转换。” 目前,中国商飞-波音航空节能减排技术中心已成功利用“地沟油”转换出了一定量的航空油,转换比例在40%左右,即100万千克“地沟油”可转化成40万千克航空油。但不得不承认,该转换技术在成本上仍需进一步优化,因为相对普通航油,“地沟油”转换航油的成本是其2倍左右。 在大多数人眼中,那些脏乱差的“地沟油”应该是一文不值,但事实并非如此。事实上,目前“地沟油”的收购并不容易,价格也远非我们想象的那么廉价。从食堂、餐馆回收的泔水价格很低,但现在并没有形成行业性的集中回收,而是被一些不法商贩零散回收炼制成泔水毛油获利,转手又卖回餐馆,扰乱食品安全环境。 对于民众一直期盼的“地沟油”转航油,其成熟商业化运作仍需要企业技术研发,社会自觉回收,政府政策扶持等多方面的持续努力。但好消息是通过诸如波音中国,中国商飞与中石油这类有社会责任感的企业的不懈努力,该事业离商业投产又更进了一步。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘要:随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展,航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步,其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;DMC;LIDAR 引言 摄影测量指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型,为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。伴随生产的不断发展,各航测机构都开始增添航空摄影测量业务,在我国个城市测绘单位中,大比例尺航测成图技术得到了广泛应用。 一、数字航空摄影测量的最新进展与应用领域 从本世纪初数字航空相机问世开始,ADS40、DMC、UCD、SWDC等航空摄影仪相继出现,近些年,GPS技术、惯导技术、数码扫描、激光扫描、雷达等高精端技术跟航空摄影联系紧密,产生了很多新的航空摄影技术,比如GPS辅助航空摄影技术、IMLJ(POS)/DGPS辅助航空摄影技术、运用高解像率的CCD阵列将胶片替换,获取地面的地物地貌光谱数字信息的数字航摄仪、SAR合成孔径雷达成像系统、LIDAR激光测高扫描系统等,都在很大程度上促进了数字航空摄影测量的良性发展。 二、数字航摄仪DMC 数字航摄仪(DigitalMappingCamera)简称DMC,是用于高精度、高分辨率航空摄影测量的数字相机系统(如图1)。基于替代胶片相机的设计思想,DMC具有历史意义的技术突破。DMC数字航空相机由8个内部传感器组成:4个全色传感器与4个多波段传感器。4个多波段传感器一个捕获红色数据,一个捕获蓝色数据,一个捕获绿色数据,一个捕获近红外数据。4个全色传感器每个捕获一个影像的某个特定区域,区域之间有少量重叠以便形成大的7680×13824镶嵌的影像。所有传感器的动态辐射分辨率均为12比特。 一次飞行中由4个全色传感器获取的数据产品:全色、真彩色与彩红外。还有由4个多波段传感器获取的分辨率为2048×3072数据产品:真彩色、彩红外、四波段和近红外。通过获取相机影像数据,可利用PPS软件得到各类影像输出。DMC兼顾小比例尺与高分辨率大比例尺航摄业务的具体需求,其地面分辨率为5cm。这一系统可光线不同的条件下,用多种曝光时间来曝光,保证影像的质量。 (一)1:20000比例尺摄影的试验 为了对DMC数字航摄仪1:20000比例尺摄影的成图精度情况进行研究,在某处选取一个Ⅱ地形测段进行航摄,共30个像对。控制点的布设采取双五点法,基线数16条,运用GPS对控制点进行观测。用VirtuoZo进行内业加密,全数字摄影测量系统进行量测,采用PATBNT光束法软件来平差,加密精度统计如表1。 表1 1:20000比例尺摄影的加密精度统计 从统计的加密精度看,完全符合规范要求。运用JX4数字摄影测量工作站恢复立体模型来测图,之后跟该区域GPSRTK实地量测的72个显著地物点进行精度统计,平面误差是0.167m,高程误差是0.15m。 (二)试验主要成果 1、DMC航空摄影分辨率高,影像清晰,加密自动选点成功率较好,连接差小,碎玉提升加密精度十分有利,且测图地物判读精度高。 2、运用DMC相机进行航空摄影,可放宽其摄影比例尺到传统摄影比例尺的115~ 2倍。 3、可在传统布设方法基础上将控制点的布设降一个地形等级。 4、通过现有设备,完全可完成DMC摄影的成图作业。 二、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 IMU/DGPS辅助航空摄影测量指的是运用装在飞机上的GPS接收机与设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号,通过GPS载波相位测量差分对技术获取航摄仪的位置参数进行定位,应用和航摄仪联系紧密的高精度惯性测量单元(IMU,InertialMeasurementUnit)对航摄仪的姿态参数直接测定,通过联合IMU,DGPS数据后的处理技术获取测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术与方法。 IMU/DGPS辅助航空摄影测量的主要方法有直接定向法与IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 (一)直接定向法 运用高精度差分GPS与惯性测量单元(IMU),获得航空摄影曝光时刻影像的空间方位,通过校正系统误差,获取每张像片的高精度外方位元素。该方法就是直接定向法。 (二)IMU/DGPS辅助空中三角测量方法 把基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素,作为带权观测值参和摄影测量区域网平差,获取精度更高的像片外方位元素成果。该方法称为IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 四、LIDAR激光测高扫描系统 LiDAR(LightLaserDeteetionandRanging),是激光探测及测距系统的简称。用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是结合了激光技术和雷达技术的产物。主要是发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分构成的。发射机是各种形式的激光器;天线是光学望远镜;接收机通过各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外与可见光多元探测器件等。激光雷达用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测和外差探测。 激光自身的测距能力就非常精确,其测距精度可达几厘米,而LIDAR系统的精确度不仅仅取决于激光自身因素,还由激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素所决定。伴随商用GPS和IMU的不断发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获取高精度的数据已被广泛应用。 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,从而被接收器接收。接收器准确地对光脉冲从发射到被反射回的传播时间进行测量。由于光脉冲以光速传播,因此接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。因为光速为已知,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可能够对每一个地面光斑的座标X,Y,Z准确进行计算。激光束发射的频率能够从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例来说,一个频率为每秒一万次脉冲的系统,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。通常情况下,LIDAR系统的地面光斑间距为2-4m不等。 激光雷达是一种在从红外到紫外光谱段工作的雷达系统,其原理与构造和激光测距仪非常相似。科学家将利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称作连续波激光雷达。激光雷达的作用是可以对目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状进行精确测量,对目标进行探测、识别、分辨和跟踪。在多年的努力之后,科学家们已经研发出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。 结语 我国航空摄影测量技术起步较晚,它用计算机代替“人眼”,在理论和实践中使数字摄影测量得到了快速发展,在三维可视化、GIS数据更新、数学近景摄影测量等方面它将会被应用的更加广泛。其发展使得胶片摄影被数字摄影所取代成为必然趋势,而新型数字航空摄影机的应用必将为航空摄影测量技术带来一次变革,并把我国航空摄影测量技术推向数字航空摄影时代。 航空新技术论文:探索民航空管新技术的应用情况 【文章摘要】 随着国家综合国力的提升,我国航空领域取得重大成就,民航空管新技术在现代高新技术的带领下,逐渐走向成熟;同时民航空管局也在尝试着改变发展模式,提高运行的安全性,以确保经济效益与社会效益的统一。在此民航空管新技术的应用发挥着不可代替的作用。 【关键词】 空管新技术;必要性;发展;问题 1 空管新技术应用的必要性 1.1 运输量逐渐提高为航空事业带来了巨大压力 改革开放以来,我国在航空运输领域有了很大突破,与往年相比,不管是安全性能还是技术层面都有了很大提高,同时我国也成为世界中航空总运输量排名第二的国家。根据最近几年的经济发展情况、以及我国现有的科学技术水平来推测,到二零一五年,我国的机队规模将超过两千六百架,全国的机场总数将增加到大约二百五十个,而每年的飞行次数将达到1143万,与二零一零年相比,将提高一倍。然而由于我国经济发展水平不平衡以及地理环境等因素的影响,我国的大部分机场位于华北、华东、中南以及西南这些地势相对优越的地区,随着技术条件的提高,西部等地质环境恶劣的这些地方,也将会感受到便捷航空带来的好处。正是这些运输需求的增加,对我国航空事业带来很大压力,这对于航空事业来说不仅仅是一次新的挑战,更是一次难得的机遇,因此空管技术的应用在很大程度上,促进了航空事业的快速发展。 1.2 航空运行环境复杂,有待进一步改善 我国的大部分机场,在建设过程中以及航线制定中,会受到当地经济发展水平的影响;一般情况下,机场建设地区是经济较为发达,或者具有非常显著政治地位的城市或地区,或者作为中转站而建设的,在机场运行过程中,会产生一定的放射圈,其中具有非常复杂的电磁波、地形特点等,这会在很大程度上影响到航空运输的安全性,再加上人民群众对航空运输安全性要求的提高,就增加了航空建设的难度。尤其是在西部地区一些机场的运行中,由于其经济发展水平有限、人流量有限,再加上地区环境十分恶劣,就需要在航空运行中,花费大量的财力物力去进行维护和检修工作,不仅仅没有实现经济效益,同时由于传统空管技术的落后,使航空运输的安全性、可靠性大大降低,因此空管新技术的应用就势在必得,也是确保航空运输实现精确性的重要手段。 1.3 是实现航空领域可持续发展的必然要求 伴随着我国经济的快速发展,现在航空领域面对的最大难题之一,就是资源供应不足,将可持续发展作为航空行业的发展宗旨,能够在很大程度上为未来的发展打下基础,具有非常重要的实际意义。针对这个问题,民航空管系统就不得不采取多种方式来提高航天领域的飞行效率,但是其前提条件是要确保飞行安全以及容裕度。我们要在科学统筹规划的基础下,对空域资源进行优化配置,缩短飞行距离、提高飞行准确率,尽可能的达到节能减排的效果,降低飞行成本,以实现经济最大化。 民航空管新技术的应用,需要在效率、服务、安全、容量等方面进行重点提高,这就对新技术的推广提出了更大挑战,同时也表现了提高飞行系统综合能力的迫切性,使新技术应用得到更快速的发展。 2 空管新技术的发展和问题研究 2.1 我国民航空管新技术的发展 我国民航局是在一九九四年成立的,在成立之初就特别重视新技术的研发和使用,并还开设了相应的技术研究部门,在相关法律法规的严格督促下,以及相关政策的支持下,将一系列先进技术投入研究实验中,如卫星导航、自动监视等;2000年,经过一段时间的研究,在我国西部地区建立了世界上第一条投入使用的FANS航路,即L888航路,这一成果为我国航空事业的发展奠定了扎实的基础,到如今,短短的十几年的时间内,在民航局的大力支持下,加强对新技术的研发力度,并成立了一系列科研基地,取得很大的科研成果。但是我们不能忽略在新技术研发应用中,所凸显的问题,要重视我们在实践中,积累的相关经验,并对航空领域的发展做进一步的贡献。现如今 2.2 空管新技术应用中应重点关注的问题 空管系统从构成上来讲,是一个相当复杂的系统,不管是哪一种的新技术,在实际应用中,总会或多或少的对目前的运行产生一定的影响,为了最大程度上确保飞行安全,在新技术投入使用时,要进行一定的测试工作,包括整体评估、工程验证、数据分析以及安全性考察等等,在新技术的应用中,我们需要对以下几点问题进行重点掌握。 首先是就是空管技术的软件功能,在科学技术的快速发展的影响下,空管设备的价值已经由原来的硬件主体转变成软件主体,并且逐渐实现了自动化操作系统;对于软件功能来讲,其主要的特点就是在系统性、兼容性以及验证性上,提出了更高的要求,需要在严格的管理中,提高运行效率,这些特征在间接说明了对新技术及逆行那个测试的必要性。 其次就是在系统验证方面,一项新技术从研发到最后的推广,需要经过一个非常复杂的验证工作,任何一种技术都是需要一定的外界环境或者操作技能来配合完成的,而是在一遍遍的实验中,不断整理相关数据,而明确其是否能够达到可靠、可用的效果,是否能够与我国的飞行条件和外界环境相适应,是否能够实现预期的运行效果。所以在整个测试过程中,我们要对评估、验证等工作进行严格的控制,并在新技术的测试中引进现代化、科学化的管理模式,为新技术的推广奠定基础。 然后就是在新技术应用中的过渡性,从多年工作经验中,我们可以看出,很多新技术的投入使用,都需要进行非常长的一段时期的过渡,在此过程中,要充分考虑到技术应用的可行性,对外界环境进行准确的测量,对技术的成熟度进行精确测定,在多种综合因素的考虑下,制定出长期的发展规划、以及各阶段的发展目标,以确保新技术的顺利使用。 最后就是在空管新技术的掌握上,我们要进行重点把握;纵观整个世界中的民航技术发展情况来看,每个国家之间在技术上都有一定的合作互助,但是国家与国家之间为了进一步保存实力,并不会将一些关键技术进行共享,一些西方发达国家仍旧在技术上保持着绝对优势,对于我国来说,我们要在技术上加大投资力度,将技术研发作为我们航空事业发展的重要内容之一,逐步实现国产化,并要逐渐提高航空管理的有效性。 3 结语 经过一段时间的发展,我国民航空管新技术的研发和应用,取得良好成效,在其中我们对民航空管新技术发展的必要性以及发展概况和要重点关注的问题,进行了简要的概述,希望能够为同行业的研究者提供一定的理论参考。 航空新技术论文:改变航空工业的制造新技术 引言 英国《经济学人》杂志2012年制作专题论述了当今全球范围内工业领域正在经历的第三次革命,认为这次革命是一种建立在互联网和新材料、新能源相结合的工业革命,它以“制造业数字化”为核心,并将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。新材料、新工艺、新机器人、新的网络协同制造服务,生产会更加经济、高效、灵活、精简。3D打印技术作为“第三次工业革命的重要标志”,被认为是推动新一轮工业革命的重要契机,已经引起全世界的广泛关注。3D打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术,正在使传统生产方式和生产工艺发生深刻变革。3D打印技术将以其革命性的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”在制造业掀起一场革命,它最适合应用于多品种、小批量、结构复杂、原材料价值量高的结构制造领域,因此有望在航空制造领域获得广泛应用。 3D打印技术(3D Printing)是快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing)的一种,也叫做增材制造( Additive Manufacturing)。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面,然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起,形成一个实体的立体模型。3D打印技术使用的方法有很多种,表1给出了美国科技政策研究所对3D打印技术按过程、主要厂商、所用材料和典型市场进行的分类。 国内外3D打印技术及产业发展情况 世界主要国家竞相从战略高度重视发展3D打印 3D打印技术的历史由来已久。1986年,美国3D System公司推出了第一款工业化的“3D打印”设备,1990年开始销售,短短几年中,形成了巨大的市场。近年来,美国以企业和大学及科研机构等半政府半民间的组织为主导力量,明显加大加快了对3D打印技术研发的组织力度。2009年,以美国相关大学为主的“增材制造路线(RAM)研讨会”就未来5~10年的技术发展进行了广泛的讨论,并发表了较有影响的路线图研讨报告。根据这一报告的建议,由爱迪生焊接研究所(EWI)牵头于2010年成立“增材制造共同体AMC(Additive Manufacturing Consortium)”,试图将相关的制造商与供应商同大学与研究机构联结成为一个互动良性促进发展的生态组织,共同解决3D打印技术中还存在着的大量问题。AMC目前已有30余家企业、研究所、大学、军方和政府等机构成员,以金属材料的增材制造技术为主,每季度活动一次。目前,AMC整合EWI及其成员的设备、技术和专业知识,初步构成了一个分布式、网络化的增材制造“国家实验平台中心NTBC(National Test Bed Center)”。AMC和NTBC的使命就是提高3D打印增材制造技术的成熟度,促进相应的产业投资,在全美范围内将这一新兴的制造方式早日转化为主流的制造方式。自2011年起,AMC每年都向其会员增材制造的现状报告。此外,近3年来美国政府、军方及企业还多次组织3D打印技术的有奖挑战大赛,希望以此加速相关技术的发展、应用和普及。 尽管美国在3D打印的整体技术上领先全球,但在基础研究设施、研发组织和政府支持上,欧盟明显领先。首先,欧盟在政府研发方面的投入要大于美国(不计不公开的国防军事投入),著名的大型合作项目包括英国的增材制造创新中心、欧盟第六框架项目大航空航天组件快速生产Rapolac(Rapid Production of Large Aerospace Components),全程专注航空航天的SMD(Shaped Metal Deposition)技术等。其次,欧洲工业界也主动组织形成3D打印产业群,开发增材制造的市场。一度形成原始创新技术源于美国,但其后的研发和应用及商业化却是由欧盟等国家完成的局面。此外其他一些国家也都竞相从国家战略高度重视发展增材制造业,澳大利亚近期制定了金属堆积制造路线,南非正在扶持基于激光的大型堆积制造机器的开发,日本也在着力推动堆积制造技术的推广应用。 3D打印行业处于迅速兼并与整合过程中,专利成为竞争的重要武器 2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元。目前,快速成型技术的市场应用份额如图1所示,其中航空航天约占8%。目前,全球有两家3D打印机制造巨头,分别为3D System 和Stratasys,均在美国上市,2011年营业收入分别为2.3亿美元和1.6亿美元。3D Systems公司自2009以来已连续收购了25家公司,并于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,一举奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司继2011年5月收购Solidscape公司之后,又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前,国际3D打印行业正处于迅速兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。 3D打印行业巨头积极展开收购行动,在扩大公司规模的同时也吸收了大量的相关专利,并以此专利优势,在专利上限制对手的发展。目前全球拥有3D打印专利前5名的公司见图2、表2。 从2005年开始,3D Systems利用自己的专利优势成功狙击了纳博特斯克的7项专利申请。2012年底,3D Systems又控告Formlabs公司推出的初级3D打印机涉嫌侵犯其专利技术。 我国3D打印的技术水平基本与国际同步,但在产业化方面严重落后 20世纪90年代初,我国开始推进增材制造设备,即3D打印机的研发,在快速成型技术方面取得了长足进展。我国的华中科技大学、清华大学、西安交通大学、北京隆源公司、中航重机激光和南京航空航天大学等单位,于上世纪90 年代初率先开发快速成型设备,以及进行相关技术的研究、开发、推广和应用。其中,清华大学成功开发了无木模铸造工艺 (Patternless Casting Manufacturing),即采用逐点喷洒粘结剂和催化剂的方法来实现铸造沙粒间的粘结。华中科技大学研发出世界最大激光快速制造装备,使得我国在快速制造领域达到世界领先水平。西安交通大学研制出了激光快速成型设备LPS、SPS 系列成型机,并成功推向国内外市场。在国家科技部领导和组织下先后成立了近10家旨在推广应用快速成型技术的“快速原型制造技术生产力促进中心”,863/CIMS 主题专家组还将快速成形技术纳入目标产品发展项目。可以说我国在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面获得了重大进展,我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。但在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。国外快速成形技术在航空领域有超过8%的应用量,而我国在这方面的应用量则非常低。据估计,3D打印设备在我国企业级装机量在400台左右,2010年以来年增速均为70%左右,市场规模超过1亿元。 3D打印技术在航空领域的应用情况 欧美已将3D打印技术视为提升航空航天领域水平的关键支撑技术之一。3D打印技术在航空领域的应用主要集中在3类:1)外形验证,整机和零部件外形评估和测试、验证;2) 直接产品制造,例如无人机的机翼、云台、油箱、保护罩等,美国一些大飞机中也有多个零部件采用3D打印直接制造;3) 精密熔模铸造的原型制造,采用精密浇铸工艺来制作部件前的原型等。 国外应用情况 波音公司已经利用3D打印技术制造了大约300种不同的飞机零部件,包括将冷空气导入电子设备的形状复杂导管。目前波音公司和霍尼韦尔正在研究利用3D打印技术打印出机翼等更大型的产品。 空客在A380客舱里使用3D打印的行李架,“台风”战斗机中也使用了3D打印的空调系统。空客公司最近提出“透明飞机概念”计划,制定了一张“路线图”,从打印飞机的小部件开始,一步一步发展,最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。“概念飞机”本身有许多令人眼花缭乱的复杂系统,比如仿生的弯曲机身,能让乘客看到周围蓝天白云的透明机壳等,传统制造手段难以使用,3D打印或许是一条捷径。 GE航空2012年11月20日收购了一家名为Morris Technologies的3D打印企业,计划利用后者3D打印技术打印LEAP发动机组件。GE把这次收购看作是对新制造技术的投资,认为具备处理新兴材料与复杂设计的工艺制造开发能力,对GE的未来至关重要。 美国空军对3D打印也报以厚望,近日与3D Systems签约,投资29.5亿美元用于其开发打印F-35战机部件和其他武器系统的3D打印系统。 国内应用情况 中航重机激光技术团队早在2000年前后,就已经开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发。目前,中航重机激光产品已经应用于我国多款新型飞机上,并起到关键作用。除了军用飞机,中航重机激光还在开拓世界最先进四代航空发动机最核心技术之一——整体叶盘应用市场,以及大型水面水下舰艇市场。 北航同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作,瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求,历经17年研究在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术,并已在飞机大型构件生产中研发出五代、10余型装备系统,已经受近十年的工程实际应用考验,使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。2013年1月18日,王华明联合研发团队凭“3D激光快速成型技术”获国家技术发明一等奖。3D打印对生产方式的变革 相比较传统制造业,3D打印在制造模式、流程、供应链等方面发生巨大变化。1)定制成为新标准。制造模式上,过去是生产线规模化生产,今后则可能更多的是数字化、个性化、分散化的定制生产,不再需要库存大量零部件,也不需要大量生产。2)缩短上市时间。3D打印无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期。3)更优越的产品性能。3D打印的产品是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法。4)开放式的产品设计。3D打印产品设计者与消费者之间可以通过互动改进产品,这个互动是双向的,消费者也可以自己设计产品。5)改变离岸经济模式。3D打印对产品供应链有重大影响,选择生产地时,劳动力成本不再那么重要,而是考虑如何接近消费者,传统过程的供应链就变得短了,使得传统的离岸经济模式得以改变。 3D打印产业的未来发展前景 对于3D打印未来的发展前景,业界普遍看好。作为全国工业的主管部门,工信部准备组织研究制订3D打印技术路线图、中长期发展战略,推动完善3D打印技术规范和标准制定,研究制定支持3D打印产业发展的专项财税政策。据报道科技部的3D打印相关战略规划也正在研究制定中,近期即将公布。高德纳( Gartner )公司2012年的新兴技术炒作周期报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,在5~10年的时间内将迎来发展高峰(见图3)。 据Wohlers Associates报告分析,全球3D打印产业产值在1988~2010年间保持着26.2%的年均增速。2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元,到2016年产业总产值将达到31亿美元,2020年将达到52亿美元,其中零部件制造将占80%。而对于快速成型应用领域,则市场更为广阔。2012年,全世界快速成型制造的产值估计为230亿美元,2015年产值将会达到350亿美元。 不过3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着一些瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽如人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。 3D打印技术未来发展的主要趋势 随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。 提升3D打印的速度、效率和精度,开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法,提高成品的表面质量、力学和物理性能,以实现直接面向产品的制造;开发更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等,特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的体积小型化、桌面化,成本更低廉,操作更简便,更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化,实现CAD/CAPP/RP的一体化,使设计软件和生产控制软件能够无缝对接,实现设计者直接联网控制的远程在线制造。 航空制造业整合3D打印技术的建议 我国是制造业大国,3D打印技术对中国诸多企业将是颠覆性的变革。我国航空制造业必须未雨绸缪,积极为迎接此技术革命做好准备。 (1)推进“产学研用”结合,拓展应用领域,延伸产业链,提高产业化程度。 (2)改变产品,如研发现有产品的数字版及3D打印所需相应的硬软件。 (3)改变制造过程和方法,将现有制造系统智能化自动化,引入3D制造系统,形成复合体系。增材制造和减材制造相辅相成,复合制造体系在今后将成为主流。 (4)改变商业模式。这一次新工业革命要求完全不同的价值获取与盈利模式,及相关的流程设计,资源配置和组织机构的形式。 (5)提前专利布局,在发展初期就要将目光放长远,不能满足于现有已经被国外企业掌握的核心技术,而是要更多的走自己的专利之路,努力发展创新技术,抢占技术先机,积极进行合理的专利布局,包括国际市场专利布局,同时摆脱对国外3D打印耗材的依赖,避免陷入不必要的专利泥潭,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。 (5)GE收购3D打印企业,某种程度上给航空企业提供了借鉴:通过一些资本化运作手段,兼并收购一些具有核心技术的3D打印企业,以核心制造能力为重点,打造航空企业自身的价值元宝曲线,或许是在这次工业革命中实现快速赶超的有效途径。 (作者单位系中国航空工业发展研究中心) 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机燃烧室新技术 航空燃气涡轮发动机燃烧室的功能是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。在航空燃气涡轮发动机上燃烧室分为主燃烧室和加力燃烧室,主燃烧室是发动机核心机的三大高压部件之一,加力燃烧室主要用在战斗机发动机上以短时间增加发动机推力,使飞机加速,在除战斗机以外的其他飞机发动机上一般不设加力燃烧室。主燃烧室将燃料燃烧后形成的高温高压燃气驱动涡轮做功带动压缩部件,除去带动压缩部件所消耗的功之外,剩余的高温高压燃气的能量通过喷管排气产生推进力推动飞机前进,或通过动力涡轮带动螺旋桨、桨扇、旋翼产生拉力及升力。发动机吸入的空气中的氧气在主燃烧室燃烧过程中并未全部消耗,因此在涡轮后可以设置加力燃烧室,再次喷入燃料燃烧加热燃气,进一步提高燃气能量以增加发动机的推力,主燃烧室和加力燃烧室在发动机上的位置见图1。 随着航空发动机技术的发展,发动机的工作压力和涡轮前温度越来越高,燃烧室的工作条件和技术指标要求越来越苛刻,突出的技术矛盾是在燃烧室负荷越来高的情况下,满足高的燃烧性能和轻的重量要求,在传统燃烧技术基础上必须采用新的原理和技术方案以提高发动机总体性能指标。 主燃烧室新技术 航空燃气轮机主燃烧室的传统结构形式可分为单管燃烧室、环管燃烧室、环形燃烧室,这基本与航空燃气轮机的发展历程相对应。早期的燃烧室多为单管燃烧室,后来发展为环管燃烧室,上世纪60年代,环形燃烧室出现并成为燃气涡轮发动机的必然选择,随着燃烧技术的发展,短环形燃烧室是目前普遍采用的方案(图2)。在采用离心式压气机的燃气轮机中为了缩短轴距并利用离心压气机径向尺寸较大的特点,发展了环形回流燃烧室或环形折流燃烧室。 现代高性能发动机对主燃烧室提出了越来越高的要求,对于军用发动机主燃烧室而言,要求其具有更高的温升工作能力和更宽的工作范围;而民用发动机对燃烧室污染排放指标提出了极为苛刻的要求,以满足发动机适航取证。因此主燃烧室主要朝两个方向发展:高性能军用发动机使用的高温升燃烧室及民用发动机需要的低排放燃烧室;为应对上述挑战,提出了以下燃烧室新技术方案。 旋流器阵列多点喷射燃烧室(图3)。此类燃烧室是将常规燃烧室头部的旋流器和喷嘴的尺寸缩小,在传统燃烧室单个头部大小的空间内布置多个喷射点,每个喷射点的燃料和空气快速均匀的混合,每个喷射点有自己的回流区和燃烧区,燃烧时有多个火焰,由于每个喷射点的回流区长度短,燃烧驻留时间短,在降低污染物的生成方面有很大的潜力。同时该类型燃烧室由于有多个喷射点的存在,可以将喷射区域进行分区燃烧,兼顾燃烧室在低工况下的稳定工作及高工况下的高效燃烧,适合于工作范围宽广的高温升燃烧室;还可以对喷射点进行控制,具有温度场主动调节能力,能够满足高性能军用发动机高品质燃烧室出口温度场的需求。 驻涡燃烧室(图4)。驻涡燃烧室是一种采用独立凹腔进行稳焰的燃烧室,其原理是由超声速燃烧的背风台阶稳定火焰原理演变而来,最早在美国的IHPTET计划中提出。驻涡燃烧室由产生值班火焰的凹腔结构和钝体稳焰主燃区组成,其主要特点是可以实现分区分级燃烧,发动机在点火、慢车等小工况状态时,燃烧室只驻涡区工作,保证了燃烧室低工况稳定性;而在起飞等大功率状态下燃烧室驻涡区和主燃区同时工作,保证高工况下的高效燃烧性能;驻涡燃烧室其点火器位于驻涡区内,不易被吹熄,点火性能相对其他燃烧室更加优越。由于实现分级燃烧,能够有效控制氮氧化物等污染排放物的生成。美国GE公司在驻涡燃烧室研究方面处于领先地位,通过多年的研究已经发展了四代驻涡燃烧室,并开展了相关的试验,GE公司在2007年完成了全环形驻涡燃烧室设计和试验验证,拟应用在高推重比发动机上。 涡轮级间燃烧室及超紧凑燃烧室。涡轮内燃烧最初的目的是采用涡轮内燃烧取代主燃烧室建立定温循环, 定温循环的效率比常规燃烧室的定压循环高30%~40%,但定温循环超出了常规发动机的设计参数与运行参数,只能用于理论研究。在本世纪初,由Sirignano等人提出了在高低压涡轮之间的补燃燃烧形式,在此方案的基础上发展了涡轮级间燃烧室(Inter-stage Turbine Burner,ITB)及超紧凑燃烧室(Ultra-Compact Combustor,UCC)。 涡轮级间燃烧室(图5)是在高低压涡轮之间再布置一个小型燃烧室,由于有涡轮级间燃烧室的存在,可以拓展压气机总增压比的设计范围,适当降低涡轮前温度提高涡轮寿命,实现高飞行马赫数下发动机推力更大耗油率更低的目标。涡轮级间燃烧室由于受到结构布局的影响,需要在较小的空间内完成稳焰、燃烧等过程,所以一般采用驻涡凹腔稳焰燃烧的方案。 超紧凑燃烧室(图6)是涡轮间燃烧室的进一步提高和发展,其基本原理是将燃烧室与高、低压涡轮导叶整合,实现在涡轮导叶内燃烧,实现近似等温燃烧循环,提高发动机的热效率,此方案对发动机性能参数及结构的改变较多。超紧凑燃烧室是目前几种先进燃烧技术如:凹腔稳焰、多点喷射组织燃烧,周向燃烧、旋流燃烧、补气射流、驻涡燃烧等技术的综合应用的集成。 美国空军研究实验室针对超紧凑燃烧室开展了四个阶段的研究。阶段一:以替代主燃烧室为目标的研究;阶段二、阶段三:以替代涡轮级间燃烧室为目标的研究工作;阶段四:以实现涡轮内燃烧替代加力燃烧室为目标的研究工作,最终实施定温循环燃烧。超紧凑燃烧技术目前已经在涡轮间燃烧上进行了试验验证(图7),其贫油熄火油气比只有目前系统的25%~50%,同时在应用时可以和涡轮叶片整合一体,实现涡轮内燃烧构想,并且已经开始实施,更设想用以取代主燃烧室,实施定温循环,实现高效率动力输出,并且作为下一代燃烧室技术,减小发动机重量和尺寸。 低排放燃烧技术。其中包括:贫油预混预蒸发燃烧技术;富油燃烧技术。 贫油预混预蒸发燃烧技术燃烧室的污染排放物包括:一氧化碳(CO)、未燃碳氢(UHC)、氮氧化物(NOx)和冒烟等4种燃烧产物,目前除氮氧化物以外,其他排放物指标已相当低,低排放技术的重点是进一步降低氮氧化物的排放,直接的措施是缩短燃料的燃烧时间,降低燃烧区的燃烧温度。贫油预混预蒸发燃烧室是通过在燃烧区加入大量空气,并使燃油和空气预先混合并完成部分蒸发再进行燃烧,相对于传统的旋流扩散燃烧,燃烧均匀,燃烧温度低,因此燃烧产物中的污染排放特别是氮氧化物(NOx)显著降低,贫油预混预蒸发燃烧技术有很多种方案,目前取得成功的是GE公司研制的双环预混旋流(TAPS)燃烧技术(图8),燃烧室结合了分级分区燃烧和贫油预混燃烧的思想。由值班级(预燃级)和主燃级组成。值班级为扩散火焰模式,保证发动机启动点火可靠和较为宽广的燃烧边界;主燃级为贫油预混燃烧模式,主要工作于大工况,以减少NOx的生成。 目前,TAPS燃烧室已发展了三代,分别为TAPS1、TAPS2和TAPS3。TAPS1技术目标是要比传统富油头部设计的燃烧室或CAEP2标准降低NOx排放50%,成功用于GEnx发动机上;TAPS2的目标是在TAPS1的基础上再降50%,主要是针对总增压比大于40的发动机,比CAEP2标准NOx排放降低70%,首先用于我国大飞机C919的启动发动机LEAP-X上;TAPS3目标是比CAEP/6降低NOx排放75%,比CAEP/2降低85%。 富油燃烧技术。富油燃烧的基本特点是主燃区空气量低于燃料完全燃烧所需空气量,当燃烧区为富油燃烧时,因燃烧不完全,燃气温度较低,NOx生成量也较低,但是经过富油燃烧后,有大部分燃油未燃烧完全,随着燃气向下游流动,必定要在化学恰当比附近燃烧,此时,燃气温度很高,是NOx大量产生的区域,为了跳过该区域,通过在富油燃烧区末端加入大量空气瞬时降低燃气温度,此后未完全燃烧的可燃成分在贫油状态继续燃烧,从而整个燃烧过程的温度降低。典型的富油燃烧技术是PW公司研制的富油燃烧-快速淬熄-贫油燃烧(RQL,图9)技术。PW公司将RQL燃烧技术用在V2500发动机扇形试验段上试验,其结果比当时的排放标准低50%。之后,PW公司进行一系列的低排放燃烧室的研发,他的低排放燃烧室称为TALON燃烧室,分别发展了TALONⅠ、TALONⅡ和TALONⅩ等一系列低排放燃烧室,已在PW4084、PW6000、PW8000等发动机上成功应用。 加力燃烧室新技术 战斗机在起飞、爬升、规避导弹或机型作战机动飞行等状态需要更大的推力以实现短时间加速飞行,发动机使用加力是短时间内增加推力的最好办法。加力燃烧室是实现发动机加力的部件,它能保持发动机最大转速和涡轮前燃气温度不变的情况下,将燃油喷入气流中让剩余氧气再次燃烧,产生额外推力。现在军用涡扇发动机加力燃烧室(图10),大都采用V型稳定器来稳定火焰,这种加力燃烧室通过气流在钝体后形成的尾迹旋涡和回流区产生一个油气混合均匀的低速区,从而具备了火焰稳定的必备条件。 现代高推重比航空发动机加力燃烧室工作条件越来越恶劣,性能要求更高,主要特征表现在内涵进口温度更高、氧含量降低的情况下,进一步提高加力温度和燃烧效率,降低流体阻力,缩短长度,加力重量超轻。传统发动机加力燃烧室很难实现上述要求,未来加力燃烧室的发展必然将某些部件进行一体化设计,变得更加紧凑,以减少长度和降低重量,提高发动机推重比。涡轮后框架一体化加力燃烧室、旋流加力燃烧室、外涵加力燃烧室是目前研究的重要方案。 涡轮后框架一体化加力燃烧室。 涡轮后框架一体化加力燃烧室的主要特征是取消传统加力燃烧室的混合扩压器,将喷油杆和钝体稳定器整合到涡轮后支撑框架的支板上,形成超级紧凑的一体化结构,加力燃油从支板内的喷嘴孔喷入并进入支板后形成的回流区内稳定燃烧,涡轮后框架一体化加力燃烧室与传统加力燃烧室对比如图11所示。这种加力燃烧室的设计关键在于:合理的安排燃油喷射,既保证加力燃油浓度分布与氧浓度分布主动匹配,又避免燃油的自燃与结焦,还能保证燃油在支板后的回流区内形成稳定燃烧点火源,同时保证加力燃烧室较低的流阻损失;一体化加力燃烧室方案能适用于更高的加力热负荷,具有更简单的结构以及更高的喷杆和稳定器工作可靠性,在高推重比发动机研制中得到了深入广泛的研究。采用涡轮后框架一体化加力燃烧室的典型代表为美国PW公司研制的F119发动机,其推重比在10左右。 旋流加力燃烧室。旋流加力燃烧室是采用类似主燃烧室的旋流燃烧原理组织燃烧,以涡轮后承力框架作为旋流加力的叶片,燃油喷杆内置在叶片内,形成旋流器的流场结构,取消了喷油杆和钝体稳定器。该方案可大幅度强化油气混合,提高燃烧强度和燃烧稳定性,缩短燃烧段长度,降低尾喷流火焰辐射强度,从而缩短加力燃烧室的长度、减轻重量,提高发动机隐身性能,但旋流加力燃烧室出口气流存在较大的余旋,会引起发动机推力损失。 外涵加力燃烧室。 常规加力燃烧室是采用内外涵燃气和空气混合后再点火燃烧,外涵加力燃烧室是直接在外涵道贫油组织燃烧。与传统方案相比,外涵加力燃烧室结构尺寸更紧凑,有利于发动机减重设计;外涵空气含氧量高,有利于组织燃烧,但由于进气温度和压力较低,燃油蒸发困难,不利于油气混合,影响点火性能和燃烧效率。外涵加力燃烧室工作与常规加力燃烧室组织燃烧方式基本相同,采用喷油杆喷油与空气混合,钝体稳定器稳定火焰,原理图如图12所示。 外涵加力技术主要应用在两个方面:垂直/短距起降(STOVL)发动机技术和变循环发动机(VCE)技术。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机核心机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。PW公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR核心机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119核心机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(罗罗公司参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平1500℃以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10℃。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机核心机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。P W公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR核心机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119核心机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(RR参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平150度以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10°C。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:浅谈新技术下的航空维修人员培训 【摘要】随着新技术的发展,制造水平的提高,复合材料的大量使用,以及自动化检测技术和计算机技术的使用等对于航空维修人员有了更高的要求,而设备的更新、新装备的操作难度、技术含量等问题,对航空维修人员提出了新的要求。 【关键词】航空维修;人员培训 随着INTERNET和数字化技术的发展,自动化检测技术,计算机技术,复合材料等新技术的大量应用,大大加快了飞机设计、制造和服务的速度。航空公司的飞机一旦发生故障和失效问题,不仅会增加企业维修成本,而且会严重影响企业的生产效率,使企业蒙受巨大损失。但由于飞机故障的不可预知性,航空公司无法预先制定完美的维修和航班计划。为了提高服务效率和质量,提高航空产品的竞争力,在这种情形下维修方式已由传统模式下民航飞机维修,发展为数字化的维修,这种数字化维修方式对航空维修人员提出了新的要求。 一、飞机维修新技术 1.维护手册的数字化 2.维修信息系统与飞机系统的数字化、智能化对接 目前,新一代的飞机都已经能够实现由空中向地面传送飞机参数、故障和维护信息。这种技术就是目前为人们所熟知的远程传递技术,即应用飞机的通讯寻址和报告系统(ACARS)实时下载飞机系统故障(CFD)和飞机性能参数(DFD)报文,把它们传递到地面信息站点上。然后这些飞机的信息先经过分析、过滤和处理,形成与维修信息系统格式一致,可以相互交联对话的数据,再由维修信息系统进行分析、评价、处理用以形成维修决策,生成维修方案。同时自动生成维修调度报告送达各个相关部门,在飞机落地前就可做好维护准备。这样可以大幅度减少飞机维修停场时间,降低飞机航班延误率,减少维修费用开支,提高维修效率和飞机运营周转率。 3.智能化维护系统(IMS) 二、国内外航空维修队伍分析 1.我国航空维修人员存在以下问题 ①维修人才综合素质需进一步提高:飞机维修人员队伍尚待成熟,缺乏技术带头人和技术骨干。 ②飞机维修人员队伍维修类别结构失调:据统计2009年5年以下维修人员占人数的54%,小龄化现象造成维修经验严重不足,不能进行深度维修等工作,深度维修人才严重不足。 ③维修人员队伍管理存在的问题:飞机维修人才储备不足,飞机维修人员的培训不够,机务人员待遇低,人才流失严重。 2.国际航空维修人员存在以下问题 在西方国家,加入飞机维修队伍的年轻人的数量比离开的要少。此外,一些高技能和有经验的人员离开航空到其他行业寻找高薪职位;在世界各地均存在飞机维修工程师、技术员和机械师短缺的问题;航空运输业是工作人员的工作时间不利于社交。飞机工程师可能会突然转行到金融或者IT 行业。 三、新技术新形势维修人员要求 由上可以看出,国内外维修市场新技术都对我国航空维修人员的培训,在数量和质量上都提出了较高的要求。这些发展和变化都在要求航空维修人员的培训将由人员密集型向技术密集型转化,由常规经验维修向高技术科学维修转化。尤其是空客A380大面积使用复合材料,对复合材料的维修人员有了较大的需求。 因此,新的工程与维修课程应包括更多的结构和复合材料的培训。对计算机、网络等有了很高的要求。多数新的技术人员都将是IT实用专家,易于了解新的航电设备。机务维修领域的变革决定了机务人才培养的方向将向着:工程化、系统化、综合化、 信息化、集成化、国际化方向发展。新技术新形势对航空维修人员的培训提出以下要求: 1.多学科开展,由基本的结构课程为主,发展集结构、计算机、网络、电子于一体的多学科教学。 2.增强与MRO间的交流,及时与先进技术接轨,倾听企业对维修人员的要求,与企业合作办学,学习最新的维修方法。 3.加强国际国内院校之间的交流合作,做到与世界同步,学习最新的世界维修方法。 4.开设专门的复合材料修理培训课,以适应市场的需要。 5.引进虚拟维修训练系统,可以及时更新维修信息并缩短人员的培训时间,降低耗材成本。 6.加强学生自学能力的培养,以满足工作后的再学习;加强动手实际工程能力及自信心的培养。 7.培养严谨独立的工作作风和较好的团队沟通协作能力。 航空新技术论文:中苏《国防新技术协定》转让的航空技术探微 [摘要]中苏《国防新技术协定》中规定苏联向中国转让米格-19歼击机和图-16轰炸机,就其技术水平来说,两者都是苏联当时最新装备或最新型号之一。苏联向中国转让新技术最基本的原因是为巩固其国内与国际政治地位并寻求中国的支持。除此之外,苏联的导弹威慑观使其认为图-16作为轰炸机已无实际意义,歼击机也将被导弹所取代,因而同意进行转让;在转让最新装备的同时,苏联在科学研究上对中国严格保密,以便限制中国超越苏联;航空技术转让的主动权完全掌握在苏联手中,重要的技术资料、特殊材料、特殊部件设备都可以成为限制中国发展、控制技术转让进程的手段。 [关键词]航空技术转让 飞机 中苏《国防新技术协定》 1957年10月15日,中苏签订了《中华人民共和国政府和苏维埃社会主义共和国联盟政府关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子工业的协定》,简称《10月15日协定》或中苏《国防新技术协定》。目前,学术界对中苏《国防新技术协定》的关注集中于原子弹或导弹部分的技术转让,鲜有关于转让航空技术的内容。本文将综合各种史料,厘清中苏《国防新技术协定》中航空技术转让的内容、执行过程中实际转让的飞机型号以及在当时的技术水平,进而分析苏联转让的原因。 一、转让飞机的具体型号与内容 《当代中国的航空工业》明确指出:“议定转让制造权的航空产品有米格-19歼击机、图-16轰炸机和四种战术导弹。” 由于米格-19有多种改型,按规定转让给中国仿制的具体型号是什么呢?《沈阳市志-军事工业》称:徐昌裕、112厂设计室主任徐舜寿等人随中国工业代表团谈判购买米格19埃斯(米格-19C)、米格19坡(米格-19л)和米格19坡埃母(米格-19лM)飞机,并选定米格19坡(米格-19л),于10月15日签订购买全套技术资料和样品的协议。由此可以确定转让仿制的歼击机型号是米格-19л。 《当代中国空军》记载:20世纪50年代,中国空军装备的歼击机有米格-19C、米格-19л。1959年4月,沈阳飞机制造厂仿制米格-19л成功,未正式生产。根据空军需要,转而仿制米格-19C,1963年12月仿制成功,命名为歼-6。不过,中国最后大规模仿制的是米格-19C而非协定中规定的米格-19л。这是因为1958年7月,中国空军在进驻福建前线通过与台湾当局空军的实战检验后,认为米格-19л机动性差,提出需要大量灵活机动的前线歼击机(即米格-19C)。但当时中国并没有就c型飞机向苏联订货。于是从1958年12月起,112厂在米格-19л的基础上进行改型设计,综合米格-19C和米格-19л的特点,利用米格-19л的后半部,并对米格-19c的机头稍作改进以提高机动性,自行设计了一个新型号,命名为东风-102。1959年2月投入试制,9月30日首次试飞。但后来由于东风-102质量不过关,于1960年停产整顿。从1961年起,重新选择原样仿制苏联米格-19c,1963年,飞机仿制成功,即后来有大量改型的歼-6。 事实上,转让图一16的时间比中苏《国防新技术协定》规定的时间有所提前。1958年9月16日,赫鲁晓夫在雅尔塔接见中国驻苏大使刘晓,主动提出苏联可派一批带有导弹的图一16轰炸机到中国,由苏联飞行员驾驶,以便为炮击金门时提供打击力量。10月12日,拒绝了此建议,但同时表示:中国决定提前制造图-16。10月,就提前试制图-16问题致电赫鲁晓夫。随即派张连奎、王西萍、陆纲等赴苏进行具体谈判。张连奎、王西萍、陆纲等23人于11月赴苏,主要落实各项技术资料和物资供应安排,经过谈判,苏方同意加班生产,备齐物资和资料,及时发货。1959年4月,中苏签订补充协议,苏方承诺1960年上半年供应中国20架份飞机本体、40台份P-3M发动机、96项仪表等机载成品及相应毛坯材料。 因此,根据中苏《国防新技术协定》的规定,苏联向中国转让的飞机型号是米格一19歼击机和图一16轰炸机,包括提供样机、零部件、图纸资料以及指导仿制的苏联专家。 二、转让飞机机型的技术性能 苏联方面普遍认为,对中国国防新技术的转让是毫无保留的,赫鲁晓夫甚至声称:“我们给了他们坦克、大炮、火箭、飞机、海军武器和陆军武器。事实上,我们的整个国防工业都是向他们敞开的。”而中方资料则通常指出,苏联转让的飞机大都是落后的型号。那么,苏联转让的航空技术水平究竟如何? 关于米格-19的技术性能 就当时而言,一般认为是很先进的:“以爬升快,加速性和机动性好,能全天候超音速作战、火力强和易于操纵等优势装备于苏联空军部队……米格一19为一件成功的设计”;“米格-19的机动性能极其出色”;“米格-19是前苏联研制的一种轻型超音速歼击机……主要用于空战,争夺制空权,也可实施对地攻击”。 苏联于1951年开始研制米格-19,1953年首次试飞,1955年开始装备部队。这是世界上第一种进入批量生产的超音速战斗机。1956年,米格-19首次公开亮相,由于其在爬升率、加速性、机动性、操纵性等方面的良好性能,先后有多种改型:c型(昼间型)、CФ型(高空型)、п型(加装雷达的全天候型)、YIM型(发射导弹的全天候型),1961年停产。米格-19C没有雷达,于1956年投产、服役,中国大量仿制并在此基础上进行多种改型。苏联向中国转让的米格-19п于1955年投产并装备部队,加装了雷达;而米格-19пM则由米格-19п改来,从携带火炮改为可发射导弹,由于采用了米格-17пM上的RP-2U雷达和APU-4导弹发射轨等成熟技术,该型很快于1957年底生产。 由于米格-19п与米格-19пM都装备了雷达,但这两种雷达都存在不少问题,有时甚至因雷达故障使战机无法升空,而且加装雷达的米格-19п机动性较差。通过实战检验后,中国最后选择了不能发射导弹、没有雷达的米格-19C,并在此基础上做了大量改型。在实战中,歼-6表现良好,曾击落多架美制RF-101,并以负速度差击落过RF-104,还创造过平流层击落战机(无人高空侦察机BQM-147G)的世界纪录。
浅谈高职成本会计教学改革:高职成本会计教学改革的思考 摘要:本文从目前高职成本会计教学中存在的问题出发,提出成本会计教学改进的新途径。 关键词:成本会计;教学;改革 企业要生存,要发展,要获取更多的利润,就必须强化成本会计职能,采取各种有效措施降低产品和服务的成本,才能在竞争中立于不败之地。因而现代企业管理必须充分重视成本会计。教育界是成本会计理论研究和发展的基地,而高职又是成本会计实务人员的培训中心,应当充分重视高职成本会计课程的教育,积极培养高职学生的成本会计意识,为企业培养出适合时展的会计人才。笔者就目前高职成本会计教学的现状进行分析,提出几点改进的途径。 1.高职成本会计教学现状分析 1.1高职成本会计教学的特点。成本会计计算方法多,且每种方法都有一系列公式,复杂的计算,从教学、从实际工作来讲工作量都非常大。 成本会计程序复杂,图表多。成本会计的计算程序较财务会计要复杂得多。如企业成本核算的分步法,有逐步结转分步法和平行结转分步法之分。逐步结转分步法既可以采用综合结转,也可以采用分项结转,两种方法各有利弊。综合结转又可按实际成本结转或按计划成本结转。如果要弥补综合结转的不足,就需要进行成本还原工作,而成本还原是一个非常麻烦的计算过程,成本还原时,数据的汇总和分配过程中会产生许多成本计算表,而且成本计算表与表之间有数字的引用关系,彼此联系,最终计算出产品的总成本和单位成本,整个过程繁杂而具体。 1.2当前教育界对成本会计教学重视不足。在我国会计教育体系中,《成本会计》作为一门会计专业主干课程,其内容介于《财务会计》与《管理会计》之间。然而在教育界,相对于对财务会计领域的重视程度而言,一直存在对成本会计的忽视,认为成本会计附属于财务会计,没有充分认识成本会计的重要的、独立的地位。然而实际上,与财务会计相比,成本会计更加关注企业内部运营和管理,充分发挥成本会计的作用可以提高企业经济效益。成本会计课程缺乏自身的体系设计。与财务会计从初级到中级、高级的体系相比,成本会计教育显得十分单薄。 1.3高职成本会计教材尚待完善。从目前的成本会计教材上看,缺乏集成本会计工作组织、成本计算方法和成本报表编制于一体的成本会计整体应用内容,不利于将成本会计知识体系应用于企业的具体实践。成本会计教学与企业管理需要相脱节。 1.4高职成本会计教学偏重理论性,实践性教师缺乏。长期以来,成本会计教学忽视了与企业管理实践的结合,忽视了应满足企业不断发展变化的管理需要。会计专业教师实践经验不足。教师是教学的主导力量,教学质量的高低很大程度上取决于教师的素质和业务水平。事实上,虽然有部分教师参加了社会实践,但大部分会计专业教师仍是从学校到学校,理论基础不错,但实践功底较差,很难把理论和实务有机地联系起来,使实践教学不生动、不能贴近企业成本会计运行实际。学生实习机会有限,成本会计实践不足。 2.高职成本会计教学改革的途径 2.1对教材的改革。教材是学生和教师交流的主要纽带,在编写时要考虑到学习目标、案例导入、知识库、问题与思考和练习题等模块的设置。内容上及时补充最新的成本会计理论与案例,比如现在的成本会计教材就应该强调作业成本法的应用等。必须贯彻理论联系实际、少而精的原则,促进成本会计教材的创新。 2.2加强实践环节的教学,辅以校外实习基地建设。应根据成本会计的特点制订出一套行之有效的仿真度较高的模拟实践操作流程,达到提高学生动手能力、分析能力以及解决问题能力的目的。为了使学生重视实践环节,教师应给每个学生在实践过程中的表现打分,并占到总成绩的相当比例,同时安排好实践教学时间。其次,有条件的学校可以同一些企业进行联系和洽谈,比如学校可与企业签订用人协议,为企业量身定作培养会计方面的对口人才,以此为条件,将该企业作为学院的实训基地。在有经验的企业会计专业人士指导下教学生学会以下内容:从建立成本账户开始,然后是生产费用的归集与分配,生产费用在完工产品和期末在产品的分摊,接着形成产品总成本和单位成本,编出成本报表,直至进行成本分析、控制等。最后,教师在实践环节之后,应做好总结和评价工作,将实践环节纳入考试考核范围,并占有一定比重,进而完成成本会计实践教学体系。 2.3加强成本会计案例教学。案例教学法是一种具有启发性、实践性,能提高学生决策能力和综合素质的一种新型的教学方法。要想增强学生的成本会计意识,培养符合时展的会计人才,就必须加强成本会计案例教学。案例教学中的教学案例必须含有一定的问题,即思考题。思考题由浅入深,引导学生顺着教师的思路去思考问题,启发学生独立思考的能力,从而达到我们的教学目的。同时需要注意的是,在进行案例教学时,应先要求学生掌握成本会计的基本理论和方法,并辅以一定的作业,而后再结合案例教学,才能加深对所学知识的理解和运用。创新教学方式,实施分阶段式多元化教学。《成本会计》是一门实用性很强的专业课,不能一味地采用传统的"填鸭式"的讲授法。可以采用案例教学、校内模拟实习,改注入式为引导启发式、讨论式,充分激发学生学习兴趣,培养学生理论联系实际的能力。所以,对于不同层次的教学内容应该根据其内容特点采用不同的教学方式,实现理论讲授和现场调查、案例教学、模拟实习的分阶段式多元化教学。 2.4建设高素质的成本会计师资队伍。高职院校的会计教师肩负着培养一线会计人才的使命与责任,会计师资队伍的综合素质和专业技能直接决定着高职院校培养的会计人才的质量。高职院校师资引进应以高学历、高职称、"双师型"为主要对象,师资引进的重点:一是满足教育教学和专业建设基本需要的人才;二是选派教师到相对先进的高校进行专业进修;三是鼓励教师到企业一线顶岗实习,以弥补其实践经验缺乏的不足;四是聘请行业企业的专业人才到学校担任兼职教师,如从会计师事务所、审计师事务所、税务师事务所以及上市公司、大中型企事业单位财会部门中引进或招聘注册会计师、注册审计师、注册税务师、财务总监、财务经理、总会计师、财务负责人担任客座教授,并将这些企业建成院外会计实践基地,安排师生到会计现场实践,丰富师资队伍。 浅谈高职成本会计教学改革:高职成本会计教学方法的改革与创新 摘 要:课堂教学改革与创新是实现教学目标的核心,但是教学改革与创新不能搞一刀切,必须基于课程教学的特点,选择真正有助于将“教为中心”的课堂转变为“学为中心”的课堂模式,提高学生学习的效果和学习能力。本文以高职成本会计课程为例,结合笔者自身多年的教学积累,谈谈该课程教学方法改革的具体做法。 关键词:课堂教学;创新;成本会计 浙江省教育厅于2014年9月出台了高校课堂教学创新行动计划,要求建立以学生为学习主体的课堂组织模式,提升学生课堂关注度,培养学生学习主动性和学术兴趣,因此课堂教学改革与创新也成为各高校2015年的重点工作之一。笔者认为课堂教学改革与创新必须基于课程教学的特点,找到合适的切入点才能达到预期的效果。成本会计课程是会计专业的必修课,在会计职业教育体系中占有相当重要的地位,但是目前教学模式下培养出来的成本核算人才与企业实际需求之间的差距还是值得人深思的。 一、成本会计课堂教学的现状分析 成本会计是一门专业性和系统性都较强的课程,尽管教学内容更新速度不算快,但是计算的方法多、计算量大,导致学生接触该课程后容易产生畏难情绪,如果课堂教学的方法不得当,该课程的教学效果往往就达不到预期的效果。从常规的成本会计课程课堂教学情况来看,普遍存在以下几种现象: (一)学生对本课程的教学目的不明确 成本会计中最基本的职能是成本核算,成本核算流程和方法的掌握需要学生熟悉和了解企业的生产工艺过程和特点、管理者对成本计算的要求等,但是我们的学生与生产企业的接触很少,对成本计算方法的学习是在抽象和虚拟的状态下完成,即使将费用的分配方法学会了也不会具体应用到实际的成本计算当中,因而学生的课堂学习缺少基本的源动力,导致课堂教学很多情况下教师以完成教学任务、学生以通过考试为目的,很难达到企业对成本会计岗位的基本要求。 (二)教材的编写过于注重成本计算方法的讲解 现在的高职教材编写虽然提倡以项目导向、任务驱动,但是很多教材也仅仅是改变了教材编写的形式。就成本会计教材而言,也大多是先介绍各种费用要素的归集和分配,并结合例子具体说明各种方法的计算过程,然后是介绍各种成本计算方法的具体应用。这种编写法仍然是把成本会计知识体系分割开来,课堂教学以讲授每个知识点为目的,将成本计算演变成在练习本上做数学应用题,这样即使学生单个计算方法掌握再好,因为没有将各个方法在最终产品成本信息形成中发挥的功用形成系统化的认识,造成在实际工作中不会应用所学的知识现象。 (三)课堂教学仍然以教师的讲授为主要方式 传统的成本会计教学往往是先由老师讲授,学生在被动接受的基础上,通过多次反复练习后记住各种成本计算方法,而且这些方法以章节的形式出现,彼此之间的关联关系并不十分明确。这种把操作性极强的成本会计课程变成单纯理论学习的教学方式,先不说能否激发学生的学习兴趣,但是会让学生误解成本会计的实际内容,认为成本会计就是简单的数据加减,从而忽略成本会计一些必备的基础性工作和条件,更不可能达到让学生熟悉整个成本核算流程、能熟练运用计算机技术来提高成本计算的速度等教学目的。 二、成本课程教学方法改革与创新的几点做法 (一)以典型成本核算案例为主线,通过任务驱动的方式将知识点串连起来 由于成本会计的课程性质决定了课堂教学内容及教学组织的设计上必须紧紧围绕企业的生产过程展开。第一堂课最好安排学生观看生产工艺视频,有条件的话实地参观企业的生产现场,让学生对企业的生产工艺过程有一个真实的体验和感受,了解和体会本课程对企业的意义和作用。同时以一个企业实际成本核算案例作为主线,从成本计算对象的确定到费用要素的归集与分配,再到计算出完工产品成本,通过任务驱动引导学生主动学习。比如成本核算流程中的首要任务是确定成本计算对象,让学生了解企业生产工艺过程的前提下,确定成本计算对象并建立相应的明细账,通过这种方法不仅让学生真正理解了确立成本计算对象的目的和方法,也了解了成本项目和费用项目的区别。再者通过以点带面的方式,让学生在学会了案例中的方法后,进一步学习和掌握其他的费用分配方法。这种任务驱动的方式,学生对成本会计的理解不再是书面上的数学计算,而是真正理解了费用要素归集和分配的含义及方法,提升了学习的积极性。 (二)多种教学方法相结合,激发学生的学习兴趣 在成本会计课程教学中,应以提升学生成本会计基本技能为核心,一方面教学方法要多样化,将任务式教学法、启发式教学法、比较式教学法等引入到成本会计课程的教学中来,提升学习兴趣。由于成本会计实际操作中需填制大量自制原始凭证,在教学过程中可以让学生分小组设计各种费用分配表,然后展示并讨论,既可以让学生掌握费用分配的原则,还可以熟悉原始凭证的设计要素,提高会计实际操作技能。再如成本核算各个环节均包含多种计算方法,学生逐一掌握这些计算方法有较大难度,如果告诉学生这些方法的共同特点或者最主要的区别点,则学生掌握起来就容易很多。如辅助生产费用的分配方法中,直接分配法、顺序分配法、交互分配法这三种方法的主要区别就是辅助生产车间之间是否相互分配费用,将这点牢牢抓住了学生对这三种方法的掌握也就变得简单了。另一方面,传统的讲授+板书的教学方法仍需要保留和传承,虽然多媒体教学手段可以提高信息量,但是讲授+板书的教学方式更容易让学生理解和掌握各种费用分配方法的运算过程,加深记忆。 (三)将EXCEL软件工具的运用与成本会计课程教学有机的结合 成本会计的数据统计、计算量很大,而Excel通过预设的公式,可以快速完成各类复杂的运算,大大提高了数据计算的效率和准确性。教学中,我将成本核算案例的资料、费用分配表和成本核算相关的明细账以Excel的形式提供给学生,让学生在电脑中利用Excel的完成材料、工资等费用要素的归集和统计工作,并编制费用分配表、会计分录,同时在电子账簿中完成登记账簿的工作,完成一个成本核算流程的操作。将Excel软件工具引入成本会计课程,不仅可以减少学生对数学运算的恐惧心理,而且可以培养学生使用EXCEL软件工具对财务会计工作中数据进行处理和分析的岗位核心能力,强化学生会计工作岗位的职业能力,使学生能承担企业日常财务会计信息工作,提高工作效率。 课堂教学改革与实践是提升课堂教学质量的关键所在,需要每位老师在教学过程中根据实际情况不断思考和实践,让学生在“学”中“做”、在“做”中“学”,在“训练”的过程中真正提高学生的职业素养,提升胜任岗位的能力主职业生涯发展的需要,最终才能真正实现职业教育的目标。 浅谈高职成本会计教学改革:浅论高职《成本会计》“教学做一体化”改革 [摘 要]基于成本会计课程教学中普遍存在的重理论学习,轻实践教学的问题,本文结合笔者多年的“成本会计”教学经验,从《成本会计》的课程教学模式、教学方法改革以及理论与实践教学相结合三方面提出了一些高职《成本会计》课程“教学做一体化” 改革的思路和实际做法,并总结了在《成本会计》课程“教学做一体化”改革中的经验和不足。 [关键词]高职教育;成本会计;“教学做一体化” 《成本会计》课程在高职高专会计专业的课程体系中,是一门较重要的专业核心课程。与财务会计课程比较起来,成本会计的课程教学内容比较单一,主要围绕计算产品成本这一条主线来进行,同时介绍了不同的成本核算方法及其成本报表的编制与分析等内容。由于在会计从业资格证书和助理会计师资格证书的考试中所涉及的内容不多,加之在学生学习《成本会计》课程过程中需进行大量的表格计算,记忆烦琐的公式,让不少学生学起来兴趣索然,导致教学效果也大受影响。 1 目前成本会计教学普遍存在的问题 笔者在成本会计教学岗位任教多年,发现目前的《成本会计》课程教学存在一些共性问题。 1.1 课程教学模式设计不够合理 目前很多高职院校《成本会计》课程的教学模式仍然以教师为主题,将重点仍然放在理论知识的传授上,理论教学与实践教学相脱离。教师侧重于让学生掌握经验,学会模仿;而不是采取探索式教学,让学生在课堂上从案例中归纳到理论层面;学生在课堂上只是被动地接受知识,这样扼杀了学生的自主学习能力和创新能力。 1.2 教学内容的选取与设计不够科学 目前成本会计课程的教学内容侧重于对成本核算流程和方法的讲解,不同知识点的方法、公式多,又比较相似,让学生容易记混淆。不同知识点的教学内容相互割裂,不容易让学生将知识点串联起来。 1.3 使用的教学方法陈旧、老套 《成本会计》目前的教学方法仍然采取填鸭式讲授法教学,教师满足于让学生依样画葫芦学会编制和计算成本表格,学生对原始凭证的记录和流转程序以及数据之间的来龙去脉,表间的结转关系无法有一个直观了解,对实际中的成本核算流程缺乏感性认识。 1.4 理论教学与实践教学相互脱节 目前大多数高职院校开设了成本会计的实训课程,但由于实训课程是在成本会计理论课程结束后集中进行,而且主要是以校内模拟仿真实训为主,让学生通过成本会计核算软件来进行实训,学生很难区分生产工序和生产步骤,也不容易理解生产中原材料的投料方式和在产品转移方式,从而影响学生理解和掌握分步法等的计算。 成本会计实训课时较少,学生要在有限的课时里完成大量的成本会计仿真实训。面对不同成本核算对象的多个料、工、费项目,需要通过不同的成本核算表格以及不同的成本归集、分配和结转程序,学生只能望洋兴叹,满足于能按时对照实训答案完成实训,导致学生的账证意识模糊,不能很好地将费用分配结果与记账凭证对应;也不能很好地掌握成本计算单和相关成本账簿之间的结转对应关系;更无法对实际成本核算工作流程形成较全面的感性认识,对成本管理,成本控制等职能的训练更是缺失。 综上,笔者试图通过《成本会计》“教学做一体化”的教学改革探索与实践,尝试重组课程内容,将按照成本核算工作过程与步骤展开的课堂理论知识串联起来,使缺乏实践经验的高职生在仿真实训环境中学习理论知识,提升学生的综合应用与分析能力。 2 《成本会计》课程“教学做一体化”模式改革的思路 2.1 改革教学内容 在教学中,依据成本会计岗位及其工作过程的特点,结合会计从业资格证和助理会计师职业资格考试的具体要求,将《成本会计》学习领域的教学内容优化整合,合理创设六大学习情境:费用要素的归集与分配、品种法、分批法、分步法、分类法和定额法。根据由简单到复杂的学习规律,按照从单项到综合的方式排列六大学习情境,教学内容既相互独立又层层递进。再将学习情境根据工作任务分解成若干项目,并根据每项工作任务,设计教学案例和单元实训。积极注意调查学生的反馈,并对教学内容进行调整改进。 2.2 改革教学方法 在教学中应改变传统的“以教师为主导”的灌输式教学方法,根据不同的教学项目,结合学生特点以及教学条件,机动灵活地运用比如模拟仿真教学法、边讲边练教学法、案例式教学法、技能竞赛教学法等多种教学方法,将教学内容与企业实务有机结合。 比如,在讲授职工薪酬的归集与分配方法时,鉴于学生在《财务会计》课程中已学习过有关内容,笔者在课堂上采用模拟仿真教学法,先给学生用挂图展示职工薪酬核算的业务处理流程,然后将学生分为几个成本核算项目小组,直接给出仿真模拟企业的职工工资凭条、职工薪酬汇总表、计提五险一金、工会经费、职工教育经费汇总表等原始凭证,要求学生自己为企业编制企业职工薪酬分配表。学生根据下达的工作任务,查阅相关资料(主要是教材),按照岗位进行核算,完成相关成本单的计算,同时完成相关账务处理。 2.3 实现“教学做一体化”教学 在成本会计“教学做一体化”的教学中,合理分配理论教学与实训教学的课时比例,适当增加实训课程的教学时间,并在教学实施中将理论教学与实训教学紧密结合,变学生的被动式学习为主动式学习,增强学生的主动学习能力。大量采用案例式教学和边讲边练教学法,模仿企业的会计核算环境,给学生分配相应的成本会计核算角色,布置成本核算任务,使学生能够积极主动地投入课堂,相互讨论,进而完成任务。 在教学中,教师还要大力加强实践教学,以培养学生的创新能力。鉴于成本会计属于内部会计,设计企业的商业机密较多,学生很难找到在企业实习的机会,成本会计实践教学只能以校内实训为主。在成本会计实践教学的设计上,参照成本会计岗位的职业资格标准,设计三个层面的实训。 (1)“单项手工实训”。根据成本会计不同的费用要素的归集与分配核算任务,设计单元实训任务,分发记账凭证和成本费用账页,教师在讲授完理论教学内容后,在课堂上要求学生随堂进行单项实训。 (2)“综合手工实训”。将三个基本的成本核算方法――品种法、分批法、分步法和两个辅助成本核算方法――分类法、定额法重组在一起进行实践教学。按“建账―编制记账凭证―登记账簿―编制成本会计报表”的成本核算工作过程组织教学,使学生对整个成本核算流程和账证表之间的对应关系有一个完整、清晰的理解和掌握。 (3)“企业模拟仿真实训”。“企业模拟仿真实训”通过成本会计教学实训软件来进行成本核算电算化实训。在学生实训过程中,教师要按照成本会计岗位职责将学生分成组,分阶段规定实训任务,对学生进行轮岗实训,并分阶段检查学生的实训效果,解答学生在实训过程中的疑难问题。 除此以外,教师在教学中还要注意开发高水平的成本会计多媒体辅助教学课件。在研发教学课件时要突出各成本核算流程的整体性,对成本核算流程可设计一些动画,以增强趣味性;并鼓励和引导学生通过Excel软件设计成本核算计算模板;利用班级QQ群以及微信等现代通信设施与学生在课下保持联系,增进师生互动。 3 成本会计“教学做一体化”教学改革实施的效果 笔者在湖北生物科技职业学院会计与审计专业2011级、2012级学生的成本会计教学中实施了接近2年的成本会计“教学做一体化”教学改革,根据学生的学情和课堂实践效果的反馈,笔者重新构建了成本会计教学内容,设计了能较全面地反映学生理论知识水平与实践操作能力的综合考核评价体系;撰写了成本会计课程教学标准;制作了精美的PPT教学课件;并对所有成本会计学习情境编制了Excel成本核算模板;编写了一套比较实用的成本会计实务教材与习题册,该教材在使用中获得了学生的好评。 成本会计“教学做一体化”教学改革也提高了教师的执教水平和学生的技能。2013年和2014年,笔者连续两年担任指导教师,带领湖北生物科技职业学院2011级和2012级会计与审计专业的各四名学生参加湖北省教育厅主办的湖北省高等职业院校会计技能大赛,在2013年,生科代表队在大赛中荣获团体二等奖,并荣获成本岗位二等奖;在2014年,生科代表队在大赛中荣获总分第二,团体一等奖的好成绩,笔者也在该次大赛中荣获优秀教师指导奖。 4 成本会计“教学做一体化”教学改革实施的问题 笔者在教学改革项目的实施中,也遇到了一系列还需要在未来解决的问题,比如:如何全面提高学生的技能素质?如何将学生运用Excel编制成本计算表和成本报表的技能与成本会计课程常态教学相融合?如何进一步提高教师对于成本会计案例的编写水平;减少理论教学实践不等于降低理论教学质量,如何做到在课时不变的基础上,将理论教学与实践教学的比重调整到最优?如何更好地对学生的成本会计模拟仿真实训进行管理,以提高学生的实训效率。这些都是笔者在未来的成本会计“教学做一体化”教学实践中所要继续关注的问题。 浅谈高职成本会计教学改革:高职成本会计行动导向教学改革的实践 【摘 要】本文结合重庆第二师范学院近年来在成本会计课程开发与设计中运用行动导向教学模式的实践,总结了如何确定课程设计思路、选定课程内容以及组织课程内容的原则,以及如何通过改变课程教学模式、完善课程考核机制、加强师资队伍的建设来实现该教学模式。成本会计行动导向模式的实施,使得学生专业素养和实践动手能力增强,受到用人单位欢迎。 【关键词】成本会计;行动导向 我国高等职业教育虽然历史不长,但发展很快,工学结合、产教结合,学校与企业深度融合构成我国目前高等职业教育人才培养模式的特点。目前,从中央到地方,从政府到企业,都明确了高职教育目标应是:按照实用为主,够用为度的原则,以岗位所需知识为目标,培养学生完成目标岗位工作的能力。成本会计作为高职会计专业的一门主要专业课程,如何适应这一需要?成本会计教学如何在有限的时间内最大限度地调动学生的学习积极性,提高学生的应用能力,注重学生的专业能力与就业市场的对接,这是每一位高职院校会计教师都在思考的问题。 重庆第二师范学院经济与工商管理系长期以来,注重培养学生的实践动手能力以及基本的会计理论知,使学生综合素质和会计职业判断能力不断提高。2006年成为重庆市教改试点专业,自2008年以来平均每年学生职业技能大赛、创业大赛等获奖十多项,这些均与我们一直重视和坚持专业课程教学模式的改革与实践不可分的。 一、成本会计行动导向教学模式 通过几年的改革与实践,逐渐开发形成了符合实际的、具有可操作性的成本会计教学模式:(1)围绕成本会计岗位职责展开课程设计(2)根据企业需求并结合学生后续发展的需求去确定课程内容;(3)按照工作项目的先后,秉承理论知识与实践技能相结合的原则来组织课程内容(4)构建“学生为学习主体,教师从旁引导”的课程教学模式(5)建立形成性考核和终结性考试相结合的考核机制(6)重视“双师型”教师的培养。 1.课程设计的基本思路。课题组在与企业专家共同探讨,明确成本会计岗位工作基本职责,发现成本会计的工作重点是核算和分析。而结合高职高专学生特点,确定本门课程的核心是正确进行成本核算,并根据工作过程分解成若干项目,进一步细分为模块。模块的编排大致采用“导入案例-理论知识的讲解-XX的核算实例”三个部分。 2.课程内容的选取。(1)根据企业的岗位需求来确定课程内容。由于成本核算差错会直接导致企业的损失,因此,成本会计岗位人员的基本职能首先就要求掌握基本的核算程序。从企业成本控制的角度看,准确的成本核算是进行成本控制的基础。而在成本核算过程中,难点之一即是会计数据之间的对应、稽核关系。本课程的内容不再是简单的对数据的计算,而是以各项会计数据以报表为载体进行传递,因此,教学内容的选定重点考虑了原始凭证的编制以及其与记账凭证的衔接。(2)根据对学生可持续发展的要求来确定课程内容。本专业学生毕业条件之一即是通过会计从业资格考试,并鼓励学生在校期间通过助理会计师考试。助理会计师对会计科考试的内容,由财务会计、成本会计、财务管理三门课程所对应。本课程教学内容的选取上涵盖了助理会计师考试初级会计实务课程考试大纲成本核算部分的内容,此外,会计实务界顶尖的注册会计师考试、注册税务师考试科目均涉及成本课程的内容,通过本课程的学习,可以为学生顺利通过助理会计师考试奠定基础,为学生将来的可持续发展创造条件。 3.课程内容的组织。(1)按照工作项目的流程组织。在实际工作中有些工作项目之间存在着顺序的要求。比如说生产成本在完工产品和在产品之间分配,得到本月完工产品总成本以及单位成本之前,必须完成生产要素的分配、辅助生产成本的分配、制造费用的分配。因此,在,在教学过程中,组成产品成本的费用分配就应放在生产成本在完工产品和在产品之间分配之前进行。(2)将理论知识与实践技能结合讲解的方式来组织。以往的做法是先讲理论后讲案例。这种情况下,学生由于欠缺感性认识,很难理解这些理论。然而如果是先直接讲案例,再总结引出理论,则学生在做实践项目时由于不知整个操作流程,而只能被动地跟着老师的引导去学习,导致学习效率低下。本项目的做法是将各个项目相应模块的编排大致按照“导入案例-理论知识的讲解-XX的核算实例”的讲解过程,将理论穿插到企业成本核算的操作过程中去进行讲解。 4.课程教学模式。传统的教学方法往往是“教师讲授为主,学生被动接受”,这种方法知识容量大,但课堂气氛沉闷,不利于学习主动性的唤起。本项目采用了“案例教学法”、“角色扮演法”等多种教学手段,通过师生的互动,激发学生学习成本会计主动性。例如在讲解项目“销售成本的确定”时,可以用“角色扮演法”来进行阶段性总结。设定角色销售人员、产成品仓管员、会计人员等角色,要求学生分组分角色扮演,使学生从整体上把握企业生产流程和成本核算。 5.课程考核。教学考核中,建立形成性考核和终结性考试相结合的机制。平时成绩由上课考勤、回答问题、课堂作业、学生自主测评得分(即由学生根据自己的学习情况,自主撰写实训报告、实训日记)组成,占期末总评成绩的40%,期末终结性考试占总评成绩的60%。 6.师资队伍。通过组织专业教师考取各种资格证书、参加培训班,到企业挂职锻炼等形式培训了“双师型”专业教师。现在,执教成本会计课程的专业教师,除开高校教师资格证书之外,均已取得了注册会计师、会计师等各种职业资格证书。 成本会计行动导向教学模式从2010年在2009级学生开始实行,目前正将行动导向教学模式逐步运用于本专业的其他专业课程教学中。通过这三年来的实施和不同改进,学生的实践能力提高很快,并取得了显著效果。 二、教改实施效果 通过系列教学改革措施,学生专业素质扎实,实践动手能力较强,得到了周边会计师事务所、公司的一致好评。比如重庆方舟事务所负责人就明确表示非常欢迎我院毕业生。而且用人单位明确反映施行教改后毕业生的质量较施行教改前的毕业生专业能力有所提高,岗位适应周期变短。 成本会计课程是助理会计师考试内容“初级会计实务”的重要组成部分,课程的改革有效地促进了专业证书考试。教改前我校学生助理会计师通过率一般在15%左右,而教改实施后这几年来本专业学生考试通过率均在45%以上。而助理会计师考试通过率一般为11%左右。同时,本专业学生参与各级各类竞赛取得了很好的成绩,在各项国家级、市级竞赛中共取得奖项合计15次。 教改的实施促进了教师教学水平的提高。本项目教师在市级、校级各类教师技能竞赛中,共9人次获奖,并多人次受邀担任市级技能竞赛评委。 三、问题和思考 在教改实施的过程中,我们注意到:企业的需求逐渐变化,对人才的要求越来越高。对于在校的学生,各高职院校可以通过修改教学计划去适应企业的需求。但对于已经毕业的学生,他们又怎样去应对企业的需求?这个问题的实质关系到高等职业教育的人才培养目标的定位。 我国目前对于高职教育的要求是培养高技能应用型人才,各级各类教改也围绕着这项目标展开。国家教育管理部门对于高校的考核中权重最重的指标就是毕业生就业率。企业只需要满足自己需求的人才,因此,就业率是能反映社会对高等教育的认可度。但是,随着经济的发展,技术的更新换代的速度在加快,这种情况下,毕业学生对新技术的学习能力强烈、掌握速度快慢就显得非常重要。因此,对于高职教育的要求,应当综合考虑毕业生就业率以及后续发展能力。当前各高职院校开展的各级教改,大都是以培养学生岗位适应能力为主要目标。因此,今后的教改工作,应当是在此基础上,还要关注如何培养学生的后续发展能力。 浅谈高职成本会计教学改革:关于五年制高职成本会计教学模式改革的探索 摘 要:随着经济的发展,企业间的竞争日益加快,其中的成本更是日趋系统化、科学化。我们的高职会计教学也要认清现状,加快成本会计教学改革,为社会和企业培养出更多、更专业的会计人才。 关键词:五年制高职;成本会计;教学模式;创新;探索 如今企业规模日益扩大,市场竞争日趋激烈,企业为了在竞争中生产和发展,除了加强对生产过程的控制,降低产品成本外,还要注意提高产品质量,不断开发新产品。正是在这种情况下,才形成了现代的成本会计,其使用率越来越高,对从业人员的要求也越来越高。因而,我们在这方面的教学也要不断地改革创新,这样才能适应社会与国家的需求。 一、认清现阶段五年制高职成本会计教学中的不足 1.对成本会计重视不足 成本会计更趋于应用,在企业管理中起着举足轻重的作用,但是,高职院校中的成本会计教学由于长期受应试教育影响,现阶段的会计教学没有将其作为教授的重点,很多教师也没有投入过多的精力去学习与教学,师生的重视力度都不够。 传统的高职会计仍以课堂教学作为中心环节,课堂教学基本上是“教师讲,学生听;教师写,学生抄;教师考,学生背”的灌输模式,费时费力,导致学生动手能力差。 2.教材的实践性不够完善 成本会计发展于近几十年,并在发展中不断融入新的理念,其制度与操作都有着不断的变化,可是我们的教材依旧是以前的教材,内容陈旧,形式呆板,实用性不强。导致教出来的学生只能考试,而不能从事简单的成本会计操作。 传统的高职会计教学模式套用了传统的成本专科会计的教学思想,基本上仍是“学术教学”,有的只是简单地把“培养适应社会主义现代化建设需要的专门人才”改为“培养适应社会主义现代化建设需要的应用型、技能型人才”。 3.创新意识不强 成本会计要求在实践的基础上,对企业的成本进行收集、核算、分析,从而实现成本控制与成本预算的目的。但是,在教学中的成本会计,数据是现成的,公式是统一的,核算是一成不变的,因而学生无需创新,只要模仿、套用就可以了。 4.教学与就业脱节 传统教学模式中的成本会计教学内容,更趋于考试与考证,与实践应用的成本会计相差甚远,导致我们所教出来的学生无法胜任会计职务,甚至放弃会计专业。 二、社会经济发展对现代成本会计教学模式的要求 1.从实际出发 现代高职会计教学模式针对的是会计职业工作岗位,若将岗位分解,就是面向工作岗位要求的技能模块。从教学主客体上说,现代高职会计教学模式是面向学生、以学生为本的;从具体内容上说,现代高职会计教学模式的教学内容就是会计职业工作岗位模块及其组合。 2.结构合理 教学模式是指向教学结构的,是影响教学目标达成的诸要素在一定时空结构内或某一教学环节中的组合,这就要求纵向教学结构要顺序衔接,横向教学结构要结构合理,教学模块要组合恰当。 3.实践技术信息化 建立以单元知识与技能为系列的会计教学单元库、模块库,建立会计模拟实验室,增加内容全面、样板性强的多层次、多方位的综合性实验项目等,扩展实验项目内容,使之包括会计核算、财务管理、管理会计、审计、税务、金融等,提高实验室硬件的档次,配备专职的实验员,实现会计实验室的现代化、规范化和制度化,组建模拟公司、计算机中心、多媒体教学系统等。 三、以社会需求为指引,创新改革成本会计教学模式 1.引入项目教学法 项目教学法是指从学生实际应用技能出发,将学生在校期间应掌握的技能分成若干个项目,每个项目的结构形式均围绕该技能,与就业岗位工作任务密切相关的行动化学习任务。项目教学法需要把书中几个重要知识点分为几大项目,例如根据成本会计具体核算内容将核算方法分为品种法、分步法、分批法,将这几种方法确定为应完成任务,明确各项目学习目标与工作任务,将掌握理论知识和实践技能等作为项目教学法的目标,提高学生的综合素质和职业技能,激发学生的学习兴趣,满足高职高专人才的培训需求,同时也是满足企业对职业技能型人才能力素质的要求。 2.应用图示教学法 成本会计教学内容从宏观角度来说,一是成本核算部分,二是成本控制与管理部分。成本核算部分可以采用项目教学法进行项目分析学习,而成本控制与管理部分可以应用图示教学法。图示教学法可以使教学内容形象化,抽象理论具体化,零碎知识系列化,便于学生理解和掌握知识。如辅助生产成本、制造费用等一般期末转出后结平,生产费用最终都归集到基本生产成本账户中。这时可以使用基本生产成本的“T”字账户,使得结转过程形象生动,学生可以清楚地看到生产成本是从哪结转,要结转到哪去的过程。 3.运用多媒体教学 由于成本会计核算公式多,费用分配表、费用明细账和成本计算单多,用黑板板书不仅非常浪费时间,而且也不可能将所有表格都板书出来。而多媒体教学,可以通过教学课件的使用,激发学生的学习兴趣,更直观地演示教学内容,加深学生对理论教学的理解。多媒体技术在会计教学上的应用是会计教学现代化的需要和发展趋势,多媒体计算机网络辅助教学系统作为现代教育技术发展的集中体现和重要组成部分,以图、文、声、像并茂,具有直观、具体、 生动和使用快捷、方便等特点。通过多媒体教学,可以将事先制作好的公式、费用分配表、成本计算单等在教学过程中一一展现。在教学过程中,也可以较迅速地将前面所学知识点调出,加深巩固学生印象。并且可以和当今制造业的发展形势结合起来,利用多媒体播放企业生产全过程,使学生形象直观地了解企业工艺流程以及成本计算的全过程,这样可以改变过去单一的教学方式,激发学生的学习兴趣,提高教学效率。 4.改革考核方式 根据高职高专会计专业的培训目标和课程设置特点,应采用以考核知识的应用技能与能力水平为主的,理论考试与实践技能考核相结合的课程考核模式,以促进学生综合能力的培养。加大实训力度,开设仿真手工会计模拟实训,及时发现学生在学习中遇到的问题和困难,充分调动学生学习的积极性、主动性,提高学生的学习质量。 现代高职成本会计教学模式是高职会计教学的核心问题,构建现代高职会计教学模式是一个复杂的系统工程。同时,成本会计课程教学也是未来会计学的发展趋势,因此在教学中我们必须要实施以“学生为中心,实践为主体”的教学思想,不断改革创新教学模式,为社会和国家培养更多、更适用的新型财务专业人才。 (作者单位:江苏省南通商贸高等职业学校)
电子技术论文:教学改革下模拟电子技术的论文 1趣味实验,提高学生学习的感性认识和积极性 高职院校的学生并不擅长纯理论的学习,如果在学习模电这门课程时,先进行一些感性认识的教学环节,他们往往更容易学习这门课程。科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”。因此,在讲授模电这门课程时,在讲完绪论以后首先由老师做一些电子方面的趣味实验,以激发学生的兴趣和好奇心,以增强学生学习这门课程的积极性。如果有条件让学生到实验室动手做一些较简单的电子实验,这些实验不仅能提高兴趣,又让他们认识了一些电子器件及特性,使今后在讲授各种电子器件时不再空洞乏味。 2要引导学生进行思维方式的转变 模电作为一门技术基础课,有其自有的特点和规律,其课程更重视理论与实践的结合。一般教学计划都是电工基础安排在模电课程之前来作为模电的基础课程,但如果不加分析地用电工基础的分析方法去分析模电,可能不会得到正确的结论。模电的理论有其自身的特点,表现在:第一,模电主要的电子器件二级管、三级管都是非线性器件,这与线性电路的分析和计算是有很大区别。第二,模电的分析都是直流加交流的分析方法,即直流通道和交流通道。直流通道决定静态工作点,而交流通道是信号的通道。第三,反馈网络是模电经常使用的电路,不管是运算放大器还是振荡器都必须有反馈网络的构成。以上几点正是学生学习模电的难点,因此在讲课过程中,要让学生了解这些特点与难点,调整思维方式和学习方法,使学生能够正确把握这门课程的学习特点。以下通过几个实例说明如何引导学生思维方式的转变。 2.1非线性电路与估算 在模电中常用的二极管、三极管的伏安特性为非线性,一般称为非线性元件,而电阻、直流电源的伏安特性为线性,一般称为线性元件。在模电中线性元件与非线性元件共同组成各种电路,那么电路的计算问题在电工基础中并未涉及,那么计算这种电路目前使用估算法、图解法。有的同学往往提出为什么不用解析法,而那样计算的不是更精确吗?在讲解这类问题时要给学生讲清楚估算法在工程计算中是非常重要的,它能使有些计算问题变得简单,能较快地解决实际问题,而用解析法,一是目前学生的数学知识不能解决这种问题,二是如果能用高等数学的方法解决,但过程过于繁杂,虽然计算精度高,但与估算结果差距不大。因此在这里要让学生思维方式有一个转变。 2.2放大电路的直流通路与交流通路 在模电的放大电路中,直流通路和交流通路的分析也是模电独特的电路分析方法,由于二极管、三极管中PN结死区电压的存在,必须在交流信号通过放大电路时有一个直流电压及电流的存在,这样才能保证交流信号不失真地通过放大电路。这也是学生需思维转变的一个重要方面。对于三极管、电阻、电容、电感、电源等电子元器件,它们分别在直流电及交流信号激励作用下的不同响应决定了它们在直流电及交流信号中所起的不同作用,这些都是分析复杂放大电路的基础。很难想象不清楚放大电路直流通路和交流通路的学生能够学习好这门课程。 3通过课程综合实验提高学生的整体水平 由于模电是一门与实践联系非常密切的技术基础课,通过一些综合实验来提升学生的理论水平和实践技能是非常重要的,因此在课程讲完之后,笔者就安排一个超外差式收音机综合实验来提升学生模电的理论水平和实践能力。读图——提升学生的读图能力,课上讲的模电电路一般是各类单元电路,如共射基本放大电路、振荡电路、功率放大电路等。通过综合实验课可以将各个电路串成一个整体,笔者通过对一个超外差式收音机电路图进行整体讲解和分析,来提升学生模电电路的整体分析能力。一般超外差式收音机的电路组成为变频级——中放级——检波级——低频放大级——功率放大级,对照理论教学所讲授的内容,变频级对应振荡电路及基本放大电路,而该放大电路又工作在非线性区属非线性放大,这样才能混频输出差频信号,在这里还要补充讲解一下放大电路的非线性特性及应用,这样使学生对三极管有了更深刻的认识,平时常常强调放大电路要工作在线性区,似乎非线性区是不可用的、多余的,但通过这样一个实例让学生明白,三极管放大电路工作在线性工作区时可进行线性放大,工作非线性区时可以进行混频等应用。这样一级一级来分析后面的中频放大电路、检波电路、低频放大电路、功率放大电路等。实践证明,通过整体电路的分析与讲解,学生的读图和分析能力得到了明显的提高。 4结束语 通过对模电教学的改革,教学效果有了明显的改善。趣味实验提高了学生的学习兴趣,综合实验提升了学生的理论水平和实践能力。因此只要精心设计,合理安排教学的各个环节,不断改进教学方法,模电教学水平会得到很大的提高。 电子技术论文:中职电子技术课程实施的方法技巧 随着中职学生数量的增加,学生的管理,尤其是职教类课程主干课程的改革势在必行中职电子课程的设置和实施成为主要内容。面对生源素质的急剧下降,我们必须要改革课程以适应当经教育发展的形式。当前学生的现状是基本素质较差,学习成绩较低,并且有部分学生厌学情绪严重,没有学习的积极性,甚至有的学生认为专业课是可有可无的,所以对专业课抱着可学可不学的态度。 我们中职学校设置的专业课一般来说基础性很强、操作性强,需要学生具有很好的素质,包括较好的逻辑性、物理思维能力和极强的动手操作能力。可是面对当前学生的现状我们应该注重学生能力的培养。作为电子技术教师,我们的任务更加繁重,如果说中职类机械加工类的专业课是宏观教学的话,那么我们电子技术教学就是微观教学,这需要我们教师能够尽可能地将微观的内容宏观化,尽量还原专业课的实践性的特点。我们在课程实施过程中要坚持把学生的基础知识和课堂实践相结合的原则,从而使我们学校的电子课教学受到领导的好评和兄弟学校的效仿。 一、借助多媒体教学,实现情境化教学 电子技术教学是基础的理论知识教学。在课程讲授过程中,适当地运用现代教学手段,可以把抽象的、微观的知识转化为具体的、宏观的事物,利于学生接受。我们职教类学校在这一方面采用了很多具体可行的方法,这里就不再多说了。但是一些饮鸩止渴的方法是不可取的,如一些学校在授课中为了提高学生的兴趣,一味地迎合学生的畏难心理,在课程设置中删繁就简,不再设置基础理论课,而是直接开设实践性强、适用性很强的技能课,使学生的技能课成了无源之水、无本之木。这种回避主要矛盾的做法还在某些学校推广,极大地影响了职技类学校的办学声誉。我们学校在课堂设置上不能任意改变课程,不是每一个中技生毕业后就能去工厂就业,有的还需要学习深造。即便是直接就业也需要有很好的理论基础,我们要的不是简单的工匠,我校的做法是想法设法使枯燥的理论生动化,使学生爱学乐学。 我们充分利用现代多媒体技术和仿真技术把课本中枯燥艰深的电子电路问题直观形象地转化为立体的、运动的、多元的信息,使教学难点得到突破。我们利用多媒体计算机的动画制作将各种工作元器件的工作原理集成块的工作图制成动画,通过动画演示使学生在轻松愉悦的情境下掌握了重点。如三极管、场效应管、显像管等的工作原理是必须的基础理论知识,学生必须掌握通透,才能在实际操作中运用自如。 二、知行统一,理论联系实际 电子技术课是一门基础的实践性课程,要求我们在执教过程中,坚持贯彻知行统一,理论联系实际的基本原则,将基本理论教学和实际操作紧密集合。学生的基础知识理解得深透以后,就变成操作实践的理论基础,为什么这样操作而不那样操作,为什么先这样,而后那样……学生都能够自己作出判断,自行解决。在实际操作中我们引导学生善于观察生活,善于观察生活中的电子现象,能够举一反三,并将这些现象进行归类处理,在深厚的理论基础上发挥想象力和创造力。这样在操作和理论知识之间就能够架起一座桥梁,使基础知识能都尽快地指导操作实践,操作实践进一步补充我们学生理论知识的缺陷,实践和理论的融合才是我们教学的最高境界,然后达到融会贯通的目的。实践操作能拓展学生的逻辑思维,从而让学生更好地理解体会书本知识。这样的理论联系实际使学生既学会了基础知识同时思维能力和实践能力都得到了训练和提高。例如,在讲授《电子技术基础》中的“稳压电源”一项内容时,任课教师针对学生喜欢玩弄手机,并且经常丢失充电器这种特殊的现象,设置了为什么要用充电器呢?可不可以不用充电器呢?学生觉得也是个难题需要解决,于是学生找来万用表进行测量获知:插座上的是交流电,充电器输出的是直流电,而且不同的充电器的输出也有所不同,学生通过自己动手测量验证,对这一问题产生了兴趣,再由此提出相类似的问题,让每个学生产生学习这些知识的动力,并为之努力,每个学生通过个人努力学会了这些知识并内化为自己的能力。 三、教学中以技能训练为主线,培养学生的实际操作能力 中职学校的的培养目标是把学生培养成为技能熟练、技巧娴熟的工人,以此决定了中职学校在基础课教学中的教学重点,电子技术作为电子类主干课程应该注重实践教学。把加强学生的基本技能技巧作为教学的出发点和落脚点。在教学中多安排学生的实习做操的课时量,在时间保证的前提下,关注学生的实习效果,在实习中检验学生基础理论知识和实践操作的连接能力,检验和巩固基础理论知识教学。使学生更好地掌握基础知识理论。例如,在《电子技术基础》课程中我们的一线任课教师经常安排一些电子小制作,比如门铃、电子音乐卡等。授课教师在操作过程中引导学生运用学过的知识进行操作过程设计,然后进行实践操作,工作完成以后进行调试,任务完成以后同学之间相互交流实践成果,对每位同学的作品进行评价并提出改进意见和改进的理论基础。这样使每一位学生能够用运自己学习的知识进行具体化的简单操作,而不是作为匠人式的简单的重复,使学生在操作的过程中能够有自我独立操作的意识,增强了学生的自我意识。 在实习操作过程中通过每一位学生的自身努力,既锻炼了学生的细心和耐心,更提高了学生的认识,使学生认识到电工电子操作一定要严谨认真,一丝不苟,否则会极大影响我们的装配效果。 总之,在科技高速发展的今天,我们的电子技术课一定要站在时代的前沿,尽量适应瞬息万变的科技进步。我们在课程讲授过程中应该尽量插入一些体现当今时代的电子理论,比如3D技术、智能手机等。在教学实践中我们应该尽量开设网络课堂,利用网络查找最新的电子知识,查找电子元器件的各种功用和和特点,使学生的知识理论与时代同步,这样才能实现应电子技术课的能更快发展。 电子技术论文:电子技术教学培育学生能力 现阶段我国全面推进素质教育的目标之一是培养学生的创造精神和实践能力。在技工学校中,这方面的要求更为迫切。然而,我们过去的教学模式没有充分认识到要将学科特点和培养学生能力有机结合起来的意义,这就要求我们必须在教学中加以改进,如何结合本学科教学使学生在掌握必需的文化知识的同时,具备熟练的职业技能和适应职业变化的能力以达到素质教育的要求。笔者在电子技术基础教学中做了一些尝试,谈谈自己的体会。 一、重视基础知识的传授,提高学生的专业能力 电子技术基础是一门专业基础课,专业性、理论性较强,内容涉及面广、术语多、图形符号也不少,这些都是电子类专业交流的技术语言,是设计使用的共同标准。而学生学习起来比较枯燥,如果一味地灌输,就会使课堂变得机械乏味,会导致学生厌学情绪的产生,所以教师在课堂教学中,应把提高学生的学习兴趣放在首位,充分开发他们的智力和主动性,让学生认识到基础课程的重要性,在教学过程中使用多种教学方法,体现“学为主体,教为主导”的思想,运用启发、讨论、现场操作等教学方式,引导学生主动参与教学过程的各个环节,改变听课时的被动性和盲目性,变“要我学”为“我要学”,形成动力学习的风气,打下扎实的理论基础,充实学生的专业能力,促使学生养成基本的文化修养,掌握从事本专业职业所必备的知识和技能。 二、重视科学理论和方法的传授,培养学生的学习能力 在科学技术日新月异迅猛发展的今天,人们不仅要有知识,更需要有获取知识的能力,授人以鱼不如授人以渔,教师不仅要把教学内容传授给学生,更重要的是要交给学生打开知识宝库的金钥匙,指导学生掌握科学的学习方法是培养学生学习能力的关键。在电子技术基础的教学过程中,针对其专业性、技术性强的特点,教师要充分发挥自身的指导作用,根据学生的心理特点和兴趣爱好合理安排教学环节,介绍科学的学习方法和规律,尽可能给学生创造思考的机会,帮助学生掌握正确的学习方法,培养其自学能力,这也是实施素质教育的重要内容。目前,较为普遍采用的以传授知识和技能为教学目标的讲授法,忽视了学生的主观能动性,在引导学生主动参与教学过程,主动探索和思考方面有较大的缺陷,不利于学生素质的提高,所以在教学过程中教师要启发学生积极思维,不要牵着学生走;要鼓励学生大胆探索,不要压抑学生的积极性;要开拓学生的思路,让他们独立思考,不要代替学生得出结论。只有这样,才能促使学生形成合理的知识结构和能力结构。 三、充分利用学校各种教育途径,培养学生创新能力 利用课外活动及多媒体教学,培养学生创新能力,教师不仅需要在课堂教学中锐意开拓,创设宽松的环境,营选民主的氛围,激发学生的创新灵感,还要积极开展形式多样的课外活动,改变重课内轻课外的传统思想,积极开辟“第二课堂”。一方面通过讲座,报告,阅读资料的形式,介绍学科发展的动向,开拓创新思路,另一方面通过观看教学光盘及多媒体电子课件,让学生了解计算机,网络技术与电子技术之间的联系和发展,并指导学生开展小发明、小制作,把本学科知识应用到日常生活中,例如;课外活动通过让学生装配简易收音机的制作过程,学生不仅认识了各电子元器件外形及其作用,了解电路的连接,练习了焊接技术,更重要的是对作品有了新思路,表现出一种追求创新的意识和心理倾向,从而培养学生的创新能力。 四、重视科学、技术、社会关系的教学,提高学生的社会能力 教师要指导学生努力挖掘自身的潜力,意识到提高各项技能和素质的紧迫感、危机感,在学会专业的同时,努力学习和掌握更多的技能,争取成为“多面手”,以提高自身的职业转换能力。各学科都应将自己的教学内容与企业、社会实际结合起来,特别是专业课的教学,建立一个专业课程教学指导委员会,能增强针对性,而避免盲目性。目前学校教育存在教学与生产严重脱节的现象,学生学习的知识有些在企业用不上,而企业需要的知识有些学生又没有学。以市场为导向,让学生尽快适应社会需求,必须在教学中注重将科学技术与社会关系相结合,提高学生的社会能力,在电子技术教学中采用以下几种方法: (1)建立专业课程教学指导小组,把教学内容与企业、社会实际结合起来,有目的、有针对性地改革和选择基础教学内容,重点突出、详略分明地处理教材,恰当地安排教学课程,使基础知识更好地为专业课程服务,也为培养学生的应变能力奠定了良好的基础。 (2)进行教学实习的综合测试,以5~6人为一组,分别安装一台筒易半导体收音机,最后以小组总成绩来评分,借此检验他们的综合分析能力、专业技术能力、解决问题的能力以及善于与人协作的能力,充分发挥学生的个性、独立性和创造性,让他们明确群体工作协调的重要性。 (3)根据学校所提供的实习就业机会进一步锻炼学生的社会能力,经过两年的理论学习,学校将推荐学生实习。近年来,我校推荐外出务工的很多企业都是电子类企业,为了使学生能够选择到一个适合自己的实习岗位,尽快适应社会发展要求,使学生毕业后获得一个满意的就业岗位,让学生在工作中锻炼自己、提高自己,把自己所学的电子专业知识尽量应用于工作实践中,转变为实际能力,从而去寻求更适合自己事业发展的空间。 当今社会,科技迅猛发展,社会加速进步,产业结构升级,专业、职业内涵发生了巨大的变化,要求劳动者具有跨专业、跨行业工作的能力,适应复合型岗位要求,掌握多种技能与知识及适应劳动力市场变化的职业应变能力与创业能力等。总之,培养学生的能力是信息时代的需求,也是学生发展自我能力的需求。这就要求 老师们不断地探索,不懈地努力,更需要学生自身的努力。 电子技术论文:电子技术在矿产中的运用 煤炭资源是我国现代化建设的基础能源,煤炭现代化建设中,矿井电力系统起着重要支配和主导作用。在我国的一次能源消费结构中,煤炭约占70%~75%左右,预计2050年仍将占50%以上,煤炭企业是电量使用大户,国有重点煤矿的原煤电耗吨煤达到40kW左右,年产150万t矿井的耗电量,相当于一个中等城市的照明用电。现代化矿井的运行离不开电力资源,功耗在矿井的电能消耗中占据了相当高的比例。随着现代科学技术的迅猛发展,电力电子技术在最近十几年内悄然发展起来。电力电子技术已成长为能源技术、电子技术、控制技术交叉的高新技术。其对传统工业的改造、能源的节约、高新技术的发展起到良好的促进作用。将电力电子技术应用于现代化矿井建设的过程中具有重大意义[1]。 1电力电子技术应用 电力电子技术是20世纪初提出的,经过长期发展,实践检验,其形成独立的学科和技术产品是在60~70年代。近几年,电力电子技术在冶金、纺织、建筑、交通、给排水、电梯、空调、机床、电源等行业的应用发展迅速。电力电子技术主要应用于电能的功率变换与控制,基础设备和元器件也在不断更新。交流电机变频调速的控制理论从PWM的单一V/F控制后,又发展出闭环V/F控制、空间矢量控制、无速度检测矢量控制、直接力矩控制等方式。技术的不断进步将促使工业和民用的装备向智能化、电脑化、数字化、网络化、集成化发展。电力电子技术的发展,使其应用于各行各业,并取得了长足的发展。20世纪70年代以来,煤炭资源在我国现代化建设的起步阶段发挥了举足轻重的作用,我国将电力先进技术应用在地质勘探、建井、采掘运输、安全管理等各个领域方面,在实践磨合中,也创新发展了新技术和新装备产品。这些产品在现代化矿井高产、高效中发挥了重要的作用,彻底的改变了生产的面貌。目前我国现代化矿井步入了新技术领域中,并且向安全自动控制、无人采掘工作面、远距离地面控制等高新技术方向发展[2]。 2电力电子技术在煤矿中应用 2.1电机的调速传动煤矿中的电机是耗能大户,并且集中在通风机、提升机、排水泵和采煤机等几个大型设备上,电耗非常大。电机是感性负载,功率因数低,负载变化大,节能的空间很大。节能的关键在于先进节能设备的使用或对现有设备的技术改造。目前的矿用提升机交流电控系统除了调速性能不理想外,其转子串接的加速电阻也消耗部分电能,而且维修量大。针对上述情况可以选择变频类的电机,充分利用电力电子技术,改造风机结构功能,提高风机、水泵的运行效率,降低维修费用和投资成本,达到节约减排的功效,使其设备高水平更新,使管理和效益显着提高。 2.2采掘机械中应用煤矿中采煤机械、掘进机械等大型装备是煤矿的重要设备,在煤矿生产中发挥重大的作用,是煤矿机械化装备程度的重要环节,由于这些设备的功率损耗大、负荷变化大,与之带来了电力资源的浪费问题。当今电力电子技术的迅速发展并成熟,将其应用于矿山采掘机械中已经非常普及。电牵引采煤机也改善了电机的启动特性,其性能、效率、可靠性均比液压牵引采煤机提高很多,采用电牵引采煤机可创造可观的经济效益。(图略)为大型现代化采煤机进行割煤工作。 2.3提升设备的改造及应用在我国大型现代化矿井中采用交-交高压大功率变频器控制绞车的开发和使用,在矿井提升设备中,应该效仿电梯行业逐步实现交流变频技术的改造,使得提升设备在控制的安全性、适应性、准确性及节电方面有较大的改善。但使用的交-交变频装置谐波大,对电网的干扰较大,功率因数低,结构复杂,需要维修的水平高,全数字控制尚未成熟。以后发展方向应选用不断出现的高压大功率的变频器新产品,同时一种利用低压普通变频器实现高压绕线电机制动和低频拖动的方法也可供选择[3]。 2.4输送机的改造及应用输送装置失效:在高产高效的现代化矿井生产中,输送带作为输送装置起着至关重要的作用。输送带与托辊之间发生相对运动产生的磨损;接触式清扫器与输送带发生相对运动产生的磨损;漏斗放煤及长物料对输送带产生冲击磨损;输送带跑偏产生的局部磨损;大块煤、矸石对输送带产生磨损。电力电子技术中的交流电机软启动设备替代液压联轴节,利用交流变频系统进行变速输送物料。 2.5矿山其它方面中应用煤矿井下照明设备,可开发成本低、电磁污染低、可靠性高的性能先进的电子整流器(如高频逆变式镇流器),绿色照明的意义更大。地面设施高效率运行,洗煤厂工艺流程中的电机传动、地面工厂、发电厂的物料输送、压缩机、风机水泵均可利用变频调速改造获得更大的社会效益和经济效益[4]。 3电力电子技术的发展趋势 我国煤矿电力电子技术起步较晚,与发达国家相比差距较大,其未来的发展趋势应该是研发具有自主知识产权的核心装置,以煤矿开采技术及配套装备为主,同时开发计算机设备专家系统,增加设备产品的通信功能,以适应综合自动化的需要,为保证矿井安全生产,煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点。电力电子技术以其特有的高效、安全、适应性强等特点在煤矿生产中得到了广泛的运用,不仅减轻了操作人员的劳动强度,而且极大提高了煤矿的生产水平和能力,创造了巨大的经济效益和社会效益[3]。 4结束语 煤炭资源在我国基础能源中一直处于主导地位,高效生产直接与经济建设相关。电力电子技术做为高新技术已成长为能源技术、电子技术、控制技术交叉的高新技术,充分利用各种先进的高新技术,彻底改造煤炭工业,使全行业迅速改变面貌。煤炭行业做为传统产业,电力电子技术得到了广泛的应用,取得了巨大的经济效益和社会效益。 电子技术论文:学生教学方法模拟电子技术的论文 1讲好“绪论”课,激发兴趣 绪论,是学生入门的第一课,如何利用这第一节课,将对以后的教学起着关键性的作用,轻松有创意的课程引入,可以带动学生对学科的兴趣并引发其学习动力,这样可以将学生的主观能动性全面发挥出来,学生也会主动的去接受学习。所以引发学生对学科的兴趣及动力就成为了这第一课的首要任务。首先要结合社会现行引领大趋势的电子产品———计算机的发明与制造过程,简介电子技术的发展史,使学生充分的了解到电子技术是一门在不断革新、不断探索的科学技术,其在以惊人的速度发展。其次,我们应举例介绍同我们生活息息相关的电子产品,如液晶电视、激光唱片、交通指示灯等,使学生知道我们现在的生活处处离不开电子技术的应用,使他们的思想在潜移默化之中由被动的接受变成主动的汲取。还有可以简介与电子技术相关的专业,使其明了电子技术在其中的重要性,让学生的思想对其产生向往。 2采用多种教学方法和教学手段,调动积极性 针对《模拟电子技术基础》不同章节的不同内容,在教学过程中,通常会选用以下几种教学方式:①多种方式的问答。问答法主要是根据学生已掌握的知识或者是实践经验,有目的性的引导提问,提出问题让学生讨论作答,有的则是为了抛砖引玉带出之后的新课程,不回答,同时根据教学进度适时的进行相关知识点的补充。②诱发求知欲,进行实体演示,演示教学是我们在教学工程中运用教学用具或者做相应的示范性试验等方式,将学生引入角色,使学生通过近距离的观摩实践将所习得的知识加深理解的一种方式,还能让学生体会到理论与实际更为贴近。③不断地练习,进行章节测验。④运用类比法教学。我们在日常的教学是将内容相近的知识点同时进行讲解,这可以培养学生的举一反三能力,同时也提高了教学质量及学习效率。⑤不断总结,巩固知识。每一章授课完毕后,要对此章的内容进行归纳总结。总结的过程同时也是一个思考过程,这对知识的梳理与加工有很好的效果。⑥提升教师的个人魅力使得学生信任、尊重老师,这对于教师的教学会起到很大的作用,个人的良好人品与修养,会得到人们的欣赏与向往,作为育人者,教师应该更为注重个人素养及人格魅力,只有拥有了渊博的才识,具备极强的综合处理事务能力,通过努力不断完善自己的行为品质。学高为师,道高为范。在学生们眼中会起到放大的效果,教师的优缺点都会被放大。⑦讲解二极管的整流功能时,就和学生说,大家听说过“整容”吧,整流和整容是一个道理。这样的话,可以激发学生的兴趣。⑧在教授新课时,避免一次讲的太多,讲一点,练习一到两节复习巩固,千万不要讲的太多,避免学生害怕学习该门课程。 3注重实验教学,提高学生的实践应用能力及创新能力 模拟电路实践教学可分为以下三个部分,基础实验、提高实验与职业技能,电工电子基础试验中心拥有创新实验室,可以让学生综合全面的掌握电工电子的综合技术,提高学生的实践操作能力。具体在实验的内容教学中,增强综合性、设计性、开放性试验比例。充分利用实验教学对枯燥无趣的理论教学进行补充,将抽象难懂的内容利用实验课中的器具实验用品进行模仿验证,加深学生对知识的吸收与理解。引发调动学生的学习积极性及兴趣。模拟电路实践课可以给学生提供丰富的实验课目,学生能够根据自身的知识积累,来选择安排实验学习。例如,放大器的Q点和动态特性的图解法是非常抽象的教学内容,经过相关程序的仿真,学生可以直观地观察到电路设置Q点的必要性,动态参数的变化规律,直流负载线与交流负载线的不同之处。根据黑龙江大学电工电子基础实验中心为不同专业安排的1周~2周的模拟电路实训,设计培训、制作电路与电源,一阶滤波器电路,基本共射放大电路,学生首先进行理论设计及计算,然后利用计算机的相关软件进行仿真,最后到动手操作、调试、焊接、制作。整个过程提高了学生的动手实践能力,并同时提高了分析问题解决问题的能力。 4总结学习方法,培养学生良好的学习习惯 《模拟电子技术基础》与其他科目有所不同,它不但需要扎实的理论基础,还要学会财务分析电子电路。首先,要让学生可以更快的适应模拟电子技术的学习。在教授知识的同时,还要培养学生正确的学习方法,提升他们的自学能力,培养良好的学习习惯。引导学生在听课前先预习的习惯,然后在课前自学过程中将教材的重点、难点、惑点等都找出来。其次,督促要求学生做好随堂笔记。指导学生如何做好笔记,使其更好地掌握知识。笔记重点记录教师讲课的,主题、重点、难点、概念,关键词,对难点进行重点标注,以方便课后的复习。督促学生复习可以防止遗忘。课后学生自主的温习课程及笔记,可以将所学知识进一步巩固同时加深理解。 5教学应有侧重点,以应用为目的 高职要重点着手于理论知识的应用及实践动手能力的培养等方面。因此,教学内容上要彰显高职教育的特点,主动适应社会需要,侧重于应用性、针对性。将知识与能力相互结合,重点培养学生的工程应用能力及处理问题的能力。基础理论的的初衷是对其的灵活运用,以必须、够用为度,以掌握概念、强化应用为侧重点。目前电子技术基础具有很浅的实用性,其技术更新的速度是无法想象的。因此授课时不可再生搬硬套之前的教学方式:首先讲解元器件的原理、特征、性能,然后对其进行分析对内部结构进行讲解,再举例说明它的具体应用。曾经对模拟电子技术基础偏重于细节,忽略了整体概念的讲解,这对培养学生的应用能力起到了副作用。因此授课时应有所侧重,重点讲解新思想、方法及应用,重点讲解所谓粗线条分析。需要与实际电路相结合,使学生对电路的应用更加了解。 6设计特色引入,激发学生兴趣 一个引人入胜的开头可以引发人们的兴趣,同 样,课堂必须有一个别开生面的开场,可以吸引学生注意力,也可以掌控学生的思维从而激发学生学习兴趣。授课时老师以非传统的方式开场,可以大幅度提升教学质量。例如在讲解二极管的单向导电性时,可以这样设计课堂开场:同学们都听说过家里用的煤气罐,煤气罐的开关有一个特殊的功能,那就是气体只能出,不能进,也就是,空气不可以进入煤气罐,只有煤气可以从煤气罐出来,这就是煤气罐的单向通气性。同样,同一种半导体器件———晶体二极管,它的作用原理和煤气罐开关一样,具有单向导电性。在讲解二极管的内部构造时,可以设计这样的开场:同学们早餐吃三明治没有,哪位说说三明治是怎么制作的,并让同学们进行讨论,因为三明治分为三层,中间是薄薄一层火腿,因此我们可以带出今天要介绍的与三明治相似的半导体器件———三极管。它能分为三个区:集电区、基区和发射区。其中发射区掺杂浓度较高,基区非型常薄,集电区面积最大。这样的开场很容易抓住学生的注意力,使课程顺利展开。总而言之,要想使学生更好地掌握《模拟电子技术基础》,就需要合理利用教与学这个互动的过程,该过程不但要求我们培养出学生正确的学习方式,还要求我们使用适当的教学方法,而一个好的教学方法是教师在教学过程中不断地探索和总结出来的。 电子技术论文:教学改革模拟电子技术的论文 一、课程的特点 “模拟电子技术”是电子信息类专业的重要学科基础课程。该课程内容丰富,既有模拟电子技术的理论分析,又强调模拟电路的工程性和实践性;既要掌握模拟电子电路的基本概念、基本电路及其分析方法,又要求对电路进行定性分析和近似分析,学会辩证、全面地分析问题和解决问题。通过本课程的学习,培养学生继续深入学习和接受电子技术专业知识的能力,培养学生系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新意识,学习科学的思维方法。因此,普遍认为该课程“入门难”,在教学过程中各个知识点的衔接以及各个教学环节的配合十分重要。 二、课程结构与基本教学要求 “模拟电子技术”是电子信息类专业及其重要的学科基础课程之一,“电路分析基础”是与其直接相关的先修课程,此外还包括“高等教学”和“普通物理学”等相关课程。“数字电子技术”、“电子线路课程设计”、“高频电子电路”、“半导体集成电路基础”等后续课程与本课程密切相关,传感器原理、嵌入式系统以及毕业设计等也与本课程的联系比较紧密。结合电子科学与技术、微电子科学与工程的专业特点,在本课程教学过程中,我们注意本课程与后续课程的内容衔接,尽量避免复杂的公式推导,注重分析问题能力的培养。 1.课程的基本结构。为使学生对电子电路建立起系统的观念、工程的观念和创新意识。首先,要培养学生分析问题的能力,使其“会”读图,能对电路进行性定性分析,其次,要求能够进行定量计算。以我院电子科学与技术,微电子科学与工程两个专业为例,“模拟电子技术”教学计划共64学时,其中56学时为课堂理论教学,8学时为实验教学。为进一步培养学生的动手能力,随后安排2周的电子电路课程设计,作为实践环节的补充。经过比较甄别,采用文献[1]作为基础教材。教材遵循“先器件后电路,先小信号后大信号,先基础后应用”的规律编排内容,为相关课程的学习打下较好基础。在应用方面,是围绕信号的放大、运算、处理、转换和产生来介绍。 2.本课程的教学内容。在教学内容安排上,除去绪论部分,笔者将课程内容分成4个单元,如表1所示。第一单元讲述常用半导体原理,及其与分立元件组成的放大电路的原理;二、三单元分别为集成运算放大电路的原理及其应用;关于直流稳压电源的内容为第四单元。其中每个单元安排2学时的实验课程,分别为三极管放大电路(单级、差分)、运算电路、反馈放大电路和直流电源,考虑与实践环节“电子线路课程设计”的衔接,仅安排验证性实验。 三、教学模式的改革思路 1.优化教学内容。我们以所选用教材为根本,考虑教学学时有限,以及相关知识点的衔接,对教学内容做了一些优化。如表1所示,第一单元内容包括半导体器件及其基本放大电路,以双极性器件为主,单极性器件的学习做好与后续课程衔接即可。其中多级放大电路部分主要讲述差分放大电路;考虑知识点的连贯性,特别是把教材第9章关于功率放大电路的内容作为分立元件放大电路的应用,与多级放大器的输出级部分一起讲授。在此,要特别注意本课程“入门难”在该部分教学内容中充分体现;例如关于PN结单向导电特点,应避免复杂的理论和公式推导,在教学时可先由线性电阻的双向导电性对比PN结的单向导电性,比较其伏安特性曲线,使其特点一目了然。随着信息技术的发展,集成放大电路的应用越来越广泛。学习第二单元集成放大电路的原理及特点,特别要注意与后续课程“半导体集成电路基础”的衔接,关于集成放大电路的原理此处应重视其外特性,重点分析集成放大电路的频率响应和放大电路中的反馈。第三单元,集成运算放大电路的应用,包括基于集成运算放大器的信号运算与处理以及波形发生与转换电路。此处应注意与“高频电子线路”课程的衔接,波形发生电路重点讲述RC正弦波振荡电路即可,在内容上要避免不必要的重复。第四单元,直流稳压电源,讲述小功率整流滤波电路和串联反馈式稳压电路,并安排2学时的实验。考虑到在本课程的教学过程中,已将关于电子线路读图的方法穿插到相关章节;没有单独安排第11章“模拟电子电路的读图”的教学内容。 2.合理安排相关知识点的教学顺序。为培养学生综合应用所学知识解决问题的能力,要明确“学以致用”的道理;即学习器件原理的目的是为了组成功能电路。遵循这个理念,合理安排相关知识点的教学顺序,深刻领会知识点的内涵是教学过程中一个重要环节。首先,针对第一单元知识点的教学顺序做了一些调整。在学习三极管基本原理后,接下来便是三极管基本放大电路的学习;其次,考虑为CMOS集成电路的学习打下基础,关于场效应管原理其基本放大电路的学习虽非重点内容,但却是必不可少的。另外,关于差分放大电路以及互补输出电路的学习,需注意与集成运算放大电路的关系。第三单元分析非正弦波发生电路是一个难点,在教学过程中应引导学生应用“电路分析基础”课程“RC电路三要素法”定理分析非正弦波发生电路工作原理,则问题可迎刃而解。“电路分析基础”课程中所学“电流节点定律”、“电压回路定律”、“线性电路叠加原理”、“戴维宁定理”和“诺顿定理”等理论是从事模拟电子线路分析的基本定理,必须牢记。 3.完善多媒体教学课件,做好板书与多媒体教学相结合。多媒体教学以信息量大、图文并茂等优点,在当前电子信息类专业课的教学已普遍采用,很多教材配套多媒体课件,甚至出现在课教学过程中完全丢弃板书的现象。但必须注意多媒体教学节奏快,学生很难有时间做课堂笔记,容易产生“夹生饭”。对此,我们首先完善了与教材配套的多媒体教学课件,根据上文3.1和3.2所述优化教学内容和知识点顺序,特别参考相关文献对一些知识难点分解、细化,经过近3年的不断完善基本形成具有特色的“模拟电子技术基础”多媒体课件。同时,对一些比较适合板书讲解的知识点,注意做好传统板书与多媒体相结合;例如二极管整流滤波、放大电路图解分析法、放大电路交流等效电路、非正弦波发生电路的过程分析等,在讲解过程中通过板书一步步地画出相关波形有利于充分理解其内涵,培养学生的学习兴趣、增强学生的自主学习和实践动手能力。 4.以能力培养为导向,充分调动学习主动性。以能力培养为导向,注重学生的综合素质与创新能力的提高。探索师生互动的课堂教学模式,提倡和鼓励学生自主学习,让学生真正参与教学。以应用为背景,采用提问的方式,激发学生学习兴趣,破解本课程“入门难”的问题。在一轮教学过程,按照“回顾要点—提出问题—分析问题—当堂小结”的顺序组织授课内容,除了要求完成相应的作业题目,每个知识点均设计1~2题小结性质的问题进行提问,并引导学生当堂解答,或作为课后作业在下次课随机抽取学生讲述该题目的解答,鼓励学生发表见解,大胆质疑。以此使学生充分参与教学,激发学习兴趣,调动其学习积极性。 5.充分利用现代教辅手段改革当前教学手段。随着信息技术的发展,现代教辅手段在教学过程中得到广泛应用。针对模拟电子技术的学习,为培养学生实践能力,坚持理论仿真与实践相结合。我们选用Multisim电路仿真软件演示相应功能电路的工作过程,以加 深理解。以此对学生选用相关仪器测试电路的方法,以及电路设计和电路故障诊断的能力进行虚拟训练。当前网络学习方兴未艾,进一步如何充分利用网络教学平台,建立教学网站,实现资源共享,进一步可开设基于网络平台的讨论,以此作为课堂教学的有益补充。在“模拟电子技术基础”课程的教学实践中,通过引入多种功能电子电路的进行原理分析,组织学生进行扩展练习,激发了学生的学习兴趣;在深入理解基本理论的基础上培养学生分析问题和解决问题的能力,为电子技术在专业中的应用打好基础。我们以制定2013版教学计划为契机,通过一系列教学改革手段的实施,取得良好教学效果。以电子科学与技术专业2012级为例,教学评价得分分别为93.26;集成电路设计和系统集成该专业2013级教学评价得分为93.13。 电子技术论文: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。 电子技术论文:模拟电子技术项目驱动法的教学 一、项目驱动教学法概述 所谓项目驱动教学法是一种建立在建构主义教学理论基础之上的教学法,学生综合素质和各种能力的提高都需要通过项目驱动教学模式来实现。该教学方法要求在教学过程中以项目为主线来展开,把相关的知识点融入到项目的各个环节中去,层层推进项目。通过对问题的深化或功能扩充,来拓宽知识的广度和深度,直至得到一个完整的项目解决方案,从而达到学习知识、培养能力的目的。项目驱动教学法属探究式教学法,老师根据学生已有的知识、水平、经验和兴趣,与学生共同拟定、实施一个项目来进行教学活动。在教学实施过程开始,教师引导学生选定“有意义”的项目,所谓“有意义”是指项目能够将课程中的理论知识融入到项目中并具有开放性;在项目实施过程中,老师在课堂教学中将融于项目的理论知识适当加以讲解,学生可以在项目实施过程中用理论指导实践,同时在实践过程中强化对理论知识的理解和掌握,两者有机结合,既能提高学生的兴趣,又可以在制定修改设计方案、分工协作中锻炼学生的自学能力、实践能力和创新能力,极大地发挥学生的主观能动性。在项目完成的基础上,可以引导学生对项目进行总结、交流和讨论,强化项目实施过程中学到的知识和技能,不但如此,可以引导学生在已实施项目上提出新问题、优化性能、扩充功能,进一步培养学生的钻研精神,挖掘学生的创造潜力。 二、项目驱动教学法在模拟电子技术课程中的应用 本文以直流稳压电源为例,介绍项目驱动法在模拟电子技术课程中的应用,该方法可以推广到该课程中的其它知识点,如功率放大电路、信号处理和信号产生电路等。 (一)项目的选择。项目的选择在项目驱动教学法中起着举足轻重的作用,项目选择要遵循以下原则:一是尽可能覆盖直流稳压电源涉及的所有知识点,如整流电路、滤波电路、稳压电路等,项目完成后学生能理解和掌握直流稳压电源所涉及所有理论知识,掌握运用这些理论知识的技能;二是项目要具有开放性,主要体现在项目的可拓展性,学生能够在已完成的项目上开展进一步的研究工作,包括性能的优化、功能的扩展等,如稳压电源转换效率的提高、稳压性能的提高等。在项目的实施过程中,学生可以充分发挥其主观能动性,增强团队协作能力,培养学生的钻研精神和协作精神。三是选择实际的工程项目,可以锻炼学生从事工程项目开发能力,毕业后无需岗前培训直接担任设计开发任务,从而拓宽学生毕业就业渠道。按照以上原则,选择直流稳压电源作为项目开展教学活动。在课程中的其它知识点,也可根据以上原则选择合适的项目,如在功率放大电路中选择扩音器作为项目、信号处理和信号产生中选择信号发生器作为项目等。 (二)项目的实施。项目驱动教学法中项目实施遵循层层推进的原则,按“搭积木”的方法,将项目分解成不同层次的小项目,每个小项目包含在不同知识点里,由不同的理论知识进行指导,由浅入深、由小到大,该章节课程结束时项目也就完成了。在整流滤波课程结束后,项目小组可以利用该章节所学的理论知识作为指导,讨论如何实现整流滤波环节,以整流电路为例,项目小组要确定选用单向半波、全波还是桥式整流或倍增整流,在确定了电路种类后要选择元件,确定元件必须具备的功能和性能,搭建电路后,要进行性能测试,测试的结果与理论计算值进行比较,分析产生差异的原因,寻找改进的措施。在整流电路设计完成后,进行滤波电路的选择和设计,讨论采用电容滤波还是电感滤波,各有什么优势,如果采用电容滤波,电容的取值应该多大、耐压性如何,纹波电压多大等,设计完成后进行测试,将测试结果与理论值比较并进行相应的处理。经过整流滤波后的电压值还不能够给精密度较高的电子设备供电,因此需要进一步稳压,这正是整流滤波后续课程内容,在这部分课程结束后,项目小组就可以讨论稳压电路方案,将所学的理论知识运用到实践中,确定采用串联反馈式稳压电路还是集成稳压器实现稳压,或设计两种方案并进行对比,方案确定后选择元器件搭建电路并进行测试,以此类推,在课程结束时完成项目。 (三)讨论和总结。项目完成后,各项目小组将项目过程中形成的设计方案、图纸、电路系统整理后,结合项目的心得体会撰写项目报告,在班级进行成果展示并汇报,其他小组成员可以对该组的项目展开讨论,/,!/如设计方案是否得当,元器件的选择是否合理,是否考虑了功能、性能和经济性要求等,项目小组可根据其他同学的建议对项目进行改进和优化。 (四)项目的拓展。项目的基本功能实现后,学生能够较好地掌握了直流稳压电源的基本知识,利用基本知识开展直流稳压电源设计的基本技能,该章节的教学任务也就基本完成,取得较好的教学效果,在此基础上可以鼓励学生进一步对已完成项目进行功能和性能的拓展。老师可引导学生对项目提出新要求,如功能上的扩展:不可调单向电压输出扩展为可调双向电压输出;性能上的扩展:电压稳定性的提高、电源转换效率的提高等,通过功能和性能的拓展,可进一步开发学生的创新思维,挖掘他们的创造潜力。 三、项目驱动法在模拟电子技术教学中取得的成效和存在的问题及对策 (一)取得的成效。将项目驱动法应用于模拟电子技术课程教学中,取得了以下成效: 1.学生对模拟电子技术课程产生浓厚的兴趣,学习效率得到明显的改善。一方面一改以往课堂上无精打采的状态,课堂气氛变得活跃,与老师的互动明显增加,因此学生的学习效率提高了,老师的积极性和效率也得到提高,形成了良性循环,使课堂教学效果得到明显改善;另一方面一改课后作业敷衍了事的状态,项目组成员分工查阅资料,讨论项目方案,加强与老师的交流,课后学习的目的性很强,有效地提高了课后学习的效率。 2.学生的理论知识和实践技能得到系统训练。因项目选择有针对性,涵盖了模拟电子技术的所有知识点,学生全程参与项目实施的每个环节,所以学生的理论知识和实践技能能够得到系统训练。另外,项目的实施如方案的确定、元器件的选型、电路的设计、制作和调试是在理论指导下完成的, 使得学生所学的理论能够得到实际应用,而在项目实施过程中通过查阅资料、讨论、老师的指导,使得学生能够在实践中强化对理论知识的理解、掌握和拓展。 3.学生的工程应用和创新能力得到很大提高。因为选择的项目都是实际工程项目,所以项目的实施完成对于提高学生的工程应用能力起着很大的作用,同时因为项目的开放性特点,可以锻炼和提高学生的创新能力,学生毕业后无需进行岗前培训即可直接上岗完成开发任务。另外,通过项目的实施,学生的团队协作精神、综合运用知识的能力等都会得到培养。 (二)存在的问题及对策。尽管在模拟电子技术中进行了项目驱动教学法的尝试,并取得了较好的效果。但是要将项目驱动教学法全面推广,最大限度地发挥其功效,还存在一些问题需要解决。 1.项目驱动教学要求老师有丰富的工程实践经验,而教师队伍中具备这种能力人的比例还不高。针对这个状况,可以从两方面开展工作,其一是较强校企科研和项目合作,可以派遣在职教师到企业挂职,为企业解决实际问题的同时锻炼自己的工程经验;其二是可以聘请企业中的资深工程师到学校担任兼职教师。 2.项目选择的问题。任课教师参与开发过的项目数量是有限的,不一定是“有意义”的项目,而且不一定适合教学。针对这个问题,除了要加强校企合作,多培养双师型人才,还要按项目选择的原则认真筛选、规范定题,不断积累,提高项目的数量和质量。 3.组织能力和协作精神的培养问题。项目的实施可以锻炼项目小组组长的组织能力,培养组员的协作精神,但如果组长在项目实施过程中只由一个人承担,其他组员的组织能力就得不到锻炼,有可能引发矛盾,更谈不上相互协作了。针对这个问题,可以采用组员轮流值班的方法解决,即在每个模块的设计和实施过程中由不同组员担任组长,可有效地解决组织能力和协作精神的培养问题。 四、结语 为提高学生的综合素质和能力,增强教学效果和实现培养目标,笔者尝试将项目驱动教学法应用到模拟电子技术课程教学中。实践表明,项目驱动教学法能够解决传统教学方法存在的问题,激发学生的学习兴趣,调动学生的积极性,有效培养学生组织能力和协作、创新、探索的精神,能够使学生系统掌握理论知识、训练实践技能、提高工程实践能力。 电子技术论文:得失观视域下模拟电子技术的论文 一、杂质半导体的得与失 本征半导体掺杂后就是杂质半导体,非四价原子与四价原子在形成共价键中,得到电子成为负离子,失去电子成为正离子。N型半导体就是本征半导体掺入施主杂质所形成的,一个施主杂质原子在形成一个自由电子过程中变成了一个固定而不能移动的正离子,电子则为多数载流子,而本征激发产生的空穴只是少数载流子。相反,P型半导体则是本征半导体掺入受主杂质形成的,一个受主杂质原子在形成一个空穴过程中变成了一个固定而不能移动的负离子,空穴则为多数载流子,而本征激发产生的电子只是少数载流子。正是本征半导体掺杂后的得与失,使得杂质半导体的载流子数量有了量以及性质的改变,相对本征半导体的导电能力有了一定的提高,但并没有带来质的改变,所以,一般不会作为普通导体应用。 二、PN结的失与得 PN结就是得与失的产物。P型半导体与N型半导体的交界面因多子极型以及浓度差别,形成多子扩散运动,N区的电子扩散到P区,P区的空穴扩散到N区,在交界区域原有的电中性被破坏,P区失去空穴留下了不能移动的杂质负离子,N区失去电子留下不能移动的杂质正离子。这些不能移动的带电粒子集中在P区与N区交界面附近,形成空间电荷区。空间电荷区的逐步建立削弱了多子的扩散,而增强了少子的漂移。当多子扩散运动与少子漂移运动保持一种动态平衡时,交界面形成稳定的空间电荷区,即PN结。两种不同极型的杂质半导体在交界面失去多子的过程,得到了一种导电性能独特于杂质半导体导电能力的介质,带来了半导体导电能力质的突变,这就是PN结的单向导电性,即正向偏置导通,反向偏置截止。复合的PN结,在制作工艺上的差别,分别有双极型晶体管与单极型晶体管。晶体管在合理偏置下导电性能表现了特有的控制性能,即电流控制型的双极型晶体管和电压控制型的单极型晶体管。 三、放大电路的得与失 晶体管器件在“合理偏置以及顺畅的交流通道”原则下就可以构建一个放大电路,一个微弱的输入信号从输入端引入,在输出端得到一个幅值足够的输出信号,表现了小幅度的模拟量通过放大电路后得到了大幅值的模拟量,淋漓尽致地表现出信号幅值放大的概念。殊不知,这种放大电路的“放大”理解是表面的,是片面的,只看到“得”的现象,而没看到“失”的本质。在放大电路中,工作电源不仅仅只是提供合理的偏置,更主要担负着能源作用。放大电路仅仅只是一个信号幅值变换的平台,微弱的输入信号能源通过晶体管的控制作用改变着工作电源在输出负载上的能量消耗。最常见的一个事例就是人们日常使用的收音机,收音机就是一个典型的放大电路。手持式收音机没有电池,不可能发声,装上电池后就可以接收电台信号,伴随听的时间与音量的大小,电池的消耗程度或使用时间就会不同。没有收音机,人们不可能感受到空中的电磁波能量,有了收音机而没有电源也听不到悦耳的音乐,电池能耗使用殆尽了也享受不了。所以,严格意义上的放大电路是一个能源控制电路,放大电路的本质是弱小能量对大能量的控制。放大电路表面上得到了信号的幅值增大,实质上消耗了电源电能。 四、差分电路的失与得 单级放大电路的放大能力是有限的,总期望多级放大。多级放大电路是由若干级单级放大电路所组成,这样单级放大电路之间就存在耦合关系,直接耦合是多级放大电路的典型结构形式,直接耦合的多级放大电路最突出的弊端就是零点漂移,零点漂移最核心的表现形式就是温漂,解决零点漂移最有效的手段就是差分电路。差分电路由两个特性完全一致的单级放大电路复合而成,表现在晶体管的特性一致,晶体管偏置电路器件参数一致。差分电路从理论到实用经历了三个演变,即基本式差分电路、长尾式差分电路、带恒流源的差分电路,这三个演变唯一不变的就是基本结构不变。通过电路分析不难得出结论,差分放大电路的差模增益与单级放大电路的增益是一样的,然而,差分电路的共模增益接近零,有较大的共模抑制比,可以很好地抑制温漂,而单级放大电路就无法解决温漂问题。第一级放大电路温漂决定了多级放大电路的温漂,所以,集成运放的第一级总是差分输入级。可见,差分电路通过“失去”硬件(增加结构等价的电路,增大电路成本),得到了对共模信号的抑制能力,而并不改变对差模信号的放大能力。 五、带宽增益积的得与失 考核放大电路的性能表现在增益、峰峰值、输入电阻、输出电阻、带宽、失真度、输出功率与效率等参数中,它们取决于放大电路组态、晶体管特性、电源以及应用的方式。在放大电路的时域分析过程中,总是期望放大电路的放大倍数越大越好,一级放大能力不够就采取多级放大,以提高放大增益;在放大电路的频域分析过程中,总是期望放大电路有很小的下限频率和很大的上限频率,频率响应范围越宽越好,即带宽值越大越好。带宽是上限频率与下限频率的差值,提高带宽的有限手段就是尽可能提高放大电路的上限频率值。通过电路的频域分析可以发现,提高上限频率与提高放大电路的增益是矛盾的,一旦当放大电路的晶体管选定之后,带宽与增益之积是一个常数,放大电路的放大倍数增大几倍,相应地该电路的带宽就会减小几倍,实际中,既要提高放大电路的增益又要扩展放大电路的带宽,总是选取基区体电阻小、发射结与集电结电容效应小的高频放大管。可见,放大电路带宽增益积概念表现了得与失的理念,欲想得到较大的增益,必然失去频率响应的范围。 六、反馈放大电路的得与失 反馈是自动控制的一个重要概念,反馈放大电路是提高放大电路放大性能的重要手段,在电子技术应用中运用极为普遍。负反馈放大电路中,输出信号部分或全部反送到输入端削弱输入信号,使得闭环增益相对开环增益减小了反馈深度倍,表面上损失了放大电路的增益,然而,对放大电路的其他性能技术指标得到了极大的改善,表现在增益的稳定性得到了提高;环内的噪声干扰抑制能力以及非线性失真得到了改善;电路的带宽得到了扩展;输入电阻与输出电阻得到了相应的改善。如电压串联负反馈放大电路,增大了输入电阻,有助于电压输入信号的放大;减少了输出电阻,有利于输出电压的稳定性。正反馈放大电路中,输出信号部分或全部反送到输入端增强输入信号,闭环增益相对开环增益进一步增大,这是信号发生电路扰动起振的必然要求。信号发生器不会有输入信号或者说就是一个零输入电路,电路接通电源瞬间形成电路换路情形,通过正反馈选频网络(RC或LC选频网络)把输出端的信号有频率选择性地反送到输入端不断放大,这种无止境的放大也必然带来输出信号的非线性失真,所以在电路中为了防止输出信号的非线性失真,总是需要设置输出稳幅网络。可见,信号发生电路由放大电路、正反馈选频网络、稳幅网络三部分组成。稳幅的有效措施就是负反馈,所以,信号发生电路必须维持正反馈特性与负反馈特性的动态平衡。负反馈放大电路失去了增益,得到了电路性能技术指标的改善;正反馈放大电路得到了增益的“膨胀”,失去了输出信号的线性度,实际中为了挽回这种“失”,再次引入负反馈特性。 七、桥式整流的得与失 小功率直流稳压电源中整流的任务就是把交流电转换成直流电,衡量整流电路性能的主要参数表现在两个方面:(1)表征整流电路质量的参数,有输出电压和脉动系数;(2)表征整流电路对整流元件要求的参数,有正向工作电流和反向峰值耐压。半波整流输出电压低,脉动系数大;全波整流输出电压高,脉动系数小。然而,全波整流不仅需要降压变压器的副边引出中间抽头,更主要对整流元件的反向耐压提出了苛刻的要求,它是半波整流对整流元件反向耐压值要求的两倍。实际中,既要提高整流输出电压并减少纹波系数,又要对整流元件反向耐压的要求不苛刻,有效的技术手段就是桥式整流,桥式整流相比全波整流,在电路结构上只是增加了两个整流元件,但输出效果等同于全波整流电路的整流;桥式整流电路对整流元件的要求等同于半波整流电路对整流元件的要求,把半波整流与全波整流各自的优势整合在一个应用电路中。可见,桥式整流电路通过“失去”硬件(增加电路成本),得到了优于半波与全波整流电路的整流性能。 八、结语 在模拟电子技术知识内容中还有许多知识点都隐含着“得失”思想,可以不断挖掘,本文仅仅想达到抛砖引玉的目的。《模拟电子技术》课程教学,内容抽象、枯燥,不仅理论性较强,而且实践性更强;不仅专业名词概 念繁多,而且各专业术语之间的联系性很紧密,环环相扣;不仅局限于教本的学习,而且要有更多应用电子线路的捕猎。所以,无论是应付考试学习,还是立志电子技术应用技能的提高,重在课程知识点的理解,变抽象为具体,化枯燥为趣味,变被动为主动。人们自身的得失观是潜在而主动的,模拟电子技术知识点的理解隐含或潜在着得失理念,二者有机结合,在模拟电子技术课程教学中就可以起到画龙点睛、事半功倍的成效。 电子技术论文:改革试点模拟电子技术的论文 1整合传统课程内容,设置项目教学方法 首先将课程名称更改为模拟电路分析与设计模块,将传统的课本的内容进行整合,按章节知识点设置项目名称,整个课程设置六到七个项目,每个项目中要涵盖学生应知应会的知识点,将每个项目进行安排,制订项目任务书,在任务书中详细说明了学生应掌握的知识点,技能和职业素养,项目的任务和任务的要求。我们将这种方法概括为任务驱动小模块项目教学,将模拟电子技术常规传统知识分成若干个相对独立的单元,每个单元都设置了趣味制作学习内容,以具有实用意义的小电子电路为对象,将该单元所涉及内容包含其中,既提供了学习的平台,又激发了学生的学习兴趣,形成快乐学习的教学模式。 2改变传统授课方法,首次尝试“三段九步” 在每个知识点上,我们都设置了“三段九步”的教学组织形式,其中“三段”指的是“任务准备阶段”、“任务实施阶段”和“总结和考核阶段”。“九步”指的是“分组”、“下达项目任务书”、“教师分解任务”、“分组讨论任务”、“任务分析设计”、“项目制作”、“项目验收考核”、“总结汇报”和“教师点评”。在整个教学设计中,我们主要强调的是充分发挥学生的主观能动性,让学生自己去发现知识点,找到自己的薄弱环节,用每一个任务去驱动学生主动地学习,查找资料。 3提高学生学习兴趣,增强自主学习能力 在教学过程中旨在提高学生的学习兴趣,培养学生的自学能力,教师起到引导的作用。由于之前学生没有这样上过课,所以学生在整个课程的学习中兴趣还是很浓厚的。每一个项目都要求学生自己查阅相关资料,在正式进行项目制作之前通过各种渠道进行知识的储备和积累,教师进行提示,把学生应该在本项目中掌握的知识点以任务书的形式传达下去,很大程度上提高了学生的自主学习能力,学生能够在项目任务书中看到任务的趣味性,能够真正提高兴趣,自己想学,去学,从而达到教学的目的,做到做中学,学中做,学生在项目制作中如果遇到问题,教师也是起到引导的作用,引导学生自己去解决问题,可以给学生提供解决问题的途径,或者给学生提出合理化的建议,当真正遇到大多数学生都解决不了的问题的时候,才集中给学生做讲解,尽量避免传统教学中“满堂灌”的教学模式,使学生不会感觉枯燥乏味,对学习这门课程产生兴趣。用问题去引导学生向着更深层面的去发掘。举个例子,在学生制作“声控电子猫”的时候,项目初始时,学生只要能让电子猫的眼睛(两个发光二极管)发光,发出叫声(蜂鸣器响)就可以了,之后对学生提出新的要求,能够让眼睛眨起来,叫声忽高忽低,提出这些要求之后,学生就开始主动通过上网、查阅书籍,想办法去解决问题,最后有一部分学生能够基本完成任务并把自己经验分享给其他同学。学生的学习兴趣提高了,学习态度和学习中的一些不良习惯也慢慢改善了,例如个别学生在第一次项目中积极性很差,在经过了几个项目的制作后可以将自己融入到小组中,服从小组的分工,尽力的去完成应当完成的各项工作。 4增强学生团队意识,培养学生职业素养 在这门课程中,我们重点强调团队协作,考虑到将来学生走上社会,走上工作岗位,面临着和人相处,与人合作的问题,所以在课程的组织上,我们尽可能多的考虑学生职业素质的培养,我们在每次项目进行之前都对学生进行趣味性的分组,既保证学生分组的公平性,随机性,还要顾及到分组的趣味性,在项目制作的时候,学生的考核主要是采取过程考核的方式,将学生在项目制作过程中对学生的表现进行采分,而且要让学生明白个人的表现不仅仅影响着个人的成绩,还与小组成绩息息相关,而每个人都要以小组成绩作为基分,才能够得出最后的个人总分,由此可见,团队协作的重要性,每个人都不是独立的个人,每个人的背后都有团队,要在所有项目进行完之后,把团队协作的理念潜移默化的给学生灌输进去。我们在进行考核分数的设定上也充分考虑到了小组与个人的这种相互作用的关系。在每一个项目结束之后还要求学生针对自己所做的项目进行PPT汇报,一方面能够使学生对自己的学习过程做一个总结性回顾,另一方面还可以培养学生的计算机能力和口头表达能力。学生从第一个项目生涩的语言组织,简单的幻灯片发展到最后能够声情并茂的去讲解自己制作的精美PPT,这也是一个非常大的进步,相信能给他们今后的职业生涯奠定一定的基础。 5促进教师能力的提高 这一点作为教师感触颇深,以前进行传统授课,需要提前备教材,备学生,现在进行改革模式的教学,课上做的事少了,可是课下却要进行更加充足的准备,寻找合适的项目,既要满足知识点的要求,又要有一定的趣味性,构思整个项目制作的安排,考虑到学生在项目制作过程中可能遇到的问题,能否提出解决的方案,在这个过程中,需要查找大量的资料,以前是讲什么看什么,而现在则需要参考很多的东西,涉及很多的领域,在知识的储备上也有了一个较高的要求,要站在一个宏观的高度上去看待每一个项目,包括这个项目最后要达到的效果,都需要提前做好设想。 6不足之处 本门课程结束之后,不足之处就在于对于学生的知识能力的考核相对比较薄弱,只是在平时和最后进行汇报考核时由任课老师和考核小组进行过程评定,没有量化的评定方式。总之,本门课程结束之后,教师和学生都有很大的收获,这不仅仅是对学生的改革,对教师,对传统教法也是一次改革。 电子技术论文:多媒体技术在高职 模拟电子技术 课程教学中的应用 摘要:多媒体技术具有直观、形象、生动、新颖等优点。在《模拟电子技术》课程教学中,发挥多媒体技术的优势,使抽象的理论形象化,复杂的问题简单化,能丰富教学内容,提高教学效率,激发学生的学习兴趣。 关键词:多媒体技术;高职;模拟电子技术;课程教学 随着计算机信息处理技术、网络通讯技术、多媒体数字化技术的快速发展,传统的教育观念、教育思想、教学内容、教学模式、教学环境、教学方法、教学手段和教学管理等正在发生深刻的变革,其中对现代信息化教学技术的应用是诸多教育教学改革的重要组成部分。《模拟电子技术》作为高职院校电类专业的一门重要基础课程,主要研究各种半导体器件的性能、电路及应用,是后续电类课程的理论和实践基础。然而,《模拟电子技术》课程概念抽象、非线性特性多、电子器件参数分散性大、工程应用性强,在传统教学中,往往是教师讲得通学生却听不懂,或学生听懂了却想不通。将现代信息化教学技术——多媒体技术应用到《模拟电子技术》课程教学,具有非常重要的现实意义。 高职《模拟电子技术》课程教学的特点 (一)概念抽象 该课程的概念和理论比较抽象,给教学带来了较大困难。如pn结单向导电性、正弦波振荡电路起振过程等,学生对这些概念和理论很难理解。为了使学生能够较好地接受这些单调、枯燥的理论,课程教学中教师多采用启发式、互动式、引例式、演练式等教学方法来加深学生的理解,但教学效果并不显著。 (二)非线性特性多 模拟电路是由半导体二极管、三极管为主要器件组成的。二极管、三极管均具有非线性特性,因此,线性电路理论对于分析和设计模拟电路不适用,必须采用非线性电路的分析方法。传统教学在这方面收效甚微。 (三)电子器件特性分散性大 电子器件的参数是特性的定量描述,也是实际工作中根据要求选用器件的主要依据。然而电子器件参数分散性较大,相应的特性分散性也较大,往往需要通过手册查得,在实际电路中往往难以或是不需要精确计算输出值。 要准确选取具有分散性的电子元器件,除了需要扎实的理论,还需要丰富的经验。 (四)工程应用性强 在科学技术飞速发展的今天,模拟电子技术几乎在所有的领域——科学研究、生产实践、日常生活中无处不在。模拟电子技术工程应用十分广泛,设计、应用一个模拟电路,即便是一个小型的应用电路,也是一项系统工程。 多媒体技术在教学中的优势 (一)多媒体技术形象生动,容易激发学生的学习兴趣 多媒体教学手段以灵活多变的教学方式,给学生提供鲜明、生动、清晰的感受,使学生感兴趣。多媒体教学手段以大量视听信息和高科技手段来冲击学生的思维兴奋点,可以极大地激发学生学习《模拟电子技术》课程的兴趣,从而调动起学生的学习积极性。 (二)多媒体技术丰富课堂信息量,能大大提高教学效率 《模拟电子技术》课程的主要特点是合理利用视图及表达方法表达各种元件及电路图的结构及有关国家标准。为了收到较好的教学效果,教师往往在课堂上手绘各种电路图。这个过程要占用许多授课时间,如果刻意减少绘图,势必会影响教学效果。而将多媒体技术应用到《模拟电子技术》课程教学中,制作电子教案、绘制电路、解答习题、做虚拟实验、进行仿真应用,能极大地丰富课堂教学信息,从而提高课堂教学效率。 (三)多媒体技术便于理论联系实际,有助于培养学生的动手能力 处于工作状态的模拟电路看似平静,实则正在发生量和质的深刻变化。这样的过程,传统教学手段根本无法在学生面前展示,学生的兴趣点往往只停留在电路的输出结果上,而忽视电路的实际工作原理和工作过程,不利于学生动手能力的培养。多媒体技术教学最大的优势是可以将复杂模拟电路的工作过程形象化,使理论联系实际。这对于促进学生实际操作、设计、应用模拟电路具有十分重要的意义。 多媒体技术在高职《模拟电子技术》课程教学中的应用 (一)使微观世界和抽象概念直观化 由于半导体内部的载流子是微观粒子,看不见、摸不着,因此,在传统教学中,学生对pn结形成过程的理解全靠想象,学生感到太抽象、难以接受,在短时间内很难透彻理解。 采用多媒体动画教学,可将p型半导体与n型半导体内部的空穴与电子用不同的标识符形象地描绘出来,生动地演示pn结内部微观粒子的运动。这样,将学生带入微观世界,就可以让学生去观察和发现“奥秘”:扩散运动内建电场漂移运动扩散与漂移达到动态平衡,从而理解pn结的形成过程。 通过在pn结两端加不同极性的电压来破坏pn结原有的动态平衡,会使它呈现单向导电性。可利用多媒体动画演示pn结加正向电压处于导通状态时,外加电压的方向与内电场方向相反,使p区的多子空穴和n区的多子电子都推向空间电荷区pn结厚度变窄内电场削弱pn结原有的平衡被打破扩散运动大于漂移运动在外电源作用下,p区空穴不断扩散到n区,n区的自由电子不断地扩散到p区,从而形成了从p区流入n区的正向电流pn结正向导通。pn结反偏时的动态过程正好相反,少子漂移运动形成极小的反相饱和电流。这样,就能使学生真切感受pn结的单向导电性,“亲眼见到”在微观世界里pn结如何正偏导电与反偏截止。 三极管与场效应管内部载流子的运动都可以用多媒体动画形象生动地演示,将肉眼看不见的微观世界载流子传输过程非常形象和直观地展现出来,学生的学习效果会非常好。 (二)使非线性特性形象化 非线性电压放大电路对低频信号的放大作用是本课程的重点,是学生学习后续各章节的基础,同时也是难点。许多学生很难在脑海中建立交直流共存的概念,尤其是对于非线性电路。为了使学生更好地理解交直流如何共存于一个非线性电路,最直观的方法就是图解法。 这种方法通过波形图与非线性元器件的特性曲线来动态展示电路的电压放大特性。先画出只有直流信号作用下的共射极放大电路的直流通路,带领学生分析仅在直流信号作用下流过三极管的静态基级电流与静态集电极电流的波形图。然后在直流通路的基础上,输入与输出端加上耦合电容,由输入耦合电容将低频交流小信号加在放大电路的输入端。最后利用动画效应给出输入端交流小信号随着时间的推移电压ui波形的动态变动情况。此时,在交流信号的作用下,基级电流ib,集电极电流ic,集电极与发射极之间的电压uce以及输出电压u0的波形,随着ui的动态变化就生动形象地显现在各支路与输出端。动画演示可采用慢放方式,使学生在波形的缓慢变化中看到输入与输出信号之间的动态关系与变动过程,以及ube与ib和uce与ic的非线性关系,由此即可形象展示交直流的共存现象。动画展示时,信号波形的变化快慢以及信号的周期可以根据具体情况调整,启发学生从中观察输入信号频率变化对输出信号的影响。 分析温度、电路参数对静态工作点的影响时,利用多媒体课件,可逐步展示随着温度与各电路参数的变化,静态工作点逐步上移或下移的过程,以及工作点位置不当时,输出信号波形出现的非线性失真。静态工作点过高使放大管进入饱和区输出波形出现饱和失真,过低使放大管进入截止区输出波形出现截止失真,以及波形上半周或下半周出现畸变的情况,都可以用动态图像形象地展示,进而取代书本上的静止图像。这样,就能马上吸引学生的目光,促使学生去思考。恰当地运用多媒体刺激学生的多种感官,不仅可以吸引学生的注意力,而且能有效地突出重点,突破难点。 (三)使电子器件参数分散性带来的不必要复杂计算简单化 电子器件的参数是特性的定量描述,也是实际工作中根据要求选用器件的主要依据。二极管参数分散性较大,在实际电路中难以精确计算输出值。利用多媒体技术可以简化因电子器件参数分散性带来的不必要的复杂计算(有时复杂精确的计算对于电路分析也没必要,只需知道局部电路的输出值即可反映电路设计的有效性),从而直观演示模拟电路的工作过程。 教师在讲授直流稳压电源内容时,传统的教学方法是先介绍整流、滤波与稳压的理论,然后再通过复杂数学计算与理论推导来求解负载上的输出电压值以及电压脉动系数,最后通过实验演示或实施分组实验教学来验证理论以提高教学效果。如果在这部分教学中辅以多媒体教学,对半波整流电路与桥式整流电路的整流效果、电容滤波与电感滤波的区别,电容c以及负载rl对滤波效果的影响(如图1所示),均可以通过视频动态镜头来展示。可通过慢放展现各种情况下的输出电压波形,引导学生对比波形的不同之处,让学生根据过程演示推导出正确的结论,从而使学生自然而然地得出结论。这要比通过繁杂的数学理论推导得出结论更有说服力,更容易使学生牢记结论。 尤其是在实验条件没办法满足教学要求时,通过多媒体技术进行实验演示,可以使学生通过观察实验过程和现象总结出规律或得出结论,有助于提高学生的学习积极性,提高学生的动手能力。不过要注意的是,多媒体课件所演示的实验难以替代学生亲自动手进行的真实实验,若完全代替真实实验,有可能会扼制学生活跃的思维和丰富的想象力。 (四)虚拟化工程应用实践 对于振荡电路的起振过程,传统教学全靠学生想象,由于学生的知识水平和阅历有限,对起振情景想象不出或想象不全,从而限制了他们对相关知识点的理解。多媒体技术在正弦波振荡电路课堂教学中的应用却能很好地解决这一难题。利用电路仿真软件ewb或protel先搭建振荡电路,接通电源后由虚拟示波器来测试振荡信号的波形(如图2所示),来模拟实现振荡电路的起振与振荡过程,不仅可以使学生深刻体会和理解振荡的抽象理论,而且还可以间接地教会学生如何利用虚拟仿真软件进行电路仿真,可谓一举两得。 正弦波振荡电路的理论讲授完成后,为了使学生能够将所学理论知识运用到实践中,加深对专业理论知识的理解,应带领学生做一个信号发生器。但由于教学资源与教学条件受限,实现起来比较困难。在这种情况下,可以考虑利用虚拟技术来实现,带领学生运用计算机技术与多媒体技术做一个虚拟信号发生器。在制作虚拟信号发生器的过程中,加深学生对振荡电路的理解,从而掌握振荡频率与谐振电路元器件及谐振频率之间的关系。 将多媒体技术应用于教学不仅可弥补有关理论教学、实践教学环节的不足,而且可使仿真软件与虚拟仪器的强大功能在教学领域获得进一步应用。 多媒体辅助教学引入高职模拟电子技术课堂教学后,弥补了传统教学的不足,优化了教学效果,不仅使枯燥乏味的理论变得形象生动,提高了学生的学习主观能动性,也使得学生不再惧怕实验与实训,学会在实践中去思考问题,从而提高动手能力。但多媒体技术的运用要恰到好处,不能取代教师的主导地位与学生的主体地位。巧用与妙用多媒体技术,才能使学生消除对本课程的畏难心理,真正激发学生学习电类专业课的兴趣。 电子技术论文:试论电工电子技术教学改革 论文关键词:电工电子 教学 改革 措施 论文摘要:电工电子技术的教学是计算机及电子工程专业中的重要教学内容,关系到专业理论的深入以及技能的拓展。本文以电工电子技术课程的特点、电工电子技术教学存在的问题作为切入点,简单的探讨电工电子技术教学改革的有效措施。 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,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高一级的职业技能打下良好的基础。 一、电工电子技术课程的特点 电工电子技术课程是高等院校理工科电类专业必修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和科学研究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,它已成为所有理工科本科生的必修课程和部分文科专业的选修课程。 二、电工电子技术教学存在的问题 (一)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。我们现行的考核方式是: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。 (二)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,学生的基础普遍较差,自主学习能力欠缺,学习兴趣不高,还有来自文科的学生,而电工电子技术课程对物理知识和数学知识需求较多,这就容易使学生产生厌学情绪。而现在的教学主要仍沿用传统教学方式——“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,学生便不能积极参与到学习过程中,严重影响教学效果。 (三)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。 三、电工电子技术教学改革的有效措施 (一)优化调整教学内容 第一,结合电工电子技术课程目标,选用符合具有职业教育特色的教材。因为现行很多教材大多套用知名高校学历教育相关教材,知识陈旧,理论性强,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,成为制约应用型人才培养的瓶颈;第二,在考虑学科内在的逻辑关系和培养职业能力宏观指导下,微观上精选、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“培养应用技能人才”落到实处。例如:在讲授我校计算机科学与技术、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。 (二)教学方法的改革 采用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。克服传统教学方法中理论与实践严重脱节造成弊端。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了以学生为主体,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,将会最大程度地调动学生的主观能动性和学习兴趣。但采用案例教学法一定要注意以下几点:第一,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;第二,案例要有综合性和启发性,案例应将课程内容与案例有机结合、融会贯通;第三,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。 (三)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、不同的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。我校在教学过程中,不再采用传统的黑板加粉笔的教学方法,大量地使用多媒体课件、eda仿真软件、网络教学等多种教学手段。比如:第一,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,课堂效率极低是可想而知的。但采用powerpoint和flash做成的多媒体课件,节省了在堂上画电动机、常用控制电器的时间,还可以通过flash动画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,大大地降低理论学习的难度;第二,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。虽然我们可以借助powerpoint、flash、vb等制作的包含文字、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。但通过利用multisim对单管放大电路进行仿真后,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,对所学知识豁然开朗。实现了理论教学由难化易,由繁化简。 四、总结 总而言之,电工电子技术课程是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打下坚实的基础。 电子技术论文:浅谈模拟电子技术的教学改革 论文关键词:模拟电子技术 实践 定性 eda 论文摘要:《模拟电子技术》是电专业的一门非常重要的专业基础课程。《模拟电子技术》的教学改革具体表现在教学内容、教学方法、教学手段、实践环节、等方面的改革。本文对模拟电子技术课程简单介绍,通过五方面阐述了模拟电子技术教学改革的方法,并对模拟电子技术课程的发展进行展望。 一、引言 《模拟电子技术基础》课程是工科电气信息类专业的一门重要技术基础课程,其工程性和实践性都很强。它是继《电路分析基础》之后又一门主干技术基础课程。并与《通信电子线路》一起为电子专业的学生提供有关模拟电子电路必备的理论基础知识,也为其它实践性课程和专业课程提供了必要的知识准备。模拟电子技术基本概念多、原理强、与工程实践联系紧密,分析方法与以往的课程有很大的不同,再加上课程“学时少,内容多”,学生学习起来普遍感到困难。为达到应用型的人才培养目标、以专业素质教育为教学目标,以基本概念、基本原理、基本分析方法为教学内容。在将基本教学内容贯穿课程始终的同时,加强对学生应用技能的培养,并在教学过程中采取多种教学方法贯彻落实。 二、模拟电子技术教学改革的基本方法 (一)强化基本概念,加强实践应用。本课程有很多基本概念,这些基本概念回答的是模拟电路最基本的问题,构成了该门课程的根基,因此必须强化基本概念,并在应用中反复强调,进一步加深印象。模拟电子技术基础课程有很强的实践性,而实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段。应精选了最基本的和有较高实用价值的综合实验项目。实验过程中,注重介绍新仪表、新仪器的使用,这样学生会直接感受到科技发展带来的巨大方便,通过对企业及毕业生的跟踪调查,进一步明确了知识体系的重点和难点,明确了学生学习本课程的核心能力。基础实验、综合实验和创新实验(课程设计中完成)三阶段台阶式教学方式,教学目的层次分明,循序渐进,使学生从常用电子仪器的使用方法和电子电路的测试方法学起,通过综合应用到创新的设计和实现,经历完整的科学的自主的训练过程,培养了学生实践能力、综合应用能力和创新意识,使之在“硬件”实现和eda技术的应用上能够达到一定的水平,并为进一步发展打下基础。加上之后的“电子工艺实习”、“电子设计大赛”和贯穿学生学习期间的课外科技活动,形成一个整体,使对电子技术感兴趣的学生能够有个性地健康发展,达到较高的水平。 (二)在教学过程中注重定性分析。从工程思维观念出发,不过分追求理论分析的严谨。注重培养系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新意识,学习科学的思维方法。例如,介绍rc串并联选频网络的选频特性时,先定性分析该网络对低频和高频信号的相移,确定有一频率信号通过时相移为零,依据该特点再与放大电路配合,满足振荡相位平衡条件,则该选频网络就具有选频特性,其定量推导只给出思路和结果即可。 (三)化大为小,化繁为易。对于难度较大的内容,采取化大为小,化繁为简,各个击破的方法。例如,负反馈组态的判断是一个难点,要根据反馈性质、取样方式、反馈方式进行判断,每一类判断又有多种方法,若三类判断混在一起讲,多种方法无重点的讲,学生一方面很容易混淆,另一方面每种方法可能都掌握不好。为此,我们把三类判断分开讲,讲一种,练一种,学生掌握后,再讲下一种,把大难点分散为小难点,再各个击破。讲判断方法时,先介绍定义法,然后引出短路法,最后引出更简单易行的方法——从结构判断,并重点练习,这样将繁琐的判断简单化,化繁为简,便于学生掌握。 (四)及时对教学内容进行改革。模拟电子技术是当今自动化控制的基本手段,集成化技术发展非常快,因此及时调整教学内容,追踪最新技术,增加新知识,讲授中对分立元件的电路从器件、电路产生的背景和需求入手进行基本原理分析,然后讲解其结构、作用和电路的分析,并将重点放在广泛应用的集成元件的电路分析和使用上。 (五)采用多种形式的课堂教学。在教学手段上,利用现代化教学手段,采用多媒体课件、黑板授课及实验仿真和实际操作相结合的方法,将肢体语言与声光电有机的结合起来,全方位对学生实施情景教学,学生可以在电脑上进行课程实验的调试与测量,加大课程信息量,使学生对所学知识产生兴趣,很快进入学习状态。教学活动的主体是学生,为了能让学生真正参与到教学活动中,我们采用讨论课、练习课、提问课等多种形式,激发学生学习兴趣,培养学生创新精神。采用启发式、仿真环节、边讲边练、理论与实践穿插进行的教学方法,在讲授完本节内容的同时提出新问题,为下面的新内容、新知识的讲授作好铺垫。做到“提出问题——¬¬¬¬¬引导思考——求证归纳”,同时总结一些有助于学生形象化思维和记忆的窍门、比喻,通过传授知识提高学生的学习兴趣,使学生和教师达到互动,调动大家学习的积极性。 三、结束语 随着电子技术学科的发展,如何更好地解决基础与发展、基础知识与实际应用、理论与实践等矛盾,处理好“宽”“新”“深”的关系,建立先进和科学的教学结构,以适应不断更新的课程内容体系始终是我们改革的重点。本课程需要建立起课堂教学、实验教学、网络教学和eda教学交叉融合的教学结构,并使各教学环节各司其职,相辅相成,互相交融,实现“加强基础,注重实践,因材施教,促进创新”的同一个目标,并不断地研究国内外高等教育的发展,把新的教育思想、教学方法和教学手段恰当地应用于本课程。 电子技术论文:浅谈高职院校电子技术类课程的定位与教学内容 论文摘要: 文章从高职教育以“技术本位”培养社会急需高技能人才的培养目标出发,讨论了在电子技术类课程教学改革的过程中所面对的定位与教学内容的问题。最终针对就业导向提出了定位目标,理清了教学内容中理论与实践的关系,得出了学生从业必备的核心智力技能和操作技能。 1.引言 高校的课程教学是人才培养体系中最基本、最具体、最重要的环节,也是以人才培养目标为终极目标的教学过程。由于社会分工和人才分类不同,高等职业教育应当培养社会所需的应用型、技术型人才,因此,高职教育应以“崇术”为主,即“取所知之真理,而致诸用”,确定以“技术本位”培养社会急需的能将科学技术成果与生产实际相衔接的高技能人才。要实现高职教育的培养目标,教师就必须在教学中贯彻技能性、实践性和职业性的特点。电子技术类课程是实践性很强的一系列专业课程,其教学应当围绕职业技能训练和职业素质培养展开。由此我按照美国教育家约翰·杜威提出的“从做中学”的观点不断推行教学改革,但在实际操作中却出现了一些问题,不解决这些问题,高职院校电子技术类课程教学将收效甚微。 2.教学定位要准确 目前高职院校的电子类教师大部分毕业于普通高校。这类高校大部分是以“崇学”为主,也就是以“知识本位”培养学术型、研发型人才。这就导致部分教师从观念上依旧延续了传统本科教育的模式,实用知识与技能的教学特点不突出。如果在专业教学设计上安排了相应的实践模块,以增强学生的动手能力为目的,但究竟应该“做”什么?“怎样做”才有针对性?是否真正提高学生能力?这些问题不解决,那么“从做中学”的教学就只能停留于表面,流于形式,学生在实践过程中就会觉得迷茫,从而失去动手的兴趣。其实,这正是定位不清晰造成的。高职教育以培养应用型、技术型人才为主,技术是指“根据生产实践经验和科学原理形成的知识方法和技能”,而技能是指“运用知识(经验知识和理论知识)成功(有效)完成任务的活动能力”。所以技能既有运用知识的思维活动能力——智力技能,又有使用工具仪器的活动能力——操作技能。高职培养的人才应是这种具有运用知识能力的既具有一定智力技能的,又具有正确和熟练使用工具仪器完成工作任务的操作技能的实用人才。解读了这样的培养目标,怎样进行教学定位呢?定位是以“职业岗位群工作所需人才类型”为导向来确定的。根据我校长期的就业观察和分析,高职电子专业人才的定位可以参照下述的技术岗位来确定: (1)在中小型电子企业从事产品或设备的设计和调试、检修工作及营销工作。 (2)在大型电子企业从事产品或设备的调试、检测、维修工作。 根据调查,无论在何种企业,高职学生从事“调试,检测,修理”技术工作的都占了很大一部分,而从事设计的学生只是少部分。这就说明,电子技术类课程教学应定位在使大部分学生能胜任电子产品或设备的调、测、修工作,并在此基础上,使部分优秀学生能胜任更深层次的产品设计和开发工作。这样既符合高职学生在知识层次结构、学习习惯、认知心理等方面的特点,又能有针对性地提高学生的思维能力和发现问题、解决问题的能力。专业课程的内容随之即能够根据教学定位所需的知识和技能需求展开。 3.教学内容要明确 根据上述教学定位,教师必须从教学内容中提炼出从业必备的核心智力技能和操作技能。首先,要使学生形成智力技能,就必须向其提供可以运用于成功完成任务的知识,而不能一味崇尚理论教学或一味否认理论教学。教师应当在强调基础理论知识够用的前提下,传授实用性的、满足智力技能需求的有用理论,而不能大讲运用价值极小,甚至无使用价值的、不能解决问题的知识。因此,我对理论教学内容进行了提炼,将其分为电子元器件类和电子电路类。 电子元件类内容应当包含的知识点有:(1)元器件的作用。(2)元件的结构特点。(3)元件的电气性能和参数。(4)元件的使用。(5)元件的识别检测方法。(6)元件的故障特点。该类知识点主要解决怎样认识元件,怎样判别元件好坏和怎样代换等问题。电路类知识内容应当包含的知识点有:(1)电路的作用。(2)电路的结构特点及各元件作用。(3)输入、输出信号特点。(4)电路正常工作条件和数据。(5)整机信号和供电流程。(6)整机系统框架结构。(7)故障特点和检修流程与方法。(8)电路设计的流程和方法。上述知识点包含了学生从认知到分析到检测最后到综合性维修与设计真正所需的实用理论。当然理论教学不能孤立的讲授,而应当与技能实践训练齐头并进或螺旋式进行。智力技能实践训练核心应当包含:(1)电路读图训练。即利用电路知识点,从电路图中抓出电路的作用、结构特点、正常工作条件和数据、整机信号与供电流程。(2)电路分析技能训练。即在读图能力的基础上将复杂的系统电路分类归列,化整为零,化繁为简,逐一剖析,清理出各单元电路的系统结构特点,从而达到可以运用电路图的能力。(3)故障分析能力训练。即运用前述2个能力,根据实测数据进行分析、判断,结合操作方法找出故障原因和元件,排除故障。(4)电路设计能力训练。即要求运用几乎所有知识点,配合“读图能力”“电路分析能力”完成产品设计。该能力尤其需在项目化教学中进行有针对性的强化训练。 其次,要形成操作技能就必须依靠智力技能,在其思维指导下使用工具、设备、仪器、仪表,如此学生才能有效完成电子产品的“调、测、修”工作任务。操作技能的训练主要有:(1)电子元件的识别、检测、使用。(2)元件和电路的安装、焊接。(3)电子产品(电路)的调试、检测训练。学生既要运用电路类知识,又要运用“读图能力”“电路分析能力”,还要正确使用检测仪器、仪表。(4)故障检修能力训练。即对电子产品的故障现象进行分析,确定故障部位,正确检测数据,对数据进行反复分析、判断,最终找出故障元件,排除故障。 由上可见,智力技能和操作技能是相辅相成的,两者相互融合将形成以检修或设计作为综合技能的最终目标。理论教学是为实践训练服务的,因此,教师必须有针对性地选取对解决实际问题有用的知识。而实践训练则是以使用工具、仪器、仪表对电子元件或电子产品进行操作为表面目的,以运用有用知识,完成工作任务或智力和操作技能训练,达到综合性目标为实际目的的教学活动。教师理清了理论与实践的关系,明确了智力技能与操作技能的内容,才能突出电子技术类课程的特点。 4.结语 培养学生良好的职业素质是高职院校的重要任务,在良好的校园文化环境中,学生接受教育,可具有一定的综合实践能力,在今后的工作中能够成为从事第一线工作的高级技术人才,达到一技多能。笔者所讨论的课程定位与教学内容在电子专业《音响技术》、《主板维修》、《电视机原理》等课程中得到了实践,课程定位较为准确,符合人才需求,获得了用人企业的认可。教学内容也能够调动起学生的学习兴趣,取得了明显的教学效果,让学生亲身体验和提高了岗位综合应用能力,满足了高职教育以培养岗位应用能力、社会应用能力为中心的教学要求。 电子技术论文: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。
通信专业论文:谈中职学校通信专业的分层模块教学 论文关键词:分层教学 理论模块 操作模块 论文摘要:分层教学和模块教学是目前拉高教学效率的重要途径之尸,尤其在中等职业学校教育中,教与学存在很大差异。本文旨在借助分层教学和模块教学的理论,结合笔者所从事的通信专业课的教学,对中等职业教育中通信专业的课程分层和模块教学进行了探讨。 一、中职学校分层模块教学的必要性 随着科学技术的发展,社会日益进步,教育资源和教育需求的增长和变化,班级授课制在我国做出辉煌的贡献后逐步显现出其先天的严重不足。教师在班级授课制(尤其是人数众多的大班级)下对能力强的学生“吃不饱”,能力欠佳的学生“吃不消”普遍感到力不从心。分层教学在这种情况下应运而生,成为优化单一班级授课制的有利途径,它主张因材施教,因人而异。中职学校的学生是中国考试模式下的失败者,对学习没有积极性,甚至失去信心,对于中职教学,必需首当其冲的是点燃他们学习的希望。所以分层教学的原则必须根据学生的知识和能力水平,分成不同的层次,确定不同的教学目标,运用恰当的教学策略,辅以不同的训练和辅导,借助各层本身的力量促进每一层次的学生都燃起学习的希望,培养起学习的兴趣。而不同的教学目标不能是各种简单的考试,因为中职教育的任务是向用人单位输送会学习、会创新、动手能力强的技能型人才,所以必须大力提高学生的动手能力。对于笔者所在学校的通信专业学生而言,就业渠道主要是通信工程单位,而通信工程单位急需的是会干活的技术工人。这样促使中职学校通信专业加大技能和动手能力的培养,这些能力的提高必须通过大量的训练,这些训练可通过通信教学模块来实现。这促使通信专业必须设置相应的模块,来解决学生的学习能力的培养和动手能力的提高。 二、通信专业分层模块教学的具体措施 1.分层种类 由于通信专业的特殊性,笔者认为通信专业分层教学的主要模式应该采用能力目标分层监测模式:知识与能力的分层教学由学生根据自身的条件,先选择相应的学习层次,然后根据努力的情况及后续学习的现状,再进行学期末的层次调整。参照了国外的“核心技能”原理,给学生更多的选择权。采用因材施教。在教学上,此模式同时配合有“分层测试卡”(即分层目标),对学生进行多层次评价,对每个学生的进步和成绩给予 应有的肯定。借助以上理论和结合洛阳铁路信息工程学校的实际情况,通信专业学生可分三层。如表1所示。 2.模块种类 对于通信而言,通信的目的是传递和交换信息。完成这一任务的设备从功能上可分为三部分:通信终端设备、传输设备、交换设备。对应的主要课程有“通信线路”、“数字通信”、“程控交换技术”等。通信专业模块的种类将围绕这三部分展开,分理论模块和操作模块两大类,如表2、表3所示。 3.实施方案 (1)分层原则:1)学生根据自己的意愿选择通信专业及相应的层。在这一环节学生要考虑自己的毕业大致去向及自己学习的能力。2)通信专业课在第二学年开设,教务部门根据学生的成绩及结合学生意愿进行具体分层。并在学校公布。3)这种分层是动态的,根据学习效果情况及后续学习的成绩,再进行学期末的层次调整。可向上一层,也可降一层。 (2)模块选择方案:每个学生的层确定以后,将学习相应的模块,具体方案如表4所示。 三、需要克服和解决的几个关键问题 1.必须提高专业课教师的教学能力 专业课教师在实施分层模块教学过程中,通过学情分析、研究教材、模块划分设定教学目标、动态管理、全程评价等方面的探索,达到提高自身能力。可以说分层模块教学效果的好坏,很大程度上取决于专业教师的水平。那么怎样来提高专业教师的从业水平呢?1)教学相长。专业教师和学生之间是两个生命的交融与渗透,教师能力的提高是在教师与学生共同成长发展的过程中来完成的。2)与具体教学实践活动相结合,从教学的各个环节之中提高专业课教师的从业水平。3)必须是在教育教学理论指导下有计划、有目的、有针对性的提升专业课教师教学能力。也就是说必须有明确的实训课教学大纲和实训目的。当然教师也要从实际出发,灵活机动。 2.各模块的设备的更新和购置 对于通信专业而言,实验设备比较贵,加上通信技术更新比较快,要求设备更新也比较快,所以在教学中要投人比较多的资金。可以说,即使模块设置再好、专业教师再优秀,没有设备,一切都是空谈。这就要求国家加大对职业教育的投资。 3.学生对口就业、就业渠道通畅 学生学得再好,但就业不好,或者不对口,很大程度上会打击学生的学习积极性。所以要求学校就业部门要抓好学生的就业工作,不仅让学生能就业,而且尽量要专业对口。笔者认为,如果克服和解决了以上几个关键问题,通信专业分层模块教学的效果一定会比较妖既能提高学生学习的积极性,又能提高学习的效率,同时增强了教师的从业激情。 四、结束语 分层教学和模块教学是这几年提得较多的课题,如何实践这个课题,对我们职业教育教师来说是一个挑战,我们要多研究市场,多研究目前企业对学生的要求,多研究教学对象,运用分层模块教学,提高学生学习的积极性,为社会,为企业培养出更多杰出的技术型人术 通信专业论文:试析通信工程专业国防生培养模式的探索与实践 论文摘要:分析了目前国防生培养中的突出问题,阐述了在通信工程专业国防生培养中的改革措施。通过成立国防教育学院、设立通信工程国防生班、科学定位培养目标、合理优化课程体系、选拔优秀国防生担任承训军官等一系列措施,国防生的专业知识能力和军政素质能够得到同步提高、统筹协调,第一任职能力得到大幅提高,成为“听党指挥、军政兼修、一专多能”的高素质新型军事人才。 论文关键词:国防生;培养模式;军政素质;课程体系 2000年5月,国务院、中央军委正式颁发了《关于建立依托普通高等教育培养军队干部制度的决定》,标志着我军国防生培养制度正式建立。这一要求抓住了转变战斗力生成模式的关键环节,也是落实科学发展观、实现富国与强军相统一的实际措施,对于培养大批高素质新型军事人才、科技强军、全面加强军队现代化建设具有非常重大的意义。依托普通高校培养国防生,利用地方优势资源加强新型军事人才培养的战略性决策是培养部队干部的一条重要渠道,事关建设信息化军队、打赢信息化战争的大计。随着我军人才战略工程的不断推进,依托普通高校培养国防生已成为军队生长干部的重要来源。因此,如何与普通高校紧密合作,携手培养出大批高素质国防生是建立和完善军民结合、寓军于民的军队人才培养体系的重要课题。 然而,国防生培养工作是一项系统性、广泛性和复杂性的工程,随着国防生招生规模的扩大,培养工作的进一步深化和发展,不少制约国防生培养工作的问题纷纷涌现出来。积极探索科学合理的国防生培养模式和培养计划,重点解决国防生培养中面临的突出问题,更好地满足国防现代化建设对新型军事人才的需求,显得非常必要和紧迫。 西安邮电大学2004年与兰州军区签署了依托普通高等教育培养军队干部的协议,成为兰州军区的国防生培养单位之一,几年来承担了大量的国防生人才培养任务。为了更好地支持国防生培养,学校于2011年7月成立了国防教育学院,致力于协助驻校选培办及各院系进行国防生教育管理工作。目前我校已经成为西北规模最大的开展国防生教育的地方普通高等学校,国防生在校人数已经达到400多名,分布在通信工程、信息安全、信息对抗技术等部队紧缺和适合军事人才培养的相关专业,尤其以通信工程专业的国防生人数最多。多年来学校在国防生培养方面积极探索、认真总结、全面提高,成立了国防生学院,通过扎实有效的工作和学校各级各部门的齐抓共管、密切协作,使国防生培养工作得到了兰州军区的认可。 一、国防生培养突出问题分析 通过对我校国防生教育状况的调查分析,目前国防生培养面临三个突出问题。 1.国防生无就业危机感,学习动力不足 国防生是与部队签订就业协议的定向生,取得毕业资格和相应的学位后将按协议办理入伍手续并任命为军队干部。与普通高校毕业生相比,国防生毕业之后可以直接到军队任职,基本不需要为未来工作担心,导致国防生没有求职的压力。因此,他们在学习上没有足够的动力。 2.军政训练和专业学习的统筹协调存在矛盾 根据新型国防人才的培养目标,依托普通高校培养的国防生要有别于过去军队院校培养的学员和直接从地方大学招收入伍的毕业生,应该是融丰富的科学文化知识、优良的创新能力和过硬的军事素质于一身的复合型人才。国防生具有大学生和后备军官双重身份,在完成普通大学生应修课程任务的同时,还要参加军政训练,这必然会占用国防生大量的课余时间,甚至会影响其正常的专业学习。由于缺乏对军政训练和专业学习的统筹协调,大部分国防生在两者之间疲于奔命,顾此失彼,容易出现“瘸子现象”。 3.军事素质仍显薄弱,难以满足部队第一任职需要 军政训练是国防生教育和普通大学生教育最显著的区别。虽然各地方高校在积极探索国防生教育方面都探索总结出了一些好的经验,取得了一定成绩,但是按照现代军事指挥人才生长标准要求衡量,当前国防生军政训练还存在一些问题。这导致国防生的军事素质仍然稍显薄弱,不能满足部队第一任职的需要。扎实的军事技能是国防生在军队生存和发展的基础,但从不少毕业国防生到部队工作后反馈回来的情况看,国防生的军事素质与当前部队军事斗争准备的要求还有较大的差距。因此,如何进一步加强国防生的军事素质已经成为当前国防生培养亟需解决的问题。 二、科学定位培养目标,合理优化课程体系 针对以上问题,近年来西安邮电大学积极与兰州军区沟通,在驻校选培办和各部门的积极配合下,在通信工程专业国防生培养方面进行了有益的改革与尝试,取得了较好的效果。 1.设立通信工程专业“国防生”班 根据我校国防生较集中于通信工程专业的现状,将过去国防生分散在各班的做法改为集中在一个班,形成单独的通信工程专业“国防生”班。这样便于为国防生量身打造培养方案和课程体系,便于将国防生的军政训练纳入到教学计划,便于开设具有针对性的国防必修和选修课程,将军政训练和专业技能的培养融为一体。 2.科学定位培养目标 通信工程专业是面向通信与信息行业,口径宽、学科交叉融合多、适应面广的专业。学校在培养过程中遵循高等教育教学规律与满足军事人才培养特殊需求相统一,积极探索新型的人才培养模式,根据《国防生教育管理规定》、《普通高等学校国防生军政训练计划》等规定,结合我校应用型人才培养定位,确定了通信工程专业国防生的培养目标:依据“重视基础、加强实践、军政并重、一专多能”的原则,使通信工程专业国防生基本具备合格军人必备的思想政治素质、科学文化素质、军事专业素质和身体心理素质,具有较高的文化素养、掌握坚实的通信工程基础理论,具有较强的创新意识和工程实践能力,服务于军队通信专业的高级工程应用型军人。 3.合理调整教学计划,提高国防生军政素质 国防生既是大学生,同时又是后备军官,因此国防生的培养既要注重专业知识的学习,又要加强军政素质的培养。根据培养目标的要求,合理调整教学计划,把军政训练课程纳入国防生培养方案,作为国防生的必修课程。 针对国防生军政素质薄弱、难以满足部队第一任职需要的问题,我们对国防生的培养计划进行了优化调整,实行了“3.5+0.5”的培养方式。国防生在校四年的八个学期中,前七个学期在校学习,完成必修学业,最后一个学期到作战部队淬火锻炼,帮助国防生提高带兵能力。“3.5+0.5”培养方式对于提高国防生第一任职能力,特别是带兵能力,是非常有帮助的,可以从培养机制上帮助国防生思想上补课、经历上补缺、素质上补短,有利于帮助国防生尽快适应并融入部队。 前七个学期的军政教育分为理论授课、日常训练和暑期集中训练三部分。其中军政理论授课由本校相关老师和外聘军校教员完成;日常训练包括“队列日常训练”、“军事基本技能日常训练”两部分,由驻校选培办和学院共同组织,主要安排在早操、双休日进行;暑期集中训练主要进行“队列训练”和“军事基本技能训练”课程的集中训练,安排在一年级、三年级暑期内实施,到部队训练机构集中训练。其中军政理论课程包括:军事理论、政治素质、军事法律、兵种知识、军事技能等五类课程;另外,设计“队列训练”、“军事基本技能训练”、“当兵锻炼”、“兵种见习和综合训练”等课程在暑期和第八学期在部队完成。通过这些军政训练课程的实施逐步增强国防生的军人意识和军事素质。 4.设置军事特色鲜明的课程,专业知识与军队特色融为一体 国防人才必须在军事思想和专业知识与技术上都满足国防科技发展的需要,为了使国防生尽早接触到与军事有关的专业知识和科研项目,在对国防生所设置的课程体系中,满足通信工程专业基本知识结构的同时,加大了专业课程的军事特色和军事应用技术含量,在培养方案中设置了“信息安全”、“通信对抗”、“雷达对抗”等诸多适合军事领域的专业课程,并让学生深入部队一线学习掌握相关专业设备和技术。 三、担任新生军训教官,进行带兵能力实战 与军队院校培养的学员不同,国防生在普通高校学习,缺乏部队的氛围和带兵实习的机会,所学军政理论知识不能及时应用于实践,效果事倍功半,很难达到《普通高等教育国防生军政训练计划》的要求。从2010年起,在兰州军区驻校选培办的大力配合下,我校国防生开始担任新生军训教官,表现出思想过硬、作风优良、知识丰富等优势,赢得了师生的一致好评,取得了很好的效果。 驻校选培办利用暑假组织国防生进行集训,组织岗前培训,考核选拔承训教官,系统学习教学法,使他们做到“真学、真会、真懂、真教”。国防生担任军训教官,亲身实践当“指挥官”,练胆魄、长才干、强素质,正好能够弥补国防生缺少部队实践的不足,为国防生提供了难得的实践锻炼机会,为国防生实践锻炼搭建了新的舞台。这种方式不但提高了国防生综合能力,为国防生的第一任职打下坚实的基础,对国防生的在校管理起到了积极的牵引效果;同时也搭建了驻校选培办与学校全方位合作交流的平台,实现了优势互补。 四、结语 作为西北地区较早开展国防生教育的高校和兰州军区装备技术保障人才培训基地,西安邮电大学多年来积极探索、认真总结、全面提高,通过扎实有效的工作和学校各级各部门的齐抓共管、密切协作,逐步摸索总结出一套国防生教育管理办法。对于招生量最大的通信工程专业国防生,采用单独编班、科学定位培养目标、“3.5+0.5”的培养模式、合理优化课程体系、增加军事特色、担任军训军官进行带兵能力训练等措施,致力于加强国防生思想政治根基,提高专业能力水平,强化军事训练素质,取得了良好成效,获得了部队的认可。我校毕业的国防生有18人被兰州军区表彰为国防生标兵,有189人被陕西省军区政治部表彰为优秀国防生。 通信专业论文:高校通信工程专业教学改革探索 [论文关键词]通信工程;教学改革;创新能力 [论文摘要]文章在分析我国普通高校通信工程专业人才培养存在的问题的基础上,提出一些教学方法、教学手段、实验课程改革的设想和方案设计。并对人才创新能力培养的计划和具体措施进行较为详细的阐述和说明。 一、引言 以信息技术和计算机技术为代表的高科技迅猛发展,既推动了经济和社会生活的发展,也引起了高等教育的巨大变革。通信工程作为理工科院校的一个重要专业,旨在培养具备通信技术、通信系统和通信网等方面的知识,能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的高级工程技术人才以满足社会对通信工程技术人才的需求。多年来的教学实践经验使我们感觉到通信工程专业的专业基础课和专业课的教学内容、教学计划、教学方法和手段及各门课程之间的有机衔接等方面存在许多问题。因此为培养创新型、开拓型、应用型跨世纪人才,对通信工程专业的教学内容与课程体系进行优化与整合、实验实践环节的改革势在必行。 针对这一问题,本文提出一些教学方法、教学手段、实验课程改革的设想和方案设计,并对人才创新能力培养的计划和具体措施进行较为详细的阐述和说明。 二、教学方法和手段改革 以社会需求为目标、以应用能力的培养为主线设计通信技术专业的培养方案。要以学科发展为依托,以课程体系和教学改革为核心,以能力培养为主线,教学与科研结合,不断提高教学质量。 (一)建立科学的课程体系 整合通信技术类课程,构建适应通信科学发展的教学体系。在课程体系的安排上要突出现代通信的五大技术:传输技术、复用技术、交换技术、网络技术、信息处理技术。 加强电路、电子系统与信号系统的基础知识,增设电子电路EDA技术等课程,突出当前电子技术新器件和新技术的应用。这就要求教学计划应该保证必需的专业理论,使学生获得可持续学习的基础,由终结教育演变为终身教育。在终身学习过程中造就新一代劳动者。 (二)在教学过程中重视计算机辅助分析与设计等教学手段 重视EDA(Electronic Design Automatic,电路设计自动化)软件、Electronics Workbench软件、SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)模拟电路仿真软件、MATLAB通信系统的分析和仿真软件等在实践教学环节中的辅助作用。把嵌入式系统的教学引入到课程体系的改革中来。以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 (三)激发学生的学习兴趣。引导学生如何学习 由以讲授为主向以自学为主转变,改革填鸭式的单向灌输以及一支粉笔和一块黑板的传统教学模式,逐步采用启发式教学方法,教师给定学习任务、学习进度,安排自学,要求学生写自学笔记、完成作业,在习题中培养学生的创造能力。采用专题讲座、答疑辅导、课堂讨论等教学形式培养学生的学习兴趣和学习能力。培养学生的自学能力是教学方法和教学手段改革的核心,自学能力是创造能力和其他各种能力的基础。 三、实验实践教学改革 (一)实验实践教学——影响通信工程专业人才培养的关键因素 在通信技术飞速发展的今天,要求通信技术人员必须具有良好的理论基础和实践经验。因此为了培养合格的通信专业学生,除了要讲授最新的理论知识外,还要通过大量的专业实验让学生理解、验证理论知识,了解其应用。例如对“射频电路”的教学,不能仅谈理论,必须搭配相对应的实验来验证基础理论,同时引导并培养学生的动手操作能力。 综观通信专业实验、实践环节的教学发展趋势,存在三大矛盾:电子信息技术的快速发展与电子实践教学落后的矛盾;创新实践能力的高要求与传统实践教学落后的矛盾;教学多元化要求与实践教学资源不足的矛盾。实践教学对国家、对学生的重要性怎么强调都不过分。理论教学是对知识的传授,实验教学是对学生进行技术的传授,而实习环节就是对学生能力的培养,培养学生的工程实践能力、创新实践能力和第一职业能力。 (二)实验实践教学改革——建立有鲜明特色的创新实验、实践教学体系 通信工程专业要不断完善实践教学体系,深化实验教学改革,大量开设综合性、设计性实验,把工程化教育和学生实践能力、应用能力的培养落到实处。 1、变革传统实验教学简单模式,构建虚拟网络仿真实验系统 通信专业实验室建设普遍存在设备采购昂贵、投资巨大、实验室设备操作复杂等问题,制约了通信专业实验室的建设。为了解决上述制约实践环节教学的三大矛盾,可以借鉴国内外部分高校的虚拟实验室制作方案,以某些重点课程为突破口,逐步构建通信专业的虚拟网络仿真实验系统。 2、建立网上自助教学系统 为了解决教学多元化要求与实践教学资源不足的矛盾,适应目前的教学要求个性化发展和激发式教学的需要,可以引入网上自助教学的概念,逐步建立网上自助教学系统。“自助”即学生学习的自助,它不再依赖于非学生自身的学习压力,而是激发学生本身对学习过程中的问题的探索和兴趣爱好,让学生主动地到网络上寻找实例进行比较并寻求解决,从而提高自我解决问题的能力。 同样地,“自助”也是教师的教学自助。最有效的方法是鼓励每位任课老师建立个人网站,对自身任教的每门课程建立课程网页,最终建立网上自助教学系统,通过网络的资源和优势进行互动式教学。 四、创新能力培养 (一)创新人才培养的主导原则 1、主动性与积极性原则 充分发挥学生在学习过程中的主观能动性是创新教育的基本目标之一。只有使学生主动地参与学习、发挥主体的积极作用,才能使创新教育促进学生生动活泼的发展。 2、理论与实践相结合原则 培养具有宽广理论知识和较强实践技能的人才是大学教育的根本目标。遵循理论与实践统一的原则,就是坚持马克思主义的教育观和人才观,坚持创新是一种创造性的实践,坚持以实践作为检验和评价大学生创新能力的唯一标准。 3、个性化与群体化相结合原则 大学生创新能力的培养必须遵循个性化与群体化相结合的原则,既要培养其自主的意识、独立的人格和批判的精神,又要培养他们的团结协作精神,在个性品质中体现协作就能获得各种创造力的最大合力,产生最佳效能。这是因为现代科学的发展已经让任何一个人都无法在一生当中涉足科学技术的各个方面,要想在现在的科学技术的基础上有所创造,就必须学会团结协作,与别人进行“信息共享”。 4、发展性与前瞻性相结合原则 大学教育在关注学生必备的知识积累的同时。更应着眼于学生长远的发展,进行前瞻性教育。因此,创新能力的培养应以信息为载体、关注大学生的创造潜质和未来发展方向,使大学生在不断发展的过程中提升创新能力。 (二)创新人才培养的途径与方法 针对目前创新人才培养方面问题的分析,在遵从创新人才培养的主导原则下,笔者认为通信工程专业创新人才培养的途径与方法主要有以下几个方面: 1、拓宽专业口径,建设富有创造性的课程及教材体系 目前,高校本科专业设置过细,是导致学生知识面窄、基础薄弱、缺乏创新精神与能力的重要原因之一。因此,拓宽专业口径是一项紧迫的任务。要拓宽专业口径,就要对相关专业进行合并调整,按学科大类设置专业,并建立富有创造性的课程体系及教材体系。 2、提高教师的创新能力素养 教师自身的创新素养如何将直接关系到学生创新能力的培养。河南理工大学与其他普通高校一样,中青年教师较多,他们理论教学与实践教学能力有待于进一步提高。解决教师自身创新素养的办法有二:一是对部分教师进行培训,对其原有的知识结构进行更新;二是创造条件让青年教师有机会外出进修,没有科研项目的教师有机会做访问学者,参加科研,加强科技创新的实践。 3、实现教育观念转变,改进教学方法,诱发创新热情,培养创新意识 大学生创新能力的培养,首先要突破“教师中心与考试中心”的局面,改变“教师讲,学生听,满堂灌,照单收”的教学方法。教师要认真挖掘蕴含于教材中的创新因素,展示教材内容的非凡魅力,促进学生在学习过程中逐步形成创新意识和创新能力,形成浓厚的创新氛围,激发学生探求通信工程专业知识的强烈愿望。 4、开设研讨班课程,培养学生科学的思维方法和研究方法 研讨班是为学生提供更灵活的教育方式,使学生有机会参与讨论,表达自己的观点。其教学目标是着重培养学生科学的思维方法和研究方法,拓宽学生的知识面,培养学生根据所研讨的课题,如何着手进行调研、查阅资料、设计方案等,通过研讨培养学生的表达能力和交流能力。因此,对培养学生的创新能力、学习兴趣、科研能力等方面都有着积极作用,应成为一种良好的值得探讨的教学形式。 五、结论 总之,确立新的教育思想和观念,根据未来社会的需要建立各类人才合理的知识结构和智能结构,重视课程内容改革,更要重视教学过程的优化,在改革中突出能力,特别是创新能力的培养。加强实验教学改革,教学与科研结合,建立一套科学的教学管理制度,是高等教育提高办学质量的必经之路。 通信专业论文:试论新疆维吾尔自治区通信工程本科专业发展现状研究 论文摘要:通信工程专业是涵盖了电信网、移动通信、光纤通信、数字通信以及各种通信IT的跨学科、宽口径、实用性强、服务面广的专业。介绍了新疆维吾尔自治区塔里木大学信息工程学院通信工程本科专业的发展现状,并与中央民族大学通信工程本科专业进行了比较。 论文关键词:通信工程;本科专业;新疆;塔里木 目前新疆维吾尔自治区普通本科院校共计11所,其中综合类院校3所,即新疆大学、石河子大学和塔里木大学。新疆大学、石河子大学是新疆维吾尔自治区的“211工程”本科院校,位于新疆维吾尔自治区的北疆。塔里木大学是排位仅次于这两所大学的在新疆维吾尔自治区综合实力排名第三的本科院校,也是新疆维吾尔自治区南疆地区唯一的一所综合性大学。 塔里木大学原名塔里木农垦大学,位于塔里木河畔的阿拉尔市,创建于1958年,2004年5月经教育部批准更名为塔里木大学。塔里木大学原为农业部直属院校,现为中央和新疆生产建设兵团共建。塔里木大学信息工程学院成立于2003年9月,现有教职工76人,专任教师65人,副高以上职称占17%,硕士学位的教师占64%。学院包括5个教研室:计算机应用基础教研室、计算机软件教研室、计算机硬件教研室、通信工程教研室、数学教研室以及1个计算机实验室。目前该学院有计算机科学与技术及通信工程2个本科专业。其中通信工程本科专业于2009年开始招生,每届两个班,每班30余人,该专业现有专业任课教师7人。 一、专业课程设置 1.专业必修课 塔里木大学信息工程学院通信工程专业人才培养方案中所设置的专业必修课有:高等数学、大学物理、线性代数、概率论与数理统计、大学计算机基础、C语言程序设计、电路分析、现代电子技术、信号与系统、通信原理、通信电子线路、微波技术与天线、信息论与编码技术、单片机与外围电路、计算机网络、数字信号处理、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等。 与中央民族大学通信工程本科专业培养方案(2010年版)相比,其多开设的专业必修课有大学计算机基础(由于中央民族大学生源较好,因此没必要开设该门课程)。中央民族大学按照专业选修课开设、塔里木大学按照专业必修课开设的课程有:计算机网络、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等(由于中央民族大学通信工程本科专业是按照两个主要专业方向培养学生,即无线通信和通信网络,因此这种设置是合理的)。塔里木大学通信工程本科专业未开设的专业必修课有:机械制图、数学物理方法、电磁场与电磁波、通信网理论基础等。 2.专业选修课 塔里木大学通信工程本科专业大一上学期开设的专业选修课:通信工程专业导论。大二?上学期开设的专业选修课:数据库原理。大二下学期开设的专业选修课:通信仿真技术EDA。大三上学期开设的专业选修课:MATLAB及仿真应用、综合布线技术。大三下学期开设的专业选修课:Web系统与开发技术、现代传输技术、DSP原理与应用。大四上学期开设的专业选修课:通信工程专业英语、多媒体通信技术、前沿技术专题讲座、宽带无线通信、图像处理与通信。四学年开设的专业选修课共计13门。 中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课分布如下:大二下学期开设专业选修课3门,大三上学期开设专业选修课5门,大三下学期开设的专业选修课8门,大四上学期开设的专业选修课16门(由于大部分学生专业选修课的学分在前三学年已选够,且到了大四很多学生要考研究生、找工作、忙着联系出国等,故大四上学期能够真正开设的专业选修课寥寥无几)。四学年开设专业选修课共计32门。 通过以上数据可看出,中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量远远多于塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量。但在塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课中也不乏颇具特色的课程,如综合布线技术就是一门实用性很强的课程。 二、其他专业教学环节 1.实验与实践教学 塔里木大学信息工程学院的实验教学楼建筑面积8800平方米,拥有10个多媒体教室、10个公共机房和8个专业实验室(计算机组成原理、计算机硬件、计算机软件、计算机网络、自动控制、通信工程、数学建模、计算机创新)。通信工程专业所开设的实验课有:电路分析实验、现代电子技术实验、信号与系统实验、单片机与外围电路实验、C语言程序设计实验、通信电子线路实验、通信原理实验、MATLAB及应用实验、数据库原理实验、通信仿真技术实验、现代交换原理与技术实验、计算机网络实验、光纤通信实验、移动通信系统实验、嵌入式系统原理及应用实验等。专业实践性教学环节包括信号与系统课程设计、现代电子技术课程设计、通信原理课程设计、通信电子线路课程设计、嵌入式系统课程设计、专业认知实习、计算机网络实习等。 2.专业实习 塔里木大学信息工程学院通信工程专业的专业实习安排在第六学期暑假进行,时间为8周(4学分)。塔里木大学信息工程学院十分重视学生的专业实习,为学生联系了多个新疆维吾尔自治区与通信工程专业有关的实习单位,如新疆阿克苏移动通信公司在通信工程专业建设、实习基地建设、教师实践锻炼、实验通信机房建设等方面都给予了塔里木大学信息工程学院大力支持。为了保证专业实习的效果及真实性,每个实习点都有学院专业教师带队,发现问题随时解决,并保持和学院的经常联系。这种保质保量的专业实习为学生们毕业后走向社会并尽快融入企业打下了良好的基础。 3.毕业设计 塔里木大学的毕业设计安排在第8学期进行,时间为12周(6学分)。为了保证毕业设计质量,塔里木大学信息工程学院严把开题关,提倡毕业设计内容与实际工程相联系,避免学生在毕业设计中弄虚作假。为了鼓励教师搞好毕业设计工作,带一个本科生毕业设计给10个课时的工作量;若所带的学生毕业设计成绩优秀,则工作量加倍。为了使学生的毕业设计成绩公平、公正,塔里木大学信息工程学院制定了一系列严格的毕业设计成绩评定程序与标准。 4.学科竞赛 塔里木大学信息工程学院非常鼓励与支持学生参加新疆维吾尔自治区及全国举办的各项学科竞赛,并取得了不错的成绩。如在2011年的全国大学生数学建模竞赛中,通信工程专业有两名同学分别获得了国家的二等奖,一名同学获得了新疆维吾尔自治区的一等奖,三名同学分别获得了自治区的二等奖,还有两名同学获得了自治区的三等奖。全国大学生数学建模竞赛由教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会共同主办,是教育部重点支持的全国大学生四大竞赛之一,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。作为创办时间很短的塔里木大学信息工程学院通信工程本科专业,能在这样的大赛上取得如此成绩实为不易。 此外,为了使学生能够较早地对所从事职业有所认知并做好就业准备,塔里木大学信息工程学院为学生还安排有职业规划与就业指导课程。 三、结论 塔里木大学位于新疆维吾尔自治区的南疆,其办学目标为“做塔里木文章,创区域性优势,建综合性大学”,并着力培养具有兵团精神的“下得去,留得住,用得上,干得好”的应用型、开拓型人才。塔里木大学信息工程学院则紧紧围绕学校的办学思想和发展目标,坚持“艰苦奋斗、自强不息、扎根边疆、甘于奉献”为内涵的胡杨精神育人,以资源与条件利用最大化、教学质量和人才培养质量最优化为学院发展方向,正在把学院建成南疆地区现代信息技术人才的培养基地。虽然通信工程本科专业的建立时间还很短,但塔里木大学势必为新疆维吾尔自治区南疆地区通信工程专业人才的培养作出其应有的贡献。 通信专业论文:浅谈培养通信工程专业卓越工程师的研究与实践 论文关键词:卓越工程师教育计划 创新能力 社会需求 培养方案 论文摘要:按照国家“卓越工程师培养计划”的基本要求,本科学生实践创新能力在本科教学中的地位日趋重要。本文分析了企业需求旺盛、毕业生供给旺盛,却出现企业招聘难、毕业生就业难的现实问题,结合实施卓越工程师计划的实际需求,介绍了如何确定人才培养目标,形成专业特色,研究相关产业和领域发展趋势和人才需求,探索更有效的实践性教学模式,构建经济社会发展需要的课程体系,改革教师培养和使用机制等内容,以期培养更多优秀的工程技术人才。 20世纪末,多媒体的广泛推广、互联网的应用极大地推动了通信工程专业的发展。21世纪初,宽带技术、光通信也已经崭露头角。通信工程专业所研究的内容涵盖了当今最流行、发展最迅猛的领域。通信技术的发展速度快,对人才的需求量相当大,堪称“最容易找到好工作”的专业。由于通信产业在全球的高速及持续发展,该专业在国外也是最热门的专业之一。这些特点决定了通信工程专业必须加强基础课程教学,加强专业基础实践技能训练,加强专业技术综合应用能力和创新能力的训练。 我国有工科类在校学生700万人,数量居世界首位。但工程人才质量的国际排名连续多年处于落后水平。一方面是我国一直没有建立注册工程师资格认证制度,也未参加国际通行的工程师认证体系。而更重要的原因是,国内工程教育多年存在的“学术化”取向,使工科学生在读期间以上理论课为主,缺少工程实践。工科院校培养的是科学家,却不是工程设计人才。 针对上述存在的问题,我们从培养我校通信工程专业卓越工程师的角度,以社会需求为导向,确定人才培养目标;注重交叉学科特色,形成专业特色;改革人才培养方案和课程教学内容,构建经济社会发展需要的课程体系;改革教师培养和使用机制,加强教师队伍建设;探索更有效的实践性教学模式,推进人才培养与社会实践相结合。提出一系列具体的措施,以期做好我校通信工程专业卓越工程师的培养,为我校其他专业卓越工程师的培养提供一种可以借鉴的模式。 一、研究与实践内容 通过改革和建设,研究并开发一套能适合于通信工程专业卓越工程师的培养模式,通过这种模式,强化培养学生的工程能力和创新能力。具体内容包括以下5个方面。 1.以社会需求为导向,确定通信工程专业人才培养目标 按照教育部“卓越工程师培养计划”人才培养的要求,制定本科培养标准。通信工程是典型的产业需求牵动技术研发,进而驱动教育发展的产业。通信工程相关企业非常注重学生能否掌握新技术,由于人才培养模式滞后于产业发展,导致了学校培养出来的毕业生普遍缺乏实践动手能力,难以有效满足企业的用人需求,这样就造成毕业生和企业都陷入了一个“两旺两难”的境地:企业需求旺盛、毕业生供给旺盛,却出现企业招聘难、毕业生就业难的现实问题。 为了适应新时期通信技术的迅猛发展,针对通信工程专业应用性强、与社会联系密切的特点,紧密结合国家和社会的发展需要,立足于北京地方经济,依托行业发展,研究行业对于本专业学生在毕业后应该具备的各种知识、素质及能力要求,聘请企业工程技术人员参与学校教学建设与改革工作,直接承担教学工作、成为学生在企业的导师,重视学生在企业实习阶段的安排及落实,并注重实效。将知识传授、能力与素质培养各项人才标准以及相应的知识能力大纲落实到具体的课程和教学环节。对通信工程专业的人才培养目标进行恰当定位;根据培养目标,设计培养规格;根据培养目标与培养规格制定培养方案;根据培养目标、培养规格与培养方案选择培养途径并加以实施。建立校企联合培养,做好企业学习阶段的培养方案。学生通过在企业分阶段、分层次的实习和学习,了解工程实际需要,熟悉工程设计、工程研究的基本方法,提高职业素养、分析能力、沟通表达能力、团结协作能力、管理能力等工程综合能力。积极探索和构建通信工程专业适应市场需求的教学体系,搭建起人才培养和企业需求之间的桥梁,培养适合国家、社会和市场需求,在工作单位中下得去、留得住、用得着的工程设计人才。 2.注重交叉学科特色,形成专业特色 通信技术和计算机技术在本专业中有适当的交叉,将通信工程专业的内涵由点对点信息传输扩展为网络信息传输,人才培养方案有扎实的理论基础和宽、新的专业知识的特点,使本专业的学生具有适应通信和计算机两方面业务领域的能力。本专业有较强大的教学和科研队伍,科研能力强,教学和科研成果多。拥有通信和计算机技术两方面的师资,形成了学科交叉和融合。在专业基础课程中,加强计算机技术知识学习,以微机原理、操作系统、数据结构构成课程体系。在选修课中,设置了面向对象程序设计、数据库原理、软件工程等课程补充加强计算机技术知识,以增强学生的适应能力和就业针对性。在拓宽专业知识的同时,精练教学内容,整合原专业课程,不出现知识膨胀现象。在专业课程调整中,将程控交换扩展成现代交换技术,增加了现代网域交换技术。在典型通信网技术的基础上,扩展了通信网理论基础和有关协议的内容。为了将通信传输系统与通信网结合起来,开设了接入网技术课程,它是通信网中不可缺少的部分。现代通信传输的信息以语音和图像为主,因此开设图像处理、多媒体通信、信息安全课程,向学生提供多媒体通信相关知识。 3.改革人才培养方案和课程教学内容,构建经济社会发展需要的课程体系 坚持“夯实基础、拓宽口径、增强能力、提高素质”的人才培养思路,深化教学内容和课程体系改革,注重全面素质教育,重视创新与创业能力的培养,研究通信工程及相关产业和领域发展趋势和人才需求,吸引通信工程产业、行业和用人部门共同研究课程计划,制定与生产实践、社会发展需要相结合的课程体系,实现知识、能力、素质的协调发展。在培养计划的制定中促进教学内容和教学方法的创新,优化通信工程专业核心课程,拓宽专业知识面。建立学位课程制,确保专业的基础理论。增大选修课程,压缩课时总体数量。改革教学模式和教学方法,留给学生自主学习时间,引导学生自主学习,促进学生的能力提高和个性发展。强化实践教学环节,对传统内容加以整合,设置综合性课程和综合性课程设计来训练学生知识综合能力。设立“创新实践学分”,鼓励学生积极参与导师指导的科研课题,训练和提高学生的实践动手能力与分析、解决实际问题的能力,提高学生综合素质。改革学生学习成果的评价方法,按照“知识、能力、素质”全面发展的要求,基础课程以考核知识为主,专业课程主要采取大作业、项目成果、综述、报告、在企业实习的综合表现、口试和答辩等考核方式,注重学生能力和素质的考核。 4.改革教师培养和使用机制,加强教师队伍建设 “卓越”绝不是少数、精英,而是指高素质、高质量。培养通信工程专业卓越工程师,必须有一支能胜任教学、实践环节要求的教师队伍。有计划地安排骨干教师到国内名牌大学、中科院等单位的重点实验室、重点学科做访问学者,提高教师的学术水平和科研创新能力。建立工程教育中“教师—工程师”有机结合的新机制,加强“双师型”师资队伍建设。采取“请进来,走出去”的办法,通过从研究所、企业聘请工程师或选派教师到研究所、企业参加工程实践等手段,打造一支适应卓越工程师培养要求的实验实习教师队伍。鼓励教师赴研究所、企业挂职锻炼和出国进修,加大教师工程实践能力培养力度,提升专业教师的工程能力素养,强化工程背景。优先聘请有研究所、企业工作经历的专兼职教师,努力提高专业课教师中具备在研究所、企业工作的工程经历的教师比例。从研究所、企业聘请有工程经验的教师和工程技术人员担任毕业设计指导教师,加强与研究所、企业的产学研合作,建立培养基地。在研究所、企业的深度参与下,以实际工程为背景,以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,培养适应社会需求的高素质工程师。 5.探索更有效的实践性教学模式,推进人才培养与社会实践相结合 实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径,是培养具有创新意识的卓越工程师的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。结合专业理论课程和实验室软硬件,构建了相对完整的实验课程体系,形成包括综合性、设计性、认知性和实战性的实验课程体系,有力培养了学生实践能力和创新能力。实施大学生科技活动项目、大学生科研与创新项目计划。在教师指导下,以学生为主体开展科学研究活动,培养学生的科研意识和素养,提高创新能力。鼓励学生参加电子设计竞赛,培养创新能力较强的高素质应用型人才。大学生电子设计竞赛可以培养学生的创新能力、实践能力,能够培养学生的团队精神、求真务实的作风和良好的意志品质。 教学的目的是传授知识,科研是使知识深化和更新,产业是将知识的价值体现出来。如何做好三者的衔接是这个问题的关键所在。本专业与研究所、企业密切合作,强化教学、科研、生产三者间的相互渗透。利用校办产业的技术和设备优势,建立产学研结合的具有学校特色的校内实习基地。建立校企“双赢”的合作机制,培养的本科生有一年左右的时间在研究所、企业学习,学习研究所、企业的先进技术和文化,深入开展工程实践活动,参与研究所、企业的技术创新和工程开发,在实践中培养学生的创新能力、职业精神和职业道德,同时也为研究所、企业提供技术支持。 二、研究与实践的特色 理顺产学研关系,推动研究所、企业参与人才培养,并结合市场、岗位需求,优化课程设置,加强核心课程群建设。按照卓越工程师知识能力素质要求,改革教学方法和手段,以实际工程为背景,以工程技术为主线,通过学校和研究所、企业的密切合作,培养创新能力强、适应社会发展需要的应用型工程技术人才。 以“实践”为中心,改革实践教学和学生考核评价机制,在培养通信工程专业工程能力的同时,加强交流、组织、协作及自主学习能力等优秀工程师胜任力的培养。 三、结束语 通过改革和建设,研究并开发了一套能适合于通信工程专业卓越工程师的培养模式,通过这种模式,强化培养学生的工程能力和创新能力。受益学生是我校通信工程专业的学生,如果效果显著,将可以与市内其他相关院校交流,并进一步推向国内相关高校。 通信专业论文:关于提高通信与信息系统专业工程硕士教学质量的教学体会 【论文摘要】本文以装备指挥技术学院通信与信息系统工程硕士开设的《数字信号处理》和《统计信号处理》课程为背景,分析工程硕士学员的特点,并结合课程的特点,通过适当调整教学内容,将仿真软件引入课堂,将工程实例融入教学内容等方法有效地提高了本专业工程硕士专业课的教学质量。 【论文关键词】工程硕士;数字信号处理;统计信号处理;教学质量 为适应国民经济与人才需求的多样性发展,促进科技、教育、经济的紧密结合,培养更多更好的高素质应用型人才,我国于1997年设置了工程硕士专业学位。工程硕士是相对于工学硕士而言的学位类型,它与工程领域任职资格相联系,与工学硕士处于同一层次,但侧重于工程应用。我国的工程硕士教育极大地丰富了研究生培养模式和学位类型,在研究生教育的理论与实践中具有重大的意义。 为了满足军队人才培养的需要,装备指挥技术学院招收项目管理专业和通信与信息系统专业工程硕士,笔者们有幸连续五年承担了通信与信息系统专业《数字信号处理》和《统计信号处理》课程的教学任务,最初的教学我们还是秉承了已有工学硕士相关课程的教学思路和模式,但是实际的教学效果并不是非常理想。 矛盾集中体现在上述两门课程的最大特点就是需要很多的公式推导和证明,同时与本科阶段学习的某些课程紧密相关,前来学习的工程硕士学员大多工作了很长时间,积累了丰富的实践经验,同时也远离了课本很长时间。感受到学员们面对成串公式的难耐之情,我们不得不进行认真的思考,原有的工学硕士的教学模式已不能适用于工程硕士的教学特点,只有结合工程硕士自身的特殊性以及课程的特点,合理地设置教学内容,选取教学方法,才能提高工程硕士的教学质量。总结近几年的教学经验,主要从以下几方面进行了改进,取得了一定的效果。 一、从回忆中获取新的知识 工程硕士研究生均来自各单位的一线岗位,大都具有5年以上的实践工作经验,一般都具有较多的独立工作经验,是本单位有一定发展前途的技术骨干。这些学员的最大优点就是参加工作时间长,有较丰富的实践经验,分析和解决实际问题的能力较强。然而,从学校毕业时间长也是他们的缺陷所在,他们在大学本科学习的专业知识部分如果本职工作中几乎不用的话,在他们最初攻读工程硕士学位课程的时候已经是所剩无几,甚至有些知识已经陈旧,亟须更新。即使是由于有机会经常使用,对某些知识还比较熟练,但这也是很有局限性的,因此,旧知识的遗忘和现有知识的不系统性成为了工程硕士学员们要通过的第一难关。 笔者所在学院为工程硕士开设的课程统一都是32学时,如何在有限的时间里使其有最大的收获是每一位教员应当用心思考的问题。我们的做法是在刚开课的时候先拿出4学时对本科阶段的有关专业知识进行复习,唤起学员们的记忆,为后续内容的学习打下良好的基础。这种复习不是面面俱到的复习,而是有针对性的复习,即只复习与后续课程息息相关的内容, 如《数字信号处理》课程我们只复习卷积、傅立叶变换、滤波器设计和系统的变换域等内容;《统计信号处理》课程我们只复习概率、随机过程和随机信号与线性系统等内容。复习的过程也不是旧知识的简单复现,而是启发式的回忆,即教员先提出一些关键信息。启发学员进行回忆,通过对学员零碎的知识片断进行有序整合,最终在学员的脑海中搭建出本课程的体系结构。 正如那句老话,“磨刀不误砍柴功”,这样的回忆是非常有意义的,它有助于学员状态的调整,使其从一个习惯于工作的忙碌的骨干转变为一个勤奋学习的学生;有助于学员对新知识的掌握,我们相信从一个高的起点出发,总会收获更多的成功。当然这样的做法无形中提高了对教员的要求,任课教员必须非常熟悉本课程的内容,清晰地理出新旧知识之间的关系,各个知识点之间的关系,甚至是这些知识在现实生活的具体应用。 二、有失必有得 经过4学时的回忆之后学员们逐渐有了一些信心,但当他们打开厚厚的课本时,还是会感到一丝厌烦。由于各种原因,许多工程硕士课程选用的教材基本上和工学硕士的教材是相同的,这些教材无论从体系结构上还是具体内容上都过于强调基础理论,强调内容的系统性、严密性和完整性。然而对于工程硕士而言,他们更加渴望的是教材内容的宽广性、综合性、先进性和应用性。在尚未寻找到专门为工程硕士编写的教材的条件下,我们针对工程硕士研究生的特点与培养目标,结合相关工程领域的发展方向和所面临的新技术新问题,对教材的内容进行删减和重新的组织,使其既能够保证足够高的学术水平,又能适应工程硕士的实际知识结构与能力水平。例如,我们将《数字信号处理》课程中同态滤波、K—L变换、DHT变换等应用范围比较小的内容作为自学内容,供学员们根据自己的能力和兴趣自行选择,而将课程的重点放在平稳随机信号的功率谱估计上,着重研究各种经典谱估计方法和现代谱估计方法的基本原理、各种方法的估计性能比较、改善措施以及其在实际应用中的适用条件等,同时,根据当前本学科的前沿发展动态,适当地加入软件无线电技术相关的知识。 对教学内容合理的取舍有助于带领学员集中精力进行深入的钻研,而面面俱到的教学,表面上学了很多知识,事实上真正学到的东西却很少。 三、让抽象的知识“活”起来 无论我们翻开到《数字信号处理》和《统计信号处理》课程教材的哪一页,通常映入眼帘的都会是密密麻麻的公式,这是一种科学的语言,用数学符号来描述物理现实,是对物理现象高度的抽象,从而能够更有效地找寻和建立一些通用的方法来解决实际问题。换句话说,公式的得来源于现实,而公式的终极目标又是要服务于现实的,即需要利用公式去解决现实中更多的问题。 对于实际工程经验丰富,但是理论知识不够系统的工程硕士而言,直接铺天盖地的推导公式只能让他们望而却步,甚至会使其失去了自己研究的方向,只有让抽象的知识“活”起来,才能使得学员更好地理解、接受和灵活应用所学知识。针对这两门课程“公式繁多”但“与实际联系紧密”的特点,我们在教学过程中应重点就以下几方面进行了设计。 (一)从熟知的现象中引入新的知识 尽量从学员熟悉的事物中引出新的知识,这样可以增加学员对新知识的亲近感和熟悉感,更有信心学习掌握新知识。从某种意义上说,一个新的知识。未必是一个新的事物,而是与各种已有的旧知识息息相关,更进一步说,这种新的知识很可能仅仅是诸多旧知识之间建立了一种新的联系。新知识的出现并不是为了推翻旧的知识而是为了优化旧知识而已。 帮助学员在脑海里建立知识点和知识点之间的联系非常重要,这样更有助于让学员认清知识的本质。因此在引入新知识的时候,我们尽量注意先分析原有方法的性能、优缺点、局限性,以及造成这些问题的根本原因,即为学员描述新知识的“来龙”。而后,从找到的根本原因出发,分析可能的解决方法,进而转入对新知识的讨论。最后,对新知识的应用进行概述,为学员指明该方法的“去脉”。在对每个重要知识点的“来龙去脉”都非常熟知的情况下,在工程中究竟应该选取什么样的方法就可以做到心中有数了,即使是忘记了公式的具体符号,也可以很快地在资料中找到。 (二)注重物理意义的解释,简化繁琐的公式推导 繁琐的公式推导是会让大多数人厌烦的,但是我们可以注意到这样一个事实,在实际应用的过程中往往不是需要我们对已有公式进行推导,而是正确应用。影响了公式正确应用的不是能否推导出该公式,而是是否理解了该公式,是否了解公式中的每一个参数与实际物理世界中的对应关系。所以,在进行《数字信号处理》和《,统计信号处理》课程的授课过程中,我们一般只选取最重要的公式进行最简单的推导,很快得出结论,将大部分的精力放在对结论性公式的解释上。 (三)使用多种仿真软件丰富教学手段 计算机技术以及信息技术的不断发展极大地促进了教育技术手段的提高。近些年来在信息与信号系统学科领域中涌现出了大量的可以用于辅助教学,辅助系统开发的软件,例如,Systemview、Matlab、Lab Win—dows/CVI等。将这些仿真软件应用于课堂教学,可以使枯燥的公式变成形象的波形和频谱,很容易就能够理解和掌握所学知识。 另外,学员在课后也可以使用这些仿真软件,软件强大的计算功能、数据处理显示功能和某些软件的图形编成语言使得学员仿佛置身在“示波器”“频谱仪”“矢量分析仪”等仪器旁边,每当自己有一些新想法的时候,不再需要闷头推导公式去论证自己的想法,而是在仿真环境中依据自己的想法,轻松搭建一个属于自己的小系统,运行之后就可以看到自己的想法变为现实之后的效果,如果对自己的想法并不满意,则可以继续进行调整。经过这样的磨炼,他们的科研能力都得到了锻炼,提高解决工程实践问题的能力也正是工程硕士的培养目标。 四、以工程实例为牵引 对工程技术型工程硕士的学位要求是“掌握本门学科坚实的基础理论、系统的专门知识和工程技术;具有独立担负专门技术工作包括开发研究、工程分析和设计工作的能力。”可见,对于工程技术型的工程硕士的培养,基础理论知识和工程技术的培养是齐头并进的,更加侧重于对其工程实践能力的培养。理论知识和工程技术不是截然分开的两种事物,而是紧密联系的同一事物的两个方面,理论知识是工程技术的基础,而工程技术则是将理论知识在实践中的具体应用,要想提高学员的理论知识和工程技术水平,教员应当先具备足够的工程经验,这样才有可能引导学员顺利地从理论过渡到实践。 笔者们的工程实践经验比较有限,但是还是尝试着将已经完成的科研项目进行适当的简化,作为案例进行使用,以工程实例作为课程的牵引。根据课程的进程,在一定的阶段以某些工程实例为背景介绍该项目的基本技术指标要求,根据任务的要求在学员问展开讨论,将具有代表性的观点归纳总结成不同的实现方案,再利用各种仿真软件对方案中的各个关键环节进行仿真分析,对其所能够达到的指标进行论证,回溯到原始的技术指标进行比对,对各个方案的优缺点进行比较,最后教员给出已完成的工程实例的技术方案,并解释每一项关键技术的选择、论证的过程,以及该项目所获得的收益。 这样的做法极大地丰富了教材的知识,更重要的是极大地提高学员的积极性,以《数字信号处理》课程中引入的“记录分系统”项目为例,当该课程的进程过半,学员已经熟悉了模拟信号数字化方法、离散时间信号的时域和频域分析方法、多速率信号处理技术等知识,教员介绍“记录分系统”项目的指标要求,对中心频率70MHz、带宽23MHz的中频信号进行采集并存储于介质中,要求因“记录”操作所造成的信号损失不超过ldB。接受项目后学员很快将项目分解为“采集”“传输”和“存储”三个主要环节。 学员们在第一个环节上就遇到了困难,按照常理,教材上介绍最多的是“低通采样定理”,定理要求只有在采样的过程中使用高于原始信号最高频率2倍以上的采样速率进行采样才能保证能够从采样后的信号中无失真地恢复原始信号,但是此项目中被采集信号最高频率为81.5MHz,工程上一般采用5倍最高频率作为采样频率,粗略估算采样频率应为400MHz左右,如此高速率的ADC器件造价很高,性能也不是很稳定,而且由此产生的采样值经过量化编码后形成的数据量更是大的惊人,显然这是不可取的一种采集方案。 通过课后资料的查阅,又有学员提出采用目前软件无线电平台上经常采用的“正交下变频”的方法,在完成采样的同时降低了数据的速率。这种方法已经成功地应用在许多“数字化接收机”和“综合基带设备”上,显然是一种不错的选择,但是我们还可以进一步的对项目进行分析,数字接收机之所以采用“正交下变频”的方法,主要是为了满足零中频采样的目的,采样后信号由原始的一路信号变为了速率较低的同相和正交两路信号,而后再进行后续的解调等处理。回顾“记录分系统”的设计目的,采集后的信号并没有进行更多的处理,仅仅是存储起来,如果采用“正交下变频”的方法,无形中增加了系统的复杂程度,应该还有更优的方案。 经过对各种采样方法的归纳总结,学员们发现根据“记录分系统”不对数据进行更多处理的特点,可以选择与“低通采样定理”相对应的“带通采样”方式,那么带通采样中的采样频率该如何选取呢?随着问题不断涌现,学员们解决问题的兴趣也越来越浓厚,课本中的知识不断地被尝试于实践中,即便是没有被选中的方案,反复的论证过程实质上就是知识从课本到学员能力的内化过程,学员的收获也是非常大的,对教学质量的提高效果明显。 通信专业论文:试析通信工程专业国防生培养模式的探索与实践 论文摘要:分析了目前国防生培养中的突出问题,阐述了在通信工程专业国防生培养中的改革措施。通过成立国防教育学院、设立通信工程国防生班、科学定位培养目标、合理优化课程体系、选拔优秀国防生担任承训军官等一系列措施,国防生的专业知识能力和军政素质能够得到同步提高、统筹协调,第一任职能力得到大幅提高,成为“听党指挥、军政兼修、一专多能”的高素质新型军事人才。 论文关键词:国防生;培养模式;军政素质;课程体系 2000年5月,国务院、中央军委正式颁发了《关于建立依托普通高等教育培养军队干部制度的决定》,标志着我军国防生培养制度正式建立。这一要求抓住了转变战斗力生成模式的关键环节,也是落实科学发展观、实现富国与强军相统一的实际措施,对于培养大批高素质新型军事人才、科技强军、全面加强军队现代化建设具有非常重大的意义。依托普通高校培养国防生,利用地方优势资源加强新型军事人才培养的战略性决策是培养部队干部的一条重要渠道,事关建设信息化军队、打赢信息化战争的大计。随着我军人才战略工程的不断推进,依托普通高校培养国防生已成为军队生长干部的重要来源。因此,如何与普通高校紧密合作,携手培养出大批高素质国防生是建立和完善军民结合、寓军于民的军队人才培养体系的重要课题。 然而,国防生培养工作是一项系统性、广泛性和复杂性的工程,随着国防生招生规模的扩大,培养工作的进一步深化和发展,不少制约国防生培养工作的问题纷纷涌现出来。积极探索科学合理的国防生培养模式和培养计划,重点解决国防生培养中面临的突出问题,更好地满足国防现代化建设对新型军事人才的需求,显得非常必要和紧迫。 西安邮电大学2004年与兰州军区签署了依托普通高等教育培养军队干部的协议,成为兰州军区的国防生培养单位之一,几年来承担了大量的国防生人才培养任务。为了更好地支持国防生培养,学校于2011年7月成立了国防教育学院,致力于协助驻校选培办及各院系进行国防生教育管理工作。目前我校已经成为西北规模最大的开展国防生教育的地方普通高等学校,国防生在校人数已经达到400多名,分布在通信工程、信息安全、信息对抗技术等部队紧缺和适合军事人才培养的相关专业,尤其以通信工程专业的国防生人数最多。多年来学校在国防生培养方面积极探索、认真总结、全面提高,成立了国防生学院,通过扎实有效的工作和学校各级各部门的齐抓共管、密切协作,使国防生培养工作得到了兰州军区的认可。 一、国防生培养突出问题分析 通过对我校国防生教育状况的调查分析,目前国防生培养面临三个突出问题。 1.国防生无就业危机感,学习动力不足 国防生是与部队签订就业协议的定向生,取得毕业资格和相应的学位后将按协议办理入伍手续并任命为军队干部。与普通高校毕业生相比,国防生毕业之后可以直接到军队任职,基本不需要为未来工作担心,导致国防生没有求职的压力。因此,他们在学习上没有足够的动力。 2.军政训练和专业学习的统筹协调存在矛盾 根据新型国防人才的培养目标,依托普通高校培养的国防生要有别于过去军队院校培养的学员和直接从地方大学招收入伍的毕业生,应该是融丰富的科学文化知识、优良的创新能力和过硬的军事素质于一身的复合型人才。国防生具有大学生和后备军官双重身份,在完成普通大学生应修课程任务的同时,还要参加军政训练,这必然会占用国防生大量的课余时间,甚至会影响其正常的专业学习。由于缺乏对军政训练和专业学习的统筹协调,大部分国防生在两者之间疲于奔命,顾此失彼,容易出现“瘸子现象”。 3.军事素质仍显薄弱,难以满足部队第一任职需要 军政训练是国防生教育和普通大学生教育最显著的区别。虽然各地方高校在积极探索国防生教育方面都探索总结出了一些好的经验,取得了一定成绩,但是按照现代军事指挥人才生长标准要求衡量,当前国防生军政训练还存在一些问题。这导致国防生的军事素质仍然稍显薄弱,不能满足部队第一任职的需要。扎实的军事技能是国防生在军队生存和发展的基础,但从不少毕业国防生到部队工作后反馈回来的情况看,国防生的军事素质与当前部队军事斗争准备的要求还有较大的差距。因此,如何进一步加强国防生的军事素质已经成为当前国防生培养亟需解决的问题。 二、科学定位培养目标,合理优化课程体系 针对以上问题,近年来西安邮电大学积极与兰州军区沟通,在驻校选培办和各部门的积极配合下,在通信工程专业国防生培养方面进行了有益的改革与尝试,取得了较好的效果。 1.设立通信工程专业“国防生”班 根据我校国防生较集中于通信工程专业的现状,将过去国防生分散在各班的做法改为集中在一个班,形成单独的通信工程专业“国防生”班。这样便于为国防生量身打造培养方案和课程体系,便于将国防生的军政训练纳入到教学计划,便于开设具有针对性的国防必修和选修课程,将军政训练和专业技能的培养融为一体。 2.科学定位培养目标 通信工程专业是面向通信与信息行业,口径宽、学科交叉融合多、适应面广的专业。学校在培养过程中遵循高等教育教学规律与满足军事人才培养特殊需求相统一,积极探索新型的人才培养模式,根据《国防生教育管理规定》、《普通高等学校国防生军政训练计划》等规定,结合我校应用型人才培养定位,确定了通信工程专业国防生的培养目标:依据“重视基础、加强实践、军政并重、一专多能”的原则,使通信工程专业国防生基本具备合格军人必备的思想政治素质、科学文化素质、军事专业素质和身体心理素质,具有较高的文化素养、掌握坚实的通信工程基础理论,具有较强的创新意识和工程实践能力,服务于军队通信专业的高级工程应用型军人。 3.合理调整教学计划,提高国防生军政素质 国防生既是大学生,同时又是后备军官,因此国防生的培养既要注重专业知识的学习,又要加强军政素质的培养。根据培养目标的要求,合理调整教学计划,把军政训练课程纳入国防生培养方案,作为国防生的必修课程。 针对国防生军政素质薄弱、难以满足部队第一任职需要的问题,我们对国防生的培养计划进行了优化调整,实行了“3.5+0.5”的培养方式。国防生在校四年的八个学期中,前七个学期在校学习,完成必修学业,最后一个学期到作战部队淬火锻炼,帮助国防生提高带兵能力。“3.5+0.5”培养方式对于提高国防生第一任职能力,特别是带兵能力,是非常有帮助的,可以从培养机制上帮助国防生思想上补课、经历上补缺、素质上补短,有利于帮助国防生尽快适应并融入部队。 前七个学期的军政教育分为理论授课、日常训练和暑期集中训练三部分。其中军政理论授课由本校相关老师和外聘军校教员完成;日常训练包括“队列日常训练”、“军事基本技能日常训练”两部分,由驻校选培办和学院共同组织,主要安排在早操、双休日进行;暑期集中训练主要进行“队列训练”和“军事基本技能训练”课程的集中训练,安排在一年级、三年级暑期内实施,到部队训练机构集中训练。其中军政理论课程包括:军事理论、政治素质、军事法律、兵种知识、军事技能等五类课程;另外,设计“队列训练”、“军事基本技能训练”、“当兵锻炼”、“兵种见习和综合训练”等课程在暑期和第八学期在部队完成。通过这些军政训练课程的实施逐步增强国防生的军人意识和军事素质。 4.设置军事特色鲜明的课程,专业知识与军队特色融为一体 国防人才必须在军事思想和专业知识与技术上都满足国防科技发展的需要,为了使国防生尽早接触到与军事有关的专业知识和科研项目,在对国防生所设置的课程体系中,满足通信工程专业基本知识结构的同时,加大了专业课程的军事特色和军事应用技术含量,在培养方案中设置了“信息安全”、“通信对抗”、“雷达对抗”等诸多适合军事领域的专业课程,并让学生深入部队一线学习掌握相关专业设备和技术。 三、担任新生军训教官,进行带兵能力实战 与军队院校培养的学员不同,国防生在普通高校学习,缺乏部队的氛围和带兵实习的机会,所学军政理论知识不能及时应用于实践,效果事倍功半,很难达到《普通高等教育国防生军政训练计划》的要求。从2010年起,在兰州军区驻校选培办的大力配合下,我校国防生开始担任新生军训教官,表现出思想过硬、作风优良、知识丰富等优势,赢得了师生的一致好评,取得了很好的效果。 驻校选培办利用暑假组织国防生进行集训,组织岗前培训,考核选拔承训教官,系统学习教学法,使他们做到“真学、真会、真懂、真教”。国防生担任军训教官,亲身实践当“指挥官”,练胆魄、长才干、强素质,正好能够弥补国防生缺少部队实践的不足,为国防生提供了难得的实践锻炼机会,为国防生实践锻炼搭建了新的舞台。这种方式不但提高了国防生综合能力,为国防生的第一任职打下坚实的基础,对国防生的在校管理起到了积极的牵引效果;同时也搭建了驻校选培办与学校全方位合作交流的平台,实现了优势互补。 四、结语 作为西北地区较早开展国防生教育的高校和兰州军区装备技术保障人才培训基地,西安邮电大学多年来积极探索、认真总结、全面提高,通过扎实有效的工作和学校各级各部门的齐抓共管、密切协作,逐步摸索总结出一套国防生教育管理办法。对于招生量最大的通信工程专业国防生,采用单独编班、科学定位培养目标、“3.5+0.5”的培养模式、合理优化课程体系、增加军事特色、担任军训军官进行带兵能力训练等措施,致力于加强国防生思想政治根基,提高专业能力水平,强化军事训练素质,取得了良好成效,获得了部队的认可。我校毕业的国防生有18人被兰州军区表彰为国防生标兵,有189人被陕西省军区政治部表彰为优秀国防生。 通信专业论文:高校通信工程专业教学改革探索 [论文关键词]通信工程;教学改革;创新能力 [论文摘要]文章在分析我国普通高校通信工程专业人才培养存在的问题的基础上,提出一些教学方法、教学手段、实验课程改革的设想和方案设计。并对人才创新能力培养的计划和具体措施进行较为详细的阐述和说明。 一、引言 以信息技术和计算机技术为代表的高科技迅猛发展,既推动了经济和社会生活的发展,也引起了高等教育的巨大变革。通信工程作为理工科院校的一个重要专业,旨在培养具备通信技术、通信系统和通信网等方面的知识,能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的高级工程技术人才以满足社会对通信工程技术人才的需求。多年来的教学实践经验使我们感觉到通信工程专业的专业基础课和专业课的教学内容、教学计划、教学方法和手段及各门课程之间的有机衔接等方面存在许多问题。因此为培养创新型、开拓型、应用型跨世纪人才,对通信工程专业的教学内容与课程体系进行优化与整合、实验实践环节的改革势在必行。 针对这一问题,本文提出一些教学方法、教学手段、实验课程改革的设想和方案设计,并对人才创新能力培养的计划和具体措施进行较为详细的阐述和说明。 二、教学方法和手段改革 以社会需求为目标、以应用能力的培养为主线设计通信技术专业的培养方案。要以学科发展为依托,以课程体系和教学改革为核心,以能力培养为主线,教学与科研结合,不断提高教学质量。 (一)建立科学的课程体系 整合通信技术类课程,构建适应通信科学发展的教学体系。在课程体系的安排上要突出现代通信的五大技术:传输技术、复用技术、交换技术、网络技术、信息处理技术。 加强电路、电子系统与信号系统的基础知识,增设电子电路EDA技术等课程,突出当前电子技术新器件和新技术的应用。这就要求教学计划应该保证必需的专业理论,使学生获得可持续学习的基础,由终结教育演变为终身教育。在终身学习过程中造就新一代劳动者。 (二)在教学过程中重视计算机辅助分析与设计等教学手段 重视EDA(Electronic Design Automatic,电路设计自动化)软件、Electronics Workbench软件、SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)模拟电路仿真软件、MATLAB通信系统的分析和仿真软件等在实践教学环节中的辅助作用。把嵌入式系统的教学引入到课程体系的改革中来。以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 (三)激发学生的学习兴趣。引导学生如何学习 由以讲授为主向以自学为主转变,改革填鸭式的单向灌输以及一支粉笔和一块黑板的传统教学模式,逐步采用启发式教学方法,教师给定学习任务、学习进度,安排自学,要求学生写自学笔记、完成作业,在习题中培养学生的创造能力。采用专题讲座、答疑辅导、课堂讨论等教学形式培养学生的学习兴趣和学习能力。培养学生的自学能力是教学方法和教学手段改革的核心,自学能力是创造能力和其他各种能力的基础。 三、实验实践教学改革 (一)实验实践教学——影响通信工程专业人才培养的关键因素 在通信技术飞速发展的今天,要求通信技术人员必须具有良好的理论基础和实践经验。因此为了培养合格的通信专业学生,除了要讲授最新的理论知识外,还要通过大量的专业实验让学生理解、验证理论知识,了解其应用。例如对“射频电路”的教学,不能仅谈理论,必须搭配相对应的实验来验证基础理论,同时引导并培养学生的动手操作能力。 综观通信专业实验、实践环节的教学发展趋势,存在三大矛盾:电子信息技术的快速发展与电子实践教学落后的矛盾;创新实践能力的高要求与传统实践教学落后的矛盾;教学多元化要求与实践教学资源不足的矛盾。实践教学对国家、对学生的重要性怎么强调都不过分。理论教学是对知识的传授,实验教学是对学生进行技术的传授,而实习环节就是对学生能力的培养,培养学生的工程实践能力、创新实践能力和第一职业能力。 (二)实验实践教学改革——建立有鲜明特色的创新实验、实践教学体系 通信工程专业要不断完善实践教学体系,深化实验教学改革,大量开设综合性、设计性实验,把工程化教育和学生实践能力、应用能力的培养落到实处。 1、变革传统实验教学简单模式,构建虚拟网络仿真实验系统 通信专业实验室建设普遍存在设备采购昂贵、投资巨大、实验室设备操作复杂等问题,制约了通信专业实验室的建设。为了解决上述制约实践环节教学的三大矛盾,可以借鉴国内外部分高校的虚拟实验室制作方案,以某些重点课程为突破口,逐步构建通信专业的虚拟网络仿真实验系统。 2、建立网上自助教学系统 为了解决教学多元化要求与实践教学资源不足的矛盾,适应目前的教学要求个性化发展和激发式教学的需要,可以引入网上自助教学的概念,逐步建立网上自助教学系统。“自助”即学生学习的自助,它不再依赖于非学生自身的学习压力,而是激发学生本身对学习过程中的问题的探索和兴趣爱好,让学生主动地到网络上寻找实例进行比较并寻求解决,从而提高自我解决问题的能力。 同样地,“自助”也是教师的教学自助。最有效的方法是鼓励每位任课老师建立个人网站,对自身任教的每门课程建立课程网页,最终建立网上自助教学系统,通过网络的资源和优势进行互动式教学。 四、创新能力培养 (一)创新人才培养的主导原则 1、主动性与积极性原则 充分发挥学生在学习过程中的主观能动性是创新教育的基本目标之一。只有使学生主动地参与学习、发挥主体的积极作用,才能使创新教育促进学生生动活泼的发展。 2、理论与实践相结合原则 培养具有宽广理论知识和较强实践技能的人才是大学教育的根本目标。遵循理论与实践统一的原则,就是坚持马克思主义的教育观和人才观,坚持创新是一种创造性的实践,坚持以实践作为检验和评价大学生创新能力的唯一标准。 3、个性化与群体化相结合原则 大学生创新能力的培养必须遵循个性化与群体化相结合的原则,既要培养其自主的意识、独立的人格和批判的精神,又要培养他们的团结协作精神,在个性品质中体现协作就能获得各种创造力的最大合力,产生最佳效能。这是因为现代科学的发展已经让任何一个人都无法在一生当中涉足科学技术的各个方面,要想在现在的科学技术的基础上有所创造,就必须学会团结协作,与别人进行“信息共享”。 4、发展性与前瞻性相结合原则 大学教育在关注学生必备的知识积累的同时。更应着眼于学生长远的发展,进行前瞻性教育。因此,创新能力的培养应以信息为载体、关注大学生的创造潜质和未来发展方向,使大学生在不断发展的过程中提升创新能力。 (二)创新人才培养的途径与方法 针对目前创新人才培养方面问题的分析,在遵从创新人才培养的主导原则下,笔者认为通信工程专业创新人才培养的途径与方法主要有以下几个方面: 1、拓宽专业口径,建设富有创造性的课程及教材体系 目前,高校本科专业设置过细,是导致学生知识面窄、基础薄弱、缺乏创新精神与能力的重要原因之一。因此,拓宽专业口径是一项紧迫的任务。要拓宽专业口径,就要对相关专业进行合并调整,按学科大类设置专业,并建立富有创造性的课程体系及教材体系。 2、提高教师的创新能力素养 教师自身的创新素养如何将直接关系到学生创新能力的培养。河南理工大学与其他普通高校一样,中青年教师较多,他们理论教学与实践教学能力有待于进一步提高。解决教师自身创新素养的办法有二:一是对部分教师进行培训,对其原有的知识结构进行更新;二是创造条件让青年教师有机会外出进修,没有科研项目的教师有机会做访问学者,参加科研,加强科技创新的实践。 3、实现教育观念转变,改进教学方法,诱发创新热情,培养创新意识 大学生创新能力的培养,首先要突破“教师中心与考试中心”的局面,改变“教师讲,学生听,满堂灌,照单收”的教学方法。教师要认真挖掘蕴含于教材中的创新因素,展示教材内容的非凡魅力,促进学生在学习过程中逐步形成创新意识和创新能力,形成浓厚的创新氛围,激发学生探求通信工程专业知识的强烈愿望。 4、开设研讨班课程,培养学生科学的思维方法和研究方法 研讨班是为学生提供更灵活的教育方式,使学生有机会参与讨论,表达自己的观点。其教学目标是着重培养学生科学的思维方法和研究方法,拓宽学生的知识面,培养学生根据所研讨的课题,如何着手进行调研、查阅资料、设计方案等,通过研讨培养学生的表达能力和交流能力。因此,对培养学生的创新能力、学习兴趣、科研能力等方面都有着积极作用,应成为一种良好的值得探讨的教学形式。 五、结论 总之,确立新的教育思想和观念,根据未来社会的需要建立各类人才合理的知识结构和智能结构,重视课程内容改革,更要重视教学过程的优化,在改革中突出能力,特别是创新能力的培养。加强实验教学改革,教学与科研结合,建立一套科学的教学管理制度,是高等教育提高办学质量的必经之路。 通信专业论文:试论新疆维吾尔自治区通信工程本科专业发展现状研究 论文摘要:通信工程专业是涵盖了电信网、移动通信、光纤通信、数字通信以及各种通信IT的跨学科、宽口径、实用性强、服务面广的专业。介绍了新疆维吾尔自治区塔里木大学信息工程学院通信工程本科专业的发展现状,并与中央民族大学通信工程本科专业进行了比较。 论文关键词:通信工程;本科专业;新疆;塔里木 目前新疆维吾尔自治区普通本科院校共计11所,其中综合类院校3所,即新疆大学、石河子大学和塔里木大学。新疆大学、石河子大学是新疆维吾尔自治区的“211工程”本科院校,位于新疆维吾尔自治区的北疆。塔里木大学是排位仅次于这两所大学的在新疆维吾尔自治区综合实力排名第三的本科院校,也是新疆维吾尔自治区南疆地区唯一的一所综合性大学。 塔里木大学原名塔里木农垦大学,位于塔里木河畔的阿拉尔市,创建于1958年,2004年5月经教育部批准更名为塔里木大学。塔里木大学原为农业部直属院校,现为中央和新疆生产建设兵团共建。塔里木大学信息工程学院成立于2003年9月,现有教职工76人,专任教师65人,副高以上职称占17%,硕士学位的教师占64%。学院包括5个教研室:计算机应用基础教研室、计算机软件教研室、计算机硬件教研室、通信工程教研室、数学教研室以及1个计算机实验室。目前该学院有计算机科学与技术及通信工程2个本科专业。其中通信工程本科专业于2009年开始招生,每届两个班,每班30余人,该专业现有专业任课教师7人。 一、专业课程设置 1.专业必修课 塔里木大学信息工程学院通信工程专业人才培养方案中所设置的专业必修课有:高等数学、大学物理、线性代数、概率论与数理统计、大学计算机基础、C语言程序设计、电路分析、现代电子技术、信号与系统、通信原理、通信电子线路、微波技术与天线、信息论与编码技术、单片机与外围电路、计算机网络、数字信号处理、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等。 与中央民族大学通信工程本科专业培养方案(2010年版)相比,其多开设的专业必修课有大学计算机基础(由于中央民族大学生源较好,因此没必要开设该门课程)。中央民族大学按照专业选修课开设、塔里木大学按照专业必修课开设的课程有:计算机网络、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等(由于中央民族大学通信工程本科专业是按照两个主要专业方向培养学生,即无线通信和通信网络,因此这种设置是合理的)。塔里木大学通信工程本科专业未开设的专业必修课有:机械制图、数学物理方法、电磁场与电磁波、通信网理论基础等。 2.专业选修课 塔里木大学通信工程本科专业大一上学期开设的专业选修课:通信工程专业导论。大二?上学期开设的专业选修课:数据库原理。大二下学期开设的专业选修课:通信仿真技术EDA。大三上学期开设的专业选修课:MATLAB及仿真应用、综合布线技术。大三下学期开设的专业选修课:Web系统与开发技术、现代传输技术、DSP原理与应用。大四上学期开设的专业选修课:通信工程专业英语、多媒体通信技术、前沿技术专题讲座、宽带无线通信、图像处理与通信。四学年开设的专业选修课共计13门。 中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课分布如下:大二下学期开设专业选修课3门,大三上学期开设专业选修课5门,大三下学期开设的专业选修课8门,大四上学期开设的专业选修课16门(由于大部分学生专业选修课的学分在前三学年已选够,且到了大四很多学生要考研究生、找工作、忙着联系出国等,故大四上学期能够真正开设的专业选修课寥寥无几)。四学年开设专业选修课共计32门。 通过以上数据可看出,中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量远远多于塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量。但在塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课中也不乏颇具特色的课程,如综合布线技术就是一门实用性很强的课程。 二、其他专业教学环节 1.实验与实践教学 塔里木大学信息工程学院的实验教学楼建筑面积8800平方米,拥有10个多媒体教室、10个公共机房和8个专业实验室(计算机组成原理、计算机硬件、计算机软件、计算机网络、自动控制、通信工程、数学建模、计算机创新)。通信工程专业所开设的实验课有:电路分析实验、现代电子技术实验、信号与系统实验、单片机与外围电路实验、C语言程序设计实验、通信电子线路实验、通信原理实验、MATLAB及应用实验、数据库原理实验、通信仿真技术实验、现代交换原理与技术实验、计算机网络实验、光纤通信实验、移动通信系统实验、嵌入式系统原理及应用实验等。专业实践性教学环节包括信号与系统课程设计、现代电子技术课程设计、通信原理课程设计、通信电子线路课程设计、嵌入式系统课程设计、专业认知实习、计算机网络实习等。 2.专业实习 塔里木大学信息工程学院通信工程专业的专业实习安排在第六学期暑假进行,时间为8周(4学分)。塔里木大学信息工程学院十分重视学生的专业实习,为学生联系了多个新疆维吾尔自治区与通信工程专业有关的实习单位,如新疆阿克苏移动通信公司在通信工程专业建设、实习基地建设、教师实践锻炼、实验通信机房建设等方面都给予了塔里木大学信息工程学院大力支持。为了保证专业实习的效果及真实性,每个实习点都有学院专业教师带队,发现问题随时解决,并保持和学院的经常联系。这种保质保量的专业实习为学生们毕业后走向社会并尽快融入企业打下了良好的基础。 3.毕业设计 塔里木大学的毕业设计安排在第8学期进行,时间为12周(6学分)。为了保证毕业设计质量,塔里木大学信息工程学院严把开题关,提倡毕业设计内容与实际工程相联系,避免学生在毕业设计中弄虚作假。为了鼓励教师搞好毕业设计工作,带一个本科生毕业设计给10个课时的工作量;若所带的学生毕业设计成绩优秀,则工作量加倍。为了使学生的毕业设计成绩公平、公正,塔里木大学信息工程学院制定了一系列严格的毕业设计成绩评定程序与标准。 4.学科竞赛 塔里木大学信息工程学院非常鼓励与支持学生参加新疆维吾尔自治区及全国举办的各项学科竞赛,并取得了不错的成绩。如在2011年的全国大学生数学建模竞赛中,通信工程专业有两名同学分别获得了国家的二等奖,一名同学获得了新疆维吾尔自治区的一等奖,三名同学分别获得了自治区的二等奖,还有两名同学获得了自治区的三等奖。全国大学生数学建模竞赛由教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会共同主办,是教育部重点支持的全国大学生四大竞赛之一,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。作为创办时间很短的塔里木大学信息工程学院通信工程本科专业,能在这样的大赛上取得如此成绩实为不易。 此外,为了使学生能够较早地对所从事职业有所认知并做好就业准备,塔里木大学信息工程学院为学生还安排有职业规划与就业指导课程。 三、结论 塔里木大学位于新疆维吾尔自治区的南疆,其办学目标为“做塔里木文章,创区域性优势,建综合性大学”,并着力培养具有兵团精神的“下得去,留得住,用得上,干得好”的应用型、开拓型人才。塔里木大学信息工程学院则紧紧围绕学校的办学思想和发展目标,坚持“艰苦奋斗、自强不息、扎根边疆、甘于奉献”为内涵的胡杨精神育人,以资源与条件利用最大化、教学质量和人才培养质量最优化为学院发展方向,正在把学院建成南疆地区现代信息技术人才的培养基地。虽然通信工程本科专业的建立时间还很短,但塔里木大学势必为新疆维吾尔自治区南疆地区通信工程专业人才的培养作出其应有的贡献。 通信专业论文:通信类专业毕业研究生就业状况与就业指导对策分析 【摘 要】近年来,随着每年培养的通信类人才数量明显攀升和许多非通信专业人才涌入通信行业,使通信类毕业生出现“就业难”。本文针对目前研究生就业面临市场供过于求、研究生的择业价值取向和研究生就业行为发生变化以及通信类专业研究生就业领域相对集中、就业区域明显失衡、学校所在城市就业意向比较突出的特点进行通信类专业研究生就业现状分析,从结合专业特点、巩固、拓宽通信专业研究生就业渠道、加强通信专业研究生的就业指导工作、加强与用人单位的沟通、共同做好通信专业研究生就业后续稳定工作等方面入手,尝试探讨促进通信类专业研究生顺利就业的对策,以期为推进通信类专业研究生的高质量就业做贡献。 【关键词】毕业研究生 就业 指导 随着市场经济体制的不断发展、教育体制改革和就业制度改革的不断推进,以市场经济为导向的多层次、多侧面的市场需求给毕业研究生提供更多就业机会的同时,他们的就业状况也出现了新的特点。在当前就业制度改革全面展开的新形势下,研究分析研究生就业现状,提出应对措施,不仅是当今社会时展的必然,也是当代研究生顺利就业、实现人力资源优化的内在要求。通信类专业研究生以其专业的特殊性,就业形势变化的灵敏性,使其就业的现状更具有时代气息和研究价值。 一 研究生就业面临新的形势 1.研究生市场供求关系发生变化 研究生扩招直接导致研究生就业竞争加剧。一方面,研究生的数量急剧增加;另一方面,国家机关、科研院所、事业单位和国企、高新技术企业等研究生传统就业领域提供的就业岗位增幅远远低于就业人数的增幅。研究生的就业岗位从“金字塔”的顶部向下移动,就业中出现职位层次下降、工资水平下降、求职时间延长等现象。根据一项调查显示,影响研究生就业的因素分别有:“招生规模扩大,研究生供过于求”,约占89%;“大学教育不能适应市场需求”,约占43%;“大量工作不需要高学历”,约占32.9%;“研究生就业政策存在问题”,约占28.9%;“学生择业不切实际”,约占20.4%。 2.研究生的择业价值取向发生变化 毕业研究生的价值取向由社会本位转向个体本位和社会本位并存、由价值理性转向工具理性。区域经济及文化发展不平衡和不同行业收入差距过大,也严重影响研究生的价值取向。高学历与好岗位并不划等号,研究生群体中“就业难”的心理已基本形成。2010 年,《北京人才报》一项调查显示,自卑、焦虑、从众,成为部分研究生就业的“心理门槛”。复旦大学心理健康教育中心副主任曹高举在其《研究生的不良择业心理及其调适》的报告中提出,不少学生面对激烈的市场竞争,不能客观分析和评价自己,一遇到挫折就信心尽失,变成“鸵鸟”消极逃避。 3.研究生的就业行为发生变化 就业制度与用人制度的改革和职业市场的逐步开放,为广大毕业生提供了自由择业和职业流动的机会,同时也使得他们在心理和行为上出现各种各样的矛盾和冲突。“双向选择,自主择业”就业制度使毕业生通过人才市场就业,但部分研究生对职业生涯没有规划,求职时茫然、盲从。而且,有相当比例的研究生就业期望值与社会需求之间的反差较大,存在择业期望值偏高、目标短期化和趋向功利化现象,把读研的目的狭隘地理解为高薪高职,把研究生文凭当作找个好工作的跳板,误解了研究生教育作为精英教育的初衷。 二 通信类专业研究生的就业现状分析 随着社会经济发展,人才的竞争进一步加剧,特别是计算机、通信等与产业相关的热门专业,研究生就业市场长期红火,就业质量较高。从近年的统计情况看,通信类研究生的就业流向中体现了行业自身的一些特点。 1.通信类专业研究生的就业特点 通信类毕业研究生就业领域相对集中,主要集中在电信运营业、通信设备制造业或电子计算机综合技术服务业等与通信相关的行业内,学科专业十分对口。以某高校为例,近4 年来2 千来名通信类专业毕业研究生,85%以上到国内大型通信运营企业(如移动、联通、电信等)、电子制造企业(如中兴通讯、华为、大唐电信等)和高等院校就业;通信类毕业研究生就业区域总体表现为:华东、华南等沿海发达省市就业人数较多,老少边穷地区较少。还以该高校为例,该校通信类专业80.1%的毕业研究生在江苏、上海就业。其余的毕业研究生也主要选择到东南沿海经济发达的大城市,如长江三角洲地区城市,而到欠发达地区尤其是条件比较艰苦的边远西部地区就业的毕业研究生数量明显偏少,到其他西部省市就业的毕业生仅有0.81%,“孔雀东南飞”的倾向依然严重;院校所在区域在研究生就业地区选择中有十分明显的优势。以南京高校为例,虽然南京在地理环境、经济状况、人才吸引政策等方面与京、沪、深等市相比有一定差距,但每年在南京就业的该校研究生为48.88%,远远超过到京、沪、深等大城市就业的比例。 2.通信专业研究生就业现状分析 从就业率上看,通信专业研究生的就业形势良好。从2005~2009 年该高校通信类研究生一次性就业率的统计数据来看,5 年的平均就业率为98%,远远高于全国研究生的平均一次性就业率。这说明通信类研究生的社会需求量大,就业率普遍较高。但从主要用人单位反馈的信息看,通信行业的用人需求呈现总体增加趋势减缓的格局。通信类专业毕业研究生今天令人羡慕的就业形势已受到多方面的消极影响。 从供需比上看,通信专业研究生的就业优势有所下降。虽然通信专业研究生的就业率较高、就业形势良好,但是这几年平均供需比却逐年下降。以该所高校为例,通信专业研究生平均供需比从2005 年的1∶13.3 下降到2007 年的1∶7.7,再降至2009 年的1∶3.4。由此可见,通信专业研究生的就业优势正在逐渐丧失。 从就业流向上看,通信专业研究生的地区流向很不平衡。随着经济建设在深度和广度上的全面开展,小城市、中西部地区对人才的需求也越来越迫切。可是通信专业研究生就业却没有适应这一需求,就业地区一直主要集中在沿海发达地区和中心城市,就业地域不均衡的问题十分严重。毕业生就业地域流向失衡使得研究生在沿海发达地区和中心城市的就业竞争异常激烈,就业难度也比其他地区更大。 从就业观念上看,通信专业研究生更加保守。受到近年来通信专业研究生相对火爆就业形势的影响,他们就业的期望值非常高。根据调查,在选择工作单位时,该校毕业研究生首先考虑的是行业发展的前景、地区经济发达的城市、生活条件、经济收人和福利待遇等。85.7%的研究生期望月薪在4000 元以上;62.32%的研究生把沪宁作为首选地区,37.77%的研究生选择深圳沿海开放城市;54.57%的研究生选择国企和高新技术企业,29.26%和19.68%的研究生分别选择科研单位和高等院校;79.47%的研究生择业时比较重视专业对口程度;78%的研究生表示他们在求职中遇到困难时一般也不会轻易降低择业标准。研究生保守的就业心理,日趋功利的就业观念,加剧了就业流向的失衡,造成了宝贵人才资源的浪费和教育成果的贬值。 三 新时期做好通信专业研究生就业工作的对策 如何根据现阶段研究生就业工作的特点,针对研究生就业工作的难点,找出切实可行的对策和工作模式,是当前摆在研究生就业指导工作人员面前的一个重要课题。解决研究生就业形势严峻的问题是一个系统工程,需要政府、市场、家庭和研究生自身等多方面共同努力。对此,笔者有以下几点看法: 1.结合专业特点巩固拓宽通信专业研究生就业渠道在就业市场由卖方市场向买方市场转变时,拓宽就业渠道是一个必然的选择。 (1)运用市场营销策略,采取“走出去、请进来”的方法,主动向社会和其他行业的用人单位宣传毕业研究生的专业优势和人才特点。长期保持与通信信息、电子等行业内用人单位的良好合作,巩固毕业研究生基本人才消化渠道。利用科研合作机会,建立联合培养基地,大力开展委培、定向培养,促进高校与用人单位在人才培养方面的多领域合作,使通信专业研究生就业的行业涵盖通信信息、电子、机械制造、教育系统等领域。此外,积极发挥校友会和研究生导师的个人作用,直接向用人单位推荐适合的优秀毕业生。 (2)加强就业需求预测。进行深入的就业市场调研,主动、经常、广泛地听取用人单位的反馈意见,准确把握通信专业就业热点的转移。定期公布预测分析结果,结合人才培养的周期,及时引导专业结构和招生规模的调整,重视和增强人才培养的前瞻性和科学性。 (3)给予西部及边远地区就业政策支持。国家可建立专项基金,对到西部及边远地区、艰苦行业就业的通信专业研究生在工资、生活条件等方面提供优待,尽可能缩小与发达地区的差别,真正实现待遇留人。同时给予这些地区发展地区经济和开展对外开放等方面的政策倾斜,培养当地的“造血”功能,创造良好的事业环境,吸引有志青年创业。 2.加强通信专业研究生的就业指导工作 (1)研究生的就业指导工作要与研究生的培养、管理和教育工作紧密结合。就业指导的思想政治教育功能不能仅仅体现在研究生毕业前的短时间之内,而应始终贯穿于研究生学习的整个过程之中。加强创业教育,通过成功校友或知名人士的成长报告、创业报告和成功报告等活动,帮助研究生树立创业的信心;通过创业设计大赛等课外活动,培养研究生创业的能力;利用假期组织研究生到用人单位进行社会实践,让学生能真正走进社会,接受社会的锻炼,提前适应就业环境的能力。定期组织优秀毕业研究生创业事迹报告团在各高校做巡回报告,在全社会营造良好的舆论氛围。 (2)发挥导师对研究生的引导作用。由于导师与研究生的接触、交流的领域广泛、机会频繁,从思想到学术,从道德情操到治学态度,从为人处事到生活习惯,可以说是全方位的,且师生接触方式多样且随和,既有准备充分的谈话,也有毫无顾忌的闲聊,既有某些深思熟的决策,也有一时的应急处置,较少虚情假意,没有遮遮掩掩,所以在广泛交往过程中,研究生思想中深层的问题会有意或无意地暴露在导师面前,这就使导师能真正抓住研究生思想问题的核心,采取有效方式做好研究生的思想教育和转化工作。导师可根据每个研究生的特点和个性,采取不同的教育方式,从而取得良好的成效。 (3)主动加强与“三高”用人单位、国家经济科教及国防建设等重点单位的联络和沟通,获得尽可能翔实的介绍资料;充分发挥学校的主导作用,加大这些用人单位在毕业生中宣传的力度,优先安排他们来校招聘毕业研究生,给他们更多选择的机会,以期找到毕业研究生与用人单位双方利益的结合点,尽量解决好国家需要与毕业研究生个人选择之间的矛盾;并做好“三高”用人单位和国家重点企业所接收的毕业研究生的跟踪调查工作,采编优秀毕业研究生创业档案,与用人单位共同探讨和交流做好毕业研究生“进得来,用得好,留得住”的经验和措施。 通信专业论文:基于工作过程系统化的高职移动通信专业课程开发 摘要:引入德国“双元制”教学中“工作过程系统化”的改革思想,结合移动通信领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,开发移动通信专业课程。给出了课程开发的流程及应用实例,分析了课程开发的关键之处,并对改革前后的专业课程进行了对比,说明了相应的解决问题的措施。 关键词:工作过程系统化;高职;移动通信;课程开发 目前,我国的高等职业教育正处于“扩大规模”向“内涵建设”转变的重要阶段。教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中指出,要适当控制高等职业院校招生增长速度,相对稳定招生规模,切实把工作重点放在提高质量上。课程建设与改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点。 随着我国3g网络商用的全面铺开,我国的信息产业将迎来新一轮的高速增长,对移动通信人才的需求将迅速增加。在探索高职移动通信专业课程改革的过程中发现,课程质量是影响毕业生就业的一个重要隐性因素,也是根本因素。为此,应根据移动通信领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,并借鉴德国基于工作过程导向的课程开发方法,以工作过程为导向,开发高职移动通信专业课程。 工作过程系统化思想的引入 高职课程改革经历了校企联合开发课程的阶段。在此阶段,高职院校引进国外能力本位的cbe理论和dacum课程开发方法,经过大量的课程改革和建设,使教师转变了观念,很多专业形成了理论教学和实践教学两个体系。高职院校运用这种课程开发方法基本明确了课程定位和课程内容的设置,构建了理论实践一体的模块化课程。但由于没有进行课程体系和教学内容的工作系统化,使提炼的工作任务模块又不自觉地回归到原学科化的体系之中,没能构建出职业化的课程。因此,虽然在课程中注入了与职业岗位贴近的教学内容,针对性比原课程增强,初步保证了毕业生的职业能力符合生产实际要求,缩短了毕业生的上岗适应期,但仍与毕业生“零距离”上岗的目标有一段距离。 德国“双元制”教学依据“工作过程系统化”思想,基于工作过程导向开发课程,提出了解决课程设置和课程内容结构的重构思路和方法,解决了dacum课程开发中的不足,使职业教育更贴近生产实际。但是德国和中国的体制不同、国情不同,生搬硬套是行不通的。因此,在借鉴国外课程方案开发方法的基础上,要结合我国的高职教育实际,创新具有中国特色的可操作、可实施的课程开发方法。 以工作过程为导向的课程开发流程 以工作过程为导向的校企合作、工学结合的课程开发流程如图1所示,主要包括以下三个阶段。 市场调研阶段市场调研是课程开发的一项基础性和关键性工作,目的在于解决专业准确定位的问题。调研的内容包括行业的专业发展趋势、人才需求状况,工作岗位对知识能力的要求、应具备的职业资格等等。在此基础上确定专业定位、专业化方向、专业服务面向的岗位群、人才培养目标和课程改革的思路等。该阶段的难点是在职业分析的基础上对岗位群进行分析,对需要基本相同的知识、技能和态度的职业(岗位)进行合并,进而形成一种建立在职业分析基础上、符合教育规律的教育载体,即专业,然后再确定具体的专业人才培养目标。而人才需求与专业调研报告必须经行业技术专家充分论证,并在以下几个方面达成共识:行业、企业对高职人才的需求情况;就业情况;专业所对应的工作岗位(群);应设置的专业化方向;职业资格证书;课程体系结构;现行的课程教学存在的主要问题;课程改革的思路与对策。 确定培养模式阶段教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中明确了要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点。因此,移动通信专业课程开发必须是以工学结合、校企合作的人才培养模式为基础的、基于工作过程导向的课程改革,离开了企业就没有改革之源。同时,学校必须以自己的教育服务优势,建立互惠的市场机制,激活企业的“校企合作共建”的兴奋点,使校企合作做到双赢。只有这样,校企双方才能共同探讨工学结合、校企合作的高职人才培养模式,构建校企合作、工学结合框架,签订协议,实施校企合作方案(明确合作方式、各自责任和操作形式)。由于工学结合、校企合作的人才培养模式强调教学过程的开放性、实践性及职业性,必须将专业教育融入产业及产业链,明确培养对象面向的岗位(群)职责和任务,结合生产实际,明确专业培养目标。 课程开发阶段课程开发是整个流程的核心部分,是落实就业导向的实质性改革阶段。要解决课程设置的原则、课程载体的选择、课程内容的重构、课程标准的制定、课程情境的创设、课程的实施与评价等问题。 基于工作过程的课程开发实例 以工作过程为导向,结合我校移动通信专业毕业生的反馈信息以及通信企业的用人需求,对移动通信专业基站维护岗位的学习领域课程开发过程如图2所示。 开发过程中的“三个转换”是把工作过程系统化理念转化为相应课程的关键之处。第一个转换是从工作任务到行动领域的转换。按照从高端复杂的典型工作任务到低端简单的典型工作任务的顺序,进行任务分析,并依据技术复杂程度和知识难易程度,逆向归纳形成由复杂到简单三个层次的典型工作任务。第二个转换是从行动领域(典型工作任务)到学习领域的转换。按照从低端简单的典型工作任务到高端复杂的典型工作任务的顺序,顺向分析对行动领域(典型工作任务)进行教学论加工。第三个转换是从学习领域到学习情境的转换。划分学习领域的内容,构成学习领域框架内的“小型”主题学习单元——学习情境。学习情境以完成工作中的某一任务为基本单位,以行动导向为教学的出发点。 总之,课程建设与改革任重而道远,高职院校要以科学发展观为指导,强化教育教学质量意识,促进高等职业教育健康发展。 通信专业论文:浅谈电子信息与通信专业英语教学策略研究 【论文关键词】专业英语 教学 改革策略 【论文摘要】专业英语是电子信息工程和通信工程专业的一门重要的必修课。本文全面分析了当前电子信息和通信类专业英语课程的教学现状和存在问题,并从教学的目标、内容和形式等方面提出了改革策略,旨在促进各高校专业英语的教学。 1 引言 电子信息与通信工程是当今国内外发展最为迅速、技术更新最为活跃的工程领域之一。为了应对日益加剧的全球化竞争,高校学生在学习阶段就应打下坚实的基础,而专业英语的阅读、写作和翻译能力就是电子信息和通信工程专业毕业生所应具备的一项重要能力。 专业英语的教学,既不能像基础英语那样过分强调语法,也不能像专业课程那样深入讲解专业知识。?[2]其目的在于让学生拓宽专业词汇量,熟悉专业术语,掌握专业英语翻译技巧。?[3]因此如何更好地去引导学生,提升教学质量,是本课程的所有任课教师都必须认真思考的问题。本文旨在针对目前高校中电子通信类专业英语的教学现状进行深入剖析,并在自身教学改革实践基础上提出几点教学改革策略,供同行们参考探讨。 2 专业英语教学现状 目前国内大部分高校在电子通信类专业英语课程教学中存在若干问题,大致归纳如下: 2.1 课程安排欠妥当。 部分高校针对电子信息工程与通信工程专业的学生选择在大四才开设专业英语课程。学生在经历了大一大二的基础英语学习后,一定程度上已经产生了遗忘现象,同时主观上对专业英语课程也产生了懈怠或轻视的态度;而系科给予教师本课程的授课课时一般也仅能满足最低教学需要,甚至达不到教学大纲的要求。 2.2 教学目标较模糊。 专业英语课程目前还缺乏统一的标准,很多高校未能明确此课程在整个专业培养计划体系中的位置,无法形成系统科学的教学模式。同时对教学目标的定位,不同学校间也存在着分歧,有的着重章节的翻译,有的则把重点放在专业词汇和基础知识上。 2.3 教学方法不合理。 由于枯燥的专业词汇和复杂的长难句在学术外文中出现频率高、数目多,一定程度上影响了学生的学习积极性,而部分教师常常忽略了这一点,在教学过程中容易出现照本宣科、教学方式单一、缺乏互动等问题,因而无法调动学生积极性。 2.4 教材内容不达标。 国内大部分教材在教学内容上还无法反映出当前技术发展动态和学术研究前沿,同时教材中鲜有实践互动内容。部分教材仅仅从国外刊物上随意摘录章节,缺少相关背景知识的介绍,让学生难以透彻理解文章中的内容。 3 专业英语教学改革实践 专业英语课程的授课关键在于使学生熟练掌握科技交流中的英语书面语和口语表达,熟悉本专业学术著作中常见的表达句式和叙述方法,培养学生接收最新专业技术的能力。针对上述教学现状中出现的问题,笔者结合自身实践提出一些电子信息和通信专业英语教学改革的策略和着眼点。 3.1 教学目标定位明确。 高等院校在开设专业英语课程的时候,事先必须制定好明确的教学目标,是定位于让学生了解一些专业知识,还是让学生掌握专业文章的翻译技巧,再或者是让学生能够学以致用,撰写简单的英文小论文。由于笔者所在系科的专业特色尚无法适用于最高级别的定位,因为主要定位于中高等层次的目标,即让学生能流利阅读外文文献并能熟练翻译成自身母语,这也适用于国内大多数高校的教学现状。当此教学目标明确后,教学内容的选取和教学方式的选用就需要做相应的调整。 3.2 教学内容。 根据先前明确的教学目标,教师在教材的选取上应该使得教学内容上能大体上覆盖电子通信类课程的基础专业课程,同时要考虑到不同学校的排课情况,尽量避免学生尚未在先修课程中涉及的内容,不然会加大授课难度和影响教学质量。具体实践中可以在选取实用性教材的基础上,从网络、期刊中选择相对浅显易懂同时又能反映通信领域发展变化的英文资料。笔者在教学中选用了电子工业出版社的《电子信息工程专业英语教程》,该教材覆盖面较广,课文总体难易程度适中,还提供了选读性内容。笔者根据本校学生的课程先修情况选取了部分章节进行讲解,同时在课堂上还引入了ieee数据库中几篇综述类文献。因为综述类文献没有过多的复杂数学公式和原理推导,学生更易接受,同时此类文章又能够使学生迅速地了解最新技术介绍及其发展趋势。例如在讲解软件无线电(software defined radio)章节后,紧接着引入了一篇关于认知无线电(cognitive radio)的综述文献,让学生了解了这两个领域的联系和区别,取得了较好的教学效果。 另外有其他教改文章提出可引入专利文献、设备说明书、工程投标书等阅读材料,让学生熟悉文体和表达方式,?[4]-[6]这一初衷是好的,但是经笔者实践下来效果并非理想,这类文章通常较长而且较为死板,学生很难有持续性的阅读兴趣。因为笔者觉得对于此类内容应该在结合实验课程的基础上来讲述,如在利用示波器进行信号测量时,可让学生事先查阅英文版的仪器说明书,在动手过程中去掌握这部分内容,当然这一前提是学院系科需要科学统筹专业英语和实验课程的课时安排。 3.3 教学形式。 由于定位于中高层次的教学目标,本课程的考查形式应部分弱化书面试题的考核,同时加强平时的实践运用考查。教学中可采用提问式、启发式、分组答辩等多种形式。例如笔者在讲授the mobile telephone system章节时,除了介绍书中的gsm系统,还给学生引入了一本关于mimo和ofdm的外文著作,然后将学生分组并布置不同的章节内容,让其课后进行自行讨论学习。数周后根据各自心得做一次课堂答辩,其他组别同学可向答辩者进行提问,然后由本人根据答辩情况做最后总结。这种分组答辩的教学形式能活跃教学氛围,充分调动学生的学习积极性,而且使其对新技术的理解更为深刻。然则如何在有限的课时中开设此类活动和怎样控制活动流程等方面还需要教师去认真把握。 3.4 教学课件。 电子信息与通信类专业英语由于信息量大,因而充分利用多媒体教学资源来为授课服务已经成为了众多教师的共识。但是部分教师在制作课件时仅是把教材内容直接搬移到了投影屏幕上,无法很好地调动学生的积极性。考虑到学生的学习心理,笔者在备课时借鉴了兄弟院校的授课经验,充分挖掘各个知识点与实际生活中的联系,精心准备图片、视频等资料,从形式上给予学生较为直观性的体验。同时为了吸引其课堂注意力,笔者还特意进入了一些相关的科普性视频,如讲述移动通信内容时,就引入了如ted演讲录和谷歌2011开发者大会等视频作为教辅类材料。 实践证明,通过精心准备的课件和引入的教辅类材料,学生可以接触到丰富的多媒体课堂信息,了解到国际最前沿的技术发展和商业动态,从而更好地活跃了教学氛围,有效改善了教学效果。 3.5 教师培训。 由于专业英语对授课教师在专业技术和英语水平这两大方面提出了更高的要求,因而高等院校应当对授课教师进行更多的岗前培训,同时可以开展定期的教研讨论会,为年轻教师搭建一个相互交流学习的平台,方便其与老教师们共同探讨教学方法和改革措施,从而总体上更新教学理念并进一步提升教学质量。 4 结束语 电子信息与通信类专业英语是一门实用性很强的课程。如何科学地开展专业英语的教学、更新教学方式和方法,对于提高高校学生专业文献的阅读和写作能力具有重要意义。本文在分析专业英语教学现状的基础上,提出了几点授课建议和方向,目的是发挥出更好的教学效果,同时吸引更多的教师投入到教学改革的队伍中来。 通信专业论文:构建高职移动通信技术专业工学结合人才培养模式的思路与方法 摘 要:随着移动通信快速发展,通信企业对高职移动通信技术专业人才需求较大。本文论证了构建移动通信技术专业工学结合培养模式的必要性,分析了构建高职移动通信技术专业工学结合人才培养模式、课程体系和课程一体化教学的思路与方法。 关键词:移动通信技术 工学结合 培养模式 一、构建移动通信技术专业工学结合人才培养模式的必要性 高职移动通信技术专业教育,归根到底是为培养高职类型的通信企业移动技术类岗位蓝领人力资源。构建高职移动通信技术专业工学结合人才培养模式是适“材”的最佳选择。 职业教育需要工学结合,工学结合是一种将学习与工作相结合的人才培养模式,不同专业可以采用不同的形式实现,目的是使工作系统与学习领域相结合,在适合的机制体制创新模式下完成纽带联结(如图1所示),最终实现变工学割裂为工学结合、变无效学习为有效学习、变被动学习为主动学习、变压迫式教学为任务式教学、变传授知识教学为学生行为导向后总结知识点的教学、变理实分离为教学做一体化的教学、变学科体系知识课程为工学结合的课程、变教不适材为因材施教。 工学结合人才培养模式的方法论,需要具体的工学结合人才培养方案、工学结合的课程体系、课程和行为导向的教学法去承载和体现,移动通信技术专业也遵循这种基本规律。 二、基于职业岗位和技能需求确定移动通信技术专业培养目标 要基于职业导向或是职业中的典型任务确定专业培养目标,寻找专业自身定位和培养规格。首先进行职业岗位调查,以行业需求和现实条件为依据,准确定位专业人才培养目标;主动适应企业需求,紧跟移动通信技术发展,抓好到移动运营商和服务商的调研与实践,抓好毕业生跟踪调查统计。可以从以下几个方面完成调查:一是组织教师深入企业调研,到一线部门座谈交流,了解企业人才需求、岗位设置情况及对岗位技能、素质、知识的要求;二是组织教师到企业顶岗锻炼,学习业务、维护、管理等一线岗位技能;三是实施毕业生跟踪调查,以及学生到企业参与社会实践,收集企业对人才培养的反馈信息;四是邀请企业专家到校召开座谈会,或利用企业技术人员与管理人员到学院参加培训学习以及企业到校招聘毕业生期间组织座谈会,听取企业专家对专业课程设置和学生培养等方面的意见。 通过调研,确立和调整移动通信专业服务岗位群。立足服务区域移动通信行业发展、3g建设优化、三网融合需要,面向区域内移动通信运营商与移动通信服务商,对接培养移动通信规划、施工、维护、网优和售前售后技术服务支持的岗位群;建立移动通信技术专业毕业生核心职业目标,主要岗位包括移动通信机务员(包括基站机务)、天线线务员、移动通信或无线网络工程师;明确毕业生主要去向,包括移动通信运营商、移动通信设备供应商、移动代维公司等企业,从事移动通信施工、维护和优化等工作,如移动机房值守、基站维护安装作业、移动工程、无线规划和优化、售前售后技术支持、用户服务工程师和运维部技术员等岗位。 分析专业服务岗位群,建构和调整移动通信技术专业技能模块或典型工作任务,主要专业技能如图2所示。完成工作任务与行动领域的对应,转换为学习领域;按照教育认知规律递进,完成本专业人才行动领域到学习领域的转换,确定学习范畴,包括知识结构与能力结构及要求。 三、基于培养规格确立移动通信技术专业工学结合人才培养模式 培养模式是人才培养的路径问题,不同的专业可选择不同的方法实现。在实践中,移动通信技术专业我们试行了深化“以职业岗位技能培养为主线、素质培养和知识培养贯穿始终”、以校内“仿真+全真”实训和“暑期+顶岗” 实习为核心的工学结合人才培养模式改革,形成了“2+3+1”的专业人才培养模式。 通过培养三个工具基础、三个核心能力,并在培养过程中贯穿“知识、素质、能力”三条主线,能够培养移动通信高素质技能型人才,如图3所示。“仿真+全真”实训:通过建立基本原理实验室、仿真软件实训室、单个技能模块实训室、全真2g/3g实训室和联网的实训室,完善学生在校期间实验、实习、实训三个环节。“暑期+顶岗”实习:学生在校学习的第4学期暑假,安排暑期企业实习,锻炼学生,让学生了解岗位、让企业了解学生;暑假实习返校后,在完成相关课程的学习和校内实训后,学生到企业参加顶岗实习。建立“2+3+1”的专业人才培养方案,即通过两学期的基础课学习,熟练计算机应用,掌握英语和数学基础,提升人文素质和自主学习能力;再通过3学期的专业课程和校内实训学习,掌握专业技能知识和操作维护技能;最后1学期到企业参加顶岗实习。 四、基于工作过程开发移动通信技术专业工学结合课程体系 完整的工学结合专业教学体系由三部分组成,或者说具体要做三件事:开发工学结合的课程体系(人才培养方案);完成工学结合的课程开发;实施行动导向的教学。移动通信技术专业工学结合课程体系的开发思路,按照移动通信主要岗位群能力培养要求,完成职业工作过程中的典型任务,以具体工作过程为导向建立课程体系。核心就是要找准职业工作中的典型工作任务即工作领域,和完成工作过程导向的学习领域开发,方法就是按工作过程完整的工作顺序,以完成职业活动为目的来组织课程结构,按工作过程整合课程。典型任务分析为基础,横向任务(可以是几个具体任务或项目)的建专业课,纵向(按照课程共性)提出基础/专业基础课程。基础与专业教师合作,描绘基础知识点。 根据移动通信技术专业典型岗位分析技能任务,主要的典型任务如前面图2所示,以这些典型任务建立学习领域的课程体系和课程,可以形成专业核心课程,如:完成移动基站电源装维任务的《通信电源》,完成移动传输建、调、维任务的《传输系统管理与维护》,完成无线规划建维的移动通信各系统技术课程(gsm技术、cdma2000技术、wcdma技术等),完成无线网络优化的移动通信网络优化类课程。 五、基于行动导向实施移动通信技术专业课程一体化教学 工学结合课程是以培养综合职业能力为目标,有具体的任务训练载体,能体现工作过程要素,学生能经历比较完整的工作过程,可以身临其境进行整体化学习的课程。 仅有工学结合的课程是不够的,还需要有适合的行动导向教学模式,它是工学结合的微观层次。行动导向教学不再简单把知识传授作为唯一目标,而是在教师指导下,自己能动寻找获得知识的途径,从而培养专业能力和关键能力。从纯科学的知识传授满堂灌教学,转变为基于情境学生经历任务过程的行动导向教学,着重要克服的就是“符合学生思维习惯,注重训练载体,注重任务过程中的主动参与、讨论、决策和执行,培养完成完整职业行动的良好能力与习惯”。 六、结束语 随着通信技术的飞速发展,“无线化和宽带化”日益成为通信发展的两大主要趋势,我国移动通信产业朝气勃勃,形成了三个全业务通信运营企业,通信服务和移动代维企业如雨后春笋般涌现。企业需要大批掌握移动新技术、能适应全业务运营需要的高技能人才,移动通信高职教育亟需加快人才培养模式转型,建立基于工学结合的移动通信技术专业。 通信专业论文:试论新疆维吾尔自治区通信工程本科专业发展现状研究 论文摘要:通信工程专业是涵盖了电信网、移动通信、光纤通信、数字通信以及各种通信it的跨学科、宽口径、实用性强、服务面广的专业。介绍了新疆维吾尔自治区塔里木大学信息工程学院通信工程本科专业的发展现状,并与中央民族大学通信工程本科专业进行了比较。 论文关键词:通信工程;本科专业;新疆;塔里木 目前新疆维吾尔自治区普通本科院校共计11所,其中综合类院校3所,即新疆大学、石河子大学和塔里木大学。新疆大学、石河子大学是新疆维吾尔自治区的“211工程”本科院校,位于新疆维吾尔自治区的北疆。塔里木大学是排位仅次于这两所大学的在新疆维吾尔自治区综合实力排名第三的本科院校,也是新疆维吾尔自治区南疆地区唯一的一所综合性大学。 塔里木大学原名塔里木农垦大学,位于塔里木河畔的阿拉尔市,创建于1958年,2004年5月经教育部批准更名为塔里木大学。塔里木大学原为农业部直属院校,现为中央和新疆生产建设兵团共建。塔里木大学信息工程学院成立于2003年9月,现有教职工76人,专任教师65人,副高以上职称占17%,硕士学位的教师占64%。学院包括5个教研室:计算机应用基础教研室、计算机软件教研室、计算机硬件教研室、通信工程教研室、数学教研室以及1个计算机实验室。目前该学院有计算机科学与技术及通信工程2个本科专业。其中通信工程本科专业于2009年开始招生,每届两个班,每班30余人,该专业现有专业任课教师7人。 一、专业课程设置 1.专业必修课 塔里木大学信息工程学院通信工程专业人才培养方案中所设置的专业必修课有:高等数学、大学物理、线性代数、概率论与数理统计、大学计算机基础、c语言程序设计、电路分析、现代电子技术、信号与系统、通信原理、通信电子线路、微波技术与天线、信息论与编码技术、单片机与外围电路、计算机网络、数字信号处理、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等。 与中央民族大学通信工程本科专业培养方案(2010年版)相比,其多开设的专业必修课有大学计算机基础(由于中央民族大学生源较好,因此没必要开设该门课程)。中央民族大学按照专业选修课开设、塔里木大学按照专业必修课开设的课程有:计算机网络、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等(由于中央民族大学通信工程本科专业是按照两个主要专业方向培养学生,即无线通信和通信网络,因此这种设置是合理的)。塔里木大学通信工程本科专业未开设的专业必修课有:机械制图、数学物理方法、电磁场与电磁波、通信网理论基础等。 2.专业选修课 塔里木大学通信工程本科专业大一上学期开设的专业选修课:通信工程专业导论。大二?上学期开设的专业选修课:数据库原理。大二下学期开设的专业选修课:通信仿真技术eda。大三上学期开设的专业选修课:matlab及仿真应用、综合布线技术。大三下学期开设的专业选修课:web系统与开发技术、现代传输技术、dsp原理与应用。大四上学期开设的专业选修课:通信工程专业英语、多媒体通信技术、前沿技术专题讲座、宽带无线通信、图像处理与通信。四学年开设的专业选修课共计13门。 中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课分布如下:大二下学期开设专业选修课3门,大三上学期开设专业选修课5门,大三下学期开设的专业选修课8门,大四上学期开设的专业选修课16门(由于大部分学生专业选修课的学分在前三学年已选够,且到了大四很多学生要考研究生、找工作、忙着联系出国等,故大四上学期能够真正开设的专业选修课寥寥无几)。四学年开设专业选修课共计32门。 通过以上数据可看出,中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量远远多于塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量。但在塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课中也不乏颇具特色的课程,如综合布线技术就是一门实用性很强的课程。 二、其他专业教学环节 1.实验与实践教学 塔里木大学信息工程学院的实验教学楼建筑面积8800平方米,拥有10个多媒体教室、10个公共机房和8个专业实验室(计算机组成原理、计算机硬件、计算机软件、计算机网络、自动控制、通信工程、数学建模、计算机创新)。通信工程专业所开设的实验课有:电路分析实验、现代电子技术实验、信号与系统实验、单片机与外围电路实验、c语言程序设计实验、通信电子线路实验、通信原理实验、matlab及应用实验、数据库原理实验、通信仿真技术实验、现代交换原理与技术实验、计算机网络实验、光纤通信实验、移动通信系统实验、嵌入式系统原理及应用实验等。专业实践性教学环节包括信号与系统课程设计、现代电子技术课程设计、通信原理课程设计、通信电子线路课程设计、嵌入式系统课程设计、专业认知实习、计算机网络实习等。 2.专业实习 塔里木大学信息工程学院通信工程专业的专业实习安排在第六学期暑假进行,时间为8周(4学分)。塔里木大学信息工程学院十分重视学生的专业实习,为学生联系了多个新疆维吾尔自治区与通信工程专业有关的实习单位,如新疆阿克苏移动通信公司在通信工程专业建设、实习基地建设、教师实践锻炼、实验通信机房建设等方面都给予了塔里木大学信息工程学院大力支持。为了保证专业实习的效果及真实性,每个实习点都有学院专业教师带队,发现问题随时解决,并保持和学院的经常联系。这种保质保量的专业实习为学生们毕业后走向社会并尽快融入企业打下了良好的基础。 3.毕业设计 塔里木大学的毕业设计安排在第8学期进行,时间为12周(6学分)。为了保证毕业设计质量,塔里木大学信息工程学院严把开题关,提倡毕业设计内容与实际工程相联系,避免学生在毕业设计中弄虚作假。为了鼓励教师搞好毕业设计工作,带一个本科生毕业设计给10个课时的工作量;若所带的学生毕业设计成绩优秀,则工作量加倍。为了使学生的毕业设计成绩公平、公正,塔里木大学信息工程学院制定了一系列严格的毕业设计成绩评定程序与标准。 4.学科竞赛 塔里木大学信息工程学院非常鼓励与支持学生参加新疆维吾尔自治区及全国举办的各项学科竞赛,并取得了不错的成绩。如在2011年的全国大学生数学建模竞赛中,通信工程专业有两名同学分别获得了国家的二等奖,一名同学获得了新疆维吾尔自治区的一等奖,三名同学分别获得了自治区的二等奖,还有两名同学获得了自治区的三等奖。全国大学生数学建模竞赛由教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会共同主办,是教育部重点支持的全国大学生四大竞赛之一,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。作为创办时间很短的塔里木大学信息工程学院通信工程本科专业,能在这样的大赛上取得如此成绩实为不易。 此外,为了使学生能够较早地对所从事职业有所认知并做好就业准备,塔里木大学信息工程学院为学生还安排有职业规划与就业指导课程。 三、结论 塔里木大学位于新疆维吾尔自治区的南疆,其办学目标为“做塔里木文章,创区域性优势,建综合性大学”,并着力培养具有兵团精神的“下得去,留得住,用得上,干得好”的应用型、开拓型人才。塔里木大学信息工程学院则紧紧围绕学校的办学思想和发展目标,坚持“艰苦奋斗、自强不息、扎根边疆、甘于奉献”为内涵的胡杨精神育人,以资源与条件利用最大化、教学质量和人才培养质量最优化为学院发展方向,正在把学院建成南疆地区现代信息技术人才的培养基地。虽然通信工程本科专业的建立时间还很短,但塔里木大学势必为新疆维吾尔自治区南疆地区通信工程专业人才的培养作出其应有的贡献。
交通灯智能控制系统的设计与实现:基于机器视觉的交通灯智能控制 摘 要 利用采集的路口车辆排队动态视频图像,采用边缘检测等数字图像算法,进行车辆排队长度检测。对交叉路通灯的通行时间在稳定性和通过率进行比较,再以各相位车队排队长度为输入值,建立不定相序及信号灯时间实时动态分配模型。在此基础上,利用synchro软件进行了仿真分析。 关键词 机器视觉;智能交通;实时配时 0 引言 随着计算机技术和视频技术的发展,基于机器视觉的检测技术已经应用于交通监测系统,本文通过计算机视频检测技术实时检测十字路口各车道车辆的排队长度,根据路口的实际候车队列分布情况,对交通灯采取实时动态的配时控制方案。最大程度的利用绿灯时间,避免绿灯时间的浪费和路口候车时间的增加,有效缓解交叉路口的交通拥堵。 1系统总体设计方案 本设计方案分为视频图像采集、数字图像处理、交通灯信号控制3个部分。图像采集利用安装在交叉路口四个方向的摄像头采集车裂排队长度的实时图像,并对图像数据数据进行存储和传输;图像处理利用数字信号处理器(DSP)进行实时处理,并通过图像预处理、图像分割和设置虚拟框实时分析计算交叉路口路口车列的排队长度;信号控制以车列排队长度作为输入值对时间进行动态实时分配。控制器采用可编程控制器(PLC)作为控制核心,根据接收到各个路口车辆排队的长度信息,实时配时地智能化控制交通灯。 2 基于图像的车辆队列长度检测 2.1 路口视频图像的采集 图像传感器采用数字COMS摄像头,CMOS应用半导体工业常用的MOS制程,可以一次整合全部周边设施于单晶片中,包括信号读取电路、图像信号放大器、光敏元件等,节省了加工晶片所需负担的成本和良率的损失;采用COMS芯片的摄像头成本很低,并且数字摄像头的并行接口可以很好的与DSP的并行I/O接口连接,数字COMS摄像头获取路口图像,缓存在COMS传感器内存RAM中的数字图像。 2.2 基于图像的车辆队列长度检测 1) 检测原理 车辆排队队列长度检测是实时配时智能控制的基础,本设计采用数字信号处理器DSP处理图像,并先通过图像预处理,使图像的帧灰度化;通过canny算子对降噪滤波后的图像进行边缘检测,获得完整的车辆队列的轮廓边缘;最后在轮廓图上设置虚拟框分析并计算路口车辆的排队长度。 2) 车辆排队图像的预处理 图像的预处理包括帧灰度化和去噪。数字图像处理器DSP接收缓存在COMS传感器内存(RAM)中的数字图像,在DSP中,对原始图像数据进行位图格式转化,将图像转换为BMP格式,并进行灰度转化。为了提高后续处理效果,采用3×3滑动窗口中值滤波进行去噪处理,较好保存图像边缘。 3) 基于canny算子的车辆边缘检测 本方案采用了canny边缘检测方法,检测到车辆的边缘轮廓。对先期处理过的图像采用canny算法,能够清晰的寻找到图像中的车体边缘。 3.2信号配时方案设计 配时方案的设计不拘泥于延误时间或者绿信比等参数的降低,任何一种方法也不能说是绝对的最优,更重要的是涉及到交通安全。设计时,我们针对应用最广泛最常见也是最常见的交叉路口,综合分析左转的车辆,排除右转车辆,将交叉路口分成8个相位。 1)绿灯浪费时间 在十字路口任意相位,不同时刻等候车队长度是变化的,各相位车队长度随机性很强。而每个周期都遵循没有绿灯浪费时间的规则,则可以保证总通行时间仍然是最小的。综合其他相位和优先相位,对于其他相位,应尽量多放行,但不多给时间;对于优先相位,确保没有绿灯浪费时间。 2)同时开放两个不冲突相位 本方案是固定当开放一个方向的相位时,此时可选取与之不冲突的相位进行同时开放,保证一直是两个不冲突相位同时开放,从而充分利用了绿灯时间。由于右转车流不与其他车道交通流发生冲突,故在此不作考虑。 3)信号周期 5)算法过程描述 (1)判断周期开始。若是周期起始,则根据各相位车列排队计算本次周期时长,若时长大于约束值,则使周期时长等于约束值(120s)跳到步骤3; (2)若非周期开始,排除此次周期已通过的优先相位; (3)对比各相位车列排队长度,找出最大相位,使最大相位优先通过; (4)比较与本次相位配皮的三个相位,确定2或3个通行相位,分配好时间依次开放,其时间总和应等于最大值相位开放时间; (5)某一绿灯绿灯时长结束前,若此次周期结束则跳入步骤1,若没有结束则跳入步骤2,循环执行。 6)系统整体复位功能 一旦系统出现混乱的状态,如冲突相位同时开放,则人工启动复位键,使系统从开始状态重新运行。 4 交通灯控制仿真 为进行交通信号的配时与优化,并分析路口的通行能力以及协调控制,本文采用了Synchro软件仿真。通过Synchro软件对初始数据进行仿真,输出各车道的评价参数和95th的各车道队列长度,同时输出各车道的评价参数,与优化前的参数作对比。 1)有效反应十字路口的通行能力有多种指标,通过对十字路口的车辆总延误、行程时间和平均通行速度以及车辆燃油消耗率的模拟仿真来对比改造前后的十字路口通行能力。 交通灯智能控制系统的设计与实现:基于PLC的自适应交通灯智能控制系统设计 摘 要:随着我国私家车数量的持续增长,各大城市都出现了交通极度拥堵的情况,城市交通问题也越来越引起人们的注意,社会各界也都在为解决交通现状出谋划策。文章从交通信号灯的控制方面着手,研究和设计了基于PLC的自适应交通灯智能控制系统。 关键词:PLC;交通灯;自适应;智能控制 交通灯控制系统是一个具有随机性的复杂系统,他受到车辆、行人、天气等都多方面的影响,因此想要建立一种固定的数学模型是不大可能的,即使是用现有的数学方法也无法描述其系统特征。目前国内交通等控制系统主要采取定时切换的控制模式。 我国自20世纪80年代开始出现私有汽车,到2003年私家车社会保有量达1 219万辆,私家车突破千万辆仅用了20年时间,而突破2 000万辆仅用了3年时间。截止到2011年我国机动车保有量已到达2.19亿辆,汽车保有量首次突破1亿大关,占机动车总量的46%。随着经济发展、人均国民生产总值增加以及政府拉动内需各项政策的实施,私家车的拥有量也跟着急剧上升,国内各大中型城市(如北京、上海、广州、武汉等)的交通系统都面临着严峻的考验。虽然各大城市都出台了一系列的限制汽车出行、增加公共交通设施、扩宽新修道路等措施,但依然无法缓解目前的城市交通状况。交通信号灯定时切换这一种控制模式的局限性也就逐渐凸显出来,因此我们急需一种智能的交通控制系统来缓解交通信号控制的缺陷给本就糟糕的交通系统带来的压力。 智能交通控制系统的研究在国内外已经取得了不少成果,一些发达国家已采用智能方式来控制交通信号灯,其中主要运用的有GPS全球定位系统等。出于成本、设计便捷性等方面的综合考虑,我们可以考虑在各路口增加传感器探测车辆数量来控制交通信号灯的时长这一设计方案。 1 控制系统设计方案 基于PLC的自适应交通灯智能控制系统主要有车流量检测系统、PLC、控制中控台三大部分组成,其控制结构图如1所示。 1.1 系统控制原理 车流量检测系统主要负责检查各路口单位时间(60 s)内通过路口的车辆数量,并将检测结果发送至PLC;PLC根据车流量检测系统记录的数据,按预先设定的控制规律来控制相应的交通信号灯;中控台主要用来对控制系统的运行模式进行控制,如自动运行模式、人工干预运行模式等。 自动运行模式下,若东西向或南北向车流量均小于15辆/min,则系统按定时切换控制运行,双向绿灯均为40 s,黄灯3 s,红灯43 s切换运行;若某一向每分钟车流量大于15而小于30,则该向绿灯调整为50 s,黄灯3 s,另一向绿灯30 s,黄灯3 s;若某一向若某一向每分钟车大于30,则该向绿灯调整为70 s,黄灯3 s;当两向车流量均在同一范围内时,车流量较大的一向控制优先,若两向车流量均在同一范围内且相等时,东西向控制优先。系统控制流程如图2所示。 1.2 车流量检测设计 智能交通灯控制系统自适应交通情况的关键在于系统自身对车流量的判断,因此系统车流量检测的设计就显得尤为重要。调查研究表明,我国机动车辆高度一般在1~5 m之间不等,因此本方案设计在各路口100 m处架设高度为5 m的检测点,采用由欧姆龙公司生产的检测距离0~4 m的光电传感器E3JM-R4来对过往车辆进行检测,当有在此高度的车辆经过检测点时,光电开关会向PLC发送信号。E3JM-R4光电传感器参数如表1所示。 本设计采用在各路口双向设置光电传感器的形式对通过路口的车流量进行统计,并将统计信号传送给PLC。PLC对各方向传感器发送信号进行统计比较,最终确认各路口的车流量,同时对各路口车流量情况进行再比较,最后根据比较结果按预设控制方式对南北和东西向的红绿灯进行控制。 1.3 PLC控制设计 PLC为本控制系统的核心,相当于计算机控制系统的CPU,主要负责对车流量、中控台等方面的信号进行收集,并按相应的信号运行PLC内设计的用户程序,最终驱动交通信号灯。本系统选用三菱公司生产的FX2N-48MR系列PLC,其I/O分配如表2所示。 本系统运行模式分两种,即自动运行模式和手动运行模式。 ①自动运行模式下系统按图2所示的运行规则,结合车流量检测信号控制各向红绿灯进行切换。车流量信号的判断比较主要包括两个方面,一是同向信号的比较,将单位时间内来自X6与X10的信号脉冲数比较,两者中较大值作为东西向最终车流量参考值,X7与X11的信号脉冲数比较,两者中较大值作为南北向最终车流量参考值。二是东西南北向车流量比较,即将同向信号比较的结果进行再比较。 ②手动运行模式下,系统在人工干预下运行,人工干预信号包括南北向强制通行、东西向强制通行和四向禁止通行三种。南北向强制通行时,南北向固定输出绿灯亮,东西向固定输出红灯亮;东西向强制通行时,东西向固定输出绿灯亮,南北向固定输出红灯亮;四向禁止通行时,东西南北四向固定输出红灯。 2 总结与展望 本设计基于车流量的自适应交通灯智能控制系统,利用逻辑判断比较和分析算法,使程序的运算结果根据相应的程序方案进行控制,实现了交通灯自适应的智能控制,并通过了软件及硬件的模拟调试。车流量比较值、信号灯接通时间等都可以通过改变PLC中相应的参数进行调整,通过本智能控制方案,可以实现优化交通疏导,达到交通信号灯自适应智能控制的目的。 交通信号系统是一个极其复杂的控制系统,基于车流量的自适应交通灯控制虽然能缓解日趋严峻的交通压力,但其缺点也较为明显,固定的车流量判断模式是其主要缺陷之一。因此今后我们可以考虑使用现今逐渐成熟的视频检测技术,对交通压力进行直观的监测与分析,并设计相应的控制方案。 交通灯智能控制系统的设计与实现:基于微波检测器交通灯智能控制系统的研究与设计 【摘 要】本文主要解决根据十字路口红灯路段停车数的多少,控制交通指示灯的下次放行时间达到实时智能交通控制。 【关键词】微波交通检测器;单片机;交通灯;8255并行口 对目前十字路交通控制器研究发现,用户设定主副路口的时间后,就一直按照设定的时间在主副路交替转换下去,无法满足智能交通对于路口控制器的要求;能否找出根据实际交通状况进行调节控制是解决问题的关键,本文通过微波检测器测出的车辆数,控制定时时间来达到实时智能交通控制。 一、微波交通监测器 微波交通检测器是利用雷达线性调频技术原理,通过发射中心频率为1 0.525GHZ或24.200GHZ的连续频率调制微波(FMCW)在检测路面上,投映一个宽度为3.4米,长度为64米的微波带。每当车辆通过这个微波投映区时,都会向RTMS反射一个微波信号,RTMS接收反射的微波信号,并计算接收频率和时间的变化参数以得出车辆的速度及长度,提供车流量、道路占有率、速度和车型等实时信息。为了检测出车道上停车的车量数,RTMS在微波束的发射方向上以2M为一个层面分展探测物体,微波束在15度范围内投影形成一个分为32个十层面的椭圆形波束(椭圆的宽度取决予仪器选择的工作方式),通过这种方式可检测出车量数。 二、交通指示灯控制过程分析 十字路口各车道有一组红、黄、绿三色的指示灯,指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换,且黄灯点亮时间为各干道的公共停车时间。各干道车辆通行情况如下表1所示。 表1 各干道车辆通行情况 三、系统硬件设计 它主要由控制器、微波交通检测器、定时器、串行通讯电路、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。所选元件为8051单片机、各车道微波检测器、8255并行通用接口芯片、74LS07锁存器、MAX692‘看门狗’以及显示电路指示灯组成。系统总框图如图1示: 四、系统工作原理 (1)系统初始化,微波交通检测器检测各车道车辆数,通过车辆数的多少转换为各车道放行时问,通过研究发现,车道放行时间与停车数存在一种复杂的数学关系,为了使问题简单,这里用简单的公式表示为:车道放行时间=停车数*3秒,然后通过8051单片机延时程序控制延时时间,达到智能控制十字路口车辆通行情况。(2)由8051单片机通过P0口向8255的数据口送信息,由8255的PC口显示红、绿、黄灯的燃亮情况;由8255的PA、PB口显示每个灯的点亮时问。(3)8255 PA口用于输出时问的个位,P B口用于输出时间的十位,由747S07驱动芯片驱动;而P C口用于输出各个灯的情况,它的末段连接双向晶闸管采用220V交流电压驱动。(4)在交通控制程序中加入看门狗指令,当系统出现异常看门狗将发出溢出中断。通过专用端口输入到MAX692看门狗芯片的WDI引角引起RESET复位信号复位系统。(5)微波交通检测器测得的数据,通过RS。232接口传递数据至8051串行口,将数据通过编制的软件处理得到定时时间并延时。 五、软件流程图 本系统的设计,主要突出通过微波交通检测器实现十字路通灯智能控制,获得了不错的效果。通过系统将扩展,可实现摄像机交通监控的控制,盲人通过时交通灯的控制以及行人通过时播放音乐声等更加完善。 交通灯智能控制系统的设计与实现:交通灯通断智能控制预防城市道路堵车的一种方法 摘 要:在城市道路密集、路口众多的背景下,基于道路现场测量系统获取车队尾长数据,利用Matlab软件编制一种控制信号灯延迟通断的计算程序,与信号装置相配合,就可以及时调整城市路通灯的接通顺序和时间,一定程度上达到控制车流和避免交通阻塞的目标。 关键词:车队尾长 信号灯 延迟通断 1 交通堵塞的成因 现代城市路网密集,大量私家车上路常常造成交通阻塞且已成为影响城市市民正常生活和工作的严重问题。而城市道路管理中不合理的交通灯通断系统更使交通拥堵现象雪上加霜,例如,多数城市采用的定时同步通断转换自动化交通灯系统,即沿同一条街道上各路口的灯光同步切换,在一定情况下会成为交通拥堵的导火索。很多人都有这样的经历,在一个路口被红灯拦下,后面路口会接二连三被红灯拦住。这不仅仅是运气问题,实际上和交通灯通断控制有很大关系。假设有一队车A在路口1等绿灯放行,欲驶向路口2,两路口的距离为D,车辆正常行驶速度为V,第一辆车到达路口2时用时D/V,此时路口2绿灯,第一辆车通过路口2。由于车队各车是不可能同时起动、同时加速的,而是从头车开始,各辆车依次起动从而形成一个“起动波”,传播速度大约为4.5 m/s(16km/h)[1]。设车队长L,与头车相比,最后一个车要走(L+D)路程才能到达路口2,而且它必须等候起动波传过来时才能起动,因此末尾车要花(L/Vb+(L+D)/V)时间才能到达路口2,如果绿灯通行时间T0小于(L/Vb+(L+D)/V),这就使得车队的尾部有可能在到达并通过路口2之前,就被下一次红灯阻挡,车队A发生截尾,跟过来的车队B就有增长的趋势,车队B增长到一定长度,也会甩尾给车队C,这样车队越积越长,进而发生交通堵塞。可见防止交通堵塞的关键在于及时制止过长车队的形成,防止车队增长的趋势。 2 一种预防交通堵塞方法思路 目前城市路口都装有摄像及图像识别系统,发现某路口车队逐渐增长,在一个绿灯通行时间内有被甩下的车队尾巴出现,通过智能干预,及时调整交通灯的通断顺序和时间,引导疏流,就有可能制止过长车队的形成,从而达到完全避免非反常交通堵塞的目的。假如发现上例路口2逐渐有被甩下的车队尾巴出现,就要延迟路口2红灯开通,即延长绿灯时间,使T≥(L/Vb+(L+D)/V),放车队A过去,消除这个尾巴。这样从路口1处开过来的车队B在接近路口2时就没有车队A的尾巴留下,车队B就不会增长,但延长的时间是有限制的,最长允许延长时间是车队B的头车刚好接上车队A的尾车,即D/V-L/Vb-L/V=0,车队A的长度占路口1与路口2之间的距离D的比例L/D=Vb/(V+Vb)。如果?T=D/V-L/Vb-L/V 0,则路口2还可以再延迟?T开通绿灯;如果?T=D/V-L/Vb-L/V 当然,和实际情况比,这里忽略了车辆行进过程中加速和减速过程,这里V实际上是两路口距离间车队的平均移动速度。 3 一种预防交通堵塞方法的程序实现 设某城市有主干道m条,n条横向街道,主干道与s条横向街道相交后,各段主干方向街道的长度为矩阵D。各路口上被甩下的车队尾巴长度组成的动态数据矩阵(截尾矩阵),如果在上述m条主干方向街道中有m1条双行道,则矩阵将是一个(m+m1)×n的矩阵。根据双行道上双向车队尾长的总和判定各双行道的优先方向,只取双行道优先方向截尾尾长,截尾矩阵化为m×n的矩阵。计算并输出延迟矩阵?T,?T=D/V-L/Vb-L/V,从而控制交通灯通断顺序。在延迟量矩阵中,?T值为负的路口实际上就是尾巴较长的路口,需要提前?T接通绿灯,提前放走积压的车辆,?T值为正的路口是尾巴较短的路口,可以延迟?T接通绿灯而不会造成该方向车辆堵塞。提前值?T大于T0,即可认为已经产生车辆堵塞。 以某7×4街道为例,输入上下行车辆截尾尾长,计算的延迟时间结果如表1所示。 通过道路现场测量系统获取车队尾长数据,应用这个程序计算的信号灯延迟时间,与信号装置相配合,就可以及时调整城市路通灯的接通顺序和时间,一定程度上达到控制车流和避免交通阻塞的目标。 4 结语 现在技术获取道路现场车队尾长数据已经非常方便,Matlab软件应用也非常方便,利用Matlab软件编制的计算程序很容易实现该方案,通过控制信号灯延迟通断,控制车流,避免交通阻塞。 交通灯智能控制系统的设计与实现:一种十字路通灯智能控制系统的设计 摘 要:该文在采用车辆检测传感器实时采集十字路口各方向车流量数据的基础上,提出一套自动周期交通灯比例时长和固定周期交通灯比例时长相结合的智能交通灯控制方案,即根据车流量的实际情况,自动调节信号周期和红绿灯配时比例,以尽量减少道路交通路口的车辆滞留,实现交通灯的智能化控制。 关键词:车流量 交通灯 微控制器 随着经济和人民生活水平的提高,私家车数量的剧增使得城市交通拥堵问题日益突出。十字路口是整个交通网络控制的关键点,十字路通的有效控制能提高整个交通网络的性能。目前,我国传统的十字路通信号采用固定的时间控制,不能有效提高十字路口的通行能力。那么如何提高十字路口的通行能力和缓解城市的交通拥堵问题呢?大家设想如果可以根据十字路口各个车道上的车流量来合理分配交通信号灯的控制时间,对交通信号实现智能化控制,那么就可以提高交通系统的通行能力和效率,从而缓解交通拥堵问题。 1 硬件电路设计 1.1 系统结构图 该十字路通灯智能控制系统由微控制器、车流量检测电路、显示电路(指示灯和倒计时显示电路)和紧急控制开关组成。该系统是以传感器为核心的车流量检测电路用于车流量的智能检测,将车流量信息送微控制器进行处理,智能化控制交通灯的时间长短和倒计时的显示,起到优化十字路通的作用。紧急控制开关用于交通突发事故时的交通车辆通行控制。遇到紧急情况,扳动开关,通过硬件和程序发出一个控制信号来实现两路红灯与黄灯亮,同时关闭数码管的显示。紧急情况解除后,按复位键通过程序回到初始状态,重新开始运行主程序。该系统的结构图如图1所示。 1.2 车流量检测电路 目前,实现车流量检测的传感器有感应线圈传感器、超声波传感器、红外线传感器、微波检测器、视频检测器、磁力检测器、声学检测器等[1]。目前的交通控制系统大多采用单一的车流量检测传感器来采集交通流信息,这样会导致一系列问题:(1)采用单一车流量检测器,若该检测器出现问题,则可能造成整个交通瘫痪;(2)不同的车流量检测器有各自的工作原理和特点,如超出其测试条件时该检测器将无法采集到准确的数据;(3)车流量检测传感器不断地采集数据,这些数据需要汇总到交通控制中心,由控制中心经计算后发出相应指令。车流量检测传感器的发展趋势是多传感器联合检测,在前端对联合检测的数据进行处理,这样交通控制中心获得的信息才会真正成为交通诱导、交通控制以及交通规划的有力依据。 城市中典型的十字路口为双向6车道,每个方向1、2、3车道分别为右转、直行和左转车道。在每个车道的远侧和近侧分别埋设一个车流量检测传感器检测车流量数据,两个检测器之间为各车道的检测区,设定这一距离为100 m。远侧检测器执行通行车辆数加操作,近侧检测器执行减操作,这样任意时刻检测区获得的数据即为该方向等待放行的车辆数。当某一相位绿灯亮时,系统将该车道收集的数据存储,作为判断交通状态和决定下一周期通行时间的依据。 十字路口车流量的放行采用常用的四相位方式,即按照东西方向直行车辆、东西方向左转车辆、南北方向直行车辆、南北方向左转车辆通行的顺序循环切换,交通灯之间采用短时黄灯进行缓冲警告。系统根据传感器获得的等待放行车辆数,适时控制放行时间的自动周期交通灯时长比例的方法和固定周期调节交通灯时长比例两种方法相结合,在各方向车辆数比较均衡的交通低峰时段采用自动周期,在某方向或几个方向出现交通高峰时采用固定周期自动调节交通灯时长比例方式。两种方式判断的标准是是否出现两个或更多方向的排队车辆占满计数区,即如果出现两个方向的车辆排队长度超过100 m即使用第二种控制方式,否则使用第一种方式。不管采用哪种方式,系统都要设定一个最短绿灯时长和最大绿灯时长。设定最短绿灯时长的目的是为了保证每一条道路都不会因为车流量过小而不给通行时间,设定原则是能让少量车辆安全通过路口而不影响交通安全,一般取t0 =15 s。最大时长的设定是为了不让某方向长时间占用通行权,使其他方向的车辆的延误时间增大,对于不太大的单交叉路口,绿灯时间一般不超过60 s,因此设定tm=60 s。 1.3 微控制器 系统的控制核心采用MSP430系列超低功耗的微控制器,车流量检测电路将检测的车流量信息传递给微控制器,微控制器采用某种算法进行计算处理,并将需要发送的十字路通信号信息发送至显示电路,人们通过显示电路就很容易通过十字路口了。 2 系统软件设计 该交通灯采用自动控制,在设计方案中预先设定了可调节红绿灯自动转换时间,并以自动方式显示倒计时;控制系统将在红绿灯交替阶段自动控制黄灯时间,提示各方向过往车辆通过或暂停,以达到模拟现实生活十字路通灯工作模式。程序开始运行时首先对定义的各个变量进行初始化,接下来进入while循环检测是否有按键按下,如果检测到按键,则执行中断程序,解除按键锁定后返回执行while循环。如果没有检测到按键,while循环继续,交通灯与交通灯倒计时同时执行,之后返回while循环。 3 结语 系统采用车流量检测传感器和MSP430微控制器构成的十字路通灯智能控制系统,可以根据实时检测的车流量信息调整红绿交通灯的配时比,达到交通灯智能化控制的目的,提高十字路通的通行能力。
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。
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。
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
通信系统原理论文:高职院校“通信系统原理”课程教学改革问题探析 随着信息化社会的到来,信息与通信日益广泛地渗入到各行各业和各个学科,“通信系统原理”不仅成为通信工程专业的一门重要专业基础课程,而且也成为信息工程、电子工程、计算机应用、自动化以及其他相近专业的必修课程。高职院校由于受传统教育和教学方法的影响,基本沿用过去强调学科本位的本科教学模式,未对课程内容进行有效整合,照搬本科教材及内容,或只是对某些部分内容进行删减,没有结合学生实际情况传授基本的且适合于高职学生发展的知识,而是将超越高职学生理解范围的繁、难、偏的知识点填鸭式地教授给学生,导致学生学得累、学不懂、学不会、厌学直至放弃本课程的学习。为了满足培养工程高层次应用型技术人才的目标,突出操作技能培养,广东轻工职业技术学院对“通信系统原理”课程进行了一次教学改革与实践。 一、教学进程的改革 “通信系统原理”课程的内容是介绍通信系统的基本理论、基本分析方法和各项性能指标。该课程的特点是内容抽象、理论性强,需要较强的数学基础,其先修课程有“高等数学”、“线性代数”、“信号与系统”、“概率论”、“高频电子线路”等。后续课程有“移动通信”、“程控交换机”、“光纤通信”、“移动终端设备原理”等。因此,该课程是一门承前启后的课程,也是通信专业最重要的课程之一,其教学质量的好坏对通信工程、信息工程专业的学生有着重大的影响。传统的强调学科本位的本科教学模式是严格按照完整的“先修课程通信系统原理后续课程”的教学模式进行,在开展本课程之前,必须把前面的所有先修课程全部讲授完毕。其教学进程如表1所示: 表1所示的教学进程在该院进行的时候遇到了以下问题: 第一,第三学期进行的“概率论”、“信号与系统”课程内容过于抽象、深奥,高职院校学生基础较差存在厌学情绪,教学效果不理想。 第二,随着高职院校的改革和发展,“工学结合”、“顶岗实习”已经成为教学活动中最重要的一个环节。为了保证“工学结合”、“顶岗实习”活动的正常开展,必须要大力对过于抽象的理论教学时间进行压缩,而且为了实现高职院校的教学与就业的“零过渡”,越来越多的高职院校从第五学期开始就安排学生到企业实习了。因此,将通信工程的核心专业课程设计在第五学期,是不能满足高职院校教学改革发展的需要的。 鉴于此,学院进行了教学进程方面的改革尝试,将专业核心课程提前一个学期,删掉“概率论”、“信号与系统”课程,重新调整了教学计划,如表2所示: “高频电子线路”课程的先修课有“模拟电路”等。“通信系统原理”的内容里面在模拟调制系统这一章节与“高频电子线路”有较强的相关性,如果学生先学习“高频电子线路”,再学习“通信系统原理”,那么学生理解这一章节也许会好一些。不过由于时间紧凑,因此,只能将“模拟电路”安排在第二学期开展,而将“高频电子线路”与“通信系统原理”课程同时在第三学期开展。结果发现,学生在学习“通信系统原理”课程关于模拟调制系统原理的时候,感觉到需要掌握对应的高频电子线路的知识,而在学习具体电子线路时,也能加深对通信系统的理解,从而取得相辅相承、互相促进的效果。 二、教学内容的改革 把“概率论”、“信号与系统”课程全部删除,不利于学生对通信系统原理课程的理解。不讲授“信号与系统”的基本内容,学生无法理解通信系统课程中关于频谱和传递函数等方面的基本概念;不讲授“概率论”的基本内容,学生无法理解课程中关于信道与噪声以及误码率方面的推导过程。因此,在讲授本课程之前,需要适当地补充相关的基本内容,将“概率论”、“信号与系统”的主要内容作扼要的介绍,将其精髓浓缩出来,并无缝地插入到通信原理的相应内容中去,力求对于那些没有接触过这些先修课程的对象也能够没有困难地理解其中的内容。 通信系统原理课程本来基本学时数为64学时(4学时/周),我们的尝试是将其学时数增加到96学时(6学时/周),增加了32学时。其中约24学时用于讲授“信号与系统”的基本知识,8学时讲授“概率论”的基本知识。课程教学的顺序是先讲授“信号与系统”,继而讲授“通信系统原理”,然后在讲授中遇到与“概率论”有关的知识时补充必要的基本内容。将三门先修课程的内容高度浓缩,不遗留必要的知识点,同时凡是与“通信系统原理”无关的章节一概跳过,达到“少而精”的目的。 三、教材的选择与编写 教材乃授课之本,好的教材对教、学活动都产生良好的促进作用。高职院校要根据学生的特点及其培养目标选择适合于高职学生定位的教材,最好采用高职高专规划教材。在本次实践中,我们选择张会生主编的《现代通信系统原理》作为教材,至于“信号与系统”和“概率论”方面则参考以上的教材中相关章节内容,将需要补充的知识点抽取出来,然后采用电子教案和印发补充资料的形式发放给学生,既达到教学目的,也节约教材成本。 高等职业教育的发展是日新月异的,“通信系统原理”课程教学改革是时代赋予我们的重任,意义深远。课程改革创新的路还有很长,要做的事还很多,应遵循教学规律,不断改革创新,为培养掌握通信技能的高等职业技术人才做出新的努力。 (作者单位:广东轻工职业技术学院电子通信工程系) 通信系统原理论文:阐述光纤通信原理及光纤通信系统构成的应用 摘要: 本文论述了光纤通信的原理,并说明了光纤通信系统的构成,并就光纤通信的未来发展趋势进行简要阐述。 [关键词] 光纤;通信原理;光纤通信系统;发展前景 1前言 光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的快速发展历史只有二十多年,已经历三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。进入21 世纪后,由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长,对大容量(超高速和超长距离) 光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。光是一种频率极高的电磁波,因此用光作为载波进行通信容量极大,是过去通信方式的千百倍,具有极大的吸引力,光通信是人们早就追求的目标,也是通信发展的必然方向。 2 通信原理 2.1 光纤的优点 光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛。主要原于它具有以下特点: 1) 通信容量大、传输距离远。一根光纤的潜在带宽可达20THz,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里; 2) 信号串扰小、保密性能好; 3) 绝缘、抗电磁干扰性能强,传输质量佳; 4) 光纤线径细、重量轻,原料为石英,节省有色金属铜材料,有利于资源合理使用; 5) 具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点; 6) 无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外; 7) 光缆适应性强,寿命长。 2.2 光纤通信的原理 所谓光纤通信,就是在发送端首先要把传送的信息(如话音) 变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率) 变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。然而,由于目前技术水平所限,对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内,尚未达到实用化水平,因此目前大都采用强度调制与直接检波方式(IM- DD)。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重,所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。 基本的光纤通信系统是由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。数据是数字,声音,图像等各种信号的数字化。光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号,先后用过的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光学信道包括最基本的光纤,还有中继放大器EDFA等;而光学接收机则接收光信号,并从中提取信息,然后转变成电信号,最后得到对应的话音、图像、数据等信息。 2.3 光纤通信系统 光纤通信系统的主要工作流程如图2- 1 图2-1 光纤通信系统 2.3.1 PCM电端机 在光纤通信系统中,光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码,它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM(Pulsecodemodulation),即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号,由PCM电端机产生。 2.3.2 光发信机 光发信机是实现电/ 光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于PCM 电端机的电信号对光源发出的光波进行调制,成为已调光波,然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。 2.3.3 光中继器 光中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个:一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。 2.3.4 光收信机 光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号,经光检测器转变为电信号,然后,再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平,送到接收端的电端机去。 2.3.5 光纤连接器、耦合器等无源器件 由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制,且光纤的拉制长度也是有限度的。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是,光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合,对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。 2.4 光纤通信的应用领域 光纤通信的应用领域很广泛,主要用于通信中继网和用户接入网。光纤通信的优点在这里可以充分发挥,逐步取代电缆,得到广泛应用。长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信,现已全面使用光纤通信,并形成了占全球优势的比特传输方法。光纤通信还可用于全球通信网、各国的公共电信网(如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线)、高质量彩色电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线(CATV) 系统等。 3 光纤通信技术的发展前景 过去有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。其一,在2000 年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤,国外对中国倾销。其二,有人认为光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。 3.1 光纤到家庭(FTTH) 的发展 FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3 倍。过去由于FTTH 成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。 近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN 的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100 米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+ 无线接入”(FTTH+ 无线接入) 的家庭网络。这种家庭网络成本大大降低,维护简单。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+ 无线接入是未来的发展趋势。 3.2 光纤通信的市场 FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。目前,我国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD,有比较强的经济力量,现在已经采用光纤到住地PTTP 来建设。总的来说,目前中国的FTTH处于起步试点阶段。试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,现在电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOD点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。 通信系统原理论文:第三代移动通信系统的网络结构及技术原理 摘要:本文先对这一网络结构作一个总体上的技术原理的描述,然后再对三种主流技术作一个各自的分析,通过对这些技术的学习使我们对未来的通信方向有一个基本上的了解。 关键词:第三代移动通信;网络结构;技术原理 1. 3G基本的网络结构和功能 跟我们以前所认识的GSM网络一样,在3G的网络里,也有交换,传输和用户终端,根据IMT-2000系统的基本标准,第三代移动通信系统主要由4个功能子系统构成,它们是核心网(CN)、无线接入网(RAN)、移动台(MT)和用户识别模块(UIM),且基本对应于GSM系统的交换子系统(SSS)、基站子系统(BBS)、移动台(MS)和SIM卡。 如图所示,3G网络系统主要是UMTS无线接入系统,包括:CN(核心网)、UTRAN(无线接入网)、UE(用户装置)。NodeB(BS)、RNC(BSC)其中RNC可以看成GSM网络中的基站控制器,而NodeB可以看成GSM网络中的基站收发信台。对某个NodeB来说,控制其的RNC称为控制RNC(CRNC)。 CN核心网部分包括UMSC、SGSN、GGSN等功能实体,支持3G并发业务、高速电路业务和分组业务的MSC/VLR/HLR框架实现传输管理,移动性管理,呼叫控制,基本电信业务和补充业务等功能。 RNC无线网络控制器提供IU、IUb、IUr接口,管理和控制Node-B与CN信息传递,实现技术标准中的控制平面和用户平面的一些功能。 Node-B基站系统通过IUb接口,接收来自RNC无线资源控制命令,完成标准中的专用和物理信道的接收和发送功能。我们从这里知道,其实3G网络的各功能结构和GSM有相似之处,那么3G网络是怎么在GSM网络功能模块中演进的呢?其实3G网络的演进包括RNC和CN部分的演进:UMTS无线接入部分RAN,采用UTRAN作为基站侧,以新建的方式实现3G宽带数据业务的无线接入;3G的演进主要的是核心网部分的演进,UMTS CN演进根据3GPP标准分为两个阶段,第一个阶段为3GPP R-99的演进基于GPRS网络,第二阶段为3GPP演进基 于全IP网络。由于网络的这些种种演进,因此有了区别于2G(GSM)网络的3G的一个基本特征: (1)具有全球范围设计的,与固定网络业务及用户互连,无线接口的类型尽可能少和高度兼容性; (2)具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性; (3)具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在广域网采用384kb/s接入速率的数据率分段使用功能; (4)具有在2GHz左右的高效频谱利用率,且能最大程度地利用有限带宽; (5)移动终端可连接地面网和卫星网,可移动使用和固定使用,可与卫星业务共存和互连; (6)能够处理包括国际互联网和视频会议、高数据率通信和非对称数据传输的分组和电路交换业务; (7)支持分层小区结构,也支持包括用户向不同地点通信时浏览国际互联网的多种同步连接; (8)语音只占移动通信业务的一部分,大部分业务是非话数据和视频信息; (9)一个共用的基础设施,可支持同一地方的多个公共的和专用的运营公司; (10)手机体积小、重量轻,具有真正的全球漫游能力; (11)具有根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数,而不是以距离为收费参数的新收费机制。 2.3G的技术原理 2.1 双工方式 频分双工(FDD): 频分双工收发信各占用一个频率(段):收发同时进行,时延小技术成熟 时分双工(TDD): 时分双工收发信用同一频率,收发使用不同时隙:只占用一段频率;上下行信道对称,利于智能天线:设备简单,成本低;不对称FDD工作,数据传输使用时效率高。 WCDMA和CDMA2000都采用FDD模式,只有TD-SCDMA采用TDD模式。FDD模式的特点是在分离的两个对称频率信道上,系统进行接收和发送,用频段来分离接收和传送信道;采用包交换等技术,可突破第二展的瓶颈,实现高速数据业务,并可提高频谱利用率,增加系统容量。但FDD必须采用成对的频率,即在每2×5MHz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时,能充分利用上下行的频谱,但在非对称的分组交换(互联网)工作时,频谱利用率则大大降低,在这点上,TDD模式有着FDD无法比拟的优势。 2.2 多址方式 通信的多址方式:码分多址 (CDMA)、空分多址 (SDMA)、频分多址 (FDMA)、时分多址 (TDMA)。 2.3 CDMA在无线信道中传输的优势 采用RAKE接收机,有效利用了信道相干时间形成的时间分集效应;宽带传输系统,利用了信道的频率分集效果;码字的多址传输,利用了多用户分集的效果;信号在信道中传输功率低,降低了干扰,提高了保密性;扩频因子灵活变换,有助于多媒体等多速率并发业务的传输;频谱效率高,优于以往的AMPS和GSM,频率复用系统WCDMA为1,GSM为1~~18;支持软切换和更软切换;支持新技术的应用,如多用户检测;WCDMA有下行发射分集,而GSM没有。 2.4 智能天线 智能天线是基于自适应天线阵原理,利用天线阵的波束赋形产生多个独立的波束,并自适应地调整波束方向来跟踪每一个用户,达到提高信号干扰噪声比SINR,增加系统容量的目的。采用智能天线技术,实际上就是通过数字信号处理,使天线阵为每个用户自适应地进行波束赋形,相当于为每个用户形成了一个可跟踪他的高增益天线,从而既可以进行全方位通信,又可以用较小的发射功率覆盖相同的范围。在3G系统中,其他新的功能技术如多用户检测技术、联合检测、空时码、HDR等等,在这里就不多做阐述了。下面对这些技术基础的三种主流标准作介绍,还有一种新标准的简单介绍。 2.5 CDMA2000技术标准 CDMA2000是国际电信联盟(ITU)规定的第三代移动通信无线传输技术之一,是从窄频CDMA one数字标准衍生出来的,CDMA2000是美国ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议,是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案,是一种宽带CDMA技术。前反向同时采用导频辅助相干解调;在扩频码选择采用相同M序列,通过不同的相位偏置区分不同的小区和用户;射频带宽从1.25MHz到20MHz可调;快速前向和反向功率控制;下行信道中采用公共连续导频方式进行相干检测,提高系统容量;在下行信道传输中,定义直扩和多载波传输两种方式,码片速率分别为3.6864Mcps和1.22Mcps,多载波方式能很好地兼容IS-95网络;支持F-QPCH,可延长手机待机时间;核心网络给予ANSI-41网络的演进,并保持与ANSI-41网络的兼容性;支持软切换和更软切换;设计了两类码复用业务信道,基本信道用于传送语音、信令和低速数据,是一个可变速率信道,补充信道用以传送高速率数据,在分组数据传送上应用了ALOHA技术,改善传输性能;在同步方式上cdma2000与IS-95相同,基站间同步采用GPS方式。CDMA2000标准是一个体系结构,按照使用的带宽来区分,CDMA2000可以分为1x系统和3x系统。其中1x系统使用1.25MHz的带宽,提供的数据业务速率最高只能达到307kbit/s。在1x系统以后,国际上比较公认的发展方向是1x EV-DO和1x EV-DV系统。其中1x EV-DO系统重点提高了数据业务的性能,将用户的最大数据业务传送速率提高到2.4Mbit/s。而1x EV-DV系统在将数据业务最大速率提高到3.1Mbit/s的同时,又进一步提高了语音业务的容量。 3.结语 综述所述,随着经济的发展,各种技术发展, 第三代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。纵观移动通信技术的发展规律和第三代通信技术的优点,我们相信,不远的将来,第三代移动通信系统将产生一个容量更大、利润更丰厚的市场。 通信系统原理论文:浅谈津滨轻轨TWC车地通信系统原理及应用 【摘要】结合轻轨采用的美国USSI列车自动控制系统ATC系统,对TWC车地通信设备的原理、应用和维护进行介绍。 【关键词】轻轨;信号;TWC 1.系统简介 TWC车地通信设备是轻轨采用的美国USSI列车自动控制系统ATC系统的一部分,用于车载设备MicrocabⅡ和轨旁设备之间的数据通信。洛杉矶绿线就是应用此系统。USSI的TWC2000单元为现地轨旁和经过列车间提供了无线、带有多种数据的移频键控通信。TWC可以实现以下系统功能:(1)ATO模式下,列车计划精确站台停车(2)非安全数据交换。 每列车上都装有车载TWC系统,轨旁装有轨旁TWC系统。轨旁TWC系统链接在整个通信网络一部分的中央处理器上。车载TWC系统链接在包括车载ATC、ATO和TCMS(列车监控系统)在内的车载系统上。车载ATC、ATO和TCMS通过车载和轨旁的TWC系统与轨旁CPU形成数据链接。 在运营车内TWC信号传送入TWC环线中,TWC系统从轨旁向列车传送非安全控制职责,包括车次号、检车等;从列车向轨旁传送数据状态,包括车次号、检车、列车长度等。本文介绍的是轨旁TWC的功能。TWC系统能够在车载和轨旁之间进行非故障安全的双向通信。 TWC车地通信设备组成如图1所示: 2.轨旁TWC系统组成及原理 轨旁TWC机笼可以放置在标准的19英寸机柜内。每套机笼包括A、B两组电路板,分别与轨旁两组环线单独连接。按作用分为四种不同类型:负责电源控制的开关电路板(共用),负责信息处理和FSK解调功能的TX/RX电路板和串行通信控制电路板(SCC PCB),最后还有一块电源电路板。机笼内还有四个起屏蔽作用的板,间隔插入它们用来防止PCB间的互相干扰。 在轨旁设备站与通行列车之间,车对地通信系统提供无线、串行数据和FSK的通信。每个轨旁设备站都有一个轨旁TWC系统,它与轨旁CPU连接,这个CPU又是列车控制系统的一部分,每列车上还装有车载TWC设备与ATC和ATO连接,车载ATC和ATO系统通过车载和轨旁TWC系统与轨旁CPU数据链接。 如图2所示,车载TWC系统由车载TWC机笼和安装在底部的TWC天线组成。轨旁TWC系统由轨旁的TWC机笼、TWC环线和耦合单元的PCB。一条长1.1英里(约合1.7Km)的传输线将耦合单元与机笼连接,耦合单元传输线与TWC环线连接提供合适的阻抗,当列车通过时,TWC环线与TWC天线间进行电磁耦合,实现无线的数据传输。 车载TWC机笼可以与ATC和ATO系统进行信息交换,也可以通过TWC天线与轨旁TWC机笼交换信息。轨旁TWC系统可以与轨旁CPU PCB进行信息交换,也可以通过TWC环线和车载TWC设备通信。为实现车载系统(ATO、ATC)和轨旁CPU间的半双工数据通信,所有的TWC PCB提供FSK调制和信息处理的功能。TWCW可以设为CTM,这样使得机车容易检测到交叉点位置,来实现精确的计划停车。 3.故障处理 通常的,TWC通信由机笼内的PCB完成,包括(PS PCB,SCC PCB,RX/TX PCB)。如果任一块板子发生故障后,就必须将它更换以恢复操作。表1列出了典型的故障查找及解决步骤。表中列出最常见的问题,可能的造成原理和有效的处理办法。技术人员最好按照给出的处理办法步骤操作,除非遇到比较特殊的故障原因。 4.结束语 经过津滨轻轨近6年的运营,TWC车地通信充分展示了它的稳定性能和便于维修的特点,是信号系统不可或缺的重要部分。有理由相信,将来它还会在日益发展的轨道交通中扮演着重要的角色。 作者简介:张大鹏,天津滨海快速交通发展有限公司中级工程师。 通信系统原理论文:阐述光纤通信原理及光纤通信系统构成的应用 摘要: 本文论述了光纤通信的原理,并说明了光纤通信系统的构成,并就光纤通信的未来发展趋势进行简要阐述。 [关键词] 光纤;通信原理;光纤通信系统;发展前景 1前言 光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的快速发展历史只有二十多年,已经历三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。进入21 世纪后,由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长,对大容量(超高速和超长距离) 光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。光是一种频率极高的电磁波,因此用光作为载波进行通信容量极大,是过去通信方式的千百倍,具有极大的吸引力,光通信是人们早就追求的目标,也是通信发展的必然方向。 2 通信原理 2.1 光纤的优点 光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛。主要原于它具有以下特点: 1) 通信容量大、传输距离远。一根光纤的潜在带宽可达20THz,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里; 2) 信号串扰小、保密性能好; 3) 绝缘、抗电磁干扰性能强,传输质量佳; 4) 光纤线径细、重量轻,原料为石英,节省有色金属铜材料,有利于资源合理使用; 5) 具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点; 6) 无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外; 7) 光缆适应性强,寿命长。 2.2 光纤通信的原理 所谓光纤通信,就是在发送端首先要把传送的信息(如话音) 变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率) 变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。然而,由于目前技术水平所限,对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内,尚未达到实用化水平,因此目前大都采用强度调制与直接检波方式(IM- DD)。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重,所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。 基本的光纤通信系统是由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。数据是数字,声音,图像等各种信号的数字化。光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号,先后用过的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光学信道包括最基本的光纤,还有中继放大器EDFA等;而光学接收机则接收光信号,并从中提取信息,然后转变成电信号,最后得到对应的话音、图像、数据等信息。 2.3 光纤通信系统 光纤通信系统的主要工作流程如图2- 1 图2-1 光纤通信系统 2.3.1 PCM电端机 在光纤通信系统中,光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码,它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM(Pulsecodemodulation),即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号,由PCM电端机产生。 2.3.2 光发信机 光发信机是实现电/ 光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于PCM 电端机的电信号对光源发出的光波进行调制,成为已调光波,然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。 2.3.3 光中继器 光中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个:一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。 2.3.4 光收信机 光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号,经光检测器转变为电信号,然后,再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平,送到接收端的电端机去。 2.3.5 光纤连接器、耦合器等无源器件 由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制,且光纤的拉制长度也是有限度的。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是,光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合,对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。 2.4 光纤通信的应用领域 光纤通信的应用领域很广泛,主要用于通信中继网和用户接入网。光纤通信的优点在这里可以充分发挥,逐步取代电缆,得到广泛应用。长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信,现已全面使用光纤通信,并形成了占全球优势的比特传输方法。光纤通信还可用于全球通信网、各国的公共电信网(如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线)、高质量彩色电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线(CATV) 系统等。 3 光纤通信技术的发展前景 过去有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。其一,在2000 年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤,国外对中国倾销。其二,有人认为光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。 3.1 光纤到家庭(FTTH) 的发展 FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3 倍。过去由于FTTH 成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。 近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN 的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100 米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+ 无线接入”(FTTH+ 无线接入) 的家庭网络。这种家庭网络成本大大降低,维护简单。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+ 无线接入是未来的发展趋势。 3.2 光纤通信的市场 FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。目前,我国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD,有比较强的经济力量,现在已经采用光纤到住地PTTP 来建设。总的来说,目前中国的FTTH处于起步试点阶段。试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,现在电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOD点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。 通信系统原理论文:GSM―R通信系统的工作原理与状态维护 摘 要 本文从GSM-R系统本身的结构出发,对工作流程和特征做出了必要说明,而后从日常运营角度,对该通信系统的维护和分析手段进行了讨论。 关键词 GSM-R;通信;原理;维护 铁路移动通讯系统(GSM-R,Global System of Mobile communication for Railways),从本质上看是GSM技术在铁路工作环境中的应用。GSM-R技术的这种独特的应用环境,决定了它在铁路工作过程中的重要地位,也因此必须承担起铁路工作环境所赋予它的相应职能。以安全需求为首的通信职能,对于GSM-R网络的稳定性而言提出了相比常规GSM网络更高的要求,也正因为如此,GSM-R的维护工作才更需要得到重视。 1 GSM-R系统工作特征 想要针对GSM-R通信系统做出有效的维护工作,首先应当对其自身的结构做出必要了解。对于一个典型的GSM-R通信系统而言,基本上由网络子系统(NSS,Network Sub-System)、基站子系统(BSS,Base Station Sub-system)、运行与支持子系统(OSS,Operation-Support System)和终端设备(MS,Mobile Station)四个部分构成,其典型的结构以及互联状况参见图1。 在GSM-R系统中,BSS部分包括基站控制器BSC和基站收发信台BTS,负责将MS传输上来的信号经由BTS实现无线通信中继,并交由BSC处理和实现区域内的无线电资源管理与移动性管理等相关职能。NSS部分的主要职责则在于面向用户数据、移动性以及网络连接等方面实现管理,而OSS则需要实现整个GSM-R系统与工作人员之间的交流和沟通,负责实现通信系统的可控性和易用性等目标。 2 GSM-R通信系统的维护手段 为了确保GSM-R系统在实际工作的过程中能过稳定的发挥其作用,实现应有职责,就必须切实依据GSM-R系统的工作原理和结构特征,以及其在实际工作中的具体表现,提出相应的维护对策,确保能够在故障发生之前对其实现有效排除,提升系统的健康水平。 对于GSM-R系统核心网络而言,常见的几种主要维护测试手段主要包括信息追踪、异常呼叫记录、话务分析以及告警分析四种。 信息追踪是GSM-R系统核心网络最为常用的维护手段,其本质在于通过发送专门用于测试的信令,来实现对于网络中故障可能存在的位置进行定位的一种维护方法。这种测试手段不仅仅可以用于GSM-R系统健康状况的深入检查,对于故障情况下的故障定位也有所帮助。此种方式可以用于GSM-R系统中任何业务流程各个层面的测试,相对而言具有良好的普适特征,并且可以依据多种信令进行跟踪,包括链路、链路集、用户MSISDN号码、用户IMSI、以及各种网元间接口等,都可以作为已知条件进行追踪。 异常呼叫记录在GSM-R通信系统中,主要用于针对异常结束的数据呼叫展开记录和分析,重点工作是对出现异常状况的标准接口消息执行流程操作。这种维护方式并不能直接用于故障的排除,因为它更多是倾向于对于系统异常状况的一种记录,通过这种工作方式所获得的记录虽然对于GSM-R系统分析的深入展开有着极大的推动作用,但是对于故障的排除和定位并没有直接作用。虽然如此,异常呼叫记录的维护方式,对于深入发现存在系统中的“亚健康”状态仍然有着积极意义,对于小概率重现或者不重现事件的记录,在一个相对较长的时间阈中必然有着实践意义。 话务分析的本质在于对GSM-R核心系统中各项业务流和数据状况进行统计并且加以分析。和异常呼叫记录一样,都不能直接用于故障的定位和排除,但是能够更好的了解到整个系统的工作状况,对于数据潮汐等方面的需求也会有一个较好的掌握。这一方面的分析结构,可以广泛用于GSM-R系统健康状况分析和通信资源优化等方面。并且对于潜藏在系统内不合理的网络优化问题以及信息基站和移动端以及自然环境之间的不契合问题都能够有效发现。 最后,告警分析的关键职能在于针对GSM-R系统中的告警进行记录和反映,同时还需要对触发告警的故障进行深入的分析,并且对故障排除状况和过程进行跟踪。在形成了一定容量的告警数据库的基础上,进一步反作用于GSM-R系统,能够帮助GSM-R从管理层面实现更快的故障判断,并且对于触发自动保护以及故障隔离等方面的系统自动行为优化有着积极意义。 这样的几种维护分析手法,对于大多数存在于GSM-R系统中的故障和不足等问题都能够有效发现。但是除此以外也必须认识到,GSM-R系统所面对的铁路工作环境,与常规的GSM系统所面对的社区环境不同,铁路环境横跨地域广大并且面对的自然环境更为复杂,与此同时GSM-R系统与GSM以及CDMA系统也会在边界上存在一定的干扰,这些都会成为GSM-R通信网络服务质量下降的主要原因。针对于此类问题还应当重点展开有针对性的分析和监测,而不仅仅依赖于常规的维护分析手法,有的放矢才能获得最优效果。 3 结论 GSM-R维护管理体系相对繁杂,必然会包括多方面的内容,在实际工作过程中,随着GSM-R系统的深入运用以及GSM-R业务的广泛开展,对其维护管理体系还需不断深入探索,以达到对网络运行状况实时监控、网络运行数据及时分析、网络及业务故障迅速发现,将网络维护逐步实现预防修的目标。 通信系统原理论文:高职院校通信类专业数字通信系统原理课程教学改革与探索 摘 要 数字通信系统原理课程是电子信息和通信类专业的基础课程。结合高职学生特点,从教学方式、考核方法、实践教学等不同环节进行改革探索,激发学生学习的主动性、创造性,培养学生的创新意识。 关键词 高职;数字通信系统原理;教学改革 数字通信系统原理作为电子通信的一门入门课程,是重庆电讯职业学院移动通信专业的一门主干课。本课程主要介绍通信系统的基本结构、信源编码、信道编码、数字基带信号传输、数字信号的调制和解调及信道编码的原理与方法。通过该课程,可使得学生掌握基础的数字通信知识,熟悉当前通信技术的特点和发展的趋势。同时有效培养学生在通信知识方面的素养,为后续做准备。 本课程的先修课程有高等数学、线性代数、概率论、信号与系统、通信电子电路等,后续课程有移动通信、光纤通信、卫星通信、程控交换等。综合来讲,该课程为衔接专业与基础的课程,同时也为通信专业的主要课程。该课程典型的特点为直观性比较差、内容比较抽象,同时理论性的东西非常强,需要较强的数学分析能力,对原本基础比较薄弱的高职学生的学习而言,存在很大的难度。因此,如何做好对该门课程的教学成为当前思考的重点,也是本课程改革的重点。 1 注重教学理念,改革教学内窖 当代职业教育的特点是培养具有职业性和应用能力的专门型人才。因此,在教育中通常采用就业作为培养的导向。对此,在课程内容的选择上,首先非常注意教材的选取,主要原因在于教材作为教学的根本,将对教学起着最为直接的影响,也会对激发学生学习积极性起到很大的作用。 当前,数字通信系统原理课程的教材比较丰富,研究的理论也比较深,但是实践方面的内容比较少,使得教材对高职学生来讲存在一定的差距。经过对比,重庆电讯职业学院移动通信专业选用人民邮电出版社出版的21世纪高职高专通信教材《数字通信系统原理》。该教材的特点是以现代数字通信系统为背景,从共性出发,系统介绍数字通信系统的基本概念、基本原理和相关技术。通过本书学习,能对数字通信系统建立起总体上的概念。本书侧重于系统,不强调电路细节和数学分析,在内容的处理上强调物理概念,用直观的方法解释问题;对于重难点问题,均给出应用示例,通过示例说明原理与实际应用的关系,并通过应用加深对基本概念和基本原理的理解,理论知识紧密联系实际。该教材对于高职学生易学易懂,适合高职院校数字通信系统原理课程教学。 其次,本着在教学中应有所建树的思想,突出以人为本的教学理念和注重应用的教学。在教学中一方面着手对基础内容、方法等的引导;另一方面突出重点,对学习中的难点和要点进行解决。对此,在教学中提出通过“以线带点”的方式,实现点线的关联,从容实现课程内容体系的改革。 确定课程教学的主线 如何结合高职院校的特定教学内容进行选择性的教学,成为改革的第一步。对此,删除教材中理论性比较强的内容,尽量回避其中比较繁琐的公式。同时结合应用的实际,对通信系统的模型进行选择性学习。强调通信系统整体概念的建立,根据信号的产生、传输、接收和恢复过程,用一个典型数字通信系统的组成框图作为学习的总路线图,将各功能框图称为“节点”,各功能框图的有向线段称为“线”。以路线图中的节点涉及的典型技术理论分析为重点,以信号流程为主线,以线带点,培养学生通信系统的宏观分析和微观分析方法。 在教学过程中,首先通过精心制作教学课件,对教学内容中的“点”和“线”进行详细的讲解,以此查看其中的内在联系,从而使得学生充分理解通信的本质――就是将大量的信息进行高效和无失真的传输,并在传输中实现信息安全。从微观上精选典型技术,重点分析基本理论模块。其次,对各个不同的知识点进行均匀分配,明确重点,对不同知识点进行不同教学,强调各个知识点的联系,从而深化“点线关联”的思维。 注重典型技术和基本理论 从微观的角度选择实用的、典型的技术和基础的理论模块;从宏观上来讲则是以数字信号传输作为主线,通过逐步开展典型技术的学习从而实现对具体的技术的分析。在教学活动中,针对高职学生的特点,对通信技术的实现不贪多求全,而是精选典型技术进行微观分析,注意激发学生学习的兴趣,关键是引导学生掌握数字通信的基本结构体系。具体的做法是将全课程分为通信系统概论、信号与通信信道、信源编码、数字信号的基带传输、信道编码、差错控制编码、信道复用与多址技术及数字信号的调制传输、定时与同步八个核心模块。对其中不同的模块进行不同的分析,并对其中实用性的技术进行讲解。 2 更新教学方法,培养学生自主学习能力 在进行通信学原理教学时,一定要采取有效的教学方法在课堂上吸引学生的注意力,增强教学效果,从而激发学生的创新思维能力。选择教学方式时要避免采用“灌输式”等让学生处于被动地位的教学方法,课堂上要以学生为主体,采用提问的方式积极引导学生进行思考,从而引起他们的学习兴趣,让他们主动去思考,激发他们的创造性思维。让学生在掌握知识的同时,还能探索适合自己的学习方法,使他们由“学会”转向“会学”。 “启发式”教学 教师作为课堂教学的媒介,采用启发式的教学方式,并通过循序渐进的方式引导学生进行思考和讨论,最后再通过教师进行总结和分析。通过采用启发式教学可以有效地避免概念出现混淆,明白知识点的具体应用和通过分析归纳出相应的原理等,以此来提高学生学习的主动性和积极性,此外还可以使学生分析、解决问题的能力得到培养和提高。启发式教学是一种互动、讨论式的教学方法,这种方式的教学不仅有助于提高学生学习的积极性、主动性及分析问题、解决问题的能力,更可有效提高学生团队合作、表达能力等。 “研讨式”教学模式 “研讨式”教学是一种新的教学模式。它以解决问题为主题思想,教师设立相关的课题或者是创造相关的问题情境,学生进行集体讨论、查找相关资料,并且进行实践、探索,然后提出解决问题的方法策略。教师在这个过程中不直接参与,只是给予一定的指导。在这个过程中,学生既掌握了知识,还锻炼了自己的思维能力和解决问题的能力,从“学会”的层面迈向“会学”的层面。比如随着通信网络技术的发展,人们的生活与其联系越来越紧密,我国已经进入第三代移动通信全面运行的阶段,形成了移动、联通、电信三大运营商三足鼎立的局面。随着网络通信技术的发展,目前三大运营商为了追求更高的信息承载能力,已经纷纷由3G网络向4G网络发展,并且不断争相占领市场份额。教师可以在现代移动技术发展的基础上,引导学生对其中的课题进行研究。 结合当前移动通信的发展情况,引导学生选择相关的课题进行研究,如“移动通信新技术研究”“3G在中国”“3G之后物联网”等。通过这些课题的研究,让学生利用知网下载相关文献,在图书馆查阅相关资料,上网搜集相关技术的最新信息,给学生提供思考及讨论问题的机会。这样的学习方式可以开阔学生视野、拓宽知识面,利于提高他们的综合能力,最重要的是吸引他们主动学习,培养创新型人才。 学生主导式教学模式 对通信课程来说,它拥有相对完整的理论体系,前后内容联系紧密,理论性非常强,抽象度高,并且涉及很多数学知识,对于学生来说学习难度非常大。因此,在对学生进行教学的时候,应首先注重对学生各项基础理论知识的灵活应用,并将其进行融会贯通。学生主导式教学法提倡学生主动学习,采用灵活的学习方法,使学生灵活运用已经掌握的基本知识体系,从而在整体上对通信系统理论体系进行把握。 任务驱动式教学模式 “任务驱动式教学”也是近年兴起的全新教学模式。采用这种方式进行教学,可以给学生安排一些相对具体的任务,在任务完成的过程中了解基础的技能、知识。以该课程为例进行论述,课程的学习任务以工作任务为目标进行设计,设计好之后,以工作任务和情景描述为开端具体引入。在对课程的学习中,以实际的系统作为教学样板,先对系统的特征、功能、工作方式等引导学生进行学习,再采用项目分解的方式,将相关的知识体系传递给他们。 3 对教学手段和考核方法进行改进,提高学生学习积极性 结合多媒体技术手段 通信课程在一定的程度上非常抽象,且具有很强的理论性。因此,在教学中,简单的口述等方式不能将知识完全表达出来。在教学中必须借助现代多媒体的方式,通过电脑制作的课件、录制教学录像和短片等,直观表述一些抽象、不易理解的内容。此外,利用多媒体进行教学,尤其是播放一些动画效果,可以吸引学生的注意力,提高教学效率。 加强实践教学,培养学生创新意识 学生在课堂上学习的理论知识可以通过实验实践教学进行巩固,同时通过实验还能提高学生的分析能力和创新能力。由于数字通信系统原理课程具有抽象性和理论性强等特点,所以最好安排随堂实验巩固该课时所学的知识。尤其是PAM、FSK等验证性的实验,更要和课堂内容紧密结合。可以凭借仿真软件如MATLAB仿真相关的知识点,使这些抽象原理更加形象,并能在课堂上直观地展现在学生面前,帮助他们进行理解。 充分利用数字通信系统原理课程网络教学资源 数字通信系统原理课程教学网站上有丰富的学习资源,并为教师和学生提供了学习讨论的平台。该教学网站包括课程介绍模块、授课PPT模块、课后练习模块、师生互动模块等,学生可以随时下载学习资源,还可以和教师进行在线交流。 改革考核形式,发挥学生主观能动性 传统的数字通信系统原理课程的考核方式为期末笔试,这种考核方式能全面地考查学生对知识体系的掌握程度,但是不能全面评价学生的学习情况。因此,要对考核形式进行改革,采取笔试、面试和实践三者结合的考核方式,分别考核学生的理论知识掌握情况、利用知识分析和解决问题的能力、所学知识在实践中的运用能力。 4 结束语 随着现代科学技术的不断发展,出现了很多新的教学手段和教学方法。因此,如何利用这些新的教学手段和教学方法达到课程培养目标是高职教育面临的新问题。为了保证高职院校培养的人才适应社会需求,数字通信系统原理课程教学要进行改革,采用新的教学方法手段,提高学生学习兴趣,从而促进学生的全方面发展。 通信系统原理论文:《通信系统原理实验》课程的教学改革与探索 摘要:针对当前社会对信息科学技术人才的创新能力需求及社会经济发展的需要,在教学实践中对通信系统原理实验课程的教学方法做了大的改进,实验不再采用实验箱来完成,而是采用软件仿真来实现,不仅可以使学生在较短的时间内掌握该课程的理论知识,而且通过实验的操作提高他们的动手能力和创新能力。 关键词:计算机仿真;教学改革;通信系统原理;创新能力 随着计算机的广泛应用和通信技术的不断发展和更新,通信系统的复杂度迅速增长,这就要求掌握现代通信理论和技术的高级技术人才日益增多。因此,如何让本科学生更好地掌握现代数字通信中以调制解调技术和通信信道的性能分析为代表的新技术及其应用能力,适应市场需要,拓宽就业渠道,是电子信息工程专业实践教学面临的紧迫任务。因此,在普通高校我们的教育目标就是要培养具有扎实的专业理论基础、有较宽领域的工程技术基础和有一定专业知识的高级工程技术人才,尤其是作为电子信息工程专业的学生,他们将来是国家信息科学技术行业的中流砥柱,因此,他们不仅要掌握好电子专业方面的基础知识和实用技术,还必须要掌握一些有关通信技术方面的基础知识和实用技术。考虑到通信技术的发展和更新速度,采取以往购买硬件实验设备来提高学生实践能力的方式,一方面购买设备需要申报的时间相对较长,往往难以跟得上学生的实际需求;另一方面购入的设备淘汰较快,容易造成浪费。如某大学在进行本科教学评估时购入了价值400万的通信原理教学实验设备,不到4年这批设备已面临淘汰的困境。因此,解决上述问题的一个有效方法是采用虚拟技术来实现,即采用计算机仿真实验技术来实现。也就是通过建立器件、部件乃至系统的模型,并用模型在计算机上进行仿真,利用计算机的高速运算处理能力,完成对通信设备与系统的分析、设计以及性能优化与评估测试。更为重要的是由于采用软件技术仿真实现实验项目,实验项目的更新更容易。有专家指出利用计算机进行建模理论和方法是推动仿真技术进步发展的重点研究方向。美国等发达国家在仿真领域一直是将建模理论和方法的研究工作列为重中之重。计算机仿真实验技术的优良特性,将成为今后人们特别重视和大力发展的综合技术。 一、教学中存在的问题 目前在大多数开设通信原理实验课的高校,所有的通信原理实验仍然全部采用实验箱来完成,但是由于实验设备的性能问题,在实验操作过程中会导致某些实验无法得出正确的结果,而且学生也无法对实验原理框图进行逐点的波形分析,实验效果并不理想。而且综合性创新性实验项目很少,无法给学生提供更大的实验平台,更谈不上创新能力的培养。采用实验箱做实验属于传统实验,实验的正确与否依靠实验箱的性能,而实验箱设备由于操作的学生较多,出现损坏的情况比较严重,而厂家来维修的时间有限,所以会导致上实验课能用的实验箱的数目大大减少,极大地影响了实验课的教学质量。而如果采用虚拟实验来做这些实验项目,它与传统实验相比,虚拟实验除了在性能、易用性、用户可定制性等方面具有更多优点外,在工程应用和社会经济效益方面也具有突出优势。此外,传统的通信原理实验主要通过硬件电路实现各功能模块,由信号发生器产生信号,用示波器观察各点波形。由于实验条件的限制,往往得不到准确的实验结果,而且学生面对复杂的电路板难以从系统的观点去分析各点波形关系。因此,设计出一套与传统实验相配合的虚拟实验软件,采用软件模拟的方法,通过灵活调节各个实验参数,灵活控制实验进程,便可很好地弥补传统通信原理实验的不足,同时可降低实验设备成本和节省经费,实现在没有购买新模块的情况下完成实验项目。 二、教学改革探索 1.教学内容的改革。《通信系统原理实验》课所包含的内容很广,里面涉及有基础性实验内容和综合性创新性实验内容,实验学时又短,如何在学时有限的情况下,掌握如此多的实验内容,如果采用传统的实验箱来做,是全部完成不了的,只有选取有代表性的实验来完成,而如果采用计算机仿真来实现的话,就有大量的时间来完成,而且即使上课时间完成不了,学生还可以回家继续来完成。这样对掌握基础理论知识提供了强有力的实验支持。目前,虽然传统通信实验中有部分实验采用计算机仿真来实现,但只是采用软件编译出结果,看不到原理框图,无法进行全面分析。为了让教学内容更丰富多彩,在实验教学内容中将所有的实验内容采用统一软件仿真平台,全部实验内容采用计算机仿真的方法在同一个平台下进行调用来完成。学生在该软件平台下完成课程大纲所要求的基础性实验项目,而且能根据教师要求完成综合性创新性实验项目的仿真,并能根据不断出现的新技术如3G等,及时实现计算机仿真,让学生真正掌握通信原理技术。软件平台界面如图1所示。 基本实验有眼图实验、AMI/HDB3编译码过程实验、抽样定理与PAM调制解调实验、PCM编译码实验、?荪M实验、FSK实验、BPSK实验等。针对现代调制解调新技术实验项目仿真,包括GSM蜂窝移动通信使用的GMSK技术,CDMA使用的QPSK和扩频技术,无线局域网用到的QAM等。综合性实验项目有计算机数据传输通信系统综合实验,使学生适应不断发展的通信技术,帮助通信专业的学生在通信系统领域建立一个较为完整的框架体系,有利于对其所学的知识进行综合和提高。创新性实验项目要求学生根据教师要求自动建模,提高学生的创新能力和动手能力。 2.教学手段的改革。采用软件仿真的实验手段突破了传统的实验教学模式,由于将通信原理实验课程大纲所要求的实验项目采用计算机仿真来实现,提高了学生应用计算机仿真软件的能力,而且它与实验箱配合起来使用可以使学生更好地掌握通信系统的构成及原理。①教学方式的改革:在教学实验过程中,教师在上课前指导学生先进行理论知识的复习,在每个实验的软件仿真界面中都有理论的内容;教师根据实验内容让学生进行框图的搭建,让学生可以从系统的观点去分析原理框图中各点的波形图及各点之间关系,而且还可以灵活设置各个实验参数,进而分析不同参数为何会有不同的结果,最后写出分析报告。②增加通信新技术的虚拟仿真,使学生适应现代通信技术的发展,满足社会对这方面人才的需求。③利用计算机网络的优势,虚拟实验可以实现实验项目的远程操作,弥补了实验场地和实验时间的不足。使学生上实验课不再受时间、地点及实验设备的限制,从而提高了学生学习的主动性,提高教师的教学效率。④考核方式:采用上课提问和分析报告两项来给成绩,而不是采用以前那种实验报告的方式,杜绝了学生抄袭的行为,真正做到公平公正,从而促进学生真正动手动脑去做实验。 随着科学技术的不断发展和社会竞争的日益激烈,我们教学的总目标就是要让学生能够真正学到知识,并在今后的工作中能学以致用,成为国家所需的高级工程技术人才,因此在教学过程中教师要不断地根据实际情况对教学内容和教学方法作一些改进,培养学生综合应用能力,增强分析问题、解决问题和动手的能力。通过自己在任教实践过程中对《通信系统原理实验》课进行的一些改革探索,在教学中也取得了一定的效果,但是,课程教学改革是一项长期而艰巨的任务,目前还只处于探讨和实践阶段,并不完善,需要在今后的工作实践中不断地加以总结和完善。 通信系统原理论文:课题讨论法在“光纤通信系统与原理”教改中的创新与实践 摘 要 基于“兴趣是最好的老师”这一原理,本文提出将课题讨论法运用于课堂,激发学生对课程的学习兴趣。按照分阶段、递进式的教学改革思路,构建光纤通信系统课程的一系列子课题,创新课程的教学和实践方案。实践表明:课题讨论法在课程中的灵活运用,有利于培养学生的综合素质、探索精神和自学能力,提高教学效率。 关键词 课题讨论法 光纤通信原理与系统 教学改革 1960年梅曼发明了世界上第一台激光器,随后科学家高锟提出光纤,伴随两者发展促进了光纤通信的不断进步。目前国家级的电信网骨干大部分采用光纤通信系统,相关技术也已深入社会各层面,是现代社会基础设施中的关键。近年来,“光纤通信原理与系统”课程作为国内外高校电子信息、通信工程、光电子等专业的重要课程,具有较强的实用性、前沿性和探索性,在整个学科建设中占有重要地位。 “光纤通信原理与系统”课程的特点是理论部分难度较大、知识点更新快、具有一定的工程性,还涉及若干现代通信设备。现实状况是教材更新慢、实验设备落后行业发展,课时不断减少。因此,如何高效利用有限课时,将课程的理论知识、光纤通信系统的最新技术以及相关光器件介绍给学生,是教师面临的巨大挑战。基于此,我们提出将课题讨论法运用于课堂,改变过去单一的课堂讲授方法,激发学生的主体性,提高学生对课程的学习兴趣。 1 课题讨论法的定义 课题讨论法是指教师在课堂教学活动中,利用师生以及学生间平等、民主、和谐的时空环境,就与课堂教学内容有关的某一子课题,以小组或者班级为单位开展积极的讨论、争论甚至辩论,拓宽思路,各抒己见,交换看法,互相启发,取长补短,从而理解知识、掌握真理、受到教育、培养素质与能力的一种教学方法与教学模式。①② 2 课题讨论法的运用 课题讨论法的实施需要按照两步走:(1)基础层次:子课题相关的理论教学,以教师讲授为主,辅以相关的教学方法的创新和教学内容的优化;(2)提高层次:子课题相关的拓宽及应用,以学生为主,进行汇报和讨论。 2.1 基础层次 2.1.1 教学方法创新 摒弃传统教学方法的某些弊端,在课程教授过程中基于不同教学内容,采用不同的教学方法。例如:(1)可以充分发挥多媒体技术在现代教学中的作用,播放与知识点相关的图片、动画以及视频,增强学生的感官印象,使其更容易接受。(2)为了加深学生对光纤器件的理解,掌握器件的类型、特性、参数及用途,尽可能给学生展示器件实物。(3)在课堂中穿插一些合适的例题和随堂练习,提高学生参与学习的积极性,提高听课效率。 2.1.2 优化教学内容 本课程中,有些内容在先修课程中已经学过,例如第三章《光发送机》,其中关于光源的物理基础、半导体激光器和LED 的介绍,以及第四章《光接收机》中的检测器的介绍,均是对之前课程(“光电子学”和“激光原理”)中知识点的重复。进行教学内容的改革,可以削减已学知识点的学习课时,适当增加光纤通信领域最新的技术和器件的讲解。 教材的选用对提高教学质量和学生动手能力有着重要作用,故而应该尽量选择和教学大纲一致的教材。然而,现实情况是找到这样教材的机会不多,教学时总要增加或者删除部分内容,不能达到最佳的教学效果。一方面,在教学中尽量采用新教材,注重新技术和新理论的介绍。另一方面,补充和修订现有教材,希望能够通过团队的努力,编写出合适的教材。 2.2 提高层次 通过基础层次的训练,学生已经掌握了与子课题相关的知识点的理论基础。提高层次中,要求学生带着教师设计的子课题任务,进行文献的查阅、资料的概括、方案制定、可行性分析、设计、仿真以及某些元器件的采购等工作。这个阶段应该充分发挥学生的积极性和主动性,分析解决实际问题,培养创新意识和能力。具体实施如下: 2.2.1 学生分组 分组之前,需要教师做好功课。各组学生由学习好、一般和基础较差的同学搭配组合。课程内容,除绪论部分,其余章节都会安排子课题任务,任务会提前下达到各组。每组需要自己选举组长,在组长的组织安排下进行资料的搜集和概括、任务的分解和执行等工作。课堂会安排时间,让各组汇报、讨论各个子课题,老师和各组选派的代表进行打分,分数最终记入期末成绩中。在这个过程中,也有一些需要注意的地方:(1)各组的汇报,教师可以要求每次选举不同的代表上台进行陈述,这样就可以使得每个同学都参与其中,每个个体都能得到锻炼。(2)各组汇报完毕,安排自由讨论。在讨论过程中,教师要注意把握现场,适当引导,切忌部分讨论慢慢偏离主题,或者个别讨论太过激烈。有时如果问题较少,需要教师适当提示,将讨论进一步深化、细化。(3)各组汇报和讨论结束后,教师进行总结。教师应该提前对子课题进行最新前沿的资料调研总结,如果学生在课堂涉及、讨论过的部分可以简略,部分学生未能查阅的内容,可以进行详细的补充。这样,经过师生合力,可以将每个子课题讨论充分、将其发展了解清楚。(4)各组汇报时,教师和各组代表进行打分,教师可以提前制定打分标准,其中包括:汇报内容的准备情况、PPT的制作精美程度、代表上台发言的表现(声音是否洪亮、表达是否清晰、思路是否敏捷等)、各组参与讨论的积极程度等,尽量划分全面细致,有所偏重,体现公平公正。 其次,各个分组也是相应的学习小组,大家除去共同准备完成子课题任务,还增加了相互接触的机会。利用这样的机会,小组中基础差的同学可在学习能力较强的学生帮助下,克服学习中遇到的困难。大家一起学习,一起进步。 此外,多人共同完成一个任务有助于发挥团队协作精神。这个过程可以培养学生与人相处的能力、遇到问题如何有效沟通、接到任务如何利用团队的力量完成、学会进行任务的分解和落实到个人以及体验到集体的荣誉感等。这些能力和品质的培养,比在这过程中学会的一些书本知识更为重要。 2.2.2 设计子课题 课程内容涉及到光纤光缆、光源与光发送机、光检测器与光接收机、光放大器、光无源器件和光波通信系统的设计。教师需要在子课题任务的设计方面花费心思,下达既有新意又有实际意义的任务。 由于整个课程的授课顺序是先介绍构成光纤通信系统的各个部分,后讲解系统设计。可以在各构成部件的讲解章节中,下达查阅最新光器件发展的任务,例如:新型光纤光缆结构、光源(LD和LED)的发展情况、检测器件的性能、最新光器件的种类。原本这些知识点,如果采用教师查阅课堂讲授的方式,一是无法查阅全面,其次讲解只能蜻蜓点水,学生听得稀里糊涂。现在通过子课题任务的方式,学生在上课之前,已经利用课余时间学习了最新的技术和器件,对其已经有所了解,课堂的汇报讨论又将这一子课题的内容扩充完善,印象加深。另外,进行这类光器件的介绍与讨论时,可从实验室借来一些真实的器件,并在子课题中设置一些器件使用方面的任务;也可以采购若干常用的光器件分发到各组,布置与其相关的小任务。这能够在一定程度上解决理论和实践脱节的问题,加强学生实际动手能力,帮助其学以致用。最后一章光波系统设计的讲解时,受到实际条件的限制,也许无法搭建一个真实的系统,但是此处可以巧用仿真软件来实现系统的设计。此时子课题就可以布置用软件仿真进行系统设计的模拟,该任务需要占用较长的课后时间,在具体考核时可以适当增加这部分内容的分数。 2.3 建立全面的评价体系 借助提高层次中课题分组讨论环节,打破以往单一的期末闭卷考试方式。建立起既重理论,又重实践;既重结果,也重过程的考核方式。此外,为了提高学生积极性,减轻学生的负担,适当提高分组讨论环节得分在期末总成绩中占的比例。通过这样的方式,可以增加学生课后学习的积极性,接触到更多该领域的前沿知识。 3 总结 “光纤通信原理与系统”是一门非常重要的专业课,通过本课程的学习,学生能够了解光纤通信发展的历史;知道光纤通信技术及光器件的最新发展动态;掌握光纤、光源、光发送机、光接收机、光放大器等的工作原理和特性;理解光纤通信系统设计的思路、方法及检验标准。为学生进行毕业前的职业准备,使学生在毕业后能够顺利地、独立地从事光纤通信方面的工作。 通过本项目的开展,一方面有利于提高教学水平、促进课程建设;另一方面可以有效提高学生的学习兴趣,更好地掌握光纤通信方面的专业知识,为人才培养提供有力的支持。同时可供我校其他院系及国内普通工科高校开设和建设“光纤通信原理与系统”课程的同行们作一个参考。 通信系统原理论文:高速公路通信系统应用原理 论文关键词:高速公路;通信;原理 论文摘要:本文主要钍对高速公路通信系统的应用原理进行阐述。 高速公路机电工程中的通信系统属于基础类设施,主要为收费、监控系统提供信息(话音、数据、图像)传输通道,由光缆数字传输系统、程控数字交换系统、移动通信系统、紧急电话系统等组成。根据其通信系统在高速公路行业的应用特点,高速公路通信网主要由长途通信干线传输网、程控数字交换机、数据传输网、图像传输网、移动通信网和卫星通信网等部分组成,下面我们重点对其各主要组成部分的使用原理进行详细介绍。 1收费系统 高速公路收费系统一般采用半自动收费方式,即人工判别车型,车道入口发放通行卷,出口验卷,计算通行费,人工收费,计算机管理,辅以车辆检测器校核,闭路电视监视。目前,提倡计算机联网收费。远期,逐步实现自动收费方式。通行卷有采用非接触式IC卡,也有采用磁卡。为便于计算机联网收费,联网收费区域内均应采用同一种通行卷。 1.1计算机收费系统 计算机收费系统一般分两级,即收费中心计算机系统和收费站计算机系统。收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网。各局域网之间、收费中心与区域拆帐中心之间需要通过通信系统实现数据传输进行勾通。 1.2收费数据传输 收费数据分三级管理:收费中心计算机、收费站计算机及收费车道计算机。收费站与收费中心之间的数据传输是通过数据通道直接传输的,各通信站的ONU设备提供必要的2Mbps(G.703)数据通道接口。通信与收费系统是通过收费站和收费中心的路由器连接起来的,在区域收费联网的情况下,路由器至少要具备两个E1(G.703)接口,一路传往收费中心,一路传往区域拆账中心。 1.3收费图像传输 收费系统在个收费站广场出口均设置了摄像机,各摄像机的图像信号既要传到相应的收费站又要传到收费/监控中心。从摄像机到收费站的视频及控制信号传输是由收费系统完成的,而图像及控制信号的远程传输与监控有所不同,未采用复用方式,庵个摄像机图像对应一芯光纤,而控制信号是经MODEM通过通信系统的话路通道传输的。 2通信系统 2.1通信干线传输 长途通信干线传输系统设计的正确与否,决定着整个通信系统质量,它不仅关系到能否实现现代通信网设计的目的,还关系到工程投资的经济性、合理性和可靠性。目前,高速公路机电工程基本是采用光纤通信系统。高速公路通信系统长途通信干线传输网采用光纤通信,这是因为: 高速公路通信网要求同时传输语音、数据和图像通,信量较大,选用频带、通信容量大的光纤通信系统是合理的。 光纤通信具有通信容量大、抗电磁干扰能力强、通信质量高、传输距离长等特点,是其它通信传输方式无可比拟的。 光缆通信中继距离长,适应公路沿线各通信站点间距离不一致的实际情况。 采用长波长单模光缆传输方式,在中等容量以上长距离传输系统中,从经济上占有优势。 2.2通信系统的程控交换 根据高速公路通信系统业务的内容和特点,通信系统采用三级程控交换,第一级交换中心设在高速公路总公司通信总中心,其主要职能是完成本局终端的话务接转,汇接所有来话、去话的转接任务,并与二级公路网中心联接,完成本局话务接续与本局以外的话务转接;第三级交通中心分别设在各高速公路公司下属的管理所,其主要职能是完成本局的话务接续与出入本局的话务接续。为了提高系统的可靠性、灵活性及话务流向的需要,各级交通交换中心之间均可进行互连,以便组成一个多迂回、多路由的程控数字交换网。 2.3话音通信系统 高速公路通信网话音系统包括业务电话系统、指令电话系统和移动电话系统。业务电话系统为高速公路管理局、各公司、各管理所以及高速公路上各种设施(如监控、收费、服务区、停车场、加油站、维修、交警、通信、供电、配电及养护等)提供内、外业务联系电话。业务电话为全网自动拨号,业务电话网应与市话公用网汇接。指令电话系统主要是为监控总中心以及监控中心下达交通监控和调度指令。为便于交通控制和交警业务调度,在监控中心和分中心可分别设置两套指令电话控制台,以便供公路值班员和交警值班员使用,指令电话应自成系统。指令电话控制台设置在各路公司内,分监控指令控制台和交警指令控制台,分别控制所辖路段各指令电话机和交警用指令电话机;指令电话控制台具群呼、组呼、单呼功能及自动录音功能;指令电话控制台具有转接功能,即实现指令电话控制台与指令电话机之间的转接。 2.4移动通信系统 移动通信,就是指通信双方至少有一方在移动中进行信息交换。移动通信不仅指双方的通话,还应包括数据、传真、图像等业务。移动通信系统可以自己建网,也可以租用邮电部建立的公用蜂窝移动通信网。邮电部公用蜂窝移动通信网可实现全省漫游,管理也比较方便,可以省去了自己建网的费用,但公用蜂窝移动通信网费用很高,同时不能完成高速公路网要求群呼、组呼等调度功能。自行建立高速公路移动通信专用网,可以解决上述不足,但建网投资很大。建议高速公路移动通信系统自己建立专业移动通信网,采用800MHz集群移动通信系统。据了解,辽宁省高速公路管理系统应用移动通信较为先进,移动通信成为快速应 变能力的强有力手段。 3监控系统 高速公路监控系统应用图像传输可将道路现场的活动图像,利用图像传输系统的能力把图像信息用电信号的方式传送到远方,清楚地再现在屏幕上,有利于管理人员做出控制决策。活动图像传输采用光缆传输方式,高速公路监控摄像点不太多的特点,一般采用一对一(一摄像头对一监视器)方式传输到各路监控中心。通过视频切换方式,由总部的控制信号来选取所需的图像信号,由光缆传至监控总部的监视器,使总中心也能监视到它所关心的全省高速公路运行情况,以便进行宏观管理。 监控系统主要由两部分组成:监控中心计算机系统和外场设备。 3.1监控中心计算机系统 监控中心计算机系统即情报处理系统,它包括通信控制器、网络服务器、交换式集线器、终端计算机等。这些计算机组成局域网,组网方式:收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网,只是多了一台通信控制器,它配有多串行接口控制器,用于外场设备与中心的数据通信管理。 3.2监控中心的外场设备 监控的外场设备包括车辆检测器,可变情报板,可变限速标志,气像检测器等。由于这些检测点(数据采集点)距离通信站较远,相对分散,且数据量较小,无法采用标准的高速数据接口进行传输,因此在每个远端数据点配一台MODEM,将数据传到就近通信站的ONU,最后通过通信系统传至监控中心通信控制器。 3.3监控数据传输 监控数据分二级管理:监控中心、监控外场设备。通信系统在各站综合业务接人网的ONU设备业务通道中提供足够的2/4wVF接口,监控数据采用模拟传输方式,通过这些音频接口完成,由监控系统提供MO-DEM进行数模转换。 3.4监控图像传输 监控系统在全线设置了一定数量的摄像机,各摄像机的图像和控制信号均要传至监控中心。通信系统负责为摄像机的图像和控制信号传输提供光电缆,视频图像信号和控制信号经过数字/视频复用光端机复用后,占用一根光纤。 结束语 通信系统在高速公路建设行业中的不断应用,对其技术的更新有着更高的要求。为了保证高速公路其“快速、安全、便捷、舒适”等功能特点能发挥,务必对其通信设备及通信技术作出更高要求。对此,只有更好地了解及熟悉通信系统的应用原理,才能更好地为高速公路通信技术的不断发展建立一个正确的认识平台。 通信系统原理论文:论高速公路通信系统的应用原理 论文 关键词:高速公路;通信;原理 论文摘要:本文主要钍对高速公路通信系统的应用原理进行阐述。 高速公路机电工程中的通信系统属于基础类设施,主要为收费、监控系统提供信息(话音、数据、图像)传输通道,由光缆数字传输系统、程控数字交换系统、移动通信系统、紧急电话系统等组成。根据其通信系统在高速公路行业的应用特点,高速公路通信网主要由长途通信干线传输网、程控数字交换机、数据传输网、图像传输网、移动通信网和卫星通信网等部分组成,下面我们重点对其各主要组成部分的使用原理进行详细介绍。 1 收费系统 高速公路收费系统一般采用半自动收费方式,即人工判别车型,车道入口发放通行卷,出口验卷, 计算 通行费,人工收费,计算机管理,辅以车辆检测器校核,闭路电视监视。目前,提倡计算机联网收费。远期,逐步实现自动收费方式。通行卷有采用非接触式ic卡,也有采用磁卡 。为便于计算机联网收费,联网收费区域内均应采用同一种 通行卷。 1.1 计算机收费系统 计算机收费系统一般分两级,即收费中心计算机系统和收费站计算机系统。收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网。各局域网之间、收费中心与区域拆帐中心之间需要通过通信系统实现数据传输进行勾通。 1.2 收费数据传输 收费数据分三级管理:收费中心计算机、收费站计算机及收费车道计算机。收费站与收费中心之间的数据传输是通过数据通道直接传输的,各通信站的onu设备提供必要的2mbps ( g . 703)数据通道接口。通信与收费系统是通过收费站和收费中心的路由器连接起来的,在区域收费联网的情况下,路由器至少要具备两个e1(g.703)接口,一路传往收费中心,一路传往区域拆账中心。 1.3 收费图像传输 收费系统在个收费站广场出口均设置了摄像机,各摄像机的图像信号既要传到相应的收费站又要传到收费/监控中心。从摄像机到收费站的视频及控制信号传输是由收费系统完成的,而图像及控制信号的远程传输与监控有所不同,未采用复用方式,庵个摄像机图像对应一芯光纤,而控制信号是经modem通过通信系统的话路通道传输的。 2 通信系统 2.1 通信干线传输 长途通信干线传输系统设计的正确与否,决定着整个通信系统质量,它不仅关系到能否实现 现代 通信网设计的目的,还关系到工程投资的 经济 性、合理性和可靠性。目前,高速公路机电工程基本是采用光纤通信系统。高速公路通信系统长途通信干线传输网采用光纤通信,这是因为: 高速公路通信网要求同时传输语音、数据和图像通,信量较大,选用频带、通信容量大的光纤通信系统是合理的。 光纤通信具有通信容量大、抗电磁干扰能力强、通信质量高、传输距离长等特点,是其它通信传输方式无可比拟的。 光缆通信中继距离长,适应公路沿线各通信站点间距离不一致的实际情况。 采用长波长单模光缆传输方式,在中等容量以上长距离传输系统中,从经济上占有优势。 2.2 通信系统的程控交换 根据高速公路通信系统业务的内容和特点,通信系统采用三级程控交换,第一级交换中心设在高速公路总公司通信总中心,其主要职能是完成本局终端的话务接转,汇接所有来话、去话的转接任务,并与二级公路网中心联接,完成本局话务接续与本局以外的话务转接;第三级 交通 中心分别设在各高速公路公司下属的管理所,其主要职能是完成本局的话务接续与出入本局的话务接续。为了提高系统的可靠性、灵活性及话务流向的需要,各级交通交换中心之间均可进行互连,以便组成一个多迂回、多路由的程控数字交换网。 2.3 话音通信系统 高速公路通信网话音系统包括业务电话系统、指令电话系统和移动电话系统。业务电话系统为高速公路管理局、各公司、各管理所以及高速公路上各种设施(如监控、收费、服务区、停车场、加油站、维修、交警、通信、供电、配电及养护等)提供内、外业务联系电话。业务电话为全网自动拨号,业务电话网应与市话公用网汇接。指令电话系统主要是为监控总中心以及监控中心下达交通监控和调度指令。为便于交通控制和交警业务调度,在监控中心和分中心可分别设置两套指令电话控制台,以便供公路值班员和交警值班员使用,指令电话应自成系统。指令电话控制台设置在各路公司内,分监控指令控制台和交警指令控制台,分别控制所辖路段各指令电话机和交警用指令电话机;指令电话控制台具群呼、组呼、单呼功能及自动录音功能;指令电话控制台具有转接功能,即实现指令电话控制台与指令电话机之间的转接。 2.4 移动通信系统 移动通信,就是指通信双方至少有一方在移动中进行信息交换。移动通信不仅指双方的通话,还应包括数据、传真、图像等业务。移动通信系统可以自己建网,也可以租用邮电部建立的公用蜂窝移动通信网。邮电部公用蜂窝移动通信网可实现全省漫游,管理也比较方便,可以省去了自己建网的费用,但公用蜂窝移动通信网费用很高,同时不能完成高速公路网要求群呼、组呼等调度功能。自行建立高速公路移动通信专用网,可以解决上述不足,但建网投资很大。建议高速公路移动通信系统自己建立专业移动通信网,采用800mhz集群移动通信系统。据了解,辽宁省高速公路管理系统应用移动通信较为先进,移动通信成为快速应变能力的强有力手段。 3 监控系统 高速公路监控系统应用图像传输可将道路现场的活动图像,利用图像传输系统的能力把图像信息用电信号的方式传送到远方,清楚地再现在屏幕上,有利于管理人员做出控制决策。活动图像传输采用光缆传输方式,高速公路监控摄像点不太多的特点,一般采用一对一(一摄像头对一监视器)方式传输到各路监控中心。通过视频切换方式,由总部的控制信号来选取所需的图像信号,由光缆传至监控总部的监视器,使总中心也能监视到它所关心的全省高速公路运行情况,以便进行宏观管理。 监控系统主要由两部分组成:监控中心 计算 机系统和外场设备。 3.1 监控中心计算机系统 监控中心计算机系统即情报处理系统,它包括通信控制器、 网络 服务器、交换式集线器、终端计算机等。这些计算机组成局域网,组网方式:收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网,只是多了一台通信控制器,它配有多串行接口控制器,用于外场设备与中心的数据通信管理。 3.2 监控中心的外场设备 监控的外场设备包括车辆检测器,可变情报板,可变限速标志,气像检测器等。由于这些检测点(数据采集点)距离通信站较远,相对分散,且数据量较小,无法采用标准的高速数据接口进行传输,因此在每个远端数据点配一台modem,将数据传到就近通信站的onu,最后通过通信系统传至监控中心通信控制器。 3.3 监控数据传输 监控数据分二级管理:监控中心、监控外场设备。通信系统在各站综合业务接人网的onu设备业务通道中提供足够的2/ 4wvf接口,监控数据采用模拟传输方式,通过这些音频接口完成,由监控系统提供mo-dem进行数模转换。 3.4监控图像传输 监控系统在全线设置了一定数量的摄像机,各摄像机的图像和控制信号均要传至监控中心。通信系统负责为摄像机的图像和控制信号传输提供光电缆,视频图像信号和控制信号经过数字/视频复用光端机复用后,占用一根光纤。 结束语 通信系统在高速公路建设行业中的不断应用,对其技术的更新有着更高的要求。为了保证高速公路其“快速、安全、便捷、舒适”等功能特点能发挥,务必对其通信设备及通信技术作出更高要求。对此,只有更好地了解及熟悉通信系统的应用原理,才能更好地为高速公路通信技术的不断 发展 建立一个正确的认识平台。
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
工商企业管理专业教学改革探析:民办院校工商企业管理专业“90后”高职生教育教学模式探析 【摘要】本文对民办院校工商管理专业“90后”高职生的学习态度、习惯、能力及行为进行分析,从而对民办高校工商管理专业教学思想、方法、手段、考试方法及教学实践的改革进行探索。 【关键词】民办院校工商管理“90后”教育教学模式 民办高职生不仅具有“90后”大学生的普遍特点,在其他方面也凸显了其独特性。工商企业管理专业生源为文理兼收,专业界限不明显,已经连续多年成为各大民办高职院校的主打专业,作为民办高职教育工作者,对这些“新新人类”在教育措施、管理模式上应该如何做出相应的调整,真正做到因材施教,是值得思考的问题。 1 民办院校工商企业管理专业“90后”高职生特点分析 1.1 “90后”大学生共性分析 “90后”是改革开放建设成果的受益者,他们绝大多数是独生子女,成长的年代正是中国经济飞速发展的事情,社会环境、思想观念、教育水平都同父辈大相径庭,个性也相差极大。具体表现为: (1)思想活跃,理想现实 “90后”大学生最突出的特点是紧跟时代的脉搏,与时代脚步相适应,他们注重自身的感受和体验,不喜欢人与亦云,对社会发展带来的新情况更容易体察,能较快地适应同时代产生的共鸣。 (2)个性张扬,能力不够 “90后”有较强的表现欲,敢于展现自我,强调标新立异,特立独行。但是由于大多数“90后”从小在家长呵护中长大,自身生活阅历不深,缺乏社会实践、锻炼和突出的独立自主能力,对很多复杂的社会问题的看法往往简单化、片面化,遇到问题很难客观分析正确对待,不能积极承担责任,有时候甚至采取的是逃避的态度。 (3)勇于创新、心理脆弱 物质生活的富裕和现代资讯的发达为“90后”大学生提供了接触新事物的平台,他们知识面较宽,眼界开阔,喜欢接受新事物,敢于尝试,但是心理抗挫折能力极差,遇到困难很容易造成心理失衡,导致行为上的偏激,这就造成了在“90后”大学生中普遍存在的矛盾心理:一方面喜欢标新立异、特立独行、与众不同,另一方面由于害怕失败又存在一定的趋同从众心态。 (4)目标明确,功利性强 “90后”大学生大多在父母的精心营造的温室中培育长大,父母对子女寄予了无限的希望,因此“90后”大学生为人处世目标明确,轻过程重结果,而且带有很强的功利性,这种观念往往使得“90后”大学生出现个人道德修养的缺失,他们热衷于追求现实的短期成就和眼前利益,缺乏集体主义思想,更谈不上对社会对集体的奉献。 1.2 民办院校工商管理专业“90后”高职生个性特点分析 (1)被动学习,率性而为 正确的学习目标、态度、习惯和方式是一个优秀学生的基本素养。很多民办院校“90后”高职生由于基础差,又缺乏良好的学习习惯和正确的学习方法,态度上显得被动而且随意:根据笔者对江西几所民办院校工商管理专业“90后”高职生的调查,很多学生不会主动制定学习计划,学习成绩没有要求,只要尽力就无所谓,也没有良好的学习习惯和学习热情,逃课现象十分普遍。 (2)对专业了解不深,选择盲目性大 专业选择在很大程度上决定了学生将来的社会角色,是其职业生涯形成的首要阶段。然而在民办高校里普遍存在的现象是学生对专业选择盲目性大。究其原因,一是由于高校专业分支越来越细,给学生选择合适专业造成了一定的困扰,二是报读民办院校学生本身对专业缺乏必要的了解,很多学生或单纯根据专业名称选择,或听从他人推荐。 (3)缺乏合理的职业生涯规划 工商企业管理专业相对拥有宽口径就业需求,这是很多毕业证选择该专业就读的主要出发点。但总体来说,学生职业生涯规划模糊,职业选择随机性大。毕业生大多愿意去沿海开放城市或是内地发达城市,很少选择偏远地区就业。很多同学期望从事的工作体面、收入尚可、劳动强度不大, 因此,加强职业生涯规划、心里辅导,开设就业讲座,加强专业实训以及军训等科目,磨砺学生的意志,锻炼吃苦耐劳的精神,对未来的人生有理想的规划,对职业岗位有清楚的认识,是高职工商企业管理专业任重而道远的工作。 2 民办院校工商管理专业“90后”高职生教学思想、教学方法、教学手段、考试方法及教学实践的改革 2.1 教学思想改革 (1)加强传统文化教育,“以人为本”地塑造大学生人生观、价值观 绝大多数民办高校“90后”高职生由于缺乏独立判断的能力,更容易受西方现代金钱本位、享乐主义、利己主义、竞争意识的影响,表现出另类叛逆、个性张扬、不服管教、虚荣、自尊心强等特点。民办高职教育工作者应突出“以人为本”因地制宜地帮助学生塑造正确的人生观、价值观,将其引导到正确的人生轨道上来。 (2)引导学生进行正确的人生定位,做出科学的职业生涯规划 在对工商企业管理专业“90后”大学生的调查中我们发现很多大学生就读本专业的依据是“父母朋友的推荐”或者“好学” “好就业”,在这样盲目的选择下,学生无法做出正确的职业生涯规划的。民办高职院校招生人员可以利用充分与学生接触的机会,客观地全面地介绍不同专业的特点,帮助其选择适合自己的专业学习。学生录取以后,校方应该第一时间聘请企业家、企业优秀管理人员开讲座讲经验,对学生职业生涯规划引导。 (3)正确地运用激励机制,提倡肯定教育 适当的赞美与表扬是马斯洛需求层次论在方法上的延伸,是对“90后”大学生的管理工作中的有效方法之一。根据调查我们发现“90后”大学生,尤其是基础较差的民办高校“90后”高职生受挫能力较差,通过适当的赞美和表扬,肯定学生的优点和成绩,创设一种轻松愉悦的氛围,让学生的情绪出于积极状态,然后再委婉地指出其不足之处,这样能使学生以轻松愉快的心情认识错误,并且保持乐观积极向上的学习热情。 2.2 教学方法改革 (1)教学方法应推行启发式,废除填鸭式 就工商管理类专业而言,目前高校常用的教学方法,如案例教学、项目教学、模拟管理、角色扮演、专家讲座、讨论班、网上实验等,针对“90后”高职生,启发式教学是一项富有挑战性的教学方法,能充分调动“90后”高职生的学习兴趣和热情。事实上,民办教育工作者的教育思想、教育观念、学术水平和教学水平的如何,基本上决定了这所学校教学方法改革能在多大程度上获得成功。 (2)强调教学方法的整体结构,坚持教学方法的多样性 民办高校工商管理专业“90后”高职生基础差,学习热情较低,缺乏正确的学习方法,教师一方面要对学生的能力和弱点通过各种手段予以诊断,为学生提出适合个人需求、兴趣和能力的学习目标建议。另一方面运用多种教学方法充分调动学生的学习积极性,如网络教学、视频教学、企业实地参观实习、模拟管理等。 (3)注重课堂以外的能力素质的培养 大学不仅是学习知识的地方,更是培养大学生能力与素质的场所。就目前高校大学生就业情况分析,用人单位更看重的是毕业生的动手能力和综合素养。那么,作为校方更应该提供学生积累将来走向社会所必须能力的平台。具体做法如:社团活动、社会实践、辅助考证等。 2.3 教学手段改革 现代科学技术的迅速发展,在工商企业管理教学中可直接使用图表、模型、标本、实验设备等直观教学手段,这使得教学朝着充分调动学生各种感官,把知识的抽象性与现实的具体性结合起来,提高了教学效果和质量。将幻灯、投影、录像、计算机辅助教学、多媒体技术等运用到课堂教学中,其直观性、动态性和大容量信息导致了教学内容对时空的超越,大大提高了学生的学习兴趣和教学效率,促进了教学内容的理解和记忆。 2.4 考试方法改革 随着对“90后”大学生素质教育的大力推行,各高校考试模式逐渐向多元化发展。如建立试题库,有些课程利用计算机出题,考试方式以闭卷为主,多种形式并存,学生成绩分成平时成绩和期末成绩两部分等。考试形式也多种多样,如闭卷、开卷、两页开卷、口试、小论文、课程设计、文献综述等。 2.5 教学实践改革 目前民办高校人才培养基础定位于社会需要的应用型、职业型,特别是技能型的人才,因此民办高校人才培养过程中应更加注重学生实践能力的培养。 (1)实验教学 工商管理类专业课程实验教学主要是通过引入现代化教学手段和实验教学手段,加大实验教学信息量,为学生提供更多的独立思考、独立实验、独立解决问题的机会,以达到培养学生动手能力和创新能力的目的。对于一些在企业无法动手的生产环节,可以购买有关的电子音像制品使学生通过观看而获得相关的感性认识;通过摸拟实验室,如会计模拟实验室、网络营销实验室,培养学生会计、财务管理、现代营销的技能、商务谈判等课程宜采用这种方式。 (2)聘请企业管理者做兼职教师并加强 “双师型”教师队伍建设 对于民办院校来说,由于目前的条件所限,工商管理专业学生很难对各类企业的实际运作有一个全面的、系统的了解。聘请企业管理者或本校有丰富实践经验的双师型教师可以使学生对企业运作有一个深入了解。聘请的企业管理者来自不同类型的行业和企业,因此通过他们的讲座,学生可以对各类企业都有一个了解。 (3)教学实习 教学实习是高职学生理论和实践的结合环节,有助于学生感悟和领会所学理论知识并提高学生的动手能力和实际操作技能,从而有利于提高学生将来对岗位适应能力和就业竞争能力。工商管理专业的教学实习应包括两种形式:顶岗实习和调查实习。 工商企业管理专业教学改革探析:ERP沙盘模拟教学在工商企业管理专业中的应用探析 [摘 要]ERP 沙盘模拟课程的引入是传统案例教学与情景教学模式的自然延伸,顺应了当前以就业为导向的高校教育要求,为培养适应市场需求的企业管理人才提供了一个平台。本文阐述了当前工商企业管理专业引入ERP 沙盘模拟课程的必要性,介绍了ERP沙盘模拟课程的体系,分析了ERP 沙盘模拟课程的优势,并提出了工商管理类专业应用ERP沙盘模拟教学的几点建议。 [关键词] ERP 沙盘模拟教学 工商企业管理 实践性教学 一、当前高校工商企业管理专业实践性教学的现状 工商企业管理专业的学生毕业后走上工作岗位,绝大部分是从事企业基层管理性工作或被作为企业储备干部培养使用,但正是由于缺乏实训的机会和环境,导致本专业学生对其所学知识一知半解。学生在校期间管理意识、能力的形成和提升则主要依靠校内实践性教学。有关调查资料表明,目前我国高校工商企业管理专业校内实践性教学归纳起来主要有以下几种形式: 1.建立综合实验室 往往采用“应用软件+使用手册”形式。这种实训形式能培养学生团队意识和大局意识,增强协同性。但其存在的主要缺点是:应用软件操作复杂,教育匹配度差,教学难度大,导致教学效果不好。 2.建立专业核心课程实验室 这种实训形式具有针对性,操作性强,学生融入角色快,例如人力资源实训室,市场营销实训室等。而其存在的主要缺点是:缺乏协同性和综合性,“只见树木,不见森林”,导致学生对企业管理流程缺乏整体认识。 3.开展案例教学等实践教学形式 通过采用实际案例和管理情景剧等多种实践教学形式,增强学生感性认识。其主要缺点是同样不能使学生对企业管理流程有整体认识。 无论是建立实验室,还是开展案例等模拟实践教学,都存在很大的不足。而沙盘模拟演练实践性教学既能让学生熟悉企业管理整个流程,又能便于组织教学,能有效弥补上述三种教学形式的局限性。因此,高校在工商企业管理专业实践性教学中应大力开展沙盘模拟演练。 二、ERP沙盘模拟教学课程体系简介 1.教学目标 模拟企业实际运营,通过团队合作、企业战略规划、预算、ERP 流程管理等一系列活动,使企业在竞争的市场中获得成功,最终达到深刻理解ERP 管理思想、掌握管理技能、提升管理素质的教学目的。 2.教学内容 ERP 沙盘模拟课程基于直观的沙盘教具,让学生亲自虚拟建立一家企业,并运用所学知识模拟企业连续若干年的全面经营,融角色扮演、案例分析和专家诊断于一体,要求学生在虚拟的市场竞争环境中运筹帷幄、决战商场,仿真体验企业数年的经营管理过程。 3.教学形式 (1)情景角色。将受训学生分成若干个小组,分别模拟一家处于制造类行业、规模相当、起点一致的企业。每个小组由5-7 名学生组成,分别担任企业经营过程中需要的主要管理人员,如总经理、财务总监、营销总监、生产总监、采购总监等。教师则担任多重角色:一方面在模拟对抗中扮演市场和执法的角色;更重要的是在教学活动中通过指导学生演练并根据学生在教学现场的实际操作数据,动态地分析成败的原因和关键因素,促使学生们将操作过程中获得的感性体验升华为理性认识。 (2)模拟经营。每个小组(企业)连续从事6-8个会计年度的经营活动。在运营企业前,每个小组理解企业运营规划;在训练中,学生将遇到企业经营中常出现的各种典型问题,他们必须一同发现机遇,分析问题,制定决策,保证公司流畅运转,取得商业上的成功及不断成长。 (3)总结与评析。每一轮模拟经营结束后,各小组要提交总结,与前期的规划对比,分析存在的问题并提出改进措施,同时由教师对各组学生的表现进行评析,指出其优势与不足,并结合实际评出优胜团队。 三、工商企业管理专业运用沙盘模拟教学的优势 沙盘模拟教学体现“学员学为主,教师教为辅”的全新教学理念。这种体验式的互动方式,为学生创造仿真的训练环境,给学生一种身临其境的感觉。从实施过程来看,全体学生真正做到了动手、动脑、动口,让学生真正成为学习的主人。 1.改变传统的教学培养模式 传统教学中,主要以教师讲授为主,虽然部分教师也会在课堂上采用一些案例教学法,激发学生学习的主观能动性,但由于缺乏实践经验,最终使学生无法获得切身的体会。“学生学为主,老师教为辅”是沙盘模拟对抗课程的基本思路。它通过直观的企业经营沙盘,来模拟企业运行状况,注重实战技能的传授,强调演练与实践,让学生练中学、学后用,调动学生的主观能动性,激发学生的学习潜能,让学生身临其境地感受一个企业经营者直面市场竞争的精彩与残酷,并在此过程中体悟企业经营管理的关键所在。对于指导实验课的教师来说,可以培养和发现学生的积极向上的进取心和创新能力,可以看到学生们的真情流露,这是传统课堂教学所无法感受的。 2.培养学生的沟通技能和团队协作精神 沙盘模拟是互动的,学生在游戏过程中的不同观点需要对话交流,这使他们既学习了商业规则,又增强了沟通技能。同时该实验涉及整体战略、产品研发、设备投资改造、生产能力规划、物料需求计划、资金需求规划、市场与销售、财务经济指标分析等多个方面,教师需要引导学生进行换位思考,加强学生之间的相互沟通和协作,凸显团队精神。 3.培养了学生的知识综合运用能力,使学生在模拟中学会了做决策 针对市场投入数量、产品研发方向、企业经营战略等实践中经常遇到、需要理论综合运用的问题,现有的教学模式与训练方法总有隔靴搔痒之感。本门课程设计的目的,就是要让学生在经受挑战、总结经验教训的过程中,学习财务管理、进行市场开拓、制定营销计划、组织采购生产、致力产品研发、制定更优决策。兴趣是最好的老师,理论来源于实践。深入浅出的经营决策“沙盘模拟”实验课具有很强的直观性和趣味性,其中的博弈机制令学生流连忘返,越做越有兴趣。同时,理论指导实践。学生在模拟实验过程中,运用过去学过、却没有用过的理论于模拟实践,使理论得到了升华。最终实现提升学生理论联系实际水平这一教学目标。 四、对工商管理类专业应用ERP沙盘模拟教学的几点建议 1.实验室建设方面 ERP 沙盘模拟课程教学除了沙盘教具外,对硬件环境和软件的要求比较高,如专用教学实验室、沙盘专用桌、计算机和网络设备、投影仪、多媒体教学系统等,实验室初期建设需要几十万元的投入,后期软件需要不断更新,资金的保障离不开学校领导的重视和支持。 2.师资力量方面 在ERP 沙盘模拟课程中,教师的作用十分独特,他不再单单是讲解者,而在不同阶段扮演着不同的角色:调动者、观察家、引导者、分析评论员、业务顾问等。同时,课程具有综合性强及跨学科、跨专业性的特点,对教师的知识面要求高,如果只单纯掌握本专业知识显然是无法胜任的,这对任课教师来说是一个挑战。更重要的是,任课教师要树立就业导向观,强化柔性教育理念,必须认识到,只有在宽松、和谐、相互尊重的气氛中,学生才可能有独立意识,并敢于大胆提出想法、表达思想,从而迸发出创新的火花。 3.课程体系建设方面 ERP 沙盘模拟课程作为一种全新的教学项目,尚无现成经验可循,还有诸多问题亟待解决,如教学计划的安排、与传统课程内容的衔接、与之配套的系列课程的开发等等,需要教师在教学实践中进一步研究探索。 工商企业管理专业教学改革探析:基于CDIO模式的高职工商企业管理专业实践教学体系设计 运用CDIO教学模式整体性解决工商企业管理专业岗位能力培养,探讨适合高职工商企业管理专业的实践教学体系和实践教学课程的开发,构建“技能点―岗位线―企业面”的“仿真+全真”的实践教学体系,实现 “做中学,做中教”的教学目标。 CDIO模式 工商企业管理专业 实践教学体系 一、高职工商企业管理专业实践教学反思与CDIO工程教育模式的认识 1.对高职工商企业管理专业实践教学反思 实践性教学是课堂教学的延伸,是独立于理论教学之外的一个教学环节。作为高职学生,除了要学习必要的理论知识外,更重要的是要掌握实践操作能力,能运用学到的知识去解决实际问题。 目前,在高职院校的管理类专业实践教学中常采用的教学模式。 虽然这些实践教学在一定程度上提高学生解决实际问题能力得到提升,但实际操作中存在以下问题: (1)理论与实际脱节,教学与职业工作实践割裂。在高职教学计划安排一定比例实践教学时数,设置了一些独立的实训课程,这些实训多采取软件仿真手段管理业务,在所开设的实训课程里缺少职业工作的真实任务和完整的工作过程。由于缺少按照职业工作任务或业务流程开发的实训项目和相应的实训手段,导致教学与职业割裂。加上在实际操中进行一些实训往往比较简单、零散,致使学生学习的目的性不明确,不能够形成对于企业管理的整体性的认识,缺乏综合运用的能力。 (2)先理论后实践,学习与应用训练割裂。目前高职的实训内容还多限于理论的探讨,由于受教学时间限制,上述实践模式中实践内容各种环节孤立的存在着,很多课程学完半年后,才进行课程设计,前面所学的理论、方法忘了很多,导致实践训练虚化,不能够把知识理论迅速转为真正的实践能力,这对于学生毕业后走上工作岗位是十分不利的。 2.对CDIO教育模式的认识 CDIO是构思(Conceive),设计(Design),实施(Implement),运行(Operate)4个英文单词的缩写,它是“做中学”的集中概括和抽象表达,特别是构思与设计两个环节,对于学生主动完成任务和做成事的能力培养具有非常重要的作用。它教育实质是让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习,使学生养成的职业素养。借鉴CDIO教学理念对高职工商企业管理专业实践教学体系进行设计,遵循知识技能学习认知规律,按照“识岗――学岗――用岗――顶岗”构建工商企业管理专业实践教学体系,实现“在参与中学习”,由转变认知模式到转变态度,再到改善行为,“练中学,学后用”,保持培训后“长期保存效果”。 二、高职工商企业管理专业实践教学设计的构思 CDIO理念是充分利用大学学科齐全、学习资源丰富条件,以尽可能接近工作实际,以实际项目为主要载体,结合专业核心课程的教学,使学生在CDIO的全过程中不断地在理论知识,个人素质和发展能力、协作能力的大系统适应与调控能力4个方面得到全面的训练和提高。管理类专业的实践要以工作过程为导向,其目的在于克服管理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。 工商管理专业有别于工程专业,在运用CDIO教育模式设计实践教学活动,应顺应学生认知和学习规律,按照“识岗、学岗、用岗、顶岗”模式顺序来构建,即“认识企业――识别岗位――学习各岗位技能――整合岗位能力――实践检验”把岗位职业能力贯穿整个管理岗位技能和职业素养的培养,从管理岗位业务和岗位技能两个维度出发,将学习内容按岗位划分学习项目和任务,以“岗位―任务―流程”设计职业能力训练体系与内容。在此框架下按照“技能点―岗位线―企业面”构建实践教学,需围绕某一典型工作任务或项目设计,设计具体“典型的工作任务”(如企业招聘任务书、招聘信息等)单一的技能训练,再将一个个单一技能整合为招聘工作,然后将多个岗位任务(如采购、生产、销售、核算等)一个个岗位的技能,按企业运作过程设计实战型实践教学,以模拟加实战方法整合岗位核心能力,训练学生岗位综合能力。例如,以真实产品为载体,利用校内生产加工中心实训基地,企业运营模拟实训,把单项技能和岗位核心技能整合起来,此外,还需训练学生团队合作、协调、决策等职业能力,真正做到理论与实际的融合,提升学生职业岗位能力。 CDIO教育模式设计实践教学活动,旨在引导学生自主学习和探索学习,在这个过程中主要是教会学生学习和工作的方法,改革传统的理论教学为教师在“做中教”,学生在“做中学”,融“教、学、做”四位一体,突出学生主体地位,实施FMS教学组织模式,学生在教师的组织和协调下,在自己动手操作的实践过程中从做中悟出相关原理,掌握相关专业知识和技能。 三、高职工商企业管理专业实践教学整体设计 实践教学就是让学生在校期间尽早接触企业实际工作环境,建立管理意识,尽早地地接触企业实际问题,使学生在校期间就建立起牢固的企业管理概念,这是CDIO教学模式中实现工作能力培养的一个重要条件。因此,在大学期间创造条件尽早使学生实现从科学思维意识向管理思维意识的思想转变;在培养方案中尽可能多设置管理能力训练的课程教学环节,是当前管理人才培养面临的一个非常重要的问题。结合多年实训教学经验,按照CDIO教学模式,逐步探索形成了涵盖工商企业管理专业与理论教学有机结合的分层次、多模块、相对独立、相互衔接的“递进多层次实训教学体系”。该体系是按照“认岗――学岗――用岗――顶岗”学习规律设计,从工商企业管理职业岗位分析入手,提炼出从事职业岗位工作所需的核心职业能力、专项能力以及综合能力要素,根据这些能力要素来确定人才培养的知识、能力和素质要求,然后,据此设计实践的实验、实训和实习等实践课程体系,达到提高学生用岗、顶岗位能力的效果。 1.“识岗”阶段 新生进校后要了解专业方向和对应岗位,学习管理岗位的基本技能,该阶段的实训以校内企业现场场景、产品装配、管理岗位模拟室和校外合作基地参观,让学生认识企业和岗位,通过认识实习使得学生了解企业运作系统。进入大一后期对学生进行职业倾向测评,让学生了解自己的心理和职业倾向,通过企业认识实习和沙盘模拟认识企业运作过程、企业管理岗位、管理者基本能力了解。特别是“沙盘对抗模拟实实训”、“企业经营仿真决策实训”模拟真实的企业生产经营活动,系统地将企业的经营管理整体地展现在学生面前,从团队组建、采购、生产、广告到销售决策等都由学生共同完成,在模拟中学生感知各岗位的工作内容及技能要求,明确下一阶段学习的方向和模块的选择。 2.“学岗”阶段 进入大二后,学生开始学习专业课程,这个阶段实训重点是培养学生岗位技能和岗位核心能力。根据用人单位和学生就业岗位调查,工商企业管理专业的学生的就业方向主要集中在会计出纳、人力资源管理、生产管理、销售管理四个方向。围绕四个岗位方向,以“工作任务―业务流程”为载体系统化设计单项技能训练项目,如生产模块中企业进销存技能点、生产计划与控制技能点等单项技能训练学做练,一般在理论讲授中穿插,每个模块的各门课程学完后在通过2周综合性实训整合各个单项技能,让学生掌握该岗位核心能力。 3.“用岗”阶段 大二期末和大三期初是校内实训主要阶段,该阶段学生已经学完专业核心课程,具备一定的专业知识和技能,如何将所学知识转化为能力,并能进一步提升专业岗位能力。为此,我们设计以真实产品为载体,学生进行产品生产和经营管理整合岗位技能,以“职业人”的身份进生产、经营,根据学生就业行业,设置两个方向的综合实训项目,形成“全真+仿真”的教学模式,培养和锻炼学生的专业核心能力。企业运营模拟实训是利用校内加工中心(内雕机、外雕机、手工生产线)的企业运营实战,即从市场调研、产品的决策、产品设计、原材采购、生产加工、销售、财务核算完成6周的生产经营;工商模拟市场是通过市场调查,选择经营产品、进货、销售、核算体会零售业运营过程的管理。在“用岗”阶段把专业所学课程打通,讲“学岗”阶段零散的知识、单项岗位技能融合贯通。 4.“顶岗”阶段 进入大三后半阶段主要是学生自主创业、校内山科生产运营中心和校外企业中顶岗实践,该实践环节主要解决的问题就是建立学生顶岗的质量保证体系。在教师指导下部分学生自主创业,一类是网上开店,一类是实体店铺。大部分学生到企业工作,部分没找到工作岗位学生安排在学校校企合作实训中心工作。学生在此阶段主要以员工的角色学习,教师主要任务帮助学生进行角色转换,指导学生处理工作中遇到的困难。 四、结论 通过运用CDIO教学模式构建,按照“四岗”(即识岗、学岗、用岗、顶岗)认知规律,构建了“技能点―岗位线―企业面”的“仿真+全真”的实践教学体系,该体系可以整体性解决工商企业管理专业岗位能力培养,较好地实现 “做中学,做中教”的教学目标。 工商企业管理专业教学改革探析:工学结合模式下高职院校工商企业管理专业ERP实践教学体系的探索 摘 要:本文依据高职院校工商企业管理专业的实践教学特点,对于如何构建ERP实践教学体系进行了探索和研究。主要是从培养目标定位、实践教学内容设计、实践教学模式设计、实训室建设、师资队伍建设等方面提出了相应解决措施。 关键词:工学结合 高职院校 工商企业管理专业 ERP实践教学体系 一、引言 随着国家信息化建设的不断发展,ERP在企业中的应用越来越广泛,企业自然是对ERP应用人才的需求量越来越大。企业实施ERP需要大量既懂得管理科学,同时又懂得ERP软件实施应用的复合型技术应用人才。教育部在教职成〔2006〕4号中提到,高职院校应该大力推行工学结合、校企合作的培养模式,逐步建立和完善半工半读制度,实现新时期我国职业教育改革和发展的新突破。在此二者背景下,所以许多高职院校的工商企业管理专业相继将ERP实践教学体系的相关课程列入了人才培养方案或计划。本文通过对高职院校工商企业管理专业ERP实践教学体系的现状进行了解和分析,提出了构建在工学结合模式下的工商企业管理专业ERP实践教学体系的设想。 二、工商企业管理专业ERP实践教学体系的现状分析及解决对策 1.目前工商企业管理专业对ERP人才的培养目标定位不清晰。一般而言,企业对于ERP人才的需求分为三大类:第一类人才是为了将来开发软件的,是ERP的软件研发人员。他们要精通编程和计算机技术、掌握尖端技术发展趋势,对企业业务运作模式有一定的了解,熟悉ERP原理;第二类是ERP实施维护类的人才。他们要熟悉企业业务运作流程,熟练ERP软件的应用,了解IT技术的运用,具备事实上的IT技术能力和项目管理能力等:第三类是ERP软件应用类人才。他们熟悉自身所负责的业务流程,熟练ERP软件的使用,具备基础电脑和ERP软件操作能力。 基于高职院校工商企业管理专业的教学特点,笔者认为工商企业管理专业应该选取第二类人才作为培养目标的定位。 2.目前ERP实践教学体系的内容设计不合理。ERP实践教学体系应该是一个综合性很强的系统应用,需要完整的综合理论知识体系和实践知识体系。在设计ERP实践教学体系的内容时出现了以下问题: (1)ERP相关课程设置不完整。ERP实践教学体系的综合性特点要求学生要具备一定的ERP基础原理、计算机、财务管理、生产运作管理、物流管理等基础知识。很多高职院校很少能设置与ERP软件相完整的课程,或者说没有有效进行整合。 基于此特点,高职院校的工商企业管理专业至少应该开设以下课程:首先,应该在第1-2学期开设《计算机应用基础》、《管理学原理》、《ERP基本原理》、《会计基础》、《ERP沙盘模拟》等课程,这里需要重点提到《ERP基本原理》这门课程,这是大多属高职院校没有开设的;然后,应该在第3-4学期开设《财务管理》、《生产运作管理》、《市场营销管理》、《人力资源管理》、《物流管理》等课程,在这些课程当中应该着重介绍与ERP业务处理流程有关的理论知识;其次,在第5学期开设《ERP综合实训》课程;最后一个学期则可以开设与ERP毕业实习有关的课程。这样自然就不会出现衔接不当的问题,也不会出现前导课程和后续课程颠倒的现象。 (2)ERP实践教学体系的实训实习层次设置的不科学。高职院校工商企业管理专业的ERP实践教学体系的实训实习设置应该体现层次性、递进式和渐进式等特点。 根据高职院校现有的软硬件条件和学生的认知和学习特点,笔者认为工商企业管理专业的ERP实践教学体系的实训实习层次应分四个层次。即: 一是带学生参观ERP应用企业和软件提供商,让学生感性了解ERP软件是如何研发出来的以及应用企业是如何运用ERP系统进行业务流程的处理; 二是运用企业物理手工沙盘+电子沙盘进行企业ERP认知教育,依托沙盘教具,进行管理角色的真实扮演,促使学生从较高视角审视企业管理,体验企业经营流程,了解企业运作的基本规律、企业的组织结构设置、管理体系,深入理解企业业务处理流程,强化战略决策管理、市场竞争、危机意识,并将分散的各功能模块联系起来。高职院校还应该组织学生参加全国举办的ERP沙盘对抗大赛,提升学生的学习兴趣; 三是利用企业的仿真数据和管理角色分配开展ERP综合实训,通过仿真模拟企业ERP运营,将生产制造、财务、供应链、人力资源集成起来,深入了解ERP的业务流程、操作流程和数据流程,并掌握系统软件的参数配置和技术架构。同时高职院校还应把ERP职业技能认证课程纳入到实践教学体系中来,让学生在完成实训项目的同时,还通过参加认证考试来训练职业技能。有条件的高职院校还可以将自己的实训室作为认证考点,最后组织学生参加全国举办的ERP信息化大赛,与全国各大院校进行交流,提升学生的ERP综合技能素质; 四是安排学生去校企合作单位进行实地实习,以此获得符合企业用人要求的ERP技能。 3.目前ERP实践教学模式存在的问题。在ERP实践教学体系的实际教学中常常出现以下问题,需要克服:(1)忽视ERP管理思想的传授, 以软件功能的介绍和操作为主;(2)在ERP原理的教学过程中容易出现基础理论知识掌握不牢,习惯死记硬背等现象;在ERP沙盘模拟课程的实践教学过程中容易出现沙盘规则学生听不明白、缺乏真实的企业案例教学、“重沙盘操作、轻理论”等现象;在ERP综合实训课程的实践教学过程中容易出现“满堂灌、被动模仿”的现象。学生往往处于被动听课、盲目听课、被动操作、盲目操作等状态,学生的主动性、积极性、创新性没有充分调动起来,不能很好的提升学生分析问题和解决问题的能力;(3)教学方法和手段不符合学生的学习情境,主要采取案例教学法、机械操作法等,这些方法在实训过程中很难起到作用,学生很难提升动手能力;(4)教学上过于注重ERP软件公司提供的配套教材,按部就班,缺乏灵活性,导致学生操作过程中遇到很多不能解决的问题。还有就是ERP实训教材版本严重滞后,内容不能反映先进性。笔者所在的院校目前采用的便是金蝶软件公司配套的2007和2010版的ERP实训教材。 笔者认为:基于以上问题,应该采用灵活多样、结合情景、角色扮演、仿真应用等的模式开展ERP实训教学,能取到良好的实践效果。 对ERP沙盘模拟课程,我们采取分组实训,角色扮演,实施“做中学”教学模式,着重培养学生的战略思维和战略执行力。在ERP沙盘模拟教学中需要由多个学生组成小组,在模拟的市场环境下,充当企业的不同管理角色,分工合作,开展企业的运营,小组之间通过ERP企业经营沙盘模拟平台进行竞争对抗,并由教师提供管理咨询,市场监督。 对于ERP综合实训课程,我们通过采取分组实训、模拟企业真实岗位,充分发挥学生的自觉性和能动性,通过教师对ERP综合实训项目的提炼,根据不同的项目体验不同的管理角色,进行不同业务模块的操作和练习,在学习过程中,学生应该充分利用ERP综合实训教材、整体实训手册和各模块软件的操作指导进行训练、并且提倡学生在操作过程自行解决问题能力,以此达到提升学生整体的ERP综合技能。 对于整个ERP实践教学体系的相关课程,我们采取建设精品课程网站,提供完备的教学资料,包括模拟企业背景、经典的国赛和省赛ERP技能大赛的案例资料、真实企业的基础数据和业务处理数据、软件配置参数,业务流程处理要求,实训操作指导等资料,对于这些资料要求做到正确性、统一性、整体性,实行教学资源共享,同时开放校内的ERP实训教学平台,让学生在课外时间也能进行各项实训项目的操练。 对于ERP实践教学体系的相关教材,我们应该集合学校、应用企业、软件提供商等多方力量,合作编写具有仿真企业实际业务流程处理特点、又符合学生学习特点,同时又能反映目前ERP发展趋势的教材。 4.目前ERP实训室建设存在的问题。(1)传统的ERP实训室建设大多是在原有计算机机房的基础上通过安装ERP实训模块软件改造而成的;没有进行有效仿真;(2)目前各高职院校购买的ERP软件品牌杂乱,使学生要适应多种操作界面以及环境,这给学生的学习带来不便。(3)目前各院校ERP实训室的建设缺乏统一规划,各系部相关的ERP实训室各自为政,相互之间缺乏有效沟通,导致实训课程安排凌乱,无法安排跨专业课程,同时也导致实训室无法共享,造成资源浪费。 所以,笔者认为应建立实用的ERP仿真实训中心,它就是根据物流管理、市场营销管理、财务管理、人力资源管理、生产运作管理等各职能管理模块所需的实训功能,整合和集成企业职能业务,在同一中心内设置统一的、通用的综合性ERP信息系统,搭建一个仿真制造业、商业服务业的社会平台,以此突破以往独立设置ERP实训室的传统做法,从而打破壁垒,实现能涵盖ERP 软件的各个专业模块,构造完整的ERP 知识链,对学生进行相应的“ERP综合实训教学”,让学生达到能将所学的ERP软件知识融会贯通,培养学生综合运用ERP知识来解决实际问题的能力和实践应用能力,从而实现将课堂实训与社会就业岗位的“零距离”衔接,让学生在走出校门之前,就提前完成了由学校学生向社会所需专业人才的过渡。 同时,在设计ERP仿真实训中心时要力求做到实训环境的仿真、企业岗位角色的仿真、实训项目和内容的仿真。 5.目前ERP实践教学体系的教师结构不完整。目前在高职院校讲授ERP相关课程的教师,要么是计算机专业和信管专业的教师,要么就是经管类专业的教师。计算机教师授课主要以信息技术为主,经管类专业教师则以管理知识为主。从事管理的不懂技术,从事技术的不懂管理,导致管理和技术之间缺乏有机的联系。这样既懂管理又懂信息技术的复合型教师非常少。 笔者认为为了满足ERP实践教学体系的培养目标要求,需要建立一支技能互补、结构完整的教学团队。该教学团队主要包括:一是计算机实验员教师,他们主要负责ERP仿真实训中心的软件和硬件的安装调试和管理;二是各职能管理课程的理论教师,他们主要负责讲授财务管理、生产管理、物流管理、人力资源管理、营销管理等相关理论及业务流程;三是职业竞赛指导教师,他们主要负责指导ERP沙盘模拟大赛和ERP信息化大赛,从而更好地激发学生的学习热情。四是ERP综合实训的教师,他们主要负责ERP整体业务处理流程的软件操作指导以及ERP信息化职业认证考试的培训工作。五是来自ERP软件提供商的技术顾问,他们主要负责在ERP实训教学过程中出现的软件BUG问题的解决,六是与高职院校有校企合作关系的ERP应用企业的负责人,他们负责提供学生实习和就业机会。 三、结束语 本文对构建ERP实践教学体系做出了初步的探索,认为ERP实践教学体系的构建最可能实现的专业应该为工商企业管理专业,该专业具有天然的优势,能开设ERP所需的多学科课程,能综合应用多种教学方法和手段,能较好的实现从ERP认知到ERP基本理论的掌握到熟练操作ERP软件到运用ERP管理思想于企业之中的整个过程。另外,希望能解决高职院校将ERP实践教学过程局限于一门课程的困境。 工商企业管理专业教学改革探析:基于工学结合模式的工商企业管理专业教学改革研究 摘 要:当前,我国的高职院校的教学目标是为管理、服务、建筑等社会领域培养出具有扎实理论与高超技能的人才,尤其是在工商企业管理专业中,要求学生具备一定的管理知识,并掌握和熟悉企业的运营脉络,这就决定了高职院校的教学方式与手段要区别于传统的教学方式。本文通过对工商企业管理专业中存在的教学现状进行分析,并基于工学结合的模式来探讨应从两个方面来创新和改革工商企业管理专业的教学方法与手段。 关键词:工学结合 工商企业管理专业 教学改革 一、前言 高职院校的教育目标是为了向建设、管理等社会领域培养出具有专业技能的人才,因此,教学方法的运用也应与其他类型的教育相区别,这就在一定程度上促使高职院校在教学策略的应用与探究都应保持自己的专业特色。高职院校中的工商企业管理专业的教学目标要求学生具备一定的管理知识,并熟悉生产、销售等一系列的企业运营脉络,还应具备能担负起企业基层管理的职能。针对这一专业的特色,高职院校在实施教学的过程中应采用工学结合的模式来提升学生的认知力与技能。 二、工商企业管理专业教学现状 1.人才培养目标定位不清晰 在高职院校的工商企业管理这一专业中出现了明显的定位不清晰的问题,主要定位过低,且狭窄。在人才的培养中也缺乏目标的明确性,主要反映在以下四个方面:其一,一味的向学生灌输理论知识,在工商企业管理专业的教学中,理论知识的学习占据很大的比例,所以学生的实践机会很少;其二,人才的培养方向没有明确为中小企业;其三是人才的培养中缺乏凸显出专业能力;其四,没有彰显出专业的特色,高职院校在开设工商企业管理这一专业的时候仍然沿用传统教育的模式,导致这一专业缺乏教学的特色化。 2.教学内容理论化且缺乏创新 高职院校的教育课程与内容主要划分为理论教学与实践教学两大部分。但在长期以来的教学中,工商企业管理教学仍然着重突出理论知识,而实践教学则微乎其微,完全按照书本上的内容全部灌输给学生,并没有结合一些典型的案例进行详细的分析;有的教师则完全集中对企业管理的理论讲解,当理论讲解完了再进行实践操练,这种教学方法是不科学的,通过人为的因素把理论与实践的统一性完全的分割开来了。近几年,工商企业管理出现了许多典型的案例,但高职院校的学生所用的教材并没有根据时代的发展而进行内容的更新,所以目前学生从书本上获得的知识内容都较为老化,高职院校的教学与工商企业管理的岗位完全的脱离了。 三、工学结合模式下的工商企业管理专业教学改革 1.理论和职业技能的教学方法改革 针对在我国高职院校的工商企业管理专业中存在严重的教学弊端,高职院校的工商企业管理专业中应该采用工学结合的模式来辅助理论与技能教学的开展。由于工商企业管理专业的学生在毕业后主要是前往机关、企事业单位、营销、管理等社会领域中,这就促使在高职的理论教学中,应该适当的协调好理论知识的学习,以满足学生的就业的基本需求和够用为根本,再要求学生对重点、实用性的理论知识进行巩固和强化。与理论教学相对应的教学工具主要是借助多媒体的方式进行,通过启发式、传授式等现代教学方法相融合来突破对传统教育的钳制。具体运用于课堂上的教学方法主要有问题教学法、课堂讨论法等等。理论教学的手段主要是网络资源、多媒体教学等,通过革新教学方法与手段来激发学生的学习热情,培养学生自主性学习的习惯,并有意识的让学生通过相互合作来培养学生的团体精神。另外,在职业技能的教学中,根据学生掌握的理论知识,积极的为学生创设锻炼与实践的机会,或者是通过对日常工作场景的模拟来增强学生对企业管理流程的认知。同时还应着重增强学生的创造性技能,根据这个专业的特征来确定学生面向社会岗位所应具备的基本能力,培养技术性的专业人才,提高学生对突发事件的处理能力。 2.理论课堂和校外实训相结合 工学结合的模式要求在高职院校的工商企业管理专业中应该把校内课程与校外实践相结合,除却要求学生应该对基本理论知识的掌握,教师还应勇于突破课程的限制,通过例举出当前工商管理中的热点话题开发学生的思维,组织学生展开课堂讨论,通过学生之间的交流与讨论发现问题,并根据每个学生的角度不同分别提出相应的解决方法。另外,教师还积极的为学生创造深入校外学习与实践的机会,多增加学生的实训教学,与学生一起操作,并有目的的培养自主解决问题与独立思考的能力。当学生真正的通入到企业课堂中,学生才会把自己当做是企业中的一员,从而认真求实的工作,通过在实际的企业工作岗位中,学生也有可能遇到从来没有发生的问题,这时教师就要指导学生,帮助学生去解开疑惑,使学生的综合能力得到加强。 四、结语 综上所述,高职院校的教学在不断发展的同时也在对课程体系进行深入的探索,但是对课程体系的创新和改革仍然是在原有的基础上进行修补,并没有从根本上对教学方式与手段进行革新。因此,针对于高职院校的工商企业管理专业的教学目标出发,其根本目标就是为了向社会输入一批掌握基本管理理论知识与具备高超职业技能的优秀人才,所以在教学中应该勇于革新传统教学模式的束缚,并采用工学结合的模式,教师应创新在课堂中的理论教学方法,并创造机会让学生深入到企业课堂中增长见识,与发现自身存在的问题。
制造工艺论文:关于虚拟现实技术在水力机械制造工艺课程中的应用 论文关键词:水力机械 制造工艺 虚拟现实技术 论文摘要:水力机械制造工艺是水力机械及工程专业方向学生的一门重要的专业必修课。由于该课程实践性强的特点,在教学过程中引入虚拟现实技术就具有十分重要的意义。水力机械制造工艺课程教学中应用虚拟现实技术再现了真实的零件结构、零部件的装配过程和典型零件的数控加 工过程,对改进教学效果起到 了一定的作用。同时,本文提出了今后在课程建设 中完善的方向。对其它同类课程的教学具有一定的参考价值。 水力机械制造工艺是热能与动力工程专业水力机械及工程方向学生的一门重要的专业必修课。根据该专业本科培养目标,要求学生具有宽广的理论基础、较强创新能力和适应能力,能在流体机械及工程等部门从事开发、研究、设计、运行、现代管理 、科学研究、教学等方面的工作。事实上,近三年该专业的毕业生就业率均保持了较高水平,水力机械及工程专业方向的学生到专业对口部门的占到了 70% 以上,而这些毕业生所从事的主要工作就是水力机械的设计与制造。由此可以看出,学生如果能在在校期间掌握好流体机械特别是水力机械制造工艺的相关知识,将对他们今后的工作大有裨益,这将促进他们将理论知识 和生产实际相结合以增强他们工作岗位的适应能力。 水力机械制造工艺是一门实践性很强的课程,所涉及的相关基础理论、基础知识也相当广泛。根据教学大纲的安排,该门课程应在学生学习完流体力学、工程材料、机械工程基础、流体机械原理、流体机械结构及强度等课程的基础上开设。在教学过程中最好能够在学习该门理论课程的同时到水力机械制造厂参观实习,这将有助于学生建立起对加工设备、加工零件、加工环境的感性认识,提高教学效果。但是实际教学过程中,没有条件能够达到这样的要求。况且大中型的水轮机零部件尺寸较大、结构复杂,加工制造工艺涉及的问题较多,即使是到专业的水力机械生产厂的加工现场也很难对其结构和加工过程有全面深人的了解。因此,按照传统的教学方法和手段,让学生通过书本上的插图对所学的对象,如零件、加工设备、检验设备等进行了解,学生很难有深刻的认识 ,况且部分插图书中没有附上,结果制造工艺课程学完了,部分学生到了工厂还是会把车床误认为铣床,一些专业典型零件也看似很陌生,由此可见传统的教学手段取得的效果并不理想,学生并不能将课堂所学与实际有机联系起来。为此,我们将虚拟现实技术引入到水力机械制造工艺的教学中,将抽象的零件和加工过程形象化,以帮助学生直观地观察零件结构,理清零部件的装配关系,进一步理解结构设计与加工工艺的关系,并将加工过程中所涉及工装夹具、机床、刀具等素材通过虚拟现实技术融入到教学课件中,从而缩短理论与实际的距离。 虚拟现实技术是近年来发展起来的新兴技术 ,在各个领域逐步得以开发应用。根据沉浸程度的不同,可将虚拟现实分为桌面式、大屏幕式、沉浸式和舱室仿真器四种类型…。其中桌面虚拟现实是一种初级的虚拟现实,它的沉浸度差,但最为简单,制作成本低,易于普及和实现。本课程教学中使用的仿真系统就是采用 VRML (VirtuaI RealityModeling Language,虚拟现实建模语言)开发的桌面式虚拟现实仿真系统,以配有高性能的图形加速卡的 Pc机为开发平台,其性能能够满足系统实时性的要求。虚拟现实技术在最近十几年得到了飞速的发展,由于其特有的仿真特性,如沉浸感、时实交互性、想象力和三维图形等,它正在成为解决工程问题 的一种重要方法,也是实现计算机辅助教学 的重要 手段。 在水力机械制造工艺课程教学中,为了真实地再现水力机械典型零部件的结构,我们采用了功能强大的 CAD/cAM一体化软件 unigraphics 进行零件的三维建模,以 word的格式输出,再利用 VRML对各零件的显示颜色、材质、光照等进行渲染 ,这样就可以利用安装了 Cortona插件的 IE浏览器进行零件的浏览了,从而脱离了复杂的 UG软件环境。在浏览器里可以通过插件上的控件对三维模型进行旋转、平移、放大等操作,帮助学生全方位 的了解课程中所讨论的对象,增强学生的感性认识。图 1、2分别为水轮机座环和水轮机顶盖的三维模型,在讲解到此类典型环形类零件的加工时,就可以通过旋转放大等操作全方位地浏览三维模型,比较它们结构上的异同,深入理解结构设计的正确性和合理性,认清关键加工部位,为拟订高效合理的加工工艺方案奠定基础。 水力机组装配与一般的机械产品相比有其特殊性,即在制造厂仅能完成重要部件的预装配,而整台机组的装配是在水电站完成的。对于大型电站,安装周期较长,水轮机的许多零部件被安装在机坑里,对于在校学生来说很难有机会全面地看清楚其内部结构及各零部件的空间位置关系。为此,我们采用虚拟现实技术和计算机仿真技术相结合开发了水轮发电机组检修仿真系统 ,帮助学生从不同的角度观察各零部件的三维实体模型及零部件之间的空间位置关系、联接关系等 (如图 3所示),了解水力机组安装过程中零件的安装先后顺序和相关的技术要求,有利于学生了解和制定合理高效的装配方案,将理论与实际有机的结合起来。利用 Java编程实现简单的人机交互功能。图 4为水轮机水导轴承动态仿真装配过程截取图,在进入装配场景后,点击启停按钮,动态装配过程即呈现在窗 口中,视图左边显示的是水导轴承安装步骤,这样学生不用到水电站或制造厂装配现场就能较直观地学习水轮发电机组各部件的装配工艺规范,有利于提高教学效果。 随着生产技术的不断发展,水力机械的制造也沿着数字化的方向不断发展 ,水力机械许多曲面类零件均采用数控方法加工。在实际教学中,我们采用专业的加工仿真软件 Vericut 逼真地再现了实际加工工件、加工机床和加工环境 ,对加工过程中可能存在的问题进行检测 ,让学生在课堂上就能对加工制造过程有全面的认识。Vedcut 采用了先进的三维显示及虚拟现实技术,对数控加工过程的模拟达到了极其逼真的程度。特别是在叶片类曲面加工过程中,如何确定合理的加工参数 (刀具形状与尺寸 、刀具相对加工表面的姿态、走刀路线、主轴速度、切削深度和进给速度等)以适应加工过程中叶片曲面形状的变化对提高加工精度变得非常重要,这些都可以通过加工仿真软件在教学过程中形象生动地展现在学生面前 (如图5所示)。但是目前这部分的工作还处于起步阶段,只能在课堂上做部分演示,有待进一步完善。今后在条件允许的时候,可以在理论教学完成以后,让学生自行建立零件 、机床的三维模型,模拟水力机械典型零件的加工 ,从而帮助学生将课堂中所学的理论知识转化为生产实践。 虚拟现实技术现已延伸到许多领域,它的发展不仅仅依赖于相关软硬件的发展,而是更多地取决于该技术为实际问题提供低成本高效率的解决方案的能力。虚拟现实技术应用到水力机械制造工艺课程的教学中,逼真生动地再现了真实的零件结构、零部件的装配过程和典型零件的数控加工过程,学生通过这些虚拟现实环境就能够从形象化的角度理解零件从设计、毛坯形式、安装定位、加工、装配、质量检查等各个环节,提高了学生的学 习兴趣 ,从而强化了理论知识的学习,对提高教学效果起到了重要作用。 制造工艺论文:模具工作表面的制造工艺过程分析 摘 要:凸模和凹模是冲裁模的主要工作零件,凸模和凹模有与制件轮廓一样形状的锋利刃口,凸模和凹模之间存在一些很小的间隙。因此,凸、凹模的加工质量直接影响到模具的使用寿命和成型制件的加工质量。文章主要分析了模具工作表面的制造工艺过程。 关键词:模具;工作表面;制造工艺 模具由各种零件组成,其制造过程包括零件的加工、钳工装配以及模具的试冲和调整。毛坯经过车、铣、刨、磨、热处理和钳工等加工,改变其形状、尺寸和材料性能,使之变为符合图样要求的零件的过程,称为工艺过程,对干同一个零件。由毛坯制成零件的途径是多种多样的,也就是说,一个零件可以有几种不同的工艺过程。工艺过程不同,则生产率、成本以及加工精度往往也有显著的差别。为了保证零件质量、提高生产率和降低成本,在制订工艺过程时,应根据零件图样的要求和工厂的实际生产条件,制订出一种最合理的工艺过程。若将其内容以一定的格式写成文件,用于指导生产,则此文件称为该零件的工艺规程。 1 凸模的制造工艺过程 由于成型制件的形状各异、尺寸差别较大,因此凸模也是多种多样的,按凸模的断面形状,大致可分为圆形凸模和异形凸模两类。 1.1 圆形凸模的加工工艺过程 圆形凸模加工比较容易,毛坯一般采用棒料,在车床上对棒料进行粗加工和半精加工,留有磨削余量,热处理后在外圆磨床上进行精磨,凸模的工作部分经抛光、刃磨后即可,图1为圆形凸模。 1.2 异形凸模的加工工艺过程 由于异形凸模加工比较复杂,因此常采用压印锉修、刨削加工、线切割加工和成形磨削等主要工方法。 ①压印锉修。压印锉修是用凹模压印制造凸模的一种钳工制造方法。在缺少专用制模设备的情况下,此法是十分有效的方法。凸模在凹模压印锉修前,根据异形凸模的形状和尺寸选用毛坯,在车床或刨床上预先加工出凸模毛坯的各面,在铣床上按照划线轮廓粗铣凸模的工作表面,并留有压印后的锉修余量(0.15~0.25),最后用凹模压印锉修而成。 压印时,在压力机上将未淬火的凸模压入已淬硬的成形凹模内,凸模上的多余金属由于压力的作用被凹模挤出,凸模上出现凹模压痕,再根据压痕将多余的金属锉去。经过反复多次,直到凸模刃口达到所要求的尺寸为止。压印结束后,再按照图样的要求间隙锉小凸模,并留有0.01~0.02mm(双面)的钳工研磨余量,热处理后,钳工研磨凸模工作表面,直到间隙合适。 在利用四模压印时,要注意凹模刃口的上下平面要磨平,并将压印凹模和凸模坏料进行退磁处理,避免其碎铁屑附在刃口上,造成刃口划伤,影响压印质量;为减少压印摩擦和提高凸模表面质量,压印凹模工作刀口表面质量要求较高,表面粗糙度值ra小于0.4 μm,在压印前凸模及凹模表面上应涂一层少量的硫酸铜。在进行压印的时候,要将凸模正确地放在凹模刃口内,使四周余垦分布均匀,压印凹模表而与凸模中主线垂直后方能进行挤压。压印最好选用手扳动压力机和油压机,越次压印压痕不宜过深,首次压印控制在0.2 mm内,以后可逐渐增加到0.5~1.5 mm,每次庄印后,可根据压印印痕进行锉修,锉修时不允许碰到已压光的表面。锉修后留下的余量要均匀,以免下次压印时产生不必要的偏斜。压印加工适于无间隙冲裁模的加工,它的主要问题是对人工操作水平要求较高,生产率低,模具精度受热处理影响。 ②刨削加工。刨削加工主要用于加工模具零件的外形平面和曲面,加工尺寸精度可达0.05 mm,表面粗糙度ra可达1.6~6.3 μm。刨削后需经热处理淬硬,一般都留有精加工余量。 刨削加工工艺过程如下: 第一,刨削前准备。按尺寸锻造成为毛坯,留合适的加工余量,并根据凸模所用的材料进行适当的退火、正火或调质处理。准备好所用的量具、刀具及样板,安装、调整好所用的夹具。 第二,刨削过程。用机用虎钳装夹,刨削坯料两平面,保证两平面的平行度,使厚度尺寸达到尺寸要求。留0.02mm的余量;刨削坯料两侧面及圆弧,保证圆弧与两平面圆滑过渡,并刨削两端面,使坯料宽度、高度达尺寸要求,留0.02 mm的单边余量。用专业夹具装夹,刨削两斜面,留0.02 mm余量,用圆弧刨刀刨削圆弧,保证与两平面圆滑过渡。 第三,热处理。按热 理工艺进行,淬火硬度58~62hrc,并进行低温回火。 第四,研磨。研磨凸模侧面及刃口,保证尺寸精度和表面粗糙度达到设计要求。 第五,检验。测量各部分尺寸,检验圆弧r和硬度。 刨削加工过程中,凸模要牢固地夹紧在刨床的工作台或夹具中,不准松动。每次的进给量要适当,当快加工到所需要的尺寸时要格外小心,防止划伤已加工表面。在刨削的过程中,要用测量工具、样板等随时进行检验,并根据加工余量调整刀具,以保证刨削质量。 ③电火花线切割加工特别是自动化编程软件的使用,不仅电火花线切割加工在模具生产中广泛应用,数控加工编程使其生产成本大大降低,而且还提高了模具生产质量。凸模若采用线切割加工,首先长度尺寸不应超过线切割机床的加工范围,形状应该设计成直通形式。使用线切割加工的生产过程是:准备工件,确定加工路线,装夹工件,穿丝等工作。 ④成形磨削。成形磨削的凸模尺寸精度高、质量好,磨削精度不受热处理的影响生产率高。所以是凸模加工的有效方法。 2 凹模的制造工艺过程 凹模作为模具中的另一个重要零件,由于凹模的结构不同于凸模,所以它的加工与凸模相比有所不同: ①孔系位置精度高。在多孔冲裁模或级进模中,凹模上有一系列孔,凹模孔系位置精度通常要求在±(0.01~0.02) mm以上,这给孔的加工带来困难。 ②孔与外形位置精度高。凹模在镗孔时,孔与外形有一定的位置精度要求,加工时,要求确定基准,并准确确定孔的中心位置,这给加工带来很大难度。 ③刃具的材料、精度要求高凹模内孔加工的尺寸往往直接取决于刃具的尺寸,因此,刃具的尺寸精度、刚性及磨损将直接影响内孔的加工精度。 ④加工条件影响大凹模加工时,切削区在工件内部,排屑、散热条件差,加工精度和表面质量不容易控制。 凹模分单个圆形型孔、系列圆形型孔和非圆形型孔的加工。 2.1 单个圆形型孔的加工 单个圆形型孔的加工比较容易。当凹模型孔直径小于5 mm时,应先钻孔,后铰孔,热处理后磨削顶面和底面,用砂布抛光型孔;当型孔直径大于5 mm时,利用钻孔、镗孔对型孔进行粗加工,经热处理淬火、回火后,利用磨床对型孔进行精加工,磨削后,孔表面粗糙度可达ra=0.2~0.8 μm,精度可达it5~it6。 2.2 系列圆形型孔的加工 加工多个型孔时,可利用立式铣床进行。加工时,直接利用工作台上的纵、横向位。凹模型孔为一系列圆孔时,由于对孔间的位置精度要求高,所以要比单个圆形型孔的加工困难许多。加工圆形孔系,用坐标镗床可加工有高精度位置要求的系列型孔。也可以在铣床、钻床用坐标法加工出位置精度较高的系列型孔。也可心在铣床、钻床用坐标法加工出位置精度较高的系列型孔。 2.3 非圆形型孔的加工 非圆形型孔的加工、精加上方法有锉削、压印锉修、线切割和电火花加工等形式。 3 结 语 凸模和凹模是冷冲模的主要零件,其技术要求较高。制造时应注意保证质量。由于凸模和凹模的形状是多种多样的,各工厂的生产条件也各不相同,因此,不可能列出适合于任何形状的凸模和凹模的工艺过程。 制造工艺论文:磁性液体及其制造工艺 摘 要:简单介绍了磁性液体的种类、性质、制作工艺及在当前的主要应用。 关键词:磁性液体;应用;制造;超声波 1 引 言 磁性液体最初是1965年美国宇航局为了解决太空服头盔转动密封的技术难题而率先研制成功的。宇航员进入太空所穿宇航服的一个关键部位--颈部,必须用液体磁性材料制作。颈部是宇航帽与宇航服连接之处,既要让宇航员的头部能够自由转动,又要密封度高。如果密封不够,宇航服里的氧气泄漏,宇航员生命受到威胁。这个连接部位,若用固体物质显然太硬,而一般液体物质密度不够,惟有液体的纳米磁性材料符合要求。 所谓磁性液体(magnetic liquids),并非是指液态的磁性材料(物质处于液态的温度都高于其居里温度,所以目前还没有液态的磁性材料),而是把用表面活性剂处理过的纳米级超细磁性微粒高度分散于基液中形成的一种均匀胶体溶液。该溶液在重力和磁场作用下也不会出现凝聚和沉淀现象,具有固体的磁性和液体的流动性,因此具有许多独特的性质,在电子、仪表、机械、化工、环境、医疗等行业领域都具有独特而广泛的应用。根据用途不同,可以选用不同基液的产品。 2 磁性液体的分类 磁性液体按材料、超微粒的制作、分散方法等不同,分为以下几类: (1)铁氧体型磁性液体 主要以金属氧化物作为磁性微粒,以水、碳氢化合物、矿物油、精制油、二酯基液、透平油氟醚油等为基液。 (2)金属型磁性液体 以金属或合金作为微粒,按基液的不同分为非导体型和导体型。非导体型金属磁液一般以甲苯或煤油为基液,导体型则以非磁性金属膜(或合金膜)去覆盖磁性金属微粒。 (3)复合型磁性液体 他是以普通磁性液体和非磁性微粒复合形成的一种新型磁性液体。 3 磁性液体的性质 由于磁性液体同时具有磁性和流动性,因此具有许多独特的磁学、流体力学、光学和声学特性。 磁性液体表现为超顺磁性,本征矫顽力为0,没有剩磁;在外磁场下,磁性液体被磁化,满足修正的伯努利方程。与常规伯努利方程相比,添加了一项磁性能,使磁性液体具有其他流体所没有的、与磁性相关联的新性质:例如磁性液体的表观密度随外磁场强度的增加而增大。 当光通过稀释的磁性液体时,会产生光的双折射效应与双向色性现象。当磁性液体被磁化时,使相对于磁场方向具有光的各向异性,偏振光的电矢量平行于外磁场方向比垂直于外磁场方向吸收更多,具有更高的折射率。磁场有关,呈各向异性;磁性液体在交变场中具有磁导率频散、磁粘滞性等现象。 4 磁性液体的制作方法 (1)获得磁性液体的基本条件 ①颗粒尺寸应小于某一临界尺寸,该临界尺寸在10 nm以下。 ②颗粒在溶剂中应达到一定的表面活性化要求,从而即使在范德瓦尔斯等各种能量的作用下,也不发生凝聚。 (2)磁性液体的制作工艺 以磁性氧化物超微粒子的制作工艺为例 磁性氧化物化学稳定,容易制成粉末,用途广泛。 磁性液体用氧化物的粒径绝大多数应分布在10 nm以下。一般是以磁铁矿等铁氧体氧化物为主体,由金属盐类水溶液通过共沉淀法制成纳米级超微粒。以磁铁矿(fe2o3·2fe3o4)为例,就是在fe2+和fe3+的浓度比为1∶2的铁盐溶液中加入碱溶液,例如naoh溶液,使其析出fe2o3·2fe3o4。在反应过程中,通过调整溶液温度、铁盐浓度、碱的中和过剩量、反应时间等,可以对颗粒尺寸进行控制。 此外,下述方法也可获得氧化物超微颗粒: ①将固相反应得到的铁氧体在含有表面活性剂的油中进行长时间的球磨。 ②使铁氧体构成金属的醇盐,并把他溶于乙醇等溶剂中,加水分解获得。 ③利用等离子体、弧光等使金属蒸发,在含有适量氧的稀薄气体中凝聚获得 5 磁性液体的应用 (1)磁性液体原被称为“磁流体”,也有称为“磁液”的。磁性液体应用最广泛的是磁性密封技术,尤其在要求真空、防尘、或封气体等特殊环境中的动态密封最为适用。在高保真扬声器、电机阻尼、磁性传感器等方面磁性液体均具有独特的应用。 磁性液体密封原理 磁性液体旋转轴动密封是一种非接触式密封(即动件和静件没有直接接触),其工作原理是:由环状永磁体,导磁极靴和导磁转轴构成闭合磁路,利用永磁体中的磁能,在转轴与极靴极齿顶端的齿形间隙中产生强弱相间的非均匀磁场,将磁性液体紧紧吸住,形成磁性液体“o”型密封环,把间隙堵死,从而达到密封的目的。如图1和图2所示。 主要特点: ①无磨损,因为磁性液体具有液体的性质,并且由于基液具有润滑性,所以还可起润滑作用。 ②密封度好,用于真空时可以达10~5 pa。 ③无泄漏。 (2)磁性液体真空密封连接器是一种能够在2个相对封闭的空间内提供相互的可靠旋转连接的装置。全系列的设计使其在多种场合得到广泛应用,例如单晶硅炉、各类镀膜设备、气相沉积、液晶再生、半导体刻蚀系统等超高真空系统和设备。如图3所示。磁性液体真空密封连接器组件根据各类常用真空设备使用的真空旋转轴连接器技术参数设计制造,可直接替代相应的真空密封连接器使用,基本不需对原设备进行改造。 (3)磁性微粉是各类磁性器件的主要原料,现代通讯,信息等的发展使诸如电感等磁性器件向超微化方向发展,因而对磁性微粉这类材料的需求更为严格。 fe3o4是目前使用极广泛的磁性材料,如图4所示,近年的研究对其在磁性纪录等方面应用取得了不少突破,其纳米化产品效能如吸波效应、催化作用等,人们也正在进行大量的试验,应用前景十分广阔。 主要技术指标: 平均粒径:10~30 nm 晶型:γ形 (4)磁性液体阻尼器,磁性液体的表观性质在磁场作用下会发生较大的改变,例如密度、粘滞性等,因为磁场的作用,磁性液体可以定位在一定区域内,磁性液体这些和磁性有关的独特性质,可以利用磁性液体制作高性能的阻尼器件。他是由一个非磁性的惯性块、一个安装了磁性体的轮圈以及一定量的磁性液体组成。其基本原理就是在轮圈与非磁性惯性块的间隙中注入磁性液体,利用磁性体的强力磁场作用,使磁性液体在非磁性惯性块和磁性体之间形成一层磁性液体层,从而使该非磁性惯性块悬浮在磁性液体层上。这样就使磁性液体既具有了液体滑动轴承的功效,又由于磁场的作用而无泄漏之忧。同时磁性液体的粘性作用又产生了最佳的阻尼效果。在实际应用时将轮圈与步进电机的转轴固定,当电机加速或减速时,由于非磁性惯性块的惯性作用使其稳定时间大幅度地缩短,同样也可抑制电机在其共振频域的振幅。当电机匀速转动时,由于轮圈和非磁性块是同时回转的,因此几乎没有能量损失。 (5)磁性液体轴承电机,现代硬盘技术的飞速发 展,硬盘转速的提高对电机性能提出了更高的要求,目前,希捷等专业硬盘厂商已经在其主流产品使用了磁性液体轴承电机来满足硬盘驱动器高转速、高稳定、低噪音的要求。 磁性液体轴承是利用被磁场固定在电机转轴部位的磁性液体,旋转时形成的液体膜使电机转轴悬浮并自动定中,电机运转时,电机轴与电机其他部件没有直接接触,这样电机工作时的磨损小、噪音低,如使用了softsonictmfdb(流体轴承)的seagatebarracuda(r)ataiv,其声强仅为20 db,并且还是现在市场主流硬盘内部数据传输率最高的产品。 磁性液体轴承电机可以应用在多种需要高速稳定运转的场合,例如激光打印机,转速可以达到10 000~30 000 rpm,噪音仅35 db左右。 6 结 语 此外,磁性液体还广泛应用于电声器件、选矿、工业废液处理、热交换、磁回路传热器、生物磁等方面,随着对磁性液体理化性质的深入认识,以及对超微磁性粒子、稳定剂和载液的深入研究,稳定性更好、性能更高的实用化磁流体将不断出现,并将在更多领域发挥重要作用。 制造工艺论文:关于虚拟现实技术在水力机械制造工艺课程中的应用 作者:王桃 严敬 赖喜德 刘小兵 论文 关键词:水力机械 制造工艺 虚拟现实技术 论文摘要:水力机械制造工艺是水力机械及工程专业方向学生的一门重要的专业必修课。由于该课程实践性强的特点,在教学过程中引入虚拟现实技术就具有十分重要的意义。水力机械制造工艺课程教学中应用虚拟现实技术再现了真实的零件结构、零部件的装配过程和典型零件的数控加 工过程,对改进教学效果起到 了一定的作用。同时,本文提出了今后在课程建设 中完善的方向。对其它同类课程的教学具有一定的 参考 价值。 水力机械制造工艺是热能与动力工程专业水力机械及工程方向学生的一门重要的专业必修课。根据该专业本科培养目标,要求学生具有宽广的理论基础、较强创新能力和适应能力,能在流体机械及工程等部门从事开发、研究、设计、运行、 现代 管理 、 科学 研究、教学等方面的工作。事实上,近三年该专业的毕业生就业率均保持了较高水平,水力机械及工程专业方向的学生到专业对口部门的占到了 70% 以上,而这些毕业生所从事的主要工作就是水力机械的设计与制造。由此可以看出,学生如果能在在校期间掌握好流体机械特别是水力机械制造工艺的相关知识,将对他们今后的工作大有裨益,这将促进他们将理论知识 和生产实际相结合以增强他们工作岗位的适应能力。 水力机械制造工艺是一门实践性很强的课程,所涉及的相关基础理论、基础知识也相当广泛。根据教学大纲的安排,该门课程应在学生学习完流体力学、工程材料、机械工程基础、流体机械原理、流体机械结构及强度等课程的基础上开设。在教学过程中最好能够在学习该门理论课程的同时到水力机械制造厂参观实习,这将有助于学生建立起对加工设备、加工零件、加工环境的感性认识,提高教学效果。但是实际教学过程中,没有条件能够达到这样的要求。况且大中型的水轮机零部件尺寸较大、结构复杂,加工制造工艺涉及的问题较多,即使是到专业的水力机械生产厂的加工现场也很难对其结构和加工过程有全面深人的了解。因此,按照传统的教学方法和手段,让学生通过书本上的插图对所学的对象,如零件、加工设备、检验设备等进行了解,学生很难有深刻的认识 ,况且部分插图书中没有附上,结果制造工艺课程学完了,部分学生到了工厂还是会把车床误认为铣床,一些专业典型零件也看似很陌生,由此可见传统的教学手段取得的效果并不理想,学生并不能将课堂所学与实际有机联系起来。为此,我们将虚拟现实技术引入到水力机械制造工艺的教学中,将抽象的零件和加工过程形象化,以帮助学生直观地观察零件结构,理清零部件的装配关系,进一步理解结构设计与加工工艺的关系,并将加工过程中所涉及工装夹具、机床、刀具等素材通过虚拟现实技术融入到教学课件中,从而缩短理论与实际的距离。 虚拟现实技术是近年来 发展 起来的新兴技术 ,在各个领域逐步得以开发应用。根据沉浸程度的不同,可将虚拟现实分为桌面式、大屏幕式、沉浸式和舱室仿真器四种类型…。其中桌面虚拟现实是一种初级的虚拟现实,它的沉浸度差,但最为简单,制作成本低,易于普及和实现。本课程教学中使用的仿真系统就是采用 vrml (virtuai realitymodeling language,虚拟现实建模语言)开发的桌面式虚拟现实仿真系统,以配有高性能的图形加速卡的 pc机为开发平台,其性能能够满足系统实时性的要求。虚拟现实技术在最近十几年得到了飞速的发展,由于其特有的仿真特性,如沉浸感、时实交互性、想象力和三维图形等,它正在成为解决工程问题 的一种重要方法,也是实现 计算 机辅助教学 的重要 手段。 在水力机械制造工艺课程教学中,为了真实地再现水力机械典型零部件的结构,我们采用了功能强大的 cad/cam一体化软件 unigraphics 进行零件的三维建模,以 word的格式输出,再利用 vrml对各零件的显示颜色、材质、光照等进行渲染 ,这样就可以利用安装了 cortona插件的 ie浏览器进行零件的浏览了,从而脱离了复杂的 ug软件环境。在浏览器里可以通过插件上的控件对三维模型进行旋转、平移、放大等操作,帮助学生全方位 的了解课程中所讨论的对象,增强学生的感性认识。图 1、2分别为水轮机座环和水轮机顶盖的三维模型,在讲解到此类典型环形类零件的加工时,就可以通过旋转放大等操作全方位地浏览三维模型,比较它们结构上的异同,深入理解结构设计的正确性和合理性,认清关键加工部位,为拟订高效合理的加工工艺方案奠定基础。 水力机组装配与一般的机械产品相比有其特殊性,即在制造厂仅能完成重要部件的预装配,而整台机组的装配是在水电站完成的。对于大型电站,安装周期较长,水轮机的许多零部件被安装在机坑里,对于在校学生来说很难有机会全面地看清楚其内部结构及各零部件的空间位置关系。为此,我们采用虚拟现实技术和计算机仿真技术相结合开发了水轮发电机组检修仿真系统 ,帮助学生从不同的角度观察各零部件的三维实体模型及零部件之间的空间位置关系、联接关系等 (如图 3所示),了解水力机组安装过程中零件的安装先后顺序和相关的技术要求,有利于学生了解和制定合理高效的装配方案,将理论与实际有机的结合起来。利用 java编程实现简单的人机交互功能。图 4为水轮机水导轴承动态仿真装配过程截取图,在进入装配场景后,点击启停按钮,动态装配过程即呈现在窗 口中,视图左边显示的是水导轴承安装步骤,这样学生不用到水电站或制造厂装配现场就能较直观地学习水轮发电机组各部件的装配工艺规范,有利于提高教学效果。 随着生产技术的不断 发展 ,水力机械的制造也沿着数字化的方向不断发展 ,水力机械许多曲面类零件均采用数控方法加工。在实际教学中,我们采用专业的加工仿真软件 vericut 逼真地再现了实际加工工件、加工机床和加工环境 ,对加工过程中可能存在的问题进行检测 ,让学生在课堂上就能对加工制造过程有全面的认识。vedcut 采用了先进的三维显示及虚拟现实技术,对数控加工过程的模拟达到了极其逼真的程度。特别是在叶片类曲面加工过程中,如何确定合理的加工参数 (刀具形状与尺寸 、刀具相对加工表面的姿态、走刀路线、主轴速度、切削深度和进给速度等)以适应加工过程中叶片曲面形状的变化对提高加工精度变得非常重要,这些都可以通过加工仿真软件在教学过程中形象生动地展现在学生面前 (如图5所示)。但是目前这部分的工作还处于起步阶段,只能在课堂上做部分演示,有待进一步完善。今后在条件允许的时候,可以在理论教学完成以后,让学生自行建立零件 、机床的三维模型,模拟水力机械典型零件的加工 ,从而帮助学生将课堂中所学的理论知识转化为生产实践。 虚拟现实技术现已延伸到许多领域,它的发展不仅仅依赖于相关软硬件的发展,而是更多地取决于该技术为实际问题提供低成本高效率的解决方案的能力。虚拟现实技术应用到水力机械制造工艺课程的教学中,逼真生动地再现了真实的零件结构、零部件的装配过程和典型零件的数控加工过程,学生通过这些虚拟现实环境就能够从形象化的角度理解零件从设计、毛坯形式、安装定位、加工、装配、质量检查等各个环节,提高了学生的学 习兴趣 ,从而强化了理论知识的学习,对提高教学效果起到了重要作用。 制造工艺论文:机械制造工艺的合理化机械设计研究 摘要: 在机械制造工艺中,对机械设计进行合理化处理是确保机械产品质量的关键,而机械制造企业生产的目的是为了扩大规模,获得最大经济效益,因此,应有针对性地对机械设计进行研究。从机械制造工艺流程入手,对机械制造工艺中的合理化机械设计进行系统分析和探讨,希望可以为我国的机械制造发展提供帮助。 关键词: 机械制造工艺;合理化;机械设计 1机械制造工艺流程 从整体角度来对机械制造工艺流程进行分析,机械制造工艺流程如图1所示。 1.1制造程序 这一步骤主要是将原材料直接制作成半成品,处理重点是对原材料的材质及材料的利用率进行规划。对于机械制造企业来说,要在激烈的市场竞争中占据重要位置,就一定要对材料的质量进行管理和监督,只有提升机械制造工艺原材料的利用方式,才能真正降低生产成本。 1.2零件定位 在零件定位中,可以运用多种定位方式,而技术人员采用何种定位方式也会直接影响零件的质量。为了提升零件质量,技术人员要结合定位方式与零件的加工需求,按照标准开展零部件的加工工作,这也是增加机械制造企业产品销量的主要手段。 1.3技术程序 这一步骤是将制造工序中已经获得的半成品直接加工成符合客户要求的成品,技术程序的加工要求更精细,对产品的质量要求也更高。 1.4加工精度控制 技术人员在对零部件进行粗加工后,还要对半成品状态下的零部件进行细加工处理,在处理过程中,加工的精度要求在于零部件的形状、尺寸及表面质量等因素,为了真正满足客户的实际需求,技术人员需要利用误差控制措施进行合理选择,进而提升产品的精度。 1.5装夹 对零部件进行装夹是将零件直接固定在合适的位置上,在零件的装夹操作中,技术人员要保证零件固定位置的准确性,在确定好位置后,技术人员还要利用相关设计对零件进行深层次的固定工作。 2机械制造设计工艺的基本原则 2.1综合性 从本质层面来说,合理化的机械设计与机械制造属于理论和实践两个层面,二者本身所属类别是不同的,这种差异也就产生了工作中的误差。基于此,技术人员要将综合性作为整个机械制造发展的基本原则,在总结传统机械设计经验的基础上,将机械设计的理论知识与实践制造进行有机结合,以提升机械设计的整体质量。 2.2整体性 在对机械制造工艺进行合理化设计时,要先对机械设计的方案进行制定。在制定机械设计方案时,技术人员要遵循整体性原则,从机械制造工艺的整体入手,在确保各个部件合理的基础上,制定多个机械设计方案,从这些设计方案中选择最优的方案作为机械制造的最终设计方案。 3机械制造工艺中的合理化机械措施 3.1提高设计标准化 制造工艺的核心是机械设计标准化,也就是在相对统一的设计标准中,保证技术人员设计的机械零件结构、规格达到高度统一,在符合国家规定的机械制造标准基础上,进一步提高机械零部件的质量,这对降低生产成本、提高生产效率起到了极大的作用。技术人员在对机械制造工艺进行合理化设计时,一定要充分重视机械零部件的质量,按照国家标准实现标准化设计,以提升机械零部件产品的设计水平和使用性能,只有提升机械生产企业与机械产品的竞争力,才能真正提升机械制造企业的经济效益。 3.2运用绿色制造工艺 技术人员在进行机械设计时,要不断尝试引入新的设计理念,改进传统的设计方法。在设计过程中,应根据社会发展的大趋势,认真贯彻落实绿色环保的设计理念,在此基础上,将机械设计与高新技术手段相结合。在机械制造企业运行过程中,还要充分考虑自身经济效益与环境保护之间的平衡关系,只有实现二者的共同发展,才能促进机械制造企业的长久发展,企业的发展不能以牺牲环境为代价,要在保证环境的基础上,实现机械制造企业的可持续发展。针对目前的机械制造工艺,技术人员要将工作重点放在绿色材料的使用方面,从原材料及生产工艺两方面入手,共同保证机械制造与设计的系统化发展。 3.3提升加工精度 在机械制造过程中,客观差异是一定存在的,技术人员应尽量减少客观差异,以提高机械产品的精准度为准则,分析差异产生的根本原因,确定机械制造中存在的潜在因素,以降低差异,提高防范技术水平,进一步提升加工精度。提高机械产品的加工精度关键在于对夹具进行调整,技术人员应采用先进的测量工具降低误差值,确定误差产生的原因。目前,机械零件产品出现加工误差的主要原因在于机械内部应力、热变形及系统应力等,其中比较常见的是内部应力和热变形两大因素。提高加工精度的流程如图2所示。 4结语 机械制造工艺的合理化机械设计关键在于要有针对性地对机械设计进行分析,对机械生产过程进行合理分析,这两方面的分析都与机械制造过程中的合理化要求有关,因此,技术人员为了保证机械设计的科学化和合理化,要在设计过程中充分考虑机械制造工艺的实际需求,系统性地分析各制造工序的注意事项,改进设计方法,根据工艺水平合理选择机械技术,保证机械设计与制造质量达到国家规定标准,更好地促进机械制造工艺的全面发展。 作者:夏彩来 黄水英 单位:南通振华重型装备制造有限公司 制造工艺论文:高职模具制造工艺课程改革分析 摘要: 教学实践中发现,当前模具专业教学中最为繁琐的课程莫过于《模具制造工艺》,其主要表现为相关知识点与模具生产衔接紧密度不高,经常会衍生出和实际生产相互脱节的状况;再就是许多教师由于实力有限,未能做好实践指导工作,使得最终毕业生难以迎合相关企业竞争发展需求。在此背景下,笔者决定在理清现代高职院校《模具制造工艺》课程以学徒制为背景、项目为载体的改革要点前提下,集合诸多实际状况论证日后具体的改革实践策略,希望能够借此为社会培养出更多合格的模具制造工艺专业性人才。 关键词: 学徒制;项目载体;模具制造;课程改革 1引言 高职院校设置《模具制造工艺》课程的目的在于锻炼学生模具图纸设计与产品制造等能力,为以后的学习和工作奠定基础。可如今许多高职院校在实际教学过程中,未能设置合理的实践引导环节,不能激发学生强烈的探索欲望,最终教学实效自然不够理想。因此,今后作为现代专业化的高职院校《模具制造工艺》课程的任课教师,有必要不断完善个人专业知识体系和职业道德素养,争取在联系实际生产状况的前提下,以现代学徒制为基础、项目作为指导性载体,开展一系列科学化导向教学活动。至于规划思路和具体的处理手法,将具体介绍。 2现代学徒制下以项目作为载体的课程改革要点 其主张在必要性课程教学单元布置拓展前期,进行相关行业实践项目引入,进一步营造出生动化的实践交流氛围,令学生能够在特定项目设计期间规划出合理应对战略,为日后模具制造工艺“做中学”和“学中做”等更高指标贯彻,积累合理的过渡适应条件。须知想要有效改善学生的职业技能和道德素养,就必须预先组织他们进行相关项目实践,唯独如此,他们才能实时掌握企业生产的动态状况,自主且深入性学习更多的专业技术和知识。如某区域拥有汽车基地等大规模企业,而一辆普通汽车当中的内饰件模具数量就已然达到200副,包括保险杠、仪表盘、油箱等大中型塑料模具。因此在现代学徒制下以项目为载体的高职院校模具制造工艺教学工作,也应当结合这部分企业具体的经营发展状况,进行高校《模具制造工艺》课程教学和企业特定岗位之间的距离缩减。换句话说,就是在规划课程讲解模式期间,将模具制造工艺中的一系列典型案例作为学生的主线训练任务,确保学生掌握合理数量的理论内容和实践经验之后,安排他们到相关企业或是校内外实训基地之中,依照师傅指导要点进行高水准的实践操作。 3现代学徒制下以项目为载体的高职院校《模具制造工艺》课程改革措施探究 就是要求高职院校在现代学徒制下以典型模具制造工艺作为主导线索,进行相关的教学内容整合和课程体系修缮,进一步凸显模具制造工艺强烈的实践和应用特性。如此一来,高职生才能愈加积极地投入到模具制造技术和安装调试等训练任务之中,从中造就出所需的综合技能和职业素质。首先,将职业技能训练作为日常教学重点,进行以项目为载体的《模具制造工艺》课程设计,进一步凸显出其所需的职业和实践应用特性。就是说在确保熟练认证模具制造等岗位需求基础上,进行高职院校既有的课程内容重新构建,当中的主线内容则可顺势细化为模具制造工艺规程编制和代表性较强的模具零件加工;再就是将学生视为主体,职业技能培养和知识点灌输作为中心任务,加快高职院校《模具制造工艺》课堂与实训基地的一体化改造进程,为今后学生更加理想的适应相关岗位环境,提供保障。如在进行课程内容设置过程中,主张依照模具加工的基础性理论、模具机械加工和特种加工的加工要点、代表性模具制造和装配的工艺、模具的光整加工的流程等细节,进行完善的教学流程规划组织。需要注意的是,整体教学活动的设计流程,有必要时刻秉承由简单到困难、点到面、知识递进的规则加以拓展,各类教学内容又要维持相互独立和紧密关联特性。长此以往,才可以确保高职生全方位掌握与模具制造工艺相关的知识与技能。其次,将理论和实践技能作为考核工作延展的指导性线索基础上,依照国家职业技能检验标准进行开放性和全过程的考核体系创建。其核心动机在于令学生在学徒制和项目教学法的指导作用下,顺利激发出学习训练的积极主动性,并且辅助教师完成教-学过程中丰富的经验、问题总结任务。归结来讲,就是将个人综合表现、过程性考核、期末考试成绩等3个方面结合起来形成最终考核成绩。在个人综合表现成绩方面,则督促教学主体结合学生日常出勤和作业完成状况,职业道德素养等进行综合评价,占据总体成绩的30%;过程性考核方面,即在模具制作工艺实践操作期间,结合不同小组具体表现为每个小组评定分数,其中教学人员评价80%、小组交互式评价20%,占据总体成绩的40%;期末考试则结合高职院校规范要求和学徒制规则进行有序组织,满分为100,考试时间为两个小时,占据总体成绩的30%。再就是将塑料模和冷冲模导柱、导套、固定板、型芯等代表性部件,作为模具制造工艺课程教学中的主线任务,令学生在学徒制指导作用下,自主和协作式学习。至于教学主体的核心任务,便是运用多元化引导模式拓宽学生思路,包括模具制造任务分析、资料收集整合、效果评价等。长此以往,加快模具制造工艺理论知识和实践操作过程的结合进程,最终顺利实现模拟实际工作过程的“教-学-做”一体化的教学。 4结语 综上所述,现代学徒制下以项目为载体的高职院校模具制造工艺课程改革工作着实繁琐,而笔者在此阐述的意见必然存在局限性,日后仍需模具专业教师结合丰富的实践经验予以完善。长此以往,为我国培养出更多高素质的模具设计与制造专业人才,为汽车制造等行业可持续竞争发展,提供不竭的支持服务动力。 作者:陆元三 单位:湖南财经工业职业技术学院 制造工艺论文:合理化机械设计制造工艺 摘要: 经济在快速进步,这种趋势下的机械制造行业也日益拓展了规模。机械制造的流程包含了复杂的多步骤,若要在根本上提升机械制造的整体水准并且减小成本耗费,那么有必要采纳新阶段的工艺手段。初期在设计时,应当优选合理化的机械方案用来优化设计,这样做才能便于机械制造的展开。这是由于,机械制造的总体质量密切关系着方案设计。对于此,解析了机械制造领域内的常用工艺,结合实际设计出合理化的工艺流程及方式。 关键词: 机械制造工艺;合理化;机械设计 机械制造包含了各步骤的工艺流程,在制造过程中先要选取合适的原材,而后依照给出来的流程予以详细制作。机械设计应能力求合理化,在各类方案中筛选最合适的合理方案用来指导后续设计。若没能设置适当的机械制造方案,那么系列性的设计都将会很难落实。由此可见,初期设计的合理化是尤其必要的,合理化设计决定着后期展开的机械制造流程。 1机械制造工艺 从本质来看,机械制造包含了成品制作的流程及方式。在机械制造中,相关人员先要预备机械原材,经过加工得出某一机械产品[1]。在现今阶段内,制造业表现出日益显著的技术进步,与之相伴的配套工艺也在获得整体性的改进。机械制造若要收获最佳的实效,那么不可缺乏先期性的合理设计。机械设计需要衡量综合的要素,具体策划及后期设计的流程中都应力求完善。设计人员首先就要拟定合理且恰当的总体设计思路,不可忽视细微的设计要点。 2机械设计中的合理化 2.1符合设计标准 机械制造需要配备多步骤的工艺,为此初期在设计中就要符合给出来的设计指标。这样做,才能从整体入手来优化设计。具体动手设计时,设计人员应能实时调整设置的机械精度,确保符合精度需要。某些情况下,机械加工会表现出较大偏差,这种状态增加了额外的机械制造风险同时也损耗了更多资源。情况严重时,还很易带来突然性的故障[2]。由此可见,需要全方位控制并调整标准化的机械设计,这种基础上设置最适当的零件尺寸等。合理的设计应能符合标准,同时也不可忽视数值的精确性。通常在后期加工时,零件的真实尺寸都会与初期设计有所差异,这种差异被视作制造中的偏差。在设计环节内,就有必要防控这种过大的偏差,因此需要衡量全方位的综合设计要素。例如原材的破损或高温带来的机械变形,这些都被归入设计要素。设计人员要兼顾更多的要素,这种基础上选取合适的设计手段及测量用具,经过改进得到优质的设计方式。 2.2确保加工的优质性 确保优质性的机械制造,要从全程入手来提升总体的零件制造质量。具体设计时,应能从严依照给出来的指标予以设计,优先选择最恰当的加工步骤。应当因地制宜,筛选合适的零件原材及型号规格,确保规格及型号的一致性。确保合理且适当的机械设计,在更大范围内减低总体的加工成本。各类机械零件都表现出差异的结构,与之相应的精确度也并不相等[3]。制造零件的流程中很难彻底杜绝隐含的偏差,然而过大的偏差将会干扰到零件的优质性。为此,先期就要详细予以运算,结合实情设置合理的用材总量并且提供全方位的零件检测。针对某些偏差过大的零件还需再次妥善处理,对于表层有必要适当切削以此来确保平整性,这样做就防控了潜在的精度偏差。 2.3采纳新式理念 机械制造相关的技术都在更新,有必要接纳新式的机械设计理念。从行业特性来看,机械制造附带的污染是较高的,因而应当优选可持续性的新式加工理念。设计人员要摒除不适当的认识,在具体设计时也要注重选取污染更小的新式设计思路。在日常设计中,可以提供绿色理念用来指引机械设计,融入节能且环保的新式绿色技术。与此同时,设计者也不应忽视附带性的资源损耗,应当优选最佳环保性的机械材质用来设计。针对报废后的机械零件,还可以有序予以回收。 3合理化机械设计的建议 机械设计构建于机械工艺的基础上,在详细设计过程中应能衡量综合的设计要点,例如零件的特性、尺寸以及精度。经过全面的衡量及考虑,才能妥善把握设计流程内的技术要点。进行合理的设计,不可以忽视消耗的机械设计成本,要在确保优质的前提下着力减低成本。如果条件允许,设计人员还可借助于巧妙构思来减小机械原材的总消耗量,用更低的成本投入来收获优良的设计实效[4]。设计人员在给出了某一制造方案后,需要经过调试的步骤才可以进入安装。因此,也应当注重设计后的安装调试。调试过程中通常可以测出隐含的设计偏差,各类零件表层也会呈现出不同层次的粗糙度。调试的过程中,需要优选恰当的刀具以此来提供必备的保障,调试得出的机械制造方案才会真正符合现今的市场需要。 3.1全面更新加工程序 在机械制造领域内,工艺流程体现为更高的技术特性。经过详细的制作后,机械制造可以把某一原材转为可用的产品。具体在制作时,先要初步加工而后才可以获得某类成品或半成品。在某些情况下,还需针对于半成品予以再次加工,进而构成全方位的制造流程。 3.2调整为合适的加工精度 具体而言,精度控制包含了零部件的尺寸、加工的位置及形状、零件的表层质量。有序控制零件的精度,才能在总体上获得更优的零件加工实效。未来的探索中,需要深入完善自动形成法、固定标准下的刀具控制法以及试切法等。机械制造应能确保最佳的精确度,唯有如此才能落实后续的顺利加工。 3.3改进装夹工艺 从加工角度来看,装夹的工序可用来定位精确的零件位置。在制造零件前,先要安放于特定的模具或者机床上方,这个步骤即为装夹操作。经过装夹操作,零件可以被固定至机床。装夹的具体操作也关系到总体性的零件质量。可以选用特定的夹具用来装夹,也可依照实情来选用其他方式。若要加工得到精准的零配件,那么不可缺乏初期的装夹定位。设计机械产品时,通常可选多类的定位方式。相关人员应能结合实情来适当设置定位,这是因为恰当的定位更加便于后续施工。针对各异的情况,机械制造可选的定位方式也表现出多样性。 4结束语 技术进步的总体趋势下,机械制造也提升了综合的水准。具体在制造各类机械零件时,先要给出全方位的机械设计。合理的设计思路可用来提供明确的机械制造指导,服务于根本性的制造质量提升。机械设计中的合理化思路可以缩减消耗的总成本,同时也避免了冗余的设计流程。然而从目前看,机械设计并没能达到完善,仍有待长期改进。未来的实践中,有必要继续摸索合理化设计的珍贵经验,从全面入手来确保机械制造及设计的优质性。 作者:曾华 单位:重庆机床(集团)有限责任公司 制造工艺论文:机械制造工艺基础课程改革论文 一、《机械制造工艺基础》课程教学方法的改革创新 《机械制造工艺基础》课实践性很强且内容大多枯燥、难懂。这对缺乏实践经验的学生来说更是如此,无形之中给专业课的教学带来了困难。因此要设法提高学生的学习兴趣,实践证明,教学方法的改进是解决这一问题的根本途径。目前,国内教育专家在探讨这一个问题时提出过不同的教学方法,比如激励式教学法、引新式教学法、开发式教学法、情景式教学法、兴趣式教学法等等。这些方法的共同点都是正确引导学生积极学习,培养学生对专业学习的兴趣,充分发挥学生的主观能动性。《机械制造工艺基础》课程特点要求学生具备扎实的专业基础知识,如工程制图、机械零件和机加工工艺装备等。同时又要求学生具有灵活处理问题的能力。随着科技的进步,新材料、新工艺不断出现,传统的加工制造方法被许多先进工艺所取代。这就要求教师不断更新知识,苦练基本功,加强教学内容的时代性和新颖性,加快实践教学的步伐,及时掌握最新的理论研究和发展动态。传统的教学方法与现代化的教学手段相结合应该说是一种挑战,信息化的快速发展为这种教学方法提供了可能。多媒体教学的建立为这提供了技术支持。在教学过程中应充分运用网络教学资源和现代化的教学手段,加大了教学信息量,使教学效果更加直观。通过建立虚拟网络实验室,使得学生自主学习,掌握学习的主动权。这种教学模式由传统的学生的被动接受知识和教师“静态”教学转变为一种学生积极主动的参与学习和教师“动态”的教学。通过这种交流,使师生之间的关系更为融洽 二、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。提高学生的综合素质为考核中心,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,比如考核成绩可以由三部分组成:平时成绩占30%期末成绩占35%创新思维及能力35%。同时,每个部分又由理论和实践组成,其中理论成绩占40%,实践成绩占60%。在平时成绩中,理论部分可以由课堂提问、作业、考勤等获得,实践部分可以由平时实训、实验的能力获得。期末成绩中,理论部分由基本理论考试获得,实践部分由技能实训操作获得。创新思维及能力成绩中,理论部分可以由专题讨论等形式获得,实践部分可以由生产实习报告、体会等形式获得。建立合理的考核评估体系指标是衡量教改成功的关键因素。考核指标的出发点必须结合本专业的实践教学特点,充分体现素质教学和实践能力教学的情况,考核的核心是学生的实践动手能力。同时,要注重考核反馈,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。 三、加强实践教学,培养创新素质 机械制造工艺基础是一门基础学科,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。实践是知识的源泉,实践性教学对于知识的获取、能力的形成与发展起重要的作用,因此,实行理论与实践相结合的教育,使学生掌握的理论知识向实际能力的转化,这样才有利于学生的创新素质的培养。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加工方法。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。在本课程教学中,要创造条件让学生更多的接触生产实际。例如:参观实验室、陈列室、工厂车间、开设实验,进行多媒体教学,组织现场教学等等,不断积累实践知识,激发求知欲。如机床工件的装夹方法的学习,可以让学生在现场进行装夹练习,提高学生的学习兴趣,使学生容易掌握不同形状工件的装夹方法。对渐开线齿轮的范成,可组织去工厂现场参观齿轮加工,对插齿、仿形加工过程进一步加深理解。对减速器的结构分析及装配,可使用生产实用减速器进行结构分析、拆装实验等。只有教师在实践教学中不断丰富,不断提高实践教学的能力,具有较高的创新素质,成为领头的创新者,才有利于促进教学相长,培养出创新素质的人才。 四、总结 根据社会和企业对机械类人才的需求,结合职业教育的特点,应遵循“以拓宽基础、注重实践为核心,以培养学生实践操作技能为主线,以新技术、新方法、新手段为内容”进行课程改革。这就要求在教学中,要整合教学内容,使之能够适应现代机械产品的设计以及制造的要求;拓宽基础、注重实践为核心,从多方面培养学生动手能力,培养学生实践操作综合技能,把所学的知识融会贯通,打破相关课程彼此封闭的学科界限,有利于发掘学生的潜力;在教学中要以学生为中心,为充分调动学生自主学习的积极性,采用讲授、实践操作、讨论和自学相结合的教学方法,充分利用学校教学资源,通过实践环节培养和提高学生的创新能力。总之,教师要认真钻研业务,拓宽思路,吸收本专业领域的新技术、新方法,吸收新的教学方法,大胆进行课程改革,更好的为技工教育服务。 作者:赵升彦 单位:陕西省建材技工学校 制造工艺论文:机械设计制造工艺综述 1、现代机械设计制造的特点分析 机械设计的制造的发展是与各种学科的发展分不开的。不仅是机械专业,还要应用到哲学、心理学、思维和智能科学的研究成果,现代应用数学和化学、物理学等的研究成果,机械电子学、控制理论与技术、检测技术和自动化领域的研究成果。尤其是当代广泛应用电子计算机,以及现代信息科学的飞速发展,促进了现代设计技术的理论方法体系的形成与发展。因此,相比于传统的机械设计制造,现代机械设计制造具有以下特点。 1.1传统的机械设计制造过于注重人的感性经验和主观态度,对人员的技艺和判断能力具有较高的要求。但是,由于计算机的广泛应用,从而能够制定出更多更快速的方法。现代传统的机械设计更加注重的是新的方法和经验。 1.2传统机械设计制造比较单纯地侧重于机械自身所要求达到的能力;而现代机械设计制造,更加讲究各个要素的配合。具体说就是:机械设计制造理念与所处的环境和人的需求相适应,充分考虑到人的生物性和感官等因素,并且周密考虑机械生命循环的整个过程,充分计算好从设计、加工到使用、修理、报废等与人和环境的联系,从而促进了可持续发展的实现,平衡了生产与环境之间的关系。 1.3传统机械的设计制造更加注重力学的作用,在设计制造的过程中,强调把握力学能力,而现代设计制造发展了这类效果,具有了更宽阔的设计的领域、更广的范围、更多样的手段。 1.4在传统的机械设计制造流程方面,在总的目标下,设计方案形成很多的层次,每一遍的方案经修改后进入下一轮,因此要消耗很多的时间和能源才可能完成一个设计,而选择的所谓的最好方案,也可能因为没有直观的感受而带有主观性。现代机械设计对于重复浪费的现象有了很好的避免措施,在计算机内直接输入数字和方案,从而得出立体图,设计人员通过内部数字的调整,就可以得到最佳的设计方案。 2、现代机械设计制造的创新 机械创新制造设计主要是指,设计者充分发挥创造性思维,对现有的科学技术成果加以利用,设计制造出新颖、实用、具有创造性的机械装置。机械创新设计制造技术与机械系统、优化、可靠性、计算机辅助、有限元等设计一起,构成现代设计方法学库,邻近学科的有利的设计思想和方法,有待于进一步的开发。随着人工智能、专家系统、认识和思维科学、人脑研究的发展,人们益受重视机械的创新设计制造。原因有二:一是专家系统、人工智能、认识和思维科学、设计方法学等提供了一定的理论基础;二是研究和发展创新设计,有利于对于人类的创造思维机理进行解释,又能够推动一系列科学的发展。 创新设计制造的内容主要包括两个方面:一是在生产生活中对现有机械产品的性能(技术性、可靠性、适用性以及经济性)进行改善;二是为了满足新的生产生活的需要,设计制造出新的产品。创新设计制造的核心内容就是,对于机械产品创新发明的机理、模式和方法进行探索,程式化、定量化地看待机械产品的创新设计制造过程。受地域广、人口等因素的影响,一直以来我国的机械工业保持着快速发展的良好态势,但这难以掩盖其发展方式过于粗放的问题。导致这一问题存在的主要原因是,对机械工业的发展政府的宏观调控不足,致使重复建设同类型的机械产业,且区域发展不平衡,核心竞争和经济效益都比较低下。因此,必须要改革机械工业发展模式,优先考虑机械工业质量的提高,坚持以集约型增长方式取代变粗放型增长方式。 改革开放以来,为了推动国民经济的快速发展,在很多的时候,我国的机械工业走的是世界采购、国内组装的发展道路,不但本土技术严重缺乏,而且严重制约着发展的规模和产品的效益,更是制约国内机械工业发展的最大瓶颈。鉴于此,在“十二五”期间,机械工业应抓住国家政策的扶持和引导的有利契机,加强开发基础技术、工艺和产品,打破传统的发展模式,促进主机与零部件行业相互配合和推进,实现二者的同步发展。坚持“绿色为先战略”,一是在机械工业生产的过程中,重视保护生态环境,最大限度地做到节能减排;二是在研发制造使用机械工业的产品的过程中,坚持保护环境和节能减排的目标,走绿色制造和循环经济的新型工业化道路。 3、总结 综上所述,在国家发展中机械设计制造占有很大的比重,作为一项参考标准,它衡量着一个国家的发展水平。但是在机设计制造领域,我国还存在着一定的问题,还需要付出更大的努力从根本上加以解决。 作者:王秀凤 单位:内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司 制造工艺论文:机械制造工艺学课程试题库的建设分析 试题库建设的原则 1.试题库包括的知识面要广、储存量要大课题组在收集课后习题以及该门课任课教师提供的试题后,经过总结和筛选编写了《机械制造工艺学习题集》。习题集中包括填空题、判断题、选择题、名词解释、分析题和计算题等各类试题,涵盖了大纲要求的全部内容。 2.要考虑到试题的难易度和区分度由于学生的基础、努力程度等各不相同,所以命题时要对区分度加以考虑,考试题目的难易程度要有梯次,这样就可以把各学生的学习效果区分开来。 3.题目各自独立,各题间不互相关联和重复每道试题都要经过仔细地推敲和审核,避免某题的文字和答案的表述为其他试题提供线索;题目的语意表达要清楚、简明扼要,措词应该严谨。 4.试题库应该具有准确性、实用性应以“边使用,边完善”为原则进行“机械制造工艺学”试题库的开发,使用户能方便地管理和维护试题库。用户应该能对题库中的试题进行修改、编辑和删除,能够任意寻找、过滤试题库中的试题。这样,通过用户的主动干预和程序的智能组合,能快速地生成练习和试卷,实现教学工作的智能化。 “机械制造工艺学”试题库建立的具体步骤 “机械制造工艺学”试题库的开发过程,既需要专业课任课教师对题库的内容和整体功能进行设计,又需要专业编程人员对程序的实现,需要二者密切合作,其中任课教师还要负责题库的测试和维护管理等工作。编程人员主要采用的软件为:可视化编程语言Delphi7.0、SQL server2008、Microsoft officeword2003等。在试题库的编制过程中,坚持准确性、科学性和实用性的建设思想。 1.试题的准备收集首先是教材中课后练习的筛选,由相关人员将那些知识要点突出、方法典型、综合性强的试题全部录入,现已基本完成。再者是收集项目组成员自编试题以及部分市售试题,项目组的每个成员都是有多年教学经验的教师,他们在长期的教学实践中都积累了大量的具有其独特知识热点的试题,因此要求每个任课教师都需提供一定数量的自编试题,要求试题的知识点要全面,类型要丰富,要做到从不同角度测试学生对各个知识点的掌握。然后,认真填写每道试题的试题卡片,题卡中应该包括的内容为:试题所属章节、试题题型、试题测试涉及的知识点、难度、解题过程及答案等。试题卡片制作完成后,应该按章节、类型等进行综合归类,并且对其进行排序和编号,同时编制试题检索目录,以便于后期的选择和查找。 2.试题库参数的确定首先通过多方面查阅大量的试题库建设资料,在此基础上通过对比选择试题类型、要求程度和试题难度共3个参数作为建库的参数。 (1)试题类型:主要包括两大类试题类型,即主观题和客观题。其中,客观题为单项选择题和判断题;主观题包括填空、名词解释、分析和计算题。选择、判断、填空、名词解释、分析和计算题的比例分别为10%、10%、15%、15%、20%和30%。 (2)要求程度:即试题内容应该能够反映教学大纲中所要求的程度,即了解、熟悉和掌握3个层次。要求了解的内容占10%左右,熟悉的内容占35%左右,掌握的内容占55%左右。 (3)试题难度:将试题难易度分为4个等级,即容易、中等、较难和很难,其比例为20%、30%、30%和20%。 3.试题库的开发编程人员利用Delphi7.0、SQL server2008、Microsoft officeword2003等软件,开发具有“机械制造工艺学”自己特色的试题库。 4.软件的管理与维护试题库的管理与维护是一个长期的过程,要边建设、边使用、边管理、边完善题库系统。 “机械制造工艺学”试题库的应用 1.应用对象选择机械设计制造及其自动化专业2009 级 (1)班参加传统“机械制造工艺学”考试,其考卷由授课教师出题;拟选择该专业 (2)班参加试题库随机抽卷出题考试。 2.研究方法两个班级具有相同的任课教师、相同的考试时间、相同的试题类型和相同的题量。在考试结束后,客观题利用计算机进行判分,主观题则是由教师按照统一标准对其进行流水判卷。然后对考试成绩进行统计学分析,看两个班级的成绩是否符合正态分布。 3.结果分析通过统计软件对两个班级的试卷进行统计学分析,包括对试题的难度、试题的信度、试题的区分度和效度等进行多方面的试卷分析,并且分析考试结果是否理想及其原因。考试结束后还要对参加考试的学生进行随机问卷调查,调查他们对考试试题的满意度以及建议。 4.题库考试评价体系试卷分析是考试管理中的最后一环,也是最为重要的一环,是对考试的深化和提高。只有在考试后不断地进行总结评价,然后将分析结果反馈到试题库中去,摒弃那些不合适的试题,优化题库,才能真正提高试题库的质量。 结束语 “机械制造工艺学”试题库的应用不仅能够培养学生刻苦学习的自觉性,提高教学质量,而且使试题管理工作变得更加高效便捷。试题库的应用有利于教师考核学生,还将有利于促使学生根据大纲内容仔细阅读课本,拓宽其知识面,深化其知识程度,锻炼其独立分析问题的能力。总之,试题库的建立和应用是现代教育的必然趋势,但是同时它也是一个不断积累经验、不断改进的过程。在今后的实践教学中将继续对题库中的试题进行检测与分析,不断调整试题参数,从而确保试题库的高质量。 本文作者:李宝玉 陈恒高 韩霞 戚增坤 李庆达 制造工艺论文:绿色制造理念机械制造工艺分析 摘要:现在随着科技的发展、工业水平的进步,人们的生活水平都获得了很大的提高,社会生产力也因此进步很快,但是工业的发展也给环境带来了一定的破坏,所以绿色制造这个理念也就应运而生了。绿色制造就是一种把对环境产生的影响也考虑在内的一种现代化的制造模式,这也是未来制造业的必然趋势。该文先阐述了绿色制造这一概念然后对一些基本类型进行分析。 关键词:绿色制造;机械制造;工艺技术;绿色设计 在人类进入现代工业化社会以来,面对的3个主要问题就是环境、人口和资源,这3个问题都不容小觑,人类面临的危机已经与日俱增,其中环境问题已经对人类的生存和进一步的发展带来了严重的威胁。机械制造业在持续进步,与此同时,也要开始重视对环境和生态的保护。要把对环境产生的影响和在资源上计算的效益都考虑在内,这样就形成了绿色制造的概念,对这一概念进行贯彻,对实现资源无害化和实现可持续发展都有着重要作用。 1绿色制造这一概念的含义 绿色制造是一个新兴概念,根据其所注重的理念,又有数个别的名称,比如清洁制造、环境意识制造和生态制造。绿色制造是指把对环境的影响和资源的有效利用都综合考虑在内,来贯穿产品的整个生命周期的各个环节,从正式制造前的原料提炼、材料选择和设计,到生产环节中的生产和包装,还有之后的使用、维修和报废回收,把对环境的污染和对资源的消耗都降到最低。这种模式就可以在实现经济效益的同时,也兼顾对环境和资源的保护。绿色制造理念下的制造工艺的基础仍然是传统工艺技术,首先同样是对产品的功能质量和成本进行确保,然后把环境和资源这两个因素都纳入综合考虑之中,产品在进行生产的整个周期都减少对环境的污染,同时对资源的使用和能源的消耗也压到最低。 2绿色制造理念下,工艺技术的几种类型 2.1对能耗进行降低的工艺技术 首先可以在降低能耗方面对加工工艺进行改造。目前降低能耗的主要办法一般是减磨或者采用低能耗的工艺。在机械做功的过程中,总是要消耗大量能量的。这些能量一部分会转化为有用功,但是其余的部分就会被作为无用功消耗掉了。而这些消耗的能量一方面是不必要,另一方面是会造成有害的损失。损失掉的这部分能量带来的害处是多方面的,首先可以因为摩擦损失掉一部分能量而造成精加工紧固带的下降;引起震动和噪音,进而对周围的环境造成污染,对工艺系统的安全可靠性带来破坏,在严重的时候对操作者的人身安全也会产生威胁。 2.2对资源消耗进行降低的工艺技术 在具体的生产过程中,我们也可以对生产工艺系统的诸多组成要素进行简化,从而达到节约材料的效果。想要实现对资源的节约,可以从两个方面入手,设计方面和工艺方面。首先在设计上,可以通过例如对设计技术进行优化等途径来对原材料的利用率进行提高,优化设计,减轻零件重量,简化结构以减少零件的数量。在工艺方面,可以依靠高新科技,刀具和材料选用新型规格,增强刀具的使用周期;逐步减少切削液的使用直至取消,以求减少加工废物的排量,来降低对环境的污染;并且通过新的技术对毛坯制造技术进行改良优化,以求达到加工余量的减少,综合以上因素共同促成原材料消耗的降低。 2.3兼顾环境保护的工艺艺术 在具体的生产进行中,也可以通过一定的技术来降低或者消除对环境和生产者有影响的物质,这种技术就是环境保护型工艺技术。通过输入,通过技术手段来获得输出,就是生产,在目标产品以外,生产加工过程中往往还会产生一些其他的物质,这些物质可能是废气,可能是废液,也可能是废渣和噪声,这些物质对环境和生产者都会产生不良的影响。从机械制造的设计阶段就开始进行全面管理,末端的治理技术也要重视起来,这样就能积极预防污染产生,可以有效达到保护生态环境的目的。 3绿色制造理念下,如何具体改造制造工艺 3.1以绿色设计理念为先导 在绿色使用技术进行研发时,研究人员需要进行注意的是要对产品的生命周期进行掌握,原因是绿色理念上的设计使用决定了产品的生命周期,这是机械制造过过程中较为重要的一环。绿色设计在概念体现上,也会被归类为环保设计、生态设计等。这些技术的研发直接体现了环境的生态设计与使用,会在设计的过程中将产品的功能发挥与使用寿命进行体现,绿色设计,顾名思义是让产品的生产与设计细节上彰显出绿色理念,可以让产品的使用并行性与可回收性得到体现。在对产品进行设计时,应该得到考虑的是让产品的结构与其他细节都可以得到科学的规划,让产品的各个细节都可以对环保的属性进行体现。但是在实际的设计过程中要将各个环节的衔接进行重点考虑,防止出现的误差过大影响机械的使用。 3.2选择绿色原材料 选择绿色原材料是实现绿色制造的前提条件。绿色制造理念下的原材料不仅要具备较强的适用性能,而且还需符合机械制造工艺基本特性的要求,并与环境保持良好的协调性。因此,在选择机械制造原材料时,应把握好以下几个事项。(1)尽量选择可再生的原材料,以便于及时回收,从而提高资源利率,实现绿色化生产和可持续发展。(2)尽量选择环境兼容性强的原材料,有毒、有害、辐射性强的材料尽可能不使用,以降低环境的污染性,减少产品毁弃物,提高材料回收率,确保生态系统的平衡。(3)尽量选择原料丰富,成本低、污染小的原材料,少选用价格昂贵、污染大的材料,以节约资源,降低成本,保护环境。 3.3采用绿色工艺技术,例如少无切削加工技术 该技术目前被广泛运用于机械工业中。随着各种新技术、新工艺的迅猛发展,精密铸造、冷挤压、直接沉积等成型技术在机械制造中的应用逐渐成熟起来,并逐步从接近零件形状向精密成形、仿形方向深入发展。采用这种技术代替传统的切削加工技术,对于不需要机械加工的成形件可直接使用,这样既能够减少传统毛坯制造时的能耗、物耗,提高资源利用率,同时又能够缩短产品的制造周期,降低产品生产费用。 3.4建立有效合理的监督机制 监督机制要形成立体的监督体系才能行之有效,系统外部之间的互相监督、系统内部进行自我监督、来自社会各界的监督和相关部门进行行政和法律层面的监督都很重要。其实立体的绿色监督机制又根据参与主体分为软硬两种,软监督一般强调以民众作为监督的主体,硬监督则是通过法律法规进行强制性监督。两种监督方式联合起来,几大监督角度组成立体监督网,才能更完善地实行绿色制造理念。 4结语 绿色制造这个理念已经在全世界范围内得到越来越广泛的重视,机械制造业的模式也会脱离旧有的传统制造模式,而向新颖的绿色制造模式进行转变。但作为一个新鲜的理念,绿色制造仍然不够完善,在技术上还需要进步,还需要有效手段来提升资源利用率、降低能源消耗、加强对生态环境进行保护,以求让机械制造这个行业更好地为社会进步起到自己的作用。 作者:郭昌鹏 单位:浙江省桐庐县桐君街道杭州技师学院机电系 制造工艺论文:机械制造工艺与精密加工技术的分析 摘要:机械制造行业是国民经济的组成部分,具体机械设备具有极高的应用价值,可以广泛的应用到诸多领域中。针对机械制造的解读,需要详细的展开机械制造工艺和精密加工技术的分析,旨在推动机械制造水平的提升,推动经济的发展和进步。 关键词:机械制造工艺;精密加工技术;焊接;切削 智能技术的发展,推动机械制造自动化水平的提升,也加大了机械零件制造质量与精确度的提升,极大的推动了机械制造行业的发展。然而,对机械制造工艺技术要求逐渐提升,使得传统机械制造工艺水平和零件精度不能满足机械制造的发展的需求,需要改进和优化。基于此,本文对机械制造工艺展开探讨,并详细的对精密加工技术进行阐述,具体内容如下。 1机械制造工艺与精密加工技术特征分析 分析机械制造工艺与精密加工技术特点,明确二者之间的联系和作用,为精密加工技术的有效应用和制造工艺优化奠定基础。(1)关联性。机械制造工艺与精密加工之间具有一定联系,借助精密加工技术可完成对机械制造工艺的优化,进而推动机械零件的加工质量和加工效率,满足行业发展的需求,规避质量隐患。二者的综合作用,可以推动机械制造企业的发展和进步。(2)系统性。机械制造工艺可以将诸多现代技术综合利用,有效的对工艺的各个流程进行优化,机械制造工艺中的精密加工技术应用,有助于推动机械制造成为一个完成的系统,继而推动机械制造的整体质量。(3)竞争性。经济一体化影响,使得机械制造工艺与精密技术受到市场的影响较为明显,进而优化的机械制造工艺与先进的精密技术有助于的推动制造企业提升产质量、生产效率,并降低生产成本,进而推动机械制造企业市场份额提升。 2机械制造工艺分析 现阶段,机械制造工艺复杂且逐渐借助信息技术,对提升工艺效率和工艺质量具有积极的作用。且需对不断优化的机械制造工艺展开解读,具体的制造工艺如下。(1)气体保护焊接工艺。焊接工艺是机械制造工艺中不可缺少的重要部分,为了避免焊接过程中,外界因素的影响,选择气体保护焊接工,可以起到熔池和促进电壶与空气的分离,进而保障焊接质量。通常情况下,考虑效益因素,可以选择CO2气体保护焊的方式,有效的完成对焊接物的保护,积极推动机械加工质量的提升。(2)搅拌摩擦焊焊接工艺。同样属于焊接工艺,且常用语大型生产线中,实现汽车、飞行器等的制造。且经过长期的实践研究,搅拌摩擦焊焊接工艺得到的完善和改进,可以更为有效的应用到诸多领域中。目前,搅拌摩擦焊焊接工艺具有材料消耗少,所需焊接温度较低的特点,具有较高的应用价值。(3)电阻焊工艺。这类工艺的具体实施中,将两个目标焊接件置于电极之间,借助焊接电流,实现对两个目标焊接件的接触区域的加热,且达到熔点后,目标焊接件表面的金属原子分离,并形成金属键,再由金属键的相互作用,完成焊接的目的。这类焊接方式焊接过程简单、效果明显,焊接成本、低效率高。(4)埋弧焊工艺。焊剂层与电弧的综合作用,完成对零件的焊接。现阶段,主要选择自动埋弧焊的方式。这类焊接工艺具生产率高、焊接质量稳定的方式,且不会造成弧光与烟尘的特点。具体的机械制造工艺中,需要结合具体的焊接需求,完成对机械制造工艺的选择,从而保障机械制造工艺的有效应用,降低质量隐患。 3精密加工技术分析 精密加工技术是完成对一些精度为1~0.1μm、表面粗糙度为Ra0.1~0.01μm的技工技术。精密加工技术属于一种先进的加工技术,可以有效的完成对各类精密零件的加工。(1)精密切削技术。所谓精密切削技术,是机械制造工艺中常用的精密技术类型。为了完成对精密切削技术精度的提升,需要先选择适宜的切削材料,且对诸多外界影响因素进行排除,从而保障精密切削技术的有效应用。对于机床设备,需要保障机床具有较好的刚度,不会受到零件切削过程中温度影响,产生变形的现象。此外,还可以通过增加机床主轴的转速。再结合精密定位技术和控制技术,推动精密切削的实现。(2)精密研磨技术。对于零件表面粗糙度在1~2mm范围的零件,传统抛光和磨削等技术不能满足研磨的需求。故此,选择精密研磨技术,可以有效的完成对这类零件的加工,从而使得零件的整体性能和精密度达到设计标准。(3)纳米技术。这类精密加工是机械加工制造中的重要技术类型,将物理和工程技术的有效结合。运用纳米技术可以有效的完成对硅片的加工,实现线条的布置。具体的精密加工中,需要结合具体的精度需求,完成适宜的精密加工技术,进而推动机械制造工艺的顺利完成,从而保障加工工件的整体质量。 4结束语 机械制造行业是社会经济中的重要组成部分,且机械制造的相关产品,充斥着人们的日常生活中。针对机械制造工艺的分析,详细对的具体的焊接技术展开解读,并根据具体加工原材料情况,选择适宜的焊接工艺。对于精密加工技术,是完成对精度高零件加工,其中精密研磨技术、精密切削技术和纳米技术等均是精密加工技术的基本技术类型,对推动机械制造企业的持续健康发展具有积极的作用与意义。 作者:焦亚男 刘雪 李洋 单位:山东五征集团 制造工艺论文:材料成型与控制工程模具制造工艺技术 摘要:目前我国制造行业面临着前所未有的发展前景,极大的促进了工业的进步与发展。材料成型与控制工程模具技术在制造行业中占有非常重要的地位,目前赢得了越来越多人的关注,很多新工艺、新技术开始应用于生产之中。基于此,文章主要针对材料成型与控制工程中金属与非金属材料成型加工技术进行了分析,希望可以为同行的研究提供一些参考。 关键词:材料成型控制工程;模具制造;工艺技术 相较于改革开放之前,当前我国社会经济发展水平显著提高,这无疑为制造业、工业带来了广阔的发展前景,特别是对于材料成型与控制工程磨具制造领域来说,很多新技术、新工艺开始涌现出来,引起了人们的关注。在现在这个科技不断发展的时代中,如果单纯依靠理论和实验来处理材料加工中的困难,是很难达到理想的效果的[1]。因此,计算材料方法开始引入到材料加工领域中,成为当下解决材料加工问题的一种有效手段。在具体问题的处理过程中,还应全面、系统的处理问题,完成理论与实验难以解决的工作。 1材料成型与控制工程概述 材料成型与控制工程需要要就材料结构、材料性能及表面形状如何改变、加热过程中材料可能受到影响的工艺等,在综合材料到产品设计开发领域中,材料成型与控制工程一直都是非常重要的理论与方法,在整个现代制造业中占据十分重要的地位。材料成型与控制工程需要对热加工改变材料宏观性能、微观结构、表面形状进行研究,分析结构、形状、性能改变过程中工艺因素对材料带来的影响,将成型设备、成型工艺开发及工艺优化的相关理论问题解决好,研究制造模具过程中的热处理、材料及加工方法等相关问题。目前我国很多工科院校都开设了材料形成与控制工程专业,同时该专业目前也是很多职业技术类学校开设的重要专业,主要培养学生的材料成型加工、控制工程、模具设计指导等专业知识,为社会输送应用开发、科学研究及工艺设计方面的技术类人才与管理类人才[2]。 2金属材料成型与控制工程模具制造技术 目前制造行业出现了前所未有的繁荣,促进了工业的整体进步与发展,其中材料成型与控制工程模具开始引发人们的关注,人们不仅关注这方面人才的培养,同时还将目光聚焦在了该领域出现的新技术与新工艺上[3]。 2.1金属材料一次成型加工 (1)挤压成型:应用该项技术时,首先需要将待加工的坯料放到模具中,进行加压处理之后再压力的作用下,预先加入模具中的坯料会发生变形,从而获得产品。利用挤压成型技术获得的产品,其塑性比较好,同时还不容易发生变形。(2)拉拔成型:首先应在模具中放入坯料,进行拉拔处理,预先加入的坯料在拉力作用之下会发生变形,通过加压产品。利用这种技术制成的产品,其变形阻力非常小,但是要注意,要想达到预期的拉拔效果,必须在生产过程中利用性能非常好的坯料才行。(3)扎制成型:该项技术在应用过程中主要是利用扎轮旋转力作用使坯料发生塑性形变,最后生产出产品。 2.2金属材料二次成型加工 (1)锻造成型:该技术可以通过自由锻造、模型锻造两种手段实现,其中,前者是指在压力机表面放置坯料,利用制作企业施加外界压力获得符合要求的产品。利用该项技术不需要模具即可完成;后者指在压力机表面放置坯料,利用模具的压力使坯料发生塑性变形,从而获得产品。应用该技术可以用来加工复杂形状的产品,因此目前已经将其应用于工业化生产之中[4]。(2)冲压成型:这项技术是指在压力机表面放置金属板材料,在压力作用之下金属板会发生塑性变形,将模具从金属板上分离开,最后得到形状、大小一致的产品。(3)旋压成型:利用旋压成型技术时,需要将板料放在芯模上,降板料压紧,板料在压力作用下随着芯模发生转动,进而出现一些塑性变形,最终获得形状、大小一致的产品,应用该项技术时所受的阻力非常小,产品的尺寸也相对较大,需要的模具也不是很复杂,但是该项技术的生产效率并不高。 3非金属材料成型与控制工程模具制造技术 非金属材料成型与控制工程模具制造技术主要可以从挤出成型、注射成型及压制成型三方面分析。 3.1挤出成型 挤出成型技术目前已经应用于工业制造领域,产品生产的连续化可以得到实现,同时生产效率比较高,获得的产品其品质也比较高,可以将其应用于多个领域之中。挤出成型技术应用的装置都比较简单,需要的设备投入也比较少,短期之内即可收回成本,且不会由于生产对环境造成污染,投入的人工成本也比较小,因此,可以将其广泛的应用于工业化生产领域之中。 3.2注射成型 注射成型技术的原理是在注射设备中放原材料,在注射设备中完成材料熔化处理过程,在相应模具中注射熔化以后的材料,然后对材料进行冷却处理,固化处理之后拆除模具后即可得到产品。注射成型技术可以应用于复杂结构产品生产领域中,提升大批量生产的生产效率与生产质量。 3.3压制成型 压制成型技术是指在特定模具空腔中放材料,然后加压处理,最后获得产品。但是该技术需要较长的周期,整体产品生产效率也不是很高。 4未来的发展方向 不久的将来精确成型加工工艺必须会成为机械加工的主要发展方向,特别是对于那些对工件要求较高的汽车生产领域中,精确成型必然会得到广泛应用。当今社会经济发展水平下,我们不仅要依靠理论、实验来解决加工过程中中面临的困难,同时计算材料方法也会更多的应用于材料加工中,利用这种方式可以更加全面的分析和处理问题,从而达到理论、实验不能达到的效果。 5结语 总之,当前市场对产生效率、生产力的要求越来越高,同时对机械产品的品质也提出了较高的要求,企业要想在市场竞争中发展,就必须不断发展生产力,在现有技术层面上进行持续的创新与改革,不断提升企业的综合竞争实力,这样才能更好的迎合市场的发展趋势,更好的促进机械制造领域的发展进步。 作者:余小员 单位:阳江第一职业技术学校 制造工艺论文:机械制造工艺的可靠性分析 【摘要】基于当前机械制造工艺的过程中存在的问题,文章对其问题的具体内容进行了分析,主要包括:缺乏系统性认识和全局的把握、缺乏严格细致的评定标准以及缺乏可靠的评定方法。此外,提出了机械制造工艺的可靠性研究对产品性能的工艺参数以及产品实用性方面的影响。旨在为机械制造行业相关建设者提供一些建议。 【关键词】机械制造工艺 可靠性研究 指标体系 工艺可靠度随着我国市场经济发展进程的不断加快,各个领域的建设迎来了发展的契机。机械制造业更是我国基础设施建设的支柱型产业,其行业间的竞争情况也异常激烈。部分企业为了快速提高自身产品的上市周期,从而降低了研发的周期。这种情况就导致了机械制造产品的质量每况日下,究其原因是制造工艺不合格的问题。文章对可靠性研究的重要性进行了阐述,其目的是引起相关企业的重视。只有将自身机械产品的质量提高上去,才是体现自身核心价值观的方法。 1进行机械制造工艺可靠性研究的重要性 机械制造工艺经相关专家学者进行的长期研究和实践后,不难发现其设备使用的耐用性与机械制造工艺的可靠性有着直接的联系。同样的机械制造产品,工艺的可靠性越高其设备的使用年限就越长。通过研究可以明确机械制造产品在使用过程中的缺陷弊端,进而进行改进以提升其设备的使用年限。事实证明,只要进行了可靠性研究的机械制造产品,其后期使用的维修次数和返厂周期就小,而且研究的时间越长其效果就越明显[1]。就目前来说,我国机械制造产品的可行性得到了大幅度提升,可靠性研究在其过程中起到了决定性的作用。然而,在机械制造的市场环境里仅靠可行性研究就想把其发展的劣势转变过来是不够的。这是因为在产品制造过程方面存在着诸多影响因素,其在很大程度上拖慢了我国整体机械制造市场的前进步伐。针对这一问题,仍要从可靠性研究进行入手解决,但需要扩大可靠性研究的范围以实现改善整体市场环境的目标。这一过程需要相关工作者做大量的机械制造行业内的信息数据分析,只有这样才能使可靠性研究的效果放到最大。除此之外,在研究的过程中不应只停留在机械制造的设计的阶段,还要对整个机械制造行业的工艺数据进行长期的分析。而机械制造工艺的不合理主要体现在生产阶段,而生产阶段又是占总制作机械产品费用的一半以上的阶段。因此,对这一过程进行可靠性研究是非常必要的。 2机械制造工艺可靠性研究对产品性能的具体影响 2.1工艺参数 机械制造工艺产品的可靠性主要体现在其能满足各种工艺参数的要求,这就意味着工艺参数对产品性能是具有最直接的影响的。进行可靠性研究时,不仅要对机械制造产品的参数进行分析还要对其设计阶段、生产阶段进行全过程的评定分析。这对于产品性能工艺参数方面来说只是其研究过程中的一环,但是研究旨在整体进行控制了以后才能对其工艺参数进行有效影响。这是因为工艺参数与产品质量之间是存在着复杂的联系的,具体表现为产品的工艺参数直接决定了机械制造产品的性能质量。 2.2产品实用性 在工业生产中进行机械制造设备的生产,其目的是利用这些工器具来代替人为所做不到的事情。换句话说,工器具是用来解决人类日常生产过程中遇到的实际问题的。然而,在机械制造产品的过程中,因工艺技术的不成熟,或者是工艺技术的低端使得产品的实用性得到了降低。在科技全面发展的现如今,出现这种情况的原因,一方面是企业进行机械制造的工艺本身出现了问题。这一原因就是硬件的原因,那么无论原材料的质量再怎么提高、施工参数怎么修改也难以将产品的质量进行改善。可靠性研究针对这种情况,首先分析出工艺问题所在,而后再将原本的施工工艺缺陷进行替换和处理。另一方面是因为在生产的过程中,所产生的残留物没有及时的处理干净,从而导致产品的次品数量增加。可靠性研究针对这种情况,也是分析出原因所在,对原机械制造设备的漏洞进行处理[2]。对于那些对精度要求不高的产品则可以不用对原机械设备进行过多的处理,只要进行适当的调整即可。 3机械制造工艺可靠性研究的存在问题 3.1缺乏系统性认识和全局的把握 在进行机械制造工艺的可靠性研究的过程中,存在着两方面问题,一方面是研究企业仅关注自身的经济效益缺乏一个系统上的认识。这就使得机械制造工艺的可靠性研究更多偏向使用者的使用效能,而不是提升机械制造行业整体的生产水平。而且,可靠性研究并没有形成一个良好的沟通机制,企业更多的从自身的角度出发,这就意味着当前机械制造工艺的可靠性研究存在缺乏对全局的把握的问题。另一方面是,现阶段我国对机械制造工艺的可靠性研究主要是在设计阶段。同样还是与上文提到的问题一样,其研究的过程存在片面性。没有对机械制造进行全面的可靠性研究,这就难以实现整个行业的综合性进步。设计阶段并不能决定机械制造工艺的全部过程,在生产、管理等方面同样会对机械制造工艺产品造成很大的影响。例如,就机械制造的生产阶段而言,其原材料质量的好坏、生产过程中的工艺规范以及生产机械设备的性能都是使机械制造工艺的可靠性降低的影响原因。因此,在对机械制造工艺进行可靠性研究的过程是要从制造的全过程来进行考虑的[3]。 3.2缺乏严格细致的评定标准 在对机械制造工艺进行可靠性研究的过程中,所遵循的技术标准是由国家和行业制定的。现阶段,大部分机械制造企业进行的可靠性研究所依据的评定标准还是相当缺乏的。究其原因,一是相关研究者没有对研究进行系统化的认识;二是对可靠性研究所依据的系统指标存在缺乏问题。目前我国进行机械制造工艺的企业所采用的加工标准大都是稳定度指数。它的优势是可以对生产过程中的某方面进行具体控制,其缺陷是缺乏对机械制造工艺全过程的整体考虑。所以,其很难做出系统的评定结果的。 3.3缺乏可靠的评定方法 对机械制造工艺进行可靠性研究是需要大量的信息数据的,这一过程中只有根据具有可靠性的评定方法才能对大量的信息数据进行细致的研究和准确的评估。对于大量信息数据的采集工作来说,并不是简单的获取过程而是需要相当长的一段时间对信息数据进行一定过程的梳理和收纳,这一过程是可靠性研究人员进行透彻分析、准确评估的有效保证。在这一过程中存在着两方面问题,一方是由于信息数据的采集时间要求过短,这就使得其过程中对样本核查的准确性得不到保障,最终导致信息导致数据的采集具有一定的局限性。另一方面,在研究的过程中,存在工作人员的工作态度不认真的情况。部分研究人员旨在研究程序上下功夫,真正对采集到的机械制造工艺数据进行分析的很有限,这些都是没有可靠的评定方法而导致的[4]。 4可靠性研究解决机械制造工艺问题的几个要点 4.1建立指标体系 建立机械制造工艺的指标体系,首先,要从统筹多方影响因素的角度入手。具体内容为:从最开始的设计到最后的售后,利用制度将这一所有过程进行可靠性运行保证。其次,企业制定的相关指标体系必须是科学的、健全的。只有这样才能保证机械制造工艺的可靠性。 4.2提高工艺可靠度 机械制造的工艺可靠度是行业内所有企业所追求的实际目标,也是最重要的目标。因为工艺的可靠度保证机械制造过程中无论发生材料上的变化还是过程上的操作不当,都可以通过一定的措施对其进行改善。而如果其可靠度不够,其他因素再怎么调整也是难以达到实际的生产目标的[5]。 4.3控制故障发生率 在机械制造的生产过程中,任何设备都会有出现故障的一天,使用方法以及维护手段仅能解决其中的过程问题。当机械制造生产的过程中,发生故障时是具有突发性的。但这并不是说这些故障是不能控制的,虽然不能对其进行杜绝但可以将突发性的危害控制在一定的范围内。这样一来,就不会对企业、施工人员造成不可挽回的损失。对其进行控制时,需要利用到可靠性研究的方法。其研究过程是发现问题、解决问题,其目的是处理问题、预防问题,这样的研究方式极大的降低了机械制造生产故障对使用者以及经营者的损失程度[6]。 4.4控制机械生产稳定性 在机械制造的生产过程中,其工艺可靠性的最大体现就是产品的稳定性和安全性。而故障的发生多出现在设备内部的耗损问题上,其极大的影响了生产制造的安全性。对其进行可靠性研究有利于保证机械制造企业的经济效益,还能够避免一线操作者在机械生产中可能造成的不可挽回的损失[7]。 4.5故障检修 根据上述内容说明,机械制造工艺在生产过程中的可靠性影响主要来源于设备内部的稳定性。这一过程完全可以通过对其故障的检查和维修来提供保证,这项工作内容完成关键就是时间。可靠性研究可以提供设备的损坏周期,企业就可以在周期内对设备进行合理的检查[8]。对于出现问题的设备进行及时的处理,这是预防故障出现的最有效也是最快捷的方法。如果等机械设备因故障而停止运作再对其进行解决,那么中断使用就会带来一系列的经济损失。这样一来企业就很难实现自身的经济效益,这就充分说明了可靠性研究对于机械制造工艺过程的重要程度。 5结语 21世纪,经济全球化进程已经悄无声息的进入了我国各行各业的市场运行中。机械制造作为我国重要的工业建设领域,其生产建设质量决定了我国经济建设的稳定性发展。然而,由于市场竞争的残酷性,部分企业陷入恶性循环的生产状态。这一问题的具体体现在对其生产工艺的不重视,从而衍生出一系列产品质量的问题。文章对可靠性研究进行了分析,并提出了可靠性研究解决机械制造工艺问题的几个要点。具体包括:建立指标体系、提高工艺可靠度、控制故障发生率、控制机械生产稳定性以及故障检修。其目的是为提高机械制造行业整体工艺技术水平。 作者:王晓宏 单位:陕西工业职业技术学院 制造工艺论文:机械制造工艺发展现状与发展趋势 摘要: 工业的发展是衡量一个国家贫富与发达与否的关键,而机械制造业在工业之中有着举足轻重的地位,机械制造自然离不开制造工艺,因此如何提高机械制造工艺水平也成为了制造业发展的关键。随着科技的进步以及经济的发展,一些产业的转型也很为重要,在此过程中,一些机械制造工艺中的弊端也随之显露出来,要实现机械制造工艺的发展,就必须设法消除这些弊端,使之顺应发展的潮流。从机械制造工艺当前发展现状入手,解决当前问题,并对未来的发展趋势进行了展望。 关键词:机械制造工艺;发展现状;未来发展趋势 机械制造工艺有着综合性、统一性和全球性的特点,是对一个国家机械制造业的衡量标准,尤其是随着经济全球化的发展,制造业也受到了国外产业的冲击,一些机械制造工艺的不足和缺陷也就展露无遗。提高机械制造工艺,促进其发展,不仅仅可以使得企业在在市场的竞争中占有一席之地,甚至是处于优势地位,更是可以提高国家的综合国力,促进国家科学技术的发展,在这一个大的层面上来说,机械制造工艺的发展是非常重要的。 1机械制造工艺的发展现状 1.1管理制度落后 管理机构就是一个企业的大脑,有着足够优秀和完善的管理机构才能促进企业包括工艺技术的发展与进步。然而在当下对比一些国外的企业,我国机械制造工艺的管理制度还是比较落后的,尤其是与西方发达的国家相比,管理模式存在一定的缺陷,而且管理模式的运行也是漏洞百出,这都极大地制约了我国机械制造工艺的发展[1]。而且一些企业在机械制造工艺的管理制度上只是有一个大概的框架,对于一些细节问题却视而不见,这也是导致我国机械制造工艺无法的突破性进展的原因之一。 1.2设定方法落后 科技的发展带来的影响是多方面的,当然也就包括对于机械制造工艺设定方法的影响。在计算机日益普及的新时代,运用计算机技术替代传统的图纸进行机械制造工艺方法的设定几乎成为了一个趋势,计算机设定方法有着简便易操作,而且也不用担心一旦发生错误的后果,而且用计算机进行运算可以极大地缩短时间,对于机械制造工艺的发展是很有帮助的。然而纵观当下我国的一些机械制造工艺的企业,仍然使用传统的图纸方法进行工艺设计的仍然不是少数。因此如何让这些企业脱离图纸,而是使用更为高科技的计算机作为辅助工具提高效率,这也是机械制造工艺发展面临的一大难题。 1.3制造技术落后 之前所说的管理制度和设定方法的问题说到底也只是一些侧面的问题,然而制造技术的落后则是我国机械制造工艺无法跟上世界潮流的一个最主要也是最直接的原因。如果不能实现制造技术的发展,纳闷机械制造工艺的发展也只能是一纸空谈,这也正是我国目前机械制造所要提起重视的一个方面。自古以来,我国重农轻商的理念就根深蒂固了,虽然新中国成立以后这种局面有了一定的改观,但是对于制造技术的重视程度仍旧没有足够的重视,导致我国制造业在以激光制造技术为代表一些轻加工微加工领域与西方的先进技术相比全面处于劣势,这也是我们在机械制造工艺的发展中需要学习和完善的地方。 1.4自动化技术运用欠佳 自动化对于机械制造业而言是一个不可或缺的技术,正确有效地运用自动化技术可以大大地节约时间,提高工作效率,而且对机械制造工艺的发展也会有着很大的推动作用。在一些西方先进的国家,自动化技术在企业尤其是在机械制造业的企业中是非常普及的,但是我国的一些机械制作工艺的企业对于这种技术则是不以为然,无法合理有效地充分利用这一技术,更别说将这一技术娴熟地运用到机械制造的过程中来了,这也是我国机械制造工艺相较于西方先进的工艺发展落后的原因之一。 2机械制造工艺未来的发展趋势 2.1集成化发展趋势 机械制造工艺原先分散的制造模式已经渐渐被集成化的制造模式所取代。传统分散的制造模式无法统一的实现大规模加工,而且对于机械制造工艺也无法做到全面有效的控制;相比而言,集成化的设计、加工、生产等诸多步骤都只需一次性的完成,这正是机械制造工艺高度自动化的表现,而且集成化的制造模式规模更大,连续性更强,更加便于统一的管理和加工[2]。这种集成化的发展趋势正是对于当前机电一体化重视的结果,这也有利于我国机械制造工艺的不断成熟和发展。 2.2微观化发展趋势 随着经济的发展和科技的进步,人们对于制造业产品的要求也更加趋向于细节化。消费者在购买一些制造业商品时,对于商品质量的要求越来越高,这也就要求机械制造工艺也要加大对细节重视程度,这也正是机械制造工艺微观化的发展趋势。加工手段的提升以及材料的进步正是可以有效地使机械制造工艺顺应这种发展的趋势,使得加工更加精密化,尤其是在一些精细加工的领域,完全可以充分利用当今非常流行的纳米技术进行加工,做到切实有效地提高加工工艺的精密程度,促进机械制造工艺的微观发展。 2.3自动化发展趋势 自动化技术可以有效地提高机械制造工艺的准确率和加工效率,因此在机械制造工艺的发展中,自动化技术理应不该被遗忘。自动化技术的应用可以大大解放劳动力,这种解放劳动力并不是指更多的人失业,相反,这可以让更多的人去完成更少但是技术含量更高的工作,可以进而大大地促进工作效率。而且自动化设备的应用在一定程度上也可以避免人为疏忽所导致的失误,对与机械制造工艺的发展也是大有裨益的。2.4数字化发展趋势数字技术作为一种新兴的技术,对于机械制造工艺的发展也是有着很大促进作用的。在制造过程中实现数字化能够保证生产的准确性和合理性,简化生产流程,确保机械制造地顺利进行,有效地提高机械制造工艺的水平;然而数字化不仅仅体现在制造过程中,在管理层面,可以有效地运用数字技术,及时地将一些机械制造的信息传送到管理者的手中,实现对机械制造实时有效的管理,防止一些管理疏漏情况的发生。可以说,实现数字化也是机械制造工艺未来发展的一个趋势。 3结论 精细化和自动化是今后机械制造工艺发展的一个大的趋势,因此要实现我国机械制造工艺的进步,使得我国机械制造工艺紧跟世界潮流甚至走在世界的前列,就必须大力发展科技,企业提高对于新兴科技的重视程度,管理也要做到有序尽责,制造技术做到创新和高效,全面实现机械制造工艺的现代化和数字化,提高对于细节的重视程度。相信在不久的将来,通过机械制造企业不懈的学习和努力,我国机械制造工艺一定会迈上一个全新的高度。 作者:刘庚 单位:沈阳化工大学科亚学院 制造工艺论文:现代机械制造工艺与精密加工技术 1前言 随着社会对现代机械制造业需求的不断变化,也需要对具有现代性特点及技术水平的制造工艺及精密加工技术水平相应提高并符合生产实际需要。在应用该技术的应用范围和深度我国还处于初步发展阶段,应通过进一步加强该技术的应用才能提高其发展水平。 2现代机械制造工艺与精密加工技术 2.1现代机械制造工艺。 现代机械制造工艺主要是从产品设计到应用服务全过程中综合应用制造、信息及现代技术,达到低耗质优及灵活清洁的生产目标,动态多变的市场提高竞争及适应力的制造技术。其工艺范围广泛,也具有较多种类。 (1)气体保护焊接工艺。气体保护焊接工艺主要是充分利用电弧介质应用气体对电弧和焊接区提供必要保护的一种电弧焊。在实际应用中最常采用二氧化碳作为气体介质,可有效降低成本,在实践中广泛应用。技术上具有迅速焊接、操作便捷、焊接过程实现自动化和机械化、几乎不产生熔渣、不具有较大的光辐射等很多优点,但对于设备具有较高的要求,也需要较大的投资成本。 (2)电阻焊工艺。电阻焊工艺主要是在两电极间压紧被焊工件,形成在焊接电流通过的接触表面及附近区域的电阻热升温至塑性或熔化状态,金属键一般都是由分离两表面的金属原子构成,在结合面形成共同晶粒的量比较充足。电阻焊焊接操作便捷、只需较低焊接成本、不需要较长时间加热、易实现自动化机械化并具有较高效率等优点,但也存在一些不足之处,如设备需要较高成本、无损检测方法不具备及难以维修等。 (3)埋弧焊工艺。埋弧焊工艺是在焊剂层下利用电弧燃烧而实现焊接的一种方法,通常有两种方式——自动和半自动焊接,但因半自动埋弧焊需将焊丝采用手动方法进行递送,目前已很少应用。该技术具有较高的生产率、基稳定的焊接质量、本不产生弧光及较少烟尘等很多优点,使其成为制造管段、压力容器、箱型梁柱等钢结构的首选焊接方法。选择准确焊剂碱度是应用中最关键的,以达到焊材技术要求。 2.2精密加工技术。 精密加工技术主要是指0.1μm~1μm加工精度,0.01μm~0.1μm表面粗糙度的一种先进机械加工技术。砂带消磨、精密切削、研磨、抛光成型磨具等都是应用相对较为成熟的加工技术,纳米技术是近年来逐渐应用的一种最新的精密加工技术。 (1)精密切削技术。精密切削技术在精密加工技术中是一种十分典型的技术,也是在机械制造中最常用的一种切削技术。在应用中应减少使用刀具、机床及工件,使机床提高运转速度,才能提高制造的机械产品质量。 (2)精密研磨技术。在加工制造中,精密研磨技术对于电路板硅片集成具有十分重要的作用,并随科技的不断发展,超精密研磨技术应用目前已逐渐成熟,在机械加工领域也日益表现出良好的发展空间。 (3)纳米技术。该技术是将不同技术学科交叉发展形成的一种产物,结合现代先进工程技术和物理理论,经不断发展研究,已逐渐成熟,解决了硅片上刻字等传统技术难题,其应用发展明显提高了信息存储密度,在机械制造领域具有十分高的应用价值。 2.3现代机械制造工艺与精密加工技术的应用。 现代机械制造工艺与精密加工技术不只是应用于机械制造领域,也逐渐拓展到冶金、电子等领域,但随着技术逐渐发展并呈现更新换代的形势,现代机械制造工艺与精密加工技术也将发展的更快更好,而社会也逐渐增加对机械产品的需求并提出更高的质量要求,在某种程度上也将推动现代机械制造工艺与精密加工技术的发展日渐成熟。我国工业化进程不断加快,现代机械制造工艺与精密加工技术也不断扩大应用需求,深入开展相关技术的研究工作,促进技术快速发展,对于加快工业化进程和促进社会进步发挥了十分积极地作用。 3现代机械制造工艺与精密加工技术特点 3.1全过程关联性。 在制造过程中都应用现代机械制造工艺,自研发机械产品阶段就开始应用,并涉及设计产品、制造加工及应用销售等众多环节。内在的联系性在各个环节中的技术都有所体现,也正是存在如此的关联性,所以各环节产生技术问题,都会影响到下个环节甚至是整个技术应用过程。在制造过程中,现代机械制造企业应全面掌握现代机械制造工艺以及精密加工技术之间存在的关联性,并将这几种技术相结合应用于整个机械制造过程。 3.2技术种类系统多样性。 上述几种技术之间在种类上存在计算机、信息、自动化以及系统化管理等技术的多样性和系统性。各种技术不能单独进行应用,大部分时间都应用的比较综合,在设计、制造、加工及销售机械产品等各个环节中贯穿这一多样性和系统性的应用。 3.3技术应用全球性。 在技术应用过程中,加入世贸组织后我国在经济及技术领域都逐渐接近世界的发展,经济全球化背景为促进相应技术的发展提供了巨大动力,但这也对我国科技发展和技术进步创造了难得的发展机遇。在目前技术竞争比较激烈的显示情况下,应积极努力不断提高现代机械制造工艺与精密加工技术水平,在制造机械技术方面逐步缩小与世界先进水平之间存在的差距,进而在激烈的市场竞争中不断提高竞争力。 结语 总之,通过以上分析,在机械制造业及工业化发展进程中,现代机械制造工艺与精密加工技术具有举足轻重的地位,关键在于深入应用现代机械制造工艺并扩大应用范围。而基于此更应提高对现代机械制造工艺与精密加工技术的重视程度,并不断改进创新该技术,使其为现代机械制造与加工行业的发展更好地服务。 作者:王向宣 单位:哈尔滨高科技创业中心
无线传感器网络拓扑控制研究:无线传感器网络拓扑的监控与维护 摘 要:以ZigBee协议为基础,提出了一种新的无线传感器网络拓扑结构的监控和维护方法。创新性地设计了基于叶子节点的通讯模式,该模式运用协议栈自有运行流程来获取节点的加入或丢失信息、实现网络拓扑的监控,并通过设计一种基于关联表的链表式存储结构来进行动态网络拓扑的维护。经过在实际办公环境监控平台上验证表明,该方法数据传输量小,资源占用少,操作简便,具有较强的应用推广价值。 关键词:无线传感器网络;ZigBee;拓扑结构;监控与维护 0 引 言 随着无线传感器网络技术在军事、工农业、城市管理、环境监控等各个领域的快速发展,作为系统基础组成部分的网络拓扑结构成为研究的一个重要方面。目前,国内外的科研机构在网络拓扑发现以及拓扑的监控和管理方面开展了大量的相关研究工作,但大多停留在理论和仿真层面,这些通过在高性能的PC机上搭建仿真模型来验证算法效果的研究,大多缺乏能够应用到实际系统的可行性案例。安徽财经大学的赵涛[1],根据在聚合节点(sink)收集到网络内部节点报文接收或丢失的情况,通过发现网络中所有叶子节点到sink 节点的数据传输路径,来推测网络的逻辑拓扑。该方法计算比较复杂,120节点规模网络在主频为2.8 GHz的CPU主机上运行尚需9秒的时间,同时会受到节点资源、计算速度、实施条件等限制,因此,这种方法很难在实际应用中实现。德州仪器(TI)公司的官方网站也给出了一种获取网络拓扑结构的方法[2],该方法采用发送网络发现命令的方式,并通过返回结果来确定网络拓扑结构。此法虽然能够在实际应用中实施,但需要定期向网络中的所有节点发送发现命令,因而数据消耗量巨大。 本文以Z-stack协议栈为基础,采用叶子节点通讯方式,并利用协议自身的运行流程,提出了一种轻量数据消耗、真正面向应用的拓扑监控方案,同时通过设计一种基于关联表的链式存储结构来实现对网络拓扑信息的维护,因而在解决网络监控与维护方面更具有实际应用价值。 1 Z-stack协议栈原理简介 作为ZigBee联盟的一个重要的组织成员,2007年,TI公司宣布推出业界领先的ZigBee协议栈Z-Stack。Z-Stack符合ZigBee 2006规范,能支持多种平台,其中包括本系统使用的、面向IEEE 802.15.4/ZigBee的CC2430片上系统解决方案[3]。 1.1 ZigBee协议栈的体系结构及信息传递流程 ZigBee协议栈的体系结构如图1所示,由图可见,ZigBee协议采用分层体系结构[3],由物理层(PHY)、介质接入控制子层(MAC层)、网络层(NWK)和应用层(APL)组成。其中,应用层框架包括了应用支持子层(APS)、ZigBee设备对象(ZDO)及由制造商制定的应用对象。 在ZigBee网络中,信息或数据的传递将依照上述层次结构实现。上层发送的数据或指令按照应用层―网络层―MAC层―物理层的顺序,从上至下依次进行处理;底层返回的数据则按照物理层―MAC层―网络层―应用层的顺序,从下至上处理后返回给上层用户。每个层次负责发送到本层数据的分析和判断,并对于属于本层次的数据或指令做出相应的动作响应;对于不属于本层的数据,则按照规定格式打包后发送给上、下一层。 1.2 节点加入与失步流程 为了维护系统的正常运行,ZigBee协议栈还提供了一些必须的消息响应流程,其中包括节点加入网络和失步响应的流程。 节点加入流程[3]如图2所示。当子节点申请加入网络时,会启动加入流程。子节点的加入请求通过其NWK层、MAC层、PHY层传递给父节点;父节点收到加入通知消息后,又通过其PHY层、MAC层、NWK层将该情况上传给应用层,最后通过ZDO_JoinIndicationCB()函数的调用,得到子节点加入的消息。 图2 节点加入流程 节点失步流程[3]是指终端节点丢失其父节点的同步信号时,向上层报告的失步情况发生的流程。其具体流程如图3所示。 终端节点每隔一段时间就会开启与父节点的同步,当在设定时间内没有接收到父节点的同步信号时,就会产生失步指示信息,协议栈将该失步信息层层上传,最后通过调用ZDO_SyncIndicationCB()函数,将信息传达到应用层。 1.3 关联表 TI的Z-stack协议栈在全功能节点中可以维护associated _devices_t结构的关联表,关联表中保存有与本节点直接关联(父子节点)的相关信息,包括关联节点的短地址、设备类型、连接状态等,基本上可以满足网络拓扑结构监控和维护的信息需求。 TI的ZigBee协议栈虽然可为用户开发提供强大支持,但是在网络监控和维护上并没有专用的接口。一方面,该协议栈只能发现节点加入网络,但是无法发现节点非主动性的丢失或退出,因而不具备网络拓扑监控的功能;另一方面,协议在每个全功能节点中都维护了与之关联设备的关联表,但是并没有维护整体网络的关联信息,因而无法掌控网络拓扑的全貌。鉴于协议栈在网络拓扑功能上的不足和缺陷,本文以协议基本流程为基础,提出一种实现整体网络拓扑监控和维护的方法,该方法可以满足一般系统对于拓扑结构的监控和维护需求。 2 网络拓扑结构监控 网络拓扑结构监控的主要目的是实现拓扑结构的建立和在结构发生变化时及时获取变化情况,其中最主要的是实现节点加入和退出事件的捕捉。节点加入事件的获取相对容易,可以通过加入节点主动上报等方式来获取;而节点丢失事件获取要复杂得多。现阶段,对节点丢失情况的监控多采用系统定期查询的手段[2]。采用查询方法时,其实时性与查询周期的长短直接相关:查询周期设置较长,拓扑变化反映时间增长,实时性变差;而查询周期设置较短,则传输数据量增大,占用系统资源,往往很难在二者之间找到平衡点。协议栈中数据或消息的传递是一个复杂的过程,为了尽可能地降低系统资源的占用、节约能耗,除了维护系统正常运行所必须的数据通讯外,还应尽量减少人为添加(应用层)的数据通讯量。因此,最好的办法就是利用协议自身的数据传递或者节点加入、失步等流程来实现相关信息的获取。 本文设计了一种基于网关――叶子节点通讯的节点丢失情况获取方法,该方法可以利用协议栈自身的运行流程,以较少的数据通讯量和简单的操作,实现网络中所有节点的丢失情况获取。 2.1节点加入事件的获取 通常情况下,节点加入事件多采用加入节点主动上报的方法来获取。该方法操作简单,但是需要人为地发送相关加入信息,会增加系统数据通讯量。由图2所示的节点加入流程可知,如果有子节点加入网络,加入的指示信息都会通过ZDO_JoinIndicationCB()函数的调用报告给父节点。即该函数的调用证明有子节点的加入事件。因此,本文通过在此函数中添加向应用程序报告的功能,即可通知用户子节点加入事件的发生。 2.2节点丢失信息的获取 由图3所示的流程可知,协议栈通过调用void ZDO_SyncIndicationCB( byte type, uint16 shortAddr )函数可实现失步情况的报告。该函数具有节点丢失的指示功能,并能够指示丢失节点与本节点的父子关系和短地址等。但在实际的应用中发现,该函数的调用是有条件限制的,具体实施条件如下: 父节点丢失:从失步报告流程可知,终端节点能够自动轮询发现其父节点同步信号的丢失,而无需人为添加任何触发条件,引发函数调用。但路由节点不支持与父节点的轮询机制,因而不能产生父节点丢失情况的报告。 子节点丢失:对于包括终端节点在内的所有类型节点的子节点丢失,在未加相应处理的情况下,协议栈都不会引发该函数的调用。 由实施条件可知,该函数的丢失指示并不适用于所有类型节点的丢失情况,因此,如果要得到除终端父节点外网络中所有节点的丢失情况,就需要人为加入其他处理,以触发ZDO_SyncIndicationCB()函数的调用,从而实现丢失事件的获取。 2.3 叶子节点通讯触发方法 通常采用的基于查询的网络发现机制都需要在所有节点间发送数据,因而增大系统的数据开销。这里以图4所示的拓扑结构为例,图中的叶子通讯需要进行14条数据的查询和14条数据的应答才能够完成一次节点丢失情况的获取。为了尽可能减少数据通讯和操作的复杂度,本文设计了一种基于网关――叶子节点通讯的节点丢失情况获取方法,以便用较少的数据通讯量和简单的操作来实现网络中所有节点的丢失情况获取。 研究发现,失步函数的触发可以通过加入数据通讯来实现。因为在数据发送的过程中,协议栈会开启数据发送流程,数据发送后则会自动检测接收方应答帧。这样,如果节点丢失,则发送节点无法接收到有效应答,进而引发节点失步指示函数的触发。 具体触发时,如果节点之间有数据通讯,发送数据节点则能够发现接收数据节点的丢失,从而引发void ZDO_SyncIndicationCB( byte type, uint16 shortAddr )函数的调用。 在同一条数据通路上的节点进行数据转发时,数据传递路径上的各个节点都会发现其父节点(数据由下而上)或者子节点(数据由上而下)的丢失,进而调用void ZDO_SyncIndicationCB( byte type, uint16 shortAddr )函数。如图4所示,如果网关发送数据到终端节点1,则在网关到终端节点1数据路径上的所有节点(网关、路由1、路由2、终端1)都能够发现其子节点的丢失;终端节点1发送数据到网关,则路径1上的所有节点都能发现其父节点的丢失。 该方法通过建立数据通路上起始节点和末端节点的数据通讯来实现整条路径上节点丢失情况的获取。其具体操作过程分为两个部分:其一是父节点丢失情况的获取。由前面提到的实施条件可知,终端节点无需任何人为操作就能够发现其父节点的丢失,而无需对此部分做特殊处理,因而只需对路由节点做出处理。而由路由叶子节点(如图4中路由节点2、4)向网关发送数据时,则可实现整条路径上所有节点丢失情况的获取。其二是子节点丢失情况的获取。子节点丢失的获取可以通过网关向叶子节点(图4中所有终端节点和路由4)发送数据的方法来覆盖整个网络中的所有节点,从而使全部节点都能够发现其子节点的丢失情况。 人为加入上述两部分数据通讯后,只要整个网络中有节点丢失,该丢失节点的父节点和子节点都会产生失步函数void ZDO_SyncIndicationCB( byte type, uint16 shortAddr )的调用,这样就可以简单地在该函数中添加向上层应用报告的功能,实现网络中节点丢失信息获取。并且数据通讯量由原来的28条减少到6条,从而大大减少了数据消耗和由此带来的系统资源占用。 3 网络拓扑结构与维护 Z-stack协议栈在全功能节点中只维护与本节点直接关联的节点信息的关联表,没有整体网络信息的存储功能。为了解决Z-stack关于网络全貌信息缺失的缺陷,结合本文提出的网络拓扑结构监控方法,设计一种拓扑结构维护的方法,在占用少量资源的情况下获取整个网络的拓扑信息,并将信息整合到网关节点中统一维护和管理,从而建立网络拓扑的管理办法,实现具有自组织、自适应能力的智能网络管理机制。 3.1管理模式 网络信息管理可采用搜集模式和监控模式相结合的方式。搜集模式通过发送指令搜集网络拓扑信息,赋予用户即时获取当前网络结构的能力;监控模式通过监控从网络组建起历史网络的结构变化,实现网络拓扑信息更新,从而整合为当前网络拓扑结构。 搜集模式在实现时,首先由网关设备广播一个命令来搜集设备信息;然后,收到广播信息的路由节点再按照一定的数据格式,由网关返回子节点关联信息;当网关收到各个路由节点的返回信息后,再将其组合为整个网络中的设备信息。 监控模式则是从网络形成起,网关节点就开始监控所有节点的状态;当路由节点检测到其子节点加入或者退出的时候,向网关上报该子节点的状态变化信息,而网关节点检测到子节点加入或者退出则不用上报,直接在网关内部处理;当网关接收到路由节点上报的状态信息后,就会删除或者增加该路由子节点的关联信息,同时更新整体网络结构。 3.2 网络拓扑存储结构 网关节点作为整个网络拓扑结构管理的中心,负责拓扑结构的添加、删除和更新,因此,必须在网关节点存储整体的网络拓扑结构信息。受网关资源的限制,本文采用分级动态链表的形式保存网络拓扑信息,以便以较少的资源占用实现拓扑信息的动态存储。本设计的网络拓扑存储结构如图5所示。 图5中,AssocListHead是装载路由节点头信息的数组,包含有该路由节点的长地址、短地址、父节点短地址和拥有的子节点数以及指向其子节点链表assoc_list的头指针;assoc_list链表中记载着这一路由下的子节点信息,包括子节点的短地址、长地址、类型、连接状态等。在该路由下每增加一个子节点,就会在assoc_list链表中添加一个节点信息,当节点离开时,又会将相对应的链表删除。这样,网关就可以方便地对当前网络中的所有节点的拓扑和相关信息进行查找、更新、维护。 3.3 网络维护方案 网络维护的实施要建立网络中所有类型节点间的区分与协作机制。区分是根据节点类型的不同、事件类型的不同做出区别处理;协作是在所有节点间建立连动响应机制,相互配合,并实现信息的汇聚和统一管理。具体的网络维护分为事件响应和信息维护两部分。 3.3.1 拓扑变化事件的响应 拓扑变化主要是指节点加入事件和节点退出事件。当节点加入事件是指节点加入网络时,其父节点负责将该子节点加入信息上报网关;节点退出事件则是指获取到的网络节点丢失信息的处理。处理可分为两种情况:一种是当传递来的type = 1时,即丢失节点为本节点的父节点时,开启网络加入流程,使节点可以重新加入网络,并恢复网络的正常运行;第二种情况是type = 0时,即本节点发现其中一子节点丢失。本方法对于长时间无法连接的子节点,将启动移除(LEAVE)流程,将该子节点从网络中删除,同时向网关节点报告子节点退出的消息。 需要注意的是:当子节点丢失时,有的时候是真正丢失了(长时间或永久无法连接),但更多的时候只是暂时地失去联系,随着子节点的重新加入申请,又可以加入网络,恢复正常的运行状态。因此,设计时需要将暂时失步和真正丢失这两种情况区分开,再分别做出合理的处理。 本文采用延时判断的方式,即当检测到失步现象发生后,先定时一段时间,再做判断:如果定时一段时间后,节点仍旧失去联系,则判定是真的丢失了节点,此时可通过NLME_LeaveReq移除子节点,同时上报网关节点丢失的消息;否则认为只是暂时的节点失步。 节点退出情况的处理流程如图6所示。 3.3.2 拓扑信息的维护 由网络各个路由上报的节点加入或退出的信息最终将在网关汇集,网关按照上报的节点加入、退出信息对网络拓扑存储关联表进行添加、删除、更新,以维护当前网络拓扑状态。其具体方法是先判断接收信息的种类,然后对节点加入信息和节点退出信息分别处理。对于加入信息,可核查是否是已经存在于网络中的点,如果是已经存在的,则更新存储的节点信息;如果是一个全新的点,则为该节点分配存储空间,并在对应的父节点下增添子节点分支。对于退出信息,同样核查是否是存在于网络中的点,如果该节点已经不存在了,则报错处理;如果是存在的点,则将该节点信息删除,并解除与其父节点的父子联系。 网关在接收到由父节点上报的节点加入消息时,还需要对加入子节点类型进行判断:如果是终端节点,则在其父节点的链表中更新或加入该子节点的相关信息;如果加入节点是路由节点,除了在该路由节点父节点的链表中加入该子节点信息外,还要添加该子路由关联头信息。图7所示是实现网络拓扑维护管理的示意图。 4 实验验证 本文的实验验证可在基于CC2430搭建的WSN开发平台上进行,该平台共使用5个终端节点、5个路由节点、1个网关和PC调试机。所有传感器节点自组织成无线网络,并将感知信息和拓扑信息汇报给网关节点,网关节点与PC机通过串口相连,操作人员可以通过上位机的调试软件对网络状态进行实时监控。图8所示是其上位机监控程序界面。该试验网络的节点布局示意图如图9所示。 实验时随机选取监控过程中两个时间点的网络拓扑结构监控过程示意图如图10所示。其中两个时间点在实验过程中上报的拓扑变化信息如表1所列。 从实验结果可以看出,一方面,父节点能够实时上报其子节点加入和丢失的网络变化情况;另一方面,子节点也能够及时检测出其父节点的丢失,并选择其他父节点重新申请加入网络。可见,本系统具有网络的自组织、自适应的动态网络监控与维护功能。 5 结 语 本文提出了一种通过终端与父节点间的失步信号来捕捉与基于叶子节点人为触发失步函数调用的方法,可以实现整个网络节点丢失情况的获取。其中,通过终端与父节点间失步信号来捕捉节点丢失信息的方法无需人为干预,能够通过协议自动实现,从而减少了查询的数据量和对其操作带来的系统资源占用;基于叶子节点的失步函数触发机制,只通过叶子节点与网关的数据传输,就能够完成整个线路上节点丢失情况的获取,在实际应用中,经常由终端上报数据,相当于终端自动完成数据线路上父节点丢失情况的发现,使该方法的实施更加简单。这两种方法的结合,能够以较小的数据通讯量、简单的操作和较小的系统资源占用来实现网络发现的功能,因而 具有较高的实际应用价值。 本文提出的网络拓扑维护方法具备网络拓扑的自组织、自适应功能,可满足无线传感器网络系统对于网络组织结构的动态性能要求。同时具备拓扑结构的存储功能,能以较少的系统资源保存整个网络的动态拓扑结构,十分方便网络的管理和控制。 无线传感器网络拓扑控制研究:无线传感器网络拓扑控制研究综述 摘 要:在无线传感器网络研究中,拓扑控制技术是核心技术之一,本文首先描述了现有拓扑控制算法的分类,其次分析了几种典型的算法并总结了其优缺点,最后简述了现有拓扑控制技术中存在的问题以及未来研究的发展趋势。 关键词:无线传感器网络;拓扑控制;发展趋势 1 引言 无线传感器网络(WSN)是集信息采集、传输以及处理于一体的智能信息管理系统,应用前景广阔,是目前比较活跃的一个领域。 WSN是一种由大量微传感器节点组成的自组织网络,其向学者们提供了大量的研究课题,拓扑控制是最基本问题之一。拓扑控制就是要研究如何形成一个良好的网络拓扑结构,为数据融合、路由协议以及目标定位等其他技术提供支撑。 WSN节点通常大规模部署并且具有随机性、自组织性,网络组织方式通常多种多样,节点能量非常有限,因此,在设计无线传感器网络时,要提高路由协议和MAC协议的效率,延长网络生存周期,一定要有一个良好的网络拓扑结构。 目前主流的拓扑控制算法可分为:节点功率控制型和层次型拓扑控制型。 功率控制就是通过变化节点的发射功率来调整节点无线信号的覆盖区域大小,在此基础上调节网络的拓扑结构,最终目的是提高整个网络的连通性。 层次型拓扑控制主要采用的是分簇机制,将整个网络划分成若干区域形成多个簇,选出骨干节点构成骨干网进行数据转发,而普通节点可择机关闭不必要的模块,以避免不必要的能量消耗。 2 典型的拓扑控制算法 2.1节点功率拓扑控制算法 LMA和LMN算法是基于节点度的算法,通过不断的改变节点的发射功率来使得其度数处在一个合适的范围,根据已经采集到的局部信息来调整邻居节点之间的连通性,最终使整个网络具有连通性。两种算法的相同点是分步骤、周期性地调整节点的发射功率,不同点是它们有着不同的节点度数计算方法。 这两种算法利用较少的局部信息就可确定节点功率的调节方式,而且对时钟同步、传感器节点要求均不高,但是在节点邻居节点判断上存在不足,所形成的网状拓扑结构不仅增大了网络复杂度,而且使网络开销增大了。 DRNG和DLMST算法是基于邻近图的拓扑控制算法,所有节点调整发射功率至最大化形成一个拓扑结构图,再根据设定的邻居判别规则得出该图的邻近图,每个节点根据邻居中最远节点的距离来设定发射功率。 这两种算法均以节点发射功率不一致为背景,基于邻近图RNG、最小生成树LMST理论,用距离最远的邻居节点所需的发射功率为标准,有效解决了发射功率不一致的问题,并通过增加删除操作来保证网络拓扑的双向连通。但是这两个算法需要精确的定位信息。 2.2 层次型拓扑控制算法 LEACH是最早的也是较典型的基于均匀分簇的拓扑控制算法,簇首通过分布式选举随机生成,剩余节点作为簇内成员节点。在网络运行中,簇首节点融合簇内所有节点的信息,以单跳方式发送至Sink节点。簇首节点和簇结构均周期性更新。 相对于传统网络,LEACH使用簇结构,能有效提高节点能量利用率和网络寿命。但簇首节点和Sink节点之间的单跳通信可能因长距离数据传输而能耗过大;频繁的簇重增加了额外的通信开销;簇首节点的选择未考虑节点地理位置、剩余能量等因素。 GAF是一种基于地理位置的分簇拓扑控制算法,首先将网络划分为固定数目的虚拟分区,节点将自身地理位置信息与虚拟网格中某个点关联映射起来并计算自身所属的分区,每个区域内选出一个节点在某一时间段内处于活动状态来监测所在区域内的信息并报告数据给Sink节点。 GAF使得形成的簇结构更均匀,但是在选择簇首时没考虑节点的剩余能量,划分单元格时,若节点间的一跳通信距离较小单元格会比较密集,而一跳通信距离较大分簇又比较稀疏,这样的分簇反而会降低网络的效率。 EEUC是一种分布式的、非均匀分簇算法,首先以概率T(由算法预先设定)在网络中选出一些节点作为候选簇首节点。簇首由候选簇首节点竞争产生,其他节点在簇首选举过程中处于休眠状态,其中竞争半径由候选簇首到Sink节点的距离决定。 EEUC将整个网络分成规模各异的簇,簇的规模与离Sink节点的距离成反比,这样有效降低了簇首通信代价,避免了“热区”问题,延长了网络周期。但EEUC单纯的考虑距离而没有考虑节点的剩余能量以及密度因素,而且没有考虑簇首节点在簇内的位置,可能造成网络能耗不均衡过早死亡的现象。 结语 本文介绍了WSN拓扑控制的分类和几种经典的拓扑控制算法,分析了算法的优缺点。目前的大多数研究模型都比较理想化,没有全面考虑实际应用中存在的问题,还有很多问题亟需进一步研究。未来拓扑控制研究的发展趋势应为:结合多种机制且更接近实际情况,网络的各种性能应被综合考虑进来,拓扑控制的自适应性和鲁棒性应有所提高。 无线传感器网络拓扑控制研究:火灾监控系统中无线传感器网络拓扑研究 摘要: 针对森林火灾监控系统中无线传感器网络特点,建立了基于随机几何图的加权网络拓扑模型,连边权重为体现节点通讯能耗的相异权。该模型不仅描述了节点间相互连接关系,还能体现节点间距离及通讯半径对拓扑结构的影响,研究中利用复杂网络分析方法对模型进行了验证。此外,在此模型基础上提出了拓扑优化算法。该算法在网络连通的前提下,通过约束节点单跳可达邻居数简化了网络结构。实验结果表明,拓扑模型与实际网络特性相符,拓扑优化算法能有效降低连边密度,有利于简化复杂的路由计算,延长网络寿命。 关键词: 森林火灾监控;WSN;拓扑模型;拓扑优化 森林是人类赖以生存及社会发展最重要和不可缺少的资源。由于自然或人为因素导致森林火灾时有发生,森林火灾是破坏森林资源安全、威胁人类生存环境最为严重的灾害之一。如何准确、高效地预防和发现火情已成为亟待解决的问题。森林地势复杂,很多区域人员难以到达,不易进行人工和有线监测。因此,无线传感器网络(WSN)技术应用于森林火灾监测具有广阔的前景。森林面积广阔,监测系统需要大量微型、廉价的传感器节点,节点通过人工埋置或飞行器播撒的方式随机部署,实时感知覆盖区域内的温度、烟雾浓度等火灾信息,通过自组织网络将采集到的数据传递给汇聚节点,汇聚节点将现场数据经Internet、移动通信网络或卫星等途径发送到控制中心,实现对森林火灾的无线监测。与其他通信网络相比,森林火灾监测系统中采用的无线传感器网络具有网络规模大、节点部署密集、网络冗余度高、节点自身资源受限等特点。对于大规模的无线传感器网络而言设计良好的拓扑结构尤为重要,网络拓扑是设计和组建网络的第一步,也是实现各种协议的基础。因此,如何建立更加符合实际网络特性的拓扑模型是研究的前提。此外,由于传感器节点部署具有很大的随机性,节点的位置不可预测,初始的网络拓扑很难满足要求,需要进行优化控制。笔者主要针对森林火灾监测系统中无线传感器网络的特点,构建网络拓扑模型,并在此模型基础上对网络拓扑进行优化,为网络性能的提高奠定基础。 1WSN拓扑结构 1.1传感器节点通信特性 无线信号在传播过程中由于受环境因素的影响,信号强度会随传播距离的增加而衰减。依据自由空间传播路径损耗模型,距发射机为d处的平均接收功率Pr(d)可以表示为式(1)。Pt为发射天线辐射功率;Gt为发送天线的方向增益;Gr为接收天线的方向增益;λ为媒介中场的波长。为了保证节点直接通信,节点间距离d必须满足d≤ΨPtPr,()th,其中Ψ=GtGrλ4[]π2,d称为节点通信半径。在布尔型全向感知模型中设节点i在二维平面上的坐标为xi=(xi,yi),节点感知半径为ri,节点对于在坐标xj=(xj,yj)处任意节点j的感知概率可表示为式(2与j的距离。 1.2传感器节点度分布 设有n个节点随机分布于区域A内,网络节点密度ρ=n/SA,SA表示区域A的面积。网络中任意节点恰好位于区域B(其中BA)的概率为P=SBSA,随机变量X表示恰好有m个节点位于区域B中的事件,则该随机变量服从二项分布,由P=ρSBn可得式(3)由式(4)可知,当网络节点数n很大时,传感器节点度分布近似为泊松分布。 2WSN拓扑建模 2.1加权网络拓扑模型 为了解决随机图对无线传感器网络拓扑建模存在的不足,研究中采用随机几何图构建网络拓扑模型。设传感器节点的通信半径与感知半径相等,将无线传感器网络用随机几何图描述,其中n为节点数,r为通信半径。V={v1,v2,v3Λ,vN]表示网络中节点集合,dij表示节点vi和vj间的距离,E={e1,e2,e3Λ,ew]V×V表示边的集合。节点通信覆盖范围是以自身为圆心,r为半径的圆盘区域,如式(5)所示。考虑节点间距离对网络拓扑的影响,需要在网络连边上赋予权重。对于无线传感器网络,节点进行数据转发时总是选取能耗最低的路径。式(1)可知,自由空间模型下无线通信的能量消耗会随着通信距离的增加而增长。因此,可以将d2ij作为权重赋予连边eij,d2ij的大小可体现节点间进行数据转发所消耗的能量。无线传感器网络的加权拓扑模型就可用相应的加权邻接矩阵A=[aij]表示。其中,aij=f(xij)•g(dij),f(xij)为节点感知概率,g(dij)=d2ij。节点间距离越近权重越小,距离越远权重越大,当两点间无直接连接时权重为∞。 2.2实验仿真 在100m×100m的区域内随机部署200个传感器节点,节点通信半径为13m。网络中所有节点均同质,具有相同的物理性质和通信半径,节点采用布尔型全向感知模型。图1为网络拓扑结构。考虑到拓扑结构模型为加权网络,因此主要分析节点度分布和节点强度分布,如图2和图3所示。研究结果表明,整个网络节点度分布比较均匀,大量节点度集中在7~11之间,以平均度8.5为中心两边迅速下降,度值小于7或大于11的节点所占比例不足5%,近似泊松分布,与理论推导的结论相符。图3显示网络节点强度分布比较均匀,大量节点的点强度集中于平均值附近,少量点的强度偏离均值。为了揭示无线传感器网络拓扑结构特性,将传感器网络拓扑模型统计特性与随机网、小世界网和近邻耦合网的统计特性进行了对比,表1给出了同等规模下不同 2.3结果讨论 (1)所建立的拓扑模型中节点度分布均匀,近似为泊松分布,与理论计算结果相符。网络节点度有界,这与节点感知范围有限所导致的局部通信特性相一致。(2)通过计算发现,点强度与节点度不满足s(k)≈<w>k的关系(<w>为网络边权平均值)而满足s(k)≈Akβ的关系。其中β≈0.45、A≈32,表明网络边权与拓扑结构有关,与网络模型构建中边权的赋予方式相符。(3)与其他三类网络相比,无线传感器网络拓扑结构具有较大的聚类系数,即网络具有明显的聚类效应,局部节点间的连接比较紧密,这符合传感器网络的本地化通信特点。 3拓扑控制 3.1拓扑优化算法 森林火灾监测中需要大量的传感器节点,为了保证网络的连通及对被测区域的全覆盖,网络建立初期形成的拓扑结构具有较大的冗余。这样既不利于节点能耗的降低,又会增加节点间通信干扰。因此,研究中提出了基于约束节点连边数的稀疏网络拓扑优化算法。算法中主要针对“度”大的节点边数进行约束,选定节点后删除与该节点相连的哪些边是算法的关键,这就要求对节点在信息传递过程中的重要度进行评估。通常用度描述网络节点的重要程度,但对于数据转发的无线传感器网络,考虑某一节点对其他节点的影响力更为重要。而“介数”衡量的就是点对其他节点的影响程度。节点i介数L(i)是网络中所有节点对之间通过该节点的最短路径数占所有最短路径数的比例,即L(i)=∑s≠t≠iσst(i)σst。其中,s.t是网络中的节点对,σst是从s到t的所有最短路径的总和,σst(i)表示通过节点i的所有最短路径数。显然,在讨论无线传感器网络数据流通时,介数比节点度能够更好地评价节点的重要程度。因此,研究中将介数作为衡量节点重要度的指标,以此来确定所要删除的连边。具体算法如下:(1)随机部署节点,设置通信半径保证网络连通,初步形成网络拓扑;(2)选取节点i进行连边约束,节点被选中的概率与其节点度d成正比;(3)确定与被选节点i相连的所有邻居节点集合V={vj|aij≠0],在集合V内选取ρd个节点,在集合V内节点介数越小被选中的概率越大(其中ρ为删边比例,d为节点i的度);(4)确定节点i及其邻居节点j后,判断二者的连边是否唯一,如果唯一,放弃该邻居节点返回第3步,在集合V中重新选取,如果不唯一删除连边eij;(5)返回第2步,重复上述过程。 3.2算法仿真 实验中网络参数设置如下:节点数为200,分布区域面积10000m2,节点通信半径为14m。图4为初始网络拓扑,图5为对节点度进行约束后得到的稀疏网络拓扑。表2为拓扑优化前后网络结构测度的对比。可以看出,网络连边密度降低了41.5%,节点平均度减少了41.5%,而网络的平均最短路径只增加了14.8%。优化后的拓扑既简化了网络结构又保证了网络的连通,将有利于路由的简化和网络生存周期的延长。 4结论 为了满足森林火灾监控的需求,无线传感器网络被广泛应用。森林火灾监控系统中无线传感器网络具有网络规模大、节点部署随机、结构冗余度高、节点自身资源受限等特点。结合这些特点,笔者建立了基于随机几何图的无线传感器网络拓扑模型。该模型不仅可以描述传感器节点间相互连接关系,还可以体现节点间距离及通讯半径对网络拓扑结构的影响。此外,在此模型基础上对网络拓扑进行了优化,以度和介数作为节点重要程度的衡量指标,提出了稀疏网络拓扑优化算法,通过该算法对网络的冗余链路进行适当地删减,降低了网络连边密度,在保证网络连通的情况下实现网络结构的简化,有利于简化复杂的路由计算,降低节点间通信干扰,延长网络生存周期。 作者:任月清 齐利晓 杨国庆 单位:天津城建大学
机电本科毕业论文: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 机电本科毕业论文: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 机电本科毕业论文: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。 机电本科毕业论文: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。 机电本科毕业论文: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。 机电本科毕业论文: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。 机电本科毕业论文:应用型本科院校《机电控制工程》课程教学探索实践 摘要:针对《机电控制工程》内容抽象、教学困难这一问题,结合应用型本科院校的培养目标,本文提出面向学生自适应学习能力培养的教学方法,激发学生的学习兴趣,提高学习热情,为社会培养具有自适应工作能力的应用型人才。 关键词:机电控制工程;自适应学习能力;学习热情;应用型人才 随着科学技术的不断发展,控制工程理论已经广泛应用于机器人控制、数控机床运动控制以及柔性制造系统、计算机集成制造系统(CIMS)等领域[1]。由此可见,控制工程理论在制造领域中的作用尤为重要。 各本科院校最主要的任务是为社会各行业源源不断地输送应用型人才[2,3]。成都工业学院是新办应用型本科院校,机电行业是机械电子专业学生今后从业的主要行业,学习《机电控制工程》课程对该专业学生具有重大意义。 一、存在问题 《机电控制工程》课程是我院机械电子工程专业的核心课程之一,也是该专业的一门综合性很强的专业基础课,课程内容抽象,而且学习该课程还需要具备高等数学、工程数学等相关课程基础知识,但学生往往对相关基础知识掌握不够牢固,对学科间交叉的内容理解不够深入,更不能联系实际灵活应用相关理论解决问题,导致对《机电控制工程》课程学习困难。《机电控制工程》课程内容理论性较强,采用传统教学方法讲授,教师感觉“教授困难”,学生也会感到控制工程“枯燥无趣,学习困难”,继而失去学习兴趣和信心。 二、解决问题第一步:制定面向学生自适应学习能力培养的教学模式 《机电控制工程》课程不仅是知识点的讲授,为了使学生今后尽快适应从业实际情况,更为重要的是使学生在该课程学习过程中,培养其自适应学习能力以及解决复杂问题的能力。为此,可将教学过程设计成:课堂讲授环节、自学引导环节和小组研讨环节,合理进行学生课程学业成绩评定。 首先,根据教学计划对教材内容进行规划,确定课堂讲授环节内容和教学目标。在教研活动中,《机电控制工程》课程教学负责教师应组织该课程授课教师一起进行教学研讨,根据课程教学大纲和教材内容,兼顾学科知识结构和内容体系,找出重点和难点,对教学内容进行优化安排,即根据学习内容的复杂程度和教学目标,确定课堂讲授内容和自学内容。课堂讲授内容强调基本概念的理解和应用,减少对一些定理和公式的过细推导,结合实际应用重点讲授经典控制理论部分内容。在课堂讲授环节,教师仅针对课程的重要知识点进行讲授,尽量联系实际应用来举例。 其次,为培养学生的自适应学习能力,安排自学引导环节。预先安排学生对教研会上拟定的自学内容进行有计划的自学,准备在下一研讨环节中讨论。自学引导环节,一方面可以锻炼学生的自学能力;另一方面,课堂上不再对简单的知识点进行讲授,可将这些时间用于下一环节的师生互动,既提高课堂时间利用效率,又提高学生学习兴趣。 第三,为了让学生巩固学习效果,培养理论联系实际的能力,安排课堂小组研讨环节。根据授课内容,特意寻找理论应用于实际的例子,安排课堂时间进行专题讨论。在教师的引导下,可鼓励学生动手动脑设计实验来验证课堂讲授环节及自学引导环节中的基本概念和基本理论,进行及时评价。该环节的目的是锻炼学生运用所学知识解决实际问题,根据实践来证实控制理论对实际应用的指导作用,从而培养其今后分析问题、解决问题的能力,培养其团队合作与社交协调的能力,为今后工作奠定基础。 下面以“频率特性的基本概念”一节内容为例,将教学过程设计成:课堂讲授环节、自学引导环节、小组研讨环节。 对“频率特性的基本概念”一节中“频率特性的定义”这部分内容安排学生按教学要求自学,对于“频率特性的物理意义”这部分内容,可根据学生学习能力让其尽量理解,然后在课堂上进入小组研讨环节。已知:如图1所示,设滤波电路的输入为正弦电压u■(t)=A■sinωt,分析该电路滤波原理,讨论该电路在实际中可能的应用。 首先,求出系统的传递函数为:G(s)=■式中T=RC 利用学生在自学环节对频率特性的定义的理解,计算出幅频特性和相频特性, 其中幅频特性:A(ω)=G(jω)=■ 相频特性为:φ(ω)=-arctgωT 那么,该系统在输入作用下,系统的稳态输出为: u■(∞)=■Sin(ωt-arctgωT) 接着进入小组研讨环节:(1)该电路是哪种类型的滤波电路?说明原因。 (2)实际使用如何? 学生经过兴致勃勃的讨论后,得出结论:该电路是一个“低通滤波器”。因为在频率较低时,ωT 1,A(ω)≈1,φ(ω)≈0,表明输出电压与输入电压几乎相等,相位接近相同;当输入信号的频率较高时,ωT 1,A(ω)≈■,φ(ω)≈-90°,表明此时输出电压趋于0,相位滞后90°。在实际中,可用于设计“低通滤波”,只要系统中R、C确定后,频率特性随之确定。 可见,通过这种方式教学,将理论和实际联系起来,学生不容易对教学感到枯燥,既可明确基本概念,还会让学生领会用理论对实践进行指导,通过实践来验证理论,让学生不再感到“难学”,教师不再感到“难教”。 最后,确定学生的课程成绩评定方式。传统的考核方式为期末考试,在学生自适应能力培养为核心的教学模式下,仅仅通过单一的期末考试的方式对学生课业进行成绩评价,是不全面的,更不客观[4]。可以将期末考试的方式与课程教学环节中每一环节的过程评价综合起来,并且教学环节中的过程评价占总成绩的65%,这样才可以充分调动学生平时各教学环节的学习积极性,避免学生期末考试才进行突击复习等,以保证课程各教学环节的有效实施,最终达到教学目标。 三、解决问题第二步:注重教学过程互动,以巩固和提高学生的学习热情和学习兴趣 教学是教师与学生的双边活动,没有沟通、对话,就没有教学,教学不是教师一个人讲授,而是要让学生参与课堂教学[5]。“教授”是为“学习”而存在,也是为“学习”服务的,只有激发学生的学习热情,培养学习兴趣,使其成为真正的学习主体,才能实现预期目标。因此,需要改变传统模式下以教师为主体的教学方式,充分利用自学引导环节、小组研讨环节形成教学互动,引导学生积极参加讨论,主动思考问题,从而培养学生的学习主动性。 在自学引导环节和小组研讨环节,教师努力启发学生思考问题,积极引导学生参加讨论,鼓励学生对教师所讲知识和方法提出质疑,帮助他们解除疑惑。为了提高学生的学习主动性,增强教学过程的师生互动效果。为此,教师可在课前预先布置下次的授课内容,让学生在课下自觉预习,并在课堂前15分钟鼓励他们到讲台上讲述预先布置的内容,根据讲解中暴露的问题,有针对性地补充和纠正,引发学生主动思考问题,提前预习教材,提高《机电控制工程》课程的教学效果,增强课程学习成就感、愉悦感,从而提高学习热情,建立战胜困难的信心。 四、结论 本文主要阐述面向学生自适应学习能力培养的教学方式,提出将教学过程设计成三个环节:课堂讲授环节、自学引导环节和小组研讨环节,通过教学互动提高学生课程学习热情,激发课程学习兴趣,改善课程教学效果,提高学生自适应学习能力和解决复杂问题的能力。 应用型人才必须具备可持续发展的潜力,能够学会学习,自我更新知识体系,以适应社会发展的需要[6]。从长远来看,自适应学习能力教学方式可以培养本专业学生具备今后工作的自适应能力,为社会输送具备竞争能力的人才。 机电本科毕业论文: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。 机电本科毕业论文: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。 机电本科毕业论文: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。 机电本科毕业论文: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。 机电本科毕业论文:“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。
浅谈卫星通信课程教学模式:微波与卫星通信课程内容教学模式 【摘要】针对《微波与卫星通信》课程内容多、学时少、理论性强和应用领域广等特点,以加强基础、强化实践、注重创新为出发点,探索如何有效合理地开展课程的理论教学,并结合学生的特点探索如何合理的安排课程内配套实验,以及如何以学生为主体利用通信技术与多维立体互动模式提高教学效果,达到提高学生的学习兴趣,衔接通信与信息类专业的基础知识,培养学生的工程实践能力和创新意识的目的。 【关键词】微波与卫星通信;多维立体互动;教学模式 《微波与卫星通信》是电子信息工程无线通信方向必须的一门核心专业基础课程。该课程介绍微波与卫星通信的基本原理、微波与卫星通信技术以及电波传播原理等三大部分的知识,具有极强的理论性和抽象性。通过本课程的系统学习将有助于移动通信、射频通信电路、无线通信电波传播与天线技术等后续专业课程的开展。为此,本文就该课程的理论与实践的联合培养模式、专业知识衔接、多维立体互动教学和对分易教学平台的应用开展探讨。 一、理论与实践联合培养模式探究 本课程的教学目标在于:通过对《微波与卫星通信》基本原理的剖析式分析,要求学生掌握微波与卫星的基本概念、特征和系统结构,了解微波与卫星通信区别于其他无线通信技术的最基本的特点;通过学习微波与卫星通信的基本技术,要求学生掌握《微波与卫星通信》常用的调制与解调原理、信道编码技术、多址技术;通过学习《微波与卫星通信》无线电波传播原理,要求学生掌握电磁波的传播特性、电波传播链路的计算与设计。可以看出,《微波与卫星通信》也是一门实践性较强的实训课程,若学生仅限于学习书本上的基本原理、常用通信技术以及电波传播等理论知识,并不能解决与《微波与卫星通信》相关的复杂工程问题。鉴于此,该课程需要开设一定课时量的实验,学生可以熟悉微波与卫星通信的基本技术,掌握常用微波电路系统的测试方法和设计思想,实地测量并分析实用的微波电路部件,包括放大器、各种滤波器、混频器和功放器等输出的时域和频域信号。通过使用卫星通信收发平台、测试软件及分析仪器,对微波电路系统进行测量和设计可以培养学生的操作能力、分析能力、知识的应用能力、协作能力等综合素质,使学生对工程性实践操作有更明确、更深刻、更直观的认识,从而为学生的工程实践应用奠定基础。 二、专业知识衔接,提高教学效果 该课程需要扎实的数理基础和抽象思维,因此在前期导向课程的教学活动中,比如大学物理、通信原理、移动通信等,应对相关的基本知识点做介绍。例如大学物理中的麦克斯韦方程组知识点在电波传播中的衔接;地面移动通信中常用的调制解调技术与卫星通信背景下调制解调方案的指标差异。除了与前导向课程的衔接,还需要结合空天地海一体化技术的发展,增加该技术领域的发展前言,激发学生对课程的兴趣,比如增加卫星定位、导航、深空通信、临近空间、水声通信等相关背景和关键技术的介绍。 三、以学生为主体,激发能动性 近年来,高等院校在教育教学改革方面进行了积极探索,取得了一定的成绩,但仍是在以往教育机制上做的延续,因而教育模式还存在弊端,这种弊端主要体现在忽视了学生的主体地位,未能激发学生学习的主动性和能动性。为此,我们应该结合日常的教学活动,将创新性的多维立体互动式教学模式应用到理论与实践课程教学活动中[1][2]。《微波与卫星通信》课程中的重点知识点的理论性比较强,仅在有限的学时中,让学生对微波与卫星通信的基本原理有深入的理解尤为困难。若将学生作为课堂教学的主体,结合多样化、多维度和互动式的教学模式,将会改变原有的一些固定教育方法。举例来说,在讲授卫星通信中的信道分配和多址接入时,可以等效为各楼层教室的使用时间、使用群体和群体语言等。 四、使用现代多媒体技术改革教学模式 随着通信技术的快速发展,各种先进的现代化多媒体技术应运而生。这些技术改变了传统的灌输式教学方法,不再只强调教师对课堂的主导。对分易是一种新型的教学平台,适合多种教学模式,是一款服务于高校教师的技术平台。在《微波与卫星通信》课程管理中,利用此平台能够将课堂教学中的框架、重点、难点和讲解内容展示给学生,同时,学生课后也能自主性、个性化的独立学习或者开展小组讨论和交流。此外,在课程中,还可以利用平台的灵活性、快捷性、实时性和可控性等特色进行作业批阅、课后师生互动、课堂反馈和课堂分组等管理。结论:通过以上对《微波与卫星通信》课程内容设计与教学模式的探索研究,我们以学生为主体,结合电子与信息专业应用型学生的特点调整理论与实践教学环节,重点开展理论与实践的联合培养。同时,采用多维立体互动的教学模式,以线上慕课微课、线下对分易平台提高学生对课程的热情和学习的积极性,管理课程教学,获得较好的教学效果。同时,通过前向与后续课程的衔接,使学生掌握电子技术基础知识体系和信息通信领域的基本理论与方法,从而具有运用理论知识解决复杂工程问题的能力。 作者:廖希 邵羽 叶志红 单位:重庆邮电大学通信与信息工程学院 浅谈卫星通信课程教学模式:卫星通信课程实验教学探索 摘要:针对实验设备成本制约卫星通信实验课程发展的问题,该文分析了本科生和研究生两种教学对象的特点,对卫星通信实验课程的开设内容以及实验条件建设进行了探讨与摸索。本科生实验教学设计采用低成本实验设备,突出感性认识;研究生实验课程突出学习的自主性,引导学生发现问题,激发学生学习兴趣,并在实际教学中取得了较好效果。 关键词:卫星通信;实验教学;卫星广播电视 截至2015年底,中国在轨运行的卫星数量已超过140颗,仅次于美国,位居世界第二。然而,伴随着卫星数量的突破,我国的卫星产业发展却相对滞后,尤其是地面应用系统的发展还不够。除投入不足外,人才缺乏也是一个重要原因。卫星通信课程作为高校电子通信类专业的主干课程在激发学生对卫星通信领域的学习兴趣、培养卫星通信领域的人才等方面有着不可替代的作用。 1实验课程开设背景 由于卫星通信设备昂贵、通信卫星资源紧缺,传统的本科《卫星通信》课程主要以理论教学为主,以实验演示和参观观摩为辅,实践教学的比例非常少。卫星通信的频率很高,常规的仿真平台很难实现全系统仿真,因此,有条件的院校开设的仿真实验仅限于卫星通信的中频部分[1],让学生观察信号在中频部分的处理与传输过程,深化学生对通信基本理论的认识,但这些改善无法让学生体会到真正的卫星通信过程,也很难激发学生对卫星通信领域的学习热情和兴趣。另外,随着卫星通信技术的迅速发展,《卫星通信》课程的教学内容需要不断更新,与工程实际结合也更加密切,实验教学的重要性越来越突显。与理论教学相比,由于学时有限、实践环节组织困难,实验教学已成为卫星通信教学改革与发展的瓶颈。 2实验教学内容设计 为提高卫星通信课程的教学质量,激发学生的学习热情,对卫星通信课程实验教学的内容和方法进行了探索,在教学实践中取得了一定效果。具体而言,该校在通信工程专业的本科生教学中开设了《卫星通信》课程,在研究生教学中开设了《现代通信新技术》(其中包含了卫星通信的相关内容),针对不同的培养对象,教学的内容、方式方法有很大差异。 2.1本科实验教学 本科教学中学生数量众多,传统的《卫星通信》实验课程受限于实验设备的成本,只能让学生进行卫星通信的演示和观摩,无法让学生切身体会卫星通信的过程。随着技术的发展,作为一种最廉价的卫星通信方式之一——卫星广播电视已进入千家万户,它主要由天线(及其支架)、卫星电视接收机、电视机以及电源等设备组成。该系统属于卫星通信中的单向接收地球站,而卫星通信中的反向发射链路与接收链路相似,因此,该系统完全可以作为学生体验卫星通信过程的实验设备。然而,虽然电视机在该系统中仅作为通信的终端设备,与卫星通信实验课程的教学目的关联性不强,但电视机的成本却占据该套实验系统的70%以上;另外,卫星广播电视实验的开设通常需要在室外开阔地域进行,此时系统的室外供电也将成为课程开设必须考虑的因素;上述两个原因导致卫星电视接收系统在《卫星通信》实验课程的开设过程中无法得到推广。为解决该问题,通过市场调研,将卫星电视接收机和电视机的功能改由寻星仪来实现。寻星仪是融合了卫星电视接收机、电视机以及频谱仪简易功能的一体化设备,采用锂电池供电,不需要市电,便于室外实验的开设。整套系统成本低于1000元,其简易的频谱仪功能还可以开设卫星信标的接收实验。寻星仪的操作界面与常规的卫星电视接收机完全相同,可以设置卫星名称、高频头本振、接收频率、符号率、极化方式等参数;连接卫星电视接收天线后,当天线对准目标卫星时即可接收到该卫星上的信号(即接收的信号强度和信号质量高于卫星接收机门限);若目标卫星上有公开的电视节目,还可以直接使用该终端收看卫星广播电视。在该系统上开设的实验课程可以让学生熟练掌握卫星通信中天线对星的基本流程与操作技巧,明确天线三维指向的参考基准与天线精确对准卫星的判断标准,使学生对卫星通信的整个过程进行全面、整体认知,锻炼和培养学生的实践动手能力。本科生的实验教学重点在于突出学生的感性认识,通过卫星实验,使学生能够掌握卫星通信的基本原理,明白卫星通信中对星的标准是什么,并掌握对星的常见技巧。对于学有余力的学生,启发他们更深入了解卫星通信发展的新技术、新方向。 2.2研究生实验教学 与本科生相比,研究生具有更大的学习自主性,理论讲授不仅要细而专,还要广而泛。在本科现有卫星通信内容的基础上,重点讲授与卫星通信相关的天线技术、阵列信号处理技术以及通信技术等的发展现状,为研究生下一步的课题选择提供参考。作为小班教学,研究生的卫星通信实验课可以采用完全自主的形式——将固定卫星地球站、便携式地球站、卫星动中通地球站以及宽带无线通信系统、无人机视频采集等设备交给学生进行自主组合,按照系统搭建由简单到复杂,地球站由固定到移动,通信业务由话音到视频的渐进过程,让学生体会卫星通信在实际生活中的各种应用场景以及还存在亟需解决的问题,激发学生投身卫星通信领域技术研究的兴趣。 3结语 卫星通信实验课程的开设可以强化学生对卫星通信基本原理的理解和掌握,激发学生对卫星通信领域的学习兴趣。该文针对本科生和研究生两种教学对象,对卫星通信实验课程的开设内容以及实验条件建设进行了探讨与摸索,在实际的教学过程中取得了良好效果。然而,适合于不同对象、不同接受能力的实验内容和教学方法的改革是永无止境的,如何取得更好教学效果还需要与广大高校的卫星通信课程教师共同探讨。 作者:张峰干 井亚鹊 金伟 戴精科 单位:火箭军工程大学信息工程系 浅谈卫星通信课程教学模式:移动卫星通信论文 借助电子束自动转向功能,该系统实现了自动操作,其电子束可以在100Hz频率上指向并跟踪卫星。也就是说,该系统每秒要计算该卫星的相对位置100次。分布式相阵天线还解决了“钥匙孔”(keynole)以及“常平架自锁”(gimballock)问题。前者是稳定电子机械天线系统的难题。由于俯仰角不到90°,这样在顶点处就会有一片空域无法被天线光束覆盖。后者的问题在于其天线系统俯仰角 90°、 180°,所以当常平架达到其仰角极限时,方位转台必须旋转180°才能继续跟踪,因而不能平滑跟踪经过其顶点的卫星。宽波束可以缓解这个问题,但是高增益天线都是窄波束,必须要有所取舍。在相控阵天线覆盖重复区域,可以通过电子方式轻松解决。由于设计之初就是为了解决移动中的语音、数据以及流视频问题,这种全双向系统可以用于很多卫星通信系统,比如美国的全球宽带卫星通信系统(WGS)和XTAR系统、西班牙卫星系统(SpainSat)以及英国的天网卫星系统(Skynet)。该系统采用115V交流电或28V直流电,功耗700W,重68kg。埃尔比特公司2013年9月,以色列艾尔比特公司(Elbit)在伦敦国际防务展上展示了基于MSR-2000系列的下一代天线Elsat2000E。该天线采用新型被动波导平面面板技术,能够全面覆盖Ku波段。该公司称Elsat2000E技术性能有了巨大提升,大大超越了采用印刷电路多成分平板技术的Elsat2000。Elsat2000E新型天线直径50cm,重15kg,性能和效率是Elsat2000的两倍。埃尔比特公司称其具有30Mb/s的下行速率和5Mb/s的上行速率。该公司强调该系统有个关键特性,即它有先进的三重跟踪机制,具备100°仰角能力,因而可以提升移动中的跟踪和重新锁定性能。该公司声称该系统的G/T比为7dB/K,而这是信号噪声比方式,是天线能够接收的信号。该比值越大,从背景噪音中提取微弱信号的效果就越好。和Elsat2100相似,2000E也集成了该公司的InterSky4M军用战术卫星通信系统平台,能够在视线内、视线外以及超越地平线模式下,提供“无缝”宽带连接。该系统在机械扫描中结合平板相阵技术,最大限度提升了覆盖角度。它能够达成360°全覆盖,俯仰角度从0°~100°,这是其他系统做不到的。通常情况下,天线系统会采用碟状天线,这是因为其增益很好,但是由于高度原因极易被探测到。 一、Ibetor公司X波段终端 2014年2月28日,西班牙Ibetor公司在华盛顿哥伦比亚特区2014卫星展上推出了新型的X波段Ib-Stom100X终端,其特点就是低矮不易探测。由于该终端高度只有20cm,该天线系统实现空气动力的高效能和自由调整(discretion),同时还能在极端地形情况下高效可靠连通。Ib-Stom100X专为舰船、飞机和地面车辆设计,加入了Ibetor公司设计的天线控制单元(ACU),包括惯性单元(IMU)、同千赫兹双GPS接收器、三轴陀螺仪、加速计和磁力计。通过这种组合,该系统号称指向精度提高0.3!,能在移动车辆上获取卫星信号并能“瞬时”再次找回。能做到这一点,部分原因是由于该系统使用的软件程序始终让机械扫描天线指向卫星位置,即使信号受到遮挡仍旧如此。其关键参数为瞬间频率500MHz、G/T比7.5dB/K以及波束中心上行速率高达8Mb/s。依据不同配置,其重量从75~85kg不等。根据Ibetor公司的信息,该系统已在西班牙军队服役。Indra公司西班牙的Indra公司提供了备选方案,它的Sotm解决方案运行在X和Ku波段上,使用低矮天线,并集成惯性导航。通过IP电台和骨干能力,该系统的卫星通信可为旅、营一级的巡逻部队提供服务。该系统经过专门设计,可用于任何车辆,甚至可用于小型船只。另外,其可选方案还包括Ku波段扩展频率(13.75~14.5GHz)、加密、运行时间20min的不间断电源,还可载有发电机,能够提供10h电力供应。吉拉特卫星网络公司就在Ibetor公司推出低矮天线终端之后,以色列吉拉特卫星网络公司(Gilat)也紧随其后,于2014年3月11日推出了“低矮光线卫星隐形光线(RaySatStealthRay)300X-M”。该系统经过专门设计,可与任何X波段卫星配套使用,可用于全球宽带卫星通信系统(WGS)以及崎岖道路行驶的车辆。它集成了多种动作传感器,可以进行准确跟踪、在最短时间获取信号以及能够“瞬间”再次找回信号。该系统经过设计,可以轻易装到未经改装的车辆上。它包含一个外置天线,长55.6cm、宽49cm、高25cm、重15kg。另外,它还有内置天线控制单元(ACU),重4.5kg。但是,由于它可以和集成MLT-1000调制解调器一起使用,故不必安装天线控制单元。吉拉特公司新产品的G/T比为2dB/K,传输和接收增益分别是23和25dBi,其接收频率为7.25~7.75GHz,传输频率为7.9!8.4GHz。SR300系列还包括用于Ku波段和Ka波段的低矮天线。 二、DRS技术公司X46-V认证 2013年5月,随着DRS技术公司的X46-V终端获得认证,允许用于美国国防部高性能卫星网络,该公司已能提供X-波段,为更多的偏远、分散的军事单位提供接入全球信息网络(GIG)。该认证由美国国防部联合卫星通信工程中心和美国陆军战略司令部颁发,从而允许X46-V用户接入全球宽带卫星通信系统(WGS),其语音、数据和视频传输速率高达6Mb/s。除了美国部队,澳大利亚、加大那、丹麦、卢森堡、荷兰以及新西兰军队都可以使用该系统卫星。另外,由于可以运行K-y以及Ka波段,该系统能为其它商业和军事卫星提供更大灵活性和冗余能力。该公司还于2013年8月27日宣布,其L-3Linkabit可以提供系列移动卫星通信终端,刚刚升级了Alsat永久移动地球站许可证,可以在美国境内以及其它商业航空器上使用其Ku波段终端。该证书允许的终端包括L-3DatronFSS-4180-LP(0.33×0.46m)、FSS-4180-LC小型孔径天线(圆周长0.46m),还包括LinkabitMPM-1000网络中心IP卫星通信调制解调器。美国陆军的“战术级作战人员信息网”(WIN-T)以及美国海军陆战队的“移动网络”中都采用了L-3终端。 三、全球移动网络主动布局系统 Elexis公司宣布,在成功将全球移动网络主动布局系统(Gnomad)集成到“斯特赖克”装甲车辆之后,公司又将这一经受战斗考验的系统扩展到另一美军的重要平台,并在美国乔治亚州本宁堡的美国陆军第7远征作战试验部队完成安装。全球移动网络主动布局系统易于安装,并且不需要对现有车辆进行改造。该系统包括卫星天线、RF组件以及几代模块底盘,使其可以安装在美国军用产品目录内以及商业用等车辆上,比如“悍马”等。该低矮型天线尺寸为45×35×7in(合114.3×88.9×17.78cm),重量不到25kg,可用于商业和军事卫星。由于采用开放式架构,该系统可以和许多视线内电台以及卫星调制解调器共用,并通过解调器实现全双向语音、数据和视频通信。通过和超高频或甚高频电台配合,比如和“单信道地面及机载无线电系统”(Sincgars)以及嵌入式GPS共用,该系统能够在运行图像中直接嵌入跟踪蓝军数据。该系统传送频率为14.0~14.5GHz、接收频率为17.7GHz或11.7~12.75GHz,速率分别高达512kb/s和2Mb/s。在30°仰角、23℃情况下,G/T值最低为8dB/k。罗克韦尔•柯林斯公司罗克韦尔•柯林斯瑞典通信技术公司的终端和萨博公司的四轴稳定平台结合,从而产生了一种新型的移动卫星通信终端,既可适用崎岖路面也可用于海上。它可以安装到轻型越野车辆和小型船只上,也可以安装在指挥所车辆和中型滨海船只上。这些应用由于速度快、颠簸剧烈、移动幅度大,建立和保持卫星连接非常困难。但是,该系统可以轻易解决这些问题,在高海况下时速高达50节以及崎岖地形下速度超过40km/h,它都能在1s内自动恢复丢失的连接,同时宽带通信速率可达10Mb/s。该系统全重约140kg,在20°仰角、11.0GHz情况下,G/T值为19dB/K。 四、泰利斯公司 2010年法国陆军首次在阿富汗战场部署移动卫星通信系统,而在马里,法国陆军也采用了泰利斯公司开发的设备,将其集成到VAB轮式装甲车上。由于配备了X、Ku和Ka波段,该系统能够为部署在偏远、敌对地区的部队提供连续不间断的语音、数据和视频服务。这些卫星通信系统为战斗网络无线电系统提供远距离通信连通,主要用于法国“维纳斯”计划的甚高频PR4G网络,尽管它也可方便地集成到甚高频/超高频的系统中。泰利斯公司是最早应用相控阵技术公司之一,而作为主动雷达天线,它具备优越的越野跟踪能力,集成了现代波形、抗干扰、抗简易爆炸装置的发射机,甚至还有防弹天线罩。长期以来移动卫星通信系统不断革新,毫无疑问,将来还会有更多的新技术应用到该系统中。 作者:姜天元 刘华
本文就针对在移动互联网背景下高职会计专业综合实训室建设存在的理念落后、功能不健全,以及管理不规范等方面的问题进行探究,并且就这些问题,提出完善的建设措施,为我国进一步完善高职会计专业综合实训室建设奠定坚实的理论基础。在经济开放程度不断加深且互联网行业快速发展的时代,我国的财务工作与财务环境也发生了翻天覆地的变化,所以,为了能够更好的顺应时展的趋势,越来越多的公司重视现代财务管理系统的完善和运用。因此,各大高职院校的会计专业,为了能够让更多的财务人才尽快适应新的财务发展环境,着力构建符合社会发展且满足社会需要的综合实训室是重中之重。 一、移动互联网背景下高职会计专业综合实训室构建的重要性 1.培养社会发展需要的专业会计人才 在移动互联网发展的大背景之下,各个产业结构升级,对于高职院校的会计专业人员要求越来越高。所以,信息化的改革,不仅推动了会计账务处理方式和管理模式的变革,而且逐渐形成了以互联网为基础,实现了线上与线下、虚拟与现实,以及理论与实践上的相互结合的会计专业综合实训室。另外,在这个会计专业综合实训室中,有效地将财务信息技术、会计工作任务、会计发展前景等融合到一起,真正为培养技艺精湛、适应时展且综合素养高的会计人才奠定了坚实的基础。 2.推动会计理论知识工作技能化 信息技术的高速式发展,推动着产业升级不断加快,所以,对于各大院校的会计专业毕业生的就业要求也越来越高。因此,在进行会计专业综合实训室建设的过程中,不仅要将移动互联网的理念融入其中,而且还要配备现代化的专业技术设备和新型的财务管理体系,让学生们真正的能够置身于真实的财务环境中从事相关的财务工作,而参与会计专业综合实训室活动的过程,不仅可以培养学生的实际操作能力,而且也能够进一步帮助学生理解理论知识,提高学生的专业知识技能。 3.实现多方共赢 在移动互联网和现代化财务管理理念发展的基础上,构建会计专业综合实训室,不仅可以有效的将现代化信息技术、现代化财务管理理论、学校优势资源等融合到一起,而且还能够实现教学、竞技、技能、社会服务等为一体的现代化实验室,充分的发挥出了引领性的作用。另外,会计专业综合实训室的充分性应用,这不仅对于老师的教学水平提升和学生的专业技能水平提升都起着至关重要的作用,而且还能够适应当前优化升级的财务管理工作,同时,也真正的实现了学校、老师、学生,以及社会共赢的目标。 二、移动互联网背景下高职会计专业综合实训室建设过程中存在的问题 1.会计专业综合实训室建设理念落后 就当前我国高职会计专业综合实训室建设的情况来看,大多数高职院校不仅没有真正的考虑到学校、学生的真实情况,而且也没有就未来的发展情况进行综合性考虑,所以,大多数都采取了“手工做账+计算机做账+财务软件”的建设模式,然而,由于“手工做账+计算机做账+财务软件”模式受到各方面因素的限制,所以,导致会计专业综合实训室扩充的空间十分有限。尤其是自移动互联网时代到来以后,移动互联网下的财务信息系统在企业内部广泛应用以后,企业的会计核算环境与核算方式、会计凭证形式与存储方式、以及财务管理方式等都发生了巨大的变化,财务人员的财务管理工作直接通过计算机完成,实现了会计实务的实时化处理。然而,在社会发展的大形势下,高职院校的人才培养工作并没有发生一定的变化,仍旧沿用的是传统的培养模式,所以,培养出来的会计专业人才,不仅不能快速的适应全新的工作环境,而且也无法有效地将所学的理论知识付诸于实务操作。 2.会计专业综合实训室功能不完善 虽然在各大高职院校都设置了不同类型的会计专业综合实训室,但是,大多数会计专业综合实训室是为了辅助理论知识教学而存在的,所以,在实际教学的过程中,会计专业综合实训室不仅缺乏系统的规划,而且在教学中重视程度不够,严重违背了移动互联网背景下企业和社会对综合型人才需要的要求。当然,造成这种现状,首先,主要是因为会计专业综合实训室并没有真正的将移动互联网思维融入其中;其次,会计专业综合实训室的信息化教学功能还没有被完全挖掘出来;最后,实训教学环节,并没有充分的利用现有的教学资源等。因此,最终不仅导致会计专业综合实训室教学内容单一,而且学生的学习积极性和主观能动性无法激发出来,限制学生专业技能提升在所难免。 3.校企合作不紧密 就目前发展的情况来看,虽然在一定程度上,各个高职院校进行了校企之间的合作,但是,在校企合作的细节方面存在诸多的问题,尤其是对于广大的毕业生,主要采取的是“走出去”的就业模式,毕业生无法满足企业发展需要,企业无法进行人才的储备,长此以往,导致企业与学校之家的“粘合性”降低。由此可见,会计专业综合实验室的构建,不仅没有有效地处理好企业与学生就业之间的关系,而且这种情况对于企业、学校及学生而言,都将是不利的。 三、移动互联网背景下高职会计专业综合实训室的建设方式 1.更新会计专业综合实训室建设理念 高职会计专业综合实训室构建的最终目标就是培养高素质的会计专业性人才,使得这些人才能够在移动互联网的大背景下,适应现代化企业财务管理需要。所以,在进行会计专业综合实训项目设计的过程中,必须要根据经济业务发展需要,制定具有针对性的实训项目。因此,在进行会计专业综合实训室构建环节中,首先,还原企业内部真实的工作氛围,根据企业工作需要,配置完善的硬件和软件设施;其次,会计业务核算环节,必须要依据现行的财务工作制度,进行报表、账簿、凭证,以及其他相关资料的实践操作,增强实训项目的真实性;最后,会计专业综合实训室在建设的期间,必须要结合现代化的信息技术,依托虚拟的仿真环境,通过现有的教学资源、教学设备等,构建一个将线上与线下、虚拟与现实、理论与实践融合为一体的会计专业综合实训室。 2.丰富会计专业综合实训室的建设内容 第一,构建会计专业移动实习平台。在进行会计专业移动实习平台建设的过程中,不仅要充分的融合会计领域的新型技术、理论及实训教学资源,而且还要借助现代化信息技术,如移动教学平台、智能课堂、财务软件等,真正的将会计专业综合实训室的开放性、共享性、协作性和交互性特征显现出来,为提升会计专业综合实训教学信息化水平奠定坚实的基础。在会计专业移动实习平台中,不仅要融合移动互联网的理念,通过各种现代化教学手段,如微信、微博、QQ等,将线上、线下的教学内容融合到一起,不仅充分的利用了课余时间,而且还能够突破时间和空间上的限制,实时学习。另外,会计专业移动实习平台通过文字、图片、音频,以及视频等方式,不仅满足了不同学生学习的要求,而且也实现了资源格式多元的转换,丰富了教学资源。第二,构建企业全程参与的会计专业综合实验室。为了进一步保障会计专业综合实验室建设的成效,必须要构建一套与基地建设和运行一致的长效机制。所以,在会计专业综合实验室建立的过程中,可以有效地借鉴企业的管理模式,从建设规划环节、组织环节、决策环节,以及控制、运营环节等进行系统的管理,这也是为了会计专业综合实验室的质量和安全考虑所在。另外,在构建会计专业综合实验室环节,首先,就是要拟定计划书,由学校层面做出决策,协调和项目的实施;其次,不仅要对各个环节的计划要具体详细,而且还要保证功能定位准确;再者,进行项目的论证,其中,论证人员由老师、学生、规划设计者、教育局,以及行业专家等构成;最后,企业提高参与度,尤其是对于控制和运营环节的参与,这也是为了更好地呈现学校教学理念和专业理论优势。另外,在移动互联网的大背景下,构建移动互联网下的会计实训实验基地,同时与各大企业展开深度的合作,形成集课堂教学、实践教学、岗位培训等为一体的实训模式,同时,还可以借助现代化信息技术加强整个实训环节的掌控,了解学生的学习进程。所以,学校与企业之间实现资源上的共享,真正的将会计岗位各个模块的工作内容通过会计实训实验基地模拟出来,为学生提升会计技能提供实战操作的平台。 3.配备完善的会计专业综合实验室配套保障 会计专业综合实验室本身就是一个复杂的系统性工程,需要各方面的配合和协作,所以,需要从师资队伍和管理建设这两个方面着手。因为师资队伍的强大和制度体系的完善,一方面可以加强教师力量的建设,学校强化会计专业综合实训室能否发挥出企业发展需要的专业人才,不仅要看学校的师资队伍建设,而且还要看学校是否经常选派优秀教师学习、培训和充实自身。另一方面,相关管理制度的完善,对于各个环节工作的实施提供工作标准和判定标准,所以,学校会计专业综合实训室制度建设。需要经历“救火”阶段,即出现什么问题解决什么问题;“规范化”阶段,即各项制度措施的完善环节;“理性化”阶段,即按照规章制度执行;“文化化”、“人性化”阶段,即企业制度已经成为企业文化的一种,让学生感受管理制度完善的整个过程,真正让学生意识到制度的重要性。整个会计专业综合实训室建设的过程,既能够有效地发挥出教学优势,又能够发挥出企业的经营优势。 四、结语 综上所述,在进行移动互联网背景下高职会计专业综合实训室建设研究的过程中,高职会计专业综合实训室建设本身就是一项较为复杂的系统性工程,所以,不仅要借鉴企业财务管理的工作理念,而且还要依托现代化信息技术,构建一个线上与线下、虚拟与现实,以及理论与实践上的相互结合的会计专业综合实训室,培养出高素质的会计专业人才,为我国社会进一步发展奠定良好的人才基础。 参考文献: [1]余文艺.高职高专学生会计实训基地建设研究[J].财经界:学术版,2013(3). [2]王洪波,陈巧会.产业调整升级背景下高职会计专业仿真综合实训基地建设研究[J].经营管理者,2016(9). [3]李娜.高职院校会计实践教学模式创新探讨——“教学公司”理念下的校内会计实训基地建设研究[J].现代经济信息,2016(11). 作者:李胜勇 单位:长江工程职业技术学院
商务沟通论文:商务谈判的语言沟通技巧 摘 要:商务谈判往往关系到一个企业和另一个企业合作的成功与否,也关系到企业之间的切实利益。合理运用适当的谈判沟通技巧,才能在诸多商务谈判中避免处于劣势地位,知彼知己,使谈判促成双方合作,实现共赢。 关键词:商务谈判;语言;沟通技巧 商务谈判是商场利益较量里必不可少的环节之一。如果在谈判中合理运用语言技巧,不仅能够将自己的立场观点表达得很准确,同时也会在语言上给对方施加适当的心理压力。特别是在谈判中占据被动位置时,运用合理的语言技巧即可变被动接受为主动学习。 一、商务谈判的性质 1.商务谈判的客观性 客观性是指在商务谈判过程中,所涉及的语言要反映事实,要根据现实事物的具体情况进行语言的组织,这样才能使双方都产生信赖,为本次谈判的成功打好基础。 2.商务谈判的针对性 针对性是指在谈判过程中的语言表达始终围绕一个主题。在谈判过程中可以找到对方的一个突破点,围绕突破点来进行表达,这样不仅不会打乱整个谈判的节奏,也不会因为表达内容没有主题而使对方感到困惑。如果在谈判过程中一旦找到了一个话题,就要运用不同的语言去表达,才能合理安排自己的谈判语言。 3.商务谈判的逻辑性 商务谈判的语言应该是具有逻辑性的,首先要具备一定的判断能力,在仔细判断和推理的情况下,要能够准确表达自己的思想,并且充分体现语言的客观性。在商务谈判的过程中,要想使运用的语言有说服力,就要有一个逻辑思维能力,即使对方提出问题也能够有针对性地进行回复。向对方提出的问题也要符合当下谈判过程中的逻辑。语言能力的运用是谈判取得成功的前提准备。 4.商务谈判语言的规范性 规范性是指语言应当有礼貌,并且语言表达要准确。在商务谈判过程中应注意以下几点:(1)商务谈判的基本要求也是职业道德就是必须礼貌;(2)谈判语言必须表达清楚,使对方能够理解;(3)要讲究一定的表达方式,比如音量适中、富含语言色彩等;(4)在谈判过程中加入适当的肢体语言,比如合理的手势或者面部微笑等。 二、商务谈判中陈述的技巧 1.入题技巧 在商务谈判的开始,双方之间存在的陌生感容易使整个谈判气氛变得紧张,尤其是在一些重要的谈判项目中,谈判双方容易产生心理负担,导致双方都不知所措,使谈判陷入僵局。在谈判之初,可以采取如下几种方式:(1)可以先介绍本企业的情况,或者是谈论最近的一些重大新闻、国家大事、天气等等;(2)可以从细节着手,使双方的心理得到放松,走出紧张的气氛;或者可以先适当谈一些原则性问题,往往一些大型的项目在商务谈判过程中都会先谈原则性问题,然后再就细节进行讨论。 2.阐述技巧 在阐述过程中首先要做到的就是商务谈判的规范性,语言要简洁明了。要仔细聆听对方的表达内容,在适当的时候紧扣主题发言,并且条理清晰,最终使双方达成一致。其次,在谈判之前要将自己企业的实际情况了如指掌,并对对方坦诚相待,在对方对自己的话做出反应时要随时调整自己的语言内容,随机应变。最后,在谈判即将结束时,可以说一些礼貌性的话,给对方留下深刻的印象。 三、商务谈判的提问与答复技巧 1.商务谈判的提问技巧 提问技巧常用于商务谈判中,目的是能够准确摸清对方的真实意图,并加强双方的深度沟通与了解。首先,是间接提问的方式。为了使提问变得更客气,更礼貌,就会用到间接式提问的方式。按照一般的常识来讲,提问越间接越能避免直接提问的唐突。其次,在提问时,要避免问对方是非题,而应将是非题变成选择题。再次,不要只顾自己的利益,也要设身处地地为对方考虑,尽量达到双赢的状态。最后,提问的问题要由简单到复杂,把握好问题的难易程度,使提问有一个循序渐进的过程。 2.商务谈判的答复技巧 在谈判过程中比较,不容易处理的就是答复对方的提问。因此,商务谈判中的答复也要讲究一定的策略与技巧。首先,学会委婉回答或者简单模糊的回答。对问题的答案要适当保留。有时确切的回答反而会吃大亏,其次,学会使用幽默含蓄的语言缓解紧张的谈判气氛。最后,遇到对方提的一些敏感问题或者不太理解的问题要考虑充分,仔细斟酌,慎重回答。 总之,商务谈判往往关系到一个企业和另一个企业合作的成功与否,也关系到企业之间的利益。合理运用适当的谈判沟通技巧,才能在诸多商务谈判中避免处于劣势地位,知彼知己,使谈判促成双方合作,实现共赢。 商务沟通论文:案例教学法在商务沟通和谈判课程教学中的应用 摘 要:商务沟通和谈判课程的开设对商务英语专业人才培养起着决定性作用,其课程需重点培养学生的专业素养和综合能力。目前的商务英语教学大多关注学生的“专业技能”培养,使用的教学方法也相对比较传统,而案例教学法在商务沟通和谈判课程教学中的有效实施将会对学生的社会能力、方法能力和个性能力的提高起到促进作用。 关键词:商务沟通和谈判;商务英语教学;案例教学法;能力培养 商务沟通和谈判课程是一门实践性很强的课程,其教学目的除了培养学生在具体商务环境场景中用英语进行有效商务沟通的能力外,还需要使学生在理论学习的基础上,综合能力通过实践得到有效的提高。 一、商务沟通与谈判课程中能力培养要求 综合能力培养是商务沟通和谈判课程中重要的教学目标之一。这里的综合能力主要指学生的社会能力、方法能力和个性能力等关键能力。商务沟通与谈判课程是一门实操性较强的课程,教学活动以小组合作形式展开,商务写作和演讲、电话营销培养的是学生表达能力与个性能力,而商务谈判和产品推销和展销会则主要通过模拟任务操练锻炼学生社会能力和方法能力。 从上述能力培养要求可以看出,商务沟通和谈判课程的教学不但要求学生具有灵活应用语言的能力,更要求学生有较强的团队合作能力、交际能力和综合素质能力。因此,商务沟通与谈判教学应该使用特有的教学方法,将培养学生的综合能力贯穿于整个教学中。 二、案例教学法在商务沟通和谈判课程中的运用 1.案例教学法的教学特征介绍 案例教学法结合教学主题,通过师生互动的教学环节,让学生了解与教学相关的概念和理论,培养学生的高层次能力。由于案例教学法是基于有效的师生合作,以学生为中心,充分发挥学生主观能动性的一种高效教学方法,故其常常运用在实践性和应用性较强的专业领域中。 2.案例教学在商务沟通和谈判课程中的具体实施 案例教学法根据其特点,实践操作性比较强。由于其重视任务从提出到完成的过程,因此总体实施步骤比较好把握,现就以商务谈判为具体示范,通过案例教学法的实施看如何提高学生的实际谈判能力。 案例主题:教学案例之“商务谈判会议记录” 教学任务:商务谈判的会议记录模式和现场模拟 教学目标:掌握商务谈判会议记录格式、文体特征和相关语言词汇学习 任务活动:小组讨论、口头报告、会议记录撰写和现场模拟 案例教学法具体实施步骤: 步骤一,导入。教师把学生分成2~3人一小组,并提供一段商务谈判视频(案例),让学生在5分钟内对谈判内容做会议记录,此项任务完成后让小组成员相互交流记录信息,并初步讨论谈判中会议记录的要点和特征。 步骤二,商务谈判会议记录文体学习。教师在完成上述导入步骤后,给学生提供真实的商务谈判英文文本资料(案例),让学生以小组为单位,分析总结该文本资料中的文体特征,并且找出文中文体使用表达不符合英语语言,使用不得体和不规范的地方,最后以小组为单位用英文做讨论总结报告。 步骤三,商务谈判会议记录语言词汇学习。教师应根据商务英语文体特征,对商务谈判文本资料中的相关商务词汇和句型通过对比的方式让学生进行相关性练习,从而巩固和强化学生的语言技能学习。 步骤四,小组模拟展示。各小组针对上述的案例,通过角色扮演还原商务谈判场景,并进行谈判会议记录撰写。 步骤五,任务完成性评价和反馈。教师根据各小组的完成情况对其组员的社会能力、学习能力和个性能力进行评价和反馈,内容可包括学生的语言使用情况、小组合作精神、分析和解决问题能力、逻辑思维能力和自主学习能力等。 3.案例教学法的实施内部和外部环境 要合理高效使用案例教学法,要考虑到学生作为学习主体这一因素。教师在课堂中实施案例教学法时需要考虑案例材料的真实性、时效性和趣味性,以便能充分发挥学生的积极性对案例进行自主学习。 三、结语 案例教学法是一种使学生的综合能力得到有效训练的一种教学方法,有较强的操作性和实用性,在类似商务沟通和谈判实操性强的课程中对学生能力培养的教学效果尤为明显。但在具体实施案例教学法的过程中,学校也需要考虑其实施的内部和外部环境,以便使案例教学法的实施能更加高效。 (作者单位:湖北理工学院外国语学院) 商务沟通论文:谈施工项目管理中的商务沟通 摘要:项目是一种经济组织,是一种资源配置的方式,项目管理中的有效沟通对其经济活动成果有巨大的影响。在团队理论看来,有效的沟通活动取决于项目内的信息分配方式,信息是影响决策的重要因素,其处理的方式对决策效果有直接的影响。但是项目管理的商务沟通在不同的主导模式有着不同的特点。本文借鉴商务沟通机制在企业理论的应用思路,把组织看作一个信息系统,商务沟通机制就是用于分析组织内部的信息结构和由此产生的激励问题,反映了组织的内部特征。为此具体探讨了施工项目管理中的商务沟通内容与措施。 关键词 建筑施工项目管理 商务沟通 一、施工项目管理中的商务沟通 1.项目商务沟通的定义 商务沟通是项目管理的一项重要工作,要取得一个项目的成功,沟通具有重要作用。沟通可使矛盾着的各个方面居于统一体中,解决它们的界面问题,解决它们之间的不一致和矛盾,使系统结构均衡,使项目实施和运行过程顺利。在整个项目实施的过程中,存在着各式各样的沟通工作,如:项目目标因素之间的沟通;项目各子系统内部、子系统之间、子系统与环境之间的沟通;各专业技术方面的沟通等。通过沟通,不但可以解决各种协调的问题,而且还可以解决各参加者心理和行为的障碍和争执。在项目管理中,虽然在项目管理工作中计划管理是龙头,但如果该计划没有进行事前的良好沟通。在详细的计划也只是项目管理者的一厢情愿,不能得到广大管理者和执行者的大力支持,不具备良好的可操作性和实施性,最终可能会因为无法进行良好的沟通协调而使计划天折。可以说管理离不开沟通协调,沟通协调渗透于管理工作的方方面面。 2、项目商务沟通的困难 由于项目组织和项目组织行为的特殊性,使得在现代工程项目中沟通十分困难。尽管有现代化的通讯工具和信息收集、存储和处理工具,减少了沟通技术上的和时间上的障碍,使得信息沟通非常方便和快捷,但仍存在着很多困难:(1)现代工程项目规模大,参加单位多,造成每个参加者沟通面大,各人都存在着复杂联系,需要复杂的沟通网络。(2)现代工程项目技术的复杂、新工艺的使用、专业化和社会化的分工。以及项目管理的综合性和人们的专业化分工的矛盾增加了交流和沟通难度。特别是项目经理和各职能部门之间经常难以做到协调配合。(3)由于各参加者有不同的利益、动机和兴趣,则有不同的出发点,对项目有不同的期望和要求,对目标和目的性的认识不同,则项目目标与他们的关联性各不相同,造成行为动机的不一致。作为项目管理者在沟通的过程中他不仅应强调总目标,而且要照顾各方面的利益,使各方面都满意。这就有很大的难度。 3、项目商务沟通的主要内容 1)项目经理与业主的沟通 业主代表项目的所有者,对项目具有特殊的权利,而项目经理为业主主管项目,必须服从业主的决策、指令和对工程项目的干预,项目经理的最重要的职责是保证业主满意。要取得项目的成功,必须获得业主的支持。 2)项目管理者与承包商的沟通 承包商必须接受项目管理者的领导、组织、协调和监督,项目管理者应让各承包商理解总目标、阶段目标以及各自的目标、项目的实施方案、各自的工作任务及职责等,应向他们解释清楚,作详细说明,增加项目的透明度。 3)项目经理部内部的沟通 项目经理领导的项目经理部是项目组织的领导核心。通常项目经理不直接控制资源和具体工作,而是由项目经理部中的职能人员具体实施控制,则项目经理和职能人员之间及各职能人员之间就有界面和协调。他们之间应有良好的工作关系,应当经常协调。 二、建立积极有效的沟通 沟通管理的目的就是要保证项目信息及时、正确的提取、收集、传播、存储以及最终进行处置,保证项目组内部的信息畅通。在这过程当中,项目经理责无旁贷的成为信息传输的中心和中转站,同时又要避免成为信息流通的瓶颈。我认为项目的沟通主要包括与业务部门的沟通、与部门领导的沟通、项目组内成员之间的沟通、与外联公司的沟通和与其他兄弟部门之间的沟通等等。 (一)与业务部门的沟通 与业务部门的沟通一般从项目前期阶段就开始了,在这工作当中,我想有以下几点需要注意: 1.充分分析业务部门的需求,以及需求的重点部分,沟通做到有的放矢; 2.让对方在一定程度上了解项目组的现实情况,有困难一定先提出来,增进双方的相互理解;项目管理者联盟文章 3.在需求沟通中,业务的专家地位可能不很明显,项目组在有条件的前提下可以更加深入的参与业务需求讨论,甚至引导需求,即技术引导业务; 4.在项目过程当中形成前期积极进行需求挖掘、中期合理安排客户体验、后期协调验证测试的良性循环; 5.如果沟通效果不理想,要及时上升问题的高度,寻求各级相关领导和职能部门的协助,合理的借用外部力量达到项目组的既定目标。 这里以《XX项目》作为案例加以说明,这个项目涉及的对账系统决算规模380(人/天),理论工期7.8月,实际工期2.2月。涉及:6个系统。预估版本缺陷密度为46(ZX平均15.3)。最后该项目得以成功完成,并顺利投产。其实该项目实际情况是:时间非常紧,任务也很重,而且需求不明确,配合公司由于商务问题不能及时支持,可以说困难重重。但从项目开始到结束,项目组在项目经理的领导下与业务代表时刻保持着紧密的沟通,对于存在的各种问题从不拖延解决,每天将项目各阶段的进度情况发与项目干系人了解,保证各方面信息的一致性。项目组成员包括业务人员短期内成为了一个团结而紧密的团体,业务人员也能够了解项目组成员为此付出的努力,并打下了良好的客户基础。 (二)与部门领导的沟通 与部门领导的沟通在项目管理过程当中是不可避免的,由于目前中心的矩阵结构管理模式中,职能部门的权限要大于项目经理的权限,所以项目经理在项目管理中一定会不断的和各职能部门经理打交道,同时项目经理还要定期的向本部门领导汇报项目情况,寻求项目支持。我认为与部门领导的沟通有以下几点需要注意: 1.寻求支持的邮件一定要简练的描述清楚问题的关键所在,需要领导哪方面的具体支持,最好根据具体问题给领导1-3个选择,并指出项目组倾向于哪个选择,原因是什么,而不是把问题直接扔给领导; 2.一定要清楚各级领导的权限和角色,解决问题时一定是要找到关键路径上的关键领导,避免信息同时多个领导,造成领导之间的沟通成本加大,影响问题的解决效率,增加领导协调解决问题的难度; 3.对于有些问题,不要一味的向领导妥协,不要一味的承诺实际不可能完成的项目工作,这既是对工作的负责,也是对领导、对项目组的负责。 (三)与项目组成员之间的沟通 对于项目经理来说,规模较大的项目主要是与各应用的专业经理以及架构师之间的沟通。 《XX项目》在系统测试阶段,开发经理和测试经理关于提交的测试问题数量存在争论,开发经理认为测试部门提交问题重复,且数量过多;而测试经理认为项目办对于测试部门给出了测试标杆值,她是按照这个来执行的,而且她认为开发经理一味偏袒开发人员,且拒绝修改的问题答复过于简单。 从这个案例当中,我认为关键在于项目经理接收到各方面信息之后,不要急于做出结论,因为这个结论很可能是以偏概全或者根本就是错误的,要对信息进行有效的确认。同时在沟通过程当中项目经理要做到立场的合理切换,有时候要站在项目的立场上、有时候站在专业经理的立场上。最后一点就是要坚持项目管理过程当中的公正、公平原则,对项目所涉及应用不偏不倚,只谈问题的解决不谈其余的个人问题。 三、加强施工项目管理中的商务沟通措施 1、积极使用协商解决法 在大目标和共同利益一致的前提下。项目管理中的双方或者几方的分歧属非对抗性或暂时性的情况时,采用此法是比较好的。在冲突发生之后,由双方各派代表,本着协商的原则。要求双方顾全大局、求同存异、互让互谅、互相做出积极的让步,以促使冲突得以解决。协商的实施包括确定协商的时间、地点和进度。首先,双方应确定协商何时开始,并注意到对方何时准备好进行协商,为了使协商结果有益于项目的建设,双方应当及时实施并完成协商。其次,双方应选择协商的地点,包括避免干扰、获得心理上的优势以及可以使用的人员、装备及服务等因素。最后,双方应确定协商的速度。即使一方没有迫使另一方接受一个限期,由于协商结果带有时间性而需要迅速结束协商。 2、合理使用权威解决法 当双方的冲突经过沟通和谈判都不能解决时,这时则由上级主管部门做出裁决,通过组织程序迫使冲突双方接受上级提出的解决方案。这种权威解决法主要是采取强制手段解决冲突,因此,这种方法往往不能从根本上解决问题。一般情况下不宜采取这种方法。但在某些特殊情况下,为了不失时机地完成某项任务,领导者必须当机立断,应用自己的权威及时地解决冲突。 3、慎重使用诉讼解决法 当矛盾冲突上升到激烈的时候,冲突双方可以通过法律诉讼的方法来解决冲突。在冲突中处于弱势地位的一方往往会首先拿起法律的武器。在建设工程项目的实践中,由于各参与方之间的利益相互纠缠得很深,很多时候,在冲突中处于弱势地位的承包商或监理单位在面对业主时。考虑到以后业务的进展或下一个项目的延续,往往会先行妥协,此时,冲突的双方不致于闹到要法庭上见的地步。 4、完善信息化沟通措施 在当前商务沟通中。我们要借助现代信息技术,建立高效的沟通管理系统,充分利用现今最新的网络和通信技术,提高企业运营中的沟通效率,加强企业管理的智能化。信息传递要贯彻多快好省的原则。所谓多,是就数量而言,即在单位时间内传递的信息数量要多;快是就速度而言,即信息传递要迅速及时,一条很有价值的信息,如果传递速度过慢,就可能变得毫无价值;好是就质量而言,即要消除信息传递中的种种干扰,保持信息的真实性;省是就效益而言,要求在较短的时间内,化较少的费用,传递尽可能多的信息。在信息传递的过程中,这几方面相互联系,相互制约,我们在应用过程中需要全面的加以协调。 结语:现代企业管理方式下的沟通协调管理工作,必须要有大量的信息数据来进行支持,以保证沟通工作能顺利开展。 商务沟通论文:基于工作过程的高职《商务沟通与谈判》课程虚拟仿真项目的设计与实施 摘要:虚拟项目教学模式可以有效地改革传统教学模式,增强学生实践能力,有助于高职院校培养高端技能型专门人才。但是,如何利用现代信息技术开发和创新虚拟仿真项目,从而推动课程改革,是高职院校相关研究人员探索的热点问题。以高职《商务沟通与谈判》课程为例,深入探索了虚拟项目在高职教育中的体现形式、校企联合教学搭建数字传输课堂的表现方法,改造和创新课堂教学模式等问题。实践证明,虚拟项目教学模式在推动促进课程改革,提高课堂教学质量,培养专业能力方面具有较好的效果。 关键词:商务谈判;虚拟项目教学;课程设计与实施 虚拟项目教学模式可以有效地改革传统教学模式,增强学生实践能力,有助于高职院校培养高端技能型专门人才。如何利用现代信息技术开发和创新虚拟仿真项目,从而推动课程改革,是高职院校探索的热点问题.本文拟以高职《商务沟通与谈判》课程为例,探索虚拟项目在高职教育中的体现形式、校企联合搭建数字传输课堂的表现方法,改造和创新课堂教学模式等问题。通过教学实践,对虚拟项目教学模式在推动课程改革、提高课堂教学质量,培养专业人才等方面进行实验验证。 一、实施虚拟项目教学的必要性 《商务沟通与谈判》课程是国贸专业的一门专业核心课程,也是一门实践性很强的课程。虽然逐步构建了专业课程模块体系,但在实施“工学结合、校企合作”人才培养模式过程中,还存在着许多实际困难:实训资金投入不足,学校实训设备落后,与现代企业真实要求相差甚远;实训中不可能再现关键技能训练项目;企业核心岗位操作程序复杂,学生不能进行实际操作;学生实训影响企业正常运作等,这些问题直接影响了“工学结合”人才培养模式的开展,影响了职业教育的教学质量。 运用虚拟仿真技术模拟企业现场运作过程,则可以有效解决上述问题。利用和开发一些仿真实训项目,使学生在虚拟项目教学中的实施过程中虚拟真实的现场,在模拟的真实环境中亲身体验各种谈判主题对应不同的谈判方案。通过学生在这样一个“现场”中分析问题、解决问题,引导和帮助学生完成主动学习过程,引起学生持续探索的兴趣,完成知识、技能的“同化”和“顺应”。创建“虚拟仿真项目教学”模式,让学习成为一种虚拟仿真情境的体验,让学生在“体验”工作过程中进行探索学习,全面提高综合职业技能。 二、虚拟项目教学的设计与实施 (一)虚拟工作平台建设 通过对《商务沟通与谈判》课程教学过程进行了深入思考和不断探索,实施了有效改革。商务谈判课程是以“案例自主学习、项目导向、任务驱动、教学做合一”为主体的能力培养课程,在教学过程中以工作过程为主线,注重教学做合一,使学生较好地掌握谈判技能。通过课堂学习和虚拟项目来培养学生在调查谈判环境、分析谈判对手的基础上具备制定谈判计划的能力;培养学生适时运用技巧处理真实工作环境下的顾客异议、处理模拟谈判中的常见问题的能力;训练学生对谈判过程的掌控以及应急事件的处理能力,使学生成为企业需要的谈判人才。 通过建设虚拟工作平台,初步实施谈判案例的网络自主学习,教学过程中,除了讲述教材中用到的大量实例外,还要专门有针对性的案例学习。对一个具体案例要求学生从以下三方面把握:1、案情简介;2、案情分析:找出双方的需求,明确双方的谈判目标,解决办法及过程、结果;3、网上答辩。学生分组抽取案例,各组依次在课堂上进行分析,每组学生课前要备课,遇到问题可以向老师求助,上台分析时,每组派一人主讲、一人辅讲,讲完后接受全班同学的提问,该组每个同学应争取回答,教师把每个学生的参与情况作为该组评分的一个因素。最后由教师点评。教师可从以下方面进行总结:1、先从内容方面进行评价,案情简介可反映学生对案例的熟悉程度;案情分析是案例分析的核心,是理论运用到实践的过程,可反映学生对理论的理解程度;启示是实践上升到理论的关键,能反映学生举一反三的能力。2.从团队合作的精神进行评价。3、此次案例分析优缺点以及对下一组学生的指导。 该平台充分实现了专业教学过程与应用过程在信息化环境下的对接,使课堂教学、虚拟仿真、实际操作三位一体,创建了学习的最佳环境和情境,实现了学习活动与生产实践有机融合、虚拟仿真与职业活动有效衔接。 (二)校企联合数字传输课堂建设 在教学过程中,利用高清硬盘摄像机、HDMI高清采集卡、智能导播系统、网络客户端等硬件设备,将“实训室”与校企合作单位对接,搭建“校企互动、双向传送”的生产现场实时教学系统,实现课程校企联合教学,数字传输课堂丰富了虚拟项目的功能:1.支持学校教学现场与企业生产现场的场景,借助视频特写等效果,使企业的新做法融入课程教学内容.2.实现企业兼职教师与学生开展多方双向对话交流,使企业技术人员和学校专业教师能实时开展答疑等远程服务。3.支持同步录制多媒体教学资源,利用网络的传输和辐射作用,实现对中西部地区的教育支持。4.实现学院优质教学资源的开放共享,可面向企业人员开展在岗技术培训 数字传输下的模拟谈判实施过程。模拟谈判可以帮助学生把课堂上所学的理论灵活地运用到实际中去,使学生熟悉和了解实际谈判中的各个环节,对提高学生的综合谈判能力,掌握谈判策略起着重要的作用。首先教师根据教学的要求以及学生的实际水平来确定谈判的内容,一般由浅入深,由简单到复杂。如先就技术问题或价格问题进行单向交易的模拟谈判,并把相关的背景知识、市场行情、谈判双方的经济联系引入课堂。随着学生掌握的理论知识不断加深,可以组织商务合同条款和成套贸易项目等比较复杂的模拟谈判。其次确定谈判的方式,一般以谈判小组的形式进行,每组以4至6人为宜,并在小组中设立主谈人。小组成立后,进入谈判前的准备阶段,搜集资料,制定各自的谈判计划表。模拟谈判后应进行归纳和总结,让学生尽可能地去回顾谈判的全过程,总结在此次谈判过程中学到了哪些有用的知识。同时为了督促谈判有效进行,还专门设置了裁判员角色负责录制谈判录像,考查谈判双方准备是否充分,记录各方在谈判中使用了哪些策略,促使学生学以致用。最后,要求学生在每轮谈判之后让做好谈判备忘录,及时总结经验教训并做好下轮谈判计划,有效结合专业知识和学生的实战能力。 (三)开放式教学网站建设 《教育部关于加快推进职业教育信息化发展的意见》(教职成[2012]5号文件)指出,要加快开发职业教育数字化优质信息资源,开发包括网络课程、虚拟仿真实训平台、工作过程模拟软件、通用主题素材库(包括行业标准库、实训项目库、教学案例库、考核试题库、技能竞赛库等)、名师微课以及专业群网站等多种形式的职业教育数字化信息资源。在现有的教学资源服务中心平台基础上,按照专业教学资源建设要求逐步开发教学资源,并通过开放式教学网站,实现优质教学资源共享。 三、结束语 结合核心课程开发虚拟项目,搭建信息化平台,创建数字化学习空间,将虚拟实训教学与真实现场实训教学相结合,用现代信息技术改造传统教学模式,能形象生动地表现教学内容,有效地营造展现真实工作过程的教学环境,校企跨界联合教学,实现学校和企业优质教学资源共享,提高学生掌握知识、技能的效率,达到优化教学过程、提高教学质量的目的。 商务沟通论文:国际商务活动中的跨文化沟通途径探析 摘 要:随着社会的快速发展,国际商务活动不断增多,国际商务活动中的跨文化交流也就变得越来越频繁。跨文化沟通与交流成为现代国际商务活动中的重要组成部分,促进彼此国家文化的了解与渗透,增进合作友谊,加强经济与文化的双重交流,有利于商务活动的顺利进行。本文通过研究国际商务活动中的跨文化沟通的途径来提醒国际商务人员在商务活动中所要注意的诸多问题。 关键词:国际商务;跨文化;沟通途径 随着经济全球化的发展,国与国之间的贸易往来变得越来越频繁,使得国际商务活动明显增多,跨文化沟通成为国际商务活动的主要沟通途径。通过彼此国家之间的交流,了解彼此国家的习俗、地域风情等具有浓郁文化色彩的方式,来促进国与国之间的思想与文化交流。因此,在众多的国际商务活动中,进行跨文化沟通的途径尤为重要。本文就国际商务活动中的跨文化沟通存在的问题以及国际商务活动的跨文化沟通途径进行了探究。 一、国际商务活动中的跨文化沟通存在的问题 1.语言障碍 在现代商务活动中,进行国际商务活动时最为明显的就是存在语言障碍,语言是沟通的基本方式。每个国家都有属于自己的语言,进行国际贸易活动,首先最为重要的就是消除彼此间的语言障碍。虽说有时可以通过肢体语言进行彼此之间的沟通,但是通过肢体语言进行表达时会存在一定的误差,在不同的国家,不同的肢体动作代表着不同的含义。所以说利用语言进行直接有效的沟通与交流,是进行国际商务活动的必要条件。存在语言障碍是当前最为重要的沟通障碍,没有达到最基本的交流条件,那促成国际商务活动顺利进行的几率会大大减小。 2.文化的差异触及对方国家的禁忌 国际商务活动中,与对方进行交谈时,很多情况下由于文化的差异,会触及到对方国家的禁忌,这是最为严重的情况。由于文化的差异,不小心提及到对方国家的禁忌,就表明没有对该国家的文化习俗、地域风情等方面进行足够的了解,没有做到尊重对方、理解对方,也会容易导致商务活动的失败和合作的破裂[1]。 3.思维方式的差异而造成矛盾和冲突 国与国之间不仅存在着文化习俗上的差异,同样也存在着思维方式的差异。在商务活动中,由于思维方式差异造成的矛盾也是屡见不鲜。如同我们东方国家和西方国家的思维方式就存在着巨大的差异。针对同样的问题,不同国家的人会存在相应的分歧,不同的国家和地区,人们的思维方式也存在着相当大的差异,因此会容易引起冲突。 4.文化交流欠缺 对于对方国家的文化明知道存在差异,却没有做到及时有效的交流,不能够清楚的了解彼此之间文化细节上的差异,文化交流欠缺,导致不能够进行换位思考去体谅对方的处境,因而造成交流上的障碍和误解,导致国际商务活动和合作的失败,甚至破裂。现在国际商务环境中,由于文化交流欠缺而导致的合作破裂不在少数,所以说,文化交流欠缺是国际商务活动中最为重要的部分。 二、国际商务活动中跨文化沟通的途径 1.解决语言障碍问题,进行直接交流 进行国际商务活动之前,语言障碍是必须要解决的首要问题。尤其是一些不使用英语,而使用本土语言的一些国家,语言障碍问题更为严重。存在语言障碍问题,会使得商务活动不能切实有效的进行,彼此之间不能够正常沟通,影响商务活动的效率。所以说解决语言障碍是重中之重,可以聘请翻译人员进行随身翻译,以至于能够进行直接的沟通与交流,增深彼此之间的了解,使国际商务活动的国际合作得以实现。另外,在聘请翻译时,要选择高级翻译人员,为促成国际商务活动中的商务合作创造更好的条件。在解决语言障碍的基础上,对该国家的文化、地域等方面进行了解、学习,最终实现国际之间商务的友好合作。 2.提高对跨文化交流的重视度 跨文化交流对国际商务活动的进行发挥着至关重要的作用,其主导着商务活动的方向,决定着商务活动的成功率,是进行国际商务活动的关键。针对跨文化交流方面的内容,首先要提高对跨文化交流的重视程度,如果团队不能够自行汲取文化知识,应当雇佣相应的专家、学者进行培训授课,使团队成员能够直截了当的了解跨文化方面的内容,可以充分的提高团队对跨文化交流重要性的认知度。经过专家的授课培训,了解对方的地域和风土人情,了解对方的思维方式,以至于能够做到缩小文化的差异。换位思考,转变思维模式,对该国家的文化要始终保持高度尊重,以诚心换诚意,才能有利于促成商务活动的成功。加强对进行国际商务活动团队的文化方面的培训,是做好国际商务活动进行的有效方式之一。 3.利用网络媒介进行学习与沟通 随着现代信息技术的快速发展和普及,我们可以通过网络媒介对各国的文化进行系统性的学习。要想了解一个国家的文化,我们要利用网络平台、新闻媒体等传播媒介区获取有效信息,这是进行跨文化交流活动前最有效的措施之一。网络信息和新闻实事都是来自于全球的,信息容量之大,范围之广,对我们学习各国文化是绰绰有余。通过网络资源获取我们想要的信息,充分的了解不同国家之间的文化差异。了解文化差异之后,对症下药,寻找适合的方法与对方进行友好的沟通,了解对方文化的属性和习惯,利用换位思考的方法去体谅、理解对方,这样,更容易取得对方的信任,营造一个良好的国际商务活动的氛围。通过一个简单的网络媒介,可以解决国际之间跨文化交流的障碍,促进国际商务活动的产生。 4.换位思考,减小文化差异 一个国家的文化风俗代表着一个国家的历史文化,我们应当给予充分的尊重。进行国际商务活动最重要的一环就是国际文化交流,针对这一问题,我们要了解对方的风俗文化,避谈对方国家的禁忌,换位思考,以对方的思维模式看待问题,减小文化差异。出国之前做好功课,有利于商务活动的顺利进行。尊重对方国家的文化就是尊重自己的文化,尊重一个国家的文化习俗是尊重一个国家的重要表现。每个国家都特有的的文化习俗、国家禁忌,要积极的进行文化的沟通与交流,缩小文化差异,避谈禁忌。例如,法国和意大利拥有共同的禁忌就是避谈“13”和“星期五”[2],因为他们认为它们代表着“厄兆”;加拿大人的食物禁忌是动物内脏和脚爪;法国人喜欢蓝色、白色和红色;意大利人见面时要行握手礼,交谈中不要提美式橄榄球和政治;英国人最为喜欢的就是谈及天气[3]。所以说,了解对方国家的文化风俗,不触犯他国禁忌,是进行跨文化沟通的最为重要的方式之一。在国际商务活动之前,文化差异是每个国家最为关注的内容。出国前,做好文化方面的了解工作是必要的。了解该国家的文化习俗,生活习惯等内容,对于适应该国的环境发挥着重要的作用。通过了解两个国家文化之间的差异性,将本国与外国之间的文化进行有效的整合,寻找出国家文化之间的共同点和共同话题,从而可以有效的减小文化之间的差异,同时也可辅助谈论本国的特色文化,加强沟通与了解,有利于国际商务活动的进一步扩展,让对方充分的了解中国文化,放下心里设防,坦然的与我方对话,容易促进两国的和平友谊,从而促成了国际商务谈判、外交等国际商务活动。 5.加强跨文化交流的频繁度 针对跨文化交流,我们应当本着始终坚持的原则,与对方保持密切的文化交流,提高文化交流的频繁度。现在社会存在的现状就是当两国之间存在贸易或其他商务活动时交流频繁,但是当贸易等活动一旦结束,文化交流等方面的商务活动会明显减少,使得跨文化交流的频繁率逐渐降低,影响了两国之间的沟通和友谊,这是不恰当的。那样会让对方觉得没有得到足够的重视,也会出现一些“叛逆”的心理。所以,在进行跨文化交流时,要保持时刻的新鲜度,给对方以高度的热情,坚定不移的保持好彼此之间的关系,才能够长久的的进行交流与合作,可使两国之间的关系变得更加牢固。加强跨文化交流的频繁度是维持国际商务关系最为重要的纽带,对待每一份国际关系,都要拿出高度的热情给予充分的保护,促进国际商务活动持续有效的进行。 三、结束语 跨文化交流是现代商务活动中的一个重要方面,在国际商务活动中扮演着重要的角色,对于国际间商务活动,做好跨文化沟通与交流是关键。本文系统性的探析了进行国际间跨文化沟通途径与策略来促进文化的交流与融合,加强国际商务活动的交流,促进国际之间关系的建立与发展。经济社会的全面发展带动了国际间商务活动的发展,从而驱动了跨文化沟通与交流的快速发展,增进了彼此之间的合作,加快了经济的发展步伐。 商务沟通论文:跨文化商务沟通简析 摘要:全球化背景下的跨文化商务沟通是不同国家、不同民族和不同文化间有效交往的重要手段和途径。随着经济全球化进程的不断深入,国际间的合作日益密切,跨文化商务沟通障碍问题也随之日益突出,问题本身并不可怕,关键是找到有效解决问题的办法,在冲突碰撞中寻求对话与合作。从而使跨文化商务沟通为人类交往史谱写更加辉煌的篇章。 关键词:跨文化商务沟通;障碍与冲突;文化整合 一、商务沟通的界定 戴尔・卡耐基曾说过:“一个人的成功,只有15%来自他的专业技术,而85%是靠人际沟通和自身的处事能力”。那么何为沟通呢?所谓沟通,是指在社会交往中,人们借助符号系统(语言、文字、图像、记号)形体手势及物质环境传递、理解信息和情感的社会行为。它是人与人之间、人与群体之间、群体与群体之间思想与感情的传递与反馈的过程(郭亚卿、张丽娟)。而商务沟通作为沟通的一种特殊形式,其定义却因人而异。徐宪光认为:“商务沟通是一种动态的、多渠道的过程,它包括特定组织内部和外部的沟通”。黄漫宇认为:“商务沟通是指商务组织为了顺利地经营并取得经营的成功,为求得长期的生存发展,营造良好的经营环境,通过组织大量的商务活动,凭借一定的渠道,将有关商务经营的各种信息发送给商务组织内外既定对象,并寻求反馈以求得商务组织内外的理解、支持与合作”。庄恩平着重强调“跨文化”商务沟通,认为:“跨文化商务沟通是不同文化的经营管理者之间的交流。跨文化商务沟通由跨文化问题、沟通及商务三个变量组合而成,而这三个变量之间又相互作用、有机组合,产生整合效应,体现跨文化商务交际的动力特征”(庄恩平)。不论哪种定义,都不难看出商务沟通在特定组织内、外部及商务合作与发展中都起着极为重要的作用。 二、跨文化上商务沟通中的障碍与冲突 21世纪以来,世界各国正逐步融入一个相互依赖、促进与发展的全球经济体系中,国际经济贸易与商务活动正以前所未有的速度快速增长,全球经济一体化已成为一种不可阻挡的趋势。各国企业为顺应这种发展趋势,追求更大的经济效益,谋求更好的发展,正逐步向海外扩展自己的业务。因而使国际经济合作不断加强,跨国合资企业也越来越普遍。伴随着经济全球化这一现象,许多问题也应运而生。其中最具影响力的便非“跨文化商务沟通的障碍”问题莫属了。跨文化商务沟通作为涉外经贸活动的重要组成部分,是在不同文化背景的人群之间展开的。来自不同文化背景的人群,其语言、知识、信仰、艺术、法律、习俗及价值观念、思维模式和道德规范都会有很大的差异。一方面,在商务沟通的五个过程中: 其中任何一个过程都有可能受到信息发送者或信息接收者的不同的个人文化背景的严重影响,而使所传递的信息遭到片面理解甚至完全误解,从而使跨文化商务沟通产生障碍与冲突。另一方面,当两种甚至多种不同的文化相遇并产生交集时,商务沟通中的障碍与冲突也会逐渐显现出来。这些障碍与冲突如得不到恰当的处理,将会影响到企业的发展和利润的回报,甚至错失商机,导致合作失败。 早在20世纪90年代初,三星便已经开始进军中国市场。但那时主要是以战略合作为主,依靠中国丰富的廉价劳动力资源,大量生产科技含量较低的产品。而到了20世纪90年代末,随着中国大刀阔斧地实施改革开放与加入世界贸易组织(WTO),中国的经济实力和综合国力也得到了飞速发展,越来越多的外国企业选择在中国投资建厂、创立子公司或开办合资企业。当然,对此三星公司也予以高度重视,并开始调整其经营方式与市场战略,提高其产品的科技含量,力求树立三星“时尚、高端数码产品”这一品牌形象。此外,三星还将研发、生产、销售的全过程都转移到中国进行,实现所谓的“当地完结型”模式。2002年,三星选择中国北京作为“三星数码灵感全球巡演”的首站,足以看出其对中国市场的重视。为了更好地利用中国的高端科技人才,三星在中国设立了研发基地――三星电子中国通信研究所及博士后工作站。此外,为了提高中韩两国员工的工作效率,三星公司还对管理层人员及员工进行了跨文化培训。三星的这一系列举措不仅没有使跨文化合作与沟通中产生的障碍与冲突影响其企业的发展,相反还为三星公司注入了更多的新鲜元素,拓宽了三星的海外(中国)市场,使三星公司能在竞争日益激烈的国际市场中不断发展并跻身于先进数码品牌的行列。 三、解决跨文化商务沟通的障碍与冲突的有效途径 从以上这一案例我们可以看出,当两种不同的文化碰撞并产生障碍与冲突时,首先,应消除种族中心主义,将文化的障碍与冲突转换为对新文化的适应。每种文化都是经过历史积淀下来的精华,都有其存在的价值与意义,我们长期受本民族文化的熏陶,所以形成了本民族文化所特有的价值观念、思维模式和道德标准,但我们不应该用自身文化的标准去衡量其他文化的好与坏。相反,我们应该放弃文化中心主义,用客观公正的态度去对待文化差异并适应这种差异。在跨文化商务沟通中,来自不同文化背景的人所持的价值观念、思维方式及行为准则都各不相同,所以他们对某一问题或决策很难有相同的理解甚至持相反观点,因而很难达成一致意见。所以出现矛盾与分歧是不可避免的,但我们不应消极面对,更不应主观地认为其中某一方是正确的而将其观点、标准、理念和做法强加于另一方。而是应该本着互相尊重的原则,相互理解,多站在对方的角度考虑问题,经常沟通与交流并采取恰当的沟通手段。通过主观的努力来克服跨文化沟通障碍这一客观因素,这样才能消除沟通障碍,解决沟通中的冲突,从而使跨文化商务沟通与合作成为可能。其次,加强双方的跨文化培训,使来自不同文化背景的人们可以互相了解对方的文化并适应这种新文化。这里要强调,企业不应只是针对员工进行跨文化培训,也应加强对管理层的培训。只有企业内部自上而下都适应这种新文化,才能使企业尽快度过“跨文化障碍”这一磨合期。最后,也是最重要的一点,便是通过文化整合,创造企业新文化。“文化整合”,顾名思义,就是基于实现某一共同目标或达到某一共同利益,将两种不同文化的精华整合到一起,使其相互渗透、妥协、补充和作用,形成一种有利于双方且有助于实现共同目标的新文化(即第三文化)。当然也有另一种情况,就是合作双方中一方过于强大,而另一方在合作中常处于相对弱势的地位,结果弱势的一方就会放弃自己原有的文化,被处于主导地位的强势文化所吸收、同化直至取代。无论哪种形式的文化整合,都可以求同存异,取之精华、融合差异,丰富人类活动。同时还可以建立新的管理理念与制度,促进跨文化商务沟通与合作。总之,只有以共同价值观念为核心的文化整合,才能创造出1+1 2的管理效应。 四、商务沟通的意义与重要性 商务沟通对企业自身的发展及国际经贸的合作与交流起着至关重要的作用。首先,企业内部通过上行、下行或平行沟通等沟通方式,不但能使员工更好地了解自己所服务的企业与自身未来的发展前景,促使其更好地为企业做出贡献。同时还可以使管理层进一步了解企业的发展与运营情况,并制定相应的发展战略以促进企业的进一步繁荣。其次,企业可与顾客进行有效沟通,了解消费者的购买倾向,并调整研发战略以满足其需求。与投资者、银行家、政府官员等进行沟通,掌握市场发展的动向,把握瞬息万变的市场动态,进而不断调整和改善自身的经营策略以应对这一变化。与媒体人士进行沟通,树立良好的企业形象和提高企业知名度。通过建立这些有效的外部沟通,为企业的发展奠定良好的基础,使企业在激烈的国际市场竞争中立于不败之地。 五、结束语 早在我国战国时代,苏秦、张仪就以“三寸不烂之舌”,游说列国,达成“合纵”、“连横”之势,改变了国家的兴衰成败。在经济全球化与多样化的今天,跨文化商务沟通不仅能够促进不同国家、民族及文化之间的有效沟通,提高文化多样性与种族多元化,同时更能推进文化的繁荣昌盛、人类文明的进步与繁荣。使人类文化的精髓得以继承与发扬并代代不息,薪火相传。 商务沟通论文:项目化教学在高职《商务沟通与礼仪》课程中的应用 摘要:高职《商务沟通与礼仪》这门课程主要是培养学生的沟通能力、团队能力以及形象礼仪等。本文对《商务沟通与礼仪》课程的项目化教学内容设计、教学方法设计以及实施过程设计进行探讨。 关键词:项目化教学;内容设计;教学方法设计 项目教学法,是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。它是“行为导向”教学法的一种。一个项目是一项计划好的有固定的开始时间和结束的时间的工作。原则上项目结束后应有一件较完整的作品。项目化教学已经收到职业界的青睐。所谓的项目化教学就是一个典型项目或是以产品为载体,基本的教学策略就是“理论知识、实践操作、素质培养”。项目化教学主要是改变了原有的教学方式,将教师和学生的地位进行了改变,教师不再是一个知识信息的传播者,而是教学的组织者、帮助者、指导者和促进者,从而促进了教学的方向,就是以学生为中心,这样可以有效地激活学生的思维,充分发挥学生的积极性、参与性和主动性。在企业中,几乎所有的岗位都是承上启下和沟通的中间枢纽,因此,沟通是每个工作人员必备的核心技能之一。《商务沟通与礼仪》作为市场营销专业的核心课程之一,旨在培养学生人际沟通能力、团队沟通意识及团队合作精神等,具有很强的操作性和实用性,非常适合进行项目化教学。本文将从以下三个方面探讨《商务沟通与礼仪》课程的项目化教学设计。 一、《商务沟通与礼仪》课程项目化教学内容设计 《商务沟通与礼仪》这门学科与其他学科不同,这门学科的具有独特的框架体系和丰富的实践内容,该学科的主要内容就是对商务沟通与礼仪进行研究,主要是涉及到两个方面,一个是沟通的原理与技巧,另一个是商务礼仪,在商务沟通与礼仪教学中应力图通过对沟通原理、策略与技巧的探求,将变化莫测的沟通活动还原为一系列具体可行的项目,从而揭示沟通活动的规律、原则与艺术。具体来说,可将商务沟通与礼仪课程分解为以下项目:了解商务沟通、商务沟通中的职业形象塑造、商务沟通中的日常礼仪、商务活动礼仪、商务组织沟通、招聘与求职、演讲、会议组织、商务谈判和跨文化沟通。 二、《商务沟通与礼仪》课程项目化教学方法设计 《商务沟通与礼仪》教学的教学方法应该遵循什么原则?就是遵循课程规律以及学生职业能力的培养要求。在教学的过程中应该以任务以及项目为载体进行教学,运用行动导向的项目化教学模式,在教学中进行真实性的教学,整合、优化教学内容,科学设计学习型工作任务,将教学做进行有机结合,理论与实践进行结合,从而设计出合理的实训实习的教学环节;以学生为主体,以教师为主导,整个课程以情景(场景)模拟和行动导向为架构,重视“体验性教学”的教学新思维和“教、学、做一体化”的教学思想。 原有的教学模式,主要是教师讲授理论知识和学生记录并记忆理论知识的教学方法,而为试用现代高职教育的理念,应采纳如情境教学、游戏演练、小组实训、案例教学、角色扮演等新的教学方法,全面推进项目化教学,组织学生通过小组协作、团队合作、角色互换、交互点评等形式,攻克难点、掌握重点、交流得失。以游戏演练教学法为例,在“了解商务沟通”项目教学中,可以设置“撕纸游戏”,对学生进行项目实训。先给学生发一张A4纸,然后由主持人发出指令:“对折,对折,撕右上角,旋转90度,撕左下角。”主持人可以是教师,也可以是学生。游戏一共做两次,第一次学生闭着眼睛只做不问,第二次学生可睁开眼边做边问。前后两次游戏结果会出现很大的不同:第一次,每个学生撕出来的图形差异很大;第二次,每个学生撕出来的图形基本相似。学生亲身经历此类游戏后,会反思:同样的指令下为什么结果差别这么大?由此,通过游戏重申主题:消除误解的最好方式就是沟通! 在《商务沟通与礼仪》项目化教学的过程中,还可以进行角色扮演,在角色扮演教学中可以对角色扮演的项目进行设置,项目的情景可以是虚拟的,在角色扮演教学中,可以让不同的学生扮演不同的角色,如企业领导、员工和同事,进行商务组织内部直接的沟通实训。该项目情景也可以利用实际商务领域中的案例,如2006年史上最牛女秘书事件情景:EMC大中华区总裁陆纯初与其女秘书瑞贝卡因生活和工作上的琐事,产生沟通上的极大矛盾,最后导致双方均被迫辞职。在学生阅读完情景案例后,要求学生指出案例中沟通双方失败的地方,并归纳上下级沟通的策略与艺术;然后,设计一段对白,尝试改进陆纯初与其女秘书瑞贝卡之间的沟通问题,并进行角色扮演。 在《商务沟通与礼仪》项目化教学实训期间,我们可以有针对性的对同一个项目进行多种方法的教学。在教学的过程中应该将书面实训和口头实训进行结合,全真情境与仿真情境相结合,摆脱传统的教学方式,使教师真正成为教学的组织者、帮助者、指导者和促进者,使教学真正向以学生为中心转化,从而有效地激活学生思维,充分发挥学生的积极性、参与性、主动性和创造性,着力构建开放性、实践性、创新性的教学模式。 三、《商务沟通与礼仪》课程项目化教学实施过程设计 在《商务沟通与礼仪》课程的教学实施过程中,教学方法的选择可以选择五步教学法,所谓的五步教学法主要有:教学目标――项目任务――知识准备――项目实施――项目评估。以“商务组织沟通”项目中组织内部沟通为例,其教学实施过程可进行如下设计。 (一)教学目标 1.掌握团队沟通技能。 2.掌握与上司沟通的技巧。 3.掌握与下属沟通的技巧。 4.具备团队合作精神。 (二)项目任务 1.项目情景。进行实训的项目情景可以是一个企业奖励公司的员工,这次的项目情景主要是制定进行旅行计划,出国旅游的人数在10人以内,可是公司所有员工都想出国旅游,如果你是企业的领导你该怎么选择,怎么与下属沟通? 2.任务要求。(1)请你以部门经理的身份,与上级领导沟通,要求此次增加若干名额,或争取上级领导对下次出境旅游的批准,并设计一段对白。(2)请你以部门经理的身份,与市场部员工沟通,选出规定名额的员工参加旅行,并设计一段对白。 (三)知识准备 知识准备包括理论知识和专业技能的教学。 1.团队的概念。2.团队的特征。3.进行有效团队沟通的方法。4.上司的类型。5.上司进行有效沟通的方法。6.下属的类型。7.与下属进行有效沟通的方法。 (四)项目实施 项目实施包括工作方案的制定、实施和实训。 1.将学生分成若干小组。2.学生分工合作,确定扮演领导、部门经理以及部门员工的人选。3.各小组设计对白。4.在课堂上进行角色扮演展示。 (五)项目评估 由教师和学生共同评价工作任务完成的效果。 1.项目实施结果。包括对白稿、角色表演活动。2.成绩测评。(1)教师、各小组评委对各组表演进行评价,教师总结归纳角色扮演以及对白稿的沟通改进效果和存在问题。(2)评分表。如表2所示。 我们对《商务沟通与礼仪》教学的过程中运用五步教学法进行教学,按照实际的工作流程,对教学的内容进行有针对性的设计和分解项目,从而明确每项任务的具体要求,从而增进了《商务沟通与礼仪》教学的可操作性和时效性。 总之,《商务沟通与礼仪》项目化教学的整个过程中,充分做到教学练三者联合,而且主要是以练为主进行教学,将课程的理论要求、课程的基础知识融合到商务沟通的技能训练之中;同时,在商务沟通的技能训练中,强化训练效果,兼顾理论知识点的掌握。最终,将对学生各个理论知识点和各种沟通实训的考核,作为评定学生成绩的主要依据。 商务沟通论文:商务人士必备的商务沟通技巧 摘要:商务沟通是商业人士日常工作的基本行为。在商务活动中只有善于沟通的人,才能广交朋友,发展客户,获得客户的信赖、支持与合作,建立良好人际关系,创造商机,打开局面。 关键词:倾听技巧 语言表达技巧 书面沟通技巧 商务沟通是商业人士日常工作的基本行为。无论是组织内部的团队合作,还是组织与外部客户的商务洽谈、产品推销或是与合作伙伴的业务协商等,都离不开沟通。戴尔・卡耐基曾说:绝大多数职业人士在工作和事业上的成功,25%靠天才和能力,而75%靠沟通。现代社会是个开放的社会,人际交往与合作越来越频繁。作为商务工作人员,广泛与社会各种各样的人打交道,更需要掌握一定的沟通技巧,提高沟通能力。一个善于沟通的商务人士,才能创造和谐,控制局面,把握机会,在理智、公平的氛围中获得对方的合作与支持。 一、倾听的技巧 不论是在社交场合还是工作场合,善于倾听是一个人应有的素质。倾听是表现个人魅力的大好时机,倾听是给予讲话者最好的礼物,倾听表示对说话者谈话充满了信心,能使对方产生一种被尊重的感觉,从而赢得其好感。 商务交往,是一个平等、双向的交流沟通过程。在这个过程中,不可能总是处于“说“的位置,而是需要学会很好地倾听。有位专家的研究表明:人们每天花在与人沟通的时间中,9%用于写东西,16%阅读,30%说话,45%倾听。“听”是“说”的基础。“听”是有效沟通的前提。一些专家认为:沟通并没有什么特别的秘诀,最重要的就是倾听对方的说话,这比任何阿谀奉承都更为有效。学会倾听,才能集思广益,明辨是非。倾听的技巧主要有: (一)全神贯注地倾听 当对方讲话时,要把注意力集中在讲话人的身上,表现出对其讲话内容的兴趣,这一来体现了对交谈对象的尊重,表明愿意倾听对方的讲话;二来可以听出对方的弦外之音,获得重要的信息,掌握关键所在,为说服对方寻找突破口。 (二)不可轻易打断对方的讲话 当对方说话时,特别是说到兴致很高时,不可轻易地打断对方的谈话,当有分歧或需要补充说明时,也最好等到对方讲完再提问或发表自己的见解。如果有必要插话时,也要先向对方打招呼,说声对不起,再插话。简短插话完毕后请对方接着讲。否则,可使对方不快。 (三)准确的理解对方的谈话 倾听是一个能动性的过程,是一个对感知的信息经过加工处理后能动地反映自己思想的过程。在倾听中,一个重要的技巧就是要学会在倾听中正确理解对方的谈话内容,及时捕捉对方传递出的信息,观察对方的言谈举止,动作表情,继而分析、判断对方的意图,为进一步的商谈做充分的准备。 (四)适时适度的提问、反馈 在商务交往中,人们更倾向于彼此进行语言交流,而不是一味的倾听。如果一方一言不发,只是一味的听,另一方就会没有交谈的兴趣,不讲或少讲了。不利于交流沟通。所以,在倾听中,应专心地听,并适时、适度、有针对性地提出问题或不时地向对方发出应和,表现出对谈话内容的重视。 实现商务交往。 (五)把握成交机会 商务谈判中,主要的目的是促成交易。所以,在倾听中,要细心领会,分析对方交谈意向,把握成交机会。该成交时主动提出,不可在一些小的细节上争执不休,失去商机。 二、语言表达的技巧 语言是人们交流思想感情,表达情意、增进了解的主要手段,是重要的沟通方式。在商务职场上,拥有高超的说话技巧,往往就能达到事半功倍的效果;拥有良好的语言交际能力,就能得心应手地进入职场;就能轻松自如地进行有效的沟通;就能在商务谈判中掌握主动;就能获得客户的信赖并发展客户;就能在会议或演讲中彰显个人魅力,使事业无往而不胜。作为一个商务工作者,必须掌握好以下语言表达的技巧: (一)尊重对方 作为商务工作者,面对的人很多,可能是上级领导或下级同事;也可能是供货商、经销商;可能是政府职能代表;可能是消费者或其他商业企业人士。与他们交谈,谈话的场合不同,谈话的内容不同,因此交谈沟通的方式也不同。但无论是与谁谈,一个重要的技巧就是要拥有良好的态度和语气,尊重对方,以礼待人,让对方感到平等、真诚。良好的态度是与人交谈的基础,和气的交谈是生财之道。 (二)谈吐文雅 谈吐文雅是增强个人魅力,提升个人形象的主要要素。在交谈中,要多使用礼貌用语,言辞得当,表述有条理,语言简洁、生动、鲜明,即干练又温文尔雅,方能显现出一个人的能力。谈话中,可以适当地使用俗谚俚语,巧妙地使用富有时代特征的专业术语,来增强语言的感染力。 (三)话题适宜 谈话前,首先要了解对方的喜好、个性特征和心理状态,选择好话题。多谈对方愿意听的,能让对方感到愉快的话题。要根据不同人的心理需求说不同的话,对一些不太愉快的话题,又必须面对时,要讲求策略。比如,商谈索赔、讨价还价、讨债等容易引起矛盾或出现僵局的谈话,就需要慎重思考。既要坚持原则,据理力争,维护自己一方的利益,还要理解对方,避免冲突。只有突破僵局,双方相互理解,相互让步,才能获得商机。 (四)赞扬对方 赞扬别人,是一种促进友好关系的催化剂。每一个人都希望得到对方的肯定,看到其优点和长处,肯定其价值。所以,在商务活动中,无论你面对的是谁,都要发现对方的长处,从中找到可以让你称赞的优点,并及时的予以夸赞。特别是当对方表明自己的观点后,先要对其肯定,需要反驳时,也要婉转,且不可指责或斥责对方。 (五)平等相处 买卖是公平的交易。买卖自由,不能强买强卖。所以,在与客户交易中,要平等相待,公平交易。不可出言不逊,咄咄逼人。当不能与对方达成一致意见或出现分歧时,也要尊重对方。 (六)真诚友善 每个人都喜欢与真诚友善、和蔼可亲的人打交道。据心理学家测验:一个友善诚恳、和蔼可亲的形象,或一张笑容可掬的脸颊给人的心理作用是愉悦,促使大脑各部位的中枢神经细胞高度活跃――尤其是语言区神经细胞高度活跃,处兴奋状态,给人留下美好的印象,相反,是一个凶巴巴的形象,或是一张表情冷漠的脸孔,给人的心理作用是:憎恶加恐惧,促使大脑各部位的中枢神经细胞严重抑制,处沉抑状态,给人留下难以消遁的持久性恶感。由此可以推断:一个商务工作者,在商务活动和社交场合,面带微笑,表现出发自内心的真诚友善,才会赢得客户的信赖,为获得商机打下基础。 三、书面沟通技巧 在商务交往中,除了口头语言沟通之外,还有一项重要的语言沟通方式就是书面沟通。 现如今,随着通讯设备的先进、便利,很多人便不再重视书写了。事实上,在商务活动中,书面沟通使用频率虽然不高,但他传递的信息量则更大,规范性更强,有一定的精准性、权威型、说理性,适合存档,必要时还可作为法律证据。所以,书面沟通方式是不可替代的。书面沟通的技巧是: (一)要符合商务文书的基本格式 常用的商务书面沟通形式主要有:商务信函、电报、字条、合作意向书、协议、商务合同、计划书、调研报告、活动策划、商品说明、广告、通知、海报等。无论是何形式的书面沟通,在攥写时首先要符合基本格式要求,如文头、称谓、标题、正文、结尾语、落款人或单位、时间等。这是书面沟通的规矩。也代表了书写者的能力水平。 (二)书写文字要清楚工整 无论是打印还是手写,一定要注意字迹清楚工整,标点符号正确,语句通顺,段落分明,不写错别字。这样,才会给对方留下良好的第一印象。当人们阅读一篇文书时,看到的是字迹拥挤,段落不清,马上就没有了阅读的兴趣,不利于文书信息的传递。所以,要注意封面的设计、文字编排、段落清晰、页边距合理、字体大小适中、插图或表格规范。这些细节都在反映着一个人的工作能力、工作水平、工作态度。 (三)标题明确 当人们收到一封信函或电子邮件,首先是看题目或事由的,然后才确定是否要看其具体内容。如果题目没能引起兴趣,可能就会放弃阅读,这就会失去文字传递信息的机会。比如,商务工作中,经常看到一些发送的电子邮件在题目栏中没有说明何事由,便被当做垃圾文件删除了。所以,题目或事由一定要引起阅读者的关注。 (四)表述清楚准确 写商务文书,目的是要让对方能够看明白,理解意图,并接受传递的信息,所以,对表达的思想、观点、意见、建议、安排的事宜、事件等的描述要简洁、完整、清楚,对各种数据的提供要准确可靠。特别是商务信函,经常要对商品的价格、款项的收付进行磋商,如果表述不准确,模棱两可,就会发生歧义,甚至引起经济纠纷。 (五)内容完整有逻辑 商务文书的书写内容必须完整,该写的事由要全部写进去,不能有遗漏。比如报价函要求必须将商品名称、规格、型号、数量、价格、装运期、结算方式、有效期限等报价条件全部明白无误的告知对方。其他文书也类似。这就要求既要保证内容的完整性,还要注意叙述的逻辑性,层次分明,清晰易把握。 (六)语言适当得体 商务文书的书写,既是为了实现某一特定的目标,同时,还可以通过文书促成双方的相互了解,增进友谊,树立良好的形象。因此,在行文时,注意采用恰当地称呼,使用礼貌用语,语气使用要讲究策略。要根据对象、场合、具体事宜选择相应的措辞。比如,在常用的推销信函中,不能过分的吹嘘,夸大产品的性能,采取强买强卖。写索赔函、拒赔函、催款函、催装函等要把事情讲清楚,说明理由,表明自己的态度。对长期合作的有信誉的老客户,更要言辞委婉,维护关系。对不熟悉的新客户,要表明愿意相互支持,密切合作。对不讲信誉的可视情况表明态度,直截了当,不卑不亢。 总之,商务沟通在商务活动中十分重要,作为商务工作者,应该学习和掌握一定的听、说、写的沟通技巧。 商务沟通论文:跨文化背景下的企业商务沟通策略 摘要:随着我国经济的迅猛发展,来自国外的投资者和去国外投资的国人逐渐多起来,对于我国企业涉外接待人员和企业管理人员要求具有很高的跨文化商务沟通能力,然而由于不同地区的文化差异性,进行良好的跨文化商务沟通能力还有一定的差距。文章从提高跨文化背景下进行有效的商务沟通为目标出发,分析了进行跨文化背景下的商务沟通的难点以及分析了跨文化商务沟通的现状,提出了跨文化背景下的进行有效商务沟通的策略。 关键词:商务沟通;跨文化;涉外接待人员 近年来,随着我国经济的持续快速发展,以及外国公司对中国的投资热情与日俱增,对外贸易在我国经济发展中的比重越来越大的。对外贸易的发展使得我国的企业急需大量的高素质的涉外人才,高素质人才是我国企业走出去发展的基础。高端涉外人才需要有较广的国际视野和创新思维,同时需要不同国家的文化背景下良好的商务沟通能力,同时也需要国外的文化背景有较多的知识储备,以及一些非语言沟通能力,提高与国外企业的良好的互动。 文化随着经济全球化的发展而传播趋向多元化,越来越多的中国人开始成为外企员工,也面临着学习和尊重外国文化的问题,进行跨文化背景的商务沟通非常困难。为避免在跨文化商务沟通中出现差错,我们应客观认识文化的差异性,出现沟通障碍时,多用一些跨文化沟通的技巧。文化包含着着一个民族的思维、人文、风俗和信仰等的特征,它导致了中西方在思维、意识、人文和生活方式等方面存在有很大的差异,以及语言的限制,导致我国企业在与国外企业进行商务沟通的过程中,常常会产生误解或者误会等问题,因此通过研究不同文化背景下进行有效的商务沟通,通过分析跨文化商务沟通的鸿沟,这是一件非常有意义的事情,它能极大的促进我们与国外企业进行友好的商务沟通。 一、跨文化背景下商务沟通难点 世界各国不同的文化差别以及个人的行为的差异,使得跨文化商务沟通出现障碍,跨文化商务沟通障碍很有可能影响国外企业在我国的投资和发展合作,导致来我国洽谈合作的国外企业越来越少,从而影响我国经济的发展。 (一)跨文化沟通背景复杂 世界上几乎每个民族都有着自己独特的文化,这与其独特的语言背景、历史和地理位置紧密相连的,而来我国投资的国外企业多来自西方发达国家,他们虽然大多是欧洲人和美洲人且使用英语,但他们由于地理位置的差异,他们的文化有着巨大的差异,导致语言的差异,除此之外,还有亚洲、非洲和拉丁美洲的企业,他们的语言习惯、生活习惯和文化习俗又各不相同。 要使企业能够顺利完成不同的文化背景下的商务沟通,首先提高我国涉外从业人员具有跨文化商务沟通意识,提高商务沟通技能,尽可能地运用目的语言文化来进行沟通。不同的文化背景和文化历史,使中国居民和西方居民在思维方法、价值观和生活方式等存在有很大的差异。随着文化的发展历程和变迁,不同文化的差异性越来越明显。跨文化沟通中,除了重视语言交流外,还要重视不同国家的文化差异,首先得了解它的文化,我国企业中在与西方企业交往的过程中,尤其商务沟通中,常常因不同国家的文化差异,导致商务沟通的障碍,商务沟通过程中经常会存在误解,以及一些交谈中的误会等,给企业带来不便。 (二)不同地区传统文化差异大 每个民族都有自己独特化。各民族的人不管到哪里,他们都带去了各自的文化,并且按其文化行事。例如,见面时美国人喜欢吻一侧脸、中国人喜欢相互握手;圣诞节是西方人最重要的节日,春节时中国最重要的节日,等等。随着越来越多的商务人士加入外企,像那些在华工作的商务人士要学习和尊重中国文化一样,我们同样面临着学习和尊重西方文化的问题。 数千年的儒家文化深深影响了我国居民,在进行跨文化商务沟通的过程中,在我国文化中,总是尽量多说别人高兴的话,多说场面话,在说话时较为谨慎。但是西方国家强调自由,认为人的利益和权利是不容侵犯的。因此,外国人在商务沟通中,说话直来直去,喜欢直言不讳。中国人素以好客闻名于世界。在西方国家进行商务沟通中,对客人进行细致入微的关心容易引起外国人的误解,让他们认为你是有求于他们才这样做的。由于受到传统文化的影响,中国人在与西方人商务沟通的时候,总是会自觉的谦让,令西方企业人士大为不解,因为在西方文化中,人们说话都是直来直去,没有谦让的习惯。 (三)企业涉外人员跨文化商务沟通能力差 我国企业在与西方企业进行商务沟通过程中,由于时常受到本地文化能力限制使得沟通效果有限,然而当学习了国外的文化,由于缺乏国外文化情景的情况下,经常使语言和国外文化相互混淆,表达时往往词不达意。沟通时当不能顺畅地表达的时候,通常要借助于夸张的表情和手势,又会导致外国人更听不懂,导致商务沟通误解。 企业涉外人员要能够与外国企业进行良好商务沟通的人才,只有这样人才能吸引着一批又一批的国外企业来投资,从而提高我国的经济发展,高素质跨文化商务沟通人才是企业发展的核心因素,高素质跨文化商务沟通人才才能推动企业的快速发展。但是,面对企业的快速发展和经济的全球化,中国企业人力资源也面临一些严峻的问题,如我国企业能够与国外企业进行良好商务沟通的涉外人员很少,而且沟通技能不强,大多数的涉外人员只会讲母语,虽然他们意识到外语的重要性,但目前还不能用外语进行很好的沟通商务沟通。 (四)我国企业对于跨文化沟商务通重视不够 由于我国企业对于进行跨文化商务沟通的重视不足,使得我国企业在进行跨文化商务沟通过程中,常常给外国企业留下准备不足的印象,对他们不够重视等,这样会导致商务沟通效果很差,对我国的企业的造成了不好的影响。同时对于国外的不同国家企业的文化背景知识准备不足,使得企业涉外人员与国外企业出现商务沟通时出现障碍,严重影响我国的企业形象,最终导致我国企业失去很多机会。 二、提高跨文化背景商务沟通能力的策略 (一)多解世界不同地区的文化背景 只有在了解各国文化背景的前提下,才能避免在于西方企业商务沟通时的文化冲突,因此要足够重视了解各国文化、政治、经济、历史和地理,因此,加强对各国文化背景方面知识的了解,主要包括各国的风俗习惯和宗教信仰等,同时要了解各国文化中的禁忌。在实际商务沟通运用中,要特别注重各国不同的称谓语、问候语和告别,通过这些知识的积累,就有助于我们更自如地进行跨文化商务沟通,达到较好的结果。 在进行企业文化的建设时,首先要重视了解世界各地的文化,在与西方企业的商务沟通中产生障碍中,最主要的是商务沟通双方没有在文化认同上达成一致,这种文化认同是相互的,只有这样才能超越文化商务沟通的障碍。在与企业的接触中,要根据对方的个人喜好和文化背景,寻找共同感兴趣的话题,只有这样才能进行良好互动沟通,取得较好的效果。因此,我们对其它地区的文化背景要有一定程度的理解,只有在了解的不同地区文化背景的基础上进行商务沟通才是一种正确有效的商务沟通。 (二)做好跨文化商务沟通准备工作 进行跨文化的商务沟通,最主要的是要做好准备工作,只有良好的准备工作才能进行良好的沟通,避免出现沟通的各种障碍,最终取得跨文化沟通的成功。由于跨文化的背景因素,准备工作要做的很广和细致,首先要全面了解沟通对象的民族语言、文化、爱好等,所有的准备工作必须考虑文化差异,例如,场地、时间等安排要考虑文化差异,这些方面对沟通可能会有消极的影响。不同文化背景的人对于时间具有不同的观念,例如美国人的时间观念很强,对他们来说时间就是金钱。而一些拉丁国家对于时间观念则较弱,所以,在进行跨文化的商务沟通,做好准备工作是非常有必要的。其次,进行跨文化的商务沟通时还要注意对方的风俗,注意对方的风俗习惯就意味着尊重对方,尊重对方也意味着商务沟通成功了一半,为沟通营造和谐的环境。 (三)培养和提高涉外人才的跨文化商务沟通能力 培养涉外人才的跨文化商务沟通能力,首先要重视语言理论的培养和口语能力的培养,学习外语最主要的目的是商务沟通,只有在外语的环境中进行长期不间断的强化训练才能提高口语水平,才能很好地掌握外语口语水平。采用走出课堂与外国人进行实际商务沟通方式,这种方式收到了较好的效果,使商务人才真实体验与外国人的对话的环境,促进企业商务沟通的水平提高。企业要可持续发展,需要不断提高涉外导游专业素质和创新能力。人才是企业可持续发展的原动力,要进一步实施人才资源开发战略,全面提高企业涉外队伍素质。可以通过校企合作平台,提高涉外人才的跨文化商务沟通能力,同时又满足了企业对高素质人才的需求,实现互惠双赢。 由于东西方文化的差异导致在企业在跨文化商务沟通中出现障碍,在与西方企业进行商务沟通的过程中,要注重中西方跨文化语言表达的差异性,在商务沟通过程中要注意根据不同文化背景下选用不同的语言策略来维护和企业关系,还要注意在跨文化沟通中运用礼貌的语言方式。只有通过了解和学习中西方商务沟通中的差异,才能更好地进行语言的商务沟通,从而为促进我国企业的发展。
电气自动化论文:谈电气自动化技术专业生产性实训模式创新 引言: 高职院校肩负着服务区域经济,培养面向生产、建设、服务、管理第一线需要的高素质技能型人才的使命。由于高职教育具有职业性、开放性的特点, 大力推行工学结合、校企合作,改革人才培养模式是培养技能型人才的必由之路。工学结合、校企合作是得到世界各国普遍认同的一种职业教育方式。它包括所有以学校与企业部门合作为表现形式的理论知识学习与实践工作相结合的教育形式, 涵盖了德国的“ 双元制”、美国的“ 合作教育”、英国的“ 工读交替式”和日本的“ 产学合作”在内的各国各种职业教育培养模式。如何突破校企合作的困境, 打通工学结合的坦途, 建立长效的校企合作机制, 实现技能型人才的培养目标。近几年来, 西安职业技术学院电气自动化技术专业坚持不断探索、创新校企合作的长效机制, 深化校企合作, 形成了“制产品、砺素能、达标准、取单证”的 “生产性实训”人才培养模式的专业特色。特别是通过构建校企合作、工学结合的“生产性实训平台”,进行生产性实训的教学模式创新,有效地拓展了校企合作的空间, 实现了互惠多赢的效果。 一、生产性实训平台的建立 我们根据教学内容要求,选取了具有多年合作经验的西安专用机床厂作为校企合作单位,该企业是原国家机械部定点生产汽车、拖拉机等发动机修理机床、机具的专业技术厂家,是“中国汽车保修设备协会”常务理事,“中国机床工具工业协会”理事,是集成为科研开发,生产制造,销售为一体的科技先导型企业。产品类型有T81系列缸体轴瓦镗床,T82系列连杆瓦镗床,TM82系列连杆镗磨床,3M97系列缸体平面磨铣床等10个品种21个规格的产品,畅销全国二十九个省市和世界四十多个国家和地区。西安专用机床厂所有机床电气产品的安装调试任务由电气自动化技术专业实训教研室将产品课题化,不同的产品的复杂程度不同、控制方式不同,结合的课题也有所不同。然后组织学生通过生产性实训来完成。在生产性实训中体现了“学做合一”,在“做”中“学”,在“学”中“做”,实训教学与产品加工实训室过程合一,从而在实训中能生产出一定的产品,产生一定的经济效益,降低了实训教学成本。 二、生产性实训的运行机制 (一)课程标准与企业的产品安装结合 生产性实训首先是为学生创造一个真实的生产性工作环境,在该环境中使学生的“工”与“学”有机地结合起来。电气自动化实训教研室作为生产性实训教学的执行部门,首先是代替了一般企业的电气安装车间,其次将校企合作单位的全部电气产品的安装任务在自动化实训教室完成。同时,利用学院人才技术等优势,为企业排忧解难, 提供各种技术服务。 由专业建设指导委员会、电气自动化技术专业负责人与自动化实训教研室对企业提供的产品电气原理图、工艺要求及工艺文件进行研究,根据产品的特点及生产要求,对产品进行课题化。在实训教学课程标准中进行明确规定,课程标准中的双速电动机控制线路安装训练、线槽配线工艺训练、机床电气线路的故障检修、变频器的安装与调试等课题都与相对应的电气产品来完成。所有的电气生产任务都与典型生产机床电气控制电路课题相结合,同时与线槽配线工艺、机床电气线路的故障检修相结合。通过生产性实训环节,使课本上抽象的理论知识通过实践掌握。 (二)生产性实训的开展 根据人才培养方案,电气自动化技术专业学生在校的实训由4个学期共31周组成,内容涵盖职业资格标准要求。学生第一次实训时,主要进行基本技能训练;第二、三次实训时,根据企业的生产任务,结合实训课题进行生产性实训,第四次实训主要进行综合强化和提高训练,并取得高级维修电工职业资格证书。具体教学时通过任务驱动,项目载体教学方案的引导,运用一体化的教学和生产性实训场所,实现“做中学,学中做,学做结合” 采用“电气产品—产品任务课题化—工作任务—实施—评估”五步教学法,帮助学生自主学习,积极探索,培养独立或团队协作分析、解决问题,主动建构自己的知识、能力体系。 (三)成立领导工作机构,确保生产性实训进行 在生产性实训过程中,为了协调企业生产任务与学生实训过程中的教学任务的关系,我们成立了常设机构——工学结合领导小组,该机构既有企业技术人员,又有企业的生产部门负责同志,既有学校教学管理人员,又有实训教学的教师参与,从而保证生产性实训平台的正常运行。 在生产性实训过程中明确校、企双方的责任,学校结合企业生产实际和教学培养目标要求,制订并实施实训教学课程标准,作好企业产品的电气生产任务;企业选取思想、业务技能素质好的工人师傅来承担学生的指导教师,协助学校共同完成对学生的培训任务,对实训学生进行企业文化教育,结合企业生产实际组织现场教学和技能训练, 并组织学生完成生产任务。 三、生产性实训的优越性 (一)有助于学生了解工作性质, 接受企业文化的熏陶 生产性实训平台的建设,有助于学生了解工作性质, 接受企业文化的熏陶, 熟悉岗位要求,掌握职业基本技能,特别是对于学生职业适应能力的培养具有重要的意义。另外学生深入业务领域, 解决生产中的实际问题,并结合岗位环境, 培养职业关键能力,及早形成职业能力, 这样在未来就业时就能够驾轻就熟、快速上岗, 成为受企业欢迎的高技能人才。因此,生产性实训平台的建设, 对培养学生职业适应能力, 促使学生由“准职业人”向“职业人”转型, 具有重要意义。 (二)有利于提高了学生的产品质量意识和节约意识 由于生产性实训过程中,引入了企业的管理模式,学生实训的产品将直接作为产品发到用户手中,所以要求有严格的产品检验过程。西安专用机床厂是通过ISO2000认证的企业单位,因此有一整套产品的检验制度,如PDCA管理模式、4M作业管理法提高产品质量,改善作业方法,提高劳动效率;守时制度、质量意识、安全文明生产意识。尤其是电气作业人员的团队协作精神和一丝不苟、乐于奉献的作风,同时还有利于提高学生的分析思辨能力及实践创新能力。 (三)有利于学生职业素质的提高 我们电气自动化技术专业多年来采用工学结合的生产性实训的教学方式,突出学生的实践教学,尤其是使学生在实训过程中能接触到具体的生产任务,从而 使学生的专业知识得到了充分的应用,而这正是维修电工职业资格标准中最重要的一项专业技能。所以,我们的“生产性实训”的最突出的优点就是学生的技能提升很快,与其他职业技术学院相比较,我们学生的高级维修电工职业资格证书的获取率在95%以上。而大多数职业技术学院的高级维修电工通过率较低。我们的学生到单位后适应工作岗位很快,受到用人单位的好评。连年来毕业生就业率都很高,初次就业率在80%以上,甚至出现用人单位提前预订毕业生的场面。 四、生产性实训的特色 工学结合是高职院校人才培养模式的主要方式,而大多数职业学校采用顶岗实习的方法来实现工学结合,由于顶岗实习单位可能无法提供过多的岗位,使学生的实训场所相对分散,不便于管理;实习岗位可能与所学专业一致,对专业知识的巩固所起作用偏少;或者是把企业真实的设备、工具、环境、任务搬到校园实训室,学生在实训教师的指导下完成实训任务,制作出一定的“ 产品”(即作品),实训的过程与实际工作的操作过程完全一致,但是没有创造经济效益。而我们的生产性实训模式是有企业的参与,以校企合作为前提,生产出有形的“产品”,创造了经济效益;同时也达到“实训课题与产品相结合,考核标准与质量标准相结合,操作工艺与实训教案相结合,企业文化与实训文化相结合”。而且在学生不出实训教室的情况下就完全接触到企业的文化教育与产品的生产,即“前校后厂”的教学环境,接触新工艺、新技术,达到职业资格标准的要求,达到企业人才订单所需的基本素质,实现学生技术应用实践技能培养,也是电气自动化技术专业的一大特色,受到学生、企业及专家的好评。 五、结束语 生产性实训是高职人才培养模式的要求,是实现校企合作互补共赢的载体,更是区域经济发展所需人才培养的必要环节。只要在我院“古都人文润德,职业标准砺能”办学特色的指导下,坚持不断地探索与实践,以改革创新为动力以提高质量为核心,以提升学生职业竞争力为目标, “制产品、砺素能、达标准、取单证”的“生产性实训”人才培养模式一定会在校企合作的过程中彰显其越来越大的功能和作用。 电气自动化论文:电气自动化技术在火力发电中的创新与应用 摘 要:随着电气自动化技术的快速发展和在火力发电中的应用,其运用电气自动化技术在最大限度地挖掘机组潜力,实现火力发电厂机、炉、电的一体化运行监控,加强火电发电运行和管理,提高工作效率和自动化水平,降低成本造价以及提高火力发电厂的竞争能力等方面取得了显着的成果。 关键词:电气自动化技术;火力发电;创新;应用 引言:火力发电中的电气自动化系统,是发电厂电气自动化领域近几年来新型的热点与焦点,其侧重于对火力发电厂电气系统的自动化监控,实现对发电厂内部用电中低压电气系统的保护、控制和分析等。目前,电气自动化技术已经在火力发电系统中得到了广泛的应用,其利用自身特有的信息化和网络化系统优势,不仅促进了发电厂电气信息的广泛应用,也提高了发电厂的自动化运行水平,增强了电气控制的安全性和可靠性。 一、电气自动化系统在火力发电中运用的现状 1、火电厂自动化控制系统的组成 火电厂自动化控制系统包括有发电厂电气自动化和机炉热工自动化两大系统。但是由于火电厂过程控制的复杂性,机炉热工自动化系统内就含有多个复杂控制的子系统,每一个子系统都是相对独立的DCS/FCS系统。例如单元机组协调控制系统、炉膛安全监控系统、数字电液控制系统、汽轮机监测仪表系统等;而发电厂电气自动化系统包括有发电厂电气监控系统和发电厂网控自动化系统(NCS),这两个子系统也是相对独立的DCS/FCS系统。发电厂电气监控系统包括发电机组监控系统(一台发电机组配一套监控系统)和公共部分系统。每套发电机组监控子系统相应配置有发变组保护、滤波、同期、励磁、直流、UPS等保护测控装置。公共部分有高压和低压厂用电保护测控装置及厂用电快切换装置等。另外,ECS和机炉DCS监控系统分别通过网关与SIS厂控级相连。 2、传统DCS技术应用于厂用电气自动化系统时存在的问题 (1)因为ECS纳入DCS后,控制系统的输出点与AC220V、AC380V电压串入DCS系统中,就会可能烧坏大批弱电设备。因此需要设计人员在设计中充分考虑到强、弱电的隔离问题。同样的,在施工过程中,施工人员也要注意这个问题,避免烧坏设备。 (2)DCS控制软件在用户权限、权限分级可以做得很细致、到位,但是在操作监护上缺乏足够的认识,需要在设计联络会上明确提出:要求DCS厂家必须具备ECS操作时所必须的由监护人员确认的程序。 (3)目前主流DCS控制程序的扫描周期在100—200ms左右,达不到电气保护动作、高压厂用电快切、通气和励磁调节的要求,所以ECS纳入DCS控制后,必须保留继电保护装置、高压厂用电快切装置、励磁调节装置和自动同期装置等,确保这些功能的准确性、可靠性和灵敏性。 (4)由于DCS设备安装、调试等工作在工期上一般要晚于用电送电,所以ECS纳入DCS控制后,在厂用电设备安装调试的同时开展了DCS中的ECS部分的安装调试,使其投运在厂用受电前,另外,还需要注意DCS的机柜室、操作室的土建工程也必须同步或提前完成。 二、创新电气自动化技术在火力发电中的系统配置 电气自动化技术在火力发电中的系统配置主要可以分为以下三种形式:集中监控方式、远程智能方式和现场总线控制系统(FCS)方式。 1)集中监控方式 集中方式。是将电气的各馈线在现场设置现场设备接口,通过硬接线电缆与集控室通道相连,经处理后进人DCS组态,实现DCS对全厂电气没备的监控。这种监控方式优点是速度对应快、运行维护好、监控站的防护等级低,从而使DCS的造价下降,但由于电气设备全部进入DCS监控,随着监控对象的大量增加使DCS主机冗余的下降,电缆数量巨大,控制楼面积大,长距离电缆引进的干扰可能影响DCS的可靠性。 2)远程智能方式 远程智能方式是在数据采集较集中且离控制室较远的现场设立远程采集柜(即现场转换机柜),现场设备信号通过硬接线电缆与加采集柜相连,加采集柜与控制室DCS控制器主机柜通过光纤或双绞线。远程具有节省大量电缆、节省安装费用、节省控制楼面积、可靠性高等优点,智能化远程还可完成数据处理、自检、自校正等功能。但卡件、模拟量卡件及电量变送器还是不能减少。 3)现场总线控制系统方式 现场总线是当今3c技术,即通信、计算机、控制技术发展的结合,是信息技术、网络技术发展到控制领域和现场的体现。现场总线废弃了DCS的控制站及其输人/输出单元,从根本上改变了DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系,通过将控制功能高度分散到现场设备这一途径,实现了彻底的分散控制。 三、创新电气自动化技术在火力发电中的应用 1)统一单元炉机组 创新电气自动化技术在火力发电中的应用,实现由机、电控制一体化向火力发电厂机、炉、电一体化的单元制运行监控方式转化。这样,火力发电厂中集散控制系统可以通过机、炉、电单元制的运行方式对整个火电机组的所有运行参数和状态信息进行汇总和分析,最大限度地挖掘火电机组潜力,并发挥其自身特有的控制功能,最大限度地缩小控制室,实现对监控系统的简化,也就能够最大可能地降低成本造价{同时,统一单元炉机组也便于火力发电中电厂信息管理系统的信息采集,从而加强火电电网的统一运行和管理,完成中调AGC的相关指令和要求,提高电网的工作效率,使其保持在最经济和最佳的运行状态。因此,统一单元炉机组有利于提高火电机组的监控水平和自动化水平。 2)创新控制保护手段 一般来说,在传统的火力发电中所采用的系统控制和保护手段为报警和连锁,仅仅只能实现超限报警以及联锁跳机的波动性控制和保护。而通过创新电气自动化技术,可以通过采用计算机的控制保护技术,实现对电气自动化系统的运营检测和故障诊断等,从而提前发现火电设备的系统隐患,并改变控制和保护策略,采取诸如系统冗余等一些主动性控制和保护措施,对系统故障的范围进行自动控制,防患于未然,保证电气自动化系统能够继续保持运行状态。另外,也可以使实现电气自动化系统设备从预防维护的被动和事故后维修转化为预防维护的预知和设备维修的同时进行。 3)实现电气全通信控制 从目前的情况来看,火力发电厂的电气自动化系统还无法满足集散控制系统通过电气自动化系统实现电气全通信控制的方式,其通信速度和系统可靠性还存在着一定的距离,电气自动化系统和集散控制系统之间还存留了一部分的硬接线。要实现电气全通信控制模式,就必须处理好热工工艺连锁的问题,提高电气后台系统的实际应用水平,丰富当前初级阶段的基本运行监视功能,实质性地提高电气自动化系统的控制逻辑、控制水平、自动化水平和运行管理水平。 4)构建通用网络结构 通用网络结构的构建对于电气自动化系统的成功运营有着非常重要的作用。火力发电厂应该创新电气自动化技术的应用,选择能够实现从办公自动化环境到控制机直至元件级的整个电气自动化系统范围内的网络通讯产品,保证电厂管理层实现Internet/Intranet对电厂现场控制设备的实时监督,并确保电厂控制设备、管理系统和计算机监督系统间的数据信息传输畅通无阻,实现全集成自动化。 结束语: 电气自动化技术在火力发电中能够发挥非常重要的作用。当前火力发电厂在电气自动化系统的应用方面也取得了较大的进步,最大限度地挖掘了火电机组的工作潜力,实现火力发电 厂中机、炉、电一体化的单元制运行监控模式,加强了火力发电厂中电网的统一运行和管理,提高了系统工作效率、控制水平和自动化水平,降低了火电厂的成本造价,提高了火力发电厂的市场竞争能力。 电气自动化论文:谈电力系统中的电气自动化技术 前言 电气自动化专业在我国最早开设于5O年代,名称为工业企业电气自动化。虽经历了几次重大的专业调整,但由于其专业面宽,适用性厂,一直到现在仍然焕发着勃勃生机。据教育部最新公布的本科专业设置目录,它属于工科电气信息类。新名称为电气二程及其自动化或自动化。 随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 5O年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件,在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起,相继出现了全控式器件—— GTR、GTO、P—MOSEFT等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。 GTR的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。 GT0是一种用门极可关断的高压器件, 它的主要缺点是关断增益低,一般为4~5,这就需要一个十分庞大的关断驱动电路,且它的通态压降比普通晶闸管高,约为2~4.5V,开通di/dt和关断dv/dt也是限制GTO推广运用的另一原因,前者约为500A/u s,后者约为500V/u s,这就需要一个庞大的吸收电路。 由于GTR、GT0 等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流,因而使门极控制电路非常庞大,从而促进厂新一代具有高输入阻抗的M0S结构电力半导体器件的一切。功率MOSFET是一种电压驱动器件,基本上不要求稳定的驱动电流,驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流,而关断时提供放电电流即可,因此驱动电路很简单。它的开关时间很快,安全工作区十分稳定,但是P—MOSFET的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大,这就给制造高压P—MOSFET造成了很大困难。 IGBT是P—MOSFET工艺技术基础上的产物, 它兼有MOSFET高输入阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。其开关速度比P—MOSFET低,但比GTR快 其通态电压降与GTR相拟约为1.5~3.5V,比P—MOSFET小得多,其关断存储时间和电流I、降时间为别为O.2~O.4 u s和O.2~1.5 s,因而有较高的工作频率,它具有宽而稳定的安个工作区,较高的效率,驱动电路简单等优点。 M0S控制晶闸管(MCT)是一种在它的单胞内集成了MOSFET的品闸管,利用M0S门来控制品闸管的开通和关断,具有晶闸管的低通态电压降,但其工作电流密度远高IGBT和GTR,在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率,且其关断增益极高。 lGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时,模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础上,其发展便是功率集成电路PIC(Power, Integrated Circute),在PIC中,不仅主回路的器件,而月驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起,形成一个整体,这可以算作第四代电力电子器件。 2、变换器电路从低频向高频方向发展 随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频动则是交一直一交变频器。当电力电子器件人第二代后,更多早采用PW M 变换器了、采用PW M 方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电网的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是PW M 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 3、交流调速控制理论日渐成熟 矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解祸开来,分别加以控制。这种解藕,实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。 大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(Band—Band控制)产生PwM 信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。 4、通用变频器开始大量投入实用 一般把系列化、批员化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从产品来看,第一代是普通功能型U/F控制型,多彩用16位CPU,第二代为高功能型U/F型,采用32位DSP,或双16位CPU进行控制,采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器. 具有挖上机和“无跳闸”能力,也称为“无跳闸变频器”。这类变频器目前占市场份额最大、第三代为高动态性能矢量控制型。 5、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展 以MCS一51代表的8位机虽然仍占主导地位 但功能简单,指令集短小,可靠性高, 保密性高,适于大批量生产的PIC系列单片机及GM$97C(二系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的C语言、PL/M 语言。 6、结束语 随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 电气自动化论文:基于对水电站电气自动化应用实践探究 在我国,水电站产电能占总电能的22%左右。水电是通过水的位能来发电,故成本较低,大概是火电发电成本的几分之一。另外,水电站清洁环保,它的能源来源于水库中。在特定的蓄水量条件下,发电量的多少和调度的是否得当直接相关,同时还要考虑到季、年、日这些时间因素,根据长中短的时间段来调节水库 的发电量。据水库的“收入”情况,来安排其“支出”,制定水电站不同时间段的发电计划。但梯级水电站就与其不同,水电站的日总发电量计划是由规定的日用水量预算而定的。设计水电站的运行方式的时候,能源的“近期库存”情况必须在考虑的列表中,就是水电与其它发电方式在运行方式上的一个不同。 1 水电站的概念 水力发电是指利用水流的位能差而产生的电能。其产生原理为:水能转化为机械能后再一次转化为电能。通过在高落差的上游段或者是水库中引水的方法以及水体本身的压力或水流速度足以带动水轮机运转,达到水能向机械能的转变,再沿特制的输水路线利用水轮机经过的水流流至下游。发电机由水轮机带动旋转,让机械能再一次向电能转换,电流再经由升压变压器和配、送电线路输送至负荷中心,降压后可向市场供给。当中水量和落差是构成水能的前提要素。 2 水电站自动化的内容 首先,水电站自动化的内容与水电站型式、容虽、需要实现的功能密切相关。通常而言,它有下列几个主要内容: 2.1 自动化检测 检测整个水电站的基础是电站自动化运行设备的各项参数。其中包括:机组及其辅助设备、电站的公用设备、水工建筑物与其操作设备、变电稠开关没备等,甚至还连带水库的水持测报系统。其中非电虽有转角转速、水量、温度、压力、波位和机械振动及转速等,电星有电流、电压、频率、电能和功率及功率因数等,而检测的内容是:检查、最值、监视及记录与显示。记录有定时和连续两种。和定时两种。检测的结果是电站安全运行的一个重要环节和基础,据此可以实现下述的自动操作、自动控制和自动保护。 2.2 自动操作 按不同的操作对象分为此四种: (1) 远动通讯系统、报警信号系统、开关站设备的操作等是全厂性基本操作 (2) 引水式水电站首部机组取水口闸门的操作和溢洪闸门的操作和一阵阀门的操作等是水工建筑物设备的自动操作(3) 排水系统、乐缩空气系统、广用供电系统等为电纳公用设备的自动操作(4)让脉冲自动按照规定的程序完成不同操作是机器自动操作,即开机且发电转调相、进入系统、停机、发电转抽水等。此脉冲指令通常从中央控制室和自机旁盘发出,分别为集中控制式和就地控制式 2.3 自动化控制 由自动控制原理的解释来看,上述各项操作的性质都是开环操作。除此之外也是有一些是属于闭环性质的控制。机组和电站的最基本的自动控制装置,是励磁调节器与调速器,前者为机组电压的闭环操控系统,后者为机组转速的闭环操控系统。通过改变励磁调节器的一些数值来控制机组的无功出力,再通过改变调速器的整定值来调整机组的有功出力。此外,还有如设置成组调节设备的方法,将全厂机组视为一台机组来调整,这样就形成自动调频装置、有功功率成组调控装置和无功功率成组调控装置的目的了。 2.4自动化保护 水电站的自动保护措施主要分为三个基本等级:(1)发出警报:针对一些对机组危害不严重的运行情况,包括加发电机定于推力轴承或者导轴承升温机组冷却水源中断、温度超限、油槽油面异常等意外,这时保护就会自动做出警告或立刻投入使用,提示相关工作人员严格监视,并采取及时防护措施。(2)关闭进水闸门(或阀):在一些紧急情况下,自动保护除跳开断路器并停机外,还要关闭机组的进水闸门(或阀)或动作事故配压阀。如事故停机时摇上导水叶剪断销将其剪断,机组速度过快且调速器失灵,又或者压力铜管爆破等。(3)跳闸停机:产生在导轴承温度、机组发生推力轴承和压油装置油压异常等影响设备常规运行的状况下,保护装置将自动跳开断路器并实现停机。 3设备选型及自动化设计 设备进行选型和自动化设计十分迫切和需要,当前水电站的自动控制的安全受到主机配套的自动化机件性能不够稳 定、灵敏度较差、精确度较低等原因以及自动化制定上的不足等不同程度上的影响。 3.1 PLC 在轴流桨式水轮机调速器中的应用 目前水轮发电机组制造商调速器内导叶与浆叶的协联关系通过制造的水轮机所给予不同水头下导叶开度和浆叶转角的协联曲线设置。这样看似可为电厂带来更多经 济效益。但在实际电站运行时,厂家给定的参数与水轮机水头的区别及上下游水位的区别相差较大,如果只按协联曲线运行时机组运行性能差不能达到最佳状态。所以就需要使用可以改变程序的PLC 可编程控制器的调速器。在机组今后的使用操控中可针对手动协联导叶,修改原协联曲线,和不同水头及上、浆叶、下游输入 PLC使机组达到最优状态。 3.2调节水库式电站调速器中的PLC 的使用 水库式电站的调速器及起动开度,大多数是按水轮机设计水头方式设计的。但其偶尔会出现电站水头降低的状况,具体表现为:当水轮机处于低水头状态下运行时,电液调整器不能完全发挥作用,无法体现其全部功能,这时,机组便没有办法达到全自动运行状态。此时,为增加调整器的起动开度,需更通过两种方法实现,一为在在开度指示仪或芯片中链接适当数据的电阻,这样可使调节器输出正确的开度指示值与产生差值以开动机组;二为设计水头比电站水头大时,又必须撤除串接电阻或换回芯片。 PLC 可编程控制器的优点在此时便可以显现出来,这可以参照、依据发电站水位的高低,来改变程序以促成起动开度变化。 4.结语 现阶段,小水电站大多数存在自动化程度不高、产能低下的状况,其严重影响小水电站效益的实现,无法达到小水电站经营的效益最大化。要达到小水电站经营的效益最大化,实现的主要途径之一即是“水电站综合自动化”,实现小水电站综合自动化的主要内容是全厂两级自动化和水电站实现机组自动化。由此看来,归到本质问题,仍然是只能依靠和加强企业的技术开发能力,加强企业有有关领域之间的合作交流,提升水电站技术水平与管理水平以实现水电站经营效益最大化,让水利设施获得长足发展。 电气自动化论文:浅论发电厂电气自动化应用研究 随着社会经济的飞速发展,人们生活水平的不断提高,对于电力需求量也越来越大,而发电厂实现电气自动化不仅能够较好的满足人民群众日常生产生活和社会经济发展的用电需求,还有助于进一步促进我国电力工程建设。由于国家对电力工程的大力支持,电力产业特别是在电气自动化应用方面,取得了较大的发展。电气自动化不仅可以对电力设备进行良好的监督和控制,还可提高电网运行效率,同时增加电力系统的安全和稳定。电气自动化的应用不仅可以应用在发电机组方面,而且还可以应用在变电站、电网调度、配电网等方面。 1 发电厂电气自动化的优势 发电厂电气自动化的优势主要包括有效监督和控制电力设备、对电力系统资源合理配置、提高电网运行效率、确保电力系统运行的安全稳定四个方面。 1.1 有效监督、控制电力设备 电气自动化技术具有自动性、集成性、综合性的特征,可以通过先进技术对电气设备的运行状况实时监控,获得一手的电力设备运行数据信息,并根据信息作出相应的决策,保证电力设备一直处于正常运行状态。 1.2 对电力系统能够进行资源的合理配置 发电厂的电气自动化技术中应用了规范的、先进的自动化控制平台,可以简化传统电气设备的使用步骤、监测步骤和维修步骤,不仅能够提高电气设备的运行效率,还能够对整个电力系统进行优化,有效的配置电力系统的资源。电气自动化技术的进一步推广和应用,可以使电力系统的资源分配更加科学、合理。 1.3 提高电网的运行效率 发电厂电气自动化技术的应用能够保证电网的高效运行,电气自动化系统不但可以科学的管理和控制发电设备,还可以实现数据的交换和共享,大大减轻工作人员的压力与负担,可以有效减少电厂的成本预算,提升工作人员的工作效率,进而提高电网的运行效率。 1.4 保证电力系统安全稳定的运行 发电厂的电气自动化是电力系统自动化的重要内容,通过发电厂电气自动化技术的应用,能够保证电力设备的稳定运行。另外,在变电站中实施的电气自动化还可以加强电网的稳定性和安全性。 2 发电厂电气自动化控制方式 发电厂电气自动化控制的方式主要包括集中监控方式、远程监控方式和总线监控方式三个方面。 2.1 远程监控方式 远程监控方式是以模拟电路为基础,由继电器和晶体管等元件构成的传统式监控系统。该系统通过硬件系统进行数据采集、分析和判断。其优点是通过远程的监控减少了工作繁琐度,但其缺点也是明显的,由于监控系统缺少必要的软件系统,在监控过程中不能实现故障的自我判断和诊断功能,当电气设备运行过程中出现了问题,在没有响应的警报系统情况下,会对电网安全造成影响。 2.2 集中监控方式 集中监控方式是以集中处理器为核心,通过对单独监控系统的功能进行整合,统一对电力系统进行监控的方式。集中监控方式的优点是系统结构简单,维护方便,并且对控制站的要求比较低。但是其缺点也是明显的,一方面在系统主机距离终端比较远的情况下,外界信号容易对其造成干扰,并且对驱动的功率要求更高,从而影响系统的稳定性能。另一方面,当监控终端较多的情况出现时,布线等方面的难度会提高,增加运行的成本。 2.3 总线监控方式 总线监控方式的应用范围比较广泛,因为其一方面可以降低监控布线的难度,将监控节点结合到一组总线上面,减少了布线的复杂性。另一方面通过总线协议的不断完善,系统更加安全和可靠,并且布局更加简单合理。智能化监控不仅减少了投资成本,而且维护更加便捷,降低了工作人员的监控难度。 3 发电厂电气自动化的应用领域 3.1 发电机组中的应用 在发电机组中运用电气自动化技术可以实现对发电机组运行情况的自动化控制。通过电气自动化可以对发电转调相、调相转发点、关停机同时进行控制,还可以根据发电机组的实际运行状况对其智能的自动启动或关闭,使各个发电机组合理分配总体发电负荷,保证发电机组在安全、健康的状态下运行。一旦发电机组出现突发性故障或工作事故,电气自动化设备会自动断开机组,保证电子设备的安全。 3.2 变电站的应用 电气自动化技术在变电站中的应用主要是将网络通信技术应用到变电站的电力设备中,并对变电站的整体运行进行实时监控。因为电气自动化技术可以收集到可信性较高的数据信息,并可以通过计算机系统对收集的数据信息进行分析、筛选,所以能够对电厂的设备有效的调控。虽然在我国发电厂的自动化应用相对广泛,在水电发电厂的应该取得了比较好的应用效果。与欧美等发达国家相比,我国的发电厂电气自动化技术还有待提高,我们必须结合水利发电厂的实际,增加在研发方面的投入,获得更多的研究成果,以便发电厂的自动化技术有更大的提高,工作效率有很大的提升。 3.3 电网调度方面的应用 电网调度自动化技术的应用在电力运行系统中起着非常重要的作用,其运行的好坏其直接影响着电力系统的安全性、稳定性和经济性。此外,电网调度中电气自动化技术的应用是我国发电厂应用的重要环节,随着信息技术的不断进步,电网系统的更新换代也更加频繁,在电网自动化应用方面,要不断提高抗干扰能力,进而保障电网调度的安全。 电气自动化论文:电气自动化在凯博达选煤厂生产的应用 前言 凯博达选煤厂建于2003年,该厂洗煤工艺为重介选煤,最初生产过程中经本人实地考察,该洗煤厂无反映密度传感器,这样工人取样化验时间太长,因此不能及时纠正洗选密度指标,仅凭经验和感观调控,让人感觉近似盲洗,这会造成指标波动和精煤浪费。不但人工测量密度不能实时反映生产实际情况,而且分流加水环节同样是人工操作,工艺粗糙,工人劳动强度大。而密控系统只需几分钟就可调控到合理指标,提高了洗选效果。该厂设备起停车,均由接触器互锁,电工查找故障点费时费力,人工启停设备造成电力资源浪费,操作工人增多,而集控系统能有效解决人力,物力等资源浪费问题。则用来进行事故或故障分析。 1、集中控制系统中可编程控制器PLC的应用 为满足生产工艺要求,根据可靠、实用、先进、合理的原则,采用以可编程序控制器(PLC)为主要控制元件的集中控制系统,以实现对全厂主要动力设备的集中控制和设备运转状态的集中监视、设备故障自动处理和报警,以及全厂主要工艺参数的采集、动态显示、同时作为主控机实现与重介质密度自动控制系统的信号联络及数据传送。该集控系统以进口PLC为控制核心,镶嵌式模拟屏动态显示设备的运行状态,形象直观,经济适用,可视性好。 1.1集中控制系统的主要功能 (1)按照逆煤流方向顺序启车,通过合理的设计设备间的启动时间间隔,在供电系统的能力范围内,以最短的时间完成全厂设备启动及时投入生产。减少设备空运转时间,节约电耗; (2)按照顺煤流方向顺序停车,以设备中物料排空为前提及时停车; (3)在运行过程中,参加集控的任一台设备故障偷停时,按照逆流方向实施紧急停车,避免事故扩大和造成跑煤、跑介、跑水等浪费现象; (4)在运行过程中如发现可能产生危急情况时,如人身伤害、设备严重损坏等,可在集控室实施全厂紧急停车; (5)系统采用允启制; (6)具有手动/自动功能转换。当打到手动位置时,纳入集中控制的设备可就地启动、停止操作。打到集中位置时,参控设备的启动、停止由集控系统集中控制,不可就地启车,但可就地停车。 1.2集控系统优越性 它是一个现代化的生产过程、集控系统是节能降耗,减员提效的基本生产保障。首先通过减小启、停车时间,可以节约用电、用水。通过故障逻辑连锁停车,防止事故扩大化(例如,旋流堵塞的维修时间大约需要一个班的工作量),尽快恢复生产。还可以减少由此引起的跑煤、跑介、跑水、降低原材料消耗。某些设备可以由专人看守改为巡检制,提高全员劳动生产效率。因此,一套设计合理、操作方便的集中控制系统,可以正确的操作,及时的维护,对提高选煤厂生产效率、节能降耗是必不可少的。 2、选煤厂密度自动控制系统 在重介质选煤生产过程中,重介质密度的高低及稳定性、重介质悬浮液中的煤泥含量、旋流器入口压力对选煤生产过程、精煤产品的质量和产率起着决定性的作用。因此应针对具体的工艺过程,对这些主要工艺参数进行控制,以达到提高产品的质量、增加精煤产率,降低成本,减少吨煤介耗的目的,为选煤厂创造更大的经济效益。 2.1密度自动控制系统 (1)密度控制 1)在生产中,根据选煤厂采用的具体工艺,确定密度计安装位置,对于无压工艺,密度计可以安装在上料管道或回流管道上均可;对于有压工艺,介质泵所输送的是重介质和原煤的混合物,在上料管中不代表重介质制密度。但根据计算由此引起的偏差甚小,重介质制密度检测计可以安装在上料管道; 2)在生产准备阶段调节过程(包括人工加介)可在数分钟内完成,即介质密度达到工艺要求的设定值,这时,原煤部分启车,生产开始; 3)在介质添加过程中,悬浮液密度将均匀上升,一旦超过设定值,控制系统将自动加水,液位合格后,停止加介加水。 (2)压力控制 重介质旋流器分选技术:本系统设有旋流器入口压力控制系统,通过检测旋流器入口压力反馈控制上料泵转速。当然,泵转速与压力并不是线性关系,但在工作点附近可以按线性处理。 (3)煤泥量含量的控制 在不脱泥入选的重介质选煤工艺中,煤泥量会上升很快,对分选精度影响较大。本系统中通过磁性物含量计检测磁性物含量,计算出煤泥含量,当煤含量超设定值时,控制打分流,将煤泥通过磁选机排入尾矿。打分流的结果将导致密度上升。这是密度控制系统将自动进行密度控制,保证系统动态平衡。 2.2密度自动控制系统功能 重介质选煤过程自动控制系统是以可编程序控制器(PLC)控制核心,以LCD彩色触摸操作屏或工控机为人机接口,集监测、控制、操作等功能于一体的工业控制系统。根据选煤厂的工艺系统特点及要求,系统可设计为原煤重介与煤泥重介控制系统两部分,分别实现悬浮液密度、煤泥含量、旋流器入口压力、煤泥桶液位等工艺参数的实时调节。系统主要功能如下: (1)实现合格介质悬浮液密度的自动测量、显示,并根据密度的设定值控制加水阀门的开度以实现密度值的稳定; (2)实现合格介质悬浮液磁性物含量的在线检测、显示,并根据煤泥量的设定值调节分流量的大小,以实现煤泥含量的稳定控制,测控范围满足工艺生产要求; (3)实现煤泥重介旋流器入口压力的自动测量、显示,并通过调节煤泥重介旋流器上料泵的转速,实现煤泥重介旋流器入口压力的稳定控制,测控范围满足旋流器分选要求; (4)实现煤泥介质桶液位的自动检测、显示、上下报警,并通过控制煤泥重介旋流器组其中一台的开、关(由电动阀实现),以实现煤泥介质桶液位的控制; (5)实现煤泥介质桶密度的在线检测、显示,并通过调节稀介质阀门的开度实现煤泥介质密度的稳定控制,密度控制精度满足旋流器分选要求; (6)通过彩色触摸操作屏或工控机实时显示末原煤重介及煤泥重介选煤系统主要工艺流程图、各设备启停状态,以及各调节参数的趋势曲线或柱状图显示、报警等; (7)对于各种操作均给出汉字操作指导,操作方便、简单易学。 3、经济效益分析 凯博达选煤厂自生产自动控制及数据信息管理集成系统投入使用以后,每年都创造了可观的经济效益,经过经济分析,一般120万t选煤厂建设本系统只需投入60-100万元。半年可回收成本。 从以上的经济效益分析可以看出信息化管理的使用将给我们带来巨大的经济效益和社会效益,它的投资回报率极高。也使凯博达选煤厂晋级十佳选煤厂和优质高效选煤厂的行列。 电气自动化论文:工业电气自动化中数字技术的应用与创新 摘 要:数字化技术随着工业自动化的发展应用日益广泛,通过对电气自动化操控系统的改进使得工业电气自动化区域呈现出便捷化、实用化的发展趋势,极大的提高了工业电气自动化的工作效率。数字技术在工业电气自动化中的可应用空间较大,因此需要要我们在工作中进一步去钻研和实践,以期实现工业电气运作系统的快速、高效性。本文主要 就数字技术在工业电气自动化中的应用进行分析,提出合理的创新思路,为数字技术的发展提供指导建议。 关键词:数字技术;工业电子自动化;创新 近年来,随着科学技术水平的不断提高,数字技术应用领域日益广泛,主要应用于科学计算、信息管理、企业工作流程控制、电气过程控制和人工智能领域。工业电气自动化中数字技术的应用有着不可替代的重要作用,在数字技术高压试验中采用微机计算机监控变压器实验装置,用计算机测试系统以及其相关的辅助方法对高压大电流功率驱动集成电路进行测试和研究,是目前工业自动化研究的主要重点。本文就高压实验中常见的试验方式分析,提出有效的管理方法。 1、数字化技术在工业电气自动化中的应用特点 随着科学技术的发展,数字化技术的应用领域也越来越广泛,尤其是在工业电气自动化领域中,更是具有其独特的特点,这些特点如下: 1.1数字化技术具有可靠性 数字化技术是以互联网技术和计算机技术为基础发展形成的一种高新技术产品,在目前应用之中与高端智能化电气系统紧密结合,应用数字化可以减少对其他传统设备的使用,使得电气系统的操作更加方便简单,能够有效的提高控制准确度和效率。在现阶段,光纤技术的不断应用之中,提高工业自动化技术能够有效保证工业生产安全和效率,同时还能够促进企业现代化发展趋势。例如工业自动化仪表在应用之中逐步朝着网络化、数字化和模拟化发展,没通过在发展中将各种技术含量较高的系统体系进行分析,对系统中存在的不平衡和定位不明确的问题和缺陷分析,能够在发展中促进发展改革创新要求,具有良好的市场发展前景。根据现价段相关企业和部门的统计显示,当前工业电气化中数字技术的应用已成为目前人们关注的重点,是企业发展的主要方向。 1.2数字化技术具有较高的性价比 电气技术在应用之中由于其具有专业特殊性和危险性,因此在应用和控制的时候需要对控制精度和安全性能进行有效合理的管理,计算机技术和通信技术的应用就显得格外重要,数字化技术的丰富和创新也变得更加重要。在工业电气自动化中应用数字化技术,可以通过选用先进数字技术和设备进行应用,对科学方法和措施进行衡量和控制,使得其能够形成统一发展和应用趋势。数字化技术具有很强的通信能力,丰富的信息资料,在应用之中好具有着较大的智能化特点和统一标准。工业电气自动化之中,在保证质量的基础上为企业节约了投资成本,增加了工作效率,提高了企业生产和控制依据。 例如,在使用仪器进行样品分析时,可以进行测试、样品分析定位,在线数据分析和结果评估;以便在输入数据与输出分析结果时进行控制,提高操作效率,保证服务质量;还能与多项技术、多种机器设备之间进行连接使用,技术之间的串联运用,对于分析复杂的工业电气自动化问题更加有效,计算结果会更加精确,并用更加优化的处理方式进行数据处理分析。数字化在工业电气自动化中的应用,产生了优质的性价比,而且在其他的工业领域中也被广泛应用。 1.3数字化技术具有强大的可操作性 因为数字化技术的发展都是以计算机技术为基础的,所以,在操作方面都具有间接性,只要输入相应的操作指令和程序,设备就会自动开始运行,而且,本身也具有对指令的判断能力和辨析能力,通过传输设备。 例如,光缆、电缆、互联网等介质进行信息传递,同时,数字化技术自身还具有逻辑分析能力,能够自动化的进行信息数量、准确度的校正,降低成本的消耗,而且还保证了安全性。此外,数字化平台的开放性也带来了操作代码的标准化,有效的提高了程序的使用率,缩减了程序的编写时间;与此同时,计算机的操作系统。 从这些方面可以看出,计算机技术带领的产业发展方向已经趋向于电子商务,无论是管理,还是在工业电气自动化内部的存储应用,每个环节都实现了数字控制,并在此基础上应用微电子技术及其处理设备,完善了工业电气自动化的应用环境,数字化技术的地位也是越来越重要。 2、数字化技术在工业电气自动化的应用创新 尽管数字化技术在工业电气自动化控制中具有其他技术所没有的优点,而且运营状况也良好,但是,这些并不能将限制数字化发展的不利因 素所排除,同时,由于数字化技术的发展时间很短,没有统一性的标准规范,专业人才也不足,更为主要的是数字化的运行基础,互联网的智能化程度还很低。所以,数字化技术在工业电气自动化的应用中也要有一定的创新。 2.1在现实中运用智能终端技术 当前的数字化技术在工业电气自动化的应用中也存在着一定的弊端需要进行改进 和完善,主要的弊端存在于应用时限限制大,标准统一规定采用方式存在着大小不一和标准衡量欠缺,数字技术的操作人员短缺,智能化水平不高的影响。因此在当前采用智能终端技术进行分析和创新是数字化技术应用的主要方式,是用光纤作为连接设备,通过智能终端对数据进行自动化的收集与控制,双重设备相互配合,其中一个用来保护电力中断、远程测控以及信号发送,另一个则给以跳闸双重保护,更加提高了数字化技术在工业电气自动化中的智能性与可靠度。此外,数字化程序借口的标准化是工业电气自动化能够有效运行的主要条件,所以,这就解决了个人计算机平台的自动化问题,有利于企业的事件相关电位系统与制造执行系统之间的连接,将TCP/IP标准作为通讯标准,这样,个人计算机就会在管理与控制自动化中建立一个接口。 2.2在数字化技术中混合使用面向通用对象的变电站事件的虚端子 这种虚端子是对传统的二次回路进行了改进,使其理解简单化,是在设计和装置两个方面的创新。同时,面向通用对象的变电站事件技术还可以应用于装置之间的通信,对全站的线路连接、开关进行全方位的控制,从而实现了变电站的远程控制。面向通用对象的变电站事件技术的使用代替了传统的二次回路,对信号管理、环境测试等信息能够进行简便的控制,所有这一切的主要条件就是其自身所拥有的智能化。 2.3培养程序代码控制观念 在向设备下达指令之前,首先要把检测后的数据输入到电脑中 ,等到实际操作的时候,还要进行人工干预,对闸刀、开关等设备的设计进行确认,要对系统给以不断的完善,然后进行系统功能测试,使该系统能够达到预期的状态,就算没有人员的干预,这个控制系统也能够自动化的完成操作。 3、结语 在现代社会,数字化技术在工业电气自动化的应用越来越广泛,作为目前信息化发展中的高新技术产业,因其与居民的日常生活气息相关,其重要性也表现得越来越突出。工业电气自动化目前已经渗透到电子信息工程与电力系统等领域,其计算机技术已经包含了系统的开发、分析、设计和管理等多方面的研究,正广泛应用于现实生活。 电气自动化论文:浅论电气自动化技术在电力系统中的运用 摘要:随着我国国民经济水平的逐步提高,科学技术的不断进步,电力系统也有了很大的发展,尤其是电气自动化技术的应用,改变了整个电力系统控制的模式,提高了电力运行中的稳定性。例如计算机技术的应用,PLC技术的应用等,现在电气自动化使用方向也有新的趋势,例如仿真系统的应用,人工智能的应用等,下面就对其做进一步分析。 关键词:电气自动化技术 电力系统 在科技技术的快速发展中,电子信息技术和机械控制技术已经可以有机的结合,进而应用到电力系统中,被人们称之为电气自动化技术,无论是在农场,家用电器,以及交通运输中,自动化技术都有了广泛的应用,而电气自动化技术在电力系统中的应用,可以实施24小时监控,对发生的故障能及时报警预告,减少了人力物力的使用,提高了整体的工作效率。 一、电气自动化技术在电力系统中的使用方向 1、实时仿真系统的使用 在电力系统中使用实时仿真技术,不仅可以和多种暂态和稳态一同进行试验,同时在试验中能提供大量的参考数据,除此之外,还可以有效帮组科学技术人员对新设计的装置进行测试,达到多个装置完成闭环,为以后的灵活输入电流,完善只能保护系统提供很好的实验条件。该技术在实践中的应用,可以监测系统动态负荷,进行仿真建模有助于电力自动化技术的进一步发展。 2、智能保护技术的使用 综合自动化领域我国在世界上已经处于领先地位,而且智能保护技术也在不断发展,例如使用分层式综合自动化装置,对不同电压等级的电站都非常适合使用,除此之外,在未来微机新技术、网络通信、自适应理论、人工智能、综合自动控制理论等都会应用到电气自动化保护装置中,能够极大的提高电力系统的安全性和稳定性,推动我国在这一领域的进一步发展。 3、配电网自动化技术的使用 配电网自动化技术在电力系统使用中,应用了国际标准的信息模型,除此之外,其理论算法和高级软件做了有机结合,在预测负荷过程时,使用了人工智能灰色神经元的方式进行计算,最终使用配网递归虚拟流算法做潮流计算,针对一系列的先进技术使用,在电力自动化方面有了很大的进步,在电网运行中,充分体现在先进软件的应用,配网一体化,网络数字技术等方面,保障了电力运行的安全性和稳定性。 二、电力系统中电气自动化技术的应用 1、计算机技术的应用 1.1智能电网技术在系统中的应用 计算机技术在电力系统中的使用,其作用不言而喻,无论是在配电、输电、变电、发电环节中都需要计算机技术进行支撑。例如:在信息管理方面,计算机技术和自动化技术的结合,可以对整个电力系统进行全面的控制,这就是智能网的作用。该技术涵盖范围非常广,电力的发电环节,电网的整体调度工作等,还可以对交流输电的柔性进行调节,就现阶段而言这种数字化的电网已经开始建设,可以说这是智能电网的开端,为我国在这方面的进一步发展奠定了基础。其中的通信技术是非常典型的智能电网技术,使用中其具备双向性、实时性、可靠性的特点,但是如果没有计算机技术,其根本不可能实施,计算机技术在这方面的作用由此可见一斑。 1.2自动化技术在变电站中的应用 在计算机技术的基础上,完成了变电站的自动化技术在实际的应用。可以说变电站自动化技术也充分体现了计算机技术的价值,对二次设备也是一种提高,这些设备也有了明显的网络化、集成化和数字化的特点,利用电缆、光纤等材料有效替代了电力信号通常使用的电缆,提高了整体的运行效率。变电站进行自动化控制,记录统计就可以自动化,计算机可以实现屏幕化,在此基础上对整个运行状态还能予以监视和操作。光缆设施被电缆和光纤取代,都有赖于二次设备进行集成化管理,奠定了整体网络化的效率。在达到变电站的自动化管理中,首先一定要加强对变电站运行的操控和监视,只有这样变电站的自动化才能实现。其次要让电厂和电力用户有效进行连接,因此就要保证输电线的畅通性,如果故障频发就完成不了上述目的,因此在输电线路中也要进行自动化管理。与此同时,正是这些先进的装置和技术完全实现了自动化管理。 1.3电网调度过程中的自动化技术 在计算机技术基础上,也把自动化技术应用到了电网调度中,就现阶段而言我国的电网调度可以分成五级,而在每一级控制中计算机技术都是关键。如果从低到高分析,其顺序是地区和县级调度,省级调度,大区调度,以及国家电网调度,最为关键的是在电网调度控制中心的计算机网络系统,上述这些技术和装置都需要计算机进行技术控制的连接,信息信号的传输,如果没有计算机的智能控制,那么整个系统就处于瘫痪状态。除此之外,电网中还有变电站终端设备、服务器、大屏蔽显示器、调度范围内的发电场、工作站、打印设备等,这些在电网调度中都可以发展其最大的作用,提高整体配电管理的能力。在电网调度中充分使用计算机技术,可以实时对系统运行情况做好监控,与此同时,能有效进行数据的采集和分析,对整体状态做好评估,对电力负荷进行合理的预测等,因此其作用毋庸置疑。 2、PLC技术在电力系统自动化中的应用 2.1 PLC技术在数据处理的应用 有效的使用 PLC技术,在整个电力系统中可以完成对有关数据的采集和分析,在此基础上,进行一些列的排序查表和数学运算等,甚至信号接收中的数据转换也可以操作,这些功能可以把数据和存储中的数据进行产考比较,进一步打印成表。继电接触控制技术和计算机技术有机结合,就是PLC技术,其进行内部存储控制过程中,使用了可编程序,因此有利于运算、控制、记录等操作,提高了运行可靠性,降低了复杂的接线环节,降低了整体耗能,在大型控制系统中,或者是无人控制的柔性制造系统中 都能广泛使用。 2.2 PLC技术在闭环方面的应用 在闭环操作过程中,需要对温度、压力和流量的变化情况进行模拟,确定好数值后才能有效控制。模拟中使用 I/O模块技术,对模拟量进行闭环PID控制,D/A和A/D之间的转换是技术要点,,这就需要PID模块技术,或者使用PID子程序进行操作,都能达到非常好的转换结果,只有转换过程的效率提高了,信息的传递和存储效率提升,整个电网运行的效率也会提高,有利于电网在自动化方向的进一步强化,在未来的发展中也有很大的积淀作用。 2.3 PLC技术的顺序控制 在科技技术的发展中,一些大型火电企业的辅助系统已经发生很大的变化,例如从原来的继电控制器,逐步升级为PLC控制系统,这种控制顺序的改变,极大的提高了生产效率,有效降低资源损耗,增加了企业的经济收益,因此受到广大企业人事的青睐。但是在技术升级后,各电厂对类似企业辅助车间的自动控制水平也提出了更高的要求,因此都选用PLC控制系统,在实践中利用信息模块单独控制某个工艺流程,与此同时能够和通信总线连接,从而合理协调全厂的生产工作情况,改善了整个操作的顺序控制,提高了企业的经济效益。 总结:上述对我国电气自动化技术在电力系统中的运用进行了详尽的分析,由此可以看出自动化技术的重要性。科学技术是第一生产力,在计算机技术的推动下,有关技术人员加强对各个设备和技术的测试,分析其中的缺陷,在此基础上做更进一步的提升,逐步把电气自动化技术在电力系统中的使用情况更加完善,提高该项技术在世界中的竞争力。 电气自动化论文:策论电气自动化技术在电力系统中的应用 1 电力自动化在电力系统的主要应用分析 1.1 电气自动化帮助科研人员开展实时仿真工作。使用电气化驱动技术,可以在更大程度上实现暂时状态和稳定状态的同步存在,这使得同步实验成为了可能。为系统运行提供了大量的精确数据,增加了实验的精准度。在这种仿真的环境中,工作人员可以进行更多的电力装置测试,有助于帮助科研人员建立起一个混合型的实时仿真实验室。 1.2 实现了电力服务的智能化。当今时代,几乎每个行业都离不开电力的使用,失去电力系统的支持,许多行业将陷入瘫痪的境地。电力的广泛使用对电力系统的安全性和自动化程度都提出了极高的要求。电气自动化相关技术是电力系统智能化的重要组成部分,能够帮助工作人员更精确地进行系统运行设计工作,并能代替人力做到更精确的系统运行故障分析。这种智能化的控制方式,使得电力系统的运行更加高效准确。这种高度安全的自动化运行体系,使电力系统的服务能力迈上了一个新的台阶。 1.3 方便了配电网工作。配电网中自动化技术的使用,实现了配电网的数字信息配电的一体化转变,帮助减少了载波应用的路由,并帮助电力系统解决了衰耗的难题。自从见自动化技术应用到了配电网中,配电网对信息波的反映就变得更加灵敏了,电力系统的运行效率大大提升。 2 电力系统运行中主要用到的电气自动化技术 电气自动化具体技术,可以代替人力完成对电力系统某些功能的控制,减少了人为干扰对电力系统运行的不良影响。具体而言,电力系统中应用到的电力自动化相关技术主要分为两大方面,计算机技术和PLC技术。 2.1 计算机技术的应用。计算机技术是电气自动化相关技术中最主要的技术,其应用涉及到电力系统运行中的配电、变电、供电的各个环节。(1)智能电网技术是计算机技术中较为典型的技术。它在供变电和输配电中都得到了广泛的应用,是实现智能化配电的关键部分。(2)电网调动技术是计算机技术在电力系统的应用的又一杰出代表,是电力系统自动化技术的主要组成部分,能够完整对国家电力系统中的信息收集工作,并实现对国家、区域、省、地、县不同级别的电网的自主调动,有了它,国家的整体电位设备都被结合在一起,是国家电力系统工作中的有效监控力量。电网内的其他组成部分如服务器、变电站终端设备、显示器、打印设备等,都被连接在电力系统的专用广域网中,实现由计算机的统一调配控制。(3)计算机网络的信息化技术能够对电力系统的信息进行集成,实现对电力系统各项运行中的各项工作信息进行记录和整合。 2.2 PLC技术是电气自动化技术在电力系统中应用的重要组成部分。该技术是继电接触控制技术和计算机技术结合的产物。其在电力系统中的应用实现了对电力系统工作指令的自动编程和信息的记录和运算,降低了电力系统运行中的耗能状态,使得电力系统运行更加灵活。(1)PLC技术在数据的采集、分析、整合以及转换、传递方面具有优势,将其吸纳到电力系统中的某些控制应用中,可以实现对某些柔性操作的智能化控制。(2)PLC通过对电力系统中的单独模块信息进行控制,以及对信息总线进行通信连接两项功能,实现对电力系统工作的顺序控制,极大地推动了电力系统相关生产过程的协调化。(3)PLC技术特有的模拟闭环控制,有效地调节了电力系统各环路的工作状态。PLC可以实现对数字量和模拟量之间的D/A、A/D转换,这些都通过PID模块实现,实现对压力、温度、流量等的持续控制。(4)PLC通过对输入和输出信号的通电以及断开控制,可以帮助各种生产过程实现自动化,电梯运行的控制和机床电气控制都是这类应用的结果。将其应用在电力系统,实现对电力生产过程中的开关进行逻辑控制,输入和输出的点数可以随意扩展,不论是十几个还是成千上万个,均可以不受限制地自动化控制,节省人力,提高效益的作用十分明显。目前,在火力发电系统中采用的多为顺序控制和开关量控制两种。 3 电气自动化综合技术在电力系统中的应用发展趋势 电气自动化技术为电力系统的高校运行提供了有效的助力,通过进一步对自动化技术在电力系统中的应用进行完善,不难发现,电气自动化技术在电力系统中的应用的未来发展趋势是综合化。通过对各种技术的归集整合,综合使用,实现对电力系统运行生产控制的优化提升。具体的综合化之路,也朝着两个方向发展。 3.1 朝着国际标准的方向发展。新的电气自动化技术对现代化的计算机技术实现更高程度的应用,使得电气自动化技术在电力系统中的应用体现出一种普及化的状态,具有代表性的是IED电力自动化技术。该项技术可以实现各个厂家对管理信息的共享和操作,是一种性能优良的电气综合自动化系统,为了规范这一系统的应用,国际上对这种自动化技术的应用出台了一些特定的使用标准。我国的研究人员在推动电气自动化的应用中主动将这种技术向国际标准靠拢,以便该项技术的应用和推广有一个更好的前景,目前已经按照IEC61850标准开始了电气综合自动化系统的研发。另外,电气自动化技术在电力系统中的大规模应用,也必将推动以计算机技术为代表的现代信息及通信控制技术在智能控制工作中的应用进展,构成国家电力系统控制的主干。未来,多媒体、计算机、通信等技术也都将被吸纳成为现代电气自动化技术的一个重要组成部分。这些技术的综合应用也必将推动计算机技术在电气自动化控制中的应用更加深入。 3.2 在功能上实现保护、控制、测量三位一体。电气自动化技术的应用实现了对电力系统运行控制的专业化发展,进一步推动了电力系统人员配备和运行机制方面的变革。最终的结果是人员和运行机制在整个电力生产过程中的影响越来越小,电气自动化系统的应用越来越呈现出一种较独立的状态。我国设计的自动化系统可以实行在站内监控和数据采集,更进一步保护了系统的相对独立性。这种独立的状态反过来推动了电气运行自动一体化的结合式发展。电气自动化系统在生产过程保护、控制、测量方面的功能也将越来越精准,三者的有效结合,使自动化电力系统的优势更加自由地发挥出来。电气自动化技术中的保护功能可以自动有效地检测并采集设备故障信息,控制和测量功能可以有效提高检测的精准度,三者结合推动整个自动化系统的智能控制高效发展。 结语 电气自动化技术在电力系统中的运用起到了助力作用,在自动化技术的支持下,电力系统的运行效率更高,服务质量得到了提升。科技是第一生产力的优势在电力企业中得到显现。随着科技的进一步发展,这些高端的信息科技产物也将在未来得到更为完善的应用,从而为我国的基础事业发展提供更大的助益。 电气自动化论文:电力系统中的电气自动化技术 前言 电气自动化专业在我国最早开设于5O年代,名称为工业企业电气自动化。虽经历了几次重大的专业调整,但由于其专业面宽,适用性厂,一直到现在仍然焕发着勃勃生机。据教育部最新公布的本科专业设置目录,它属于工科电气信息类。新名称为电气二程及其自动化或自动化。 随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 5O年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件,在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起,相继出现了全控式器件—— GTR、GTO、P—MOSEFT等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。 GTR的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。 GT0是一种用门极可关断的高压器件, 它的主要缺点是关断增益低,一般为4~5,这就需要一个十分庞大的关断驱动电路,且它的通态压降比普通晶闸管高,约为2~4.5V,开通di/dt和关断dv/dt也是限制GTO推广运用的另一原因,前者约为500A/u s,后者约为500V/u s,这就需要一个庞大的吸收电路。 由于GTR、GT0 等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流,因而使门极控制电路非常庞大,从而促进厂新一代具有高输入阻抗的M0S结构电力半导体器件的一切。功率MOSFET是一种电压驱动器件,基本上不要求稳定的驱动电流,驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流,而关断时提供放电电流即可,因此驱动电路很简单。它的开关时间很快,安全工作区十分稳定,但是P—MOSFET的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大,这就给制造高压P—MOSFET造成了很大困难。 IGBT是P—MOSFET工艺技术基础上的产物, 它兼有MOSFET高输入阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。其开关速度比P—MOSFET低,但比GTR快 其通态电压降与GTR相拟约为1.5~3.5V,比P—MOSFET小得多,其关断存储时间和电流I、降时间为别为O.2~O.4 u s和O.2~1.5 s,因而有较高的工作频率,它具有宽而稳定的安个工作区,较高的效率,驱动电路简单等优点。 M0S控制晶闸管(MCT)是一种在它的单胞内集成了MOSFET的品闸管,利用M0S门来控制品闸管的开通和关断,具有晶闸管的低通态电压降,但其工作电流密度远高IGBT和GTR,在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率,且其关断增益极高。 lGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时,模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础上,其发展便是功率集成电路PIC(Power, Integrated Circute),在PIC中,不仅主回路的器件,而月驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起,形成一个整体,这可以算作第四代电力电子器件。 2、变换器电路从低频向高频方向发展 随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频动则是交一直一交变频器。当电力电子器件人第二代后,更多早采用PW M 变换器了、采用PW M 方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电网的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是PW M 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 3、交流调速控制理论日渐成熟 矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解祸开来,分别加以控制。这种解藕,实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。 大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(Band—Band控制)产生PwM 信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。 4、通用变频器开始大量投入实用 一般把系列化、批员化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从产品来看,第一代是普通功能型U/F控制型,多彩用16位CPU,第二代为高功能型U/F型,采用32位DSP,或双16位CPU进行控制,采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器. 具有挖上机和“无跳闸”能力,也称为“无跳闸变频器”。这类变频器目前占市场份额最大、第三代为高动态性能矢量控制型。 5、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展 以MCS一51代表的8位机虽然仍占主导地位 但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的PIC系列单片机及GM$97C(二系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的C语言、PL/M 语言。 6、结束语 随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 电气自动化论文:电气自动化控制系统的应用及发展趋势研究 【摘 要】随着我国改革开放的不断深入和国民经济的飞速发展,我国的工业化进程也不断地得到推进,而在现代的工业体系和社会发展中。电气自动化控制系统发挥着非常重要的作用。文章简要地介绍了电气自动化控制系统的功能、特点及应用,并对未来的发展趋势进行分析研究。 【关键词】电气自动化;系统;应用;发展趋势 电气自动化控制系统作为现代先进科学技术的核心领域,引领着现代化工业的发展方向,对于社会和企业的全面发展都起到了不可估量的作用。首先电气自动化控制系统能够最大程度地减少劳动力成本和强度,提高检测的精确度,增强传输信息的有效性和实时性,确保了企业生产活动的顺利展开。另外,电气自动化控制系统大大地减少了事故的发生,保障生产设备的安全运行。在当今的电子时代,各项信息技术在我国各行各业的广泛的使用,电气自动化控制极大的推动了我国的信息化和智能化的发展,为我国工业向现代化方向发展奠定了坚实的科技基础。 1.电气自动化控制系统的功能及特点 1.1电气自动化控制系统的功能 依照单元机组运行特点,将厂用电源同变压器组都归入到ecs监控中,实现的功能主要有以下几个方面:a.实现lps系统与直流系统的监视;b.能够有效的控制发电机组;c.能够实现对柴油发电机组的控制和保护;d.220kv/500kv开关的手动同期并网和自动同期并网;e.控制和操作柴油发电机组及保安电源;f.实现对低压厂用电源的控制;g.实现了手动控制和自动化控制的并网;h.低压厂用电源的操作、监视和低压备自投装置控制。 1.2电气自动化控制的特点 首先电气自动化控制系统控制的信息采集对象较少、数量较小、操作频率低,但是要求快速和准确;其次对于电气装置必须要具有可靠性较高的保护系统,和强抗干扰性能,同时,需要程序动作速度要快;另外电气自动化控制系统以顺序控制和数据采集系统为主。所以机组电气系统归入dcs控制,需要控制系统具备较高可靠性。除了实现正常的起停与运行操作,更重要的是能够做到实时监测,显示运行状态异常及事故状态下的状态及数据,而且提供相对应的操作指导以及应急处理的措施方法,实现电气自动化系统在自控前提下的安全准确运行。 2.电气自动化技术的应用 随着计算机技术的普及和推广,我国的计算机控制技术被应广泛的用到各个环节,包含变电站发电、配电等各个不同的环节。同时也正是由于计算机技术的支撑,给我国电力系统的飞速的发展起到了巨大的推动作用。而最显著的就是下面几种技术的应用。 2.1智能电网技术 智能电网是指将计算机与自动化技术结合起来,从而对整个电力系统形成一个有效的控制技术,则被称为智能电网技术。该技术涵盖了电力系统的各个环节,包含从发电、配电等各个环节。其中的变电站的控制系统和稳定系统也被应用到计算机的系统中。电网技术的应用推动了电网技术一体化及其调度自动化的发展,而电网技术的一体化加强了电力系统中配电模型及高级软件等技术的发展,同时提高了数字信息技术处理能力。 2.2仿真技术 目前我国的电力系统自动化程度不断加强,它不仅能够呈现大量的实验数据,而且可以支持多项操作同时进行,同时能实施同步控制,并能够帮助实验人员测试新的装置,所以仿真技术为电力系统提供了较好的实验条件,有助于对电力系统实施动态监控及仿真建模等技术的应用,既有利于操作又易于控制。 2.3智能技术 电气自动化技术加强了电力系统的控制技术。不仅是在操作方面,在电网的监控方面也提供不少的帮助。例如:一个地方的电网出现故障,通过电脑的监控就可得知,以最短的时间通知电力部门修复,降低危险的发生。电力系统中自动化技术不需要人工的操作,可以自动的对电网中出现的问题及时反应在计算机上,自动化技术可以自动的对该故障进行解决。 2.4远程及现场监控的同时实现 远程监控系统要求现场总线的通讯速度不能太高,适用范围较窄。目前,全场电器自动化控制系统主要利用现场总线的监控形式。随着现场总线的不断发展,融入了很多智能化的电气自动控制系统。所以现代的现场监控的通讯总线主要利用了智能设备与自动化系统模式之间的数据交换,其中利用的串行电缆能够连接起主机、内部存储程序、中央处理器等智能设备,与此同时能够实现对远 程传输的vfd、起动电容、仪表、自动开关等设备。因此,大数据高容量的数据通过中央控制器进行采集会达到较好的效果。 3.未来发展趋势 3.1电气自动化控制系统的统一化 电气自动化控制系统对于产品的安装、调试、维护等功能的实现都起着重要的作用,减少了从设计到产品之间的时间,降低了生产成本。电气自动化控制系统的主要发展趋势就是能够把电气自动化系统通用化,电气自动化网络结构应该保障现场的设施、计算机的监管体系、企业工程的管理体系之间数据交流的畅通。 3.2电气自动化工程的生产将更加的安全 电气自动化工程控制系统的一个发展方向就是安全防范技术的集成化,重点就是如何保证系统的安全性,即人、机、环境三者的安全实现。在非安全状态时,用户要如何选择利用最低费用实现安全方案制定的问题。从硬件设备到软件设备,从公共设施层到网络层,对电气自动化控制系统的安全与防范设计进行全面的研究。 3.3电气自动化工程控制系统的创新技术 目前电气自动化控制系统的发展正在从单一设备转变成为向集成化多元化系统化的发展。电气自动化工业企业应该不断的提升自身的技术创新能力,对于具有自主知识产权的电气自动化工程控制系统加大科研的投入,为电气自动化的研究提供更加广阔的空间。而政府同样应该意识到电气自动化工程控制系统在经济发展当中的主导力量,加强政策上的扶持,建立和完善机制体系。企业应该打开自主创新的新局面,转变经济增长的模式,提高自主创新的实践能力。 3.4电气自动化控制系统的标准化接口 由于电气自动化控制系统采用了比较成熟的标准化技术,从而极大程度减少了工程的成本与时间,完成了多通道的数据交互。当企业在进行系统交互数据的过程中,需要采用微软操作系统。ip系统也被广泛运用在办公室通讯中,自动化控制与管理通过计算机系统建立连接。标准化的程序接口保证了厂家之间进行软硬件的数据交换,使通讯产生的困难真正的得到了解决。 4.结语 电气自动化在国民经济发展中发挥着极其重要的作用,能够有效提高行业领域整体的自动化水平,特别是行业的运行管理水平。并且电气化控制系统可以大大节省企业的成本,提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气化自动控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用,未来电气自动化控制系统也必将有长足的进步和发展,为企业和国民创造更多的经济、社会效益。 电气自动化论文:高层建筑电气自动化设计要点 摘要:本文从电气自动化原理及设计标准出发,对高层建筑中电气自动化设计的影响因素和设计要点,进行了认真研究。 关键词:高层建筑 电气自动化 设计 电气自动化在高层建筑的有机应用,使高层建筑使用功能及住户的生活质量得到了显著提高。因此,设计出优质的高层建筑电气自动化设计方案其意义十分重大。 1、高层建筑电气自动化概述 1.1 工作原理 作为一种智能控制系统,高层建筑的电气自动化系统由负责中央监控的计算机、现场控制器、主控制器、传感器和执行装置等组成,通常分为四级控制:第一级的控制为中央监控计算机。 1.2 基本功能 1.2.1 统一管控建筑内各机电设备 电气自动化系统可以对各个机电设备实施统一协调、管理和控制。根据外界条件、环境因素、负载的情况对电气设备做出调节,使其运行始终保持最佳的状态,并可对各种突发事件进行监测。 1.2.2 对高层建筑设备进行监测 电气自动化在高层建筑中的应用可以实现对设备的监测,自动发现故障、自动报警、自动记录各个设备的运行数据和故障信息,以实现实时的监控运行数据。这样可以减少设备维修费用,延长设备使用寿命,及时发现和控制各种隐患,提高高层建筑的整体安全性。 1.2.3 数据共享 电气自动化系统可以实现对测控网络和计算机管理过程中数据的共享,对水电气的使用和收费情况进行计算,实现能源管理自动化。 2、设计人员在设计时应重点考虑的因素 2.1 性能 在进行电气自动化设计时,首先要确保建筑内照明、空调、运输通道等系统的电力供应的稳定性和安全性,然后在供电稳定的基础上,再提高各个系统的性能。系统的便捷性、安全性和自动化程度的提高可以有效提高住户的生活质量。 2.2 成本 在设计时,必须把成本因素考虑其中,在设计出优质方案的同时,也应把成本控制在合理的范围之内。只有这样,才能符合投资方的要求,才能切实满足住户的生活需求。 2.3 节能减排 设计人员在设计中,不仅要注意提高建筑物的使用功能,还应充分考虑到建筑物在使用中的节能减排问题。因为高层建筑住户多,各系统的耗电量较大,所以具有较大的节能空间。比如用自动化系统来控制楼宇空调的开关,电梯的运行和控制等等。 3、系统的设计研究 3.1 设计的原则标准 电气自动化系统的设计应遵循的原则是:技术先进、功能实用、可靠性和安全性强、系统的开放性、集成性和互操作性高。在设计时严格遵守国内外相关标准和规范,以及建设方所提出的技术参数和要求。 3.2 设计流程 3.2.1 用户需求分析 设计系统时,首先必须做好的工作是要认真进行用户需求分析。通过设计任务书、走访调查等方式,设计人员要对建筑内的自动化系统以及设备做到深入调查和了解,认真做好用户需求分析,了解系统的重点所在。 3.2.2 子系统方案设计 设计人员依据对用户需求分析的结果,设计实际控制各个系统的方案,进而明确子系统的数量,以及所要实现的功能。 3.2.3 系统监控点编制 根据确定好的子系统控制方案,来设置监控的位置和选用的设备类型,然后编写监控点总表,并进行统计和汇总。 3.2.4 系统设备配置和图纸绘制 认真做好系统设备的配置和各系统图纸的绘制工作。 3.3 要点分析 在电气自动化系统设计中,应遵循的要点:中央监控室应选择靠近系统中心的位置,并要注意远离噪音大、潮湿、强电磁干扰的环境。现场控制器应考虑到对系统进行调试、维护和管理的方便来设置,应尽量靠近现场传感器和执行装置,注意相对集中和经济布线,接口应留15%的剩余量。 4、设计要点 4.1 中央控制室 中央控制室作为电气自动化控制系统的主体部分,其作用是通过变配电,直接实现回路供电的应用。在电气自动化设计中,从中央控制室出发,向各个子系统辐射控制,所以在设计时应优先给予满足。在高层建筑中央控制室设计中,需要为其配备专用的配电盘,且其负荷等级应在最高级别之上。中央控制室供电电压波动上下不超过10%,频率变化保持在1hz以内,波形失真率20%为最好。 4.2 电气监控系统 在电气自动化系统中,电气监控系统是用来 对电气设备进行运行状态和可能发生故障的实时监控。一旦发生故障,监控系统就会切断对该设备的电力供应,避免故障范围继续扩大,影响电气系统的正常运行。电气监控系统的工作方式,主要是通过对各种参数的分析来实现对其实施监控的目的。 4.3 节能系统 4.3.1 照明系统节能 照明系统的控制方式主要有:智能控制和定时控制两种。在多数高层建筑中常用的是智能控制手段。总体智能系统分为系统、输入、输出三个单元,且分别与计算机连接。通过智能继电器,实现对多路光源的独立控制。最后通过对系统反馈信息的处理,实现自动化系统在照明系统中节能的统一管理和智能控制。 4.3.2 空调系统节能 空调系统的节能是整个高层建筑节能控制的关键所在。空调节能控制技术主要有地源热泵、水源热泵、变风量控制等技术。地源热泵是利用地下浅层地热来来实现供热和制冷的空调系统。水源热泵是利用水来储存太阳能,进行冷热转换的空调技术。这两种技术都具有节能高效、资源可再生、运行可靠、维护简便等优点。变风量控制技术是通过调节参数来调节送风量,实现空调系统的节能。 4.4 电气保护 4.4.1 安全保护接地 高层建筑中,安全保护接地主要是涉及用电设备及其周边的金属件。随着高层建筑电气设备的复杂化,需要进行安全保护接地的范围越来越广,没有安全保护接地的设备一旦绝缘层发生损坏,外壳带电,就可能对住户的人身安全带来危险。采取安全保护接地措施后,由于接地电阻远小于人体电阻,所以通过接地保护既能保护电气系统的安全运行,又能保护高层建筑内的人身安全。 4.4.2 直流接地 在高层建筑中,各种电子设备,如计算机、通讯设备、自动化设备等需要进行转换能量、输入传输信息、放大信号等一系列工作。在这些工作过程中,微电流和微电位的应用必不可少。为了确保这些设备的正常运行,除了保持电源的稳定、基准电位的稳定之外,还必须实现电子设备的直流接地。 4.4.3 静电和屏蔽接地 高层建筑中,预防静电对设备的干扰是十分重要的。在高层建筑中应采取屏蔽接地的方法来解决电磁干扰问题,在设置屏蔽接地时,应让pe线和设备外壳实现有效连接,而室内屏蔽则应注意pe线与多点之间的连接。 4.4.4 防雷接地 现代化的高层建筑中,有很多系统都会应用涉及到大量的电子设备和布线系统。如通信、火灾报警、消防、办公自动化、保安监控等系统。这些系统中的电子设备和布线系统极易受到雷电影响,造成损坏,甚至可能引发安全事故。因此在高层建筑中应确保防雷接地良好。在电气自动化设计中应实施一级防雷措施,以避雷针网格和金属构件的连接作用来形成多层次的防雷系统,既能减少电磁干扰,也可以保护建筑物和设备。 4.5 消防应急照明 消防应急照明系统的设置直接关系到建筑内发生火灾时人员的疏散与逃生的成败。所以设计人员应抱着高度负责的精神做好消防应急照明系统设计。 4.5.1 电源选择 选择应急照明系统供电方式时,要结合照明种类、持续工作的时间、转换速度、电源特性等因素进行选择;还应结合建筑工程的实际情况,既要保证应急照明的可靠性,又要保证其方式的经济性。消防应急照明系统的电源有三种方式:电网供电、蓄电池电源供电,以及柴油发电机供电。 4.5.2 控制形式 消防应急照明控制主要有三种形式:常闭状态,发生火灾时点亮,此方式优点在于控制简单且节约能源,缺点在于设备出现故障时难以及时发现。常亮状态,优点是控制简单;缺点是浪费电力能源。平时可控,火灾时强行点亮,优点是节约成本和能源;缺点是控制系统复杂,不易排查故障。 5、结语 高层建筑的电气自动化系统的建设工作,必须从整个建筑的设计之初就开始进行用户需求的定位,在设计过程中,设计人员应对整个电气自动化系统有着深入的调查和了解,才能制订出科学、合理的设计方案,才能确保高层建筑整个系统建设的科学、高效、安全、节能、实用。 电气自动化论文:浅论水电站电气自动化应用 【摘 要】水电站中电气自动化应用主要体现在水电站的自动化方面,本文在此基础上阐述了水电站自动化的作用和内容,并进一步分析了设备选型及自动化设计。 【关键词】电气自动化;水电站应用 1. 引言 (1)随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,电气自动化在水电站中也得到了广泛应用,这又主要体现在水电站的自动化方面。水电站的自动化是实现水轮发电机组自动化的关键部分,是利用计算对整个水电生产过程监控的“耳目”“手脚”,它担负自动监测机组和辅助设备的状态,发出拟定的报警信号、执行自动操作任务。水电站自动化的程度取决于电站的规模,电站的型式及主要机电设备的性能。 (2)水电站自动化就是要使水电站生产过程的操作、控制和监视,能够在无人(或少人)直接参与的情况下,按预定的计划或程序自动地进行。水电站自动化程度是水电站现代化水平的重要标志,同时,自动化技术又是水电站安全经济运行必不可少的技术手段。水电站自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。 2. 水电站自动化的内容 水电站自动化的内容,与水电站的规模及其在电力系统中的地位和重要性、水电站的型式和运行方式、电气主接线和主要机电设备的型式和布置方式等有关。总的来说,水电站自动化包括完成对水轮发电机组运行方式的自动控制、完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视、完成对辅助设备的自动控制、完成对主要电气设备的控制、完成对水工建筑物运行工况的控制和监视几个方面。 2.1 完成对水轮发电机组运行方式的自动控制一方面,实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等的自动化,使得上述各项操作按设定的程序自动完成;另一方面,自动维持水轮发电机组的经济运行,根据系统要求和电站的具体条件自动选择最佳运行机组数,在机组间实现负荷的经济分配,根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等。此外,在工作机组发生事故或电力系统频率降低时,可自动起动并投入备用机组;系统频率过高时,则可自动切除部分机组。 2.2 完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视如对发电机定子和转子回路各电量的监视,对发动机定子绕组和铁芯以及各部轴承温度的监视,对机组润滑和冷却系统工作的监视,对机组调速系统工作的监视等。出现不正常工作状态或发生事故时,迅速而自动地采取相应的保护措施,如发出信号或紧急停机。 2.3 完成对辅助设备的自动控制包括对各种油泵、水泵和空压机等的控制,并发生事故时自动地投入备用的辅助设备。 2.4 完成对主要电气设备(如变压器、母线及输电线路等)的控制、监视和保护。 2.5 完成对水工建筑物运行工况的控制和监视如闸门工作状态的控制和监视,拦污栅是否堵塞的监视,上下游水位的测量监视,引水压力管的保护(指引水式电站)等。 3. 设备选型及自动化设计 随着水电站自动化水平的提高,水轮发电机组所需自动化元件愈来愈多,其作用就愈重要。但由于目前主机配套的自动化元件的性能不够稳定、灵敏度差、精度低等因素以及自动化设计上的不足使水电站的自动控制的安全受到不同程度的影响,这就需要对设备进行选型和自动化设计。 3.1 plc在轴流桨式水轮机调速器中的应用轴流转浆式水轮机被广泛使用于中低水头电站。由于它的水轮机叶片随水不同可与导叶协联动作而使用水轮机的动行水头范围增大,这样可为电厂创造更多经济效益。水轮发电机组制造厂家为其制造的水轮机提供了一组不同水头下导叶开度与浆叶转角的协联曲线,调整器制造厂按此曲线设置了调速器内导叶与浆叶的协联关系。但是由于实际电站运行时, 水轮机水头的变化及上下游水位的变化,与厂家提供参数相差甚运,故按协联曲线运行时机组运行性能差不能达到最佳状态。因此对于此类机组的调整器须采用可改变程序的plc可编程控制器的调速器。在机组试运转过程中和今后的运行中可先针对不同水头及上、下游水位及手动协联导叶、浆叶,取得最佳协联曲线而后修改原协联曲线输人plc而使机组处实际最佳状态。 3.2 plc在调节水库式电站调速器中的应用水库式电站的运行水头变化范围大:此类电站的调速器和起动开度一般按水轮机设计水头设计,但当电站水头降低,水轮机处于低水头下运行时,电液调整器往往不能使机组达到额定转速(自动状态),为使调整器的起动开度增大,往往需更换芯片或在开度指示仪中串接电阻而使调节器输出值与开度指示产生差值开机组。当电站水头更小于设计水头时,为使机组开机不致过速,而又必须换回芯片或撤除串接电阻,若采用plc可编程控制器,则可根据电站水头高低,修改其程序来改变起动开度即可。 4. 结语 随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。综上所述,水电站采用综合自动化系统后不仅提高水电站运行的经济性和工作的可靠性、保证电能质量;而且提高劳动生产率、改善劳动条件和减少运行人员,从而提高电站运行的效益,例如利用计算机系统监控水库来水和中长期预报在内的优化运行,曲线绘制及科学调度,多发峰电等,每年可增加发电量2%左右;同时采用计算机监控电站各种参量及运行工况后,及时发现并排除事故隐患,事故后能及时处理事故,避免事故扩大,尽快恢复供电使系统事故率下降,处理事故时间减少,如此每年增加发电量1%左右;另外采用计算机监控在减少人员的同时也减少了相应的生活办公设备和工资支出,因而能产生巨大的经济效益。可见,水电站综合自动化系统与水电站的生产、效益密切相关,随着国家能源结构的调整,水资源开发利用程度的加大,水电站综合自动化系统在越来越多的水利枢纽工程中得到更广泛的应用,发挥更大的作用。 电气自动化论文:电气自动化技术在火力发电中的应用 摘 要:我国的技术发展模式不断更新,随之广泛应用了计算机网络技术,其中电子技术被各行业普及。本文所论述的电气自动化系统,也是所谓的ecs系统,在现阶段是火力发电当中应用最为广泛的技术。会对自动化监控以及自动化生产方面较为重视,从而将火力发电厂当中的分析控制、电压保护以及电气系统保护充分实现。 关键词:电气自动化技术;火力发电;应用 一、火力发电中电气自动化的作用 1、设备资源的优化配置 在火力发电厂中一般会拥有多台设备,这一系列设备通常会应用较长的时间进行运转,才可以对供电需求量有所保证。可是设备进行运转的过程中是会拥有相应局限性的,若开展超负荷的运转,一定会降低设备使用率,损坏现象也会产生。在应用电气自动化技术后,可以准确的计量设备运转效率,若超负荷能够自动停止运转,停止相应时间之后,会自动开启重新运转。设备如果产生故障,此自动化系统可以体现出报警的功效,让管理人员可以及时将问题发现并对其解决。 2、发电效率的有效提高 在不断提升我国居民生活水平的条件下,用电量方面在直线的上升。在当下的发电效率上进行分析,发电量不能够和人们的需求用电量相符,特别是在炎热的夏天,小部分地区对居民供电的时候,需要分不同时间对其供电,这一方式直接影响了居民的正常用电保障。随着生活水平的提高,不断加大了冷暖空调的应用,对于火力发电而言,要求的发电强度也在逐渐提升。早期的发电系统虽能够使火力发电正常进行,可是在一定程度上还是会存在着或多或少的弊端,会造成发电量不可以与使用量相符,所以不能够相应提升生产效率。当下,对电气自动化的使用,可以合理的将这一问题解决,利用有效的分析数据,拟定出细致的运行措施,还会将运行的强度和时间有所规划,保证给予人们电量的同时,还会防止资源的浪费情况。 3、发电成本的有效降低 早期进行发电的材料上基本会应用石油和煤,同时在技术方面不是特别的优越,还不可以开展有效的强度分析,造成发电量不均匀,有时会产生极大的浪费情况,又或者导致用电的短缺情况。在燃烧资源方面,因为早期的操作模式为人工操作,难免会产生不充分燃烧的情况,导致资源的极大浪费。可是,现阶段电气自动化技术的应用,可以合理的将这一问题避免,利用计算机软件对原料自动计算,利用燃烧所使用的时间,将燃料使用率提升。这样的应用技术可以让火力发电中的效率在极大程度上提升,确保供电量可以与居民使用量相符。 二、电气自动化技术在火力发电中的应用 1、通用网络结构的健全 在成功运行电气自动化系统的过程中,创建通用网络结构能够起到至关重要的作用。通过通用的网络结构,能够将整体系统中的电气设备自动化运转实现,让操作人员与管理人员,实现监督和观测整体的电厂设备,同时能够确保计算机系统、管理系统以及控制系统的数据传输方面,能够顺畅开展。 2、单元炉机组一体化 将电气自动化技术应用在火力发电当中,能够将火力发电厂中的电、炉、机运行系统实现其一体化的目的。这样的情况下,整体系统中的运行信息与数据,就会依靠炉、电、机一体化进行相应的汇总分析以及监控运行。在一定程度上可以将火电机组当中所具备的潜力有效发挥出来,同时还会将自身的控制功能有所提升。进行细致操作系统的过程中,需要尽可量对系统中所产生的负载能力有所减少,就能够将控制室缩小,从而将管理成本降低。进行统一管理单元路机组的过程中,可以合理的协助火力发电厂中所具备的信息采集,开展发电信息和设备的采集,充分的将有关指令实现,提升电网工作成效,让设备运行方面优质进展。所以,火力发电过程中需要将设备控制方面提升,使被监控水平和自动化水平得到保障。 3、保护手段的创新控制 在早期的火力发电当中,普遍应用的保护手段和系统控制是连锁与报警,可只能将连锁脱机以及超限报警的波动性保护和控制实现。然而利用电气自动化技术,能够将计算机的保护控制技术完善开展,从而确保电气自动化系统的故障诊断和运营监测等,就能够将火电设备中的系统隐患提前发现,同时将保护和控制的相应对策相应改变,会自动的控制系统故障所产生的领域,确保自动化系统可以将运行状态均衡保持。此外,也能够在预防一直到维修的过程转化, 为维修和维护同时开展的状态。 三、火力发电中应用电气自动化的系统配置 1、总线的相应控制技术 火力发电的设备运行现场中,控制总线方面一般会利用3g的技术形式对其完成,也就是控制技术、通信技术以及计算机技术,这三个方面需要互相促进、互相配合,才可以将信息技术和网络技术,针对设备控制范畴方面完善运行。控制现场总线方面具体将dcs控制站中的输入单元和输出单元有所规避,可以合理的在根源处将传统dcs控制内,集中以及分散互相融合的控制体系。这样的控制模式,为传统集散型对于相应的设备能够在管理的过程中实现统一形式,可不能够将重要问题及时发现,若可以对设备高度分散管理提升完成度,就能够将分散控制充分实现。 2、i/o的集中监控 所谓i/o集中监控所指的就是,将对应的i/o接口设置在设备现场每个馈线中,接着将每一i/o通道正常连接,在连接的工具上需要应用电缆完善开展,在a/d对其处理结束之后,会出现dcs设备状态,用这样的方式实现对发电工厂中全部设备的有效监控。i/o集中监控主要具备着快捷的响应速度以及便捷的运行维护等优点,并且因为监控站存在较低的防护等级,会逐渐的降低dcs的造价,将发电成本有效节约。可是,因为运用这样的方式,会将全部的电气设备都在监控的领域中,所以监控成为了最为繁琐的工程。在不断增加设备的阶段,监控的范畴也会随之有所增加,在一定意义下就会将dcs冗余降低,导致运行系统存在较大的压力。同时因为存在较为宽广的控制范围,会拥有较大的空间跨度,电缆若是长距离的会干扰到dcs的可靠性与安全性。 3、控制远程i/o 远程的控制技术方面,在较多的领域中都获得了较大的应用力度,对远程控制的使用可以较为具体的将人力资源有效节约,会让火力发电厂当中的主要操作人员可以,不需要对设备近距离接触,就可以有效控制设备,对于操作人员当中的工作强度方面妥善降低。进行火力发电的过程中,i/o信号能够利用电缆中的硬接线,对与加采集柜的相互连接充分实现,在火力发电控制室当中的加采集柜和dcs控制器,能够利用光纤或者双绞线开展必要的连接,从而将数据传输的相应作用达成。远程i/o的控制因为可以远距离的对其监控,所以可以合理的对一部分的电缆铺设有所节约,在一定程度上将安装费用合理节省。并且,i/o的控制还包含对数据自动处理的功能,可以自动校正、检查以及处理所采集的数据。可是,i/o的控制在电量变送器、卡件以及模拟量卡件方面不可以对其减少。 电气自动化论文:工业电气自动化的应用与发展研究 摘要:工业自动化是现代先进工业科学的核心技术,是工业现代化的物质基石,是工业现代化的重要标志。文章主要介绍了我国现代电气自动化的发展现状,分析了其结构的主要特点,并对电气自动化今后的发展趋势做了些探讨,还总结了我国工业电气自动化在未来的发展趋势。 关键词:工业电气自动化 发展 特点 趋势 电气自动化这个专业从50年代开始在我国出现并发展,名称为工业企业电气自动化。虽然国家对该专业做了几次大规模的调整,但由于其专业面宽,适用性广,一直到现在仍然焕发着勃勃生机。根据教育部的安排,它属于工科电气信息类,新名称为电气工程及其自动化或自动化。现代电子科学技术不断的发展进步,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经无法再全面概括现代生产自动化系统中承担第一线任务的全部控制设备。同时,现代工业电气自动化在我国各个生产领域都得到了广泛的应用,并取得不错的效果。 1 工业电气自动化的发展现状 opc(ole for process controi)技术的出现,iec61l3l 的颁布,以及microsoft的windows平台的广泛应用,使得未来的电气技术的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。 1.1 iec6113l标准使得编程接口标准化 目前,世界上有200 多家plc 厂商,近400 种plc 产品,不同产品的编程语言和表达方式各不相同,iec61131使得各控制系统厂商的产品的编程接口标准化。iec6113l同时定义了它们的语法和语义。这就意味着不会有其他的非标准的方言。iec6113l已成为了一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。结构化的编程方式使得程序更易管理,也提高了代码的使用效率,缩短了程序编程的周期。 1.2 windows正成为事实上的工控标准平台 微软的技术如windows nt、wind0ws ce和intemetexplore已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。pc 和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在工业自动化领域,基于pc的人机界面已经成为主流,基于pc 的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。在控制层采用windows作为操作系统平台的好处就是其易于使用和维护以及与办公平台简单的集成。 2 电气自动化系统的特点 首先,在系统安排方面,用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心,配件数量多的,所要执行的信息处理任务庞大,而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比,电气设备操作的频率低,一些系统设备在维持正常运行时,可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次;电气设备所需要的保护装置要求高,动作速度快,一个保护动作通常要在40ms以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点,而控制方式也主要是厂用电系统,其主要设备监控需要接入dcs系统,如果两台系统一起运行,一台系统的检修不得影响另一台系统的运行,因此,需要考虑两台机组dcs电气控制的模式,保证控制的稳定性。根据电气设备的主要特点我们知道,在构建ecs时,其系统结构、与dcs的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的正常运行,还要确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性,同时提出相应的应急措施,确保电气系统可以在最好的状态下运行。 3 电气工程设计原则 3.1 优化供配电设计,促进电能合理利用例如,我们在进行水库电气系统设计时,首先考虑的是设计的适应性,就是必须为水利工作提供必要的动力;为在水库建筑物建设提供良好的环境;还应满足各项电力的符合和供应要求;应能保证电气设备对于控制方式的要求,保证电气设备能发挥最大的作用,保证运行的稳定性和可靠性。其次设备的安全运行,也是设计过程中考虑的关键,电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度;要保证供电和配电的安全运行,以及要有可靠的防雷装置;防雷设计,在保证水库进行特殊功能运行的情况下,还应有防静电、防浪涌的技术措施;按水利建筑物的重要性与火灾潜在危险程度制定必要的保护措施。在满足水库电力设备稳定运行的情况下,通过先进的科学技术,完善电气设备管理。 3.2 提高设备运行效率,减少电能的直接或间接损耗我们在设计的过程中,应首先满足建筑对运行要求的制定和维护其安全运行的前提下,尽力减少成本,最大程度的降低和减少各种消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用,提高电力设备的利用率,减少电能的直接或间接损耗。 3.3 合理调整负荷,提高设备利用率在满足水工建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施,提高负荷率和设备利用率节约电能。 4 自动化系统的发展策略 4.1 采用统一的系统开发平台 一个统一的开放平台对系统的设计和使用有着十分重要的作用,至少这个平台可以支持一个自动化项目的设计和使用,在每个运行环节可以起到积极的作用,这样,不仅可以减少设备的消耗和使用成本,还能提高设备的利用率。统一的系统开发平台还应满足用户另一个重要需求即开发平台独立于最终的运行平台。根据项目的实际情况和客户的具体要求来运行代码,将代码下载到硬件plc、基于windows nt的软件plc、嵌入式nt系统还是基于windows ce的控制系统中。这方面,现代计算机技术还是可以满足这些要求的。 4.2 网络结构的架设 网络构建对促进自动化系统的发展是有积极意义的,而对于一个成功完整的自动化系统来说,网络的构建也是非常重要的,整个企业的网络结构要保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的信息交流和数据传递是畅通无阻的。企业上级管理可以利用internet/intranet对进行现场设备运行监督。现代社会已经进入了网络化时代,无论选择那种通信主线,所用的网络结构必须可以实现办公自动化环境到控制级直至元件级的整个系统范围内的通讯。而且,网络中还包含了数据编辑、系统安全等各个方面,可以成长为全集成化的自动化系统。 4.3 标准化的程序接口 一个合格的电气化系统的另外一个关键因素在于有一个标准化的程序接口。我们根据现代microsoft的标准和技术,如windows2000、opc、activex和win-dows ce的发展和运用,不仅缩短了工作时间和降低了工作费用,还便捷了办公室自动化系统中各个数据和信息的交流共享。在与企业的mes系统、erp系统连接时,计算机技术的平台自动化可以帮助问题的解决。使用windowsnt/2000作为操作系统,还能实现办公环境的标准化,计算机可以在电气化管理和系统平台之间建立接口。标准化的程序接口还保证了不同程序之间的通讯问题,是电气自动化未来发展的主要结构。 5 工业电气自动化的发展趋势 我们可以利用电气自动化来改变现代工业的发展,节约有效的资源,降低成本费用,以此来获得更好的社会、经济效益。大力发展电气传动自动化技术,可以将我国的电气化使用提高到一定的水平,缩短与世界大国的发展距离,实现自主研发,对国民经济的发展起着十分重要的作用。规范我国电气传动自动化技术方面的标准,实现规模化、规范化生产。工业电气自动化的发展趋势就是现代分布式、开放式的信息化。分布式的结构可以保证网络中建立起独立的网络,以实现危险分散,促进系统的正常运行;开放化就是要将系统与外界联系,实现各方的网络连接,提高信息的处理能力;而信息化就是实现设备与网络技术结合,实现网络自动化和管控一体化。如今,我们已经到了开创电气自动化的新时代了,实现自主研发,是我们对未来发展的展望。现代市场竞争越来越激烈,为了从价格上赢得优势,我们的电气自动化要吸取先进的经验和技术,为实现自主研发提供条件。同时,将科学发展观作为前进的基础和指导思想,根据每个地区的部门的实际情况,实现以人为本的发展要求,及时发现问题,总结先进的经验,改变传统的发展观念,寻找一条合适的发展道路。时刻落实科学发展观的理念,把“科学发展观”贯彻到改革开放和我国“电气自动化”进一步实现现代化、国际化和全球化的过程上来。 电气自动化论文:试论技能大赛对电气自动化专业教改的促进作用 论文摘要:作为教改风向标的各类职业技能大赛对教育教学改革的促进作用不容忽视。结合我院电气自动化专业师生参赛的经验,从专业建设的角度,探讨了技能大赛对促进课程体系与教学内容重组、教学方法与手段改革、“双师”结构教学团队及实训基地建设等方面的积极作用。 论文关键词:技能大赛;高职;专业教学;促进作用 职业教育以服务为宗旨,以就业为导向。为了培养更加符合就业岗位需求的高技能应用型人才,近年来,高职教育教学改革如火如荼地展开,而技能大赛作为检阅改革成果的重要手段,更是不断推动着专业建设与教学改革向纵深发展。我院是百所国家示范性高等职业院校建设单位之一,电气自动化专业作为重点建设专业群支撑专业,在推行“校企共育、产学研结合”人才培养模式的过程中,积极组织学生参加省内外各类职业技能大赛;并以此为借鉴,在课程体系与教学内容重组、教学方法与手段改革、师资培养和实训基地建等方面,都融进了大赛因素。实践证明,职业技能大赛对人才培养环节的各层面都起到了积极的推动作用。 一、促进了课程体系和教学内容的重组 职业教育的核心价值在于服务于个体就业与社会经济发展的需要,而传统的课程体系和教学内容强调的是知识的系统性和逻辑性,理论性较强,实用性和针对性较差,这与职业教育的培养目标相去甚远。因此,冲破学科体系的束缚,构建符合电气自动化人才培养目标的基于工作过程的课程体系,就需要学校与企业的充分接触和交流,才能深入了解职业领域的典型工作任务以及完成这些任务所需要的知识与能力要求,专业教学团队也为此付出了积极的努力。但由于种种原因,企业在某些方面很难完全配合,职业技能大赛的举办正好弥补了这种缺憾。从2008年开始,全国职业技能大赛已连续举办了四届,各层次地方性职业技能大赛也不断举办。职业技能竞赛的项目都是组委会在充分的企业调研和听取行业企业技术专家对职业岗位能力要求的基础上经反复论证拟定的,它体现了高技术、新工艺的发展要求,既契合国家要求的最新职业标准,又与实际生产贴近,并且适合考量学生的知识、技能和素质水平。如历届大赛基本都包含“自动生产线安装与调试”项目,潍坊市的大赛试题“机电一体化设备组装与调试”与它的内容和要求基本相同。这类经典案例考查的是电气自动化和机电一体化专业的核心技术,涉及了电气控制技术、cad绘图、plc编程、变频器应用技术、触摸屏应用技术、机械设计等知识,以及仪器仪表的使用、电气控制线路和气路的安装、调试和变频器参数的设置等技能。这些知识和技能互相联系,互相融合,体现了工学结合、理实一体的教改理念,学生解决问题的过程就是综合职业能力培养的过程。 毋容置疑,职业技能大赛已成为职业教育教学改革与发展的风向标、助推器。因此,电气自动化专业抓住参加各类技能大赛的时机,与企业进行深层次接触,全面了解市场需求,参照“自动生产线安装与调试”等大赛项目的特点、涉及的知识、能力、素质要求,以及竞赛规则和评分标准等,对课程体系进行了重构;课程内容的选择,摒弃了陈旧的内容和艰涩难懂的理论推导,以应用为目的,选择载体,设计学习性工作任务来整合理论与实践知识,并按照学生的认知规律与职业成长规律对学习内容进行了序化,突出实践性。如《电力电子技术》理论性强、公式多、计算多、难理解,学生学的比较吃力,积极性差;在新的课程体系中取消了这门课程,增加了实用性强的《变频器应用技术》,并设置了支撑课程实施的理实一体化环境,课程实施工学结合,并适时穿插竞赛项目,大大提高了学习积极性,强化了实践与创新能力培养。又如,我们将原来分散的实训教学环节,按课程的关涉程度,整合成系列训练项目,以rxg-1c型电工实训考核装置为平台,将电气控制、plc编程、变频器应用技术等专业课程有机结合,为学生的职业成长搭建了阶梯。 二、促进了教学方法和手段的改革 技能大赛的项目设置、命题方式以及问题解决的过程与图式都对专业教学改革起到了引领、示范作用。无论是“自动生产线安装与调试”,还是“机电一体化设备组装与调试”,大赛试题都是以工作任务书的形式命题的,这是“项目导向”、“任务驱动”职业教育理念转向教学实践的具体探索。电气自动化专业类技能大赛有其特殊性,所涉及的项目一般技术含量较高,学生按照任务书的要求要想很好地解决问题,一是需要他们将专业理论知识、操作技能与创新能力有机融合,二是需要团队的有效沟通与通力合作。而传统的教学方法注重系统的知识传授,老师讲、学生听,理实分离,严重影响了学生的学习积极性与实践能力和创新能力的培养。这种模式下培养的学生在参赛时往往很难快速适应,如题意分析和程序设计正确却很难有效实施,功能模块正确但无法完成整体调试、故障排除等。因此,电气自动化专业教学团队在学习先进职教理论的同时,深受大赛启发,专业课程的开发用源于企业、又高于企业的项目、案例等载体整合理论与实践知识;课程实施则采用了“四、六步教学法、任务驱动法、现场教学法、竞赛模拟法”等行动导向模式下的各种先进教学方法。如《可编程控制器应用技术》我们共设计了8个学习项目(情境),实施时利用任务驱动模式,将学生分成小组,教师给出具体的任务书,学生独立或合作完成本情境的指令学习、程序设计、元器件选择、控制线路连接及整体调试检验等学习性工作任务。在这个过程中老师只进行必要的指导,学生处于主体地位,人人参与,在完成任务、解决问题的过程中习得了背景知识,积累了工作经验,培养了综合职业能力,自信心与沟通合作能力得到加强。近两年,本专业学生在全国技能大赛中获得一等奖2项,三等奖1项,省、市级竞赛一等奖3项。 三、促进了“双师”结构教学队伍的建设 随着电子技术的飞速发展,plc、变频器、触摸屏等一些新技术、新工艺在企业大量应用,这对教师的知识存量与知识更新提出了新的更高的要求。“自动生产线安装与调试”、“机电一体化设备组装与调试”等大赛项目,既体现了这些前沿新技术的实际应用,也反映了行业企业在产业结构调整与技术升级过程中对高技能人才的需求。作为职业院校的教师,能带领学生参加省内外各类技能大赛并取得优异成绩绝非易事。这首先需要教师树立终身学习的理念,不断拓宽知识面,加强新技术、新工艺的学习,跟上科技发展的步伐。其次,教师的实践能力与创新能力是业务能力提升的重点,新课程实施要求教师要熟悉生产现场的先进设备与工艺,懂得生产管理与劳动组织,具备较强的设备故障查排能力,只有跟上产业结构调整与技术升级的步伐,才能培养出符合现代企业要求的优秀高端人才。为此,学院在打造“双师”结构专业教学团队的同时,着力提升其理论水平与实践创新能力:一方面,通过外派学习、专家引领、校本教研、传帮带、结对子等形式,帮助教师理解现代职业教育的基本理念、方法与内涵,提高新背景下职业教育教学改革的适应能力;另一方面,制定政策,鼓励教师每三年到企业挂职锻炼一年,并为企业做好技术服务等工作,旨在积累现场工作经验,提升实践与创新能力;再次,聘请企业一线技术能手与实践专家参与学校的教育教学工作,组建了一支“双师”结构、优势互补、专兼结合的优秀教学团队;最后也是最关键的一点,是以技能大赛为抓手、为参照,进行专业教学改革,倡导教师在适当的时机用大赛的命题方式呈现学习任务,用大赛的流程组织教学活动,用大赛的评判标准作为学习质量的评价标准,达到了以赛促改、以赛促学的目的。 四、促进了实训基地的建设 职业技能大赛不仅仅是参赛选手之间技能与水平的较量,更多的是参赛学校师资水平、装备条件和校企合作的比拼。专业群以大赛装备为引领,抓住示范院校建设的契机,投入700万元,改善了校内实验、实训条件。参照“机电一体化设备组装与调试” 技能大赛的设备配置要求和“中、高级维修电工技能鉴定”标准,淘汰了一批技术含量低、工艺老化的过时设备,与企业合作,新建了三个理实一体化教室,扩建了电气控制实训室、plc实训室、电气智能实训室等。目前校内实训基地既能满足单项基本技能训练,又能完成综合职业能力培养,亦能对工学结合、理实一体化专业课程的实施以及专业群学生技能竞赛提供可靠支撑,还能在企业员工培训、社会技术服务和校内外电工技能鉴定等方面发挥作用。电气自动化专业在重视校内实训条件改善的同时,积极寻求校外合作企业的支持,以弥补人才培养过程中设备与资源的不足,如“自动生产线安装与调试”训练项目的实施,就借助了潍柴动力、歌尔电子等企业的大力支持来完成。在校内外实训基地建设与利用过程中,锻炼了教师队伍,密切了校企合作关系,构建了具有职场氛围的学习与工作环境,培养了实践与创新能力,增强了学生的就业竞争力。 总之,技能大赛作为我国教育工作的一项重大制度创新,已成为在社会上有广泛影响的教育新品牌,其对职业教育发展的促进作用表现在各个层面,必将对职业教育的发展产生深远影响。 电气自动化论文:关于水电站电气自动化应用问题的思考 摘 要:水电站电气自动化是指水电站在电力生产中的各项控制操作以及系统监视能够在无人的状态下进行。在现代化的发电系统中水电站电气自动化程度高低更是衡量水电站现代化水平的指标之一,同时实现水电站工作自动化也是保证安全运行的重要手段。文中笔者对水电站自动化的作用和内容进行了分析,充分体现出电气自动化技术在水电站中重要的地位。 关键字:水电站;电气自动化应用;重要地位 电力电子技术的广泛使用,微电子产业的迅猛发展,使得电气自动化在水电站中的日常运行中发挥了重大作用。电气自动化让水轮发电机组自动化成为了现实,利用计算机对水电项目的生产设备进行全程监控,主要是对水轮发电机组和辅助设备的状态进行自动检测,发出指令实施相应操作,依据软件信号发出危险报警等。简单来说,实现水电站电气自动化可以完全脱离人工操作,所有的设备在计算机指令的指示下进行,对生产过程进行实时的控制和监视。水电站电气自动化提高了水电工作的安全可靠性、运行的经济性,同时提高生产效率,改善了劳动环境。 1水电站自动化的目的 水电站实现自动化有利于提高水电工作的安全性和运行的经济性,减少人力资源的投入;改善工作人员劳动的环境条件等。 1.1 提高了水电工作的安全性 水电站自动化,使得所有的工作设备能够快速、准确、及时的启动,进行数据分析和事故分析。这样不仅有利于防止不安全的工作状态出现进一步恶化,也可以使事故中的设备及时报警并启动备用装置,保证水电生产工程得以继续。此外,将自动控制装置引入到各项流程的控制,可以降低工作人员因误操作造成事故的几率。 1.2 保证电能质量 电能的质量通常用电压和频率这两项指标来衡量。众所周知,电力系统中的无功功率的平衡决定着电力系统的电压而有功功率的平衡则决定着频率。发电系统的电荷是随时不停的变化的,人的操作往往不能及时准确的对其做出调整,采用自动装置可以解决这一难题,他可以及时准确的调节有功和无功功率,保持电压和频率的稳定。 1.3 提高发电机组运行经济性 水轮发电一直工作在满负荷的状态是我们最理想的憧憬,而实际中因为机组故障等诸多原因往往不能满负荷运载。利用自动控制装置,控制并指令选择最佳的运行组数,结合当前水利条件,使用最少的水生产最多的电能,更好的实现水电站经济任务。 1.4 提高了操作人员工作效率 水电站电气自动化的实行,减少了实际操作人员参与控制、监视、记录、安全检查等任务,减轻了它们劳动的强度,减少了运行管理人员的数量,实现少人甚至无人值班,提高了劳动生产效率,节约了水力资源。 2 水电站自动化包含的部分 水电站自动化需要考虑的内容有水电站的规模、水电站的运行方式、采用的发电设备以及设备安装方式等。下面就从各个小部分进行分析: (1)实现自动控制水轮发电机组运行方式的选择,在开停机和发电机转调相等几个方面实现自动化; (2)能够自动维持和控制水轮发电机组的连续运行; (3)实现对主要的电气设备和线路的监视、保护; (4)完成对辅助电气部分的监视。辅助设备主要有水泵、空压机以及油泵。系统能在它们发生故障时能自动报警和启动备用设备; (5)完成对水工建筑物运行的实际工作状态进行实际的监控。如在水中的闸门工作的状态,拦污栅极是否发生堵塞的监控,以及上下游水位的测量监控。 3 设备型号的选择和自动化设计 在科学技术发展同时,水电站自动化程度也有了不断提高。水轮发电机组作为电站最主要设备也使用了越来越多的自动化元件。 3.1 轴流桨式水轮机中plc的使用 中低档水电站中大多后会选择轴流桨式水轮机。因为其设计的特殊性,能为水电站提供更多的经济效益而被使用,虽然厂家为实现不同的水头导叶开度都会制造出水轮机能够利用协联曲线来连接浆叶转角,同时设计制造出了专门调速器来满足协联曲线。即便如此,水电站在实际运行中,主涡轮机上下游水位也会随着桨叶变化。很多情况都同生产厂家理论模拟相差甚大,因此仅仅依据协联曲线的变化难以保证机组的运行处于最佳状态。为满足实际水电站的需要。在调试的 过程中得到最佳的协联曲线即可在编程控制器的调节下改进原来设别协联曲线,最终保证机组能够得到优化。 3.2 调速器调节水库式电站的plc实现 电站运行中水头有较大变动范围是水库式电站最主要的特点,水头变化过大,会导致电力调整器不能让机组达到额定的转速。所以,采用plc编程控制器,可以根据电站水头的高低来修改程序参数,使机组工作在额定的状态下。 4 水电站电气自动化技术的进步 当今,电子计算机技术普遍应用于各个领域,其模拟监测控制技术也是基于现场总线理论,慢慢取代了传统意义上的控制系统,大大地提高了水电站自动化的发展,真正实现了 "无人值班,少人参与"的工作模式。 4.1 系统组成 结合计算机、plc器件以及相关智能接口技术;在微机式继电保护装置和专用智能中综合使用可控装置,利用标准的以太网络格式,利用现场总线把每一个现地控制的站逐一的连接起来,组建出能够按照不同功能进行分部协作的整体监控系统。 4.2 系统的一些特点 (1)体系结构开放,等级层次分明同时还具有良好的可扩展性; (2)分布式系统选择分层结构,针对不同的监控对象,采用不同监控方法,具有性能较好的分散性、整体性和灵活性; (3)采用先进的冗余处理技术,提高系统稳定性; (4)结合windows操作系统以及先进的通讯手段,定期对系统升级; 4.3 系统具有的功能 (1)对水电站内的全部设备进行自动监视和控制,计算机监控系统自动完成对水电站内被监控设备数据采集,分析设备工作状态并进行记录; (2)对水电站实行自动化的控制,根据上级的调度要求,结合水电站的实际情况,对电站的生产能力进行自适性调节,保证水电站可持续发展模式; (3)实现水电站管理的自动化:实现运行报表自动生成、运行操作自动记录、设备参数自动备份整合; 结语 水电站电气自动化的实现,提高了水电经济效益和水电安全性的同时,也保证了水电站较高效率。水电站的生产效益同其自身的自动化程度高低密不可分。在国家能源结构调整政策实施中,会继续加大对水资源的开发力度,届时水电站电气自动化的系统研究和完善的意义也会越来越大。 电气自动化论文:试论电气自动化专业控制类课程设置及教学内容改革研究 论文关键词:电气自动化 控制 课程 教学改革 教学质量 论文摘要:探讨了电气及自动化专业控制类相关课程关系及地位,结合控制类课程的问题进行深入的分析与研究,从教学内容、方法及形式、教材建设、实践教学等方面进行全方位、多层次的改革探索和实践,将对教学质量和人才培养方面有明显效果。 对于电气及自动化信息类专业学生来讲,控制类相关课程具有重要地位,主要包含“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”等相关课程。“自动控制理论”和“现代控制理论”课程是研究自动控制系统的共同规律,为自动控制系统的分析和综合提供基本理论、基本方法的一门专业基础课该课程,是一门重要的控制类专业的基础课,具有较强的理论性,对于工程实践具有重要的指导作用,因而受到人们的广泛重视。目前不只是控制类专业,越来越多的非控制类专业也都把自动控制理论作为一门重要的专业基础课来学习。但是“自动控制理论”、“现代控制理论”课程数学计算和理论分析比重大,是本科生遇到的最抽象、难度最大的课程之一,加之未接触专业课,没有具体应用的物理模型,仅以数学模型为基线讲,学生往往会认为“自动控制理论”与专业无关而无学习兴趣,这是多年来常规教学始终感到困惑的原因。而后续“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”专业课是以电动机为控制对象,以控制器为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构,在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。如何讲授“强理论性”课程,使学生真正认识到学好理论可获得对电气信息类多门专业课的理论支撑,从而学好后续专业课程是教学改革的主要目的。需结合“自动控制理论”、“现代控制理论”专业基础理论课程与“运动控制理论”、“仪表及过程控制”,“计算机控制”专业课程的问题进行深入的分析与研究,从教学内容、方法及形式、教材建设、实践教学等方面进行全方位、多层次的改革探索和实践,将对教学质量和人才培养方面有明显效果。 本项目探讨了如何更新和重组控制理论相关课程的教学内容,保证教学内容的系统性、先进性和实用性,以适应形势发展的需要。提出如何学习和掌握这些课程,包含“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”等控制类课程的教学内容的一些方法和措施。 一、教学内容、方法及形式改革 1.教学设计 近年来,不断更新观念,压缩精简陈旧过时的教学内容,加强现论及现代方法的内容,很好地解决先修课程和后续课程的衔接问题,避免内容的重复,进一步优化课程体系。建立一套适应性强的包括理论讲授、计算机辅助设计、实践教学和强化训练等方面在内的全方位教学新体系。 2.教学方法 将课堂教学、实验教学、课程研讨、网络教学等有机地结合起来,并充分利用多媒体教学手段提高教学效率、创造视觉的新感受、激发学生的学习兴趣和热情。内容取材时,不仅体现控制理论课程内知识点之间的内在联系,还体现课程群之间的相互关系。 3.教学手段 在教学组织过程中,积极采用现代信息技术改进传统的教学手段,在多媒体教学、网络课程等方面努力探索。统一制作“自动化概论”、“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“过程控制理论”、“计算机控制”电子教案和cai课件,并将授课课件在课程网页上,可供学生课余预习、浏览、复习等。另外,教学大纲、授课计划、实验指导书、学习指导以及教材和参考文献均可通过网络方便查阅。在课程开始即公布授课教师的信箱和电话号码等联系方式,密切授课教师与同学之间的联系,使学生有问题可及时获得老师的辅导答疑,也可通过网上答疑相互交流,打破班级与时间的束缚,在平行班级中实行听课和答疑共享。 4.教学改革与教学研究 精简教材和教学内容,教学组定期进行集体备课,加大对该课程与前后各门课程之间的衔接研究,避免内容上的重复,使其与其他相关课程融合为一个有机的整体。建设可用于大多数工科专业的“控制理论”平台课程。不断改进和完善本课程的新体系结构,充分体现其基础性、应用性、前沿性和系统性;配合新的教材和课程体系,研究并建立配套的新实验体系,强化自主性、设计性、综合性和创新性;以matlab软件为基础,构造开放式小车倒立摆综合实验平台,将分析、设计、仿真、虚拟实验、模拟实验融为一体;开发先进的多媒体课件,将matlab平台和虚拟实验融入到教学过程中,使教学更为直观生动,更具趣味性和吸引力;完善了课程网站,完成了课程辅助教材的修改和编写,各类题库建设、网络统计功能、远程教学管理系统、虚拟实验内容的扩展及网络版的开发等;使其真正成为学生自主学习、师生互动、双向交流的园地;教考分离,采用试题库出题,统一考试,流水阅卷,考后进行详细的试卷分析。 二、实践教学改革 实践性教学环节是学生能力培养中的重要环节。工科学生除要掌握一定的工程技术知识外,还要有较强的实际动手能力。 1.改革实验课教学,建立体化实验教学体系 实验教学是“控制理论”课程的重要组成部分。通过实验不仅能够培养学生分析问题和解决问题的能力,验证所学理论,而且对所学内容能够提出一些新的见解。为了适应教学改革的需要,在实验室建设方面的指导思想是:将传统的模拟实验与matlab环境下的仿真实验相结合,将基础理论验证类实验与自主型、综合型、设计型实验相结合,将基本实验与创新实验相结合,建立一个立体化的实验教学体系,从而满足不同阶段实践教学的需要,为激发学生的创新意识提供硬件平台。 由于实验课内容和形式的多元化,大大激发了学生做实验的主动性、积极性和创新性,学生可以通过预约或上网自主地开展多项实验,进行理论验证、性能分析和综合设计,对提高学生的实践能力和本课程的学习都将起到良好的作用。 课程组织形式与教师指导方法,对于教学大纲规定的必做实验,由任课教师和实验教师共同指导完成;对于设计性、综合性、创新性实验,学生自己利用课余时间完成,可以预约指导教师给予宏观上的指导。 2.积极开展大学生科研实训活动、参与教师科研项目 引导学生积极参加大学生科研实训项目,吸引有兴趣的学生参与教师的科研活动,培养学生严谨的科学态度、创新意识、创业和团队合作精神,提高学生初步的科学研究能力以及工程实践能力,培养学生获取知识及撰写论文的能力。 三、控制理论专题授课方案 根据“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”课程大纲的要求,在适当时候,以某一专题讲座的方式授课。将各种教材进行比较、处理、揉合,组织成各个专题,以高质量、高水平、高效率来达到最佳教学效果。由于专题授课具有综合性、整体性和探讨性,使其信息量得以加大,知识在综合和分析中得到延伸,既提升授课内容,使之浓缩为精华,又吸引了学生的注意力和参与兴趣。 四、应用现代教育技术 开发研制了计算机辅助教学课件。教学课件以教材为蓝本,包含简明、清晰的授课讲义、重点、难点、例题演示、控制系统计算机仿真和控制系统分析计算等内容,既有课本内容的直接再现,又增加很多有助于讲解理论和计算方法的表现手段。课件以计算机为载体,既可用于课堂教学,又可通过上网,供学生进行自学和课后复习使用。控制理论的分析方法有很多图解法,如频域分析、根轨迹法、状态空间法等。利用计算机强大的计算能力仿真能力和丰富的色彩,可轻而易举地准确绘制出清晰美观的画面。采用动画技术后,图形的来龙去脉可用动态演示。计算机的图形演示与教师的讲授相结合,使教学内容形象化、具体化和生动化,增进学生的理解,提高学生的学习兴趣。 计算机仿真技术在实验教学中的应用为实验教学带来极大的方便。仿真实验具有建模方法简单、参数调整方便、结果可视性好等优点,克服常规实验内容单调、缺乏变化、元器件制约参数调整以及实验设备数量有限等不足。在教学中适当介绍并应用matlab软件,并设计出计算机辅助实验教学软件包,提供一个方便易用的图形用户界面,将matlab控制工具箱的相关功能集成一体。 网络教学平台开发。网络教学能真正体现学生的主体作用。在网络中,学生可以利用网络的交互性、检索性等特点来选择自己需要的内容进行独立学习。学生可以在任何时间进行自主学习,并且与教师在网上交流,探讨问题,在教学中发挥积极作用。 五、建立科学、有效的教学信息回馈 坚持洛阳理工学院本科毕业班所有学生中,实施“‘控制理论’相关课程的学习调查”制度。不定期进行相关问卷,包含这门课程是否易学、学习难点、学习方法、是否能学以致用等几个方面的内容,充分了解学生学习这门课的基本情况,为课程改革提供必要的依据,收到良好的效果。 六、结束语 在新世纪中,控制类学科将具有更加光明的前景,控制类研究内容将具有挑战性,研究的范围将更加广阔,电气自动化专业控制类课程的内容将不断地发展和更新,电气自动化专业控制类课程设置及教学内容改革研究也将进一步进行下去。 电气自动化论文:高职院校电气自动化专业教学改革与探索 摘要 高等职业教育,是我国现代化教育的重要组成部分,是工业化和生产社会化、现代化的重要支柱。本文从专业教学改革的背景和人才需求两方面,阐述了“电气自动化”专业改革的基本设想和基本设想。 关键词 电气自动化 教学改革与实践 项目化教学 一、本专业教学改革的背景及人才需求预测 1.本专业教学改革的社会背景、行业背景 随着科学技术的迅猛发展,我国的高职教育得到了长足的发展,高职教育是一种以就业为导向的教育,其职业方向性的特点决定了它必须适应社会的就业需求,服务于特定职业岗位或技术领域,培养生产现场的高技能应用性人才 , 对于职业学校来说,其核心工作在于人才培养,而人才培养的核心在于课程建设。发展职业教育,就必须高度重视课程建设。现行的高等职业教育还处于摸索阶段,既具有高等教育的模式,又具有职业教育的特点,文化课、基础课、专业课及实践训练不够协调,专业划分过细,专业面较窄,缺少“双师型”教师,实验、实训不够重视,造成学生职业能力较低,难以立即适应岗位需求;课程设置不够合理,新科技的运用存在局限性,高等职业教育想要造就一大批适应新时代的高等技术应用型人才,只有通过改革才能满足社会科技进步及生产技术的更新换代;才能更新观念,提高教学质量;才能全面推进素质教育,提高高等技术应用型人才的素质;才能适应社会的发展。 2.电气自动化技术专业应用型人才需求 随着我国综合国力的不断提高,制造行业越来越显现出其重要性。近年来,许多大型跨国公司、企业集团纷纷在我国建立生产基地,新兴技术新型装备得到广泛的应用,自动化程度越来越高,掌握电气自动化技术的高等技术应用型人才已成为当前市场需求的最为紧缺人才之一,从近年来就业市场调查表明,电气自动化技术专业应用型人才需求量很大,有着越来越供不应求的趋势。我院应该顺应时展及形势需要,培养和造就一批高质量、高素质的电气自动化技术专业的高等技术应用型人才,为社会主义经济建设服务,为高等职业教育树立模范。 二、本专业教学改革的基本思路和设想 1.可分为基础学习和主体学习两个阶段 电气自动化专业教学应该分为基础教学、专业教学、专长教学与专业实习四个层面;基础学习和主体学习两个阶段。在整个三年教学时间内,专业技能实践培训模块不断线。首先是基础学习阶段。基础学习阶段为第一、二两个学期,学生除进行公共课学习之外,主要学习专业基础理论课程(电工电子、机械制图、计算机应用和专业英语等)。同时伴有相应的基础实验教学和专业基本技能实训模块教学(金工技术、电子电路装配与调试、电气安装)。其次是主体学习阶段。 主体学习阶段分4个学期,完成专业学习、专长学习与专业实习。其中,在主体学习阶段中有两个实习期,第一个实习期在第三学期的相关专业课和实训课中安排学生到企业和校内实训基地实习,其目的是使学生对职业有进一步的了解,获得一定的职业经验,并使其学到的专业基础理论得到应用和拓展。第二个实习期为最后一学期,学生在完成毕业考试后,主要进行企业实习工作。 本专业的教学要与企业的实际生产过程相一致,职业技能训练要适应行业企业劳动组织和技术发展需要,努力提高学生的职业素质和专业技能水平。我院高职高专自动化专业学生的实习(实训)时间基本上能达到1年——1.5年,通过严格的训练和考核,使学生毕业时能够达到技术和管理人员需要掌握的基本训练要求和高级技术工人上岗前应有的岗位规范要求,掌握直接从事本专业领域所必需的专业技术知识和操作技能。 2.积极改进教学方法,大力提高教育技术手段 要把提高学生的职业能力放在突出的位置,积极探索、总结和推行有利于全面提高学生素质和综合职业能力的教学组织形式,如推广以行为为导向的“项目化教学”。 “项目化教学”最显著的特点是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”被动的教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。此外还要大力提高教育技术手段的现代化水平和信息化程度,积极采用现代教育技术的方法和手段,开发和使用符合教学需要的现代化教学媒体,提高教学质量和教学效果 。 3.加强师资建设,加强实验室、实训基地建设 加快建设具有合格教师资格和专业技术能力的“双师型”教师队伍,确定定点(企事业单位)培训基地,实施专业教师定期轮训制度,有计划地安排教师到企事业单位进行顶岗工作或实习锻炼,提高教师的专业技能和实践能力。此外要加强实验室、实训基地建设,可建设远程实验室,使学生可以通过访问网站的方式进行远程实验, 从而可以有效的解决实验室紧缺问题,确保学生毕业能够达到专业培养目标规定的技能考核要求,从学生、教师和企业三个维度更深层的开展教学,从深层次思考课程的关键环节、主要瓶颈等,期待课程教学改革能有新的突破。 电气自动化论文:探析电气自动化技术专业教学方法与手段 论文关键词:教学改革 行动导向教学法 应用型人才 论文摘要:社会对电气自动化专业人才的要求越来越高,为适应时代的发展,除了加强学生掌握本专业理论知识外,还需培养学生的实际应用能力。结合笔者的教学实践和探索,浅议教学方法和手段改革。 随着信息化社会的到来及其不断地向纵深发展,社会对电气自动化专业人才需求的加大,同时对能力要求越来越高,为适应社会的需求,除了加强学生掌握本专业理论知识外,还需培养学生的实际应用能力。为此,我们电气自动化教研室在教学方法、教学手段、措施等方面加以改革,以提高学生的综合能力、加强素质教育为主线,结合课程自身的特点和技术发展趋势,并取得了阶段性的进展。 1 教学方法和手段的改革方案 教学方法与手段要服从于教学内容,要着眼于人才培养。对不同类型的课程,,应该设计不同的教学模式与教学方法。以讲授为主的课程在教室上课比较适宜。而对于一些应用性、综合性的课程,精讲多练、项目驱动的教学方法受到普遍推崇。在学校积极推进教学改革的大环境下,我们合理地调动多种资源,充分利用网络教学平台的不同功能,体现了教师的主导作用,并激发了学生的学习主动性,教学效果明显提高。但教学环境的改善并不等于教学质量的提高,由于过分依赖于电子教案,教师的讲课方法单调,反而失去了原有的讲课风采,效果不佳。所以,对每一种教学手段都要扬长避短。不要简单地否定一种教学手段,即使是黑板加粉笔,也有它适用的场合。合理地搭配不同教学手段,可以各取所长,相得益彰。本教研室实施如下改革方案。 1)在教学观念上,由“授人以鱼”转到“授人以渔“。即以知识传递、灌输为主转到在传授知识的同时,注意发展学生的能力,加强学习方法与研究方法的指导,培养学生的自学能力以及实践动手能力。 2)课堂中,“教法”与“学法”相结合。由“重教轻学”转换为以教师为主导学生为主体的授课方式;充分体现学生在教学过程中的主体作用,调动学生学习的积极性。 3)间接传授与直接面授相结合。随着现代教育技术的发展,由班级教学转向小组教学、个别教学与班级教学相结合,由直接面授转向远距离的间接传授与直接面授相结合。 4)向自主性、合作性及研究性、创新性发展。现代高职教学方法改革是在逐步向以高层次教学方法为主、几个层次的教学方法有机组合的方向发展。 5)重视教学方法整体改革。研究证明,多种教学形式的结合可能是促使学生投身学习的有效方法。显然,现代各种教学方法的改革都是以研究和挖掘学生的学习潜能,最大限度地发挥及发展学生的聪明才智为目标,把提高学生素质放到首位,有效的培养学生的自学能力、思维能力、实践能力和创造能力。 2 教学改革中的做法 2.1 研究教学对象,因材施教 现在的高职院校学生科学文化水平及素养方面参差不齐,按照传统的教学方法已不适应现在高职教学的需要。部分的工科学生对理论性的知识比较厌学,而对实践环节比较感兴趣,所以我们针对这样的特点对教学大纲进行重新整合,使得我们的教学既迎合了学生的口味,也将专业知识传授给学生。 2.2 明确目的,激发兴趣 兴趣是学习的动力,因此在学习之初就必须激发学生的学习兴趣,让学生明白所学知识的重要性。从而消除厌学畏难的心理。理论联系实际,在讲到电动机正反转控制的时候,联系实际生活中的例子如:工地的升降机,生活中的电梯,企业生产流水线的控制电路等。让学生明白学之有用的道理,而不是单纯的讲抽象的原理。这样学生就会自发的学习,上课也能增强注意力,最终达到教与学的总体效果的共同提高。 2.3 注重演示教学,培养思维能力 在教学中注重演示教学手段,既有利于将抽象理论知识转化为具体现象,深化学生的感性认识,也有利于学生进一步提高操作技能,这样也培养了学生的思维能力和分析问题的能力。比如说在讲解《电路基础》叠加定理这一知识点的时候利用演示实验教学,让学生从实验数据中得出结论,再和理论推导相比较,增强教学效果。这样一来,学生对知识的掌握就比较牢固,应用也较灵活。 2.4 总结归纳,列表比较分析,深入浅出,加强记忆 教学过程中,碰到难点重点,如何让学生学得透记得牢?教师应该由浅入深,深入浅出的循环渐进的教学手段,来避免学生因难以理解而不能很好掌握一些重点知识。在每一章的结束时,将重要知识点以列表形式表达出来,这样学生会把整章的知识联系起来,既印象深刻又不会混淆,对重点难点也容易掌握。 2.5 学习教学艺术,运用“行动导向教学法”提高教学效果 为充分培养学生分析和解决问题的能力,教师在备课时除了要将重难点突出,还要运用一些有效的教学辅助手段,以达到既吸引学生注意力又培养学生解决问题的思维能力。例如,我们教研室的老师参加广东省的“行动导向教学法”送教上门的培训,再经过我们自己的探讨与分享,将引导文法、案例教学法、项目教学法等多种教学方法运用到我们自己的课堂。 2.6 充分利用学院多媒体资源、实验室资源 当前随着多媒体和网络技术的不断发展,各种现代化教学手段不断完善,教师应该不断创新,尝试制作各种教学软件,把一些抽象的理论知识转化成学生易于接受的具体现象,提高学生学习的兴趣。同时,要充分利用我们电气自动化专业课程配套的实验室和实训室,结合着教学目标,修订教学大纲,尽可能的加大实践环节,通过实践环节加深对理论知识的掌握。 3 结束语 电气自动化技术专业教学改革,是一项艰巨而又持久的任务,需要结合着学院和学生的实情灵活运作。在教学中要有针对性地进行改革,加强实践教学培养,注重对学生动手能力的培养,真正培养出具备一定专业理论知识、扎实的动手能力的高素质应用型人才。
水利水电施工工艺研究:浅谈水利水电工程中的防渗墙施工工艺及质量控制 摘要:渗透问题是一个伴随每一项工程建设过程的水利水电问题。每个水利人都要面对这样的问题,即为如何做好工程的防渗工作。在水利水电工程的防渗施工过程中,关键是要做好相关的混凝土防渗墙的施工,这种施工墙的特点是防渗效果好,地层适应能力强,因而在工程中得到了较为广泛的应用。这种混凝土的质量控制对整个水利水电工程的建设质量以及运行体制有着十分重要的作用,因而要采取一系列的措施保证防渗墙的施工质量,本文将对防渗墙的施工工艺进行简单的介绍。 关键词:水利水电工程;防渗透;施工工艺;质量控制 1、防渗墙的施工工艺 1.1造孔工艺 1.1.1钻劈法。施工地点在砂卵石地层时候,较为适宜采用钻劈方法。具体的施工工艺为在防渗墙的施工过程中,首先根据防渗墙的轴线,划分得出不同长度的槽段,分为两个工期分别进行施工。在整个施工过程中应用的机械设备有:冲击式循环钻机或者使用钢绳冲击钻机。 1.1.2抓取法。这种施工工艺适宜使用在粉土层或砂卵石层的地质情况,施工过程中利用抓斗,在地层表面进行挖掘,挖掘成为槽状,这种施工工艺工作效率较高。 1.1.3钻抓法。这种施工方法适宜在地层较为紧密的地方,在挖掘槽孔时候,可以将冲击钻和抓斗进行联合使用。冲击钻可以在基岩或者漂卵石钻好主孔,而抓斗进行挖掘。 1.2成墙工艺 1.2.1多头深层搅拌水泥土成墙工艺 这种施工工艺会使用到多头深层搅拌桩机,在施工过程中搅拌桩机进行一次多头钻进,将水泥浆喷射到土体之中并且进行搅拌,这样能够使土体与水泥浆液进行混合形成相应的水泥土桩,之后将各个水泥桩进行搭接组成相应的水泥防渗墙。这种施工工艺的特点为:操作较为简单,不会产生泥浆污染,成本较低,较多应用在砂土、粘土、淤泥以及砂砾等土层。相关实践经验表明,这种成墙工艺有着较为显著的防渗效果,质量可靠,投资经济、有效,有着广泛的推广前景。 1.2.2锯槽法成墙工艺 在这种成墙工艺中,锯槽机的刀杆保持一定的倾角一方面进行上下过程的往复切割,另一方面保持0.8-1.5m/h的向前速度,进行开槽;切割下的土体可由通过相应的排渣系统排除,同时进行泥浆护壁。在施工过程中浇筑相应的塑性混凝土,进而形成相应的防渗墙体,宽度约为0.2-0.3m。锯槽机的组成部分包括:刀杆以及支架加压系统、排渣系统、行走底盘、动力以及相应的传动系统、起重设施以及电气控制系统等五个部分;而相应的传动方式包括机械式与液压式2种方式。在施工过程中会组合不同规格的刀杆,开槽的宽度为0.2-0.5m、深度可以达到40m。锯槽法成墙工艺的特点有连续性墙、效率高、连续施工、质量好,同时成墙较深,广泛应用在粘土、砂土以及砂砾石等相关地层;在施工过程中使用相应的自凝灰浆和固化灰浆能够形成具有不同强度以及抗渗效果的防渗墙。 1.2.3链斗法成墙工艺 这种施工方法使用链斗式开槽机进行取土,在取土过程中将排桩下放到相应的成墙深度,同时开槽机前进进行沟槽的开挖,进行泥浆护壁,,在进行混凝土的浇筑过程中类似于相应的锯槽法。这种方法开槽的宽度为16-50cm,开槽深度能够达到10-15m。链斗法成墙工艺适合在粘土、砂土以及粒径小于槽厚、含量低于30%的砂砾石地层进行使用。 1.2.4薄型抓斗成墙工艺 这种成墙工艺,会采用斗宽为0.3m的薄型抓斗进行挖土开槽,采用泥浆护壁方式,同时浇筑自凝灰浆或者塑形混凝土,成墙深度最大能够达到40m。应用较为广泛。 1.2.5射水法成墙工艺 这种成墙工艺中使用的主要设备有:造孔剂、浇注机和混凝土搅拌机。造孔机用喷嘴喷射出高速的水流,水流会对土层进行切割;成型器同时对孔壁进行切割修整。进行泥浆护壁,采用正循环或反循环方式进行出渣。在槽孔内灌注相应的水下混凝土或者相应的塑性混凝土,进而固化之后形成薄壁防渗墙。厚度约为0.22-0.45m,深度能够达到30m.这种成墙工艺的成墙精度很高,适合在粘土、沙土以及粒径较小的沙砾地层中使用。射水法成墙工艺广泛使用在长江、鄱阳湖以及赣江等重要河流的堤防加固工程中,经济效益以及社会效益较好。 1.3施工工艺要点 1.3.1充分发挥导墙的作用,开挖机具要有着正确的导向,对槽口和承重结构进行保护。每一个槽段的施工周期相对较短,因而可以采用相应的钢结构导墙,这种导墙能够进行循环使用,同时成本较低。如果为混凝土导墙,能够有效减少相应的断面面积。 1.3.2为了能够保持槽壁稳定性,在成槽过程中,应进行泥浆固壁。泥浆一般采用膨润土。泥浆可以进行重复使用,同时还要做好相应的除砂工作。在选择相应的墙体材料时,通常采用相应的一级配塑性混凝土。这种墙体材料的特点为:强度较低,变形较小,适应性较好,抗渗性能理想。 2.防渗墙的施工质量控制 2.1对清孔换浆过程的质量控制 2.1.1清孔过程的质量控制 清孔工艺会对槽底的沉渣进行清除,是槽底的淤积厚度达到相应的标准要求,充分保证防渗墙与相应不透水层接触的施工质量与浇筑质量。在清孔过程中通常采用抓斗进行捞渣,施工工艺对清孔的效果有着决定性的影响作用,因此施工工艺的关键为做好相应的清孔工作,具体的施工要点为:终孔之后待到浮渣沉淀之后,测量相应的淤积厚度,同时进行抓斗捞渣,将沉渣与泥浆进行混合,捞渣过程中需要掌握抓斗的下放速度,做到操作慢,动作稳,上提慢速,直至孔底清空。 2.1.2 换浆质量控制 在进行换浆时通常会采用泵吸法,更换相应的新鲜泥浆。换浆操作的目的为:将槽内悬浮细沙的泥浆更换为新浆,充分保证相应的槽内泥浆质量,达到相应的清孔要求,进而充分保证相应的混凝土施工质量。 2.1.3泥浆的质量控制 在大型水电站施工过程中施工原材料的质量特别是泥浆的性能对防渗墙的施工质量有着很大的影响作用。因此如果泥浆性能和质量不达标将会带来严重的质量隐患,会降低施工的精度,严重时候甚至会导致槽壁的坍塌。因此在施工过程中要定时对新鲜的泥浆、槽孔内泥浆以及回收净化后的泥浆进行检测,同时要建立较为完善的监督控制体系。 2.1.4施工控制的要点 在防渗墙的施工过程中,要遵循的施工要点为:对防渗墙的槽段进行合理的划分,减少相应的接头数量,增强防渗墙的连续性,为了提高相应的施工效率,在造孔施工中,充分满足相关的项目规范要求,增加相应的槽段长度。在进行槽孔的划分过程中要减少相应的接头的数量,进而建立起一个快速、有效的施工体系。之后要进行相应的防渗墙的接头处理工作,具施工工序为完成一期槽孔造孔一期槽孔混凝土的浇筑钻凿相应的接头孔钻凿相应的二期槽孔二期槽孔混凝土的浇筑。在施工过程中加强对接缝质量的控制。相应的接头的空间位置应与一期槽孔原主孔的位置保持一致。 2.2在施工中进行异常情况的处理 在防渗墙的施工建设过程中,受到槽孔长度划分、槽壁土体、泥浆质量以及造孔延续时间等相关因素的影响,常常出现漏浆以及塌孔现象。漏浆现象发生时候立即停止相应的造孔操作,向槽内补充相应的泥浆,同时相应的堵漏材料。塌孔严重时候要移开相应的开钻机等设备,同时对导墙进行相应的加固处理。 3.总结 防渗墙是水利工程中的施工中一项非常重要结构。近些年来,防渗墙的建设技术已经相对成熟,但是还应该做好相应的细节处理工作,进而有效保障整个工程项目的顺利进行。 水利水电施工工艺研究:探讨水利水电工程建筑的施工工艺及管理措施 摘要:对社会的发展而言,水利水电工程的作用尤为显著,要保证各项水利水电工程的高质量完工,就必须有高技术进行保障。同时,施工设施及工程进度的高效管理对施工项目的高效率、高质量完成也有直接的影响。本文主要从水利水电工程建筑的施工工艺出发,对其在施工的技术进行简单分析,并对施工管理进行阐述。 关键词;水利水电;工程建筑;施工工艺;管理 在技术与管理越来越重要的今天,水利水电工程建筑也同样,由于水利水电工程对社会有着较大的影响力,因此必须将工程的实施与高效的技术及管理进行紧密的联系,从工程建筑自身的特点入手,对其技术与管理提出更高的要求。 1、水利水电工程施工工艺 水利水电工程是一项综合工程,是将水能转化为电能的过程。其工作原理主要是饮水系统利用水的落差产生势能,进入厂房中推动水轮机进行发电,所发电能通过变压器、开关站、输电线路等进入到电网中,进而运用到人们的日常生活。由此可见水利水电工程保证着人们的日常生活,所以水利水电功臣建筑在施工过程中,应该有较好的技术进行保证,只有在高技术要求下,才能使得工程建筑质量合格,水利水电工程才能发挥更好的作用。水利水电工程建筑的施工工艺及技术主要包括以下几个方面: 1.1施工导流 由于水利水电工程建筑的作业面处于河流上面,为了施工方便以及施工质量得以保证,作业面最好能在干地上进行,因此就需要对基坑进行围堰处理,将河水经过导流渠引入下游宣泄的一种关键技术。该技术在水利工程中的应用非常防范,在设计的时候,应该首先根据实际情况确定导流方案,对施工的工期、安全以及质量等问题进行综合考虑,一般通过修筑围堰来对此问题进行解决。 1.2坝体填筑 施工技术中的关键一个环节就是坝面流水,在此施工过程中,施工的工作段发小及施工的方向都应该根据坝面的实际面积进行确定;然后根据主要施工内容对施工的工序进行确定,最大限度的将施工的循环时间降低。 1.3预应力锚固技术 该技术主要是对混凝土预应力拉锚与预应力岩锚的总称。由于不同的坝体对稳定性的要求是不同的,为了保证上不结构能和基础的稳定性相适应,就需要与上部结构较为符合和适应的规定以及标准;对于坝体或者坝基,其正应力随着坝基的锚固荷载的增加而不断增大,一般锚固角度的选择由现场的施工条件及实际情况而决定。 1.4大体积碾压混凝土技术 碾压混凝土一种水泥混凝土,其性质主要是干硬性,具有体积小、强度高、防渗强等特性,在实际施工中,使用该混凝土可以使工序变得简单,施工时也可以使用大型机械设备进行施工。使工程的速度提高,节约了成本。在大面积、大体积的混凝土施工中,一般采用这种方法进行施工。 2、现代化的水利水电施工管理 水利水电工程建筑仅仅依靠资金和技术的支持是不够的,还需要好的管理方式和方法的支持,如果管理混乱,水利水电工程建筑的施工进度、质量及安全性都不能得到有效保证,也不会成为惠及万民的大项目。所以,在施工中的管理尤为重要,利用现代化的先进技术与管理理念对整个工程的实时方案、技术、设备、质量及安全等方面进行管理,对于工程项目非常重要,也是整个工程建筑得以提升的保障。 2.1技术管理 水利水电工程建筑的规模较为庞大,施工环境艰苦,施工技术复杂,并且对建筑的质量有较高的要求,较其他工程而言,对工期的限制也比较严格,施工中的不安全因素较多,因此在水利水电工程中的技术管理较为重要。施工过程中的技术管理需要对工程建筑施工过程中的全部技术活动进行现代化的科学管理,从而达到节约成本与提高效益的目的。传统的管理方法一般采用粗放式管理,缺乏相应的激励机制,施工人员的文化程度都不高,技术粗糙,素质较差。主要原因在于企业不够重视对人员的培养与培训,导致施工人员的专业知识匮乏。鉴于这些因素,对技术层面的强化就非常的重要,这也是企业经济效益得以提高的重要手段,加强技术管理主要从以下几个方面入手: 2.2.1技术与组织管理制度的建立与完善 建立和完善技术管理制度主要包括:相关项目负责人建立车间、厂站及班组之间的技术管理工作网,责任到人。定期或不定期的开展技术经验交流活动,让职工之间相互进行交流,扬长辟短,对工作进行总结,并将不断更新的技术通过交流传递开来,提出一些可行性与合理性的建议。通过对开展活动的成果进行分类与总结,为强化技术管理打好基础。对各项制度不断的完善,对设备的检修、故障及状态进行统计分析,有利设备使用效率的有效提高,减低设备的损坏率,起到一定的增收作用。 2.1.2加强技术监督与维护检修管理 在安全和质量得以保证的基础上,结合施工实际情况,对施工技术不断进行更新,采用新技术。对设备的性能进行改进,延长设备的检修周期,缩短维修时间,使设备的质量得以保证。在技术与与新工艺不断推行的前提下,对新型材料的性能及使用方法都要进行熟悉。利用现代化的网络技术,对传统的维修检测方法及步骤进行改进,制定检修图,达到高质量的检修目睹,使检修的工期缩短,耗材降低。目前在技术监督方面还是有一些不足,因此要在此方面加强管理。 2.2考核管理 受水利水电工程建筑施工复杂性的影响,对其经济考核在现阶段还没有一个较为合理的标准。水电厂的生产运行应该在维持其正常生产秩序的基础上,体现出各项工作的基本城下,对设备管理水平及维护水平整体的反映出来,并对发电厂的生产管理及经济运行水平进行综合性的反映。 2.3安全管理 不管是何种工程建筑施工,安全问题都应该放在首位,水利水电工程建筑也不例外,所以要建立并健全安全生产组织制度,采取有效的措施对安全生产进行管理。职工的安全生产意识可以通过安全教育来提升,这样职工就可以自觉的对安全规章制度进行执行,职工整体素质也会得到提升。安全规章制度是对职工的技术操作进行规范和约束的,可以采用血的教训对职工进行安全教育,表现较好、执行到位的职工可以进行一定的激励与奖励。由于水利水电工程建筑有其自身的特殊性,因此对施工人员的素质要求也较高。如施工人员要在机械、电气及运行方面都要有所涉及,即便是检修人员也需要有一定的机械检修及电气检修的技术,部分厂站没有检修人员,设备检修时需要抽调其它专业人员对设备进行检修。随着科技的不断发展,先进的技术和设备在很多水电厂都已经使用,如果职工没有响应的知识,对此工业也就难以适应。因此,应该定期对职工进行相关培训,提高职工的技术水平。培训可以使专业培训班的形式,也可以是水电技术短训班,结合职工实际技术水平及教育情况,开展针对性较强的培训。 3、结束语 由于水利水电工程建筑有其自身的特点,因此企业应该对该工程建筑的施工技术及管理加大力度。将科技融入到生产与管理中,组织职工不断学习新技术,在技术、质量、安全等管理目标得到保证的基础上,不断实现企业的经济效益。 水利水电施工工艺研究:谈水利水电筑坝施工工艺 摘 要:在不断发展的水利水电工程中,筑坝工艺脱颖而出,并获得良好的效果。现在,筑坝工程也是采用混凝土浇筑工艺来完成的,随着经验的积累,坝体技术也发展处多种样式,本文总结了笔者多年对于水利水电筑坝工艺的观察,针对混凝土工艺的认识。总结了坝体技术未来的发展方向以及值得期待达到的目标。 关键词:水利水电;辗压混凝土;展望 概述 20世纪70年代初期,辗压混凝土的新概念最先由美国加州大学Raphael教授提出,其通过将土石坝大型施工机械化移植到铺筑混凝土坝上的方法,并利用混凝土坝断面的紧凑、整体性强等优点,来实现水电站筑坝中的大面积辗压。自此,日本首先利用辗压混凝土技术修建了世界上第一座坝—岛地川坝(RCD)。随后美国、南非、澳大利亚、巴西、西班牙、阿根廷、俄罗斯等许多国家相继采用了该新技术,并不断的进行改进完善。我国开始进行碾压混凝土筑坝的试验研究工作是从1981年开始的,在1994 年修建了当时世界上最高的水电站坝贵州普定水电站,随后随着技术的不断完善,该技术就被普遍采用于筑坝工程的施工中。 1 特点 将国外的技术与国内实际情况相结合,得到混凝土工艺的具体优势,为推广使用打下基础,其优势应当从下面几方面来考虑: 11 缩短工期 碾压混凝土从长度宽度方面和一般混凝土差别不大,所以能够减少使用用量,不用加设纵向缝隙,并且能够用土坝机器进行操作,其在速度上较快,这是相对于一般混凝土的优势所在。 1.2 节约成本 碾压砼在大坝技术中之所以被利用并表现出优势是因为下面几个原因。首先其本身的体型较小,所以材料花费上也少得多。并且在加工上也节约了时间,减少投入,而带来的附加效益也很高,例如在排水方面所涉及的设备尺寸也减小。减少了模板的使用程度,此外,尤其对于小型坝来说,几个月就可以完成工作,减少了施工过程的维护工作的投入,从多个方面减少了花费。 2 辗压混凝土筑坝施工工艺 水利水电筑坝施工中采用的辗压混凝土施工广泛采用了薄层碾压连续上升的施工工艺,其所使用的施工机械设备以及材料工艺等,也随着辗压混凝土施工工艺的发展而不断发展。 2.1 摊铺碾压 摊铺混凝土辗压工艺,通常采用推土机或者施工专用的平仓机进行混凝土摊铺。同时,采用串链摊铺法和叠压式卸料很大程度的减轻了混凝土骨料分离等问题,当局部出现骨料分离时,采用人工处理取得很好的施工效果。 2.2 薄层碾压连续上升施工 采用薄层连续上升辗压施工工艺,大大的提高了浇筑层的高度,同时保障坝体的坚固,同时还充分体现了辗压混凝土快速施工的优点。在模板工艺、施工工艺、混凝土入仓、温控技术等得到保障的情况下,使用薄层辗压连续上升施工,不仅保证了工程的质量,还大大缩短工期节约投资成本。 2.3 新的成缝方式加快辗压混凝土施工速度 通常工程施工中是采用预埋分缝板成缝或者切缝机成缝等方式成缝,新的成缝方式不仅提高工程的质量还加快辗压混凝土施工的速度,有效缩短工期。采用诱导板成对埋设的方式成缝,即诱导成缝法,新的成缝方式不仅提高工程的质量还加快辗压混凝土施工的速度,有效缩短工期。采用诱导板成对埋设的方式成缝,即诱导缝成缝方式应运而生,但其存在挖槽的埋设和固定不容易等问题。为了解决这些问题,结合沙牌碾压混凝土拱坝的诱导缝成缝方式,采用设置有重复灌浆系统的重力式的混凝土预制件型式进行诱导成缝。这种新的成缝形式安装更加简便,适合人工安装,并且这种结构形成更加安全可靠。 2.4 将变态混凝土的使用范围扩大,优化施工 变态混凝土是指在混凝土拌合物中添加一定的水泥灰浆,使拌合物具有可振性,再用插入式振捣器振动密实,形成一种具有常规混凝土特性的新的混凝土。目前在我国的很多水利筑坝施工中,已经被广泛使用变态混凝土,其能将混凝土碾压到的模板周边及死角。许多大型的工程中已经将坝面上和两岸岸坡基岩面接触的垫层的使用的常态混凝改用变态混凝土,其施工效果非常明显,工程质量也有很大的保障。 2.5 模板 砼工程中对于模板选择的不同使用将带来碾压砼工艺的完成效果的差异性。所以在模板选用上一定要关注这一点。现在,碾压同工程的模板的形式使用了有交替起落功能的全悬臂模式。这种模板的好处是上层板和下层板之间可以分离,一个上升而另一个降落,大大加速了运送过程,后来这一技术有不断发展创新,出现了台阶模板,台阶模板是前者的创新改进,大大缩短了完成时间,并且在效果上也值得肯定,由于水利水电工程中的砼体坝具有复杂的形状,以及坡度角度变化不一等问题,又提出了连续翻升模板工艺,不同类型的工艺为混凝土浇筑坝带来了全新的思路,应得到广泛的注意。 3 展望 我国现阶段的施工方法也是不断发展的,更投入了更多科技因素,总的来说发展较快,在未来的工作里,应当将这些工艺的性能不断推广使用,随着施工环境变化,以及天气因素,新发明等因素的影响,施工的方式方法将会越来越多,种类越来越齐全。不过应当及时注意下面问题: 3.1 裂缝问题存在,根据不同的环境,包括不同的光照,不同的湿度,不同的风流通状态下研究裂纹产生的具体过程以及避免方法是应当主要发展的一个方向,另外考虑到混凝土坝体自身的有别于其它施工的特点来说,坝体层内部裂纹也是应当注意的一点。这一点是砼体坝最脆弱的部位,一点点的水的侵入都将带来损害,应当从原料的选择都施工技术的严格性,新的技术创新等方面入手,减少,甚至杜绝渗水问题的发生。 3.2 冬季的干冷环境对于混凝土有负面影响,在这种地方应当注意。混凝土的忍耐能力应当设定一个指标,并根据指标设定必要的工艺,配备等,提升恶劣环境下混凝土的生存能力,使其具备多种适应能力,并发挥坚固性的效果。 3.3 仿真技术的推广。计算机三维技术能够带来真实环境的模拟,能够为混凝土施工打下基础,让人员直观了解当前混凝土所处于的状态。在仿真过程中能够提前发现一些问题并在实际工作中给予避免。这能够大大提升我国混凝土工艺的可操作性,在理论和实际双方面都有一定的推动意义。 结语 经济发展与技术发展双向促进,水利建设也得到了能够成长的空间,国家现在的碾压砼技术得到了较为长远的发展,并能够对于水利水电事业做出应有的贡献,增强混凝土技术的使用范围。因此应当对混凝土工艺不断研究,趋利避害,找到其中的有利点并杜绝错误的发生,本文总结了前人所具有的经验,对于混凝土工艺的现状及发展前景给予了补充说明,并总结了未来发展需要注意的问题,提请注意。 水利水电施工工艺研究:水利水电工程中闸墩施工工艺分析 摘要:本文结合某水利水电工程实例,对水利水电工程中闸墩滑模施工工艺及方法进行了分析,供大家参考借鉴。 关键词: 水利水电;工程;闸墩施工;分析 滑模施工是一种现浇混凝土工程的连续成型施工工艺。其施工方法是按照施工对象的平面形状,在地面上预先将滑模装置安装就位,随着在模板内不断地绑扎钢筋和分层浇筑混凝土,利用液压提升设备将滑模装置滑离地面并使其不断地向上滑升,直至需要的高度为止。 1 工程实例 1.1 工程概况 工程是一座闸坝低水头河床式水电站,灯泡贯流式机组,装机容量63MW,以发电为主, 兼有旅游。电站主体工厂由泄洪闸、中非溢流坝段、冲砂闸和厂房坝段组成。其中泄洪闸和冲砂闸分别有6个和两个中墩的尺寸相同,为了加快施工,施工方采用了滑模施工技术。 在已浇筑完毕的冲砂闸两个中墩,都采用滑模施工。中墩设计断面尺寸:27.5m×3m(最大尺寸),闸墩高26.5m,闸墩间距12m,混凝土设计标号C20,每个闸墩混凝土量约1900方,设有检修门槽和工作门槽。工程所采用的滑模分为墩头、中间和墩尾三段,各段尺寸:墩头长10. 617m,重14.5t;中间段长8.972m,重约11.5t,墩尾段长11.024m,重13. 1t。动力装置串40个离心式液压千斤顶,单个最大起重力70kN,总起重力2800kN。 1.2 模板设计 根据该工程特点,滑模结构拟采用面模长11m,宽3.0m的整体模板。顺坡向用三组工字钢固定面模,面模与工字钢间用滚轮支撑,以减少摩擦。工字钢的固定每隔一定的间距用拉条锚固在建基面上,侧模采用建筑钢模板。 1.2.1 面模。长11m,宽3.0m,[12槽钢作围檩,∠7.5角钢作肋板,δ5钢板作面板,制作成4小块用螺栓连接拼装而成,总重量20t。为保证面模刚度,在其背后加三榀[16桁架。吊环用Φ32钢筋制作,焊接于面模两端。对面模与侧模接触的上、下口倒角,以防止在升降过程中带动侧模。面模两端与侧模搭接长度各50cm。 1.2.2 侧模。采用建筑钢模板、钢管及U型卡等进行立模。 1.2.3 千斤顶数量的计算。计算公式:n=w/cp 式中:n—千斤顶数量;w—竖向荷载,包括模板自重、施工荷载和滑升摩阻力;c—荷载不均衡系数;p—压杆承载力,p≤Plj/k,压杆临界承载力Plj=π2EJ/(μl)2,k—安全系数。 2 结构组成 滑模是一个钢制框架结构,一般从检修门槽和工作门槽分开,由墩头、中间段和墩尾三段通过高强度螺栓连接组成,总重达数10t。每座水电站根据各自的闸墩尺寸设计滑模。滑模的主体结构是由工字钢、槽钢、角钢三种型钢焊接而成,辅助钢材有钢管、扁钢、钢丝,用来制作滑模顶部栏杆及其遮雨篷、抹面吊篮和爬梯。首先根据设计图纸,用槽钢和工字钢焊接成闸墩形状的结构(带门槽结构),尺寸略比闸墩的混凝土保护层大5cm左右。 滑模主体结构高度一般在2m左右,再在滑模内侧安装约1m高的组合钢模板,通过螺栓和钢片扣与滑模主体结构相连,每块钢模板再用螺栓连接起来。由于一般闸墩在墩头顶部带有牛腿结构,所以在滑模上升到牛腿高程时,滑模墩头的弧形部分可以整体拆除,再安装上带有牛腿形状的组合钢模板继续浇筑。在滑模上升到滑模底部距离地面2m~3m高度时,在其底部挂上由角钢、钢丝焊接成高约2m的抹面吊篮,便于工人抹面平整。 3 施工控制 3.1 安装与调试 在预先浇筑好的且有闸墩预埋钢筋(钢筋高出地面高度在1.5m 以内)的闸墩底板上进行清基、混凝土表面凿毛,至符合施工要求。用测量仪器定出各控制点,这些点用来安装滑模对齐模板。在闸墩混凝土保护层外侧的地面上放置一些10cm~20cm高的木枋垫层,用于放置滑模。用门机或塔机把滑模的墩尾、中间段和墩头分别吊装放在木枋垫层上,使他们大致对接。再用手扳葫芦把各段位置调整好,并用螺栓进行栓结,使滑模模板对齐各控制点。在离心式液压千斤顶的中间安装好空心钢管,钢管一头接触到闸墩毛面上,使千斤顶夹紧钢管。在千斤顶上部安装的限位器(安装在同一水平)控制各千斤顶同步滑升,每滑升30cm自动调平一次。千斤顶在每次使用之前要彻底检修、清洗干净。把预埋钢筋接长,一般采用对接埋弧焊和搭接电焊,搭接焊时,单面焊焊缝长度要大于10d,双面焊要大于5d。钢筋接长长度不宜太长,否则不方便浇筑。在检查好一切细部结构后,打开电源,启动电动机增压,把整体滑模提升10 cm~20 cm 高。提升完后用测量仪器检测滑模是否有倾斜、偏移,如有不符要求,立即进行调整,使滑模模板对齐各控制点。对齐之后,在滑模底部的空隙处用组合钢模板或木模板进行安模封堵,并焊好衬筋,防止模板在浇筑时爆模。安模后,在滑模结构各控制点挂上可变长的吊线,用于随时进行变形观测。 3.2 运行操作 在完成安装与调试后便可进行浇筑。由于滑模施工的技术需求,混凝土浇筑要连续的进行,可选用门机或塔机进行浇筑。 混凝土初次浇筑和模板的初次滑升,严格按以下步骤进行:第一次浇筑10cm厚富浆混凝土,接着按分层厚度不大于30cm浇筑第二层,第三层厚度达到70cm时开始滑升3~6cm,并检查脱模混凝土凝固是否合适,第四层浇筑后滑升6cm,继续浇筑第五层后再滑升12~15cm,第六层浇筑后滑升20cm,若无异常现象,便可进行正常浇筑和滑升,混凝土浇筑采用分层对称浇筑,分层厚度不大于30cm。 振捣时用11kg的变频振动器,振捣时注意次数以免翻砂或爆模。在满足施工要求的情况下,将滑模提升20cm左右高,拆除滑模底部下面安装的组合钢模板或木模板,检查浇筑质量,并抹面平整处理。用仪器观测闸墩是否出现倾斜或偏移,在各项参数达到技术要求后继续浇筑。每隔1h左右即可提升,每次提升20cm左右。钢筋长度不够时继续加长,钢管长度不够时再接长。滑模上升2m~3m后,在滑模底部挂上吊篮用于抹面和养护,在吊篮外面挂上安全网。夏季养护一般采用洒水养护,每隔0.5h左右养护一次,天热时不间断地养护。 在闸墩高度上升到设计高度的1/2时,暂停浇筑。这时要检查各种设备的工作状态,对于损坏部件要更换或维修,并在观测闸墩的变形情况及检查浇筑质量合格后,再继续浇筑。 在闸墩的高度上升到牛腿高度时,暂停浇筑混凝土。此时要拆除滑模墩头部位的弧形模板,换上牛腿模板。在处理好闸墩顶部预留结构的模板与埋件后,再行浇筑到闸墩设计高程。在满足拆除模板要求后,拆除牛腿模板,把整个滑模结构提升出闸墩顶部置空,并处理闸墩顶面。在滑模上升的过程中,要在闸墩的检修门槽和工作门槽的混凝土中预埋闸门轨道预埋件。轨道预埋件一般采用一块10×20的钢板焊上两根“L”型的钢筋。在滑模上升时,要人工凿毛门槽,使其露出预埋钢板,为以后门槽施工做好准备。可以在预埋件上焊上爬梯,便于上下滑模。采用滑模施工技术可以大大减少工期,在水利水电工程中意义非常重要。 4 滑模的拆除 4.1 把闸墩顶部的多余钢筋割掉,把通过离心式液压千斤顶的钢管过高部分也割断,以便在较小高度的提升下把滑模从钢管之中提出来。 4.2 把滑模上的附属设备拆下来,如电器控制箱、电焊机、照明设备等,减小起吊重量。 4.3 把滑模底部吊挂的吊篮从滑模分截出用氧焊切割开来,把连接滑模的墩头、中间段和墩尾三段的螺栓全部拆除。 4.4 用门机或塔机吊住滑模的墩尾段,松开离心式液压千斤顶,使门机或塔机吊起墩尾段滑模,缓慢提升。注意,在起吊时,必须保证滑模门槽构件与闸墩之间没有联系,否则必须切断。 4.5 吊出滑模后,门机或塔机旋转起重臂至预先准备好的空场地上空缓慢放下。当滑模底部的吊篮刚接触到地面时停止下放。全拆除吊篮后,再把滑模移吊到场地的其余空位置。如此,再把中间段和墩尾段拆除。在拆除滑模时要注意安全。 5 结束语 滑模施工是水利水电工程中一项高效、经济的模板安装方法,具有施工速度快、质量好、成本低等优点。在水利水电工程中采用滑模技术施工可以大量缩短模板安装、拆除时间,有利于混凝土的连续浇筑,能明显的缩短工期,对于工期紧张、有紧急渡汛要求的工程具有重要的意义。与铁路、桥梁等工程所用的滑模技术相比,水利水电工程滑模施工具有结构复杂、精度高、浇筑量大等特点。 水利水电施工工艺研究:水利水电碾压坝施工工艺探究 摘要:随着我国社会经济的飞速发展,对用电量的需求不断增加,水利水电作为一项重要的发电形式,在我国已得到了较快的发展。同时,水利水电的碾压坝施工技术也得到了很大程度的提高。本文结合多年来对于水利水电碾压坝施工工艺的研究经验,就水利水电碾压坝施工工艺问题对碾压混凝土施工技术进行了概述,对碾压混凝土施工工艺进行了具体的分析,并对该技术工艺的发展作了展望。 关键字:水利水电;碾压坝施工;施工工艺;探究 在水利水电站碾压坝施工技术中,作为一项比较成熟的技术,碾压坝技术目前在国内外的运用已比较广泛。从出现至今20余年的发展,碾压坝技术凭借其经济高效快速的特点以及成熟的碾压坝施工工艺以及众多优越的特点被全世界认可。本文就水利水电碾压坝施工工艺问题主要介绍了以下几个方面的内容。 一、对碾压混凝土施工技术的概述 碾压混凝土的概念源于20世纪的70年代初期,当时由美国加州大学的Raphael教授提出,其含义就是通过将土石坝所运用的大型施工的机械化通过一定的技术移植到对于混凝土坝的铺筑上,充分运用混凝土坝断面的整体性强与紧凑强的优点,来实现水利水电碾压坝施工中的大面积碾压的一种方法。我国运用碾压混凝土进行碾压坝是在1981年开始试验和研究的,直到1994年,我国运用该技术修建了贵州普定水电站,它在当时来说属于世界上最高的水电站坝。混凝土碾压坝施工技术之所以能在世界范围内如此广泛的被运用,笔者认为主要归结为该技术有如下两大优点: (一)可使工程工期大大缩短。由于在坝断面的尺寸上,碾压混凝土和常规的混凝土基本一致。因此,坝体整体的结构相对比较简单,可以不设置纵缝,水泥的使用量也相对较少,同时还可以选用土石坝的设备与机械开展施工,所以说,运用碾压坝施工技术,在施工速度上会比常规的混凝土坝要快。 (二)可以使项目成本大大节约。首先,由于碾压坝施工技术体积相对较小,在对于材料的使用成本上就相对较低。其次,该技术还在一定程度上减少了基础开挖的处理范围,使成本有所降低,施工导流与泄洪长度也会随之缩短。第三,该技术还能节约一定的模板工程量,从而会使成本降低。最后,对于一些中小型的碾压混凝土坝来说,其工程可以在短短几个月内就能完成施工碾压,这就在很大程度上降低了施工中的河水导流量,从而节约了导流的费用。 二、对混凝土碾压坝施工工艺的具体介绍 碾压混凝土施工技术通常采用薄层碾压连续上升的施工工艺,下面,笔直关于混凝土碾压坝施工工艺主要从以下六大工艺进行介绍和分析。 (一) 进行摊铺碾压。这一施工环节,通常选用专用的平仓机或者推土机对混凝土进行摊铺。在摊铺方法上选用串链摊铺的方法,在卸料时采取叠压式卸料的方式,这样能够减轻或避免混凝土的骨料分离问题。当有骨料分离现象出现时,可以人工进行处理,这样施工效果会更理想一些。 (二)采用薄层连续上升碾压施工工艺。薄层连续上升碾压可以很好提高浇筑层的高度,能够有效保障碾压坝坝体的坚实性。同时,在保障施工工艺、模板工艺、温控技术、混凝土入仓等前提下,采用薄层连续上升碾压的施工工艺,不仅很好地保证了施工质量,还大大地缩短了项目周期,节约了工程投资成本。 (三)采取新的成缝方式,有效促进碾压混凝土施工的施工速度。传统的成逢方式通常是切缝机成缝和预埋分缝板成缝两种,还有一种常用的叫诱导缝成缝方式,即通过诱导板成对埋设来成缝,但该方式存在固定不容易和挖槽埋设等缺点。新的成缝方式结合了碾压混凝土拱坝诱导缝的成缝方式,采用了设置有重复灌浆系统的重力式的混凝土预制件型式来诱导成缝。这种新的成缝方式安装相对较简捷,适合采用人工进行安装,且在结构形成上更加安全更加可靠,它不仅更够提高工程的质量,还能够加快施工速度,有效缩短碾压混凝土施工工期。 (四)扩大变态混凝土的使用范围,对施工进行优化。所谓的变态混凝土,指的是在混凝土的拌合物中添加一定量的水泥灰浆,使混凝土的拌合物具有可振性,再通过振捣器将其振动密实,所形成的一种新的混凝土。目前,我国很多的水利水电碾压坝工程中,使用的都是变态混凝土。这种具有常规混凝土特性的变态混凝土能够将混凝土碾压到模板的周边和死角。一些大型工程在坝面上和两岸岸坡基岩面接触的垫层上也开始将传统使用的混凝更换为变态混凝土,其整体的施工效果十分明显,工程的质量也得到了很好的保障。 (五)重复灌浆处理系统。拱坝在施工结束以后,由于其温度还不够稳定,如果拱坝整体受到外力的作用,可能会使灌浆的缝面被拉开,为了避免这一现象的发生,还需要采用重复灌浆的方式进行处理。选用单回路式的重复灌浆系统,能够很方便地实现对于大坝的重复灌浆,该系统的构造相对简单,安装更简便,可以降低工程造价,节约成本。 (六)模板使用。在对于混凝土的施工中,所选用的模板能否有效确保碾压混凝土的连续上升是一个很关键的环节,因此,在对于模板的选择和使用中一定要特别的注意。与常用的全悬臂钢模板和连续上升式台阶模板相比,收缝式双向可调节连续翻升模板在拥有了传统模板性能的基础上还专门针对了水利水电工程坝体形状复杂及坡度变化大等难题,使用该模板可以有效地加速施工进度,为碾压坝工程的快速施工与建设创造了有利条件。 三、对混凝土碾压坝施工工艺的发展展望 随着我们对于水利水电碾压坝施工方法的不断改进,对于科研的不断深入,以及对于经验的不断积累,目前混凝土碾压坝施工工艺已经取得了比较快速的发展。但由于施工环境的不同,气候特征以及技术成果等因素的差异,使得施工的质量还需要进一步的控制,一些问题还需要我们不断的去研究和探索。 (一)裂缝问题。对于出新裂缝的情况,要在确定了施工的环境气候、光照情况、风速及大气的相对湿度等环境因素的前提下,研究出现裂缝的原因、变化规律和相应的解决方案措施等将会成为未来要研究和探索的一个大的方向。 (二)特殊季节特殊地区的特殊施工问题。对于如何使混凝土施工工程温度较低,水分较低的特殊环境和区域情况下确保碾压混凝土的各项性能指标,确保混凝土的混合比,确保施工工艺,提高冬季恶劣环境及地理施工条件下的施工质量,有效保障建筑的整体性能也将是未来要研究和探索的一个重要内容。 (三)加强对于仿真技术的研究与应用也是未来推动混凝土碾压坝技术发展的一个趋势。利用计算机的仿真技术,对实际的施工环境进行仿真,开展仿真施工,在施工前及时发现和预料施工中要出现的问题,为工程的实际施工提供可靠的理论依据与技术上的保障,有效减少或避免实际施工中事故的发生。 结束语:对于水利水电碾压坝工艺的研究,碾压坝技术在八十年代初就得到了一定的研究与运用。随着科学技术水平的不断提高,碾压混凝土施工技术越来越完善,目前在我国,碾压混凝土施工技术已得到了比较广泛的推广与应用。随着碾压坝施工技术的不断发展与成熟,碾压混凝土施工技术将在未来的水利水电的碾压坝施工中得到越来越广泛的应用。因此,加大对碾压混凝土施工技术的投入,深入对其施工工艺的研究,不断改进和完善将是一项十分重要的工作内容。
基础医学论文:基础医学虚拟仿真实验室创建的思路 1前言 虚拟仿真实验室(Virtuallab)是1989年由美国弗吉尼亚大学(UniversityofVirginia)的教授威廉?沃尔夫(WilliamWolf)首先提出的,它描述了计算机网络化的虚拟仿真实验室环境[1]。虚拟仿真实验室是信息时代的产物,在教学中具有广阔的应用前景,是实验教学的一个新的发展方向,促进了教学观念与教学形式的变革[2],提高了学生的综合素质。 2虚拟仿真实验室的发展及政策解读 虚拟仿真实验室自1989年提出以来,在世界范围内得到迅速发展。目前,发达国家在虚拟仿真实验室的建设方面已经十分普及,美国正在致力于构建一个覆盖全国的虚拟仿真实验网络。近年来,国内许多高校根据自身科研与教学的需要建立了虚拟仿真实验室,并取得一定的成就。国家相关部门对虚拟仿真实验室的建设也越来越重视,为了进一步推进实验教学信息化建设,推动高等学校实验教学改革和创新,2013年教育部《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》(教高司函〔2013〕94号),明确提出高校建设虚拟仿真实验室的重要性。 3基础医学虚拟仿真实验室的发展现状 教学过程中实验和实训教学是培养学生实践能力和技术能力的关键,虚拟仿真实验室在培养学生综合素质方面起着至关重要的作用。国内外基础医学虚拟仿真实验教学平台的应用现状基础医学专业课程是一个对实践性要求比较高的课程,但是一些实验课程由于毒性、致病性、时间等原因,导致这部分实验不能顺利开展,虚拟仿真教学平台在基础医学实验教学中就显得至关重要。在教学过程中,虚拟仿真实验与实际实验相结合,以实际教学中的重点、难点作为课程设计的重点,教学内容丰富,包括常规学生实验、设计性实验,此外部分虚拟仿真实验室还包括实习、临床案例讨论、自我测试、BBS交流区、网上相关资源等内容[3]。实时临床案例讨论及网上相关资源共享,既丰富了学生的学习内容,又开拓了学生视野,从而激发学习兴趣[4]。虚拟仿真实验教学以其独特的优势,在提高实验教学质量中发挥着重要的作用。虚拟仿真实验与实际实验相结合,不仅激发了学生学习的兴趣,提高了学生创造力和对实验的感性认识,而且通过对虚拟仿真实验平台实验操作的正确方法和理论知识的学习,减少了盲目操作和错误操作的几率,提高了实验的成功率[5]。此外,虚拟仿真实验室在节省实验投资的同时,为学生提供了一个良好的学习空间[6]。虚拟仿真实验室的优势及建设中存在的问题由于传统实验教学存在实验教学经费投入不足、实验教学仪器设备紧缺和老化、实验教学用房面积不足等传统问题,同时在教学内容、教学时间和空间上受到限制,影响了实验教学的质量。与传统实验教学相比,虚拟实验教学有着突出的优势,成本方面,大幅度降低实验室改造、建设和维护的资金,节省实验经费、时间和空间成本;安全方面,减少实验室事故发生几率;环境方面,减少环境污染,促进绿色实验室的建设;教学方面,打破了传统实验教学的时间和空间的限制,有效增加学生对实验的理解能力;教学质量方面,提高学生的创新能力、实践能力和综合素质[7]。虚拟实验教学这种新的教学模式为实验教学质量的提高提供了一个新的平台,随着教学行为、方式的改革和信息技术的发展,虚拟实验教学必将成为实验教学中不可或缺的一个环节[8]。目前,虚拟实验室在促进实验教学现代化,推进实验教学模式改革等方面发挥着至关重要的作用。但是,虚拟实验教学在教学实践中也存在诸多不足,主要体现在以下几个方面。1)教学方面,培养学生动手能力、误差分析能力等方面存在欠缺,而且虚拟实验不能真实地再现实际实验过程中的故障和现象[9-10];2)虚拟系统方面,教学实践中发现存在系统不稳定、有些功能不能使用、缺乏教学监视功能等问题,给教学带来一定的影响。除此之外,还有诸如界面及画面的任务形象的美观度不够,虚拟实验项目的数量不能满足学生的需求等问题。3)建设必要性方面,虽然虚拟实验室弥补了真实实验室的诸多不足,但也并非任何实验、任何专业都需要建设虚拟实验室来辅助教学。 4构建基础医学虚拟仿真实验室的建议 虚拟仿真实验室是一种投入少产出多、资源共享的一种全新的办学理念,是高校未来发展的必然。在建设过程中应借鉴其他课程和专业实验教学改革的经验,创造出一套适合自身专业的虚拟仿真实验室的建设方法;共享现有虚拟仿真网络资源,节省建设成本。在实验教学中,要注意虚拟仿真实验和实际实验的有机结合,合理安排分配教学比例以促进学生实践能力的发展。在软件技术方面,向协作式虚拟仿真实验室方向发展,即跨越地域障碍,能够满足异地学生一起进行科学实验和讨论的方向。虚拟仿真实验室虽然能大大辅助教学,但并不能取代真实的实验室。此外,虚拟仿真实验教学中心的建设应响应国家号召,本着“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则,并结合专业的自身特点。 5结语 虚拟仿真实验生动形象,激发了学生学习的兴趣,培养和锻炼了他们的创造力,克服了传统教学模式无法解决的感性认识不足的缺点,推进了医学专业的课程建设和教学手段的改革。虚拟仿真实验室的建设符合当今中医院校基础医学专业发展的方向,有巨大的发展潜力、广阔的应用前景。基础医学虚拟仿真实验室作为基础医学教学模式改革的方向,其建设任重而道远。 基础医学论文:有关护理专业基础医学课程设置教学分析 了解教师对护理专业基础医学课程设置与教学的主观看法,进行护理专业基础医学课程设置教学分析,进一步合理配置基础医学课程,完善基础医学教学。 目的了解教师对护理专业基础医学课程设置与教学的主观看法,进一步合理配置基础医学课程,完善基础医学教学。方法2008年10—11月采用自行设计的调查问卷对3组教师(有效人数77人)进行其对护理基础医学课程设置和教学的主观看法调查。经专家修改后问卷的内容效度为1.0. 结果100%的教师认为基础医学课程在护理专业课程体系中的地位重要;50%以上的教师认为应该开设的基础医学必修课有解剖学、病理生理学、药理学、生理学、免疫学、病理学、微生物学、组织学、生物化学、生物学;98%的教师认为开设实验课有必要,医学|教育网搜集整理尤其是在解剖学的教学中;94%的教师认为在教学中应该重视知识衔接,比较重视自身在教学中的作用。不同教师组间仅在课程设置意义和原则的部分条目上差异存在统计学意义(P0.05)。 结论基础医学课程在护理专业中有很重要的作用,教育者应将基础医学知识与护理专业进行紧密联系,发挥教师的主导作用,同时考虑不同教学方向教师的观点,适当进行基础医学课程设置及教学的调整。 护理专业基础医学课程设置教学分析认为课程设置是整个专业教学计划的核心,科学、符合专业教学指导思想、并富有专业特色的课程设置是培养优秀专业人才的基础。基础医学课程是护生学习护理专业的先期课程,其设置的合理与否直接影响到护生对专业课程的学习和实践。护理专业基础医学课程设置教学分析可以更好的知道老师完成课堂内容。 基础医学论文:中高职护理专业基础医学的论文 一、课程衔接构建思路 围绕中职与高职护理专业培养目标,结合护理工作岗位需求,注重于前期及后续课程的联系,遵循职业能力培养的基本规律,以器官系统为主线对课程内容进行优化和整合。根据课程特点和教学内容,采用多种教学方法培养学生自主学习能力及分析、解决问题能力。 二、中高职护理专业基础医学课程衔接的实施 1.制订基于职业岗位需求的核心课程标准教师深入医院护理一线进行护理实际工作需求的考察,组织相关行业专家召开课程标准研讨会,分析护理专业的主干课程与关键技术,从而确定基础医学课程在护理专业课程体系中的地位,并制定能为后续课程提供基础理论支撑的课程标准。并将与护理实际操作密切联系的相关基础理论知识融入到课程内容之中去。 2.加强基础医学课程教材建设(1)中高职教材衔接,实现教学内容衔接根据护理专业教育的特点,组织专家和学者根据每门基础医学课程的知识结构,科学地设计不同的教学单元,再将不同的教学单元设计成学历层级,明确哪些是高职必修或选修单元,哪些是中职必修或选修单元,然后向不同省市中高职院校进行推广。同时,鼓励教师按照区域医院不同的特点自编校本教材,配合教学计划完成。(2)运用信息技术,积极开发电子化教材与传统纸质教材相比,电子教材具有多种优势。比如可以借助网络及时更新功能,快速掌握基础医学研究的最新进展,加强中职和高职在教育教学上的信息交流;可以利用网络搜索功能,缩短中职和高职学生获取间接经验的时间,以便将更多的精力用于发现和解决问题上;多媒体强大的视觉冲击力和真实感,将打破时空界限,实现课程的远程教育及在线答疑上。因此,制定一些网络教材或电子教材,可实现教材建设的多元化和立体化,可实现资源的共享,提高教学效率。同时也可以使得我们培养出来的学生更加适应信息化社会的要求。 3.改进教学方法,体现中高职基础医学课程教学特色(1)增强基础医学知识的连贯性,体现正常人体活动的统一性和整体性“万丈高楼平地起”,培养高素质实用性人才必须从基础抓起。对于从中职升到高职的学生来说,空洞的理论与抽象的讲解,并不能达到理想的教学效果。为此,我们可用启发式教学法、对比讲解式教学法及讨论式教学法,将正常人体形态学(人体解剖学与组织胚胎学)与正常人体功能学(生理学与生物化学)等学科的相关知识有机整合在一起,以“有机体”为学习的研究对象,探讨人生生命活动的奥秘,掌握其组织结构、生理功能及影响因素等。(2)结合临床知识,体现基础理论与临床知识的连贯性加强基础医学理论与操作知识学习的基础上,紧扣临床知识的学习,可收到学以致用的效果。比如我们可以采用PBL教学法,根据课程内容,老师精心设计问题,并提前告知学生,由学生分组去寻找答案,在授课过程中,老师针对学生的回答情况进行点评和讲解。在讲解Ⅰ型超敏反应时可提出,为什么在注射青霉素前需做皮试?注射后多长时间观察结果?为什么在注射青霉素后再在医院内观察15~20分钟才能离开等?近年来,我们不断完善和改进PBL教学方法,不仅能将学生的注意力、学习兴趣吸引到学习上,而且学生对知识点理解快,记得牢,深受学生喜欢。(3)加强实验教学,体现理论与实践相结合的重要性基础医学的许多知识来自实验观察,通过实验观察、收集数据、分析结果,从而使学生认识生命活动的规律。所以搞好基础医学实验教学,不经可以了解理论知识的来源,而且可以证明理论知识的真实性,从而全面正确地掌握基础理论知识。对于大多数学生在中职学习期间,很多院校开设的基础医学实验项目及学时较少,有些院校甚至不开设相应基础医学实验,为此我们在正常开展常规实验的同时,新开设自主设计实验。学生分成若干兴趣小组、查找资料、自行设计实验、完成实验,最后讨论打分。这样既锻炼了学生的思维表达能力,又激发了他们的创新意识。 4.实行学分制,课程考核全面沟通建立科学、规范的考核制度是课程体系衔接的必要条件。我国大多数中高职院校教育实施的是学年制管理,中职院校的学生学习的部分知识在高职中重复出现,但不能合理地免修,造成学生学习积极性下降,教学质量不高。采用学分转换制度,使中职院校学生在高职中重复出现的部分知识经过学分转换,成为有效学分,相关课程内容可以免修。因此,采用学分制为通道,可做到中职与高职的课程沟通。中高职院校制定统一各学科的学分标准,不同教学单元及学历层次的学分标准不同,让学科学分在中高职院校中成为相互认可的“护照”,也可作为中职学生进入高职院校的通道。但中职院校对学生学科学分评价要按要求规范操作,做到公平、公正。在学分控制方面,普通高中生源的学生文化基础较中职生好,但专业技能训练项目较中职生差,所以普通高中生源的文化课程学分比重应少于中职生源,而专业课程的学分比重应大于中职生源。在学分管理方面,文化基础达标,专业知识扎实的学生,其学程相对要短,而文化基础和专业基础较差的学生,其学程相对要长。通过学分制管理,能够使文化基础和专业基础不同起点的中、高职学生,在正常的教学过程中实现相应的培养目标,提高中、高职课程衔接的效率。 5.加强师资队伍建设,提高教师自身素质(1)加大政策保障力度,完善师资管理制度教师作为立校之本,实行一系列人性化制度,增强教师认同感。完善教师培训、进修制度,提高师资队伍知识能力和学历结构。鼓励青年教师通过各种途径提高个人学历层次,积极参与硕士或博士 研究生层次学习,并给予相应补贴。每年轮流选派教师参加国家、省教育厅、卫生厅及护理学会举办的培训班,接受新信息,拓宽知识面,不断提高理论水平。加强专业带头人、骨干教师建设,建立相应的职称评、聘、考核及收入分配机制。(2)加快“双师型”师资队伍建设,提高教师专业技能中高职学生不仅要学习基础理论知识,更重要的是还需要掌握扎实的专业技能,并能灵活运用所学知识解决工作中出现的实际问题,这就要求学院要建设一支专业技术过硬的“双师型”师资队伍。而现在很多教师本身就是从“学校”到“学校”,尤其是从事基础医学课程教学的教师,缺乏实战经验,不了解医院相关技术的进展。职业院校可把教师送到医院对口科室进行短、中期的挂职锻炼,让我们的医学基础专业课教师掌握专业技能,并通过考取相关职业资格技能证书,逐步成为“双师型”教师。同时,还可以直接到医院引进一线专业人才,扩充到“双师型”骨干教师队伍中。 三、结语 中高职衔接的协调发展是我国中职教育发展的趋势,如何让中职学生适应高职阶段的学习,提高相应的理论和技能能力,其中非常重要的一点就是课程体系的衔接,尤其是基础医学课程。因此,我们必须认识到其重要性和紧迫性,尽快构建好具有中高职特色的基础医学课程体系,顺利实现中高职的有效衔接,培养出适应社会主义市场经济发展需要的高素质专业人才。 基础医学论文:基础医学学科极创建 1“学科极”概念的提出 随着社会科技的全面进步,高校的学科设置呈现滞后的局面。世界各国都在研究本学科的基础上,对学科结构进行的调整。综合而言,出现如下趋势:第一,科学发展与社会需要促进了知识生产方式的改变,要保持学科优势,就必须对有限的学术资源进行合理的配置,实现最优组合;第二,打破了过往的学科壁垒;第三,交叉学科、优势学科群在各国应运而生,而原有的学科概念已逐渐模糊化。因此,如何对待现有学科研究方向、加强产学研的结合力度、加强学科队伍建设、整合相应学科资源,形成一个具有一定竞争实力、特色突出、分工合理、相互配套的优势“学科极”,成为基础医学学科建设的重中之重。 1.1我国基础医学学科建设存在的问题 一所大学是否具有竞争优势,主要是看其优势学科是否具有核心竞争力[1],而基础医学作为重要基础学科,是为临床医学、预防医学、军事医学、乃至整个卫生事业培养卫生人才的重要载体,其学科地位至关重要。从现状来看“,国内专业性医科院校所设的基础医学学科存在规模散,结构、布局不合理,人员、仪器设备零乱分散,且重复设置,有限的资源不能得到合理有效利用等问题”。[2]某些学科研究缺乏创新,研究内容脱离社会需求;一些学科研究虽 ! 1.2“学科极”概念应运而生 “学科极”是打破学科界限,将若干具有相同级次的学科进行有机整合,以形成进行人才培养、科学研究和技术开发的多学科综合体。“学科极”并非简单的学科组合或者罗列,而是个相关学科的高度综合,是学科之间交错纵横渗透,围绕某一共同领域有机而紧密地结合在一起的综合集成的结果。 1.3“学科极”概念对于高校学科建设的普遍意义 “学科极”打破传统学科界限,使师资、仪器设备、科研场所、科技资料等教育科研资源实现自由共享,实现多学科有机的整合,建立起多学科合作平台。这种整合使原有的学科特色更加显着。同时又能带动学科群内一些比较薄弱的学科的发展,形成新兴的优势学科。这样的良性循环使学校能拥有众多的前沿技术和一批有活力的优势“学科极”,从而提升学校的核心竞争力。 2用“学科极”思想指导基础医学学科建设 当前单一的学科知识体系已经难以揭示物质运动的错综复杂的内在联系,必须借助于多学科知识的参与和聚焦才能够透视隐藏在事物现象背后的本质和规律。我国医学学科建设与科技发展与在向高度综合、共生发展、交叉渗透、优势互补的方向发展,用“学科极”思想指导基础医学学科建设是学科建设发展的新趋势,对高校学科结构优化人才培养资源共享都具有十分重要的现实意义。 2.1打破传统院系设置,构建“学科极”发展框架我院12个主干学科按传统的学科科目设置分类,分为4个基础医学学科和8个生物学科,这样的传统建制有助于学科的纵向深化但是,在高校承担产学研多样职能的今天,对于跨学科的综合性课题研究来讲,体制性的障碍严重阻滞了学科建设的发展。按照“学科极”思想,第三军医大学基础医学院打破以专业为核心的传统学科设置结构,在原有学科交叉渗透的基础上,按照大学科观、大人才观、大协作观、大资源观和大成果观的指导思想,组织相关专家进行了多次学科论证,逐步形成了以重大科学问题为纽带,以现有教学、科研平台为依托的“学科极”框架(见表2)。 2.2“学科极”思想在基础医学学科建设中的初步运用为打造优势“学科极”,扩大学科交流领域,近年来我们以“学科极”为单位,不断发挥人才集中、学科综合的优势,在学术研讨、攻关研究、课题、成果申报、研究生培养以及教学改革等方面深入开展协作和合作,不仅实现了特色优势学科的提级升位,还不断提升了基础学科的整体实力。 2.2.1科研产出情况课题申报的成功已成为体现一个单位科研水平的重要指标,自“学科极”思想提出以来,我们在各级各类课题申报过程中均实行由科室论证“、学科极”论证、管理单位论证组成的“三级论证体系”,使我院课题申报的数质量有了大幅度提高。“十一五”期间,我院共获立项课题316项,经费1.2亿余元,在国家自然科学基金重点、国家科技重大专项“、973”前期研究计划、国际合作研究等课题取得了突破。自主发表国外SCI论文207篇,影响因子5分以上14篇,单篇最高9.38(PNAS)。获中华医学奖一等奖、国家科技进步二等奖以及军队、省部级二等奖9项,申请、授权国家专利72项。以“学科极”模式成功申报“重庆市神经生物学重点实验室”、军队“530”重点建设学科等一批创新平台、重点学科的建设任务。 2.2.2学术交流情况为了浓厚学术氛围,扩大我院学术影响力,给科技人员提供一个大范围、多领域的学术交流平台,我们以“学科极”为单位组织开展各类学术活动,通过学术活动的开展,不仅促进了广大科技人员之间的交流,形成思路碰撞,起到活跃学术思想的作用,同时也开阔了广大科技人员的视野,扩大了广大科技人员的学术圈。2006—2010年间,我院成功举办8次国际国内学术会议,包括诺贝尔奖获得者、国内外院士和知名专家共计259人次交流合作;与法国法兰西大学、美国加利福尼亚大学、德克萨斯大学、加拿大曼尼托巴大学等知名学府开展长期合作研究,部分海外学者定期来我院做学术交流和科研指导,其中在双方学校的大力支持下,我们与加拿大曼尼托巴大学共同建成了“中-加神经科学联合实验室”,形成了集科学研究、人才培养、学科建设为一体的联合开放实验室。 2.2.3人才培养情况为了进一步保证研究生培养质量,从2009年开始,我院一直以“学科极”的方式组织研究生毕业答辩工作和研究生定期学术报告会,期间,113人顺利毕业,1000余人次参加了研究生定期学术报告会。通过“学科极”联合答辩和研究生定期学术报告会为各学科间提供了学术交流、展示自我的平台,在我院范围内逐步形成了鼓励创新、争先创新、勇于创新的理念和氛围,对培养综合性人才、发展新兴学科有着重要深远意义。不仅研究生培养如此,我们还将“学科极”培养模式运用到人才培养的方方面面,“十一五”以来,我们新增“长江学者”特聘教授及院士后备人选1人 ,新世纪“百千万人才工程”国家级人选2人,总后“科技金星”、“科技新星”5人,先后有15人入选重庆市学术技术带头人及后备人选,23人次获得军队优秀人才岗位津贴。“学科极”打破了原有的学科界限,改变以往单兵作战的方式,注重对学科资源的整合和优化,拥有强大的凝聚力和竞争力,已成为当今学科发展的重要趋势。其不仅有利于促进学科间的相互交叉、融合与渗透,还有利于优化学术队伍,建设创新团队,对基础医学科学研究、人才培养、资源共享具有十分重要的意义。我们将继续以“学科极”理论为指导,以构建有特色、有重点的优势学科为目标,不断优化学科结构,培植新的学科增长点,求精拓新,着眼未来,为建设创新型一流基础医学院而不断努力。 基础医学论文:谈基础医学教学中心创建 1示范中心的主要建设内容 在省级和校级项目建设经费的资助下,医学院的基础医学实验教学示范中心主要从下列几个方面进行建设。 1.1合理配置教学资源基础医学实验课程在打破原有二级课程结构的基础上,重新组合,设立5门独立的必修实验课程体系:人体解剖学实验、组织学和病理学实验、分子医学实验、病原学和免疫学实验。另外深入建设了1个独立的、综合的开放性实验教学体系及创新性实验平台,形成具有特色的基础医学实验教学的课程体系和综合平台。 1.2实验教学体系多层次化在原有基础上,对实验项目和实验内容实行分类、分层次管理,将实验项目分为验证型、综合型、设计型等多种类型。不仅为能力较强的学生提供了进一步发展的空间,同时也对学生起到较强的激励作用,充分体现以学生为本、因材施教的理念。每门实验课程具有独立的实验教学大纲,多数课程包括基本实验、提高型实验(综合性、设计性、应用性)等实验。绝大多数实验项目均有相应的虚拟或仿真教学内容,并含有相应的网络自测内容。另外,大学生探索性实验平台,鼓励学有余力的学生参加由实验中心资助设立的探索性实验项目。由实验中心统一组织,进行开题和结题答辩,提高学生的自主管理及创新能力。并在其中选拔结题优秀的项目成为校级或省级大学生创新项目。目前获得省级大学生实践创新计划资助项目2项,校级大学生实践创新计划项目12项。 1.3教学手段现代化基于现代化教学手段,以学生为主体培养其创新实践能力。实验指导采取教师传授和网络教学相结合,学生可利用数码实验室的系列虚拟、仿真实验系统进行预实验,熟悉实验流程,降低实验成本,丰富教学内容。并可在课后利用实验教学系统复习并自测所学知识。部分与临床课程结合紧密的实验课程,如医学微生物学实验、病理学实验的教学过程中,对临床医学专业的学生开展案例、PBL教学,并与临床检验科、病理科打通,初步培养医学生临床诊断及研究的思维。扩大开放式管理的实验课程比例,组成实验小组。结合机能学实验竞赛,培养学生对机能学实验的兴趣及探索精神。 1.4实施先进的实验管理模式实行实验中心统一管理的制度。由实验中心下达教学任务,中心秘书负责具体实施,保证教学任务的顺利完成。中心的实验经费由中心主任专门管理,明确教学经费使用方法。中心资源管理室负责实验教学的设备、耗材的供应及管理,负责每年教学仪器及耗材的计划制定。中心主任负责组织专家论证后划拨专款,保证教学各项运行经费的落实。中心制订实验教学质量评价体系,主要从教师和学生两方面入手,建立教学督导制度和教师听课制度,考察教师的教学方法、教学内容、教学态度;学生课程纪律、学习态度以及对知识的掌握等。中心根据不同情况制定出各类型的规章制度,对教学、人员、物品、试剂等各方面进行管理、监督并落实,保证整个教学体系的正常运转[1,2]。 2示范中心建设的初步成效 通过江苏省基础医学实验教学示范中心的建设,狠抓提高学生实践动手能力、培养创新思维这根主线,在学生创新能力培养、实验室开放等方面形成了一定的特色。 2.1建成开放的实验教学与管理新模式实验室 开放是培养学生技术创新能力的基本条件。充分利用已有的实验设备,合理选择并开发多种实验教学方法,达到较好的实验教学效果。同时,借助计算机网络使实验教学和实验中心管理网络化。基础实践教学平台得到深入完善,建成人体生命科学展览馆、组织切片制作系统、分子生物学与生物化学实验系统、机能学实验系统、病原学与免疫学实验系统,满足验证性实验、综合性实验和设计性实验的需求。建立虚拟网络平台,利用虚拟、仿真实验辅助教学,使实验教学、实验室使用、仪器及其使用、预约、维修、报废;耗材的仓储记录,人员情况均在网络进行电子化管理。 2.2建立创新能力培养平台以培养学生自主学习、实践创新能力为目的,在实验中心开辟多个学生创新实验场所,开展探索性实验;并挑选学生以项目立项的形式进入创新实验室。学生创新实验室实行学生自主管理的运行模式,通过选拔确定一名同学担任学生创新组长,负责组织、策划和总结项目的实施。部分大学生项目得到省级和校级大学生创新项目的立项和“挑战杯”科技竞赛的奖项。 2.3以实验教学体系的内涵建设促进学科建设 通过实验项目、实验教学手段、仪器及耗材管理的深入改革,不仅培养了学生的创新能力,还提高了教师的专业素质和探索精神,并且促进实验室资源的有效共享,带动教师科研项目的实施。近4年来,获得30 多项国家级和省级科研项目的资助,发表SCI文章30多篇。在基础医学隶属的学科中,4个学科被评为扬州大学重点学科,2门基础医学课程被评为校级精品课程。 3示范中心建设的思考 基础医学实验教学示范中心经过近几年的建设和发展,不仅整合教学资源、优化中心管理,并带动了学科建设。同时,极大地调动大学生投入创新实践活动的积极性,从根本上提高学院的人才培养质量。但在建设过程中,我们也发现一些问题,它们对实验中心的建设具有重要的影响,考虑从下列几个方面进行改进和提高。 3.1教学资源的补充与积累在教学具体运行过程中,中心所拥有的实验场所、实验设施可满足所有验证性和综合性实验的需求。但对探索性实验项目来讲,目前的规模、实验场所及课题经费不能满足所有学生进行创新性实验的要求。只能根据实验中心带教老师的项目,实现教师和学生的双向选择,使部分学生进入实验室。另一方面,数码实验室提供的电脑、软件及其运行环境需要及时的更新。对于局部解剖学实验课程来说,所有的虚拟、仿真教学系统均不能代替在尸体上进行的实际操作,而中心面临尸源短缺的严重局面,需要引起领导重视、并从媒体宣传上采取有效手段以解决该问题。因此,实验中心的建设虽然取得一定成效,但仍需从实验场所、实验设施、实验消耗品等方面进行完善[3]。 3.2实践教学评价和监控体系的完善一套可操作、并能够准确衡量与评价实验教学进程与效果的实验教学质量评价监控体系是保证实践教学质量的关键措施。在现有基础上,必须完善实验教学质量评价和监控体系,使其对实验教学过程实施多方位监控,并把监控措施常规化、制度化,保证实验教学规范、高质量运行。涉及以下几个方面:①实验教学监控队伍的组成:包括同行专家、学生、教师和实验技术人员。因测评的角度不一样,评价内容应是多层次、多方位的。教师、实验技术人员、学生三种人员之间还可以互评。②评价标准:不同评价内容、评价对象必须建立科学的评价标准以及信息反馈系统。③加强实验考试和考核的力度。④管理层面上多项制度的支撑[4]。 3.3进一步理顺管理体制必须进一步理顺实验中心和教研室之间的关系。在实验中心刚成立时,将所有相关教研室的技术员全部归入实验中心管理,各教研室中不再保留实验技术员编制,所有教学准备工作均在实验中心进行。这种彻底整合资源的管理模式带来了一定的缺点:①教研室没有技术员编制,不利于教研室日常工作的进行。②教师的科研工作中有大量的实验工作需要技术员协助和参与,如果没有技术员的参与,教师在繁重的教学任务下,较难兼顾所有科研实验工作,这对科研课题的顺利完成会造成较大的影响。③将教师和实验队伍隔离开来,使实验队伍的专业素质得不到提升,导致其实验准备能力不能满足教师的需求,从而影响实验教学质量[5]。目前,本学院通过总结和反思,认为技术人员不应全部归入实验中心管理,而是各教研室根据本教研室的教学和科研工作量来定编所需的技术员,所有的实验教学准备工作由教研室的技术人员在各教研室中完成,这样有利于教学标本的监管和更新。同时,实验中心根据仪器设备量和实验教室的规模定编一到两位实验室专职管理人员,主要负责仪器设备的管理和中心的日常事务。但这样的管理体制是否有利于提高实践教学质量、促进师资队伍的培养,还有待于时间来证明。 总之,实验教学示范中心的建设是一项长期而系统的工程。示范中心实验队伍、实验室管理体制和运行机制的改革等软件建设,需要在相当长时期内进行持续的建设,最终为提高实践教学质量提供根本保证。 基础医学论文:基础医学组织学技术的探讨 1设立组织学技术选修课在研究生正式进入科研实践活动之前,本校的硕士研究生有一个学期的基础课程教育阶段。在这一阶段中,研究生除了学习一些英语、政治、统计等必修课外,本校还设置了很多与科研实践相关的选修课程。其中,组织学技术便开设了相关的课程,课程设置以研究生的实践为主,包括冰冻切片的制作、石蜡切片的制作、荧光显微镜的使用、HE染色的操作、免疫组化染色等。研究生的选修课程由导师根据其后续课题的需要进行主要的勾选,余下的课程研究生可依据自己的兴趣进行选择。根据选修组织学技术课程的人数,我们将学生分成多个组,每个组保持在10个人以内,每个组按照轮次分别在不同的组织学技术操作室进行培训。由带教老师进行技术演练后,每一名学生在带教老师的指导下进行独立操作,及时发现问题并进行改正。组织学技术选修课的设置,为很多即将步入科研实践的研究生提供了提早接触组织学实验的机会,为研究生后续的科研实践打下了基础。 2及时全面地进行入科培训研究生刚刚结束基础课程进入课题研究的实践工作中,很多仪器的基本操作及维护并不清楚。作为组织胚胎学的研究生,接触与使用最多的就是组织学技术相关的一些仪器。因此,本科室在研究生入科后,会及时进行入科培训。入科培训主要是将新进科室的研究生及一些对相关仪器不熟悉的研究生组织起来,结合本科室的已有的相关仪器,包括冰冻切片机、石蜡切片机、组织石蜡包埋机、组织梯度脱水机、正置荧光显微镜、倒置荧光显微镜等,和一些其他常用实验仪器,包括蛋白质电泳转印仪器、凝胶电泳仪、凝胶图像分析仪、超纯水过滤装置、高压灭菌装置、PH计、分析天平、酶标仪等,分组进行相关仪器的讲解,介绍内容包括使用方法及注意事项,让研究生熟悉本科室常用实验仪器。在后续实验中,课题组会实行一个博士生带教1-2名硕士生的模式,熟悉常规实验的操作,同时研究生作为师兄师姐的帮手,从基本的配液开始,在师兄师姐的带教下逐渐熟悉常用仪器和实验的操作规程。在研究生入科后的三个月,其主要任务就是熟悉常用仪器和实验的操作,并结合实践掌握实验原理。 3建立技术原理的考核机制研究生刚刚接触科研工作,他们有些茫然与盲目,因此,研究生在刚刚着手课题的一段时间,可以建立一项科研技术原理的考核,一方面督促研究生尽快掌握组织学技术的原理,另一方面可以使研究生尽早驶入科研轨道。在后续的实验过程中,能够少出错,把一遍遍改正实验错误的时间放在阅读文献上,在掌握技术的同时,把结余的时间留给构建科研思维上。这对于在有限的研究生生涯内,争取到与时间赛跑的资格,培养具有综合素质能力的研究生是非常重要的[3]。经过研究生入科后前三个月对各项实验的熟悉,大多数研究生都已经基本掌握常用实验的操作及原理,此时结合实验中常遇到的相关问题,以问答题的形式考查研究生对常用实验原理的掌握程度,并且成绩计入中期考核成绩,以此督促研究生前三个月对实验及其原理的学习。 4加强文献汇报的整体全面性阅读文献不只是为了提高科研思维。在研究生学习过程中,读到一篇好的文献,要做到能够把文献中的技术与结果、结论结合起来,知晓一个实验思路是靠哪些实验技术的堆积来实现的。科研思维可以天马行空,但人类的技术是有限制的,因此,真正做到技术、思路相结合,最后才能实现真正的科研梦。研究生入科后,在动手做自己的课题前,他们在实验室会议(labmeeting)中主要从他们自己阅读过的文献中找出比较经典的文献进行全面的汇报,包括实验思路、实验方法、实验结果、说明了哪些问题、有何意义等。在此过程中,导师不仅要检验学生对文献思路的理解程度,还要对研究生在技术和思路结合起来理解的程度进行指导,以使研究生在接手自己的课题前,形成一套完整的课题设计的思路,以便后续能够发挥自己的主观能动性,参与课题的设计、操作、结果分析中,真正做到“知其然,知其所以然”。另外,在labmeeting中,新入科室的研究生还要学习师兄师姐们对课题实验结果的整理和分析,并把自己在实验中遇到的无法解决的问题提出来进行讨论,从而解决问题。不只是组织学技术,任何一项实验技术都可以在这一过程中不断地被加深理解,以至熟练应用。 5及时给予技术指导打好基础,接下来就是实践了。基础研究生的学习过程中,很大一部分时间就是要动手做实验,只有在动手做的过程中,研究生才能真正发现自己对实验技术的掌握程度。在组织学技术中,很多操作不止是简单的动手,还要练就手感的轻重。组织学涉及的都是细微的结构,稍有不慎,可能满盘皆空。研究生毕竟是在有限的科研经费的支撑下进行实验操作的,为了让科研经费能够更有效的利用,就要尽可能地减少一些不必要的错误。在课题实验中,如果一位研究生连做三次都不能很好地独立完成一项实验技术,那么,在研究生第4次操作时,导师或熟练操作的师兄师姐应全程跟踪,以排除不必要的操作失误或试剂问题,从而及时纠正问题。 6及时记录总结实验技巧组织学技术作为一项以操作为主的技术,在动手的每一步可能都蕴藏着玄机。所谓“好记性不如烂笔头”,在做组织切片染色时,不同大小的组织染液浸泡的时间不同、染液浓度配方也会有不同,组织清洗时水流的速度,组织在梯度酒精中脱水的时间,二甲苯透明组织的程度等,要记忆的东西很多,如果不加以详细及时的记录,有些细节性的技巧都会被遗忘。所以,每一次的操作,研究生都应该尽可能详尽地记录整个实验过程,记录实验失败的原因和改进的方式以及实验结果和现象。这样,不知不觉中,研究生已经锻炼出一种解决问题的能力,不仅是组织学技术,它也会渗透到生活中,以一种坚毅的品格解决今后遇到的一个又一个问题。 基础医学论文:基础医学研究性教学实践 一、在实验教学中树立研究性教学理念的重要性和必要性 基础医学对于研究疾病的发生、发展、转归机制及探索新的治疗策略有着重要意义,是临床医学与生命科学有机结合的桥梁,为医学难题的解决及医学的发展提供了分子生物学基础[5]。随着现代分子生物学技术引人瞩目的发展,从分子水平上探索疾病的发生发展规律,不仅已具有现实可能性,并且已显露出巨大的优势。该方法拓展了疾病的治疗策略,是未来医学发展的趋势。作为重要的基础医学教学内容,基础医学实验除了培养学生基本科研方法和基本实验操作技能外,还兼具培养学生科学思维能力、创新能力,以及优良的心理品质的任务,进而为其科研能力的锻炼与提高打下良好的基础。在目前基础医学教学中,重视课堂理论教学,而对实验课的重视程度不够,不能充分发挥实验课的优势,不利于学生整体素质的提高。研究性教学,更突出学生的主体地位,强调学生的积极参与,有利于提高学生的实践能力和创新能力,同时,还有利于培养学生的科学素养、合作精神,树立正确的价值观。研究性教学已在许多高校中进行了实践,把它纳入基础实验教学也十分必要,但要从基础做起,在实验教学中融汇研究性教学的理念,逐步改变传统教学模式,发挥研究性教学的优势,培养高素质的人才。 二、实验教学中贯彻研究性教学的制约因素 鉴于实验教学的目的与任务,目前发挥基础医学实验教学的优势,贯彻研究性教学,培养学生科研素养和创新能力中还存在许多制约因素,主要有: 1.学生依赖灌输式教学。由于从小学开始的灌输式教育,学生习惯于被动地接受知识,习惯于老师逐步地展开教学内容,习惯于完成没有研究性和挑战性的学习任务[6]。在实验教学中,自然也习惯按照教材或教师的讲解,被动地完成实验,而不是积极地思考、设计、实施实验。要真正摆脱授受式教学,参与研究性教学,实现研究性学习,使实验课能真正地发挥提高学生各方面能力的作用,还存在学生适应的问题。 2.学生缺乏基本的科学研究素养。参与研究性教学,培养学生的创新能力,首先要求学生具有一定的知识储备和基本实验技能,如熟悉所进行实验的基本原理、方法及操作;能利用图书馆或网络资源查找文献并正确筛选检索信息;掌握科研仪器的操作与结果分析技能,以及论文撰写技能等;此外,敏锐的观察能力、独立的思考能力、和谐的人际交往的能力与合作精神也是必不可少的。长期的灌输式教育,使很多学生在这些方面比较欠缺,在实验教学中要注重学生基本科研精神的培养,进而更好地实施研究性教学,同时也使实验课走向深入。 3.教师的素质有待提高。传统教学中,课程被视为规范性的教学内容,长期以来教师形成了被动、消极执行既定课程计划以及按计划培养学生的心理定势,不仅导致教学内容陈旧单调,形式单一,验证性实验多而探究性实验少等状况,也制约了教师在研究性教学中对学生的有效指导。同时,一些教师自身科研能力或教学能力有限,如知识面狭窄、教学实施渠道单一等,也制约了研究性教学在实验教学中实施。要在实验教学中贯彻研究性教学模式,需要教师首先改变教学理念,提高自身各方面素质和能力,从而不断地提高教学水平。 三、在实验教学中实施研究性教学的方法 实验是进行科学研究必不可少的重要组成部分,但只有科学严谨的实验才能得出可信的结论,促进科学的发展。实验带教老师在辅导学生进行实验的过程中,贯彻研究性教学理念,不仅要传授基本的实验操作技能,使其养成良好的实验习惯,还要注重培养学生的观察能力、操作能力、科学思维能力及探索精神,进而提高其发现问题,分析问题和解决问题的能力。从立题、设计、到实验的准备与实施,以及问题的解决等各个方面,都要贯彻研究性教学的理念,发挥学生的主动性,着重培养学生独立完成的能力。鉴于研究性教学对学生和教师都有较高的要求及其实施的难度,其在实验教学中的实施需要逐步开展,理念现行。下面就在实验教学过程中实施研究性教学的方法作一探讨。 1.在实验过程中,锻炼学生基本操作技能,培养学生严谨求实的工作态度,为其科学素养的形成和科研能力的提高夯实基础。 (1)实验前的充分准备:磨刀不误砍柴工,没有充分的准备,不仅会延误实验进程,甚至可能造成实验结果的不可信。实验前,要改变以往由实验教师提前做好准备工作,学生按部就班重复实验的传统模式,提倡由学生独立完成,并重视准备工作的外延和内涵,从资料准备、实验技术准备到实验用品准备,做好课题设计和进行研究的技术准备。这一过程对于培养学生形成严谨细心的实验习惯,逐步提高科学素养有重要的意义。①资料准备。实验前,引导学生自主进行课题设计要引导学生大量查阅最新相关文献,这样不仅可以使其获得一定的知识储备,避免重复性研究,同时也有助于了解相关课题的新动向,拓展其实验思路,使其立题着重解决目前亟待解决的问题及未曾涉及过的问题,从而使其所进行的研究更具有价值;②实验技术准备。确立了实验假设,明确了实验目的,下一步就需要一定的技术手段来支持并证明假设。首先可以鼓励学生多看相关资料,独立选出恰当的实验方法。此外,不仅要求学生掌握实验技术的基本原理,还要求其了解影响实验技术的重要因素,从而在实验操作过程中能够很好地控制实验条件,使实验结果具有更高的可信度。同时,规范的操作也是一个重要的方面,要规范地示范每一个具体操作,尽量减少操作误差,提高实验的可重复性[7];③实验物品准备。实验前提前准备好实验物品,要求学生对于某些实验试剂及器材的特殊实验条件要做到心中有数,比如实验样品的准备、实验溶液的正确配置与保存,以及有特殊要求的无菌溶液及无菌器材的准备等。这样不仅可以节省实验时间,缩短实验进程,而且也使正确实施实验的条件得以保证,减少失误机会。这不仅是实验成功和可信的前提条件,也有利于培养学生严谨的科学作风。 (2)实验方案的严密设计与严格实施。①合理设计实验,进行有效的预实验。首先,每一次实验都要求学生充分认识所要做的内容,明晰实验的目的,围绕目的,合理设计本次实验。同时,配合科学的科研方法从宏观方面比如实验组、对照组合理与严密的设置,到具体细节比如绘制加样草图等等,培养学生严密的科学思维。其次,引导学生进行有效的预实验。预实验绝对不是一个可有可无的过程,每一次实验的环境温度、试剂生产批号及浓度、溶液的pH值、标本处理时间,甚至是实 验仪器的性能和稳定性等都会影响实验结果。通过预实验,有助于摸索具体的实验条件,尽量减少误差,达到最佳的实验效果,同时还可以有助于学生熟悉和掌握实验重点和关键步骤,发现实验细节问题,有利于实验有条不紊地进行,避免细节的遗漏。严谨合理的预实验还有利于实验本身及实验技术的改进。此外,预实验也可以避免时间和实验用品的浪费,使学生形成节约的习惯;②实验过程中观察能力、思考能力及解决问题能力的培养。在实验过程中,要引导学生对所出现实验的现象进行多方观察与思考,善于从中发现细微变化或差异,并思考其出现的可能原因,同时逐步深入地进行研究,提高学生发现问题、解决问题的能力,培养学生的创新思维。当出现与预期不一致的结果时,不要轻言放弃。实验过程中存在很多难以预料的因素,一方面要善于思考,从中发现问题;另一方面,要积极寻求新的解决路径,通过多方论证来证实。在实验过程中,鼓励学生做好实验记录和实验小结,这并花费不了多少时间,但详尽的记录一方面可以避免遗忘,同时在出现失误或未能达到预期结果时,可以帮助寻找和排除原因;另一方面,可以促使学生更加细心地观察实验现象,深入思考所出现的结果的可能原因,有利于培养学生敏锐的观察能力和独立思考能力,及实事求是的科学精神; (3)正确客观地分析实验数据及实验结果:实验是一个培养、锻炼、提高与创新的连续的渐进过程,在实验过程中,难免会出现失误或其他错误,要引导学生科学地分析与思考,结合具体的情况正确分析实验数据和结果,一方面要相信自己的实验结果,若有与文献不符者,可扩大文献检索范围,查找相关依据或比较设计的异同,找出差异存在的可能因素,但要保证结果的确实可信;另一方面,若是存在问题,则要积极考虑可能的原因,比如是操作误差、技术误差,还是其他因素等。把理论与实际紧密联系起来,在异常数据与结果中,发现问题,改进实验,积累经验,不断提高自身的能力。但最重要的是,要注重培养学生实事求是的科学精神。实事求是的重要性是不言而喻的;相反,若是一味追求所谓的“合理结果”,会造成的实验结果的偏倚,也可能会掩盖问题或错过新发现的机会,因此而失去潜在的有价值的创新点,是得不偿失的。 2.结合实验,贯彻研究性教学的理念,培养学生的创新能力与科学素养。 (1)兴趣的培养:学习是一个主动的过程,在这个过程中,兴趣是最好的老师,而好奇心和求知欲则是激发学习热情的催化剂。所以,要结合学生个人的兴趣及特点,注重学生个性的发展。从实验的选题,实施,到结果的讨论,教师始终做好这一过程的组织者与引导者的角色,而要给学生充分的展示空间,最大程度地发挥学生的主动性。同时,在实验过程中,存在着许多未知领域,对于某种实验现象的认知,不存在所谓的“标准答案”,要培养学生的怀疑和探索精神,鼓励提出不同的见解,激发学生好奇心和求知欲,发掘自身潜在的能力。 (2)自身创新能力的培养:培养创新型人才是高等教育的首要社会职能和根本的社会价值体现。无论何时,高校创新都不能离开培养创新人才这一根本性的任务[8]。创新不是一个空洞的概念,笔者认为就实验而言,创新存在于许多方面,大到立题,小到实验细节问题,都可以创新,其重点在于发现和提出问题并进行解决的过程,既是一种求真务实的科学精神,也是一种不畏困难的实践勇气。我们所进行的实验基本上都是探索性的,没有现成的道路可循,在实验过程中,难免会遇到很多新问题,一方面要多和老师、同学沟通交流,听取或者总结别人的经验,结合自己的实验,加以选择地利用,少走弯路;另一方面,要多思考,不断培养自己动手解决问题的能力。在此过程中,随时随地都可能有新的思维和创新亮点的出现,这需要敏锐的观察力和分析能力,所以,作为学生自身来说,要做好准备。创新能力的培养,一方面要鼓励学生不断地学习,不仅要加强基础知识的学习,增加自己的知识储备,也要不断汲取新的知识,扩宽知识面,拓展思维,摆脱思想僵化、一成不变,孕育创新,同时,要在尊重客观事实的基础上进行创新,提出合理的假说,进而设计科学的解决方案;另一方面,活跃的思维是创新的前提,要锻炼学生的各种思维能力,比如发散思维与聚合思维、纵向思维与逆向思维、横向思维与纵向思维、直觉思维与分析思维、显意识思维与潜意识思维等。 (3)团队精神的培养:一己之力是非常有限的,团队合作在当今的科研领域是一种强大的竞争力,团队中的每一个人都是关键的一环,都有其特别的优点,发挥每一个人的特长,可以使实验更加高效地进行。此外,团队的凝聚力可以激励团队中每个人的积极向上的精神,加强彼此之间相互合作与交流,有利于共同提高及迸发出新的观点想法,取得意想不到的成绩。在实验过程中注重学生团队精神的培养,提高学生的责任心,比如首先要做好自己的职责范围之内的工作,不影响整个实验团队的实验进程,并能起到带头促进作用;三人行,必有我师,在团队中要虚心学习,多探讨与交流,提高默契;成员之间要彼此信任,有效沟通,等等,这些也是进行科学研究必备的基本素质。 (4)良好心理品质的培养:教学要想取得好的效果,必须依靠学生学习这门学科的需要、动机、兴趣、情感、意志、心态、能力等心理因素[9]。在实验过程中,要多与学生的沟通交流,鼓励其正确地面对遇到的问题,积极需求解决途径,调整心态等。对学生进行良好心理品质的培养,不仅可以提高学生学习本门学科的积极性、主动性、创造性,同时,也可以使学生不断正确认识自我,增强自我调控、承受挫折、适应环境的能力,养成健康的竞争意识与开放的心态等,从而形成健全的人格和良好的个性心理品质,促进学生全面和谐发展。 3.提高教师的科研能力和教学水平。实施研究性教学,不仅要求教师具有扎实的专业功底和全面的知识结构,同时还要求其具有较强的课程组织与驾驭能力。作为教师自身,一方面,要树立研究性教学的理念,充分利用教学资源,把最新的研究成果及时整合到教学内容之中;同时,要倡导创新理念,把对于问题的独立思考渗透到教学之中,从而给学生更多的启迪;另一方面,也要注意教学手段的改进,提高教学水平。教学过程是教与学双边互动的过程,教育者和受教育者之间是一种沟通合作进而相互促进的关系[10]。研究性教学,对教师的教学及对学生的学习都提出了新的要求,要在实验教学过程中,贯彻研究性教学模式,不断提高教师教学水平和科研能力,促进共同发展。医学人才的培养不是一蹴而就的,医学生的素质教育既是具体的、细致的,又是多元化的综合,从基础知识的积累及临床专业素质的培养到科研能力的提高,从探索精神的培养到创新能力的激发,从良好个性心理品质的培养到人文精神的提升等,是一个循循渐进的过程。在基础医学实验教学中贯彻研究性教学理念,发挥实验教学的优势,是提高学生综合素质的重要手段。为了向社会输送符合时代要求的高素质人才,我们应该积极倡导和相应在基础医学实验教学中开展研究性教学。 基础医学论文:基础医学翻转课堂教学的思考 1Bloom教育目标分类理论 Bloom教学目标分类是以Bloom为代表的美国心理学家受生物学、图书馆分类学理论和实践的启示通过多人的共同努力,多次实验和修改提出的教学目标分类理论,包括认知、情感、运动等三大领域[1]。平时应用更广泛更多的是认知维度,其从低阶到高阶分为知道、理解、应用、分析、综合和评价六个层级,每个层级都有特定的意义和行为特征,其中分析、综合和评价属于高阶能力。Bloom教学目标分类是一个从低级到高级的思维过程,符合人类的认知规律[2]。相对于以往抽象的知识、技能和素质教学目标分类,更能突出培养学习者学生主动参与、乐于探究、勤于动手,搜集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。 2发展高阶能力的意义 2.1高阶能力是工作任务和职业能力的要求 对卫生职业教育行业专家和临床医技能手的访谈和问卷调查结果显示,多数岗位工作任务涉及关联性较强的不同基础医学课程的知识点和技能点,原有按单一学科特点设置的基础医学课程不能较好的与工作岗位需求相适应。为了突出人才培养的适应性,在人才培养过程中必须注重分析、迁移和创新等高阶能力的培养。 2.2重视学习者高阶能力的发展,是国际信息化教学发展的主要趋势 信息时代改变着各行各业的运行模式,教育行业也不可能置身世外,如何利于信息技术促进教育的发展和变革,实现职业教育现代化,更好地服务于技术技能人才的培养,已成为摆在教育工作者面前的一项重要课题。长期以来,信息技术在教育教学中的应用始终未能有效地定位和实现自身的作用。基本上是嫁接在传统讲述法教学的基础上,局限于低阶能力的训练和低阶知识的学习[3]。目前国际上越来越重视以信息技术为基础的高阶能力的培养,因此改变直接作用于学习者学习活动和学习成效的教学模式成为一种必要。 3翻转教学 翻转课堂是近来藉由科技所产生的一种教学模式:所谓翻转,是指将课堂“知识讲授”和学生课后作业的顺序对调。实际作法是将课堂讲授的部份录制成微课,当作作业让学生在课前先观看,而将有限的课堂时间用于练习、问题解决或讨论等教学互动,以发展学习者高阶能力。教师课前发放导学案和微课。导学案提出相应的引导性问题,以引导学生进行课外的自主学习、资料查阅和准备讨论提纲。微课是把原来要在课堂上讲授的内容分段录制成5~10min的微视频,是学生自主学习的有效利器,分段的微课打破了课堂直线式的进行方式,便于学生控制自己的学习进度,必要时可重复观看较为难懂的部份。课堂中,采用学生为主体的教学模式,教师收集和整理典型临床病例,精心设计PBL、CBL或以器官系统为中心的教学案例,在案例教学中教师作为平等中的首席,承担课堂组织者和引导者的责任,为学生创设合作交流的空间和发挥独立见解的机会,以锻炼学生分析、综合等临床思维能力和创新能力。翻转课堂单元教学设计。 4翻转教学注意事项 翻转课堂的重点不在于教师自制微课来教学,而在于教师如何进行教学设计,高效进行课堂互动。翻转课堂可以让学生自行学习属于单向传授的知识,而将面对面的时间用于解决个别问题,且进一步培养学生分析、综合及评估等等高阶能力。认为翻转课堂就是在家看教学微视频是一种误解,翻转教学真正的目的应该是将课堂时间用作更深入的学习活动上,因为讲课其实仅是最基础层次的学习活动。并希望将学生从知识接收者转化为主动学习者,而且教师并非知识守门人,应该是学习过程的设计师与分析师。有观点认为翻转课堂并非创新的教学方式,在既有的教学方式中,指定学生先进行课前阅读书本章节,然后在课堂进行讨论的方式,即是一种翻转教学。但不论其是否为一种创新的模式,科技工具的普及的确提高了其可操作性,多了一种贴近新时代的教学模式。 基础医学论文:基础医学教学管理分析 一、建立新型管理模式的目的与意义 构建新型管理体制和运行模式,目的在于改变传统的实验教学体制,实现资源共享,统管共用,合理调配,为基础医学实验教学改革提供有效的体制和制度保障。随着科学技术的迅速发展,学科之间的交叉渗透不断深入,基础医学各学科之间的联系越来越紧密,要求医学实验教学理念也应随之转变。培养学生的实际操作能力和创新能力,提高融合多学科知识综合分析问题的能力已成为当前医学教育改革的发展方向。构建新型实验教学管理体制和运行模式,可使开设融合多学科知识的综合性、设计性和创新性实验成为可能,有利于培养医学生综合分析和解决问题的能力和实践能力,有利于使学生建立初步的科研意识和创新思维,提高医学生的综合素质。总之,有利于为社会输送高素质、有能力、敢创新的应用型医学专门人才。 二、建立新型管理模式的基本目标和思路 根据医学教育发展的需要和实验教学改革的发展趋势,建立新的实验室管理体制和运行模式,基本目标是在实现教学资源共享、合理配置的基础上,努力构建能促进学科之间相互交融的实验教学平台,不断深化实验教学内容改革,为开设综合性、设计性和创新性实验项目提供条件保障,更好地促进对学生实际操作能力、创新能力和综合素质能力的培养,从而提高基础医学实验教学水平和实验室建设与管理的层次,保证医学人才的培养质量。基本思路是:在深入调研、充分论证的基础上,根据学科和实验内容分群建设,统管共用,全面开放,采取多样化灵活有效的手段,鼓励各学科课程负责人之间进行学术交流,共同探讨跨学科综合性、设计性和创新性实验的开设,同时基础医学实验中心也要引进高学历的专职实验教师,促进跨学科综合性、设计性和创新性实验的开设,最终形成以实验中心牵头,各学科参与,共同完成基础医学实验教学内容的改革,实现基础医学实验教学改革的基本目标。 三、基础医学实验中心的结构体系、人员配置与职能分工 三峡大学基础医学实验中心包含基础医学实验教学平台和科研平台两部分。目前教学实验室平台分为病原学、机能学、化学与生物化学、形态学四个功能实验室模块。每个实验室模块按课程配备有专业的实验技术人员,共12人,主要负责全院的实验教学准备工作,模块内的实验技术人员在实验教学准备工作中相互协作,实行既有专业分工,又有相互合作的工作模式。同时每个实验室有一个负责人,负责实验室的日常实验教学管理工作,包括安排各课程的实验准备、实验材料请购计划的制定以及实验室管理等相关工作。科研平台目前分为2个部分(见附图),一部分是国家级中药药理三级实验室与省级药理学实验室研究平台,该平台设有独立的实验室主任,受医学院直接管理;另一部分包括省级免疫学重点实验室研究平台、形态学研究平台和生物化学与分子生物学研究平台,由基础医学实验中心管理,配备有3名专职的实验技术人员,负责仪器设备的使用和维护以及实验室的安全、卫生等日常管理工作。主要职能是为学校所有教师、研究生和学生的科研需要服务。同时也对外单位的科研需要提供服务,发挥服务地方的社会职能。 四、新型基础医学实验教学管理模式的初步成效 基础医学实验中心成立以来,新型管理模式的实施,在很大程度上克服了传统管理模式下的诸多困难,解决了实验教学中遇到的一些问题,初步显现了新模式管理的优势。首先是在教学实验室的建设方面体现了优势。新的管理模式可以集中财力有计划、分步骤地进行实验室建设;可以对现有的资产进行实质性整合和统一再分配,真正实现资源共享,减少浪费,杜绝重复建设,在很大程度上节省了开支,使有限的教学经费得到了充分利用,极大地改善了实验教学条件。比如通过集中财力一次性解决了解剖学骨标本严重不足的问题;一次性购买了实验教学急需的病理学和组胚学切片、微生物学和寄生虫学涂片等等,改变了以往凑合着用的局面,解决了实验教学的燃眉之急。随着教学实验室的不断建设与发展,这也必将导致实验教学改革步伐的加快,有利于我院基础医学实验教学水平上台阶。其次,新的管理模式对科技工作也发挥了重要作用。实验中心成立之后,在充分论证和调研的基础上,对实验室进行了大的调整,将原来各学科分散的科研用房集中,腾出6楼、7楼和部分3楼实验室作为科研平台,并按学科和功能分区,建立了药理学与中药药理学研究平台、免疫学研究平台、生物化学与分子生物学研究平台、形态学研究平台以及肿瘤研究平台等,所有科研平台均对全校的科研需要者开放,给教师和学生提供了便利的科研条件和管理有序的研究平台,极大地促进了我院的科技工作发展和研究生教育教学水平。此外,由于实验室用房的有效利用,在很大程度上还有效改善了科研用房和教师 办公室用房,使医学院原本紧张的用房条件得到了一定程度的缓解。 五、基础医学实验中心目前存在的问题 首先,是人才和人员结构问题。实验室建设离不开实验系列人才队伍的建设,只有建立一支学历和职称结构合理的实验系列人才队伍,才能实现实验中心自身的可持续发展[2]。而一个合理的实验系列人才队伍,既需要可以参与实验教学,并能牵头进行实验教学改革有高学历、高素质的实验教师,也需要有扎实专业知识和过硬实验操作技能的实验技术人员和能够根据实验教学需要,自行制备实验用材、教学标本、简单修理仪器的专业技工。多个不同层次的人才,可以各尽其能,合理分工,使实验中心的各项工作都有最合适的专业人员去完成,以保障实验教学的各个环节正常、有序地运行。然而,目前我院基础医学实验中心共有18人,其中实验中心的主任由1名主管教学的副院长担任,2名副主任来自教师系列,主要负责实验中心教学和科研的日常管理工作,其余15个实验技术人员中高级实验师5人,中级6人,初级3人,技师1人。而硕士研究生学历仅1人,本科学历4人,专科7人,中专及以下3人。50岁及以上3人,45-50岁7人,35-45岁2人,35岁及以下3人。可见人员结构现状是职称较高,但学历较低、年龄偏老化,知识结构和技术水平很难适应现代高新技术发展的要求。因此,实验中心在多个岗位都急需引进新人,尤其是高学历实验系列教师。此外,有些特殊岗位的专业技术人员,如解剖学实验员也极度缺人,因为学校的人才引进政策限制了愿意从事该岗位的低学历人才进入,以致有些工作甚至无法有序开展,严重制约了学科的发展和实验教学质量的提高。其次,是实验室建设经费投入不足的问题。 医学教育成本很高,因为要让学生了解人体结构,就需要足够的人体尸体供学生解剖;要训练学生的实际操作技能,就需要开设大量的动物实验;要让学生学会揭示生命的奥妙,就需要让学生学会检测和分析人体的各项生化指标、免疫反应、细胞状况等等技巧。这些实验的开设就需要大量的实验耗材经费和先进的高新仪器设备经费。此外,还有实验室网络建设以及实验系列人员的知识更新、学术交流和技术培训等都需要经费投入。而目前的实验教学经费远不能满足现代医学教育发展的需要。此外,实验教学用房紧缺问题。随着三峡大学跨越式的建设与发展,医学院近几年的医学教育事业也取得了飞速进步,不仅办出了自己的特色,也办出了一定的声誉。近年来,医学生的招生规模在逐年扩大,现有的实验室用房极度紧缺,一个实验小组原本只有4-5人,现在不得不变成7-8人。学生的动手机会明显减少,在一定程度上影响了基础医学实验教学质量。当然,这些困难都是发展中的困难,是可以通过多方努力逐渐解决的困难。我们相信在国家高等教育越来越重视实验教学环节的大氛围里,大学对实验教学的关注和投入将会不断加强。因此,基础医学实验中心完全能够按照新型管理模式的基本目标,完成实验教学改革的各项工作,最终成为培养优秀医学专门人才的摇篮。 基础医学论文:对基础医学课程教学研究 1基础医学课程有效教学的教师特质 教师作为“学有专攻”且“闻道在先”的有智之士,能够提供给受教育者所缺乏但必须具有的知识与能力。有效教师具备激励型人格、热情、精力充沛、幽默、可信任;有效教师的教学“以成功为导向”;有效教师的教学行为是有条理的。美国伊利诺大学心理学教授雷蒙德?卡特尔认为,可能影响教学有效性的教师特征如教师的特点、性别、年龄、知识水平及接受专业训练的程度,以及教师的课堂教学行为如课堂教学中教师提问的技巧以及对学生的评价等[2]。基础医学课程的教师不仅应谙熟本专业的相关知识,还要了解本课程与临床专业课程的联系、医学发展前沿动向。对于医学遗传学教师而言,在课堂教学中把握时机、合理地加入案例教学会大大激发学生的探究欲望。 2基础医学课程有效教学的教学目标必须明确 明确的教学目标是高质量教学的必要条件。因此,在教学中,要把每次课堂教学目标研究制定后,形成文字,帮助授课教师准确把握每堂课的教学目标,进而提高教学质量。以医学遗传学为例,讲授单基因遗传病一章内容,教学目标即掌握常染色体显性遗传病、常染色体隐性遗传病和性连锁遗传病的遗传规律,会应用它来分析、解决临床应用中所遇到的相关问题,如计算子代再发风险,解释近亲婚配的危害等。 3基础医学课程有效教学须注重学生主体差异 要强调以学生为主体,注意个体差异。依据这一理念,教师的教学应紧紧以学生为中心。在课堂教学中,教师所面对的是一个个活生生的有着不同生活经验、丰富情感和个性差异的人,这使得教师总是身处一系列频繁切换的课堂情境中。既要了解学生的先前知识结构、当前的学习状态、自我认识、学习风格、学习动机等,又要了解学生的需要与个体差异,如口腔专业以及眼视光专业的学生与临床医学专业的学生相较,就存在医学遗传学基础知识薄弱、对课程重视程度不够、没有主动学习的动力等特点。 4有效教学的达成要素 4.1对话教学 对话教学是创造生成的。教师随着学生思维的变换、心态的逆转和情绪的波动,敏锐地把握各种教育契机,重组教学资源,以达成主体间的心灵碰撞和视阈融合。在对话式教学里,教师不能将自己定位在主角或权威这种稳定的空间里,同时学生也不能处身于隐蔽自己的安全地带,师生之间应消弭人格尊卑的藩篱和课程进展的有限边界,释放学生的心智,使之在广阔的课程空间中漫游[3]。让互动与合作充盈着教学肌体,让教师把握稍纵即逝的生成资源,让课堂就像画轴一样逐渐展开“未曾预约的精彩”。 4.2有效互动与提问 有效互动要求准确把握“等待时间”。心理学研究表明:教师应该留给学生4~5秒的时间思考其提出的问题,这段时间是学生处理问题、形成答案的最佳时间。很显然,目前大部分教师留给学生思考的时间一般只有1~2秒,当学生回答受阻或者非教师本人所期望的答案时,教师要么迫不及待地自己回答,要么把问题转给能快速作答的“好学生”。教师的这种做法无疑在暗示学生:如果你不知道答案,最好保持沉默。这在无形中打击了学生回答问题的积极性,使其失去了独立思考的能力[4]。因此,在基础医学课程教学中,针对一个知识点提问的角度、时机,是值得授课教师研究的;在问题提出之后,教师的“等待时间”及与学生“眼神”的交流,都将影响互动的有效性。 4.3生成式教学 生成式教学从创新精神、实践能力和个性发展的时代意义上对有效教学的规范进行了重新解读和再概念化,从而实现了有效教学文化范式的重要变革。生成就是打开另一种思路,重新认识课堂中生命体的真正活动状况和自由意志的张扬程度,从而激发师生的内在生命力,使课堂真正成为学生向往的地方。生成式教学的基础是教师对教材、学生、教学环境的了解和把握,取决于学生与教师的有效互动;生成式教学关注教学的附加价值,需要教师的示范效应。 4.4教师的教学经验 课堂有效教学需要教师具备应有的教学经验,教师教学经验的合理性表现为能够促进有效教学的达成。教学经验与教学实践有直接的联系,它是教师在长期教学活动中对课堂教学情境进行分析、归纳和概括而形成的,是教师教学生活的一部分,能够为教学实践提供参考。教学经验是一个教师的精神财富和教学资本,也是构成教师对教学认识的内隐理论的主体。教师的教学经验实际上影响其课堂教学行为。在课堂有效教学活动中,教师要重视既有教学经验的运用价值,充分发挥其合理成分,促进有效教学的达成[5]。适应课堂有效教学的需要,教师应该努力更新自身的教学经验。美国学者波斯纳曾提出过一个教师成长的公式:教师的成长=经验+反思。因此,教师应该自觉加强教学经验反思,通过对教学经验进行分析、综合、比较、抽象和概括,祛除原有经验中的无益成分,提炼出原有经验中的精华,同时与新取得的教学经验有机结合并加以系统化。教师应该自觉地加强有效教学理念学习,特别要深刻地把握有效教学内涵与实质,同时,多关注与有效教学密切相关的建构主义理论、多元智能理论等学习,努力将它们变成自己教学观念的核心部分,从而不断以新的教育理论武装自己的头脑,促进教学观念的更新。 4.5教学评价 教学评价是对课堂教学活动过程与结果做出的系列价值判断行为,教学评价的对象和范围是整个教学领域,它突破了学习结果评价的单一范畴,包括教与学的评价,包括对学生掌握知识过程的评价和对教师教学过程的评价等。评价行为贯穿着整个教学活动的始终。评价的主要功能是改进,它的直接目的是为教师改进教学或者学生后续学习提供全面、客观而具体的依据。在方法和技术上,它不是单纯的定量分析,而是发展到定量分析和定性分析相结合。具体方式表现为:学生的考试成绩、教师对学生学习过程的评价量化表、学生评价教师课堂表现的量化表、学生自我评价量化表等。 5小结 实现有效课堂教学是一个复杂而系统的工程,各要素互相影响、渗透、制约、促进。欲使基础医学课程成为医学生走进临床专业课程的桥梁,教师必须树立有效教学的理念,掌握有效教学的策略 并应用于教学实践,最终获得良好的教学效益。 基础医学论文:基础医学实验教学中心的建设 1基础医学实验教学中心建设思路及实践 1.1实验中心的建设发展和实验室建设模式实验中心的建设和发展主要有三个阶段:第一阶段主要进行实验室搬迁、整合和实验室的硬件建设;第二阶段是实验教学改革与实验中心创新管理机制的磨合期,在转变观念的同时,加强中心的管理,建立健全各种规章制度,并加大实验教学改革和实验室开放共享的力度;第三阶段除继续做好实验室“硬件”建设外,对实验中心的“软件”建设提出了更高的要求,引进高学历教师到实验中心工作,加强了实验中心的队伍建设,充实和加强了专职的实验技术队伍。我校基础医学实验教学中心建立伊始就进行了课程整合、教材建设和教学团队的建设。为了使教学改革朝着学科交叉综合的方向发展,统一方法,避免内容重复,提高教学实验仪器设备的使用率,按照“优化资源,调整结构,完善功能,提高水平”的原则,把相关学科的实验室进行合并,成立多功能、全方位的实验教学中心。医学院校和科研院所实验中心的建设要立足本单位实际,全面考虑教学与科研的需要。我校根据自身实际情况,实验教学中心下设了四个平台和一个大学生创新工作站。四个平台分别为:形态学实验平台、机能学实验平台、分子医学实验平台和病原生物学实验平台。形态学实验平台:由组织胚胎学、病理解剖学实验组成,即用肉眼或显微镜来观察人体器官的正常和异常形态;机能学实验平台:由生理学、病理生理学、药理学和神经生物学实验组成,4个学科实验技术基本相同,基本操作过程也类似,均是实验动物的手术操作-信号采集与记录-结果处理与分析;分子医学实验平台:由生物化学、分子生物学、遗传学和免疫学实验组成,主要使用电泳、分光光度计、层析等实验技术;病原生物学实验平台:由微生物学和病原生物学实验组成。基础医学实验中心实行中心主任负责制,由中心统一调配实验技术人员,统一管理实验中心的所有实验室,集中管理和使用仪器设备,面向全校开放,紧紧围绕实验教学改革来建设实验室,围绕人才培养来管理实验室。在保持学科特色的基础上,构建起基础教学的、跨学科的公共平台,使得实验教学和相关教育资源的整合和利用更为有效,优质资源高度共享,受益面广,规模效应十分明显。 1.2实验教学改革是实验中心建设的关键实验中心以实验教学改革带动实验室建设,为实验教学全方位服务。要做好实验教学,建立先进的实验教学理念是十分重要的。在实验教学改革中我们有以下几点认识。 1.2.1更新实验教学内容将实验教学从原课程中分离出来,重新整合为与理论教学既有机结合又相对独立的完整实验教学课程体系。新实验课程体系分为基础性实验、综合性实验和设计性实验三层。科学合理设置实验项目及实验内容,在原先实验教学计划与任务中,减少验证性、简单重复性、陈旧性实验项目;保留一定数量的单科经典性实验科目,保留各学科与科研工作相结合的特色实验项目,保留实验教学常用的基本技术与方法的教学项目;增加前沿的技术与方法,增加综合性与设计性实验的比例,让学生有充分的时间去独立思考和发挥他们的探索精神。实验教学内容按四个平台模块化进行渐进性导入,根据各专业学员人才培养方案的要求选择合适的模块适时开展实验教学,授课任务由实验教学中心和相关教研室共同完成。适当增加以病例为中心、以系统为中心、涉及交叉学科的大型综合性实验项目。如围绕从正常组织-病理变化、机能变化-标本采集-病原检测-药物筛选等程序中就可以涉及组织胚胎学、病理学、病理生理学、微生物寄生虫学、药理学等多门学科的跨学科知识。这样的综合性实验项目更能考查学生知识的灵活运用、融会贯通,更有利于临床应用型人才的培养。 1.2.2改革实验教学手段传统的实验教学中老师详细书写实验讲义,学生则“照方抓药”,大部分的学生在做实验的过程中根本没有动脑,没有思考。这种灌输式或填鸭式的教学方式极大地扼杀了学生的创新能力和探索精神。因此,我们要大胆创新实验教学方法,吸取成功的经验,如现在研究比较多的PBL教学模式、网络教学模式、研究型教学模式、问题式教学模式等。这些教学模式能充分调动学生学习、研究的主动性和积极性,学习兴趣浓厚,课堂气氛热烈,形成教与学的良性互动;同时也锻炼了学生的自学能力、动手能力、分析判断能力和团队协作能力。另外本校实验中心还大力发展教学信息化建设,尤其是计算机辅助软件系统,中心各实验室全部安装了多媒体系统,实验教学课件、视频、操作方法等均实现多媒体播放。形态学实验室的数码互动实验室拥有近百个学习终端。本中心另购置一套基于网络的虚拟实验平台,涵盖了机能学实验60项实验内容。该平台进一步拓展医学实验教学空间,提升医学实验教学深度和广度,推进医学教育的信息化,深化教学方法改革,提高学生自主学习和创新能力。 1.2.3完善实验教学考核形式目前我部基础医学实验教学考核方法比较单一,有的考核实验操作,有的考查实验理论,还有的课程实验内容即是考试内容,这些单一的实验考核方法不能真实客观地反映学生的综合实践能力,也不能激发学生对实验的兴趣和动力。新实验课程体系考核方法将和传统理论考试分开,分为基本机能考核和综合能力考核。考核方法以实验基本操作考试、实验结果、实验 报告、论文答辩等不同形式进行,综合评定成绩。实验笔试考核则由实验教师以实验考核大纲为依据的命题试卷;实验操作考核采取抽签式,学生抽到的实验项目从实验器材的选择准备、实验方法的设计、实验结果的观察和分析、实验报告的书写等方面进行核定。这样的多元化实验考核更能客观真实地反映学生所掌握的实验技能和综合素质,激发他们的实验兴趣和创新潜能。 1.3实验中心队伍建设实验技术队伍是实验室建设与管理的主力,也是实验教学的主力军,这支队伍的思想状况、业务水平、专业技能等综合素质直接关系到实验教学、科研水平和管理水平,对实验室建设水平和培养本科人才创新精神和实践能力具有重要影响。因此,建设一支结构合理、整体素质高、自身实践能力强、爱岗敬业的实验技术队伍是非常重要的。我校实验中心建立以来,以教授、副教授、中心主任、副主任及各平台专门负责人、博士硕士为核心构成实验室建设团队,形成一支稳定的、专兼职结合的实验师资队伍。目前中心共有9人,其中副高级职称及以上人员加上博士共有5人。中心定期组织实验教师队伍进行多种形式的学术研讨和新技术交流,不断提高实验教师队伍的素质。中心还长期坚持对实验教学队伍的培训,参加全国各种基础医学和临床医学实验教学观摩活动,特别是针对新进教师,从设备仪器、软件的使用到开设哪些实验、如何开设实验等方面开展强化培训工作,取得良好效果。经过努力,实验中心目前拥有一支具有较高实验室管理水平和较强实验教学技术水平的实验队伍,同时,这支队伍还具有一定的科研创新能力,中心成立以来,实验中心教师发表SCI文章4篇,承担国家自然科学基金项目1项。 1.4实验中心管理体制中心建立不是实验室仪器设备和实验技术人员的简单合并,而应当包括实验室的管理机制、实验教学资源的优化配置、实验室规划与建设、规章制度的建立等方面。此外,还应考虑中心与各教研室之间、实验教学与理论教学之间、教师与实验技术人员之间的协调,以及重组后实验课程、教学内容与方法的改革等问题。因此,要通过有效的机制来理顺关系,通过相应配套的规章制度来规范行为,使各方面得到协调发展。如中心采用中心主任负责制,各平台由专人负责的管理制度;根据学科发展、现代教学要求和综合实验室功能,进行实验教学内容、手段和方法的改进,注意与理论课程教学的协调;实验技术人员采取固定编制与聘任制结合,实行集中管理,统一安排,避免因体制上的差异和管理上的独立而导致的实验室之间、教师与实验技术人员之问各行其是的局面。中心与各教研室之间应保持紧密联系、相互支持、相互依靠,在教学人员与教学内容上形成一种“分而不离、合而不拘、方向一致、互为推动”的新型教学管理模式[4]。即相关学科的实验教学与理论教学人员在管理上分开,承担教学任务不完全分开,并在尊重相关学科教学规律的原则下对实验教学内容进行合理的优化整合,使得中心与相关学科,实验课程与理论课程在教学过程中,互相支撑、协同发展。 2实验中心展望 本校基础医学实验教学中心建立还处于起步阶段,人员紧缺,场地局限。在中心主任带领下,克服重重困难,今年以八年制实验作为试点,完成机能学实验的重组。首先,依托实验中心的建设,对机能学实验室条件进行了完善,如更新计算机和多媒体示教等设备,生物信号采集分析系统更新为成都泰盟BL-420s型等。其次,对实验教学内容进行了整合,由原来单一的实验,成功地向综合性和设计性实验转变。如增加了设计性实验卵巢激素对大鼠痛阈的影响,该实验综合了生理学、病理生理学和药理学等知识,让学生在两周的实验周期中,观察去卵巢大鼠机械痛阈和热痛阈的改变,以及急性给予致痛剂去卵巢大鼠和对照组大鼠之间的差异。该实验专业性强,内容连贯系统,实践效果良好,强化了实验教学的实践和创新功能,培养了学生的科研能力,提高了教学效果。 总之,医学实验中心的建立与运行,打破了几十年来以课程为基础建立实验室,实现了对实验用房的集中调配、对仪器设备的统管共用。对实验技术人员的统一使用和对各课程实验教学的统筹安排,明显提高了实验室管理和建设的效率和效益。它的建设是一个系统工程,符合学校定位和办学思路及学校整体发展目标。实验教学内容中的综合性实验和设计性实验的引入,极大地激发了学生的学习热情,加强了学生的动手能力,促进了学生理论紧密联系临床的实践,培养了学生的科研思维,取得了满意的教学效果,对学生自主学习、综合分析和解决问题及创新思维能力的培养都有着重要的促进作用。我们将继续探索综合、开放、高效、可持续发展的实验教学中心运行机制和管理模式,使学校基础教学实验室的规模、结构、质量和效益协调发展,努力培养出具有高素质创新意识和创新能力的人才,力争将其建设成为具有军队教学特色的基础医学实验教学中心,进而进一步完善成为国家级基础医学教学示范中心。 基础医学论文:对基础医学研究型教课的探讨 1研究型教学的内涵与意义 自20世纪9O年代以来,清华大学、北京大学等一些国内重点大学都提出了建设世界一流的综合性研究型大学的目标,在教育改革方面形成了很多新的思路,并开始关注从传统教学向研究型教学的转变。在实施研究型教学方面,清华大学起步最早,成绩最为突出。此外,很多大学以及大学教师都在对研究型教学进行思考、探索和实践,但存在不系统、不自觉、非组织性等特点。研究型教学的理念迄今尚未被广泛接受,其运行模式尚未成为国内高校教学的主流模式。因此,教育界需要加强对研究型教学的系统研究,希望有更多的大学和大学教师参与探索、实践和交流,以推动我国研究型教学的全面进展。 与传统的知识传授型教学相比,研究型教学具有许多鲜明的特点。传统教学以教学为中心,而研究型教学以育人为中心;传统教学以传授知识为目的,而研究型教学以带领学生一起探索未知,发现、积累和创新知识为目的;在知识类型方面,传统教学以陈述性知识为主,而研究型教学以过程性、全局性知识为主;在教学环境方面,传统教学以课堂为主,而研究型教学包括课堂、实验室、研究室、工厂、企业、社区等;在能力培养方面,传统教学主要培养理解记忆能力,而研究型教学培养行动、认知、交流、自主学习、探索等全面能力;在教学方法上,传统教学以课堂讲述为主,而研究型教学包括课堂讲授、研讨、科研、参观、设计等多种方法;在实验教学类型上,传统实验教学多为验证性实验,而研究型教学多为设计性、探索性实验;在教材选取上,传统教学多固定一本教材,而研究型教学不受教材束缚,可参阅多种教材和参考资料。 研究型教学的组织形式可灵活多样,其中研讨会(seminar)模式被广泛采纳。学生根据研讨课题进行调研,查阅资料,提出问题及解决问题的思想、方法和技术路线,并完成一篇研究报告或论文。在研讨活动阶段,所有学生集中到一起,每位学生根据自己的研究题目作报告,然后讨论交流,最后由教师进行总结与评价。总之,对于培养创新人才,研究型教学具有许多传统教学无可比拟的优势,是培养高素质创新人才的必然选择。 2基础医学研究型教学的特殊性 20世纪初以来,全球医学教育经历了三波重大改革。第一波出现在20世纪之初,以1910年《Flex-ner报告》发表为标志,建立了以科学为基础的课程设置;第二波出现在20世纪中期,开始了以问题为中心的教学创新;第三波改革刚刚开始,以21世纪全球医学卫生教育专家委员会的报告发表为标志,强调以卫生需求为导向,借鉴全球经验,以能力培养为核心,学生可自由选择课程和学习方式。这三波医学教育的改革进程表明,医学教育越来越重视科学素养和综合能力的培养。 基础医学作为医学教育的重要组成部分,面临新世纪时代潮流的洗礼,需要实现教育理念的更新和教学模式的转变。传统的基础医学教学模式基本上属于灌输式、填鸭式教学。其课程设置较为固化死板,教材选择余地不大,教学内容比较陈旧,且许多内容脱离临床实际。在理论课教学中大多采用课堂讲授、大班上课,常常是老师讲、学生记。实验教学大多采用验证性实验,对学生的创新意识没有明显的提升作用。考试方法也比较单一,常常是期末考试一锤定音。基础医学教学长期演绎教师为中心、教材为中心、课堂为中心的教学模式,致使学生的创造力和自主学习能力长期受到压抑。因此,传统的基础医学教学模式存在不少弊端,不利于培养符合时代要求的创新性人才,有必要积极探索和推广研究型教学模式。 与理工科课程相比,基础医学教学存在某些特殊性。由于临床医学本科阶段的培养目标大多是全科临床医生,故必修课较多而选修课偏少,不便推行学分制。同时,由于临床医学专业比其他医学相关专业更为紧俏,不便推行大类招生和入校后的专业调整。尤其近年来,许多大学招生规模扩大,师资相对不足,教学资源相对贫乏,很难实行以小班为单位的研讨式教学。实验教学中心的科研条件常常有限,不便于开展大规模的学生科研;而各系室的研究室则空间有限,也很难满足大批量本科学生的科研需求。因此,要在基础医学教学中全面推行研究型教学,必须从多个层面进行探索和改革。在 学校层面,必须建立起研究型教学的教学理念,进行相关的培养方案和课程体系的改革,建立配套的教学评估体系和教学管理体系,塑造研究型教学的学术氛围。 在系、室或课程层面,需要结合课程特点改革教材编写,对课程内容进行整合,增加以小班为单位的研讨式教学,减少验证性实验,开展探索性实验。在教师层面,需要投入更多的精力,不断学习、更新知识,改革教学方法,提高开展研究型教学的指导水平和组织水平。 3中南大学基础医学研究型教学的初步实践 中南大学湘雅医学院是国内最早成立的西医院校之一,基础医学学科伴随着湘雅医学院的成立而产生,至今已有近百年历史。2000年,与中南工业大学、长沙铁道学院合并组建中南大学。从此湘雅医学教育融入了综合性大学的发展历程,借助综合性大学的教学科研实力,湘雅医学教育正在翻开新的一页。近年来,为顺应培养高素质创新人才的时代要求,我们在研究型教学方面进行了积极的探索。 3.1开设基础医学创新课程和基础医学研究训练课程近年来我们为八年制和五年制医学生开设了基础医学创新课程和基础医学研究训练课程,选取历史上基础医学领域的重大创新成果为范例,介绍其研究背景、研究过程、主要创新点等,由院内教授担任主讲,旨在培养学生对科学研究的兴趣,感受科学创新的艰辛和快乐。其中还特别安排了多场文献欣赏与批判研讨会,由学生主讲医学科技文献,针对文献中的亮点和不足之处进行广泛讨论,以培养学生对科技文献的鉴赏和批判能力。 3.2开设PBL课我院各课程都开设了PBL课,以问题或病例为基础,由学生自主查阅文献、主讲并组织讨论,教师予以小结。 3.3开设“新生课”为使八年制和五年制医学生早期了解医学和医学研究,在其进校的第一学期开设“新生课”,为其讲述医学史、学校发展史、医学教育发展趋势、诺贝尔生理学或医学奖获奖启示录、转化医学实例等,使学生进校后即对医学教育和医学科研产生浓厚兴趣。 3.4大学生早期科研训练为让大学生早期接触科研,我们安排了大学生早期科研训练。学生分成若干小组进入各系室,在老师指导下开展文献查阅、科研设计、综述写作、实验技术培训等,历时两个月左右。学有余力的学生还可继续与教师保持联系并开展课外科学研究。 3.5学生参与教改部分系室组织学生参与教改,对实验教学和理论课教学改革进行研讨和评价,实现了师生互动,教学相长。 3.6增加设计、探索性实验近年来各课程都缩减了验证性实验,增加了设计、探索性实验。其中部分探索性实验完全由学生自主设计,择优后予以实施;有些实验属命题式的探索性实验,即由教师划出一定的选题范围,学生在此范围内自主设计实验并付诸实施。 3.7组织基础医学创新设计大赛为配合全国基础医学创新设计大赛,我院积极组织学生参与基础医学创新设计竞赛。近两届获得全国大赛一等奖两项,二、三等奖及优胜奖多项,有上千名学生参与了各个阶段的竞赛活动。 3.8建立基础医学强化班为培养基础医学后备师资和基础临床两用型人才,我们于2008级起从临床医学专业学生中组建基础医学强化班,为其开设基础医学创新课程,并安排3个月的基础医学教学、科研实习。 3.9广泛开展学生课外科研各系室组织学生开展多种形式的课外科研活动。有些系室还建立了规范化的学生课外科研管理制度。学生获创新研究项目157项,发表科研论文100多篇。 4展望 研究型教学是培养高素质创新人才的必然选择,预期将会在全国各高等学校更加广泛、深入开展。对研究型教学的理论体系和实践方法进行深入探讨,符合21世纪高等教育发展的趋势,具有重要的理论意义和现实意义。在基础医学教学中,有必要对研究型教学模式进行系统研究。高水平研究型大学具有丰富的科研资源,为基础医学研究型教学的开展提供了很多优越条件。教师应该秉承教学与科研相统一的理念,积极投身于研究型教学,创造教学和科研的双赢。教学科研并重型或教学为主型高校也可根据研究型教学的教学理念,因地制宜地开展研究型教学。 基础医学论文:高职基础医学临床护理课程改革的研究 目的:基于“岗位胜任能力”高职护理专业实施系统课程体系整合的教学改革,教改班学生在适应医院的工作环境所需时间、适应医院的同事之间的人际关系所需时间、能较好地进行护患沟通、熟悉某科室的专科护理操作、根据疾病知识为患者做健康宣教5个方面较普通教学班有较大的提高。系统整合课程体系作为新生事物,虽然存在不足,但改革的思路和方向仍然受到肯定,能提高高职护理专业学生的岗位胜任能力,值得推广。 一、我国高等护理教育现状 我国高等护理教育30年的空白,给社会形成了一个错误的概念,认为护理学不是一个学科,而是一种技能教育。这种观念严重地影响了护理学的发展。不少护理教育工作者通过外出考查、国内调查均已提出我国的护理教育远远落后于发达国家,也有国外护理专家评价中国护理教育落后于美国50年。而学科要发展,教育需先行。因此,要促进护理学的发展,必须进行护理教育改革。这是所有护理界同仁所公认的。随着新的健康观的形成,人口老龄化、疾病谱的改变,医学模式的转变,医学新知识、新技术的应用和卫生保健体系的不断完善,护理人才已成为我国的紧缺型人才。但是目前我国高等护理专科教育与社会需求之间,与世界发达国家之间,与人们日益增长的卫生保健、健康维护的需求之间存在一定差距。首先,在培养目标、培养模式方面的定位比较模糊,没能充分体现知识、能力、素质并重的培养模式。其次,课程内容体系为医学本科的压缩版,仍然沿用传统的老三段结构。第三,教学方法、手段单一,不能体现以学生为中心的教育思想。第四,实践教学环节薄弱,偏重理论教学。第五,素质教育和能力培养不能得到很好地体现和落实。第六,教材内容陈旧与21世纪高等护理教育的培养目标要求不相适应。因此,需要通过深化教学改革得以实现。近几年,我国的护理教育正处于从生物医学模式向生物-心理-社会医学模式转变的时期,我国的高职护理院校正在积极地进行着护理专业人才培养模式和课程设置的改革。在目前的高职护理院校的课程设置中,基础医学课程都作为护生学习护理专业的先期课程。基础医学课程其设置的合理与否直接影响到护生对专业课程的学习和实践。现代护理改革一致认为基础医学课程应该突出护理专业的特点,王娟等人调查发现,在基础医学课程设置的意义和原则上绝大多数教师认为基础医学课程应该为护理专业服务,强调基础医学课程与护理专业学习、临床应用相联系。目前普遍存在基础医学课程与临床护理课程两步走,在基础医学课程学习结束后,再开始临床护理课程的学习,存在内容重复、分散,学生易遗忘及思维片面等问题,临床护理课程教师往往要在授课过程中,花大量时间复习相关的基础医学课程知识,无形中加重了学生的学习负担和教师的教学负担,降低了人才培养的效率。 二、我院针对现状对高职护理课程教学改革的尝试 为了改善医学基础课程与临床护理课程相脱节这一现象,我院借鉴国际护理教育理念,打破学科界限,根据人的整体理念,试点探索按“人体系统”来设置体系,将“基础医学课程与临床护理课程一体化融合”,即坚持以就业为导向,以能力为本位,紧密围绕现代护理岗位人才培养目标,根据整体性、综合性原则及护理专业特点将原有基础医学课程和临床护理课程相整合的教学模式。在临床护理方向班级中选择1个班进行试点,将课程体系的组织结构从传统的“基础—专业—医院”三段式的教学模式,探索实施“基础医学课程与临床护理课程一体化融合”,构建以职业能力培养为主线,按项目、任务、人体系统来设计课程体系。即将人体解剖学、组织学、生理学、病理学、药理学和内科护理、外科护理、妇科护理、五官科护理、传染病护理等课程有关内容进行优化整合。同时进行工学交替,课程理论教学与临床实践实现同步,实施“教、学、做”一体化的教学模式。减少了传统护理教学中存在的重复教学,缺乏内容整合的弊端,有利于学生系统的掌握护理知识,有效提高了教学效果。同时,在教学过程中,按系统进行教学实训,提升了学生的实践能力,实现了课堂教学和临床需求的零距离对接。我院从人才培养方案制订和完善、课程体系的制订和完善、教材编写、工学交替的实施等各方面做全面的探索和实践,将对高职护理人才的培养提供系统性、建设性和可行性的经验,对于改变我国目前高职护理教育人才培养模式与国际护理教育差距较大、毕业生不能满足社会对护理人才需求的现状起到积极的促进作用。 三、我院建立了全方位的课程改革的教学评价体系 “基础医学与临床护理一体化融合课程体系”的教学评价体系主要由校内教学评价和工学交替教学评价两部分组成。教学评价的对象主要为学生知识掌握情况、实践操作能力、学习态度和基本职业素质等。校内教学评价由过程性评价(操作技能、学习态度、阶段测验)和总结性评价(期末考核)组成。工学交替教学评价由过程性评价(操作技能、学习和工作态度、护理病历书写及汇报、日记、实习手册等)和总结性评价(出科考核)组成。在学评教方面,除了学校常规的学评教之外,在工学交替环节的带教工作方面,以问卷调查的形式评价临床带教老师的带教情况及工学交替基地的教学人文环境。并召开 组长会议及学生会议,访谈了解工学交替情况。 基础医学论文:基础医学研究生课程革新思路 1基础医学研究生课程改革的思路 宁夏医科大学基础医学院现有6个硕士学位点,涵盖10个基础医学学科,这些学科也是学校研究生教育的公共平台。为提高研究生教学质量,经过与广大导师论证,学院大胆地进行了研究生课程的改革,实施模块式教学。可供研究生选择的模块有:①平台课程模块,包括公共医学基础课程和学科课程;②进展课程模块,主要进行学科前沿进展介绍;③实践课程模块,主要进行技术方法操作训练;④学术活动模块,开展名师讲坛、博士论坛和研究生创新论坛活动。与先前的研究生课程相比,新课改中增加了基础医学研究进展、学术活动类课程模块。根据医学科学研究技术的进步,完善了技术方法类课程模块的内容,通过打破成规、精选教学内容和丰富课程内涵,达到加强课程的基础化和综合化建设,构建科学合理的课程体系,完善研究生知识结构的目的。 2课程改革的实施措施 完善课程改革组织机构。成立了基础医学研究生课程改革领导小组,组长由基础医学院院长担任,主管研究生教育的副院长担任副组长,成员则由各学位点负责人担任。主要职责是对新课程的实施提供各方面的保障,并及时解决实施过程的问题。课程改革实施方法。组织各学科专家进行平台课程和模块课程内容的整合,确定该专业该水平导师开展新进展讲座。课程结束时,要求结合课程内容及自身专业研究方向进行文献综述。课程教师和参与课程学习的体系共同参与内容的讨论。学术活动类课程模块。2007年开设组织实施博士论坛和院士教授讲坛,以营造青年教师、研究生与博士、教授面对面交流的学术环境,解决目前普遍存在的研究生很少接触其他专业导师的问题[3]。校内共有20名博士和10名教授,校外邀请到4位院士和40位着名学者通过专题讲座和报告的形式参与到研究生模块式教学改革中。此外,以研究专题的方式,实施多学科联合的学术沙龙,如神经生物学研究沙龙、血管发生和生成研究学术沙龙、群体遗传学研究沙龙、宁夏地道中草[文秘站:]药有效成分研究学术沙龙等。通过不同学科就同一问题的研究思路的展示和讨论,师生的视角得到了延伸、方法获得启示、思路更加明确。为了提高研究生科技创新的热情,举办了神经科学基础与临床研究进展研究生创新论坛,组织基础医学院和临床学院从事神经科学研究的研究生站在讲台上,展示研究思路和结果。技术方法类课程模块。技术方法的选择直接关系到医学研究目标的实现和结果的可行度。为此,开设了细胞培养技术、分子生物学实验、电子显微镜技术、形态学技术与方法、高级生物化学技术、免疫学实验技术、病理学技术与诊断病理学、分子病理学、生理学实验技术。由具有丰富研究经验的教师和技术室的技术人员担任指导教师,提供学生自己动手操作的机会。考试除了相关的理论测试外,主要是以学生的实验结果作为评分标准。为了上好实验技术课程,组织多学科导师及实验室技术人员,编写了两部针对研究生的技术教材,即《女性生育力保存技术》和《形态学实用技术》。这两套教材对课程的有效实施及研究生理论和实践的有效结合发挥了重要的作用。建立和完善各课程的质量监督和管理。实施年终学位点考核,听取学位点对研究生课程实施的效果评价,并收集教师和学生的反馈意义,对授课内容和方法进行及时必要的调整。 3结果 使用问卷调查的方式评估研究生课程改革的效果。问卷调查针对2007级、2008级研究生,调查人数为100人,回收有效问卷80份。问卷涉及课程设置,课程教学,课程选择和意见反馈四方面内容。同时,对20名调查人进行了此项目的定性访谈,主要内容包括上课的主动性,总体感受和需要进一步改进之处。课程设置。对课程设置的调查包括课程门数,必修课与选修课比例,知识量和课程质量四个方面,调查结果显示,研究生对模块式教学改革的课程设置总体认可程度为76.96%。课程教学。对课程教学的调查包括课程授课的知识量,授课内容的深度,与本科课程的区别,授课效率,专题讲座的次数和跨学科课程讲授六个方面,调查结果表明,研究生对模块式教学改革的课程教学总体认可程度为72.15%。课程选择。在所设置的两个课程平台和三个课程模块共35门课程中,研究生对各课程均有选择,其中选择生命科学研究进展的人数最多,占被调查人数的89.78%。实践类课程中分子生物学实验位居第二,为61.76%。细胞培养技术(60.23%),医学研究方法学(52.87%)和博士论坛(43.57%)分列第三、四和五位。定性访谈。分析定性访谈资料发现,课程改革后吸引力增强,多数研究生自述其上课的积极性有所提高,总体感觉良好。同时,部分研究生认为,改革后的课程安排需进一步完善,如课时偏长,时间不固定,小组人数太多,增加互动时间等。 4讨论 本课程的改革是本着建立富有先进性、有利于交叉学科研究生培养的宽口径课程体系的原则,妥善处理好经典内容和最新进展的关系,优化学科资源,构建具有创新性的交叉学科培养平台,去掉低层次课程,整合内容相近的课程;鼓励开设跨学科、实践性强的课程和多样 性、高容量、短周期的科技前沿专题讲座。从培养研究型的优秀人才角度出发,制定各学科的学位课[4]。其特点在于:①在公共课模块基础上加上了学科研究进展,强调了在学科发展的大背景下全面地介绍课程的基本概念后,引导学生尽快进入学科的前沿。②学术沙龙的开展力求使各门课程在加深和拓宽研究生基础理论、学科知识面和专业能力的培养等方面既有所分工,又相互补充,共享有限的研究生培养资源。③学术活动模块通过引入院士讲座提供给学生相关领域的国际前沿信息,院士的风采和对科学问题的引出和解决思路深深影响了学生的科学生涯。④研究生创新论坛和读书报告会锻炼学生在课堂教学之外,提出问题以及分析和解决问题的能力,积极提升研究生课程的教学目标。⑤技术课程模块不但使学生了解了各种技术解决科学问题的正确方法,且对学生技术操作进行了规范,最主要的是,学生通过技术课程的学习,与教师和实验技术人员建立了良好的关系,熟知了不同科研平台拥有的技术优势和大型共享设备,为以后课题研究过程中技术问题的及时解决奠定了良好的基础。研究生课程改革实施3年后,对参与课程改革的2007级研究生问卷调查显示,对改革后课程设置和教学的总体认可度均达到了70%以上,有效地解决了以往研究生课程分科过细,知识结构狭窄,教学手段方法单一等问题。在问卷的意见反馈中,研究生对课程改革持支持态度,并认为应进一步深化改革,加强进展类和实践类模块课程的建设,合理制定课时,增加互动性,增加研究生动手的机会和时间,使研究生课程更具吸引力。 总之,通过学科平台课程的搭建和技术方法类课程模块的建设及学科进展和学术活动的展开,使学生具备尽可能宽厚的知识面,进一步提高了学生解决问题和分析问题的能力,从而使其科研能力得到有效的提升,并为今后进一步改善研究生课程的设置提供了参考。 基础医学论文:建设特色高职护理基础医学体系 作者:陈浩浩 丁明星 李旭升 单位:金华职业技术学院 1高职护理教育的发展趋势 卫生部科教司《关于我国护理人力资源状况分析和加强护理紧缺人才培养培训工作的建议》中指出“加快推进护理教育教学改革,专业基础课中应减少医学基础性知识的比重,增加与护理工作密切相关的内容,以突出护理的内容和特色”[1]。随着护理教育改革的深入,护理专业的医学基础课学时逐渐减少,而社会和人文知识课程增多,这是顺应社会发展,培养护理行业,实用性人才的发展趋势。目前从国际护理教育改革来看,在新加坡国立大学采用“面向临床”,注重解剖学在临床护理的运用,将护理专业不常用的血管神经的小分支、一般肌的起止点等内容在教学中省略。英国的半岛医学院在人体解剖学教学中不用任何的尸体材料,而是采用活体表面解剖和图象获取解剖学知识,这是基于“医护人员所接触的都是活体以及由各种成像技术提供的人体图像”的理念[2]。这些都说明了基础医学的改革趋势是学以致用,与临床结合,与专业运用联系。 2基础医学课程教学现状 护理学是一门实践性很强的学科,护理操作技术建立对人体形体本身了解基础之上,基础医学课程是护理学专业必修的基础课,作为护理教育的主干课程,是护士最先接触的医学课程,基础医学主要包括了《人体解剖学》、《组织胚胎学》、《生物化学》、《生理学》、《病原生物学》、《免疫学》、《病理学》和《药理学》等课程这些课程间有着广泛密切的联系。学生对人体形态学知识掌握得如何,对其后续的其它护理学专业基础课程和临床护理学课程的学习有着举足轻重的影响。 2.1课程和教学内容体系 目前的高职护理在教育上基本是本科的压缩,课程体系上基本是临床医学专业课程的压缩和翻版,很多内容已超出了护理学的实际需要。同时,各门课程都为了强调系统性、完整性,忽视了学科之间的交叉渗透,忽略了与专业的相关性和实用性。 2.2教学方法 由于护理学科的不断发展和新兴学科的不断涌现,各门课程的教学内容在日益膨胀,要在有限的课程计划内完成繁重的教学内容,致使教师教学多采用灌输式,以教师为中心,没有发挥学生的主体作用和主动性,忽视了对学生的智能和创造精神的开发。纯粹的专业知识传授,只僵化于固定教材、大纲,重视生物、医学护理,而忽视了社会、心理护理,培养出来的毕业生,只会从事眼前的工作,缺乏做人的意识,不利于良好医德的形成,不能满足社会对高层次护理人员的需要。2.3实验教学绝大多数高职教育的学校是由中专卫校升格,实验室结构、功能、内容单一,只能以验证性、简单性实验内容的开设为主。由于学科间长期缺乏横向联系,很少开设综合性、设计性实验,忽略了实验学对学生基本技术与方法、整体技能训练的主要任务,普遍存在着“重理论轻实践”的现象。实验课时明显偏少,安排欠合理,无暇顾及实验教学的改革,学生不愿意或者没机会动手参与实验操作。结果造成实验教学多年来基本停留在反复做几个固定的实验,没有多大的改进,并且只强调实验课的上课率,实验质量无法保证。因此,高职学生实践能力差的现象一直困扰着护理教育。 3对基础医学课程教学改革的思考 近年来我国医学院校陆续进行了基础医学课程整合[3,4],主要是如下2种模式:一是以器官系统为中心的教学模式。按照“从宏观到微观,从形态到机能,从正常到异常”的原则,注重知识的系统性,将《人体解剖学》、《组织胚胎学》、《生理学》、《生物学》和《病理学》等课程分别按人体器官系统进行整合,以人体系统逐一进行基础医学知识教学。从宏观到微观的教学可以帮助学生记忆,从形态到机能的教学可以帮助学生对功能的理解,从正常到异常的教学可以加强比较,增加对疾病病变认识,从而为学生学习医学专业课程打下系统坚实的基础。二是以问题为基础的教学模式(problembasedlearning,PBL)。是以问题为引导、学生自学讨论为主体的一种教学法,于1969年由美国神经病学教授Barrow在加拿大麦克斯特大学首创。目前,已成为国际上一种流行的教学模式,它以模块式教学为构架,强调多学科的渗透融合,有利于高素质医学生的培养。对于我们高职医药院校,对于优化高职护理基础医学课程体系应以专业培养目标为依据,以理论教学的应用为目的,以必要、够用为度,以讲清概念、强化应用为教学重点,突出特色的原则对其进行整合。 3.1转变基础医学课程教学理念 基础医学教学的重点应该是整体优化课程结构,淡化学科界线,重视课程之间的相互联系。强化知识的整体性和实用性,做到基础医学课程的教学内容应与护理专业相呼应。护理专业一直提倡理论知识须以“必需、够用”为度,随着发展,其对教学改革的要求更加迫切。针对专科层次的护理专业,应压缩基础医学中有关疾病表现、诊治方面的内容,增加与护理程序、整体护理、健康教育、护理操作等有关的内容。如人体解剖学数学中可针对护理专业的特点,将最常用的护理技术操作归纳为3类,即注射类:如臀大肌、三角肌注射等;穿刺类:如股静脉、锁骨下静脉穿刺等;插管类:如胃插管术、导尿术等。通过详细介绍这些常用操作技术的解剖部位、特点、操作方法以及可能出现的损伤、并发症等为临床应用莫定坚实的形态基础,从而提高教学的针对性、实用性,使学生对解剖学产生浓厚的兴趣,提高学习的自觉性。收到良好的教学效果和启蒙作用。教学内容按专业需要进行精选,着眼于实际运用,压缩基础医学各门课程的学时,如有需要可增加选修课。 3.2创新基础医学教学方法 改革创新教学方法,即抛弃传统的知识灌输型教学模式,充分利用现代化多媒体教学手段,加大课堂信息量和直观性。充分发挥学生学习的主体作用,激发学生的自主性和创造性。将教学过程作为学生对知识的再发现过程,创造更多的师生交流空间,激发学生独立思考与创新意识。培养学生的自学能力、沟通合作能力、动手能力,使学生成为持续发展的个体。同时,将人文素质、健康教育和相应的社会课程贯穿于基础医学教育的全过程,使学生综合素质得到全面、协调发展。 3.3突出基础医学实验 实验课是教学的重要环节,可以使学生更好地理解和消化理论知识,激发学生学习兴趣,培养学生创新思维能力和一定的科研能力[5]。增加实践教学时数,使实践与理论比真正成为1∶2,给学生充足的时间进行实践探索调整实验内容,顺应课程整合改革,优化重组实验项目,删除重叠、陈旧性实验,减少验证性实验,增加探索性、综合性及基础与临床紧密结合的应用性实验,突出学生实践技能的一体化培养,把综合能力、创新能力和个性发展有机结合起来。根据护理学专业培养目标的要求调整实验教学内容,选择性的弱化与护理应用相关性不大的知识,比如解剖学实验中可适当增加人体表面解剖的相关内容,并加入临床护理应用知识,实现系统解剖学内容和护理应用解剖学内容的有机结合,对护理专业学生将来学习输液、注射和常用穿刺等操作技术具有非常重要的指导意义。#p#分页标题#e# 3.4完善实践操作考核 完善实践操作技能考核,根据实验实训教学大纲的要求分阶段进行操作技能考核(即认识能力、观察能力、动手能力)及实验结果分析考核(学生分析、判断问题的能力,语言表达能力)。同时针对不同层次的实验,采取不同的考核方式,客观、准确、科学地评价学生成绩,引导学生知识、能力、素质协调发展。基础性实验的考核主要依据:实验预习与报告,实验操作,实验考试;综合设计型实验的考核主要依据:选题的合理性和难度,设计方案的完整性、合理性、正确性,测试结果和设计报告;创新研究型实验的考核主要与项目作品、论文、答辩情况以及竞赛结果相结合。 4结语 通过基础医学课程改革,逐步实现从以学科为中心的教学模式到以学生为中心、以学生自我训练与提高为主的研究型实验教学模式的转变,从而创建一个传授系统性知识、培养创新性思维、锻炼动手能力的课程体系。该课程体系应当充分体现以学生为主体的教学理念,使实验教学成为培养学生动手能力、主动获取知识能力和创新能力的重要环节。最终目的是为了培养出具有时代特征、能够适应社会需求、具备高素质和发展潜力的护理人才。 基础医学论文:基础医学布鲁纳教学理念的运用 作者:于纪 单位:吉林职工医科大学 多年来,在医学教学中,我们有意识地尝试采用布鲁纳教学理论指导基础医学生物化学教学,师生主动建构学科的基本结构,以一般观念组织教学,注意调动和培养学生的学习态度和方法,激发了学生的学习兴趣,提高了基础医学教学质量,取得了一定的教学实效。 1指导和促进学生主动建构和内化学科基本结构 医学生必备的基础医学知识,毫无疑问要从培养实用型人才出发,依据基础医学各科教材内容及其在整个医学体系中的作用,特别是与临床医学的关系来解决。从布鲁纳教育学的宏观角度出发,可以把基础医学看作是临床医学的一般观念,而这似乎正是基础医学与临床医学教育学关系的实质和学习基础医学的意义所在。这样,学什么和怎样学,就是摆在我们面前的基本问题。我们不是布鲁纳教学理论的无条件追随者,只是消化、吸收和扬弃,提取布鲁纳学科结构理论的合理部分,为寻求必要的理论知识提供有益的借鉴和参考。布鲁纳学科结构理论从质的方面为教材提供了规定性,布鲁纳指出:“不论我们教什么学科,务必使学生理解学科的基本结构。”所谓学科的基本结构是指教材中那些具有内在联系并起普遍作用的知识体系。教学的核心就是用基本的普遍的观点来不断扩大和加深学科内涵。 基础医学教材中涉及许多概念和原理,生物化学主要是代谢途径,布鲁纳强调的是基本概念和基本原理的教学,认为这是着力之所在。教材的结构是由概念和原理等组成的,但各个原理和概念等之间又不是彼此割裂的,而是相互联系的。“学习结构就是学习事物是怎样相互关联的。”[1]这亦与埃德加•莫兰的复杂理论的关联的观点相契合,从而使布鲁纳教学理论提前具有复杂理论的味道。(埃德加•莫兰尝试用复杂理论关联前生命世界、生命世界和人类社会,予以统一的说明。)只有掌握概念和理论等的联系,才能真正地理解和消化教材这一部分内容。不仅如此,学科各知识还是充满关联的有机整体,它不仅要求我们在每一章节的教学中关联其相关内容,还要求以布鲁纳教育理论和复杂理论为指导,高屋建瓴,随时与后续章节相关内容相联系去理解和阐释,从而与学生一起循序建构知识的结构和网络。 在整个物质代谢的教学中,我们将布鲁纳教学理论作为指导。按照系统论整体—部分—整体的观点,从糖代谢开始,就预先向学生说明整个糖代谢和三大有机营养物质代谢是一个不可分割的统一的代谢整体,从而使其对物质代谢先有一个笼统的整体预知和“信仰”,使师生走好物质代谢教学和学习的每一步,然后在具体的教学和学习中逐步去关联、验证和理解。我们用布鲁纳的眼光如实地把糖酵解解读为整个物质代谢的一般观念。(因为不仅糖代谢,整个物质代谢都和糖酵解或多或少有关联,可以将它看作是承载整个物质代谢大网络的基础和生长点。)自糖酵解起,每学习完一个糖代谢过程,都由教师示范过渡到由学生自己将其与前一个代谢过程关联成一个统一的代谢图式;整个糖代谢学习完毕,学生也同步地完成了糖代谢的六大代谢途径的代谢总图谱。这样,原本按照教学程序不得不一一讲解和学习的代谢途径,此时在教师的指导下,学生通过自己学习和操作,已然在作业和头脑中形成了一幅完整的糖代谢图谱,从而深化和提高了其对糖代谢的深层理解和长时记忆力。因为在信息的任何组织中,如果信息嵌进了业已组成的认知结构中,就减少了材料的复杂性,就会使那类信息易于恢复、检索和提取。继之,对脂肪代谢和蛋白质分解代谢,同法效之。 最后,整个物质代谢讲解完毕,由教师指导和学生手制的一个具体的和实在的三大有机营养物质代谢全谱(这也不妨看作是一种特殊的概念图),就水到渠成地同化到学生的认知结构中。这样,原来教材中那些看似离散的静态的符号化的布鲁纳的学科结构,在教师和学生的共同努力下,即建构性地浓缩地整体关联地迁移、融合和内化到学生的头脑中。 2根据学科知识的层次性,以一般观念组织教学 学科知识依各个观念的抽象性、包摄性和概括性的程度不同,形成了一个具有等级性和层次性的金字塔型结构。处于金字塔顶端的就是学科领域中的核心的基本观念,布鲁纳称之为“一般观念”,这应是教学重点的实质所在。他认为一般观念可以用作认识往后所接触到的具体知识的基础,具体知识可以当作一般观念的特例来处理。心理学把这种现象叫做“原理和态度的迁移”。布鲁纳强调:“这种类型的迁移应该是教育过程的核心,用基本的和一般的观念来不断扩大和加深知识。”[1]他指出教师在一门课程的教学过程中,应反复回到这些一般观念上,以这些一般观念为基础,直至学生掌握了与这些一般观念相伴随的全部形式的体系为止。我们在整个教学实践中都十分注意教材各章节的一般观念的提取,使其在教学过程中“作为统领该学科基本结构的核心”[2],以包摄和概括其他观念,来不断地提高学生的认知水平。 在物质代谢调节教学中,3种水平的代谢调节最终都要通过细胞水平的代谢调节发挥作用。细胞水平的代谢调节本身又分成对酶结构的调节和对酶含量的调节;而酶结构的调节又包含变构调节和共价修饰;对酶含量的调节又分成酶蛋白的诱导及阻遏和酶含量降解的调节———调节方式何其繁复!我们则用布鲁纳的眼光辨识:提取细胞水平的代谢调节这一概念为一般观念。它包摄和概括了其他一切具体形式的细胞水平的代谢调节的概念,不但可以作为认识以后接触的具体的细胞水平代谢调节知识的基础,而且还可以作为激素水平和整体水平代谢调节的基石,进而关联到整个物质代谢调节一章的内容。 在教学论上,我们不是任何时髦教育理论的“粉丝”,而是课堂教学“授—受”与“对话—互动”的统一论者,不偏废和排斥任何一方。这亦与埃德加•莫兰的两重性逻辑观念相一致:对立概念的互补———这是一种新的思维方式,不是非此即彼,而是亦此亦彼。问题是要收放得宜,行其所当行,止其所当止。教师魅力四射的讲解,对学生来说也不失为一种享受。对此,我们欣赏经济学家郎咸平的系列电视讲座,并获得无尚的精神享受。 这一章教学伊始,我们就较充分地发挥了教师的首席作用之一———讲解,示范性地、较深刻地详解和释义细胞水平的代谢调节这一一般观念———借以为“进军”其他细胞水平代谢调节的系列子概念奠定基础:细胞水平的代谢调节归根结底是“谁”调节“谁”,如何调节。调节者,代谢物质也。而代谢物质欲发挥调节作用,根据控制论原理,任何一个成功的调节,起码要具备两个相互对立的因素。代谢物质是巧妙地通过浓度变化来调节酶的活性的:高浓度的代谢物质是一种调节因素,低浓度的则是相反的调节因素,一如电器的开与关。改变酶的结构和含量都可改变酶的活性,进而改变酶促反应的速度。并且给出细胞水平代谢调节的概念图,以此勾勒出细胞水平代谢调节诸概念的大致关系、脉络和框架。以上均为学生学习物质代谢调节一章奠定较为坚固的基础和提供起跑平台。#p#分页标题#e# 无论何种形式的细胞水平代谢调节的子概念都是由细胞水平的代谢调节这一一般观念衍生出来的,这一一般观念都将予以包涵和涵盖。在学生已较深刻地理解这个核心的一般观念和细胞水平代谢调节的概念图的“双重利器”的前提下,教师则可有信心地、踏实地分别依次向各个具体的细胞水平代谢调节的子概念展开教学。而每学习一个具体的细胞水平代谢调节的概念,则需反复地回到一般观念,以其为中转轴和指路灯,由此进入施莱尔马赫和伽达默尔的积极的生产性的多重释义学循环:在广阔宽松的自由的“课堂沙龙”似的氛围中,在细胞水平代谢调节的一般观念与细胞水平代谢调节的各个子概念及实例的循环往复之间,由教师与学生及学生与学生围绕其进行不拘一格的、多重的、交互的、不断的相互对话和讨论,“碰撞”,质疑,解疑,释义;教师可不时作壁上观,学生尽相互切磋、琢磨之本事,直至学生头脑中的认知结构(或前理解或成见)与细胞水平的代谢调节的诸内容达成动态的视域融合(部分交叠的),产生新的更深刻的理解为止。(当然,这种理解是不可能在课堂上一次完成的,还要延伸到课后,由学生主体本人或主体间不断地完善和深化。) 3“授人以渔”,师生共同参与“发现学习” 教材不仅是学科知识体系的载体和蓝本,教学的目的并非只是要学生记住教材内容,更重要的是让学生通过教材去把握渗透到其中的认识态度和科学方法,特别是认识态度,既抽象又具体。布鲁纳强调的一个重要的因素是发现的“兴奋感”,即发现观念间的、以前未曾认识到的关系和相似性规律,即所谓的“发现学习”,“让学习者自己去发现教材的结构”[3]及其构成,从而产生的对本身的自信感(所有真正的学习都是主动的,是一个发现的过程,这已是当代学界的普遍共识)。所以,他主张在学习学科的基本结构时,适当保留一些令人兴奋的部分,让学生自己“跳起来摘桃子”。“掌握结构与发现结构的有机结合和统一是布鲁纳结构主义教学论的一大特色。”在教学中,两者不应彼此割裂开来,而应相辅相成,贯彻始终。但是完全照搬“发现学习”,在教学时数有限的课堂等很多情况下,实行起来颇为困难。我们则更多地采用教师指导和参与下的“发现学习”,师生共同探索和发现学科结构及其特点。教师可根据不同的教学内容和学生情况,发挥不同的作用。在发现学习中,要根据本学科的实际特点,事先下点功夫,费点脑筋,刻意安排,选好课题,给足认知前提,适时点拨。 在整个物质代谢学习完毕,学生对物质代谢的联系已积累了大量的实际经验和体会后,顺其自然地提出:“三大有机营养物质的代谢为何能相互联系和相互转化?”但学生毕竟对自然界的一切联系都是物质的和物质的各种存在形式,缺乏更广泛和深刻的唯物辩证理解,即使面对自己亲手制作的物质代谢联系图,也有许多茫然之处,不知所措。此时,教师予以适时点拨,问“:两条直线为何能相交?两条公路为何能交通?”学生异口同声说是交点和交通路口。教师接着问“:那么代谢网的交点和交通路口究竟是什么呢?”面对繁杂的代谢图,终于有学生不那么肯定地说“:是代谢物质吧?”虽欠精确,但也接近正确答案。继之,教师让学生以糖酵解和甘油的分解代谢为例,试看两条代谢途径是如何相交和互通的,一些学生轻而易举地找到了磷酸二羟丙酮。“不愤不启,不悱不发”,就是这个道理。最后,就此趁势,以学生发现的磷酸二羟丙酮为例,师生共同讨论,统一得出共同的中间代谢产物(又一个一般观念)这个新的概念。原来整个三大有机营养物质代谢相联系就是各种共同的中间代谢产物中介所作用的结果。大彻大悟之下,灵兮归来,学生对整个物质代谢联系的认识,一朝云开雾散,豁然开朗。趁此余兴,教师从信息哲理的高度,进一步指出:两极并不直接相通,一切差异统一物的联系均须中介来介导,中介具有普遍的品性。这既是黑格尔的,也是我国哲学家黎鸣的看法。由此,破茧出蝶,又开辟一片处女地,使学生的总体认识水平更上一层楼。这种师生共同经历一番“跋涉”的发现,就是发现的“兴奋感”和“发现学习”。 多年来的教学实践证明,布鲁纳教学理论可以在基础医学教学中应用。它从教学内容、教学方法和学习动机诸方面,为全面培养实用型人才,提供了一定的理论根据和实际操作方法。再结合新的教育理论、教师自己的教学经验,以及教学内容和学生的实际情况,只要运用得当,是较为切实可行的。
电力系统论文:电力系统调度自动化技术的应用与发展 一、电力系统自动化和电力系统调度自动化 电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。而电力系统调度自动化是电力系统自动化的一部分,分为发电和输电调度自动化(通常称电网调度自动化)和配电网调度自动化(通常称配网自动化)。 二、电力系统远动 电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。远动系统包括控制站、被控站和远动通道。狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。电力系统的安全监控功能由各级调度共同承担,而自动发电控制与经济调度则由大区网调或省调负责,网调和省调还应具有安全分析和校正控制等功能。 三 、电力系统调度自动化的功能 (一)电力系统监视与控制 通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。 (二)电力系统安全分析 电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。 (三)电力系统经济调度 电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。 四、电力系统调度自动化技术在国外的应用 国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISc工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种: (一)西门子SPECTRUM系统。该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。 (二)CAE系统。该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一体。该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。 (三)VALMET系统。该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。 (四)SPIDER系统。该系统是由ABB公司开发的,采用分布式数据库和模块化结构,可根据用户实际需求配置系统。它具有双位的遥信处理功能,使状态信号稳定性好,并有一套完整的维护工具。 五、电力系统调度自动化技术的基本特征 电力系统调度自动化技术应具有以下基本特征: (一)该技术应该能够及时并准确地采集、检测和处理电,网中各元件、局部或整个系统运行的实时信息; (二)能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制的决策提供依据; (三)能实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的供电; (四)电力系统自动化技术能提高工作效率,降低电力系统事故发生概率,延长设备使用寿命,能够保障电力系统的安全、可靠、经济地运行,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。 六、电力系统调度自动化技术的发展趋势 随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电 力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。 (一)模块化与分布式。电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。 (二)面向对象技术。电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时准确地获得电力系统运行的实时信息。面向对象技术是一种能很好的解决这个问题的技术先进且能很好地遵循ClM的技术,但它的实现有一定的难度。 (三)电力系统调度综合自动化。全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。 (四)无人化值守管理模式。建立无人值班综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时监控、安全性分析、状态估计、负荷预测及远程调控等,当系统出现故障时自动报警,以便调度人员及时处理事故,从而保证电力系统安全、可靠、经济运行,实现无人值守调度管理方式,减少值守人员,提高工作效率。 (五)智能化。智能化调度是未来电力系统发展的必然趋势。智能调度技术采用调度数据集成技术,能够及时、有效地获取电力系统运行的实时信息,实现电网正常运行的实时监测和优化、预警和预防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢复等,最大限度实现全面、精细、及时、最优的电力系统运行与管理,以达到电力系统的调度、运行和管理的智能化。 结语 本文首先简要地叙述了电力系统调度自动化系统的重要性及电力系统设计人员掌握相关技术的必要性。根据几种电力系统调动自动化系统的应用,概述了电力系统调度自动化技术在国内外的应用状况。从电力系统调度自动化技术的基本特征出发,对几种电力系统调度自动化技术进行了简要的探讨。最后,对今后电力系统调度自动化技术的发展趋势进行了展望。 电力系统论文:浅论电力电子技术在电力系统中的应用 一、前言 电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 二、电力电子技术的应用 自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。 (一)在发电环节中的应用 电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。 1 大型发电机的静止励磁控制 静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。 2 水力、风力发电机的变速恒频励磁 水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。 3 发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。 (二)在输电环节中的应用 电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。 1 直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDC Light)技术 直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。 2 柔性交流输电(FACTS)技术 FACTS技术的概念问世干20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。 电力系统论文:分析电力系统不同调度模式的技术及经济特性 0 引言 电力系统有功调度的主要任务是制定发电机组出力计划,以满足呈一定概率规律且周期性变化的负荷需求。在这一过程中,调度机构不仅需要考虑各个机组的差异性,根据机组的发电成本、发电煤耗和环境污染等特点,在机组的最小、最大技术出力范围内按一定调度目标制定发电计划,而且需要考虑电力线路有功功率传输极限等安全、可靠性准则,保证电力系统的安全运行。 1 传统经济调度模式 传统经济调度模式,是按等耗量微增率原则分配各机组负荷,即按相等的耗量微增率在发电设备或发电厂之间分配负荷,使系统的总耗量最小。在传统经济调度模式中,机组的煤耗量曲线和它的微增率曲线是调度的基础资料,它们的准确性直接影响到经济调度效益。而发输配一体化的管理体制有利于调度机构获得准确的基础资料,因此,传统经济调度模式适用于发输配一体化的电力体制。传统经济调度模式有以下几个特点: 1.1 物理意义清晰 假定两台机组在微增率不等的状态下运行,且dF■/dP■ dF■/dP■,可以在两台机组的总输出功率不变的条件下调整负荷分配,让1号机组减少输出ΔP,2号机组增加输出ΔP。于是1号机组将减少燃料消耗(dF■/dP■)×ΔP,2号机组将增加燃料消(dF■/dP■)×ΔP,而总的燃料消耗将可节约: ΔF=(dF■/dP■)×ΔP-(dF■/dP■)×ΔP 0 这样的负荷调整可以一直进行到两台机组的微增率相等为止,不难理解,等耗量微增率准则也适用于多台机组间的负荷经济分配。 1.2 可以考虑网损的影响 传统经济调度模式可以通过计算网损微增率,构成煤耗与网损的协调方程式,对机组的耗量特性曲线进行修正,考虑网损对经济调度的影响。 1.3 对部分不等式约束条件较难处理 传统经济调度可以考虑功率平衡等式约束,同时,对于自变量的不等式约束条件,如发电厂有功功率上、下限,水电厂流量上、下限和水库水位上、下限等,可以通过检验方便处理;但是以函数形式出现的不等式约束条件,例如,线路潮流限制和母线电压上、下限等,传统经济调度较难处理。 2 计划电量调度模式 计划电量调度模式,可以确保投建机组的发电利用小时数,保证投建机组的固定成本回收,对于促进我国电源投资建设、尽快补足电力供需缺口具有积极作用,促进了这一时期我国电力工业的发展。由于计划电量调度模式仅与机组容量有关,不考虑机组经济性、环保性等因素,也带来了一些问题。 2.1 火电建设小型化 计划电量调度模式下,小型火电机组可以保证充足的负荷率,确保成本回收。因此,一些地区建设了一批小火电、小油电,以补足电力供需缺口。这些机组煤耗高、污染严重,影响电力工业的可持续发展。 2.2 水电及可再生能源发展落后 水电及可再生能源建设投资大、周期长,而且在计划电量调度模式下分配的发电利用小时数与火电相同,因此电源建设投资更倾向于建设周期短、见效快的火电机组。 2.3 输电设备建设落后 计划电量调度模式对电力发展的促进作用,主要倾向于电源建设,对输电设施建设没有引导和激励措施,造成这一时期我国输电设备较为落后。 2.4 电厂建设不经济 计划电量调度模式保证了机组的成本回收,此外,为鼓励投资兴建电厂,国家还规定了还本付息的电价政策。因此电厂建设工程缺乏约束,建设缺乏经济性。 3 节能发电调度模式 节能发电调度模式改革,必然对电力系统的发展和运行产生影响,具体体现在以下几个方面: 3.1 引导电源投资建设方向,改善电源结构 目前,我国以火力发电为主,清洁能源和可再生能源发电的比例较小,截止2005年,火电占总装机容量比例约为75.67%,电源结构不合理。实施节能发电调度后,优先调用清洁能源和可再生能源发电,对我国投资建设清洁能源和可再生能源的引导作用明显,有利于改善我国的电源结构,优化各类资源配置。 3.2 不能保证系统运行的经济性最优 节能发电调度能够获得在等输出电量情况下发电侧节能降耗和有害气体减排的作用,但是,由于不同电厂燃煤的来源不同、煤炭运输成本不同、煤价有差异等因素,煤耗量并不能代表发电机组的边际生产成本。因此,节能发电调度改变了传统经济调度按边际成本制定发电计划的原则,偏离了电力系统经济性的理论基础,是一种节能但不一定经济的调度模式。 同时,由于在当前“厂网分离”的体制下,很难获得真实的发电机组供电标煤煤耗率,并且供电煤耗率本身是发电机组输出功率的函数,这将使得节能发电调度模式不能达到预期的节能效果。 3.3 电网安全可靠性要求更高 节能发电调度模式下,大容量、低能耗机组接近满发,可能对电网的传输能力、安全裕度要求更高;另外大容量机组满发后,系统备用由多个小机组承担,可能造成系统事故备用容量不足,影响系统的可靠性。 4 电力市场交易模式 市场化改革的核心是对电力工业放松管制,以各种方式将发电、输配电和用电分离,形成多方利益实体的竞争化模式。电力市场化竞争机制的特点是放松管制之后,多方利益实体追求各自利润的最大化,同时也实现了社会效益的最大化。电力市场交易模式,对电力系统的影响主要体现在以下几个方面: 4.1 电力市场模式下电力系统更加经济有效 发电侧和售电侧引入竞争、打破电力工业的垄断经营,提高电力工业的生产效率和服务质量。发电竞争的结果使得电力系统整体供电成本下降,电价有所降低。 4.2 电力市场模式兼顾电力系统的节能环保 随着经济社会的发展,化石能源的消耗越来越巨大,由此造成的环境问题也越来越严重,欧盟国家己经对燃烧化石燃料而释放的二氧化碳征收高额的碳税,以化石燃料为能源的发电成本中,购买二氧化碳排放指标的成本已经占发电成本的一定比例,在这种情况下的市场竞争发电调度模式,实际上是一种兼顾节能和环保的经济调度模式。 4.3 电力市场交易模式复杂性增加 电力市场模式下需要考虑中长期交易、期货交易、实时交易等不同电量约束,调度的复杂性增加。市场模式下强调竞争,为达到各方利益最大化,可能造成电网在临界安全附近运行,淡化电力系统运行中复杂物理规律与市场竞争的关联,威胁电力系统运行的安全,可能背离预期的经济效果。 4.4 市场化竞争可能产生不必要的市场力 电力市场模式下,一些公司可能利用自身所占的市场份额优势或与其他公司形成联盟后所占的市场份额优势来操纵市场价格,这些公司的收益往往超过竞争所能取得的收益,产生不必要的市场力。为防止市场中公司之间的勾结行为,市场管理者应当采取相应的监管措施。 5 结束语 总之,在市场交易模式下,由于电力交易的多样性,调度机构不仅应当考虑时段之间的爬坡速率限制,而且应当考虑各种双边合同、电量合同以及期货合同等在各个调度时段之间的合理分配,同时,电网潮流的不确定性和多变性,使得安全经济调度的重 要作用也日益明显。 电力系统论文:谈电力系统调度自动化技术的应用与发展 一、电力系统自动化和电力系统调度自动化 电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。而电力系统调度自动化是电力系统自动化的一部分,分为发电和输电调度自动化(通常称电网调度自动化)和配电网调度自动化(通常称配网自动化)。 二、电力系统远动 电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。远动系统包括控制站、被控站和远动通道。狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。电力系统的安全监控功能由各级调度共同承担,而自动发电控制与经济调度则由大区网调或省调负责,网调和省调还应具有安全分析和校正控制等功能。 三 、电力系统调度自动化的功能 (一)电力系统监视与控制 通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。 (二)电力系统安全分析 电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。 (三)电力系统经济调度 电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。 四、电力系统调度自动化技术在国外的应用 国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISc工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种: (一)西门子SPECTRUM系统。该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。 (二)CAE系统。该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一体。该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。 (三)VALMET系统。该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。 (四)SPIDER系统。该系统是由ABB公司开发的,采用分布式数据库和模块化结构,可根据用户实际需求配置系统。它具有双位的遥信处理功能,使状态信号稳定性好,并有一套完整的维护工具。 五、电力系统调度自动化技术的基本特征 电力系统调度自动化技术应具有以下基本特征: (一)该技术应该能够及时并准确地采集、检测和处理电,网中各元件、局部或整个系统运行的实时信息; (二)能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制的决策提供依据; (三)能实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的供电; (四)电力系统自动化技术能提高工作效率,降低电力系统事故发生概率,延长设备使用寿命,能够保障电力系统的安全、可靠、经济地运行,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。 六、电力系统调度自动化技术的发展趋势 随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。 (一)模块化与分布式。电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。 (二)面向对象技术。电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时准确地获得电力系统运行的实时信息。面向对象技术是一种能很好的解决这个问题的技术先进且能很好地遵循ClM的技术,但它的实现有一定的难度。 (三)电力系统调度综合自动化。全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。 (四)无人化值守管理模式。建立无人值班综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时监控、安全性分析、状态估计、负荷预测及远程调控等,当系统出现故障时自动报警,以便调度人员及时处理事故,从而保证电力系统安全、可靠、经济运行,实现无人值守调度管理方式,减少值守人员,提高工作效率。 (五)智能化。智能化调度是未来电力系统发展的必然趋势。智能调度技术采用调度数据集成技术,能够及时、有效地获取电力系统运行的实时信息,实现电网正常运行的实时监测和优化、预警和预防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢复等,最大限度实现全面、精细、及时、最优的电力系统运行与管理,以达到电力系统的调度、运行和管理的智能化。 结语 本文首先简要地叙述了电力系统调度自动化系统的重要性及电力系统设计人员掌握相关技术的必要性。根据几种电力系统调动自动化系统的应用,概述了电力系统调度自动化技术在国内外的应用状况。从电力系统调度自动化技术的基本特征出发,对几种电力系统调度自动化技术进行了简要的探讨。最后,对今后电力系统调度自动化技术的发展趋势进行了展望。 电力系统论文:电力系统中电气自动化技术的作用和应用 电力系统中的电气自动化是现代科学领域中涉及最为广泛的工科类学科,这其中包含了计算机的软硬件处理技术、电力电子科学技术、信息处理技术、电气工程制造等多个技术范围。伴随着我国信息技术科学以及电子科技的不断发展,依托电能发展的控制行业已经逐渐无法满足现代社会农业、家用、办公、工厂制造等众多领域的高度运用,在高需求下,传统电力带动的技术在当今多线路的电力系统中已经愈发供应不足。实行高度自动化技术还能在很大程度上缓解工人的劳动量,并且节约了生产所花费的时间,更为电力系统的发展提供强有力的支撑,因此,对电力系统中的电气自动化技术应用的分析是极为重要的。 1 电气自动化技术在电力系统中的作用 各种行业各种技术的存在和发展都有着一定的依托促进作用,我国在近几年所呈现的大国崛起现象已经成为世界经济政治讨论的焦点,尤其是信息化相关方面普及发展技术更是可见一斑。而电力行业作为现代社会发展以及国家军事信息安全的保障性系统,更在不断提升自身设施、技术以及专业技能。与高速发展相对应的是,能源匮乏已经成为社会发展避无可避的重大问题。虽然电力能源并非讨论中心的一级能源,但是其与有限资源有着十分紧密的联系。 在我国,电力资源的获取主要通过火电和水电两种形式,然而煤炭资源这一非再生资源的逐年短缺已经成为无法避免的问题。水资源方面,水污染以及水资源的极度浪费还在逐步治理过程中,治理成果无法在短时间内显现出来。虽然近年来我国的电网覆盖面积在逐年扩大,但是由于我国国土面积辽阔,在一些偏远农村地区虽然实现通电,但电能供应极度不稳定。再加上通常情况下偏远农村地区由于经济发展较为落后,科技普及能力不足,所使用的电器以及输送电力所需的电缆设备老化情况较为严重,这就造成了电能的浪费和断电现象的出现。如果出现断电时,相关专业人员未能及时到场进行处理,将造成无法估量的严重后果,进而造成社会秩序出现紊乱,扰乱社会治安以及国民经济发展,更严重的会造成国家安全受到影响。 2 电气自动化技术在电力系统中运用的内容 电力系统中的电气自动化技术主要包括了PLC技术和计算机技术两方面。电力系统中的自动化技术其核心即为计算机技术,这也是电气自动化技术中最为常见也是最具代表性的科学技术,它为电力系统实现电气自动化提供前提条件,并且在输配电和供变电方面也发挥了无可替代的作用。 此外,计算机技术中运用了电网的调动,从而实现了国家电网信息的采集工作,并且还负责对不同的省、地区直辖市范围和省、市、县不同级别电网实施自主调配工作,对其信息进行储存和整合。计算机技术在电气自动化的实施还实现了我国整体电位设备整合,加强对整个电力系统的监控以及调动工作。 随着现代化的发展,采用电气自动化在电力系统运行中开展实时的仿真工作。电力系统采用电气自动化技术进行仿真技术的实施驱动,导致电力系统在更大的工程上都可以实现暂时以及稳定状态,在这两种状态中进行同步的实验,并且可以为电力系统提供强大且精确的数据,相关的工作人员还能够在这样的环境中,对于更多新型的电力装置进行测试,最终很大程度上推动了混合型的实时、仿真实验室的建立,也推动电力系统实现更大程度的发展。 PLC技术在电力系统中电气自动化的应用顺利实现了对于电网数据的分析、采集、整合、传递以及调换等工作,对整个电网实施控制,并且提高了在电力相关的生产活动中的协调性。PLC技术在电气自动化中的应用,使得电力控制内接线得以精简,并且使得电力系统的灵活性和稳定性大大提高,降低了系统的能源损耗,节约了电力生产的人力和物力。PLC技术所具有的种种优势使得其在电力系统中的电气自动化方面得到了充分的应用和发挥。PLC技术所采用的辅助性继电器,内部逻辑关联替换了之前的机械继电器导线相连。这样继电器其中节点转换时间就能够到达忽略不计的程度,这使得电力系统的可靠性显着提升。除此之外,PLC系统其抗干扰性非常强,这能够满足现代工业生产中复杂多变的工作环境。 随着社会科技的不断发展,研究的不断深入,系统的操作流程将会更加简单易操作,逐步实现了电力系统操作的方便快捷的目标,并降低电力员工的工作难度,提升作业准确率,这使得员工的工作效率大大提升。 3 电气自动化技术在电力系统中的应用和发展 计算机控制技术在电力系统中发挥着十分重要的作用,起着至关重要的影响。主要是由于计算机技术的快速发展,在电力系统中,用电以及输电、发电和变电、配电等很多重要的环节,都需要先进的计算机技术作为强大的支撑,这样可以在计算机技术的带动下,将我国的电力系统自动化技术也逐渐往更好的方向推动。 电气自动化技术在电力系统中的许多环节以及领域已经得到了广泛的关注及应用,这对电力系统的自动化建设有着很大的帮助,而且改变了传统电力制造传输过程中的不足和弊端,对电力系统的整体工作效率得以提升。电气自动化技术的实际应用充分迎合了我国电力市场在新世纪的发展需要以及社会需求,电气自动化的驱动技术以及自动化技术能够完成实时仿真工作任务要求,实现了稳定状态与暂时状态同步稳定的存在。与此同时,电气自动化驱动技术也使得员工的实践操作和运行准确率大幅度升高,并且促进混合型实时仿真实验室建设的完成。以太网等技术已经逐步进入到百姓的日常生活中,这也增强了电气自动化在电力系统中的实用性。电气自动化在电力系统智能服务化中的实际应用,使得智能化服务效率水平得到显着提高。该项技术在实现系统智能化服务的基础上还能够对障碍提供精准的自动分析,摆脱了电力系统在运行过程中人工分析的情况,大大提升工作准确度。在配电网工作中充分应用电气自动化技术,实现配电网数字信息配电一体化技术,降低电能的损耗,并且充分发挥了先进科学技术在实际工作生活中的价值。 电气自动化技术随着经济科学的发展,将会朝着更高的国际标准逐步迈进,在功能上能够实现“控制、测量、保护”这三大目标。IED电气自动化技术的充分应用和推广也将实现各环节信息的充分共享,并进一步加强了国家电网一体化的建设。电气自动化技术在电力系统中应用的规模将不断扩大,多媒体、通信、计算机等技术也将更加深入发展。电气自动化在保证系统相对独立性的同时还能够保证电网数据的准确采集和监控。PLC技术的操作流程也将向着直观精简易操作的方向发展,大大提高员工操作的效率以及准确率。因此,逐步加强PLC技术和计算机技术在电力系 统中的实际应用,将使控制设备的效率以及工作成果达到质的飞跃,并且传感器和执行器也应得到充分的推广。以太网、多媒体客户服务器的充分发展,也将使得这些技术更深入地运用到电气自动化技术的研究中,提升电力系统稳定性和高性能,加强电力系统中电气自动化技术的实际运用是现代科技经济发展的大势所趋。 我国自主研制的电气自动化控制系统,可以对电力系统的运行开展监控,对于相关数据进行采集,具有以下优势:对系统的独立性起到保护的作用以及对事故可以及时地进行分析、处理的优点;可以很好地将设备的重复配置现象减少,使得技术更加合理,对于设备的维护工作量也有很大程度的减少。电气自动化技术在未来发展的过程中,必将会逐渐转换成为保护、控制以及测量等很多方面的综合技术。保护、控制以及测量三者综合一体化的应用技术是未来电气自动化技术发展的主要方向,在未来的研究中,只有不断把这三个方面的工作通过计算机辅助使其一体化地完成,才可以真正地将电力系统从整体上实现自动化,也很大程度上推动了我国电力系统自动化发展的进程,促进我国的智能化电网系统改革更快地发展。此外,现代化的计算机信息处理技术也是电力系统发展中一个必不可少的组成部分,它正在朝着并行处理分布式的方向快速发展,计算机在电气自动化技术未来的发展中也会占据越来越重要的比重。 4 结语 电气自动化技术在电力系统中的实际运用,大力推进电力系统现代化的建设发展目标,使得电力系统智能化服务的效率和工作质量得到了显着提升。在实际生产实践过程中,我们必须将新技术、新思想积极大胆地应用到电力系统生产过程中去,这样才能发挥新世纪信息科学技术所产生的巨大价值和影响。对于电力系统中的电气自动化技术进行不断深入的研究,逐步完善我国电力系统的一体化建设,为我国智能电网的建设目标以及电力工业发展注入新的活力。 电力系统论文:浅论计算机网络安全在电力系统信息化中的应用 导语 在电力系统发展与信息化相结合越来越紧密的今天,计算机网络一方面促进了电力系统的建设与发展,但在另一方面上计算机网络本身所存在的易受病毒侵害等问题,也在无形中加大了电力系统运营的安全风险性。 1、计算机网络信息安全对于电力系统运营稳定的影响 在开放的电力市场机制下,通过计算机网络引入可以有效的将电力用户与电力交易中心进行联系,密切了双方之间的服务关系,因此一旦电力系统受到相关计算机网络病毒的侵害,将会对消费者和电力企业造成极大的损失。在这一情况下,在电力系统中进行必要的计算机网络安全防护工作医刻不容缓。电力企业中为了防止黑客以及病毒的侵害,通常采用认证技术以及加密等措施进行保护电力系统计算机网络安全,但是很多的非法份子以及黑客能够根据数据传输的长度、速率、流量以及加密数据的类型等等对电力系统中较大设备的影响或者破坏,或者非法份子以及黑客等还可以将计算机网络流量的分析和密码的分析结合起来对传送的数据进行解码,这样就会对电力系统中直接操纵的设备以及数据受到严重的威胁,所以在电力系统计算机网络信息中没有安全保护措施,可能会对电力系统造成严重的破坏,因此在电力系统中加强计算机网络信息安全防护措施是非常重要的。 2、电力系统计算机网络信息安全存在的问题 2.1工作环境的安全漏洞 目前在很多电力企业中电力操作系统以及数据库系统等用户环境自身就存在很多的安全漏洞,如对特定网络协议实现的错误,自身体系结构中存在的问题等一些漏洞都会对电力系统造成严重的破坏,从而对电力企业造成严重的损失。 2.2网络协议存在的安全问题 在电力系统计算机网络(Internet)中采用的TCP IIP协议主要是面向信息资源共享的,所以会造成部分的计算机网络协议存在一定的安全漏洞,这种漏洞也是目前计算机网络以及信息安全问题中最为重要的根源。比如常见有FTP、Telnet、SMTP等协议中。并且在电力系统中用户的口令信息主要是采用明文的形式在计算机网络中进行传输的,这些网络协议虽然是依赖的TCP协议本身但是也不能保证电力系统计算机网络信息传输信号的安全性。 2.3计算机病毒的侵害 计算机病毒是最为常见的一种病毒形式,任何一个接触计算机网络的人员都可能会有遭到病危害的先向我。计算机病毒分为“蠕虫”和“病毒”,计算机病毒是一种诚讯,是一段可以进行执行代码的程序。计算机病毒如同生物病毒,具有独特的复制能力,并且蔓延的速度是非常之快的。但是也是非常难以清除的,并且病毒还能够将自身附带的各种病毒类型一个用户传到另一个用户通过文件的复制进行传递。计算机病毒不仅具有复制能力,而且也具有其他的一些共性一个被污染的程序能够传送病毒的载体。 3、电力系统计算机网络信息安全的防护措施 3.1加强对网络安全的重视 电力系统计算机网络的安全性越来越重要,所以在电力企业,首先应该提高全体员工计算机网络信息安全技术水平和信息安全知识水平,提高防护计算机网络信息窃密泄密的水平以及综合能力,电力企业中严谨将涉密的计算机与互联网或者其他的公共信息网相连接,严谨在互联网以及非涉密的计算机网络中处理单位机密以及国家机密的,不断落实计算机网络信息安全保密责任,加强对网络安全的认识,并且还应该开发合作单位的安全保密管理系统,并签署保密协议,加强对电力系统计算机网络信息安全的监督和管理,并且应该定期不定期的对电力系统计算机网络信息的安全性进行检查,并且还应该做好文档的存档、登记以及销毁等各个环节的工作,及时发现并处理电力系统中网络信息安全隐患,从而保证电力系统网络信息的安全性。 信息化是我国加快实现现代化和工业化的必然选择,坚持信息化带动工业化,以工业化促进信息化,从而走出一条含有高科技的道路,不断推进我国信息化的建设。我国最高人民检察院以及中央保密委员会也多次发出相关文件要做好信息保密工作,切实防外部侵害和网络化带来的国家以及单位机密泄露。 3.2防火墙的拦截 防火墙主要是保护计算机网络安全的一种技术措施,它主要是用来进行阻止网络中的黑客的入侵的一道屏障,防火墙也被称为是控制逾出两个方向通信的门槛。在电力系统中在杀毒软件的基础上配置防火墙软件系统是比较安全的措施,并且在电力系统中为了预防黑客或者不法分子的入侵对计算机网络信息以及系统的备份是非常重要的,而且还对备份进行定期的检查,保证其有效性。 3.3防病毒 (1)在电力企业中管理信息系统应统一部署病毒防护的措施,严谨电力系统中的安全区Ⅰ和Ⅱ与管理信息系统共同使用一个防病毒的管理服务器;(2)在电力系统中对于所有系统中的服务器以及工作站都应该布置有恰当的防病毒产品的客户端;(3)在对电力系统的计算机网络进行布置单独的电子邮件系统时,必须在电子邮件的服务器前段部署杀毒软件以及病毒网关,从而可以有效防止带有病毒的邮件在办公网路中传播蔓延;(4)电力系统与Internet的网络接口处也应该部署防病毒的网关,从而可以防止蠕虫以及病毒的传播和蔓延到电力企业的管理信息系统中;(5)为了保证电力系统计算机网络的安全性,还应该加强病毒的管理,从而可以保证病毒特征码的全面及时的更新,并且应该及时进行查杀病毒的特征以及类型并掌握病毒对电力系统威胁的情况,从而可以采取有效的措施保证电力系统的网络信息的安全性。 4、电力专用物理隔离措施 在电力系统中对于网闸可以采用隔离岛以及双处理器的设计技术,并且在电力系统的软件和硬件方面都应该采用单向传输控制,从而保证网络传输的单向性具有可靠地保证。为了保证电力二次系统的安全性专门设计了单向电力系统的物理隔离装置,这种隔离装置主要用于电力系统的安全区Ⅰ或者集散控制系统中的DCS系统中,安全区Ⅱ(非控制生产区)和管理信息系统的MIS网或者安全区Ⅲ、Ⅳ(生产管理区)等网络物理隔离,并且还能够保证电力系统的安全区Ⅰ、Ⅱ向安全区Ⅲ、Ⅳ进行实时有效的传输数据。并且电力 专用物理隔离措施能够有效的阻止病毒以及黑客以及外来网络的入侵。从而可以最大限度的保证电力系统计算机网络的安全性。 5、主机防护 电力系统中的主机防护系统能够有效的预防以及控制各种计算机已知病毒或者未知病毒、各种恶意程序以及木马的入侵。并且在进行连接互联网时,不用担心由于中病毒而导致系统的瘫痪现象,并且可以不用重启系统,只需要进行点击按钮,则系统就可以恢复到正常的状态,主机的防护对增加服务器的安全性具有重要的作用和价值。 总结 电力系统计算机网络信息化的应用随着社会的发展和科学的技术的发展而发展,在信息技术快速发展的时期,计算机网络信息的安全性也在逐渐变化,这对电力系统的计算机网络细信息的安全性和可靠性带来更大的挑战,目前电力系统的安全防护主要是防护病毒、黑客以及非法分子等通过各种形式对系统的攻击和破坏,因此加强电力系统计算机网络信息的安全防护是保证国家重要基础设施电力系统安全性的重要措施。 电力系统论文:对通信技术在电力系统的应用分析 一、电力应急通信中VSAT卫星通信的应用范围 (1)实现双向数据传输。在双向数据传输过程中,电力系统应急VSAT卫星通信具备中低速率、续传输、呈星型拓扑结构(可实时指令控制远端变电站)且指令传送及返回时延 二、电力应急通信中VSAT卫星通信组网方案 (1)县调范围VSAT网络方案。因此对于通信系统的实时性要求较低,可以采取租用商业卫星通信网络。在组网时采取共享主站方案,均以调度部门、变电所、远端小站的方式接入系统,主要运用“双跳”连接。(2)地调范围VSAT网络方案。此组建方案主要是应用于数量较多(几十个小站之间)站点的通信,其通信业务主演涵盖:中低速率数据通道、话音传输、图像传输通道以及太网接口等等。由于此类通信网络结构需要具备较高传输实时性且信息种类较多,因此需要组建专用的VSAT系统,调度部门、变电所、远端小站主要采取“单跳”连接方式,建立起以调度部门为中心,电力系统内的厂、所为远端小站的VSAT网络通信系统。(3)省级系统VSAT网络方案。省级系统内厂站VSAT网络主要是指组建一个系统调度中站覆盖全省所有变电所、远端小站的VSAT通信网络。该通信网络系统必须能够保证各个地调至省调通局之间以及各个地调至所有覆盖范围内的厂、所之间的通信传输均为“单跳”连接方式,在整个通信网络管理系统中需要设置一个中心站,主要负责监视、控制系统和管理整个通信网络[2]。 三、电网VSAT卫星应急通信建设实例 在国网公司VSAT卫星应急通信网络的建设当中,组网方案主要采用的是以省公司统一VSAT网络平台方案(即:采用分层、分区域架构形式)。省信通公司范围内,在省调控中心建设中心站/主站,各个厂站建设子站系统(主要设备为便携小站和车载站),通过中心站/主站与每个子站直接通信,构成星状卫星通信网。网络结构如图1所示。主站系统是利用卫星运营主站,卫星带宽资源是利用租用的亚太5号卫星Ku波段转发器资源。中心主站至220kV变电站卫星通信电路开通,使通道具备了应急条件下为电网提供可靠通信通道的条件。这使整个电网的电力通信系统在运行时更加稳定和可靠,保障电网安全抵御自然灾害的能力将会得到质的提升。 电力系统论文:分析广域测量系统在电力系统中的应用 摘要:广域测量技术是近年来电力系统前沿技术中最活跃的领域之一。论述了广域测量系统(Wide-Area MeasurementSystem,WAMS)在电力系统稳态分析、全网动态过程记录和暂态稳定预测 及控制、电压和频率稳定监视及控制、低频振荡分析及抑制、全局反馈控制等方面的应用,对其应用前景做了简要分析,并提出WAMS的发展规划。 关键词:广域测量系统(WAMS);同步相量测量装置;动态监测 随着电力系统总容量的不断增加、网络结构的不断扩大、超高压长距离输电线路的增多以及用户对电能质量要求的逐渐提高,对电网的安全稳定提出了更高的要求。建立可靠的电力系统运行监视、分析和控制系统,以保证电网的安全经济运行,已成为十分重要的问题。近来受到广泛关注的广域测量系统(Wide-area measurement system,WAMS)可能在一定程度上缓解目前对大规模互联电力系统进行动态分析与控制的困难。 1安全稳定控制系统 互联网稳定控制面临着较多的问题:互联系统的低频振荡问题及紧急控制等问题。如我国华中系统的低频振荡衰减时间较长,当系统出现故障时,华中系统的较长的动态过程势必会通过联络线影响到华东系统。传统的基于事件的就地控制不能够充分观察系统的动态过程,因而不能够较好观察系统的各种状态,比如某些系统目前无法较快地抑制低频振荡问题。基于响应的广域稳定控制增强了互联网稳定控制的可靠性和灵敏性。 目前的稳定控制系统,比如电气制动、发电机快速励磁、发电机组切除、自适应负荷减载及新兴的灵活交流输电等,发展到广域控制都应该是基于广域电力系统的信息:原来使用就地信息不能够满足控制对电力系统充分观察的要求。广域测量系统提高了电力系统的可观察性,通过各种分析手段,进行系统动态过程的分析,如通过频谱分析,可以实时计算出系统的振荡模式、系统状态量的变化趋势等:从而提供给广域控制充分的动态信息。 1.1 暂态稳定预测及控制 当今投入实际工业应用的稳定控制系统可分为两种模式,即“离线计算、实时匹配”和“在线预决策、实时匹配”。但分析表明,大停电往往由“不可预见”的连锁故障引起,在这种情况下以上两种稳定控制系统很可能无法响应。理论上最为完美的稳定控制系统模式是“超实时计算、实时匹配”。这种模式假设在故障发生后进行快速的暂态分析以确定系统是否会失稳,若判断系统失稳则给出相应的控制措施以保证系统的暂态稳定性。这种稳定控制系统的整个分析计算、命令传输、执行过程的时间极短,理论上可以对任何导致系统暂态失稳的故障给出相应的稳定控制措施,达到对各种系统运行工况、各种故障类型的完全自适应。 WAMS 在以下几方面的应用有助于实现上述自适应实时控制系统: (1)对于 WAMS 提供的系统动态过程的时间序列响应,直接应用某种时间序列预测方法或人工智能方法预测系统未来的受扰轨迹,并判断系统的稳定性。但由于电力系统在动力学上的复杂性,这种直接外推方法的可靠性值得怀疑。 (2)以 WAMS 提供的系统故障后的状态为初始值,在巨型机或 PC 机群上进行电力系统超实时暂态时域仿真,得到系统未来的受扰轨迹,从而判断系统的稳定性。仅就算法而言,这种方法是可靠的,但在连锁故障的情况下,控制中心未必知道该方法需要的电力系统动态模型;再者,该方法要求的时域仿真的超实时度较高,目前对大规模系统而言可能还存在困难。 (3)基于 WAMS 提供的系统动态过程的时间序列响应,首先利用某种辨识方法得到一个简化的系统动态模型,然后对该模型进行超实时仿真,得到系统未来的受扰轨迹,并判断系统的稳定性。这种方法的可靠性比第一种方法好,同时仅基于WAMS 提供的实测信息,不需知道第二种方法必需的故障后系统动态模型的先验知识,应该是目前比较有前途的方法。 除了判断系统稳定性外,另一个重要问题是若干预测结果为系统失稳,那么该如何给出适当的控制量以避免系统失稳,这方面的研究相对于暂态稳定预测的研究还较薄弱。它涉及电力系统稳定量化分析和稳定量化指标对控制变量的灵敏度分析,即使在离线环境下这也是一个难点,实时环境下要求快速给出适当的控制量将更加困难。有些研究以WAMS 得到的故障后一小段时间内的实测量为输入向量,通过人工神经网络直接将这些实测量映射到控制向量(如切机、切负荷量等)空间,这种方法相当于将暂态稳定预测和求解控制量都隐含在神经网络之中。但人工神经网络的训练需要大量样本,如何保证这些样本对各种系统运行工况和各种可能发生的故障具有足够的代表性是一个难题。WAMS 得到的实测信息也可用作稳定控制后备的失步解列装置的触发信号,在这方面的研究中系统通常被等值成两机系统。 1.2电力系统稳定器(PSS) 传统的分散配置的分散控制器实际上是在简化模型下设计的“孤立”控制器,只考虑本机可测信号,不考虑多机系统之间的关联作用及系统中其它控制器的存在和交互作用影响,其结果是这种控制器只对改善本机控制特性有一定好处,但对系统其它相邻机组的动态行为不可能有确定的改善,相反存在着各控制器间动作无法协调,而使各自的控制特性恶化的可能性。北美系统在进一步加装PSS过程中曾有过由于相互协调而使低频振荡重新出现甚至加剧的实例。 广域测量系统提供了广域系统的同步状态量,为进一步开发相互协调动作的电力系统稳定器打下基础。基于广域测量系统,PSS可以观察动作以后系统各点的响应情况,并根据系统的状态,确定进一步的动作。 2 电压、频率稳定控制 2.1 慢速电压稳定控制 基于广域测量系统,人们可以开发较为慢速的广域控制,比如电压稳定控制。美国BPA公司正在开发"先进电压稳定控制"项目。该项目基于广域测量系统和SCADA系统提供的系统电压、电流相量、有功、无功及频率等综合信息开发以下控制:基于响应的快速控制,该控制措施包括发电机跳闸及无功补偿调节。该控制主要需要提供电压相量、频率、有功及无功的测量;利用无功补偿设备进行电压控制,基于广域测量系统提供的电压幅值及功角,无功补偿设备使用模糊逻辑控制来调节电压幅度;变压器自动调压避免变电站之间并联变压器的环流现象,提高电压稳定性;发电厂的电压调度在电压紧急的状态下,有较多无功储备的电厂可以提高电压,从而减少系统的无功损耗,并提高电容器组的无功输出。这些措施可以提高系统的无功平衡,从而加强电压的稳定。 2.2 静态电压稳定控制 相对于暂态稳定问题,静态电压稳定和频率稳定属于慢动态的范畴,更易于利用 WAMS 信息实现稳定监视和控制。如利用 WAMS 得到的各节点电压相量测量值将系统等值成两节点系统,能快速给出电压稳定裕度;以各节点电压相量测量值作为输入变量,以潮流雅克比矩阵的最小奇异值作为电压稳定指标,用大量样本训练得到一个模糊神经网络作为电压 稳定分类器,输出 变量为很安全、安全、警戒、危险、很危险等 5 种电压安全水平;以 WAMS 提供的节点电压相角差和发电机无功出力为输入变量,应用决策树快速评价系统的电压安全水平。 3动态过程安全分析 3.1 低频振荡分析及抑制 随着大电网的互联,区域间的低频振荡对互联电力系统的安全稳定运行构成了威胁。WAMS 可望在分析和抑制低频振荡方面发挥作用。直接将系统线性化状态空间方程离散化,利用WAMS 提供的各离散时间点的测量值,通过最小二乘法计算线性化状态空间方程的系数矩阵,进而计算该矩阵的特征根;基于 WAMS 提供的各离散时间点的测量值采用卡尔曼滤波方法计算系统的机电振荡模式;应用快速傅立叶变换和小波分析对 WAMS 提供的节点间的电压相角差振荡时间曲线进行分析,提取低频振荡模式。与常规离线分析相比,基于 WAMS 的低频振荡分析具有更高的可信度。 通常仅基于本地信息的阻尼控制器(如 PSS)不能很好地抑制区域间的低频振荡,因为本地信息并不能很好反映区域间的振荡模式,本地信号对于区域间的振荡模式的可观测性不好。WAMS 的出现为抑制区域间的低频振荡提供了强有力的工具,可通过 WAMS 获取区域间的发电机相对转子角和转子角速度信号等全局信息作为阻尼控制器的反馈信号构成闭环控制。将采用 WAMS 信号的区间阻尼控制器附加到发电机励磁控制器中,达到抑制区域间振荡的目的;采用 WAMS 信号作为装设于联络线上的 TCSC 装置的控制输入,基于线性 H∞控制理论设计了 TCSC 区间阻尼控制器采用 WAMS 信号作为控制器输入时,需要引起重视的是 WAMS 信号的时滞(Time Delay)问题考虑时滞后闭环系统成为一个时滞系统,若时滞过大可能引起闭环系统的不稳定采用最小二乘预测算法由历史 PMU 测量序列得到控制器当前的反馈输入,没有明确说明时滞的处理方法,但其采用的 H∞控制是一种鲁棒控制方法,对由时滞造成的影响有一定抑制作用。 3.2 全局反馈控制 以往乃至目前的电力系统控制研究领域一直强调分散性/就地性,即对电力系统中的某一动态元件仅采用本地量测量构成反馈控制,从便于控制实现的角度追求控制的分散性/就地性毫无疑问是可以理解的,但通常电力系统的动态问题本质上具有全局性(如暂态稳定问题),而分散/就地控制只是通过本地量测量间接地包含一些全局信息,因此在提高全系统稳定性上有一定局限性。随着 WAMS的出现和发展,研究和实现基于 WAMS 信号的全局信息反馈与控制成为可能。 基于 WAMS 提供的全局实时信号,将通过联络线互联的两个区域等值成一个两机系统,然后采用直接线性化技术设计了联络线上的 TCSC 控制器,数值仿真结果表明,所设计的基于 WAMS 信号的全局 TCSC 控制器有效提高了互联系统的暂态稳定性。在全局反馈控制的研究中,同样存在远方反馈信号的时滞问题,有必要采用时滞系统控制理论加以分析研究,以探明时滞对全局反馈控制的影响。另外,对于非线性全局控制,如何根据特定的控制目标选择合适的远方反馈信号也是一个值得研究的问题。 通过分析可见,建立广域测量系统成为我国电力系统发展的必然,必须从工程技术、经济等角度对其开发、应用进行整体规划。未来重点要编制现有技术应用的规范,并提出技术改进的各种方法。根据我国电力系统运行、规划、分析、控制、保护及EMS等系统的未来实际要求,确定与广域测量系统接口、数据管理、分析和交换等各种相关课题。 电力系统论文:电力系统通信技术建设电力通信网络管理系统 摘要:分析了电力系统专用通信网的管理要求,针对网络管理层次多、设备种类多、网络结构复杂的特点,从技术的角度提出了建设电力通信网网络管理系统的基本要求及解决方案。方案以TMN为基础兼容其他网管系统标准,强调接口的开放性,强调系统的一体化和独立性,强调网络化和对各种体系结构的兼容性。为网管系统设计和方案选择提供一些有益的建议。 关键词:电力系统; 通信网络; 网络管理系统; Q3适配器; SNMP; TMN 0引言 近年来随着通信技术的发展,为了满足电力系统安全、稳定、高效生产的需求及电力企业运营走向市场化的需求,电力通信网的发展十分迅速。许多新的通信设备、通信系统,例如SDH、光纤环路、数字程控、ATM等,都纷纷涌入电力通信网,使网络的面貌日新月异。新设备的大量涌入表现出通信网的智能化水平不断提高,功能日益强大,配置、应用也十分复杂。层出不穷的新产品、新功能、新技术及技术经济效益等诸多因素的影响,使可选择的设备越来越多,造成电力通信网中设备种类的复杂化。技术的发展使某些旧的观念有了根本的改变,计算机网络技术与通信技术相互交融。传统通信网络的交换、传输等领域引入了计算机网络设备,例如路由器、网络交换、ATM设备等。某些传统的通信业务通过计算机网络实现,例如IP电话等。今天通信网与计算机网的界限已越来越模糊。电力通信业务已从调度电话、低速率远动通道扩展到高速、数字化、大容量的用户业务,例如计算机互联网、广域网、视频传送等。电力通信网的结构也已从单一服务于调度中心的简单星形方式发展到今天多中心的网状网络,以保证能为日益增长的电力信息传输需求服务。 此外,由于网络规模的限制,电力通信网实际上是一个小而全的网络。小是指网络的业务量不大;全是指作为通信网所有环节一样不少,而且电力通信网地域广大、数量繁多。由于规模的原因,电力通信网的管理传统上一直都是不分专业统一管理,每一位通信管理维护人员都必须管理包括网络中传输、交换、终端各个环节上的设备,还包括电源、机房、环境等网络辅助设备,同时还要管理电路调配等网络业务。 由于电力系统行政划分的各级都设置电力调度,电力通信网又被人为的划分成不同级别、不同隶属关系的网络。一般来说,电力通信网分为主干网、地区网;主干网分国家、网局、省局、地区4级;地区网又分为地区、县级网。各个级别的网络根据隶属关系互联,各行政单位所属的网络管理、维护关系独立。而且由于传统的原因,上级网络的设备维护工作多由通信设备所在地区的下级网络的通信管理人员负责。网络设备管理与维护分离,集中运行,分散维护。 面对这样一个复杂的网络,这样一些苛刻的管理要求,唯一的也是十分有效的方法就是建立具有综合业务功能、综合接入功能的电力通信网络管理系统(简称网管系统)。 早期的电力通信网管理方式简单,由于通信设备的功能单一、智能化水平不高,自动化管理表现为监控系统,具有监视通信设备运行状态,实时通告设备的告警和运行异常信息,远程实时控制设备的主、备切换等功能。随着电力通信网的发展,作为新一代通信网基础的智能化设备出现后,产生了网元管理系统,它除了对设备故障的监控功能外,还包括对设备性能、配置及安全的管理。时至今日,网元管理系统的应用在通信网的运行管理过程中已随处可见。随着通信设备智能化水平的提高和通信业务需求的增长,通信组网的灵活性越来越大,通信网的规模也越来越大,网络管理系统应运而生。 1电力通信网络管理的设计原则 1.1全面采用TMN的体系结构 TMN是国际电信联盟ITU—T专门为电信网络管理而制定的若干建议书[1],主要是为了适应通信网多厂商、多协议的环境,解决网管系统可持续建设的问题。TMN包括功能体系结构、信息体系结构、物理体系结构及Q3标准的互联接口等项内容。通过多年来 的不断完善和发展,TMN已走向成熟。国际上的许多大的公司(例如SUN,HP等)都开发出TMN的应用开发平台,以支持TMN的标准;越来越多国际、国内的通信设备制造厂商也宣布接受Q3接口标准,并在他们的设备上配置Q3接口。国内的公用网、部分专用通信网都有利用TMN来建设网管系统的成功范例,例如:全国长途电信局利用HP的TMN平台OVDM建设全国长途电信三期网管;无线通信局利用SUN的SEM平台建设TMN网络管理系统[2]。TMN的优点在于其成熟和完整性,是目前国际上被广泛接受的体系中最为完整的通信网管标准体系;TMN的不足在于其复杂性和单一化的接口。这些问题在网管系统建设中应该加以考虑。 1.2兼容其他网管系统标准 在接受TMN的同时,兼容其他流行的网管系统的标准以解决TMN接口单一的问题,对电力通信网管系统的建设十分有好处,尤其在强调技术经济效益的今天,这一点更为重要。 SNMP简单网路管理协议所构成的网络管理是目前应用最为广泛的TCP/IP网络的管理标准,SNMP网络管理系统实际上也是目前世界上应用最为广泛的网络管理系统。不仅计算机网络产品的厂商,目前越来越多的通信设备制造厂商都支持SNMP的标准。因此电力通信网管系统应该将SNMP简单网路管理协议作为网络管理的标准之一,尤其在通信网与计算机网的界限越来越模糊的今天,其效益是显而易见的。 另外,目前出现了新发展的网管体系和标准,例如对象管理组织OMG的CORBA体系、基于Web的网管体系、分布式网络管理技术等,这些新的技术都应当引起我们的重视。总之,对于电力通信网这种组织结构分散的网络来说,网管系统对各种体系的兼容性很有必要。 1.3采用高水平的商用TMN网管开发平台作为开发基础 网络管理是一个巨大、复杂的工程,涉及面广,难度大,特别是像TMN这样的系统,而综合业务及综合接入功能的要求又增加了系统的难度。依照标准的建议书从基础开发做起的方法无论从时间、经济的角度来说都是不可取的。高层网管应用开发平台是世界上具有相当实力的厂商,投巨资历时多年开发出来的商用系统,目前比较成熟的有SUN公司的SEM、HP公司的OPEN View、IMB的NetView等[3]。每一种商用系统都为建设通信网络管理系统提供了一整套管理、、协议接口及信息数据库开发的工具和方法。利用商用TMN网管平台作为核心来构筑电力通信网管系统,屏蔽了TMN网管系统的复杂性,可大大降低开发难度,缩短开发时间,提高分开的成功率。对电力通信网管系统的建设来说不失为一种经济有效的方法。 当然,商用化高层网管应用开发平台的成本相对比较高,因此对于规模小、层次低的通信网,采用一些专用的自行开发的网络管理系统平台可能更为实际。 1.4网管系统的网络化 网管系统互联组成网管网络这一点是不言而喻的。从长远的观点来讲,电力通信网管应接受异构网互联的观念,即不同层次、不同厂商甚至不同体系结构的系统之间应不受阻碍的互联,组成一个具有广泛容纳性的网管网络。 规定一种或几种统一的标准互联接口作为系统互联的限制约定是目前网管系统之间互联的最可行的方法,如采用CMIP的Q3接口、SNMP的简单网络管理协议作为网管之间互联的标准协议接口。当然随着技术的发展这种限制可能会有所改变,例如:CORBA技术的应用会对目前的状况产生影响。虽然统一接口有系统花费大的不足,但是统一接口在数据互联中的优点是显而易见的。 网管系统的数据共享和可互操作性机制是网管系统互联的基础。完善的安全机制是网管系统互联成功的保障。网管系统还应支持与网管系统以外的信息管理系统的互联,实现数据共享。 1.5综合接入性 网管必须满足各种通信网络、通信设备的接入要求,兼容各种制式、各个厂商的产品。 TMN网管系统本身支持的标准接口有限,能够直接接入TMN网管系统的通信系统、通信设备并不多,大量通信设备的接入依靠网管系统提供的转换机制,网管系统通过协议适配器这样的网管部件,将通信设备上的五花八门的管理数据接口转换成统一的网管系统支持的标准接口(例如Q3适配器,SNMP PROX等),实现网管对通信设备的接入。对于设备种类繁多的电力通信网,这个环节尤为重要。 对于网络层次多、设备分布广、智能水平低的电力通信网,如果全盘依照TMN的方案,势必造成系统十分庞大,整个网管系统变得很不经济。因此,选用一种综合接入能力强、成本低的网管系统直接面向大量的通信设备,将通信设备集中转换,再通过标准接口送入TMN高层次网管。建立综合接入网管系统来完成接入的任务对电力通信网不失为一种经济可行的方案。 对于大量中等以下规模的网络完全可以依靠综合接入网管系统的功能来管理网络,既可实现通信设备的综合接入,又建立了网络的分层管理,一举两得,而且这种方案的经济效益十分可观。对于系统已经在建的大量的监控、网元管理系统来说,也可以采用先将其改造成综合接入网管系统再接入高层TMN网管的方案。 1.6完善的应用功能及客户应用接口的开放性 在今天这样的市场竞争环境下,网管系统的应用功能是否完善、丰富,能否满足用户的要求、适应网络的变化,总之网管系统的应用功能是否能得到用户的认可,是网管系统成败的关键。 应用功能的设置应该能由用户来选择,用户的应用界面应该满足用户的要求。这要求网管系统除了具有根据用户要求定制的能力外,重要的一点是网管系统的应用功能接口应具有开放性,应能支持满足应用功能接口的第三方应用程序,在不改变基础系统的情况下不断推出新的应用功能、用户界面,满足用户的要求。由于电力通信网采用行政划分的管理方式,各级用户的管理功能要求的不一致性更大,应用功能开放性的要求显得更为重要。 1.7网管系统的一体化和独立性 网管系统应实现电力通信网的一体化管理,即各种功能网络管理系统的应用程序统一设计,采用统一的界面风格,采用一致的名词术语。用统一的管理操作界面去操作控制不同型号、厂家的同类功能设备。在同一个平台、界面上监视、处理网络告警,控制网络运行。 真正的网络管理系统应具有独立性,系统不应依赖于某个设备制造厂商;网管系统应能保证所有的厂商都得到同样公平和有效的支持。这样做的目的是为了保证通信系统本身的发展,确保不会因网管系统方案选择限制通信系统本身。这一点对于多样化特点十分明显的电力通信网尤为重要。 1.8网管系统的人机界面 首先,对象化的思想应该贯穿在网管界面的设计中。将图形上的元素及元素的组合定义成图形对象,将图形对象与它所表示的数据对象、实际的通信设备串联起来,实现实物、数据、表示界面的统一。这种对象化的设计方法保证了网管系统数据和界面的统一,保证了网管系统对被管理系统的变化的适应能力。对象化的设计观念应推广到网管系统人机界面的各个方面,例如:语音申告、媒体管理等。 其次,网管系统的界面应不断采用新技术加以更新、改造。界面是表示一个系统的窗口,界面的优劣直接影响人们对系统的第一印象,影响人们对系统的使用。引入新的技术,提高系统界面的功能、界面的可观赏性、系统的易使用程度是网管系统成败的又一关键因素。 GIS是目前实用化和技术经济性能都比较高的一项可视化信息技术,GIS采用对象化设计思想,支持地理信息数据,支持多图层控制,采用矢量化图形方式。GIS在信息管理系统的数据表示界面方面应用广泛,在表示与地理信息有关的数据界面时尤其优秀,电力通信网管系统可以采用GIS技术开发基于地理信息系统的网管应用界面。 Web是一种影响非常广的、为人们广泛接受的、使用方便的数据浏览界面,Web支持的数据包括文本、图形、图片、视频等,支持数据库的浏览,而且支持的数据种类和数据格式还在不断丰富。利用Web的优势作为网管系统的信息媒介是一种非常明智 的选择。 2电力通信网管系统方案 2.1需求分析 在选择网管系统方案时各种因素都会影响最终的决定,如网络管理要求、通信系统规模、通信网络结构、技术经济指标等。网络管理要求应是确定网管系统方案的首要因素。并不是在任何情况下网管的配置越高、功能越全越好,如果管理要求只关心对通信设备的实时监控,那么最佳方案是选择监控系统。在完成监控功能方面,监控系统的实时性能、准确程度都较复杂的网管系统要高。同样如果管理要求只关心通信设备的信息,只需要建立网元管理系统即可。但如果是一个管理一定规模的通信网络而且提供通信服务的管理单位,那么就应该选择能够涵盖整个通信网的网管系统。 2.2网络设计 初期的网管系统一般只注重网络某些部分(如通信设备)的管理,其主要原因是通信网管系统在发展初期一般依赖于通信设备生产厂商。真正的网络管理系统应包括以下各个层次: 网元数据采集层:网元(设备)的数据接入、数据采集系统。 网元管理层:直接管理单个的网元(设备),同时支持上级的网络管理层。这一层主要是面向设备、单条电路,是网络管理系统的基础内容。其直接的结果实现设备的维护系统。 网络管理层:在网元管理的基础上增加对网元之间的关系、网络组成的管理。主要功能包括:从网络的观点、互联关系的角度协调网元(设备)之间的关系;创建、中止和修改网络的能力;分析网络的性能、利用率等参数。网络管理层的另一个重要的功能是支持上层的服务管理。 服务管理层:管理网络运行者与网络用户之间的接口,如物理或逻辑通道的管理。管理的内容包括用户接口的提供及通道的组织;接口性能数据的记录统计;服务的记录和费用的管理。 业务管理层:对通信调度管理人员关于运行等事项所需的一些决策、计划进行管理。对运行人员关于网络的一些判断的管理。这一层管理往往与通信企业的管理信息系统密切相关。其功能包括:日志记录,派工维护记录,停役、维护计划,网络发展规划等。 网络管理系统应当是全网络的,对于面向用户服务的规模较大的通信网络,管理的重点应放在网络、服务、业务等层次的管理上。 2.3系统功能 一个完善的网络管理系统应具备如下功能。 故障管理:提供对网络环境异常的检测并记录,通过异常数据判别网络中故障的位置、 性质及确定其对网络的影响,并进一步采取相应的措施。 性能管理:网络管理系统能对网络及网络中各种设备的性能进行监视、分析和控制,确保网络本身及网络中的各设备处于正常运行状态。 配置管理:建立和调整网络的物理、逻辑资源配置;网络拓扑图形的显示,包括反映每期工程后网络拓扑的演变;增加或删除网络中的物理设备;增加或删除网络中的传输链路;设置和监视环回,以实施相关性能指标的测试。 安全管理:防止非法用户的进入,对运行和维护人员实现灵活的优先权机制。 2.4系统结构 为了保证网管系统能较好适应电力通信网的特点,满足电力通信网的管理要求,网管系统应能兼容多机种、多种操作系统;应能设计成冗余结构保证系统可靠性;应能充分考虑系统分期建设的要求,充分考虑不同档次的网管系统的需求。网管系统的组成见图1。 图1网管系统组成框图 Fig.1Frame of telecommunication management system 网管系统可采用IP级的网络实现系统中各硬件平台之间的互联,利用现有的各种管理数据网络的路由,组织四通八达的网管系统网络。 数据服务器:是网管管理信息数据库的存储载体,用于存储和处理管理信息。 网管工作站:为网管系统提供人机接口功能。它为用户提供友好的图形化界面来操作各被管设备或资源,并以图形的方式来显示网络的运行状态及各种统计数据,同时运行各种网管系统的应用程序。 浏览工作站:通过广域网、Internet或Intranet网接入网管系统,提供网管系统数据信息的浏览功能。 协议适配器:完成网管系统与被管理设备之间的协议转换。 前置机:通过远方数据轮询采集及网管系统与采集系统之间的协议转换,实现对各种通信站、通信设备的实时管理。 网管系统的软件由管理信息数据库、网管核心模块、若干应用平台、若干网络高级分析程序及数据转换接口程序组成。 管理数据库:负责存储和处理被管设备、被管系统的历史数据, 以及非实时的资料、统计检索结果、报表数据等离线数据。 网管核心模块包括管理信息服务模块、管理信息协议接口及实时数据库; 通信调度应用平台包括系统运行监视、运行管理、设备操作、图形调用、数据查询等功能。 图形系统实现网管系统图形应用界面,包括图元制作工具、绘图工具、图形文件管理工具、数据库维护工具等。 通信运行管理应用平台提供网管系统所需的各种管理功能,包括运行计划管理、维护管理、报表管理、权限管理等。 网络高级分析软件包括网络故障分析、性能分析、路由分析、资源配置分析。 3结语 电力通信网络管理系统的开发与应用起步比较迟,相对于公用网和其他一些专用网都落后了一步。目前,在电力通信网中未见真正的规模比较大的网络管理系统,网络的运行管理主要依靠通信监控系统和一些随通信系统和通信设备引进的网元、网络管理系统。随着网络规模、管理水平的提高,越来越显示出目前这种状况的不适应性。从事电力通信网运行、管理、开发的建设者们有能力、有决心解决好这些问题。 作者简介:焦群,男,高级工程师,长期从事电力通信网监控系统及网管系统的研究工作。 作者单位:焦群(电力自动化研究院, 南京 210003) 电力系统论文:谈电力系统中电气自动化技术的应用 1计算机技术在电力系统自动化应用 计算机控制技术在电力系统中起到了至关重要的作用。这是由于随着计算机技术的飞速发展,电力系统中用电等重要环节以及输电、发电、配电、变电环节都需要计算机技术的支撑,这样就会使得电力系统自动化技术同时得到了快速地发展。 智能电网技术的应用 信息管理系统作为计算机技术中应用最为广泛的技术之一,电力系统自动化技术与计算机技术结合所形成针对整个全局进行智能控制的技术,也就是智能电网技术,是一个最具典型性的技术,涵盖了配电、输变电和用户以及调度、发电的各个环节。其中变电站自动化系统、稳定控制系统等被广泛应用到计算机技术的系统中,同时一样的还有诸如调度柔性交流输电以及自动化系统等。目前这种数字化电网建设,一定程度上可以说是智能电网的雏形,实际上也为我国建设智能电网做着准备工作。智能电网中较为典型的有智能电网的通信技术,同时在建设的过程中需要很多依托计算机的技术,需要具备实时性、双向性、可靠性的特征,需要先进的现代网络通信技术的应用,而且该系统也是完全依托计算机技术而存在的,同时具有信息管理系统。 变电站自动化技术的应用 可以说,变电站的自动化的实现又是依托计算机技术的发展实现的,要实现电力生产的现代化,一个不可缺少的、重要的环节就是实现变电站的自动化。变电站依赖计算机技术实现自动化,在实现的过程中计算机也得到了充分利用,二次设备也随之实现集成化、网络化、数字化,完全是采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆。变电站实现自动化,实现计算机屏幕化以及运行管理和记录统计实现自动化,另外两个组成部分是操纵以及监视,变电站的整体自动化才得以实现,正是如此多的组成部分实现了计算机的自动化管理。为了联系发电厂与电力用户,变电站以及与之相关的输配电线路必不可少。变电站自动化的实现,不仅组成电网调度自动化的一个重要组成部分,更是为了满足变电站的运行操作任务。 电网调度自动化的应用 电网调度自动化是电力系统自动化中最主要的组成部分,目前我国将电网调度自动化分为五级,其中各级电网的自动化调度都是与计算机技术的应用分不开的,从高到低分别是:国家电网、大区、省级、地区以及县级调度。其中最重要的组成部分就是电网调度控制中心的计算机网络系统,这些装置在计算机系统的连结下形成一个自动化的电网调度系统,将整个的结合起来。其他的主要组成部分有工作站、服务器、变电站终端设备、调度范围内的发电场、大屏蔽显示器、打印设备。计算机在电网调度自动化的作用不仅要实现对电网运行安全分析的监控,还要实现实时数据的采集,更要实现电力系统的电力负荷预测以及状态估计等功能。因此种种这些,都是通过电力系统专用广域网连结的测量控制以及下级电网调度控制中心等装置。 2电力系统自动化中PLC技术的应用 PLC是计算机技术与继电接触控制技术相互结合的产物,其存储器采用了可编程序以实现在其内部存储进行控制、运算、记录等操作指令。该技术是为了在工业环境下使用而设计的一种可编程逻辑控制器系统。该技术近年来被广泛应用于电力系统自动化中,解决了传统控制系统内可靠性低、接线复杂、灵活性较差以及耗能高等缺点。 PLC技术的数据处理 PLC可以完成数据的采集、分析及处理,具有排序、查表、数学运算、数据转换、数据传送以及位操作等功能。这些数据可以利用通信功能传送到别的智能装置,可以完成一定的控制操作,与存储在存储器中的参考值比较,也或将它们打印制表。数据可用于过程控制系统,也可以处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统。 PLC技术的闭环过程控制 并过程控制是指对压力、温度、流量等连续变化的模拟量的闭环控制,PLC通过模拟量I/O模块对模拟量进行闭环PID控制,并且实现数字量与模拟量之间的D/A、A/D转换。可使用专用的PID模块,也可用PID子程序来实现。 PLC技术的开关量控制 火力发电系统内的辅助系统的工艺流程的控制多为顺序控制和开关量控制两种。用许多行业也应用到PLC进行开关量控制,如机床电气控制、电机控制以及电梯运行控制、汽车装配线和啤酒灌装生产线等。PLC技术的输出和输入信号都是通/断的开关信号。工业控制中应用最多的控制是开关量的逻辑控制。控制的输出、输入点数均可通过扩展实现,从十几个到成千上万个点,不受限制。 PLC技术的顺序控制 随着国家对节能减排要求的逐步提高以及改革的深入,近年来大型火电企业的辅助系统均已由原来的继电控制器升级成PLC控制系统,该行业在生产过程中降低资源损耗和提高效益,已成为各企业的管理最终目标。因此随着科技的进步,各电厂对类似企业辅助车间的自动控制水平也提出了更高的要求,而采用PLC控制系统不仅可以通过信息模块单独控制某个工艺流程,并且可以与通信总线连接来协调全厂生产工作。 电力系统论文:浅论远动控制技术在电力系统自动化中的应用 前言 随着电网规模的不断扩大,对于电力系统的运行要求越来越高,在这种情况下,远动控制技术得到了广泛的应用,同时也为全面实现智能化、自动化奠定了坚实的基础。通过对远动控制技术的深入分析,能够有助于我们将其更好的应用于电力系统各个运行环节。在下面这篇文章里,我们将对远动控制技术的概念及实现原理进行简单了解,并重点对其在电力系统自动化中的应用进行深入探讨。 一、远动控制技术 1.1 远动控制 远动控制作为自动控制领域的重要环节,是以通讯技术为基础,对远程的设备进行监视和控制,能够实现实时测量、远程信号、远程控制和远程调节等多项功能。在电力系统中,远动控制技术的应用是为了使调度实现对辖区内发电厂及变电站的集中控制管理。远动控制系统主要是由远动装置和应用程序组成,能够实现下列三项功能:(1)采集所有的相关设备数据及报文,并向这些设备传达控制指令;(2)预处理传输的报文;(3)通信功能。具体包括通道运行状况的自检、通道的自动切换、选择不同的通信规约等。 1.2 远动控制的实现原理 远动控制技术主要是为了实现“四遥”,即遥测、遥信、遥控及遥调。远程控制技术作为连接变电站、发电厂与调度之间的桥梁,是相关信息传输的重要通道,控制系统主要包括集中监视和集中控制两个模块,其中集中监视即遥测和遥信功能,这一模块的实现的功能是数据采集站、厂将所需的运行参数和状态按照一定的规约上传到调度中心,为控制系统提供决策依据,当系统出现故障时,可以及时发现并解决,最大限度的保障系统的正常运行;集中控制模块是实现遥控和遥调功能,具体是指调度中心将相关操作命令(改变运行状态、修改设备运行参数)发到管辖站、厂。远动控制技术的广泛应用,在保障电力系统运行效率及质量的前提下,能够有效地降低人力、物力成本。 二、远控技术在电力系统自动化中的应用 在电力系统自动化的应用过程中,远程控制的实现需要多方面技术作为基础,概括起来主要包括数据采集技术、信道编码技术和通讯传输技术。下面我们对这三方面技术的应用进行简单探讨。 2.1 数据采集技术的应用 数据采集是将外部信号采入计算机,并加以处理,最后输出。下图1为数据采集的流程图: 数据采集技术是信息科学的一个重要分支,主要是负责研究信息数据的采集、存储、处理及控制等。在电力系统监控系统中,监控分站的主要任务之一就是采集它所连接传感器送来的模拟量和开关量信息,转换为数字信号后再收集到计算机予以显示、处理、传输和记录,这一过程即为数据采集。数据采集的成套设备被称为数据采集系统,可以对运行现场的相关模拟量(如压、电流、温度、压力、流量、位移等)进行采集、量化为数字量,以便于终端计算机的存储、处理、显示或打印。这一系统是计算机与运行现场联系的重要桥梁,是获取远动控制相关数据的重要途径。 在电力系统运行过程中,数据采集技术的关键是变送器及A/D转换技术。在系统运行过程中,鉴于设计及调试需求,其处理的信号主要是低于5V的电平信号,但是在电力系统中,相关的运行设备其工作电压都比较高,为了保证数据采集的准确可靠性,就需要利用变送器对照这些设备的相关运行参数进行转换,即将各种不同等级的电压、电流转换为合理的TTL电平信号。由于变送器采集的信号为模拟信号,为此还需要利用A/D转换技术将其转换为数字信号,以便于进一步对对遥信信息进行编码,对遥测信息进行采集。 2.2 信道编码技术的应用 信道编码作为电力自动化系统的重要组成部分,其目的是对数码流进行一定的处理,使的整个系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力,最大限度的避免码流传送中误码的发生。 通信信道是信息传输的重要载体,远控系统能够利用通信信道将运行现场采集到的信息上传至调度中心,由后台系统对其进行分析和解读。在信息传输过程中,为了保证信道的抗干扰能力,首先要做好信号的编码和译码,这一技术可以简单的理解为对数据信息进行编写、翻译和传输,目的是为了保证系统采集到的数据在传输过程中不会受到外界因素的干扰。对于电力自动化系统,在信道编译码过程中,一般是利用线性分组码来提高抗干扰性;同时还有必要结合循环检错法、检错重发法、前后纠错法、反馈重发法对相关的信息的检验,来避免传输过程中差错的发生。 2.3 通讯传输技术的应用 对于远动控制系统而言,通讯传输技术的关键是调制和解调这两方面。由于电力系统的特殊性,其通信网是依托自身拥有的电力通信网络资源与方式来构建的。目前应用广泛的信号传输形式为电力线载波和光纤通信。对于前者,其载波信号有两种,一是在信号发射端通过编码产生的相关基带信号;二是电力线中的高频谐波信号,利用调制技术将载波信号转换为模拟信号后,以电压、电流形式在电力线中实现通信传输,这一方法必须在信号接收端位置以解调技术将模拟信号还原为数字信号。由此可见,电力系统自动化的数据通信主要是利用调制解调器具有的调制解调技术来实现。 随着光纤通讯技术的飞速发展,其传输性能得到了巨大的提升,同时其设备成本也大幅下降。目前在我国电力系统中,光纤传输网络已经在不断的建设扩大,相信在不久的将来,光纤传输网络将会全面取代传统的载波信号传输技术。 三、结束语 通过在电力系统自动化中应用远动控制技术,能够有效的提高工作效率,保证操作安全可靠性,同时也便于整个系统的集中管理。在上面文章里,我们只是对远控技术在电力系统自动化中的应用进行了简单的分析,随着对于电力系统运行管理水平要求的不断提高,我们可以预见远动控制系统在电力系统自动化运行过程中将会更加重要。 电力系统论文:关于电力系统调度自动化技术的应用与发展 一、电力系统自动化和电力系统调度自动化 电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。而电力 系统调度自动化是电力系统自动化的一部分,分为发电和输电调度自动化(通常称电网调度自动化)和配电网调度自动化(通常称配网自动化)。 二、电力系统远动 电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。远动系统包括控制站、被控站和远动通道。狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。电力系统的安全监控功能由各级调度共同承担,而自动发电控制与经济调度则由大区网调或省调负责,网调和省调还应具有安全分析和校正控制等功能。 三 、电力系统调度自动化的功能 (一)电力系统监视与控制 通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。 (二)电力系统安全分析 电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。 (三)电力系统经济调度 电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。 四、电力系统调度自动化技术在国外的应用 国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISc工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种: (一)西门子SPECTRUM系统。该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。 (二)CAE系统。该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一体。该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。 (三)VALMET系统。该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。 (四)SPIDER系统。该系统是由ABB公司开发的,采用分布式数据库和模块化结构,可根据用户实际需求配置系统。它具有双位的遥信处理功能,使状态信号稳定性好,并有一套完整的维护工具。 五、电力系统调度自动化技术的基本特征 电力系统调度自动化技术应具有以下基本特征: (一)该技术应该能够及时并准确地采集、检测和处理电,网中各元件、局部或整个系统运行的实时信息; (二)能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制的决策提供依据; (三)能实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的供电; (四)电力系统自动化技术能提高工作效率,降低电力系统事故发生概率,延长设备使用寿命,能够保障电力系统的安全、可靠、经济地运行,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。 六、电力系统调度自动化技术的发展趋势 随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电 力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。 (一)模块化与分布式。电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。 (二)面向对象技术。电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时准确地获得电力系统运行的实时信息。面向对象技术是一种能很好的解决这个问题的技术先进且能很好地遵循ClM的技术,但它的实现有一定的难度。 (三)电力系统调度综合自动化。全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。 (四)无人化值守管理模式。建立无人值班综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时监控、安全性分析、状态估计、负荷预测及远程调控等,当系统出现故障时自动报警,以便调度人员及时处理事故,从而保证电力系统安全、可靠、经济运行,实现无人值守调度管理方式,减少值守人员,提高工作效率。 (五)智能化。智能化调度是未来电力系统发展的必然趋势。智能调度技术采用调度数据集成技术,能够及时、有效地获取电力系统运行的实时信息,实现电网正常运行的实时监测和优化、预警和预防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢复等,最大限度实现全面、精细、及时、最优的电力系统运行与管理,以达到电力系统的调度、运行和管理的智能化。 结语 本文首先简要地叙述了电力系统调度自动化系统的重要性及电力系统设计人员掌握相关技术的必要性。根据几种电力系统调动自动化系统的应用,概述了电力系统调度自动化技术在国内外的应用状况。从电力系统调度自动化技术的基本特征出发,对几种电力系统调度自动化技术进行了简要的探讨。最后,对今后电力系统调度自动化技术的发展趋势进行了展望。 电力系统论文:电力系统二次设备状态检修探讨 [论文关键词]二次设备 电气设备 状态检修 在线监测 设备诊断 [论文摘要]电力二次设备同样需要状态检修,这样才能和一次设备保持同步,适应电力系统发展需要。给出了电力二次设备状态检修的定义,监测内容,监测方法,解决了电力二次设备状态检修的几个具体问题。 随着电力市场的开放,电力部门之间的竞争将日益激烈,电气设备状态检修势在必行;微电子技术、计算机技术、通信技术等的发展使电气设备状态检修成为可能。目前,我国针对电气一次设备状态检修技术的研究文章很多,但对一次设备实施保护、控制、监测的电力二次设备的状态检修被忽视。 一、电力检修体制的演变 在电力系统的发展历史中,电力设备检修体制是随着社会生产力和科学技术的进步而不断演变的。检修策略由第一次产业革命时的故障检修(BM,Break Maintenance)发展到19世纪产业革命的预防性检修(PM,Prevention Maintenance)。预防性检修又经过许多年的发展,根据检修的技术条件、目标的不同,又出现了不同的检修方式:一种是主要以时间为依据,预先设定检修内容与周期的定期检修(TBM,Time Based Mainten ance),或称计划检修(SM,Schedule Maintenance);另一种是以可靠性为中心的检修(RCM,Reliability Centered Maintenance)。到1970年,美国杜邦公司提出了状态检修(CBM,Con2dition-based Maintenance),也叫预知性检修(PDM,Predictive Diagnostic Maintenance),这种检修方式是以设备当前的工作状态为依据,通过状态监测手段,诊断电气设备的健康状况,从而确定设备是否需要检修或最佳检修时机。 二、电力状态检修的概念 状态检修可以简单定义为:在设备状态监测的基础上,根据监测和分析诊断的结果,科学安排检修时间和项目的检修方式。它有三层含义:设备状态监测;设备诊断;检修决策。状态监测是状态检修的基础;设备诊断是以状态监测为依据,综合设备历史信息,利用神经网络、专家系统等技术来判断设备健康状况。 就电气设备而言,其状态检修内容不仅包括在线监测与诊断还包括设备运行维护、带电检测、预防性试验、故障记录、设备管理、设备检修和设备检修后的验收等诸多工作,最后要综合设备信息、运行信息、电力市场等方面信息作出检修决策。 在电厂、变电站检修决策时要考虑电网运行状态,如用电的峰段与谷段,发电的丰水期与枯水期;设备所在单元系统其它设备的运行状态,按系统为单元检修与只检修单台设备的合理程度;电力市场的需要,进行决策风险分析。 三、电力状态检修的优点 随着社会经济的发展,科学技术水平的提高,电力系统正逐步向状态检修体制过渡。状态检修与其他检修方式相比具有以下优点: 1.开展状态检修是经济发展的迫切要求。对设备进行检修是为了确保设备的安全、可靠运行,而根据设备的状态进行检修是为了减少设备的检修停电,提高供电可靠性。开展设备的状态监测和分析,可以对设备进行有针对性的检修,使其充分发挥作用,即做到设备的经济运行。 2.开展状态检修更具先进性和科学性。定期维护和检修带有较大的盲目性,并造成许多不必要的人力和费用的浪费;由于定期检修工作量大,往往使检修人员疲于奔命,加上现场条件和人员素质的影响“,越修越坏”的现象也时有发生。开展状态检修,可减少不必要的工作量,集中了优势兵力,使检修工作有一定的针对性,因而是更为科学,更为先进的方法。 3.开展状态检修的可行性已经具备:随着科学技术的发展和运行经验的积累,已形成了较为完整的设备状态监测手段和分析判断方法,开展状态检修已有较充分的技术保证。 4.由于状态检修往往是以设备运行状态下的在线监测结果为依据进行的检修,所以能够预报故障的发生,使我们可以及时掌握设备运行状况,防止发生意外的突发事故。 四、电力系统二次设备的状态监测内容 二次设备的状态监测是状态检修的基础。要监测二次设备工作的正确性,进行寿命估计。二次设备状态监测对象主要包括:交流测量系统;直流控制及信号系统;逻辑判断系统;通信管理系统;屏蔽接地系统等。 交流测量系统包括:TA、TV二次回路绝缘良好,回路正确,元件完好;直流控制及信号系统包括直流动力、控制操作及信号回路绝缘良好、回路完好;逻辑判断系统包括硬件逻辑判断回路和软件功能。二次设备监测对象不是单一元件,而是一个单元或一个系统。监测各元件的动态性能,有的元件性能需要离线监测,如电流互感器的特性曲线等。 因此,二次设备的离线监测数据也作为状态监测与诊断的依据。 五、二次设备状态检修与一次设备状态检修的关系 一次设备的检修与二次设备检修不是完全独立的。许多情况下,二次设备检修要在一次设备停电检修时才能进行。在作出二次设备状态检修决策时要考虑一次设备的情况,做好状态检修技术经济分析。既要减少停电检修时间,减少停发(供)电造成的经济损失,减少检修次数,降低检修成本,又要保证二次设备可靠正确的工作状况。 六、结束语 电力二次设备实行状态检修是电力系统发展的需要。微机保护和微机自动装置的自诊断技术的广泛使用,对电力二次设备的状态监测无论是在技术上还是在经济方面都比较容易做到。随着集成型自动化系统的发展,可大大减少二次设备和电缆的数量,克服目前常规保护状态监测存在的困难。设备管理信息系统(MIS)在电力系统的广泛使用,为电力二次设备实行状态检修提供了信息支持。电力二次设备的状态监测将有助于变电站综合自动化的发展。
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。
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
计算机技术在农机管理篇1 随着我国农业生产的技术水平不断提升,农业机械的使用量不断增多,为保证农业机械化生产的有序进行,提升农机管理的工作能力十分重要。现阶段,计算机技术已经应用到社会生产的各个领域,将计算机技术与农机管理工作有效融合,有利于农机管理工作方式、流程和实际职能的优化。 1计算机技术在农机管理中的应用 1.1在管理工作中的应用 利用计算机技术能够有效整合农机管理各个部门之间的业务内容、工作量,实现同性质的类似工作采用合并流程的方式进行实施,显著提高农机管理的工作效率。同时可引入规范的农机管理办公软件,将各个部门的工作任务、农机实时信息、农业生产运行情况、生产事故问题等内容通过待办事项的形式直观体现在工作人员面前。管理人员可以通过计算机软件或相应的手机端APP实现便捷的联系,加强了部门之间的协作能力,使农机管理工作向着高效化和集成化发展。 1.2在生产决策中的应用 随着农业生产形式的不断优化,我国现阶段的农业生产已经由传统的落后局面向着大面积连片的高效经营模式转变。利用计算机技术结合信息技术有效获取农业机械数量、机型占比、地区生产条件、作物品种、经营规模的数据信息,利用计算机技术帮助机械化生产进行管理,并指导生产经营单位合理优化生产模式与经营方向,确保我国农业生产的总体格局。 1.3在农机档案管理中的应用 计算机技术的引入,使农机档案管理摆脱了传统的人工记录模式,使档案信息的查阅和相关信息的处理变得更为便捷,计算机技术能够在信息技术的支持下及时获取农机装备的使用年限、保养情况、年检情况、补贴项目工作情况、事故记录情况等信息,便于对农机车辆的管理,也能够更方便的查询与联系农机购买者,规范农机的年检及牌照、驾驶证发放考核等工作,对于老旧农机也能实现及时报废,避免影响生产质量和安全问题的发生。 1.4在农机事故处理中的应用 对于农机事故的处理,普通的事故问题能够通过工作人员上传肇事农机信息及主要事故责任人信息实现快速处理的效果,而对于肇事逃逸等复杂案件,也可利用计算机技术结合目击者描述的车牌号、农机特征等信息快速找到责任方,增加执法工作的效率和破案率。 1.5在农机维修管理中的应用 通过将农机维修站点的信息录入计算机系统,能够方便的对农机维修企业进行规范化管理,在系统中便捷查询执照信息、维修人员组成、维修人员资质,对于维修质量不达标或年检不合格的维修点,及时予以停业整顿。 2计算机技术对农机管理的积极影响 2.1显著提高了农机管理的准确性与便捷性 计算机技术的引入使农机管理相关信息的收集与录入工作变得更加精准,且农机信息经长期工作更为完整,计算机系统及辅助工作软件能够及时、准确地提供和反馈有关信息,有利于农机管理人员和领导者做出准确的决策与科学部署。且在农机管理实施过程中,相关信息的检索与查询变得更为便捷,对于农机事故处理能快速查找类似事故处理方式,对于农机年检能及时调取农机信息,整体的管理流程更为顺利且高效。 2.2使管理工作变得更为细化和科学 利用计算机技术进行管理,农机信息和驾驶员信息能够形成网络化的数据链,管理部门对于各地区的农机保有量、驾驶人员变动情况、检审情况,能够便捷的实现调取与统计,使农机管理工作的覆盖范围更广,不同部门之间能够有条不紊的实施工作,且办公系统使各部门的工作更为直观,在信息高速传递和资源共享的支持下,管理工作人员与农民的联系更为紧密,工作的开展也更为科学。 2.3有利于提高农民科学使用农机的积极性 通过计算机技术的引进,农机管理人员对于每家每户的农机信息和家庭信息都能在第一时间提取并了解,使管理人员在管理工作中与农民的沟通更加容易,且免去了很多事先了解情况的过程,容易提升农机管理人员在农村地区的形象和地位,农民更容易了解科学使用农机的必要性,良好管理工作有利于提升农民对管理工作的重视程度,无形中规范了农机使用的整体环境。总而言之,农机管理部门应在做好本职工作的同时,积极地与新技术和新思维相结合,探索信息化、高技术化的工作新模式,通过计算机、网络技术、信息技术的融入,努力提升整体的工作能力,使农机管理工作更加符合行业需求,也更符合农民的期望,确保农机管理工作有效推动我国农业机械化的快速发展。 作者:沈宇 单位:集贤县农村机械化服务中心 计算机技术在农机管理篇2 如今,国内的农业生产技术发展水平不断提升,农业机械设备的使用数量也不断增加,为了保障农业机械生产的有序开展,对农业机械管理体系的有效性进行提高就显得非常有必要。计算机技术已在不同领域中得到普遍的应用,将计算机与农业机械管理体系融合,可以一定程度上促进农业机械管理效率的提升和流程的简洁化,给其实际应用带来更多的便利。 1农业机械概述 1.1农业机械的制造 在传统形式的农业机械设计与制造的过程中,大多是工作人员结合经验开展相关工作,制造工艺的科学技术含量相对较低,所制作出的机械设备也较粗糙和简陋,在实践生产活动中也存在很多的问题。如今,科学技术水平不断提升,在设计农业机械的过程中,需要充分发挥计算机技术的作用,满足当下不断变更的机械设计要求,同时彰显计算机技术的优势。除此之外,计算机技术的应用可以帮助工作人员将农业机械设计数据控制在一定范围内,提升制造的精度。借助计算机体系软件设计和制造机械零部件,能量化处理设计的依据,修正与模拟机械设备,为农业生产活动的顺利有序进行奠定基础[1]。 1.2农业机械的维修 在设计和制造农业机械的过程中,需要积极应用科学信息技术,进一步提升其科技性和科学性。在运用信息科学技术的过程中,也可能出现一些故障,故障类型与频次的增加也是信息技术体系优势无法充分彰显的阻碍,使得农业机械器具维修难度增加。相关工作人员需要对此予以高度重视,不断优化传统的工艺技术,借助信息科学技术对现有体系进行完善和创新,确定设备的故障原因,在最短的时间内抢修设备,这有助于节约人力、物力,能够在保障工作品质的基础上提升工作的实际效率[2]。此外,GPS定位体系也能够被运用在农田开沟的过程中,实现直线控制设备的效果。 1.3农业机械功能的实现 农业机械逐渐从单一朝着复杂和精细的方向发展,这促使农业生产系统便利程度得以有效提升,从定量的角度上合理控制播种量。此外,借助计算机的精准计算功能可以避免很多因人工操作而导致的问题。相信随着计算机技术的深入运用,我国农业体系将会实现进一步的发展。 1.4农业机械作业品质的监控 传统意义上的机械设备作业品质监控工作指的是在完成农业机械工作之后,借助人工对农业工作进行检测及质量监测。比如,对漏播率、播种的密度与脱粒效果等展开质量监控,这些都是在农业机械作业后再开展的抽样检测工作,可以分析农业机械设备作业品质,但是无法实时监控农业机械的作业状况。计算机技术的应用使不同时刻的农业机械作业状况能够被实时监测,同时能够借助人工干预或者是自动调节的方式,调整与管理农业机械,在发现问题之后及时干预维修。在规模比较大的田块中进行开沟操作时,能够应用计算机技术确定田块两端的A、B两个端点,借助GPS技术对拖拉机的方向和路线进行实时调整,从而解决直线开沟的问题。如今,大部分农场借助物联网技术对部分区域的实际作业状况进行了监控,同时能够及时发现相关问题并解决。 1.5农业机械的信息管理 信息管理工作包括收集与分析农业机械信息,还包括对其内部信息的反馈与存储等,需要借助计算机管理体系对其进行管理。如今,功能更为强大、覆盖率高同时层次深的农业机械计算机管理体系已经受到了农业机械单位以及相关部门的高度重视与关注。在农业机械管理工作体系中,计算机技术的创新既是机遇也是挑战,可以为农业现代化、机械化的发展创造广阔的空间,具有良好的发展前景。 2农业机械管理水平的提升途径 2.1国民经济的信息化 在新的时代背景下,国民经济体系信息化水平的提升是不同行业落实现代化举措的关键所在。同时,需用合理的措施对不同具有服务性质的组织予以政策的扶持和鼓励,使农业机械信息化网络得以被创建出来。虽然如今计算机技术在农业机械管理过程中得到了一定的应用,信息化建设体系的成果逐渐凸显,但是其整体水平依然有待提升。如何深入地在农业机械管理过程中应用计算机技术值得被进一步关注,以提升农业体系的现代化水平,使农业机械管理信息化水平进一步提高[3]。 2.2农业机械信息网络体系的创建 农业机械信息网络体系的创建与不同等级政府以及国家的投入存在直接的联系。首先,需要站在政策的角度上进一步加大在农业机械信息化建设方面的投资,借助多样化形式与渠道筹集农业机械信息化建设的资金。其次,不同等级的领导人员需要进一步强化信息化的农业机械管理意识。在农业机械管理体系中,农业机械信息网络的创建是非常关键的途径。最后,需要统一规划,设立信息网络系统,使信息联网体系得以有效落实,待到条件成熟之后拓广农业机械信息网络的范围[4]。创建中心数据库体系,就能够联合农业机械信息机构,解决如今的信息体系横向联系不足的问题,采集国内外机械信息与关键技术,从而有效满足农业机械体系的要求。 2.3垦区农业机械信息网的创建 如今,在创建垦区农业机械信息网的过程中,需要面对的首要问题便是信息品质不高、共享性相对较差、内容有所重复。农业机械数据库体系并不只是为单机服务,农业机械信息网络体系并未形成。因此,农业机械信息资源体系需要进一步提升信息品质,激发信息的潜在价值,使数据库的内容能够满足不同类型农业机械户的需求。除此之外,还需要解决信息标准化等问题,提升系统的兼容性,共享信息资源。农业机械体系信息化建设需将硬件建设与软件开发两个方面作为切入点,为技术与实力水平比较高的系统提供必要的支持,使系统的规模与技术水平能够得到进一步的提升,提高软件体系的开发水平,合理规划软件工程,稳定软件体系的环境。 2.4计算机技术人才的引进与培养 为了进一步提升农业机械信息化水平,需要使现代化的农业机械管理能力水平得到进一步的提升,人才是整个农业机械信息网络体系的关键环节。在应用该体系的过程中,素质水平比较高的创新性人才与专业能力强的队伍是关键保障。因此,需要加强对信息化人才的培养。对此,可以在大专院校中专门开设农业机械信息化专业,加强农业机械人员信息技术水平的再提升,强化农业机械设备的管理,使工作人员的专业优势能够被充分发挥出来;还需要加强对与现代化农业体系发展需求相适应的新型农业机械户进行培育,使其能够借助信息技术提升经济效益。 3计算机技术在农业机械管理中应用的积极影响 随着计算机技术的深入使用,管理体系也需要积极创新。比如,农业机械管理准确与便利程度的提高、管理工作细化、农民积极运用农业机械设备设施,使得计算机技术能够在农业机械管理体系中发挥出巨大的作用。 3.1提升农业机械管理准确与便捷性 计算机技术的引进能够使农业机械管理体系中的信息收集以及录入等相关工作内容变得更加精准与有效,同时农业机械信息逐渐朝着更加完善的方向发展,计算机技术与辅助性质的软件能够及时收集与反馈相关信息,这有助于相关农业机械管理工作人员与领导人员做出更为准确与科学的决策与部署。在进行农业机械管理工作的过程中,信息检索与查询过程的便捷性得到提升,能够有效处理农业机械事故,快速调取农业机械年检等相关农业机械信息,使管理工作的流程变得更加有序与高效。 3.2细化科学管理工作 在农业机械管理体系中,计算机技术的运用能够使农业机械信息与相关操作人员的信息之间逐渐形成网络化程度更高的数据链条,管理部门能够调取并且统计不同区域内农业机械设备的质量、操作人员变动的情况、检验与审核的情况等,一定程度上能够使农业机械管理工作覆盖范畴得到进一步扩大,部门体系内部工作能够有序地开展,同时办公体系能凸显出部门工作的直观性。随着信息传递速度的优化,资源信息共享水平得到提升,管理人员与农民之间的联系越发紧密,从而不断提升农业机械管理工作的科学水平。 3.3提升农民使用农业机械的积极性 计算机技术的引入使农业机械管理体系得到进一步优化,农业机械体系管理工作人员能够在第一时间对相关农业机械信息及与其对应的家庭信息进行提炼与了解,使管理工作人员与农民进行沟通的过程更为顺利,免去了解农民应用农业机械情况的流程,让农民能够对科学应用农业机械设备体系的必要性进行深入的了解。另外,优质的管理工作也能够使农民对农业机械管理体系予以更高的重视程度,从而提升农民使用农业机械的积极性。 4结束语 农业机械管理部门人员在完成本职工作的基础上,需要在新时代背景下积极地促进新技术与思维的有效融合,探索出信息化与技术水平更高的创新工作模式,借助计算机与信息技术的有效融合,进一步提升自身的工作能力水平,使得农业机械管理工作能够与行业未来的发展需求更加相符,与农民预期相符,促使农业机械管理体系能够进一步提升国内农业体系的机械化水平,为农业体系的全面发展提供保障。 作者:张姝 单位:阜新高等专科学校 计算机技术在农机管理篇3 0引言 随着我国总体科技水平的快速提升,传统的机械相关行业正快速向自动化和智能化转型,大量的智能生产加工设备、汽车、医疗器械与现代化的计算机技术实现融合,使机械装备的工作精度、使用便捷性、工作合理性明显提升。相对而言,农业机械的自动化与智能化的发展缓慢,在我国,受到农业机械使用环境和使用群体的限制,农机企业开发的产品更倾向于人工驾驶的机械类产品,农机产品与计算机、数字控制等先进技术结合仍不充分,与智能加工、汽车等行业相比相差甚远。与发达国家的农机技术相比,我国农机技术的现代化程度已明显不足,尽管近年来农业机械的普及率不断上升,但平均技术水平不足成为制约农机化生产的新短板,如何在“增量的同时提质”是农机行业发展必须要思考的问题。 1农机与计算机技术相融合的必要性 1.1计算机技术是农机自动控制的核心 现代化的农业机械要向更加智能的方向发展,在提高电气化成度的同时离不开计算机技术的控制功能,自动化农机很多功能实现离不开计算机技术的支持,例如各个零部件的转速、位置、功能是否正常,在自动控制过程是需要计算机的系统和运算能力进行保证的,利用计算机处理复杂农机设备参数和故障监测相对于传统的人工监测更加高效精准,有利于农机自动控制功能更好的实现。 1.2计算机技术是替代人工决策的关键 现代的计算机技术具有良好的逻辑判断能力,其能够利用农业机械的功能、作业状态、农田信息等代替人工进行生产决策,例如对不同功能农机进行工序安排、提高农业生产效率,或应用于生产过程中辅助驾驶人员进行决策,给出决策建议,降低农机驾驶员的劳动强度[1]。 1.3计算机技术能突破传统生产模式制约 计算机结合大数据技术能够全面改变农业生产模式,计算机应用于农机化生产的方方面面后,能够实现利用计算机管理全部的农机产品,并将农业生产与农作物长势、病虫害、气候变化等众多数据相结合,提高生产实施的科学性。 1.4计算机技术是功能扩展的基础 从计算机技术的应用来看,其能够与大部分现代化技术良好融合,例如电气技术、通信技术、网络技术、卫星定位技术等,计算机技术在农业机械上的广泛应用为未来农业机械的功能进一步扩展提供了可能。 2计算机技术在农业机械中的应用 2.1卫星定位与导航 卫星定位与导航是现阶段农机合理化作业以及未来农机发展的必要功能之一,其能够实现对农机位置的高精度定位。在定位功能实现的过程中,需要通过计算机系统统计农机上装备的卫星定位终端与所搜索到的卫星之间的位置数据关系,并利用运算初步定位,再通过与农机附近田地的卫星基站进行位置纠偏运算,能够实现对农机位置的精准定位。在精准定位功能的基础上,为进一步提高农机行驶的合理性,导航技术广泛应用到了农机化生产中,计算机技术能够利用卫星定位数据与农田边界信息进行农田作业路线的规划,可指导驾驶员进行精确的行驶,并根据地理信息系统的数据规避障碍物和不良地形,驾驶员通过导航屏幕的指引能够实现高精度的农机驾驶操作(图1),有效避免行驶路线偏离和行驶路线重复问题[2]。 2.2视觉识别及数据获取 在农业机械上安装视觉设备的目的是使农机能够模拟人的双眼,从而提高对环境的认识能力。视觉识别看似是增加了一个或多个摄像头,但摄像头仅为视觉图像的获取装备,要实现视觉识别的功能,必须依靠计算机技术对获取的图像数据进行复杂的处理。在进行视觉识别的过程中,摄像头在获取图像信息后将其传输到计算机系统中进行处理,计算机需要完成以下的工作任务,一是对图片进行色彩处理,根据不同的RGB选项生成多个图形;二是去除图形中的非重要元素;三是识别图片中的关键信息;四是确定识别目标并将其定位和凸显;五是验证目标的有效性,并生成空间坐标数据;六是将识别的信息进行输出或存储,用于指导农机作业。基于计算机技术的视觉识别能显著提高农机田间形式的避障能力,并有利于同步获取田间信息。图2为约翰迪尔研制的番茄采摘机器人,其利用视觉识别技术实现对番茄的定位[3]。 2.3智能农机的开发 农业机械未来发展的大趋势是智能化,而实现智能化的要求是农机的无人监管作业,要求农机不仅能实现农业作业的自动化,还需要实现自主管理、生产决策等功能。随着农机智能化相关研究与产品开发的深入,农机技术与电气、通信、视觉、卫星定位、遥感等众多技术相整合,而连接一切技术的控制与运算核心就是计算机技术。利用计算机技术,农业机械在强大的运算支持下能实现自主驾驶、环境识别、内部感知等全部功能,并能将各个功能的相关信息与数据进行结合,使农业机械配备的智能功能成为一个整体,实现农机的高度智能化作业。图3为日本研发的农用智能行驶平台,其利用计算机技术控制该设备的全部功能,实现了全程的无人化行驶与动作执行。 2.4智慧温室大棚开发 近年来,我国温室大棚实现了技术上的全面升级,温室大棚的智能化程度得到了显著提升。现代化的智慧大棚是先进技术的集合体,其利用计算机进行大部分功能的集中统一管理。在计算机的控制下,一方面,能够对大棚内部的温度、湿度、光照、肥力、病虫害等数据进行统计,另一方面,更够通过对数据的分析处理做出决策,指导自动控制设备执行遮阳、增湿、灌溉、施肥、药物喷施等大棚生产任务(图4)[4]。计算机技术的应用,促进了智慧大棚的无人化生产,帮助生产管理人员降低劳动量,同时,利用人机交互功能,管理人员还能便捷地更改大棚的相关数据,计算机能及时修正相关控制参数,并采用新修改的方案执行控制。 3计算机技术在农机设计制造的应用 3.1CAD图纸设计 CAD是现代机械设计的一次重大变革,其实现了利用计算机开展机械产品的图纸设计,相对于传统的人工绘制图纸,利用计算机绘制的图纸具有易于复制、查询、保存、修改等优势,尤其对于农业机械的设计与开发过程而言,需经过多年周期反复的试验、改造、优化,CAD图纸的高效率优势得到进一步凸显。以现阶段应用最多的AutodeskCAD软件为例,其不仅能够实现计算机的常规绘图,还配套有多种数据库,能够实现中国标准、国际标准等多种零件的直接调取,显著提升工作效率,且AutodeskCAD能够实现自动面积计算、公差智能标注、辅助力学计算等功能,其生成的平面图纸可直接用于部分平面零件的数控加工,有利于提升生产便捷性[5]。 3.2三维模型化设计 对于复杂的中大型农机装备,其结构复杂,零部件众多,常规的二维图纸设计开发,常出现生产制造后错误多,安装、使用过程零部件间配合不合理等问题,且很多平面图纸设计完成后很难实现机具效果的直观展示,需等到样机制造完成后方能进行整机的检查与错误调整,常造成生产制造中的材料浪费和成本提高。计算机三维设计软件的应用有效解决了农机产品设计过程直观性不强的问题。利用现阶段应用广泛的三维机械设计软件,如SolidWorks、PRO/E等,能够实现单独零件建模后的预装配,并在装配过程中解决设计中存在的配合不当、结构不合理、零部件运转干涉等问题,空间展示更加直观合理,便于设计成果的汇报、讨论与优化。同时,三维图形能够快速生成平面图纸,并实现三维图形与图纸的直接关联,零部件修改和技术升级时只需修改三维图结构即可实现平面图纸的联动修改,工作效率得到大幅提升。三维建模软件在农业机械设计中的应用,有效加速了产品的开发过程,有利于先进技术产品快速投入市场。 3.3设计过程的仿真分析 仿真分析是在农业机械三维建模的基础上实现了新功能,利用ANSYS、ADAMS等计算机软件将三维模型导入后,能够对零部件进行材料、受理等多项参数设计,利用计算机强大的运算能力进行机械结构的强度、刚性、受力状态、运动状态、塑性变形等进行数据分析,并生成直观的数据图。设计人员可利用仿真分析的结果进行设计优化。与传统的人工受力计算和试验验证相比,计算机软件仿真分析节省了大量的人力物力,能有效减少设计过程中选材不合理、零部件强度不足或零部件尺寸设计过大等问题,能实现在生产加工前对农机产品关键零件的进一步验证,及时发现和改正设计的不足之处,提高农机产品的可靠性[6]。 3.4虚拟制造与工艺优化 在农业机械生产加工的过程中,传统的农机数控制造过程通过试制零件完成生产工艺的优化,此过程常产生大量废品,造成了材料浪费和生产加工时间的延长。利用计算机软件对数控加工过程进行模拟,能便捷地验证加工过程程序编制的正确性,并在此过程中进行加工工艺的修正,有利于提高试制零件的成功率,缩短生产制造周期,节约生产材料与成本,并提升加工制造的质量。 4结语 综上所述,计算机技术能够对农业机械的功能及产品开发制造的过程产生积极的提升作用,尤其在自动化与智能化的新时代,农机企业应当做到与时俱进,积极转变传统的产品开发、设计、制造理念,将计算机技术应用到设计、制造及农产品的功能升级上,利用现代化的计算机技术全面提升农机企业的产品竞争力,实现国产农机技术智能化升级。 参考文献: [1]刘正波.计算机智能化技术在农业机械中的应用[J].电子技术与软件工程,2021(14):117-118. [2]姜宇.计算机技术与农业机械现代化的关系[J].化纤与纺织技术,2021,50(7):101-102. [3]阳敏辉.计算机视觉技术在农业机械中应用的研究[J].农业技术与装备,2019(8):23+25. [4]知乎.智能温室系统介绍[EB/OL].[2020-10-10.]. [5]梁秀娟,嵇海旭.农业机械设计中数字化设计技术的应用研究[J].中国设备工程,2021(16):242-243. [6]刘馥,于文强.计算机辅助技术在农业机械设计中的应用[J].南方农机,2020,51(24):42+50-51. 作者:姜旭鹏 单位:黑龙江省农业机械工程科学研究院
汽车安全技术论文:基于数值仿真的汽车安全技术教学方法探讨 摘 要 鉴于汽车安全技术课程在车辆工程领域的重要性以及学生普遍反映难学的特点,将数值仿真技术融入到教学方法中去,并开展本课程的新型教学方法研究与探索。实践证明,在教学中实施数值模拟试验,不但可以弥补课堂讲授存在的单一性和抽象性两方面不足,同时还增强了学生的学习能力和实践能力。 关键词 数值仿真 车辆工程 汽车安全技术 教学实践 0 引言 近年来随着我国汽车工业飞速发展以及汽车的普及,培养特色鲜明的应用型人才已成为理工科院校发展的重要趋势。①汽车安全技术作为车辆工程专业的专业选修课,涉及到机械、车辆工程、卫生医学、交通运输工程、法律、保险等多学科,具有很强的技术性和实践性。在我国,由于高速公路建设和现代汽车工业的不断发展等诸多因素,导致近年来汽车安全事故逐年上升,而且人们对汽车安全性能的关注程度比以前有很大的提高,这些因素都促使我们必须重视对汽车安全领域的教学和科学研究来促进汽车安全性的提高。 然而,目前很多本科院校在汽车安全技术的具体教学中,仍然普遍反映难教、难学的特点。从教师角度出发,汽车安全是一项极其复杂的系统工程,实车碰撞试验是综合评价汽车碰撞安全性能的最基本、最有效的方法。但是,实车碰撞试验费用昂贵,周期较长,限于学校试验条件,只能从理论上向学生讲授,这样就造成教学内容陈旧、方法单一、重理论轻实践等现象。从学生角度出发,由于教学对象过于抽象、乘员约束系统比较复杂、工程性强但实践机会较少,很难将汽车安全技术与工程实践有机结合,学生反映教学效果欠佳。 本文针对汽车安全技术课程的重要性和教学特点,对课堂教学方式进行了探讨,并将数值仿真技术融入到教学方法中去,其目的是充分激发学生思考、活跃课堂气氛。教学实践证明,基于数值仿真技术的教学方法,可以在课程中引导学生积极思考,促进教师与学生的互动,改善汽车安全技术教学中存在的重理论轻实践的问题,更重要的是能加强学生的实践能力、学习能力和创新能力。 1 改革课堂教学方式 汽车安全是一项极其复杂的系统工程, 教师需根据教学目标和教材的实际情况,从学生的知识基础、心理特点和接受能力出发,以学生为主体,教师为主导,通过教学方法上的改革,②促使学生全面发展。 第一,强调实践性。针对汽车安全技术教学,应采取课堂教学与数值仿真相结合的方式进行。课后学生上机演练课内所学内容,使学生逐渐熟悉掌握数值仿真技术在汽车安全方面的应用。第二,授课内容应加强针对性,突出教学重点,侧重理论与实践的有机结合,同时做到容量适当,遵照由简到繁的原则完成教学。本课程可先向学生讲授汽车安全技术的相关机理,然后在该理论基础上以具体实例为目标,通过软件建立的数值仿真模型,开展相关的仿真控制和数据处理,增强教学效果。第三,采用互动教学方式。授课期间应观察学生的反应,采取设问、提问、反问等方式调动学生的学习热情, 注意因材施教。③条件允许情况下,可在机房配备一台多媒体投影机,教师边用多媒体投影机讲解,学生边在自己的计算机上模仿,教学效果将会更佳。 2 基于数值仿真技术的汽车安全技术教学 本文针对汽车安全技术课程的重要性和教学特点,建立乘员和约束系统在不同冲击载荷下的数值仿真模型,如图1所示。利用碰撞过程中乘员的运动方式和约束系统的工作方式来阐述乘员的损伤机理以及需采用的乘员损伤评价指标。教师在课堂上通过仿真动画引导学生进行思考,寻找乘员损伤模式,重点掌握此工况下需采用的人体损伤评价指标。 在授课过程中,教师应针对具体汽车碰撞实例和学生兴趣,主动提供学生动手实践的平台,培养学生自主创新能力。整个教学过程应注重发挥学生潜能,培养学生自学能力,倡导学生进行创新思维。教师应把握好方向,引导学生,并对其设计方案、研究内容、技术路线等严格把关。通过这类实践,学生有针对性地带着问题深入进行理论学习,既培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,又加强了学生自主创新、团队协作的意识。 3 结论 在汽车安全技术课程教学过程中,通过实施数值模拟试验教学方法,并严格贯彻学生为主体,教师为主导的教学思想,不但能引导学生进行积极思考和探索,使其加深对知识的理解,而且还能培养学生的学习能力和创新能力。实践证明,将数值模拟技术引入汽车安全技术课程教学,激发了同学的学习兴趣,开拓了同学的视野,课堂气氛明显得到改善。 汽车安全技术论文:我国汽车制造安全技术中的自动化及测量技术 【摘要】在我国,安全一直被放在很高的位置,但多数停留在“对人进行安全教育”的层面,认为安全事故的主因在人,把对技术措施的改进放在第二位。但是国外,尤其是欧洲多年推行安全技术,事故率大大降低。这一事实说明安全事故的预防也是一个技术问题,技术性的措施比对人的教育更加重要。本文讨论了汽车制造安全技术或产品的应用以及汽车制造自动化现代测量技术。 【关键词】汽车制造 安全技术 自动化技术 自动化测量技术 一、汽车制造安全技术或产品的应用 汽车制造设备,尤其是冲压设备,都是安全等级要求极高的设备,一直以来也是安全控制产品的主要应用领域,从很多安全产品和应用中,都能明显看到这一点。由于法律和文化等诸多方面的原因,欧洲的安全技术和产品一直处于领先,应用也最为成熟和广泛。 在我国,安全一直被放在很高的位置,但多数停留在“对人进行安全教育”的层面,认为安全事故的主因在人,把对技术措施的改进放在第二位。但是国外,尤其是欧洲多年推行安全技术,事故率大大降低。这一事实说明安全事故的预防也是一个技术问题,技术性的措施比对人的教育更加重要。 可喜的是,目前安全技术在国内的应用日益广泛。虽然我国强制性的推行国际安全技术标准,但大多汽车制造厂对安全技术有比较严格的要求,带动了安全技术在国内机器制造行业的应用。而且,随着美国和日本逐渐重视安全技术,使得美国和日本的电气控制巨头们也推出了诸多具有竞争力的安全产品。 对安全技术的应用有了更大的推动作用。一般来说,安全控制系统应该包括安全输入设备(如急停按钮、安全门限位开关或联锁开关、安全光栅或光幕、双手控制按钮),安全控制电气元件(如安全继电器、安全PLC 和安全总线)和安全输出控制(如主回路中的接触器、继电器或阀等)。 其中,安全PLC是在应用中值得重点关注的产品。所谓安全PLC,就是专门为条件苛刻的任务或安全相关的应用而设计的PLC,在其失效时不会对人员安全或过程安全带来危险。在一台安全PLC根据要求达到了特定的可靠性/故障概率等级时,就意味着它具有广泛的自诊断能力,可以监测各个方面的硬件状态、程序执行状态和操作系统状态。此外,安全PLC 还必须能够执行标准机构(例如TUV、FM等)认证的必须的故障安全动作,而这些故障安全动作都是根据特定的原则设计,并满足国际安全标准(如IEC61508和EN954-1等)中定义的要求。另外,安全PLC 还可能包括警卫保护预警和权限管理的内容,用来保护安全PLC 不受来自外界的干扰。 从安全PLC供应商方面看,罗克韦尔自动化、欧姆龙、西门子A D等巨头纷纷采取一系列措施,推出自己的安全PLC产品,这些产品几乎都符合IEC61508标准并得到了SIL3的等级认证。同时,都试图将安全PLC 与其他机械安全产品一起构成完整的机械安全解决方案。罗克韦尔自动化在美国举办的年度Automation Fair展览会上设立了安全产品线独立展区,产品线覆盖从传感、逻辑判断到执行机构的每个环节,如安全按钮、安全地毯、安全开关、安全继电器、安全光幕、安全镭射扫描器、集成安全功能的马达启动器与伺服电机、安全PLC(模块式与分布式)、安全分布式I/O、安全网络等。同时,罗克韦尔在安全PLC和安全继电器方面还将不断推出新品,Ethernet/IP safety安全以太网也即将推出。此外,西门子的安全PLC也从丰田这样的著名汽车商那里获得青睐。目前,在世界范围内的丰田汽车公司制造厂中,有3个安全PLC项目正在进行中,分别是Tahara(日本)、印第安纳(美国)和剑桥(加拿大)。在这3个工厂中使用的西门子安全PLC 总数大约为170个,共使用了大约2000个I/O模块。 二、汽车制造自动化现代测量技术 应高精度、高速度、多功能、在线检测的需求,不断取得新的发展与突破;同时,测量技术所覆盖的工艺环节和工业领域,也越来越多样化。 系统的最新发展及方向。目前自动化系统发展的一个主要趋势,是控制器功能的集成化,以及通讯的集成化。长久以来,由于技术的限制,在一个自动化系统中需要使用多种,来自多个厂商的专一功能的控制设备,比如一般控制任务的PLC;安全控制用的PLC;运动控制用控制器;伺服控制用控制器;等等。相应地在通讯上,有一般控制任务的现场总线;用于安全控制的安全总线;用于运动控制的通讯等等。 这样集成得到的系统,复杂性高,无论系统集成商,还是设备使用维护方,除了掌握各种不同的技术外,还必须适应不同厂商产品的不同设计习惯,不同的软件编制风格。还有,不同系统之间的接口和通讯进一步增加了系统的复杂性。而且从一定程度上,降低了系统的性能。 现在,集成了上述几个和全部控制功能的控制器越来越多。比如集成了一般控制功能和安全控制功能的PLC,集成了PLC功能和运动伺服控制功能的基于PC 的控制器,等等。同时在通讯领域也在发生重大变化,以太网借着在一般网络上取得的巨大成功,已经在工业领域逐步深入,开始牢牢确立自己的地位。集多种通讯功能于一身的以太网产品已经出现,随着技术的逐渐成熟,产品的逐渐丰富,以太网技术是目前能够看到的一统江湖的通讯网络。 汽车行业有自己的特点,就是高可靠性,高利用率,设备的高寿命。这些特点,决定了在选用自动化产品时,普遍比较谨慎,不敢为天下先,一般倾向选择成熟的产品。因此这些新的技术何时能够大规模进入汽车行业,就要看它们何时能够积累起足够的市场认可度。 由于中国巨大的汽车市场,各个国际汽车巨头目前纷纷在中国各地投资建厂,汽车制造商为了扩大品牌占有率和汽车销售,会对原有厂房或生产线进行扩建或改造,同时,由于汽车厂商的建厂、改造,必然会带动相关零部件厂商间的竞争,从而零部件厂商也会为了扩大生产而采取相应措施,因此,需要越来越先进的生产设备和系统来扩大自己的生产、增进效率、降低成本。汽车自动化系统的发展成为了业界瞩目的焦点之一,因此我国汽车制造安全技术非常重要。 汽车安全技术论文:汽车电子安全技术的现状及其发展策略 摘要:介绍了当代汽车电子安全技术的发展现状,从主动与被动安全两方面技术分别探讨,包括电子制动力分配装置、驱动防滑系统、电子稳定装置、自适应巡航控制装置、和安全气囊防护系统、自动防抱死刹车系统、电子刹车辅助系统、事故自动报警系统、驾驶纪录系统等。同时对未来的汽车电子安全技术的发展趋势做了简要介绍。 关键词: 汽车电子;主动安全;被动安全;发展趋势 0 引言 汽车安全,一个大家越来越关心的话题。实际上从汽车诞生那一刻开始,汽车安全技术就随着汽车技术的发展而发展,如今汽车安全技术早已经不仅仅是安全气囊安全带的简单应用,各种电子设备的介入使得汽车安全装置更加的智能化、人性化。本文主要介绍了汽车安全相关的电子技术,并对未来的发展趋势提出了构想。 汽车安全性配置按照事故发生的前后基本可以分为主动安全和被动安全两大类。汽车的主动安全性是指事故将要发生时汽车防止事故发生的能力,而被动安全则是在发生事故时汽车对车内成员的保护或对被撞车辆或行人的保护,使损失降到最小的能力。 1 汽车电子的主动安全装置 主动预防、避免或减少汽车在行驶过程中发生事故,对汽车的内、外部结构进行合理有效的设计,所谓主动安全技术就是在汽车设计和制造时,为提高汽车的主动安全性能,而采用的更先进的技术和装备。目前已广泛采用的汽车电子主动安全技术主要有自适应巡航控制装置(ACC)、电子稳定装置(ESP)、驱动防滑系统(ASR)、电子制动力分配装置(EBD)、电子刹车辅助系统(EBA)、自动防抱死刹车系统(ABS)等。 1.1 ABS(Anti-lock Braking System)自动防抱死刹车装置 由于车辆冲刺惯性,瞬间可能发生侧滑、行驶轨迹偏移与车身方向不受控制等危险状况,在遭遇紧急情况时驾驶者踩死刹车,刹车抱死车轮。ABS系统使车辆在车轮即将达到抱死临界点时,刹车在一秒内可作用60至120次循环,相当于不停地刹车、放松,即相似于机械自动化的“点刹”动作。此举可避免紧急刹车时方向失控与车轮侧滑,同时加大轮胎摩擦力,使刹车效率达到90%以上。 1.2 电子制动力分配系统EBD(Electronic Brake force Distribution) EBD系统可依据车辆的重量和路面条件来控制制动过程,防止汽车制动时后轮先制动的情况发生, 如发觉前后车轮有差异,而且差异程度必须被调整时,制动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率,使前、后轮的液压接近理想化制动力的分布,它就会调整汽车制动液压系统。因此,重踩制动在ABS动作启动之前,为改善制动力的平衡并缩短汽车制动距离,防止出现后轮先抱死的情况,EBD已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力。一些汽车技术性能就有了ABS+EBD的项目,EBD实际上是ABS 的辅助功能,可以提高ABS的效用,使满载车辆和弯道制动性能改善。 1.3 电子刹车辅助装置EBA(Electronic Brake Assist)在一些非常紧急的情况下,驾驶员往往缺乏果断性,不能迅速踩下制动踏板。EBA就是为此设计的。它的功能与ABS相似。该系统利用传感器感知驾驶员对制动踏板踩踏的速度和力度大小,以此判断驾驶员此次制动的意图。如果属于非常紧急的制动,EBA就会指示制动系统产生更高的制动力,使ABS发挥作用,从而使制动力快速产生,减小制动距离;而对于正常情况的制动,EBA则会通过判断不予启动ABS。通常情况下,EBA的响应速度都会远远快于驾驶员。这对缩短制动距离增加行车安全性非常有利。因此,对脚力较差驾驶员避让紧急危险的制动是非常有帮助的。 1.4 驱动防滑转控制系统 ASR(Automatic Slip Regulation),也被称为牵引力控制系统TCS 该系统根据传感器监测到的车轮滑转状况,综合控制发动机输出功率和驱动轮制动力,把车轮的滑转率控制在最佳滑转率附近。 充分利用路面的附着能力!提高了汽车的驱动性和操纵性,使得汽车在附着状况不好的路面上能顺利起步、加速和转向。 1.5 电子稳定装置(ESP)(Electronic Stablity Program)ESP实际上也是一种牵引力控制系统,与其他牵引力控制系统比较,ESP不但控制驱动轮,而且可控制从动轮。该系统具有支援ABS及TCS的功能。它通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析,然后向ABS、TCS发出纠偏指令,帮助车辆维持动态平衡。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性,在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。ESP一般需要安装转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。ESP可以监控汽车行驶状态,并自动向一个或多个车轮施加制动力,以保持车子在正常的车道上运行,甚至在某些情况下可以进行每秒150次的制动。 1.6自适应巡航控制装置ACC(Adaptive Cruise Control) 该装置是CCS(Cruise Control System)功能的自然延伸。它依据雷达探测到的主车与目标车辆间的相对位置关系及相对运动关系,通过控制发动机节气门开度、行驶档位及制动器制动力矩实现对车辆行驶速度的调节,从而达到与目标车辆间保持安全行驶距离的目的。 2 汽车电子的被动安全系统 为使直接损失降到最小的技术,保护车辆内部乘员及外部人员,汽车被动安全技术是指一旦事故发生时,所采取的安全保护系统。 2.1 安全气囊防护装置(SRS) 安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度,传递及发送信号;气体发生器根据信号指示产生点火动作,点燃固态燃料并产生气体向气囊充气,使气囊迅速膨胀。随着技术的发展,安全气囊的保护范围将进一步扩大,从现在的前排乘员前方保护扩展到前排乘员的侧面、膝部和后排乘员的前方与侧面以及车外行人。侧面安全气囊、发动机罩宽幅气囊、车外气囊等产品不断推出。同时,安全气囊已出现智能化,能识别乘员席有无乘员、有无逆向儿童座椅以及乘员身材大小、重量,坐姿、是否系戴安全带等,并根据上述信息调整动作,以求最大限度地减少失误和保护乘员。 2.2 驾驶纪录系统 依据地理信息管理系统(GIS)及计算机数据库系统,汽车黑匣子是利用GPS先进技术,形成一套现代化的监控体系。它能帮助有关部门迅速准确地分析事故发生的原因,不但具有像飞机黑匣子一样记录事故发生前后的详细数据,而且还能帮助车辆管理人员和驾驶员,它实质上是机动车综合记录仪,最大限度地减少事故的发生,适时监控和分析车辆的运行情况,从而加强对车辆的管理。实践证明,汽车黑匣子的使用,产生了显著的社会效益和经济效益,大大减少了人员伤亡和财产损失,使交通事故率降低了37%~52%。 2.3 事故自动报警系统 它与智能汽车交通系统和全球卫星自动定位系统相配合,是在汽车后视镜内安装了一个微型摄像机,它主要是与移动电话和撞车传感器相连,事故自动报警系统将是今后汽车必备的安全系统,一旦汽车发生事故,将自动向有关部门和医疗急救部门报警,并保持联络,使事故车中的人员得到及时救护,它能全面地提供系安全带人数和人员受伤的大致程度、事故严重程度、车载人员数、汽车所在位置等信息。 3 汽车电子安全技术的发展趋势 未来的汽车安全技术将向着集成化、系统化和智能化方向发展,安全技术中的主动安全和被动安全是相辅相成、缺一不可的。 3.1 智能化 随着电子信息等技术的飞速发展,安全技术正逐步走向智能化,智能技术在汽车安全系统上得到了广泛应用。随着传感器技术及计算机技术的进步,越来越多的新型智能化安全装置将出现在现代汽车上。全球卫星定位系统(GPS)技术、智能安全气囊、智能轮胎、智能悬架、智能避撞系统、智能驾驶系统等将在汽车上发挥越来越大的作用。这些智能装置将具有一定的识别、判断能力,在各种情况下都能自动协助或自行控制。未来的智能约束系统尽可能多地收集和利用有关乘员形体位置及撞车类型和撞车速度的数据,建立数据库,对某一碰撞中获得的乘员和车的有关信息进行判断识别,使人体获得最佳的保护。 3.2 系统化 为达到系统整体的最佳效益,实现驾驶员特征、车辆机械特性及道路交通法规之间的协调,达到各自性能的最佳匹配,将人、车、路作为一个系统来分析研究,让三者相互协调。 3.3 集成化 德尔福公司推出的集成安全系统(ISS)涵盖了汽车上所有的主要电子系统,为得到更好的安全保护效果,将汽车主动安全技术与被动安全技术进行融合,由50种不同的技术组成,能更好地预防交通事故发生,协同发挥作用,这些技术集成于一体。 4 结语 我国汽车被动安全性和汽车安全技术研究起步晚,但发展迅速,正在接近和赶上国际先进水平。随着现代科学技术的发展,未来的汽车将越来越智能化,越来越人性化,越来越可靠,越来越安全。未来的汽车电子安全技术将向着微处理机、光导纤维传导技术、纳米技术、声纳传感技术、软件技术、多通道传输技术、集成化技术、车载网络系统等更先进的技术领域发展。 汽车安全技术论文:汽车被动安全技术分析 摘要:随着科学技术的发展, 汽车主动安全技术在交通安全中起着越来越大的作用。但尽管如此, 仍然不可避免地发生意外情况, 此时, 汽车的被动安全技术将是避免乘员受伤的唯一保障。汽车的被动安全技术主要包括安全带、安全气囊、安全转向柱及安全座椅等几个方面。 关键词:汽车安全 碰撞 安全带 气囊 随着我国经济的不团发展,汽车作为现代化的交通工具已经走进了平常百姓的生活中。汽车数量的极大增加一方面给人们的日常生活带来了方便,但同时不多出现的各类交通事故也带来了极大的负面影响。国内外大量统计数据表明,汽车交通事故造成的人员伤亡和财产损失时巨大的。如2009年,全国共发生道路交通事故238351起,造成67759人死亡、275125人受伤,直接财产损失9.1亿元。汽车安全性能越来越为人所关注。 1、汽车被动安全 车用安全系统根据是否为预防性质, 可分为主动安全(Active Safety System) 与被动安全(Passive Safety Systerns)两类,前者为预防事故的发生,后者则为减缓事故发生的伤害程度。简单的来说主动安全技术就是防患于未然,被动安全技术就是要做到汽车在不可避免发生事故时“车毁人安”。 汽车安全问题自汽车诞生的那天起就时刻的存在,但是由于早期汽车的速度较慢,数量也相对较少汽车事故并没有引起社会的广泛重视。随着汽车大规模的运用,汽车技术的不断革新,速度的增大和数量的增多,汽车安全问起变得越来越突出,据统计,目前每年死于车祸的人数多达100万,伤残人数达到数千万人。汽车被动安全技术作为保障人员安全的最后一道屏障,也引起来人们的高度重视。 2、分散撞击力车架 车架是汽车的基本骨架,现代的汽车的架设计不仅要考虑空间、重量和发动机的布局,更要考虑其安全性能,即在事故中抗冲撞的性能。通过精密计算与设计将汽车碰撞时的撞击力分散开来,并最终将碰撞的撞击力分散到整个车架的各个部位,减轻车内乘员承受的冲击力,同时加强座舱的强度避免车体或发动机等部分凸入车厢内。通常这些分散撞击力车架的横向撑杆及纵向梁全都十分坚固和紧密相连,那些在撞击时受力最大的地方都运用多种特质钢材并经过特别的强化工序处理,或是增加了加固件。当然,分散撞击力车架最重要的品质表现还在于当撞击真的发生时车架将会如何折曲以吸收掉大部分的冲击力,合理的折曲设计可以确保车厢结构完整,即实现所谓的“安全舱”,这对于保证车内乘员的脱险和抢救是至关重要的。 3、防撞钢梁 一般包括汽车前后防撞梁和四车门防撞梁,防撞梁的主要作用是保证车辆在中低速行驶的过程中发生汽车前后碰撞,汽车侧面碰撞等情况时,对车辆起到一定的保护作用,能在一定程度上保护驾乘舱人员的安全,但不能百分百保证安全。 前后防撞梁的意义就是车辆第一次承受撞击力的装置,在车身被动安全方面有一个重要理念就是一点受力全身受力。也就是说汽车车体的某一个位置受到了撞击,如果仅仅让这一部位去承受力的话,那么达到的保护效果会很差。如果在某一点受到力的时候,让整个骨架结构去承受力,则可以最大限度的降低一个点所受到的力的强度,特别是前后防撞钢梁在这里就起到很明显的作用。 在汽车结构中防撞梁两端连接的是屈服强度很低的低速吸能盒,然后通过螺栓的形式连接在车体纵梁上。低速吸能盒可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量,尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害,这样可以降低维修成本,而螺栓连接的方式可以更方便的对防撞梁进行更换。 在高速偏置碰撞中,防撞梁可以有效的将撞击力从车身左侧(或右侧)传递到右侧(或左侧),尽可能让整个车体去吸收碰撞能量。在发生低速碰撞时(一般为15km/h以下),防撞梁可以避免撞击力对车身前后纵梁的损害,降低维修成本。 4、安全带 汽车座椅安全带是最重要的汽车乘员约束保护装置,如今安全带已经是汽车的标准安全配置,在减轻碰撞事故中乘员伤害程度方面起着重要作用。瑞典沃尔沃公司于1959年首先开发了三点式座椅安全带, 此后被为国的汽车制造厂所采用。由于三点式安全带使用方便维护简单,保护效果比较明显,后来就逐渐扩大了安全带的使用范围, 从小轿车车到载货车、客车, 从短途车到长途卧铺车, 从外侧座椅到中间座椅。装配的安全带形式也从三点式到赛车运动的多点式。现在, 大部分汽车所有乘员的座位上都装配安全带,作为汽车安全标准装备。 安全带是最典型的被动安全装置, 它可对驾乘人员进行系绊约束和相对固定, 能有效地减轻交通事故发生时乘员与车身的碰撞的几率, 并将乘员的损伤程度降至最低。其工作原理很简单, 缓拉时无阻力, 急拉时可锁紧。即当车辆出现紧急制动、正面碰撞或发生翻滚时, 乘员会使安全带受到快速而猛烈的拉伸, 此时卷收器的自锁功能可在瞬间卡住安全带, 使乘员紧贴座椅, 避免乘员身体冲出座椅与车内饰件发生二次碰撞。安全带作为主要的乘员约束保护装置, 是目前最有效的安全设备, 其单独使用时可以减少42%左右的死亡率。事实证明, 在正面碰撞、追尾碰撞及翻车事故中, 普通安全带对乘员保护效果很好, 尤其是对乘员头部, 胸部的保护。为了进一步降低碰撞时乘员的“潜水”现象(即乘员沿座椅下滑)造成的腹部伤害, 目前很多汽车生产厂采用织带预张紧器或织带夹紧装置的安全带。这种安全带同改进的座椅结构及安全气囊相接合, 便可大大提高对乘员的保护性能[1]。 汽车安全技术论文:浅议现代汽车安全技术活理念 摘要:汽车交通事故已成为日益严峻的全球性社会问题。笔者提出汽车驾驶者与汽车安全性能共同发展的现代汽车安全活理念。使人们在享受汽车带来便利的同时加强安全意识。 关键词:汽车安全;安全活理念;驾驶技术 0引言 随着交通工具现代化和绝对数量的剧增,交通事故已成为严峻的全球性社会问题。毋庸置疑,好的驾驶习惯、出色的应变能力以及先进的汽车安全设施是行车安全的保障。努力研究开发高性能、高安全性的安全汽车,同时也要加强对在用汽车的定期维护和管制,使汽车经常处于良好的技术状况,以提高汽车行驶的安全性。 1汽车安全活理念 从1886年有了汽车, 汽车给世界装上了轮子,使人类实现了征服距离的梦想,由加快生活节奏升华为一种享受,但驾车如驾虎,驾乘人员必须掌握一套系统而科学的安全理念。“五次元”安全活理念,将汽车行驶过程中出现的安全威胁分为五个等级,分别为:正常路况下的“安全驾驶”;危险路况上的“安全问题”;轻微碰撞时的“安全损控”;车辆碰撞后的“安全防护”以及碰撞救援时的“安全脱离”。其意义是说明:首先在最大程度上避免事故发生,其次如果不可避免,就将损失降低到最低程度,最后一旦发生重大较大事故,避免再次伤害是首先要考虑的因素,实现“车守护人”的安全理念。 2汽车安全性 汽车的安全性是按交通事故发生的前后进行分类的,一般分为主动安全性、被动安全性、事故后安全性和生态安全性。 2.1 汽车主动安全性汽车主动安全性(也称为“一次安全性” )是指汽车设计时能主动预防或减少道路交通事故发生的性能,在交通事故发生之前采取安全措施,特别当即将发生危险状态时,驾驶者操纵方向盘避让或者紧急制动以避免交通事故发生。使汽车在正常行驶中,为确保驾驶者的基本操纵稳定性,对周围环境的视认性和确保汽车本身的基本行驶性能,汽车结构设计开发了防抱死制动系统(ABS)、防滑驱动系统(ASR)、自动悬架、动力转向、四轮驱动(4WD)、四轮转向(4WS)、灯光照明系统、刮水器、后视镜、防止车辆追尾的车距报警系统和激光雷达等。这些安全装置和技术称为主动安全系统,也称为预防安全系统。未来的汽车将主动安全性的新技术更加广泛的应用和普及,如打瞌睡警告及唤醒系统,高适应性定速巡航系统,紧急制动先期警告系统,录仪行车(类似于飞机上的黑匣子),卫星定位导航系统,防碰撞系统,安全的行驶方向控制系统,转弯减速调节系统,EyeCar技术(即无阻碍视眼和最好的能见度),CanCar技术(提示驾驶员的感知能力)等智能化汽车。 2.2 汽车被动安全性汽车被动安全性(也称为碰撞安全性或二次安全性)是指在无法避免碰撞事故的情况下,依靠车辆本身保护撞击,将撞击伤害降到最低的装置。另外,作为防止事故后出现二次伤害的安全性,因汽车碰撞分为一次碰撞和二次碰撞,驾乘人员受到伤害的主要原因是二次碰撞中与车身的各部位发生接触或甩出汽车外而造成伤害,汽车被动安全性又分为车外部安全性和车内部安全性。车辆的钢板,车身结构,预紧式安全带,智能安全气囊,头枕,可溃缩吸能的方向盘及制动踏板和自适应约束技术系统(ARTS),灭火系统等都是被动安全的重要组成的部分。 2.3 汽车事故后安全性汽车事故后安全性是指汽车发生事故后保障驾乘人员及时救助,能减轻事故后果的性能。主要包括能否迅速消除事故后果,同时避免新的事故发生,避免再次伤害。GPS救援系统利用卫星导航定位缩短救助时间,门锁紧急施放系统使驾乘人员迅速离开车内和现代的交通管理系统都是事故后安全的组成。 2.4 汽车生态性安全汽车的公害问题,指汽车的制造、使用过程中发动机排气污染、噪音和电磁波对自然环境、人类生存、资源消耗带来的危害影响。人们期望使用零污染、无公害和保护环境的绿色汽车。绿色汽车主要标志为:第一是可以回收利用;其次是动力源多样性;第三是对环境污染小。电动汽车具有低耗、低污染高效率的优势;被称为清洁能源的天然气汽车、氢能源汽车、甲醇汽车、太阳能汽车都是典型的绿色汽车;设计合理的动力混合汽车,都使汽车工业持续发展。 3汽车驾驶技术培训 安全驾驶培训是驾驶员上路前必修之课,全球每年死伤于交通事故的人数有5000多万人,我国拥有的车辆数量只占世界车辆总数的2%,死亡率却占世界的15%。通过学习掌握“安全行车指南”的五大准则,提高驾驶员的综合素质能力达到保障行车安全的目的。 3.1 提高预测能力要时刻查看前方路上发生的事情,不要只关注车跟前,因为隐患往往在车前很长一段距离就出现了。 3.2 观测行驶道路的全景了解车辆周围发生的事情,仔细观察发展变化的交通形势,目光注视某物的时间不宜超过2秒,同时要养成每隔5-10秒就查看一下反光镜的习惯。 3.3 尽早打出信号,表明意图以便他们有时间作出正确决定,但不要突然行动,以免引起他人的惊慌。 3.4 安排一条退路选择超车时机,做好避让的准备,以便在意外发生时迅速作出反应。要安排一条能有足够时间、空间和视程来平稳起步或停车的退路,避免汽车追尾。 3.5 果断行动按照以上四条准则执行以后,驾驶员就应该有充分的时间和空间来处理紧急情况,最后需要的就是要下定决定、果断行动,做到快准稳。 4总结 车在路上行驶,车祸猛于虎,安全才是王道。抛开价格因素,一辆“安全车”应达到的最基本标准是:前后盘式制动系统、前排双气囊、三点式安全带、安全玻璃、高位刹车灯、ABS+EBD(刹车防抱死和电子制动力分配系统)、车头、车尾可溃缩的安全车身设计、车门内有防撞杆NCAP碰撞测试成绩等结构,良好的驾驶技术才能让优秀的安全设施发挥其应有的作用,构筑以人为本车守护人的和谐社会。 汽车安全技术论文:浅谈汽车智能安全技术的应用 [关键词]智能安全技术;防撞技术:防盗技术 汽车已不仅仅只是代步工具了,而是演变成一件件高科技产品。当前汽车安全技术发展的目标就是提高行车安全性和各环境下的适应性。当前的信息技术革命正在推动汽车设计翻开新的一页,自动化、智能化、多功能将成为21世纪汽车发展的新趋势。智能化的汽车在21世纪将以更高的速度和效率把人类带入智能信息时代。 一、关于发达国家智能汽车研究的现状和趋势 进入20世纪90年代以来,随着汽车市场竞争激烈程度的日益加剧和智能运输系统(ITS)研究的必起,国际上对于智能汽车及其相关技术的研究成为热门,目前它已成为世界众多发达国家重点发展的智能交通体系中的重要组成部分,也是世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力。 美国交通部已开始一项五年计划,投入3500万美元,与通用汽车公司合作开发一种前后防撞系统。同时,美国俄亥俄州立大学和加州大学以及其他一些研究机构正在进行全自动车辆的研制与改进工作。欧洲的一些国家正试验将智能速度适应(Intelligent Speed Adapta2tion,ISAl作为提高车辆安全性的手段,其构想是通过路边标志信息或卫星定位信息以及车载数字地图进行车辆导航,并自动控制车辆的速度。目前在日本,夜视和后视报警系统已应用在某些汽车上,三菱公司和尼桑公司已其近期可使用的防撞设备。前方防撞和车道偏离有望在1至2年内实现。世界各国著名大学也参与到智能汽车的开发中,如麻省理工学院、斯坦福大学、剑桥大学等。 二、关于智能安全技术的应用 1.防撞技术。专家、学者在分析城市交通事故的原因时,普遍认为事故原因主要由:人员素质、运输车辆、道路环境、管理法规等4个方面。而其中很重要的一点――运输车辆性能的提高,常常为人所忽视。而事实上,随着科技水平的不断提高,使得机动车辆的智能化已成现实。可以通过机动车辆的智能化来提高交通的安全性。一是新型带,自动制动功能的碰撞警示系统。该系统由沃尔沃公司最近推出,可以最大可能地降低碰撞时的车速,减少碰撞双方乘员伤害风险。该系统功能包括:纵向避撞――有助于防止车辆与车辆之间,车辆与其他物体或行人之间正面或尾部的碰撞:侧向避撞――有助于防止车辆偏离行驶车道引起的侧面碰撞;视觉强化防止碰撞――改善驾驶员观察道路及道路上或道路旁物体的能力。二是激光测距在汽车智能防撞系统中的应用。该汽车智能防撞系统主要包括:振动电路、激光调制器、激光发射器、激光接收器、计数器、处理器,以及显示、报警和智能制动装置等。当启动系统后。激光发射器不断发射激光束,探测前方是否有障碍物。当有障碍物时,激光束被反射回来被接收器接收并转换为电信号。经放大后通过计数器计数获得N值,再经处理器的运算得到是否安全的距离。三是智能式汽车安全气袋控制系统。气袋控制系统的任务是准确判断出事故的碰撞强度,并点爆气袋。现在大部分系统都采用带微处理器的智能控制系统。它使用单片机对电子式加速度传感器测得的信号进行计算,认为发生了碰撞并且达到一定强度时,输出点火脉冲引爆气体发生器。迅速产生大量气体充满气袋。智能控制系统的控制算法由软件实现,极大地提高了算法的灵活性,而且具有记录事故信息和与计算机通讯等前两代控制系统无法实现的功能。 2.防盗技术。一是射频识别技术。汽车电子式防盗采用射频识别技术(RFID),通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID技术采用射频传输,可以透过外部材料读取芯片数据,实现非接触操作,应用便利,使用寿命长;大容量的存储空间,适合储存大量的数据信息;数据安全方面,通信数据使用加密算法对数据进行加密,实现数据安全存储、安全管理和安全通信。基于射频识别技术的汽车防盗器主要功能特点如下:普通汽车防盗器主要是采用键盘输入方式对司机身份进行识别的,这种方式给驾驶带来诸多不便,而且由于其密码组合有限。较容易被窃取和破译。而采用射频识别技术来识别身份,则可有效解决这一问题。车主只须携带应答器(32mm)靠近阅读器的感应线圈(进入7cm左右的感应范围),即可在瞬间完成身份识别,并且其密码不宜破译,因而大大提高了防盗效果。利用该电路可以方便地实现防盗系统的安全提示和报警功能。二是汽车智能钥匙。智能钥匙的主要功能:靠近汽车时。钥匙和汽车便开始通过无线电交换已设定好的指令信息。随即汽车的关闭系统和安全系统以及发动机的控制系统全部被激活。打开车门时。只要驾驶员一碰到车门把手。传感器就会探测到这一压力,同时伺服发动机便会打开车门门锁。接着座椅、转向盘和外后观镜便会自动调整到合适与车主的位置。启动前,驾驶员踩下制动踏板,转向盘锁会被随即打开。同时启动按钮也会被释放。最后主制动器自动松开。下车时,驾驶员必须按下锁车钮,如果闪光灯亮起则表示车门已安全上锁。汽车上锁的同时,钥匙和汽车就会重新约定好一个新的指令信息。三是GPRS移动通讯网络汽车智能防盗系统。当用户驾车外出。车辆停放位置与用户比较近时。防盗监测系统通过GSM网络发短消息给用户的GPRS手机。不需要上Internet网络,这样用户可以更快采取补救措施。当用户车辆在公用车库中或距离很远,或中途被抢,此时就可将信息经GPRS和Intemet网络传送给监控中心计算机,监控中心计算机分析现场传输的图片、声音等资料,采取相应的措施,同时利用GPS传送信息结合该地区、城市地形图,确定被盗车辆现在哪个地区哪个城市哪个街道。将监测到的有效信息提供给公安机关,帮助快速破案。 三、关于汽车智能安全技术的展望 汽车出现有100多年的历史,而智能汽车才刚刚起步。尽管汽车智能安全技术的发展前景非常广阔。但仍存在着不少障碍。如某些高智能化安全系统造价昂贵。普通消费者无法接受。为了实现彼此设备的兼容,、要制定统一的工业标准。现在的智能汽车时速还不能超过30公里/小时,以及受到恶劣天气、路况的影响还比较大。随着技术上的不断完善,我们有理由相信。未来的汽车驾驶和乘坐,将不会再有任何的安全顾虑,驾车也将真正成为一种享受。 作为交通运输工程的参与者,要大力倡导和积极推广汽车智能安全技术在工作和生活中的应用。身体力行的同时。要注意不断总结和技术研发,切实推动汽车智能安全技术项目的完善。 汽车安全技术论文:汽车安全技术的智能化发展刍议 摘要:汽车技术首要作用是确保安全。在智能化技术飞速发展的今天,汽车的安全技术也有了长足的进步。汽车安全主要有主动安全与被动安全两部分,作者结合自身学习与实践,从主动安全技术与被动安全技术两方面论述汽车安全技术的智能化发展现状,着重讲述主动安全技术的智能化发展趋势,并举出相关例证。 关键词:汽车;安全技术;智能化;发展 一、概念简述 汽车的节能减排、降低环保、保证安全是当代汽车技术的重要衡量指标。其中最重要的指标是安全性。汽车安全主要有主动安全与被动安全两部分。主动安全指的是在事故发生前充分使用安全技术,消灭安全隐患;被动安全指的是发生事故的时候,通过汽车性能设计和被动安全设备尽量降低驾驶者、乘客和车外行人遭受伤害的机率。 在目前智能化技术的发展的促进下,汽车安全技术和以往比较产生了巨大的进步。不仅仅在智能化的方面有着明显的发展趋势,汽车安全技术的进步的重点正从被动安全转移到主动安全。 二、主动安全技术的智能化发展趋势 1、减轻碰撞系统 此系统利用完整的智能系统检测驾驶员会要采用的紧急刹车等行为,并在刹车实施的时刻,辅助驾驶员把制动力加刀尽量大,达到减少制动距离,降低碰撞几率。奔驰公司当前投入使用的新式减轻碰撞系统有着两个雷达传感器,第一个探测的角度相对小一些,为的是探测远处事物;第二个探测角度相对大一些,为的是探测近处的事物。丰田雷克萨斯利用了探测距离较远的雷达传感器来检查远处是否有障碍物如汽车、路障等;第二个探测距离相对近的物体例如行人。沃尔沃公司目前试验能够达到现有的制动辅助设施的条件下同一时刻对转向也可以采取干预的技术,进而达到有效降低事故概率的目的。 2、距离警示系统 此系统的最大特征是当自适应巡航控制系统(ACC)关闭的时候,也能够辅助驾驶员时刻与前车保持一定的距离,若是打开了距离警示系统打开,驾驶员能够实现设置好驾驶车辆和前方车辆的安全距离,当汽车行驶,系统发现驾自身车辆和前方车辆的距离间隔小于实现设置的时候,就在前风窗玻璃上进行提示,并且发出警示声音,若是驾驶员还没有进行规避或调节驾驶,该系统便会自发的制动。如沃尔沃汽车公司所生产的此类预防碰撞的距离警示系统(Distance Alert)。 3、驾驶员警示系统 该系统一项正在发展完善的汽车安全技术,能够监测车辆在道路上的行驶状态,一旦驾驶员的操作有一场,就会向驾驶员进行示警。这系统安装在车辆上后,不仅在白天,即使在黑夜,如果汽车行驶到驾驶员容易松懈的平直车道或易于判断错误的复杂道路时,警示系统就能利用摄像头持续监测车辆和道路两旁和周围车辆的距离,继而使用传感器传递至电控单元,电控单元再分析相关信息,用来检测汽车有没有安全隐患,若是存在,系统就能够发出警报,同时还能够在仪表板上显示是否应该休息的提示。 4、车道偏离警示系统 该系统能够帮助驾驶员及时辨别休整方向。工作原理是通过摄像头观察汽车与道路标线之间的距离。若是没有展示变道信号就越过了车道标线,系统会有声音信号提示驾驶员。在此工作原理上,可以强化其智能化,开发自动转向回避碰撞功能,这样能够比车道偏离警示系统更优越,能够使用摄像头与雷达传感器监测车辆和其它车辆之间的距离,从技术上确保了可以预防驾驶员粗心大意导致的摩擦碰撞等。比如汽车如果要驶入错误车道,而且系统监测到旁边有车可能与自身发生碰撞,汽车会自动调节线路,到达安全车道。 三、被动安全技术的智能化发展趋势 1、气囊式安全带 以最新的福特后座气囊式安全带为例,该安全带在2011年配置在新一代福特Explorer SUV汽车中。目前福特打算为全世界的汽车上使用气囊式安全带技术。气囊式安全带可以降低事故发生对乘坐者头部、颈部与胸部的损伤机率与程度,而事故中最易受到伤害的是儿童与老人。平时应用时,气囊式安全带和传统安全带功能类似,并能够适用于儿童身上。百分之九十以上的测试气囊式安全带的人都感觉气囊式安全带的舒适程度和传统安全带到得多。 发生事故时,汽车安全带中的传感器可以及时检测装机的力度,并迅速打开气囊式安全带的气囊。安全带里面有许多管状气囊,能够利用冷压缩气体膨胀展开,安置在座椅底部的气罐把气体利用特殊设置的扣环导进安全带中。气囊式安全带就会将碰撞的力量分散到更大面积,用以增加保护面积,并减少可能导致的伤害。 2、智能化安全气囊技术 智能化安全气囊是基于以往安全气囊基础之上设置了智能传感器,用来监测前面的座位里有没有人,乘坐者是儿童或是成人,有没有系好安全带,驾驶员与乘员在座位上的位置是否合理等等。智能型安全气囊包含以下几种传感器:重量传感器,能够利用座椅上重量检测到是不是有人乘坐,是儿童还是成人,甚至可以检测乘客的性别;红外线传感器,用以确定车上人员的位置;电子区域传感器,利用测量低能量电子区域的电流,检测乘客之间的相对距离。 3、吸能式车体结构 汽车碰撞时,车体结构的安全作用是吸收汽车动能的同时减缓乘员移动的程度,并保证乘员有足够的生存空间。专家们认为,在未来汽车的车体结构设计中,要预先设计一个具有高吸能特性的所谓“压偏区”(一般为非乘坐区)。当车体受到撞击时,该压偏区能以一种可以预见的形式发生断裂或破坏,在一定程度内被压偏,从而最大限度地吸收车辆的压力。 四、结论: 凭借着在智能化领域强大的技术实力和先进性能,当代汽车的安全技术越来越智能化,其效率越来越高,世界各大汽车公司,都在开展这方面的研发,目前车企业在汽车安全技术智能化方面已取得实用化成果。为解决智能交通系统研究开发过程中的汽车行驶安全问题,提供了理论及技术支撑,汽车安全技术的智能化发展,必将为人们的生命安全提供有力的保障。 作者简介 王莉(1979-08)女,籍贯吉林省四平市,单位:烟台汽车工程职业学院,学历:研究生。研究方向:汽车。邮编265500。 汽车安全技术论文:汽车安全技术要首先考虑行人 在汽车上开发各种先进的安全技术时,开发者、利用者最需要铭记的是,路上的行人绝对是个弱者 轿车正在走进普通中国人的家庭。据商务部预测2004年中国汽车产量将突破500万辆,其中240万辆是轿车。 当汽车堂堂皇皇地进入到人们生活中时,其负面影响也愈发地显著起来。每次到中国访问,我都能立即感受到城市中的大气污染。而汽车的迅速增加也带来了交通事故的频发。中国只有2400万辆汽车,但交通事故造成的死亡事故在这几年一直是每年10万人,相当于每天将近有300人死于交通事故。 当然汽车厂家、中国政府都非常重视这些问题。在环境方面,上海汽车工业公司与通用公司(GM)在共同开发油电两用车(同时使用汽油引擎及电动马达的汽车),东风集团也将在2005年以后生产同种汽车。第一汽车集团已准备和丰田共同生产油电两用车,中国政府在全方位地推进环境对应型汽车的开发。国际社会上有些厂家的燃料电池汽车已经接近实用化,在汽车大踏步地走入到人们生活中时,技术的开发、引进有可能让环境等问题得到改善。 世界众多的厂家都在为解决交通事故的产生,而在进行着技术开发。现在,日本正在开发和利用的相关技术有:窗帘气囊(在侧面遭受撞击时,能保护乘客头部的气囊)、防止横向滑动装置、带有控制车与车之间距离的低速行驶装置、导航系统、囊括了以上主要装置的ITS(Intelligent Transport Systems)系统等。日本正在进行安全技术、支援驾驶等技术的开发和利用,如果中国也进行这方面的开发、引进的话,这些能成为对付交通事故的一个有力的手段。 但是笔者更愿意在这里强调的是,技术的开发、利用由于意识、思想的不同,能带来结果也大不相同。乍一看同样是安全技术,但其开发、利用的意识的不同,能营造出完全不同的结果。打个比方说,刀子可以作为餐桌上使用的餐具,也可以作为战争中的武器。虽然它都是以金属加工技术为基础的,但使用目的的不同,做出来的刀具其形状及结构也大相径庭。手握一把刀子时,是用它去加工食品还使用它去打仗,最后结果是完全不一样的。 从汽车安全技术上看,一方面是公路建造方法、交通法规不完备,对司机的安全教育不彻底,而另一方面则在车上装上了气囊及防止横向滑动装置,这些与行人的徒步行走环境的改善毫无关联。司机的安全系数高了以后,反而使一些人敢胡乱开车,让行人处于更加危险的境地。导航系统在强调它们是如何的方便,但如果在技术开发上无原则地增加信息量,反而会让司机的注意力不能集中。 所以在汽车上使用这些技术时,开发者、利用者应该在意识和思想上真正把安全当一会事来思考,最需要铭记的是,路上的行人绝对是个弱者。 一个以每小时5公里速度行走的体重50公斤的人,和以每小时50公里行驶的1吨重的汽车相比较,由于运动能量与重量有关,和速度成二次方的比例,汽车的运动能量是人的2000倍(重量是人的20倍,速度为10倍时,20×102=2000)。我们应该注意的是,在行人的旁边(这里面有注意力不够成熟的孩子,有行走的自由度比较少的老人,还有残疾人),具有如此巨大的运动能量(破坏力)的汽车在飞驶着。要保卫处于绝对弱势的生命,必须彻底坚持“行人优先”的原则,这与2004年5月在中国实施的新《道路交通安全法》的精神――“以人为本”的精神也是一致的。 当然,司机也是人,人是会犯错误的。我们应该让公路结构,让交通法规在司机犯错误的时候也能减少行人的生命危险;应该在道路设计上实现人车完全分离,让司机在驾车失误时也不会造成行人的人员伤亡;应该充实交通法规,确实地遵守法规;应该进行彻底的安全行驶教育。 在“行人优先”思想的指导下,在实施以上对策之后,再引进汽车安全技术,这才是有意义,汽车也才能真正地为人类服务。如果不是这样,在没有安全意识、安全思想的时候推进汽车的普及,行人在路上行走将时刻面临着死亡的危险。笔者已经多次在日本看到过惨不忍睹的状况,衷心地希望中国的汽车普及能在“行人优先”的原则下推展下去。 (日本・名城大学经济系副教授) 汽车安全技术论文:汽车主动安全技术和被动安全技术发展探究 摘 要:随着人们经济水平的不断提高,汽车的应用已成为普遍的趋势,由此带来的汽车安全问题成为全世界关注的焦点。本文从汽车安全技术的概念入手,简述了汽车主动安全技术和被动安全技术的应用情况,明确了未来汽车安全技术的发展趋势。 关键词:汽车主动安全技术 被动安全技术 发展 从汽车投入使用那日起,汽车的安全问题就一直是汽车设计者非常重视的问题,针对汽车安全领域的额研究和改进也没有停止过。经过世界各个国家和组织的共同努力,汽车安全技术在很多方向中也取得了不错的成效。加大汽车的安全技术可以在很大程度上减少了事故发生的几率,减轻了由事故所带来的伤亡和各方面的损失,进一步保障了人们的人身安全。 一、汽车安全技术的概念 汽车的发展和应用的百余年里,汽车的安全问题一直受到汽车制造商和社会各界的广泛关注。汽车的安全成为人们重视的重点,随意打开某一品牌的汽车宣传册,汽车安全的介绍往往占据主要的篇幅。汽车安全技术可以划分为主动安全技术和被动安全技术两种。主动安全技术是运用原有的防范,防止交通事故的出现。被动安全技术则是指事故发生的过程中或者事故发生后,把伤害减到最低的技术。虽然被动的安全技术也可以减小事故发生的伤害,主动安全技术则更占据主要的位置,主动安全技术可以最大可能的避免事故带来的人员或者车辆的损害。主动安全技术起到防患于未然的作用,减少事故发生后出现的交通拥堵而引起的间接地经济损失的问题。 二、汽车主动安全技术及应用 (一)汽车防抱死制动系统(ABS) 汽车防抱死制动技术就是运用计算机对传感器所探测到的各个车轮的转速进行计算,得到当时车轮的滑移率,以此来确定车轮是不是存在抱死的情况,这时可以对执行机构下达调整制动压力的命令,确保车轮在理想的制动情况中运行。对于防抱死制动系统的准确认识是如果驾驶人员要进行紧急刹车的情况,可以保持车辆不会因为抱死而失去控制,可以维持住转向力进而躲避障碍物的碰撞。在通常的情况下,防抱死制动技术不可以缩短刹车的距离。 (二)驱动防滑系统(ASR) 汽车的驱动防滑系统是指在车辆进行加速运行车轮打滑的时候,运用把调整点的时间和间歇关闭的喷油阀降低至发动机进行转速,从而降低了发动机的扭矩,保障车轮不出现打滑的情况。汽车驱动防滑系统是防抱死系统的延伸,进一步为防抱死系统进行完善。汽车的防抱死系统可以确保制动过程中的汽车方向的稳定和操纵性,汽车驱动防滑系统则保障了行驶过程中汽车方向的稳定性和操纵性。所以,汽车驱动系统只能对驱动的车轮加以控制,而汽车防抱死系统可以对所有的车轮实施控制。 (三)电子稳定程序(ESP) 电子稳定程序对于防抱死系统和驱动防滑系统具有支援的作用。电子稳定程序运用各个传感器得到的车辆行驶情况的信息实施分析,对前面两种系统发出纠偏的命令,辅助车辆维持好平衡。电子稳定程序由车轮传感器、电脑、转向传感器等部分组合而成。如果汽车在行驶的过程中,转向的参数会不停的传到电脑,电脑可以结合其他传感器的值来对该车辆行驶过程的转向不足进行修正。 二、汽车被动安全技术及应用 汽车的被动安全技术是指当事故已经发生后,运用车内的保护系统保障车内所有人员的损失降低到最小的程度。 (一)安全带 安全带的应用有着很久的历史,如果出现剧烈碰撞的情况,安全带可以确保车内人员的身体状态不会出现乱动,为其他的安全设施发挥作用奠定基础。汽车上所运用的安全带一般有两点式、三点式、四点式和斜挂式,分别由安装固定件、调节件、织带等部件组合而成。目前的安全带技术运用电子限力预紧的模式,这种模式的使用不仅可以精确地锁定安全带,也可以在收紧安全带的同时保障乘车人员的身体和椅背靠紧。电子式的安全带和安全气囊隶属同一套的控制设施,如果出现剧烈撞击的情况,安全带就运用自带的收紧装置比气囊优先工作,更有效的确保乘客的人身安全。 (二)安全气囊防护系统 安全气囊防护系统的应用在很大程度上减小了碰撞发生时车内人员的受伤几率。安全气囊划分为气囊系统、传感器、气体发生器三个方面。由于技术的快速发展,安全气囊的保护范围也不断的加大,安全气囊的应用可以使紧急的撞车事故中减少车内人员遭受仪表盘、方向盘和挡风玻璃对于颈部、头部、和胸部剧烈的撞击。保护气囊的保护部位由安装位置所决定。安装正面的安全保护气囊需要在车头的左右两面30度的区域内的正面碰撞并达到一定的碰撞的速度和力度方可引爆,侧面的安装要求碰撞点在中心线60度左右的区域内。所以不要以为安装了安全保护气囊就万事大吉了,在没有系安全带的情况下,安全气囊对于保护人的左右更小,也有可能出现不好的作用。因此想要发挥气囊原有的作用,首要的条件是系好安全带。 (三)自动求救系统 自动求救的系统是被安装与GPS车上最新的被动安全系统。如果车辆发生严重的碰撞事故后,此系统可以快速的向救援中心发出呼救,并把事故发生的位置和车辆所处的状态进行报告,为救援人员尽早的获知伤员的信息做了快速的传达。自动求救系统不仅可以预测车内是否有需要救助的人员,也可以检测出车厢内部微量的二氧化碳和轻微的震动情况,为尽快、尽早的救助受伤人员争取了宝贵的时间,把伤亡的指数减小到最低的限度。 三、汽车安全技术的发展趋势 随着电子信息技术的快速发展,越来越多的智能技术在汽车上得以应用,安全技术也向智能化的方向推进。安全技术的智能化主要表现为可以对车辆的行驶情况时时监控、对车辆自身进行监控、可以对驾驶人员进行监控。比如:可以对在车辆运行过程中驾驶人员的瞌睡情况提出警示,智能化的系统也可以对于驾驶人员的身体状况进行监控,判断驾驶人员是否适合驾车。也可以运用智能化的装置对车辆自身进行监控,杜绝出现病车上路的情况,减少事故出现的几率。 可以把汽车、人和道路当做一个系统来进行研究,达到三者的协调发展,确保各自性能的最佳匹配状态,达到驾驶人员的行为特征和道路的设施、交通法规各方面的最佳协调模式,保障整体系统的最佳效益。 为了确保汽车的主动安全系统和被动安全系统可以合为一体的使用,达到更高的安全性能,在最大的程度中保障车辆、车内乘客和路边行人的安全。把雷达、稳定的控制电子传感器和影像传感器进行整合,全面的监控驾驶的环境,自动的帮助驾驶人员运用更好的防护方法。 结束语:汽车作为现代社会无可替代的交通工具,不仅给人们的出行带来了方便,随之而来的还有重大的安全问题。汽车主动安全和被动安全具有相互补充的功效,基于现今汽车的主动安全技术和被动安全技术的应用,对未来汽车的安全前景做出展望。 汽车安全技术论文:汽车主动安全技术新动向 如果要列举目前汽车技术最热门的领域,主动安全无疑应该榜上有名。近日有媒体测算,根据目前汽车保有量、增速和电子系统价格,未来3年国内汽车主动安全系统前端市场有望达2926亿元人民币的庞大市场规模;夜视系统后端市场也将达733亿元人民币。 碰撞预警、紧急制度辅助刹车、驾驶辅助、自动泊车、车道偏离警告、ABS、电子差速锁……如果留心一下,你会发现,在2013年上市的新车会上,这些主动安全技术名词开始被作为新车营销的亮点频频提起,德尔福高管甚至称“2013年是中国汽车主动安全元年”。包括德尔福在内的博世、电装、大陆、天合、威伯科等外资零部件企业,早已看准主动安全会在国内汽车市场得到大规模应用的前景,均展在这方面开展了大量的前沿研究。 这里,《汽车科技》把近来主动安全技术的新动向分为三类,分别为大家呈现。 外部检测系统 汽车主动安全策略中,外部检测系统一般主要是针对车辆外部危险物体的靠近进行的检测,用以对驾驶人员进行预警,沃尔沃公司在这方面近来有项新的技术,可以主动发现“突然冒出来的骑行者”。 今年1月份,沃尔沃宣布跟瑞典头盔及运动防护装备公司POC合作,并提出了全新的交通安全理念,他们的第一个合作项目就是从汽车到自行车的通信系统,即在四轮的机动车和两轮的自行车之间建立信息交互渠道。这个合作项目的基础是沃尔沃在2013年3月份的骑行者检测技术。沃尔沃与POC将在今年的下半年进行新技术的公开展示。 所谓骑行者检测技术,是对与车辆行进方向相同的骑自行车的人进行实时监测,能够在即将发生碰撞时自动全力刹车的主动安全技术。这项技术是对行人检测技术的一大更新,对于已经实装行人检测技术的车辆,可以直接升级这项新功能。 根据沃尔沃统计的数据显示,在欧洲,有50%的骑行者死于与汽车相撞。因此,对于骑行者的安全保护技术,也被提上日程。但是,与行人相比,骑行者的速度更快,而且同时有“人”与“物体”两种因素,要进行骑行者检测,对检测系统就有了更高的要求:必须能够进行更快的视觉数据处理功能,能够实现更快的识别和更精准的判断。 骑行者检测系统中三项设备各司其职:安装在进气格栅上的雷达,用于识别探索范围内是否有物体并计算两者之间的距离;安装在车内后视镜前方的摄像机,用于判断物体的类型,是行人、车辆、动物还是骑行者;最后还有一个中央控制单元,持续不间断地监控并评估前方的交通情况。 该系统不仅能够检测前方行人和骑车人,向司机发出提醒,还能够在司机反应不及的情况下主动采取制动。虽然无法完全避免碰撞的发生,但该系统至少能够将碰撞发生后的损伤降到最低。 国外汽车媒体AOL Autos将这项技术评为年度技术之一。最重要的是,沃尔沃已经准备将该系统搭载于2014年款的车型系列中。 去年,国内科研人员也开发出了成本更低的外部车辆预警摄像头。 在模拟的数字画面中,通过视频捕捉的前方车辆与测试车的间隔距离实时显示,10米、8米、6米……滴滴滴,当两车距离过近时,系统立即通过声音向驾驶者进行预警。这就是27岁的新加坡南洋理工大学工学博士刘国清展示的新型汽车主动安全系统。 “它的工作原理与沃尔沃、奔驰这些高端汽车配备的碰撞警示系统工作原理相同。后者是基于雷达,我们的系统只需要依赖于一个摄像头。”刘国清是南京一家信息科技公司的总工程师,“与辐射范围只在2到3米的短距离倒车雷达不同,应用于汽车前端的长距离雷达的成本很高,因此只能在高端品牌的汽车上配备,或提供选装,价格都在万元以上。”正是这一点的核心区别,使得刘国清和他的创业伙伴们找到了市场中的这块蓝海,“目前,我们是国内首家以视频捕捉分析技术为核心的主动安全系统研发团队。在世界范围内,也只有少数几个独立团队和国际汽车集团从事这一类型的产品开发。” “一部iPhone 4S的摄像头和芯片处理能力就能完全满足技术的硬件需要。”刘国清透露,以这套新型汽车主动安全系统为蓝本开发的App将以免费的方式在苹果商店提供下载,“只要开车时将手机进行类似行车记录仪的方式进行固定,打开软件就行。” 驾驶员辅助系统 驾驶辅助是较早开始应用的、针对驾驶员的主动安全技术,尤其是在大型客车上,辅助配置越来越多。目前针对驾驶员的主动安全技术有一个热点――防驾驶分心,通过各种跨学科手段,检测驾驶员的注意力集中状态,用以指导甚至控制车辆的运行。 很多人觉得自己可以一脑多用,但科学证明并不是如此。“大脑是一台集中注意的机器;它只能一次进行一项任务,”Geoff Mackellar说,他是神经工程公司Emotive的CEO。“因而当你觉得自己在进行多任务处理时,实际上只是在不同任务之间迅速地来回切换。”当你边开车边发邮件时,后果是非常危险的。 Emotive和西澳大利亚皇家汽车俱乐部最近刚完成了一项研究,他们造了一辆叫Attention Powered Car(注意力驱动车)的汽车,用以研究我们开车时分心的频率。这车就跟它的名字一样:只有当你注意力完全a集中时才能全速开动;如果你分心了,它会根据程度来调降车速。 他们使用EPOC(过量耗氧)建立了一个精神探测系统,用来测量驾驶者转换注意力的频率。它会跟踪整体的注意力水平,同时会测量驾驶者喝咖啡或是玩弄广播时的注意力。那个耳机拥有14个EGS传感器,用来测量整体的大脑活动,有8个专注于大脑额叶,这是集中注意力的地方。 最有意思的是Mackellar可以知道一位驾驶者将要分心,在你拿手机发短信之前它就知道你要分心了。“我觉得很惊讶,我们可以探测驾驶者将要做什么事的意愿水平。”他说。 2013年,日本的一名工程师还研制出了一种基于计量生物学原理的车用安全系统,可通过名为EEG的脑电波扫描仪监测司机的脑电波,从而判断出是否有劫车、疲劳驾驶、酒驾或引擎熄火等异常情况的发生。 这个EEG系统由一系列的电极组成,通过连接司机的头皮来检测其脑电波。和指纹、虹膜或者视网膜一样,每个人的脑电波都不同,可用于作为甄别个体的可靠依据。 EEG系统在投入使用前需要首先获取车主在正常驾车状态下的脑电波,当出现劫车、瞌睡、酒驾等突发事件时,车主的脑电波会出现异常,系统即可通过有异的脑电波获知驾车情况有变,进而发出警示或作出其他的必要反应。当有人试图盗车时,EEG可检测出脑电波并非车主所有,自发制动引擎,使汽车无法启动。 在未来,或有可能推出通过无线连接装置将车主的脑电波信息传送给汽车、电脑、智能手机或其他需要持续认证的装置。最为理想的情形是:所有的此类装置都能在车主在场时自动解锁、在车主离开时自动上锁,无需任何手动操作。但距离如此智能化的系统还有多远距离,尚未可知。 2012年4月,谷歌了风靡一时的谷歌眼镜(Google Project Glass),它是一款“拓展现实”眼镜,具有和智能手机一样的功能,可以通过声音控制拍照,视频通话和辨明方向以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。今年初,谷歌宣布正在研发一款名为Drive Safe的app,将和谷歌眼镜配套使用,用于在司机出现瞌睡迹象时发出警示提醒,并帮助其寻找距离最近的休憩场所。 司机通过语音命令“眼镜,让我保持清醒”即可启动该app。该app主要利用一个红外线传感器和一个倾斜传感器运作,其中,红外传感器检测司机的眨眼情况,倾斜传感器用于测量司机的头部方位,两者测量得出的数据可通过一个特殊的公式计算出司机是否在打瞌睡或有打瞌睡的趋势。如果计算结果显示司机已出现驾车疲劳,那么app就会出现语音警示提醒,并提供距离最近的休息地址。 不过以目前的状态来看,以上三种技术现在还很难应用到实际当中,很多人连安全带都懒得系,更不用说戴个傻气耳机、眼睛或其它装置了。此外,注意力驱动车在公路上随便减速也是很危险的,而谷歌Drive Safe需要和谷歌眼镜结合使用,司机有可能收到眼镜发出的其他无关消息对驾车过程带来干扰,加利福尼亚州就曾处罚过一位戴谷歌眼镜开车的女性。因此,它们是否会商业化还难以定论。 2013年11月,伟世通电子提出一种全新的车舱新概念,其中采用多用途摄像头用于监视路况的同时,保护司机的人身安全。 全新的多功能摄像头能够将特定的驾驶员控制系统增强,能够减少司机在操作这些系统时所花费的时间,减少司机分心的几率。多功能摄像头同时还能够辨认出驾驶者的样貌,并根据情况调节某些系统的运作方式,这一功能用于防止窃贼或强盗时非常有用。 多功能摄像头安装非常方便,可安装在驾驶舱内的各种位置,以实现最佳视野。通过将收集到的画面经过微处理器计算,系统能够辨别出司机当前视线聚焦的地方,例如汽车中控台还是路面。根据这些数据,系统能够即刻自动增强这些功能的可视性,让司机更容易看到信息。 系统拥有的识别能力还可用于自动调节座椅位置或侧视镜。此外,万一有窃贼进入车辆后,系统判断出窃贼并非司机本人后将禁止发动机起动,甚至将拍摄到的入侵者图像保存下来。 前方摄像头与普通摄像头功能一样,检测前方车辆、行人和道路标志。当前方出现障碍物时,微处理器将前方摄像头收集到的画面数据进行计算,而后方摄像头则解析司机当前视线的聚焦点,并判断出司机是否看到了前方的障碍物。这项信息会以声音警报或在仪表盘上弹出信息的方式转达给司机。 伟世通电子正在向各汽车制造商展示这项技术,希望将其运用于未来的汽车安全系统中。 智能交通系统 主动安全新技术还集中在智能交通领域,通过共享道路、车辆信息来预防事故发生。 以前车辆搭载的主动安全系统信号输入主要是由大量的随车传感器提供的,这些随车传感器主要监控驾驶状况以及潜在驾驶危险。而现在已经有大量的研究人员开始研究利用一些外部组合传感器增加甚至替代主动安全系统之前的信号输入种类。 相比之前单纯依靠摄像机、雷达等随车传感器数据的局限性,通过结合GPS卫星数据和车载导航数据作为主动安全系统的信号输入来源具有更广泛的数据输入类型。 越来越多的公司开始研究车辆与车辆、车辆与基站的通信技术,也就是V2X(Vehicle to X)技术。此种通信技术采用了传统车载通信系统不常采用的专用短程通信手段。尽管V2X技术面市还尚需时日,但是其主要的公路测试已经完成。等到美国车辆监管机构批准其上市时,其公路测试的数据将作为主要的数据基准。正因为此技术所带来的车辆安全性以及可承载车流量的大幅提升,目前已有大量的汽车生产厂商正计划在将来将此技术应用到车辆当中。 当路前方较远距离存在潜在驾驶危险时,V2X技术可以及时的通过基站与车辆进行通信,提早做出相应减速措施。相比较随车传感器实时性突出,远距离预警则有所不足。V2X技术的远距离预警功能不仅可以提高驾驶安全性,而且对于提高燃油经济性、保证交通顺畅同样具有重要作用。 目前,德尔福、电装、伟世通等都投入人力、物力研究。 伟世通高级开发副主任Brian Daugherty表示:“V2X系统造价与传统辅助驾驶系统相比要低一些,V2X技术不仅可以作为传统辅助驾驶系统功能上的补充,而且还可供低配车型选配。” 在谷歌宣布125亿美元收购摩托罗拉移动公司两个月后,后者了一款摄像头系统及其专利图,据悉,这项系统能够将检测到的路况信息与其他车辆的司机共享,这也是该公司为数不多的直接与汽车相关的技术专利。这项代号为US 13/556,081的专利或将帮助司机降低道路风险。 “该摄像头系统将收集到的路况信息拍摄记录,并将多媒体信息传输给即将抵达此地的车辆,起到预警的作用。”以上是专利的部分技术说明内容。 系统中包括视频编码器、摄像头、无线电频率调制电路。其中,后者起到调节雷达信号、视频信号8的作用,系统利用跨车辆警报系统(inter-vehicle alert system)控制摄像头捕获视频数据,将视频数据通过后方天线装置传输至其他车。 作为汽车安全措施的重要一环,a新车主动安全系统评价也越来越重要。2013年10月底,中国C-NCAP 管理中心评价部部长、国家轿车质量监督检验中心副总工程师刘玉光透露,新版C-NCAP评价规程预计在2014年形成初稿,2015年定稿并公布实施。“从中远期来看,C-NCAP研究的方向将会更加侧重主动安全、碰撞形态、测量效果、安全考核四大领域。”随着更多企业的加入,主动安全市场由当初的蓝海已经变成了拼杀激烈的红海,但国内企业还是处于被动跟随的状况,等到技术大规模普及红利显现时,我们是否只能望洋兴叹了? 汽车安全技术论文:汽车主动安全技术势在必行 现如今,中国汽车市场发展快速,国内消费者对驾车生活的追求也逐渐从满足基本的代步功能转向追求舒适和安全等更为高层次的需求。对于保千里汽车主动安全系统,汽车电子行业知名品牌广州飞歌汽车音响有限公司的副总经理陈健勇表示,如果能够有效针对潜在危险向驾驶者提供更加全面、及时的信息,可以有效提升国内汽车安全水平,这不仅对车主是一大福音,也给行业今后在汽车主动安全领域的发展指明了方向。同时,他指出:“汽车的交通安全是我们汽车电子企业的一份事业,同时也是一份社会责任。道路的交通安全离不开企业的创新发展,企业在市场推广的同时也提高了交通参与者,尤其是车主的安全意识。我相信,随着消费者观念的转变,汽车主动安全系统这类产品的市场前景是非常好的。” 据陈总介绍,主动安全相比被动安全,更能保证驾乘者的安全,防患于未然。从过去的数据来看,被动安全的参数基本接近饱和,它的作用已经接近于极限。现在大家更关注的是怎样预防事故的发生,因此主动安全产品的应用将是未来汽车安全产品的发展趋势。“在汽车业群雄逐鹿的今天,无论从消费者的角度出发,还是从汽车电子行业发展方向来看。中国汽车工业必须顺应汽车主动安全技术发展的方向,在我国有计划、有步骤地发展现代汽车主动安全技术是势在必行的。”他说。 深圳市汽车电子行业协会副秘书长陈会军也表示,汽车主动安全产品是一个大趋势,将来会慢慢形成一种标配。他说:“对于驾驶者来说,他们需要的是越来越安全,而汽车的进化就是往安全、便捷、智能化方向发展,所以汽车的主动安全在今后相当长一段时间内可能会占领主要的位置,特别是汽车电子这一部分,汽车安全部件现在增长是非常快的。现在很多高档车都已经安装了主动安全系统,一些中档车也开始在装,根据每个车厂设计的车型的不同,功能会有一些小的差异,但是大的方向是相同的,各个车厂都有自己主动安全的基准侧重点。” 不过,就目前来看,尽管主动安全方面的产品开发已经取得一定的成就,但当前汽车主动安全防护方面的应用状态还很少,普及率较低。对此,陈秘书长表示:“从前装的车厂来看,很多高档车都已经装了,但是后装有些难度,也有技术方面的问题。目前后装的可能只是在原来的基础上加装一些预警和提醒的功能,对车本身的驾驶没有干预,但是前装的车厂很多时候可以对整车的驾驶进行干预,比如自动减速或刹车,这是有很大区别的。从普及率来说,比较快的还是前装车厂的这种模式,但高档车毕竟买的人不多。不过到了中档车也有这种功能的时候,也会有更多的人对主动安全这个概念有更清楚的认识。比如20万以上的车都标配有这种功能的话,那对于普及来说是非常有利的。” 而飞歌的陈总分析道:“任何一个新产品的研发过程都是不易的,因为主动安全是一个新领域,对企业不仅仅有技术上的创新要求,对企业的研发思路上也有极大的创新要求。目前国内主动安全技术的研发相对滞后,但广阔的前景不言而喻。当然,主动安全的意识要不断推广普及,让更多企业和车主加入主动安全的行列。” 那么,汽车电子企业能为汽车主动安全的发展提供哪些支撑呢?陈总说:“我觉得汽车电子行业在汽车主动安全领域还是大有可为的,就拿飞歌自身产品来说,其中就有一项很重要的功能胎压监控。驾驶者可以通过车内提示系统来判断轮胎胎压情况是否正常,避免因轮胎亏气出现的行车跑偏,预防因胎压不正常出现的爆胎情况,在高速行驶时对于乘坐者的安全也是一种保障。汽车电子的种类繁多,但无论是什么类型的产品,都应该从自身角度出发,将细节做到极致。特斯拉开启了汽车的智能时代,让有技术优势的企业有了新的生机。汽车的智能整合也即将开启,例如主动防撞、道路偏移纠正系统和专业的夜视记录仪就能通过智能系统充分结合。汽车电子企业可以在车辆的通讯、发动机控制、OBD报警、远程故障诊断、轮胎、夜视、主动防撞、车道偏移纠正、救援、云数据等方面提供最新技术和产品支持。将来安全性汽车电子产业将是一个百花齐放的阳光产业。” 在陈总看来,企业的竞争形态可以看出一个行业的发展状况。目前已经出现了很多创新的、有特色的汽车电子产品,除了保千里汽车主动安全系统外,还有自适应巡航系统、车道偏离警告系统、主动刹车系统以及防撞系统等产品。但车载导航是汽车与人沟通的中心点,扮演着司令部的角色。将来所有的汽车智能化产品都是借助车载导航来实现操控与通信。所以,将来的汽车主动安全系统与车机是一个相互配合、相互推动的过程。 对于汽车主动安全未来的发展,陈秘书长也提出了一些建议:“对于汽车制造厂而言,我觉得在汽车设计定型和销售时可以在汽车主动安全方面多做一些科普和宣传,这样可以进一步提高车的销售和买车人的安全意识。而对于后装市场,要尽量将产品的稳定性和可靠性做得更好一些。但我不是特别赞同后装主动安全的企业去干预车辆的驾驶。我觉得后装市场做主动安全的企业把预警做好,能做到提醒驾驶者这就够了,不要轻易涉入车身去干预驾驭。不管是后装的差异、品质,还是品质的管控,安装的难度,市场销售的策略,我觉得都应该是这样子。” 结语 很明显,消费者对于汽车主动安全的需求是存在的,这种需求已经逐渐被激发出来并促使汽车业进入了主动安全时代,这对于汽车电子企业而言无疑是一个机遇。或许过不了多久,将会有越来越多的企业挤进汽车主动安全这片蓝海,那就让竞争来推动这个领域的创新和提升吧! 汽车安全技术论文:汽车安全技术运用及发展趋势研究 摘要:汽车安全技术的运用提高了汽车的安全性,降低了事故的发生率,对保证人民的生命财产安全又重要作用。本文首先探讨了汽车安全技术的运用,然后阐述了其发展趋势。 关键词:汽车安全技术;主动安全技术;被动安全技术;发展 一、汽车安全技术的运用 1.汽车主动安全技术 汽车主动安全性是指汽车设计时能主动预防或减少道路交通事故发生的性能,在交通事故发生之前采取安全措施,特别当即将发生危险状态时,驾驶者操纵方向盘避让或者紧急制动以避免交通事故发生。使汽车在正常行驶中,为确保驾驶者的基本操纵稳定性,对周围环境的视认性和确保汽车本身的基本行驶性能,汽车结构设计开发了主动安全系统。 (1)距离警示系统 该系统主要特点是在自适应巡航控制系统(ACC)关闭时,也可帮助驾驶员保持与前车的安全距离,当距离警示系统被激活后,驾驶员可预先设定驾驶车辆与前车的时间间隔,汽车行驶时,系统探测到驾驶的车辆与前车的时间间隔低于设定值时,会在前风窗玻璃上发出警示,同时发出警告铃声,如驾驶员仍未采取任何安全措施,这个系统会主动制动。沃尔沃汽车公司最近开发出了这种防止撞车的距离警示系统 (2)行人安全系统 除了提高交通参与者的安全意识以外,主动避让的行人安全技术的开发显得尤为重要。该系统由集成在前格栅中的雷达装置,装在车内后视镜前面的摄像头和一个中央控制单元组成。雷达的任务是探测车前的物体并确定与车的距离。摄像头则确定物体的类型。行人安全系统不仅能够对前方静止或行驶的汽车做出反应,还可以探测到任何身高80cm以上的行人(包括儿童)。如果有人走入汽车的行进路线,系统即会发出警告;如果驾驶者未能及时做出反应,系统会自动全力制动。在车速小于35km/h时,可使汽车避免与行人相撞。在较高的车速下,则尽可能在发生碰撞前减小车速。并在发生碰撞前施加全力制动,完全规避或最大程度减少事故发生的伤亡程度。 (3)误踩踏板加速抑制系统 日常生活中,经常会有些新手驾驶者因为把油门当制动酿成的惨剧,针对这一现象,日产研发的误踩踏板加速抑制系统能够有效地降低惨祸发生的概率。在限定的区域内,只要该系统启动着,无论驾驶者用多大的力度踩加速踏板,车辆都不会猛的向前蹿出去。这个系统将成为很多新手驾驶者的福音。该系统通过全景式监控影像系统的4组摄像机获取图像信号数据,可以识别车辆是在道路行驶还是在停车场内(或者前方有障碍物)。 (4)远红外夜视系统 夜间是事故高发时段,照明系统是否可靠直接关系到汽车驾驶员的生命安全。最新的夜视辅助系统可让驾驶员在夜间提前看清近光灯照不到的交通标牌、弯道、行人、汽车、障碍物或道路上其它可能造成危险的物件。装备夜视辅助系统的汽车装有两个红外线前照灯,可以找到前方大约200m的距离,在风窗玻璃内侧,有一个小型红外线摄像机可以记录前方的驾驶环境,减弱干扰的耀眼光,提高其它物件的显示亮度,并将其显示在驾驶员仪表板的显示屏上。 (5)驾驶者警示控制系统 由于高速公路网的不断完善,增加了长时间驾驶的机会,驾驶人员极易疲劳和注意力不集中,由此而引起的交通事故约占整个车辆事故的50%。该系统能够记录汽车在道路上的行驶情况并向注意力分散的驾驶员发出警示,避免或减少因疲劳驾驶导致事故的发生。在车辆进入容易使驾驶者进入放松状态的笔直、平坦的道路以及容易使驾驶者注意力不集中的环境时,当车速超过60km/h,该系统激活;当车速超过65km/h,系统便开始进行干预。 2汽车被动安全技术 汽车被动安全性(也称为碰撞安全性或二次安全性)是指在无法避免碰撞事故的情况下,依靠车辆本身保护撞击,将撞击伤害降到最低的装置。另外,作为防止事故后出现二次伤害的安全性,因汽车碰撞分为一次碰撞和二次碰撞,驾乘人员受到伤害的主要原因是二次碰撞中与车身的各部位发生接触或甩出汽车外而造成伤害,汽车被动安全性又分为车外部安全性和车内部安全性。车辆的钢板,车身结构,预紧式安全带,智能安全气囊,头枕,可溃缩吸能的方向盘及制动踏板和自适应约束技术系统(ARTS),灭火系统等都是被动安全的重要组成的部分。 (1)膨胀式后座安全带 福特开发的膨胀式后座安全带在事故发生时,通过把撞击压力分散到更大面积来扩大保护范围,为头部和颈部提供额外支持,有助于减少撞击对胸部的压力和控制后座乘客头部和颈部的移位。该系统将筒状气囊折叠成褶皱状收放在安全带内侧。在发生正面碰撞或侧面碰撞时,汽车安全带传感器在瞬间测定碰撞的严重性并展开气囊式安全带的气囊,从发生碰撞到气囊膨胀打开只需40ms的时间。 (2)外部安全气囊 福特开发的外部安全气囊系统采用了两种可在碰撞中对行人进行保护的气囊。这两种气囊一个是发动机罩气囊;一个是前围安全气囊。两者的配合使用可减少最常见的行人伤亡事故。碰撞发生时,碰撞预警传感器激活发动机罩气囊,其在保险杠上方紧靠保险杠处开始展开,50}75ms内完成,充气后的安全气囊约有1371mm宽、558mm高、127mm厚,由保险杠顶面向上伸展到发动机罩表面以上。 (3)智能型安全气囊技术 所谓智能型安全气囊是在原有安全气囊基础上增加传感器,以探测前排座椅上是否有人,乘员是儿童还是成年人,是否系好安全带及驾驶员和乘员在座位上所处位置。智能型安全气囊有5类传感器:重量传感器可根据座椅上重量测量出是否有人,是大人还是小孩,是男性还是女性;红外线传感器根据热量探测人的存在;电子区域传感器通过测量低能量电子区域的电流,测定乘员是否存在和其所处乘位的位置;光学传感器判定人体存在与否和其位置;超声波传感器分析反射波探明乘员是否存在及其位置。 二、汽车安全技术的发展趋势 为了避免或减轻行人与车辆相撞时发生伤害的严重度,提高车辆的各项主动与被动安全性,世界各大汽车公司投入巨大的人力、物力和财力来研究和开发汽车安全保护技术和产品,并逐渐应用到现代汽车上。未来汽车的安全技术将向着智能化主动化和集成化的方向发展。 智能化。在科学技术不断发展的今天,高科技在汽车制造业中的运用越来越多,使汽车安全系统向着智能化方向前进。通过这些智能化设备的运用,提高了汽车操作的简便性和安全性,保证了人们行车的舒适与安全。 主动化。数据表明,汽车被动安全技术的发展已经到了瓶颈阶段,很难再有新的突破,其作用已经接近极限。现如今,只能通过运用主动安全技术来提高人们行车的安全性。 集成化。将主动安全技术与被动安全技术进行融合,使之形成一个有效的网络,协同发挥作用。中央控制系统能够在危险逼近时主动辅助驾驶者驾驶汽车,而如果事故无法避免的话,系统将会在有限的时间内,把事故的后果减轻到最轻的程度。 三、结束语 车在路上行驶,车祸猛于虎,安全才是王道。抛开价格因素,一辆“安全车”应达到的最基本标准是:前后盘式制动系统、前排双气囊、三点式安全带、安全玻璃、高位刹车灯、ABS+EBD(刹车防抱死和电子制动力分配系统)、车头、车尾可溃缩的安全车身设计、车门内有防撞杆NCAP碰撞测试成绩等结构,良好的驾驶技术才能让优秀的安全设施发挥其应有的作用,构筑以人为本车守护人的和谐社会。 汽车安全技术论文:汽车安全技术的研究现状及展望 摘 要:安全技术是汽车技术中最重要的问题。保证汽车技术的安全性可以减少交通事故的发生,减少交通事故带来的伤亡和财产损失。研究和展望现阶段的汽车主动安全技术和被动安全技术,并对汽车安全技术的前景进行展望。 关键词:主动安全技术 被动安全技术 防抱死系统 电子稳定系统 1 引言 作为现代社会不可缺少的交通工具,汽车在给人们带来便捷的同时也带来了大量的交通事故。由汽车引起的伤亡数量一直在增长,相关经济损失也非常巨大。因此汽车安全技术也越来越被全球各个国家所重视。在这种情况下,经过各个国家和组织的不懈努力,汽车安全技术在很多方向上取得了一定成果。本文中,笔者将对汽车安全技术的现状和汽车安全技术的未来进行研究和讨论。 2 汽车主动安全技术 汽车主动安全技术主要包括:防抱死系统,电子稳定系统,电子制动力分配系统,转向控制系统,防滑转系统等技术。 2.1 防抱死系统 防抱死系统的基本功能是在实时状态下感知汽车车轮的运动状态,并对其作出调整,防止车轮抱死事故的发生。根据统计数据显示,轿车,重型卡车和客车在安装了汽车车轮防抱死系统后,交通事故发生率分别减少了8%,15%和5%。通常情况下,防抱死系统可以明显的提升汽车运动状态下车轮的安全性并很大程度上的减少相关事故的发生。 2.2 电子稳定系统 通常情况下,电子稳定系统包括以下几种功能模块:驾驶员疲劳检测,距离控制,周围环境检测,刹车助力器,限速器,综合稳定性控制,汽车轨道设置器和汽车轨道偏离警示系统。这几种功能模块的综合使用,可以很好的提升汽车运行的稳定性,从而减少汽车交通事故的发生。 电子稳定系统的工作原理是:通过感应监控设备来监控汽车运行状态下的所有数据,数据会被传输到微型计算机控制系统,系统用提前存储好的标准状态数据和接受的数据进行比较,以此来判断汽车当前是否处于不稳定的运行状态。一旦发现汽车处于不稳定的运行状态,系统会迅速的分析当前汽车的不稳定程度和可能出现的后果,如果不稳定程度比较严重,系统会取代驾驶者自动控制汽车。从而减少潜在的事故发生,保证汽车安全。 2.3 电子制动力分配系统 电子制动力分配系统经常被看做是防抱死系统的辅助系统。它可以调节汽车前轴和后轴刹车制动力的分配比例,从而保证汽车的刹车性能。同时,电子制动力分配系统可以和防抱死系统结合使用来提升刹车的稳定性。其工作原理是,利用计算机感应汽车每个车轮的周围环境和摩擦力,控制每个车轮对应的刹车装置,根据得到的数据提供相应的制动力分配方案,从而保证汽车驾驶的安全性。 2.4 汽车牵引方向控制系统 汽车牵引控制方向系统是用来控制汽车的转向过程的。它是由刹车液压传感器,减速传感器,车身摇摆角速度传感器,转向轮角度传感器和车轮速度传感器组成的。汽车牵引力控制系统可以修正使汽车偏离安全路径的牵引力,防止汽车偏离正常行驶路径。主要工作原理是:利用传感器实时的感应汽车的行驶状态的信息。如果发现汽车当前行驶方向的数据和标准安全数据不同,系统会自动的调节刹车控制器和加速器,同时在不同的车轮上独立的进行制动,从而保证汽车驾驶的安全性。 2.5 汽车防滑转系统 汽车防滑转系统是一种新出现的系统,是建立在防抱死系统的基础上的。系统通过监测和控制主动轮来防止由于汽车大幅度转向或路滑引起的汽车失控。主要的工作原理是:电子传感器监测主动轮和从动轮的转速,如果发现主动轮的转速比从动轮的转速高,系统就自动发出控制命令,例如降低档位或者刹车从而防止车轮滑转。 3 汽车被动安全技术 汽车被动安全技术主要包括安全带、安全座椅、气囊系统和COF能量吸收刹车踏板。 3.1 安全带系统 安全带系统的作用是在交通事故中,减轻或防止乘坐者由于和物体碰撞引起的伤害。它主要的工作原理是:预紧装置在汽车紧急刹车或碰撞时迅速的收紧,同时安全带将乘坐者固定住,以防止乘坐者和物体碰撞并造成伤害。当撞车影响减弱时,安全带会自动松开。大量的测试证明,安全带最大可以承受1.4吨的力量,可以在90%的事故中起到减轻或防止伤害的作用。安全带系统主要由两部分组成。 (1)安全带预紧装置。预紧装置的作用原理是专门的感应器收集撞车信息,如果发生碰撞就释放出脉冲,脉冲控制气体发生器引爆气体。爆炸产生的气体迅速在管内膨胀,迫使球链向前运动并带动棘爪盘转转动。棘爪盘和轴连为一体,棘爪盘带动轴转动,安全带就绕在轴上,因此瞬间实现了安全带的收紧功能。 (2)安全带拉力控制器。安全带控制器的作用原理是在预收紧装置的轴上有一根金属转动棒。当汽车碰撞结束后,转动棒即开始转动,从而松开安全带。 3.2 安全座椅 安全座椅主要是指以保护儿童乘车安全而设计,制作的专用汽车座椅。汽车的车座和安全带一般都是按照成人体型来设计的,在保护儿童乘车安全性的功能方面有所欠缺。安全座椅根据儿童的身体特点而设计,可以在事故发生时对儿童起到很好的保护作用。 3.3 安全气囊 汽车安全气囊,通常设置在车内正面,侧面和车顶三个位置。旨在减轻乘员的伤害程度,当汽车发生碰撞时,安全气囊在小于0.1秒的时间内弹出并快速充气,保护乘坐者的头部和胸部。此技术的一个不足之处在于,当汽车碰撞不是非常剧烈时,安全气囊的弹出可能会对乘坐者带来不必要的损伤。 3.4 COF能量吸收刹车踏板 统计表明,世界上90%的驾驶者都在严重的汽车碰撞中腿部骨折,甚至造成了残疾。这是由于在重大事故发生时,驾驶者通常都会用力的用右脚踩踏刹车,这样由事故引起的巨大能量会通过和踩踏方向相反的方向传递给驾驶者右腿。因此驾驶者的右腿往往会在事故中受到相对严重的伤害。 为了减少这种情况的发生。德国大众公司发明了一种能量吸收刹车踏板,最早被使用在POLO轿车上。当汽车遇到和行驶方向相反方向的碰撞时,刹车踏板会在制动后自动分解,从而使驾驶者右腿受到保护。 4 汽车安全系统的未来发展方向 4.1 激光测距成像技术 激光测距成像技术一定程度上解决了机械成像的难题,但也具有一些自身的缺点,例如噪音大,测量精度和分辨率低,成本太高。因此在实际应用上还具有一定难度,此技术未来的发展方向将是提高其测量精度和降低制造成本。 4.2 集成传感器技术 和激光测距成像技术一样,集成传感器技术也正处在研究阶段,并存在着一些缺点。传感器在汽车技术中起着非常重要的作用,现阶段的主要研究方向是怎样将多个传感器组成合理的传感器阵列从而使这些传感器综合的发挥更好的作用。 4.3 综合控制技术 此类技术的的应用效果比单一使用技术要更好,分别在主动和被动安全技术方面取得一定进展。 例如美洲豹汽车的“自适应约束系统”(ARTS),对前面提到的安全气囊的缺点进行了改进,它能够自动检测乘坐者的体型,头部所处的高度,并根据汽车碰撞的剧烈程度来控制气囊是否弹出和气囊充气程度,从而使安全气囊更好的起到保护乘坐者的作用。 福特公司的“综合安全系统”(ISS),该系统综合的涵盖了多种先进的电子系统,由超过50种的系统综合组成。 5 结语 人类对于科学技术的探索永远不会停止。关于汽车技术,我们已经取得了很多成果。安全技术作为汽车技术中非常重要的组成部分一定会随着人类的努力和汽车技术整体的进步,朝着更高,更远的方向而发展。 汽车安全技术论文:中国汽车安全技术的现状与展望 摘 要:交通意外伤亡率高是当前中国的严峻形式,所以企业、学校、科研机构已加紧研究和开发汽车安全技术投资,加速安全技术和产品开发能力提升的过程。独立的C- NCAP五星级品牌汽车,以获得较高的分数,中国的飞跃带动了安全技术的发展。行人的保护、后排乘客的保护、保护骑自行车等被列入安全研究之内;主动安全系统、预碰撞系统、智能汽车网络系统的研究和发展,已进一步成为了人们关注的焦点,更高层次的乘客、车辆和环境相关的主动和被动安全技术的融合协调,将推动零伤亡的汽车碰撞安全概念的实施。国家研究开发和商业化的主要问题,是完善法规与标准的建立,将成为汽车安全技术的飞速发展。 关键词:中国汽车安全;技术;现状;安全 近年来,中国汽车产业的快速发展。中国已经超越美国作为世界最大的汽车生产商,在2010年中国汽车销量分别为1.826万美元和1.807万美元,汽车产量和销量都超过1800万,赢得了世界的第一。中国汽车保有量以突破70亿,达到一个新的高峰,不断增长的汽车事故造成的大量人员伤亡,是当前中国面临的一个首要问题。为了减少交通伤亡率,提高车辆乘员保护,汽车安全技术已经成为中国汽车产业的最重要的研究方向之一。引进先进的汽车安全技术和研发,努力提高中国汽车产业的自主性是必须经历的过程。 一、中国汽车安全的现状 随着中国社会人们的安全意识的淡薄,中国交通意外在年年增加,日益增长的交通伤亡率,进一步反映了整个中国的汽车安全性能低(见图),虽然在汽车销售存在一个巨大量的突破,中国的汽车安全技术发展还比较落后。 因此,根据中国的国情,为中国新车评估C - NCAP评价体系建立,揭开了中国汽车安全技术快速发展的序幕。国内消费者从以前的重外观不重质量的角度来看,逐渐转化为车辆的安全性能是购买的首要标准,C - NCAP汽车安全星级,以帮助消费者更直观地识别车辆安全性能的表现,正是因为有这样的第三方评级机构,有效地促进了国内汽车公司在汽车安全技术的研究和开发,以及安全配置,加大投资力度,不仅是为了实现国家的法律法规和标准,但深入挖掘并满足消费者的安全需求。中国汽车安全性能的要求逐步提高汽车零部件的质量要求也越来越高,安全零部件供应商积极引进国际先进技术,加大投资力度,研究和开发新产品,以提升国内整体汽车安全部件性能。消费者,原始设备制造商、供应商有效地刺激国内汽车安全技术和产业进步之间的互动。 二、汽车安全的类型 1、主动安全技术 主动安全技术指的易用性和舒适的驾驶条件,以帮助司机避免事故的技术。主动安全技术,包括底盘的主动安全技术,安全预警技术和集成安全技术,整个主动安全技术的发展,如图2所示。底盘主动安全技术主要以底盘控制技术为核心,最终通过机箱组件用于与安全相关的控制。以及开始的防抱死制动系统及其应用(防锁定制动系统.ABS)。 2、主动安全控制 主动底盘控制技术是底盘的主动安全控制与执行以电子制动控制,是使用最广泛的技术。电子稳定控制系统(ESC)在主动安全性的底盘控制技术起到很重要的地位。如图(3):在电子稳定性控制系统通过传感器和汽车驱动程序的实际操作状态的操作意图检测到的数据的比较,和差补偿施加到车辆制动横摆力矩控制的转向特性的变化和改进横向稳定性,从而减少交通事故的数量。 3、安全带 安全带是第一个在中国市场上已经普及的被动安全装置,三点式安全带已成为标准的安全装置。在已经升级的基础上,出现了三点式座椅安全带预张紧器,安全带预紧器和限力器,安全带具有更多功能的安全带,安全气囊,座椅安全带预紧限力等;在中国市场上有三点式安全带的一般逐渐开始取代普通的三点式安全带成为各种车型的标准配置。国内汽车制造商积极引入更智能的电机皮带,电机皮带(参见图8)通过预碰撞警告系统检测到碰撞的风险,可以增加安全带来的电动安全带卷收器,符合消除安全带松弛预碰撞的主动安全系统可以更好的乘员约束,以减少可能造成的损害。 车外人员保护措施 虽然中国汽车保有量在200万左右,但作为一个发展中国家,基础设施相对薄弱,人口众多,混合通过主要道路交通状况时有发生,导致越来越多的车毁人亡,事故中行人的伤亡率、行人事故死亡率高约占总死亡率的26%,高于其他类型的交通人员死亡7%。中国在近几年才开始开展行人保护研究,2009年10月30国家了GB/T24550-2009 “汽车对行人的碰撞保护”的法规和标准,体现了中国政府和汽车制造商的行人注意安全。目前,中国汽车技术研究中心有一个完整的模块,能够超过七冲击实验,包括头模块(成人和儿童)的发动机罩冲击试验,腿模块保险杠冲击试验,大腿模块引擎盖边缘震荡行人保护测试实验室,其他汽车制造商都在积极行人保护实验室的建设。自行车作为中国的主要手段,在复杂的道路环境运输也面临着由机动车辆发生碰撞的风险,根据中国的交通情况,有关大学对驾驶自行车与汽车的骑手接触位置与车辆碰撞速度进行试验,碰撞运动的车手,机械师和人身伤害事故等方面的重建,事故模拟,建立中国人体特征作为参数的碰撞模型模拟研究,并寻求降低骑手受伤的解决方案。 三、国家汽车安全法规和标准 目前的汽车安全法规的释放与建立对中国汽车安全有积极的影响,侧面碰撞、安全气囊技术、安全带技术、安全带提醒装置、儿童座椅、行人保护法规等;相对于欧洲,美国和日本而言,全面的滞后是我国最基本的国情;欧盟的ECE / EEC法规相对较早,作为中国汽车安全研究时间较短,并开展小范围,技术能力和缺乏这方面的经验是领先的中国缺乏的主要原因。经过多年的努力,支持了自己的品牌,以及高校,国家正在建立具有中国特色的汽车交通安全法规,打破国际技术壁垒,一直占据着很重一页。要加快中国汽车安全技术发展的步伐,中国汽车技术研究中心汽车安全法规标准不断提高,安全带提醒,儿童乘员约束系统,行人保护方面的国家标准。表(1)显示了中国各大汽车安全的阶段有关技术标准: 中国汽车安全技术展望 随着社会的进步和科技的发展,汽车技术也获得了快速增长,越来越多地车企参与汽车安全技术在各方面的研究,中国的汽车安全发展方向也将走向一个全面综合和创新的时代;主动安全技术将成为汽车安全技术发展的主流,主动提醒没有被证明是有效避免交通事故,开始主动出击,积极干预控制深度的方向,随着技术的不断发展,通过先进的电子技术相结合的智能集成安全系统,自适应主动安全性研究巡航控制系统,车道保持系统,积极的事故预防系统,CAR2X主动安全系统、控制技术、汽车安全技术将成为未来的主流;智能交通系统是先进的信息技术、人工智能技术、信息和通信技术自动控制进行汽车主动安全装置,控制干预智能交通的安全性,最终形成全社会的信息通信技术和计算机处理技术,有效整合交通管理系统,与汽车主动安全技术是一个完整的统一。 总之,人体生物力学、高科技材料、电子信息技术、计算机仿真技术,除了政府需要建立中国人体功能与底盘集成等关键技术研究项目,也要集中优势资源,是解决中国当前滞后重要的一点。只有汽车安全相关的学科和技术已得到改进,才能有效地促进汽车安全技术的快速发展。
物流管理学论文:PBL教学法在《物流管理学》课程中的应用 摘要:物流管理学是物流相关专业的骨干课,为实现理论与实践相结合,应明确教学目标,充分整合校内外资源,构筑PBL教学理念,以课堂理论讲授、学生课后自学、案例分析、教学游戏、教学实验等教学方法,并以课程设计或论文及期末考试为考核方式的教学方式。 关键词:PBL;教学方法;教师个人知识管理 一、基于问题的学习的含义、特征 基于问题的学习方法(Problem Based Learning,PBL)是由美国的神经病学教授Barrows于1969年在加拿大的Mc2MasterUniversity首创。它集中体现了建构主义学习和教学理念。与传统教学法相比,PBL教学法是以问题为导向,让学生在解决问题的过程中,通过资料收集和查阅、交流与讨论获取相关的专业知识。 二、建构主义教学观下《物流管理学》的PBL教学 (一)建构主义教学观的含义 支持PBL模式的理论基础主要有建构主义学习理论和布鲁纳的发现学习理论。建构主义也称为结构主义,是瑞士学者让·皮亚杰最早提出来的。建构主义认为,学习不是简单的知识由外到内的转移和传递,而是学习者主动的构建自己知识经验的过程,即通过新经验与原有知识经验的反复的、双向的相互作用,来充实、丰富和改造自己的知识经验。因此,建构主义的学习理论认为“情境”、“协作”、“交流”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。 (二)《物流管理学》的课程PBL教学目标、观念、方法 物流管理学课程的教学目标是培养应用型人才。为了更好地实现应用型人才培养目标,《物流管理学》采用如下教学手段:通过网站、教学VCD光盘的发放等形式给学生构建一个广阔的自学平台,用PBL教学思想,引导学生思考问题,使用学习小组、竞赛等方式提高学生的参与度,使用案例教学法、研究性教学法、启发式教学法使学生自主学习。(基本内容见图1) (三)整合教师教学资源,构建学生学习平台 首先,教师应将所有可接触到的资源列表、分类、每一大类再逐层进行细分。并对资源按照:资源名称、主要内容、资源效用评价、资源存储位置等进行列表。 (四)辅助教学方式 在采用PBL为基本教学方法的同时,教师应辅以其他的教学方法、手段,以使学生顺利理解相关知识。物流管理学课程中可采用的辅助教学手段包括:教学游戏、实验、案例教学、模拟视频等等。 三、基于PBL学习的教学知识价值链 (一)《物流管理学》课程教学基本活动 1.知识需求及可用资源分析。知识需求分析是确保个人知识管理的目的性和计划性的基础。在没有明确的需求分析及可用资源分析的情况,多数教师存在着遇到自认为可用的资源就搜集,而搜集的资料在很长一段时间并不应用,自身也没有自主学习,未将显性知识内化为动力。 2.获取知识、构建个人知识库。在知识库构建的进度安排上,教师应依据需求分析的知识需求的重要性及紧迫性程度来决定知识库构建过程中知识搜集的顺序。知识获取的方法,教师可根据自身的需要及知识地图的索引,选择合适的途径来获得相关知识,具体途径包括:学校对教师的培训、听观摩课、图书馆中进行自主学习、网上资料搜集、个人实际教学教师经验的总结等途径。 3.知识的转化与共享。个人知识的转化包括:知识内在化、外化、社会化、联合化。教师一方面可利用学校建立的教师协作机制(比如:课程建设小组或科研团队),实现自己知识的共享和交流;另一方面,教师可通过虚拟学习社区,进行交流与共享。对于高校教师显性知识转化,教师可以对自己的图书资料进行整理,建立图书档案,建立电子文献的储存系统;对于高校教师隐性知识管理,社会化的最常见形式是教学观摩。外化是隐性知识向显性知识的转化,通过阐释和发展包含于隐性知识中的概念,从而促进知识沟通。 4.在具体教学实践及科研实践中应用知识。在教师专业发展过程中,应将所学知识及时、有效、充分的运用到工作之中,使所学知识充分创造价值,让所学知识成为个人发展的重要能力。为实现特定教学、科研目标,教师可基于对已有知识的理解、应用、反思,整合构建出新的知识体系,并通过教学及科研的反馈,进一步改进、升级原有知识体系。 (二)教师创造价值的辅助活动 1.参与团队学习。教师不仅应加入学校内的课程建设小组、科研团队、校企联合等实体团队,还可通过BBS、Blog等方式应加入虚拟学习社区,以实现知识的快速获取和共享整合。 2.形成信息平台。对于数字化知识可以采用专门软件工具(如Mybase和iNota)进行集成管理。可应用国内外的一些综合性的个人知识管理工具,如:个人知识iSpace Desktop。其主要功能模块包括:通讯录、文档管理、知识分类、日程记录、BLOG和浏览器等。 3.建立个人专家库。个人专家库是教师可通过各种方式与之直接沟通观点的专家的联系方式汇总。教师的知识管理重要组成部分是前沿知识与知识创新。与业内专家的直接、有效沟通,可迅速提高教师对行业知识的系统把握程度。 物流管理学论文:高职物流管理学生职业技能培养的探索与实践 [摘 要]高校毕业生就业问题,正成为全社会关注的焦点。一方面高校学生就业难,另一方面是企业招人难,这种两难问题正成为当前高校毕业生就业的尴尬。本文结合现代物流技能型人才的培养要求,对高职物流管理专业学生职业技能培养的方法进行了大胆的探索与实践,为高职物流管理专业的人才培养和教学改革提供了借鉴,从根本上解决毕业生就业和企业招人的两难问题。 [关键词]职业技能;物流管理;高职学生 近几年,随着高校的不断扩招,庞大的毕业生人数使得高校毕业生就业难问题日益突出;另外,很多企业却面临着用工难、用工荒等问题,许多国内外的知名企业经常为招聘不到高质量的员工而苦恼。这种人才过剩与稀缺的两难问题,成了当前高校毕业生就业的尴尬,同时也暴露了我国高等教育与市场的脱节,反映了高等教育人才培养结构的失衡。在信息化高速发展的今天,企业的不同岗位和对员工的要求都在发生着变化,使得高等教育尤其是高等职业教育必须转变人才培养的教育观念和方法,坚持一切从实际出发,建立以“就业”为导向的全新的教育理念。 1 高职物流管理专业人才培养目标定位 高职院校到底应该培养什么样的人才,才能为企业所用?换句话讲企业为什么不愿意招聘高等院校毕业生,这是企业和高等职业教育都必须要面临的问题。国际知名咨询公司麦肯锡的调查报告显示:“中国的毕业生很多,但很少有能力胜任外贸出口服务行业的工作。很多大型跨国公司招聘应届毕业生不仅仅是在招聘员工,更多的是为招聘几年以后为企业挑大梁的人才。”简而言之,企业招聘的优秀员工应该具备以下两个基本素质:①完成相关岗位任务的基本技能,包括自身的学习技能;②对工作和对个人职业生涯的责任心。也就是说企业需要的是既有宽厚专业知识,又具有较强实践能力,能够高质量地承担第一线工作,并且能够在实践中不断发展自己的高素质、高技能的应用型、技术型复合人才。如何才能达到上述人才培养的目标?自然离不开高等教育,众所周知,高等教育是人才的“孵化园”,而高等职业教育是高等教育的重要组成部分,其培养的人才应该是应用型、操作性的高级蓝领,掌握必要的理论知识和专业知识,具备在相关专业领域实际工作的基础知识和职业技能。 物流作为一个新兴的行业,据统计,仅太原市每年物流人才需求量至少在2万人以上。通过对太原市物流企业的调查发现:这些企业对物流人才需求最大的是基层物流作业人员,占到了75%~85%,其次是物流基层管理人员和中层管理人员。对人才岗位的需求情况是:物流营销人员比例最高,达到49.61%;与此接近的为运输调度人员,达48.45%,然后是配送作业人员,达41.86%,仓储人员需求为39.35%;企业对物流人才的学历要求上,高职占51%、本科占36.7%、研究生占2.4%,高职所占的比例最高。正是基于上述现状,太原旅游职业学院根据高职高专教育“以服务为宗旨,以就业为导向”的方针和培养应用型人才的宗旨,以服务山西本地经济为导向,使所培养的学生在掌握必要的基础理论和专业知识的基础上,具备从事本专业领域实际工作的基础知识和职业技能,成为满足企业生产、管理、服务需要的高素质技能型人才。 2 高职物流管理学生职业技能的构成 在企业看来中国高校培养的学生缺乏参与项目或团队协作的实践经验。学生的知识结构不完整,高校学生最缺乏的就是实践这一重要的知识分支。而现代职业人应该具备的知识体系主要包括三个维度:①宽泛的理论知识面;②管理意识和技巧;③实践经验。显然如果按照现代企业用人标准的三维知识结构体系去塑造高校学生,去培养高职物流管理学生的职业技能,前面所述的院校学生“就业难”和企业“难招聘”问题也就自然解决了。 综合前面分析,高职物流管理专业学生的职业技能概括起来应该包括职业核心能力和专业能力两个方面。职业核心能力包括自我管理能力、合作交流能力、解决问题能力、设计创新能力等,见下页表。专业能力是指掌握和运用专门技术的能力。可分为操作技能和心智技能,其中心智技能是掌握专门技术的能力,是操作技能的基础,一般是在完成各学科专业知识的学习中得到提高和完善。而操作技能是运用专门技术的能力,需要通过严格的操作训练才能掌握。 3 高职物流管理学生职业技能的培养 高等职业教育培养的是能够满足企业用人标准的理论与实务并重的复合型人才。如何达到这样的目标,关键是处理好“教”与“练”这两个环节,使二者达到辩证与统一。高职物流管理专业学生职业技能的培养最终还是要通过理论教学与实践教学这两个体系来完成。 3.1 理论教学体系的构建 根据山西省物流人才需求的特点,以及毕业生未来进入企业的岗位群流向。我院将物流管理专业学习课程分为四大模块:综合素质模块、职业知识模块、岗位技能模块、素质拓展模块。 3.2 实践教学体系的构建 前面分析已经提到,企业在选择经管类毕业生的时候更看重毕业生的管理修养和实践经验。管理大师德鲁克有一句话:“管理是一种实践,其本质不在于‘知’而在于‘行’。”而作为高职高专教育,实践教学在培养学生职业技能的过程中就显得尤为重要,是高职教育的特色所在。下面谈谈我院在开展实践教学、培养学生职业技能方面的几点探索与尝试。 (1)基于虚拟现实的体验式教学模式 高职物流管理专业作为经管类学科下的一个分支,其培养目标在于实现理论与实践的一体化。众所周知,物流管理专业的核心课程的实践教学环境很多需要大型设施设备支持,虽然很多学校投入大量资金进行物流实训室硬件建设,但不可能面面俱到,且财政压力也很大。所以我院构建基于虚拟现实的体验式教学模式,即利用现代信息技术模拟现实中的实际业务场景,使学生分角色轮流担当相关岗位,在体验中学习,以项目或任务的结果作为检验学生职业技能训练的标准,从而提高了教学效率,加快、加深了对学生职业技能的培养。 在具体实施过程中,我校与国内知名管理软件公司用友、金蝶合作共建ERP模拟实训中心,把企业搬进课堂。通过ERP模拟企业实训,让学生组成一个团队,模拟经营一个企业,在各个企业构成的市场竞争氛围中运行,最终看哪个企业能够在竞争中生存下来,发展壮大。实践证明,这种沙盘训练课程使学生能够通过亲身实践感悟平时所学知识的应用,同时也通过角色扮演体验相互配合共同努力的过程,培养了团队合作的能力,不失为一种有效的训练方法。 (2)“工学结合,双证融通”提高学生的实践能力 积极推进与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把“工学结合”作为人才培养模式改革的重要切入点。为了更好地与行业保持紧密联系,我们组织了全体学生参与物流行业的调研。鼓励学生走出去,对太原市的物流企业进行了全方位的考察,在考察的基础上召开了研讨会,共同分析物流市场对人才的需求,及物流行业的发展趋势。通过这项活动,同学们认清了自己的不足,也找到了努力的方向,要求提高自身实战能力的热情空前高涨。教师也进行了积极的引导,帮助同学成立了具有仿真性、经营性的实训场所——学生超市,开始了自己的“创业之路”。同时与中国物流与采购联合会合作,使学生在获得学历证书的同时,获得相应的职业资格证书。同时我们改革教学体系,使其与国家职业标准及相关职业资格证书接轨,尽可能地满足学生取得职业资格证书的需要。 (3)以赛促教,全面提升学生职业技能 积极参与各种职业技能竞赛活动,通过技能大赛,不断吸取有益经验,并将其引入校内实践教学,改进实践教学的组织方式。有句话说得好:“职业教育看大赛。”高职教育的衡量标准是学生的就业状况和岗位适应能力。而职业技能大赛正是检验学校教学质量的标杆,是开展实践教学最有效的方式。再有,技能考核的趣味性、实用性和可观赏性,对校内职业技能训练和考核也有很强的借鉴价值。 为此,我校物流管理专业在平时教学活动中,组织了以专门以大赛为目的的各种技能活动小组和社团、协会。同时还成功主办了山西省第一届高职物流技能大赛,组织学生参加了教育部主办的高职杯现代物流技能大赛和用友公司组织的第七届“用友杯”ERP沙盘模拟经营大赛,均取得了二等奖的优异成绩。通过参与职业技能大赛极大的调动了学生的学习热情,为我们开展实训教学指明了目标和方向,锻炼了学生的职业技能。 (4)产教结合,积极开展校企合作 为了使我们培养的毕业生尽可能的满足企业的用人要求,缩短学生进入企业的适应期,我们与行业企业合作,让其参与到学校教育教学管理全过程,并根据联合办学协议向学校提供一定的经费、必要的设备、生产实习场地和选派部分专业教师,承担部分实训项目教学活动,享有优先录用毕业生的权利。如我院与山西美特好连锁超市股份有限公司签署协议,实行订单式培养。 依托校外实习基地,形成校企合作教育的人才培养机制,以顶岗实践的方法,使学生在思想观念、专业理论、专业技能方面真正受到职业化的、全方位三年在北京市中职学校物流技能大赛中取得了优异成绩:2009年北京市中职学校物流专业技能大赛中,我校物流0602班6名选派学生参赛,2人一等奖,3人二等奖,团体获得第二名(二等奖);2010年北京市中职学校物流专业技能大赛中,我校物流0703班3名参赛选手获得了1人一等奖,2人二等奖的好成绩,团体获得优秀组织奖;2011年北京市中职学校物流专业技能大赛中,我校物流0904班学生获得团体一等奖(第一名),叉车单项1人获得一等奖,单证单项1人获得三等奖的历史最好成绩,特别是物流0904班刘钊代表北京市参加2011年全国职业院校技能大赛中职组现代物流团体项目比赛获得一等奖的好成绩。我坚信,经过职业教育工作者的不懈努力,必能探索出一条具有中国特色的职业教育之路。 物流管理学论文:利用计算机构造物流管理学科模型的探讨 [摘要] 物流管理是一门新兴学科, 物流管理仿真模拟软件通过创造一个虚拟环境,来仿真现实的物流活动。这种模型主要通过企业及职能岗位仿真、业务流程仿真、环境与市场仿真以及以竞争为导向企业经营管理的实践模拟仿真,而且具备评价、考核、协作与对话功能,提供给学生实践演练。 [关键词] 物流管理 仿真软件 虚拟 教学 随着信息技术的迅猛发展和 Internet网络的无限延伸,电子商务蓬勃发展,现代物流作为新兴的行业也受到了社会的普遍关注,物流管理专业是近年以来国内许多学校争相开设的热门专业或者课程之一。同时物流管理也是一门实践性相当强的课程。如何加大物流管理学科的实践教学,将课本知识转为实际运用,是物流人才培养的关键。 1 在物流教学活动中使用仿真模拟软件的必要性 物流管理学科如果采用传统教学方法,只能将书上的理论进行宣讲,影响学生的学习效果,培养不了学生的实践能力,学校的教学环境与学生将来的工作目标环境有非常大的差距,而且通过这样的教学,不能使学生对物流管理产生感性认识,导致工作适应期长或不适应。为了缩小教学情境与真实环境的差距,一方面需要带领学生进入物流公司、生产车间等进行参观学习以及实习;另一方面就是利用现代的计算机软件技术进行物流管理学科仿真模拟的演示与训练。物流管理学科模拟软件是创造一个仿真环境,用于提高教学效果和效率,以及提供给学生做实践演练的网络虚拟环境,进行虚拟物流企业物流活动,能让学生不出校门就可以逼真地获得这些感性认识,满足了教学的需要,为物流管理教学拓展了新的教学手段,也促进了实验教学改革,符合现代信息化教学模式的发展方向。 2 物流管理仿真模拟软件的模型构造 2.1物流管理仿真模拟软件实现的功能目标 物流管理仿真模拟软件,就是利用计算机仿真软件模拟企业物流管理。软件的实现功能目标是可以使用网上模拟教学与训练,让教师和学生利用这个虚拟环境进行物流管理学科的教学和仿真企业经营管理的实践模拟,模拟软件系统必须能在学校模拟实验室或整个学校局域网范围内运行。学生打开浏览器,键入网址,即可启动系统。可适用于Intranet/ Internet应用。学生的学习与实训不受时空条件的制约,具有“全天候”的特点。设计这个虚拟的环境参数应考虑接近于社会中真实物流企业的内部环境、真实物流市场环境和其他社会环境,让学生仿真物流企业经营者的角色,通过控制虚拟物流企业的各种虚拟经营活动,在实践中发挥所掌握的知识运用能力,进而培养他们的创造力。由此提高教学的成效和增加学生实践能力。此外,系统还应支持评价、考核、协作与对话功能,便于对学生进行教学管理、对学生进行思路引导,以及开展模拟教学。 2.2 仿真设计 仿真设计是物流管理模拟软件模型的核心内容,近年来,随着计算机技术的发展,仿真技术也得到了迅速的发展,物流管理系统作为复杂的大系统,是仿真技术应用的主要领域之一。学生通过使用这些仿真度很高的物流管理教学软件的学习,模拟实际物流作业,了解物流作业流程,提高物流管理理念和物流操作能力。利用计算机进行构造模型的仿真设计难点在于如何考虑虚拟环境的各种因素(变量),从以下几方面来设计仿真: 2.2.1 企业及职能岗位仿真。这是很重要的环节,设计模型时应尽可能使学生有一个接近或仿佛置身于企业的实际环境中的感觉。可对模拟软件进行系统设置,在客户端配置模块的初始化中也可以对各种参数进行合理配置。虚拟企业也是由不同部门组成,也设置了相应的岗位,在模拟过程中要尽可能做到部门和岗位设置的合理性,虚拟物流企业的各个部门的模拟,学生可以独立进行整个过程全部模块的操作,也可以对学生进行分组,小组成员间协同完成整个过程的操作。尽可能做到学生都能参与到不同的部门、不同的岗位。 2.2.2 业务流程仿真。虚拟物流企业模拟的主要业务活动应涵盖物流企业主要的业务流程。企业的运作是由业务来驱动的,在仿真设计中,业务流程的设计是最重要的,所设计的业务流程要符合实际,并且能够将各个业务部门、各个职能岗位有机地连接在一起,使每个学生更深切地体会局部与整体的关系,体会到自己在流程中所处的位置和应负责的工作。通过对物流内部各环节操作的模拟,学生可以学习了解物流公司内部流程运作情况,了解内部价值链的产生过程以及内部流程优化对企业竞争力的影响。设计时可根据虚拟物流企业经营主线,按一定的顺序、各个职能部门分工的不同设置不同的模块,然后再重组。比如市场营销人员只管市场、货运人员只管订舱、报关人员只管报关、财务人员只管费用,商务人员只管、合约等,部门划分明确,分工明确,操作专业化、标准化。从一脚踢模式过渡到这种垂直分工管理模式需要重组流程,而这个流程重组可以借助ERP软件来设计实现。 2.2.3 环境与市场仿真。仿真模拟软件要注重环境与市场仿真,虚拟物流市场是虚拟物流企业订单的来源,虚拟物流是物流企业赖以生存的行业环境。软件系统还应提供一个虚拟厂商,由系统根据参数自动生成大批量、各种各样的订单,学生可模拟厂商,与物流企业进行物流业务合作,虚拟物流企业可以承接各种订单,也可以将接到的订单再投放到虚拟物流市场中进行转包。为了仿真真实情况,系统可设置条件让订单存在风险,即虚拟物流企业承接订单可能赚钱,可能亏本。因此各虚拟物流企业在承接订单时必须认真核算、仔细操作,才能最终获利。 如果我们把商业资源分为信息流、物流、资金流,除了虚拟物流市场外,还要考虑其他环境因素的影响,因此还应构造其他虚拟社会环境。随着各类贸易的不断扩大,全球经济一体化的进程明显加快,高速的信息流则将导致高速的物流。这突出表现为对物流服务需求的高标准和多样化。例如:为满足市场需求,企业需要对市场作出迅速反应并自由进行功能组合(虚拟工厂等),这导致了后勤供销服务(Logistic Service)的诞生。这里所说的后勤供销服务是一种以“供应链理论”、“虚拟工厂理论”等为背景的新型物流服务模式,因此系统还要有完成信息流、资金流相关的各种社会角色,通过其他虚拟社会环境各环节操作的模拟,让学生掌握物流公司外部市场的运作情况,以及物流公司参予市场运作的社会职责。 2.3 企业经营管理的实践模拟模块 学生仅对物流流程方面的了解来说是不够的,仿真模拟软件还应包括仿真企业经营管理的实践模拟模块,它是物流管理模拟软件的重要组成部分必须结合内部、外部环境流程模拟操作,并提供各种手段或平台供学生进行有关竞争方面的操作,最终让学生学会如何在企业管理中提升企业竞争力。为了构造市场竞争虚拟环境,需要对虚拟物流市场及虚拟环境设计一些可以让虚拟物流企业进行市场竞争的情境,如对虚拟市场可以灵活设定市场规则,所有的虚拟物流企业的运行都限制在规则内;企业资金资源限制,系统可以设置一定数量资金资源,但不可超越只可以贷款,加大企业经营风险;系统还应支持一组学生同时进行物流合同竞标,以最符合合同要求中标,合同不能完成,必须进行赔偿,让学生在模拟中体会残酷的竞争。 软件中也可设置一个虚拟的风险中心,系统随机或根据企业资源情况、竞争力情况等自动产生或者可以设置一些风险,更接近于现实的企业。比如,企业资金不足将无法扩充仓库及车队、不能给员工提升工资,就有可能造成合同延误、服务质量下降等损失;仓库容量不足将导致货物损失,造成赔偿;交通工具不足,导致运输不及时造成赔偿;服务质量不好,造成竞争力下降;运输途中发生交通事故;仓库发生偷窃等……软件将提供学生在竞争的操作中,采取手段进行操作。如购买不同的交通工具将导致配送速度不同,速度不同将导致配送服务价格的不同,价格不同将导致利润不同等。 2.4 评价、考核、协作与对话功能 物流管理仿真模拟软件的用途是教学,它的使用者是教师与学生,因此它必须考虑到教学的需求,系统要有教学模块,必须支持评价、考核、协作与对话功能,便于日常教学。可以对学生、班级进行功能角色管理、操作权限管理、学习过程跟踪管理、评价、考核等管理,老师可根据教学需要进行一些参数、流程、权限等控制;对话功能要求方便对学生进行思路引导,可以进行讨论、交流;在学习过程中,学生可以多模拟各种的岗位,互相配合、协作,共同完成企业内部或外部流程运作。促进学生对真实物流企业内外流程的了解。软件还必须提供操作过程的记录、统计、分析数据等,方便老师和同学了解、分析操作的好坏程度。软件系统还必须集成网络考试系统,包括教学环节的各个功能模块。 2.5 软件实现 物流管理仿真模拟软件设计必须基于WEB平台,可采用B/S结构实现,主HTTP服务器采用Apache服务器,由一般的WEB设计和数据库技术来完成。这些从软件设计来说并不难,其难点在于如何构造出虚拟环境的各种变量,以及各种操作对变量的结果反应。 物流管理学论文:物流管理学生创业现状分析 摘要: 随着物流业迅速发展,市场给物流管理专业学生提供广阔的创业空间,加上国家大力提倡和扶持大学生在校期间创业,大学生创业遇到千在难逢时机。但综观大学生创业现状,创业人数少、成功率低、时间短,规模小,本文针对物流管理专业学生创业现状及存在问题进行分析,并提出提高大学生创业的途径。 关键词: 物流管理;创业现状;对策研究 在互联网+的时代背景下,物流业得到前所未有发展,物流业发展人才是关键,高校不仅要培养学生专业的物流知识还要培养学生创业能力,创业教育已成为高校教学改革的重要内容,创业能力培养不是一两门创业基础课程就能解决问题,需要系统培养体系和实践教学环节。 一、应用型本科院校物流管理专业学生创业现状及类型分析 从笔者所在学校三届物流管理专业学生调查来看,目前大学生创业的形式主要以下几种类型。 1、大型快递公司的校内中转站 随着网络普及,网购已成为人们普遍的消费习惯,大学生是网购的主要人群,每天各个大学门口都有很多的快递员在等着送快递。因学校各项管理制度限制,快递公司不能进入校内,学生只能利用中午吃饭时间取快递。这给学生提供了与快递公司合作实现最后一公里物流的机会,这种合作方式对学生来说收益稳定,风险少,经营方式简单。 2、校园遍地开花 我国的大学校园大多位于郊区,出行不便。如西安大学城都位于三环以外,距市中心较远,学生购物不方便。校内超市出售商品质量、种类和价格不尽如人意,校园便孕育而生。商家正是看到这种商机,找大学生作,因此从事校园的学生比较多,各个类型都有,有服装、化妆品、招生、电子产品等。学生的这种方式投资压力小,经营的好收入很可观,调研中有一名学生给驾校做,有月收入过3000元的现象,也有很多是经常没有收入。 3、开发APP平台,线下线上共同运营 根据自己参加校园活动的经验,了解学生的需求,搭建平台。如三个学生一起开发的“快速达平台”线上提供校园外卖、快递寄取、食堂预订,线下提供送餐、收取快递等服务。还有两个学生成立服装租赁公司,给毕业班学生提供面视职业装,给校园活动提供各种演出服。 二、应用型本科院校物流管理专业学生创业存在的问题分析 应用型本科院校物流管理专业学生创业存在的问题主要包括以下几个方面: 1、想法多,经验、能力、资金不足 当代大学生受互联网的影响,思想比较活跃,想法多,随时都会冒出许多新奇想法,在创业浪潮中已经开始跃跃欲试,但创业永远不是一个口号,必须要有真实项目去运营,但是学生经验、能力、资金不足,难以实践。 2、项目可行性差,很难形成规模 物流业的发展为市场提供广阔的空间,各种物流企业一夜之间遍地开花,企业纷纷开始圈市场,包区域,同时也给学生提供发展空间,和物流公司合作实现校园最后一公里物流,但在校学生的这种经营形式,只能容纳几个人,很难形成规模,而且学生毕业后有些项目就终止。 3、营销方案撰写不专业,很难获得风险投资 创业初期资金不足,创业项目很少能得到风险投资人的青睐。因大学生创业者社会经验不足,思考问题多从学生的角度出发,很少站在企业经营者角度。大学生倾向于谈自己创业项目的技术如何新颖与独特,而投资人看重的是技术或产品的盈利状况和市场空间以及完整的市场营销方案,二者注重内容存在较大差异。同时许多大学生创业者撰写的营销方案可行性不强,很难吸引投资人关注。创业初期资金得不到保证,导致许多创业终止或失败。 三、提高物流管理专业学生创业的途径 提高物流管理专业学生创业能力,高校从这几个方面着手: 1、提倡在校教师创业激发学生创业的内在动力 大学生在校期间的主要任务还是以掌握知识为主,创业对他们来说可望而不可即,而且创业能力从来都不能和成绩好相提并论,创业能力是要把专业知识转变为生产力,产生经济价值,并不是每个大学生都具有的能力。如何在校期间培训和激发学生的这种智力资本,需要长期耳濡目染的熏陶,如果大学老师们在创业,那么学生创业也就水到渠成。创业教师把自己创业经验引进课堂,在知识传授过程融入创业经历和思想,学生在学专业知识的同时领会知识和创业的关系,这样可以激发学生创业动力。 2、实行企业导师制,由导师带领学生一起创业 创业过程和其他学习过程一起,可以模仿和学习,学生在跟创业导师一起跑市场,了前市场情况,为自己以后创业奠定基础。如果没有一点市场经验,只凭学生的想法和激情,创业是很难成功。就像我们在岸上学游泳一样,不进水里去,永远也学不会游泳。大学生只凭在象牙塔里阅读前人成功创业案例,脑海里构画着如何去创业,不去深入市场进行调研,创业只能是纸上谈兵。因此高校应该和企业链接,制定导师制,由企业创业者做学生创业导师,提高学生创业的成功率。 3、以实践活动为突破口,培养学生的领导能力和团队精神 创业需要一个高效协作的团队。创业是大家智慧的体现,如何带好团队需要一个好的领导者,培养学生领导者能力和团队精神是创业能力培养的重点。领导能力培养是需要在实践活动去掌握和领悟,仅靠书本理论知识是培养不出成功领导者。开展学生实践活动应以专业实践教学为重心,以学科竞赛为突破口,以社团活动为基础来进行。目前各高校物流管理专业都有自己实践教学体系,针对不同的学习阶段开设不同实践项目。有专业认知实践项目、顶岗实习实践项目、专业综合实践项目。在参与这些实践活动和学科竞赛中,小组项目负责人要进行人员分工、遇到问题要与项目成员和指导老师进行沟通,方案策划完整性设计,项目整个过程培养学生团队合作精神和领导能力,为以后创业带领团队奠定基础。 4、加强创业文化宣传,强化学生的创业意识 目前在校大学生大多都是独生子女,从小衣食无忧,竞争意识不强,没有强烈的危机感,要把创业的想法变成现实需要大梦想和足够的勇气和毅力。在校期间要促使学生产生创业的梦想,并有勇气和毅力去创业。需要高校加强创业文化宣传,通过海报和创业讲座,宣传大学生创业者的事迹,让学生感觉创业就发现在自己身边是可为,通过这些宣传形成创业文化氛围,强化学生创业意识。总之,创业能力培养对高校来说没有教学规律可循,学生创业成功不一定是高校教育的结果,学生创业不成功也不能说明高校创业教育做不好。创业能力需要很多显性知识和隐性知识。成功与否主要因素在于创业者自身,高校教育只能作为大学生创业过程中一个助跑器和润滑剂,使创业者在创业过程解决问题、思考问题的能力比没有接受高校教育人强,但并不是成功的必须条件。高校物流管理专业大学生创业能力的研究工作还需要我们进一步的研究和探讨。 作者:丁阳 单位:西安培华学院 物流管理学论文:物流管理学生实践技能提升分析 【摘要】为了高职院校培养学生的实践技能满足物流行业的需要,进一步明确高职物流专业实践教学方向,本文就高职院校物流管理专业的师资、实践教学、实践技能考核等方面进行了分析研究,并对高职物流管理专业学生实践技能提升提出了几点有建设性且具较强操作性的构想。 【关键词】实践技能;实践教学;系统工程 近几年,物流行业的迅猛发展,对于物流专业人才的需求也是节节攀升。截止2014年,物流行业的从业人员新增15万左右,每年仍以相当高的增长比例增长。另一方面,作为从业人员的源头:高职院校,连续几年,物流专业招生人数占据前三。如此好的专业招生状况,却不能满足行业人才需要,究其原因主要为:高职物流专业学生在实践能力上难以满足行业人才需要。主要原因有以下两方面: 1、传统高等教育思想的主导地位没有根本改变: 借助国家大力培养技能型人才的大战略,高职教育才在短短二十年的时间里得到迅猛发展,快速的发展并不是我们对高职教育有很好的方法和理解,我国绝大多数高职院校仍然沿用传统的人才培养模式,包括:授课方式、考核方式等等,所有这些做法导致了高职教育中的实用技能型仅仅是高职教育的附属,而非主体。 2、培养实用技能型人才条件的缺乏: 要培养实用技能型的人才必须具备培养该人才的必要条件,这些条件包括:实训设备、实训教师、实训教材等等。高职院校的物流专业培养目标是培养从事物流工作的技能人才,经过人才市场的检验,在实用技能型这一点上,还有较大的差距。所以,还必须从培养学生实践能力入手,尝试更多,更有效的途径。根据本人从教多年的经验,提出以下途径: 一、构建课程体系中,突出培养学生实践能力 课程的核心位置目前多数高职院校的物流专业的课程仍然沿用传统的课程体系:基础课、专业课、拓展课。很难从课程体系中实现实践能力的培养,至少从专业课开始,突出课程在实践能力培养的核心位置。具体做法是:增加实践能力培养的课时,减少理论课时,准确把握对于高职学生,理论够用即可。 二、教学过程中,提升实践能力的培养效果 突出实践能力培养在课程体系中的核心位置,并不能保证学生实践能力的提升效果。实践能力的提升关键还是教学过程: 1、与时俱进的实践教学内容,物流行业的快速发展,对实践能力也提出了更高的要求。教材通常要求用最近几年,而实践能力如果用前面几年的,结果可想而知,所以要求教师加速更新教材内容,与时俱进。 2、加强学生实践能力培养的外部环境建设,一方面是高职院校的物流实训室,这是实践能力培养的主战场。通过提高实训室的利用率来保证实训效果。另一方面,加强和创新校外实训基地的建设,采取互赢和多赢的合作模式。与物流行业企业进行合作,为学生提供实际工况下的实训环境,不仅激发学生学习的兴趣,而且能提升其实践能力。 三、教师的实践教学能力提升 职业院校办得好坏、教育质量的高低,主要还在于是否有好的师资。高职院校进行“双师型”教师队伍的建设也是希望提升教师的实际技能,转变传统教师重理论、轻实践的现状。高校扩招后,高职院校中的教师在数量、质量上都难以满足发展的需要,高职院校应该将教师看成是可持续发展的最重要资本。对于高职院校技能型的师资队伍建设可采用以下几种途径: 1、教师的自身培养。目前高职院校的教师主要来源于应届毕业的本科生、研究生,普遍存在理论强、实践弱的现象。为了尽快加强他们实践能力的培养,可以开展采取多种方式的培养, 2、多方面引进技能型人才。通过高职院校对自身教师队伍的培养,无论从时间上、数量上、质量上都难以满足快速发展的高职院校对技能型教师的需求,高职院校可以通过编制、福利、待遇等优惠政策,吸引社会的技能型人才,让社会企事业单位的技能型人才担任教学和技能训练指导工作,不仅对实践教学有帮助,同时也可以促进院校教师队伍的合理化。 四、教学,实践,就业、创业的有机统一 教学不仅是完成教学内容,而且是对学生能力的培养。学生能力的培养,源自理论和实践能力的培养,而理论和实践能力的培养必须服从就业能力。高职院校培养人才的基本要求是能够顺利就业或创业。考核高职院校的就业率仍然是衡量学校的关键指标之一。能否顺利就业,关键取决于学生实践能力。而提升学生的实践能力,必须通过教学及其它相关教学活动才能完成。很多高职院校已经开始对师生在创业上给以很大的支持,像建立和市场对接的工作室,在校期间就可以完成对实践能力的锻炼和检验。 五、实践能力考核方式的转变 实践能力考核不同于理论知识,理论知识可以通过试卷考试的方式。受实践能力考核需要场地、器材、时间等条件限制,实际操作考核很难完成。鉴于目前这种情况,一方面抓紧建立实用、可行的实践能力考核标准。另一方面,采用过程性考核方式,已是最好的解决方式。所谓过程性考核,即将实践能力的考核项目贯穿到整个教学过程中,不拘泥于传统的考核方式,可以是课堂讲解,平时作业,现场操作,可以集中反映学生实践能力的多项指标内容。 作者:任干斌 单位: 江西现代职业技术学院 物流管理学论文:物流管理学生实用软件技能培养模式 一、物流管理专业学生实用软件技能的培养目标 (一)信息搜索能力 在日常学习及毕业设计过程中,如果学生具备非常好的搜索技能,那么学生能在非常短的时间内找到解决问题的资料、工具、方法,从而提高解决问题的可能性。对于信息搜索能力,首先,学习常用的搜索引擎(Google,Baidu,Sogou),了解每个搜索引擎的优势及特点,例如,Google搜索引擎提供的子功能GoogleScholar可以提供学术资源的查找与搜索,尤其是英文学术资源的查找;其次,了解学校电子图书馆提供的电子资源概况,以及如何获取和使用这些资源,包括学习使用一些常见的文献管理软件如NoteExpress,EndNote等;最后由专业课教师在平时上课的过程中或者在新生专业介绍会上列出与物流管理专业相关的常用社区、论坛或微博网址,如了解与管理、经济等物流管理专业相关的大型学术网站———人大经济论坛。 (二)信息存储技术 21世纪已经进入大数据的时代,如何采集数据,利用数据挖掘出数据背后的有用信息是非常有潜力的一种管理模式。例如著名的尿布—啤酒故事就是典型的购物篮分析所带来的好处,而没有大量历史数据的使用与存储,购物篮分析又谈何容易。而大量的数据从各种链接、免费数据库、商业数据库采集时,需要考虑采用何种方式存储这些数据,以及如何管理并利用这些数据,因此,我们应该学习有关信息存储技术。学习数据库技术可以实现对一些分散的数据进行集中统一管理。 (三)信息处理能力 在收集好数据之后,对数据信息进行合理的处理是获取信息价值的必要途径,给学生介绍相关数据信息处理软件:Excel,MATLAB,SPSS,R,EViews等。这些软件都比程序设计语言处理数据要更加易于学习和使用,而且对于数据的可视化都较其他程序设计语言工具方便得多。此外,对于海量数据的处理还可以借助诸如Or-acle、SQLServer这样的大型数据库。 (四)问题建模及求解能力 对物流管理专业类学生而言,物流作为第三利润源的概念已经通过很多专业基础课程及专业课程的学习而深深映入脑海,那么思考的一个问题便是如何挖掘第三利润源,也就是采取何种策略降低物流成本,使得物流冰山下的成本得以不断减少,从而达到追逐并获得第三利润源的目的。这个过程其实就是优化问题,即如何建立优化模型,例如建立模型优化生产调度策略,优化车辆配送路径,优化物流配送车辆装载率,优化供应链的库存,对供应链订单进行排序等,这些优化模型构建的相关基础知识在物流管理专业核心课程———管理运筹学里都有详细的介绍,但是对于求解的方法基本都是介绍的经典理论且是对非常小规模的问题进行处理,然后用手工计算的方式进行求解。为此,我们提出介绍一些建模优化软件如LINGO、CPLEX、MATLAB等来对问题进行求解,从而实现所解决的问题更接近实际情况。 (五)结果展示能力 当对一个问题进行分析,建模并求解之后,需要对结果进行展示,其中包括数据可视化的展示,即图形化表示,为此学生需要具备一定的绘图能力,这个任务可以通过学习MicrosoftVisio及Excel的绘图功能来完成。此外,我们需要对相关结果形成正式的报告或文档(毕业设计论文,课程设计报告),这个任务可由微软办公软件WORD来完成,即学习WORD中的一些高级排版技巧(自动生成目录,自动公式编号等)。最后,学生可能需要在一些公开场合(例如参加全国大学生物流设计大赛的答辩会)展示自己解决问题的成果,这时需要使用到PowerPoint多媒体功能。 二、物流管理专业学生实用软件技能的培养模式 (一)单独开设相关课程 对于某些应用范围大、处理能力强的通用软件或开发软件应单独开设系列课程,例如对于在诸多场合(优化、数据处理等)都非常实用的软件MATLAB可以考虑单独开设课程来讲授,以使学生在后续课程当中可以不断地使用该软件解决课程作业及进一步解决更加实际的问题。这些软件技能的培养对于其他课程能起到承上启下、循序渐进的纽带作用。 (二)依托相关专业基础课或专业课设置教学内容模块 对于某些学习难度不是太大的实用软件技能,采用随堂教学的方式依托相关课程设置一定学时的教学内容模块来实现软件的普及入门。例如EXCEL、WORD、VISIO的学习可以放在校必选基础课———“计算机文化基础”课程里,而对于LINGO可以放置在“管理运筹学”课程里,而且从2012年开始,兰州交通大学物流管理专业选用由李引珍教授编著的国家级精品课程教材《管理运筹学》已经将LINGO列入了每一章的讲授内容。此外,基于Logware软件的供应链仿真建模分析也在相关课程设计中得以运用,即对于依托相关课程实施实用软件技能培养已迈入了实质性的教学阶段。 (三)设置引导型教学模块 考虑到总学时的限制,教师在讲授某些主干课程的同时,指出要求学生自学的实践内容,即开展引导型教学模式,以培养学生的自学意识和自学能力,达到延伸、扩展课堂教学内容的目的。这部分内容可以由教师指出学生自学的提纲,内容,自学的方式、方法以及自学的资源(推荐书籍,推荐学习的工具、学习网址),由学生课后业余时间主动学习。而且对于引导型教学模块的内容,还可以设置自学应该达到的目标,考核的方式(例如做一次汇报)及手段。 三、总结 通过这些实用软件技能的培养,起到引起学生学习兴趣,尤其是解决问题的自学习惯的兴趣,及对自学方式、方法,自学能力的培养,实现抛砖引玉的目的,为学生展现更广阔的学习空间。而且这些实用软件包的使用技能对于继续攻读硕士、博士学位的学生也是非常有益的科研学术工具,有利于继续深造的学生打好一些科研学术基础,起到了在本科教学中加强科研思维和创新思维的基础性训练。 作者:向万里 朱昌锋 张静芳 单位:兰州交通大学 物流管理学论文:物流管理学生的社会主义核心价值观培养 [摘要]物流企业为了能够谋求长远发展,在激烈的竞争中获得更大的经济效益,需要进一步提升企业核心竞争力,这对物流管理专业教学改革提出了更高的要求。青少年学生是社会主义建设的核心力量,本文主要就法治视域下物流管理专业学生社会主义核心价值观进行分析,寻求合理解决对策。 [关键词]法治视域;物流管理专业;社会主义核心价值观;核心素养 自党的十八大以来,党和政府对于社会主义核心价值观的培养和践行予以高度的重视。就社会主义核心价值观的提出来看,无论是精神价值层面还是政治理想层面,都充分体现出了社会主义的法治精神,并成为时代思想的主流先驱,这就对新时期的高校专业教学提出了更高要求,如何在法治视域下有效培养学生的社会主义核心价值观显得尤为必要。 一、法治视域下物流管理专业学生社会主义核心价值观的内涵 在我国的教育体系中,高等教育作为高素质、高水平人才培养的重要教育阵地,应该从立德树人的角度进行考量,高等教育在传授专业知识的同时,还要充分发挥育人的作用,帮助学生养成良好的价值观和道德素养。加强社会主义核心价值观的培养,有助于学生更为深刻的理解社会主义核心价值观本质内容,养成社会主义法治精神。 (一)法治是社会主义核心价值观的基本要素 在当前法治社会背景下,法治、自由、平等成为了社会主义核心价值观构成的关键性要素,同社会主义核心价值观国家层面价值目标息息相关。从经济发展及社会长远进步角度来看,我国正处于一个重要的转型阶段,法治作为社会主义核心价值观的核心要素之一,充分展现了现代法治社会的功能所在。 (二)法治是社会主义核心价值观的基础保障 社会主义核心价值观蕴含了我国改革开放以来社会建设和发展所取得的成果,代表了人民群众对祖国未来发展的一种殷切希望和精神追求。社会主义核心价值观倡导的几个层面中,法治和其他社会主义核心价值观要素之间关系密切,是社会主义核心价值观培养和践行的基础保障,如果缺少这一坚实的精神保障,那么社会主义核心价值观其他要素自然无从谈起。 (三)法治是社会主义核心价值观的根本载体 从我国提出依法治国方针,到十八大的“三个倡导,”法治已经成为社会主义价值体系的重要组成部分,有助于将依法治国理念充分地践行在实际工作中。为了可以在全国范围内弘扬社会主义核心价值观,需要根本上的法律法规保障,如果缺少了法规的维护和保障,社会主义核心价值观自然无法在人民群众内心深处开花结果。 二、法治视域下培养物流管理专业学生核心价值观的意义 我国是一个具有悠久历史文化的国家,其中蕴含着十分丰富的育人思想,“天行网,匹夫有责”,“天人合一,和而不同”等理念中具有十分鲜明的中华民族特色,即便是在当前社会背景下,其中蕴含的价值观同样不容忽视。 (一)内化为精神追求和动力 在社会主义核心价值观培养和践行中,党和政府强调通过法律为其提供保障,推动社会主义核心价值观建设和发展。从中不难看出,在社会生活中各个层面、各个领域中,社会主义核心价值观的培养和践行均需要通过法律的强制性手段来提供有利条件,促使社会文明和社会进步同步,获得长远的发展。将法治作为社会主义核心价值,根本目的是在社会改革进程中为进一步优化制度设计、决策部署,提供更为坚实的价值依据。 (二)外化为自觉行为和活动 在社会主义核心价值观培养和践行中,应该树立正确的认知和态度,这是一个长期的过程,并非是一朝一夕就能够实现的,还需要从社会各个角度上深入落实和完善。在整个过程中,法治的推进和保障十分关键,通过法治培育和践行社会主义核心价值观,可以在立法上坚持社会主义核心价值观的主体地位,形成更具建设性的制度设计,赋予社会主义核心价值观内容法律内涵和特性,切实在实际工作中贯彻和落实。 三、法治视域下物流管理专业学生社会主义核心价值观的培养对策 在国家层面、社会层面和个人层面上,社会主义核心价值观培养和践行已经成为普遍共识,通过对不同阶层上的引导和规范,提升凝聚力,共同朝着目标前进。总的说来,在社会主义核心价值观培养和践行过程中,应该充分结合当前物流产业发展现状,明确物流市场发展中对于优秀人才的要求,有针对性地在法治视域下培养物流管理专业学生社会主义核心价值观。 (一)树立正确的指导思想 在社会主义核心价值观培育和践行过程中,首先应该注重思想上的认同,提升全社会各个阶层、各个领域人们对社会主义核心价值观的认同和认知,加强宣传教育和示范引领,同时配合政策上的保障、制度建设和法律约束,有效将社会主义核心价值观融入到人们日常生活、工作和学习方方面面,为社会主义建设和发展提供更为坚实的思想保障。 (二)提高法律知识储备 在法治视域下,由于法治本身就蕴含着社会主义核心价值观中的基本内容,同时也是社会主义核心价值观培育和践行的主要途径,这就需要在高校物流管理专业教学中,能够充分结合专业发展现状,明确专业发展方向,有针对性地培养学生的社会主义核心价值观,促使学生掌握法律知识。 (三)强化现代法治意识 在社会主义核心价值观培养和践行中,法治作为其中重要组成部分,实际工作中不能仅仅停留在形式上,而是应该追求更高层面上的实践行动,只有这样才能营造更为浓厚的法治氛围,提升学生的现代法律意识,能够自觉去践行法律要求,在实际学习和生活中扶正祛邪,养成良好的专业素养和职业素养,为后续走上工作岗位打下坚实的基础。综上所述,在法治视域下,物流管理专业应该明确当前专业发展前景和发展目标,有针对地性学生社会主义核心价值观宣传法治作用,促使广大学生欣然接受,从而树立正确的价值观和思想意识,推动社会健康持续发展。 作者:李超群 单位:亳州职业技术学院 物流管理学论文:物流管理学科交叉类课程建设 1物流管理专业学科交叉课程设计———以三门交叉课程为例 交叉学科的设置和形成主要依托于交叉课程的建设。本文将以物流管理专业中三门课程为例,初探物流管理专业学科中交叉课程的设计思路。 1.1交叉课程之一:《交通运输组织学》 传统的物流管理专业设置中有一门专业课———《运输管理》,该课程教学的主要内容是让学生了解运输管理的五种基本方式及业务、集装箱运输、零担运输、智能运输等;而课程延伸到《交通运输组织学》后,除了讲授上述基本内容(实际上有相当多的内容与《物流管理》、《物流配送》、《物流成本》等课程重复)外,更侧重于交通运输系统及组织设计、交通运输组织方式及规划职能、交通运输枢纽及站场组织、交通运输组织绩效评价指标等实际工作中操作性更强、应用更广泛的内容。后者实际是物流管理的专业基础课与交通运输专业基础课的课程交叉,但又偏向于管理,使得物流管理专业的学生易于接受和理解,同时增强了学生们对交通运输系统的组织和管理的深层领悟和实操能力。 1.2交叉课程之二:《物流运筹学》 一般本科院校的管理类专业中都会设置《管理运筹学》这门课程,也正是因为该课程为管理类专业的必修课,缺乏了与专业本身的结合特殊性,才使很多学生认为这门课程一方面晦涩难懂,另一方面应用性差。事实上,在引入《物流运筹学》后,以工程数学建模为基础的运筹学和以规划应用为主的物流系统决策进行了很好的融合,教师和学生学习本门课程的专业性、目标性都显著增强,学习效果自然大大提升。 1.3交叉课程之三:《物流金融学》 《物流金融学》是一门典型的交叉课程,它将物流管理的相关理论和可能涉及的金融学知识融合,针对性更强。物流企业离不开金融,物流人才需要了解金融。通过专业化的课程学习,可以使学生了解如何有效地利用资金,提高资金的流转速度,降低资本成本和金融结算风险,最终提高物流企业自身的经济运行质量[2]。 2物流管理专业学科交叉课程建设中存在的问题 2.1教师们缺乏专业交叉意识、相关教材不足 在进行课程规划和设置时,很多教师没有能够与时俱进,结合物流专业多学科交叉的特点进行课程建设。因此,课程规划中出现大量围绕物流的若干职能展开形成的传统物流课程,课程内容重复性比较严重,理论性过强,缺乏实践教学,学生学习兴趣大打折扣,教学效果欠佳。此外,教材缺乏也是交叉课程建设的一大瓶颈,以《物流运筹学》课程为例,市面上单纯介绍运筹学或是最优化方法的书非常多,但是能和物流管理实践的具体案例结合的书却很少,即使有个别教材命名为《物流运筹学》,实际上内容还是重复《管理运筹学》的老一套。教材建设跟不上,物流交叉课程的发展就会受到制约。 2.2教学方式陈旧 随着物流管理专业教学改革的不断深入,物流的教学方式也从讲授型逐渐向参与型的教学方式转变,但是在交叉课程建设中,由于教学内容涉及到多学科领域,对教师的要求也比较高,需要不断探索出更新的教学方式以提高学生的学习兴趣,增强学习效果。 2.3考核方式亟待改进 物流管理专业课程传统的考核方式是以笔试为主,有时辅以论文、调查报告等其他方式。引入交叉课程后,单纯的笔试可能无法考核出学生的真实水平和实践能力,需要引入新的考核办法来适应这种变化。 3物流管理专业学科交叉建设对策 3.1提升教师意识、深化课程改革 由于物流学科的综合性和交叉性,要求教师在规划课程设置的时候深入思考,如何才能让学生尽可能多地了解到所学知识的应用价值,学以致用。在基础课程建设的基础上,要多设置或优化改进原有的教学计划,尽可能打通物流管理课程和与之相关的其他专业的关联性,建设一些实用的交叉类课程,例如,在学习《西方经济学》的基础上,可以利用小学期或短课时量开设《物流经济学》课程,让学生将学习过的西方经济学理论更好地应用于物流管理实践领域,解释现实物流企业的经济学问题,针对理论,有的放矢。由此,也可以设置物流管理类课程建设的课程群,将原有的专业基础课和拓展后的专业实践课建设成课程群,教师的教学不再“各自为政”,学生学习知识的系统性也将逐步增强。此外,加强教材建设也是提升物流管理交叉课程质量的有效途径之一。有条件的学校可以规划建设物流交叉课程的系列教材;也可以选择多校联动的方式,集合优质的教师资源,建设物流类交叉课程精品教材;亦可请相关专家评审,为教材的整体质量把关。 3.2教学方式有待改进 大多数的物流交叉课程都在理论的基础上增加了实践教学部分,对应的教学方法也应该由传统的课堂讲授式逐渐拓展,如采用校企联合、精品课程、实践教学、案例教学等方式。更可以采用翻转课堂、微课、慕课等现代化教学方式增强基础教学的效率和实践教学的效果。另外,交叉课程建设可以增加实践性的创新环节,如结合物流大赛、创业创新项目等校内外专业实践活动,引导学生更好运用专业知识,提升实践能力。对于实力较强的科研院所,也可以以组建研究组,研究中心,研究基地等形式深化学科交叉的建设,鼓励学生加入科研团队,提升科研水平。 3.3考核方式亟待改革 交叉课程的建立也促使了物流管理相关课程考核方式的改革。需改变传统单纯笔试为主的考核方式,转向至提升学生学习和实践能力的考核方式上来。考核形式可多样化,如现场模拟演示、管理角色扮演、案例设计和分析、培训讲解,甚至可以通过交叉课程实践,拍摄微电影[3]、召开头脑风暴会等新型方式。考核方式的改革也势必大大促进物流交叉课程建设的实际效果。 4小结 物流产业发展迅猛,对高等教育中的物流管理专业建设提出了更高的要求。本文提出了专业建设中的一种新型模式———物流管理类交叉课程建设。这种模式对教师提出了更高要求,需要教师综合了解多学科的知识;这种模式也为学生发展提供了更广阔的平台,拓宽了就业之路。希望以此模式为契机,为物流管理专业改革提供一些思路。 作者:李梅 单位:广西师范学院 物流管理学论文:物流管理学科的教学改革 一、当前高校物流管理专业教学中存在的突出问题 1.课程设置方面缺乏合理性。目前大多数的高校只注重理论课,教师也往往只按照教材讲课,课堂氛围较显枯燥,学生的积极性难以调动起来,导致了学生上课玩手机等现象产生,学生往往处于被动接受学习的状态,教学质量也难以达到预期的效果。同时,整个物流专业的课程体系也过于落后,与当前的市场需求和企业需求存在较大差距。这些问题的存在无疑会造成学生质量下降,动手能力减弱。 2.教学方式和教学手段较为单一。一些高校物流管理专业的教学条件较全国平均水平仍有很大的差距,缺少必要的实训场所和操作软件。在实训教学方面的设计系统化程度较低,各个学校往往各自为阵,教学水平层次不齐,对教学效果进行评估时也缺乏科学系统的方法。此外,大多数高校都在沿袭传统的灌输教学理念,注重理论知识的灌输和讲解,对学生动手能力缺乏培养,单纯枯燥的理论课学习导致了学生对课本的学习失去了兴趣。 3.师资力量不足,存在教师教学不对口问题。从全国整体范围来看,高校物流管理专业的师资力量仍较为薄弱,一些学校存在着教师与专业教学不对口的状况。据有关调查数据显示,部分高校的物流管理专业教师有许多是从管理学、经济学等学科跨过来的,欠缺系统的专业知识背景,由此必然产生了专业性差,教学技能水平不高问题的产生,不仅严重降低了教学质量,也给学生的未来就业造成了影响。 二、高校物流管理专业进行教学改革与创新的有效对策 1.完善专业课程设置,优化教学环境。物流管理专业的理论课有基础课程和核心课程两部分组成。在设置培养计划时,要让所有学生都完成基础课程的学习,对于核心课程,在进行课程设置时,要注重突出学生的专业特色,按照学生专业方向的不同制定不同的课程内容,要在学生专业方向上有所侧重和强化,使学生学有所长。同时,还应创新理论与实践结合的教学模式,加强实践教学的投入,将理论课程的课时与实践教学的课时协调好,使学生实现理论知识与实践技能共同提高。此外,还要加大硬件设施的投入力度,建立与理论教学相配套的实验室和实训室,自动化演示实验室、仓储管理系统,以及虚拟超市的货物管理、调度、配运等实训室,让学生在实践中将知识记牢并熟练地运用,从而在未来的职场中能够胜任专项的工作。 2.建立资源共享系统,丰富教学方式和教学内容。办学条件较为先进的高校应积极地帮助兄弟院校提升教学条件。可以借助互联网络和计算机建立其资源共享系统,如联网的物流管理实验室,专业图书资源网站、网络课程等等,使兄弟院校能够在远程获得优秀的教学资源,在有效院校的帮助下,有效地促进自身学科建设的发展。此外,各校间还应建立良好的协作教学关系,在物流管理专业的重点难点领域,开展广泛的交流和讨论,一方面,使各校在教学方面的经验进行共享,在博取众长中使各个学校的教学方式得到创新,使教学内容得到丰富;另一方面,在专题讨论中,还可以促进整个学科的向前发展,从而带动教材的更新和编写,使物流专业的课本能够顺应时展,不断为新的教学实践和学生的工作实践提供有力的理论指导。 3.加强教师队伍建设,建立校企合作办学模式。高校应建立健全校内教师的培训制度,可以与企业开展校企合作办学计划,聘请行业内的专家来对学校的专业课教师和实训课教师进行定期培训,使教师及时获取最新的行业资讯和专业技能。同时,还可以聘任物流行业的高级管理人员或高级技术员担任校内兼职专业技能教师,为学生讲解物流实操技术,不断提高学生的实际动手能力。此外,高校应积极创建“产学研”的办学模式,充分利用企业的硬件和软件资源,与企业形成长久稳固的战略合作关系,并在企业中建立物流管理的专业实习点,为学生提供就业的实习机会,从而形成教学实训、实习就业的人才培养方式,从而有效提升物流专业学生的就业质量。综上所述,高校物流专业教学改革和创新是永无止境的,每一所高校都应担负起为社会主义事业培养优秀物流人才的重任,不断地进行思考和探索,从而为我国物流业输送具有核心竞争力的复合型人才,助推我国社会主义建设事业不断向前发展。 作者:王美南单位:辽宁理工学院 物流管理学论文:浅析高职院校物流管理学生“工匠精神”培养对策 摘要:本文主要对工匠精神的内涵进行分析,并探讨了培养高职院校物流管理专业学生“工匠精神”的意义与对策。 关键词:高职院校 物流管理 工匠精神 随着电商等行业的快速发展,我国物流管理专业人才需求量明显增加,同时物流业整体水平的提高对于行业发展十分重要。“工匠精神”作为我国传统文化的精髓,对当今社会人才素质的培养有着重要的指导作用。 一、何为“工匠精神” “工匠精神”是指匠人在雕琢产品时精益求精,对产品精雕细琢,力求完美,是以热爱工作为前提,在现代社会,可以将“工匠精神”总结为工作人员爱岗敬业的精神以及认真严谨的工作状态,为一种职业道德。2016年,总理在全国两会上作政府工作报告时提出“工匠精神”这一名词,自此各大企业对青年工作者提出了新的要求与希望:除了要掌握足够专业的技能外,同时要具备做人的基本素质,能够在工作岗位上坚持严谨、吃苦耐劳的精神。要实现人才“工匠精神”的培养,高职院校在培养学生的专业技能的同时必须坚持以“工匠精神”为新的素质教育培养目标,使学生充分重视个人道德素质与职业道德的培养,从而更好地满足就业需要。 二、培养高职院校物流管理学生“工匠精神”的对策 物流行业归属于服务业,近年来随着信息化技术的不断发展、人们生活水平的不断提高,物流行业规模不断扩大,越来越多的物流公司成立,对物流管理专业人才的需求量明显增加。与此同时,客户对物流行业的服务质量要求越来越高,工作人T如何在繁多的工作中保持服务质量成为行业内需要思考的问题。 (一)强化学生的职业认同感 职业认同感是指导学生在投身行业工作时能否产生依恋感与归属感的重要因素,可以引导学生快速进入工作,更能够带来成就感、忠诚度、事业心以及向上力,因此要培养学生的“工匠精神”,首先要强化职业认同感,使学生能够热爱并且愿意投身到工作中去。作为新时代的新人类,“95后”为高职院校的主要构成,他们对新鲜事物充满激情与好奇,然而也更加追求即时利益,面对的诱惑更多。[1]而物流管理专业学生就业方向主要为行业一线,需要的成长周期较强,同时工作量大、任务繁重,社会认同度较低,因此将职业认同感与“工匠精神”相结合就更加重要。学校可以邀请优秀毕业生、在行业内获得较大成就的同学到校进行交流与演讲,使学生认识到“工匠精神”在职业发展中的重要性,主动培养严谨、精益求精的学习与工作态度。 (二)突出实践教学,使学生在实践中养成“工匠精神” 实践出真知,因此教师除了在理论知识的教学中渗透“工匠精神”,同时要增加实践教学,使学生能够真正地领会贯彻“工匠精神”的重要性。在进行实践教学时,教师可以项目化与信息化结合的方式,通过分组的方式,为学生设置不同的任务,在任务完成后互换任务,使学生在完成不同任务的过程中了解到物流管理方案的制订与实施,并在实践活动结束后引导学生进行总结。在任务结束后,教师对学生的完成情况以及表现进行点评,对于“工匠精神”的运用以及符合这一精神的行为进行点评,针对性地讲授,从而更好地引导学生。 (三)校企联合,为学生提供实践“工匠精神”的场所 实训基地能够使学生更加真实、全面地接触到物流管理的内容,更加真切地感受到“工匠精神”,发现问题并在日后的工作中更好地实践这一精神。高职院校要积极推进校企联合,通过实训场所来培养学生的“工匠精神”;同时可以聘请企业内工作经验丰富、工作态度积极的人员到校任教,通过企业专家的教学培养物流管理专业人才的“工匠精神”。[2]高职院校也可以指派专业课教师到企业去实践学习,不断提高教学的专业技能,使其更加深入地了解“工匠精神”的重要性,更好地在教学中发挥引导作用。 三、“工匠精神”对高职院校物流管理学生的重要性 当今信息化快速发展的社会,物流企业的岗位不断增多,除了仓储管理、采购管理、运输管理与配送管理等传统职位外,同时新增了客户服务及信息技术等,面对的客户群体更加复杂,客户的要求也更加丰富,人们更加重视服务的质量。因此工作人员必须具备“工匠精神”,不断提高自身的专业技能与服务质量,促进企业的发展。目前高职院校普遍存在的一个问题是学生的实践经验不足,个人素质有待提高,因此在教学中注重“工匠精神”的培养,有助于学生更好地挖掘自身的潜力,充分发挥自己的价值,在就业后更好地实现个人的价值。 四、结语 工匠精神在培养学生的专业技能与职业道德方面有着重要的推进作用,有助于高职院校物流管理专业学生更好地就业,因此高校在教育培养学生时要充分地发挥引导作用,培养出具有“工匠精神”的综合型、高素质人才,从而更好地服务社会,促进行业的快速发展。 物流管理学论文:创新创业教育背景下物流管理学科建设研究 【摘要】新创业教育在发展地方经济、提高就业质量、加强校企合作等方面发挥着重要作用。在分析开展创新创业教育改革的必要性基础上,从教学目标、师资队伍、课程体系设置等方面研究了高校物流管理专业创新创业教育体系构建,为物流管理专业教学改革提供新的思路。 【关键词】物流管理 创新创业 课程体系 改革 我国正处于经济结构调整期,经济增长速度放缓,为促进经济继续保持中高速度发展,国家提出创新驱动发展战略,将创新创业定位为驱动经济社会发展的动力引擎。同时,随着我国高校教育由精英教育向大众教育的过渡,大学生就业问题日益严峻,结构性矛盾更加突出。因此,高校应将创新创业教育作为高校改革的突破口,培养大学生的创新创业观念,提升创新创业能力,为促进大众创业万众创新和建设创新型国家提供有力的人才支撑。 一、物流管理教学与创新创业教育结合的必要性 在当前大学生就业压力大,国家经济增速放缓的形式下,物流管理教育进行创新创业教学改革即有内在的需要,又有外在的动力。 物流管理课程不同其他管理类课程,其应用性和实践性较强。以物流管理的核心课程《库存管理》为例,教学目标要求学生掌握仓储活动的基本理论和方法,并能在实践中加以灵活应用。传统的教学模式重理论轻运用,再加上单一的教学方法,陈旧的教学理念,很难完成专业知识灵活运用这一目标。创新创业教育注重学生的主体地位,尊重学生的人格,让学生在校内和校外实践中应用所有知识,能最大限度的激发学生的创造潜力和实际操作能力。 大学生就业难不仅虚耗了高校资源,也给社会稳定带来极大的隐患。高校通过创新创业教育,让学生由工作岗位的需求者转换为工作岗位的提供者,能有效解决就业难问题, 二、物流管理创新创业教育学科建设 (一)明确创新创业教学目标 高校的创新创业教育包括两个方面,即创新教育和创业教育。创新教育培养学生的创新思维,创新能力。创业教育传授学生创业知识,树立创业品格。两者是相互促进相互支持的统一体,创新是创业的基础,创新的成效要通过创业实践来检验,创业是创新的表现形式,创业成败取决于创新教育的根基扎实程度。高校创新创业教育以培养大学生的创新精神、创业意识和创新创业能力为目标,提高学生的综合素质,增强就业竞争力。 (二)加强课程体系建设 高校应根据学生的发展定位,应调整课程设置,建立专业课与创新创业课、必修课与选修课、基础课与高端课相结合的多层次、立体化的课程体系。 面向高校全体学生设置必修的创新创业基础课程,包括职业生涯与就业指导、创新思维训练等,旨在发掘学生的创业潜力,提高创新意识。有创业潜质和意向的学生可继续学习选修课程,选修课程能切实解决创新创业过程中所遇具体问题,例如创新产品开发、市场预测、新创企业融资等。创新创业高端课程主要面向已经开展创业实践的在校生,根据学生所从事行业的特点、企业规模等有针对性的进行岗位创业知识培训。可开展的课程包括人力资源开发与管理、国际商务合作与谈判、创新创业案例研究等。 (三)创新教学方法 创新创业教育要采用多种教学方法,让学生接受全方面多层次的创新创业教育。 (1)改革“第一课堂”。“第一课堂”指的是课堂教育。根据物流管理专业实践性教学的特点,物流管理创新和创业教育的最佳的结合方式是开展体验式课堂教学。在体验式教学中,教师通过精心设计各种情景,引导学生在亲历的过程中理解并建构知识、发展能力、产生情感、感知意义。 (2)活跃“第二课堂”。第二课堂指的是创业模拟。创业模拟真实的模拟企业经营状况,让参与者更直观的了解企业的创业流程和运营方式。学校要过加强创新实验室、虚拟仿真实验室、模拟创业基地与模拟创业网络平台的建设,为学生提供更多的模拟机会。此外,应鼓励和组织学生参加各类创新创业活动,例如创新创业比赛,沙盘模拟,达到寓教于乐、寓教于活动中的目的。 (3)延伸“第三课堂”。第三课堂指的是创业实践。创业实践是学生自己或与团队进行实战创业,让学生进行严格的创业训练,积累创业经验。在校内成立建立大学生创业中心、创业一条街等,成立由学生自主管理经营的实体。校外需要充分利用各种社会资源,例如大学生孵化基地、大学科技园。 (四)改革考核机制 创新创业教育考核机制应注重考察学生独立思考能力和创新能力。相较于标准答案,60分及格的传统考核方式,注重过程性考核的非标准化考试更适用于创新创业教育。为促进学生主动参与课程学习,从开课到期末考试,可将课前预习、课堂讨论、随堂测试、课后作业等按照一定的比例记入总成绩。期末试题应以开放性试题为主,没有标准答案。无标准答案试题对学生知识掌握程度要求更高,学生不仅要掌握相关知识,而且要做到灵活运用。 三、开展创新创业教育的注意事项 (一)正确处理创业和学习的关系 在万众创新,大众创业的局势下,高校应明确认识到在校大学生的主业是学习。虽然国家鼓励大学生创业,允许大学生在校期间创办企业,甚至于休学进行创业。但是大学生创业应该在认真扎实学习,掌握专业知识的基础之上将学习中的发明创造或学习成果进行转化,而不是进行跟大学生专业毫不相关的创业活动,荒废学业。部分学生因为家庭经济压力在正常上课时间参加社会兼职或进行创业活动,这不仅违反学校管理制度,而且与国家开展的创新驱动发展战略的初衷相悖。 (二)促进政校企三方联动 为了更好的推动创新创业教育,应加强政校企的联动。政府从宏观角度出发,制定有针对性和时效性的政策,承担领导者的角色,此外还应加强高校和企业对政策执行状况的监督。高校应探索新的教学模式,以教育理念的深刻改革带动人才培养质量的全面提升。企业可针对人才的需要,参与学校教学计划和教学目标的制定。创新创业教育注重课外实践,企业可为学生提供更多的实践平台。 创新是引领发展的第一动力,人才是创新的核心要素,高校做为创新创业教育的主体应适应新形势新要求,推进创新创业教育改革,造就大众创业万众创新的主力军。 物流管理学论文:现代物流管理学课程教学改革探讨 [摘要]本文针对现代物流管理学课程的专业性和实践性,提出通过合理调整教学内容、应用PBL教学法教学、加强实践性教学环节以及改革考核方式四方面的措施对该课程进行教学改革,力求进一步提高教学质量,增强学生的专业兴趣及综合能力的培养。 [关键词]现代物流管理学 教学内容 PBL教学法 实践教学 考核方式 现代物流管理学是物流管理专业的一门重要的基础和主干课程,后续专业课均已此课程为基础。现代物流管理学课程具有综合性、应用性和实践性等特点,这些特点都给该课程的教学带来了一定的困难,如何针对这些特点来组织理论教学和实践教学,培养社会需求的高级应用型人才是当前该课程教学中应重点考虑的问题。本文针对目前该课程教学过程中存在的问题,结合现代物流管理学教学的特点和具体要求,从教学内容、教学方法、实践教学和考核方式等几方面提出教学改革方案,旨在为提升该课程的教学效果提供参考。 一、课程教学中存在主要问题 课堂教学是学校实施教学的基本形式,是人才培养的主阵地。课堂教学质量决定整个教学活动的质量。然而,目前现代物流管理学课程的教学过程中,教师为知识灌输主体,学生为外部刺激接受者即知识灌输客体,教材为灌输内容,教辅媒介(包括多媒体、板书、考试等)为灌输工具的传统教学组织模式,往往忽视学生学习的主动性与参与性,从而难以有效启发引导学生,培养学生的发散创造性思维,提高学生的知识综合运用能力。该课程教学过程中存在的主要问题体现在以下几方面: 第一,缺乏适用教材。目前国内物流管理教材的编写侧重于理论研究,这样的教材适用于研究型本科生或研究生使用,而缺乏适用于应用型本科生使用的教材。教材内容也主要以理论、概念为主,跟物流专业其他课程教学内容存在很大重叠。并且该课程所涉及的物流行业近几年国内发展非常迅速,任课教师只有具备深厚的知识储备,丰富的知识结构,宽广的教学视野,才能取得良好的教学效果。但是现有任课教师授课大多停留在对教材内容的理解和讲解层面,缺乏对教材内容的提炼与拓展,而且缺少进修、培训、参观及实践机会。教师理论知识与实践知识的匮乏其结果往往导致课堂教学问题不断、困难重重。 第二,教学方法和手段比较单一。虽然引入了现代化教学手段,但是,目前现代物流管理学课程教学方式是多媒体教学,教学方法是理论讲授和案例讨论教学。其中理论讲授基本沿袭传统的“填鸭式” 教学,学生一直处于被动接受知识的位置;案例讨论教学的大部分案例趋于老化、过时、局限性较强,而且学生查找的案例基本都来自于网上,重复雷同的案例也较多,缺乏对实际的背景资料、发展过程和因果关系等的深入分析。 第三,实践教学环节薄弱。现代物流管理学课程是一门实践性较强的课程,实践教学环节是提高该课程教学质量的重要保证之一,然而很多院校实验室建设落后或相应的实习单位的联系较少,因而既没有提供相应软件进行校内实训,也没有提供条件开展校外实习。理论知识的传播与实践技能的培养几乎完全依赖于课堂,很难激发学生的学习积极性,学生对现代物流管理学课程内容的理解往往是消极的、片面的和抽象的,不利于把学生培养为应用型创新人才。 第四,课程考核方式传统。现代物流管理学课程考试常常沿袭传统方式,主要以期末闭卷考试评定学生的优劣。一般是平时考勤和作业占30%,期末考试占70%,侧重于理论的考核,而缺乏对能力的考核,这种考核方式存在明显的不足,主要是期末考试所占比重大,有的学生在对课程知识掌握不太好的情况下,可以通过期末突击复习而取得较好成绩。不利于强化学生应用能力的培养,不利于提高学生对知识的综合运用水平和解决实际问题的能力。 二、课程教学改革主要内容 《浙江树人大学课程改革三年行动计划(2010―2012)》指出课程改革的目标: 建立一个适应高级应用型人才培养目标的课程体系,强化课程设计、推进学生自主学习,推进教学方法改革和教学团队的建设,建立柔性的教学管理制度。在此引导下,我们根据现代物流管理学课程特点,并针对目前该课程存在主要问题,主要从合理调整教学内容、应用PBL教学法教学、加强实践性教学环节以及改革考核方式四个方面的措施对该课程进行教学改革。 (一)课程内容体系的构建 课程建设应该服务于“高级应用型人才”培养目标,这就需要根据职业要求(注重职业能力),适度调整教学内容,并根据知识学习和能力形成的规律优化教学内容,形成相应的课程知识体系和与之配套的学习资料。 首先,以现有教材为蓝本,通过对物流管理、供应链管理、物流运作管理等课程知识的梳理(兼顾相应领域的最新知识成果),对现有的知识范围和知识体系进行适度地调整,结合课程教学时数,确定理论教学内容和实践教学内容,并确定相应的知识设置不同的授课方式(按教学进度),使教学内容与“高级应用型人才”培养目标更为契合。按照CBE (competency-Based Education) 模块化教学模式对职业能力的要求,将现代物流管理学学课程内容整合为三大模块: 物流和供应链基础知识模块、物流作业流程模块、物流技能训练模块,整合方案如图1所示。同时,建立教学内容更新的相关规定,为教学内容的动态优化提供指导和加以规范。 图1:现代物流管理学学课程内容体系 其次,围绕教材建设的教学资料库构建。在基本完成课程知识体系(教学内容)构建的基础上,根据理论教学、自主学习、研讨教学、实践教学等的需要,进行教材与教学资料库(参考书(文献)目录、案例库、试题库等)建设。 (二)教学方法的革新 教学方法如果拘泥于传统形式,只注重课堂讲授,空洞乏味的单纯讲解,将无法调动学生的积极性。[1]由此,广大教师展开了积极探索,不断借鉴、总结和创新形成了案例教学法、探究式教学法、驱动式教学法、课堂讨论法等各具特色的教学方法,并在现代物流管理学课堂教学中取到了很好的效果。但这些新方法往往偏重教师课堂内教学,忽视学生课堂内外自主互助学习,将教师讲授与学生学习方法综合运用于教学实践的并不多。因此,结合管理类课程学科特征,探索符合“高级应用型”人才培养目标定位的现代物流管理学教学方法,实现教学主体与客体、课堂内与课堂外教学的良性互动,是关系课堂教学质量能否提高、教学目标能否达成的重大问题和迫切任务。现代物流管理学课程将PBL教学法应用教学方法改革上,取得了较好的效果。 1.PBL教学法简介 PBL方法起源于20世纪50年代的医学教育,目前,全球80%以上的医学院采用PBL教学方法,并且,越来越多的教育学院、商学院、工程学院等院校采用这种方法进行教学。[2]PBL是基于解决现实问题为核心的、以学生为中心的一种教育方式,导师设计真实性的问题,将学习任务及目标融入于现实的问题中,通过学习者的自主探究和合作来解决问题,从而学习和掌握隐含在问题背后的学科知识及解决问题的方式,培养学生解决问题的技能和自主学习的能力。 2.PBL教学法实施过程 ①组建团队。在课程的第一堂课,让学生自由组合,分为若干合作学习小组,以50人的班容量为例:可以将学生分为10个团队,每个团队5名成员,在每一个团队中,推选出一名有创新思维的学生作为小组组长,对团队负责。 ②设计问题。教师根据学习目标、学习重点和难点设计有一定难度、能结合实际情况的问题,给学生提出物流管理方面可以深入学习和讨论的问题,在课堂上加以布置,让学生合作学习小组课后找资料,分析整理形成自己的观点和解决方案,并PPT的形式加以展示。 ③独立合作学习。小组成员根据各自特点进行分工合作,市场调查、利用网上资源查阅资料。小组成员选定各自负责的学习议题后,利用图书馆和网络等各种资源,收集相关资料文献,在此基础上分析、整理,形成自己的思想方法和解决方案;小组围绕问题进行头脑风暴,互相质询,并对自己的学习及时反思,重新补充新的知识,归纳出一致认同的方案。在各小组课余学习阶段,教师根据学生意愿给予适当的指导,引导其进度和时间管理,对于小组内部冲突更多的是原则性提醒,更多的是小组成员之间的协调和统一,以此培养学生利用团队资源解决问题的能力。 ④班级讲评。各小组以PPT形式,将研究成果向全班汇报,报告包括小组成员的分工、研究的问题、路线、内容、方法和结论等,讲述完毕各小组互相提问质询。最终根据小组整体表现,各小组互相评价,教师根据各小组成员工作效果给予评分。整个讲述过程我们注重营造讨论气氛,除PPT呈现出的学习成果质量之外,评价还包括汇报时的现场表现、过程管理效率、团队合作程度等。 通过PBL教学法的实施,以问题驱动,学生以合作学习小组的方式来完成一个项目,从而提高学生的学习能力、社会能力、专业能力、表达能力和人文素养等。具体见图2。 图2:PBL教学法促进人才培养机制 (三)实践教学环节的增强 物流管理是应用性较强的专业,浙江树人大学自2008年开设物流方向教育以来,一直注重实践教学环节。目前物流管理专业实训基地主要由校内和校外两部分构成。校内实训基地由分为仿真性实训基地(主要包括ERP、仓储配送仿真、供应链管理仿真、啤酒游戏等软件操作)和物流创业实践中心(主要包括生产型实训基地和阿里巴巴服务站)两部分组成;校外实训基地主要是与一些企业和产业园区建立对接,安排学生实习和参观等。浙江树人大学实训基地构成如图3所示。 图3:物流管理专业实训基地构成示意图 现代物流管理学是物流管理专业基础课程,具有实践性较强的特征。我们依托学校实践教学平台,根据课程实际教学需要,加大实践教学环节的作用,增强学生的分析能力和自学能力。引导学生将教学过程中所学理论知识进行实际操作,开拓教学内容的广度和深度,进一步增强学生对物流流程的感性认识和更有效地培养学生的动手能力。鉴于课程总课时量的限制,本课程的实践教学环节安排主要考虑的形式是校外物流企业参观和校内实训(仿真模拟操作和阿里巴巴服务站实训)。 (四)考核方式的完善 为完善的学生综合评价体系,通过过程性评价与终结性评价、正式评价与非正式评价、知识评价与能力评价、定性评价与定量评价相结合,在课程教学全过程对学生进行考核评价(如在学生总成绩构成中,到课率10%、合作小组学习20%、实践教学20%、期末考试成绩50%),力争全面、准确地评价学生的理论学习情况和知识运用能力。 三、结语 通过现代物流管理学课程教学改革,相信会在课程内容组织、PBL教学法、实践性教学和考核方式等方面更为合理而凸显其实效性,切实培养学生理论联系实际的能力,真正在提高教学质量的同时,增强学生的浓厚专业兴趣,为以后学习和工作打下良好的基础,从而与“高级应用型人才”培养目标更为契合。上述教学改革中,有些目前通过努力是能够做到的,并且教学效果会立竿见影,如课堂上采用PBL教学法,实践教学环节的引入等;有些则需要很长时间和许多教师、的共同努力才能做到,如编写教材和教学资料库等。因此,我们应积极努力地从基础做起,从教学实施过程和学生的需要做起,一步步将改革引向深入。
光通信技术论文:光通信技术现状及其发展趋势探讨 【摘要】 随着科学技术的不断发展,通信技术的发展在一定的程度上满足了人们工作、生活和学习的需求。尤其是光通信技术的发展,使得长距离、大容量传输成为可能。基于这样的状况,本文对光通信技术的发展现状,以及未来的发展趋势进行了简要的分析与研究。 【关键词】 光通信 光网络 全光通信 前言:光通信是以光导纤维(即光纤)为传输媒质,以光波作为载波的一种通信方式。光通信涉及的技术领域包括光器件、光传输、光信号处理、光交换技术、光网络技术以及光网络的融合技术等等。光通信正朝着高速率、大容量。长距离、网络化、智能化的方向发展。本文主要对光通信技术现今的发展状况,以及在今后的发展趋势进行了简要的阐述。 一、目前光通信技术的发展现状 1.1密集播分复用技术 密集波分复用技术简称DWDM,是光纤数据的一种传输技术,该种技术是利用激光的波长,按照比特位并行传输或字符串行传输方式在光纤内传送数据。DWDM是光网络的重要组成部分,它可以让IP协议、ATM和同步光纤网络、同步数字序列协议下承载的电子邮件、视频、多媒体、数据和语音等数据都通过统一的光纤层传输。在被开发后,基于其能在很大的程度上提高了光纤系统对于信息数据的传输量,而被广泛关注与应用。 1.2光纤接入网技术 光纤接入网,指的是在接入网过程中,利用光纤为核心的传输媒质,以此来实现用户数据信息传递的形式。光纤接入网并不是传统意义方面光纤传输系统,实际上是针对接入网环境中,所设计的较为特殊的光纤传输网络。光纤接入网主要有以下几方面的特点,其一是网络覆盖范围一般较小,在实际应用过程中不需要中继器,基于众多用户的信息数据共享光纤,导致光功率及波长的配比,存在需要利用光纤放大器来进行功率补偿的状况。其二是满足各种宽带业务的传输,并且传输质量好、数据信息传递的可靠性较高。其三是光纤接入网所应用的范围较为广阔。其四是,该项技术投放使用的过程中投资成本大,在网络管理方面较为复杂,在远端供电方面较难。 1.3 EDFA技术 EDFA是掺铒光纤放大器的缩写,是对数据信号光放大的有源光器件。基于EDFA工作时的波长为1550nm,与光纤的较低损耗波段较为一致,并且该种技术研发至今比较成熟,在实际中得到广泛的应用。掺铒光纤就是EDFA的核心元件,掺铒光纤主要将石英光纤当做基质材料,在其纤芯当中融入了相应比例稀土原素铒离子。在一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时,铒离子从低能级直接被激发到高能级,基于铒离子在高能级时寿命较短,这就使得较快以非辐射跃迁的状态,直接到较高能级上,与此同时在该能级以及低能级间迅速形成粒子数反转形式的分布。EDFA的特点是体积相对较小、功耗损耗较低、使用便捷等。能够根据用户实际使用的情况,安装在不同的应用系统中。 二、光通信技术未来的发展趋势 2.1全光网络的发展 全光网络是指信号只在进出网络时才进行电和光,以及光和电的转换,在网络数据信息传输的过程中,将会以光的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理,所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用,提高了网络资源的利用率。全光网络在未来的发展中,实际的应用中数据会以更快的速度进行传输,因为数据信息仅是以光的形式进行编码。消除光电转换是全光网络技术的关键工作,将使数据信息传输速率要达到万亿位级。一个经常引用的统计数据说光纤具有25万亿到75万亿位/秒的理论容量,并把这个数据与其速率通常以百万位计的铜线来进行比较,进而体现其优势。所以,在未来的发展中实现全光网络将会是提高信息数据传输技术的有效途径。 2.2 WDM技术的发展 对于WDM技术的研发和研究发现,该项技术最大的优势基于是资金成本较低。WDM是光域上的一种复用技术,形成光层的网络既全光网,是光通讯当中相对较高的阶段。建立一个以WDM和光交叉连接为基础光网络层,实现用户终端到终端形式的全光网连接,利用纯粹的全光网来消除光电转换的阻碍,将是未来的趋势。这种技术仍是基于点到点的形式,但是点到点的WDM通信技术,是实现全光网通信最重要的一步,其应用和实践将对全光网的发展起到重要的作用。 三、结论 在科学技术不断发展的进程中,光通信技术的应用较为广泛,从而使得网络通信中的信息与数字的传输能力大大的提升。随着光器件等关键技术的突破将加快全光网络技术的实现。 光通信技术论文:光通信技术在物联网中的应用探索 摘 要:物联网技术与光通信技术的结合,对于现代信息发展具有 重大意义,也是技术发展的方向。文章通过认识光通信技术与物联网,透视物联网基本结构,探索两个技术融合的现实应用,分析光通信技术在物联网技术发展中的现实意义。 关键词:光通信技术;物联网;宽带;媒介 中国通信技术近些年发展十分迅速,尤其电子通信技术日渐发达,普遍在全国领域内使用。光通信技术也发展成熟。光通信技术作为以光波作为传输媒介的技术,具有传输频带宽、容纳信息量大、抵抗电磁干扰能力强等传播特征。因此在结构复杂。内容庞大的物联网当中得到很好的运用。物联网的概念自从提出之后,就被社会各界高度关注,在全球范围内翻起了以物联网为中心的经济与技术大潮。 1 基本概念 光通信技术,就是以光波作为传送信息媒介的通信方式。与无线电波通信技术相同,光通信技术也属于电磁波通信技术,然而光波频率比无线电波的要高,波长较短,因此传播时信息容量更大。光通信技术主要有两种方式:光纤与无线,表现出高度带动性、渗透性与创造性。在信号覆盖与传播上有着显著优点。目前中国光通信技术发展相对成熟,以廉价灵活的传输特点,被运用到诸多领域内。 物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,依照原定程序协议,将现实中任何物体与互联网连接,通过信息交换与通讯,实现智能化识别、定位、监控、管理物体的网络。物联网物体本身与网络无关,是人们生产生活中存在的千万事物,在安装上传感器之后,与目前网络数据信息库链接,让人们直接去认识、管理这些事物。物联网的概念随着社会经济与科技发展,是不断演变,与概念刚提出时有了很大改进,涵盖范畴日益丰富。物联网核心能力是运输可靠、感知全面以及处理职能化这三个方面。它可以将识别的物件信息,通过场景感知,将信息聚合一起进行无缝连接处理。 尚前,光通信技术在物联网结构中发挥着巨大功能。两者互相结合,在工业、环境、军事、医疗、保健等人们各种日常生活与商务生产领域体现出优越的实用价值,造福人类生活。物联网中光通信技术主要有:光纤传感、射频识别、WiFi等近距离无线光通信技术、还有GPRS、3G、4G 移动通信技术等长距离无线通信技术。科研工作者们已经开始着手将光通信技术引入互联网终端,实现远距离的互联网检测控制、维护管理与正常运营。 2 物联网的基本结构 物质结构决定其用途,物联网也如此。物联网的分层结构模型,决定其工作环节依照顺序进行,逐步实现每一项技术功能。现在,物联网科研者普遍将物联网结构分为三个层面:感知层、网络层、应用层,每个层面的主要内容,见表1。 ①感知层,物联网最低层次组织,是物联网技术的基础层次,负责获取物体信息感知与获取。我们常见的硬件设施有摄像头、传感器网络、二维码标签和识读器、视频检测标识等。 ②网络层位于物联网技术的中间层次,连接感知层与应用层,完成数据信息的长距离运输与管理任务,直接地讲就是信息传播的桥梁,将感知层获取采集的数据信息,传送到终端应用层。其实现方式就是我们常见的各种通信网络,如GPRS、3G、4G 移动通信网络,蜂窝无线通信网络、有线通信等方式。 ③应用层,是物联网最上层,主要对数据进行运用,或者进行智能处理,将具体数据信息应用在行业当中。其表达方式就是终端显示器与数据库等,能够直接表现数据信息的平台。 物联网的基本结构决定了其对数据信息的感知、传输以及智能处理的功能。正是物联网职能、便捷的功能,决定其广泛的应用前景。 3 光通信技术在物联网中的应用现状 3.1 物联网感知层的应用 光通信技术在物联网感知层上的应用,主要形式是光纤传感技术。在光导纤维与光纤通信技术的迅猛发展形势下,光纤传感技术也同步发展起来。它是以光为载体,光纤为煤质传输信息的崭新传感技术,属于光子技术领域。光纤传感技术基本工作原理,是光波在光纤中传播时,光波主要性质会随着外界环境变化而产生物理改变。将光纤传感技术与光纤通信技术结合一起,是构建网络化与矩阵化传感体系的发展方向。光纤宽带性的特点,可以将多种传感器集中使用在单个光纤中,对多个目标进行测量,因此在物联网感知层上可以表现明显优势。 光通信技术为互联网感知层信息采集提供更好的质量保证,连接起物理世界转向信息世界的关键环节。无线光通信技术,是光与无线通信技术的结合物,利用频率高波长短特征,其通信宽带是WiFi的104 倍,4G 移动通信的100倍。 光通信技术在在RFID系统中的运用。光传感与通信技术在RFID系统上,实现电子标签与读写器两者近距离无线通信,准确识别物体上的电子标签,读取其中的数据信息。目前,光传感技术主要读取无源电子标签,改变了传统无线信号射频短的不足,提高了RFID系统的感应能力。RFID读写器对于光通信技术应用,是与互联网网络层的接入当中,创建双向功能的网关设备,将其与RFID系统相互协作与融合起来,对物品信息进行实时共享。在实际应用中,利用光通信技术的RFID系统,很好延长读写器与网络层连接距离,将读写器直接变成职能终端,更方便地接入移动通信网络。另外就是,光通信技术可以感应多个电子标签,并能防止信息之间相互冲突,减少信息干扰,保证数据信息的安全。 光通信技术在无线传感网络中的运用。传统无线网络的传感器随机分布,处理单元与通信单元自行组织。这种不稳定结构只能完成近距离传感、通信,传输距离也比较短。融合光通信技术之后,可以进行长距离传输,距离可以达到100 m。 3.2 物联网网络层应用 互联网目前信息有线通信方式中,主要就是光纤通信。以光波为媒介的传送形式,光纤通信技术可以容纳更多信息量,实现快速传播不受干扰,还可以进行长距离传输。无论是传输速度距离,还是信息安全方面,都具有无可替代的优势。并且光通信技术建设便于铺设,可以进行现20 THz 的宽带接入,十分适合物联网大数据传输需求。 GPRS在我国已成熟运营几十年,网络可靠性高,基站覆盖范围广泛,适合物联网无处不在的网络要求,GPRS数据传输速率最高值为115 kbps。采用光通信技术的3G网络技术可以提供最高2 Mbps数据传输速率,为日益增强的物联网数据业务提供了支持和保障。而4G网络技术的性能更加优越,采用正交频分复与多端口输入输出技术,数据传输率高达201 Mbps,宽带是3G的十倍。光通信技术大大提高了物联网数据传输能力,大大优化了网络层结构。移动通信的安全机制,是以人与人之间通信基础,在物联网中进行应用时,大量的数据会造成网络堵塞,信息安全性降低。光通信技术创建了多个传入传出端口,签订物与物、物与人之间的安全协议,并可以根据通信需要与物联网特征增强安全机制。 移动通信网络是以光通信技术为核心,在人与人、物与人、人与自然之间可以实现任意时间与地点的信息交换与交流。目前,中国已经形成较为成熟的移动通信网络。物联网以其作为网络层,可以更好整合社会中任意物品的信息,减少技术成本,并能保证高效的信息传输率,为开发移动物联网创造了优良的技术条件。 3.3 物联网无线终端应用 M2M设备中的光通信技术,可以满足许多数据请求,并自动包含其中的数据设备。将GPRS、3G、4G嵌入到M2M设备中,创建手机终端。这样就将手机打造成为通信、感知、信息处理的职能终端。光通信技术在将物联网终端塑造成移动通信终端上,具有十分重要的作用。他它符合移动通信网络终端的管理方式,以人与人之间通信为基础,在安全协议与多端口通信信息处理上效果良好。 在工程建设中,工作人员通过将光传感技术嵌入到设备中,可以职能处理电网、桥梁、铁路、建筑等信息,然后再与物联网进行结合,将多种施工设备、机器与基础设施等物理系统进行合理整合。让施工的大小细节,在物联网中得到科学规划与配置,节约建设成本,管理生产生活。物联网变现出的职能化特征,与数据信通过光通信技术在云计算平台中自行处理是分不开的。 4 结 语 光通信技术在物联网中的运用,不仅仅是过去几年的发展形势,也是未来发展方向。据科学家统计计算,光纤传感器可以同时测量七十多个物理量,因此将其用在工程检测、犯罪侦查、防伪识别等方面仍然很大空间。在物联网规模集成化的发展形势下,光通信技术对数据信息集束处理能力能够得到更好的适用。人与人之间的通信,人对物的信息采集、物与物之间的信息交换等都可能将是光通信技术的用武之地。 光通信技术论文:无线光通信技术的应用 [摘 要]随着信息化社会的到来,通信技术也得到了日新月异的发展。在过去的几年中,人们对传输速率的要求越来越高,使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增,光纤通信因为能传输高速率的数据,成为广域通信网的骨干网络,如今在广域通信网中80%以上的信息是通过光纤传输的。 [关键词]无线光通信技术高速率数据传输系统构成 1 前言 随着信息化社会的到来,通信技术也得到了日新月异的发展。在过去的几年中,人们对传输速率的要求越来越高,使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增,光纤通信因为能传输高速率的数据,成为广域通信网的骨干网络,如今在广域通信网中80%以上的信息是通过光纤传输的。但是从光纤骨干网到用户之间的"最后一英里",如果铺设光缆,不仅花费大而且耗时;许多无线通信技术可以解决"最后一英里"的问题,但是这些技术需要向无线电管理委员会申请频率执照,不仅要使用户支付大量的频率占用费,而且申请也要花费数月的时间。 2 无线光通信系统的构成 无线光通信系统是以大气作为传输媒质来进行光信号的传送的。只要在收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光发射功率,就可以进行通信。 一个无线光通信系统包括三个基本部分:发射机、信道和接收机。在点对点传输的情况下,每一端都设有光发射机和光接收机,可以实现全双工的通信。系统所用的基本技术是光电转换。光发射机的光源受到电信号的调制,通过作为天线的光学望远镜,将光信号通过大气信道传送到接收机望远镜;在接收机中,望远镜收集接收到光信号并将它聚焦在光电检测器中,光电检测器将光信号转换成电信号。由于大气空间对不同光波长信号的透过率有较大的差别,可以选用透过率较好的波段窗口。对基于FSO的系统来说,最常用的光学波长是近红外光谱中的850nm;还有一些基于FSO的系统使用1500nm的波长,可以支持更大的系统功率。 3 无线光通信系统的特点和优势 3.1 频带宽,速率高 从理论上讲,FSO的传输带宽与光纤通信的传输带宽相同,只 是光纤通信中的光信号在光纤介质中传输,而FSO的光信号在空气 介质中传输。FSO产品目前最高速率可达,最远可传送4km。 3.2 频谱资源丰富 与微波技术相比,FSO设备多采用红外光传输,有相当丰富的 频谱资源,不需要申请频率执照,也不需要交纳频率占用费,这是一般微波通信和无线通信无法比拟的。 3.3 适用任何通信协议 适用于任何环境,不依赖某种协议。现在通信网络常用的SDH、 ATM、以太网、快速以太网等都能通过,并可支持的传输速率,用于传输数据、声音和影像等各种信息。 3.4 架设灵活便捷 FSO可以直接架设在屋顶,以及在江河湖海上进行通信,可以完成地对空、空对空等多种光纤通信无法完成的通信任务,而且无需埋设光纤,可以在几小时内建立起通信链路,方便快捷,大大缩短了施工周期。 3.5 安全可靠 无线光通信的安全性是非常显著的,由于光通信具有非常好的方向性和非常窄的波束,因此窃听和人为干扰几乎是不可能的。 3.6 经济 光纤网络的成本通常很高,铺设过程耗时,而且投资不可撤回,而无线光通信技术可以在城域光网之外提供高带宽连接,而成本只有在地下埋设光缆的五分之一。 4 无线光通信系统存在的问题 FSO是一种视距宽带通信技术,发射机与接收机之间需要严格的视线传播,当通信设备安装在高楼的顶部时,在风力的作用下建筑物会发生摆动,这样便会影响激光器的对准。由于大楼结构中某些部分的热胀或轻微的地震等原因,有时也会导致发射机和接收机无法对准。 恶劣的天气情况,会对传播信号产生衰耗。空气中的散射粒子,会使光线在空间、时间和角度上产生偏差。大气中粒子还会吸收激光的能量,衰减信号的发射功率。 传输距离与信号质量的矛盾非常突出,传输距离越大,光束就会越宽,接收的光信号质量越差。 激光的安全问题必须考虑。发射功率必须限制在保证眼睛安全的功率范围内。 5 无线光通信发挥的应用范围 可以作为预防服务中断的光纤通信和微波通信的备份;可以应用于移动通信基站间的互连,无线基站数据回传;应用于近距离高速网的建设以及最后一英里接入;不宜布线或是布线成本高、施工难度大、经市政部门审批困难的地方;在军事设施或其他要害部门需要严格保密的场合;用于企业内部网互连和数据传输。 6 国内外研究现状 Canon主要产品有:CanobeamDT-50,速率从25Mbit/s到 622Mbit/s,可连接FastEthernnet、FDDI、ATM。特点是具有自动跟踪系统,调整探测器件的位置以检测激光束的光轴,所以不因建筑物的摆动而使传输中断。同时,镜头自动跟踪特性增加传输距离达2km。CanobeamIII:数据速率达到622Mbit/s,有不同的网络接口,如ATM、FDDI、FastEthernet,并可选择SNMP的TCP/IP。 桂林三十四所产品的主要性能参数有以下一些,传输速率:8Mbit/s,34Mbit/s,155Mbit/s;工作波长:850nm;通信距离:1~4km;光发射功率:小于40mW。 中科院成都光电技术研究所,开发的产品主要性能参数有传输速率:10Mbit/s;工作波长:850nm;通信距离:1~4km;发射功率:3~30mW。 深圳飞通有限公司开发出的样机,其速率有155Mbit/s、622Mbit/s以及几种,通信距离最远可达4km。 7 FSO研究的发展趋势 FSO目前存在的问题主要集中在下面几个方面:针对大楼摆动的瞄准问题;大气中粒子对光线的散射、吸收问题;提高传输速率问题。这些问题影响了传输的可靠性,所以对这些问题的研究成为FSO的发展方向。 7.1 发射、接收的瞄准的研究 在大风中或因地震引起大楼的摆动,发射机发送的光信号对不准接收机,产生的误差大,甚至通信无法实现。目前的研究方向在于提高激光的瞄准,怎样利用非机械装置来实现精确的对准和快速瞄准;在接收机方面,散射光线也带有信息,接收散射光线越多,接收的信号能量越大,但同时接收的噪声也越大,所以尽量提高接收机接收信号总功率,又不能降低信噪比成为研究目标; 7.2 减小大气对通信的影响 在不同的环境中不同波长的光线会有不同的传播特性,这些不同的特性导致了在不同环境下,不同波长的光线会有不同的吸收窗口、不同的散射函数以及不同的折射率,需要寻求一种最优波长,在通信链路中找出波长与性能的最优组合。 7.3 传输速率的提高 FSO相对于其他接入设备最大的优势之一就是带宽。现在FSO产品的速率从2Mbit/s开始,形成多个系列,比较典型的有10Mbit/s、100Mbit/s、155Mbit/s、622Mbit/s。有的公司采用波分复用技术,速率可以达到、10Gbit/s。 综上所述,FSO的发展方向是解决大楼的抖动引起的对不准问题、大气微粒的散射问题、大气湍流影响通信问题,提高系统可靠性,在此基础上提高传输速率,使FSO发挥最大优势。 8 结束语 无线光通信已经成为现实,它是连接宽带网的一种快捷方法。文中详细地介绍了国内外目前对FSO的研究以及研究成果,分析了目前存在的问题,如果这些问题能得到解决,那么必能发挥FSO的最大潜能和优势。随着无线光通信技术的不断完善,它一定可以得到广泛的应用。 光通信技术论文:应用于飞行试验的无线光通信技术的探索及展望 【摘要】 本文主要针对应用于飞行试验中的无线光通信技术进行探索及未来发展展望。详细介绍机载无线光通信系统原理,对飞行试验中应用无线光通信系统的方案进行探讨,并对展望该技术在试飞测试领域发展方向。相比于传统的视距微波遥测技术,无线光通信技术以其突出的优势越来越受到研究者的重视,在飞行试验领域应予以探索。 【关键字】 飞行试验 无线光通信 遥测 随着我国航空工业的发展,各种新型号飞机的机载系统发展突飞猛进,这样对试飞测试提出了更高的要求,测试参数和种类的增多直接导致数据量的膨胀,同时也对遥测系统形成考验。传统遥测链路使用的是视距微波通信技术,可靠的数据传输速率在几到几十兆比特每秒量级。显然,传统遥测链路所能承载的数据量和数据种类很有限,随着试飞需求的增加,这将成为未来遥测方案设计的瓶颈,尤其针对高清视频等高速率信号传输,带宽不足的问题会更为突显。 为解决以上问题,本文旨在探索将无线光通信技术应用于飞行试验中。无线光通信技术以光波为载频传输信息,相比于微波技术传输容量大的多,远距离传输可达Gbps级,将会给飞行试验遥测提供极大的灵活性,并且还具有高度保密,无需频谱牌照等先天优势。 一、机载光通信技术 1.1 机载无线光通信技术应用案例 国外科学家很早之前就开始对机载光通信系统进行研究,并且做了丰富的试验。 1980年在美国新墨西哥白沙导弹靶场进行飞机与地面之间的激光通信试验,试验持续三个月,总计工作200小时,激光通信设备安装在USAF-KC-135飞机上,围绕地面站飞行,相距10~100km之间,完成了用窄光束进行激光光束捕获/跟踪,对准试验认证,实现下行1000Mbps,上行200kbps的信息传输。 1996年12月美国Thermo Trex公司在San Diego进行了飞机-地面站远距离的激光通信试验。机上的APT系统,粗跟踪万向支架水平可在±180°、垂直+10°~-90°范围内转动,信标光束散角为2mrad,信号光束散角为100urad。 1.2 机载无线光通信技术简介 机载光通信技术是以飞机为平台,进行空-地或空-天无线光通信。如图1.1为机载无线光通信系统上行通信原理框图。 地面站一般是可移动式车载光端机及处理系统,根据飞行计划在地面选取合适的区域驻扎。 信标光用来进行光端机之间的光束捕获,即粗跟踪,这项技术在大致方位(一般用全球卫星定位系统(GPS)系统引导到初始位置)扫描另一端光端机的信标光从而实现光束捕获,将接收到的光信号引导到定位探测器上进行精跟踪,最后调整收发端,使光束对准。 位置误差模块为位置探测器,可以探测出光信号光斑投射到其检测面的位置,根据既定规则得出的特定位置误差传送给计算机处理,进而控制粗跟踪系统和精跟踪系统进行方位矫正,实现光束对准。 二、飞行试验中应用无线光通信技术的探讨 2.1 飞行试验中的无线光通信技术 在飞行试验中应用无线光通信系统的基本结构如图2.1所示,采集器所采集到的全部或所有需实时监控的数据都可以和记录器输出的视频数据或总线数据合路后,经过电光调制,直接通过机载无线光通信系统光端机下发给地面站。地面站将接收到的光信号经过光电转换还原,解复用各路数据流以待后续处理分析。该系统还具有上行传输能力,可以远程控制整个试飞测试系统,实现遥控遥测能力。 因为无线光通信系统的传输速率很高,应对目前飞行试验遥测的强度绰绰有余,未来的飞机系统复杂,机载系统集成度以及交换信息量会越拉越大,再加上飞机航电系统的飞速发展,在未来飞行试验中有必要加大试飞实时监控的力度,无线光通信技术应由其发展的一席之地。 2.2 飞行试验中无线光通信技术的发展方向 飞行试验遥测系统引入无线光通信技术将有效缓解及应对未来遥测数据量的增加,后期此项技术还可以继续演进。 1)微波/无线光通信复合式遥测技术 微波与光波可分别应对不同的气候状况,若将微波技术与无线光通信技术结合使用,互为冗余,那么可靠性将极大的提高,确保遥测数据可靠下传。 2)全光无线光通信技术 本文介绍的无线光通信系统整体为电-光-电类型,这种架构为系统扩容的瓶颈。所以本系统一个演进方向为全光型无线光通信系统,光信号由光纤放大器放大后直接由光纤发射,通过光学天线的整形准直发射出去,接收端由光学天线直接将光束耦合进入光纤继续传输。这样,无线光通信即可称为真正的“虚拟光纤”,可协议透明的传输的光信号。并且波分复用技术,可以使系统容量成倍的增加,不同种类的信号可以调制到不同波长上同时传输。 三、总结 本文对无线光通信技术在飞行试验中的应用进行了初步的探索与展望。无线光通信技术以其突出的优势越来越受到研究者的重视,在很多领域已经商用,在飞行试验领域尚无应用。今后,传统的遥测技术会成为空地下行数据传输的瓶颈,无线光通信技术不乏为一种备选方案。因为无线光通信系统受天气影响非常严重,所以目前应用受到一定限制,但是随着技术的发展,我们有理由相信它的前途是光明的。 光通信技术论文:光通信技术在电力通信系统中的应用与组网方案研究 摘 要:随着社会的不断发展和经济水平的不断提高,电力系统的发展成为了我国社会主义市场经济体制改革的关键。在电力通信系统中应用光通信技术能够有效促进国家的发展。电力通信系统在我国电网资源的调度工作中起着至关重要的作用,所以,怎样才能够满足电力系统对通信系统的可靠性需求成为了当下最重要的问题。要知道,在电力通信网中,应用EPON技术能够降低成本,还能够提高网络的安全性。文章就电力通信网概述及其存在的问题进行分析,并通过研究光通信技术体制和组网方式,提出光通信技术在电力通信系统中的应用以及光通信技术在电力通信系统中的应用关键点。 关键词:光通信技术;电力通信系统;组网方案 1 电力通信网概述以及其存在的问题 1.1电力通信网概述 电力系统是一项非常复杂的系统,它集发电厂、变电站、输电、配电以及用电为一体。我国电网公司曾在2009年的时候公布了智能电网建设的计划,计划中说要到2020年全面建设有中国特色的坚强智能电网,也就是说利用先进的测量设备,并且在可靠的通信信息平台支撑下,将电力系统与坚强的电网网架高度融合,实现经济高效、透明开放的现代化电网。电力通信网主要分为电力调度网和电力配电网两种,电力调度网是指35kV-500kV的电压,而电力配电网则是指110kV以下的电压。在电力调度网的层次划分上,通常将35kV-110kV的层面称为接入层,将220kV的层面称为汇聚层,将500kV层面的称为核心层,而在电力配电网的划分层次上,则是将35kV-110kV层面称为高压配电网,10kV层面称为中压配电网,220V和380V层面称为低压配电网。电力调度网主要负责传送各种调度指令,它在电力系统中具有至关重要的作用,而电力配电网则是主站系统和各种配电终端的通信桥梁,在电力系统实现自动化控制上起着决定性的作用。 1.2 电力通信网存在的问题 1.2.1 电力调度网 从电力调度网的层次划分上,不难看出,其与电信运营商的层次划分大致相同,目前的电网中,有很多省份都在使用以前的MSTP设备组网,只有少数省份在使用DWDM设备组网,随着我国智能电网的不断发展,网络负荷越来越大,DWDM设备组网已经不能满足电力通信网的需要了,更何况是MSTP设备组网,所以迫切地需要各个层级的电力通信网升级。 1.2.2 电力配电网 长久以来,我国电网存在着“重发轻供不管用”的现象,这种思想严重影响着电力系统的发展。实际上,配电系统是电力接入系统,通常情况下,都是由10kV以下的电压构成的。由于我国配电网的覆盖面积很广,并且技术和手段也很多样,再加之,我国落后的“重发轻供不管用”思想,使得我国的配电设备自动化程度很差,而且还存在网架结构薄弱的现象,这些都影响了人民的生活和国民经济的发展。为此,要想实现智能化的建设目标,就要提高供电水平,让其向着自动化的方向发展,以此来实现配电系统的正常运行。 2 光通信技术体制和组网方式研究 2.1 光传送网 光网络速率是随着光传送网络的传输增多而提升的,图1是光传送网总体结构图,从图中可以看出光传送网正在朝着全光化的趋势发展。 [图1 光传送网总体结构图] 在光通信技术体制中,有MSTP、DWDM、ASON等光传送网,其中,MSTP、DWDM已经发展的非常成熟,但是ASON正在发展中,以下就是对ASON技术体制的具体分析: ASON网络是指在其指令下,完成光传送网链接和交换的网络,它主要是通过控制平面来实现资源的分配情况,进而实现智能化的网络。ASON是由ITU-T将智能光网络标准化的产物,实际上,它的发展与光网络是没有联系的,只是人们习惯将其和光网络联系在一起,如果非要将其联系在一起,只能说,ASON是智能光网络的分支,同时也是智能光网络的主流技术。ASON的技术优势在于它在自身的控制下完成光网络链接和自动交换。要知道,传统的传输网有两个层面,是网管层面和设备层面,但是ASON有三个层面,分别是网管层面、设备层面以及最重要的控制层面,它是通过控制层面来实施交换和传输的。这也是ASON网络的特点。 ASON控制平面的功能就是自动发现功能、信令功能和路由功能,ASON的协议有很多,主要是开放最短路径优先协议、链路管理协议以及基于流量工程的资源预留协议,这些协议可以统称为GMPLS协议,以下就是GMPLS各协议之间的关系,具体如图2: 图2 GMPLS协议之间的关系 2.2 光传送网组网方式 2000-2006年一直都在使用32波X2.5G的DWDM设备组网,在2006-2009年期间,采用的是80波X10G的DWDM设备组网,并逐渐向OTN过渡,而且设备也转向了ASON设备。 2.3 EPON组网方式 使用EPON技术的组网方式,如果是32个节点,那么在EPON技术中,光纤是在局端和分光器之间产生的,一共有32个光纤,那么就是32个分光器,也就是说需要33个光收发器。 EPON的组网优势有很多,比如,网络覆盖范围大、网络可靠性高,并且提供高宽带,而且具有简化网络层次的优势,EPON在光纤传输的过程中,不需要额外的电源,这样就能够使维护变得简单,只需对分光器和ONU进行维护即可。 3 光通信技术在电力通信系统中的应用 就目前光通信技术发展的情况来看,将其应用在电力通信系统中就是国家未来的发展方向。光通信技术已经有了三次变革,这三次变革都加快了我国走向国际的步伐,就是从SDH技术-MSTP技术-ASON技术,现在的ASON技术已经广泛应用在社会上了,ASON技术能够解决提供电路、传送电路等问题,同时还具有保护电路的作用,这些问题都是SDH技术和MSTP技术不能做到的,可见ASON光通信技术的重要性。可以说,光通信技术改善的同时,也给国家的用电量带来了挑战,国内用电量正在增加,电力工程所需的电缆量也在增加,在一定程度上促进了电力网格格局的形成,并且,为光通信技术提供了物理载体,在此种环境下,人们对电力的需求也在不断上升,只有光通信技术就能满足人们的需求,并形成较强的网络,增强我国电力系统的稳定性和高效性,提高我国电力输送网的质量,因此,在未来电力通信系统中一定要应用光通信信息技术。 4 光通信技术在电力通信系统中的应用关键点 4.1 组网方案的制定 现阶段,我国的光通信技术组网方案有两种,一种是在所组建的粗函数平面上开展网络创建工作,另一种是在现有的网络技术下,引进光通信技术,同时还要对网络传输工作进行改造,进而完成网络传递的工作。实际上,这两种组网方案都存在着不足,所以,在选择的时候一定要得当,这样才能保证光通信技术满足电力通信系统的性能需求,这就要求电力工作人员在进行选择的时候要从电力系统的实际情况出发,综合比较,挑选出有效的网络组建模式,以此来实现光通信技术在不同层次和构造上的需求。 4.2 业务规划分析 由于目前光通信技术的网络传输工作能够提供不同层次和性能上的服务,所以,工作人员在开展业务的时候应该制定效益最大的方案,在制定方案的时候要注意以下问题,第一,保证网络跳数出现的最少;第二,缩短业务与业务之间的距离;第三,对光通信技术的应用情况实时监督;第四,保证网络负载均衡,只有保证以上四点要求,才能使光通信技术良好地应用在电力通信系统中。 4.3 设备的选择 目前,我国光通信技术所涉及的设备还存在弊端,要想让光通信技术的优势充分地展现出来,就需要建设规范化的电力传输网,并且选择合理的设备,因此,电力工作人员在选择通信技术设备的时候,要注意以下几点,第一,要保证设备具备有效的安全性,设备网络节点的槽位数量要多,这样才能落实电力系统的性能;第二,电力工作人员在挑选卡板的时候,要保证设备应用的卡板是热备份的;第三,要保证设备能够负荷低阶业务项目的基本要求;第四,应该选择多方向的线路,并且让其集中在多个业务卡板内,以此来提升光通信技术在电力通信系统中的应用安全。 5 结束语 综上所述,光通信技术能够促进社会的进步和国家的发展,并且在人民生活方面也起着至关重要的作用。虽然现在光通信技术在电力通信系统中存在一定的问题,但是电力工作人员要完善地处理,对业务规划进行透彻的分析,选择合理的设备,制定有效地组网方案,只有这样,才能提高网络的安全性和稳定性,降低电力企业的成本,才能够在电力通信系统甚至国家的发展中起到促进作用,进而促进国民经济不断增长。 光通信技术论文:电域正交频分复用与光纤通信技术相结合的光通信技术 【摘 要】所谓光通信,是指传输媒质为光波的通信方式。无线电波和光波共同属于电磁波,但是光波相比于无线电波波长短、频率高,由此光波具有通信容量大、传输频带宽、抗电磁干扰能力强的优点。光通信按照传输介质的不同分为有线光通信和无线光通信,按照光源特性的不同分为激光通信和和非激光通信。其中常用的光通信技术分为大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信、紫外线通信。光纤通信是一种有线通信,随着现代光通信技术的飞速发展,在单一的通信技术基础上融合了二到三种其它的先进技术,本文主要阐述将电域正交频分复用与光纤通信技术相结合的一种光通信技术。 【关键词】信息科学;光纤;光通信;光正交频分复用;通信技术 有人在上世纪30年代提出这样的观点:“总有一天光通信会取代有线和微波通信而成为通信主流”。随着现代通信技术飞速发展,光通信技术日益成熟,光通信的地位也日益凸显,甚至在欧美国家已达到战略地位。目前,光纤通信已经成为各种通信网的重要传输方式,其在信息高速公路的建设上也十分重要。以下将分别介绍电域正交频分复用技术和光纤通信技术,以及在两者相结合的情况下产生的新一代光通信技术。 1.电域正交频分复用与光纤通信技术 光纤通信技术是有线光通信技术中最为普遍、最为重要的传输技术,具有应用广、传输快、使用便捷等优点;而正交频分复用技术可以解决电磁信号在传输过程中相互干扰的问题。下面将分别介绍这两种典型技术的概念、原理及其应用。 1.1电域正交频分复用技术 正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing),简称为OFDM,是多载波调制技术的一种。其基本原理是将主信道分为若干个并行的正交子信道,再通过傅立叶变换将高速的数据信号产生出一组并行的低速数据流,并且把低速数据流调制到每个子信道上传输,从而完成高速数据信号的传输。这个过程有一个突出的优点,即提高系统的频谱利用率,同时降低计算复杂性。正交频分复用技术的使用具有以下几个优势: (1)有效补偿光纤色散。根据现代通信技术的不断发展和人们对通信技术要求的提高,光通信正朝着两个方向发展:一是大幅度提高单信道的传输速率,目前正趋近于100Gb/s;二是快速的网络动态调节能力。但是这两种要求是互相矛盾的,当单信道的传输速率达到100Gb/s的时候,传统光纤的色散补偿能力就变得昂贵和耗时。而正交频分复用技术在电子领域内的应用就恰到好处的解决了这一问题,通过在频域内的复数运算,利用此技术优良的计算性,从而方便的对光纤色散进行补偿。 (2)提升信道传输速率。2008-2009两年间,W.Shieh(澳大利亚墨尔本大学)和S.Jansen分别进行了“107Gb/s信号在单模光纤传输1000km的实验(无光色散补偿和放大的情况下)”和“12*121.9Gb/s信号在单模光纤传输1000km的实验(采用偏正复用和正交通带调制技术)”.两人主导的科学实验打破了制约数字通信高速发展的瓶颈,从而有效的提升了光通信的整体传输速率。 (3)减少信号相互干扰。由于光通信是一种以光波为载体的通信方式,其信号在传输的过程中会受到电磁波的干扰,而通过正交频分复技术则可以采用一定的技术在接收端分离正交信号,从而减少各个子信道之间的互相干扰。其原理在于:在使用正交频分复用技术的传播过程中,将单通道高速信息数据流分配到若干低速速率的子信道中,这样子信道信号带宽就小于总信道带宽,每个子信道上的衰落就趋于平坦,干扰降低;采用此种技术还可以增加子信道符号周期,减少码间干扰。而且由于分离开的每个子信道仅占原来整个信道的很小一部分,相对将容易达到信道均衡。 1.2光纤通信技术 光纤通信就是指以光导纤维作为传输介质传输信号,从而实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信就是光纤通信的简称。光纤通信是光通信的一种,属于有线通信,也可以看成是以光导纤维作为传输介质的“有线”光通信。通常光纤通信系统并不是指一根单独的光纤,通常情况下的光纤系统都是由无数光纤组成的光缆。 光纤的组成主要包括三部分,内芯是几十微米或者几微米的纤芯;中间层是包层,光信号利用纤芯和包层的不同折射率实现在纤芯的内的全反射,也就是光信号的传输;外层是图层,其主要作用就是增加光纤的韧性从而对光纤起到保护作用。光纤通信是以光为载体、以光导纤维为传输介质,把信息从一端传输到另一端的技术方式。光纤通信技术可以大致分为光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。通过不同的技术手段可达到低损耗、低色散、大容量的数据信息传输。 2.现代技术相结合的光通信技术 传统光通信技术包括大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信和紫外线通信几种。为进一步推进光通信技术的发展,紧跟目前通信的发展趋势,符合用户对现代通信的要求,将电域正交频分复用技术和光纤通信技术有机融合,从而利用两种技术的优点为用户提供服务。 对于光通信而言,结合正交频复用技术与光纤通信技术的优点,合理互补两种技术的缺点,能够实现光通信技术超高速度、超大容量、超长距离传输的效果,达到为用户群更快的传输数据、更多的输送内容、更远的服务用户的目的。 3.结语 经反复的实验论证,在光通信的传播过程中,利用电域正交频分复用技术可以有效的实现光纤色散补偿、信道传输速率提升、减少信道干扰三大优势;采用光纤通信技术可以逐步实现在更广阔的光谱范围内,低损耗、低色散的传输,是传输容量能够成千倍级甚至万倍级的增长。通过两种技术的结合,产生现代化的电域正交频分复用与光纤通信技术相结合的光通信技术。 光通信技术论文:光通信技术课程虚拟实验教学改革研究 摘 要:引入虚拟实验教学是缓解省属地方高等院校科研设备短缺的有效方法。本文以光通信技术课程为例,研究了虚拟实验课程开设的背景与意义,详细阐述了对应的课程内容与具体的实验室建设与实施方法。最后,依据所取得的成果评价了虚拟实验课程的效果,证实了该教学改革的可行性。 关键词:虚拟实验教学;光通信技术;教学改革 光通信技术是当今信息技术领域的前沿与支撑技术之一。2013年,国务院颁布“宽带中国”计划,进一步提升了光通信技术在国家发展战略中的地位。简言之,光通信技术是光纤技术与通信技术的综合体,它具有高速、大容量的优点,但亦存在高成本、高复杂度和多学科交叉的特点。这成为该门课程实践教学开展的主要困难。而且,对于省属地方高等院校,同时面临生源基数大、实验教学经费短缺、设备更新缓慢等难题,使得该问题更加凸显。为缓解这一问题所带来的影响,基于专业光通信仿真软件,引入虚拟实验教学时必然趋势。 一、虚拟实验教学改革的背景与意义 作者所在的黑龙江大学电子工程学院,《光通信技术》实验需为两个本科专业(光电子技术系和通信工程系)学生(约180人/年)提供课程资源。原有《光通信技术》包含“光纤低损耗熔接”“光纤纤芯分布测量”“光纤微弯损耗测量”“光时域分布反射测量”和“可视光通信传输系统演示”5个基础专业实验,仅能覆盖《光纤技术》和《光通信技术》两门专业必修课程的实验教学任务,学生缺乏对“光电子器件”应用的认知。而且,光纤与光通信技术是本专业最重要的两个研究方向之一,是专业学生就业与求学的主要支撑技术。近10年来,光通信技术在“光传输”“光交换”“光接入”和“可见光电力线通信”等领域高速发展。然而,现有实验教学设备多购置于2001年,部分已陈旧、老化。与此同时,面临教学经费不足,设备台套数有限,仪器价格昂贵,由于普通高校扩招导致生源剧增的双重压力,对应的实验内容无法得到更新,课程讲授内容与实验教学脱节,学生学习兴趣低下。 图1 原有专业基础实验方案 与之相比,专业仿真软件具有价格低廉,覆盖领域广,专业性强,灵活性、操作性好等系列优点,可实现光放大器设计,光电转换器件测试,多光通信系统实时在线模拟等功能,与本专业光纤技术、光电器件与检测、光通信技术课程内容吻合。鉴于此,将虚拟实验与原有的专业实验相结合,以专业实验为基础,虚拟实验为进阶,二者相互补充、取长补短,将可有效缓解专业实验教学中所面临的困难。 二、虚拟实验教学改革的具体实施方法 (一)方案设计与实验室建设 1.保留原有的“光纤低损耗熔接”“光纤纤芯分布测量”“光纤微弯损耗测量”作为基础实验,删除“光时域分布反射测量”和“可视光通信传输系统演示”两个实验,节省6学时的课程资源。 2.开设“光通信仿真设计”课程设计,以虚拟实验教学方式提高学生对于“光通信系统架构”“光纤放大器设计”“光电子器件工作特性”的掌握能力。课程设计采用机房集中教学模式,包含“光发射机/光接收机的实现”,“误码率与质量因子评价”“色散补偿特性测试”“光放大器性能优化”“格式生成与转换”五个模块,共计32学时。其中,讲授学时8学时,实验学时24学时,第一、二模块为必选,后三个模块至少任选其一。 3.将原有机房进行升级与改造,新购置计算机50台套,服务器1台套,投影教学设备1台套。更新原有网络布线与系统,实现教师与学生互动能力,提升学生间的交互学习能力,改善学生个人的实验学习平台环境。购置专业光通信仿真软件OptiSystem(12.0版)1套,可同时满足30人在线仿真需求。 图2 虚拟实验设计方案 (二)虚拟实验教学实施方法 在实际的教学过程中,该门课程对于光电子技术专业学生(年均60人)为必修课程,分成2个教学班级循环教学;对于通信工程专业学生为选修课程,根据以往统计,选修课程人员约60―80人,亦分成2个教学班级循环教学。除讲授8学时外,学生需在2周内完成24实验学时,教学资源采用开放模式提供,学生可自行安排学习时间,学时计算由智能管理系统完成。教学模式除课上教学、实验外,还包括师生在线交流与在线答疑。课程考试采用报告模式提交,3人一组,需分工明确,格式统一,数据与分析清楚有效。 图3 虚拟实验教学的实施与执行 三、效果与评价 对于通信工程专业,该门课程设置在第六学期,需学习前期的光纤基础实验。对于光电子技术专业,该门课程设置在第七学期。作为中间环节,他是专业实验的进阶,同时作为本科毕业设计的前期训练,起到承上启下作用。运行一年来,效果显著。主要体现在:(1)增加了实验教学资源,缓解了实验设备台套数少的困难,提升了学生的实践实训能力;(2)完成了课堂教学与实验教学的完整对接,教学内容与深度得到进一步提升;(3)激发学生学习兴趣,为教师的科学研究提供有效辅助。截至2014年12月,已有11名专业学生参与到教师的科研团队中,并在光通信设计领域发表EI检索科研论文3篇,申报发明专利1项,获授权实用新型专利2项,获批省级、校级创新创业课题2项。 四、结论 针对省属高等院校理工科实验教学的实际情况,以“光通信技术”课程为例,引入了虚拟教学环节,有效弥补了原有专业基础实验教学在内容更新、基础设备受限等方面的不足。虚拟实验教学作为专业实验的进阶,可有效提升本科学生毕业设计的质量,成为二者间连接的纽带,承上启下。此外,虚拟实验教学还具有投入低、见效快的特点,它应作为一种重点的教学模式在今后的理工科实验教学课程中得到广泛推广。 光通信技术论文:光通信技术在宽带通信中的应用 摘要:光通信是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波和无线电波同属电磁波,但光波的频率比无线电波的频率高,波长比无线电波的波长短。因此,光通信具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。 关键词:光通信技术;宽带通信;应用 引言 光波按其波长长短,依次可分为红外线光、可见光和紫外线光。红外线光和紫外线光属不可见光,它们同可见光一样都可用来传输信息。光通信按光源特性可分为激光通信和非激光通信;按照传输媒介的不同,可分为有线光通信和无线光通信。常用的光通信有大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信和紫外线通信。 1.光纤通信技术 光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的串绕非常小;光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听;光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。 光纤通信在技术功能构成上主要分为:(1)信号的发射;(2)信号的合波;(3)信号的传输和放大;(4)信号的分离;(5)信号的接收。 2.光纤通信技术发展的现状 2.1波分复用技术。波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率(或波长)不同,将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道,把光波作为信号的载波,在发送端采用波分复用器(合波器),将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端,再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时),从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。 2.2光纤接入技术。光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化,满足大众的需求,不仅要有宽带的主干传输网络,用户接入部分更是关键,光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中,由于光纤到达位置的不同,有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用,统称FTTx。FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纤的宽带特性,为用户提供所需要的不受限制的带宽,充分满足宽带接入的需求。目前,国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽,对大中型企业用户来说,是比较理想的接入方式。 3.网络的宽带化和光纤通信 20世纪70年代后半期,光纤作为使用传输技术引进以来,其研究开发的历史一直走传输容量大和应用领域扩大的路。支撑互联网通信量爆炸性增加的是光纤预计今后将推进图像信息等高速信息流的配送服务和TV会议等丰富的双向多媒体通信等宽带服务的引入,网络的宽带化是必然的,其中,作为构建未来宽带遍布网络的技术,光纤和移动通信无疑是璀璨的双壁。综上所述,可以把光纤通信技术的研究开发动向概括为以下三个方面。 3.1传输介质的大容量化。大传输容量技术是极大限度地利用传输介质的能力,以提高传输效率的技术,是以往所有传输系统开发一贯专注的技术。从这方面讲,具有很大潜在传输频带的光纤的大容量化是今后研究的重点。大容量化是光放大波段的扩大,在波段中信道的高密度复用、信道传输速率的高速化、远距离传输技术。即光放大波段扩大是从初期1550nm波段附近的20-30nm,大了1450-1650nm的200nm,将近扩大一个数量级。这与波长信道高密度复用和频率利用率的提高相结合。可以进行超过100信道的波分复用传输。而且每个信道的传输速率也可用以往电子式时分复用,现在达到40Gbit/s。对于光领域的TDM(Time Division Multiplexing)技术,达到了数百吉比特每秒的高速率。为实现宽波段远距离超高速传输,必须实现全信道均匀传输特性,必须进行放大器、传输码、色散管理等技术及其综合技术的研究。 3.2网络化技术。随着WDM的引入,因链路的大容量化,而使链路容量超过节点处理能力,则出现电子瓶颈这一新问题。因此,关于网络的研究正在飞速发展。这项研究是将光分插复用器或光交叉连接引入节点内,不仅是链路,而且节点也光化,利用光级别的接通技术,要有效地构建性能价格比很高的网络。光子网络的技术基础是WDM技术。但WDM技术不仅仅是点对点链路技术,其最大特点是作为网络技术来使用[3]。 3.3使用光纤的接入系统宽带化的相关技术。目前的光接入系统有两种,一种是改造现有设备的经济上较为合算的系统;另一种是可以提供新服务项目的系统。 4.超宽带通信技术的应用 通过极窄的脉冲方法来进行无线信号发射和接受的特别技术就是广义上的超宽带技术。它具有抗干扰力强、低能耗低成本高速率且系统保密性高等优势,解决了传统无线通信技术上的不足。超宽带通信技术在军事活动、雷达测试、通信领域等方面得到广泛使用。 4.1超宽带技术在国内的应用 在我国,早在“十五”863计划中,就把超宽带无线通信兼容性技术和其核心技术共存作为无线通信创新技术和共性技术的研究内容,以此来加强国内对这方面的深入研究,眼前国内仅在雷达系统方面对超宽带系统有比较深入的研究,但还没形成规模性的研究。 4.2 超宽带技术在国外的应用 在国外,超宽带系统早就已经运用在军事和民用方面。美国早在1965年就确定了超宽带技术的基础,现如今,美国在军事方面的研究已经衍生到与之相关的机关团体和企业,美国国防部已经开发了包括战场窃听网络系统在内的几十种超宽带通信系统。民用方面,近年来,国外对此研究相对比较热门,主要因为它的优点在无线电通信方面有着很大的发挥潜力,超宽带系统在国外主要应用于雷达、个人家庭等通信网络和精准定位系统。国际对超宽带无线通信的研发随着科技进步和社会发展需求越来越深入。美国早在2002年初,就正式通过了超宽带技术应用于民间的方案,确定了包括车载雷达、成像和测量与通信等系统,并给出相应的规定。 4.3超宽带技术实际应用 超宽带无线通信组网是根据超宽带技术的特点建立的管理系统,由若干装甲车的超短波和超宽带电台组成的。为能更方便的适应现存的复杂电磁环境,同时更好的增强网络通信组网的可靠性,专家们把超宽带系统和装甲车机械化部队装备的VHF/UHF频段有效结合起来进行使用,加上其成本低功、率消耗低使得部队可以长久作战。基于超宽带技术的穿透能力,不仅可以研发穿地雷达,发现埋藏的地雷,保护地面的安全,并找出敌人地下工作室给予毁灭打击,同时也可以制成成像雷达,运用在装甲机械化得部队中,帮助炮击手射击隐藏敌人。随电磁环境的复杂化和信息量的剧增,抗干扰问题和部队信息安全问题日益突出,超宽带技术的使用就解决了这一问题。因为超宽带技术功率频谱密度低、信号频谱极宽,对方不知道精确的信号参数是很难恢复,具有很强的保密性,加之其抗干扰能力强,能在噪声中顺利传输,在超复杂的环境中也能正常传送,减少对方的侦查机率。超宽带技术不仅可以满足信息安全且保密,还可以实现装甲部队通信的抗干扰性,完全符合现代军事作战的要求。 5.结束语 现在光通信网络的容量虽然已经很大, 但还有许多应用能力在闲置, 今后随着社会经济的不断发展, 作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长,一定会超过现有网络能力, 推动通信网络的继续发展。因此, 光纤通信技术在应用需求的推动下, 一定不断会有新的发展。 光通信技术论文:电力通信系统中光通信技术应用管窥 摘 要:在我国,尤其是经济飞速发展的现代社会,电力系统已经成为我国经济发展的支柱产业。在电力系统中使用光通信技术已经成为电力通信技术发展的趋势。当今社会电力通信系统中的光通信技术已经的得到了广泛的应用。本文以ASON为例,简单介绍了光通信技术的应用现状,发展前景和在在应用过程中值得注意的地方。 关键词:电力通信系统 光通信 ASON 应用 随着我国电力通信技术的发展,我国的电力系统已经和世界先进水平越来越近。我国的电力系统中光通信技术经过了三代的发展,第一代主要是大规模发展的SHD技术;第二代是以MSTP为代表的技术;第三代也就是现代较为典型的ASON技术。第一二代的光通信技术已经取得了很大的发展,至于第三代技术,虽然也应用了近十年但是仍然有很多值得注意的地方。 1 ASON通信技术在电力通信系统中的应用前景 作为新一代的光通信技术的代表的ASON光通信技术是通过信令控制实现对用户发起的业务请求等内容的建立或者拆除,使交换和传送融为一体的新技术。ASON光通信技术是在第一二代技术的基础上发展起来的,它不仅仅继承了第一二代通信技术的优点,还可以解决电力通信系统中的快速提供电路、快速传输电路以及快速对电路进行恢复和保护这三个问题。随着社会平均用电量的不断增加,对于电力光缆的应用规模也在逐渐扩大,这种网络格局的形成为ASON技术的应用和发展创造了良好的物理平台。除此之外,由于社会的发展对电网运行过程中的安全性要求在不断增加,使用ASON光通信技术已经成为电力通信技术发展的必然趋势。和传统的SHD技术相比,ASON技术在快速布置等方面有着无可比拟的优越性,并且可以给电力通信系统提供分布式的网络控制能力。并且,在电力通信系统中应用ASON技术可以提高电力光传输网的质量和性能。 2 以ASON为代表的第三代光通信技术的应用 ASON光通信技术的应用范围主要是骨干网和城域网。对于城域网来说,由于我国的城域网的业务量相对较大,对业务调度的动态性性要求比较高,再加上电力业务自身的特殊性,使得在局域网中率先应用ASON技术。城域网的特点就是电路调度频繁、对电路的开通时间等方面的要求较高并且数据业务是动态性变化的。鉴于这种特点,在城域网中就可以现在骨干层中应用ASON光通信技术,之后根据城域网的特点,进行逐渐的使用范围的延伸,最终实现在城域网中端到端的光电网络形式。在实际的电力通信系统当中应用ASON光通信技术构建城域网的例子相对较少,但是,随着电力业务逐渐向着专业化和复杂化发展的趋势以及对各种电力业务之间的关联和流通的要求的增加,这门光通信技术将逐渐投入应用。尤其是对于电力多媒体业务的应用方面,通过使用ASON光通信技术建立城域网既可以实现对业务和网络的保护又可以更好地实现对电力系统资源的保护。 3 在电力通信系统中应用ASON应注意的事项 应用ASON光通信技术已经成为一个必然的趋势,但是仍然值得考虑的就是在我国现阶段应用较为广泛的仍然还是第二代光通信技术。因而,在实现这种新旧技术之间的交替使用的过程中仍然有很多值得注意的地方,在应用这门技术之前首先要做好经济方面的评估,选择合适的交替方案,在实际应用时还应注意组网方案以及设备的选择和业务规划等方面的问题。 3.1 组网方案的选择 现阶段在选择ASON光通信技术中使用时的组网方案主要有两个:第一个方案是以现有的网络技术为主,在现有的网络技术的基础知识引进ASON的控制平台,并且通过对现有的传送网络的改进,利用现有的网络实现业务的传输;另一个方案是在现有的传送平面的基础之上重新进行网络建设。这两种不同的方案有着各自的优缺点,可以实现对ASON不同层面上功能的利用。因而,在实际的组网方案的选择过程中要根据自身建网的功能需要,选择合适的组网方式,之后如果对其他的功能还有需求的话可以在逐步增加。 3.2 设备的选择 在国内目前生产ASON相关设备的厂家主流有华为、中兴、烽火等,相对而言各有利弊。由于厂家较多,为了实现传输网的统一和完整,使得ASON的优势可以被充分发挥就要选择合适的设备。在进行设备选择时应注意以下几方面:第一方面,网络节点的槽位数量多,总线带宽大并且具有良好的通用性的设备;第二方面,在选择卡板时要根据实际的需要选择,但是主要的卡板都要使用热备份;第三方面,设备可以满足低阶业务交叉调度工作;第四方面,多个方向的线路应集中在多个业务卡板上,避免集中到一个卡板上容易造成的多方向业务中断的事故。 3.3 业务规划 由于ASON光通信网络技术可以提供不同等级的服务,因而在进行业务规划时要从业务保护的角度出发,选择合适的业务保护恢复策略。在进行路径设计时应注意以下几点:第一点,业务经过的距离最短;第二点,在距离相同的情况下,跳数最少;第三点,负载均衡。通过注意路径设计的要点保证业务的可靠性;第四点,对ASON的管理也是不容忽视的内容,在进行业务规划时要做好相关的网络管理工作,从而充分发挥ASON的作用。 4 结语 ASON光通信技术作为目前较为先进的光通信技术,对于大规模的电力通信系统有着不可替代的作用,虽然现阶段的应用并不广泛,但是,随着经济的不断发展和技术的完善,这门技术将成为构建电力通信网络的核心技术。 光通信技术论文:基于先进调制的高速可见光通信技术 摘要:基于发光二极管(LED)调制带宽限制了可见光通信(VLC)系统传输速率这一问题,从VLC系统的先进调制技术出发,探讨了类平衡-正交频分复用、无载波幅相调制和频域均衡单载波调制3种调制技术。对这3种调制技术原理和实验结果的分析与讨论,验证了先进调制技术在提升VLC系统传输容量上的可行性。 关键词: 可见光通信;正交频分复用;无载波幅相调制;频域均衡单载波调制;类平衡探测 可见光发光二极管(LED)具有高亮度、高可靠性、能量损耗低和寿命长等许多优良的特性,可用于全色显示、交通信号指示和照明光源等,是公认的下一代绿色照明产品。此外,可见光LED还具有调制性能好、响应灵敏度高的优点,利用LED的这种特性,我们还可以将信号调制到LED所发出的可见光上进行传输。LED可以将照明与数据传输结合起来,促进了一种新型的无线通信技术,即可见光通信(VLC)技术的发展[1]。VLC利用的可见光波段是未受到管制的频谱,无需授权即可使用。与传统的射频无线通信技术相比,VLC具有如下优点[2-4]: (1)绿色通信,安全环保,没有射频电磁辐射,且LED发出的白光对于人眼安全。 (2)能够同时实现通信与照明。 (3)白光不可穿透墙壁等物体,因此可见光通信具有高度的保密性。 (4)可见光不受射频信号的电磁干扰,可以应用在电磁敏感环境中,如机舱、医院等。 (5)由于频谱无需授权即可使用,所以可见光通信应用灵活,可以单独使用,也可以作为射频无线设备的有效备份。 目前,VLC得到了全球研究者越来越多的关注[5-13]。VLC技术已经取得迅猛发展,传输速率从最开始的几十兆比特每秒[5-6]到500 Mb/s[7]再到800 Mb/s[8],目前已经突破了吉比特每秒[9-10]。随着与VLC相关系统器件的开发,系统通信速率还会有更高的提升。 但是VLC技术通信速率的提高也存在着很多限制因素,其中最主要的挑战是LED有限的调制带宽。目前,普通商用白光LED的3 dB调制带宽都低于10 MHz,这很大程度上限制了VLC系统的传输速率。为突破调制带宽这一“瓶颈”,许多技术都被应用到VLC系统,如系统多维复用技术[11]、预均衡技术[12]、后均衡技术[13]等等,来提升VLC系统传输速率。采用先进调制技术,是克服可见光通信系统调制带宽限制,提升系统传输容量的有效方法。在VLC系统中,可以采用的先进调制技术包括类平衡探测-正交频分复用(OFDM)[14]、无载波幅相调制(CAP)[15]和频域均衡单载波调制技术(SC-FDE)[16]。本文从提升VLC系统传输容量出发,分析这3种先进调制技术的特点与实现方式,实现了高速VLC传输系统。通过对这3种调制技术原理和实验结果的分析与讨论,验证了先进调制技术在提升VLC系统传输容量上的可行性。 1 类平衡探测-正交频分 复用技术 类平衡探测-正交频分复用技术(QBD-OFDM)结合类平衡探测编码技术和OFDM技术[14]。OFDM信号数据被分为多个数据块,每个数据块有两个符号的数据。在相同的数据块,第二个符号中的信号是和第一个符号中的信号在运算符号上是相反的。经过理论推导,发现二阶互调制失真、直流电流、可以完全消除,而且接收机的灵敏度可以提高3 dB,因此可以提高信噪比。 我们采用QBD-OFDM技术,实现了可达到2.1 Gb/s实际物理数据速率,并使传输距离达到2.5 m。图1为所提出的QBD-OFDM实验的原理。实验中,QBD-OFDM信号由任意波形发生器(AWG)产生,经过低通滤波(LPF)、电放大器(EA)和偏置树(Bias Tee)后调制到红绿蓝发光二极管(RGB-LED)不同颜色的芯片上。经过自由空间传输后,在接收端由棱镜聚光后,用滤光片将3个波长的光分开,最后采用雪崩光电二极管(APD)探测器接收。然后进行后端的均衡与解调算法处理。 结合波分复用(WDM)和类平衡探测子载波复用,很好地利用了多色LED的波分复用,提供了更多的传输信道。利用类平衡探测技术很好地避免了OFDM提供更多子载波时的峰均功率比(PAPR)限制,有效提升了多色LED传输速度,提高了系统误码率(BER)性能,同时增加了可见光通信的传输距离。图2给出QBD-OFDM技术和直接探测光正交频分复用(DDO-OFDM)技术的对比。两个子信道带宽为,Sub1:6.25~56.25 MHz,Sub2:56.25~106.25 MHz。每个子信道对应的调制阶数分别为,红光:256正交幅度调制(256QAM)和128正交幅度调制(128QAM),绿光:128QAM和64QAM,蓝光:128QAM和128QAM。因此,红光、绿光和蓝光的数据速率分别为750 Mb/s、650 Mb/s和700 Mb/s,总数据速率达到2.1 Gb/s,实验距离可以达到2.5 m。在距离为0.5 m时,红绿蓝3色对应的Sub1、Sub2两个子信道的BER提升为25.6 dB、31 dB、30.3 dB、25.8 dB、21.8 dB和19.3 dB。当可见光通信系统的通信距离增加时,系统误码率会增加,这是因为距离增加导致系统接收到的光信号减弱,系统信噪比降低,误码率增加。继续增加距离会使BER超过前向纠错码的门限,为使距离增加,就要使系统的传输速率降低。蓝光LED采用QBD-OFDM和DDO-OFDM的对应的Sub1、Sub2两个子信道的星座图如图2(d)的(i)、(ii)、(iii)和(iv)所示。 2 无载波幅相 调制技术 无载波幅度相位调制(CAP)是正交幅度调制的一个变种多阶编码调制技术,可以使用模拟或数字滤波器,实现灵活的子带划分和高阶调制,减少了计算的复杂性和系统结构,在数字用户线路有着广泛的应用。 无载波幅相调制信号可以表示如下: [st=at?fIt-bt?fQt] (1) 这里a(t)和b(t)是I路和Q路的原始比特序列经过编码和上采样之后的信号。[fIt=gtcos2πfct] 和[fQt=gtsin2πfct]是对应的整形滤波器的时域函数,它们形成一对希尔伯特变换对。 假设传输信道是理想的,在接收机端两个匹配滤波器的输出可以表示如下: 这里[mIt=fI-t] 和[mQt=fQ-t]是对应的匹配滤波器的脉冲响应。利用对应的匹配滤波器在接收端就可以解调出原始信号。 我们采用了无载波幅相调制技术,结合先进预均衡与后均衡算,后均衡算法采用改进级联多模算法(CMMA),实现了1.35 Gb/s可见光传输系统实验[15]。实验原理图和实验装置图如图3所示。 图4(a)到图4(c)为采用改进CMMA均衡算法所测得BER和距离的关系。实验中,每个波长上采用频分复用技术,将不同用户的信号分别调制到3个子载波上,每个子载波调制信号带宽为25 MHz,调制阶数为64QAM,因此每个子载波的传输速率为150 Mb/s,每个波长的传输速率为450 Mb/s。在发射和接收的距离为30 cm时,经过波分复用后该系统总的传输速率达到1.35 Gb/s。图4(d)对比了CMMA和改进CMMA的性能,改进CMMA性能要优于CMMA,尤其是在第3个子带更为明显。 3 频域均衡单载波调制技术 基于频域均衡的单载波调制技术(SC-FDE)是基于单载波的高频谱效率调制技术,该调制技术频谱效率和OFDM一致,复杂度一致。可见光通信系统是一个非线性非常严重的系统,OFDM存在PAPR的缺点,高PAPR对于可见光系统是一个非常大的缺点,而SC-FDE相比于OFDM具有一定优势,因为SC-FDE拥有更小的PAPR,其调制/解调原理如图5所示。SC-FDE调制技术和OFDM过程基本一致,但SC-FDE技术把IFFT变换从系统发射端移到了系统接收端。 采用SC-FDE技术,使用RGB-LED波分复用技术和高阶调制格式,并在频域采用预均衡和后均衡技术,可以在LED 3 dB带宽只有10 MHz的条件下取得3.25 Gb/s的速率[16]。如图6(a)所示。该速率是在发射和接收距离小于1 cm条件下测得,预均衡后的带宽为125 MHz,红光和绿光都采用512QAM,蓝光则采用256QAM。图6(b)、图6(c)和图6(d)分别为红绿蓝3色BER与距离的关系,并给出了每种颜色光有无预均衡的性能对比。 4 结束语 本文针对可见光通信系统的调制带宽低问题,采用先进调制方式,突破带宽限制,实现可见光通信系统大容量传输。本文分析了类平衡-正交频分复用、无载波幅相调制和频域均衡单载波调制技术。通过对这3种调制技术原理和实验结果的分析与讨论,验证了先进调制技术在提升VLC系统传输容量上的可行性。因此,先进调制格式技术是实现高速VLC系统非常重要的途径。 光通信技术论文:LED可见光通信技术专利申请分析 【摘要】 2000年可见光通信的概念横空出世,其利用发光二级管(LED)作为光源,使LED照明的同时可以进行高速通信。本文对LED可见光通信技术领域的专利申请趋势及优势、专利申请产出国和申请人分布进行了统计分析。 【关键词】 LED 可见光 通信 专利分析 技术综述 一、数据库的选择和检索 根据数据库收集的文献量及分布特点对中文和外文数据库进行选择,其中中文数据库选择CNABS 数据库,外文数据库选择VEN数据库。 CNABS 数据库收录了自1985 年至今在中国申请的全部专利文献,其中整合了所收集到的中国专利数据信息、中国专利英文文摘数据、外文数据库如DWPI 和SIPOABS 中收录的中国文献的信息,以及深加工数据库的信息,并且包含大量丰富的字段,便于检索和后期的技术分析。 VEN 数据库收集了自1927 年至今的约97个国家和组织的专利文献,其中整合了SIPOABS、DWPI中收录的信息,涵盖了两个主要国外数据产品的全部数据,扩大了数据范围,结合各库特有的加工特点数据数据项,以互补的形式提高了数据质量,使对外文文献的检索入口统一,简化多库、转库的检索操作,检索结果可关联出各单库文献内容,在保证查全、查准的同时兼顾文献阅读的便捷性。 考虑到本文所分析主题的特点,笔者采用了以关键词为主的检索方式,在专利库中使用的关键词为:可见光通信(Visible Light Communication,VLC);发光二级管(light emitting diode,LED),检索时间截止到2014 年5 月29 日,排除实用新型专利申请,共获得287篇发明专利文献。 二、LED可见光通信专利技术的整体情况 2.1专利申请量趋势分析 下图1 为LED可见光通信技术全球专利申请趋势图。由图可见,检索到的LED可见光通信技术的专利最早出现在2004年,此后申请量有所上升,在2008年有所下降,原因可能是受金融危机的影响,自2009年以后,申请量增长极为迅速,并在2012 年达到高峰;2013年的数据有所下降,主要原因可能是近两年申请的专利还有大量未公开。 相对于其他类型的无线通信的技术,如射频通信等,LED可见光通信技术的研究起步较晚。随着无线频谱资源日趋紧张以及对节能降耗、绿色环保技术的逐渐重视,对该技术的研发将保持持续的热度,该领域的专利申请量也将继续保持稳步增长的状态。 2.2专利申请产出国和申请人分布 专利申请产出国一般是指一项技术的原创技术国,一般而言,一个国家拥有的原创技术越多,说明其在该技术领域的研发能力和技术实力越强。 通过对所检索到的专利文献产出国进行统计分析(如下图2 所示),排名靠前的国家依次为中国、日本和韩国,并且排名前三位的国家的申请量远远高于其他国家,显示出极高的开发研究活跃度。 进一步地,对在华申请人进行统计分析发现(如下图3 和图4 所示),约45% 的申请来自企业,高校及科研院所的申请量占约43%,剩余约12%的申请来自个人申请。 中国的企业申请人中,以深圳光启创新技术有限公司代表,其相关申请量为22 件,远高于韩国三星和日本东芝;另外值得引起注意的是,个人申请人郭丰亮,其相关申请量达13件;高校及科研院所的申请量相对较少,其中清华大学、中国科学院半导体研究所的申请量排名靠前。 光通信技术论文:光通信技术实验的教学模式与实践探讨 摘 要:阐述了省属高校光通信技术实验教学存在的问题,结合我校通信技术专业实验教学实践情况,提出了创新式的教学模式-实践与仿真相结合模式和研究生参与实验教学管理等措施,新教学模式与实践措施激发了学生的学习兴趣,同时也提高了教学效果。 关键词:光通信技术实验 教学模式 创新 引言 随着高校就业压力的逐渐攀升,各个高校均想通过提高实验实践教学质量来提升学生的就业竞争力。与部属高校相比,省属高校的经费少、底子薄,实验教学条件、师资条件有限而往往导致实验教学质量不高。为了改变目前的现状,省属高校纷纷出台相关政策来提高实验实践教学质量。比如湖北工业大学提出721人才培养模式,其中的1就是要培养具有创新性的具有很强实践能力的人才培养模式,其主要措施之一就是通过改变目前实验实践教学环节的教学模式来提高教学质量。为此,本文结合我校光通信技术实验的实验教学经验,提出了创新式的教学模式-实践与仿真相结合模式,激发了学生的学习兴趣,同时也提高了教学效果。[1] 一、实验教学存在的问题 我校光通信技术实验的学时为24,每个实验约占2个学时,约开12个实验项目,即约有12套不同的实验设备,由于省属高校的经费少、底子薄,导致实验室没有配实验员,同一个实验项目的实验设备一般约为两套,这导致我们只能每班分成12组,每组3人,每组做不同的实验项目,这种做法的最大好处是节约仪器设备成本和教学成本,但指导教师一个人一堂课要兼顾12个不同的实验项目,导致实验指导教师的任务量很大而很难监管好学生。此外,没有正规的实验教材,这些因素导致部分学生心里上不重视实验。由于存在以上问题,实验课教学效果不是很理想,学生的实践动手能力较差,在就业竞争中往往处于劣势。[2] 二、新教学模式与实践探讨 针对上述存在的问题,提出了如下的教学模式和实践措施。 1.监管措施 由于以前教学存在监管难问题,本实验室提出研究生参与实验教学的新思路,得到了学院和校的认可,研究生指导费由学校以勤工俭学的方式支付研究生的劳务费。目前光通信技术实验室有两个本专业的研究生参与辅助实验教学。其任务主要是和老师一起检查学生的实验预习情况,监管实验过程和检查验收实验结果,这样每人每堂课全程负责4个实验。指导老师的任务量可大大减少,提高了监管力度,经过今年的实践,取得了明显的效果,受到了学生的好评。 2.实践与仿真相结合模式 由于学生对理论理解不是很透彻,加上光学实验光路调整较难,大部分学生对实验现象缺乏了解,往往导致学生不知道要调出什么样的实验现象。针对这种情况,目前指导老师立项申请了光通信技术实验的Matlab Gui仿真的教研项目,并立项获批。仿真界面与实际实验一致,给出了实验现象。学生在做实验前可先看Matlab Gui仿真结果,知道自己要调出的实验现象到底是怎样的,同时,程序代码公开给学生学习,鼓励学生修改代码,做出更好的界面和实验效果,采取这个新的教学模式,大大提高了学生的学习兴趣,同时可增强学生做出实验的信心。此外,这种新模式也符合学校对创新的要求。[3] 3.实验教材的编写 由于缺正规的实验教材,部分学生会因为这个原因不重视实验课。针对这种情况,本实验室组织其他老师参与实验教材的编写,实验教材按基础实验必修实验排在前,选修实验排在后,创新实验排在最后。且根据理论课内容的先后顺序编写实验内容。目前,实验教材正在交付出版社出版,相信有正规的实验教材的出现会给实验教学带来更好的教学效果。[4] 三、结论 我校光通信技术实验室经过近10年的摸索,逐渐找到了一些好的教学经验。比如引进研究生参与实验教学的监管、实践与仿真相结合模式、编写教材等。这些新的教学模式和措施激发了学生对实验课学习的兴趣,同时监管得力也使得教学效果大大提升。 光通信技术论文:光通信技术现状及其发展趋势探讨 摘 要 光通信技术在现代电信网建设中发挥着巨大作用,不断改变着人们的通讯生活,它是世界新技术革命的重要标志,更是未来通讯必不可少的工具。本文对光通信技术现状进行概述,并探讨了其未来的发展趋势。 【关键词】光通信技术 现状 发展趋势 1 光通信技术现状 1.2 DWDM技术 宽带城域网的建目前正成为电信建设的热点。由于DWDM技术的巨大带宽以及传输数据的透明性,人们一直希望能把DWDM作为城域网中的传输平台。在长途传输时,由于DWDM采用了EDFA将光信号直接放大,节省了许多的电中继设备,从而在很大程度上节约了成本。再者由于电中继传输距离加长,对激光器的色散容限以及啁啾特性也提出了较高要求。这些技术的应用又提高了系统成本。尽管这些高性能的器件和部件价格不菲,但是由于广域网传输距离很长,DWDM系统中很多波长通道共用光纤和放大器,所以依然可大幅降低成本。 1.2 光纤宽带接入技术 在各种宽带接入技术中,光纤宽带接入的技术是最有潜力发展的。在光纤宽带接入时,因为光纤所到达的位置不同,有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等不同的应用(统称FTTx)。在FTTx中,除了FTTH是光纤已经到达最终用户之外,另外几种光纤离最终和用户都还差一段距离,光信号终接后,还需要采用金属线或者无线接入的技术,才能达到最终接入。FTTH是光纤宽带接入最终方式,它可以提供全光的接入,因此它能充分利用光纤的宽带特性,为更多用户提供所需要不受限制的带宽,充分满足了宽带接入的需求。在FTTH应用中,主要采用点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术,也可以称作是光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。 1.3 走进电信基础网络的城域光以太网技术 光以太网技术在光城域网构建中最为主流技术之一,它使得以太网的优越性扩展到了城域网范围,并且也是具有很好的扩展性,它能非常方便地扩展用户的数量。达到提高光以太网的可运营、可管理能力,该技术一直是主要发展方向。为了提高以太网的可运营和可管理能力,人们通过附加各种技术对传统以太网进行改造,试图提高其智能化的程度,具体包括一下四点:利用MPLSoE、带宽控制等技术实现对以太网的控制和分等级的QoS,利用VLAN、策略路由、Web认证等技术增强以太网的安全性和可管理性;利用AAA等技术实现对以太网接人用户的计费和行为审计;将CDN技术、L4-L7交换技术应用于以太网交换设备中,提供面向用户的个性化网络服务。 2 光通信技术发展趋势 对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,全光网络也是人们坚持不懈追求的梦想。 2.1 超大容量、超长距离传输技术 波分复用技术在很大程度上提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的前景应用。近年来波分复用系统发展也很迅速,目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在很快扩展。提高传输容量的另一种方法是采用 OTDM技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来达到提高传输容量的,它实现的单信道最高速率达640Gbit/s。 提高光通信系统的容量仅靠OTDM和WDM毕竟有限,所以能把多个OTDM信号进行波分复用, 传输容量也能大幅提高。偏振复用(PDM)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(RZ)编码信号在超高速通信系统中占空很小,对色散管理分布的要求也会降低,且RZ编码方式对光纤非线性和偏振模色散(PMD)的适应能力较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统大都采用了RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。 2.2 光孤子通信 光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲, 由于在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,经过光纤长距离传输后,速度和波形都保持不变。利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信这就是光孤子通信,在零错误码的情况下信息的传递可以达到万里之遥。 光孤子技术的发展前景:在传输速度上是采用超长距离的高速通信,频域和时域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现在行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用减少ASE、再生技术、重定时和整形等,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。 2.3 全光网络 全光网将会成为未来的高速通信网。全光网是指网络中端到端用户节点之间的信号通道保持着光的形式,信号传输与交换也是全部采用光波技术,因为网络中不用光电转换器,也就允许存在各种不同的协议和编码形式,信息传输也就具有透明性。全光网的主要技术有光纤技术、SDH、光交换技术、OXC、光复用/去复用技术、无源光网技术、光纤放大器技术等。 2.3.1 全光网面临的挑战 (1)网络管理 。 除了基本的功能之外,核心光网络的网络管理应包括光层波长路由管理、端到端性能监控、保护与恢复、疏导和资源分配策略管理。 (2)互连和互操作。 目前ITU和光互连网论坛(OIF)正致力于互操作和互连的研究并且已取得一些进展。ITU的研究集中在开发光层内实现互操作的标准。然而OIF更多的是关注光层和网络其他层之间的互操作性,并能集中进行客户层和光层之间接口定义的开发。 (3)光性能监视和测试。 目前光层的性能监视和性能管理大部分还没有标准定义,但正在开发之中。 2.3.2 发展前景 通信网发展的目标是全光网,是由两个阶段完成。全光传送网为第一个阶段,即在点对点光纤传输系统中,全程不需要任何光电的转换。长距离传输完全靠光波沿光纤传播,称为发端与收端间点对点全光传输。完整的全光网为第二个阶段。在完成上述用户间全程光传送网以后,还有不少的信号处理、储存、交换以及多路复用/分用、进网/出网等功能都要由光子技术完成。完成端到瑞的光传输、交换和处理等功能,这是全光网发展的第二阶段,即完整的全光网。 光通信技术论文:浅谈无线光通信技术的发展 摘要:现如今,人们的生活伴随着信息化的发展而日新月异,在光通信方面,人们对传输的速度的要求愈来愈高,高速率数据的使用量更是在大幅度的增加。正是由于光纤通讯的这一特点,使之成为了广域通信网中的中坚力量。在当今社会的广域通信网络中,约八成以上的信息是通过光纤通信来传递的。从这些信息来看,光纤通信百利而无一害。但是凡事有利必有弊,从光纤网络到用户之间的门户地区,假如架设光缆将产生巨大的浪费且费时费力。那该如何是好呢?笔者将通过无线光纤通信技术的实施来解决这个问题。 关键词:FSO技术;光纤;成本节约 光通信分为有限光通信和无线光通信两种,有线光通信即光纤通信,已经成为广域网,城域网的主要传输方式之一。无线光通信又称为自由空间光通信。(FSOfreespaceopticalcommunication)。FSO技术以激光为载体,用点对点或者点对多点的方式来实现连接。 一、无线光通信的简介。 光通信的出现其实比无线电通信还要早一些。波波夫发送与接收第一封无线电报是在1896年。但是已发明电话而著名的,家喻户晓的贝尔,在1876年发明电话之后,就想到了利用光来通电话的问题。1880年,他利用太阳光作为光源,用硒晶体(为一种链状自然金属单质矿物、三方晶系,空间群为93.21,晶体沿Z轴延长呈针状、柱状、灰色、条痕红色,解理平行三组完全,晶体易弯曲,具挠性。莫氏硬度2.25~3。密度4.8克/立方厘米,为硒化物的风化产物,由硒铅矿变来,常与褐铁矿共生。)作为光的接收器件,成功的完成了光电话的试验。而通话的最长距离已经达到了213米。在笔者看来,在贝尔毕生的发明中,光电话应该当之无愧为最伟大的发明。 无线光通信的系统组成可如图所示 如图可以看出,一个无线光通信系统包括三个基本的组成部分,发射机,信道和接收机。FSO系统的传播介质是大气,它是凭借大气进行光的信号传播。所以,只要在发射机和接收机之间存在足够的光发射功率,并且存在无遮挡的视距路径,就可以完成FSO的通信了。 对于一个无线光通信的系统来说,最经常使用的光学波长为近红外光谱―850nm,如若要支持更大的系统功率的话,也可以使用红外光谱―1500nm的波长。在FSO点对点的传输过程中,发射机和接收机的设置都是双向的,即每一端都可发射光信号和接受光信号。以便于实现双边通信。而FSO所采用基本技术则是光电的转换(photovoltaicconversion),光电转换过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。这一过程有两种解决途径,最常见的一种是使用以硅为主要材料的固体装置,另一种则是使用光敏染料分子来捕获光子的能量。染料分子吸收光子能量后将使半导体中的带负电的电子和带正电的空穴分离。 二、FSO系统的一些关键技术。 FSO的关键技术主要包括:高功率激光光源技术,光收发天线和精密可靠的光束控制技术,大气信道的研究,高灵敏度的信号探测和处理技术,高精度的捕获、跟踪和瞄准(ATP)技术等。 高功率激光器的选择是FSO技术中十分重要的一环,激光器是用来产生激光信号,并形成光束射向空间。激光器的好坏直对通信质量及通信距离有着十分重要的影响,对系统整体性能影响更大,因而对它的选择是一个重点。空间光通信的传输距离长,空间损耗大,因此激光器输出功率大,调制速率高是对光发射器的一个重要要求。 一般用于空间通信的激光器有三类,其中的.二氧化碳激光器。,输出功率最大( 10kw),输出波长有10.6m、9.6m,但缺点是体积较大,寿命较短,因为它只适合于卫星与地面间的通信而不适合FSO系统的运用。 快速、精确的捕获、跟踪和瞄准(ATP)技术,是保证实现空间远距离光通信的必要核心技术。该系统的组成包括两个部分:捕获(粗跟踪)系统。“它比较适合在较为宽广的范围内捕获目标,捕获范围约达±1°~±20°或更大。通常采用CCD阵列来实现,并常与带通光滤波器、信号实时处理的伺服执行机构共同完成粗跟踪,即目标的捕获。捕获的视场角为几mrad,灵敏度约为10pW,跟踪精度为几十mrad;”跟踪、瞄准(精跟踪)系统。该系统是在最终完成目标捕获后,对相应目标进行瞄准和实时跟踪。通常采用四象限红外探测器(QD)或Q-APD高灵敏度位置传感器来实现,并配以相应伺服控制系统。精跟踪要求视场角为几百ad,跟踪精度为几rad,跟踪灵敏度大约为几nW。 大气信道:对于大气对激光通信信号的干扰的分析比比较有局限性,目前仅存在于大气的吸收和散射等,很少涉及到大气湍流所引起的一系列问题比如闪烁、光束漂移、扩展以及大气色散等。其实这些因素都直接影响着接收端信号的信噪比,进而影响系统的误码率和通信距离、通信带宽。因此,笔者认为有必要在这方面进行更加深入的探讨,并合理提出以上问题的解决方案。例如,采用自适应光学技术就是一个非常不错的研究方向。 三、FSO系统的优点与不足。 FSO系统是不需要向无线管理委员会申请频率执照的,所有比其他的技术都要便捷很多,而且该系统所使用的机型小巧,容易架设。能够很便捷的解决宽带接入的问题,不失为一种省钱省时省力的好方法。 1.FSO系统的频带很宽,速率很高。这是由于FSO系统的传输介质与其他的不同,它是以空气为传输介质的,所以所产生的阻碍会相对于光纤传输会更小,在相同的带宽之下,有着更大的优势。 2.FSO系统适合多种通信协议,在之前的通信系统中,一个普遍的比较麻烦的问题就是依赖与某种协议,但是FSO系统完全突破了这一限制,在现今通用的通信网络中,比如以太网,ATM等,都支持FSO的传输速率。 因此又节约了一大批的资源成本。 3.FSO系统的搭建相当方便,不论是在江河海滩上,还是办公大楼,屋顶上均能方便的架设,除了能实行地面架设以外,更不可思议的是可以直接进行空间架设。并且架设时间相当短,一般几个小时之内便可以完成,大大节约了人力资源成本。 4.FSO系统的安全性能高,由于该系统具有非常窄的波束以及良好的方向性,因此很难以被干扰或者窃听。同时,相对于价格昂贵的光纤网络来说,FSO系统的成本很低,大概只有光纤系统的百分之二十的成本。 此外,FSO系统在很多方面都可以得到合理的运用,比如可以用于军事设施或者国家保密部门的内部系统,用于施工难度高,技术难度大的省市或者边远地区,还可以作为防止光纤通信服务以外中断的后备计划,以及用于公司内部,家庭内部的局域网的连接。 当然,任何的网络通信系统都是有自身的缺点和不足的,FSO作为一种通信技术,自然界对其影响还是很大的。因为激光对位置的精准度要求很高,如果由于大自然的风,雨,雷等原因而造成了激光发射器或者接收器位置的稍微偏离,便会影响光信号的对准与接收。除了恶劣的天气,空气质量也是影响其工作的因素之一,空气中的散射粒子同样的会使发出的光信号产生偏差,所以FSO系统对于空气质量也是有一定的要求的。 由于FSO系统多半是用于短距离的传输,因此长距离传输也就成为了它的弱点。这使得该系统的运用范围变得很窄。同时,由于是采用激光技术,对人体的安全也是不容忽视的因素之一。 中国的FSO技术引进时间比较晚,所以无线光技术到目前为止仍然处于研究起步的阶段,尚未投入到大规模的使用和生产。少数的几家公司率先实验制制作出了成品,但是也还没有投入到生产。究其主要的原因,还是对该技术存在着技术拿捏上的不足以及对其可靠性有所怀疑,因而不敢进行大规模的使用。但是,在笔者看来,无线光通信在国外已经有了良好的发展,说明其大规模的使用已经成为了必然的趋势。它的便捷性,快速性以及对成本的要求较低,使得其成为了不可代替的一种通信技术手段。笔者相信,经过广泛的研究和对突出问题的解决,FSO技术将在国内有着非常大的发展前景。(作者单位:华中科技大学文华学院)
水轮发电机组控制系统设计:水轮发电机主保护配置方案设计论文 1引出两个中性点情况下的主保护方案 1.1分支组合方式的选择 根据柘溪发电站的4个并联分支的基本情况,本文主要考虑的是12-34、13-24以及14-23这三种分支的组合形式。 1.2横差保护分析 在仿真实验的过程中,我们对各种分支情况下的零序横差、裂相横差以及这两种横差保护相互联合作用时候的保护效果进行了统计整理,在实验的过程中,将零序横差的保护选择为0.04IN,并将其作为动作门槛,裂相横差的保护采用比率的制动特性,,差动的门槛选择为0.2IN,斜率为0.3。根据我们对零序横差以及裂相横差的保护可动作的故障数统计结果分析,我们可以看出柘溪的横差保护具有如下特点: a.两种横差保护对同相异分支的故障动作的反映灵敏度均不高,个别的分支的动作数目可以达到18种,这主要是由于同相异分支短路的匝差太小,大部分不超过1匝所造成的。 b.同相异分支的短路故障的保护效果显示相隔的分支组合要强于其他的组合情况,而这主要是因为同相异分支的短路现象只能够发生在相邻的分支之间,比如第二分支只能够与第一或者是第三分支发生同相异分支形式的短路故障,所以采用分支相隔的组合方式具有比相邻分支组合更强的保护效果。 c.无论是零序的横差还是裂相的横差对于异相的短路故障均具有较高的反映灵敏度,这也是因为同相同分支之间的短路匝差比较小的缘故。所以柘溪水力发电站在今后的发展过程中需要不断的加强对同相同分支以及同相异分支的短路故障的保护力度。 d.同时,仿真的结果表明,零序横差以及裂相横差保护的故障动作效果之间具有较强的互补性,所以为了提高保护的效果,可以考虑将二者同时装设在同一个系统中。 1.3纵差保护分析 我们对发电机组中的各种不同分支的组合方式条件下的纵差保护的动作效果进行了效果的统计与分析,差动的门槛以及斜率的数值均与以上仿真工作中的条件相同。仿真的结果表明,纵差保护具有如下特点:a.完全的纵差保护不能够实现对于同相同分支以及同相异分支的短路故障的保护作用,但是可以实现对于2832中异相短路故障的完全保护动作;b.不完全的纵差保护对于各种的短路故障形式均具有较高的反映灵敏度,但是对同相同分支或者是同相异分支的故障的动作不够灵敏;c.对相间故障具有较高的灵敏度的保护是单套的不完全的纵差保护,但是能够实现对于异相短路故障100%动作率的只有双不完全纵差保护。 1.4联合保护方案分析 上述的各种保护方案在单独作用的情况下均有着一定的局限性,不能够收到令人满意的效果,所以需要研究横差保护与纵差保护协同作用的保护方案。通过对组合方案条件下可动作故障数的统计分析,我们得出了结论包括: a.如果选用的是3种中性点侧的分支组合方式,那么最好选择12-34式的分支组合,以便达到最高的故障动作效率; b.如果裂相横差与零序横差均不对这种匝间的短路进行反映,则不完全的纵差保护方案也不能够起到很好的保护作用或者是具有较高的动作率; c.这种联合保护的方案对于异相的短路故障具有较高的动作率,几乎可以实现全部类型故障的动作,但是提高零序横差或者是裂相横差的保护门槛的时候,组合的保护方案并不能够显著的提高动作的效率,所以在现场值不确定的条件下为了提高保护的动作率,可以增加一套纵差保护,进而为异相故障提供双重化的保护效果。 2结束语 在各种规模的水力发电站中,发电机都是关键的设施。但是因为发电机分支结构以及定子绕组结构的方式各不相同,所以实际的主保护方案的设计需要根据实际情况进行选择。本文仅仅例举了柘溪水电站的引出两个中性点情况下的保护方案的设计思路,希望能够对相关的工程设计以及学术研究有所帮助。 作者:冯业海 单位:南宁广发重工集团发电设备公司设计部 水轮发电机组控制系统设计:水轮发电机主接线创新设计研究 摘要:在简要介绍传统水轮发电机定子主接线的基础上,结合实例介绍“首—尾”,“首—首”及“尾—尾”交替接线方法在水轮发电机定子圈式线圈主接线中的应用及其优点。 关键词:水轮发电机;圈式线圈;定子主接线;设计 1概述 一般水轮发电机都采用三相双层绕组,三相双层绕组又可绕成叠绕组和波绕组两种。在整数槽绕组中,每一对极下每相所占相应槽号在磁场下所处的位置完全相同,每一对极就是一个循环,所以无论叠绕或波绕,其接线均较简单。在分数槽绕组中,每一个极下每相所占的槽数实际上是互不相同的,部分极下多一个或少一个槽,但每一相在不同极下所占总槽数是相同的。由于水轮发电机槽数较多,有些低速大容量水轮发电机的槽数竟多达700槽以上,因此分数槽波绕组的接线是比较复杂的,而分数槽叠绕组的接线方式则和整数槽时基本一样,只是前者是以单元电机的极对数进行循环的。本文主要讨论分数槽叠绕组的接线方式。 2实例分析 柬埔寨马德望多功能大坝项目是笔者公司设计的中容量立轴、轴流转桨式水轮发电机组,于2016年10月正式发电,发电机型号为SF6300—24/4250,额定功率6300kW,额定转速250r/min,飞逸转速601r/min,额定点效率96.5%。定子装配外径5000mm,定子机座高1600mm,定子铁芯整圆由18拼片组成,每片11槽,全圆共198槽,即定子共有198个线圈。每极每相槽数为23/4,为分数槽,采用3支路并联,循环序数为3233。 2.1传统发电机圈式线圈主接线“首—尾”连接方法的原理及其缺点 传统发电机定子圈式线圈主接线“首—尾”连接方法对于定子并联支路数为2及以上的绕组接线一般采用顺时针或逆时针方式按“首—尾”交替的方式连接。柬埔寨马德望多功能大坝项目发电机定子的槽数为198槽,每极每相槽数为23/4,为分数槽,采用3支路并联,循环序数为3233。 2.2“首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替主接线方法的原理及优点 “首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替主接线方法主要针对传统发电机圈式线圈主接线“首—尾”连接方法中的缺点,在传统接线方法上作了较大更改,使其圆周方向上的铜环(导电环)长度最短,高度方向上铜环层数最少。与传统的接线方法相比,新的接线方法主要在原来的基础上作了以下调整:将每相引出线的主引出线和中性点引出线的其中一个支路的电流进、出方向对调。以图中的U1相为例,传统的接线方法中+Y方向左侧的U相引出线为第三个支路电流流出方向,应接至U相主引出线所在导电环,对应编号为3U1,而-X下方的U相引出线为第三个支路电流流入方向,应接至中性点引线所在导电环,对应编号为3U2。新的接线方法将上述两个接头对调(对调后该支路内部接线顺序需要作相应调整),改进后的接线中U相所在的两个导电环圆周方向上的跨度均缩小了近一个支路(约120°)。同理,将V相和W相也作相应更改。三相全部更改后,1U1与3U1,1V1与3V1,1W1与3W1三处相邻两引出线变成了“首—首”交替;而3U2与2U2,3V2与2V2,3W2与2W2三处相邻两引出线则变成了“尾—尾”交替;加上没调整的两个支路的“首—尾”交替方式,组成了新的“首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替的主接线方式。新的接线方式大大减少了铜材(导电环)用量和固定导电环线夹的数量,同时可降低定子机座高度,节省材料成本,经济效果显著。 2.3方案比选 柬埔寨马德望多功能大坝项目在做方案时笔者将两种接线方式的图都画好了,但是怎么选择,笔者跟同事及领导讨论了较长的时间。根据业主要求,该项目的交货期只有8个月,交货期很紧,如果沿用传统的接线方式,车间操作工在制作过程中没任何难题,可以确保在交货期内顺利完成。但如果采用新的接线方式,万一车间操作工在制作过程中接错了一个支路,则返工会额外增加许多工作量,不但造成人工成本增加,关键是工期可能会被廷误,从而给公司带来损失。经过一番思想斗争,包括笔者在内的几个年轻人并没有采用照搬传统的接线方式,而是决定尝试着用新的接线方式来替代。经过多方面比较和反复考虑,最终选择采用“首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替的主接线方法。改进后的接线方法在实际操作中也不复杂,只需要提醒车间操作人员每相有一个支路需要将接至主引出线和接入中性点引出线的引线按图纸对调下即可。至于每相对调那个支路要根据该项目主引出线及中性点引出线的方位来定,调整的最终目的是为了使高度方向上导电环的层数最少,圆周方向上导电环的周向跨度最小。 3结语 柬埔寨马德望多功能大坝项目发电机做好已经好几年了,发电也已经半年多了,经过一段时间的运行考验,从电站的反馈信息来看,机组的各项性能均达到设计要求;说明“首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替的主接线方法对机组运行没任何不良影响。此外,据车间操作人员反馈也没有出现接线过程出错,或不好接的情况;相反由于改后导电环层数少了,圆周跨度短了,每个环之间基本都错开了,反而对接线有利。我们之前担心会因为车间操作人员不小心接错线进而影响工期的问题几乎没有。由于过去传统的圈式叠绕组定子主接线大都采用“首—尾”交替的接法,而“首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替的主接线方法在笔者公司还是首次使用,还在尝试阶段,在定子出厂之前及电站成功运行之前,笔者的很多同事包括笔者在内都对此存在一定程度的担忧。通过此次顺利生产过程及电站的实际运行效果,使笔者单位的同事及笔者本人对“首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替的主接线方法有了比较深的了解,为以后设计制造同类机组提供了成功的经验。 作者:刘吕芳;陆松 单位:浙江金轮机电实业有限公司 水轮发电机组控制系统设计:水轮发电机主绝缘损坏原因探究论文 1、设计、制造不良造成水轮发电机绝缘损坏 1.1为降低成本和缩小体积,设计时主绝球裕全偏低,同时某些部位主绝缘包扎层数不够有脱节现象。 例如,某小型水电站机组于1988年底投产发电到2000年运行共12年,实际运行时间不到5万小时,1996年就出现1号机差动保护在发电机升压过程中动作。经检查是A,B相相间主绝缘击穿。2号机在1998年大修过程中进行预防性直流耐压试验时突然击穿主绝缘。经查找为槽底线圈主绝缘对地击穿。经检查发现电机定子线圈绝缘偏薄,某些部位包扎不严,有多处绝缘开裂,不得不进行贴补处理。 1.2生产工艺直接影响着发电机的质量。 水轮发电机组铁芯振动现象时有发生,而且在运行中往往较难正确判断。如某电站1990年投产的水轮发电机组,在投产后不久,运行人员发现机组升压并网后,当负荷带到一定程度时产生异常尖叫响声。经技术人员分析判断为铁芯振动。其主要原因是制造时芯片叠压得不够紧,引起硅钢片在运行中振动。如不及时处理可能会引起硅钢片因长期振动疲劳而折断,最后割破线圈绝缘造成接地短路或相间短路故障,严重时往往无法在现场修复,需要运回制造厂进行铁芯压紧和重新嵌线处理。经采用新工艺在现场压紧后,通过2倍于额定电压的直流泄漏试验和直流耐压试验,然后又进行1.5倍额定电压的交流耐压试验。目前运行还较正常。 2运行环境对发电机主绝缘损坏的影响 2.1运行环境温度直接影响电机的寺命。 已投入运行的小型水轮发电机组大多数采用沥青云母绝缘,这种绝缘采用云母带在 整个线棒直线和端部连续包扎后,经真空浸漆处理,以消除端部搭接的缺点。但沥青软 化点低,主绝缘耐热等级极限较低,一般为105K。真空浸漆工艺复杂,掌握不严就不易 浸透,内部有可能存在气泡,造成线圈质量很不稳定。又由于某些电站为了提高运行水头 厂房建设得很低,为了防止台汛季节尾水通过窗户淹没设备,多数主机层墙上没有设置通风透光窗户,运行环境温度很高,机组散热不良,加速绝缘老化。特别是有的线圈制造不良,绝缘材料含有气隙,使绝缘温差增大,最热点的温度直接缩短定子绝缘的使用寿命。 2.2小水电站地处边远山区,在电气接线上往往处在线路的末端,电压偏移很大。 特别是丰水季节,400V机组的母线电压有时升高到470V,6kV母线有时竟达到7kV。小型电站的并网变压器只有三档分接开关.远远不能满足实际运行的需要而不得不抬高发电机出口电压。 某电站低压机组1978年投产发电,由于长期的高温和电压偏高影响,在夏季发电时电机主绝缘对地击穿,弧光放电将电机的定子铁芯及机壳烧成一个大窟隆,致使 事故后修复工作十分困难。 3、不良检修对发电机主绝缘的破坏 立式水轮发电机进行扩大性检修时,多数需要吊出转子,并且水轮机的转轮也需要通过定子膛中吊出进行补焊。在起吊中如果稍有不小心或吊车技术不熟练就会撞击定子线圈。 某电站水轮发电机组在第一次大修过程中,由于水机底环锈蚀严重,使用顶起螺丝无 法将底环吊出,改用15吨吊车硬性起吊,致使吊环脱落,而15吨吊钩猛烈撞击定子线圈端 部,造成电机端部绝缘多处受伤。 4、机组线圈主绝缘损坏的措施 (1)防止铁芯松动。在大修清扫定子铁芯时应注意观察,如发现铁芯出现红粉,表明该 处有松动.可用电工刀及其他薄型片状工具进行试插松动程度,正常时铁芯齿部插入深度一般不超过3mm。运行中还要注意线圈的紧固情况,在上下层线圈同相且电流方向相同时,作用力最大都压向楷底。如果线圈在槽内固定不牢,就会发生振动导致线圈表面防晕层磨损破坏,同层异相线圈电流方向相反时产生切向交变弯曲力矩最大,也会破坏绝缘。对有松动的线圈应及时将槽楔打紧,必要时可用斜键槽楔。端部松动可用无纬玻璃丝带加强绑扎,绑扎后喷以环氧树脂漆固化。 (2)防止电腐蚀。使用环氧粉云母作主绝缘的水轮发电机组在运行中暴露出的问题主要是电腐蚀。电腐蚀分为内腐蚀和外腐蚀,内腐蚀是因为主绝缘和防晕半导体支间有气隙,对地电压分配在主绝缘和气隙两种不同的介质上.使气隙游离放电;外腐蚀是因为防晕层与铁芯间气隙游离放电。内腐蚀首先破坏主绝缘和导线之问的粘结胶,使绝缘脱壳、胶线松散。产生电磁振动、胶线磨细折断,损坏主绝缘;外腐蚀首先是磨破防晕层,加剧电晕放电,造成线圈表面绝缘损伤。 为了防止电腐蚀,可采用下列措施: (1)电腐蚀的轻重程度与线圈所处电压有关,腐蚀大部发生在发电机电压大于4kV以上线圈中,可在电机运行一段时间后,采取线圈中心点与出线端倒位措施缓解。 (2)运行电机若发现有臭氧味,往往是电腐蚀的前兆,可用局部放电仪进行检查。小水电系统一般都不具备这个条件,可以在环境较暗的情况下用肉眼进行初步观察。若在线圈槽口与线圈端箍连接处等部位出现兰色辉光,则有电晕现象。需要进行检修处理。 水轮发电机组控制系统设计:混流式水轮发电机组主轴系统振动特性分析 摘 要:针对混流式水轮发电机组振动现象严重影响水电站安全运行的问题,应用ANSYS建立主轴系统的有限元模型,分析主轴系统固有频率及振型变化的特点,研究主轴系统的振动特性,并分析主轴系统在激励影响下发生共振的可能性及其振型. 研究结果表明,主轴系统在多种外激励作用下,除了产生强迫振动外,还可产生主共振、分数共振等复杂的振动现象. 研究结果对进一步研究主轴系统动态特性有一定的参考价值. 关键词:混流式水轮发电机组;主轴系统;振动特性;ANSYS 0 引 言 混流式水轮发电机组在强大的电场、磁场和水动力的共同作用下,其运行常伴有激烈的振动,这就造成某些部件会受到一定程度的破坏,严重影响水轮发电机组的安全稳定运行,给水电站造成重大经济损失.大多数学者[1-4]通常以转轮为研究对象,应用有限元分析软件对其进行分析,以确保水轮机组的安全稳定运行.在实际的水轮发电机组系统中,机组主轴是系统的转动部件,也是能量转换的关键部件,工程上机组出现的强烈振动现象以及发生破坏的部件大多与机组主轴系统相关,目前对于发电机主轴系统的研究还不够深入,因而深入研究机组主轴系统的振动特性就显得极为重要.虽然试验研究能够较好地研究水轮发电机组主轴的振动特性[5],但存在成本高、周期长的缺点,有时还难以达到预期效果.随着计算机技术的发展,人们越来越多地应用计算机技术分析系统的振动特性,并取得很好的应用效果.[6-10]本文以混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象,应用大型有限元分析软件ANSYS建立主轴系统的有限元模型,通过该模型对系统的固有频率及相应振型进行仿真,对系统所受的主要外激励频率进行分析计算,并在此基础上对主轴系统的振动特性进行分析和研究. 1 有限元模型 以某水电站的主轴系统为研究对象,该系统主要由发电机转子、主轴、水轮机转轮、推力轴承和导轴承组成,见图1. 主轴系统各部件材料及其物理力学参数见表1. 简便而不失一般性,建模过程中对主轴系统模型作如下简化:(1)主轴系统为一定常系统,并且为线弹性体;(2)主轴系统各部件之间作联结处理,将联结后的主轴系统看作1个整体,3个导轴承和1个推力轴承均被假设为刚性支承;(3)主轴系统结构上的圆角和倒角、转轮上冠法兰上的螺栓孔、主轴法兰上的螺栓孔、上冠上的减压孔等,在模型中均不加以考虑. 用ANSYS建立主轴系统的有限元模型,具体步骤如下:(1)基于特征的参数化造型,建立主轴系统的三维几何模型;(2)对主轴上的3个导轴承处沿图 2 主轴系统的有限元模型x和y方向的径向位移及推力轴承处沿z方向的轴向位移进行约束;(3)采用SOLID92单元对模型进行网格划分,这里划分为222 657个单元和74 192个节点.通过以上步骤即可得到主轴系统的有限元模型,见图2. 2 外激励频率 2.1 转频激扰力 当发电机定子内腔和转子外圆之间气隙不均匀时,定子和转子间就会产生不均衡磁拉力,即转频激扰力,称该力的频率为转频.其计算公式[11]为 式中:n为转轮额定转速. 2.2 尾水涡带激励大量的运行实践和模型试验表明,当混流式水轮机在部分负荷工作时,尾水管内产生不稳定流动,即出现尾水涡带现象,尾水涡带一般呈螺旋状摆动,从而造成低频压力脉动,出现功率摆动、噪音、空蚀和机组与厂房振动现象,给水电站运行带来极大危害.尾水涡带的频率[11]一般可表示为 式中:H为设计水头. 2.3 弓状回旋激励当机组转动部件与固定部件不同心、局部有缺陷或转轮上水流不对称时,将在运行中引起摩擦,从而使转轮周期地推向1侧,引起弓状回旋振动.混流式水轮机的出力超过某一定值时,有可能出现弓状回旋振动.此时水轮机转轮在外水封内沿转动方向作椭圆轨迹的弓状回旋.其振动频率f3约为转频的2~3倍,近似于弓状回旋的自振频率. 2.4 涡壳中的不均匀流场激励涡壳中的水流并不像理论假说的那么均匀,因此在涡壳齿部易产生撞击进口水流,从而对转轮引起振动.其振动频率的计算公式[11]如下 式中:n为转轮转速;Z为转轮叶片数. 2.5 推力轴瓦激励因推力轴瓦不平造成机组在运行中出现较大振动,经原型振动测试分析得出其振动频率[11] 式中:n为转轮转速;p为轴瓦数. 3 振动特性分析 应用ANSYS分析机组主轴系统可得到系统在自由振动状态下的前9阶固有频率值及其相对应的振型.固有频率值见表2,相对应的振型见图3. 通过分析可知,主轴系统的振型主要表现在转子与转轮的振动形式上:第1阶振型为转子绕轴线的扭转振动;第2,3阶振型为转子的摇摆振动;第4,5阶振型为转轮的摇摆振动;第6阶振型为转子的轴向拉伸变形;第7阶振型为转轮绕轴线的扭转振动;第8,9阶振型为转子的弯曲.研究对象中n=75 r/min,H=59.8 m,Z=13,p=16.代入式(1)~(4),可分别得到各外激振频率,见表3. 由于尾水螺旋涡带频率很低,为0.38 Hz,在额定工况下对机组主轴系统产生强迫振动;由于转频激扰力的2倍转频和3倍转频的数值与主轴系统的1阶固有频率十分接近,则在转频激扰力的作用下可引起主轴系统产生1阶模态的分数共振;由于弓状回旋激励频率与主轴系统1阶固有频率比较接近,则在弓状回旋激励的作用下可引起主轴系统产生1阶模态的主共振,其表现形式为转子绕轴线的扭转振动,见图3(a);由于涡壳中的不均匀流场激励频率与主轴系统的第7阶固有频率较接近,则在涡壳中的不均匀流场激励作用下可引起主轴系统产生7阶模态的主共振,其表现为转轮绕轴线的扭转振动,见图3(e);推力轴瓦激励对发电机转子影响较大,由于其频率与主轴系统的第8,9阶固有频率接近,则在推力轴瓦激励的作用下该激励容易诱发机组产生第8,9阶模态的主共振,其表现为转子的弯曲,见图3(f). 可见,主轴系统在各种激励下会出现比较复杂的振动现象. 4 结 论 应用ANSYS对某水电厂的混流式水轮发电机组主轴系统进行振动特性的有限元分析.对主轴系统的前9阶固有振动频率及相应振型进行仿真,对机组在额定工况下受到的主要激励频率进行计算,并对主轴系统在这些激励影响下发生共振的可能性及共振表现形式进行分析.结果表明:研究工作对进一步研究主轴系统动态特性具有一定的参考价值. 水轮发电机组控制系统设计:灯泡贯流式水轮发电机组的安装与检修 摘要:随着我国经济社会的不断发展,对电力的需求越来越大,水轮发电机组也越来越受到关注。文章介绍了灯泡贯流式水轮发电机组的安装与检修流程,及压注意的相关事项,以保证发电机正常运行,水电站顺利发电。 关键字:灯泡贯流式;水轮发电机组;安装检修 水力发电的实现离不开一种重要装备――水轮发电机组,因此,安装水轮发电机组在水力发电工程中具有非常重要的作用。在水轮发电机组的安装过程中,要根据相关的安装实例、经验和设备安装使用说明书,主要进行动态控制,还要跟踪关键部位、重要工序的安装。安装完成后要进行必要的检修,以确保机组的正常运行。 1 安装前的准备工作 1.1 开箱验收设备 按照水轮机组的安装进程,组织供货商、使用单位和安装单位的代表开箱验收要安装的设备,如果设备与合同所列设备相同方可交予安装设备进行安装。要提前半个多月开始开箱验收安装设备,一旦发现设备存在问题,如设备数量不足、存在质量问题、与合同设备型号不符等,要及时告知供货商,然后由供货商对设备进行更换或补齐不足,这样就不会对机组安装的进度产生影响。 1.2 安装人员的水平 安装水轮机组要有合格的、技术过硬的安装队伍。因为不同的安装队伍,其人员组成、人员水平是不同的,所以,要对安装人员的技术水平、自身素质进行考核,这是十分必要的。 1.3 材料等物资的检查 施工单位自行购买的焊条、材料等,都要有相应的出厂监测资料或合格证件,在经过严格的审查后才能使用,避免产品以次充好、以劣充好的情况发生,确保原材料的质量符合标准和要求,对使用的各种量具、计量表等的准确性和有效性,对现场人员进行查验或审查,保证其具有岗位操作资质。 1.4 设备的存放 要按照相关的规范、规定和厂家对指定产品的技术要求存放设备,如一定要对放在露天场所的设备做好防晒、防雨措施,而且要用物品将其垫高,堆放设备的场所要做好排水准备,如修建排水沟,周围要堆砌临时围墙。对一些特殊设备一定要做好防潮措施。 1.5 工程的移交 土建移交机电安装工作面时,一定要认真检查施工场地,到满足工作面移交条件后,由土建单位代表、监理工程师、安装单位一起办理工作面移交手续,如果在这个工作面上,土建单位还有没有做完的工作,或者土建单位有一些工作一定要在安装完机电设备后才能进行,在安装完成机电设备,并且监理工程师也验收合格的前提下,按照相同的方式将其移交给施工单位继续施工。 1.6 安装措施的落实 在安装水轮发电机组前,安装单位要提交水轮发电机组的安装组织措施,对转子、发电机定子等关键的机组部件,还要提交具体的施工组织措施。为了确保措施到位,要安排相关人员或单位审查施工组织措施,同时,供货商要根据不同安装阶段安排相应的技术人员到现场进行监督、指导,确保顺利安装。 1.7 认真检查设备 安装水轮发电机组前,要全面对各种部件进行清洗,并仔细进行检查,记录好关键部件的尺寸、椭圆度、公差。为了确保质量,要对有些部件拆开进行检查,或者通过一定的试验来检查,总之,在安装之前要保证设备符合要求。 2 水轮发电机组的安装流程 灯泡式电站机组没有曲线型流道如蜗壳、肘形尾水管等的施工,这与装设轴流式和混流式机组的常规电站不同,所以可以将土建施工速度加快。加之,灯泡式发电机组能够在轴承、主轴等安装完后,同时对发电机和水轮机行安装,因此能将建设电站的时间大大缩短。 3 关键部件安装与检修 3.1 安装管型座 作为灯泡贯流式机组最重要的基础部件,管型座是整个机组和流道的主要传递力和起支撑作用的部件,机组其它部件的质量直接受其安装质量影响,因此要对其中心、水平和标高等严格进行控制,尤其是两端面法兰的平面度和垂直度。按照通常水电站的施工特点,在具备安装管型座的条件且还没有形成桥机和厂房时,不能将组成后的管型座整体调八安装间机坑进行安装。为了将工期缩短,在工程土建施工过程中,布置混凝土大型垂直起吊运输机械时,可以考虑采用分瓣吊装管型座、组圆在机坑内垂直拼装的方法。 3.2 安装主轴及组合轴承 发电机和水轮机使用的是共同的主轴。水导轴承、组合推导轴承等装配在主轴上。轴承是属于启动为重载静压,运行为动态的类型,高压油顶起装置设置在水导和组合轴承下面。油泵不仅在机组运行时提供润滑油给各个轴承,轴承油箱和高位油箱之间还有一部分油在循环,在断电情况下,各轴承可以通过高位油箱来供油,这样就对停机过程起到了很好的润滑作用,保护了机器设备。安装间装配完主轴后,从管型座上游侧框架孔调入流道后水平转90度,然后缓缓向下游移动大轴,直到其达到安装位置。为了使主轴及轴承的各项参数都能达到设计标准,要使用生产厂家提供的专门调整工具进行调整。 3.3 安装转轮 在安装间完成转轮的解体、清扫、组装工作后,再测试转轮的动作和耐压程度,吊装要在测验满足要求后进行。吊装前,拆下一叶片,将吊具装好,通过桥机的主、副钩使转轮翻转180度,然后使用副钩从水轮机坑将转轮吊八和主轴把合,用电加热法将联轴螺栓打伸长,待紧固后再装上拆下的叶片。 3.4 安装转子和定子 磁极和转子支架构成了转子,转子支架整体到货,螺栓将磁极把合在支架上,很容易组装。挂装磁极前,要先测量绝缘电阻,然后根据重量和极性装配。挂装后,转子的直径和圆度要通过磁轨圈和磁极之间的调整垫片进行调整,各个半径和平均半径的差的绝对值要保持在一定范围内。全部组装完转子后,再测试交流耐压能力,然后喷漆,最后使用翻身工具和转子起吊从发电机坑将转子吊八,以联接主轴。 定子与转子支架一样,也是整体到货,在安装间要将制动器、挡风板和管路装设好,装设完后测试定子的交流耐压能力。为了避免定子在吊装过程中变形,要使用生产厂家提供的专用平衡梁吊装定子。 3.5 安装灯泡头 转子吊装前,要将灯泡头吊八流道,为了使灯泡头能临时落在支墩上游侧,用在中墩上固定的手拉葫芦在灯泡头接近发电机支墩时往上游方向拉,定子就位后,然后再吊起使之与定子组装,定子在桥机松钩时用千斤顶顶起来,让定子保持在没有连接灯泡头之前的状态。之后,发电机辅助横向支撑、垂直主支撑、机组导流板、发电机承压盖板等再依次安装上去。 4 水轮发电机组的检修 安装完灯泡贯流式水轮发电机组后,要对整个设备进行几次全面的检查,保证灯泡贯流式水轮发电机组能够顺利运行,否则将给将来的使用造成重大的隐患。下面介绍几种可能的隐患: 4.1 转子―点接地 在发电机组使用过程中,“转子一点接地”光子牌一直亮灯,而绝缘电阻绝缘情况良好,在对转子系统进行全面检查后,发现转子到集电环的引线中有一条电缆外皮被电缆夹夹损,导致电缆夹嵌入电缆皮内部,并且有明显的放电灼伤痕迹。这主要是安装时电缆接触面和电缆夹没有按照规定的要求进行有效的绝缘包扎,电缆夹收夹较紧所致。 4.2 主变低压侧真空断路器故障 在设备使用过程中,某一台发电机突然停机,经过检查发现,主变低压侧真空断路器跳闸引起了发电机甩负荷过速事故停机。而主变低压侧系统保持正常,而主变低压侧真空开关无法正常合闸,将其打开发现有大量尘污附在储能操作机构内。对其进行清污,并加入一定的润滑脂,操作机构恢复正常,合闸也能正常进行,发电机也能正常运行。这是由于安装过程中环境太差,而安装完毕后又没有进行检查所致。 5 安装过程中需要重点注意的问题 (1) 要对水轮机组过流部件中密封部位的有关尺寸进行仔细的检查,并根据有关标准进行渗漏试验,保证密封件的压缩量能够满足设计要求。 (2) 在进行主轴安装和调试时,应该对上游侧与管型座定子把合法兰的同心度进行检查,以确保对管型座把合螺栓和定转子空气间隙的安装和调整能够顺利进行。 (3) 从主轴吊人机坑的完成至机组正式发电大约需要1~2个月的时间,所以,要对镜板、发导轴颈和水导轴颈等部位进行如设置除湿机、涂抹凡士林等防锈处理,以确保镜板和轴颈部位不会发生锈蚀。 (4) 在进行受油器座的安装时,要充分考虑到机组运行时灯泡头上浮量的问题,对受油器体和浮动瓦的间隙进行合理控制,保证上部小于下部,使其两侧的间隙处于相等的水平。同时,受油器的支撑应该具有足够的强度和刚度,以免因受油器振动过大而造成浮动瓦及其它部件的损坏。 (5) 水轮机组各个部件的联结螺栓的预应力应该符合设计标准的要求,同时,还要确保转动部位螺栓锁定的可靠性。 [6) 施工人员在定转子内进行施工时,要注意采取相关措施避免各类工具和零件落入气隙或被遗忘在定转子内。 (7) 要对机组各个部位的高压顶起装置、轴承润滑油系统、轴瓦及其油孔进行彻底的清洗,在润滑油的管路安装结束后,还要注意采用循环滤油的方式对其进行冲洗,并保证各轴瓦的进油边尺寸符合设计及有关标准的要求。 (8) 水轮机组各部分的瓦轴间隙要满足设计图纸的要求,主轴和筒式瓦之间不能存在偏斜的问题,在机组安装全部结束后要重点对水导瓦间隙进行检查。 6 结语 水轮发电机组是水电站中最重要的设备,也是安装机电的关键,因此要保证发电机组按照要求进行安装,并且要对安装过程进行监督。安装完成后,要进行必要的检修,将各种隐患排除,保证发电机正常运行,确保水电站顺利发电。
基础理论论文:论构建我国现代经济法基础理论的若干基本点 摘要:本文是对经济法学基础理论的探讨,论述了现代经济法学的四个基本问题:现代经济法价值取向的问题、现代经济法的主体架构问题、现代经济法作为独立部门法的哲学基础理论论证和现代经济法的主要研究方法。希望通过对这些基础理论问题的深入探讨,能够加强我国经济法学界基础理论统一与共识。 关键词:经济法基础理论、现代经济法的价值取向、第三主体 伴随着20世纪80年代以来我国经济体制的改革与转轨,我国的经济法学基础理论也已经历了20多年的争论与发展,在发展中争论,在争论中发展,在实践中检验各种理论的正确与谬误,正是在这样一种对真理的不断追求与探索中,我国的现代经济法学已经颇具规模。 目前,我国的经济法学界已经形成了多种流派学说,从最初的“纵横说”、“学科经济法说”、“密切联系说”、“经济管理关系说”、“综合经济法说”、“经济行政法说”、“企业法说”、“国民经济运行法说”,到现在的“经济协调关系说”、“需要干预经济关系说”、“经济管理与市场运行关系说”、“宏观调控说”、“国家调节关系说”、“国家参与关系说”、“新经济行政法说”、“二次调整说”、“模糊说”、“限定的纵横统一说”,等等。 百家争鸣的景象当然我国现代经济法学蓬勃发展的最好表征。然而我们也不得不承认各种经济法学说相互并立,甚至一本书就代表着一种经济法流派,既给经济法学的讲授工作带来了相当的难度,也是一门独立学科还不够成熟的表现。笔者认为一门成熟的学科不仅要有促进该学科发展的争论,更多的要有促进该学科独立而稳定的共识,而在我国的经济法学界显然缺少一种“求同存异”的认识。在我国经济法基础理论日益丰富的条件下,我国的经济法学者应该尽可能的抛弃所属学派的意气之争和门第之见,在一切为我国经济法学独立和发展的大局观的指引下,尽快将各学派相同相通的经济法学理论统一起来,以谋求我国经济法在未来更大的发展。 笔者拟通过本文,在经济法学基础理论的“求同”上作一个初步的尝试。在我国的经济法学界至少有现代经济法的价值取向、现代经济法的主体架构、现代经济法作为一个独立部门法的哲学理论论证和现代经济法的研究方法等四个问题应该形成共识。 一、现代经济法价值取向的问题 现代经济法的法律价值取向:经济法是以社会为本位的法,而非以国家为本位的法。 我们首先来谈谈现代化这个常识性问题,有的学者认为:“现代化有两个核心问题,一个是发达的市场经济,一个是民主政治,这两点背后共同的东西就是社会的个人本位化,也就是从一个共同体为本位的传统社会过渡到个人本位的、尊重公民个人权利和个性价值的社会。”[1] (P231)对于此种认识,笔者认为“尊重公民个人权利和个性价值”的观点无疑是正确的,但关于“社会的个人本位化,也就是从一个共同体为本位的传统社会过渡到个人本位的社会”的提法,值得商榷。 回顾人类近现展的历史,我们会发现在社会价值取向上始终存在着以个人为本位的西方国家同以国家为本位的东方国家之争。资产阶级的自由主义和个人本位的思想理念,在反封建的斗争和人类思想解放的过程中其进步作用当然应当肯定。而在相对贫穷落后的东方国家,正是以国家为本位的主导思想,才使得整个国家的稀缺资源掌握在该国先进的阶层或统治阶级手中,由政府加以调配,从而集中力量办几件大事。例如中国共产党领导的无产阶级正是藉此赶走外来压迫,建立了中华人民共和国,并在国内进行政治和经济革命,为中国的现代化进程奠定了有力的工农业和科技基础。 然而无论是以个人为本位的理念,还是以国家为本位的理念在人类生产力不断提高的情况下,特别是在人类社会化大生产的背景下都遇到了自身无法克服的矛盾和问题,于是它们都自觉或被迫地选择了或正在选择一种现代化的本位理念观:以社会为本位的理念观。在信奉“个人本位”的西方国家在现代化的进程中深刻认识到极端的个人主义和自由放任非但不能保证个人充分发展,相反会危及到社会的稳定与发展。关于对“个人本位”危害的认识,早在19世纪,作为美国社会学法学派的创始人庞德就已经有了较为深刻的认识,他把利益分为个人利益、公共利益和社会利益。并进一步指出:“包含社会利益的个人生活是一种道德的、社会的生活。所以社会利益不能容忍为了满足反社会的邪恶目的而行使个人权利。”[2](P138-140) 而在信奉“国家本位”的东方国家在现代化的过程中也同样认识到国家的过分集权,大大损伤了社会个体的生产积极性和创造力,也就阻碍了社会的发展。也正是基于这种本位观认识的转变,无论这种转变在当时是有意识的还是无意识的,它都体现在了对国家经济关系的调整上,而这种调整体现在社会上层建筑的法律中,便是现代化的经济法理念观。绝对的计划经济以国家为本位,绝对的市场经济以个人为本位,而经济法是以社会为本位的法。所以“绝对的计划经济不需要经济法,绝对的市场经济容不得经济法”[3] .只有在市场与计划(西方国家)或计划与市场(东方国家)相互融合,真正意义上的现代化经济法才得以产生。 综上,经济法是社会转变中产生,其本身也在随着社会不断发展而转变。现代经济法的法律价值取向与社会发展的价值取向相一致:经济法是以社会为本位的法。因此,现代经济法是具有时代特征的新型部门法,是法制现代化的重要标志。而随着经济法社会化本位的日益凸现,经济法的现代化主体—第三主体,一个完全以社会为本位的主体,也逐渐显露出庐山真面目,登上了历史舞台。 二、现代经济法的主体架构问题 经济法主体二元架构的突破,三元架构的初探。 我国一些传统经济法学者的“国家—市场”二元框架理论的基本特点是:将政府和市场作为对等的非此即彼的两个主体,他们把政府和市场作为经济资源配置的两种基本方式。当“市场失灵”的时候需要政府权力的适当介入或干预,也就是我们常常说的“国家指导”;而政府的调节行为则可能会有调节“不适当”情况的出现,这就需要完善的法律对政府的经济行为及其后果加以规范。从正面说,政府对市场失灵时的正确干预需要法律的确认;从反面说,政府干预的缺陷和有时的失灵与不适时也需要法律的纠正、限制和禁止。这样就产生了一些经济法学者认识经济法本质的基础。对于这种经济法的国家干预和协调学说这里我们不做评论,但是随着社会生产力的不断发展,经济现象的日益丰富,我们越来越认识到第三部门的存在和其对经济资源配置影响力的日益加强。 对于第三部门的认识,迄今为止国内外学者的认识是不统一的,这里限于篇幅笔者不能一一举例,笔者认为所谓的第三部门就是与国家政府和私人团体相对应的社会团体,社会团体不具有国家机关的官方性质,同时也没有私人团体的赢利唯一性。这里需要对“赢利唯一性” 做一特殊说明,“赢利唯一性”不同于赢利性,它强调唯一性,即第三部门可以有赢利的要求和需要,但赢利不是第一性的,它往往服从和服务于其它社会公共目的。社会团体具有极强的社会公益性,着眼于人类社会长远的整体利益,随着其范围和主体的日益扩大,其社会为本位的价值观正日益受到越来越多的有识之士的认同,因而其对经济生活的影响也在不断扩大。社会团体作为经济法的第三部门的提出,恰恰反映了人类价值观的转变历程:由国家为本位到个人为本位,由个人为本位“回归”到社会本位。社会团体的范围至少包括各种公益事业基金会、文化团体、学术组织、运动协会、现代化的教会、“在野”派、民间环保组织、红十字协会以及独立的传媒等等。 特别地,在当代高科技日益深入人们生产、生活的条件下,以国家、政府的立法行为来弥补高科技所带来的法律真空已经明显滞后,在全球范围内的因特网的技术标准、保护协议和相关游戏规则几乎都是在没有国家的参与的情况下,由一些社团组织不待政府授权而自行制定和实施的,这种超越国界,没有国家参与的立法在现实中也得到了很好的保障与实施,这更从现实的角度证明了作为第三部门的社会团体的独立的主体地位和其存在的必要性与价值:即第三部门是适应社会发展需要而产生和发展起来的新型主体,它的出现是社会生产力不断发展的必然和客观需要。 作为第三部门的社会团体同国家政府对经济资源配置调整的优势在于:第一,经济资源配置效率大大提高。作为第三部门的社会团体同国家政府相比显然缺少了官僚的拖沓作风。第二,经济资源配置更加人性化。与国家的为统治阶级服务的职能不同,由于社会团体更着眼于社会整体利益,所以它会将更多资源应用于相对贫困和需要投入的经济个体。中国古语说:“天之道损有余而补不足,人之道损不足而补有余。”这句话充分说明了人类历史上的贫富差距总在不断拉大的社会根源。而第三部门的出现则真正有可能使人之道符合天之道。而且我们也有理由相信随着生产力的日益提高,第三部门在这方面的职能将越来越强大。第三,第三部门经济资源配置范围将有可能超越国家领域。随着经济全球化的不断深入,超越国界第三部门也越来越多,它们对经济资源配置当然地不限于一国之内。这无疑为突破各国政府相对狭隘的贸易保护壁垒,反垄断特别是反国家垄断提供了一个的新的解决途径。 三、现代经济法作为独立部门法的哲学基础理论论证 经济法的哲学基础理论的现代化:辩证唯物主义的发展与延伸-系统论。 经济法作为一个独立的部门法的地位长期以来受到一些民法学者的质疑,在他们看来:经济关系可以分解为行政性经济关系、平等主体的经济关系和劳动经济关系,所谓的经济法法规可以分解为民法的规范、行政法法规和劳动法法规,而经济关系的综合调整则可以分解为行政法的调整方法、民法的调整方法和劳动法的调整方法,既然这三个部门法可以分割“独立”调整经济关系,经济法也就丧失了其存在必要性。 笔者认为这些民法学者之所以会得到上述错误结论,主要是采用了片面的形而上学的分析方法,更是对马克思哲学的辩证法和现代科学的系统论缺乏应有的认识。 经济法调整的经济关系是一种综合性的经济关系,所谓的综合是有机的结合,绝对不是简单的相加混和,所以采用“平面层次的分割法”来分析分解经济法的研究对象当然是行不通的!笔者认为法律本身就是一种有机的系统,而法律中的各个部门法本身也是一个有机系统,部门法系统就构成了法律系统的子系统。引用哲学中充满了辩证唯物主义色彩的系统论的观点来理解现代化的法律体系关于部门法的划分,从而从哲学的角度为经济法是一个独立的部门法来正名,无疑对丰富现代化经济法基础理论有重大意义。 辩证唯物主义系统论认为:系统虽然由子系统或元素构成,但系统具有子系统或元素不具备的某些特性,系统一经子系统或元素构成就发生了质的飞跃与提升。所以系统不能理解为其子系统或元素的简单集合。此哲学观点无疑为现代法律系统的子系统划分(部门法划分)提供了最好的方法论。一些传统的民法学者划分法律部门时认为:横向的平等主体间经济关系由民法部门来调整,纵向的经济关系则由行政法来调整。而经济法的调整对象既有横向领域又有纵向领域,那么经济法是否成为一个独立的法律部门呢?依照系统论的观点:系统(经济法)一经子系统或元素(横向领域的经济关系和纵向领域的经济关系)构成就发生了质的飞跃与提升,这种质的飞跃与提升具体表现在现实中就是经济法所调整的经济关系既不可能由单纯调整横向经济关系的民法来实现,也不可能由单纯调整纵向经济关系行政法来实现。相应地,这个独立的法律部门所调整的一定范围内的纵横统一的经济关系相对于单纯的横向经济关系与单纯的纵向经济关系,有质的变化,是一种全新的经济关系。这里我们可以借鉴化学来更好地理解这一点:比如C + O2 = CO2,CO2显然与C和O2不是同一种物质。这也就是上世纪80年代我国学者提出的著名的结构质变规律。通过上述带有思辨色彩的哲学分析,我们可以很自然的确信:新兴的经济法系统当然是一个独立的部门法。 四、现代经济法的主要研究方法 经济法的研究方法体系一般认为主要有三个层次:哲学层次的抽象思维方法、法学学科的研究方法和跨学科的研究方法。 哲学层次的抽象思维方法在讨论第三个问题时我们已经使用过,它从人类的思维逻辑上论证了经济法是一个独立的部门法,从而驳斥了少数其它部门法学者对经济法地位不能独立的攻击。 法学学科的研究方法当然是经济法研究的最基本方法。但笔者认为跨学科的研究方法才是经济法的最主要研究方法。 对于跨学科的研究方法,这里笔者作如下定义:将原本为甲学科特有的研究方法应用在乙学科中,从而使乙学科有意想不到的突破或发展的研究方法,叫做跨学科的研究方法。跨学科的研究方法是现代学科研究中最锐利的研究方法。例如现代生物学基因排列发现就是借鉴了物理学科的研究方法;而现代最出色的经济学者和其理论往往都借鉴了数学的分析方法。凡此种种,这样的例子不胜枚举。那么作为新兴的部门法-经济法而言,它的研究方法就更具备了这样一种特性。对于经济法的跨学科研究方法主要是指对经济学的借鉴。这种借鉴是不可避免的!这种借鉴源自于经济法与经济学的天然联系,是伴随着经济法刚刚产生的那一刻就开始了。 显然在古典政治经济学时期,亚当?斯密的自由放任的市场一手论是不可能使经济法成为独立的部门法。而只有在现代经济学认识到国家适度干预的理论后,才使经济法的独立成为可能。所以经济法从诞生的那一天起就不可避免地与经济学联系在了一起,甚至可以这样说:经济法就是法学借鉴经济学而从传统法律体系中独立出来的部门法。因而它也就常常为近乎“完美的”传统法律体系固执的拒绝和不容。 从宏观经济学的国家和市场对经济的调控理论到微观经济学的效益和成本、供给和需求、均衡理论,现代经济学几乎无一不为现代经济法提供了可以借鉴的和吸收的理论。 综上:法学学科的研究方法是经济法研究的最基本方法,而跨学科的研究方法(尤其是现代经济学理论)才是经济法的最主要研究方法。 结论 经济法作为法律现代化的重要标志,从它的价值取向到它的主体,从它的独立基础到它的研究方法无一不闪烁着各种学科的前沿性与现代化的光芒。因而我们有理由相信作为法律体系中冉冉升起的新兴部门法必然和其它新兴事物一样有着无限美好的前景。 基础理论论文:经济法基础理论研究回顾与述评 摘 要:文章回顾总结了近二十年来我国经济法学基础理论研究的简要历程,划分了经济法学基础理论研究的两个重要阶段;对我国经济法学基础理论研究发展的原因和经济法学基础理论研究的三大成果进行了概括;并对今后我国经济法学基础理论研究方向与研究方法提出了见解。 关键词:经济法学;基础理论;回顾;总结;前瞻 一、回顾与启示 我国法学界对于经济法学理论的研究兴始于20世纪70年代末,至今已有二十多年,应该说经历了二个阶段。 第一阶段(1978~1992年)为大量兴起到走向徘徊阶段。中国共产党十一届三中全会后,由于工作重点转移到经济建设方面,经济体制改革快速发展起来,这为当时经济法学理论研究大量的兴起奠定了社会经济基础。20世纪70年代末80年代初,我国法学界一些专家学者致力于经济法学基础理论的研究,不少学者著书或发表文章,阐述自己的观点和理论主张,当时主要集中在法学院校的经济法学教学中。从80年代初始,我国司法部组织各法学院校专家学者编撰高等院校法学统编教材。1983年由法律出版社出版了第一本《经济法学》统编教材,书中阐述了经济法学的一些基本理论问题,这一时期的研究成果归纳主要有以下几点: 1.关于经济法的定义和调整对象。“经济法是调整国家机关、企业、事业单位和其他社会组织及其相互之间,以及它们与公民之间的那部分经济关系的法律规范的总和”[1](P6-8),经济法的调整对象是曾经盛行一时的“纵横说”,“既包括调整国民经济管理在经济活动中社会关系———纵向社会关系;也包括调整社会经济组织之间以及他们与公民之间在经济活动中所发生的社会关系———横向经济关系。”[1](P6 8)“纵横说”遭到民法学界人士的强烈反对,由此展开了经济法与民法调整对象的大辩论。这种辩论一直到1986年《民法通则》颁布,由于《民法通则》第二条界定了民法的调整范围,再加上时任全国人大法制委员会主任王汉斌同志在《民法通则》起草说明中指出:“平等主体之间横向的经济关系由民法调整,纵向的经济关系由经济法和行政法调整。”[2](P44)至此为民法与经济法调整对象的争论从法律依据上划了一个句号。 2.关于经济法学理论体系的构建。20世纪80年代初,不少学者仍主张建立以计划法律制度为核心的经济法体系。1981年底《中华人民共和国经济合同法》颁布后,当时所有的经济法学教科书都把这一法律规范作为其理论体系的主要内容。这是因为有些经济法学者认为,《经济合同法》是经济法学体系的重要组成部分。 第二阶段(1993年以来至今)为经济法学基础理论研究的徘徊发展到走向基本完善时期。这一时期的社会背景是中国从80年代后期至90年代初,在经济改革取得了初步成绩后,出现了停滞徘徊状态。究其原因是人们的主观思想仍受到计划体制思想观念的束缚,对改革形势产生怀疑,在社会意识形态领域出现了姓“资”还是姓“社”的疑问和讨论;客观方面由于我国经济体制改革是一个新生事物,没有现成的经验参照,在改革过程中出现了“车到山前疑无路”的困惑;再加上89年“六四”政治风波的影响,有人担心进一步改革开放会给国家稳定带来影响。在这关键时刻,我国改革开放的总设计师邓小平同志于1992年初南巡发表重要讲话,明确阐明了社会主义也可以搞市场经济,从根本上破除了把计划经济和市场经济看作属于社会制度范畴的框框,解决了当时困扰人们姓“社”还是姓“资”的思想认识问题。邓小平同志南巡讲话和同志的十四大报告,不仅为社会主义市场经济指明了方向,同时也为我国经济法学理论研究指明了方向。所以,1992年以后我国经济法学基础理论研究出现了历史性转折。这一时期的研究成果归纳起来主要有以下几点: 1.关于经济法的定义及调整对象。1995年6月,高等法学院校《经济法学》教材第五版由法律出版社出版,书中将经济法定义为:“调整宏观调控下一定的市场经济关系的法律规范的总称。”[1](P14)经济法的调整对象是“宏观调控下一定的市场经济关系,具体包括宏观调控经济关系与一定的市场经济关系。”[1](P22-27)从该书第一版和第五版内容来看,对经济法定义及调整对象的认识经历了一个明显的转变,主张“纵横说”的经济法学者逐步转至“市场关系说”的认识上来,1986年《民法通则》颁布后,由于该法明确否定了有些经济法学者提出的“纵横说”,经济法学研究对象一度出现了断层。这时,以西南政法大学李昌麒教授为代表的学者提出“密切联系论”,他在1987年出版的《经济法教程》中将经济法定义为:“调整经济管理关系以及与经济管理关系有密切联系的经济协作关系的法律规范的总称。”[3](P18)从而对当时盛行的“纵横经济法论”提出限制,这在当时完全符合《民法通则》立法精神。李教授在此基础上又发展提出“国家干预说”,他在1994年出版的高等政法院校规划教材《经济法学》中,将经济法定义为,“国家为了克服市场调节的盲目性和局限性而制定的调整全局性的,社会公共性的,需要由国家干预的经济关系的法律规范的总称,或者简而言之,经济法是调整需要由国家干预的经济关系的法律规范的总称。”[4](P33)该书将经济法调整对象分为四个部分:(1)微观经济调控关系;(2)宏观经济调控关系;(3)市场调控关系;(4)社会分配关系。[4](P34-49)“需要干预经济关系说”在法学界产生了广泛影响。 2.关于经济法学理论体系的构建。虽然在学界仍然强调计划法反映经济法本质特征,但多数学者已不主张把计划法列为经济法的“龙头法”。另外,“经济组织法”、“宏观调控法”与“社会分配法”,作为经济法学理论体系包含的基本内容在学界逐步形成共识。 二、发展与成就 (一)经济法的独立地位得到确立与承认 从我国经济法研究的兴起开始,就产生了经济法与其它学科(主要是民商法、行政法)的理论争议,与前苏联自20世纪20年代开始的经济法学界与民法学界产生了五十余年的争论相似,我国经济法与民商法也存在相当激烈的争论。大经济法主义与大民法主义相互排斥对方,不承认各自的独立性。80年代初期以陶和谦教授为代表的大经济法主义者强调经济法的重要性与独立性,提出“纵横论”,以排斥民法的地位和作用,先后遭到佟柔先生、张佩霖、杨振山、冠志新、王家福、梁慧星等教授的强烈反对与批评。后来,佟柔先生提出“学科经济法论”,王家福教授提出“综合经济法论”,梁慧星教授提出“经济行政法论”,虽然研究的角度不同,但共同点都否认经济法的独立性,当然这些都是80年代初期的观点和主张。1986年《民法通则》颁布后,一些专家学者的观点发生转变,这一方面得益于王汉斌同志在起草《民法通则》说明中指出民法、经济法、行政法划界问题;另一方面人们越来越认识到两法对经济发展的独特作用及相互不可替代性。1986年后,李昌麒教授首先倡导有限制的纵横论,即“密切联系论”;北大杨紫火亘教授提出“管理———协作论。”①均是在克服“纵横论”对经济关系做纵向和横向划分之缺陷的基础上发展起来的。这些主张强调经济法的独立地位,同时承认经济法调整的社会经济关系有一定范围的限制。事实上对大经济法主义的“纵横论”提出批评与否定。1993年民商法学著名学者梁慧星教授在其《社会主义市场经济与民事立法》中指出,“对社会主义市场经济法律秩序,要求建立和完善两种不同性质的立法体系,即为市场提供一般规则的民商法体系和以维持公平自由竞争秩序为目标的经济法体系。后者主要是反垄断,反不正当竞争法,消费者权益保护法,质量管理法以及各种市场管理法。”[5](P43)武汉大学漆多俊教授1995年6月在海南讲学时提出:“对社会主义市场经济进行调整需要两手,即‘无形之手’和‘有形之手’。民法为‘无形之手’,经济法为‘有形之手’。市场经济的建立与发展既有看不见的无形之手———民法起作用,又离不开看得见的有形之手———经济法宏观调控。”我们看到,经济法由于扎根于我国经济改革发展的土壤之中,显示出顽强的生命力,在经历过徘徊状态后,经过认真反思,经济法学基础理论研究显示蓬勃生机,而民商法学者们也大多认识到经济法独特的作用民法是不能代替的事实。应该说到90年代初,中国经济法的地位才真正得到承认和确立。 (二)经济法调整对象渐趋一致 1994年,西南政法大学李昌麒教授在其“有限制的纵横论说”基础上提出现今盛行的“需要国家干预经济说”。①他对经济法的定义及调整对象,前文已有说明,这里不再重复。中国人民大学刘文华教授认为:“经济法是国家为了保证社会主义市场经济的协调发展而制定的,有关调整经济管理关系和市场运行关系的法律规范的统一体系。经济法的调整对象包括:(1)国家经济管理关系;(2)市场运行关系;(3)组织内部经济关系;(4)涉外经济管理关系。”②有关理论被学界称为“经济管理与市场运行说”。北京大学杨紫火亘教授认为:“经济法是调整在国家协调经济运行过程中发生的经济关系的法律规范的总称。所谓经济协作关系,包括四个方面的内容:(1)企业组织管理关系;(2)市场经济关系;(3)宏观经济调控关系;(4)社会经济保障关系。”③有关理论被学界称为“经济协调关系说”。漆多俊教授认为:“经济法是规范和保障国家调节之法。现代国家调节社会采取强制、参与、促导三种方式。为了规范和保障这三种国家调节,需要制定和实施竞争法、国家投资经营法,国家宏观调控法”。④有关理论被学界称为“国家调节关系说”。上述四位教授的学说,可以说代表了经济法学界最新研究成果和研究水平。通过比较就会发现有共同特点:第一、各种学说都肯定了宏观调控经济关系作为经济法调整对象,经济法应积极建立宏观调控法律制度,这一点各位学者均形成共识。第二、经济法调整对象以市场经济秩序法为重点,如漆多俊教授提出的竞争法,李昌麒教授提出的市场调控法,刘文华教授提出市场运行法,虽然表述不同,但实质上都是以重点发挥经济法在建立社会主义市场经济秩序中的功能与作用为目的,来构建以市场经济秩序法为重点的经济法律体系。第三、关于市场经济关系的重要主体———经济组织的调控,多数学者认为应纳入经济法调整的对象,如李昌麒、杨紫火亘、刘文华教授均认为经济法应包含对企业等经济组织管理监督的职能,而主张将其纳入调整对象,漆多俊、梁慧星教授认为其应属民商法调整对象。第四、对于社会分配调控关系,有人主张应由劳动法来调整,如漆多俊教授;李昌麒教授认为应属经济法调整范畴,学界对此争议颇多。笔者认为在市场经济资源配置过程中,国家通过干预可以保持社会分配的公平、公正和合理性,因此,笔者同意李昌麒教授的观点。 通过以上分析可以得出这样的结论,经济法调整对象或范围渐趋一致,多数专家学者已取得共识,即经济法从微观上调整国家对社会经济组织的管理关系,宏观上调整需要由国家干预的社会经济关系,经济法的任务在于维持市场经济正常秩序,保证社会分配的公平公正和合理性。 (三)构建的经济法学体系基本形成 从目前经济法学理论研究现状来看,学者们基本上抛弃了在传统计划经济体制影响下所形成的“大经济法主义”,经济法的调整范围相对缩小,趋向科学合理。在构建经济法学体系的思考上,对其内容的统一认识也逐渐靠近。根据对前几位教授各自编撰的经济法论著的考察,发现理论体系上都是五编三十章左右,第一编都是关于经济法基本理论的阐述;第二编除漆多俊教授外,其他几位教授都编写了经济组织法(有的称为企业法),以李昌麒教授主编的《经济法学》为例,经济组织法的内容包括全民所有制工业企业法,集体所有制工业企业法、私营企业和个体经济法,外商投资企业法、公司法、经济组织承包、租赁经营法,与杨紫火亘、刘文华教授编写的内容如出一辙;第三编市场调控法(杨紫火亘、刘文华教授称为市场运行法,漆多俊教授称为市场障碍排除法),虽然称谓不同,但其内容几乎都是包括反不正当竞争法与反垄断法、消费者权益保护法、产品质量法等法律制度;第四编宏观调控法,包括产业结构调节法、计划法、投资、国有资产管理法,银行法、票据、证券法、保险法、劳动法、环境法、自然资源法、对外贸易法;除票据、证券、保险法、环境法、自然资源法有不同观点,如有的学者认为不应由经济法调整而应由民商法调整外,对其他法律制度应列为经济法学理论体系,各家学说意见是统一的;第五编社会分配调控法,包括财政税收法,劳动报酬、社会保障法,对此编内容,学者意见不一,漆多俊、刘文华、杨紫火亘教授认为财税法应属宏观调控法律制度,对于劳动报酬,社会保障法,江平教授认为应属社会法范畴。笔者从经济法具有保障社会资源分配的公平、公正、合理考虑,赞成李昌麒教授的主张,上述具体制度应纳入社会分配调控法制体系中。 我国经济法学基础理论经过20年的洗礼已日渐成熟,经济法是国家干预市场经济的法的理念已被广泛认同与接受,其调整对象日渐明确一致,经济法体系的构建基本形成并趋向合理完善。整个经济法研究领域呈现出欣欣向荣的局面。但是,我们也必须清醒的看到,在经济法学界目前仍然存在着不愿放弃旧观念,甚至想拓宽经济法调整范围的倾向。如有的学者仍然把合同制度作为经济法体系的重要组成部分,把公司,票据、证券、保险、破产等作为经济法体系应包含的内容较为普遍,而这些内容在传统意义上属于商法调整范围。笔者认为,这些内容不应并入经济法而应归入民商法体系,这样做可以维护中国本不发达的私法体系的完整。 三、前瞻与方向 首先,我国加入WTO,市场经济逐步国际化,世贸组织规则将直接影响并作用于我国市场经济关系。因此,经济法学基础理论研究的首要任务是世贸组织规则与中国经济立法相互协调,共同为我国经济建设发展服务的问题。其次,知识经济时代带来了新的机遇与挑战,新的社会因素不断涌现,所引起经济关系也迫切需要经济法学理论加以研究。经济法学基础理论应为立法与实践提供理论基础,这是摆在中国经济法学家面前的任务。面对新的社会经济因素,经济法学基础理论最重要的研究内容是必须划清经济法与民商法、行政法的界限。有学者称经济法与相邻部门法界限存在“模糊性”,提出“法律部门间的界限适当模糊化原则”。[6]笔者认为这是不可取的,以经济法与民商法、行政法关系存在交叉性而主张几个部门法界限适当“模糊”,其结果会扩大经济法调整范围,就会又回到80年代初的旧思维上去。近年来出版的经济法教材,其内容庞杂,把属于民商法体系如合同、公司票据、证券等法纳入经济法体系就是研究对象模糊不清的结果。 笔者认为,在研究方法上要充分借鉴国外先进的研究理论,“法经济学当会成为经济学研究内容与研究方法的重要构成”。[7]法经济学的创始人为美国芝加哥大学法学院教授罗纳·德哈里·科斯,他用经济学的观念研究法学,提出经济的成本论,注重追求法的经济目的与效率。重庆市委党校张正德教授认为,用经济学的观点研究经济法应带给我们三个方面的启示,“一是经济法学应更加强调运用法律准则和法律价值观去分析经济问题;二是对经济行为的法律调整应以提高经济法效益作为第一价值取向;三是经济法调整对象的确定,经济法规体系的确立应从适应和保障价值规律的实际出发。”笔者非常赞同以上两位学者的意见,我国经济法学基础理论研究在解决了一系列误区之后,应该理性地看到,国家采取何种调节、干预手段才能取得更高的个体效率和社会效率,这是中国经济法研究的核心问题。我们在研究世贸组织规则对我国经济法产生的影响和作用,以及研究知识经济对我国经济法产生的影响和作用时,必须要使经济法学者与经济学者联合起来,进行法学经济的研究,才能取得新的突破和更大的成绩。 基础理论论文:我国开征物业税的几个基础理论问题 要在我国开征物业税,最早是在2003年的中央文件中提出来的。开征物业税的问题一直是学术界和政界关注的热点,研究论文颇多,见仁见智。本文从基础理论的角度探讨在我国开征物业税的问题。 物业税实际上和财产税的含义是相同的,前者在东南亚国家和我国的香港地区使用;后者则是英语国家“Property Tax”的中文翻译。因此,“物业税”和“财产税”是同一概念的不同表述。物业税并不是一个具体的税种名称,而是税收分类中的一个类别,其基本含义是对财产征税。那么,什么是财产?凡是对人有用的东西都是财产,包括可用于消费或可用于取得收入。对财产征税和对财产的收入征税是两个不同的概念:前者是对财产的价值存量征税;后者是对财产产生的价值流量征税。财产税不可能对所有财产普遍征收,而只能是选择性征收,通常可供选择的财产税税种有:房产税、遗产税和馈赠税。有些学者或政府官员认为印花税也属于财产税的一种,这是可以商榷的。从印花税的制度安排来看,是对合法权利的征税。“权利”也是财产,但印花税中征税对象的“权利”是由政府认定的,因此印花税虽然有“税”的形式,实际上却是政府对提供公共劳务收取的使用者费。印花税可以大大节约商品劳务交易税和生产要素收入税的征管成本,对减轻纳税人的税收负担是有利的。而财产税的征管成本是很高的,也不存在降低纳税人税收负担的功能。 开征财产税的目的是使税收制度和财政体制更能体现效率和公平,理由如下:(1)房产税有利于房产转移到更能创造价值者的手里。物业税属于对物税,并不考虑纳税人的纳税能力,因此当纳税人缺乏负担能力的时候,只能把房产转移到更有纳税能力者的手里,有利于社会价值财富的增加,从而提高经济运行效率;(2)遗产税和馈赠税有利于实现“人”的公平。一个人一生中拥有的财产分两种:一种是靠自己挣得的财产;另一种是靠继承遗产和馈赠获得的财产。因此对后者征税更能体现“人”的公平;(3)房产税有利于提高政府的资源配置效率。公共受益和公共成本负担对称原则是构建效率财政体制的要求,房产税通常是地方税,以房产作为居民公共受益的成本分摊依据可以较好地贯彻对称原则。这正如对高速公路的收费可以由汽油税和轮胎税替代一样,因为以汽油和轮胎的消耗来计算使用高速公路的费用是符合效率原则的。 当然,财产税也经常遭到批评。因为房产税是对物税,所以不符合税收量能负担的基本原则,有失公平,同时遗产被征税却会挫伤财产所有者创造价值的积极性。财产税虽然有利有弊,而且也是一些实施国家争论的热点之一,但基本倾向是认为利大于弊,也没有更好的政府收入形式来替代财产税。因此,房产税一直是地方财政收入的重要来源。例如英国,平均要占财政收入的30-40%,高的可达70-80%,低的也有10-15%。 但我国却有另一种观点,认为开征物业税的主要目的是理顺房产的市场价格,或者说有利于改善房产价格过高的态势。由于这种观点开始是由官方人员说出来的,因此影响很大,以致于对物业税的研究主要集中在房产税,甚至使居民产生要通过增加税收的办法来降低房产价格的印象。这无论是在理论上还是在实践上都是有问题的。从理论上看,房产税和房产的市场交易价格是两个不同领域的问题。前者属于公共劳务的成本分摊问题;后者则属于私人商品的资源配置问题。因此,前者属于公共财政的范畴;后者则属于市场经济的范畴。把不同性质的问题相混不利于我国市场经济体制的完善。从实践上看,将会产生“劫贫济富”的不良效果。因为在我国购买得起房产的只是极少数人,但人人都要有房居住,因此人人都成为降低房价的负担者。这显然是极不公平的。应该说,房产价格过高与土地非农业利用的政府垄断和其他政府垄断有关,和房产税并没有直接的关系。而前者的问题是公有制国家建立市场经济体制的重点和难点之一,是全局性的问题,不是靠房产税可以解决得了的。 如果要开征物业税,那么要了解中国的现状,然后再考虑如何通过物业税来改善我国的税收制度和财政体制。在我国的税收制度中,物业税安排了房产税,但没有遗产税和馈赠税。 我国的“房产税”究竟是不是真正意义上的财产税这个问题是需要进一步研究的。我国的房产税只是对盈利性企业的房产和出租的房产征税,而对非盈利组织、政府公共部门、居民自有住房的房产都是免税的。在征税房产中,计税依据也是不统一的,盈利性企业房产的计税依据是房产的原值而对出租的房产则采用租金。在市场经济中,房产价值是被不断折现的过程,因此从效率的角度看应该对房产的现值征税而不是对房产的原值征税。对原值征税失去了财产税的性质,更有点象投资方向调节税。以租金为计税依据虽然是对房产现值征税的一种方法,但我国的计量办法却失去了房产估值的特征。房产的租金是房产的利率回报,要使其反映房产的市场交易价格,就必须是市场利率而不是个别利率。但我国的计税办法是房产的实际租金而不是市场租金。这样,对出租房产的现实租金征税实际上成了“营业税”而不是财产税。因此,我国税收制度中虽然有房产税名称的税种,实际上却并不是真正的财产税。 在我国的税制安排中,征税对象涉及到“土地”财产的税种有三个城镇土地使用税、耕地占用税和土地增值税。它们是不是属于财产税的问题需要研究。 为什么叫“城镇土地使用税”而不叫“城镇土地税”或“城镇地产税”?主要原因可能是:我国的城镇土地都是国有(公有)的,国家征税也是代表国家的,因此不存在国家对国有土地征税的问题。但我国的经济体制改革的一个重要指导思想是所有权和经营权的分离,因此对“分离”出去的“土地使用权”而不是所有权进行征税。土地使用权是国家认定的,从这个意义上说属于政府对公共劳务收取使用者费。但城镇土地使用税是按土地面积定额征收的,因此还具有国有土地租金的性质。因此,现有的城镇土地税并不是财产税。 耕地占用税是对农用土地转为非农利用的一次性征税。在我国的税制安排中,对农用土地形式上是免税的,但土地使用方式的转变可以看作是一种“交易”,因此实际上是对土地交易设置的一种特别税,属于商品交易税范畴。农用土地转为非农利用是政府垄断的,最初改变使用方向的是政府,因此政府似乎应该是纳税人。然而,政府只是土地非农利用的“批租人”,因为最终非农利用的是社会其他组织和个人,所以后者是真正的纳税人。由此,政府可以获得大量的“批租”净收入。土地批租净收入由两部分构成:一是政府批租土地使用权的价格和政府征用农用土地的价格之间的差额;二是政府利用土地这一特殊商品的交易获得的税收收入。因此,土地批租收入实际上是政府土地经营收入和土地交易的税收收入集于一身的收入,并没有财产税的性质。这种处理方式在逻辑上似乎是有疑问的,原因就在于土地所有权、国家征税权、国有资产经营权等一些基础理论问题并没有完全搞清楚。 土地增值税是按土地使用权可以交易的原则设置的税种,因此属于商品交易税的特殊税种。政府认定使用权的费用一般说来不会有很大的增加,增加的实际上是土地的价格。土地价格为什么会上升,一般说来和该地方段的投资密集度和消费密集度有正相关。这是政府和市场共同作用的结果。按市场经济体制的方式思维,那么属于市场经营的增值收入应该属于经营者;属于政府投入引起的增值额应该由真正意-义上的房产税解决。但该税的设置可能是从所有权角度考虑的,认为土地所有权是国家的,因此应该把土地增值的一部分收归国有。因此这也不属于财产税。 上述分析表明,我国确实没有真正意义上的物业税。在我国开征物业税的问题应该提上议事日程。上述分析也同样表明,应该从完善税制和财政体制的角度研究物业税的开征问题。当然,国有资产(包括土地)市场化的制度安排是必要的前提条件。 在我国开征物业税的讨论,主要集中在如何开征房产税的问题,因此下文主要讨论与此相关的理论问题。由于我国目前存在房产税名称的税种,为了区别新开征的具有财产税性质的房产税,因此把后者称为“物业房产税”。上述分析表明,我国现行的房产税并不是真正意义上的财产税。要把我国的房产税改造为物业房产税需要进行三个方面的改造:以房产现值为税基、对房产普遍征税,以及房产税的优惠设置。 以房产现值为税基是物业税特征的关键,对房产现值的评估有两种方式:按房产市场交易的效率价格估值;或按房产的效率租金估值。前者称之为房产交易法;后者称之为房产收入法。理论上说,如果能正确认定房产市场交易的效率价格或房产出租的效率租金,那么两者的现值评估应该是一致的。但房产的市场交易频率和出租频率都不是很高的,而且市场制度总是有缺陷的,因此评估方法的选择对房产现值的评估会产生很大的差异。由于房产税是地方税种,国外通常的作法是由地方政府确定评估方法,原则是使评估更接近市场的效率价格。 在我国开征物业房产税,尽管效率价格和效率租金价格的市场条件都不具备,但笔者认为采用房产收入法评估税基有利于税负的设计。我国的房产已经进行了私有化改革,但这一政策只适用于199g年底以前参加工作的国有职工,享受了按工龄和职级为计算依据的房价补贴。这种补贴可以理解为以往的工资中不含住房费用,因此相当于专用于房产投资的工资补发。也可理解为房产投资的收益补助,因为职工购房的房产价格即使按银行贷款利率计算也大大超过了改革前支付的租金。开征物业房产税意味着减少补贴,因此以收入法评估税基有利于税负设计。1999年底以后参加工作的国有职工,按政策应享受房租补贴,但至今并未真正落实,以收入法评估税基也有利于房租补贴额的确定;同时也有利于1999年底以前参加工作但房改政策没有落实到位者的补助。如果按上述思路设计物业房产税的税负,意味着和工薪制度的改革是联动的。 另一个方面应该考虑的是税率,即开征物业房产税以后,居民总税负有所增加还是保持目前的水平?如果是前者,那么意味着将增加纳税人的税收负担。如果是后者,那么意味着将调整我国的政府收入制度,包括税收制度和非税收入制度。笔者主张后者。目前我国的预算支出占GDP的比例在23%左右;预算外和制度外支出占GDP的比例估计不会少于预算内的50%,两者合计占GDP的比例高达35%左右。这个总负担率是很高的,按市场经济体制的要求以及历史的经验来看,总负担率的水平是不宜再提高的。但开征物业房产税需要对房产进行全面的重估,征管成本是非常之高的。如果总负担相对稳定,那么意味着将会减少政府的可支配财力。这是静态地看问题,从完善市场经济体制的态势来看,将有利于效率、公平原则的贯彻。但这需要思想观念上的转变,即效率和公平原则的贯彻并不意味着一定要提高政府收入的比例。减少政府的收入比例,意味着增加市场经济发挥作用的空间。因此,非但不会增加财政困难,还能促进国民经济的可持续发展。 对房产普遍征税,意味着所有房产都是征税对象。对非盈利组织和政府公共部门房产征税的依据是什么?这主要涉及国家征税权和财产所有权的关系问题。在国家征税权中,“国家”是公众(全民)的代表;在我国的公有制中,“国家”又是“全民所有制”的代表。因此,似乎不存在“国家”对自身征税的问题。我国房产税中的免税制度可能是出于这种考虑。尽管“利改税”突破了这一思路,但仍然在其他领域顽强地表现出来。 其实,国家征税权应该高于财产所有权。“国家”是“市民社会”和“政权社会”的统一体。市民社会由家庭、企业和非盈利组织构成;政权社会是凌驾于市民社会之上的组织。市民社会从事物质财富或货币表达的价值财富的再生产,政权社会从事精神财富或非货币表达的价值财富的再生产。两类社会中的财产所有权虽然是由政权社会界定的,但目的是为了规范市民社会和政权社会的行为。国家征税权虽然也表现为政权的行为,但却是为了维护市民社会和政权社会的存在而设定的,因此高于财产所有权。这表明,不论是市民社会的财产,还是政权社会的财产都在国家征税权的覆盖之下。 我国现有的房产税对非盈利组织和政权组织占用的房产免税,相当于对这些组织的运行费用的补助。这会扭曲资源配置效率。因此,如果我国开征物业房产税,对“国家”内部的所有房产征税是符合效率原则的。但这需要重新核定上述组织的经常费用和政府预算的支出额,这涉及到预算制度和财政体制的改革。 在物业房产税的优惠问题上涉及到纳税人的负担能力和房产的性质问题。物业房产税的征税对象是房产,并没有考虑纳税人的负担能力,因此从负担能力方面考虑优惠是必要的。有一种观点主张对居民住房优惠一定的面积,即把一定面积作为物业房产税的免征额或起征点。这种观点是可以商榷的。以面积为免征额或起征点形式上似乎很公平,实际上是有利于富人的。一般说来,富人房产的单位面积的租金较高,穷人房产的单位面积的租金较低,这意味着对富人的优惠高于穷人。因此,这种优惠政策是不可取的。笔者主张设立包括住房租金在内的最低生活标准,家庭收入达不到的应予免税,差额部分还应该得到政府的社会救济或房租补助,后者相当于物业房产税应设置负税率。 家庭住房形式上是消费品,但从人的再生产角度看应该属于投资品。而且,住房建筑是纳入城市建设规划的,从社会发展的角度看也属于投资品。对于社会价值财富的增长来说,投资是应该受到鼓励的。因此,如果住房出售收入用于住房再投资的话,相应的交易税应该返回,即只对改变用途的交易收入部分征税,这表明优惠还涉及到其他税种之间的联动关系。 基础理论论文:三峡工程应用技术基础理论的研究 摘要:三峡水利枢纽应用基础的研究,是由国家自然基金委员会与三峡开发总公司联合组织的大型综合性研究活动。结合三峡工程生产实际,对三峡工程泥沙问题;通航建筑物应用基础;高边坡基础理论;混凝土材料及水工建筑物安全监测五个方面进行了系统的研究探讨,不少成果可以直接应用于三峡工程建设中,这些研究也推动了我国工程应用基础的提高。 关键词:仿真模拟 岩体力学 混凝土耐久性 高掺粉煤灰 《三峡水利枢纽工程几个关键问题的应用基础研究》是1994年国家自然科学基金委员会和中国长江三峡工程开发总公司联合资助和领导下开展的一项大型综合性研究。所谓“应用基础”实际是指工程设计、工程施工应用技术的基础理论。经过5年研究。取得了预期的成果,已于1999年6月在三峡坝区通过国家科委组织的专家组验收。 此项研究涉及三峡工程的几个关键问题,侧重于从应用基础理论上解决工程疑点和难点,在研究中理论与工程实际相结合。所获成果,对三峡工程有的具有直接应用价值,有的需要在工程进展中加以验证。从专家意见中反映出,这些研究推动了我国相关领域工程应用基础理论水平的提高,一些技术还可以推广应用到其它水利水电工程上去。现将研究的内容和取得的成果按以下五个课题予以介绍: 1 三峡工程泥沙问题研究 三峡枢纽上游年输沙量大,枢纽建成后,大量泥沙将在水库内淤积,坝下游河道则发生冲涮,若不加以妥善解决,将影响水库寿命和枢纽效益的充分发挥。本课题研究了以下内容。 1.1 几个泥沙基础问题 主要有:淤积物的密实度及干容重变化研究;泥沙起动规律研究;推移质运动特性和输沙率研究;底层泥沙交换、状态概率及推悬比研究;水流挟沙力研究。 1.2 坝区泥沙淤积和坝下河道演变 内容有:通航建筑物引航道防淤清淤措施研究;电站引水防沙措施研究;河道床面粗化研究;河道床面形态和阻力;坝下游河道演变及河型转化。 1.3 数学模型和实体模型技术研究 进行了模型沙特性研究;实体模型变率研究;实体模型图像分析系统;长系列试验方法比较;数学模型试验中a系数研究;回流区泥沙淤积计算。 关于泥沙的基础理论研究,在水库淤积物密实过程、泥沙起动规律、冲积河道阻力和床面粗化、推移质运动特性、底层泥沙交换和水流挟沙力等问题上都获得了创新性的研究成果。对于通航建筑物引航道的防淤清淤措施、电站的引水防沙方案已为设计部门所采用。对于实体模型中的模型沙特性研究、模型变率的影响、长系列试验方法以及数学模型中不平衡输沙恢复饱和系数,回流区泥沙淤积等都作了深入的分析和探讨,其研究成果有助于澄清三峡工程泥沙科研中长期存在的不同认识,本课题中建立的实体模型图象分析系统能够在短时间内量测大面积水域的流场,是一项十分有用的新技术。 2 通航建筑物的应用基础研究 本课题对三峡工程通航建筑物的通航条件、船闸水力学、船舶运行仿真模型和船舶技术应用中的一系列基础理论问题进行了研究。 2.1 枢纽泄洪对坝区通航条件的影响 从枢纽泄洪对上下游航道通航条件的影响、电站调峰非恒定流对通航条件的影响、通航水流条件的航行判据的研究表明,通过采取相应的措施,优化船闸与电站的运行方式,可以达到坝区通航条件的要求。 2.2 船闸输水系统和闸阀门水力学解决以下技术难题 (1)输水系统水力学:三峡永久船闸输水系统采用了4区段8支管,顶支孔出水,盖板消能的动力平衡系统,它可使水流均匀分布于整个闸室平面,从而可减少闸室输水所导致的非恒定流水面波动和局部水流紊动。通过试验及计算分析得出,支孔形状、廊道雷诺数、廊道阻力、支孔高宽比、支孔总面积与廊道面积比等,是影响出流的一些因素,并提出了改进意见。 (2)船闸阀门水动力学特性。 (3)阀门空化特性及控制空化措施。 (4)阀门流激振动特性及减振措施。 (5)船闸人字闸门运行动水阻力。 (6)船闸水工模型试验缩尺效应。 2.3 船闸运行过程仿真模拟试验 采用计算机仿真模拟方法对船闸输水及船舶过闸过程进行模拟,其优点是经济、快速、宜于长期保留,预演过程整体性强。主要模拟过程有:船闸输水过程仿真、航行条件的快时模拟、船舶航行条件实时模拟器的研究、船闸运行可行性分析。 本课题的主要研究成果:如超高水头大流量的阀门水力学、通航建筑物的通航条件和船舶试验技术研究等都已达到国际领先水平。对于非恒定流减压模型试验方法和试验设备的研制、阀门段廊道流态特征和急变分离流机理、门楣通气减少空蚀的综合措施、分散输水系统中出水支孔流量分配规律、泄洪产生引航道往复流的机理、小尺度船模的相似性等研究成果都已应用于三峡工程设计,并据此修改了《船闸设计规范》中的输水系统部分条文,成果具有广泛的推广价值。 3 三峡船闸高边坡若干基础理论研究 此轮高边坡研究基本上是国家八五科技攻关三峡研究的延续和深化,内容侧重于工程岩体力学的应用基础理论。由于研究工作与永久船闸高边坡施工平行进行,因此研究成果除了一部分可以用于指导反馈设计和施工以外,大部分成果对我国高边坡工程,特别是卸荷高边坡工程,可为设计提供理论武器和较先进的分析手段。 3.1 关于岩体力学性质的研究 三峡坝区的闪云斜长花岗岩属性良质优的岩体。由于建闸开挖体坡高(170m)、体长(1610m)、堑深(67m);由于山体下部诱发的地应力释放;由于风化和岩体结构面的发育发展;导致岩体宏观力学性质与按常规试验获得的力学数值之间存在差异,而且在开挖后会有性质弱化的趋势。 通过研究,在试验与调查基础上,建立了岩体宏观力学参数模拟理论,提供能较真实反映现场岩体性质的参数值。如岩体的变形模量,微新岩体可取为20~30GPa。研究表明,岩石在三向应力状态下,卸围压可导致岩石的开裂。开挖后的高边坡,岩体同时存在加载和卸荷,卸荷效应会引起岩性区域的重新划分,从坡表至深层出现程度不同地岩体变形、松动和开裂。研究认为区内花岗岩体存在着卸荷流变效应,此种流变可通过正、反分析予以界定。 3.2 高边坡岩体稳定分析方法的研究和应用 在具有不同理论背景的岩体破坏机理研究分析基础上,采用各种不同的方法对高边坡的稳定进行了分析计算。以反映变形规律和变形量。 分析使用的方法不同于过去较明显的是,在计算模型中较多地运用了脆性理论。如有的引进、开发、应用“断裂损伤介质分析系统”,对高边坡进行了断裂损伤弹塑性与流变分析;有的针对三峡船闸高边坡建立了脆弹粘性理论分析的计算模型;亦有数家单位采用其它方法试图解释三峡船闸高边坡卸荷岩体的变形和非连续性问题,如离散元法(DEM)、不连续变形分析法(DDA)、数值流形方法及卸荷非线性分析。 从分析结果看,在三峡船闸高边坡不同断面的特征点上,在垂直于船闸轴线方向上,最大水平位移大都不超过50mm。清华大学用断裂损伤流变模型计算的位移量在坡顶最大,为100~300mm,其它部位为50mm左右。给出的流变量,即开挖结束后继续随时间发展的位移量为5mm,收敛期为一年。 此外,有的运用潘家挣塑性力学的上下限理论,用组合塌滑体的刚体极限平衡分析方法,给出高边坡整体稳定问题中沿最大可能滑动面滑动的边坡体稳定安全系数大于5。 完成的其它成果有:对渗流水荷载、爆破动力荷载的分析研究;用锚固模型的流变损伤分析方法研究锚固机理等。 4 三峡工程混凝土原材料研究 本课题结合三峡工程的需要,以提高混凝土的耐久性为中心,研究混凝土的配合成份,配置出高性能混凝土、抗冲耐磨混凝土、微膨胀水泥和灌浆改性超细水泥等方面都有所创新,其中改性超细水泥灌浆已在三峡工程中试用。研究成果的水平总体上处于国际前列。 4.1 混凝土耐久性及破坏机理 本课题侧重研究混凝土自身因素对耐久性的影响。对混凝土原材料特性进行分析,找出不利因素,提出改进的措施,从提高混凝土自身的性能来达到抵抗外界环境的影响,从而提高了大坝混凝土的耐久性。 (1)对大坝混凝土所用水泥及粉煤灰性能进行了试验研究。对三峡大坝所用中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥的性能进行了全面的性能测试分析,均符合国家规定指标。中热水泥的含碱量可达到小于0.55%(熟料小于0.5%),低热水泥的含碱量可达到小于1.0%的指标。对粉煤灰品质、水化速度和贫钙问题进行了全面的研究。粉煤灰在拌制混凝土时有三种效应并产生三种势能:形态效应产生减水势能;火山灰活性效应,使粉煤灰具有受激活反应的势能;微集料效应造成致密势能。粉煤灰的水化速度与温度有密切关系,且随时间增长而增加。混凝土在20C下,粉煤灰在3~4年中仍在水化,只是水化速率缓慢,因而强度也是在缓慢增加。 (2)三峡大坝混凝土必须使用高效减水剂和引气剂。在确定高掺一级粉煤灰的前提下,必须选用与粉煤灰相适应的高效减水剂至关重要,两者配合应用,在降低每m3混凝土的用水量方面,能产生叠加效应。能使总减水率达到20%~30%。掺入引气剂后能使混凝土抗冻性能大幅度提高,也提高了混凝土韧性和抗折强度。 (3)混凝土的微观结构研究试验得出:①水胶比对孔隙率和孔径分布有较大的影响,水胶比大,孔隙率就高,大于100nm的孔增加;②每m3混凝土用水量降至100kg以下,总孔隙率大大降低;③掺入30%、50%、70%的一级粉煤灰,浆体总孔隙率随掺量增加而增加,但孔径大于100nm的有害孔仍较少,小于20nm的无害孔增加。 水泥浆体于集料界面存在富水层,较多的SO3溶解于此,造成人Aft富集和Ca(OH)2晶体的择优取向生长,构成混凝土中的薄弱部位。当水胶比降低,对界面结构有所改善;掺加20%或者40%粉煤灰及高效减水剂和引气剂后,改善了界面结构,但粉煤灰应低于50%。 4.2 微膨胀型中热和低热水泥研究成果 研究成果表现在两方面:第一,已研制出微膨胀型中热及低热水泥;第二,对两种膨胀源氧化镁及钙钒石的膨胀机理,微膨胀中热和低热水泥的膨胀机理有了了解。 4.3 高掺粉煤灰大坝混凝土 由于优质粉煤灰的大量掺入,其需水量比为90%左右,加之高效减水剂联合使用,产生叠加效应,使每m3混凝土的用水量减少20%~30%,由于用水量降低加上高掺粉煤灰,就使得水泥用量可以大大降低,得到质量较好的混凝土。 4.4 抗冲磨高性能混凝土研究 三峡工程特种混凝土原设计是采用C40抗冲磨混凝土,这种混凝土曾用于葛洲坝水利枢纽的特殊部位。本课题研究出C60抗冲磨高性能混凝土,它的特点是限制水泥浆体积在混凝土中的总含量,掺入高活性掺合料-硅粉和优质粉煤灰取代水泥,以减少水泥用量,选用与之相匹配的高效减水剂及膨胀剂,使C60抗冲磨高性能混凝土的水泥用量降至330kg,掺合料的总重量达37%。用铁矿石粗骨料制备的抗冲磨高性能混凝土28d抗压强度可以达到89.6MPa,抗冲磨失重率又比C60低40%,抗冲击韧性提高1.8倍,但单价较C60高。 研究表明抗冲磨混凝土的改性机理是由于大量极细的活性掺合料水化后生成得C-S-H凝胶改善了集料与 水泥胶体的界面结构,使总孔隙率减少25%,有害孔减少,使混凝土密实性大大提高。 4.5 大坝基础处理水泥灌浆材料改性及其机理研究 三峡大坝防渗帐幕设计标准要求ω≤0.01L/(min·m·m),在细微裂隙发育的大坝基岩,用普通水泥灌浆无法灌入的地段。采用超细磨水泥灌浆能达到设计要求且不污染环境。 1)超细磨水泥主要性能如下: ①细度D95≤16μm,平均中值粒径小于4μm。 ②浆材的稳定性和流动性,当 W/C=1.0时,析水率小于5%。 ③强度:3d为52.5MPa,28d为72.5MPa。 ④膨胀率:3d不小于0.15%,28d不大于0.60%。 (2) X光衍射分析现场灌浆情况,可以看出绝大部分水泥熟料已水化成 C-S-H凝胶、Ca(OH)2和钙矾石 (Aft),仅有少数石英(SiO2)及碳化的 CaCO3,所以水泥结石强度高,无体积收缩。 5 三峡水工建筑物安全监测与反馈设计 本课题分五个专题:安全监控系统结构与方案优化,安全监测信息分析的新理论与新方法,安全监测高 新技术及自动化监测系统,混凝土坝施工期仿真计算与温控反馈设计,开放式大型通用水工结构分析系统原理及研制技术等。 5.1 安全监控系统结构与方案优化研究 三峡工程包括永久船闸、升船机、左岸大坝及厂房、泄洪坝段、右岸大坝及厂房、茅坪溪防护坝等建筑 物的监测系统,另外还有专项监测、地质环境及其他监测,其中仅永久性测点就有6000多个,是当今世界上最庞大的安全监测系统。为此,对总体结构、监测仪器布置和变形监测网等进行了全面系统地优化研究。 (1)总体结构优化针对三峡工程大坝特点及安全分析、评价和监控的要求,对安全监测系统总体结构, 依据信息可靠、有序采集、保存、查询、调用等原则,应用优化理论,将原设计大坝三级监控(建筑物、分区和工程监测中心)改为二级监控(建筑物,监测中心),从而减少了结构层次,提高了系统的可靠性,节约了费用。 (2)监测仪器布置优化结合技术设计和招标设计,依据少而精等原则,对监测仪器的布置进行优化研究。经优化后,变形和渗流监测仪器、设备数量减少约 1/2,应力应变监测减少约2/3,水力学和动力监测减少约1/2,监测费用减少1亿元以上,经济效益显著。 (3)变形监测网络化对变形控制网和倒垂等进行优化研究,突破常用的模拟法,提出用解析法的优化方 案,构成目标函数。以精确、可靠、灵敏度和费用等作为约束条件,形成一个二次规划模型,并以此编制变形监测网自动化分析软件。应用这一个优化软件,对升船机及临时船闸高边坡水平监测网进行了优化设计。 5.2 安全监测信息分析新理论和新方法 安全监测的主要目的是通过监测资料的分析和反分析,对水工建筑物的安全状况作出综合分析、安全评价和监控。为此,针对三峡主要水工建筑物在施工期、蓄水期和运行期的不同特点,吸收国内外安全检测领域的最新信息分析理论和方法,提出了安全监测信息分析的理论和方法。主要分三大类: (1)综合分析和安全评价的理论和方法用层次分析和模糊评判及其相结合、突变理论、多级灰关联分析、可靠度理论等方法和理论,依据实测资料对大坝的实测性态进行综合分析和安全评价。应用可靠度理论方法,以风险分析为基础,建立大坝安全风险评估的框架。 (2)结合已建工程和三峡大坝的典型坝段(泄洪2号坝段等),建立了施工期的特殊监控模型,时空分布的确定性模型及反分析模型,多测点监控模型因子集分析模型,另外还提出用数学滤波法分离时效分量,采用回归与时序模型,用瑞利分布研究监控模型中环境量对效应量的滞后效应等。 (3)拟定变形监控指标拟定的理论和方法 主要包括用结构分析法和数学监控模型拟定监控指标。 5.3 安全监测高新技术及自动化监控系统 鉴于三峡工程的特殊要求,决不允许中断监测和采集数据,这就要求安全监测系统能精确、稳定、可靠、长期而又实时地采集数据。为此,在吸收目前国内外传感器(主要是变形、裂缝等)及自动化监测技术的基础上,有针对性地开发和研制精度高、稳定可靠的自动化监测仪器和设备,对稳定性检查,对监测系统的构成和选型提出优化方案等。 5.4 混凝土坝仿真计算与施工期温控反馈设计 混凝土高坝,工程规模大、工期长、施工和自然条件复杂,使设计与实际施工有一定差别。为此,开展混凝土坝仿真计算与施工期温控反馈设计的研究,对优化设计和施工,提高混凝土坝的设计施工水平具有重要的科学意义和实用价值。对此进行下列研究,并取得了相应的成果。 ①提出了一整套混凝土高坝的仿真计算新方法;②研究了通仓浇筑重力坝和碾压混凝土重力坝温度应力的特点和规律及其与常规柱状浇筑重力坝的差别;③编制了混凝土坝和基础温度场、渗流场和位移场反分析软件;④研制了混凝土高坝施工期温控反馈设计软件。⑤对三峡大坝进行系统仿真计算,提出了合理的温控措施。 5.5 开发式大型通用水工结构分析系统原理及研制技术 对以下几个方面进行了研究:①系统设计原理及实施方法;②系统工具环境的设置;③系统应用软件 的引进和开发;④计算机新技术在大型水工结构分析系统中的应用。 上述研究成果,大部分已用于三峡工程设计,为优化设计提供了理论基础,为创造一流的三峡工程提供了技术保证。 基础理论论文:水土保持治理对河道系统影响研究的若干基础理论问题 摘要:依据流域环境系统的观点,认为开展水土保持治理应考虑对下游河道系统的影响,并通过近期初步研究,论述了河道系统对流域治理的反馈响应问题。由此,提出了建议开展水土保持治理对河道系统影响的若干基础理论问题。 关键词:土壤侵蚀 水土保持治理 河道演变 流域环境系统 1 绪论 江河流域多是开放的复杂环境巨系统。从地貌学的角度而言,该系统是由以坡面为主的能力聚集区子系统和以河道为主的能量及物质输移通道子系统构成的。水土保持治理不仅会对坡面生态环境变化产生影响,而且对下游河道的演变也会有很大作用,就是说,在流域环境系统下,水土保持的效应具有级联性。然而,关于后一效应问题的研究目前并未引起人们的足够重视。 随着社会经济、科学技术的发展及山地的大规模开发,水土保持在解决江河水患和山区自然灾害中所具有的作用愈加被人们所认识。不过应当看到,水土保持是人类加诸自然环境的一种外界干预,对其必然有正负两方面的效应。如果这种干预适应自然环境的演化规律,就会促进自然环境的改善,增加其承载能力;反之,就难以达到治理的目的,可能会以系统性的或大局的损失换取局部或部分的利益,例如,若水土保持治理方案不合理,将对河流系统的水沙组合关系及其输移规律产生大的干扰或破坏,很可能在得到流域局部地区的经济效益的同时而造成下游河道泥沙灾害进一步加剧的局面。 目前,国内外对流域治理的方法和模式都有不少研究成果,例如,我国80年代提出的以小流域为单元综合治理的模式,就是我国在流域治理应用基础理论方面作出的一项重大贡献。但是,就研究现状看,这些研究多局限于流域水土流失治理的土壤侵蚀学科范畴,忽视了从流域整体系统出发,研究河流对流域治理的反馈响应;片面强调了水保措施在流域治理中的减沙效益,而忽视了流域治理对河流水动力学特性及水文学特性、输沙规律的影响;更多地研究水保治理对流域大时域平均意义上的产水产沙的影响,而对洪水要素影响的研究有嫌不足;只从总量上研究水土保持的减水减沙效益,忽视了因措施配置方案不宜,而可能造成的不利水沙关系,使河道淤积加剧等问题。这些均属水土保持建设中存在的重大基础理论问题,是泥沙灾害防治中理论性与实践性很强的重要科学命题,直接涉及到制定江河治理方略及总体规划的科学决策。当前,国家对江河流域治理、生态环境保护极为重视,大大加强了投资力度。同志提出了“经过一代一代人长期地、持续地奋斗,再造一个山川秀美的西北地区,…”的宏大目标。此时对有关水土保持治理效应研究的现状进行分析并提出加强研究水土保持治理对河道系统影响的几个重要基础理论问题是十分有意义的。 2 研究现状及问题 我国的水土流失相当严重,尤以黄河中游黄土高原的水土流失最甚,土壤侵蚀模数可达20000t/(a·5km2)以上。长江流域的水土流失面积近年来有增无减,如以80年代与50年代相比,增加了52.9%~210.7%,且部分地区的土壤侵蚀模数也增加了30%左右[1]。自新中国成立以来,黄河流域逐步开展了大规模的水土保持工作,实施了各类治理措施,在保护和改造当地的土地资源、提高人民的生活水平及改善生态环境方面取得了巨大的效益。同时,不同程度地发挥了减少入黄泥沙的作用。据统计,黄土高原138个水土流失重点县,1984年粮食总产比1979年增加了22%,其中陕西、甘肃、山西、内蒙古4省(区)所辖的122个县,1984年人均收入为1979年的3.7倍。水土流失严重的无定河流域经过20多年的治理,1984年的粮食总产量为1972年的近3倍。根据水文法计算,从黄河流域大规模开展水土保持治理的70年代以来,黄河中游多沙粗沙区水利、水保工程年均拦减径流量超过10×108m3,80年代的为13.98×108m3,70年代年均拦减沙量为3.56×108t,80年代为3.95×108t[2]。 但是,就黄河下游河道冲淤调整趋势及近年来的洪灾情况看,黄河下游的泥沙灾害仍未明显减轻,甚至在诸如“96.8”洪水期间,尽管流量属中常洪水,但不少河段水位却达到或超过有记录以来的最高值,经济损失也是建国以来最大。根据1969~1990年实测资料统计,黄河下游花园口至艾山河段粒径大于0.05mm的粗泥沙淤积量始终占其来沙量的15%左右。进入80年代以后,粗泥沙淤积量占该河段淤积总量的1/3,比80年代以前的还大32%[3]。同时,近年来该河段的淤积量占全下游淤积总量的比例有增无减。另外,根据无定河、秃尾河等黄河支流流域水土保持治理前后的河道冲淤变化分析,尽管经治理后取得了一定的减水减沙效益,但在有些年份其支流河道仍是淤积的。分析还表明,一些支流流域治理后,河道的水流输沙能力不一定能够增大,特别是对于粗颗粒泥沙,其输沙能力反而有所降低[4]?。 因此,从全面防治泥沙灾害的角度而言,对上述问题应当引起我们的重视。实际上,从流域地理系统的观点来说,河流作为其中的主要子系统,其发育演变与水沙动力输送的关系极为密切,水沙条件一旦发生变化,河流必然会以河道的冲淤、形态变化作出相应的反馈调整。而且,河流的调整方向与水沙条件的变化趋势具有直接的关系。水土保持措施具有工程、生物等不同的类型,其减水减沙作用是不同的,有的减水效益明显,有的则减沙效益明显。不少专家研究均表明[5,6],不同类型的水土保持措施的拦水拦沙作用具有很大差异,对流域的产水产沙量及洪水过程有不同的影响。如根据分析[5],黄河支流汾河流域水库淤地坝等治沟工程措施拦沙量占流域治理措施总拦沙量的65%,梯田、水保林等坡面治理措施拦沙量占35%,相应的拦水量分别占总拦水量的11%和89%。显然,如果在黄河中游大规模开展水利水保工程治理,不同的措施配置方案,就会使进入河道的水沙条件产生不同变化,也就直接关系到河道的冲淤演变方向。我们近期的初步研究进一步表明,不同的水土保持措施配置方案,减水减沙效益比是不一样,对水沙过程的改变,包括对水沙搭配的调整都是不一样的,下游河道的冲淤变化也相应不同。如根据多沙粗沙区个别重点支流的资料分析,只有当减水减沙效益比在某一范围时,河道的冲淤才能基本达到平衡,否则,淤积反而有所加重[8]。因此,我们必须从宏观的角度出发,依据流域地貌系统的观点,进行全流域的整体研究,才有可能解决这些重大问题。只注重水土保持改善农业生态经济的作用,而忽视对河流输沙及河床冲淤规律的改变效应,就难以全面解决土壤侵蚀灾害问题,就无法真正解决河道淤积、水患灾害的问题,就有可能形成“减蚀不减淤”或“减沙不减淤”的局面,因此,必须对江河流域的水土保持治理对水沙组合及运行、河床冲淤演变的影响进行研究,探索出治理下游河道淤积灾害的新途径。 坡面及沟道的水土保持治理对进入河道的水沙量及其过程的改变,实际上就是对流域系统内的能量进行了时空上的再分配,破坏了原有长期形成的河流的水动力平衡输入条件,改变了天然情况下的河流动力特性。作为一种响应,河流的能量耗散过程必然作出调整。河流能耗过程调整的方式、幅度和速率是与水土保持措施对河流系统能量分配的干扰作用大小有关的。因此,认识水土保持治理对河道冲淤调整的影响,应以分析水沙过程的改变与河流动力特性的调整作为基础和依据,这也是评价水土保持治理方案合理性的理论前提。 从河流系统来说,流域坡面的产水产沙及河道的演变调整是能量耗散的两个子过程,而在以前的研究中,人们着重注意的是前一过程的变化,忽视了作为流域重要子系统的河流的演变调整问题,多数仅限于流域的地理因子(如流域面积、纬度等)及地貌因子(如沟壑密度、植被度等)与河流径流量、输沙量的关联性的分析。关于水土保持措施对河流动力特性的影响研究却很少。 流域治理干预了自然条件下流域系统能量的分配过程,引起河流水动力学特性(包括输沙水力特性)方面的变化,那么,作为能量耗散的主要形式,河床冲淤演变趋势亦将进行调整。如对黄河支流皇甫川流域资料统计分析,该流域从60年代以来,各时期单项水土保持措施的配置比例均有差异(表1),相应地,河流能量(单位时间动量)与河道的冲淤量关系也有所变化(图1),根据对河道发生冲刷的平均情况初步分析,其变化关系与坝地、草地的面积比(单项面积与总治理面积的比值)显得较为密切。另外,不同年代的单位水流动量的冲刷量是逐年减小的,至90年代稍有回升(图2)。根据统计[9],从50年代至90年代,汛期降水量、汛期径流量及洪水径流量年内分配是基本相同的,就是说外界输入流域系统内的能量过程变化并不大,这显然是与输至河流的能量过程及水流的动力特性变化有关的。可见,河流系统的能量变化对河道的冲淤演变趋势起着很大的制约作用。认识流域治理对河床演变规律的影响,对确定江河治理的规划设计及治理方略均是极为重要的。 3.3 水土保持治理对河流水文学特性的影响 主要是对洪水特性的影响。目前,不少专家认为水土保持治理对一般洪水有明显的影响,可使洪水过程趋于坦化,洪峰流量减小,历时加长。但对大洪水尤其对特大洪水是否有影响,有何影响及影响多大等需要研究,这不仅对认识下游河道的演变趋势是必要的,而且对制定下游的防洪宏观决策和规划也有十分重要意义。 3.4 水土保持治理对河道演变的影响 关于水土保持治理对河道的冲淤演变影响有很多问题需要研究,主要有:流域产水产沙与河道冲淤演变的关系、流域治理后河床冲淤变化、横断面形态调整、纵剖面调整等等,及其与流域治理的关系。 在大的流域自然地理系统中,一定的自然地理背景决定着特定的河流演变规律,这种演变规律实质上是河流为适应集水区内各种地理环境因子繁纷复杂演化过程的一种由无序到有序的自组织功能的体现,就是说,河流的性质和演变过程集中反映了流域控制变量的影响,这些变量共同决定着河流的水文泥沙特征、河道形态特征和演变趋势。 尤其对于黄河这类含沙量大的河流,其下游河道特征及其演变规律是在具有中游水土流失极为严重的黄土高原地理背景下经漫长时期形成的,一旦开展大规模的水土保持治理,不仅直接改变了土壤侵蚀的环境演化过程,还必然使径流量及其过程受到调蓄或干扰。而正如上述,在流域环境系统行为中存在着集水与产沙、供水与河道演变的平衡阈,当水土保持治理达到一定规模后,流域环境系统的行为将逾越这种阈,各项控制因子演变过程将处于一种突变性的振荡态势,不过,这种演变过程却又总是力求达到另一种新的平衡,建立相应的阈。各级支流是直接受到感应的第一层次。因此,分析水土保持治理对河道演变影响的科学关键点是搞清水保措施与产沙、产水产沙与河道演变的平衡阈关系,并以支流作为基本层次,研究下游河道演变对水土保持治理的反馈响应。 3.5 水土保持治理方案的河流效应约束参数的研究 从流域环境系统的观点,水土保持治理的主要目标应获得三方面的效益,即防治土壤侵蚀效益、农业增产效益及减少河道泥沙淤积灾害效益(或作用),而这三方面的效应具有相互联系、相互平衡的关系,这种关系受约于流域系统整体稳定运行的要求。事实上只有此,才可能实现整体流域社会、经济等方面的可持续发展。关于水土保持治理减少土壤侵蚀效益及农业增产效益的约束参数已有不少研究,但如何选择减少河道泥沙淤积效益或水土保持治理的河流效应的约束参数需开展研究,同时,关于河流效应同其它效应间的关系以及在考虑河流效应约束条件下水土保持措施配置体系的比选原理及依据也是应开展研究的重要的基础理论问题。 基础理论论文:电力系统灾变防治基础理论 摘要:电力系统灾变的特点、灾变原因及灾变防治策略。 关键词:电力系统 灾变特点 灾变原因 防治策略 一.电力系统灾变概况 电力是国家的支柱能源和经济命脉。目前我国电网装机容量2.5亿千瓦,居世界第二位。随着三峡等大型电厂建成,必将出现超大规模的联合电力系统。我国计划在2010~2020年间建成安全可靠、满足电能传输和市场化运作的全国范围联合大电网。如何保证其安全、稳定和经济运行,是一个及其重大和迫切的研究课题。 而自60年代以来,在世界范围内已发生了多起灾变性的重大电力系统事故,造成了巨大的经济损失和社会影响。如美国1965.11的东北停电事故,停电2100千瓦,停电面积达20万平方公里;1977.7美国东北停电25h;1978.12法国停电75%,时间7h;1982.12加拿大魁北克州全停;1983.12瑞典停电67%,时间6~7h;1987.8东京大停电,时间6h;1996.9马来西亚全国大停电;1996.8美国西部大停电,损失3200万千瓦负荷,停电时间7h。这些事故的起因均为某一局部故障,但由于控制措施采取不当或不及时、电网结构的不合理、继电保护装置的误动或拒动,或者是上述多种因素的综合作用,最终导致了系统的连锁性故障以致于大面积停电,即所谓灾变的发生。大区电网的互联和电力市场机制的引进在给人们带来巨大利益的同时,也带来了潜在的威胁,电网的运行增加了更多的不可预知性,电网运行在稳定极限边缘的可能性也大为增加。这些事实告诉我们,只按现有的可靠性准则来保证电力系统的安全是不够的。应建立电力系统的第三道安全稳定防线,即必须对系统中可能出现的最坏情况做好准备。尽早开展电力系统灾变防治系统的研究,避免灾难的重演已成为目前电力系统研究的当务之急。 二.电力系统灾变的特点 现实的电力系统同复杂的甚至是不可预测的环境相联系,它随时都可能受到来自自然或人为因素的干扰,要完全防止事故的发生是不可能的。电力系统灾变是指电力系统主要由连锁性事故导致的电力系统稳定破坏而发生的大面积停电。电力系统事故可分为两大类:一是可逆性事故,即电力系统受干扰后,能从一种正常工作状态走向另一种或回到原来的工作状态。二是不可逆事故。即电力系统受干扰后,电力系统功角稳定破坏,或电压稳定破坏即电压崩溃,或频率稳定破坏即频率崩溃,或三者中的任意二者或全部破坏,电力系统瓦解,大量损失负荷。 下面例举了电力系统的一类灾变的发生发展过程。 1.假设 l 事故前潮流如图1所示,且节点2、节点3联络开关通过功率很大;线路1~2,1~4接近稳定限制功率运行。 l 线路配置较完整的继电保护和重合闸,且线路1~2,1~4跳闸可联切电源1号机组和分别联切节点2、4部分负荷,但事故当时联切装置停运检修中。 l 变压器配有常规保护;发电厂配有常规保护和自动控制装置。 l 电源节点2与系统联络开关有振荡解列、低电压解列联系;节点3与系统联络开关有振荡解列、低频率解列联系。 2.灾变发生和发展过程 (1)线路1~4永久故障,两侧保护正确动作掉闸。1号电源因离故障点近,冲击较大。 (2)线路1~4负荷转移至线路1~2,1~3,线路4~3潮流反向。 (3)电源1,3间功角稳定破坏,系统振荡,1号电源侧频率大幅上升,3号电源侧频率大幅下降;电源1,3之间联络阻抗二分之一处(电源2附近)为振荡中心,电压稳定破坏。 (4)1号电源部分发电机过速解列停机。2号电源与系统联络开关振荡解列、低电压解列供电地区,但因事故前该地区受进功率很大,事故时电压很低,低频切负荷装置启动功率不足,大都未动,故解列以后,频率陡降,最终该地区所有发电厂被迫解列,部分停机,局部系统瓦解。3号电源与系统联络开关振荡解列、低频解列动作供电地区,但因事故前所在局部系统功率外送较大,加之在系统振荡过程中部分低频减载动作,解列后功率过剩,频率上升,部分发电机组被迫减出力或解列停机。负荷节点4,因在振荡过程中频率很低,低频减载动作,大部分负荷损失。 灾变最终结局是:2、3号电源解列,系统损失大量负荷,全网和局部系统2均瓦解,局部系统3解列后也几近瓦解。 由上述简单系统灾变的示例以及结合多次实际电力系统灾变事故经验,可将电力系统灾变的主要特点总结如下: 1.具有极强的综合性。电力系统灾变几乎涉及到电力系统中的所有重要问题,几乎每一起电力系统灾变事故均与系统失去稳定有关,灾变是系统失去稳定并导致大面积停电的结果。因此在研究中必然会遇到电力系统原有的众多难题,如系统的动态等值与简化、稳定判据的选择、负荷的动态模型难以获得、控制方法的适应性以及系统的强非线性和时变性等问题。 2.连锁性故障是导致电力系统灾变发生的主要原因,它表现为一系列线路和电源的连锁反应跳闸,并最终发展为系统的解列、频率或电压崩溃。连锁性故障往往由极其罕见的严重事故造成,具有偶然性和不可预测性。典型的严重事故包括同一走廊的输电线路全部同时断开、枢纽变电所全停或占系统容量较大的一个发电厂全停等。目前人们对连锁性故障发生的机理只有一些定性的认识,对连锁性故障发生机理的系统性研究仍不多见。 3.连锁性故障发生时的控制方式及策略与常规情形不同,要求在灾变研究中应考虑罕见严重故障发生时的控制方式和策略,这与以往的基于个别故障发生后采用的控制方式和策略明显不同,目前这方面的研究还很少见诸于文献。 三.电力系统灾变原因 仔细考察过去发生的多起重大电力系统灾变事故,可知导致事故扩大的原因大体可分为以下几种: a)输电线路过负荷或故障跳闸,引起大量负荷转移,最终造成一系列线路和电源的连锁反应跳闸。1961年英国东北部、1965年美国东北部和1967年美国东部的大停电等事故均是由上述原因引起。 b)负荷增长过快,系统无功不足而导致电压崩溃。1978年法国和1987年日本大停电事故便是由这一原因造成的。 c)系统元件的保护或自动装置拒动或误动。 d)线路多重多次故障,导致一系列跳闸,最终发展成稳定破坏事故。 e)大机组跳闸,引起连锁反应,最终发展成稳定破坏事故。 f)不可抗拒的自然灾害或人为因素(如地震、战争等)。 灾变是系统稳定破坏的结果,根据系统失稳的特征不同,稳定问题包括功角稳定、电压稳定、频率稳定以及电力系统非管制后所呈现的电力市场稳定问题。 l 电力系统功角稳定 所谓电力系统功角稳定就是要求保持电力系统中所有同步发电机并列同步运行。交流电力系统的正常运行条件是各发电机按同一供电频率同步运行以保证为用户提供统一频率的电能。电力系统失去功角稳定的原因是在运行中不断受到内部和外界的干扰,使电气连接在一起的各同步发电机的机械输入转矩于电磁转矩失去平衡,出现各发电机转子不同程度的加速和减速,以及各发电机转子相对功率角的变化,如果这种变化随时间增大,则最后将使发电机失去同步运行。由于各发电机的频率不相同,电力系统中的电流和电压将发生很大幅度的振荡,用户得不到正常供电,保护装置动作,一般要断开受影响的发电机、线路等元件,有可能使系统解列为几个子系统并不得不切除负荷及发电机,从而导致全系统的崩溃。失去稳定的现象可能是发生一台发电机与其余发电机间,或者发生在几群发电机间,每群发电机内还是同步运行的。 l 电力系统电压稳定 电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限之内的能力,它与电力系统中的电源配置,网络结构及运行方式、负荷特性等因素有关。在电力需求不断增加,受端系统不断扩大,负荷容量不断集中,而电源又是远离负荷中心的情况下,以及输电系统带重负荷时,会出现电压不可控制连续下降的电压不稳定现象,即电压崩溃。它往往由于电力系统电压的扰动(如发生短路,大容量电动机的启动,冲击负荷等)、线路阻抗突然增大(断开线路或变压器)、无功功率减小(断开发电机或无功补偿装置)或节点负荷的增大而诱发,使大量用户断开和大面积停电。 l 电力系统频率稳定 在电力系统稳态运行情况下,全系统的发电机出力和负荷(包括线损)是平衡的,电力系统频率是一个全系统一致的运行参数。在实际运行时,当电力系统出现干扰使发电机的总出力和负荷的总功率出现不平衡时,相应地将导致各发电机转速和频率的变化。在频率变化的第一阶段调速器和调频系统还没有动作,系统的平均频率将下降或增大,各发电机间将产生振荡;第二阶段发电机的调频系统以及负荷的频率调节效应,导致发电机有功出力以及负荷的变化,随着电力系统容量的增大,频率的微小偏移均将发生很大的有功潮流波动和调整,如果电力系统频率进行的监视和调节不够,就会导致系统频率的进一步恶化,这又将导致系统电厂中锅炉出力的变化,以及电动机负荷的变化,使得电力系统的出力和频率进一步变化,最终使系统走向频率崩溃,一致全系统大面积停电。 l 电力市场稳定性 当前电力市场化浪潮席卷诸多国家,我国也在积极推行市场化改革。先进国家电力工业走向市场的经验表明:电力系统的市场化运作由于打破了垄断,引入了有序竞争机制一般将使发电成本降低30%,电价降低26%左右,这对降低产品成本,提高产品竞争力具有特别重要的意义。但是电力市场的发展在带来明显经济效益的同时,也对电力系统的安全稳定性提出了新的课题,即电力市场经济稳定性。从而电力系统的稳定性将由两部分组成,即前述的电力系统物理稳定性和电力市场经济稳定性,而且两种稳定性紧密交织在一起,灾变发生的可能性将大为增加。比如1996年发生的两次美国西部大停电以及马来西亚大停电就是市场化改革带来的惨痛教训。 电力市场稳定性指电力市场必须保证其经济活动的稳定性。政府部门和电力市场的各参与方都希望评估影响电力市场稳定性的各种因素,了解电力市场在受到预想扰动时的动态行为和稳定程度,并希望可靠的算法支持其决策,防止市场的崩溃。 影响电力市场稳定的因素有: 1) 市场经济下的系统运行工况将由市场需求来决定,系统间大量的电能交换和交易、不可预测的潮流和线损等因素都增加了运行调度的不确定因素,更容易遇到离线分析未考虑的工况。 2) 电力市场下,发电、输电、供电将各自成为独立的经济实体,电网公司将不再具有在传统垂直一体化电力结构下的调度能力,网络的安全问题将更为突出。 3) 在宏观经济方面,能源政策、环境法规和国民经济发展态势的调整 4) 在微观经济方面电力市场规则的修改,各参与者的博弈 5) 在技术方面,电力系统的物理特性、安全稳定导则、稳定传输极限引起的阻塞、分析技术和控制技术 电力市场稳定性的研究内容是: 1) 在市场均衡价格下,研究市场价格微小偏离市场均衡价格时的市场稳定性 2) 研究市场在大扰动情况下,系统是否能够保持足够多的发电公司、充裕的可发电容量及可输电容量,也即电力市场的大扰动稳定性问题。美国加州电力市场崩溃时发电成本上涨和发电容量不足,造成加州批发电力市场价格飞速上涨,而当时的用电端是按照冻结电价售电的,这样就失去了电价调节的杠杆作用,用户的用电弹性作用完全丧失,市场价格失衡 3) 研究电力市场的动态品质问题,如电价的渐进性、对振荡的阻尼等。 四.电力系统灾变防治策略 电力系统灾变防治研究是一项复杂的综合性工作,涉及到电力系统的方方面面,尤其是在连锁性故障的机理及其发生时的控制方式和策略、电力系统隐患的探测和预防、决策准确性与快速性的兼顾以及完善预警系统的建立等方面存在的诸多问题。 电力系统灾变防治系统(Power System Collapse Prevention System,缩写为PSCPS)研究的目标 1)准确地进行判断并给出正确的控制措施是对PSCPS的基本要求。电力系统扰动发生后,要求PSCPS能在尽可能短的时间内完成对系统的有效控制。在紧急情况下,只有准确的决策和快速的执行才能有助于电力系统状态或性能的改善,否则会加剧系统的崩溃。然而,目前研究中采用的算法和方法多数仍难以满足PSCPS的实时性要求。快速性和准确性要求一直是电力系统研究中的一对矛盾,同时满足快速性和可靠性要求的安全及稳定控制算法才具有实用价值,机理可行而缺少实时性的算法虽具有研究价值,但却不宜采用。 2)PSCPS应具有鲁棒性和适应性,不应受到某些虚假现象的影响而产生误判。电力系统的时变性要求采用的控制方法和策略具有适应性和鲁棒性,即要求针对不同的问题采用不同的控制方法和策略以确保控制的准确性。电力系统的扰动具有不确定性,危险形式也千差万别。不同的扰动和危险方式具有各自不同的特点,需要各自不同的判定方法和控制策略。PSCPS必须能正确地识别各种危险发生或即将发生时系统的相应特点,并做出合理的决策。此外,PSCPS还应能正确识别系统正常的扰动和真正的危险,并做到“去伪存真”。 3)PSCPS的算法应能反映系统的实际,采用的假设应具有合理性,其对系统危险指标的判据应是充要的。这主要体现在研究中采用模型的适应性、系统等值的准确性、预想事故集筛选的合理性以及判定方法的选取等多方面。在PSCPS研究中,针对不同的问题应采用更接近实际的系统模型。首先,假设应是合理的,在做系统简化和等值时,需使简化后的系统符合实际的未简化系统,或者保证简化引起的误差不使PSCPS做出虚假或错误的判断;其次,所采用的预想事故筛选原则应是准确的,不应遗漏任何具有潜在危险的预想事故。 4)PSCPS包括的一系列重要稳定裕度指标如电压稳定、功角稳定和频率稳定指标等应是基于参数空间的,且具有可操作性和直观性。它能回答诸如某条或某几条母线上可同时增加的负荷有功和无功功率数量,某条或某几条输电线上可同时增加的有功传输功率等具有实际物理意义的问题。基于系统状态空间的性能指标虽然具有一定的理论意义,但常常缺少实际可操作性。 5)在紧急或事故情况下,PSCPS给出的控制决策除了要考虑系统安全性外,还应使控制代价最小。保守的决策虽能保证系统的安全,但却会带来不必要的损失,因此要求PSCPS具有优化控制决策的功能。 6)在电力市场环境下,PSCPS应能准确在线度量当前市场的结构稳定性和有界稳定性,基于发电及用户侧的市场报价,解决含动态稳定约束的阻塞问题,优化调度,以及提供高质量的各种辅助服务决策。 因此电力系统灾变防治急需解决以下问题: 1)电力物理大系统的稳定性理论 包括建立电力物理大系统的整体建模;电力大系统全局稳定性的定量测度理论,研究电力系统稳定域的拓扑结构,失稳模式及其演化规律;电力大系统稳定性的在线快速评价方法体系。 2)电力市场稳定性理论 建立电力市场的动力学模型,研究电力市场竞价、交易、调度运营等动态行为对市场稳定性的影响,研究物理系统与经济系统稳定性的交互关系。 3)连锁性故障发生的机理和控制策略 研究连锁性故障发生的条件和特征,探索研究连锁性故障的理论和方法,制定反连锁性故障的相应措施。 4)电力大系统的非线性优化控制和优化调度理论 研究电力大系统的非线性鲁棒控制原理,使得系统具有鲁棒稳定性和高干扰抑制能力;研究混杂系统复合控制理论,解决非线性高维、分块、多层、连续信号和离散信号并存的控制系统设计及求解方法;研究混杂系的调度策略。 5)电力大系统的实时仿真决策系统 建立全新概念的发电厂与电网控制与调度的计算机实时信息处理系统,即需研究电力大系统整体和各个组成部分的实时仿真决策系统,分层分块地建立运行中各发电厂与整个电力系统的在线实时仿真决策系统,它可实时给出潮流调度最优方案和反事故紧急措施的合理建议等。 6)建立电力市场的实时仿真决策系统。 五、电力系统灾变防治策略示例——先进励磁控制技术运用 电力系统国家重点实验室(依托清华大学)在国家自然科学基金资助下,在中电联合水力发电学会自动化专委会推动帮助下,与长办机电处、水科院自动所、华中电力集团公司、内蒙电力公司、广东电力集团公司以及葛洲坝能达公司等单位合作,经过近十年的努力,已成功地研制了GEC-I性全数字式非线性最优励磁调节装置,并已投运于丰满水电厂、海渤湾电厂、沙角电厂(A)、焦作电厂、沙岭子电厂等十多台机组,提高了有关电网的安全稳定性,产生了重大经济和社会效益。近期内丰满第二台和广东连州、韶关、华北大同一电厂以及浙江镇海等电厂的该型装置即将投入运行。目前,该国家实验室在东北电力集团公司支持下,研制了双工控机,具有彩色平板数据和波形显示器(PPC)的新型非线性最优控制装置GEC-II,可望于1999年三季度以前投入白山水电厂30万kW机组试运行,为三峡机组励磁系统国产化作进一步技术准备。 上述励磁调节器,从理论、软件到结构完全具有我国自主产权。其理论上的领先地位已为国际有关专家公认;对提高和改善电网稳定性的重要作用不仅被理论和仿真证明,而且已为内蒙电网实际发生的故障所验证;也为华中、西北、浙江、四川等电网科技人员独立进行的物理和数字仿真(用“综合稳定程序”)所证实。本文将对这已具有我国完整知识产权的高科技装置从理论优势、装置特点、仿真结果和实际运行等方面作扼要阐述。 5.1 理论上的创新性 首先让我们对励磁调节器设计的理论基础发展过程作简要的回顾。 5.1.1单参量辅助控制 60年代,随着美国电力系统的发展,特别是发电机快速励磁(自并励方式)的广泛应用,工程控制论中的一对最基本的矛盾即控制系统的灵敏性与稳定性的矛盾便日益显露出来。美国一些电网产生了多起“低频振荡”(LFO,Low-Frequency Oscillations),这种LFO现象从物理观念上可归为“欠阻尼”问题。约30年前(1969年)美国de Mello F等人提出了可用辅助励磁控制(SEC,Supple mentary Excitation Control)来提高系统阻尼[1],并给出了辅助励磁控制通道的具体传递函数为: 式中,是辅助控制环节的输出; 是转速偏差。 由于转速的导数近似地与发电机有功功率成正比,故上式中的反馈量亦可换成,当然传递函数亦应作相应的改变。 以上这种单参量(或)辅助控制环节,发明者将其称为PSS(Power System Stabilizer)。从那以后北美大多机组都装上了“PSS”,随后其他国家和我国也不同程度上引用这项技术。 国际励磁控制界权威学者,加拿大温哥华B.C大学终身教授Yu Yaonan(余耀南),对PSS做过精细深的研究,发展了de Mello等人的方法,提出了一套算法和设计方法,其成果载于他的ELECTRIC POWER SYSTEM DYNAMICS(《电力系统动态学》)这本名著中[2]。虽然不少学者就按单机系统模型设计的PSS在多机系统如何协调问题上想了不少办法,但仍然存在着如上述著作第3和第4章中所指出的问题:①尽管北美大多数电厂装有PSS,但LFO现象仍时有发生;②由于设计方法本质上是单机单参量的相位补偿法,其所适应的系统振荡频带相当狭窄。 我国华南电力系统原打算采用“PSS”来提高系统小干扰的稳定性, 但在计算中发现难以用一种不变的PSS参数来适应系统运行方式的变化。 5.1.2线性最优化励磁控制(LOEC) 为了对励磁控制技术作进一步改进,余耀南教授于1970年在IEEE期刊上发表了他在电力系统线性最优控制领域的开篇文献[3],随即在国际电工界掀起了线性最优励磁控制(LOEC,Linear Optimal Excitation Control)研究热潮。这种控制理论与技术和以往相比,主要有以下两点革新:第一,将单参量辅助反馈改进为多参数反馈(反馈量为电压,功率,转速和转子电压。);第二,运用“线性、二次型、黎卡梯”,(LQR)这一成熟的控制方法,求得多个反馈量之间的最恰当的放大倍数匹配关系,因而实现“最优化控制”。 70年代后期和80年代初,本文第一作者等在高景德教授、余耀南教授指导下,在LOEC的设计理论的系统化和工程实用化等方面做了大量的研究工作。这种以LQR方法为理论基础的线性优化励磁控制装置从1986年第一台在碧口水电厂试验并成功投运后。在国内得到了推广与运用,该技术被成功地用于红石和刘家峡等水电厂(调节器由洪山电工所制造)。在国外,法国EDF比我国约晚5年,也独立的研制出线性多变量优化励磁控制器,称为“四通道控制”,解决了法国电力系统的低频振荡(LFO)问题。 由于LOEC有如上所述的两点革新,故显著拓宽了所适用的振荡频带(亦即增强了对振荡频率变化的鲁棒性);更加有效地抑制LFO,这一点不仅为动态模拟实验、数字仿真所反复证实,也被碧口水电厂和红石水电厂令人信服的现场试验结果所验证。1990年清华大学进一步改进的线性优化控制——“零动态最优励磁控制”,在微机励磁调节器上得以实现。至此,我国已从理论和装置上占据线性化励磁控制技术的制高点。 5.1.3 近似线性化模型的局限性 上述两种控制方式虽有种种差异。但它们本质上部是基于单机系统在一个特定的平衡点(即特定潮流)处近似线性化的数学模型设计的。虽然PSS模型是以传递函数G(S)表示的,LOEC是以线性定常系数微分方程组表示的。但我们知道,传递函数只是线性微分方程的拉氏变换形式而已。 电力系统实际上是一个强非线性的系统,其中第i台发电机有以下模 型: (1) 式中,—皆为常数,和分别为转速和暂态电势;为转子电压,是控制量。 和是关于和的非线性函数,分别为: (2) 式中,为发电机转子角;为常数。 把非线性函数在某一特定状态下近似线性化后,代入原方程即可得近似线性化数学模型。其近似线性化的处理方法是把和在某一特定状态处按台劳多项式展开后只保留首项,而把二次方和高次方项统统忽略。该处理方法在微分学中称为“以非线性函数在某一特定点处的全微分代替其在该点处的增量”。用几何学的观点来看,即以状态空间中在点处某曲面的切平面代替其曲面(参见图1)。 图1 以处的切平面近似代替曲面示意图 问题很清楚,这种近似只是在当实际运行的状态点离开点很近时才是对的。在电力系统发生短路故障时,实际运行点必然会远离初状态。由图可知,这时近似线性化的数学模型就完全不对了。因此按这种模型设计的励磁控制器,在大干扰下控制效果将会大大削弱,甚至产生负作用。为此PSS环节的输出必须加严格限幅(美国学者坚持限幅在土5%);LOEC虽尚未发现有负作用产生,但对提高暂态稳定作用甚微。 5..1.4 非线性最优励磁控制 目前我国电网,低频振荡和小干扰稳定性的改善固然重要,但更具重要意义的是要提高其暂态稳定水平,为此迫切需要发展直接按多机系统精确非线性模型设计的最优励磁控制器。在过去的十年里,国际上基于微分几何方法的非线性系统控制理论有了较系统的发展,美国将其用于如飞行器和机器人等控制系统。在我国,本文作者首先将其用于复杂电力系统,并发展了这种理论,在IEEE/PES,1989年第一期上发表了该领域的开篇文献[4];随后MIT的Ilic教授和多国学者在该领域进行了跟踪研究。1993年科学出版社出版了《电力系统非线性控制》专著[5],奠定了基于微分几何方法的电力系统控制理论基础。1996年11月IEEE电力系统卷发表了本文作者的“分散非线性最优励磁控制”一文[6],该文在国际上首次给出了关于这类非线性控制解最优性质严格数学证明,使这种理论上升到“非线性最优”的高度。论文为SCI收录,被各国学者多次引用,使我国在该前沿学科领域占有国际上一席之地。 90年代初,IEEE自动化学会主席华盛顿大学Tarn T J教授对我国学者这一成果是这样评价的:对非线性系统微分几何方法的发展有重要意义,且这种理论和方法开辟了一个崭新的应用领域。他们明确指出:研究结果表明,与传统方法相比,这种非线性控制方法在改善电力系统暂态稳定性、动态品质优化方面有着突出的优越性。最后他得出结论:中国这方面在国际上处于领先地位。美国科学院院士Zoborszky J教授热情评论道:非线性几何方法是一种高新而精深的科学方法,加之电力系统模型的极其复杂性,中国作者成果是一个通过精确与博识的分析使问题得到明澈无疑解决的范例,是一项极具吸引力与挑战的新贡献。 其实这种理论和方法的主要思路是相当简单明了的。 电力系统中运行的发电机组的数学模型有以下形式(具体模型见(1)): (3) 式中,是状态量;是的非线性函数向量;是常数向量;是励磁控制量。 方法是要求找到一组非线性坐标变换: (4) 同时又找到非线性控制律(状态量非线性反馈) (5) 这里都是的非线性函数。使得发电机组励磁控制模型(3)精确地在全动态过程意义上转化为Z坐标下的线性系统(故称作“通过反馈的精确非线性化”方法): (6) 根据线性优化原理很容易找到(6)式中最优的,将代入(5)式,即可得到非线性励磁控制策略。 (7) 上述结果已由本文作者在1996年IEEE上发表的论文证明:以上非线性控制解对原非线性系统(3)也是最优的。 用以上方法得到的非线性最优励磁控制规律为: (8) 式中,分别为发电机有功功率、无功功率、端电压、转速,其它皆为这台发电机本身的参数。 励磁控制规律(8)有以下特点:第一,其中仅含有受控发电机可测的状态变量,所以实现了真正的分散控制;第二,仅含有受控机组本身的参数等,故对网络结构的变化有完全的自适应能力(鲁棒性);第三,由于在求解该控制律中,未对模型作近似线性处理,该控制规律对“小干扰”和“大干扰”同样适用;第四,文献[6]业己证明,该控制规律对一类二次型性能指标是最优的。 应指出(8)式所示的是发电机全状态量非线性最优反馈策略,这种策略对电力系统起着镇定(Stabilizing)作用(无论对于小干扰还是大干扰)。从这个意义上可以说它是:全状态量非线性最优PSS(Power System Stabilizer)。 5.2.装置的先进性 由我国自主开发的高科技产品GEC-I型微机非线性励磁调节装置是在先进理论指导下 设计的并采用现代微机技术,集先进性与可靠性于一身,专为大、中型发电机组设计的励磁调节装置。 通过近十个电厂中的运行,显示出该装置除采用了先进的励磁控制理论外,还有诸多的特点: (1) 实现了全数字化设计。该励磁调节装置从交流输入到控制脉冲全部实现了数字化,完成了交流采样、数控脉冲等一系列先进的微机技术,取消了模拟环节和电位器调整环节,在硬件结构上实现了最小系统配置,提高了装置的可靠性和调节精度。 (2) 实现了国际标准化的软件设计。该励磁调节装置在实现了最小系统配置的条件下,保护与调节功能均采用软件设计得以实现,如TV(电压互感器)断线保护、强励反时限保护、低励限制保护、V/F限制保护,以及功能齐全的调节方式,如非线性最优励磁调节方式,线性最优调节方式,PSS方式以及PID调节方式,恒无功和恒功率因素方式也在考虑之列。 (3) 实现了设备调试智能化。该装置具有方便直观的人机接口;运行中不仅能直观地了解装置的工作状态和发电机的运行状态,而且一切调试均能由计算机系统的功能键完成,如零起升压、土10%阶跃响应。调节器参数和保护参数的整定均能由加有密码的键盘来完成。 (4)实现了系统元件板的故障自诊断功能。整个调节装置在运行过程中,具有完整的故障自诊断系统,一旦故障出现能明确地指出故障板,使之可达到最快修复的目的。 (5)故障信息记录也是该励磁调节装置较为突出的优点之一。当系统出现故障或操作人员误操作引起的故障,以及装置本身故障都可由故障信息记录系统查明原因,对于分析故障原因起到十分重要的作用。 5.3.非线性励磁控制对提高系统安全稳定性的重要作用 同步发电机励磁调节对提高电力系统稳定性的重要作用早在四五十年代就已引起了充分重视,非线性最优励磁调节对提高电力系统的静态稳定、暂态稳定和电压稳定方面己发表了多篇研究论文。从计算机仿真研究、动态模拟实验研究、直至现场故障的实际动作行为都证实了非线性最优励磁调节的重要作用。在上述研究的基础上,己完成了华中电网、西北电网、新疆电网、浙江电网的仿真研究,华北电网和广东电网以及西南电网仿真工作正在进行中。仿真研究是基于电科院电力系统分析综合程度(PASSP)进行的,几个系统的仿真结果如下。 5.3.1 对提高西北电网稳定性的仿真研究 西北电网包括陕西、甘肃、青海、宁夏四省。截止1996年底全网统调容量1300万kW。西北电网主网架为330kV电压等级。主网联接是一个环形网,其环网总长度近 2000km,而东西部之间的输电距离为500km.,位于北部的宁夏网是通过双回线以三角环网的形式与主网联络,西北电网的接线示意图参阅文献[7]。 就运行的稳定性而言,目前西北电网存在以下主要问题: (1) 西电东送方式存在弱阻尼现象,动稳极限仅为80万kW,无法满足功率交换的要求; (2) 东电西送时存在暂态稳定问题。暂稳极限仅为73万kW; (3) 区域网的局部稳定问题也较突出,特别是宁夏网、陕南网和汉中网都存在电压稳定性问题亟待解决。 通过对西北电网详细的仿真研究,可得出以下结论:西北电网在安康、渭河、碧江、清远、龙羊峡、大坝、大武口7个电厂中装设非线性最优励磁调节器,西电东送的动态稳定极限可由原80万kW提高到100万kW。东电西送的暂态稳定极限由73万kW提高到80万kW,对区域网中的各局域网的稳定水平和电压水平也有显著的改善。典型的仿真结果参阅文献[7]。 5.3.2 R4华中电网稳定性改善的仿真研究 在华中电网中,由于湖北电网与江西电网之间的弱联系,当500kV葛凤线发生三相短路后,葛洲坝大江机组对南昌机组的功角摇摆出现等幅(甚至增幅)的低频振荡,鄂东下陆至江西柘林线路的有功潮流出现等增幅的低频振荡。研究表明,若在葛洲坝电厂、汉川电厂和南昌电厂的机组上装设非线性最优励磁调节器,不仅可有效抑制上述的低频振荡问题,而且还可改善系统的暂态稳定性,其仿真结果见图2所示。 葛洲坝大江机组对南昌机组功角摇摆曲线 虚线为常规控制 实现为NOEC控制 图2 华中电网仿真结果 从以上几个系统仿真结果可以看出,发电机非线性励磁调节器对于同时改善电力系统的静态稳、定暂态稳定和电庄稳定均能起到重要的作用。 5.4. 结论 “一个没有创新的民族是没有希望的”。我国政府强调要特别重视“研制开发出一批具有我国知识产权的高技术产品”。本节所介绍、评述的全数字化非线性最优励磁调节器;从理论到装置具有完整的我国知识产权。 本节所介绍、推荐的控制装置是在我国的基础理论研究成果电力系统非线性控制理论指导下设计的。该理论在电力系统小干扰和大于扰稳定控制的统一性,控制对于电力网参灵敏和结构改变的鲁棒性,各发电机控制所需反馈量的独立性以及控制规律的最优性这4个长期希望解决但未能解决的问题方面,取得了突破性进展,在国际一领域起着“挑头”作用。 装置实现了从采样到脉冲输出的全数字化和100%的冗余度,并且以国际上最可靠的工控机总线为硬件核心和依托,可靠性高;新改进的产品具有彩色平板显示器,可显示和记录运行状态和波形,这一点也比国外同类产品先进。在我国目前已有24套装置投入运行。 国务院领导同志和三峡总公司的负责同志对三峡发电机组控制系统和二次系统国产化问题十分重视。鉴于三峡电厂的特殊重要性,我们在为三峡而研制的励磁控制器中除其硬件核心部分采用国际上最可靠的工控机外(这一点已做到),其它部件,包括开关、插件、端子等所有零部件也应采用国际上最先进可靠的产品。这样做与自主知识产权丝毫也不矛盾。如果我们在硬件上采用国际最先进可靠的产品,在理论和软件上我国已经领先,二者结合起来,就能使整个产品跨入到国际先进水品行列。 基础理论论文:传播学基础理论的创新和发展 【内容摘要】建立可靠的传播学基础理论是当今传播学研究面临的一个紧迫问题。而哲学问题、社会学问题及文化问题都不同程度关联到传播学的基础理论。现象学、解释学及“法兰克福”学派等几种有影响的主体哲学通过社会学理论及文化理论内在地决定了传播理论的框架和体系,因而,反思主体哲学根基的弊端,超越人类中心论思维的局限是现代科学认识论的核心问题。马克思的实践理论及皮亚杰的发生认识论为主、客体的协调提供了可靠的理论依据。当代社会学中的结构化理论及文化研究中的人类共同心智及社会知识型理论都提出了结构重于主体的解释模式。这些理论不仅在社会学和文化研究方面有十分积极的意义,而且对传播理论研究也有十分积极的意义。 【关键词】传播学基础理论;主体哲学;主客体协调;社会学理论;文化理论 传播理论集中体现了现代知识的综合,这种综合体现在人文社会科学和自然科学的交叉和开放性上。传播理论的创新和发展,既可以指狭义的创新和发展(指传播理论自身),也可以指广义的创新和发展(指影响到传播理论体系的建立),由于学术界对后一个问题论述不多,本文主要论述影响传播理论的基础理论的创新和发展。 本文谈到的基础理论主要分为哲学问题、社会学问题、文化问题等3个方面,这3个方面不同程度涉及到传播理论。理论界选择什么样的基础理论,传播理论相应地就会带什么样的印记。就目前有影响的传播理论来看,主体哲学(对哲学的基本问题偏于主观的理解)及相应的社会学理论和文化理论的影响更大。今天,审视传播理论的基础理论,使传播理论建立在可靠的根基之上,继而创新和发展传播理论,是传播学界面临的一项基本任务。 影响传播理论的几种主体哲学 在当代,哲学思想对传播理论的影响通常是通过社会学为中介的,我们在评判一种社会理论时,总是在评判一种哲学思想。为了叙述的便利,我们首先分析影响到社会理论的哲学思想,然后分析其相应的社会理论和文化观。众所周知,主体哲学在西方哲学中更为典型和明确,在西方思想史上有其长久的历史背景。自文艺复兴以后,绝大多数哲学流派都是以主体意识的第一性作为理论的起点。在20世纪,从柏格森的直觉主义到解释理论,从精神分析到现象学,从存在主义到“法兰克福”学派,主体第一性的观念以各种体系表现出来:心灵、心理、直觉、精神、体验、理性观念、人道主义等等,它们都指代一个实体——主体,是主体赋予了人类存在的价值和意义。这种信念在现象学哲学、解释学哲学和“法兰克福”学派中得到了集中的体现,它们在社会——文化理论中有着广泛的影响,它们也通过社会——文化这个中介间接地影响到传播理论。至今,我们在一些基本问题上的争论仍是这些方面的延伸。 我们首先来看现象学,胡塞尔提出现象学的观念并发展了现象学的方法,现象学哲学有一套较为完整的认识论,以现象学为框架的社会学也多以此为根据发展了意向理论及价值理论。现象学的基本任务是以直觉达到人类理性的深刻基础,这一任务的前提是直觉是一切知识的合理根源,一切在初始状态的直觉中呈现的事物将会完全地如其所呈现自身的那样被接受。这个假设中,主体的理性被赋予了不可动摇的地位,直觉是我们接受事物的外在方式,最后还会有一先验的自我来保证直觉的可靠。为了达到本质的直观,他提出了“现象学的还源”,简单地讲,这一命题包括了以下几个方面: 历史的加括弧:即把我们的各种信念(不论是经验的概括还是各种现实的信念)全部悬置起来,并不对它们作是非的判断。2.存在的加括弧:放弃一切有关存在的判断,因为哲学的认识是对本质的认识,而对现实存在的判断则非本质,所以,对存在的判断也应中止。3.先验的还原:这种还原使我们从此验的自我走向先验的纯粹自我,这是世界上一切意义被建立起来的基础。胡塞尔晚期则将自我纯粹意识视为最终的绝对领域,即它的存在不需要任何实在为前提。纯粹意识的地位确立后,即可以解释经验世界,如果人们在经验的世界找到共同之处,那么,这是因为他们在意向性上是一致的。 正是这种主体哲学的框架和意向性理论,影响到后来的现象学社会学的发展,舍勒提出的价值哲学、舒茨的意义理论都与现象学有着密切联系。现象学对现代微观社会学的影响也是多方面的,只要我们看一下戏剧理论(戈夫曼),本土方法理论(加芬克尔),交换理论(雷克斯)及冲突理论(霍克斯),无不带有意向性理论的影子,无论是日常的自我还是掩盖了意图的自我,都可以在现象学纯粹那里找到最后根源。 舒茨的现象学社会学将胡塞尔的现象学观念扩大到社会领域,认为对社会活动的理解取决于主体间的一致,意义在于主体赋予对象的过程上,社会互动之所以可能,也是由于主体间的一致性。和一些其他的微观社会学理论相似,现象社会学也是以个体为基本的考察单位,尽管这些理论以互动来解释社会系统,但它们几乎都忽视了社会制度对个体的制约。从理论上讲,社会结构的形成总是离不开个体及集体的参与,但社会制度形成稳定状态后,它总是从语言到思想、从法律到伦理、从制度到信念各个方面来制约个体。主体既参与了社会制度的形成,同时,又是社会制度的产物,个体的动机和行为往往是制度化的结果。离开了社会结构和制度,很难解释一些行为和动机的原因,这也是微观社会学理论普遍的局限所在。 一些其他的微观社会学理论如符号互动论等也都是以个体为根基来解释社会,个体往往成为不受社会制度制约的个体,微观理论的共性表现在它们几乎都在表述主体哲学的一些基本主张。 解释学也存在着类似的理论。解释的根基建立在个体的体验和理解之上,为了说明解释是普遍有效的,就要说明解释在主体间是一致的,为了说明主体间的一致还要找到更基础的东西。当代的伽达默尔是用语言来解释主体间的一致,语言既是解释学的根基,也是对世界的体验,其核心观念是人类以语言的方式拥有世界。用委婉的体验解释世界无疑要比现象学更少地依赖于主体,但体验的背后又隐含着原来的主体。 解释学赋予了个体极大的心理自由,个人的体验成为分享共同意义的重要方式,特别是对解读精神性文本来讲,由于时间的差别,也由于解读者所处社会历史背景的条件,解读者不可能得到文本的原始意义,解读总是充满了个体的理解,因而文本的多样性和差异性在所难免,这种多样性和差异性也是合理的。显然,在文本和读者的关系上,解释学以牺牲文本来迎合读者,其相对主义的结局不可避免。 “法兰克福”学派发展了一套批判理论,批判理论旨在批判当代资本主义的社会制度和思想体系。从认识论上看,批判理论主要对实证主义提出了批判。批判理论的核心是人与自然的对立,精神与物质的对立。批判理论认为当代资本主义矛盾可以从近代的启蒙找到根源,启蒙精神在改变自然时从认识理性中发展了极度的工具理性,科学技术也是工具理论的集中体现,当世界都变成可度量的对象时,人也变成了被奴役的对象。在当代,启蒙精神变成一种操纵意识,这又是通过大众文化来实现的,大众文化造就了文化产品的单一化和标准化,文化工业代表了这种单一化和标准化。简而言之,“文化工业”已成为当代一种新的社会控制形式。 纵观以上几种哲学思想,无论他们看待世界的方式有多么不同,确定主体意识优于并高于所有一切,是他们哲学推论的前提。正因为存在着主体意识与外在世界的对立,他们的结论几乎都包含了事实与价值的对立,世界与心灵的对立,以致自然科学与人文科学的对立,在更极端的态度上往往以牺牲认识的理性法则来换取意识的自由。我们在伽达默尔及“法兰克福”学派特别是胡塞尔那里,可以看到精神世界的无限膨胀,科学涉及到的物理世界往往被看成对意识自由是一个极大的妨碍,甚至对意识自由是有害的。主体哲学很少考虑这样的问题:即主体——客体二元对立的框架中,主体的推论是否包含了局限和偏见的问题。绝大多数的主体哲学将理性看成是自明的,客体就是呈现为主体推论的结果,这个假定预设了主体不会出现任何偏差。而事实上无论在哪种意义上,这种假设都是不可能的,特别是近代科学的发展,越来越明确地认识到主体意识不可避免地会包含着局限。思想史的发展能清楚地说明这一点,人类对世界的认识在未能把握其本质前,总是以主体的图式看待世界的,以人的特性解释世界注定会产生拟人化的过程,这个过程也不可避免地暗含了人类中心论的思想,主体哲学就是按这种推论极端发展的结果。主体哲学是在人类中心论和拟人论的框架下来看待人与世界的,这样,对世界的认识总是折射出主体的意图和限度,世界的存在往往被看作人类中心的象征。换言之,它没有实体性的地位,它的性质全靠主体意识的解释。这种认识世界的方式不仅存在于西方古典哲学中,也存在于其他民族的哲学中。当人类不能分离出单独的客体时,除了用人这个尺度解释外别无其他方式,这也不难理解为何主体哲学一直是哲学史中最有影响的理论。 认识到人类中心论及主体意识的局限是近代科学理论的成果,这个开端就是哥白尼的天文学革命,在他的日心说中,太阳是宇宙的中心,地球自转并和其他行星围绕太阳公转。与地心说相比,这是一幅全新的世界图像。这里,不论是地球还是人类,都不具有特殊目的和意义,相反,他们(它们)只是宇宙系统的一部分,这种理论最早喻示了人类从中心到系统的变化。 在以后达尔文的理论中,也提供了反对人类中心论的又一种理论。按照其理论,人是生物连续进化的一个环节,人也像其他生物一样组成了一个系列。这里,人不具有特殊的意义及目的,这种理论也排除了神学理论的创世说。达尔文理论与哥白尼理论在反对人类中心论上是一致的。这两种理论都说明了人既不是世界的创造者,也不是世界的目的。此外,当代量子力学也提供了背离人类中心论的理论。这里,主体哲学与人类中心论有着天然的联系,正因为它假定了人是世界的终极目的,因而,它无法解释真正的客观世界,也不可能建立真正意义上的科学理论,而科学理论总是呈现出反拟人化的结果。 现代科学理论的发展过程越来越趋向将人视为无数系统中的一部分,人类既不是世界的创造者也不是世界的目的。如果这样看待人类,人类中心论的思想是值得怀疑的,主体哲学的观念也是值得怀疑的。 建立主、客体相协调的理论 就认识论来看,主体哲学代表了解释世界的一个方向。除主体哲学以外,一些哲学家力图使主客体协调起来,这种努力在近代开始显示出积极的成果,超越主体哲学的有效途径在于恰当地说明主客体的关系。对马克思来讲,解决主体与客体的关系问题首先是实践的问题,因为实践包含了将两者统一起来的可能,思维的观念只能在实践中加以验证:“人的思维是否具有客观的真理性,这并不是一个理论的问题,而是一个实践的问题。人应该在实践中证明自己思维的真理性,即自己思维的现实性和力量,亦即自己思维的此岸性。关于离开实践的思维是否具有现实性的争论,是一个纯粹经院哲学的问题。”①实践的观点是马克思与其他哲学的根本区别,在《1844年经济学哲学手稿》中,马克思提到了实践对人与世界的双重作用:在实践中,自然成了人化的自然,人通过实践也在改变自身的特性,五官感觉的形成是以往全部世界历史的产物。实践的观点说明,主、客体本性的确定是从对方的作用中获得的。 在20世纪,思考主、客体的关系仍是思想界面临的主要议题,皮亚杰从自然科学的角度提出了认识的发生问题,再次涉及到主、客体的关系。传统认识论大多在两种态度上摇摆:一种是经验主义,往往将认识看成信息来源于客体,主体只能受教于客体;另一方面,先验论和天赋论则认为主体一开始就有内部生成的结构,然后这些结构加诸于客体。这两种理论涉及的都是在高度成熟阶段上的认识,而没有涉及认识的起源,认识的起源要比这两种理论设想复杂得多。皮亚杰根据心理研究的成果,证明了认识既不起因于一个有自我意识的主体,也不是起因于一个业已形成的客体,而是起因于主、客体的中途,它同时包含着主体又包含着客体,这样,充分考虑到联系主、客体的中介就十分必要。皮亚杰作了这样的设想:“如果从一开始就既不存在一个认识论意义上的主体,也不存在作为客体而存在的客体,又不存在固定不变的中介物,那么关于认识的头一个问题就将是关于这些中介物的建构问题:这些中介物从作为身体本身和外界事物之间的接触点开始,循着由外部和内部所给予的两个相互补充的方向发展,对主客体的任何妥当的详细说明正是依赖与中介物的这种双重的逐步建构。” 认识的过程事实上也就是一个建构过程,它从感知运动阶段经前运算阶段、具体运算阶段到形式运算阶段,才能达到通常意义上的认识。认识图式的发展是主客体之间的同化和顺应,相互协调的结果,经同化、顺应的平衡作用,使主体的认识图式逐步接近客体的结构。 在建构的过程中,我们很难看到有一个本质不变的客体,也很难看到有一个本质不变的主体,顺应说明了主体会在对环境的适应中造成认识图式的改变;同化说明了主体对环境的过滤和改变,使之符合主体的认识图式。建构就体现了相互制约、相互转化的过程,认识的过程就是从简单低级的结构向复杂高级的结构不断过渡,这也是一个永无终结的过程,客体意味着主体所能达到的极限。 皮亚杰的理论建立在大量心理学及生物学的实验基础上,因而,它代表了解释认识形成及发展的科学解释方向。它的要点仍是沟通主客体的中介,在中介的关系中说明主客体。如果将这个中介与马克思的实践联系起来,它们的近似就在于从联系主客体的结构模式上解释主客体。 除了皮亚杰发生认识论以外,语言哲学关于语言对世界的组织成形作用也作了出色的论述,这一理论涉及到的指称问题、真理问题、意义问题及言语行为对我们理解语言与认识、语言与主体及语言与社会有积极的启发作用。 此外,值得提到的还有结构主义,结构主义建立在严格的理论法则之上,它以语言模式为出发点,突出强调了结构和系统的观念。结构的观念表明了它对表层对象背后共时的关心;系统的观念表明了它试图通过关系的模式来解释对象,和语言哲学一样,它也是通过观众形态来说明主体的。就此来看,以上几种有影响的哲学与主体哲学形成了鲜明的对比。 当传播体系建立在主体哲学之上时,我们很难察觉主体哲学的局限,这种局限势必通过其社会学理论内化于传播理论之中。毋宁说,主体哲学的蓝本和传播理论的摹本存在着一种对应关系,主体哲学对心灵的能动作用的强调会贯穿于传播理论中。同样,它的局限(没有看到认识总是主、客体相互作用的结果)也内涵在传播理论之中。因而,借鉴科学的认识论建构主、客体的关系,使传播理论建立在可靠的哲学的社会学根基之上,是传播学界需要思考的问题。 以上我们曾对主体哲学与微观社会学的关系作过分析,确实,微观社会学对主体的动机、行为、意义是主体间的互动曾作过详细分析。然而,微观传播学理论几乎都没有考虑到既定的社会结构对主体动机和行为的作用和影响,没有考虑到社会结构与动机的辩证关系,因而无法说明动机和行为的真正动因,最终使陈述的理论趋于表层化。显然,问题的真正源头在于如何看待行动和结构、个人与社会的关系,这是一个如何从社会学的角度理解主、客体的问题。 目前,大家经常谈到吉登斯的结构化理论,该理论的核心问题就是结构与主体的关系问题,与微观社会学理论不同的是结构化理论力图在更客观的立场使结构与主体协调起来。 传统宏观社会学偏于社会结构和社会制度对个体的塑造上,而大多数微观社会学理论将注意力集中在个体和行动的意义的理解上,吉登斯提出了将两者协调的结构化理论。结构化的核心旨在说明社会结构既是通过人类的行动建构起来,也是行动得以建构的条件和中介,即结构与主体存在着一种二重化的过程,结构并不是外在于主体的活动,而是通过主体的特定活动而构成;社会系统的结构性特征,既是其不断组织的实践的条件,又是这些实践的结果,结构不应简单看作对主体的外在制约,它既有制约性同时又赋予行动者以主动性。这样,结构和主体存在着一种生产和再生产的方式,对结构和主体的妥当说明,需依靠对它们二重化关系的说明。 鉴于目前传播理论更多地依靠微观社会学来维系,清醒地看到微观社会学的不足,并从社会学层面考虑结构与主体的协调关系也是传播学界不容忽视的问题。 主客体的关系也涉及到如何看待文化,一个多世纪以来,文化研究一直是全球性关切的问题。通常大家谈到有影响的几种理论大多集中在社会学和文化人类学两个领域。 社会学中占主流地位的理论是价值论,其理论源头可以追溯到韦伯及狄尔泰,用价值解释文化的各种理论几乎都将文化视为对象满足主体需要的一种活动。现象学、解释学、“法兰克福”学派及大多数实用主义理论都代表了这个方向。它们的共性是:都给予了主体以至高无上的地位,无论是生命、体验、理解、自由或人与社会、精神与物质的对立,都要根据主体意识来评判,文化几乎没有自己的实体地位,文化的存在完全要看主体间的解释。本来,用价值解释文化并不是没有说服力,问题在于对主体的极端信赖除了走向自我中心论以外别无选择,此外,价值论的解释还面临着文化相对主义的危险,事实上,这两个方面的危险也是价值论所无法克服的问题。 大家都知道,人文科学的研究区别于自然科学除了对象不同外,还在于研究者适度的介入是可行的。但研究者介入到什么程度则是价值论和解释学所无法回答的问题。以此为框架,总是面临着解释过度的问题,而解释学通常也把解释的多元化视为合理的。这样,在价值论和解释学的背后,我们看到的仍是主体哲学的主张。 在“法兰克福”学派那里,主体与世界的对立变成为精神与“物化”的严重对立,工具理性的扩张必然在制度上、精神上对人进行新的操纵,文化的单一性及庸俗性不可避免。所以,由于工具理性的极度扩张,人类未来的文明也是暗淡的。 该学派的许多主张都建立在主、客体的对立上,为了维护主体的至上性,不得不排斥非主体的存在。“法兰克福”由于把个体与社会看作完全都是对抗性关系,现代工业文明在“法兰克福”学派那里被看作是一种倒退,与之相关的是工业社会及科技进步造就的大众文化根本不具有以往精英文化的单纯和高贵。“法兰克福”学派从主、客体的对立进而过渡到人与社会的对立,再过渡到文化的对立有其内在的必然性。这样,我们除了看到精英文化与大众文化的对立外,我们根本看不到它们是如何协调在一起的。 纵观以上几种有影响的文化理论,几乎都是从主体来解释文化,其结果要么是价值涵盖了一切,要么是文化存在着对立。因而,超越主体哲学的局限就是一个关键的问题。 大家知道,近几十年来,结构主义提出了一套与主体哲学截然不同的理论,包括其文化理论(主要集中在文化人类学),其核心是以语言模式来看待社会系统,进而解释主体在社会中的作用和地位。从结构主义的影响来看,它提供的超越主体哲学的途径和方式是可行的。 结构主义主要关心文化的共时性问题,莱维——斯特劳斯集中表述了结构主义的文化观,即文化不仅是共时的问题,也可以通过能指和所指的关系加以说明。文化人类学家经常可以看到大量重复出现的文化形态,是什么决定了它会重复出现?如果人类没有普遍共同的心智,这一问题也就不可能产生,是各个文化外观形态的差异重要还是内在的共同模式重要,两种不同的选择会有不同的答案。 按照这种方式来理解文化,各种文化现象就不难解释了。无论文化人类学提供多么不同的文化差异,但共时态的文化是存在的,因为像亲族系统、婚姻系统、神话系统、图腾系统反复出现在不同民族的文化中,这恰好证明了各民族具有构造文化的共同能力。它通过转换系统,成为我们可以看到的各种具体文化形式,而共时模式为这些形式找到了答案。考察各种具体文化的差异不是人类学的任务,人类学要探讨决定文化现象的深层内容——人类共同的心智。 共同的心智,在他那里也就是无意识问题,它不是与意识相对立的下意识或潜意识的概念,毋宁说它是人类先天的一种构造功能。它普遍地存在于各民族中,因而是普遍的理智功能,正是它的存在,可以解释各种文化的普遍共时。 结构主义的重要代表福柯在思想史领域提供了一种非主体解释思想的方式,福柯对思想史的分析集中在权力对知识的形成上,换言之,社会的知识型总是体现了权力的支配,主体正是在各种制度性场址的权力关系中生成的。 如果主体总由其他因素所决定,那么,确定的主体是不存在的。毋宁说主体总是由特定的知识型所决定,《词与物》表明了知识型如何决定着主体。按着结构主义的解释,它会引出许多被忽视的结论:如果文化不存在着高低之分,发达和落后之分,那么,各种文化之间的比较只能得到现象的差异,追问这种差异是没有意义的,我们很想知道热衷于中西方文化比较的研究究竟能给我们带来什么?如果文化现象的差异只是表层问题,那么中西方文化在心智的创造上具有的共同性不更重要吗?难道它们不都是共同心智的结果吗?如果表层的背后确实存在着普遍的东西,揭示这些普遍性正是文化研究要回答的。知识型理论也使我们看到了思想的另一个方面:我们认为许多不可动摇的观念其实是用某种占主导地位的信念所支配的,主体不仅无法意识到这一点,在大多数情况下反而在强化这种信念。事实上,能超越既定知识型的人少之又少,我们通常表述的知识大多数情况下是某一社会占主导地位的知识而已。 综上所述,建立主、客体协调的认识论是社会人文科学的可靠前提,它影响到在什么样的方式上看待社会理论和文化理论,客观的社会理论直接关系到传播理论的根基问题:个体既是社会制度的结果,又参与了社会制度的形成,这样,两者存在着密切的对应关系。同样,非主体解释的文化理论旨在说明文化共时模式的存在,表层文化现象的对立和无序并不反映内在层次的共同模式,如果我们做深层分析,各种文化可以找到普遍的共性。 结语 近50年来,人类的知识积累发生了惊人的变化,以往许多被认为是经典的理论和命题,现在被看作是有条件的和相对的,知识的不断综合和更新要求我们的思维与时代保持同步,特别是像传播学这种新型的综合性学科,如何使其理论建立在可靠的基础上,是不容回避的问题。 近代科学反复证明了这样的事实:一门学科的成熟与否,在于其基础理论的成熟与否,而不在于其表象形态的丰富,这一道理同样适用于传播理论,相对于传播理论的应用理论来讲,其基础理论的研究就更为重要。 目前,传播学界对狭义的传播理论讨论较多,而对广义的传播理论讨论不多,这在一定程度上妨碍了对传播理论的深化理解。如果我们仅仅讨论狭义的传播理论,我们只能得到一个相对封闭的解释体系。问题在于对传播理论基本观念的讨论常常会将问题引向更基本的问题,例如,信息问题、语言符号问题、意义问题、传播的存在及目的等等。对任何一个问题完整的回答都会涉及到人的问题,涉及到人对世界的理解,涉及到人与社会的关系,这些问题都属基础理论的范畴。这样,借鉴基础理论的成果,无疑会强化传播理论的解释力,使狭义的传播理论更为健全。 本文谈到的传播理论的创新和发展,正是从这个意义上来论述的。以上谈到的三个方面直接关系到我们建立什么样的传播理论。主体哲学曾在哲学史上产生过长期影响,而现代科学的发展愈发证明了其内在的局限性,我们只有从主、客体相协调的途径上来看待主体意识时,我们才能更好理解主体意识,我们只有恰当地说明了主体,我们才能恰当地理解人与社会的关系,才能恰当地说明文化的本质特征。这既是我们探讨广义传播理论的目的所在,也是我们探讨传播理论创新与发展的核心所在。 基础理论论文:英、德行政程序基础理论之比较 [内容提要] 通过正当的行政程序来规范行政活动参与者的行为已成为世界上多数追求法治国家的必然选择。由于历史背景、法律传统、社会现实和理论体系的不同,各国赖以建立行政程序的理论基础也不同。英美法系国家强调自然正义、正当程序;而大陆法系国家的行政程序处处体现法治行政原则。本文将通过两大法系的典型国家——英国和德国行政程序的理论基础的介绍与比较,以期对我国构建行政程序法治有所借鉴。 [关键词] 自然正义 法律优先 法律保留 法治主义是现代法治国家追求的目标与基本精神,经过历史的变迁,法治国家的价值已得到各国的普遍公认。法治国家理论在行政领域主要体现为法治行政,其核心是国家权力的组织与运行要受法律的制约,以法律来制约政府的行为。法治行政已成为现代法治国家行政领域的一项重要原则。 从各国行政程序法治的情况来看,英国的行政程序立足于自然正义原则,这一点发端于有关公正合理的运用行政权的宪法原则。英国的行政法有很长的历史,但早期的行政并非现代形式的行政,在中世纪,一切行政权属于国王,这一时期实际上存在构成行政法的法律规范,但人们还没有意识到法律体系中行政法的存在。现代意义上的行政法直到17世纪下半叶才出现。1608年的革命摧毁了许多枢密院的行政权,王座法院对行政权控制的时代开始了。一直到19世纪后期行政国家的出现,一些重要原则,如司法复审管辖原则、自然正义原则等才开始广泛适用于各级政府部门。中间行政法的发展虽然经历过退步与低潮,但二战以后,为了适应现代行政发展的需要,英国先后制定了行政立法规则,裁判所和调查法等多部法律,以此确立了英国行政法的体系,使其获得了全面发展的客观条件。从英国行政法的发展可以看出,英国行政法是一种控制政府权力的法律,强调控权的价值与意义。英国行政法是有效控制行政权力组织与具体运行过程的规范体系,强调权力行使过程的正当性,即权力行使要有合法而正当的程序。它源于自然正义原则,自然正义原则作为英国行政程序的基础理论,其适用范围十分广泛。 德国是典型的大陆法系国家。德国行政法经历了“警察国家”行政、自由法治行政和社会法治国家行政三种历史类型。现代意义上德国的社会法治国有两层含义:一是国家拥有广泛的社会管理职能;二是国家在行使其职能时必须受到法律的约束。法治国理念的发展也使德国成为世界上最早出现行政程序法的国家之一。从1883年开始,德国各邦开始了广泛的行政程序立法。二战使德国对民主与自由的认识有了进一步的提高,公民获得了直接参与行政行为的权利,这一观念引导了行政程序的理论基础。自此制定统一的行政程序法已成为大势所趋。1963年德国就有了总共85条的行政程序标准草案,现行的行政程序法是1977年生效的《行政程序法》。德国行政程序的理论基础源于其法治国的宪法观念,表现为法治行政原则。 一、英国行政程序的理论基础——自然正义原则 (一)自然正义原则的历史发展 古希腊哲人亚里斯多德在他的《伦理学》中提出了“自然正义”概念,他说“在政治正义中,一部分是自然的,一部分是法律的,——自然是指在每个地方都具有相同的效力,它并不依赖于人们这样或那样的想法而存在;而法律的则意味着起初既可以这样,又可以那样,……。”近现代意义上自然正义的观念最早出现在英国1215年制定的《英国大宪章》之中。该宪章第39条规定,“除依据国法之外,任何自由民不受监禁人身、侵占财产、剥夺公民权、流放及其他任何形式的惩罚,也不受公众攻击和驱逐。” 这可以被看作是自然正义原则的最初体现。而体现自然正义原则的正当程序的概念最早出现于1354年爱德华三世颁布的第28号法令中,“任何人,无论其身份、地位状况如何,未经正当法律程序,不得予以逮捕、监禁、没收财产或处死。”正当法律程序的本意是指刑事诉讼必须用正式的起诉方式并保障被告接受陪审裁判的权利,后来扩大了其适用范围,即广义上剥夺某种个人利益时,必须保障他享有被告知权、陈述权和倾听权等。一直到18世纪,虽然现代议会主权原则取代旧观念在英国已逐渐确立,但这并没有因为立法机关权力的扩张而使自然正义原则在理论上予以改变。英国是判例法国家,许多原则正是经过一个个案例逐步建立起来的,自然正义原则也不例外。 直到19世纪末,行政法伴随着国家权力的扩大而发展,但是到了20世纪,行政法的发展受到了阻碍,自然正义原则也受到了挫折。1914年的地方委员会诉阿利奇一案中,上议院错过了一个运用自然正义原则的重要机会。在该案中,汉普斯特自治区议会命令关闭某座房屋,理由是不宜住人,经房主向地方委员会申诉,举行了一个公开调查会。房主向法院控告地方政府委员会未经公平审讯即撤销了他的申诉。因为没允许他会见做出决定的官员,也没让他看举行调查会的视察员的报告,那个报告理所当然是案卷中的主要文件。这些控告在上诉法院得到胜诉,在上议院却失败了。该案本应当成为重新塑造行政程序新形式的一个机会,但这样一个契机被错过了。但这并没有结束,二战期间及其战后,为了适应战争的需要,行政权出现了空前的强大,而行政法却出现了极大的衰弱,大量的判例是放弃司法复审和错误。 直到1958年这个错误才被纠正。1958年《裁判所和调查法》的产生导致了程序改进计划,带来了行政法的复兴。法院通过一系列的判决使自然正义原则重新获得了适当的应用,为依法行政规则提供了坚实的基础。这里不得不提及一个著名的案例:里奇诉波德温案。该案中,上议院做出了恢复自然正义原则的决定,它是有关自然正义的代表性案例,在英国行政法上具有里程碑的意义。1963年布莱顿警察长因被指控犯有阻碍司法程序的刑事罪而受审,但被宣布无罪,其他两名警官被判定有罪,法官趁机抨击警长对警察队伍的领导,因此布莱顿警察事务委员会一致决定开除了该警长的职务,他的辩护律师申请庭审并被允许出席尔后的一个会议,委员会议认同以前的决定并以9比3的投票结果通过。警察长行使了他向内政大臣上诉的权力。但上诉被驳回,最后他转向法院,要求宣布那个开除他的决定无效。因为没有通知他任何针对他的指控,也没有给他辩解的机会。这被高等法院驳回,上诉法院也一致予以驳回,但上议院以4比1的多数支持了上诉请求。这意味着自然正义原则重新得到重视并将在广泛的基础上予以适用。同时该案也改变了英国行政法的历史。正如雷德大法官在1963年所说:“我们没有发达的行政法体系。”1971年丹宁大法官则说:“可以说,现在我们已经真正拥有发达的行政法体系。” (二)自然正义原则的内容 自然正义原则不是一个实体内容,而是支配行政机关活动程序方面的规则。他要求行政机关的活动要符合立法机关制定的法律的规定,即使法律无规定时,行政机关在行使其权力时也不能违背自然正义原则。这是一个最低限度的公正原则,它是对行政机关在行政程序中的实质性要求。 自然正义原则包括以下两项基本内容: 1、不能作为自己案件的法官 任何人不能在自己的案件中充任法官作为自然正义原则的一项基本内容在英国法上又被称作反对偏私的原则。在司法上,法官如果可能或可以被正当的怀疑与所受理的案件有个人的利益牵连,那他就没有资格去裁决该案件。该项原则甚至可以使法官以此为由宣布议会的法律无效。同样,这项原则也适用于行政决定,行政机关不得就与自己有利害关系的事实做出决定,以避免偏私。在英国行政法历史上,由于行政决定中的偏私从而导致该决定无效的案例很多。比如1730年法院撤销一个有关迁走一位贫民的命令,因为其中的一个地方治安官是该贫民将被迁离的那个区的居民与纳税人。法院还曾经撤销了私下征询过消防队长意见的纪录委员会的决定,因为正是消防队长报告了某消防队员不守纪律。 但在实际情况中,往往出现这样的情形:法律授权某官员采取行动,尽管他与该行动有利害关系,但依据法律,他是唯一有权这样做的人。这时自然正义不得不让位于此种必要性,因为如果不这样做,那行政机制将会发生故障。因此一方面,法院严格的适用反对偏私的原则,另一方面议会试图通过在特定情况下授予一定的豁免来予以缓解。比如1875年的《公共卫生法》中允许地方治安官依本法进行裁决,而不顾他们可能是地方机构的成员。但法院只是从狭义上去理解这些规定,认为任何偏离这一自然正义原则的情况都必须有立法的明确规定。该法被认为排出了仅仅基于地方机构成员资格而提出的丧失资格的可能,但不排除地方治安官办事时实际上与司法公正不一致的情况。但在诉讼中如果一方当事人或他的律师知悉裁决人不合格以及自己有权提出异议,但让诉讼继续而不加异议,那他们便被认为放弃了提出异议的权利,不得对裁决以此为由提出上诉。 关于裁判者会发生偏见的可能性存在两种标准,一是“合理怀疑”标准,一是“确实可能”标准。英国法院曾数次认为两种标准是不同的,因此不得不在其中予以选择。丹宁大法官交叉使用了这一标准,他说:“法院不看是否真正可能或已经事实上偏袒一方而牺牲另一方。法院着重看别人得到的印象如何。但必须看上去真有偏私的客观可能。猜度与推想是不够的。必须存在这样的情形,从那种情形中正常的人认为地方治安官或主席可能或极可能会或已经以一方为代价不公正的偏向另一方。正常人会认为他这样就足够了。道理再简单不过了。正义必须植根于信赖,当心地正直的人们转而认为法官有偏私时,信赖也便荡然无存了。” 2、接受公正的审讯 在司法上,任何人不能未经审问就受处罚,法官必须在听取双方意见的基础上才能作出判决。该原则从司法本土移植到行政领域中,开始适用于行政机关的活动。他要求行政机关在进行行政裁决时,必须给予双方陈述自己的理由的机会,让双方了解对方的论点和依据,在此基础上行政机关才能作出裁决。当行政机关本身与公民发生关系时,如果将做出对公民不利的决定,也必须事先告知对方做出该决定的依据,并听取相对方的意见。接受公正审判的原则涉及到获悉对方理由的权利,提出证据和辩论的权利等。法院坚持被赋予合法权力的机关事先非经听取对方的意见将不能有效的行使权力这一原则,并且几百年来一直在执行这一原则。该原则广泛适用于司法行为和行政行为。法院赖以适用这一原则的假设是,给每个受害者接受公平审讯的权利既是良好法律程序的准则,同样也是良好行政的准则。即便命令或决定在实质上是无可挑剔的,法院也可以控制其程序,要求公平的考虑双方的意见,没有什么比这更能有益于良好行政了。 上文所提到的里奇诉波德温案中重申公平受审权,使这一原则已经成为对侵害权利的行政行为或决定所普遍适用的规则。“提供审讯是落在每个裁决人身上的义务。”这句话经常被人所重复提及。接受公正的审讯原则包括以下几项重要权利:(1)知情权。这其中包括了解针对他提出的案情,知道相关的证据以及不利于他们的各种观点。该原则并不要求行政机关在反对意见提出之前公开他所收集到的所有信息,但一旦有人提出反对意见,行政机关将不能只从一方接纳证据而不向别的当事人公开。(2)听证权。听证权是自然正义原则内涵的一项重要权利。行政机关如果给予当事人以听证的机会,那他就应当做到:考虑当事人希望提交的全部证据;让各方当事人知道要考虑的所有证据;允许向证人发问以及允许对本案中的证据和论点进行评论。但听证并不仅仅限于口头听证,在有些案件中并不排除只给予书面陈述的机会。(3)要求说明理由的权利。说明理由在一开始并不是自然正义原则的题中应有之意,但随着行政程序的发展,自然正义原则的内容也在不断修正和扩充中。现在要求说明理由也已成为自然正义原则的一个关键因素。该权利之所以如此得到重视则是因为如果不知行政机关做出行政行为的理由,公民便无法找出充足的理由要求复审或上诉,从而失去法律的充分保护。 自然正义原则在英国有逐渐扩大的趋势,那么自然正义原则的适用范围究竟有多大,对此有不同的理解。行政机关主张自然正义不应适用于纯行政性的行为。而绝大部分法官主张每项司法性行为都应受制于自然正义原则。并且为此他们将大多数的行政行为都称为“司法性的”。法官并没有说自然正义原则应普遍适用于司法性行为与行政性行为,而是扩展了司法性的含义,即当在某项行为中如果自然正义被遵守,那该行为即是司法性的。实际上,凡是具体的影响公民权益的行政行为都应被认作司法性的行政行为,他要求那些虽然是行政性的权利但要求像司法性权力一样行使,必须遵循自然正义原则。 二、德国行政程序法的理论基础——法治行政原则 法治行政要求任何行政活动都依宪法与法律进行,因行政活动自身利益受侵害者能够得到有效的救济。法治行政是民主主义与保障人权理念的体现。在德国法治行政主要包括两方面的内容,即法律优先原则和法律保留原则。 (一)法律优先原则 法律优先原则是指行政应受现行法律的约束,行政机关不得采取与法律相抵触的行政措施。法律优先原则无条件的适用于一切行政领域,包括干预性行政行为、授益性行政行为等各方面。该原则有德国基本法第20条第3款予以确认。该款规定:“立法权受宪法的限制,执行权和司法权受法律和权利的限制。”如果该原则未被遵守,将会有相应的制裁,这包括:与法律相抵触的法规命令无效;违法的行政行为可撤销或被废除;违法的行政合同无效等。法律优先原则实际上是对违法行政的禁止,他是消极意义上的法治行政。 (二)法律保留原则 法律优先原则是一种消极意义上的法治行政,法律保留原则则是一种积极意义上的法治行政。他要求行政机关只有在取得法律授权的情况下才能采取相应的行为。当法律出现缺位时,优先原则并不禁止行政活动,而保留原则将排除任何行政活动。相对于优先原则,保留原则的内容更丰富和复杂。法律保留原则拥有广泛的宪法基础,这包括民主原则、法治国原则、基本权利保留原则和议会保留原则。1、民主原则要求,颁布普遍适用的、对公民具有约束力的规范只能由人民选举产生的议会做出。从这一点可以得出,凡在议会范围之内的事物均由立法机关保留。2、法治国原则要求国家与公民的关系应由法律予以规范,即由法律予以保留。3、基本权利保留要求必须全面保护公民的自由和财产,对自由和财产等基本权利的限制只能由法律予以规定。4、议会保留原则要求特定事项绝对需要法律予以规定。 随着行政活动领域的扩大,法律保留的适用范围也产生了争论与分歧,并产生了相关的学说,主要有:1、侵害保留说。该学说认为法律保留原则只适用于限制个人权利与自由方面的行政;2、全部保留说。该学说认为保留原则应适用于行政的所有领域;3、社会保留说。它认为除传统的干预行政以外,在给付行政领域也要适用保留原则;4、重要事项保留说。该理论由德国联邦宪法法院提出。重要性的标准是某个规则对公民和联邦的意义、份量、强度等。某一项事务对公民或联邦越重要,就越属于保留的范围。 法律保留原则的适用范围并不是固定不变的。自由法治国时代,法律保留的范围限于所谓干预行政,在现代社会这已经显得不够了,无论是干预行政还是给付行政都需要体现保留原则,以保障个人权利与自由。1、干预行政。对于公民自由与财产的干预, 必须纳入法律保留的范围。这也正体现了德国基本法所确立的对基本权利的要求。上文已经提到,基本权利保留要求全面保护公民的自由和财产,只有通过法律或者根据法律才能予以限制。对于行政机关的干预行政职权,法律应当对其内容、对象、目的和范围等方面予以确立和限制,以使公民对这种干预具有可预见性和可预测性。2、给付行政。法律保留仅限于干预行政已经被突破。给付行政的扩大要求相应的扩大法律保留的范围。但这里的问题是法律保留在多大范围内包括给付行政,国家是否可以提供法律没有规定的给付。实际情况是法律的约束程度因行政领域的不同而不同。 (三)法治行政在行政程序中的体现 德国行政程序主要体现在1977年生效的《行政程序法》中,它要求行政决定必须采取合法的程序和形式。 1977年的《行政程序法》并不是一个关于在实施某一个行政行为时必须遵循的严格步骤的法律,而是规定了在德国法中有关已经形成的程序的一般规则。 这主要包括:1、调查程序。该法第24条规定了调查原则。行政机关可以依职权查明事实,确定调查的方式与范围,不受参加人的意见和所提供的证据的限制。但行政机关应当考虑一切对案件有意义以及对各方当事人有利的事实,不得以案件的陈述或申请未经准许未经证实为由拒绝接受属于其管辖范围内的陈述或申请。2、告知程序。该法第25条规定,如果参与人因为疏忽或无知而没有提出对自己有利的陈述,那么行政机关应当建议提出有关的陈述或申请,必要时,可以告知参与人在程序中的权利与义务。否则,可能会导致对公民的侵害因而承担国家赔偿责任。3、听证权。该法第28条规定了参与人的听证权。该条第1款规定“干预参加人权利的行政行为公布前,应当给予参加人对有关决定的重要事实进行陈述的机会。听证的权利已经成为不得违背的法律程序的一个有机组成部分。但与英国等普通法国家的听证权相比,德国行政程序中的听证有更多的限制。例如第一款中的限制包括一方面限于”干预“参加人权利的行为,另一方面限于必须是”重要事实“。第二款中列举了五种具体案件没有必要举行听证。第三款规定如果听证与公共利益冲突,不得举行听证。4、阅卷权。阅卷权与听证权是紧密相关的,因为只有经过阅卷,行政程序的参加人才能有效的行使自己的听证权。该法第29条规定了参加人有权查阅有关程序的案卷以维护其合法权益,但同时对阅卷权作了相应的限制。5、保密权。公民有权保守个人秘密和商业秘密。如果行政机关有权公开,则保密保护不复存在,这个权利一方面来自公民的同意,另一方面来自法律的明确规定。6、说明理由程序。该法第39条规定,对于书面的或书面确认的行政行为,行政机关应当书面说明理由,理由包括做出行政决定的主要事实和法律理由。对裁量决定的理由说明,也应当使人认识到行政机关作为行使裁量权出发点的观点。同时该条第二款规定了不需说明理由的五种情况。 三、结语 英国行政程序以自然正义原则为其基础,并且已经成为行政程序中一条不变的公理,它并不通过一部法律予以体现,在行政程序中即使法律没有规定,行政机关也必须遵循自然正义原则,它是一种内在的和普遍的要求,因此被认为在行政程序中具有实质意义。而德国的法治行政原则要求行政机关按照法律的规定进行活动,尽管他也能够制约行政活动,实现对权利的保护,但立法终究无法满足不断发展的社会对法律的要求,而且德国并没有具体的承认自然正义原则。因此有人认为德国的法治行政原则在行政程序中只具有形式意义。实际上这种看法是不确切的,一方面上文所提到的德国行政程序中的一些原则与权利,如听证权、说明理由等正是自然正义原则的体现,而且从某些方面来看,德国行政程序法中的一些原则所包括的内容比英国的自然正义原则所包括的内容又有所发展;另一方面德国的宪法法院可以依据宪法对法律进行违宪审查,以确认该法律是否合乎宪法的基本价值和对公民基本权利的保护,以及时对法律进行调整。因此法治行政原则在德国行政程序中既具有形式意义又具有实质意义。 基础理论论文:关于本科教学工作水平评估几个基础理论问题的思考 论文关键词:高等教育质量观 评估制度安排政府 角色扮演 社会态度 论文摘要:我国当前的评估制度在施行过程中产生的一些弊端,并不完全是由于评估指标设计不够科学、评估技术不够完善,而是由于更为深刻、更为根本的原因所导致的,充分探讨适合我国国情的评估制度安排及其赖以建立的理论基础是较研究评估技术更为迫切的一项工作。尝试从高等教育质量观、不同评估制度安排的效益存在差异、政府在高等学校评价中的角色扮演、对不同高校的社会态度等四个方面对评估制度之基础理论进行初步探讨。 2003年 ,我国正式确立了五年一轮的普通高等学校本科教学工作水平评估制度 (以下简称评估制度)。截至2008年6月,第一个五年评估工作已经结束,其间有 500多所高校先后接受了评估。然而随着我国高等教育大众化程度的不断加深、高等教育质量问题的日益凸显,评估制度也暴露了一些不足之处,如由于委托关系而产生的评估主体的道德风险问题,由于行政性评价而导致的评价指标体系单一问题等。其实,现有评估中的一些弊端,并不完全是由于评估指标设计不够科学、评估技术不够完善所导致的,而是由于更为深刻、更为根本的原因,如评估制度安排不尽合理等。本文认为,充分探讨适合我国国情的评估制度安排及其赖以建立的理论基础是较研究评估技术更为迫切的一项工作,因为它是评估制度不断走向完善,在实践中走的更远,更能发挥实效的基础。 一、 对高等教育质量观的看法 高等教育质量观是一个有着丰富内涵的概念,它会因为研究者所站的立场、层面的不同而不同。例如,站在学校的立场,从微观的、具体的、操作的层面思考的研究者可能会着眼于学校的专业布局、课程结构等;站在社会的、政府的、公共福利的角度,从抽象的、宏观的、指导性的层面思考的研究者可能会着眼于人才培养的价值取向,如学术性与职业性的消长问题等。本文所说的高等教育质量观是站在社会的、政府的、公共福利的角度,从抽象的、宏观的、指导性的层面而言的。国内外有关专家学者已经对大众化条件下的高等教育质量观作了很多的探讨与论述,例如戚业国提出了高等教育多元化质量观,认为不同类型、不同层次、甚至不同定位的院校应当有自身的质量观;联合国教科文组织提出 “避免用一个统一的尺度来衡量”不同国家、不同地区、不同学校的高等教育质量,这实际上也是坚持了高等教育多元化质量观。 本文坚持高等教育多元化质量观,其特殊内涵简述于下。一所高等学校可以有不同于其他高等学校的质量追求。例如,同样是办土木工程专业的两所高校 (甲与乙),甲校以培养土木工程基础理论或技术研究人员胜任力为价值追求,如果其预期目标达到,那么它的办学可以称之为有质量,应该被社会承认;乙校以培养建筑工地工程技术人员胜任力为价值追求,如果其预期 目标达到,那么它的办学同样可以称之为有质量,同样应该被社会承认;类似上述甲乙两校关于土木工程专业的办学质量不应该进行排队、比较,否则会误导高校的发展。 推而广之,同质的事物才可以进行排队、比较,不同质的事物不可以直接进行排队、比较。也就是说只有同质的高校、专业等才可以进行质量达成度方面的排队、比较。一所学校将来的发展不应该过早地被非科学外力所决定,而应该建立一套发现其“内力”的机制,发挥其内力的平台,在科学外力的激励下,不断获得成长条件,逐步发展壮大,或者及时淘汰,有效提高社会的整体福利水平。当然,多元化的质量观并不排斥不同高校质量追求达成度之间的排队、比较,只是说,多元化质量观是一个更基础的观念,只有在此基础之上,只有在坚持不同高校可以根据自己的学校定位、专业发展目标、课程设置标准等多元化发展的基础之上,我们才能进一步审慎地探索对同质高校、同质专业等进行质量达成度方面的排队、比较,或者根据特定的技术处理将不同质的高校、专业等进行同质转换后再进行排队、比较,进而根据排队、比较的结果以及相应的技术措施赋予相应的社会资源。同质转换是一个相当复杂的问题 ,不是本文探讨的重点。下面我们可以用图示的方法揭示本文所秉持 的高等教育质量观的内在要求,这也是我们探讨高等学校评估制度安排的一个基础。 二 、不同评估制度安排的效益存在差异 高等学校的客户是多个群体的混合体,这个混合体里有家庭、企业、还有代表社会公共利益的政府等。不同的客户对于高等学校的期待是不一样的,这取决于客户的结构状态、理智水平等,例如家庭可能期待学校能够提供富有竞争力的文凭,丰富学生的学识,提高学生的能力 ;企业可能期待学校能够提供使受教育者具有团队协作精神、扎实专业知识、良好综合素质的教育服务或者具有市场价值的研究成果 ;政府可能期待学校能够加强基础学科的研究,生产具有重大理论或应用价值的研究成果 ,塑造学生的精神品质。一所高等学校要想存在发展乃至辉煌卓越 ,必须考虑其是否能够满足客户的需求 ,如果能够很好地满足客户的需求,那么它可以被称之为是有质量的,否则是无质量的。从理论上讲 ,一所高等学校最终的客户即直接利益相关者利益的满足程度应该作为评价其办学质量的基础。评估制度安排的设计应该建立在这一基础之上,否则就是无本之木、无源之水,难以发挥应有的作用。所以,评估制度安排中评估主体的设计应该紧紧围绕直接利益相关群体开展,建立利益诉求信息通道,使利益诉求信息得到充分表达,从而为科学评价高等学校的办学质量建立一套有力的动态标准、监督体制。我们应该建立一个多样化发展的高等学校集合与其主要客户群体互动 的良性平台,这个 良性平台类似我们建立秩序良好的市场环境以供买卖双方互利互赢增加社会总剩余一样。假设高等学校有三个主要的客户群 A、B、c和误差客户集合(0,理论上讲,高等学校的评估制度安排(记作 cuES)应该考虑到这三个要素和误差客户集合的利益诉求,应该是 A、B、C和利益诉求的一个函数,即 F(A、B、c、‘o),当缺少一个及以上主要客户群或者显著但没有考虑时,高等学校的评估制度安排就是不完全的,不良性的,不平衡的。 当前我国的高等学校本科教学工作水平评估制度是政府主导的行政性评估,评估制度安排忽视了部分直接利益相关群体,如企业和家庭,造成了部分直接利益相关人利益诉求渠道缺失或利益诉求链条过长而导致利益诉求信息扭曲的结果,从而难以发挥企业和家庭在评估中的作用,难以形成合理的制约监督机制。当然,企业和家庭在评估制度中的体现并不一定是实实在在的所有家庭和企业 的参与,而是一种更加可行、合理的制度安排,如可以是企业的人或者家庭的人,这两个人能够受到家庭和企业充分的监督与信任,能够充分代表家庭和企业的利益等。 三 、 政府在高等学校评价中的角色扮演 政府是购买高校 “产品”的一个重要客户,例如培养学生的思想品德、民族精神等。由于某些高校 “产品”的特殊性 ,如果没有政府或者某些特殊机构 (例如企业、慈善机构等 )的支持或采购,这些 “产品”可能难以被高校生产出来。从评估角度来讲 ,当前评估制度安排的一个基础无疑是 “政府评价政府”,也就是说,政府办学 ,同时政府评价自己的办学,尽管政府办学的主体与政府评价的主体不同且有着不同的职责,但我们必须清醒地认识到,人并不一定会严格履行职责,他们很有可能背着被人谋取私利,很可能使评价大打折扣。这里我们有两个根本的问题需要思考:一是政府充当了评价的主体,忽视了高校 “产品”的其他直接利益群体的监督参与,政府是否可以很充分地代表其他直接利益群体的利益;二是当前本科教学评估中政府的评价者是否可以政府对政府的办学者进行很好的评价。通过当前社会对高校教学质量的一片唏嘘声我们可以清楚地感到,社会直接利益群体的利益没有被很好地通过政府内化为学校的专业建设、课程更新、教学模式、管理行为等。另外,高等学校本科教学工作水平评估制度运行过程中的一些弊端也充分说明了“政府评价政府”,委托之问进行评价的制度设计问题。所以说,政府在高等学校评价中到底应该扮演什么样的角色是关系评估制度设计的又一个基础理论问题。通过上边的分析我们可以看到,评估制度和现代高等学校制度的建立有着密不可分的关系,也就是说,政府首先需要确定自己在高校 “产品”生产中扮演生么样的角色以及如何扮演这个角色。其次,“政府评价政府”是一种非良性评价制度。评价制度设计中应该充分考虑高校 “产品”其他直接利益群体的参与,使其利益得到表达转化为高校 “产品”的特性 ,同时通过评价主体多元化制度安排,也有利于形成评价主体之问相互监督、相互制衡的格局,从而为高校 “产品”质量的提高打下一个坚实的导向环节。 四 对于不同高校的社会态度 我们能够清楚地看到,很多高等学校从产生之日起就存在着差别,或是由于办学 目的不同而引起的办学资源的差异 ,或是由于某种难以改变的外力的原因而导致的办学资源的差异等等 ,总而言之学校存在差别是一种常态现象 ,关键的问题是,我们如何看待这种差别。本文认为,任何一所高校都应该有平等发展的权利。所谓平等发展的权力是指,社会应该为高校的产生,发展,消亡提供一个公平、科学的制度平台,依托于该平台,高校可以平等地产生 ,与此同时,其内部力量也将获得公平发展的条件,如果高校的内部力量能够有效发挥那么它将得到直接利益相关群体的认可,获得相应的社会资源,否则就应该予以淘汰或者并人其他效率更高经营更好的管理者手中,否则就是对社会财富的一种侵蚀。也就是说,我们需要在高等教育领域建立一种 “优胜劣汰”的制度机制,从而更加有效地利用高等教育资源。这种对不同高校的社会态度直接关系着评估制度的设计。依据这样的对不同高校的社会态度,评估制度的设计应该着眼于每一所高校的发展 ,关注不同类型、不同层次的高校,通过实施评估,一方面通过给予适当资源量的正向激励手段激励经营得当的高校发挥优势,继续发展;另一方面通过减少或者剥夺资源的负向激励手段对经营不当的高校予以相应的惩罚。 基础理论论文:试论中国死刑复核程序的基础理论研究 论文摘要:死刑复核程序是我国特有的司法制度,有着悠久的历史传统,在中国文化、理念中传承而来。研究死刑复核程序的基础理论,将为新时期死刑复核制度的完善与重构提供众多宝贵的参考、借鉴意义,是死刑复核学术研究不可逾越的阶段。 论文关键词:死刑复核程序 借鉴 基础理论 发展 死刑复核程序与任何一种法律制度一样,都是扎根于一定的理论基础之上。在我国历史漫长的发展过程中,死刑复核程序较大的受到了封建传统思想的影响,并毫无疑问的在其中包含着一定的小农经济的观念。而随着当今中国的文明社会的进一步形成,经济的不断发展,现代法治的进步以及人权保障观念越来越深入人心,将死刑复核程序放在新的理论基础上进行重新构建成为了历史的必然选择。这不仅仅是人们的主观认识所决定的,更是历史的经验告诉我们,死刑复核程序在中国诉讼发展史,尤其是刑事诉讼发展史上具有举足轻重的地位,这种客观存在的重要性决定了我们必须重视并完善这项制度,这是中国司法制度的完善过程中不可缺少的一步。 一、中国死刑复核程序的性质 (一)死刑复核程序性质的实然界定 应用实证分析模式考察死刑复核程序的性质,通常是在现行立法实务层面进行。现行刑事诉讼法规定最高人民法院对各地方人民法院依法报请复核的死刑案件,应当全面审查事实认定和适用法律是否正确,最终对正确的判决和裁定予以核准、改判不正确的判决和裁定。然而,仔细研究后我们可以发现,现有的法律规范对死刑复核程序的性质的界定,还不是很明确。 现行法律条文中,只有《刑事诉讼法》第199条至204条法律条文简单对死刑复核程序作了规定,其他司法解释中关于此制度的规定也不多。《刑事诉讼法》第200条规定,在印发的《关于进一步严格依法办案确保办理死刑案件质量的意见》的通知中有文字进行说明。因此,实际上现有的死刑复核程序并未充分确认审判程序的司法权属性,倒是由于目前的法律规范空白处较多,以及在实践中一些秘密进行的情况存在,导致了它更多得反映了“审核”过程中的行政权性质。 (二)死刑复核程序性质的理论之争 这个层面上的争执属于死刑复核程序性质的应然角度探讨。目前国内理论界对于死刑复核程序的性质定位,基于立法和实务的具体表现,存在着很多争议,较有代表性的观点主要有: 第一种意见,审判程序说。细化又可为两种分说。其一是“认为应当在核准死刑裁判时分别听取检察人员、辩护人的意见,构建更接近于一种不开庭的审判程序”。另一种则主张“死刑复核程序开放化,从书面审理转变为开庭审理,让人民检察院、诉讼当事人、被告人的辩护人等都参与到这一程序中来,甚至以死刑案件三审终审制取代死刑复核程序,来实现诉讼的目的”。持这种观点的人实际上也就是主张对死刑复核程序进行诉讼化改造。 第二种意见,法院内部监督程序说,即将死刑复核程序定位于行政审查审批程序。樊崇义写的《死刑复核程序的性质定位和运作》持该种意见认为,“核”才能体现死刑复核程序的本质,而不是“审”,也就是说更近似于“批准”,只是由最高人民法院在原一、二审的基础上进行复查、核准,应当按照审批的思路设计复核程序,而不能按照独立审级的模式来看待复核程序。 (三)死刑复核程序性质的应然定位 “建构在侧重于打击犯罪的理论基础之上的死刑复核程序性质定位的行政性观点,忽视了死刑复核程序的本质,没有站在应然的角度来观察这个问题,而是从现行立法的实然角度来分析的。行政权的最高价值在于效率,而与司法权永远相伴随的则是权利救济和维护正义”。从根本上讲,死刑复核程序是为了少杀、防止错杀,而不是像行政权那样以追求效率价值为目的的,如果将这二者混淆了,那么将十分不利于保护被告人的人权。 我认为,死刑复核程序是我国刑事诉讼所特有的一种诉讼程序。在1979年与1997年的刑事诉讼法都将死刑复核程序与第一审程序、第二审程序与审判监督程序分专章并列规定。可见,立法者显然是充分认识到了死刑复核程序的重要性,才将死刑复核程序作为如此重要的诉讼程序来对待的。从立法目的来讲,设置死刑复核程序主要就是为了使被告人可以在上诉之外再取得一次权利救济的机会。从程序完善角度来讲,在这种性质定位基础之上,目前应当进一步强化死刑复核程序的审判权性质,对死刑复核程序进行正当程序改造,这就主要涉及到控辩审三方的关系具体到在死刑复核程序中的架构问题,应将控诉职能和辩护职能引入到死刑复核程序中来,明确被告人刑事辩护权,统一死刑适用的严格证明标准并完善相应配套规则,设置合理科学的死刑复核程序期限,实行开庭审理,建立直接言辞审理原则,实行合议庭负责制,并仍然采用合议庭一致或绝对多数同意的表决机制,健全检察机关对死刑复核案件的主动监督机制,分离最高人民法院死刑复核程序与死刑一、二审程序,使该程序真正走向诉讼化。 二、中国死刑复核程序的价值 在哲学理论的概念中,存在于主、客体的关系之中的“价值”,是客体自身具有的某种功能或者属性,这种功能或是属性能够满足主体的某些需要。主体在作用于客体的同时,客体也会相应的对主体发生反作用,在这个作用于反作用的过程中客体能够满足主体的某些方面的需要。价值不是主观任意的,而是客观存在的。它必须以客观事物自身具有的属性的实际存在为前提,并依附于主体身上客观存在着的某种需要。这样看来,价值就是主体客体之间客观存在着的一种有用的关系。 关于刑事诉讼价值,陈瑞华教授认为有三种基本含义:一是价值观念,也就是存在于某些人或者某一社会之中的法律价值理念;二是为人们所接受的一些基本的法律评价标准;三是值得人们追求和努力实现的价值目标。??我认为,如果仅仅将刑事诉讼程序的价值扣上一顶“有用性”的帽子,那么刑事诉讼法也将会被简单的看做实现刑事实体法的工具而已。这样又使得程序法再次陷入成为实体法工具的命运。所以我们不应该忽视刑事诉讼程序存在着的自身价值,它本身的运作过程也是一种价值的体现与实现。刑事诉讼价值是内在价值和外在价值的统一。其中,刑事诉讼的内在价值或者公正价值,则主要是指刑事诉讼在过程中是控辩双方的利益得到平等的尊重和维护,刑事诉讼的功利价值或工具价值则主要表现为它对于刑法规范实施的积极意义。所以说,作为刑事诉讼程序的一部分,死刑复核程序当然应将刑事诉讼公正、秩序和效率这三个方面的价值完整的体现出来,并促使三种价值各自应具备的功能有序、和谐的实现。 (一)公正价值视角下的我国现行死刑复核程序 死刑复核程序是判决、裁定生效前进行的审查核准,是从诉讼程序上保障死刑正确适用的一种诉讼制度。我国刑事诉讼法关于死刑复核程序的规定,是我国尊重人权与严肃、谨慎的慎杀与少杀刑事政策的集中体现,这一审查程序的设置不仅在很大程度上有效地保证了办案质量,更是为正确适用死刑提供了必不可少的诉讼程序保障。死刑复核程序具有毋庸置疑的公正性,应注意的是,这种公正性不仅需要指向受害人一边,也更需要指向被追诉人以及社会公众。通过死刑复核程序审查报请复核的死刑案件材料,审查司法机关在一、二审程序中认定犯罪事实和适用法律方面是否存在瑕疵,对少数罪大恶极、危害特别严重、情节特别恶劣、非杀不可的犯罪分子核准死刑裁判,处以极刑,使正义得到伸张,保护广大人民群众的合法利益不受侵害。此外,如果在这个程序中发现之前的死刑裁判有任何不适当或者错误的情况发生就必须予以及时的制止和纠正,防止错杀无辜,给可杀可不杀的犯罪分子获得重新做人的机会,更甚者是还无罪者清白,这样做不仅是有利于缩小死刑的适用范围,并最终有利于得到社会公众对死刑复核程序公正性的认可。可见除了对实体公正具有保障作用,其独立的诉讼价值才是程序公正更重要的价值。 (二)效率价值视角下的我国现行死刑复核程序 波斯纳认为:“公正在法律中的第二个意义是指效率。”由此看出,以很快的速度达到审判结果一直是诉讼进行的理想状态,这里也体现着刑事诉讼的效率原则。 死刑复核程序是把握生死的最后一道关卡,鉴于其重要性,所以审查时间长且对执行官员要求也很高,在死刑复核过程中,合议庭要了解案件事实、证据、程序、法律适用等各方面的情况,全面审阅案卷。这些成本随着死刑案件复核时间和进程而变化,时间长、进程慢则成本高;时间短、进程快则成本低。??自死刑复核权收归最高人民法院后,最高人民法院耗费大量资金扩充数百名法官,打造全球最大的刑事审判庭用于死刑复核。而死刑复核收益等于无复核所造成的损失的期望值,在敬畏生命、尊重人权的今天难于直接量化,所以我们应该注重生命而不是只注重成本。与经济成本相比较,生命的价值自然是要优先考虑的因素。正是想通过完善死刑复核制度体现对人的生命敬畏,避免冤假错案、避免错判错杀,所以才有了中国特色的死刑复核程序。 (三)秩序价值视角下的我国现行死刑复核程序 刑事诉讼的秩序价值包括两方面含义:一方面是追究犯罪活动的本身必须是有序的;另一方面是通过对犯罪行为的惩治达到维护社会秩序的目的。秩序价值要求必须防止政府滥用权力而使社会成员处于无安全保障的状态,所以国家刑事司法权的行使也必须是有法律规范且有序的。一方面我们要对“犯罪故意明显,社会危害大,罪行极其严重”的犯罪分子处以死刑,以维护法律的尊严,保障社会稳定;另一方面,也要严格限制法官滥用“自由心证”,防止权力的滥用。 三、中国死刑复核程序的功能 法律功能的发挥与法律目的的实现实际上都是对法律进行的社会学思考,在本质上并没有太大的差异,所以二者的关系可以归纳为“体”和“用”的关系。 (一)死刑复核程序的纠错功能 死刑直接涉及到被告人的生命权,如果出现错判死刑的案件,会极大地影响公众对法律的信仰和司法权威的树立,后果是极其严重的。所以防止错杀不仅是死刑复核程序设置的初衷,更是死刑复核程序的第一位功能。实际上,从中外死刑案件的审判实践看,死刑案件的错判率极易高于其他罪案。 有学者认为,死刑复核程序纠正冤、假、错案的功能是有限的,而且具有成本高、代价大的缺陷。案件事实认定问题的性质决定了,法官在查明事实上,并不优于普通民众,上诉法院法官并不优于初审法院法官。因此,我们不能将防止事实认定错误的所有希望都寄托于死刑复核程序。诚然,死刑复核程序不可能将一切冤假错案一一纠正,但迄今为止没有任何一个国家,能够实现凭借一种制度完全解决案件的真实性问题。但不可否认的是,多一道审判程序,自然就多给了含冤的犯罪嫌疑人得以救济的机会,也就给了正确司法增添了一分希望。死刑复核程序的价值,也许就在于这多出来的一个机会。 (二)死刑复核程序的控制功能 保留死刑,严格控制死刑,是中国一关的基本死刑政策。实体法之路与程序法之路是对死刑的限制的两个方向。前者是根本性的,主要是通过刑法立法减少死刑罪名的设置,能够收到立竿见影的效果。但是由于文化、国情与民意等原因,短时间内还不能够彻底得废除死刑,死刑复核制度作为程序法之一,在限制死刑方面有着实体法道路所不具有的超越性,更容易被接受。 基础理论论文:高新技术改造传统农业基础理论、运行模式和机制研究 内容提要 本文论证发展农业高新技术的必要性,提出高新技术改造传统农业的渗透理论,并结合近年来我国各地利用高新技术改造传统农业的实际情况,总结归纳出我国各地利用高新技术改造传统农业的运行模式和机制,提出加快利用高新技术改造我国传统农业的对策和措施。 关键词:高新技术 改造传统农业 理论 运行模式与机制 当今世界新技术革命发展迅速,一场以高新技术为中心的科技革命正在全球蓬勃兴起,推动着传统产业的变革和社会经济的发展。农业这个传统产业正面临新技术革命的挑战。目前,我国农业在由“资源依存型”向“科技依存型”转变。高新技术正逐步地走进我国农业的每一个领域。如果我们能抓住时机,采用先进的农业科技成果加快对我国传统农业技术的改造,那么在二十一世纪初期,我国农业现代化水平就会迈进一步。 一、发展农业高新技术的必要性 (一)农业高新技术的概念 所谓农业的高新技术,是指能广泛用于农业领域的,对农业经济发展和农业科技进步产生深刻影响和重大推动作用,并能形成新型农业产业的高技术和新技术。包括国家科技部认定的航天技术、生物技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术、新材料技术等7个高新技术领域的相关内容。但目前具体应用于现代农业,主要指农业生物技术(转基因技术、酶技术和发酵技术等)、农业信息技术(包括计算机农业应用和各种农业专家系统、农业网络技术)、设施农业技术(包括各种温室技术、无土栽培技术)、节水农业技术(改善地面灌溉系统和滴、微灌、喷灌技术)、核技术(用于农业育种技术)、现代农业机械技术(带电脑程序控制)、农产品精加工技术、遥感遥测技术、新能源、新材料技术、激光技术(激光平地)等。 (二)传统农业的经济增长潜力有限 传统农业是一种技术状态和资源要素水平长期内大致保持稳定不变的农业状态,经过世代适应,各种生产要素已达到最佳配合,但由于其物质和能量的低层次循环,其内部发展的潜力有限,由于其生产工具以手工操作为主,劳动力、畜力、土地等传统要素是其主要生产资源因子,新生产要素对农业生产的促进作用微乎其微,从而造成了土地生产率及劳动生产率的双重低下。概而言之,传统农业具有以下五个特点: l 传统农业是一种自给自足的产业; l 传统农业的技术停滞不前; l 传统农业中的劳动者文化素质较差; l 传统农业对外部环境依赖性较强; l 传统农业是一种小农经济的生产方式。 因此,传统农业不能成为社会经济增长的动力源泉。 (三)现代农业是一种商业性的农业 现代农业是一个由市场导向的与发展农业相关、为发展农业服务的产业群体。从农产品生产过程看,农业关联产业群包包括产前、产中、产后的各行各业。产前主要是农用物资的生产与供应,如机械、肥料、种子、饲料、农药、农膜、电力及其他物资;产中主要是直接与农业生产耕作或为之服务,包括耕作、播种、施肥、收获等环节及植保、病虫害防治、卫生防疫、种苗与繁殖等;产后主要是农产品的流通与加工,如收购、运输、保鲜、加工、销售等。这个围绕着农业生产而形成的庞大的产业群,在市场机制的作用下,与农业生产形成稳定的相互依赖、相互促进的利益共同体;它们相互之间又及时传递各种市场信号,并以科技进步成果、市场供求信息和各种物质力量支撑着各个环节的发展。随着科学技术和社会经济的发展,现代农业已沿着资源投入、生物生产和经济增值三方面有了很大发展,基本上是把平面结构的农业转化为空间结构的三维农业。是按三维农业的概念,把产前、产中和产后的各项内容及其在现实社会中存在的基本形式显示出来。 (四)高新技术对改造我国传统农业具有重要的作用 我国人多地少,落后传统农业一直是困扰着我国经济发展的后顾之忧。因此,引入国内外农业高新技术来促进我国农业的发展,已成为我国改造传统农业的强大动力。为了使高新技术改造传统农业有一个带动性的突破,全国各地在实施“九五”农业科技计划中,把建设现代农业示范区作为重要内容。据农业部科教司的统计,到1999年为止,我国拥有各种形式的农业高新技术园区和现代农业示范区405个。在这些园区中,大量农业生物技术、无公害食物生产技术、工厂化农业生产技术、智能农业生产技术等现代农业新技术得到广泛开发应用、示范和推广,为园区所在地区的农业生产和农村经济发展提供了新技术、新信息,展示了现代农业新的经营方式,有些地方因此而培育了新的农业经济增长点。 由于高新技术改造传统农业对于实现我国农业增长方式的根本转变,探索21世纪我国农业发展的新的途径,迎接新的农业科技革命到来,促进我国农业发展上一个新的台阶具有积极意义。我国各地政府予以十分重视和支持,将其列入本地经济和农业发展规划,并筹集和投入大量资金进行开发建设。预计在未来五至十年内我国农业现代建设将进入快速发展时期,将有大量高新技术成果进入农业领域,通过现代农业示范区的示范、推广而达到产业化规模。 二、高新技术改造传统农业的渗透理论 运用高新技术改造传统农业,就是使高新技术向传统农业领域的产前、产中、产后阶段迅速地渗透和扩散,使高新技术不断地渗透到传统农业领域的产前、产中、产后的关联产业,从而造成农业产业链条不断延伸,农业科技产业不断出现,农业关联产业不断扩大,形成和构建一个全新的现代农业产业链条,如图1所示。 图1 高新技术改造传统农业的渗透理论示意图 三、高新技术改造传统农业的运行机制 在我国运用高新技术改造传统农业,主要是通过农业高新技术示范项目的实施来进行的,而农业高新技术示范项目的建设和实施,是一个庞大复杂的系统工程,要实现全面协调的动作,必须有完善的运行机制保障其运行。要使农业高新技术示范项目建设顺利进行,进而对农业的科技示范推广起到应有的作用,就必须建立和健全农业高新技术示范项目的五大运行机制。 (一)农业高新技术示范项目的资金筹措机制 良好的资金筹措机制是保证农业高新技术示范项目实施成功和得以发展的基本前提。农业高新技术示范项目的建设资金一般实行多渠道、多层次的筹集。按投资主体的划分,分为政府项目筹措型、民营筹措型和混合筹措型三种。 (二)农业高新技术示范项目的技术依托制度 所谓农业高新技术示范项目的技术依托单位,是指为了搞好农业高新技术示范,农业科研院所和高等院校与示范项目的建设单位,通过签订技术承包合同或协议的方式,建立一种联系紧密、互惠互利、长期合作、稳固可靠的关系,在项目区内,针对不同类型的农业、农村经济发展的技术关键问题到项目区进行技术成果转让、技术承包、技术开发、咨询服务、高新技术成果示范等活动。这样的农业科研单位或高等院校称之为技术依托单位。 根据我国农业科研单位与生产经营单位联合发展的现状,以及目前农业科研成果的转化渠道、种类和途径,把农业高新技术示范项目的技术依托单位分为科技基地依托型、科技企业技术依托型、科技服务依托型三种。 (三)农业高新技术示范项目的管理机制 利用高新技术改造传统农业要以市场为导向,以经济效益为中心,以农业高新技术成果为依托,根据农业科技示范项目区的社会经济和技术条件,因地制宜,逐步建立起科学、简明、高效的管理机制。在农业高新技术示范项目区,应逐步建立和健全以下运行机制。 l 科技成果引进、示范的推广机制; l 技术承包机制; l 经营机制; 农业高新技术示范项目的经营运作,可以根据当地的实际情况和社会经济条件,采用不同的经营机制(目前一般采用农业企业化经营、承租反包和股份合作制的三种模式)。这些经营机制主要有如下运作机制所组成。 l 农业企业化经营机制 l 承租反包制 l 股份制经营 l 利益共享机制 l 竞争激励机制 l 完全成本核算机制 l 吸引人才机制 四、高新技术改造传统农业的运行模式选择及影响因素 (一)运行模式 通过对高新技术改造传统农业的运行模式的研究。对高新技术改造传统农业的运行模式的概念界定、模式的特性和影响因素,以及模式构建的基本原则进行界定。结合近些年来我国各地实践,按照不同的农业科技示范类型和农业产业化经营类型进行分类,归纳出十三种高新技术改造传统农业的运行模式。这十三种模式分别是:1、农业高新技术走廊模式(潍坊模式);2、院地联营型模式(唐河模式);3、“公司+农户”运行模式(温氏模式);4、高效农业开发区运行模式(许昌模式);5、工厂化农业开发区运行模式(孙桥模式);6、农业企业开发型运行模式(锦绣大地模式);7、现代农业可持续发展的示范区模式(张掖模式);8、龙头企业带动型运行模式(新兴模式);9、外向型高科技农业模式(珠海模式);10、工商企业带动型模式(野力模式);11、“政府+企业”的农业示范区运行模式(顺义模式);12、“以工补农”运行模式(龙口模式);13、“农业企业集团”运行模式(烟台中粮模式)。 (二)高新技术改造传统农业运行模式的影响因素 高新技术改造传统农业的运行模式一旦形成,便在一定时期内具有相对的稳定性。但是这种稳定性不是绝对的,高新技术改造传统农业的运行模式受多种因素的影响和制约,会随着外界环境条件的变化而变化。 1、农业经济发展水平 农业经济发展依靠科技进步,尤其是高新技术的采用会极大的促进农业经济的发展。反过来,高新技术的研究和应用又会受到农业经济发展水平的影响和制约,建立在不同农业发展水平基础之上的高新技术改造传统农业的运行模式必然呈现出阶段性特征。 2、农业科技创新水平 农业科技创新是农业技术进步的源泉,农业高新技术成果来源于农业科技创新,农业科技创新水平的高低决定了农业高新技术成果的多少。无论生物技术、育种技术、设施农业技术和农业工程等高新技术应用,还是基因技术、3S技术和激光技术,进入农业领域都离不开农业科技创新。 3、农业教育 这里的农业教育包括各种基础教育、中高等教育、职业教育以及专业人才的培训等。从某种意义上说,一个国家的教育状况反映整个民族的文化素质的高低,直接和间接影响和制约着高新技术转化为现实农业生产力的全过程,同样也影响和制约高新技术改造传统农业的运行模式。 4、社会经济制度和体制 不同的经济体制和社会制度会影响农业高新技术向现实生产力转化的快慢。在市场体制下,经济体制的完善程序和社会制度环境的优劣,如农业科技管理体制、农业生产组织管理体制、农村产权制度、土地使用制度等,也在不同程度上制约农业高新技术向现实生产力的转化。 5、宏观政策导向 主要包括农业科技政策以有其他相关的农业产业政策(如价格政策、财政政策、税收政策等),政府的宏观政策影响农业经济发展的方向、重点。比如政府的农业科技政策会影响农业科技力量在各层次、各环节、各专业的安排和分配比例以及农业科研单位、科技人员积极性、创造性的发挥,而这又会直接影响农民采用高新技术的现实性、可能性、积极性。 6、宏观经济环境 宏观经济环境主要指宏观经济政策和经济运行机制。宽松的宏观经济环境,应该是有利的宏观经济政策加经济运行的市场机制。在这种宏观经济环境中,高新技术改造传统农业的运行模式必然是以市场为导向的效益型运行模式。 7、市场环境 这里的市场主要包括农业技术市场、农业要素市场和农产品市场等。农业技术市场的发育程度关系到农业科技供需的衔接以及高新技术成果转化为现实生产力的速度。农业生产要素市场的数量、质量、价格等影响农民采用高新技术成果的规模、成本。农业产品的市场供求、供销、流通等影响到农民采用高新技术的收益。农民采用高新技术成果的经济界限是使用农业高新技术的边际成本等于边际收益,如果超过这一界限,即使技术效果再好的高新技术,农民也会拒绝采用。 五、加快高新技术改造我国传统农业对策和措施 (一)加强领导,成立全国农业高新技术示范和应用工作委员会 利用高新技术改造传统农业是一项庞大的系统工程。为了便于统筹安排,组织宏观协调工作,建议国家科技部、农业部牵头,组建农业高新技术示范和应用工作委员会,由国家科技部、农业部、教育部、林业局、中国人民银行等有关部门组成,负责组织、协调等具体工作。 农业高新技术示范和应用工作委员会下设专家组,下设大田种植、蔬菜花卉、畜牧水产、果木林业、水利工程、生物工程、土肥栽培、植保防疫、农业项目投资评估等9个分组。编制总体规划,研制定政策,协调各部门之间的合作,加强对全国农业高新技术示范和应用的宏观指导。 (二)制定农业高新技术示范园和示范项目的发展规划 根据农业高新技术的成熟度及今后我国的农业发展趋势,从加速农业高新技术的示范和应用,促进农业产业结构升级和调整的高度出发,制定不同地区农业高新技术示范区和示范项目的发展规划。各地在建立农业高新技术示范项目区时,应选择若干地区作先行一步的试点,以取得经验,确实验证该项目区已有明显的经济效益和社会效益,再考虑逐步推开,以避免盲目攀比,一哄而上造成不必要的经济损失。 (三)明确农业高新技术示范项目建设的指导思想与实施的总体思路 第一、在指导思想上:牢固树立高新技术为实现我国农业综合开发持续发展,农业经济持续发展和农村持续发展服务的思路,注重五个结合:即农业与农村经济、农业研究与开发推广、近期与远期、科研院所与项目区、高新技术技术与常规技术、传统技术的有机结合,充发挥高新技术组装、技术中试、技术辐射、技术扩散、技术转化的基本功能。 第二,在战略部署上:以科技带企业,以企业带基地,以基地带农户,逐步形成有竞争力的农业科技企业,形成技贸工业一体化的模式,走出国门,跻身国际市场。 第三,在经营模式上:由中央财政、地方财政、实施单位以及企业经营者共同投资,组建产权明晰、职责明确、风险共担、利益分享的股份制企业化经营,创造经济效益,在此基础上逐步扩大,滚动发展。 第四,在开发方向上:按照“农科教、种养加、产供销、农工贸、城乡一体化”的要求,实行多层次、多形式、多元化的优化组合、逐步形成具有中国特色的农业综合开发的产业体系。 第五,在运行步骤上:从简到繁,从易到难,不断探索,继续试点,积累一套农业高新技术示范项目的成熟经验,成功后再进行全面推广,逐步建立高效运行,自我发展的新机制。 (四)制定长期稳定的科技政策 1、放宽经营政策 允许项目区的科技企业经营农业技术成果,包括农作物种、种苗、畜禽良种、配合饲料,复合肥料、生物农药、动物疫苗、加工产品、农牧机具等。农业高新技术示范项目区经营技术产品,应当从政策上享受现行的种子公司同等待遇,或与种子公司联营,实行利润分成,以保征项目区有可靠的收入。 2、在投资、税收、贷款上给予优惠 凡是批准进入农业高新技术示范项目区的企业和外商投资项目,以及农业高新技术引进项目,在工商、税务,金融、外交、海关、商检、人事工资、奖励等方面的政策,必须配套优化,并且优于其它(经济特区、经济技术开发区、高新技术产业开发区),才能富有吸引力和保证实施。 3、放活分配政策 切实贯彻“按劳分配与按资分配相结合,多劳多得,突出重点,兼顾一般”的原则,对于项目区从事科技开发,新产品生产,市场营销等方面的科技人员和管理人员,在分配上给予优惠,拉出档次,对于有突出贡献者应予重奖,要支持一部分科技开发人员,通过正当的劳动致富,并实行先富带后富,走共同富裕之路。 4、农业高新技术示范项目的建设形式要灵活多样,不拘一格 建设农业高新技术示范项目也应充分考虑不同地区,不同层次的农民对农业科技的多样化需求,本着多渠道建设、多形式开发、全方位辐射的原则,统筹规划,协调布点,灵活运作,不断探索项目区建设的新路子,在鼓励各级政府及农业科技、农技推广等部门带头建设农业高新技术范区的同时,积极引导农村专业合作组织、骨干龙头企业、个体种养大户以及外商独立创办或以资金、设备、技术、信息入股等形式,联合开发农业高新技术示范项目区。 今后农业高新技术示范项目区的运行要逐步建立企业化经营管理的运行机制。项目区农业高新技术企业按“自主经营、自负盈亏、自我发展”的原则组建、管理和经营,并逐步建立“产权清晰、责权明确、政企分开、管理科学”的现代企业制度,不断完善市场导向与技术创新有机结合的、科工贸、科农贸一体的企业经营机制。项目区内农业高科技术企业,实行国有和非国有经济成份共存、外资企业和内资企业并举的方针,平等竞争、优势互补、共同发展。 (五)扶持一批以“高、新、外”为特征的高新技术龙头企业,支持民营农业科技(知识)型企业发展 把我国农业科技型龙头企业建设当作重中之重,在发展方向上突出“高、新、外”。即档次高、规模大、围绕主导产业或拳头产品,集信息、生产、加工、贮运、销售于一体,成为产业或产品的主体。采用的技术新,不管新上项目,还是老企业改造,都要注意发展高技术、高层次的企业、外向型,重点扶持面向国际市场,有出口创汇能力的龙头企业。 要优先发展生物工程、农业信息、节水灌溉等辐射和渗透力强企业。加大对种子、生物农药、生物制剂以及微生物肥料、饲料企业支持力度。扶持民营科技企业的发展,把民营科企业发展纳入我国经济和社会发展总体规划,按照“支持现有的、培育优势、鼓励改制的、吸引外来的,发展新办的”基本原则,因地制宜,进一步加大创新力体系的建立,支持民营科技企业上总量、上规模、上水平。 (六)加快我国农业高科技术产业的风险投资体系建设 建立不同类型的农业高新技术产业化风险的投资基金。一是可以考虑由我国财政部门和银行出资成立我国农业风险投资基金,对农业的技术产业化风险资本市场市场起引导作用,并成为政策性融资机构。二是由政府,农业科研、教学单位、有关企业、农户共同出资创立地方性农业高新技术产业化风险基金。三是动员和鼓励社会各种基金组织向农业高新技术企业提供融资或投资。四是成立中外合资风险基金。五是在农业高新技术开发区设立风险投资基金。对于部分市场前景看好的农业高新技术项目,可以采用股份制形式,由政府、集体、民营企业、金融机构、居民、农户共同入股,组成股份公司,共担风险。 (七)尽快建立农业科技示范区项目管理信息系统 农业高新技术示范区信息系统建设主要应抓好农业科技信息、农业生产资料产品市场信息、农产品供求及其价格信息和农业政策法规等子系统的培育以及因特网的信息网络、农业信息服务机构的建设,特别是重视国际国内互联网建设,加强农业高新技术示范区与国内外的交流与联系。 (八)走产学研一体化的道路,鼓励农业科研院所积极参与农业高新技术示范项目的建设 要建立双向科技人才兼职制度,加强农业科研院所与农业高新技术示范区的智力和信息交流。科研院所和高等学校的科研人员可利用业余时间到农业高新技术示范项目区兼职,从事技术开发和创新活动,把过去的个人渠道变为公开渠道。科研院所领导应支持这项活动,并加强管理工作,这有利于加强产学研合作和技术转移。 (九)培养农业的技术人才,提高农业高新技术示范区的整体素质 培养农业高新技术示范项目人才应采用多渠道培育方式,如利用现有的农业大专院校为农业高新技术示范区培养生物技术、设施农业、农业工程等方面的技术人才,还可以通过多种途径培养农业高新技术示范区急需的经营管理人才。各级党校、行政管理学院、农业大专院校、电大、函授大学都可以开设有关专业,实行脱产、半脱产或业余学习,为农业高新技术示范区培养一批既有理论知识、又有实践经验的农业企业经营管理人才。还可以通过农校、电视中专、绿色证书培训等形式,造就一代有文化、有知识、懂技术、懂生产的新型农民。 基础理论论文:英、德行政程序基础理论之比较 [内容提要] 通过正当的行政程序来规范行政活动参与者的行为已成为世界上多数追求法治国家的必然选择。由于历史背景、法律传统、社会现实和理论体系的不同,各国赖以建立行政程序的理论基础也不同。英美法系国家强调自然正义、正当程序;而大陆法系国家的行政程序处处体现法治行政原则。本文将通过两大法系的典型国家——英国和德国行政程序的理论基础的介绍与比较,以期对我国构建行政程序法治有所借鉴。 [关键词] 自然正义 法律优先 法律保留 法治主义是现代法治国家追求的目标与基本精神,经过历史的变迁,法治国家的价值已得到各国的普遍公认。法治国家理论在行政领域主要体现为法治行政,其核心是国家权力的组织与运行要受法律的制约,以法律来制约政府的行为。法治行政已成为现代法治国家行政领域的一项重要原则。 从各国行政程序法治的情况来看,英国的行政程序立足于自然正义原则,这一点发端于有关公正合理的运用行政权的宪法原则。英国的行政法有很长的历史,但早期的行政并非现代形式的行政,在中世纪,一切行政权属于国王,这一时期实际上存在构成行政法的法律规范,但人们还没有意识到法律体系中行政法的存在。现代意义上的行政法直到17世纪下半叶才出现。1608年的革命摧毁了许多枢密院的行政权,王座法院对行政权控制的时代开始了。一直到19世纪后期行政国家的出现,一些重要原则,如司法复审管辖原则、自然正义原则等才开始广泛适用于各级政府部门。中间行政法的发展虽然经历过退步与低潮,但二战以后,为了适应现代行政发展的需要,英国先后制定了行政立法规则,裁判所和调查法等多部法律,以此确立了英国行政法的体系,使其获得了全面发展的客观条件。从英国行政法的发展可以看出,英国行政法是一种控制政府权力的法律,强调控权的价值与意义。英国行政法是有效控制行政权力组织与具体运行过程的规范体系,强调权力行使过程的正当性,即权力行使要有合法而正当的程序。它源于自然正义原则,自然正义原则作为英国行政程序的基础理论,其适用范围十分广泛。 德国是典型的大陆法系国家。德国行政法经历了“警察国家”行政、自由法治行政和社会法治国家行政三种历史类型。现代意义上德国的社会法治国有两层含义:一是国家拥有广泛的社会管理职能;二是国家在行使其职能时必须受到法律的约束。法治国理念的发展也使德国成为世界上最早出现行政程序法的国家之一。从1883年开始,德国各邦开始了广泛的行政程序立法。二战使德国对民主与自由的认识有了进一步的提高,公民获得了直接参与行政行为的权利,这一观念引导了行政程序的理论基础。自此制定统一的行政程序法已成为大势所趋。1963年德国就有了总共85条的行政程序标准草案,现行的行政程序法是1977年生效的《行政程序法》。德国行政程序的理论基础源于其法治国的宪法观念,表现为法治行政原则。 一、英国行政程序的理论基础——自然正义原则 (一)自然正义原则的历史发展 古希腊哲人亚里斯多德在他的《伦理学》中提出了“自然正义”概念,他说“在政治正义中,一部分是自然的,一部分是法律的,——自然是指在每个地方都具有相同的效力,它并不依赖于人们这样或那样的想法而存在;而法律的则意味着起初既可以这样,又可以那样,……。”近现代意义上自然正义的观念最早出现在英国1215年制定的《英国大宪章》之中。该宪章第39条规定,“除依据国法之外,任何自由民不受监禁人身、侵占财产、剥夺公民权、流放及其他任何形式的惩罚,也不受公众攻击和驱逐。” 这可以被看作是自然正义原则的最初体现。而体现自然正义原则的正当程序的概念最早出现于1354年爱德华三世颁布的第28号法令中,“任何人,无论其身份、地位状况如何,未经正当法律程序,不得予以逮捕、监禁、没收财产或处死。”正当法律程序的本意是指刑事诉讼必须用正式的起诉方式并保障被告接受陪审裁判的权利,后来扩大了其适用范围,即广义上剥夺某种个人利益时,必须保障他享有被告知权、陈述权和倾听权等。一直到18世纪,虽然现代议会主权原则取代旧观念在英国已逐渐确立,但这并没有因为立法机关权力的扩张而使自然正义原则在理论上予以改变。英国是判例法国家,许多原则正是经过一个个案例逐步建立起来的,自然正义原则也不例外。 直到19世纪末,行政法伴随着国家权力的扩大而发展,但是到了20世纪,行政法的发展受到了阻碍,自然正义原则也受到了挫折。1914年的地方委员会诉阿利奇一案中,上议院错过了一个运用自然正义原则的重要机会。在该案中,汉普斯特自治区议会命令关闭某座房屋,理由是不宜住人,经房主向地方委员会申诉,举行了一个公开调查会。房主向法院控告地方政府委员会未经公平审讯即撤销了他的申诉。因为没允许他会见做出决定的官员,也没让他看举行调查会的视察员的报告,那个报告理所当然是案卷中的主要文件。这些控告在上诉法院得到胜诉,在上议院却失败了。该案本应当成为重新塑造行政程序新形式的一个机会,但这样一个契机被错过了。但这并没有结束,二战期间及其战后,为了适应战争的需要,行政权出现了空前的强大,而行政法却出现了极大的衰弱,大量的判例是放弃司法复审和错误。 直到1958年这个错误才被纠正。1958年《裁判所和调查法》的产生导致了程序改进计划,带来了行政法的复兴。法院通过一系列的判决使自然正义原则重新获得了适当的应用,为依法行政规则提供了坚实的基础。这里不得不提及一个著名的案例:里奇诉波德温案。该案中,上议院做出了恢复自然正义原则的决定,它是有关自然正义的代表性案例,在英国行政法上具有里程碑的意义。1963年布莱顿警察长因被指控犯有阻碍司法程序的刑事罪而受审,但被宣布无罪,其他两名警官被判定有罪,法官趁机抨击警长对警察队伍的领导,因此布莱顿警察事务委员会一致决定开除了该警长的职务,他的辩护律师申请庭审并被允许出席尔后的一个会议,委员会议认同以前的决定并以9比3的投票结果通过。警察长行使了他向内政大臣上诉的权力。但上诉被驳回,最后他转向法院,要求宣布那个开除他的决定无效。因为没有通知他任何针对他的指控,也没有给他辩解的机会。这被高等法院驳回,上诉法院也一致予以驳回,但上议院以4比1的多数支持了上诉请求。这意味着自然正义原则重新得到重视并将在广泛的基础上予以适用。同时该案也改变了英国行政法的历史。正如雷德大法官在1963年所说:“我们没有发达的行政法体系。”1971年丹宁大法官则说:“可以说,现在我们已经真正拥有发达的行政法体系。” (二)自然正义原则的内容 自然正义原则不是一个实体内容,而是支配行政机关活动程序方面的规则。他要求行政机关的活动要符合立法机关制定的法律的规定,即使法律无规定时,行政机关在行使其权力时也不能违背自然正义原则。这是一个最低限度的公正原则,它是对行政机关在行政程序中的实质性要求。 自然正义原则包括以下两项基本内容: 1、不能作为自己案件的法官 任何人不能在自己的案件中充任法官作为自然正义原则的一项基本内容在英国法上又被称作反对偏私的原则。在司法上,法官如果可能或可以被正当的怀疑与所受理的案件有个人的利益牵连,那他就没有资格去裁决该案件。该项原则甚至可以使法官以此为由宣布议会的法律无效。同样,这项原则也适用于行政决定,行政机关不得就与自己有利害关系的事实做出决定,以避免偏私。在英国行政法历史上,由于行政决定中的偏私从而导致该决定无效的案例很多。比如1730年法院撤销一个有关迁走一位贫民的命令,因为其中的一个地方治安官是该贫民将被迁离的那个区的居民与纳税人。法院还曾经撤销了私下征询过消防队长意见的纪录委员会的决定,因为正是消防队长报告了某消防队员不守纪律。 但在实际情况中,往往出现这样的情形:法律授权某官员采取行动,尽管他与该行动有利害关系,但依据法律,他是唯一有权这样做的人。这时自然正义不得不让位于此种必要性,因为如果不这样做,那行政机制将会发生故障。因此一方面,法院严格的适用反对偏私的原则,另一方面议会试图通过在特定情况下授予一定的豁免来予以缓解。比如1875年的《公共卫生法》中允许地方治安官依本法进行裁决,而不顾他们可能是地方机构的成员。但法院只是从狭义上去理解这些规定,认为任何偏离这一自然正义原则的情况都必须有立法的明确规定。该法被认为排出了仅仅基于地方机构成员资格而提出的丧失资格的可能,但不排除地方治安官办事时实际上与司法公正不一致的情况。但在诉讼中如果一方当事人或他的律师知悉裁决人不合格以及自己有权提出异议,但让诉讼继续而不加异议,那他们便被认为放弃了提出异议的权利,不得对裁决以此为由提出上诉。 关于裁判者会发生偏见的可能性存在两种标准,一是“合理怀疑”标准,一是“确实可能”标准。英国法院曾数次认为两种标准是不同的,因此不得不在其中予以选择。丹宁大法官交叉使用了这一标准,他说:“法院不看是否真正可能或已经事实上偏袒一方而牺牲另一方。法院着重看别人得到的印象如何。但必须看上去真有偏私的客观可能。猜度与推想是不够的。必须存在这样的情形,从那种情形中正常的人认为地方治安官或主席可能或极可能会或已经以一方为代价不公正的偏向另一方。正常人会认为他这样就足够了。道理再简单不过了。正义必须植根于信赖,当心地正直的人们转而认为法官有偏私时,信赖也便荡然无存了。” 2、接受公正的审讯 在司法上,任何人不能未经审问就受处罚,法官必须在听取双方意见的基础上才能作出判决。该原则从司法本土移植到行政领域中,开始适用于行政机关的活动。他要求行政机关在进行行政裁决时,必须给予双方陈述自己的理由的机会,让双方了解对方的论点和依据,在此基础上行政机关才能作出裁决。当行政机关本身与公民发生关系时,如果将做出对公民不利的决定,也必须事先告知对方做出该决定的依据,并听取相对方的意见。接受公正审判的原则涉及到获悉对方理由的权利,提出证据和辩论的权利等。法院坚持被赋予合法权力的机关事先非经听取对方的意见将不能有效的行使权力这一原则,并且几百年来一直在执行这一原则。该原则广泛适用于司法行为和行政行为。法院赖以适用这一原则的假设是,给每个受害者接受公平审讯的权利既是良好法律程序的准则,同样也是良好行政的准则。即便命令或决定在实质上是无可挑剔的,法院也可以控制其程序,要求公平的考虑双方的意见,没有什么比这更能有益于良好行政了。 上文所提到的里奇诉波德温案中重申公平受审权,使这一原则已经成为对侵害权利的行政行为或决定所普遍适用的规则。“提供审讯是落在每个裁决人身上的义务。”这句话经常被人所重复提及。接受公正的审讯原则包括以下几项重要权利:(1)知情权。这其中包括了解针对他提出的案情,知道相关的证据以及不利于他们的各种观点。该原则并不要求行政机关在反对意见提出之前公开他所收集到的所有信息,但一旦有人提出反对意见,行政机关将不能只从一方接纳证据而不向别的当事人公开。(2)听证权。听证权是自然正义原则内涵的一项重要权利。行政机关如果给予当事人以听证的机会,那他就应当做到:考虑当事人希望提交的全部证据;让各方当事人知道要考虑的所有证据;允许向证人发问以及允许对本案中的证据和论点进行评论。但听证并不仅仅限于口头听证,在有些案件中并不排除只给予书面陈述的机会。(3)要求说明理由的权利。说明理由在一开始并不是自然正义原则的题中应有之意,但随着行政程序的发展,自然正义原则的内容也在不断修正和扩充中。现在要求说明理由也已成为自然正义原则的一个关键因素。该权利之所以如此得到重视则是因为如果不知行政机关做出行政行为的理由,公民便无法找出充足的理由要求复审或上诉,从而失去法律的充分保护。 自然正义原则在英国有逐渐扩大的趋势,那么自然正义原则的适用范围究竟有多大,对此有不同的理解。行政机关主张自然正义不应适用于纯行政性的行为。而绝大部分法官主张每项司法性行为都应受制于自然正义原则。并且为此他们将大多数的行政行为都称为“司法性的”。法官并没有说自然正义原则应普遍适用于司法性行为与行政性行为,而是扩展了司法性的含义,即当在某项行为中如果自然正义被遵守,那该行为即是司法性的。实际上,凡是具体的影响公民权益的行政行为都应被认作司法性的行政行为,他要求那些虽然是行政性的权利但要求像司法性权力一样行使,必须遵循自然正义原则。 二、德国行政程序法的理论基础——法治行政原则 法治行政要求任何行政活动都依宪法与法律进行,因行政活动自身利益受侵害者能够得到有效的救济。法治行政是民主主义与保障人权理念的体现。在德国法治行政主要包括两方面的内容,即法律优先原则和法律保留原则。 (一)法律优先原则 法律优先原则是指行政应受现行法律的约束,行政机关不得采取与法律相抵触的行政措施。法律优先原则无条件的适用于一切行政领域,包括干预性行政行为、授益性行政行为等各方面。该原则有德国基本法第20条第3款予以确认。该款规定:“立法权受宪法的限制,执行权和司法权受法律和权利的限制。”如果该原则未被遵守,将会有相应的制裁,这包括:与法律相抵触的法规命令无效;违法的行政行为可撤销或被废除;违法的行政合同无效等。法律优先原则实际上是对违法行政的禁止,他是消极意义上的法治行政。 (二)法律保留原则 法律优先原则是一种消极意义上的法治行政,法律保留原则则是一种积极意义上的法治行政。他要求行政机关只有在取得法律授权的情况下才能采取相应的行为。当法律出现缺位时,优先原则并不禁止行政活动,而保留原则将排除任何行政活动。相对于优先原则,保留原则的内容更丰富和复杂。法律保留原则拥有广泛的宪法基础,这包括民主原则、法治国原则、基本权利保留原则和议会保留原则。1、民主原则要求,颁布普遍适用的、对公民具有约束力的规范只能由人民选举产生的议会做出。从这一点可以得出,凡在议会范围之内的事物均由立法机关保留。2、法治国原则要求国家与公民的关系应由法律予以规范,即由法律予以保留。3、基本权利保留要求必须全面保护公民的自由和财产,对自由和财产等基本权利的限制只能由法律予以规定。4、议会保留原则要求特定事项绝对需要法律予以规定。 随着行政活动领域的扩大,法律保留的适用范围也产生了争论与分歧,并产生了相关的学说,主要有:1、侵害保留说。该学说认为法律保留原则只适用于限制个人权利与自由方面的行政;2、全部保留说。该学说认为保留原则应适用于行政的所有领域;3、社会保留说。它认为除传统的干预行政以外,在给付行政领域也要适用保留原则;4、重要事项保留说。该理论由德国联邦宪法法院提出。重要性的标准是某个规则对公民和联邦的意义、份量、强度等。某一项事务对公民或联邦越重要,就越属于保留的范围。 法律保留原则的适用范围并不是固定不变的。自由法治国时代,法律保留的范围限于所谓干预行政,在现代社会这已经显得不够了,无论是干预行政还是给付行政都需要体现保留原则,以保障个人权利与自由。1、干预行政。对于公民自由与财产的干预, 必须纳入法律保留的范围。这也正体现了德国基本法所确立的对基本权利的要求。上文已经提到,基本权利保留要求全面保护公民的自由和财产,只有通过法律或者根据法律才能予以限制。对于行政机关的干预行政职权,法律应当对其内容、对象、目的和范围等方面予以确立和限制,以使公民对这种干预具有可预见性和可预测性。2、给付行政。法律保留仅限于干预行政已经被突破。给付行政的扩大要求相应的扩大法律保留的范围。但这里的问题是法律保留在多大范围内包括给付行政,国家是否可以提供法律没有规定的给付。实际情况是法律的约束程度因行政领域的不同而不同。 (三)法治行政在行政程序中的体现 德国行政程序主要体现在1977年生效的《行政程序法》中,它要求行政决定必须采取合法的程序和形式。 1977年的《行政程序法》并不是一个关于在实施某一个行政行为时必须遵循的严格步骤的法律,而是规定了在德国法中有关已经形成的程序的一般规则。 这主要包括:1、调查程序。该法第24条规定了调查原则。行政机关可以依职权查明事实,确定调查的方式与范围,不受参加人的意见和所提供的证据的限制。但行政机关应当考虑一切对案件有意义以及对各方当事人有利的事实,不得以案件的陈述或申请未经准许未经证实为由拒绝接受属于其管辖范围内的陈述或申请。2、告知程序。该法第25条规定,如果参与人因为疏忽或无知而没有提出对自己有利的陈述,那么行政机关应当建议提出有关的陈述或申请,必要时,可以告知参与人在程序中的权利与义务。否则,可能会导致对公民的侵害因而承担国家赔偿责任。3、听证权。该法第28条规定了参与人的听证权。该条第1款规定“干预参加人权利的行政行为公布前,应当给予参加人对有关决定的重要事实进行陈述的机会。听证的权利已经成为不得违背的法律程序的一个有机组成部分。但与英国等普通法国家的听证权相比,德国行政程序中的听证有更多的限制。例如第一款中的限制包括一方面限于”干预“参加人权利的行为,另一方面限于必须是”重要事实“。第二款中列举了五种具体案件没有必要举行听证。第三款规定如果听证与公共利益冲突,不得举行听证。4、阅卷权。阅卷权与听证权是紧密相关的,因为只有经过阅卷,行政程序的参加人才能有效的行使自己的听证权。该法第29条规定了参加人有权查阅有关程序的案卷以维护其合法权益,但同时对阅卷权作了相应的限制。5、保密权。公民有权保守个人秘密和商业秘密。如果行政机关有权公开,则保密保护不复存在,这个权利一方面来自公民的同意,另一方面来自法律的明确规定。6、说明理由程序。该法第39条规定,对于书面的或书面确认的行政行为,行政机关应当书面说明理由,理由包括做出行政决定的主要事实和法律理由。对裁量决定的理由说明,也应当使人认识到行政机关作为行使裁量权出发点的观点。同时该条第二款规定了不需说明理由的五种情况。 三、结语 英国行政程序以自然正义原则为其基础,并且已经成为行政程序中一条不变的公理,它并不通过一部法律予以体现,在行政程序中即使法律没有规定,行政机关也必须遵循自然正义原则,它是一种内在的和普遍的要求,因此被认为在行政程序中具有实质意义。而德国的法治行政原则要求行政机关按照法律的规定进行活动,尽管他也能够制约行政活动,实现对权利的保护,但立法终究无法满足不断发展的社会对法律的要求,而且德国并没有具体的承认自然正义原则。因此有人认为德国的法治行政原则在行政程序中只具有形式意义。实际上这种看法是不确切的,一方面上文所提到的德国行政程序中的一些原则与权利,如听证权、说明理由等正是自然正义原则的体现,而且从某些方面来看,德国行政程序法中的一些原则所包括的内容比英国的自然正义原则所包括的内容又有所发展;另一方面德国的宪法法院可以依据宪法对法律进行违宪审查,以确认该法律是否合乎宪法的基本价值和对公民基本权利的保护,以及时对法律进行调整。因此法治行政原则在德国行政程序中既具有形式意义又具有实质意义。
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。
石油化工专业论文:石油化工专业教学改革创新 1加强与生产实际相联系,提高学生的专业学习兴趣 物理化学是一门与实际生产过程结合非常紧密的课程,化工原理、分离技术、石油化工生产技术等后续课程,都需要用到大量有关物理化学知识,在教学中要处理好与这些专业课程知识的衔接与渗透,并适当引入部分实际生产原理来提高学生学习兴趣。例如,物理化学中的相平衡与化工原理中的精馏联系紧密,在学习了完全互溶双液系气液平衡后,再讲解精馏原理。这样,学生既掌握了相平衡的理论知识,又了解了相平衡理论的具体应用。又如,化学平衡、反应速率及溶液等内容在石油化工生产中应用广泛,讲授时可适当增加一些应用实例,加深学生对相关知识的理解,也有利于激发学生学习热情,让学生感觉到学有所用。 2改革教学方法,提高教学效果 教学是一门艺术,教师有好的教学方法,才能使学生对所学的课程感兴趣。传统教学中主要存在以下问题:①工学结合不到位,重理论、轻实践,与实际生产结合不紧密。②教学方法单一,以课堂讲授为主,学生被动的接受。③教学评价指标单一,以期末考试成绩评价为主,忽略了过程的评价。针对这些现状,本课程采用了项目驱动教学法教学。 2.1项目驱动教学法的教学设计项目驱动教学法,起源于德国职业教育在20世纪80年代推行的一种教学模式,师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。项目驱动教学法是以企业案例为核心,根据课程教学目标选取具有代表性的案例,将所要讲授的知识隐含在典型案例中,以案例引导学生自主学习。物理化学是一门实践性很强的学科,学生通过实践获取知识是高职院校学生学习的重要途径。在项目驱动教学法中,教学项目的设计是整个教学的关键,直接影响教学效果,因此教师应紧扣教学内容,依据高职学生的专业特点,经仔细分析研究,设计出包含关键理论知识的实践项目。例如:乙酸乙酯皂化反应的速率常数测定、碳钢在碳酸铵溶液中的极化曲线测定绘制、环己烷-无水乙醇二元液系沸点组成图的绘制、乙烯基正丁基醚与正丁醇有效分离等。通过实验测定与理论计算的比较、分析,找出产生误差的原因,使学生在实践中掌握相关理论知识。 2.2项目驱动教学法的实施项目驱动教学法把教学过程分成四个阶段:理论教学、实训过程、分析总结和过程评价。理论教学:引入案例,提出问题,讲解案例需要的相关理论知识,使学生对所学知识的实际用途有所了解,激发学生的学习兴趣,使学生感到学有所用。实训过程:作为教学内容实施的载体,主讲教师将实训项目分解成若干个任务,按照企业的工作方法和管理模式,对学生分组,在具体任务的驱动之下,充分发挥学生的主动性与创造性,学生根据任务查阅资料,相互交流、讨论,提出具体实施方案,在完成方案的过程中,及时发现问题,分析解决问题,通过这样一个完整过程,达到教学目标要求。分析总结:教师通过指导观察,对实验方案及学生普遍出现的问题进行点评、总结,同时用相关理论对案例进行剖析,提高学生对理论知识点的理解。过程评价:考察学生从方案设计、实训过程到结果分析,包括理论知识、实验室安全管理等方面是否完成学习任务、实现教学目标,教师根据完成情况给出客观评价。 3将多媒体教学与传统教学模式结合,提高教学质量 传统教学由于板书占据时间长,课堂信息量较少。用PPT课件和Flash动画上课,内容生动、形象、直观、丰富,课堂教学容量大,提高了课堂效率,但由于物理化学许多问题抽象、逻辑性强、公式复杂,多媒体表达文字显示速度快,学生思维跟不上,不适宜所有内容都用多媒体授课。建议采用多媒体与板书结合的方式授课,使学生有充分的时间消化、吸收,师生互动,提高教学质量。 4建立全面、可控的考核体系 《物理化学》课程考核采用理论考核和过程评价相结合的方式,具体考核方式如下。理论考核:采用闭卷、笔试方式,占总成绩的60%。主要进行基本知识、基本原理、分析理解能力、数据综合运算能力的考查。过程评价:占总成绩的40%。包括学习积极性和阶段学习效果评价(日常考勤、课堂表现、实训项目的设计),自主学习能力评价(独立操作能力、实训报告、课堂作业),表述能力评价(课堂发言、实验结果讨论、分析答辩),职业道德、团队协作能力评价。 5结束语 物理化学课程教学研究与改革是一项长期的任务。通过五年的教学实践,我们对教学内容进行了优化、精心设计,建立了有利于学生能力培养、提高学生学习兴趣的教学模式,取得了预期的效果。物理化学课程教学的改革是一个永恒课题,有许多问题还需进一步解决和完善,相信通过不断改进和实践,会取得更好的效果。 作者:周萃文尚秀丽索陇宁单位:兰州石化职业技术学院石油化学工程系 石油化工专业论文:石油化工专业“岗位技能递进”人才培养模式研究 摘要:辽宁石化职业技术学院在广泛调研的基础上,确立了石油化工生产技术专业“岗位技能递进”人才培养模式,通过理论与实践、车间与课堂、技能与素质相结合的方式,育人初见成效。 关键词:石油化工专业;“岗位技能递进”人才培养模式 “岗位技能递进” 人才培养模式的内涵 人才培养模式就是在正确教育方针的指引下,为实现人才培养目标而采取的人才培养方式。“岗位技能递进”是指专业教育与生产岗位相结合。一方面,它是教育与生产岗位相结合,即知识和技术相结合,强调过程的结合;另一方面,它是教育与生产岗位相结合的形式,即生产企业与高职院校合作,强调对象的结合。 “岗位技能递进”人才培养模式实施的前提是学院与企业有多层次、全方位合作的基础,共同就专业建设、课程体系、师资建设、实训条件等方面不断进行调整和优化,依托企业实训资源优势,把以课堂教学为主的传统教育和直接获取实际经验的校外工作有机结合,贯穿于学生的培养过程中。 辽宁石化职业技术学院是首批“国家示范性高等职业院校建设计划”骨干高职院校立项建设单位,是辽宁省第一所校企合作办学的高职院校。学院的举办方之一――锦州石化公司投入5000万元建设具有高职教学和企业职工培训双重职能的生产性实训基地,为石油化工生产技术专业开展“岗位技能递进”人才培养模式改革提供了教学条件。通过广泛的岗位调研和工程技术人员论证,辽宁石化职业技术学院依托锦州石化公司,确定专业培养目标和毕业生就业岗位,综合知识、技能和素质方面的实际需要,将培养目标分解成基本能力、专项能力、综合能力等子目标,“岗位技能递进”的人才培养模式内涵如下。 第一学年:认识岗位与基础理论教学,培养学生适应岗位的基本能力。通过入学教育、企业参观、岗位认识实习,使学生了解专业概况,对日后所从事工作的性质有一个初步的了解,逐步培养学生对工作岗位的热爱,强化学生的事业心和责任感;安排思想道德修养、基础化学理论、化工识图、职业道德、计算机操作、英语等基础课程;实施项目案例教学,使学生获得燃料油生产工(高级)国家职业标准要求的基本知识,为学生掌握石油化工生产专业技能及可持续发展奠定良好的基础。 第二学年:以岗位仿真和“教学做”一体化课程为载体,培养学生适应岗位的专业能力。由企业的技术人员与校内的专任教师共同授课,实施校企双主体育人。以实际工作任务为载体,以石化企业生产手册及燃料油生产工(高级)国家职业标准为技术要求,工学交替,在体现石化企业工作情境、真实生产流程的化工单元操作实训室、苯乙烯仿真工厂和油品质量分析实训室教学,使学生熟练掌握典型单元设备操作、DCS仿真开停车等技能;并强化化工单元操作技术、反应与分离技术、石油产品分析技术等专业理论,获得燃料油生产工(高级)职业资格证书。在生产实习过程中,学生以企业学徒工的身份进行跟班训练,体验企业的生产组织方式和企业岗位要求,强化专业技能和职业素质培养。 第三学年:通过顶岗实习,体验企业文化,培养学生的综合职业能力。开设《燃料油生产技术》、《有机化工生产技术》、《典型化工操作技能训练》、《顶岗实习》等课程,教学环境为石化生产真实装置,使学生在生产性工作岗位上熟悉石化企业生产管理制度,掌握常减压、催化、重整、加氢等典型生产流程、工艺设备,体验企业文化,技能得到进一步锻炼,最终实现“零距离”上岗。 通过以上岗位认识与基础理论教学岗位仿真与“教学做”一体化课程顶岗实习的“岗位技能递进”人才培养模式,始终与行业企业合作,通过课堂教学、DCS仿真和校内产学研基地单元设备训练、校外顶岗实习有机结合,实行“教学做”一体化,培训与考证融合;完成学生从“岗位基本能力形成岗位专项技能训练岗位综合能力提升”的递进。 “岗位技能递进” 人才培养模式的主要特征 理论学习与实践技能结合 石油化工生产技术专业的培养目标:培养适应我国社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,具有诚信品质、敬业精神和责任意识,具备职业道德、较强实践能力,掌握石油化工生产方面的基础知识和专业理论,能在石化生产、管理、服务第一线从事生产操作、技术应用和班组管理等工作的高素质高级技能型专门人才。培养这种能力的基本要求是真实工作环境下的反复训练,尽可能在企业的真实工作环境中进行学习与训练是培养这种能力的唯一途径;结合石化企业生产的特点,考虑与教学内容有效对接,改变传统的按固定地点、固定模式进行教学的组织形式,开展分组教学、灵活授课、弹性教学,对专业课程选择典型工程项目进行现场教学,对于不具备现场教学条件的,在“教学做”一体化专业教室中进行教学;积极引导学生提升职业素养,由教师进行操作性示范,并组织学生进行实际操作活动,让学生明确知识点,掌握专业技能;在生产实习、顶岗实习的组织安排上,适应石化企业工作的特殊性,采用倒班顶岗分阶段实习,由企业学校共同考核评价。 课堂教学与车间生产结合 石油化工生产技术专业实践课时占总学时的50%。由企业兼职教师提供车间的新技术、新方法和新工艺等资料,将其融入到教学内容中,学习过程融入实际项目工作过程中,在校内“教学做”一体化教室采用任务驱动、项目导向、案例分析、现场教学、小组讨论、仿真操作等使学生掌握燃料油生产工的相关理论,在校企共建实训基地、企业生产车间中实施。聘请有丰富实践经验的生产一线工程技术人员,规范地指导学生进行基本技能训练,学会装置开停车、巡回检查、资料录取、填写生产报表、维护管理以及动态分析等技能,并考取高级燃料油生产工职业资格证书。同时,使学生在真实的工作环境和素质教育环境中进行铁人精神教育,学习做人、做事的本领,进而获得岗位所需的知识、能力和素质。 技能培养与素质教育结合 石油化工生产技术专业毕业生就业面向石化生产操作、调试、运行与维护生产一线,以泵及压缩机岗位现场操作岗位(外操)、中控室操作岗位(内操)、油品分析岗位、班长岗位为主。为充分满足“岗位训练”的需要,依据“贴近职业、贴近真实、贴近技术”的原则,体现“职业性、系统性、开放性”的特征,引入企业真实的工作情境、文化氛围和管理模式,按照职业的工作流程来设计真实的专业训练和职业环境,实训过程与实际岗位操作完全一致。在校企共建的实训基地,在汽提塔生产装置上,按照企业设备检修的场景和要求,设立班长、安全员等岗位。班长进行人员分工,明确责任,布置任务,规定作业时间(操作时间),到现场实地勘察,清楚作业面周围环境和作业空间;安全员检查安全手续是否齐全,安全措施是否到位,劳动保护用品是否整齐,是否选择合适工具。通过对塔盘拆装弄清楚塔的内部构造、各部件及所在具体位置,汽液两相如何流动,塔盘究竟是怎么安装的,并掌握其过程。通过在此装置上的“教学做”,学生能掌握换热器的种类及换热方法,了解板式精馏塔的基本结构与流程,掌握流体输送设备的性能及操作,流体输送设备的常见故障及处理以及温度、压力、液位的调节、控制方法,管路拆装及连接方法。学生在教学过程中是综合性的身份,要遵守许多与安全生产有关的其他规定,如产品工艺规程、安全技术规程、检修安全规程、岗位操作法、安全动火规定等等,在着装、环境、卫生、安全、考勤等方面应完全按照企业要求管理,潜移默化地训练学生形成石化企业“三老四严”的工作作风和职业素质,培养学生敬业奉献、吃苦耐劳、诚信笃实、团结协作的良好品质。 “岗位技能递进” 人才培养模式的实践 人才培养模式改革和课程建设 召开专业建设指导委员会会议,邀请企业人士和行业专家参与,参照职业资格标准,对石油化工生产技术专业工作岗位进行调研,与一线工程技术人员进行典型工作任务分析,确定本专业的主要岗位(群)工作任务与职业能力分解表;按照工作任务的典型性,对工作任务进行进一步的分析、筛选,总结出典型工作任务;按照职业成长规律性、工作任务性质一致性和工作内容相关性等原则对典型工作任务进行合并,形成相应岗位的行动领域;以工作过程为导向,打破原有课程体系,根据教学认知及职业成长规律,综合考虑教学场地、工具、设备、问题、对象、技术等要素的关联程度,把行动领域转化为学习领域;借鉴基于工作过程系统化课程开发模式,结合锦州石化公司生产特点,按职业能力和职业素质的形成过程以及学习领域之间工作过程的内在联系,形成石油化工生产技术专业课程,确定专业核心课程为《燃料油生产技术》、《有机化工生产技术》、《典型化工操作技能训练》。根据石油化工职业能力的通用能力要求和职业素质的要求,完善公共基础课程和相应拓展课程;构建与“岗位技能递进”人才培养模式对应的课程体系。 师资队伍建设 依托校企合作的办学优势,充分利用企业的人力资源,按照国家级教学团队标准建设石油化工生产技术专业教学团队。通过挂职锻炼以及科研开发、技术服务等形式,面向专业课程体系内所有教师开展培训,落实《企业项目工作室管理办法》、《教师访问工作站管理办法》、《企业兼职教师资源库建设方案》;通过国内外先进教学理念培训等途径,培养3名专业带头人,3名骨干教师;到2012年,“双师”素质教师比例达到90%,专兼职教师承担专业课学时比例达1∶1。 教学实验实训条件建设 依据基本能力、专业能力和职业能力要求,按照专业基础实训、专项技能实训、专业综合实训和顶岗实习四个层次,校企合作以专业计划和教学标准的要求为依据,优先建设受益面大、与专业核心课程内容紧密联系的实训室,建设与目前现场生产实际相匹配的实训基地,同时兼顾科技、生产及对外技术培训和技术服务;新建苯乙烯仿真工厂、煤化工实训室、化工仿真实训室,扩建燃气质量评价中心(校中厂)、化工单元操作实训室、油品质量分析室、高分子材料实训室、精细化工实训室;借鉴企业车间布局和现场生产管理,每个实训室设有教学区、实训区、配件展示区、资料区和材料室五个区域;在满足培训教学的同时,具备符合燃料油生产工国家职业技能鉴定的能力,用于职业技能鉴定的设备器材品种、数量和管理上符合国家职业技能鉴定的相应规范。 校企合作建设共享性专业资源库 以专业核心课程为主,兼顾专业课程体系中其他课程,包括培养学生职业素养的《化工安全技术》、《化工企业管理实务》、《石化产品营销》、《计算机基础》、《英语》等5门课程;投入252.1万元建设石油化工生产技术专业教学资源,以满足企业培训和教学需要;利用现代教学技术手段,实现教学形态的变革,充分运用计算机技术、信息化手段,开发具有交互性的虚拟实训软件、多媒体课件、动画演示等课程资源;通过立体化的教学资源,把石油化工生产和安全环保技能形象化、可视化、直观化,便于学生理解知识,掌握技能。石油化工生产技术专业教学资源库建设内容:石油化工生产技术专业教学文件区,石油化工生产技术专业教学资源区,石油化工生产技术专业网络教学区,石油化工生产技术职业能力训练区。 “岗位技能递进” 人才培养模式的成效 “岗位技能递进”人才培养模式经过不断的实践,成效初步显现。截止到2012年3月,石油化工生产技术专业拥有国家级精品课程1门,省级精品课程4门,被评为辽宁省优秀教学团队,对接产业集群建设省级职业教育示范专业,拥有辽宁省普通高等学校省级专业带头人1人,辽宁省青年骨干教师2人。教师拥有发明专利2项,出版《燃料油生产技术》、《典型化工操作技能训练》等11部专著。2011年,面向全国石油和化工职业教育教师开办了企业实践培训及《燃料油生产工》技师培训班。 学生的综合能力全面提升,毕业生就业率2010年为96.1%,2011年为98%,就业对口率平均达到85%。2011年,学生参加辽宁省大学生第十一届“挑战杯”课外学术科技作品比赛获一等奖一项,参加全国石油和化工行业化工总控工职业技能竞赛获得团体和个人一等奖,参加辽宁省首届大学生职业生涯规划大赛总决赛获得个人三等奖一项;毕业生刘明获锦州石化公司十佳新员工称号,张勇在抚顺石化公司第五届练兵比武和技能竞赛中荣获乙烯装置操作工第一名。 石油化工专业论文:思维导图引入高职石油化工专业英语教学的实践探索与尝试 【摘要】“思维导图”教学辅助工具在高职院校石油化工专业英语课程教学实务工作中的应用,有效提升了高等职业院校在校学生的英语学科学习水平以及发散性思维品质的建设水平,本文针对思维导图引入高职石油化工专业英语教学的实践探索与尝试问题展开了简要的论述,仅供参考。 【关键词】思维导图,高职,石油化工专业,英语教学,实践,探索与尝试 英国著名心理学家、教育学家托尼?博赞最先创立的思维导图,给全世界范围内各个国家基础教育阶段学科教育工作的有序发展,创造了较为真切的助力。“思维导图”以简洁直观的图形架构形式,实现了对人类大脑区位中复杂繁复的内在思维体验内容的真切呈现,对于有效提升学生对基本知识内容的理解分析水平,改善学生对特定知识内容的记忆效果,具备着较为重要的实践助力作用。 在实际的高职院校石油化工专业英语课程的教学实务工作过程中,“思维导图”的引入,能够有效助力学生放射性思维品质的养成实践过程,在充分有效运用这一教学事业辅助工具的前在条件之下,高职院校英语教师将会切实有效地实现对学生个体实际具备的个人智力潜能的充分挖掘,与此同时,还能切实助力高职院校石油化工专业学生实际具备的记忆力、组织力与创造力水平的有效提升,本文将针对思维导图引入高职石油化工专业英语教学的实践探索与尝试问题展开简要的分析论述,预期为相关领域的一线教师提供借鉴意义。 一、思维导图的基本概念界定与基本功能分析 (一)思维导图的基本概念界定 “思维导图”是由英国著名心理学家、教育学家Tony Buzan在上世纪八十年代最早创立的一种教育心理学领域的学理对象,通过对“思维导图”的引入和运用,能够切实助力学习者在知识或者是技能性学习对象层面的便捷特征,并深刻影响使用者实际化的“放射性”发散思维形态的建设以及发展过程。 在“思维导图”的使用过程中,要求使用者在实际进行发散式思维训练体验行为的初始时点,首先实施基本性学理概念内容对象的确认以及书写操作行为,之后在以这一操作步骤为实现基点,通过对自身已经学习获取的知识内容对象以及学理思维路径建制基础条件的充分调动,绘制与最初认知和书写的基本概念内容相关联的知识网络结构,以及思维演化路径发展动态图。 在“思维导图”学习工具的学习应用体验路径中,要重点关注使用者自身对中心性思维概念基点的确认能力。因为只有在正确认知中心性概念考量基点的前提之下,才能充分保障实际建制的思维导图实体,能够对实际使用者的知识和技能性学习对象的认知以及确认行为发挥充分的助力作用,并以此为基础,最大限度地发挥“思维导图”工具在使用者学习效果提升,以及只有思维品质改良过程中的重要助力意义。 (二)思维导图的基本功能分析 第一、有效提升教学工作的实际效率水平。缘于高职院校石油化工专业学生在你制作和运用思维导图开展专业英语学习的过程中,都会倾向性地将思维中心设置在关键词知识学习对象之上,进而较为有效且充分地减少了学生在学习单位数量的知识内容过程中的知识投入数量。与此同时,在实际开展思维导图辅助学习工具的建设实务过程中,通过对图片表意元素,以及色彩表现工具的大量引入,在有效平衡高职院校石油化工专业学生“左、右脑”生理功能使用强度的同时,有效实现了对复杂混乱的知识学习对象的充分简化处理目标,使得学生实际面对的英语知识学习对象具备了较为充分的直观化以及形象化特征,能够有效督促学生实现对思维导图辅助学习工具中承载的学习关键词的深入理解,并在此基础上有效助力高职院校石油化工专业学生英语学科学习效率水平的有效提升。 第二,有效提升高职院校石油化工专业学生在英语学科知识内容学习过程中的想象能力,有效培养学生在开展英语学科学习过程中的思维创造性品质。从学理性属性角度分析,思维导图是具备充分的发散性特征的思维品质建构与训练工具,其在建制环节结束之后,实际呈现的外在图形结构特征,与人类颅脑内部的神经元细胞群系的空间网络分布图形极其相似,在实际进行思维导图建设的过程中,往往是从某一个具体的知识点或者是关键词作为基点,并伴随着实际思维路径的深度逐渐提升,逐步实现思维流程路径的充分拓展,并在此基础上实现对知识脉络流程图的建设实务目标。在这样的思维流程发展路径,高职院校英语教师通过对思维导图的运用,通过对学生发散性思维的调动,实现对学生群体想象力以及创造性的培养目标。 第三,思维导图在高职院校石油化工专业英语学科教学实务过程中的应用,能够有效提升对象学生群体对“意义”范畴的深切认知,使得学生能够充分认识开英语学科知识内容的学习实践行为,对于自身专业知识实务发展行为的重要意义,通过对思维导图辅助学习工具的引入和运用,高职院校石油化工专业学生能够较为有效地实现对想象以及联想思维品质的有效建设和发展,切实在学习行为开展过程中,充分认知和把握新旧知识之间的相互联系,并在此基础上,充分实现对自有知识体系的建设和拓展目标,助力自身英语学科学习成绩水平切实而有效地提升。 二、思维导图在高职石油化工专业英语教学中的应用 (一)英语词汇教学 第一,新词汇的教学实务工作。高职英语教师在针对学生群体开展新词汇内容的讲授教学时,可以切实引导学生通过“思维导图”对将要学习的“新词汇”的“多个解释义项”以及“同义词、反义词、相近词或者词形变化”等知识内容及时展开总结归纳行为。 举例论之,对于英文单词“rescue”而言,从词汇本身具备的词性角度分析,同时包含了名词,以及及物动词词性特征,在实际的学习过程中,针对词汇对象本身具备的具体词性约制,-要有针对性地对其实际具备的用法规则进行归纳和提炼行为,并在此同时对这一词汇实际具备的同义词和反义词,以及词形变化和相近词等内容展开相对详细的总结归纳行为,在实际的教学工作路径开展过程中,教师可以指令学生在课堂教学环节开始前,进行自主化的初始性思维导图的绘制行为,之后在实际的课堂教学环节的开展路径中,通过教师的即时指导,以及对字典文本中涉及到的知识信息的充分获取,切实实现对之前已经建制成型的思维导图对象的发展成熟,要切实通过思维导图在学习实践过程中的应用,扎实提升学生学习英文单词知识过程中的灵活度,在有效提升学习行为开展效率的基础上,逐步提升学生在学习实务过程中的能动性以及兴趣发展特征。 第二,对词根词缀知识对象以及应用内容的教学。词根词缀法,是实现英文单词生成演化目标的最为行之有效的实现方法,以基本英语词根为基础,通过添加前词缀能够实现对英文单词实际具备的含义的改变或者是拓展。因此,切实而充分地领会和记忆常见的英文单词前后缀的基本含义,对于有效提升高职院校石油化工专业学生个体的英文单词积累量,改善相关专业学生个体的思维导图建设质量,具备极其重要的实践意义。 第三,语义场英文词汇扩展教学法,在这种英文词汇积累量扩展教学实务方法的应用过程中,高等职业院校石油化工专业英语学科的任课教师,可以通过对具体化英语语言形态表意情境的建构和呈现行为,帮助学生切实实现对陌生英语词汇学习对象的认知,理解,以及记忆等学习实践行为目标。所谓的语义场,就是要运用较大数量占比的已学英语词汇以及较少数量的陌生英语词汇为学生编写等候学习的英文表意文章或者是对象阅读段落,使得学生能够在相对充分的熟悉词汇的衬托之下,通过对目标性英语学习语段的阅读分析,实现对陌生英语词汇对象的认知和记忆。 根据语言学家的研究分析,英语语言表意体系中词汇元素并不是单独存在的,而忽视彼此之间存在着较为密切的相互关联关系,通过对英语单词之间相互关联关系的深入挖掘,并将其切实运用到英语学科的教学实务过程中,势必会有效提升学生的阅读体验强度,助力学生英语学科成绩提升效率的有效增大。 与此同时,教师还可以切实指令学生通过对已学英文单词展开基于表意层面的归类行为,并在此基础上实现对词汇知识元素学习语义场的建设目标。距离而言,通过blue,red,yellow,以及black,等具备颜色表示意义的单词可以实现对颜色表示英文单词语义场的建设目标,并通过对词汇表意语义场的建设,将具备共通性语义特征的词汇实现稳定有序的相互连接,通过对具备相同词义表征属性的英文词汇对象的集中学习处理,能够充分提升高职院校石油化工专业学生在开展英语口语交际以及书面表达实务过程中的词汇丰富度。 在这个过程中,高职院校石油化工专业专职英语教师,可以切实根据本专业涉及到的英语知识内容的具体特征,有针对性地将实际阅读教学实务过程中可能涉及的英文词汇类型展开总结,并针对实际面对的具体化专业技术对象,展开有针对性专业领域英文词汇集中学习行为,并在这个过程中,实现适合具体专业技术形态的词汇语义场建设工作目标。 (二)英语阅读教学 运用“思维导图”开展高等职业院校石油化工专业的英语阅读课程教学工作,可以将实际的教学工作环节划分为读前活动环节以及读后活动环节,通过对两个教学工作开展环节的划分,可以帮助学生在开展英语阅读课程思维导图的建构和不断修正完善的过程中,充分激发“思维导图”教学工具对学生实际化的教学效果提升所发挥的助力作用。 想要实现高职院校石油化工专业英语阅读课程教学工作的最佳实务效能,并通过英语阅读教学工作提升学生实际具备的石油化工知识理解水平,相关任课教师应当切实做好阅读教学文本语料的选择工作。针对高职院校石油化工专业课程体系本身承载的专业知识内容,教师可以借助互联网媒介,或者是校园图书馆外文资源查找库,切实选取与石油化工专业相关的科学技术类英语文本作为学生实际进行专业英语阅读课程学习实务过程中的阅读语料,根据对现有专业教学体系的分析,教师实际可以选取的英语文章阅读话题应当包括:原油开采(Extraction of crude petroleum)、化学工业(Chemical Industry)、石油精炼(Refining petroleum)、重油裂化(Heavy oil cracking)、油气资源勘探(Oil and gas exploration)、以及石油资源运输(Transportation of oil resources)等。通过选择和引入包含这些专业技术知识内涵的英语文章文本,在帮助学生实现英语文章阅读能力的同时,还能逐步加深学生对本专业核心课程模块承载的知识技术内容的深化理解。在现有发展背景之下,高职院校石油化工专业学生开展阅读教学工作过程中,可将教学工作划分为读前活动以及读后活动两个实践环节。 在读前活动环节,高职院校石油化工专业英语课程任课教师,应当指令学生对即将开展阅读学习课堂讲授环节的目标英语文段展开提前预读行为,通过提前预读行为的开展,要求学生初步形成对文章的基本表述主题的真切认知,并在此基础上,初步厘清对象阅读文本在表达其基本的论述和情感主题过程中的行文结构,和语言表意技巧特征,通过对这些问题的梳理,获得初步的学习结论,留待课程讲授环节的进一步验证。 在此基础之上,高职院校石油化工专业在校学生,应当切实依据自身在前一学习步骤中已经获取到的思维探究与梳理行为的结论雏形为基点,进行适当程度的关联性思维发散行为,并在此基础上实现对“思维导图”的初步建构实践行为,并在此基础上,切实促进高职院校石油化工专业学生发散性思维品质建构水平的稳定提升。 在读后活动中,高职院校石油化工专业英语课程认可教师,可以切实指令学生,依照在之前的阅读学习体验实践环节过程中已经建设成型的“思维导图”学习辅助工具,对之前已经阅读完成的文本语段对象的基本内容进行复述,并在此基础上,切实加强学生对文章实际涉及到的有关内容的理解深度,同时实现对学生个体实际具备的英文语境之下的口语表达能力的有效检验。在这一过程中,也切实实现了对“思维导图”工具实际具备的教学效果检验功能的充分开发。 结束语:针对思维导图引入高职石油化工专业英语教学的实践探索与尝试问题,本文选取两个具体的角度展开了相应的论述分析,文中涉及了对“思维导图”教学辅助工具的概念认知以及应用路径的分析内容,预期为相关领域的一线教师提供借鉴意义。 石油化工专业论文:高职石油化工专业人才培养模式探究 【摘 要】文章分析了高职石油化工专业及其职业岗位的相关情况,提出了该专业的人才培养模式和教学模式,为使学生今后能够顺利走向工作岗位奠定了基础。 【关键词】高职院校 石油化工 人才培养模式 教学模式 石油化工专业及其职业岗位分析 石油化学工业是我国国民经济重要的基础产业,也是中国制造业的主要产业之一。在“十二五”及以后的5至10年内,中国石油化学工业仍将处于迅速发展的上升阶段,石油化学工业具有更加广阔的发展前景。《陕西省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出,稳步增加一次能源产能,大力推进煤电一体化、煤化一体化、油炼化一体化,促进化工产业高端化、电源建设大型化、载能工业特色化,实现煤油气盐综合循环利用。而陕西省周边的4个省(自治区),基于其自身的资源优势(如宁夏、甘肃丰富的石油、煤炭资源;山西、内蒙古的煤炭资源等),在地方经济发展规划中,都把石油化工或煤化工作为带动本省(自治区)经济快速增长的支柱型产业重点发展。 我们通过对附近的几个石油化工企业进行调研(延安炼油厂、永坪炼油厂、延安石油化工厂、黄陵煤化工有限公司、陕西双翼石化有限公司、陕西煤业神木天元化工有限公司、延长石油榆林煤化工有限公司、鄂尔多斯化工集团、神华集团煤制油厂、陕西煤业神木富油能源科技有限公司、延长石油榆林能化公司等11家化工类生产企业),获得最新的行业现状与发展、人才需求、人才能力与素质要求等方面的信息与数据,以对专业进行准确定位。统计毕业生的就业面向主要有六类:一是生产一线的操作岗位,从事化工生产的操作、调试、运行与维护,这类人员占调查人数的70%;二是生产一线的技术岗位,从事化工产品的质量监督与控制等,这类人员占调查人数的15%;三是生产管理,从事生产组织、技术指导和管理工作,如企业或公司的计划科、生产科、企管办等,这类人员占调查人数的5%;四是产品销售、售后技术服务等,这类人员占调查人数的2%;五是产品开发、科研、制图等工作,这类人员占调查人数的5%;六是行政管理和个体、其他等,这类人员占调查人数的3%。 人才培养模式设计 1.根据前面的分析情况,我们提出了“三方联通、赛练互动、三线引领、能力总成”的人才培养模式 ⑴“三方联通、赛练互动”。即通过行业、企业和学校三方的互联互通,创新行业指导、企业参与、学校为主体的人才培养模式。以行业标准为指导,以化工基本知识为支撑、职业操作技能训练为基础,以化工企业生产过程为参照,以真实或模拟的生产任务为引导,整体设计人才培养方案,以化工职业竞赛为平台,达到以赛促学,以赛促练,以赛代练、赛练互动,相互促进,激发学生学习化工知识和掌握操作技能的兴趣,通过反复学习与训练,不断提升学生职业素质,逐步形成化工综合职业能力。 ⑵“三线引领、能力总成”。即以知识、技能和素质教育等三条主线为引领,通过学习与工作过程的交替进行,以模拟或真实工作任务为载体,充分运用多样化教学方法与手段,以化工基本知识为支撑,岗位操作技能为主线,综合职业素质为目标,按照“知识竞赛、技能比武、校内仿真、企业实战”的人才培养“路线图”,扎实开展教育教学工作,实现知识、技能的融会贯通;与此同时,始终坚持“人品就是第一学历”的理念,以延安精神特色素质教育平台为依托,以化工行业的特殊要求为参照,通过系统化的素质教育方案设计与实施,提升学生基本素养,逐步养成化工职业素质,从而把学生培养成为具有延安精神特质的化工专业高技能人才。几年来,人才培养质量持续提高,“双证书”获取率近100%,招生就业两旺,社会认可度越来越高。 2.“任务引导、能力递进”的教学模式 以真实工作过程为依据,遵循认知规律,按照由简单到复杂、由单项到综合、由基础到核心,由仿真模拟到现场顶岗的顺序,以各阶段不同的工作任务为引导,帮助学生自主学习,积极探索,培养独立或团队协作分析、解决问题的能力,主动建构自己的知识、能力体系。具体分为以下四个阶段:⑴基础能力训练。在企业和校内实训基地,通过以装置认识实习、化学基础训练为主要内容的专业基础能力培养模式,培养学生基础能力。⑵核心能力培养。在化工仿真实训基地、化工单元操作实训中心、化工分析检测中心,通过以化工单元操作训练、反应器操作、石化产品分析检测、企业技术人员讲座等为主要内容的专业核心能力培养模式,培养学生专业技能,获得化工操作工和分析检验工职业资格证书。⑶拓展能力培养。利用校内综合技能实训中心、典型装置仿真实训基地, 通过以化工装置操作与控制、炼油装置操作与控制、企业专家讲座为主要内容的专业拓展能力培养模式,获得化工总控工职业资格证书。⑷职业能力集成。利用校外实训基地,通过以生产装置的开停车操作、产品质量分析检验、化工仪表设备使用与维护、故障判断与处理等为内容的顶岗轮训,学院和企业兼职教师共同指导,培养学生综合职业能力并提升职业素养,从而按认知规律逐步实现由专业基础能力、专业核心能力、专业拓展能力到综合职业能力的逐层递进。 3.实训教学的技术路线 经过多年教学实践,总结形成了“认知实习,激发兴趣;基本训练,夯实基础;仿真培训,模拟体验;大赛锤炼,技能集成;顶岗实习,能力总成”的实训教学技术路线图。⑴认知实习,激发兴趣。在新生进校后,结合入学专业教育、行业背景介绍以及课程教学内容的要求,有意识安排学生到相关化工企业进行认知实习,让学生亲身接触企业生产有关岗位的工作任务和工作过程,了解化工行业在本地区发展的现状与未来发展趋势,培养学生对化工产业的兴趣和爱好。⑵基本训练,夯实基础。以化工职业基本操作技能训练为主要内容,着重培训化工分析、仪器分析技术,化工单元操作技术,化工仪表及自动化操作与维护技术,化工机械设备检修与维护技术等,使学生掌握相关单项基本技能,为进一步开展仿真模拟技能培训作好准备。⑶仿真培训,模拟体验。以主要化工产品生产过程为目标,充分利用计算机及仿真模拟技术手段所创造的虚拟车间、虚拟工艺流程等,使学生产生身临其境的感觉,在模拟真实情境的状态下,进行化工工艺和DCS操作技能训练,掌握石油及相关化工产品生产流程,通过反复训练,熟练掌握操作技能。⑷大赛锤炼,技能集成。参照化工总控工、检验工、化工仪表维修工、化工检修钳工等职业资格标准,以各工种职业技能大赛为载体,利用校内生产性实训基地,进行相关工种岗位综合技能训练,培养学生适应和完成岗位工作的熟练操作技能,将以前所学所练的单项技能集成为完成岗位工作任务所需的综合技能。⑸顶岗实习,能力总成。最后阶段,通过职业技能鉴定综合培训和顶岗实习,从虚拟走向现实,从仿真来到实际工作场景,将职业理论知识和熟练操作技能运用于生产实践,使二者在工作中完美结合起来,学会发现问题、分析问题、解决问题,掌握创新思维和创新工作能力,使理论与实践有机整合,并逐步内化为岗位工作能力,从而实现职业能力的总成,完成学业,通过职业技能鉴定,获取“双证书”,顺利实现由“自然人”到“职业人”的质变过程,成长为高素质、高技能型人才。 石油化工专业论文:高职院校石油化工专业“员工式”人才培养模式探讨 【摘要】本文简单阐述了扬州工业职业技术学院的石油化工生产技术专业根据区域经济的特点,学院自身发展情况和专业特色所进行的“员工式”人才培养模式的改革探索。 【关键词】石油化工专业;人才培养模式;探讨 石油化工产业是国民经济的重要支柱产业,资源资金技术密集、产业链长、关联度高、带动性强、经济总量大,关系到国家安全与国民经济命脉,在促进相关产业升级和拉动经济增长中发挥着重要作用。随着我国石油化工产业的发展,对人才的需求也与日俱增。目前排名世界500强的化工企业绝大多数都在中国设立了公司,国内民营化工企业也迅速崛起,由此迅速拉动了对化工类人才的需求。 扬州工业职业技术学院从2006年开始招收石油化工生产技术专业三年制高中毕业生,石油化工生产技术专业是我院设置的对应石化产业链中石油炼制领域的核心专业。自专业设立以来,学院一直针对本专业的特色在人才培养模式上进行改革探索,目前初步确立了校企合作、工学结合的“员工式”人才培养模式,现对该模式做简单的阐述。 一、依据区域经济,调整优化专业 扬州市地处沿江化工产业带中部,扬州及周边地区拥有大规模石油化工企业数量众多,如中石化扬子石化、金陵石化、南化公司、仪征化纤、江苏油田等大型石化企业都坐落其间,形成了以油品、烯烃、芳烃、氯碱、聚酯、农药、医药等为主的石化产业群。这为专业的发展提供了良好的区域及行业产业支撑。每年定期开展专业调研,调研形式有邀请行业企业专家成立专业建设指导委员会、定期走访行业企业、进行企业及学生问卷调查、项岗实习及深入就业基地工厂访谈等方式方法,调研产业发展现状及发展趋势、职业岗位需求及其任务、所需本专业人才结构、人才素质要求等,主动适应区域经济需要,强化专业建设与开发。 二、建立健全校企合作体制 为适应新形势下高等职业教育教学需要,强化人才培养质量和特色,改善办学条件,形成良性互动的校企合作新机制,实现互利双赢。在综合考虑企业所在行业、规模和性质等方面基础上,学校与企业建立不同程度的合作关系,以形成全面稳定的石油化工生产技术专业校外人才培养基地。这些校外人才培养基地可以为完成学生实习、顶岗实习、毕业论文、毕业就业、教师访问工程师、下企业锻炼、横向服务,形成“厂中校”型实训基地,对人才培养起强有力的支撑作用。同时,在校内建设“生产型、职场化”的实训基地,形成系统的专业实践教学平台。将职业标准融入专业标准、将岗位任务融入学习领域、将企业文化融入专业文化,让学生在学习中感受企业氛围,在校内形成“校中厂”型实训基地。 三、“员工式”人才培养模式改革 在校企合作体制的不断完善之下,学院近几年连续举办了“金陵石化班”“镇海炼化”等订单班。在以企业冠名建设的同时,与企业共同制定专业教学课程标准、教材建设规划、师资建设规划、实训基地建设方案、人才培养质量评价体系、专业文化建设等重大问题,根据企业需要定向培养人才。此模式以校企一体化运行为原则,将专业人才培养方案目标和企业员工队伍建设规划目标融合,以学生职业成长规划为动力,以行业晋升职级标准为导向,按照职业岗位要求修改并完善专业人才培养方案。全面实施素质教育,着力打造学生的石化专业理论知识、实践能力和创新意识,为区域经济和石油化工行业一线培养政治素质过硬、终身学习能力强、适应石油化工生产运行操控、工艺管理、技术开发等岗位要求的高端技能型专门人才。 1、完善课程体系,架构“员工式”人才培养模式 石油化工生产技术专业课程体系分为公共学习领域、专业学习领域、专业拓展限选课、专业拓展任选课几部分。第一学年主要进行公共学习领域的学习,安排企业文化体验,使学生感知企业,明确职业成长目标;第二学年主要进行专业学习领域的学习,将专业课程和企业专项课程整合,进行教学设计与实施,安排企业普适性实训和专项实训,使学生提升职业素养、熟练技能、认同企业;第三学年第一学期主要进行专业拓展课程,第二学期主要是顶岗实习、毕业论文环节,使学生参加企业工作实践,融入企业;实践实训环节在整个学习占十分重要的地位,包括校内校外两部分实训,实践学时超过总学时的50%。职业素质和专业文化类的课程贯穿于整个课程体系之中。 2、“员工式”人才培养坚持“理实一体、工学结合”的教学模式 为培养高端技能型专门人才,学校与企业共同合作,将企业员工队伍培养目标确定学校专业培养目标,把学校专业人才培养纳入企业员工队伍建设与培养规划之中。专业课程改革重视对学生创新精神、实践能力和创业能力的培养,特别加强学生操作能力的培养。教学平台采用职场化实际操作和虚拟仿真相结合的方式,强调操作性、职业性和综合性,走“校企合作、工学结合”之路。 以我院的炼油实体仿真实训为例,该实训依托我院2012年建成的国内首座大型石化生产实体仿真实训基地而设置。炼油实体仿真实训基地与相关企业共同开发建设,装置外表真实,规模工业化,流程现代化,温度、压力、流量、液位等自控仪表齐全,配以计算机DCS自控系统,生产参数反映全面,现场与中控室同步控制与互动,完全实现了现代石化生产的全过程。实训过程中要求学生掌握各种测量仪表的选择、设备的使用,参数的调节手段等操作技能,学会操作运行数据的分析、操作效果的判断、操作方案的优化方法,培养学生实际分析问题、解决问题的能力。在学习中达到了“课堂与车间合一”、“学习与工作合一”、“学生与员工合一”。 3、“员工式”人才培养体现“素质教学”的教学要求 “员工式”人才培养的过程中,素质教育贯穿教学活动的全过程。在实践教学环节中强调动手能力的培养,增强创新和团队协作意识,贯穿劳动纪律和劳动安全的教育。并开设多门公共选修课,培养学生兴趣爱好,增加人文教育内容,增强对社会各方面的认识,注意加强学生的专业教育和人文素质教育的结合。实现由学校一方培养向校企双方共同培养转变,实现企业文化、职业规范、岗位角色、工作流程的全程对接;学生以职业生涯设计为动力,以就业为导向,围绕企业标准、顾客需求和工作过程;通过岗位实战、各级职业技能竞赛、创新设计等,使学生从以教师指导为主的被动学习转变为学生自主设计、自主实施、自主构建的主动学习。妥善处理好社会需求与学生需求、学生就业与可持续发展、个性发展与多元需求、普适性需求与企业特定能力需求的关系。 经过几年的不断尝试和发展,得益于“员工式”人才培养模式,我院石化专业学生综合职业能力在不断提高,毕业生广受企业好评。近三年本专业毕业生一次性平均就业率高达100%,很多学生已成为企业的技术骨干。随着市场和企业形式的不断变化,“员工式”人才培养模式目前还在不断的探索和优化过程中。 石油化工专业论文:高职石油化工专业人才培养模式探索与实践 摘要:广州工程技术职业学院石油化工生产技术专业 ,作为广州市高职高专教育示范性专业,在教学实践中探索出依托广东和珠三角地区石油化工行业、校企合作共育人才的人才培养模式,为促进广东石化工业的发展培养了大批石化高技能人才 。 关键词:高职教育 人才培养模式 校企合作 高职石油化工专业培养具有石油化工岗位(群)操作技能(能力)和职业生涯发展基础的高素质高端技能型人才。文章以广州工程技术职业学院石油化工生产技术专业为例介绍了该专业依托广东和珠三角地区石油化工行业、校企合作共育人才的人才培养模式的探索与实践。 一、专业定位 石油化工行业是我国也是广东省和珠三角地区的支柱产业,我院依托广东和珠三角地区石油化工行业,依据石油化工岗位(群),设置了石油化工生产技术专业。 石油和化学工业是国民经济的支柱产业,也是发展最快的产业之一。中国石油化工行业占工业经济总量的20%,因而对国民经济非常重要。 广东和珠三角地区石油化工行业非常发达。石油化学工业是广东省人民政府确定优先发展的三大支柱产业之一,也是广州市的三大支柱产业之一 2009年,广东省通过了《石化产业振兴和发展规划(2009-2011年》。规划加快推动石化产业向园区化、规模化、集约化方向发展,提升石化产业国际竞争力,形成世界级的大型炼化基地。 二、引进企业参入专业建设 为了加强石化专业群的建设,石化工程系成立了以行业、企业专家为主体的专业建设委员会,全面指导专业建设和人才培养工作,协助确定专业人才培养规格,审订专业教学计划与课程设置,提供企业用人信息和技术发展动态。 校企合作单位向学生提供参观、实践教学、顶岗实习机会。共同实施“订单式”校企合作人才培养。发挥校企结合的优势,聘任行业、企业技术能手、能工巧匠承担教学任务,加强专兼结合的专业教学团队建设,注重教师队伍的“双师”结构。 三、校校合作探索实训基地建设新模式。 校企合作共建校内实训基地。石油化工生产技术专业化工仿真实训室与广州石化合作,由石化厂出资,学校提供场地和管理,实训室既用于教学也用于企业职工技能培训、比赛。为专业发展提供设备和教学资源,充分发挥资源共享和为社会、企业服务的功能,每年为企业培训员工4200人次。 校企合作共建校外实训基地。石油化工生产技术专业目前已经建立稳定和运行良好的校外实训基地达到9个,这些合作单位在学生顶岗实习、学生就业和专业建设指导中发挥了重要作用。 四、校企共建高水平教师队伍 以全面提高教师队伍素质为根本,以培养和引进专家人才(高级工程师和高级技师)为突破口,以聘请企业兼职教师为补充,建立了促进教师资源开发的有效机制。构建了“双师”结构教学团队伍,本着“走出去、请进来”的思路,培养了一批理论水平高、实践能力强的“双师型”师资队伍,其中很多指导老师来源于企业生产、管理第一线,承担了我院石化工程系石化专业教学的重要任务。 五、教学模式改革 实行校企合作开展教学工作,人员校企互聘,学校与企业共同编写实训教材,积极推行专业“双证书”教育,人才定向培养,逐步形成专业特色。根据需要灵活运用工学交替、任务驱动、项目导向和顶岗实习等教学模式,逐步增大企业实习比例,认识实习、生产实习和顶岗实时间逐步达到一年时间。在项目化课程建设基础上,实行“教、学、做”一体化,积极推动“案例教学”、“项目教学”、“情景教学”、“现场教学”等一系列教学方法在教学过程中的应用。逐步增加过程评价在考核中所占比例,逐步增加企业参与教学评价比例。 六、循环递进的工学结合实践教学体系建设 依托广州石化、赫尔普股份化工有限公司、珠海宝塔石化等石油化工企业,与企业共建工学结合的实践教学体系,即认识石化企业---企业认识实习---生产实习---顶岗实习工学结合实践教学体系。 在第一学年进行石化企业认识教育,让学生认识石化企业;在第二学年第一学期进行认识实习,即到企业生产现场,让学生对石化企业进行感性认识,为以后的学习打下基础;在大二第二学期进行生产实习,即学生在校内学习了专业知识后,到生产现场,理论联系实际,将所学理论应用于生产实践,进一步理解和掌握所学专业知识。第三学年:职业综合能力实训,企业顶岗实习。第五、六学期,学生以准员工身份到企业顶岗实习,订单式培养学生与企业(公司)签订生产合同,学生带着课题进行顶岗实习,在企业老师和校内教师的指导下完成毕业毕业论文。 实践证明,通过三年校企共育,使学生实现了“校园人”到“企业人”的转变,实现了学校与企业的“无缝”对接。在实践“2+1”订单式人才培养模式、校企联合工学结合培养学生方面取得了一定成效,逐步建立起与合作企业的“订单式”人才培养长效机制。 石油化工专业论文:石油化工电气工程策略 摘要: 石油化工类企业中的电气工程施工管理工作需要以下几个方面促进其实现资源优化配置和健康快速发展的目标。这几个方面可归纳为安全管理、技术管理、原材料和设备管理、工程人员管理及工程设计方案等。 关键词: 石油化工;电气工程;管理 1石油化工电气工程的科学设计与规划 石油化工产业的电气产业工程管理中尤其重要的是应对施工安全、施工质量这两方面加强监督与控制。提升施工技术与流程,从而提升电气工程的综合实体水准。另外,电气管理工作者应该用专业知识及职业素养培养进行自我管理。运用科学的手段使工程施工顺利进行,将事故的发生率降到最低。总而言之,就是需要工作者严格管理电气工程的质量检测和监督环节,从各方面确保电气工程安全、正常、高效的运行。石油化工产业的电气工程管理进行还需要各部门之间相互合作、沟通。其中设计单位的技术支持、指导参与,施工部门的科学管理、质量监督等都是电气工程完成所需的比不可少的重要条件。 2石油化工电气工程的具体管理方法分析 2.1提高石油化工电气工程的设计水准 石油化工电气工程的设计,需要考虑的有以下三个重要方面:成本、整体布局、经济利润。在这三个条件兼具的情况下才能使工程的需求和水准达到最初的设想。所以,合理的相关装置是工程顺利完成的必要条件,这也使得电气设备的保护工作成为了一项必不可少的重要程序。综合考虑,石油化工电气工程的设计应当采取高空架设或隐藏埋置的方式。其中,工作人员还需将工程所需要的架设高度和埋置的地理位置清楚的标注出来,这样才算的上是工程完备、工作妥善。 2.2加强电气工程的原材料和设施设备管理 电气工程的原材料和设备管理直接影响到电气工程的整体设计及工作效果。对于工作人员而言应该清楚的了解工程中所需的原材料,严格按照材料的性能、功能和对应的设计方案去检测材料设备的性能。再者,设备及原材料在仓储、运输过程中也应该妥善合理的包装、保存。原材料及设备对功能、外观的保护维持是我们产品成型的前提,而且相应的数据处理及信息备案也是对以后产品装配的检测与保障。 2.3做好电气工程的施工质量管理 由于电气工程是一项需要隐蔽的工作,自然它也成为一项重点管理任务进行实行。管道,埋置,焊接等施工过程都要严格的进行并以仔细的态度管理。当然电气工程的施工质量管理也需要各部门之间默契配合,这样才能使得工程顺利完成,所以处理好各部门之间的协调工作也是施工质量管理的重要前提。 2.4工程施工技术的培训 石油化工电气工程工作的过程中,电器工程监理人员要带领工作人员做好施工指导。设立电气工程相关技术培训班、制定学习目标,尽可能多的组织集体学习,确保工作人员熟练掌握施工技术,并透彻的理解施工工程规范条例。这有助于施工达到质量要求。在招聘选择电气施工人员上,以上探讨交流的方式促进施工人员对专业知识的吸收。把施工安全意识深深的烙在每位施工人员的心中,降低石油化工电气工程施工过程中的危险系数,保证施工安全。 2.5对设备进行调试管理 不同的化工生产项目对应不同的电气工程设备。对于这些设备,定期的维修、保养、检测,是必不可少的。电气工程设备不仅要做到定期维修检测,记录事实情况也同样重要。针对那些不符合标准的电气工程直接采取不同意安装措施。比如,电气工程设备中的弧形光线设备、电源配备保护调试等,都要经过精密计算,规范操作,并保证良好的售后服务。在施工末期,要提前做好试车监管准备、清楚操作标准,并带领监理人员、工程主办方、投资项目负责人,一起见证经各方共同筹备努力的电气工程的完工。经过多方联合检查,发现存在的问题,并及时找到解决办法,避免不良工作造成极大经济损失。除此之外,施工建筑要保证材料和图纸搭配,具有良好的统一性。 2.6增强电气工程施工的质量安全 首先,要明确安全用电技术和安全用电组织统一,设立对应的技术档案;再则,确立适宜的培训管理制度,对参与人员和施工人员制定严苛的学习教育培训时间,确保电气工作人员持有电工证;第三:优化技术制度。电气工程工作人员的技术操作都有相对应的数据记录,包括日期、维修程度都有详细的记录说明;最后,强调石油化工电气工程在施工时要按照安全规范进行,切不可偷工减料。 3结语 石油化工电气工程的相关管理制度,把全部的生产数据都进行了加工,此外,也要掌握各阶段不同工人的真实水平。电气工程管理在极大程度上保证了该企业日常生产流水线的稳定和有序进行。安全、流畅的生产渠道是提升石油化工电气工程的根本特征。 作者:季雨 单位:中海油田服务股份有限公司油田技术事业部制造中心 石油化工专业论文:石油化工工程电气节能技术应用 摘要: 我国的经济一直处在努力的发展之中,经济的进步会带动科技的进一步研究,电气能源的消耗在我国的能源总消耗上也占据了很大的一部分,科学技术可以促进经济的发展,也能对国家资源进行保护,防止资源的不合理浪费。我国利用先进的技术在电气节能这方面进行研发和创新,以及将技术运用到石油化工工程上,对我国的石油化工工程也起到了很好的帮助。本文旨在向人们介绍电气节能技术在石油化工工程设计中的应用,分析电气节能技术的功能和作用,使人们对电气节能技术进一步理解,对它在石油化工工程设计这方面应用的有效性进行分析。 关键词: 电气节能;技术;石油化工工程;设计;应用;发展 电气节能技术,是指利用现代先进的科学技术对电气这一资源进行节约,既能达到节约国家资源的效果,还能更好地促进我国经济的发展,获得了双向收益。能源是我国21世纪的新型动力,它带动着中国整体可以正常运行,能源的浪费也会带来污染的问题,所以就需要我国在节能这方面进行开发,而电气节能就是其中之一。 1电气节能技术的内容分析 电气节能技术的使用无论是对个别企业,还是对于我国的经济事业都具有重要的影响,需要我们予以重视。电气节能技术共分为电力节能系统、照明节能系统、电子设备节能这三个部分。如果是在石油化工工程这方面的应用,那么电力节能系统就是这三者的核心主导,当然照明节能系统和电子设备节能也是不容忽视的。 1.1电气节能技术的作用 (1)电气节能技术可以节省我国的能源,降低能源的消耗,为我国创造更大的效益;(2)电气节能技术可以保护环境,为我国实现绿色环保的目标奠定了基础;(3)电气节能技术可以起到照明、取暖的功能,也带来了更多的方便;(4)电气节能技术可以对空调系统实施相应的设计,使空调用电得到降低。 1.2电气节能技术面临的问题 (1)技术方面:我国的电气节能技术虽与以前比较得到了提高,但总体来说还是不太发达,我国目前的电气节能技术还是不能满足社会上广大人民群众或各个企业的需求,技术没有想象的那么发达,也有可能会造成使用过程中其它问题的出现,会影响正常的应用;(2)政策方面:我国还是没有相应的法律和规范,对这一方面进行约束,任其自由的生长,所以会出现电气节能技术的设计不到位这样的问题。总体来说,我国的电气节能技术会给人们的生活、企业的发展带来好处,但随之也会出现一些问题,所以,现在应该做的就是加大对电气节能技术的创新和开发,在这一过程中努力解决出现的种种问题,争取问题得到全面的解决。 2电气节能技术在石油化工工程的应用 石油化工工程是我国的重要工程,对它的设计更要小心谨慎,电气节能技术在石油化工工程的应用主要分为这几个层次:电力系统的节能、稳定电压节能、照明节能系统和电子设备节能,这些在石油化工工程设计上都有应用,并产生了良好的效果。 2.1电气节能系统 在电力系统节能上,主要是从变压器的选择、系统功率的提高、线路功率的耗损减少和高次谐波的降低这四个方面考虑。(1)变压器的选择。石油化工工程的设计需要使用大量的变压器,而且变压器也是最普遍使用的电力设备,所以对于变压器的选择需要找对型号,要根据变压器的负载率进行有效地选择,而且,为达到很好的效益,变压器就要选择国家新近开发的、具有高效节能的产品。(2)系统功率的提高。通过系统功率的提高来降低电路的损耗,这样能源的利用率也会得到更大的提高,功率因素一般分为自然提高和人工补偿这两种,二者在应用上也是有区别的。(3)线路功率的损耗减少。石油化工工程设计是一个大的工程和项目,有很多的设备和线路,如果重新设计线路,减少长度,合理地处理线路的粗细,也有助于线路损耗的概率大大降低。(4)高次谐波的降低。石油化工工程设计的系统中存在高次谐波,很容易产生对功率的损耗,也会对系统的正常运行造成影响,降低高次谐波,也有助于石油化工工程设计更加完善。 2.2稳定电压节能 如果电压稳定到额定电压的阶段,这样对石油化工工程的供电效率会得到显著提高。电压不稳定,也会对石油化工工程的设计造成一些影响。对于石油化工工程设计的供电,如果电压超过了额定电压的范围,会造成空载电流超前提高,这样也就造成了能源的不合理浪费,但如果对于供电电压低于额定电压,则会产生高程度的负载电流,会造成线路损坏的可能性增加,同样会造成能源浪费,所以说,最适宜的用电电压就是在额定电压的情况下,这样效率也会增高。 2.3照明节能系统 我国的存在电压的偏差,所以过高的电压使用在照明设备中会产生过高的热量,也会损害照明设备的正常运转。所以,如果在选择照明设备时,挑中一些寿命长,消耗能源少的系统,也会在一定程度上起到了节能的作用。 2.4电子设备节能 在石油化工工程的设计中,电子设备涵盖范围比较广泛,包括打印机、计算机等电子设备的节能,在电子设备不需要的时候,工作人员就要养成随手关闭这些电子设备的习惯,如果使用时,也可以尽量把设备设置成省电的状态,就像打印机这样,如果不使用时,可以直接关掉电源,这样就会节省很多的能源。 综上所述,能源是我国工业必不可少的一部分,它推动着我国工业事业的更快发展,电气节能技术在石油化工工程设计这方面显得尤为重要。面临能源紧张的现今,电气节能是我国必须重视的,所以,我国对电气节能技术要努力专研,提高科技含量,争取为石油化工工程带来更大的利益,有助于我国经济的进步。 作者:徐汉青 单位:中海石油中捷石化有限公司 石油化工专业论文:石油化工管道安装及质量控制 摘要: 石油作为一种重要的经济能源,在社会经济发展中发挥着十分重要的作用。在石油化工工程中,石油化工管道的安装至关重要,其直接关系到石油产品的运输,进而影响到和石油相关的其他行业的发展。文章主要针对当前石油化工管道安装过程中经常出现的问题进行分析,并进一步提出质量控制措施,希望能够给相关人士提供一定的借鉴性。 关键词: 石油化工;管道安装;问题;质量控制 引言 近年来,随着我国经济的不断发展和日益进步,我国石油石化行业也得到了迅速发展。各领域对石油量的需求不断增加,势必要求敷设更多的石油化工管道以利石油的长距离、大体积输送,从而为各地的经济建设提供更强劲的动力。作为石油输送的主要媒介,石油化工管道关系着石油输送的安全与质量,因此随着石油管道建设项目的增多,石油管道项目施工的管理也有必要朝着专业化、规范化、标准化的方向发展。由于石油管道输送介质易燃、易爆、易泄漏、有毒的特殊性,其敷设工程必须慎之又慎,在建设过程中,应严格按操作规程和国家施工规范由具有行业施工资质的专业施工队伍来操作,对施工所涉及的各项工艺、各道工序更是不能因其复杂和繁多而有丝毫的懈怠和偷奸耍滑、偷工减料的行为,否则,等管道开通运行后造成的损失将是不可估量的。因此,从这个角度来看,加强石油化工管道施工过程的质量控制与管理,就显得尤其必要和重要了。 1石油化工管道安装常见问题分析 1.1石油管道阀门安装问题 阀门作为石油管道工程中十分重要的控制部件,其安装的好坏直接关系到整个石油化工管道的控制工作。通常情况下,安装过程中经常出现单向阀安反,和实际安装计划不符等情况,导致后期维护工作比较困难。 1.2石油管道的焊接问题 由于整个石油管道是由很多管道部件组成的,不同部件之间的衔接主要依靠焊接来完成。在实际操作过程中,经常出现焊接接头紧密性不够、虚焊、焊接错误等情况,同时有些检查单位面对检查工作敷衍了事,这样的管道在具体应用的过程中,势必给工作人员的安全造成巨大威胁,同时也影响都后期的石油生产工作。 1.3石油管道的防腐问题 由于整个石油管道敷设的范围比较广泛,有些地区的土壤具有很强的酸性或碱性,对石油管道造成腐蚀,缩短了管道的使用年限,所以必须做好防腐工作。但是当前相关单位在防腐工作中经常出现偷工减料,所使用的防腐材料不达标,这不仅严重影响到整个石油管道的正常使用,而且给后期维护工作带来困难。 1.4石油管道的管段安装与制作问题 由于石油管道工程需要大量的管道,并根据具体的工程需要设计出合适的安装图样,但是当前的施工单位往往不重视安装工艺的设计和制作,继而导致实际安装工程和设计图样之间存在较大差异。此外,对安装过程中的各种数据测试并不重视,给后期的管道使用带来巨大的隐患。 2加强石油化工管道安装质量控制的具体措施 2.1充分做好前期准备工作 安装工程前期的准备工作对于后续工程的施工具有十分重要的作用。在经过招投标之后确定施工单位,并根据工程需要设计好施工图纸,并由相关单位对施工图纸进行审查,发现图纸中存在的问题并给予修正,尽量避免由于施工图纸错误导致工程质量不达标。施工单位应该和业主进行沟通,明确工程的难点,并专门制定出解决方案。监理工作的开展是对安装质量的进一步保证,作为监理人员应该根据工程实际,了解施工图纸中的焊接规程,并做好审查工作。如延长石油化工管道的安装,应组织专业设计人员编制施工图纸,并进行会审,确保无误后才会用于具体的安装中,从而在一定程度上有力的保证了管道的安装质量。 2.2石油化工管道安装材料(管道组成件)和人员的准备 在石油管道工程正式开始之前,应该做好人员和材料的准备工作。根据工程需要确定好各个岗位的负责人,实行责任到人制度,做好工程的质量监督工作。把工程需要的各种管道组件运送到施工场地,并做好材料的检验工作,同时还应该严格按照工程验收标准执行,禁止使用不合格的施工材料。 2.3合理布置石油化工管道 施工人员应该在施工之前根据工程的实际需要做好石油化工管道的布置工作。因为石油管道的合理化布置能够有效提高整个管道的工程质量。通常情况下,管道的布置都是采用架空敷设的方法,但是对于消防水管可以使用埋地敷设的方式。在管道敷设中会涉及到低温管道,施工人员必须考虑到管道的柔韧性,避免出现断裂现象,同时还要做好保温措施,保证管道的正常敷设。 2.4加强管段制作质量 管段的质量直接关系到整个工程的质量,所以施工单位在把管段以及设计图纸交给相关检验部门之前,应该检查管段之间是否能够正常衔接,是否符合设计标准,并对管段进行工程测试,把测试结果写成检验报告,在工程开始之前解决掉可能影响工程质量的各种不良因素。 2.5进一步加强焊接质量控制和管理 保证焊接质量是控制石化管道安全的决定性因素。为了能够在焊接工程中保证各项问题都能够得到有效解决,必须按照相关的焊接规定进行严格处理。特别是一些影响到焊接质量的问题。在施工完成之后焊接人员应该在单线图上标注好每个焊接点的具体位置并标号,这样方便维护人员进行定期检验,保证焊接点的质量。此外,为了能够进一步保证焊接质量,还需要专门人员对焊接管段的质量进行无损检测验证。 2.6加强阀门的安装质量 阀门起到控制石油管道的作用。在安装阀门时必须注意阀门的位置应该在方便操作和维护的地方,保证手轮之间的距离在一百米以上。同时在阀门水平安装时必须保证阀杆是面朝上的。通过错开排列阀门能够有效减少管道之间的距离。对于运输有毒物质设备之间的链接尽量采取直接连接。在没有特殊要求的情况下,阀门通常都是垂直向上安装的,截止阀应该设置在水平管段的根部位置。作为施工人员必须对阀门安装过程的每个环节进行严格把关,并最好阀门的标识和编号工作,保证阀门的位置准确。 2.7加强管道防腐质量控制 防腐工作是保证管道正常使用的基本工作。在对管段进行试压之后才能进行防腐处理。由于石油化工厂所在的位置,土壤中含有各种化学物质,所以防腐的质量直接关系到整个石油管道的使用年限。所以在开展防腐工作过程中,施工人员应该严格执行相关操作规范,一旦发现不符合工程要求的现象必须及时提出,并找到解决方法,避免对后续工程造成影响,保证防腐工作的质量满足标准。为了克服过去防腐工作的各种困难,施工单位还应该不断研究新型防腐工艺,尽量减少防腐工作对环境造成的不良影响。 3结束语 总而言之,通过保证石油管道安装的质量能够进一步保证石油化工管道的正常使用。相关人员也应该加强对石油管道的重视程度,并积极地总结安装工程中的相关经验,积极地引进国内外安装设备和技术,并不断进行创新,促进我国石油管道工程的可持续发展,这也是经济发展的必然要求。 作者:陈琳琳 单位:南京金陵石化公司 石油化工专业论文:石油化工企业危机管理浅论 摘要: 我国对于公共危机管理的研究起步比较晚,随着经济全球化和西方不良思想的影响,在改革发展的同时,许多公共危机苗头将会出现,处在管理层人员的首要任务就是控制、管理公共危机。石油化工是我国基础产业之一,一旦出现了公共危机问题就会立刻影响我国的政治安全、国防安全以及经济安全,而且影响面会非常广泛,管理人员需要尽快针对石油化工企业产生的公共危机进行一系列的管理。现如今我国对公共危机管理的探讨,还只是处于初级阶段,没有一个完整管理的理论大纲,仅仅使用国外的一系列公共危机管理体系,所以,研究公共危机管理方法,应对公共危机以及化解危机带来的一系列问题,这是相关部门首要的任务。 关键词: 石油化工;公共危机;危机管理 1探讨的背景与意义 现如今,世界进入了一个文化、经济飞速发展,资源、信息共同享用的时代,我国经济发展也进入到一个新常态,新常态下,社会以及经济方面都会出现各种阻碍的因素。尤其是近几年发生的公共危机事件,如石油化工大爆炸、禽流感、艾滋病等各种事件。公共危机已经严重威胁到了人们的正常生活,而且这些事件引起了人们的警惕,学术界的学者们对于公共危机的管理也进行着一系列的探讨。面对石油化工企业的特点,用什么措施去管理公共危机的发生,已经变成了当务之急的事情。所以,本文对其探讨也有着重要的意义。长期以来,学术界比较喜欢对个别领域危机或者私人危机进行研究探讨,但是忽略的对于公共危机理论的探究。虽然我国对于公共危机的管理也比较落后,近几年来,在公共危机管理上的研究也出了一些可用的策略,主要体现在以下几点:第一,我国对于公共危机的管理措施有了更加深入的认识。公共危机管理方面已经成为了全社会最先需要解决的问题,相关人员以及管理部门对此认知有了很大的变化。再者,制度建设以及机构建设都进行了革新。政府和相关部门以及企业都建立了危机管理的机构,并逐步建立了应急预案和管理制度。同时,在理论研究上也有了非常大的进展。政府已经和科研单位开始研究危机管理的理论,其中包括对决策理论、发展经济学、社会冲突理论以及社会认知失调理论等方面的理论,并对如何加强公共危机管理做出了深入的研究,对公共危机管理体系建设提出了指导意见。 2国内外相关研究综述 2.1国际关于公共危机管理研究的进展 在公共危机管理的发展历程上,可以将其经历分成四个阶段:①二十世纪六十年代初是一个以自然灾害为主的危机管理阶段;②二十世纪六十年代初到八十年代是公共危机管理的一个形成阶段;③二十世纪八十年代以后是公共危机管理的发展时期;④到了二十世纪九十年代,比较流行的公共危机管理是以公共突发事件为主的研究阶段。将这些发展历程综合起来去看,我们可以看出它的产生和发展,是一直被自然、经济以及政治的发展所影响着。在经过长久发展之后,国外的公共危机管理才变得比较完善。现在它已涉及到了各个领域,在企业以及政府的管理当中都发挥着非常重要的作用。 2.2国内关于公共危机管理研究的进展 公共危机管理的研究在我国起步比较晚,在二十世纪八十年代末期和九十年代初期,产生了以国际危机为主的危机管理思想。我国对突发性事件的重视和研究是在2003年非典之后,这个阶段,我国研究重点注重放在政府机构建设和政府层面的职能效能方面,当然,对机制的建立和社会应对体系方面也开始涉及到,其中包括法律和媒体在公共危机管理中的应用和作用。根据国内外对公共危机管理的研究情况看,虽然国外在其研究上要早于我国,有着比较成熟的进展,但是在企业层面的研究比较匮乏。从文献检索后我们能够看出,我国关于研究企业公共危机管理的文章比较少,大部分都是分析危机分类的,在深入研究危机管理方面,缺乏定量和定性分析,对公共危机如何进行监控和识别研究较少,这就我们对其进行深入的研究提供了非常大的空间。 3结语 未来我国石油化工企业公共危害管理一定要注意把定量分析和定性分析相结合,让企业的决策更加及时有效;公共危机管理应该用最少的投入将损失和风险降到最低,并将其控制在一个安全的范围中;随着不断变化的情况,企业一定要按照危机发生的情况选择合理的管理方法,对公共危机管理做出一个较好的决策。 作者:侯君 单位:中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司储运厂 石油化工专业论文:石油化工电气工程管理策略 摘要: 本文中,笔者针对我国石油化工电气工程的管理实践过程中存在问题和不足进行分析,总结国内石油化工电气工程项目应当加快技术产业进步,排除电气工程管理过程中的故障隐患,化简电气管理流程,从现有经济条件和水平上,加强电子工程管理效率,实现石油化工工程的稳定、可持续发展目标。 关键词: 石油化工;电气工程;管理策略 石油化工电气工程管理制度,将全部生产加工、管理经营阶段串联起来。电气工程管理能够确保石油化工产业的日常生产运营有序进行,是保障石油化工生产有序运行、安全生产的重要手段,是促进石油化工产业发展的核心内容。 1石油化工电气工程的科学设计与规划 石油化工产业的电气工程管理涵盖了数量众多的方面,其中尤其应当对施工安全、施工质量两方面加强控制与监督,优化施工流程、提高施工技术,从而提升电气工程的综合整体实力水准。电气管理工作者应当从自身的专业知识学习、职业素养培训等方面进行管理,使用科学的电气管理手段,确保电气工程的施工进度,排除电气工程的事故风险隐患,严格管理电气工程的质量检测与监督环节,从各方面确保电气工程的正常、高性能运行。石油化工产业的电气工程管理工作,需要各有关组织结构部门之间的相互配合、沟通协调,其中既需要设计单位的参与指导、技术支持,也需要施工建设部门的科学管理、质量监督,从多方面加强石油化工电气工程的科学管理体系建设与完善。 2石油化工电气工程的具体管理方法分析 2.1提高石油化工电气工程的设计水准 石油化工电气工程的设计方案应当考虑到石油化工生产建设的现实需求和情况水准,秉持着成本节约、优化整体布局、经济利润保障等设计标准,在电气工程设计方案中合理配置相关装置,确定装置需要放置的具体地点和安装施工的技术方法,避免电气设施设备因为水渍、侵蚀等外界环境原因发生故障或者损坏。石油化工电气工程的设计方案,应当采用高空架设或者隐藏埋置的施工策略,选择并确定架设高度和埋置位置,在附近设立提醒告知的标示通知。 2.2加强电气工程的原材料和设施设备管理 石油化工电气工程的原材料和设施设备管理的水平提高,将直接影响到电气工程整体设计与运行效果。作为工程管理工作者应当清晰了解电气工程施工中的原材料性能、功能的重要性,严格按照工程设计方案中的要求标准,检测原材料和设施设备的质量性能额,保证原材料和购置设施在仓储、运输配送等环节中受到合理保管、包装妥当,避免原材料和设施设备在仓储管理、运输途中发生变形、性能降低、功能失效等问题。对原材料和设施设备的仓储保管应当做好数据记录、信息备案与存档,以便于查询和位置追踪。将原材料和设施设备运送到场地之后,应当要求对其品质、规格、功能是否符合工程要求进行检测,只有符合电气工程标准的原材料和设施设备才可以进行装配。 2.3做好电气工程的施工质量管理 施工质量管理是石油化工电气工程的重点管理任务,由于工程需要进行隐蔽施工,因而在敷设管道施工、埋置施工、焊接施工等过程中,应当加强技术监管。电气工程施工管理的工作重点,是不同施工管理部门之间的职责分配和工作协调沟通。 2.4做好工程施工技术培训 在石油化工电气工程的进行过程中,电气工程管理者应当指导工人做好工程施工。制定电气工程的施工技术培训、指导学习计划,并具体安排学习活动,要求工人对施工技术标准、施工程序规范有全面、清晰地了解,能够保证施工技术达到质量要求。在聘用和选拔电气工程施工人员的过程中,应当询问、调查工人的专业能力和工作经验,根据工人的技术能力高低不同,制定不同程度的技术学习活动,将安全施工理念、工程质量意识灌输给工程施工参加者,提高施工人员的高质量、安全施工主观意识,排除电气工程施工中的危险因素。 2.5做好设备的调试管理 对各类重要化工项目电气装置,应进行必要的调试检验,做好报告提交,对于不符合标准的工程装置不应予以安装建设。例如应做好弧光装置、电源装置的保护调试,通过合理装设、规范施工,确保其发挥良好服务价值。施工后期,应做好试车管理、明确操作规范,并引入监理方、工程业主方,共同校验,通过各方统筹配合,核查试运行存在的问题,并尽快找出成因所在,预防不良工程隐患造成的大范围经济损失。再者,施工建设中应确保工程与资料的良好一致性,提升交工资料准确、整体性,进而真正优化化工工程电气施工整体质量水平。 2.6加强电气工程施工的安全管理 第一,制定安全用电技术措施和施工组织的审查制度,建立相应的技术档案;第二,建立合理的培训制度,对电工和用电人员进行安全教育和培训,电气施工人员必须持有电工证;第三,完善技术交底制度,电气工程施工前期,电气施工技术人员要向现场工作人员和电工介绍施工组织计划和相关技术措施、技术内容和注意事项,并在技术交底文件上签字,注明日期,为施工过程的有序进行提供保障;第四,电气工程施工中要强化安全意识,严格管理材料的采购,根据工程特点,对施工环节进行动态监控,从施工前期到验收的全过程,都要注意安全和工程质量问题,建立完善的质量监督体系。 综上所述,石油化工类企业的电气工程施工管理工作,应当从工程人员管理、技术管理、安全管理、原材料和设施设备管理、工程设计方案额等方面加强监督和控制,执行全面的电气工程管理系统,为石油化工企业的生产经营工作提供技术支持,促进石油化工产业实现资源优化配置和健康发展。 作者:李玫 单位:辽宁省石油化工规划设计院有限公司 石油化工专业论文:石油化工管道质量控制对策 1石油化工管道施工存在的问题 1)图纸缺陷-这里主要就是管道的不同材质,不同管径,不同内部介质,压力等级也不同,再加上时间紧、工作量大,施工过程中图纸还在不断修改;这样不可避免的会有一些管道预制或则安装后和最终图纸不一致,给实际施工时会带来过多的返工和麻烦。 2)施工技术管理缺陷-改革开放和社会发展使国外的石油化工企业和工程公司近些年不断进入我国,高额的薪水和丰厚的福利待遇对人员冲击非常大,尤其是一些经验比较丰富的管理和技术的人员出现了严重的流失,致使施工人员不稳定,流动性大有的人甚至做了几个月刚刚熟悉就辞职了,新进的人员熟悉还需要一个过程。原来提交和批准的施工方案等工艺文件不能有效实施,后面的技术交底也就不是很清楚,施工中体系运行出现紊乱,严重的影响了管道的质量。 3)施工现场管理缺陷-管道施工现场材料种类多,量大;施工企业受现场条件限制库房紧张,随意的摆放甚至出现不同材质堆放一起,又没有明确的标识区分。余料也得不到充分的利用,这样的管理造成质量隐患大,成本也会增加。 4)人员技术缺陷-其一是焊接人员焊接技能有限,甚至没有焊接操作证,根据管道焊接标准规范和要求,没有获得压力管道焊接操作证的人是严禁进行压力管道焊接的;其二是个人素质问题,有的施工人员工作马虎,没有丝毫责任心,施工时没有认真理解设计真正要求,也不能完全根据施工方案进行施工,只是凭自己的经验进行,坡口加工不到位、组对间隙不符合要求,错边量大等。这样焊接出来的管道,经过无损检测就会出现大量返修。 5)设备缺陷-由于管道施工的点比较多,焊接点需要经常的变动,焊接设备也需要随之变化位置,移动过程中经常会使设备一些零部件受到损坏,焊接参数不稳定。另外还有施工人员使用设备没有具体到人加上保养设备不及时,这些都会影响的管道的焊接质量。 6)质量检测缺陷-石油化工管道的施工基本都在野外,管道焊接点分布广而且受限空间多,这样对检测受到一定影响,检测人员不能完整的检测,有时发现质量问题也无法进行返修,这都会影响最终质量。 2加强石油化工管道质量控制的措施 2.1健全的制度 根据实际的现场施工条件,根据国家相关标准规范,制定合理的质量控制工艺文件和质量管理制度,认真按施工方案和焊接工艺和图纸施工。以项目经理带头坚决贯彻执行,认真落实到各级管理层,制度要鲜明、准确,以“质量第一,预防为主,综合治理”方针为指导,从上到下齐抓共管,确保管道的质量。 2.2加强员工专业技能与个人素质培训 1)经常性 对管道焊接施工人员的焊接技能培训要做到经常性,要定期和针对性地对全体员工开展个人素质教育培训,把焊接质量控制工作前移;新员工必须持有国家资特种设备焊接资格证书,对全体焊接人员建立焊工档案,实行可行的激励机制,使其自觉的遵守焊接工艺规范,不断提高个人技能,确保焊接检测的合格率。 2)规范性 要求管道焊接人员必须持证上岗,不光要有证,还要在焊接之前对其实际技能进行模拟考试,确保证的真实性,对不能满足项目要求的一律不予焊接。 3)针对性 把施工现场可能会产生质量问题的部位整理出来,制定出相应的对策、措施进行预防。对已发生的典型的质量问题进行分析、整编,有针对性的对员工进行现场质量培训,时刻牢记管道‘规范施工,质量第一。 2.3加强现场质量管理 1)施工前,根据管线图纸了解和掌握施工情况,根据管道上的代号在明细中找出所需材料的物料代码,列出清单然后领料;并对原材料进行检验,必须符合设计要求。对施工所用焊接设备进行彻底保养,确保无任何故障。 2)施工中,做好管道制作全过程控制,现场检查坡口打磨,组对间隙,不锈钢背面的充气保护等是否符合要求。检查焊接参数和焊接工艺一致性,以及焊材摆放。 3)施工完成后,检验焊口表面质量和管线的焊接变形,以及所焊焊口管线号,焊口号,焊工号和焊接日期是否标识完整。 3结束语 石油化工管道质量控制是一项非常艰巨的工作,管理起来有相当大的难度,其介质的有毒有害、易燃易爆的特性对焊接质量的要求就很高,因此不管哪个环节出了问题,对质量的影响都是不容忽视的,我们的企业领导要高度重视,提高质量意识,抓好质量控制的各项工作,确保石油化工管道施工的质量安全。 作者:张垒 张立强 汤德根 单位:上海众深科技股份有限公司 摩迪上海咨询有限公司 石油化工专业论文:石油化工行业安全生产管理分析 一、石油化工事故的原因 1.违章操作 石油化工行业是一个高危险的行业,容易发生火灾、爆炸等安全事故。因此,其生产和储运的操作程序很严格,必须严格遵守规章制度,一旦出现违章或是违规操作、错误操作等情况,就有可能发生安全事故,而由该类失误引起的安全事故占整个事故的27.8%。 2.设备质量不达标 石油化工行业由于某些原因,如厂址位置选择不合理,安全距离不达标,生产工艺不成熟等等,导致安全生产隐患。设备上的缺陷,如设备质量不达标,制造安装质量低劣,同时缺少必要的维护及更新。许多化工产品生产需要高温高压(低压),加上许多原料和产品具有很强的腐蚀性,容易造成各种管、阀、塔、缸的腐损而产生有毒物质跑、冒、滴、漏,这类事故约占整个化学事故的50%。 3.缺乏科学、合理的管理 石油化工行业的有序开展,需要规章制度及科学的管理作保障。缺乏完善的规章制度,不能及时消除、治理安全隐患,管理不完善,作业环境不安全等等,都有可能造成安全事故。 4.职工的安全意识淡薄 石油化工行业的安全运行,需要建立健全安全生产管理的规定和规章制度,并将此落到实处。然而在实际工作中,规章制度只是流于形式,关于规章制度并没有对员工进行有效宣传和教育,安全问题不能深入人心,职工们的安全意识依然淡薄。此外,还缺乏自我约束和自我管理,不能积极地配合企业进行安全生产管理工作。 5.安全检查不到位 安全事故需要早排查早发现,进而及时整治和处理隐患,减少不必要的损失。但目前石油化工行业的安全生产检查不到位,在检查的过程中不能坚持正义原则,导致不能及时发现和解决安全隐患,进而无法实行相关的措施进行整治和处理,就很容易使事故进一步扩大。同时,对相关的安全生产培训工作也不到位,培训力度薄弱,针对性不强,领导及员工对安全培训不重视,只是走形式,敷衍了事。综上所述,造成石油化工事故的根本原因是人的因素,事故主要是由人造成的。既然知道根源所在,那么就必须想方设法去控制事故的发生。 二、加强石油化工行业安全管理的措施 当前石油化工行业安全事故不断增多,严重威胁人类的生命财产,造成巨大的损失,因此,针对安全事故出现的原因,采取有效的措施,加强安全管理,较少或是避免事故的发生。 1.提高对安全生产管理的重视 当前石油化工行业的安全生产意识,对安全管理不够重视。因此,想要减少安全事故,必须提高安全意识,高度重视安全管理,这样才能将安全事故扼杀在萌芽阶段。强化企业对安全生产管理的重视,可以通过培训途径来实现。在企业内部进行安全三级培训、特殊安全知识培训、日常安全教育。所有生产人员必须要持有相应的资格证才可上岗,在上班前要对安全知识进行重申。标准化岗位及班组建设,强化绿色工程建设。 2.建立健全安全生产管理体系 建立健全安全生产管理体系是企业做好安全工作的关键所在。安全生产直接关系着每一位员工的身心健康、生命财产安全,关乎着企业的生产发展,企业要想在激烈的市场竞争中立于不败之地,提高经济效益,必须以安全生产经营为前提。树立安全就是效益的经营理念,在市场经济体制下,企业建立健全安全自我约束、自我检查、自我纠正、自我改进的管理体系,实现科学、规范管理,做到“防微杜渐”,有效减少或是避免安全事故的发生。 3.加强设备的管理力度 随着我国石油化工企业生产规模的不断扩大,导致机器设备长期以来处于超负荷工作的状态,最终使得机器设备出现问题,如仪器震动、仪表指示不准等等,同时由于新设备工作性能还不稳定,员工对其操作还不熟练,容易引发各种事故。所以,石油化工行业要加强对生产设备和机械的管理,建立健全相关的设备安全管理制度,同时加强对设备的维护与管理。此外,及时发现解决设备中存在的安全隐患,而对于一时无法处理的要报告给相关的负责人。 4.实施安全事故责任问责制 石油化工行业还需要严格执行责任问责制,将责任追究到个人。企业应严格执行《中国石油化工集团公司安全生产重大事故行政责任追究规定(试行)》规定,有下列情况之一,并造成重大安全事故的,应对企业的领导人追究责任。(1)违反《消防法》《安全生产法》《道路交通安全法》《职业病防治法》《建设工程安全生产管理条例》以及《危险化学品安全管理条例》等国家法律法规。(2)违反国家、行业技术标准、规范以及企业《安全生产监督管理制度》的。(3)事故应急处理不力,造成事故进一步扩大或者造成其他安全事故的。(4)违反企业相关新建及改扩建工程项目管理规定的。 三、结语 安全是企业生存发展的前提,对于石油化工企业来说更是如此。近年来,石油化工事故日益增多,并造成严重的人员伤亡和财产损失,不利于经济的健康发展。因此,必须加强安全生产管理,建立健全安全生产管理体系,加强对设备的管理等措施,减少或是避免不必要的事故,降低损失,提高企业经济效益。 作者:封雪祺 单位:湖北兴发集团兴瑞公司 石油化工专业论文:石油化工工程质量网络信息论文 1石油化工工程质量监督的特点和存在问题 1)管理区域比较大。石油化工监督工作由每个省或者直辖市设立一个监督站,管理本省或直辖市的监督工作,地域比较广,一些企业不能及时申报工程质量监督手续。 2)化工工程施工和验收标准规范不能及时得到推行。一些企业施工管理人员,大多数都是从事生产工作,对工程施工质量的管理知识掌握不够全面,直接影响了工程质量。石油化工工艺设备多为高温高压条件下生产,其产品一般为有毒有害,一旦工程质量发生问题,极有可能造成起火爆炸等重大事故。 3)在工程质量监督巡查中,对于发现的质量问题,得不到及时的整改和解决;一些好的施工和管理方法得不到推广。基于以上石油化工工程质量监督的特点和存在的问题,河北省石油化工建设工程质量监督站在网站上设计并建立了石油化工工程质量监督信息平台,便于对省内化工项目的施工质量进行有效的监督管理。 2石油化工工程质量监督信息平台的特点 结合河北省石油化工建设工程质量监督站实际工作,网络信息平台除具备一般网站特点外,还具备以下特点: 1)信息系统要保证石油化工的工程信息能以最快的速度; 2)应用系统功能包含石化工程信息、工程图片信息、单位信息等; 3)网页设计突出石油化工工程质量监督特点,做到布局简洁大方、页面美观实用,同时体现出政府网站的正规严肃而和科技进步的特点; 4)交互平台简易快捷,特别是在技术讨论区,可以使网站的会员随时随地把需求、个人见解以及相关资料发至网站数据库中,方便实现双向沟通。 5)作为服务型政府网站,应做好业务受理与资源共享,提高行政效率和服务质量。在网上办公方面,要体现便民快捷、高效,针对性强,且通过申办流程实现网上申报与信息反馈等功能。 3石油化工工程质量监督网络信息平台运行 网站主要栏目有法律法规、施工现场、施工管理、下载中心、新闻中心、联系我们、网上办公、论坛等栏目,网站主页面如图1所示。针对石油化工工程质量监督的特点,网站增加了石油化工工程质量监督网络信息平台,通过网络信息平台的建立和运行,提高了工程质量监督工作的效率,实现了监督工作过程的透明性、可控性和可追踪性,从而达到了行政管理系统化、工作程序规范化。网上办公栏目主要围绕3个子栏目进行设计。 3.1质量监督手续申办 这个子栏目主要是为企业申办质量监督手续提供服务的,它可以为申办质量监督手续的企业提供一个可靠、便捷的工作平台。质量监督手续申办的特点就是利用互联网技术受理企业用户的工程质量监督申报与信息反馈,主要解决的办法是“外网申报—内网审核”的工作模式,将前台申报与后台审核有机结合起来。质监手续申办流程可以导引用户进行质监手续的申办,使用户更清楚快捷地办理质监手续;质监手续申办需要用户填写有关信息并提供相关资料,填写完全后一并提交后台数据库,管理员审核信息通过后,授予该工程备案登记号,并将该工程项目存至受监工程栏目下。有了这个平台,企业用户可以减少了往返路途的奔波,缩短石油化工建设工程项目质量监督手续办理的时间,提高监督部门工作效率。 3.2受监工程 工程在建设期间,河北省石油化工建设工程质量监督站进行远程跟踪质量监督,该工程的整改通知并接收企业质量整改报告,服务于石油化工工程建设全过程。监督站对受监工程进行不定期现场监督抽查,对发现的质量问题以书面形式发至建设、监理、施工单位,各受监方限期整改,并将整改情况书面形式回执河北省石油化工建设工程质量监督站,整个过程完全可以在受监工程栏目中完成,进一步完善工程质量监督体系,提高了监督工作效率。 3.3备案工程 工程竣工后河北省石油化工建设工程质量监督站将工程建设中全部质监资料存于备案工程栏目下,通过工程质量监督备案登记号可以查询该工程建设过程中的一些检查情况,使工程质量监督工作情况具有可追踪性,便于企业日后查询。 4结语 本文是针对河北省石油化工建设工程质量监督站的化工项目工程质量监督管理而开发设计的网络信息平台,实现了“一站式受理”的业务受理模式,从而促进了质监工作方式的转变,增强了公共服务的便民性。该网络信息平台适应了新形势下对质量监督管理“规范化、制度化、标准化、信息化”的工作要求,体现了“技术先进、内容完整、实用简便”的总体工作思路。现在网络信息平台已经投入使用了一年多,运行正常。网站点击率大约100次/d,对一些不完善的功能和内容,将在今后的运行维护中逐步改进。 作者:周明辉 单位:河北省石油化工建设工程质量监督站 石油化工专业论文:石油化工企业生产中安全管理论文 一、化工事故存在的原因 (一)违章操作 在生产中,违规操作、操作错误以及不按照化工的安全规章制度等等。化工的储存、运输以及生产都有严格的程序,违背安全操作规则,则容易发生安全事故。从笔者的统计来看,在整个化学事故中,由于操作人员违规操作导致的化学事故大约占了28%左右。 (二)设备故障 1、先天性不足 例如:化工场地选择不正确,规划不够合理,不符合化工厂搭建的安全距离,生产工艺不够成素等等,都会在化工的生产上带来先天性的隐患。 2、设备设计上的缺陷 设备的选取不当,制造安装设备的质量低劣,缺乏比较的管理、维护以及及时的更新等等。多数的化工产品在生产的过程汇总都需要高温、高压,加之多数材料产品具有强烈的腐蚀作用,极容易造成生产所需的管、缸、塔由于腐蚀损毁导致有毒有害的气体(液体)出现跑、冒滴等现象。 (三)管理上的漏洞 管理制度的不健全,不能够及时的将隐患消除或者治理,化工生产操作员工没有经过良好的培训,作业环境底下,管理层领导不当等,都容易导致化工安全事故的发生。 (四)意外因素 意外事故主要是包括了突然的停水、停电,导致化学反应失去了原有的控制,或者是在有害物质的运输中,出现了爆炸、泄漏或者是车祸等事故。从上面四方面的安全事故的根本原因来看,化工事故造成的原因当中,人为因素占有的比重较高。既然化工事故中,人为因素占有过高,就应当想方设法的将人为的化工事故的发生控制完好。 二、预防化工事故的几点措施 (一)把好设备质量关 随着石油化工企业的生产规模不断的扩大、设备技术工艺的不断改善以及量得增长,经过多年所使用的设备和仪器,难免会出现一些异常的情况,而新投入的设备仪器还没有处于稳定状态,而操作人员也没能详细的了解设备的运行,也容易导致在生产过程中出现一些错误操作,从而发生各种安全生产事故,所以作为化工企业的管理层,需要高度重视设备的安全、质量。例如:根据生产管理的实践,制定出一套相对的、科学的、有效的安全责任管理制度,并建立出相应的台账。尤其是特种设备、大型生产设备、存储器等等设备以及装置的管理和维护,并对设备定期的检测、维修,如发现安全问题,应立即处理;如遇到不能处理的情况,则需要立刻对有关的单位进行报告。 (二)建立健全安全制度体系 石油化工企业的安全管理是一种综合性的管理工作,建立出使用的、恰当的安全管理体系是做好安全生产的关键。化工生产的安全与每一个操作员工的人生、财产安全都有着直接的影响,也是关系到企业存亡、发展的关键因素。如果一个企业没有安全管理制度作为保障,就更谈不上在激烈的市场竞争中占得一席之地,企业想要争取到理想的经济效益,安全的生产是必要的前提。在企业中,要树立出安全就等于效益的生产经营理念,在内部建立出自我约束、检查、纠正的管理体现,实行科学化、规范化的管理,真正做到“防微杜渐”,有效的遏制安全事故的预防、发生。 (三)建立安全事故问责制 在2001年4月21日,(国务院令第302号文件)国务院正式颁布施行了《国务院关于特大安全事故行政责任追究的规定》。在制度的施行之后,石油化工企业先后将重大安全事故的问责制度落到实处。如果发生以下几类重大安全事故,则应追求其企业领导责任:其一,违反了安全生产、消防、危险化学品安全管理等有关的法律、法规;其二,违反了企业新建或者是扩建的项目管理制度规定;其三,违反了国家、行业的有关技术规范、标准;其四,面对安全事故,处理不够及时、恰当,从而导致事故进一步的严重或者出现次生灾害;其五,没有对有关专业技术人员、操作人员进行岗前技术培训以及上岗技术指导、监督。 (四)建立安全管理机构 安全管理机构的建立,是一个企业安全生产的重要保障。安全管理机构的合理完善,对企业的安全生产起到了至关重要的作用。而安全生产管理机构的建立必须要有企业高层领导的参与,这样才能有效的增强其执行力。安全管理制度是否能够落实到位是管理的关键,有管理制度不执行,是安全生产中发生安全事故的主要源头,安全生产必须将制度落到实处,否则一切都是空话。领导管理层需要以身作则的执行每一项规章制度。建立安全管理机构的最终目标是让每一位员工都懂得安全、了解安全、重视安全。在遵守安全制度中,对于一些取得了成绩的人员要进行一定的表扬与奖励,相反,对违反了操作规章制度的人员,必须进行严厉的处罚。 (五)全员参与全方位的安全管理 石油化工企业想要将安全生产做到最好,保证员工人生、财产的安全,就必须将“安全生产、人人有责”的话语落实到每一位员工的心理。为了做到这一点,则需要员工将生产实践与安全理论联系在一起。在企业内部,除了将安全管理工作人员的作用发挥到最大的同时,还应当让每一位员工都参与到安全的生产管理中来,只有调动、发挥出每一位员工的安全意识、安全积极性,才能够有效的切断、防止安全事故的根源。让每一位员工养成安全意识,真正的实现员工能够拥有自保能力、相互保护能力以及配合保护的能力,这样也能够将安全事故发生的几率将至最低。安全生产管理,换一句话来说,就是对化工企业生产中人员的操作进行安全的、有效的管理,制定出相应的安全操作规范条例、章程等。在企业中建立出切实可行的安全生产管理模式,不论是管理层还是一线员工,都应当将安全的理论知识熟记于心,在上岗之前,加强技能操作培训,改正以往操作中的不安全、不正确的操作方法。石油化工企业的安全生产管理,是将有效的方法贯穿到生产的每一处。 三、结论 在现代石油化工的安全管理中,管理人员需要运用到管理学中的原理,要以身作则、以人为本,重视员工的作用,真正的将情感融入到生产管理当中,做到全面、全方位的管理,才是实现企业安全有效管理的目标。通过文中对石油化工企业在生产中安全管理的阐述,再一次强调了了安全生产管理的重要性。
会计实训论文:手工与电算化会计实训教学衔接的策略研究 随着信息技术的飞速发展,计算机正越来越多地被应用于会计工作中,使得会计能更准确、更及时地收集处理和提供更多的会计信息,这有助于加强企业管理,同时使会计人员从重复、枯燥的记账、算账、报账中解放出来,更好的从事管理和决策工作。会计电算化已成为会计工作适应信息化社会需求的一种手段,手工会计面临挑战。财政部指出到2010年80%以上的基层单位都要实现会计电算化,如果学生不能熟练掌握会计电算化是难以适应企业会计岗位需求的;而只学习会计电算化忽视手工会计的基础地位,会计理论中所学的账簿登记、会计报表编制和会计核算组织程序等概念便失去了学习的意义、学生可能永远不会明白这些理论的实际内涵。如在实训教学中将会计手工与电算化有效衔接可使学生在校内就可积累在社会上多年才能积累到的双重做账经验,缓解校外实习基地难求的局面。因此,手工与电算化会计实训教学衔接是必要的,也是当前中职会计专业实训教学迫切需要解决的技术性难题。 1 手工与电算化会计实训教学衔接的策略 1.1 分两步实施 笔者建议分两步实施:第一步,在《基础会计》和《财务会计》专业课程的教学过程中进行分岗位的手工实训,以熟悉会计核算方法和账务处理流程,在《会计电算化》课程的教学过程中,进行电算化实训,以掌握会计软件核算程序的应用。第二步,在毕业实习前的最后一个学期,使用同一会计主体相同会计期间的实训资料进行手工与电算化同步综合实训,通过每一操作流程的对比验证,分析异同,体会会计手工的基础作用与电算化的优越性,促进学生全面掌握会计实践操作技能。 1.2 实训资料同步是实训教学衔接的质量保障 实训资料同步有利于将手工实训资料转化成电算化的实训资料,正确完成手工建账和电算化基础设置和初始化工作,保证实训的衔接质量。其次,有利于将两种操作手段进行比较,以加深学生对手工会计所学的概念理解;进一步体会会计电算化的优点与不足。第三,一旦两种操作取得的结果不一致时,便于引导学生查找原因,分析解决。 1.3 会计手工操作编制的记账凭证是衔接的起点 会计手工操作首先要填制审核原始凭证,并据以编制记账凭证,然后手工汇总和记账、对账和结账,直至编制会计报表。电算化主要是通过调用会计软件的有关模块,根据手工编制的记账凭证,从输入记账凭证数据开始,自动汇总、记账、对账和结账,直至设置和查询会计报表。因而会计手工操作编制的记账凭证,就成为电算化的数据起始点,也是手工与电算化操作的衔接点。电算化核算结果正确与否,很大程度上取决于输入的数据尤其是记账凭证录入准确与否,这是保证手工与计算机输出结果是否一致的关键。 1.4 会计手工是电算化的基础,电算化是会计手工的拓展与延伸 会计电算化意味着操作手段的现代化,但手工操作总是基础。原因在于:(1)学完基础会计以后,学生初步形成了关于原始凭证、记账凭证、账簿、报表和核算处理程序的初步概念,学完财务会计等课程后经过分岗位的手工实训,学生基本能够弄清楚实际工作中的会计是怎么工作的。(2)如果忽视手工操作的基础作用,学生不免会产生一种概念上的模糊认识,认为电算化中能够如此简单地完成记账、结账和编制会计报表等工作,会计电算化在实际工作中普及的又是如此之快,那么手工会计操作势必会被淘汰,从而不重视手工实训,这对将来的会计工作是不利的。而会计电算化具有的及时、准确地处理会计信息,提高会计信息质量和工作效率,加强预测决策和分析判断等功能则是会计手工操作的拓展与延伸。 2 手工与电算化会计实训教学衔接的具体实施 2.1 先手工后电算化的分岗位会计实训 (1)会计手工实训。 会计手工实训是通过各岗位的具体业务、岗位职责及各岗位之间的相互配合训练使学生掌握手工处理会计业务的要领。我们将学生划分成几个实训小组,每个小组形成一个模拟会计主体的财务会计机构,按业务分工各自扮演不同的财务角色,要求小组之间、小组成员(岗位)之间密切配合,严格按照实际业务的有关规章制度认真地履行各自的工作职责,保证整个实训过程有条不紊。指导教师认真检查每个学生填制的会计凭证、登记的会计账簿、编制的会计报表,给出手工实训阶段的成绩。经检查合格,才可进入第二阶段的电算化实训。 (2)会计电算化实训。 电算化实训是在学生学习会计电算化课程中,由老师指导学生完成建立账套、基础设置、各模块初始化操作。通过调用会计实训软件的有关模块,将手工实训编制的记账凭证录入会计软件,完成从输入记账凭证、凭证审核、电算化汇总、期末结账,直至电算化编制会计报表的全部操作流程。 2.2 手工与电算化同步的综合会计实训 手工与电算化同步的综合会计实训是指利用某同一会计主体相同期间的同一套数据,同时采用手工与电算化两种实训手段,对比两种实训手段的异同,验证账务处理结果是否一致,并将其紧密结合的一种会计实训形式。通过操作流程对比,引导学生体会两种实训手段的异同,促进学生全面掌握会计实践操作技能。(如表1所示) 3 手工与电算化会计实训教学衔接的成效 笔者通过对传统班和实验班的教学对比,验证了手工与电算化会计实训教学衔接在实践操作上是可行的,是培养符合信息化社会对应用型会计人才需求的一种有效且具有实用价值的教学形式。 3.1 在会计实训教学中渗透职业素养教育,使学生初步具备了良好职业道德、职业技能、职业意识、职业习惯 职业素养鼻祖san francisco在其著作《职业素养》中这样定义:职业素养是人类在社会活动中需要遵守的行为规范,是职业内在的要求,是一个人在职业过程中表现出来的综合品质。会计人员职业素养就是指从事会计职业应具备的“能力要素”和“精神要素”的总和,因此在实训中我们注重对学生渗透职业道德、职业技能、职业意识、职业习惯等方面的培养,效果显著。 (1)通过创设职业情境,让学生了解会计工作环境、工作流程、岗位设置、职员形象等,认识到自身和专业的“关系”,切身感受自己将要投身的会计工作的重要性。通过介绍本企业的优秀人才事迹,帮助学生进行职业生涯规划,引导学生树立职业理想,培养了“爱岗敬业”的会计职业道德。 (2)将业务实训与诚信教育相结合,培养了学生诚实守信的工作作风,同时促进了学生维护和执行学校各项规章制度的自觉性,对学生就业后认真贯彻执行工作制度也起到了积极作用。 (3)通过模拟会计工作的专业场景、班费管理中引入内部控制制度、举行会计技能大赛、聘请企业专业技术人员举办各类讲座等途径,丰富、发展校园会计文化氛围。 (4)通过将手工与电算化会计实训每一步的操作流程对比,激发了学生学习兴趣,提高了学生自主学习、探究学习的热情,学生不仅会“做账”,还能“懂账”、“用账”,学生的探究意识、发现并解决问题的能力得到了初步的锻炼和养成。 (5)通过规范数据输入行为,学生养成了严谨细致的职业习惯。实验班学生操作熟练、规范,数据录入的准确率在93%以上,职业技能抽样测试合格率在98%以上,优良比率达92%,明显提高了实训教学质量。 (6)加强了对学生职业意识的培养,注重培养学生的自我管理与领导意识、自我完善的意识、良好的竞争意识、协作和组织意识,毕业生在就业时能适应不同企业会计岗位的需求,扩大了学生的就业面。 3.2 构建了基于工作过程的多元化的会计实训课程考核评价方法 多元智能理论是现代课堂教学评价观最重要的支撑性理论,因此我们在手工与电算化会计实训教学评价中尽量做到“五个关注”和“四个结合”。“五个关注”指关注参与状态、思维状态、交往状态、情绪状态、生成状态;“四个结合”即知识评与能力评价相结合、定量与定性评价相结合、教师与学生评价相结合、形成性和终结性评价相结合。在此基础上我们还制订了课程考核标准和学生成绩评定表,比较客观、公正地对学生的会计实训成绩进行评价,显得更为人性化。 实训教学改革促进了教师教学和科研能力的提高,使得教研起到了真正为教学服务的作用,推动了学校教学研究的发展。由于笔者知识结构和研究水平的局限,使得有些问题解决的不够深入。如何丰富会计实训教学资源?如何更快、更好地提高学生的操作能力和再学习能力?这是我今后的工作与学习中需要进一步深入研究和思考的问题。 会计实训论文:基于工作过程的《成本会计》课程实训教学改革 《成本会计》是高职会计类专业必修的专业核心课程,对学生而言,无论以后从事企业会计岗位,还是参加会计职称考试,这门课程都具有举足轻重的作用。基于工作过程的教学模式是高职教育固有的教学模式,基于工作过程的仿真程度越高,对成本会计岗位技能训练效果就越好。所以,在《成本会计》教学过程中,必然要开展基于工作过程的仿真实训教学。经过不完全调查,多数高职院校的《成本会计》课程实训教学在不同程度上存在不少问题,亟需改革。 高职《成本会计》实训教学现状分析 《成本会计》课程定位不准 在高职教育会计类专业的教学计划中,《成本会计》一般列为专业核心课程,教学内容介于《财务会计》与《管理会计》之间。然而,不少教师认为《成本会计》附属于《财务会计》,没有充分认识到《成本会计》的独立性,体现为学时偏少,以理论教学为主,学生动手甚少,学习效果停留在了解程度。事实上,与《财务会计》相比,成本会计更加注重企业内部控制和管理,因为企业成本降低了,利润就会提高,所以,充分发挥成本管理的作用,可以提高企业经济效益。多数规模较大企业基本都设置了专门的成本会计职业岗位。因此,根据会计职业岗位的技能需要,确定以《成本会计》作为会计岗位训练课程,加强技能训练,《成本会计》实训的学时数应占总学时数一半以上。 《成本会计》实训内容薄弱 《成本会计》的理论教学偏向教条式,计算内容比账务处理内容多,导致教师在教学过程中重理论教学内容,轻实训内容,主要体现在以下几个方面:一是理论与实践相脱节。《成本会计》是《基础会计》和《财务会计》的后续课程,但因学生从未直接从事过实际成本管理工作,对成本会计岗位缺乏感性认识,导致理论与实践脱节。例如,产品成本的计算方法,对从未接触过该实际工作的学生而言,与其说是一种岗位技术,不如说是纯数学的教条公式,只能死记硬背。再如,学生不了解实际产品的具体生产流程,甚至连半成品与产成品都不能辨别,所以《成本会计》课程教学越脱离实践,就越难讲好。由于大部分教师是从高校到高校,从没有接触过实际成本会计工作,理论上是行家,但也只能就材料讲材料,缺乏真实感,教学难免与实践脱节。二是成本会计实践教学方式和手段落后。《成本会计》与《基础会计》、《财务会计》不一样,其实训内容数据上的因果关系较强。如产品的同一个生产流程从要素费用分配,到成本计算,要用到较多的数学公式,表与表之间的数据钩稽关系则反映了成本核算的过程。这种数据主要通过各种表格反映在《成本会计》的实训教学过程中,涉及的计算公式多、表格多,教师讲得太多则学生跟不上,讲得太少则内容缺乏连贯性。所以,现行的《成本会计》教学手段主要是用粉笔在黑板上一个个地写公式,一个个地画表格,有时会占去课堂教学的大部分时间。教师在画表的过程中,学生无事可做,导致学生注意力分散,实训跟不上,实训效果不好。 缺乏基于工作过程的成本会计实训教材 基于工作过程的实训教材一般用任务驱动方式进行设计,实训内容的选取应充分考虑与实际工作能力需求的“无缝”对接,并以此统领理论教学内容。《成本会计》教材的内容重点放在掌握单一的费用分配方法上,而对各费用分配方法在整个产品成本形成过程中所处的地位和环节未加以重视,使学生难以全面掌握产品成本形成的完整过程。同时,在讲解成本计算方法时,案例也并不是涉及产品成本形成全过程的完整案例。 将生产性实训软件应用于《成本会计》的仿真实训存在不足 全省乃至全国高职院校会计类专业能应用生产性的成本核算系统开展《成本会计》课程实训的很少,能应用成本核算系统开展仿真实训的更是凤毛麟角。然而,设立成本会计岗位实训和生产性成本会计仿真实训是《成本会计》课程开发与建设成熟的标志。在不少院校的综合实训中,业务与财务一体化实训不到位,更谈不上用手工和电算并行方式处理成本业务,这样业务的仿真性就会大打折扣。 《成本会计》实训教学改革思路 校企合作开发基于工作过程的《成本会计》实训教材 《成本会计》实训教材是学生学习成本会计技能的指导书,如教材总是乏味地强调教条式计算步骤和公式,学生考试完成后,就会将所学全部忘光,不能应用到实际工作中。只有开发基于成本会计岗位工作过程的实训指导书,使学生如同跟着一位师傅工作一样,让复杂而乏味的计算步骤和公式变成有趣的成本控制案例,教学效果才会显著提高。 注重成本会计实训,加大实践课的开设比重 《成本会计》是《基础会计》和《财务会计》的后续课程,有些学校为了节省教学成本,《成本会计》课程每周只有2学时,这显然只能完成基本理论的学习,不可能实施成本会计实训。教学计划的总学时固然不能随意增加,但对《成本会计》这门核心专业课程应予以重视。笔者认为,每周4学时较合适,可让教师每周分出2学时实施成本会计实训。 加强成本会计案例教学,在案例教学过程中实施erp管理实训 erp成本管理系统为制造业的生产成本核算与管理提供了强有力的工具。一般而言,erp成本管理系统可提供成本分析、成本核算、成本预测等功能。在生产过程中,erp系统能够按照业务发生的先后顺序,实时地将生产领料、工时核算、产成品或半成品入库业务集成到财务,及时地计算生产成本并分析成本差异,而不是到月末或整个产品完工时才计算产品成本。同时,erp成本管理系统可与固定资产管理、工资费用管理、仓存的出入库管理、销售成本管理进行“无缝”数据连接,使学生关注整个企业的供应与销售环节及企业外部的供应链和价值链,在实训过程中,让学生不仅仅关注生产过程中的成本对象,还能更多地关注企业整个增值链的成本流转,使学生在学校形成“大成本”理念。 通过实践加深对工业企业生产和加工流程的认识 在《成本会计》实训教学中应设置生产性实习内容,让学生亲自到工厂看看,到车间走走,使他们能了解产品的生产和加工过程,知道产品是经过哪些流程生产出来的,让学生感性地接触生产成本对象,了解不同企业实际情况不同,成本计算方法也不同的原因。要了解单步骤生产的过程是怎样的,可以带学生到电厂、食品加工厂等企业参观生产过程;要了解多步骤生产的过程是怎样的,可以带学生到服装厂、机床厂、配件厂等企业参观生产过程。在参观企业生产工艺的过程的同时,讲授企业的成本核算方法,这样可使学生在短期内了解产品成本计算过程和产品加工工艺过程,初步了解对什么样的生产类型和管理要求应采用什么样的成本计算方法,以加深学生对成本计算方法的理解。 《成本会计》基于岗位工作过程的课程改革方案 建立基于工作过程,融“教学做”于一体的教学模式 可采取分组设岗和轮岗方法实施教学,以学生实训为主,以教师演示和辅导为辅,让学生从会计主管、主办会计、库存会计、往来会计、成本会计和出纳岗位中选择一个角色扮演,然后,团队合作处理账务,教师扮演往来单位、税务局、工商局和银行的角色,并收取各组、各角色流转过来的原始票据,采用手工原始凭证处理与电算账务处理并行的教学手段。具体的岗位分工如表1所示。 基于成本会计岗位的工作过程业务设计 基于工作过程的业务设计是依照一个真实背景的生产制造型企业运作,从销售订单信息驱动下产生采购订单开始,包括往来会计、库存会计、成本会计、主办会计、出纳和会计主管等会计最常见业务,采用手工处理与电算处理并行的业务处理方法。在单据流转过程中,按照真实企业的财务制度仿真执行,让学生理解在实际工作岗位中不同岗位的职责和技能,理解企业资金流通监控点的重要性,学会成本和费用的控制。利用金蝶k3erp系统,采用手工处理原始凭证与电算处理账务并行的教学手段,经过轮岗,让每个学生都承担成本会计工作,完成如表2所示的实训任务。 笔者设计的方案经过广东科贸职业学院财经系会计电算化专业2007~2009 3个年级近700名学生的教学实践,取得了较好的反响,教学效果明显。 会计实训论文:高职院校会计电算化实训教学 [关键字]高职 会计电算化 实训 [摘要]开展电算化会计的实训是培养相关专业学生综合职业能力的重要环节。如何切实开展专项训练需要认清实训目标、调整实训内容并解决一些现实问题。 [参考文献] 企业会计电算化与电脑化管理的调查报告 中华会计网校 作者简介:应连军(1978- ),男,浙江宁波人,浙江工商职业技术学院投资理财系教师,主要从事会计电算化教学和研究 随着计算机在我国的普及,推广应用会计电算化已经成为我国会计工作的必然趋势。根据有关文件要求,到2010年,80%以上的基层单位基本要实现会计电算化。开展会计电算化实训,提高学生的实际动手能力是非常重要也是非常必要的。目前大多数高职院校的会计专业一般都开设有电算化实训课程,相关专业的学生也安排了一定课时的实训时间。但效果是否满意是否满足社会要求,还有待进一步证明和探索。作为一名电算化会计专业授课老师,在四年多的实训指导过程中,深深体会到,会计电算化实训教学是一个充满挑战和不断探索的过程。 高等职业教育旨在培养高素质的应用型人才,培养学生的综合职业能力。这在目前高职教育中已基本上成为共识。那如何实现这一教育宗旨?具体到电算化会计教学中,一个重要方面就是加强电算化会计的实践性教学。这里就开展会计电算化实训谈几点看法。 首先,必须把对电算化会计的认识放到一个比较重要的位置。在目前会计专业课程设置中理论教学占主导地位,在专业课课时中安排了各类传统会计课程,电算化会计课程安排的课时不多。随着高职教育的发展,认识到实训的重要性,在教学计划中逐渐增加了实践时间,但主要集中在纯手工操作上,包括成本会计、审计等,依靠的还是一张桌子一套习题一支笔,信息化元素很少。但是,信息技术的发展已经促使会计核算、管理的方法、理念有了很大改变,认识到会计信息电算化的重要性是提高相关专业学生职业技能的重要前提。 其次、我们必须认清高职学生的现实情况。在我国目前的招生录取过程中,高职是第五批。虽然在一些学校当中,财会类学生录取分数相对与其他专业要高一些,但总的看来他们普遍素质不高。即使是财会专业的学生,从生源上说,普高生和职高生也有区别。普高生相比较而言学习态度和方法要好一些,但在会计核算和计算机基础上略有欠缺。这在具体实训过程中应该有所关注和区别。此外,学生们在对待财务核算管理上不会从管理的角度看待问题,容易单纯的理解为会计核算的电算化,这使得无法更好的理解会计电算化的核心——管理电算化。加上课时不足等原因导致授课内容上不得不做一定的限制和修改,在某种程度上降低了实训的效果。当然我们也应当看到,我们的学生就业时所面临的工作不会太过于复杂,而且目前能够真正实现管理信息化的企业也不是太多,过分提高实训目标和要求也是不合适的。 再次,我们必须认清实训目标。从经济学的角度来看,学校如同生产者,学生就是我们的产品。生产什么,生产多少取决于社会需求。 根据最近一份对湖北、湖南、广东的400家大、中型企业的调查报告显示,调查的企业中,90%的企业开展了会计电算化,但是66%以上没有甩手工账或手工账与电脑账并行。企业不敢甩手工账的主要原因是怕丢失会计资料、有关人员的计算机运用水平低和管理不规范;同时软件公司售后服务质量有待提高。90%以上的企业主要运用会计软件的总账和报表处理功能,其次是工资和固定资产核算功能,电算化整体状况基本处在替代人工记账、算账、编制会计报表的水平。虽然这不能代表全部,但从某种程度上讲,目前我国大多数企业还处于电算化起步发展阶段,我们学生的培养不能脱离这个实际。目前会计电算化实训教学目标应该定位在培养中等电算人员。他们能够借助相应软件平台并运用一些信息化工具,处理会计业务,准确及时提供各类相关信息,解决一些日常维护问题,参与部分企业管理。这在我们的实训教学中应该得到重视和体现。当然,随着社会进步和发展,实训目标和内容都应当做适当调整。综上所述,在开展电算化实训过程中需要更加合理全面的考虑。第一要合理安排时间和时机。目前不少院校在会计专业课程设置中,会计电算化课程课时所占比例很小,而且大多数学校仅设一门会计电算化课程,课时70-80学时。为适应课程需要,老师还要传授部分管理学知识和计算机应用知识,在有限的教学时间内,学生只能学到一些基本原理和简单操作,根本谈不上系统掌握和熟练操作,这一点应该同企业里的专项突击培训有所区别。有的学校虽然安排了单设实训时间,但却包含在了正常课程教学时间内,并没有增加学习课时。要更好的培养满足社会需要的学生,可以对部分相似课程进行整合,腾出课时满足实训的需要。此外,如果有可能,单设的电算化实训最好安排在手工会计模拟实训结束以后,通过老师的编排和指导以电算化的方式实现会计信息的获取和综合利用,并和手工业务做比较,相信这会更好的促进教与学。其次,实训教学内容的丰富和完善十分重要。作为学历教学,系统合理的电算化实践教学内容应该包括一下几个方面:会计软件的操作使用(电算化专业学生应掌握至少两种软件的使用);excel操作和使用,学生应掌握使用excel动态图表的操作;会计电算化系统的管理(包括单机版和网络版);企业财务信息电算化仿真案例实践,包括电算化审计等,并注意引入企业综合管理(erp)的理念.之所以把excel的操作和使用放到一个比较重要的位置,是因为excel在我国普及率非常高,用excel可以较灵活地实现商品化会计软件开发中的编程功能,而且可以直接为学生今后的工作奠定基础,如进行工资、固定资产、应收应付等项目的一般核算等。这一点非常实际也很实用,在对很多毕业生的回访中得到证实。例如,使用excel处理会计业务前要设定公式,这需要学生深入理解具体会计核算的原理和步骤,因此它还会提高学生完成其他会计课程作业的质量和速度。曾经有部分同学将这一知识用到财务管理分析计算中,取得了很不错的效果,也得到了该课程授课老师的赞许。对部分学有余力的同学还可以辅助理解visual basic编程的原理,这就使这部分内容学习起到了一举多得的作用,而且,对学生以后的发展非常有帮助。但是,由于时间、认识等因素,往往很多教材或教师授课中会忽视这个内容。第三、我们还要注意防止或解决以下几个问题。1、会计电算化是一种思想,而不是简单一种操作。电算化实训教学是授人以渔而不是授人以鱼。很多实训由于时间、理解不同、老师业务水平或其他原因,会演变为某一个财务核算软件的简单操作练习。其实就是把一套数据按照顺序输入电脑,经过反复练习,但学生到最后也只是知道这个软件的基本操作,那如果参加工作后面临另外一种软件环境呢?重基本会计核算而轻视了核算的目的——监督和管理,这不可取。会计电算化的真正优势不是简单减轻会计人员的工作强度而是更加规范、系统、快捷的参与企业相关监督和管理。如果这种认识或做法不转变,就会出现一个有电算化上岗证的同学到了单位连一张内部生产所需的下料单都不会开的情况;或由于涉及较多计算机和网络的知识,在某些情况下,会出现一个计算机专业教师辅导讲授会计电算化课的情况。当然,把对会计电算化的理解到运用到实际还需要努力和时间。 2、防止实训内容大而全,不切实际。不少软件供应商看中学校的培训资源,会主动和学校联合搞培训。高职学校教育和社会职业培训相辅相成,通过社会培训可以及时反馈社会需求,以便及时调整学历教育的教学内容和方法,促进特色课程和教材的完善,并推进专业结构的优化和新专业的设置。学历教育的系统性和规范性,可以不断提高社会培训的职业教育层次,使学生不仅掌握熟练的职业技能,而且具备适应职业变化的能力。应该说,校企联合是很好的事情,但是如果不考虑高职学生及相关课程设置的实际情况按照诸如用友、金蝶等公司的培训模式来辅导我们的学生,站在erp的角度,综合介绍企业财务管理的各项功能,全面铺开,涉及诸如生产制造、物料管理等内容是不妥的。这些都过于专业而且主要针对与企业专业人员,没有一定的实践经验很难理解,如果不增加大量课时,至少在目前是不切实际的。 3、解决实训教材的问题。会计电算化是一种思想,需要根据企业自身特点借助软件平台来实现。如何理解这种思想必须借助良好的实践课教材并保证充分的操作时间。这是决定实训教学质量的关键因素之一。当前市场上电算化会计实训教学教材很少,高质量的更少。为了保证教学质量,应立足“自编为主,购买为辅”。教材建设可分两阶段进行。首先选择一种较好的手工会计模拟资料,在此基础上进行手工向电算化的转换,使之应用于电算化实训教学;在积累了一定的经验后,可以组织一线教师编写实训教材,最好是系列化教材。 会计电算化实训注重实践能力的培养,需要至少30学时来完成教学,如果是其他专业方向的应该更多,而且至少有一半以上时间在计算机实验室中进行,以便让学生有充分时间在计算机上实际操作。此外应当特别注意应让学生掌握一些实际操作技巧,以便能又快又好地完成工作。总而言之,开展会计电算化实训,培养适应社会需要的高职人才是一项长期而又充满挑战的任务。 会计实训论文:试析会计综合模拟实训教学 论文摘要:会计是一门应用性很强的经济管理学科,所以对会计专业的学生不仅要进行基本理论和基本方法的教学,更要重视专业操作技能的培养,就会计专业实践性教学实训存在必要性与教学教法等方面进行了阐述。 论文关键词:会计;实训;教学 会计模拟实训是在会计教学中,为做到理论联系实际,培养学生处理实际业务能力,把企业财务部门的业余活动浓缩于事先设计好的会计模拟实训资料之中,通过写、算、做三项基本功的独立操作以获得知识和能力,巩固学习内容,掌握基本技能,培养学生的工作能力,缩短理论和实践的“适应期”,胜任工作任务奠定基础。现就怎样指导学生进行综合模拟实训谈几点看法: 1 要充分认识到会计模拟实训的必要性 1.1 促进理论与实践相结合,提高了学习效率 会计的基本理论、基本知识和基本方法源于社会实践,又运用于实践。实践—认识—提高—再实践—再认识—再提高,这是财会教学应遵循的基本规律。由于会计理论和基本知识的形式和内容都比较抽象,同时,这些年来职业学校普遍出现了生源素质下降的情况。招入学校的学生基础差,学习能力差,而会计模拟实训直观逼真,学生能够手脑并用、做学合一,激发学习兴趣,使理论和实践有机地相结合。因此,它可以弥补课堂教学的不足,并巩固学生已学的知识。 1.2 增强职业意识,强化技能训练 长期以来,会计教学教材偏重于理论知识,教材中多以文字表述的方法来代替企业经济业务的发生。例如:“某年某月某日填写现金支票从银行取出现金2000元备用。”要求学生做出相应的会计分录。这样的表达方式也常见于会计专业的练习和考试中。久而久之,学生只会对已经经过文字加工过的“经济业务”做出反映,而失去了对原始凭证的阅读和理解,这不利于培养学生的职业意识和实际操作能力,实际上也有悖于素质教育的整体培养目标。一些学生参加工作以后,虽然有较强的理论知识,但实际操作能力很差,看不懂原始凭证。会计模拟实训的任务就是培养和提高学生的实际操作能力,使学生能够亲手操作。练习原始凭证的审核、记账凭证的填制、账簿的登记、报表的编制以及审批签字等。这就大大缩短了从理论到实际的距离。由于学生们可以按照规范的业务流程和操作规则进行“实战”演习,大大提高了他们的职业意识,强化了实际操作的能力。 1.3 突出学生的主体作用,可以实现分层次教学,激发学习兴趣 会计学科知识抽象,学生来校之前几乎没有任何会计基础知识,对企业的业务流程没有感性认识。在课堂教学中,教师讲得多,演示的少,使学生听得多,看得少,动得少。因此,学生只凭空记忆,感到枯燥无味,容易失去兴趣。比如:在讲解企业主要经营过程的核算时,教师一般是在黑板上采用简单的“t”型账,先说明各个阶段主要账户借贷方的核算内容;而后采用例题讲解的方式说明账户的运用、会计分录的作法。但是,对于没有企业实践经验的学生而言,通过这种方法很抽象,即便能听懂老师的表述,学生也难理解。会计模拟实训就使理论变得很容易理解了。分步骤、分阶段的实训操作使学生如同当上了企业的会计人员一样,感觉新鲜、好奇,因此,也提高了学习的主动性、积极性。同时,在模拟实训作业中,教师可以根据学生掌握会计知识的能力高低分别布置不同业务量的案例给不同程度的学生:对掌握会计知识较好的学生,布置给他们的业务量可以多些,让他们全面体会企业会计工作的整套流程;对掌握会计知识较差的学生布置给他们的业务量就可以少些,可以重复布置一些经济事项相同而金额不同的经济业务,让他们多制做凭证和登记账簿,编制的会计报表要项目少,内容简单,让他们也体会到完成会计流程的成就感,以培养他们的专业学习兴趣,提高专业学习能力。 2 如何做好模拟实训 2.1 选好综合模拟实训教材,贴近实际工作 现行综合模拟实训教材,主要存在以下两个问题:一是教材修订不够及时。近几年我国会计制度在不断改革、完善,而有些教材仍未修订,特别是会计科目和相应的账务处理未能及时修正,不利于学生按新会计制度要求进行模拟实训,不能达到学以致用的目的。二是不够贴近实际工作,有些教材没有使用真实的记账凭证,会计账页作事例,以表格代替记账凭证,特别是多数教材的原始凭证不能单独裁下来,造成学生在填写记账凭证后不能在记账凭证后加附原始凭证,学生尽管已经模拟实训过了,但在填制真实的会计凭证、会计账页时仍会存在填写错误。为了解决以上问题,组织实训时应采用最新修订的教材,同时教师要注重收集最新的会计政策法规教授给学生;在进行账务实训时,一律采用最接近现实情况的(若有修正教师需先将业务事例进行调整)、有能够撕下原始凭证粘贴的教材。这样保证了学生模拟实训与实际操作相联系,便于掌握会计基础工作的技能,为以后的工作打下基础。 2.2 做好具体操作辅导,注意与专业课程知识的复习和衔接 (1)备课要全面。要指导学生操作,教师必须自己亲手动手操作,才能在辅导中掌握重点,突出难点,有的放失,使学生在操作中少走弯路。在备课中可以应用相关软件制作完成电脑演示课件,将学生以往的难点和常见错误通过课件演示讲解给学生,增强他们对实训课程的理解和知识准备。 (2)熟悉操作要求和过程。在动手操作前,除分发有关资料和实习用品外,还应做好:①让学生全面了解资料所列企业的生产组织、工艺流程特点、财务制度、会计核算、成本计算以及涉及的税金核算和明细科目的开设要求等有关情况及规定。②复习《基础会计》讲述的七个会计基本核算方法的原理及它们之间的关系,使学生对实务操作有一个整体的认识和清晰的脉络,做到有章可循,有据可查。 (3)建账。在全面复习《基础会计》中的账务处理顺序的同时,使学生知道账簿的用途、种类,各种账簿之间的关系,使学生有一个整体的认识,学会账页格式的选择和期初余额的填写。应充分利用编制期初试算平衡表开始建账工作,即在将资料所提供的各账簿期初数据转抄到各个账簿后,要再一次利用平衡表检查已登记载的各账簿的期初余额。这样一来可以避免学生漏抄和错抄期初余额,节省以后检查时间(因为期初数如果出错,后面的期末平衡就不可能实现,从后往前查找起来就会很麻烦),这一过程对初学者很有必要。 (4)制证、记账。记账凭证是学生动手的基础部分,所动用的会计理论知识较全面,占用时间较多,是实训的核心阶段,教师应有较详细的辅导。对制证要求,可充分利用《基础会计》教材“记账凭证的种类和填制方法”这一节,使学生明确原始凭证、记账凭证的内容和填制要求,并由教师举规范的原始凭证、记账凭证的内容和填制为例并演示讲解,同时要进行主要经济业务账务处理过程的复习,特别是企业供产销流程的重点账户要进行规纳总结以利于学生复习和运用。对具体业务处理,尤其是疑难业务的会计处理,教师应帮助学生认真分析每一笔经济业务,应该在哪个科目核算,明细科目是什么,需要编制几笔会计分录,它的依据是什么,从哪里取得所需数据,避免操作时出现混乱。 (5)成本计算。这是实习中的一个难点,需要学生根据账簿的有关资料,编制汇总表和分配表。教师要结合复习有关成本计算章节的基本计算程序,按照教材所列举的表格和资料来源,着重说明每一张分配表和计算表中每一个数据的来龙去脉,帮助学生学会查阅账簿,编制有关计算表格。在会计教学过程要向学生提供一个教材上的规范例子,以便完成实训作业并能让学生在以后的工作中作为参考。 (6)结账。教师可结合《基础会计》结账这一节内容,做出“t”字形工作底稿,先利用工作底稿对怎样进行月结、年结、期末转账给学生作详细辅导,并举例说明。而后再根据底稿登记账簿后结账。要总结对比“t”字形账结账与账簿上结账的异同点给学生,这样不仅可以减少差错也可保持账簿的美观。 (7)编制会计报表。教师应先复习资产负债表、损益表等报表的填写方法,尤其是报表中部分难填的项目,如资产负债表中货币资金、存货、应收账款等,充分利用试算平衡表,复习数据来源,再根据资料,师生共同查找数据,让学生真正掌握报表编制的具体操作和数据来源。 (8)会计档案管理。可先复习《基础会计》中会计档案保管这一节内容,指出归档前应做好的工作,并予以实践性指导,如:①原始凭证的折叠,折叠部分怎样防止被装订;②会计凭证怎样装订、包角;③明细账页怎样编号;④年末账页空白处怎样划线等均给予学生以具体指导,让他们感受到收获自己劳动成果的满足感。 3 要在模拟实训中增加学生学习电算会计的内容 目前,绝大多数学校的会计模拟实训都采用手工做账的资料,而后再进行电算会计课程的学习。应当说,信息技术的发展对经济、社会活动的各方面产生了极大的影响,对与经济活动密切相关的会计工作,也必然产生巨大的影响。计算机技术在会计中的广泛应用,使得会计核算模式发生了巨大的变化。凭证处理、记账、结账和报表输出等工作,都由会计人员操作计算机来完成。基于信息时代对会计专业提出的高标准要求和对学生实际应用能力和创新能力的培养,适应会计教学改革的要求,要建立会计模拟实习电算化实验室。通过上机操作或教师演示,让学生体会使用会计软件完成“证—账—表”全盘账务的上机操作。之后要让学生自己分析手工做账和计算机做账的异同,激发他们学习电算会计的兴趣,为下一步进行电算会计的学习和提高做好准备。 总之,会计模拟实训是解决当前会计教材理论联系实际的一门必备功课,做好手工模拟实训作业能够使学生将书本与实际相结合。同时,为适应电算会计的发展,培养社会需要的人才,有必要增加会计模拟实训的电算化内容,将手工做账与电算会计有机地结合起来。 4 建立教师实践基地,教师有计划、有组织地进行实践活动 实践性课程教师要精通本专业的基本技能,具体的业务环境也要亲身经历。教师在担任实践性课程前,应该先到企业或注册会计师事务所进行为期三个月到一年时间的实践锻炼,不断对实践感悟进行归纳总结,然后把典型个案归纳提炼运用于实训的教学工作。这样可以及时给予学生最新的知识与信息,使学生适应社会发展的需要。教师没有实践就没有提高,应当把社会实践当作是教师的一种进修,作为专业水平提高的重要途径。 会计实训论文:中职学校会计电算化实训教学浅析 [摘要]开展电算化会计的实训是培养相关专业学生综合职业能力的重要环节。如何切实开展专项训练需要认清实训目标、调整实训内容并解决一些现实问题。 [关键词]中等职业技术学校 会计电算化 实训教学 会计电算化是会计学与计算机科学技术相结合的一门新兴边缘学科,它随着会计学理论、会计法规与制度以及计算机信息处理技术的发展而不断发展。电子信息处理与传递技术的飞速发展以及信息技术对于企业的组织形式、经营方式和管理策略的深远影响,要求会计人员必须具备扎实的专业知识、先进的信息技术知识以及娴熟的信息技术运用技能。作为一名电算化会计专业授课老师,在多年的实训指导过程中,深深体会到,会计电算化实训教学是一个充满挑战和不断探索的过程。 中等职业技术教育旨在培养实用型人才,培养学生的综合职业能力。这在目前中等职业技术教育中已基本上成为共识。那么如何实现这一教育宗旨呢?具体到电算化会计教学中,一个重要方面就是加强电算化会计的实践性教学。这里就开展会计电算化实训谈几点看法。 一、必须把对电算化会计的认识放到一个比较重要的位置 目前,中等职业技术学校会计专业课程设置中理论教学占主导地位,在专业课课时中安排了各类传统会计课程,电算化会计课程安排的课时不多。随着教育的发展,各个学校都认识到了实训的重要性,在教学计划中逐渐增加了实践时间,但主要集中在纯手工操作上,包括成本会计、审计等,依靠的还是一张桌子一套习题一支笔,信息化元素很少。但是,信息技术的发展已经促使会计核算、管理的方法、理念有了很大改变,认识到会计信息电算化的重要性是提高相关专业学生职业技能的重要前提。 二、我们必须认清中等职业技术学校学生的现实情况 在我国目前的中等职业技术学校中,学生的主体是初中毕业生。他(她)们年龄不大,学历不高,社会实践很少,接受会计专业知识的能力还比较弱。这在具体实训过程中应该有所关注和区别。此外,学生们在对待财务核算管理上不会从管理的角度看待问题,容易单纯地将会计电算化理解为会计核算的电算化,这使得无法更好地理解会计电算化的核心——管理电算化。加上课时不足等原因导致授课内容上不得不做一定的限制和修改,在某种程度上降低了实训的效果。当然我们也应当看到,我们的学生就业时所面临的工作不会太过于复杂,而且目前能够真正实现管理信息化的企业也不是太多,过分提高实训目标和要求也是不合适的。 三、我们必须认清实训目标 从经济学的角度来看,学校如同生产者,学生就是我们的产品。生产什么,生产多少取决于社会需求。根据最近一份对400家大、中型企业的调查报告显示,调查的企业中,90%的企业开展了会计电算化,但是66%以上没有丢掉手工账或手工账与电脑账并行。企业不敢丢掉手工账的主要原因是怕丢失会计资料、有关人员的计算机运用水平低和管理不规范;同时软件公司售后服务质量有待提高。90%以上的企业主要运用会计软件的总账和报表处理功能,其次是工资和固定资产核算功能,电算化整体状况基本处在替代人工记账、算账、编制会计报表的水平。虽然这不能代表全部,但从某种程度上讲,目前我国大多数企业还处于电算化起步发展阶段,我们对学生的培养不能脱离这个实际。目前会计电算化实训教学目标应该定位在培养中等电算人员。他们能够借助相应软件平台并运用一些信息化工具,处理会计业务,准确及时提供各类相关信息,解决一些日常维护问题,参与部分企业管理。这在我们的实训教学中应该得到重视和体现。当然,随着社会进步和发展,实训目标和内容都应当做适当调整。 综上所述,在开展电算化实训过程中需要更加合理全面地考虑。第一要合理安排时间和时机。目前不少学校在会计专业课程设置中,会计电算化课程课时所占比例很小。为适应课程需要,老师还要传授部分管理学知识和计算机应用知识,在有限的教学时间内,学生只能学到一些基本原理和简单操作,根本谈不上系统掌握和熟练操作。有的学校虽然安排了实训时间,但却包含在了正常课程教学时间内,并没有增加学习课时。要更好地培养满足社会需要的学生,可以对部分相似课程进行整合,腾出课时满足实训的需要。其次,实训教学内容的丰富和完善十分重要。作为学历教学,系统合理的电算化实践教学内容应该包括以下几个方面:会计软件的操作使用(电算化专业学生应掌握至少两种软件的使用);excel操作和使用,学生应掌握使用excel动态图表的操作;会计电算化系统的管理(包括单机版和网络版);企业财务信息电算化仿真案例实践,包括电算化审计等,并注意引入企业综合管理的理念。之所以把excel的操作和使用放到一个比较重要的位置,是因为excel在我国普及率非常高,用excel可以较灵活地实现商品化会计软件开发中的编程功能,而且可以直接为学生今后的工作奠定基础,如进行工资、固定资产、应收应付等项目的一般核算等。第三,我们还要注意防止或解决以下几个问题。 1.会计电算化是一种思想,而不是一种简单操作。电算化实训教学是授人以渔而不是授人以鱼。很多实训由于时间、理解不同、老师业务水平或其他原因,会演变成为某一个财务核算软件的简单操作练习。其实就是把一套数据按照顺序输入电脑,经过反复练习,但学生到最后也只是知道这个软件的基本操作,那如果参加工作后面临另外一种软件环境呢?重基本会计核算而轻视了核算的目的——监督和管理,这不可取。会计电算化的真正优势不是简单减轻会计人员的工作强度而是更加规范、系统、快捷地参与企业相关监督和管理。如果这种认识或做法不转变,就会出现一个有电算化上岗证的同学到了单位连一张内部生产所需的下料单都不会开的情况;或由于涉及较多计算机和网络的知识,在某些情况下,会出现一个计算机专业教师辅导讲授会计电算化课的情况。当然,把对会计电算化的理解运用到实际中还需要努力和时间。 2.学校教育和社会培训相结合。不少软件供应商看中学校的培训资源,会主动和学校联合搞培训。中等职业技术教育和社会职业培训相辅相成,通过社会培训可以及时反馈社会需求,以便及时调整学历教育的教学内容和方法,促进特色课程和教材的完善,并推进专业结构的优化和新专业的设置。学历教育的系统性和规范性,可以不断提高社会培训的职业教育层次,使学生不仅掌握熟练的职业技能,而且具备适应职业变化的能力。 3.解决实训教材的问题。会计电算化是一种思想,需要根据企业自身特点借助软件平台来实现。如何理解这种思想必须借助良好的实践课教材并保证充分的操作时间。这是决定实训教学质量的关键因素之一。当前市场上电算化会计实训教学教材很少,高质量的更少。为了保证教学质量,应立足“自编为主,购买为辅”。 总之,会计电算化实训注重实践能力的培养,至少要有一半以上课时应在计算机实验室中进行,以便让学生有充分时间在计算机上实际操作。此外应当特别注意应让学生掌握一些实际操作技巧,以便能又快又好地完成工作。开展会计电算化实训,培养适应社会需要的中等职业技术人才是一项长期而又充满挑战的任务。 会计实训论文:我国高职教育会计实训现状的研究 1. 高职会计实训教学的必要性 高职会计的任务就是要培养具有较高会计知识技能水平的适应市场需求的人才。为了加强学生的实际工作能力,使之毕业后能够尽快适应工作单位的要求,高职院校大多开设了会计实训课程.然而,实际操作中却仍然存在不尽如人意的地方.这些问题的存在,将直接影响高职会计教学的质量,进而影响毕业生的就业.为此,本文将重点分析高职会计实训教学存在的问题,并提出相应的对策。 2. 高职会计实训教学现状 2.1实训教材建设具有局限性 目前我国出版了很多实训教材,但不能满足实训的需要,这主要有以下的局限性:实训教材内容陈旧。近年来会计准则不断更新和颁布,新的会计准则和通则对会计工作和会计教学的影响都相当大,并使会计实训教材过时,但很多会计实训教材重复印刷,实训内容一成不变,严重地影响了会计实践教学的效果,急待创新。实训教材缺乏岗位性。大部分的实训教材都是综合实训教材,一般都是选取某个单位一个月或者二个月的业务,不分岗位,学生自己一个人承担所有的角色,缺乏岗位性。 2.2实训教学体系的建设缺乏系统性,教学计划偏重于理论。 会计实训性教学仍停留在应试教育模式上,在实训性教学安排上缺乏系统考虑。实训教学应该是通过多环节、多层次的会计实训活动来完成的。通过实训教学的总体设计,明确每一个实训环节的目标、要求、内容、步骤和程序,使各环节互相联系、互相衔接,形成一个有机整体,学生通过会计模拟系统实训,提高动手操作能力,熟练掌握会计专业技能。另外,在会计专业教学计划安排上仍“重理论,轻实训”,会计实训教学课时比重较轻,这种格局与会计学科的特点不相适应,很大程度上限制了实训教学的深度和广度。这种教学计划下培养的人才,很难达到会计专业应用技能的培养要求。 2.3会计实训教学的教学环境欠完善 在当前情况下,会计实训一般都要在专门的实训室里进行,因此会计实训室是完成会计实训教学的重要条件。目前大部分高职院校都建立了手工会计实训室和会计电算化实训室,设置了类似于财务部门的仿真工作环境,使学生能够实际模拟和操作会计流程。但是随着市场需求以及实训教学内容的更新,在企业的实际业务中,会计部门已不再是孤立存在的部门,而是和其他部门高度整合进行会计信息共享。因此,在实训教学当中,还是出现了一定的问题,比如在进行手工实训教学时,不能进行涉及银行、工商、税务等相关部门的实训内容;而会计电算化实训室中也没有相关硬件或软件的相应设施的配备,仅局限于财务软件等会计实践教学,更没有配备使用包含供应链、生产制造、人力资源等模块的erp管理软件以及集团财务管理软件等。这样就造成大部分高职院校所进行的会计实训内容是孤立的,在当前这种企业和社会信息高度共享的情况下,用这种实训方法培养出来的学生很难适应社会的需要。 2.4师资队伍缺乏实践经验 会计实训教学的好坏与教师的经验和能力密切相关。高职院校师资来源渠道相对单一。一方面教师绝大多数来源于各大高校,从学校到学校,未亲身经历企业具体的业务环境,进修机会少缺乏实训经验,在实训中只能靠自己的理解和想象进行实训指导,无法做到理论和实训相结合,致使实训成为纸上谈兵。另一方面师资数量相对紧张,大多数教师忙于校内教学,擅长于理论研究实际工作经验比较欠缺。对实训教学的理念、技巧和使用方法掌握不够,使实训教学在实施中不能达到最佳效果。大多数教师没有专业技能证书,真正意义上的“双师型”教师比例远远不足。 3. 高职会计专业实训教学改革策略 3.1加强实训教材建设 实训教材建设要根据实训能力培养的总体目标,按照实训教学逐渐扩充的内容体系以及梯次提升的层次体系的要求,在处理好了基础与应用、知识与技能、单项与综合等关系的基础上进行开发,进而满足会计实训教学的需要。对于有条件的高职院校应组织 校外岗位能手和校内专业人员,根据开设的实训课程以及各门实训课程的实训要求和目的等自编实训教材,这样可使教材更具针对性,才能更好满足教学需要。 3.2合理设置实训课程,加大实训力度。 以应用技术能力为主线,突出实训教学,坚持“教、学、做”合一的基本原则。企业委托式、订单式培养模式,彻底改变理论与实训教学脱离的现状,做到实训课程设置和实际工作紧密衔接,和职业资格证书考试紧密衔接。调高实训性教学在整个教学计划中的比重,加强培养实训动手能力,制定出符合高职会计教育要求的教学计划、发展规划、课程建设和实训教学。 3.3加强会计实训教学环境 针对会计实训室建设中存在的问题,以及知识经济时代对会计人员素质的要求。各级人员要转变观念,提高认识,充分意识到会计实训教学的重要作用。 一方面,加大投入,推动会计实训室的建设与发展,提高实训室的仿真度,甚至可以建立记帐公司。积极筹资,运用各种筹资渠道,充分利用企业资源、校友资源,大力进行实训室软硬环境建设。 另一方面,理顺管理体制,加强实训队伍的建设。 主要通过各种激励机制吸引和鼓励高水平人才到实训室从事实训教学, 使实训教师、兼职实训教师、专职实训人员比例趋于合理,增强实训队伍管理能力。加强校外实训基地与学校的深度融合。可以探索“订单式生产”的方式进行学校可以与实习单位签订用人协议,学生毕业后可以直接到实习单位上班,在学生前往实习单位实习时,实习单位也无须担心企业的财务信息会泄露,反而因为让学生提前了解了企业的真实情况而在毕业后能够马上进入状态,节省了企业的用工成本。加强校外实习的管理。 首先要制定保证实习质量的规范文件。 其次,加强实习过程的管理与控制。最后重视实习后的评价工作。实习结束时,要求每位学生提交实习单位出具的接收函、实习鉴定和所撰写的实习计划、实习日志和实习报告。 实习答辩是审查实习过程的一种补充形式。 3.4加强会计专业教师的培养力度 要保证会计实训的效果,指导教师要具有深厚的理论知识和扎实的实践经验。一方面,对新企业会计准则要有透彻的了解,同时,要熟悉会计实务,留意实践中的细节向题。为了实现这些要求,有必要加强实训指导教师的培养工作,加强教师实践能力的训练,学校应尽可能为从事会计教学工作的教师提供更多的接触会计实务和审计实务的机会,制订教师的会计实务培训计划,多鼓励教师在企业和单位锻炼实务操作能力,参与一定的会计和管理工作,对一些具体业务处理系统,有目的地进行调研,增加专业新知识,应用到教学实践中。另外,还可以从各单位选聘有丰富实践经验的中高级会计人才承担学校会计实训课程的教学工作。在管理上应打破实训教学人员与理论教学人员的界限,淡化基础课和专业课教师理论教学和实训教学的界限,使之互相兼容,实现教师的一专多能。 会计实训论文:高职《成本会计》课程生产性实训教学设计与分析 《成本会计》课程所讲授的制造企业产品生产成本核算内容是会计专业的专业核心内容,同时,又是学生学习起来普遍感觉比较抽象的内容。因此,笔者试图采用生产性实训教学法,使学生参与到生产过程中,以此增强《成本会计》的直观性、趣味性及可接受性。 《成本会计》课程特点 《成本会计》与其他会计课程相比,具有自身明显的特点,具体表现在以下方面。一是会计主体特定。成本会计主要是研究制造企业所生产的产品的成本如何计算、核算与分析的,而不包括其他行业。二是会计核算与产品生产工艺及过程直接相关。不同制造企业有不同的生产工艺,主要分为单步骤生产与多步骤生产,多步骤生产又包括连续式多步骤和装配式多步骤生产。因此,所生产的产品的成本核算方法就相应地要进行调整。三是计算环节比较多。成本会计的计算比较繁杂,而且不同计算环节,选择的费用分配的方法及标准也会不同(有的按工时、有的按劳务量等)。四是涉及的原始单据大多为自制单据,而且种类比较多。这是因为成本会计根据会计核算的要求,需要编制特有的成本费用分配原始单据,包括各种费用汇总表、费用分配表、成本计算单等。 《成本会计》课程的学情分析 学生普遍感觉《成本会计》内容不易学习,究其原因有多方面,如有的学生中学阶段就不喜欢计算,对计算有畏难情绪;有的感到计算内容较多,记不住;有的对编制各种表格感到吃力。根据笔者的教学体验与观察,上述各种原因其实大都是学习困难的表面现象,其根本原因在于学生没有企业生产实践经验,这就导致学生学习产品成本核算时非常茫然,机械地听从教师的要求,教师让怎么核算就怎么核算,使学生失去了自主思考的习惯,也很难将知识转化为能力。 生产性实训设计 通过上述分析,学生缺少企业生产经验,而这些生产经验又是成本会计核算认知的重要前提。为了引导学生较好地学习成本会计核算,生产性实训是一个好的思路。在此,分析其中的一种设计方案。 生产性项目的选择 《成本会计》关于产品成本核算的情形比较复杂,相应地核算方法也较多(有品种法、分批法、分步法及分类法等,其中,分步法又分逐步结转分步法和平行结转分步法)。因此,在选择采用何种生产项目来实施生产性实训时应有针对性。在此,以品种法中相关教学内容为例,选择食品加工——生产包子项目。 实训组织 (1)小组划分。将学生分成若干个小组,如根据包子生产情况,可将50人的班级分成5个小组,每组10人,然后,以小组为单位组织实训。(2)小组内分工。每个小组要独立完成以下工作任务:材料的采购、产品的生产加工、核算材料的整理与统计。因此,在小组内设置岗位有:材料采购岗位、仓库岗位、生产加工岗位、核算岗位。(3)各岗位职责。材料采购岗位(可设3人),负责材料的采购并与仓库办理材料交接。具体要求是,按小组讨论通过的“材料采购计划清单”(如具体购买哪些青菜、什么肉馅等)进行采购,采购后,列清所购材料的数量、单价及金额(因在集市采购无法获取发票,要求参与采购的人员签字确认);仓库岗位(可设1人),负责材料采购岗位所购材料的入库工作,生产岗位领料工作,并负责办理“入库单”和“出库单”的填制;生产加工岗位(可设4人),负责材料的加工及产品的生产,具体是打水、洗菜、切菜、和面、包包子、蒸包子等;核算岗位(设2人),负责考勤、产品生产定额的统计(包括各种产品耗料定额、工时定额等),产品数量的盘点,产品生产成本的计算等。(4)账表设置。在组织实施实训前,应将实训期间需要用到的各种账表事先准备好,包括成本明细账、记账凭证、原始单据(入库单、出库单、各费用分配表、工资明细表、各种统计表、考勤表等)。 操作规范 包子生产性实训的操作规范:将本次生产性实训视同为企业一个月的生产过程,而且在每一个具体的生产经营环节,都要及时形成经济业务数据。各要素费用的计算可规定如下:(1)所采购材料入库后,发出的材料成本采用个别计价法;(2)工资采用计时工资制(编制“工资明细表”),可设定基本工资、奖金津贴、物价补贴等项目,具体数额可确定为人均20元上下的水平;(3)蒸包子所耗电费,根据电磁炉功率采用计时方式计算;(4)所用设备折旧费按设备价值的0.1%确定(编制“折旧计算表”);(5)将所生产的包子设定为两种规格(以便确定定额)——一种大、一种小,单个包子所用面粉用秤进行称量确定,所用包子馅以标准勺子进行测量;(6)拌馅所用的盐、油用称进行称量领用,并计算其成本。 实训时间及地点 根据具体教学情况,本实训可以安排在正常的上课时间,也可以利用周末的时间进行。实训地点,如果学校有生产性实训基地,则在实训基地进行;如果没有,可选择在手工会计实训室进行,但要保证用电安全。 生产性实训教学的特点 与传统手工实训教学相比,生产性实训教学的突出特点有:(1)学生对产品的生产过程有亲身体验,包括岗位分工及相互关系、产品的生产过程;(2)成本会计生产性实训所用到的成本核算数据,是学生自己在生产过程中所产生的,实训数据具有真实性;(3)对各项费用分配标准的选择具有实际意义,如材料费用、人工费用、动力费用等,在不同产品间分配标准,都是根据生产实际确定的。 生产性实训原则分析 教学适用性 每一次生产性实训都应针对特定的《成本会计》课程教学目标。当然,要尽可能通过一次生产性实训容纳较多的教学任务,以提高教学效率。如上述包子生产性实训,其实训教学目标应当包括:成本会计中定额耗用量的概念,包括定额工时(一个包子的生产工时)、定额材料费用(两种规格包子馅定额用量)、定额材料耗用量(两种规格包子的面粉定额用量);产品生产量的盘点;不同产品间生产费用分配标准的选择与产生(两种类型包子材料费用的分配标准、电费的分配标准等);体验产品生产过程(包子的生产需要经过洗、切、搅拌、包、蒸等生产过程);费用的归集(采购人员工资归入管理费用,车间管理岗位人员工资归入制造费用,生产岗位工资归入生产成本等);相关原始单据的编制(材料入库单、出库单,工资明细表等)。但该实训无法完成产品盘点、约当产量的计算、半成品成本计算等教学任务。 技术可行性 组织生产性实训在符合教学适用性基础上,还需要满足技术上的可行性,包括生产的安全性及可操作性。生产中不能有难以操作的机器设备(如机床等),可以有菜刀、剪刀、针线之类的工具。包子的生产,有生活经验的学生是可以独立操作的。有些项目看似简单,但学生可能无法完成,如布娃娃的生产。 经济可行性 生产性实训比传统的手工模拟实训要用更多的经费。每次实训都要购买相应的材料及耗材,在一定程度上增加了学校的办学成本。因此,生产性实训要考虑实训结果的可利用性或可回收再利用性。如上述包子的生产性实训,实训生产的产品——包子可以直接作为学生的午餐或晚餐,这样可以要求学生每人出10元左右实训经费,学生也可以接受,而且每个小组包什么馅的包子,由学生自己决定。当然,每个小组都要用到的设备与器材,还是由实训室统一购买,以节省整体费用,如面板、水桶、菜刀、电锅、盐等。 总之,为了更好地实施《成本会计》课程实训教学,改革传统的以实训材料为基础的模拟实训,采用生产性实训方法是一种较好的途径。 会计实训论文:技工院校基础会计理论与实训一体化教学探讨 技工院校基础会计理论与实训一体化教学探讨 目前,我国技工院校主要按照专业课程授课,学完基础会计后,再进行基础会计的实训。在教学实践中,笔者发现,按传统的教学方式,部分学生在进行实训时,会忘记之前所学的理论知识,造成课程技能训练的脱节。本文针对传统教学的弊端,提出了基础会计理论、实训一体化的教学模式,以提高技工院校学生的学习兴趣。 一、一体化教学模式的特征 技工院校的生源大部分是初中毕业生或不能按期毕业的高中生,他们的基础知识比较薄弱,学习主动性也不高,课堂纪律散漫,也不会在课余期间复习课堂学过的知识。而会计专业的理论知识比较抽象,需要课后记忆和复习的理论知识和计算公式也非常多。在这种状况下,如何让学生学好会计的专业课就成为摆在每位任课老师面前的一道难题。 二、实施一体化教学的措施 1.编写一体化教材 基础会计的理论学习和实训应采用一套教学资料。传统教学中,老师在设计基础会计的教学安排时,一般从借贷关系讲解会计分录。老师讲解的重点是会计分录中的借贷关系,虽然非常容易理解,但学生在听课的过程中处于被动,长此以往,会厌烦听过多的理论。要解决这一问题,老师可以在课堂上让学生填写记账凭证、根据记账凭证登记明细账。在讲课的同时,也让学生动手操作,改变了会计教学中学生被动听课的局面,活跃了课堂的气氛。一体化教学要求老师每讲授一个类型的分录或理论知识就配以相应的会计手工操作内容,供学生练习。这样就能让学生体验会计业务的办理流程,增强学生的学习积极性。 目前,院校一般使用的《基础会计》《基础会计实训》两本教材。这类书籍要么注重理论知识,要么按照会计从业资格考试的思路编写,并不适合技工院校一体化教学的需求。教师应当遵循一体化教学的思路和实际会计工作流程,编写一本适合一体化教学的实用性教材。 2.建立会计实训室 传统教学通常在固定教室进行。一体化教学可在专业的会计实训室上课。会计实训室中应为学生模拟真实的会计工作环境,以进一步增强学习氛围。实训室应配备齐全的实训资料,例如:会计凭证、会计账簿、报表、银行进账单、转账支票、文具、装订器和安装有会计电算化软件、excel软件的计算机等。教师在讲授理论知识后,就可指导学生在实训室中借助电算化软件进行开设销售专用发票、出库单等操作,让学生体验会计的工作流程。同时,还可以要求学生在实训室填写附有原始凭证的记账凭证。在实训室中,学生既动了“脑”,又动了“手”,这样的教学活跃了学习气氛,也让学生更容易理解理论知识。 3.培养“双师型”教师 目前学校招聘的老师需要参加事业单位考试,这也导致了大部分专业教师为应届毕业生,缺少工作经验,属于理论型教师。一体化教学要求指导教师具有工作经验,熟悉企业的工作流程。“双师型”教师是指能够将专业理论知识和工作任务进行无缝结合,并能教会学生理论知识的教师。针对大部分青年教师是应届毕业生这种情况,笔者建议,学校应鼓励教师到企业去工作1~2年,让老师掌握最新的会计准则和工作技巧,以提高教师的专业技能,培养出既能“讲”、又能“做”的教师。 4.加强校企合作 技工院校基本都有校企合作项目,以实现所教内容和实际工作的接轨,从而有针对性地培养应用型技术工人。但由于会计行业的特殊性,学校很难为会计专业的学生找到实习的企业。同时,因为行业的限制,即使有实习企业,能去实习的学生数量也非常有限。这就要求学校在条件允许的情况下,聘请有经验的会计从业人员为学生讲授会计工作的操作流程和注意事项。教学内容可以选取单位一个月内实际发生的部分会计资料,由企业财务人员指导学生进行手工实训,让学生进一步掌握原始凭证和记账凭证的填写方法、课本中的理论计算方法如何应用于会计工作中、不同会计岗位的相互联系和牵制等内容。 三、小结 一体化教学是一种全新的教学模式,会计专业实施一体化教学,不仅可以避免过分注重理论,让学生感到枯燥的弊端;也可以有效地将“动脑听”和“动手做”有机结合,让学生掌握会计的实际工作流程。当然,我们也应该从教学模式、教材、教学环境等方面做出转变,以提高学生的学习兴趣,培养出更多适应企业要求的技能型人才。 会计实训论文:如何搞好中职会计模拟实训课 如何搞好中职会计模拟实训课 会计模拟实训是指在会计教学中,把企业财务部门的业务活动浓缩于事先设计好的会计模拟实训资料之中,培养学生处理实际业务能力。目前的会计模拟实训主要是通过写、算、做三项基本功的独立操作进行的。虽然说这可以缩短理论和实践的“适应期”,为即将从事的工作任务奠定基础,但是在实际操作的过程中却有着种种欠缺。现就怎样指导中职会计专业学生进行综合模拟实训谈几点看法: 一、中职会计专业的现状及存在的问题 众所周知,现在的中职教育比不得较早。首先从生源的角度来看,以前我国实行的是精英教育,只有少数人才能考上高等学校继续深造,而中职教育在当时因为上学时间短,国家能给予解决工作问题而深受当时初中毕业时成绩优异的学生的青睐,那时的学生朝气蓬勃,求知欲高,领悟及学习能力强。而今的教育已不复过去的精英教育,大批的孩子都能考上一所高等学校,国家亦不在安置工作,所以说现在的中职教育已不再受那些成绩好的学生所追捧了,总体上是初中毕业时成绩掉尾的,甚至是初中都没毕业的学生才会考虑。因此说现在的中专生自身的学习能力差,对于进一步的学习带有厌烦心理。两相比较不难看出现在的中职教育的难度很大。相对纯理论学科而言,会计是一门应用性很强的经济管理学科,因此说,对于中职学校的学生我们更应从实际操作中弥补学生理论理解能力等方面的不足。 其次,会计模拟实习的教材编排不尽合理,实习内容多,时间紧,学生不堪重负,实习效果不佳。现在使用的教材中普遍存在过分强调会计核算,忽视会计监督的问题。在现有会计实习教材中一般都是要求学生能完成从凭证-帐簿-报表的一个循环。先根据原始凭证填制记帐凭证,再根据记帐凭证登记帐簿,最后根据帐簿编制会计报表,看似前后衔接紧密,实则是省略了会计的审核监督环节。翻阅多本实训教材,我们都会发现教材中没有给出不合理、不合法的会计资料供学生选择鉴别。这就会造成学生在观念上忽视对会计业务的审核工作,直接导致学生默认为即使是现实工作中提供的会计原始凭证都是不会出现差错的。并且,针对每一笔业务,大都会以精炼的语言点出所述的是哪笔业务,学生只需按照文字来填制凭证。如,某企业购入一批原材料,价款为8100元,进项税额为1377元。货已收、款未付。学生看到这里,自然会条件反射般的做出借:原材料8100应缴税费—增值税(进项税额)1377;贷:应付账款9477的凭证。而在实际工作中是不会出现这段文字的,以至于在工作中,没了文字说明,学生就会不知如何进行下一步了,由此而培养的会计人员走上工作岗位注定是不合格的。另外在新会计标准下的帐务处理中需要有更多会计人员的职业判断。如:一项资产是否采用稳健原则,是否计提减值准备,在现有的会计模拟实习中,根本没有会计职业判断的体现。只需按图索骥就可以了。通过以往的会计模拟实训,我们可以看到,传统的会计模拟实训往往是学生每人一套实习资料,其内容相当于一个中型制造企业的一个月的业务量;一个人充当企业的各种人员的角色:既是仓库管理员又是销售人员;既是会计又是出纳等等。给学生感觉很混乱,理不出头绪。一个多月的实训下来,实习资料在老师辅导下算是勉强完成。但要学生对实习进行总结时,却讲不出个所以然来。而且由于从头到尾的囫囵做账,给学生们的印象就是:会计就是记记账,填填表的活。只要把资料给的原始凭证都用了就可以了,根本没有体现出会计应有的作用。再次,实训时只重视手工模拟,忽视了计算机模拟。目前,大多数企业都已全部或部分实现了会计电算化,掌握相关的会计知识和计算机知识的操作技能已经成为会计人员的基本要求。但我们看到在会计模拟实训方面,还主要停留在手工模拟阶段,应用计算机模拟实训的相对还较少,这会使得学生工作后依然要经过长时间的适应期,才能胜任一定的会计工作。其实,造成上述的种种差距的原因,并非都是物质方面的,更多的是人们的意识观念问题。 二、解决的方法及建议 首先,要贴近实际工作,选好综合模拟实训教材。 近几年我国会计制度在不断改革、完善,而一些相应的教材仍未修订,特别是会计科目和相应的账务处理未能及时修正,如果仍然采用这类的教材将会不利于学生按新会计制度要求进行模拟实训,达不到学以致用的目的。为此,在选择教材方面我们应该及时更换所用教材,使其尽可能的贴近实际工作。为学生较好学习打下一个良好基础。 其次,分角色认真做好实操课的操作辅导。 传统的会计模拟实训课大多是要求每个学生都要动手做一套帐即可。让学生们意识不到会计与其相关岗位的关联性。所以说,在今后的操作中,应将学生分角色进行实操课。如,将班内的学生分成几个小组。每个小组都划分成出纳、会计、仓库报关员、采购员等几个,让学生在各个小组中分别担任各种不同的角色,定时更换,使其在实训的过程中充分了解与会计相关的各个岗位的职责。再次,要理论与实践相结合。熟悉操作要求和过程。在动手操作前,除分发有关资料和实习用品外,还应做好:(1)复习《基础会计》讲述的七个会计基本核算方法的原理及它们之间的关系,使学生对实务操作有一个整体的认识和清晰的脉络,做到有章可循,有据可查。(2)让学生全面了解资料所列企业的生产组织、工艺流程特点、财务制度、会计核算、成本计算以及涉及的税金核算和明细科目的开设要求等有关情况及规定。(3)建账。在全面复习《基础会计》中的账务处理顺序的同时,使学生知道账簿的用途、种类,各种账簿之间的关系,使学生有一个整体的认识,学会账页格式的选择和期初余额的填写。应充分利用编制期初试算平衡表开始建账工作,即在将资料所提供的各账簿期初数据转抄到各个账簿后,要再一次利用平衡表检查已登记载的各账簿的期初余额。这样一来可以避免学生漏抄和错抄期初余额,节省以后检查时间,这一过程对初学者很有必要。在建账的同时,对于相关岗位也应相应的做好准备。比如说,对于库房保管来说,就应让其分清自己所保管的材料、产品的明细目录,根据实务的要求,采取计划成本还是实际成本记账。(4)制证、记账。记账凭证是学生动手的基础部分,所动用的会计理论知识较全面,占用时间较多,是实训的核心阶段,对于这一环节来说,教师应有较详细的辅导。要求学生分角色来填制、稽核。对制证,可充分利用《基础会计》教材“记账凭证的种类和填制方法”这一节,使学生明确原始凭证、记账凭证的内容和填制要求,并由教师举规范的原始凭证、记账凭证的内容和填制为例并演示讲解,以此帮助学生认真分析每一笔经济业务,应该在哪个科目核算,明细科目是什么,需要编制几笔会计分录,它的依据是什么,从哪里取得所需数据,避免操作时出现混乱。同时要进行主要经济业务账务处理过程的复习,特别是企业供产销流程的重点账户要进行规纳总结以利于学生复习和运用。当然也可以在演示编制的过程中,人为的填错,让学生们进行稽核,找出错误并采取相应的方法更正错误。(5)成本计算。这是实训中的一个难点,对中职学生而言,更是如此。因此对于这一环节,教师要结合复习有关成本计算章节的基本计算程序,着重说明每一张分配表和计算表中每一个数据的来龙去脉,帮助学生学会查阅账簿,编制相关计算表格,指导学生根据账簿的有关资料,编制汇总表和分配表。在具体操作中,应在按照教材指定的方法来进行成本核算的同时,也应进一步讲解一下其他方法。譬如针对水电费的分配,分别采用交互分配法和直接分配法进行核算,让学生在直观上了解不同方法对成本核算产生的差异。(6)结账。这一环节,可结合《基础会计》———结账这一节内容,做出“t”字形工作底稿,先利用工作底稿对怎样进行月结、年结、期末转账给学生作详细辅导,然后再根据底稿登记账簿后结账。要总结对比“t”字形账结账与账簿上结账的异同点给学生,这样不仅可以减少差错也可保持账簿的美观。(7)编制会计报表。对于这一步应先带领学生复习资产负债表、损益表等报表的填写方法,尤其是要针对报表中部分难填的项目,如资产负债表中货币资金、存货、应收账款等,充分利用试算平衡表,复习数据来源,然后再根据资料,师生共同查找数据,让学生真正掌握报表编制的具体操作和数据来源。(8)会计档案管理。到这一步的时候,就应教好学生原始凭证的折叠,折叠部分怎样防止被装订;会计凭证如何装订、包角;明细账页怎样编号;年末账页空白处怎样划线等。以上八步是一个会计人员在工作中会接触到的工作程序,教师在实训的过程中都要给学生以具体指导,让他们感受到收获自己劳动成果的满足感。 再次,在模拟实训中增加电算会计的内容。 信息技术的发展对经济、社会活动的各方面产生了极大的影响,对与经济活动密切相关的会计工作,也必然产生巨大的影响。计算机技术在会计中的广泛应用,使得会计核算模式发生了巨大的变化。基于信息时代对会计专业提出的高标准要求和对学生实际应用能力和创新能力的培养,适应会计教学改革的要求,要建立会计模拟实习电算化实验室。目前,绝大多数学校的会计模拟实训都采用手工做账的资料,而会计电算化课程的学习却是脱离实训课进行的。这一点,我觉得是不可取的。对于这两部分来说,应使之相结合,将手工帐的模拟实训与会计电算化教学密切联系起来。对于手工帐中出现的凭证、报表信息等由充当相关岗位的“会计人员”及时录入,通过上机操作或教师演示,让学生体会使用会计软件完成“证—账—表”全盘账务的上机操作。之后要让学生自己分析手工做账和计算机做账的异同,激发他们学习电算会计的兴趣,为下一步进行会计电算化的学习和提高做好准备。 第五,建立教师实践基地,要求教师要有计划、有组织地进行实践活动 教师这一职业即是授业、传道、解惑。这是几千年来对老师的定义。为此,对于教师而言,在教授学生学习个过程中应不断提升自身的素质、内涵。而对于从事实践性课程的教师,不但要精通本专业的基本技能,而且具体的业务环境也要亲身经历。这样才会将理论与实践相结合,不会出现闭门造车的情况。如条件许可,教师在担任实践性课程前,应利用节假日或假期等时间,定期到企业或注册会计师事务所进行长短期的实践锻炼,这样可以及时给予学生最新的知识与信息,使学生适应社会发展的需要。实践出真知,应当把社会实践当作是教师的一种进修,作为专业水平提高的重要途径。 总之,会计模拟实训是解决当前会计教材理论联系实际的一门必备功课,做好手工模拟实训作业能够使学生将书本与实际相结合。同时,为适应电算会计的发展,培养社会需要的人才,更要增加会计模拟实训的电算化内容,将手工做账与电算会计有机地结合起来。 会计实训论文:浅谈职业院校会计实训的有效途径 摘 要:当前职业院校会计专业普遍存在着工学结合、校企合作不够的问题,校外会计实习几乎不可能。如何进行校内会计实训,让学生不出校门就能真正掌握会计操作技能,实现学生与会计岗位零距离,是职业院校迫在眉睫的大事。作者依据多年会计教学经验,针对目前职业院校会计实训现状提出了自己的见解,希望与广大同仁共同商榷。 关键词:会计实训;现状;有效途径; 一、职业院校会计实训现状 会计专业教学成本低,大部分的职业院校都有会计专业,但真正能让学生在校内真刀真枪地从事会计工作的并不多。大多数职业院校把会计考证作为衡量教学水平的高低。在校两年的教学内容主要包括会计理论教学和校内会计模拟实训,第三年的校外实习基本上流于形式。这种模式下,领取了会计证和毕业证书的毕业生仍对会计工作感到迷茫的大有人在。学生毕业从事会计工作仍需要接受企业的培训才能上岗。毕业生不能与企业会计岗位很好对接,学生就业受到严重影响。鉴于此,职业院校如何在校内给学生提供真实的会计实训平台,让会计专业学生在校期间就能从事会计工作,掌握会计实际操作技能,是职业院校迫在眉睫的大事。 二、职业院校会计实训的有效途径 (一)、改组教学实习商场,成立学生股份公司 大部分学校的校内实习商场打着教学实习商场的幌子给外人承包,或者是学校自己经营,成为学校赚钱的渠道,没有让学生真正的实训。如果实习商场能真正成为学生的实习平台,它可以为会计系、工商管理系提供多个实习岗位。以笔者单位为例,学校将场地交给工商管理系,由学校市场营销协会牵头,学生自愿募集股份,原始股发行价1元/股,面向全校学生发行校内股票,在校内流通,挂牌上市交易。学校安排一名或多名指导老师即可。老师不持股,不经营,只指导学生的专业技能和监督商场财务状况。公司设立经理、采购、营销、收银、安检、会计、出纳、报税、仓管等岗位。公司所有部门经理由工商系、会计系学生竞聘上岗,职员全部由董事会面向全校学生择优录取,由公司发放工资薪酬。公司参照上市公司规定,定期招开董事会、股东会,公开财务状况和经营成果,自主经营,自负盈亏。学生股份务必在毕业前转让给在校生,如果转让不出去,公司按市价负责回购。由于公司设在校内的优越地理位置,公司几乎是垄断经营,只赚不赔。一方面解决学生实训,另一方面为贫困生提供勤工俭学机会。学校几乎没有什么风险,就是少收点租金,比起耗费巨资兴建实训大楼要实际得多,有用得多。 (二)、在社团联合会成立会计服务社 职业院校都有学生社团。以笔者单位为例,目前就有100多个学生社团,包括会计服务社、威风锣鼓队、校礼仪队、阳光志愿者、模特队、电子电工之家、、学生艺术团、博浪文学社、瀚海书画社、电脑俱乐部、蓝波新闻社、集邮协会等。每一个社团都有自己的社员,每个社团都有经费,有的社团还有创收,或者接受有关单位的捐赠。如威风锣鼓队、礼仪队等,某些单位庆典,会邀请这些社团为其演出,并获得相应的收入。为了规范社团行为,公开社团的财务收支情况,由校团委下面的社团联合会负责管理,并委托会计服务社对各社团进行会计核算,进行经费的有效管理。会计服务社不仅可以为这些学生社团提供记账,还可以对其他系的经营实训场馆进行记账。如工艺制造系的模具加工厂、酒旅系的旅行社、体育系的各项培训、学生勤工俭学中心等。在指导老师的指导下,学生既可真刀真枪地做账,各经营实体和团体又可节约成本,一举两得。 (三)、校企合作,在校内成立会计师事务所 虽然校属企业、学生社团会计业务涉及到加工业、商品流通、旅游和非营利企业会计业务,但业务范围相对较窄,需求人数少,有些会计行为还不够规范。为更好地规范会计实习行为,扩大业务范围,应以会计系或职业院校的名义,与会计师事务所进行合作,在校内设立会计师事务所分所。利用学校强大的师资团队优势,学生实习不计报酬,劳力成本低的优势,会计师事务所的技术资源优势,加强校企合作。以学生家长(或亲戚)的公司为突破口。大部分家长都愿意将自己公司的会计业务交给未来的接班人,有老师亲自指导孩子处理自己公司的会计业务,家长也非常放心。 三、职业院校会计实训应注意的问题 为了更好地开展校内的会计实训工作,职业院校还要注意如下三个问题:首先,学校要对各系的实训场馆或企业统筹管理。凡是要进行经费核算的实训场馆或企业,会计人员和指导老师由会计系统一安排,并做好轮岗和考核。其次,要建立和完善相关的实习制度和流程,包括实训操作规程,实习指导老师的安排选拔和聘用、考核制度,学生实习岗位的轮换制度等,以保证校内会计实训的有效性。最后,在招生入学时建立学生亲属公司档案,方便日后开拓业务。 会计实训是仁者见仁,智者见智。只要职业院校转变观念,充分认识到会计实训对学生就业的重要影响,提供更多的资源和空间创设更多的校内实训机会。我相信所有会计专业的学生在不久的将来,都能不出校门进行会计实训,真刀真枪地做会计,实现与企业会计岗位零距离。 会计实训论文:生本教育理论下的会计实训教学实践探讨 技工院校的学生目前职业教育会计专业的教学存在重理论轻实践的错误认识,以教为主,重视培养学生实际操作能力的教学体系相当的不完善,技能实训的目的性不强,考核评价方案不健全等等。为了使学生能在步入工作岗位之前能更快地适应单位的需求,为社会培养大量的高质量人才,需要形成一个有效的学生理念、价值取向、知识结构与能力训练培养的教学体系。 笔者结合自身教学实践,坚持以“学生为主体”、以“能力为本位”生本教育理念,让学生自主学习为主,教师引导为辅,充分调动学生的积极性,把课堂还给学生,让学生充分参与教学过程,并建立一个完善的会计实训体系,使学生在这个连续的不断递进的“体验式”训练过程中,既达到学习、理解知识的教学目的,同时提升学生的技能和综合素质。 一、生本教育教育理论在会计实训教学中的意义 生本教育的课程观主张:“小立课程,大作功夫”,也就是说,教给学生的基础知识尽可能地精简,而腾出的时间和精力让学生大量地进行活动;主张学科内部整合和整个课程整合,使各科课程本质化、综合化、活动化。而在我们现在的教学课程融合性不强,各学科之间较为分散,学生在学习时理解不深刻,只有实现了大课程的整合,整个学校教育的生本化,即学生可以自主地学,才有可能成为现实。这种整合不是那种简单的仅仅“作加法”的校本课程,而是“做乘法”,即进行本质改变的课程整合,使“基础课程”本身就有活动性和研究性,通过活动和研究把各部分课程整合在一起,成为其体系化的教学思想走向现实的桥梁,使生本教育的教学改革实验具有可操作性。 二、生本教育理论在会计实训教学中的应用 生本教育的方法论:先做后学,先会后学,先学后教,少教多学,以学定教。因此,树立生本教育为导向的教学理念,构建工作过程知识为载体的学习,要由浅入深,由易入难地给学生设计项目,让他们带着任务来学习。由于会计这门学科的特点,更侧重于实践。因此,教师在每次教学时,都要考虑学生的接受理解能力,一定要让学生完成掌握所学的内容,同时能将理论与实际相联系,针对每门课程的不同特点,为学生设计相应的教学项目。 (一)设计会计教学实施步骤 1、教学中体现生本教育。在会计教学中,教师按照学习内容的要求,采用启发式教学,引导学生思考,并让学生动手操作。比如让学生根据发生的经济业务填制原始凭证、编制记账凭证、登记账簿、计算成本、纳税申报、编制财务报表或者进行财务分析等等,使其主动学习。然后教师再提炼知识点,整合后再进行理论教学,通过讲练结合的方式,达到人人动手以提高操作技能。 2、分工合作实训方式。教师针对所学内容设定一个项目目标,将学生分组,在每组中按照会计机构内部各岗位的分工情况进行分岗位操作,让学生共同完成该项目,从而对整个会计操作流程的来龙去脉有了完整的认识和深刻的理解。比如对成本计算或企业资产核算等内容实行单项模拟,并规定项目完成时间。从原始凭证的收集处理,到项目的完成及目标的实现,均由学生自己完成。遇到问题,教师可引导学生通过上网、参考书来查找资料,在研究中学习,逐步完成实训项目的目标,从而养成自主学习良好习惯。同时通过团队合作的形式体会到合作和竞争的气氛,既锻炼了他们自学的能力,也让他们体验了团队协作快乐。 3、建设校内综合实训实验室。技工院校会计模拟实训室是会计专业培养学生会计实际操作能力的重要平台和基地。实训室的建设应该来源于会计工作的实际作业流程。通过学生的实际操作,使学生在引证理论的同时,增强动手能力,并能使其专业能力和综合素质得到提高。 4、建设实训仿真基地。在校内建设实训基地仿真实训,给学生提供真实的会计岗位操作平台。比如,在校内建立校园餐饮业作为会计教学实训基地,将各班学生利用课余时间轮流担任收银员、核算员、会计员工作,会计专业教师进行相关实训指导。这样不仅有利于学生职业技能的提高,还能培养他们人际交往的能力。另外,通过校企合作的形式,让学生在校外实训基地的参观、实习,从而得到更感性的认识。 (二)建设会计教学实训平台 1、会计实训室的建设。为满足会计仿真实训的需要,应加大软、硬件设施投入,建设会计实训室,会计模拟实训室包括手工会计模拟实训室(即手工模拟实验室和银行大厅、税务大厅)和电算化会计模拟实训室。手工模拟实验室主要实现财务核算功能,如出纳岗位、工资结算岗位、固定资产核算岗位、材料核算岗位、成本、费用核算岗位、往来帐结算岗位、财务成果及总分类账核算岗位等;而银行大厅主要模拟企业财务人员到银行等金融机构办理相关业务,如现金的存、取,票据的填写和支付,办理贷款等业务;税务大厅主要模拟财务人员到税务机关办理相关业务,如税务登记、纳税申报、变更、撤消等业务。会计电算化实训室可引进现在较通用的用友软件,实现erp财务业务的一体化。让学生模拟企业真实环境,把理论知识、实践技能和实际应用环境紧密结合在一起。 2、打破传统教学模式,引入生本教学。传统教学中,教室只能教授理论,实训室只能动手训练。生本教育强调的是“以学生为主体”,因此,可以将教室、实训室功能一体化。教师可以首先根据学习内容设置项目,并利用会计实训室引导学生实现项目目标。同样,在教室也能进行实训项目的训练,在这个过程中,学生通过讨论、提问、查询资料等方式获取理论知识,引导学生主动去掌握知识,教师再进行提炼知识点,从而达到理解会计理论知识、掌握会计基本技能。 3、建立校内外实训基地,体验真实工作环境。利用校园内资源建立校内实训基地,仿真训练完成职业能力的培养,如建立校园超市实训基地,让学生轮流担任收银员、会计员的工作,培养学生相应的职业能力。另外,通过校企合作的形式建立相对稳定的校外会计实训基地,以实现对学生会计岗位能力的培养。由学校安排学生到企业或会计事务所实习,让学生在实习中得到磨炼,在学习中找到兴趣,在工作中体会知识的运用,以此培养学生具备会计、出纳相应的岗位能力。 三、生本教育理论下的实训教学综合考核评价 实训教学评价是实训教学过程中的重要环节和组成部分。生本教育理论认为实训教学评价至少有两个功能:一是教师了解学生的学习情况,二是督促和鞭策学生的学习,以便提高学习效果。因此,从方法上可以分为两部分:过程评价和结果评价。这样不完全局限于硬性的书面评价,而更承认氛围性评价、自我评价等软评价的作用。在这样的评价体制下,评价结果有相当大的调节空间,使学生可以自主调节。 (一)加强过程评价考核,全面衡量学生水平 要求学生在实施每一个实训项目中,严格按照实训标准实行。在评价过程中,不仅从实训目标的完成程度及正确程度来考核,同时对学生的学习态度,自主的学习能力进行评价。比如通过平时在课堂上的讨论,案例分析的表现,项目的动手能力等,一方面由专业教师来评分,同时由分组同学进行自评,以便全面衡量学生的水平。 (二)考核的内容和方法灵活多样,更加关注学生综合提高 在考核评价内容上,不仅仅看中技能的成绩,还要包括会计职业道德的评价以及参与态度的好坏,综合能力及创新精神,团队合作的考核。学生在实训学习的过程中,表现出来的分析问题、解决问题、沟通协调、相互配合完成任务等方面能力,都是学生最终实训成绩的构成依据。采用的评价方式,以学生自评、互评为主,教师评价为辅,可用课堂提问、课堂讨论、学习报告、项目报告、团队活动、阶段测验、技能竞赛等手段进行,对珠算、点钞、税务等实训课程开展评价。 (三)发挥评价的激励作用,调动学生自主学习的积极性 通过平时的实训学习后进行阶段性测试和比赛来激励学生的学习兴趣和积极性。并且实训课程可以采用其他的一些评价办法,比如以会计证书的考试成绩作为课程的成绩,即将实训课程的通过与否与取得国家职业资格证书或技能等级证书挂钩。我们认为,可以多组织学生参加珠算考试,会计上岗证等技能或职业资格证等等。 生本教育旨在让学生自主学习、合作学习,让学生成为课堂的真正主角,从而调动学生学习的兴趣和积极性,在快乐中学习,在学习中得到发展。为了达到活跃学生、活跃课堂,从“师本理论”走向“生本理论”,教师必须精心设计教学过程,实施教学计划,以学生为中心,从而提高他们的专业能力和综合素养。 会计实训论文:会计手工账务处理与电算化账务处理同步实训的重要性 [摘要] 会计手工账务处理和电算化账务处理同步进行实训,对提高财会专业学生的专业技能,具有重要的意义和作用。 [关键词] 会计电算化; 手工账务处理; 同步; 中职; 专业业务技能; 实训 1会计手工账务处理和电算化账务处理同步实训的必要性 计算机应用已经在各行业普及,要求财会专业学生要与时俱进,在熟悉传统手工账务处理的同时必须掌握会计电算化账务处理方法。要实现上面的要求,就有必要在会计综合模拟实训教学中,将手工账务处理和电算化账务处理同步进行。 (1) 随着电子计算机的普及,会计工作也从传统的手工方式步入了电子化、信息化时代。会计电算化的内涵是计算机技术、信息处理技术在会计领域中的应用,是时展的必然结果,是会计发展的方向,是会计工作者必须掌握的知识和技能。 (2) 对于会计从业者来说,掌握了会计知识,熟通传统手工化账务处理并不等于掌握了电算化账务处理。所以,会计工作人员有必要从两种知识技能的区别和联系等方面去全面掌握。 (3) 目前,中职学校会计专业在最后会计综合实训课教学中,较多进行手工化账务处理的教学,不大重视同时进行电算化综合实训,电算化只是作为一门学科另行教学,而没有真正纳入到最后的综合实训课中。因此,就会使学生在对这两种方法产生认知上的偏见,认为只要熟通传统手工化账务处理,学了电算化知识,就能两手都会。或认为,普及电算化了,传统手工化账务处理已无必要。可见,在综合实训教学时没有对手工和电算化同时进行教学,对学生的学习态度及掌握和运用这两种知识与技能都有很大的影响,对学生今后会产生不利的影响。 从上述分析看,中职学校财会专业学生在进行会计综合实训教学时,有必要对两种账务处理同样给予足够的重视:① 处理的对象是相同的; ② 处理的内容都主要围绕账、证、表三大内容进行;③ 处理流程基本类似:建账会计凭证会计账簿会计报表。所不同的是手工账下会计信息系统主要是记账、算账、报账为主的管理,电算化下会计信息系统由过去单一的管理发展成为财务与业务一体化管理。因此,应将两种账务处理实训同步进行,分析它们的联系和区别及利弊,让学生了解它们是相通的。在相互结合、相互印证的基础上使学生所学的知识技能得到巩固、升华。 通过实际的对比操作,不仅让学生更好地掌握两种账务处理的技能,更能让学生体会到传统手工化账务处理并没有过时,它对实现电算化具有指导性的作用。让学生从中体会到电算化的强大优势,体会到实现电算化对工作的重要性,引导学生对会计知识进行探索和创新,做到两手都懂,做好两手准备,为日后从事会计工作奠定基础。 2传统手工账务处理和电算化账务处理同步实训的实施 要实现两种账务处理同步实训综合教学,首先,要做好相关的组织、计划工作,包括实训场所、实训设备、实训教材、实训财务软件、专业指导教师等。实训教材资料最好由教研室根据会计综合实训教程的要求组织确定。其次,做好实训前的动员,让学生了解实训的目的、意义,实训的总体安排、要求、措施,明确责任、任务、进度等情况,使学生感到仿佛处在真正的会计工作岗位上。在具体教学中,要随时注意两种账务处理的相互比较,使学生能清楚地理解掌握两种账务处理的共性和区别,归纳、总结、巩固所学的知识技能。 通过同步实训对比,使学生明白会计电算化是传统手工化会计发展到一定阶段的产物,它并没有改变传统手工会计核算的原理和基本程序,即会计核算仍然要经历确认、计量、记录和报告这一基本过程,其核算结果应是完全一致的。区别主要体现在: (1) 运算方式不同。手工会计以算盘或计算器为运算工具,以笔墨为书写工具,通过纯手工实现会计核算,运算和记录的速度慢、准确率、效率低。会计电算化是以计算机和财务软件为媒介,通过人、机对话实现会计核算,运算和记录的速度、准确度高。 (2) 数据处理过程不同。手工会计的技术方法虽然经历了很长一段历史时期,但其基本方法、原理和操作步骤都没有本质改变。而会计电算化由于采用现代计算机信息技术,运算速度快,整个核算(运算)过程形成了一体化,是在传统手工会计基础上实现的一次技术飞跃。 (3) 信息存放方式不同。手工会计是将会计信息数据以凭证、账簿、报表等纸质为载体进行书面记录并保存,占用空间大,需要重复抄录,容易出错。在会计电算化中,除原始凭证以纸质文件保存外,其他均是以磁盘、磁带等磁性介质作为存放会计信息数据的载体,占用空间小,查找方便,而且,数据只需录入一次,杜绝了重复抄录产生的错误,提高了工作效率。 (4) 信息组织方式不同。手工会计的信息组织方式是应用原始凭证、记账凭证和各种账簿,即通过先将原始凭证的数据填入到记账凭证,再将记账凭证的数据逐笔登记到账簿的方式完成。而会计电算化的信息组织方式是利用计算机的内在功能和应用软件,将会计信息序时存放在凭证库中,最终完成信息的组织过程。 (5) 数据处理起点不同。手工会计条件下,数据处理的起点是原始凭证;而在会计电算化条件下,是以记账凭证作为会计电算化系统数据的起点。 (6) 账务处理核算方式不同。手工会计环境中,账务处理由不同岗位的会计人员按照不同的科目,在凭证、账簿和报表中记录、核算。而会计电算化环境中,账务处理转变为数据处理,将手工处理过程简化为将有关数据从“凭证临时文件”转移到“流水账文件”中存放。 (7) 查询方式不同。手工会计的查询方式通过手工完成,查询速度慢,查询结果单一,特别是扩展和延伸的分析查询几乎难以实现。而会计电算化则不同,查询过程简单明了,查询速度快,查询量大,而且可以通过计算机的综合运算查出用户所需的各种指标数据结果。 3小结 将会计手工账务处理和电算化账务处理同步进行综合实训教学,比只进行传统手工账务实训教学会遇到更大的困难,需要安排较多的教学时间,但通过精心的设计和安排是可以实现的。运用这种方法,将有助于培养学生成为具有创造性的应用型人才。 会计实训论文:浅析中职会计实训教学存在的问题及对策 论文摘要:本文在研究会计实训意义和会计实训环境的基拙上,指出会计实训在发展过程中存在的主要问题,同时提出解决会计实训教学的改进措施。 论文关键词:职业教育;会计实训;存在问题;改进措施 中等职业教育的目标旨在培养符合现代制造业和服务业发展需求的技能型人才。作为中职学校的传统专业——会计专业的教学,在新形势下同样面临着严峻的挑战。如何培养出具有解决实际问题能力的高素质的技能型的会计人才,是中职会计教育急需探讨和解决的难题。下面笔者就如何加强中职会计实训教学,充分认识加强会计实训教学的必要性,传统中职会计实训中存在的问题,分析产生这些问题的原因和解决问题对策等方面进行阐述。 一、会计实训的必要性 1.符合中职教育的培养目标。 培养符合生产、建设、服务第一线需要的,德、智、体、美全面发展的中等技术应用型专门人才,是中等职业教育的根本任务和目标。中等技术应用型专门人才是指能将专业知识和技能应用于本专业社会实践的一种专门的人才群体。与对知识型、技能型人才的要求不同,对中等技术应用型专门人才的要求是“既有必须、够用、管用的专业理论知识,又有基本的专业实践技能”,特别突出对实践技能的要求。会计实训教学的目的正是提高财会专业学生的实践动手能力。 2.能够检验教学成果。 检验教学成果,即通过综合分析课堂教学与实际工作之间的差距,找出教学中存在的不足,为完善教学计划,改革教学内容与方法提供实践依据。因此,在学生实训的过程中寻找理论教学的薄弱环节,把握理论要求与实践要求的差距,有助于教师在今后的理论课教学过程中有的放矢地教学,提高教学水平。 3.提高学生的就业综合竞争力。 中职教育事业是一项长期的民心工程。教学质量直接影响学生的业务素质以及今后的就业综合竞争力。保证教学质量是学校管理的核心任务,也是提高学生就业综合竞争力的基本要求。学生的会计实务工作能力是教学质量的体现,会计实训的根本目的是提高学生的实际账务处理能力,增强学生的毕业竞争力,实现全面就业,争取社会的高度评价,促进学校教育事业的可持续发展。 二、传统中职会计实训教学中存在的问题 1.培养目标和定位不准确。 中职学校会计教育的目标主要是培养适应社会主义市场经济需要的德、智、体全面发展的,能在企事业单位中从事会计实务的应用型初、中级会计人才。中职学校会计实训教学的定位,应该是强化学生动手能力,运用所学专业理论知识比较熟练地掌握企业一般业务会计操作技能。而在传统的会计教育模式下,一些中职学校的会计教学,没有突出这个特点,过份依赖课本向学生灌输基本理论,忽视了实训教学。由于定位不准确,不适应会计的发展形势,导致培养出来的学生不适应市场的需要,很多学生走上工作岗位后,不能尽快进入角色,遇到实际问题,往往束手无策。 2.实训师资力量不够。“双师型”教师匮乏。 大多数中职学校缺少专门的会计实践指导教师。目前中职学校的会计教师一般都是高校财会专业毕业后直接到学校参加工作,缺少相应的专业实践经验。由于双师型教师缺乏,会计专业教师越来越难以专业化,另外大多数中职学校未能把会计专业教师参加社会实践制度化,使他们的专业知识难以及时更新。目前会计教师水平参差不齐,专业理论与实践能力都具备的“双师型”教师为数不多。 3.会计实训内容单一,实训课时偏少。达不到实训效果。 职业教育强调实训课的重要性,但在实际上仍以理论传授为中心,并没有把实训教学提高到应有的高度,会计实训课大多数也只停留在手工实训。如手工模拟实训是基础,在传统会计教育中起到给予学生感性认识的重要作用,但在会计电算化进一步普及的今天,如果教学只停留在手工实训上,难以达到理想的实训效果。 4.缺乏合理的评价考核办法。 会计实训教学与专业理论课教学一样,有着本身的规律和特征,对学生成绩评价也应有一套比较完整的考核办法。这要求在中职学校要建立规范的、操作性强的评判标准。然而,大多数中职学校的实训教学起步较晚,存在很多评价标准上的空白和考核办法上的不完整,甚至有时会完全取决于实训教师的主观判断,有较强的随意性,这直接或间接地制约了会计实训的教学效果。 三、推进会计实训教学的改进措施 1.正确认识、合理定位。 会计实训作为会计教学的重要环节,学校应当把它当作中职学校形成特色、提高质量、重树品牌的重要手段来抓,把培养合格的实用型人才作为中职学校会计教育目标进行科学定位。根据其人才培养目标,遵循中职人才培养规律,重视实践,突出实用,强化学生专业技能的培养,形成特色,满足社会需要以及学生自身就业的需要。 2.加强会计实训教师队伍的建设,增强教师的实践能力。 首先,中职学校可以通过以下途径培养实训师资队伍:引进具有丰富实践工作经验的专、兼职优秀会计人才;鼓励教师进修或脱产学习,补充实践知识的不足;紧密联系企业,选送会计教师到企业兼职或任职,使教师能及时了解企业会计的工作实际,弥补自身不足;强化会计教师的终身学习思想,把教师继续教育制度化;积极开展学术交流活动,聘请职业会计师来校任课或举办讲座,或者对教师进行培训等,这样既可以优化师资队伍整体结构,提高“双师型”教师比例,还可以对在校专职教师起到“传、帮、带”的作用。其次,中职学校应配置专门的会计实训教师,并采取措施创造条件让他们经常到第一线去发现研究和解决问题,以强化其会计工作的实战能力;或聘请经验丰富的会计师来担任学校的实践教学工作。 3.形成较完整的会计实训教材体系。 会计实训教材的选定,对于提高会计实训教学质量至关重要:一是在选用和编写会计实训教材时要根据中职财经类会计教学目标和学生的实际情况,使选定和编写的会计实训教材适时实用、内容新颖,二是教材要形成体系,各实训教材之间相互联系,各有侧重;三是注重实训教材中会计核算与会计监督的结合,实训教材中不仅要训练会计核算方法,同时也要编写一些有问题的凭证,让学生识别、审核。 4.制定切实可行的实训考核办法。 为使会计实训教学收到良好的效果,必须加强对会计实训教学质量的评价考核,对学生实训成绩和教师工作质量严格考核,做出客观的评价。会计实训教学是由学生和教师共同进行的,为全面公正地评价其效果,必须从学生的学、教师的教两方面双向考核,即教师对学生进行考核评价,学生对教师进行评议。在整个实训教学中教师对学生的考核要求是:(1)实训态度端正;(2)掌握实训方法;(3)掌握基本操作技能;(4)具有一定分析及处理问题和研究创新能力。在实训教学中,学生对教师的考核要求是:(1)教学态度好;(2)具有指导学生实训的能力;(3)能够执行实训计划;(4)教学效果良好;(5)实训环境与设备管理良好。 总之,在新形势下,教师应坚持“以服务为宗旨,以就业为导向”理念教学,围绕就业教学,加强实践环节,在会计实训教学中要不断的摸索与探讨。 会计实训论文:浅谈中职会计教育中的实训教学 [摘要]针对会计课程应用的特点,提出以行业需求为导向中职会计教学设计思路,探讨中职会计课程的教学目标,教学内容,教学方法的选择,教学评估,确立以学生为中心,培养适应行业需求能力为本位的教学原则,使教学过程紧扣中职生就业的行业需求,提高学生的就业竞争力。 [关键词]中职 会计 实训 会计课程是一门实践性和应用性很强的学科,与其它课程等相比有其显著的特点。目前在中职教育中,会计课程教学中存在教学内容脱离行业应用、随意性大等问题,有相当部分教学仍局限在理论知识本身操作上,使学生的实际应用操作水平不高,距离会计应用岗位要求甚远,这样的后果就是中职会计专业毕业生在会计应用领域的就业和可持续发展困难。会计专业的教学要从行业对会计人才的要求出发,围绕培养学生适应行业的目标开展教学。专业课内容对多数学生来讲是比较生疏的,学生觉得它复杂深奥、难于理解,无形中就给自己设置了一道屏障,而且这种观念的存在也是教学中一个很大的障碍。所以在讲授专业课之前,应当先给学生介绍专业特点、课程设置及专业技能要求,进一步导入本课程在专业教学中的地位,以及学习要求和学习的方法。教师用通俗的语言给学生讲解一些贴近生活的案例,来激发学生对新鲜事物和未知领域的好奇心,激发他们的学习兴趣,明确学习的目的,这样才能解除他们的心理压力,以轻松的心态面对学习。其次,要明确的告诉学生,对于中职这样一个学历层次的学生来说,掌握专门的职业技能是首要任务,我们要把精力花在搞懂学生怎么干,而无需去钻研这些理论和方法是怎样形成的。方向明确了,教师和学生在教和学的过程中就可以少走弯路,达到事半功倍的效果。在实际教学中我通过加强实训教学来解决这一问题并取得显著效果。 一、改变传统的教学模式,着重模拟实训的技能教学模式 基础会计传统的教学模式就是以理论灌输为主,教师一心只想把有关概念、原理知识传授给学生,根本没考虑到这些概念、原理具有的抽象性、人为习惯性,使学生往往提不起学习兴趣,甚至放弃学习。建立模拟实验室的教学模式,从而领会会计的任务和掌握会计工作的具体操作程序,真正具有会计方面的技能。在教学方法上面,传统的讲授法、讲练法应该在一定程度上给予限制。会计学专业是一门人为学科,也是一门边缘学科,大部分的知识点都是根据人的习惯和社会的需要而固定下来,具有时间性和实用性,因此,在教学上可以采用比方教学法、提问解答法和创设操作模拟岗位法来引导学生融入会计学习中。比如:进行账户教学时,可以根据人的习惯引用“男左女右”来说明账户分为左右两方,并且习惯的定为“左借右贷”而且固定下来;采用问题教学模式,针对教学内容,联系实际事先设置一些问题让学生去尝试操作,让学生带着问题去看书,去探索,去实践,变被动接受为主动尝试,让学生带着疑问进入课堂,提高学生学习自主性,进而提高学习效率。 二、模拟岗位法与岗位替换法相结合 模拟岗位就是让学生充当某一会计职位来完成模拟实训的整个过程。在技能训练课中,针对所要操作的内容分组设置多个会计岗位(如设置会计员、材料员、出纳、录入员等岗位),分别让组内人员担任,各施其职,让学生在不同的岗位中去体会各自的操作。通过模拟岗位法可以使学生掌握各种职位所从事的工作,如出纳员掌管企业的现金收发、银行存款的提取;会计员汇总凭证、登记账簿、核对账目;材料员负责材料的收发;录入员是在电算化的前提下根据会计员汇总的资料录入到会计软件中,可以使学生增加学习的信心与乐趣。特别是在与外单位发生的经济事项时,组与组之间进行角色替换,可以使学生很好地体会“会计主体”的含义,体会会计主体与工作范围的关系,又可以联系其他相关的业务。 三、加大会计实务操作 基础会计是一门应用性很强的学科,它要求会计理论和会计实践相结合,就必须始终开展对学生的会计实务教学,教师应改变以往光说不练、先讲后练的做法,采取“边学边练”的教学方式,让学生“在学中练,在练中学”。《基础会计》课程要采用课堂教学与实验同步的教学方法:将会计原理实训融于平时的课堂教学,“精讲多练”、“边讲边做”、“岗位模拟”、“总结提高”。 例如:在介绍收发原始凭证的填制及凭证传递程序时。若按教材平铺直叙,学生就会感到既抽象又枯燥。但如采用演示教学则事半功倍。其具体做法是:让学生们活泼愉快地参与其中,亲身体验不同角色的工作,在真真切切的“生活”中感悟知识。课堂实践的时间有限,大部分实践活动可安排在课后。 再如:在介绍有关日记账的知识时,可在班级开展这样一个活动,同时布置这样一个作业:每位同学以一个月为单位,记下每天的消费情况。月末的时候,要求大家对本月消费进行小结,分析哪些费用应该消费,哪些不应该消费,同时教育学生要节约用钱。这样,不仅能锻炼学生的操作技能,而且教育培养了学生勤俭节约的习惯。会计实务操作作业的设计多种多样,教师可根据课程的内容,教学的进度,按单元、章节进行设计。设计时,教师应充分考虑学生的心理特点、接受能力、尽量贴近学生的生活,让教学过程生活化,让学生在知识中体验“生活”,在“生活”中感悟知识。 随着我国经济的快速发展,企业的财务关系日益复杂化。为使学生更好地适应社会,培养学生应有的职业素质,教师应鼓励和引导在校学生更多地接触社会,开阔视野,学习书本以外的与本专业有关的知识。但是由于各种原因,组织学生走上社会集体见习的难度较大,机会不多,尤其是会计专业。但如果让学生留心生活,从身边的小事开始学起,却是收获多多。比如:教师经常设置一个主题,让学生围绕主题自行组织见习。如:如何开设个人银行账户;给家里交水电费、电话费等等。这些知识来源于生活,微不足道,但许多在我们生活中经常出现,学生为获取知识,有的可以亲身实践,有的需要向他人请教,有的需要收集资料、计算分析,经历一个发现问题——分析问题——解决问题的过程。走进生活,走进社会,学生获取的信息多了,与社会的接触多了,视野也开阔了。
超声医学论文:超声实践教学循证医学论文 1对象与方法 1.1调查对象 哈尔滨医科大学2009级医学影像专业的120名学生,全体学生都参加了涵盖循证医学知识的超声实践课程。 1.2调查方法 调查方法为问卷调查,全部实习课程结束后,向学生发放调查问卷,学生独立填写并当场收回,共计发放问卷120份,全部收回,有效率达100%。问卷内容包括:学生对循证医学的熟知情况,循证医学在超声实践教学中存在的问题,循证医学联合超声实践教学效果评价等。 1.3数据分析 调查问卷经编码后录入计算机,数据分析采用SPSS17.0,主要对数据进行描述性统计分析。 2讨论 传统的超声实践教学模式是知识经验型教育,既教师依照课本向学生传授超声的基本扫查方法、疾病的超声诊断知识点及个人临床工作经验,学生是被动接受理论知识与图片灌输,此种方法可以在短期内让学生掌握较丰富的医学知识。但毕业后,随时间推移涌现出大量新的临床证据将推翻以往的诊断,如这些证据没有被超声医师所掌握,必定会导致错误的临床诊断耽误患者病情。循证医学则促进了临床医学模式的改变,其对超声医学的影响不仅表现在超声医师的诊疗水平与时俱进,促进临床决策的科学化,同时循证医学也向超声医学教学提出了更高要求。本次调查结果表明,该校医学影像专业学生接受新的超声实践教学模式之后对循证医学在超声医学中的作用等问题有了深刻的理解。85%的学生认为循证医学在超声实践教学中是很必要的,由此说明学生对超声实践课程中应用循证医学持积极态度,循证医学大大增加了学生对超声实践的浓厚兴趣,绝大多数学生认为此种教学模式对自己的学习和以后的临床工作有较大帮助,但仍然有少部分学生不够重视循证医学课程的学习,因此学习效果较差,仅仅掌握课堂上老师讲授的几种疾病的典型声像图,不能做到举一反三融会贯通。目前,学生认为在学习过程中遇到一些问题,包括缺乏检索技能、严格评价文献的能力有限、无充分时间和英文水平有限。这就要求学校增加循证医学的选修课,让学生熟悉如何检索文献、如何正确评价文献。此外,课堂上老师要多加示范与学生多次共同完成循证过程,多找些典型的英文文献让学生传阅,掌握检索方法熟悉超声领域的常用词汇。同时学校还应丰富现有的数据库资源,完善医学数据库资源的建设,最终以循证医学增加学生对临床工作的信心。该项研究我们发现,有82.5%的学生会对超声诊断的准确性提出疑义,通过查找文献,病例追踪学生们的超声诊断水平有了很大的提高。学生能够独立思考发现问题、解决问题,从学习中寻找快乐,增加学习兴趣。这是以往教学模式完全达不到的教学效果。循证医学为培养高素质超声医学人才提供了新的思路。它是以解决临床问题为出发点发现问题,通过查阅相关文献寻找最佳证据,并以此来评价和综合分析所得证据科学性,正确应用证据指导临床诊断、治疗和预后。将此种新型教学模式寓于超声实践课程中,不仅可以培养学生从被动学习到发现问题的意识,还可以培养学生寻找最佳科学证据解决临床问题的主动学习能力。学生只有真正掌握循证思维并运用有效的手段获取和更新临床知识,才能在今后的工作中更好的服务于临床。因此,本研究对我国医学教育改革与发展具有重要意义。 作者:韩雪 程文 杨洪艳 单位:哈尔滨医科大学附属肿瘤医院超声科 超声医学论文:临床医学超声教学改革 1临床医学生超声诊断学教学现状分析 1.1超声诊断学课程设置不足 超声诊断技术作为一门年轻但发展迅速的学科,在临床应用中已经成为不可缺少的公共的前沿诊断方法,也成为高等医学院校学生知识体系中的必备部分[4]。但是由于医学界乃至社会上对超声重要性的误解或观念的落后,导致超声诊断学在大部分高等医学院校的影像诊断技术或物理诊断学教学中所占比例太小[5,6]。有些医学院校临床医学生中涉及超声的课程只有4-6个学时,往往在诊断学中一带而过;有些院校临床医学生课程内容中根本就不安排超声诊断学,或者将其纳入考查课、选修课,导致学生认为其“可学可不学”;更不要说安排见习、实习课。而超声诊断学是一门实践性很强的学科,没有上机观摩或实践课,学生会觉得超声诊断非常抽象、晦涩难以理解,基本上达不到学习效果。 1.2临床医学生超声诊断学知识掌握现状 由于在校期间基本上没有接受过超声诊断学课程的培训,导致年轻的临床医学生对超声诊断知识缺乏基本的了解,知之甚少,不了解超声检查适应证及用途,不清楚超声检查的原理及优势,甚至看不懂超声报告单,认为其只是辅助诊断,更不用说了解超声诊断技术的前沿发展方向和趋势。殊不知超声诊断目前在临床各学科疾病的诊断中所占比重之大,涉及范围之广,包括了消化系统、泌尿系统、生殖系统、产科、浅表组织器官、心脏、肌腱韧带、关节、神经、器官移植以及大血管等。据统计,所有的临床学科都与超声医学存在或多或少的关联,超声在一些疾病的诊断上已取代其他影像学方法而成为首选或必不可少的诊断手段[7]。有研究者对临床型硕士研究生和七年制硕士研究生针对超声基本知识的了解情况进行问卷调查,结果显示,66.4%学生认为课堂教学不能满足其对超声知识的掌握,73.4%的学生认为自己对超声知识的了解差,仅24.9%的学生认为自己对超声知识了解一般;在问及对超声报告的认识上,38.7%学生认为他会关注超声报告中描述内容,32%学生会关注部分与自己专业相关较强的报告内容,仅17.5%学生认为自己能读懂描述内容,46.5%学生表示完全不能读懂报告描述内容[6]。由此可见,临床医学生对超声诊断学知识了解严重不足。 1.3超声诊断学教学师资现状分析 由于超声诊断学是一门年轻的、但发展非常迅速的技术,专业人才储备相对不足,尤其缺乏高学历、高年资、临床和教学经验丰富的师资队伍。目前,一些医学院校从事超声诊断学理论授课的教师仍多为本科或大专学历,缺乏硕士以上学位人员,有些甚至是技术员转行,其学历层次、知识体系、综合素质尚有待提高。同时,超声诊断学是一门实践性很强的学科,临床带教也是重要的教学环节。由于临床超声医师队伍整体偏年轻,缺乏超声诊断学专业人才,尤其是高年资中级专业技术职称以上的教师,加之带教医师一般都缺乏技术规范化培训,带教过程中教学内容分散,缺乏系统性、针对性、规范性,带教过程中常夹杂着个人习惯性和随意性,严重影响了教学质量。 2临床医学生超声诊断学教学改革策略 为满足现代医学事业快速发展和社会医疗卫生机构的实际需求,实现现代复合型医学人才的培养目标,应改革现有的医学教育模式,弥补临床医学专业学生在超声诊断学专业教育上的不足。 2.1结合当今医疗体制改革和医学发展的需要,重视超声诊断学课程教育超声诊断技术由于其发展迅速、易于普及、实用性佳,不仅成为各大医院重要的影像学检查方法之一,在某些常见病、多发病的筛查、诊断和人群健康检查中更是占据了无可替代的地位;而且由于其便捷、价廉、无放射性、应用广泛,在乡镇卫生院、社区卫生服务中心更是重要的、甚至是唯一的影像学检查方法。CT、MRI虽然具有分辨率高、诊断价值大等优势,但由于其昂贵的价格或有放射性等缺点难以在卫生院、社区卫生服务中心全面推广普及。随着近期我国医疗体制改革的五项重点工作之一即是健全基层医疗卫生服务体系,加强基层医疗卫生机构和卫生队伍的建设,完善乡镇卫生院、社区卫生服务中心建设标准,超声诊断作为一种易于推广的影像学技术,在乡镇卫生院、社区卫生服务中心的地位更是举足轻重。因而改变超声诊断是辅助诊断的陈旧观念,在临床医学生中普及超声诊断学教育,具有重要意义。 2.2组织编写适合临床医学专业的超声诊断学教材目前的超声诊断学教材主要是面对医学影像学专业,因而编写一本适合临床医学专业的超声诊断学教材至关重要。临床医学生学习超声诊断学的目的主要为:第一,了解超声成像的原理、特点、发展方向、前沿技术,从而能根据不同患者、不同疾病、不同部位、不同要求正确选择超声检查方法。第二,了解超声成像的常见干扰因素,并能向患者解释某些组织器官超声检查前特殊准备的意义。第三,能正确分析超声诊断报告。第四,能根据临床实际需求,充分发挥超声诊断优势,不断拓展超声诊断应用范围。这就要求教材深入浅出、图文并茂,重点突出超声诊断的成像原理、类型、技术优势、常见病诊断要点、临床应用,并结合解剖、病理病生、主要临床表现等内容,将基础、临床、影像学科相结合,同时将高频超声、腔内超声、三维超声成像、超声造影等当前临床应用研究中的热门课题加入教材中,广征博引,力求知识的先进性[5]。 2.3将超声诊断学纳入临床医学生的必修课程,增加实践课超声诊断既是一门独立的技术,也是一种公共的、通用的、临床多学科涉及的影像学检查技术,在临床各学科疾病的诊断中所占比重之大,涉及范围之广,包括了全身各组织器官系统,超声在一些疾病的诊断上已取代了其他影像学方法而成为首选或必不可少的诊断手段[7]。因此,教学主管部门应将超声诊断学纳入临床医学生的必修课程,合理分配教学课时,临床医学生超声诊断学的学时数应不少于30学时,让学生充分了解超声技术的原理、类型、优势、临床应用范围及当前发展方向和前沿技术,更好地为日后开展医疗工作打下坚实的理论技术。超声诊断学是一门医、理、工交叉结合的专业课,基础理论较抽象;相比于X线、CT等影像学方法,图像是实时动态的,不同的切面、不同的方向得到的图像千变万化,实践性非常强,所以超声诊断学的见习、实习课程显得尤为必要[5,8];临床医学专业该课程见习课不少于8学时,实习时间不少于2周。开展好实践教学,有助于加强影像与临床学科的结合,培养横向思维,避免基础、临床、影像学科之间的知识脱节;帮助学生更好地理解不同影像学方法的成像特点、优势,将知识融会贯通;通过实践帮助学生更好地理解书本理论,有助于临床医生读懂超声报告。 2.4加强超声诊断学师资队伍建设随着超声医学的快速发展,目前各大医院都紧缺超声医师,教学任务的增加无疑会进一步凸显超声医生人手紧缺的矛盾,各高等医学院校应当着力培养优秀的超声诊断学专业的教师队伍。除了要引进高学历、高层次的超声专业教师外,还应加强现有超声医师带教意识的培养,对年轻教师进行超声诊断技术的规范化培训,从而系统化、规范化临床带教课程。带教过程中注意基础医学课程、临床课程、影像课程知识之间的联系,介绍超声专业新技术、新发展、新应用,激发学生的学习兴趣和热情,提高学习效果。 综上所述,立足当前各医疗机构临床医生在超声诊断技术方面的严重不足,结合当今医疗体制改革、年轻医师培养以及医学发展的的需要,应对临床医学生超声诊断学教学进行改革,只有这样才能培养出知识全面、综合能力强、全方位的医学人才。 超声医学论文:循证医学超声诊断学教学实践 一、强化循证医学教育观念,提高教师素质 教师是循证医学教育的实施者,因此教师首先要从思想上更新医学教育观念,认识到循证医学教学模式取代传统的教学模式是医学教育发展的趋势,并通过各种方式的学习和培训掌握循证医学的相关理论知识,循证医学资源分布与互联网检索,循证医学文献检索特点以及文献评价方法和原则,荟萃分析与系统评价的方法与原则,循证医学实践的基本程序与方法。要充分认识循证医学教育的本质、目的和意义,掌握循证医学的教育方法并灵活地运用到教学实践中。 二、传授循证医学的基本知识 以讲座的形式向实习学生讲授循证医学的基本理论、原则和实践方法,使其认识到: 1.循证医学的核心思想将医生个人的临床专业知识和临床经验与现有的最佳临床研究结果及患者的选择三者完美地结合起来,为患者制定最佳的医疗决策。 2.循证医学的实践包括5个步骤:①提出明确的临床问题;②系统检索相关文献;③严格评价文献质量,找出当前最佳证据;④应用最佳证据,指导临床实践;⑤后效评价临床实践及结果。 3.循证医学证据根据其来源、科学性和可靠性分为5个等级(可靠性依次降低):Ⅰ级,所有设计良好的随机对照试验(randomizedcontrolledtrials,RCT)的系统评价/Meta分析和大样本多中心临床试验;Ⅱ级,单个设计良好的RCT;Ⅲ级,单个设计良好的非随机对照试验;Ⅳ级,无对照的病例观察;Ⅴ级,病例报告和临床总结及专家意见。 4.循证医学并不否定经验医学,并非要取代临床技能、临床经验、临床资料和医学专业知识,它只是强调任何医疗决策应建立在最佳科学研究证据基础上。 三、指导学生获取循证医学证据 证据是循证医学的关键,证据的获取必须通过文献检索。绝大部分学生对于文献检索缺乏相关的知识,仅局限于用百度(baidu)或谷歌(google)等一般搜索引擎查找文献,因此所获得的文献资料较局限,专业性不强。为了使学生能够快速检索到合格的文献,首先向他们介绍一些循证医学资料数据库和网络资源,如Cochrane图书馆、Campbell协作网和Pubmed、Springerlink、Ovid及CHKD等电子数据库。并教会他们怎样用主题词、关键词、刊名、布尔逻辑(and、or、not)和文献类型等方法使用网络资源检索文献。由于医学文献检索中所获得的证据常常种类繁多、结果多样化,因此,还要教会学生如何利用循证医学网站,查阅有关新研究、新技术的系统评价和二次摘要文库,正确评价文献的真实性和临床价值,以便快速、有效地获取所需要的知识,了解本专业最新动态,发现目前存在的问题和不足,及时更新、丰富医学专业知识体系。 四、在实习带教中贯穿循证医学理念 “授之与鱼不如授之与渔”是循证思想在教学应用中的最好诠释。训练实习学生如何在临床超声诊疗活动中发现问题、分析问题和解决问题,使其掌握学习的技巧和方法,成为终身的自我教育者是超声诊断学实习教学的最终目的。在临床实习中将学生随机分组,每个实习小组有3~4名学生,由1名初级医师和1名中/高级医师承担实习监督和指导工作。首先,由每组的中/高级医师结合临床工作中所遇到的典型、疑难病例,向学生提出相关的超声诊疗问题,然后初级医师组织、指导学生通过文献检索查找最新、最佳证据,根据循证医学的评价标准,对获取的研究证据进行分析、评价,再结合病例的具体情况和所学的专业知识,阐述每个病例的超声诊断和鉴别诊断思路,提出最终诊断,并根据随访的手术和病理结果对诊断结果做进一步评价。最后,由中/高级医师对学生的检索策略和途径是否系统、全面,是否能够正确评价文献的真实性和临床价值,是否能将文献结果与具体情况相结合以解决临床实际问题等方面进行点评、总结,帮助学生理顺思路。这种教学方法使得学生在讨论和自我引导的学习过程中,能够比较系统、全面地将所学到的理论知识运用到临床实际中,同时又能够结合最新、最客观的临床研究结果进行超声诊疗实践,变被动接受知识为主动求索,充分调动其学习的积极性和主动性。循证医学教育强调学生带着问题找到自己所需的临床研究资料,并能运用循证医学的标准客观地评价其正确性、实用性,为临床决策服务。在超声诊断临床实习中贯彻循证医学教育,不但能培养学生的文献检索能力和分析能力,锻炼他们的语言表达和交流能力,还能拓展视野、扩大知识面,培养学生的临床思维、自学能力、创新意识和团队协作精神,这些都是21世纪超声医学人才必须具备的素质。 超声医学论文:超声导向下医学信息论文 1、资料与方法 1.1一般资料 对我院2010年8月~2011年3月收治的58例肝脓肿患者作为研究对象,其中男患者有35例,女患者有23例,年龄25~78岁;肝脓肿的直径为﹙4.5~12.5﹚cm;腹部超声检查显示:其中左肝脓肿20例,右肝脓肿38例;单发脓肿40例,多发脓肿18例;血常规检查:白细胞总数以及中性粒细胞明显升高。临床表现为高热、寒战及右上腹痛,肝区叩击痛明显。随机把58例患者分为两组,其中对照组30例,观察组28例。两组患者在年龄、性别、脓肿直径、临床表现等一般资料作比较,无显著性差异(P 0.05),具有可比性。 1.2治疗方法 对照组:采取行剖腹切开引流术。 观察组:采用LOGIA3彩色超声引导显像,探头频率为3.5MHz。首先让患者取平卧位,对腹部进行常规的检查,然后重点观察肝脏情况,观察脓肿的位置、大小形态、壁的厚度、距离体表的深度以及周围血管与脏器之间的关系[2]。通常选择与脓肿部位最接近的部位进行穿刺,选取的穿刺针为锁骨下穿刺针,同时对进针深度进行测量,探头的角度要固定好。步骤:进行常规消毒,保持无菌状态,再铺上无菌巾,采用1%利多卡因进行局部浸润麻醉,用消毒后的探头实时显像监视引导下,同时患者处于屏气状态,立即把探针直入脓腔中,抽取脓液行细菌培养与药物敏感试验。在取得药敏结果前,给予常规的抗生素治疗。若是直径﹤6的单发脓肿主要治疗方式为吸抽、冲洗注药为主;直径>6cm脓肿内的浓汁浓稠,先给予冲洗后引流为主。如果农业粘稠,可采用NacL溶液进行反复的冲洗,然后行吸抽,当浓汁抽吸干净后,适当在腹腔内注入一些抗生素,剂量不易过大,最后拔掉穿刺针。患者最好绝对卧床休息1~2d,使用5~8d抗生素,再复查B超,若是肝脓肿消失方可出院。 2、结果 观察组明显优于对照组。观察组全部患者均穿刺成功,其中58例患者,有53例穿刺1次,4例穿刺2次,1例穿刺3次,平均每次抽吸出﹙15~480﹚ml。观察组不仅在体温恢复快,并发症发生率低,而且伤口小,治愈率高。 3、讨论 细菌性肝脓肿是外科常见的一种感染性疾病[3],若治疗不及时可能导致死亡。随着生活节奏的加快,人口老龄化,发生细菌性肝脓肿呈逐年上涨趋势。目前由于超声的引导下,大大的提高了治愈率。对于肝脓肿的患者采取抽吸脓液或手术引流都是治疗的关键所在。对照组的患者行腹腔引流术,能把肝脏充分暴露,清除的脓液较为彻底,治疗效果良好。但其必须要开腹并切开肝实质,有很明显的创伤口,有一定的疼痛感,容易引起各种感染以及并发症。对照组手术引流后并发症发生率为15.9%。 超声导向下行肝脓肿穿刺治疗的优点:①有超声检查是实时成像技术,能准确显示脓肿部位、形态大小、壁的厚度以及周围血管,给穿刺过程带来便利,使脓液抽吸更干净,同时也降低了对肝脏的损害。②患者各种不良症状消失较快,而且属于微创,疼痛度低、感染机率小、治疗费用少以及并发症少等优点。③超声不仅能够正确引导穿刺过程,还可以有效的判断脓肿是否达到穿刺应具备的条件。对于还没有液化的脓肿,给予抗炎药治疗,定期超声检查,一旦发现有液化现象,立即在超声下行穿刺治疗。④经过有效的穿刺后行复查,若图像显示仍有脓液在内,可再行穿刺治疗,这样脓液清除更彻底,效果更显著。⑤目前由于耐药现象的出现,合理运用抗生素非常重要。使用超声导向下行穿刺治疗,可以有效鉴定细菌性微生物,通过药敏结果使用合理的抗生素。 总之,对于肝脓肿患者采取超声引导协助穿刺治疗,不仅效果显著,而且安全性高、并发症少、创伤小以及经济实惠,值得在临床上广泛推广。 超声医学论文:超声应用于口腔医学论文 超声是指振动频率大于20000Hz以上的声波,具有机械效应、化学效应、空化效应及热效应等已被应用于口腔医学各领域。本文就近年来超声在口腔医学的各个领域应用及新进展作一综述。 1超声在颌面外科中的应用 颌面外科利用超声各效应的应用主要包括超声骨刀、超声介入以及超声热疗。 1.1超声骨刀的应用 目前在口腔临床上常用的超声骨刀为压电超声骨刀。超声骨刀选择性对硬组织切割,切割时无震动,多形状、多角度手术刀使切割不受解剖部位限制,因此,超声骨刀在口腔临床中应用广泛。由于超声骨刀的选择性切割硬组织的特性,使得手术损伤到神经的风险降低,传统的下牙槽神经游离术得以推广应用[1];此外,超声骨刀在正颌外科中已被广泛应用,尽管超声骨刀的切割效率低于旋转器械,总的手术时间会有所增加,但其大大降低传统手术离断骨组织可能带来的软组织并发症[2];和传统涡轮机微创拔除第三磨牙相比,使用超声骨刀术后患者的水肿程度及疼痛感更轻[3]。 1.2超声介入 超声介入是指在超声引导下完成的诊断和治疗方法,具有损伤少,痛苦小、操作简单、相对安全等优点。在二维图像引导监视下,可进行精确的局部麻醉药物注射,以利于颌面部手术的开展[4];也可在超声引导下,进行化学药物注射或微粒植入治疗颌下腺流涎症[5]、颌面部血管瘤[6]或血管畸形[7]等病变。 1.3超声热疗 热疗是治疗肿瘤的有效方法之一。超声热效应具有安全、可控的优点,易于达到肿瘤组织均匀加热,使瘤体温度升高,可促进热敏感药物的定向聚集、瘤体内广泛分布及激活药物的生物活性[8-9]。在口腔颌面部的肿瘤的研究结果表明,超声热疗能显著提高化疗的有效率,二者具有协同抗肿瘤作用[10]。 2超声在口腔修复中的应用 超声影像技术在口腔修复中的应用有着更为广阔的前景。超声可以有效无损检测金瓷修复体表面或内部的缺陷的深度和尺寸,临床戴牙前使用该技术可以甄别缺陷金瓷冠,预防金瓷冠崩瓷。超声测量牙釉质厚度[11-12]可被用于指导贴面修复时的牙釉质预备量,以减少不必要的牙本质暴露。超声影像可无创、多次重复检测髁突位置,以评价颌位记录的重复性和准确性[13],无论用于临床还是教学,都有着独特的优势。超声的机械效应可应用于牙体制备中的颈部肩台修整,以形成连续、宽窄一致、表面光滑的肩台。超声制备的肩台显示出更清晰的内线角和更光滑的肩台平面,粗糙度研究分析结果表明,超声制备的表面粗糙度仅为传统旋转车针制备表面的一半[14],超声制备离体牙表面的粘接强度与传统旋转器械制备的表面一致[15]。超声的机械效应可以直接应用于拆除修复体。传统的修复体拆除方法可能会引起牙根折裂,而超声波振动能有效崩解粘结剂,大大降低固位力,有利于桩、冠的非破坏性拆除[16]。超声还可被用于清洁可摘局部义齿或者全口义齿。利用超声波的高频震动及空化效应,义齿表面食物残渣及生物膜等可被去除[17]。 3超声在口腔种植中的应用 超声影像技术对颌骨形态及大小测量的准确性已有研究,结果表明其准确性和锥形束CT相似,由于超声检测无痛、无吸收放射线等优点,可于种植术前、术中及术后各个时段提供必要的影像支持[18-19]。种植临床中使用超声骨刀大大提高了手术的安全性,减少手术并发症,其在上颌窦内提升或外提升的应用时,降低了窦底黏膜穿孔风险[20],避免常规敲击内提升可能造成的良性突发性位置觉眩晕症[21];在自体骨移植术中的应用,应用超声骨刀取骨,降低术中伤及其他软组织的风险。超声波具有引导骨生成及骨再生的功能[22-23]。目前,动物实验证实,低频超声具有促进种植体骨结合的作用[24-25],而如何选择合适的超声发射设备及工作头以及如何量化使用低频超声能量来促进临床种植体骨整合,有着巨大的研究价值。 4超声在正畸中的应用 动物实验表明,低频超声刺激通过改变降低核因子κB受体活化因子配体与骨保护素的比值,减轻正畸过程中牙根的吸收[26-27],同样的结果也在临床实验中得到证实[28]。低强度脉冲超声刺激促进牙周膜成纤维细胞及成骨细胞的生长,增强牙周支持组织,降低正畸后的牙列畸形的复发概率[29]。 5超声在牙周病治疗中的应用 早期,牙医师都是通过使用手工洁刮治器械对牙周病进行治疗。而应用超声洁治明显省时、省力。根据超声波发生方式不同,超声波洁牙机主要分为压电陶瓷式和磁伸缩式两种,研究表明,前者能降低病人洁牙过程中酸痛不适感[30],目前已将超声应用于牙周病的龈下刮治,采用适当的技术手段,已能达到和龈下喷砂抛光一样表面光滑的刮治效果[31]。 6超声在口腔黏膜病治疗中的应用 超声雾化疗法主要是应用超声雾化器将电能转化为同频率的声能并产生张力波,以水为介质,使药液在气相中分散为细微的雾化颗粒,随气雾直接作用于病损局部。超声雾化疗法用药均匀,作用面积大,易进入黏膜上皮细胞,能及时减轻黏膜损伤,促进口腔黏膜溃疡[32-33]及扁平苔藓[34]等黏膜病的修复愈合。 7超声在根管治疗中的应用 超声在根管预备和根管荡洗方面都很有效,可帮助一次完成根管治疗。由于超声根管器械是通过振动摩擦,同时具有冲洗功能,可有效地清除根管内碎屑,特别是在弯曲、狭小、分支多的侧副根管处[35]。有研究结果表明,沿工作尖长轴方向振动效果较垂直于工作尖清除效率更高[36]。超声法取出根管内堵塞物,如折断的根管扩大针、扩大锉、根管充填器械等[37],或根管再治疗病例中去除已充填的牙胶[38],效果良好。 8展望 尽管超声在口腔医学中应用广泛,但在骨切割或牙体制备时的工作效率较低,尚需进一步的提高;以及在促进软硬组织愈合中的应用其确切原理也有待进一步的深入研究,使超声生物学效应在口腔医学领域中应用必将发挥更大的作用。 作者:侯永福 单位:合肥市口腔医院口腔种植科 超声医学论文:超声在康复医学中的应用探索 1.超声诊断在康复医学的应用 1.1超声对骨骼肌肌肉系统的诊断 超声对骨骼肌肌肉系统疾病是一种有效的诊断工具,目前临床对骨骼肌肌肉超声的需求日益增加。由于高频探头高分辨率超声的出现,超声可以更清晰地显示肌肉、韧带、骨骼和关节囊及外周神经等结构。其灵活性、实时性、可重复性、非创伤性、低价格性以及无放射性,使超声成为诊断骨骼肌肌肉疾病的重要工具。 1.1.1超声对骨筋膜肌肉疼痛综合征的诊断 慢性疼痛是重要的公共卫生疾病,其中95%为骨筋膜肌肉疼痛综合征(myofascialpainsyndrome,MPS)[2],MPS是一种常见的非关节骨骼肌肌肉疾病,常见于颈部和腰部,并以骨骼肌肌肉扳机点为特征。MTrPs是位于骨骼肌纤维中可触及的紧张性索条上高度局限和易激惹的点。MTrPs可呈激惹或潜伏状态[3]。激惹MTrPs(activeMTrP)即A-MTrPs,非触诊时即可存在持续性疼痛,其持续疼痛部位可位于或远离MTrPs。目前MTrPs的病理生理机制仍不清楚。MTrPs的诊断依靠体格检查及临床症状,然而MTrPs依据体格检查诊断的可靠性一直备受争议[4],因此临床急需一种客观且能有效评价骨骼肌肌肉系统及其MTrPs的工具。超声对于诊断及治疗MTrPs是一种非常有用的工具。超声成像技术可从正常肌筋膜组织中区分出MTrPs,并使MTrPs及其周围组织可视化[5]。在超声影像中,斜方肌中的MTrPs表现为椭圆形局灶性低回声区(图1A),且与可触及结节的位置相一致,同时常与邻近多个结节并存。在3D成像中,纵向、横向、冠状面成像中可清晰显示分散的扳机点。超声下,扳机点结节表现为回声质地不均匀(图2C),而正常组织回声质地均匀。在彩色多普勒方差成像中,MTrPs表现为振动振幅局灶性降低,如图2D中箭头所示,这与二维灰阶成像中所显示的低回声区相一致。 1.1.2超声对肩痛的诊断 (1)肩袖损伤的超声诊断 肩袖是维持肩关节稳定的重要结构,由肩胛下肌、冈上肌、冈下肌、小圆肌及其肌腱组成,从前后上3个方向像套袖一样包绕肩关节,对肩关节的稳定起着重要的作用。肩袖撕裂为肩部疼痛和肩关节功能障碍的主要原因[6],常隐匿发生,随着年龄增大,肩袖会越来越容易在负荷并不大的情况下受到损伤,因此明确诊断和动态观察肩袖撕裂有重要的临床意义。与金标准关节镜相比,超声在诊断全层或部分肩袖损伤上与MRI具有相同的准确性[7]。据报道,超声在诊断全层肩袖损伤上具有57%~100%的灵敏性及41%~100%的特异性;在诊断部分肩袖损伤上具有41%~94%的灵敏性及85%~94%的特异性[7]。肩袖撕裂分为完全性和部分性撕裂。对于完全性和部分性的肩袖撕裂,超声可以代替MRI明确撕裂部位,评估撕裂大小,识别肌肉中的液性渗出和脂肪浸润[8]。完全性肩袖撕裂(图3A)最主要的特征是关节面与关节滑囊之间的肌腱撕裂区。该区含有液性暗区,呈现无回声或低回声区,与周围组织呈明显不连续,当组织碎片、滑膜、瘢痕及三角肌疝入时会相对较难辨认。肩袖的部分撕裂(图3B)常发现于关节肌腱的表面或者滑囊面,超声成像中撕裂的大小在长、短轴视图上显示为小的局部低回声区,仅累及肌腱的一部分[9]。 (2)钙化性肌腱炎的超声诊断 肩袖和肱二头肌长头腱的钙化性肌腱炎是肩部疼痛和功能障碍的另一个常见原因。钙化性肌腱炎是一种自限性疾病,常出现于30~60岁,据报道约9%的病人钙化3年后吸收,27%的病人钙化10年后吸收,而50%的病人钙化可引起慢性疼痛及肩关节功能障碍[10],这些症状可持续几月或几年。钙化性肌腱炎是肩袖肌腱内的钙沉积,最常见于冈上肌,可为双侧,其病理生理机制不明。 1.1.3超声对腕管综合征(CTS)的诊断 腕管综合征(carpaltunnelsyndrome,CTS)是一种由于正中神经在腕管内受到嵌压而造成大鱼际肌萎缩、肌力异常和手部正中神经支配区疼痛、麻木等感觉异常的综合征,是最常见的嵌压性神经病。CTS主要依靠临床症状和临床测试进行诊断,尽管电生理检查被认为是其诊断的金标准,它仍有10%~20%的假阴性[12],另外电生理检查不能提供正中神经及其周围组织的解剖结构改变,不能为进一步明确病因和手术提供更多的信息。最新meta分析显示,超声在诊断CTS的灵敏性及特异性上与电生理检查相当[13]。Buchberger等[14]首先运用超声对CTS患者的解剖变化进行定量测定,并描述了3个主要特征:①豌豆骨和钩骨钩水平正中神经横切面积及膨胀率(swellingratio,SR)增大,豌豆骨水平更甚(图5);②钩骨钩水平正中神经扁平率(flatteningratio,FR)明显增大;③腕横韧带掌侧移位明显增加。Buchberger等[14]报道正中神经在豌豆骨水平(即近端腕管)最易显示,左右径和横切面积最大,而在钩骨沟水平(即远端腕管)横径最小,故豌豆骨水平的正中神经横切面积的诊断意义最大。IM.Ajeena等[15]最新研究显示,超声不仅是诊断CTS,而且是评估CTS严重性的有效手段。目前已有研究推荐将超声作为专家诊断CTS的首选工具[16]。 1.2超声对深静脉血栓(DVT)的诊断 深静脉血栓(deepveinthrombosis,DVT)是指血液在深静脉内异常凝结,属静脉回流障碍性疾病,为周围血管常见疾病。DVT常发生于下肢与盆腔,约占90%,尤以下肢多见。典型的DVT发生于制动、外伤或手术后,尤其是脊髓损伤(spinalcordinjury,SCI)病人在住院期间具有较高的血栓发生率[17]。DVT若不及时治疗,将会影响患者的肢体功能和生活质量,严重的可能进一步发展成为肺栓塞,因此早期明确诊断病情并及时治疗对预后具有重要意义。深静脉造影检查是诊断DVT的金标准,但由于它的有创性、潜在并发症、技术要求及价格的限制,使得其不适合诊断非症状性DVT。随着超声诊断仪性能的提高及诊断水平的提高,超声已成为诊断DVT的重要工具[18]。 2.超声介入治疗在康复医学的应用 超声介入技术是在超声设备的探测和引导下,完成各种穿刺活检、关节造影以及抽吸、注药治疗等操作。由于高频探头高分辨率超声的出现,其灵活性、有效性及低成本性等优点,使得超声在介入治疗过程中可以发现许多骨骼肌肌肉系统病变。同时超声可进行实时监测,这使得注射治疗更为安全和准确。超声介入治疗的应用有多方面,其中包括超声引导下关节及软组织药物注射、超声引导下治疗脊椎小关节综合征、超声引导下钙化性肌腱炎的穿刺抽吸以及超声引导下肉毒素注射治疗肌痉挛等。 (1)超声引导下关节及软组织药物注射 关节内注射类固醇可以有效解决由退行性病变、外伤及炎症性关节炎引起的疼痛,超声引导可以确保药物准确注入关节内。对于关节外骨骼肌肌肉病变,如肌腱炎、滑囊炎及筋膜炎,可在超声引导下将类固醇注入病变组织周围,以避免药物注入肌腱或腱膜内引起疼痛或造成其内部结构破坏[20](图7)。有研究显示,由炎症或退行性病变引起的关节软组织病变,经超声引导定位注射后疼痛短时间即可消失;关节内类固醇注射几天后关节渗出减少,临床症状改善[21]。 (2)超声引导下治疗脊椎小关节综合征 小关节是脊椎后侧成对的滑膜囊关节,由上一脊椎的下关节突和下一脊椎的上关节突所构成。脊神经后内侧支支配脊椎小关节、棘上韧带和棘间韧带。除C2及C3由第3枕神经(第3颈神经内侧支)支配,此水平以下的颈椎及腰椎小关节都受上一水平的内侧支(由后支所分出)和同一水平的内侧支双重支配。小关节被公认为是持续性脊椎疼痛的痛苦之源[22]。临床上常采用小关节内注射,进行内侧支神经阻滞(medialbranchblocks,MBB)和内侧支神经松解术来诊断和治疗小关节源性的慢性疼痛。透视引导和计算机断层摄影术引导是小关节综合征介入治疗的常规辅助手段[23]。B超引导技术具有其独特的优势,不仅能够辨认肌肉、韧带、血管、关节和骨性结构,还能观察到细小的神经[24]。与荧光透视和CT相比,B超可得到“实时”图像,且对操作者及患者均无电离辐射危害,因此其应用范围更加广泛,尤其对妊娠妇女等对X线有禁忌的患者来说。B超是一种连续影像,故可实时观察液体的扩散过程,由于能够清晰地观察血管,还能减少局麻药在血管内扩散或穿刺损伤血管等并发症的发生[24]。在医疗费用上,B超相对透视和CT也较便宜,性价比较高。超声介入治疗过程如图8所示。 (3)超声引导下钙化性肌腱炎的穿刺抽吸 钙化性肌腱炎的保守治疗包括非甾体类抗炎药、激素定位注射及康复治疗,但这些治疗效果有限。移走钙化是解决肩关节疼痛及功能障碍的有效方法[25],一种简单且便宜移走钙化的方法为经皮穿刺抽吸。研究表明,超声引导下对钙化性肌腱炎的穿刺抽吸(图9)具有较高的临床疗效,可明显减轻患者的疼痛[26]。即使没有明显的钙化物质被抽出,患者的疼痛症状也可明显减轻。可能与抽吸后肌腱内的压力减轻及穿刺导致局部出血而促进残余钙化灶的吸收有关。超声引导下肌腱钙化灶的穿刺抽吸后复查,可见第一个月后钙化密度及大小明显减小甚至消失,这种变化在第一周更明显,之后吸收逐渐减慢,治疗一年后钙化可完全消失或减到最小[27]。 (4)超声引导下肉毒素注射治疗肌痉挛 痉挛状态由JamesW.Lance定义为“以速度依赖的牵张反射(肌肉紧张度)增加及过强腱反射为特征的运动失调,作为上运动神经元综合征的一个组成部分,它由牵张反射的超兴奋性引起”[28]。引起痉挛状态的原因有多种,常见的有脑卒中、脑外伤、脊髓损伤、脑瘫、多发性硬化及中枢神经系统退化性疾病等。按躯体受累范围痉挛可分为局灶性痉挛、区域性痉挛及广泛性痉挛。痉挛可导致患者产生疼痛、肌肉挛缩、活动受限及生活质量下降。治疗痉挛的方法有多种,其中肉毒素作为一种解痉剂,被认为是一种更广泛的康复治疗方案[29]。肉毒素可分为A、B、C、D、E、F、G7个型,A型是毒力最强和临床应用最常见的型别。A型肉毒素通过抑制神经肌肉接头处突触前膜的乙酰胆碱释放来抑制肌肉收缩。肉毒素的这种化学去神经作用是暂时的,终板的独立发芽即旁生新芽而形成新的神经连接,新的神经肌肉传导的建立,新的运动终板的形成一般要经历12~24周[30],恰好与临床疗效持续时间相吻合,需要肉毒素的重复治疗才能达到长期缓解肌肉痉挛的目的。准确定位及安全注射是A型肉毒素有效治疗局灶性肌痉挛的关键。超声作为引导肌肉定位注射的新技术日益受到关注。Berweck等[31]的研究结果表明与电刺激及肌电图定位技术相比,超声引导注射BTX-A不仅能够提高注射的准确性,还可缩短寻找靶肌的时间,减轻患者痛苦。配以高频探头的超声可以清晰显示靶肌及周围的神经血管,在实时超声影像引导下,不仅可将针头准确刺入靶肌特别是深层靶肌,还可根据解剖结构调整进针方向,既准确注射又避免对相邻血管与神经的损伤。APicelli等[32]最新研究显示,与徒手定位及电刺激定位比较,超声更能准确评估肌肉厚度及注射的位置,与此同时患者临床症状得到更好改善。 3.超声在康复医学的其他作用 在康复医学中,超声除了具有诊断及介入治疗作用外,还具有实时成像的反馈作用。实时超声成像可使康复医师实时观测深层肌肉(如腹横机及多梨肌)的收缩,发现细微的损伤结构。在超声实时成像下,患者可在康复医师指导下进行肌肉精细等容收缩,实现深层肌肉的激活反馈,同时为康复治疗措施的有效性提供直观的依据[33]。 作者:刘玲玲 尤春景 单位:华中科技大学同济医学院附属同济医院 超声医学论文:临床医学的超声诊断学教学创新 超声诊断学是一门发展最快、普及最广、渗透最深和实用性最强的新兴医学学科之一。伴随着科学技术和计算机技术的不断发展,超声从简单的一维、二维灰阶成像到三维、四维成像,从单纯的解剖形态学成像到功能成像、分子成像,从单独诊断到诊断与超声引导下介入治疗并重,极大地拓宽了超声诊断学的应用范畴[1,2]。超声检查探头除经皮肤表面的常规探头外,还发展了经直肠、经阴道、经食道、术中探头等多种,为超声引导下多种组织器官疾病的介入诊断与治疗提供了强有力的技术支持。三维超声技术、谐波成像技术、超声造影技术、弹性超声技术的相继推出,其无论在组织器官超声成像的清晰度、准确度、信息量,还是医疗应用范围,都大大提高。超声检查部位遍及全身各组织器官,包括颅脑、颌面、心脏、盆腹部脏器、胎儿、骨肌、全身大血管、神经及表浅软组织等。超声已成为目前在临床上应用最为广泛的影像学检查方法之一。但是由于本专业的年轻性,导致很多高等医学院校在超声诊断学教育方面出现了许多新问题,值得医学教育工作者重视,并积极采取进一步措施改变这一局面[3]。 1临床医学生超声诊断学教学现状分析 1.1超声诊断学课程设置不足 超声诊断技术作为一门年轻但发展迅速的学科,在临床应用中已经成为不可缺少的公共的前沿诊断方法,也成为高等医学院校学生知识体系中的必备部分[4]。但是由于医学界乃至社会上对超声重要性的误解或观念的落后,导致超声诊断学在大部分高等医学院校的影像诊断技术或物理诊断学教学中所占比例太小[5,6]。有些医学院校临床医学生中涉及超声的课程只有4-6个学时,往往在诊断学中一带而过;有些院校临床医学生课程内容中根本就不安排超声诊断学,或者将其纳入考查课、选修课,导致学生认为其“可学可不学”;更不要说安排见习、实习课。而超声诊断学是一门实践性很强的学科,没有上机观摩或实践课,学生会觉得超声诊断非常抽象、晦涩难以理解,基本上达不到学习效果。 1.2临床医学生超声诊断学知识掌握现状 由于在校期间基本上没有接受过超声诊断学课程的培训,导致年轻的临床医学生对超声诊断知识缺乏基本的了解,知之甚少,不了解超声检查适应证及用途,不清楚超声检查的原理及优势,甚至看不懂超声报告单,认为其只是辅助诊断,更不用说了解超声诊断技术的前沿发展方向和趋势。殊不知超声诊断目前在临床各学科疾病的诊断中所占比重之大,涉及范围之广,包括了消化系统、泌尿系统、生殖系统、产科、浅表组织器官、心脏、肌腱韧带、关节、神经、器官移植以及大血管等。据统计,所有的临床学科都与超声医学存在或多或少的关联,超声在一些疾病的诊断上已取代其他影像学方法而成为首选或必不可少的诊断手段[7]。有研究者对临床型硕士研究生和七年制硕士研究生针对超声基本知识的了解情况进行问卷调查,结果显示,66.4%学生认为课堂教学不能满足其对超声知识的掌握,73.4%的学生认为自己对超声知识的了解差,仅24.9%的学生认为自己对超声知识了解一般;在问及对超声报告的认识上,38.7%学生认为他会关注超声报告中描述内容,32%学生会关注部分与自己专业相关较强的报告内容,仅17.5%学生认为自己能读懂描述内容,46.5%学生表示完全不能读懂报告描述内容[6]。由此可见,临床医学生对超声诊断学知识了解严重不足。 1.3超声诊断学教学师资现状分析 由于超声诊断学是一门年轻的、但发展非常迅速的技术,专业人才储备相对不足,尤其缺乏高学历、高年资、临床和教学经验丰富的师资队伍。目前,一些医学院校从事超声诊断学理论授课的教师仍多为本科或大专学历,缺乏硕士以上学位人员,有些甚至是技术员转行,其学历层次、知识体系、综合素质尚有待提高。同时,超声诊断学是一门实践性很强的学科,临床带教也是重要的教学环节。由于临床超声医师队伍整体偏年轻,缺乏超声诊断学专业人才,尤其是高年资中级专业技术职称以上的教师,加之带教医师一般都缺乏技术规范化培训,带教过程中教学内容分散,缺乏系统性、针对性、规范性,带教过程中常夹杂着个人习惯性和随意性,严重影响了教学质量。 2临床医学生超声诊断学教学改革策略 为满足现代医学事业快速发展和社会医疗卫生机构的实际需求,实现现代复合型医学人才的培养目标,应改革现有的医学教育模式,弥补临床医学专业学生在超声诊断学专业教育上的不足。 2.1结合当今医疗体制改革和医学发展的需要,重视超声诊断学课程教育 超声诊断技术由于其发展迅速、易于普及、实用性佳,不仅成为各大医院重要的影像学检查方法之一,在某些常见病、多发病的筛查、诊断和人群健康检查中更是占据了无可替代的地位;而且由于其便捷、价廉、无放射性、应用广泛,在乡镇卫生院、社区卫生服务中心更是重要的、甚至是唯一的影像学检查方法。CT、MRI虽然具有分辨率高、诊断价值大等优势,但由于其昂贵的价格或有放射性等缺点难以在卫生院、社区卫生服务中心全面推广普及。随着近期我国医疗体制改革的五项重点工作之一即是健全基层医疗卫生服务体系,加强基层医疗卫生机构和卫生队伍的建设,完善乡镇卫生院、社区卫生服务中心建设标准,超声诊断作为一种易于推广的影像学技术,在乡镇卫生院、社区卫生服务中心的地位更是举足轻重。因而改变超声诊断是辅助诊断的陈旧观念,在临床医学生中普及超声诊断学教育,具有重要意义。 2.2组织编写适合临床医学专业的超声诊断学教材 目前的超声诊断学教材主要是面对医学影像学专业,因而编写一本适合临床医学专业的超声诊断学教材至关重要。临床医学生学习超声诊断学的目的主要为:第一,了解超声成像的原理、特点、发展方向、前沿技术,从而能根据不同患者、不同疾病、不同部位、不同要求正确选择超声检查方法。第二,了解超声成像的常见干扰因素,并能向患者解释某些组织器官超声检查前特殊准备的意义。第三,能正确分析超声诊断报告。第四,能根据临床实际需求,充分发挥超声诊断优势,不断拓展超声诊断应用范围。这就要求教材深入浅出、图文并茂,重点突出超声诊断的成像原理、类型、技术优势、常见病诊断要点、临床应用,并结合解剖、病理病生、主要临床表现等内容,将基础、临床、影像学科相结合,同时将高频超声、腔内超声、三维超声成像、超声造影等当前临床应用研究中的热门课题加入教材中,广征博引,力求知识的先进性[5]。 2.3将超声诊断学纳入临床医学生的必修课程,增加实践课 超声诊断既是一门独立的技术,也是一种公共的、通用的、临床多学科涉及的影像学检查技术,在临床各学科疾病的诊断中所占比重之大,涉及范围之广,包括了全身各组织器官系统,超声在一些疾病的诊断上已取代了其他影像学方法而成为首选或必不可少的诊断手段[7]。因此,教学主管部门应将超声诊断学纳入临床医学生的必修课程,合理分配教学课时,临床医学生超声诊断学的学时数应不少于30学时,让学生充分了解超声技术的原理、类型、优势、临床应用范围及当前发展方向和前沿技术,更好地为日后开展医疗工作打下坚实的理论技术。超声诊断学是一门医、理、工交叉结合的专业课,基础理论较抽象;相比于X线、CT等影像学方法,图像是实时动态的,不同的切面、不同的方向得到的图像千变万化,实践性非常强,所以超声诊断学的见习、实习课程显得尤为必要[5,8];临床医学专业该课程见习课不少于8学时,实习时间不少于2周。开展好实践教学,有助于加强影像与临床学科的结合,培养横向思维,避免基础、临床、影像学科之间的知识脱节;帮助学生更好地理解不同影像学方法的成像特点、优势,将知识融会贯通;通过实践帮助学生更好地理解书本理论,有助于临床医生读懂超声报告。 2.4加强超声诊断学师资队伍建设 随着超声医学的快速发展,目前各大医院都紧缺超声医师,教学任务的增加无疑会进一步凸显超声医生人手紧缺的矛盾,各高等医学院校应当着力培养优秀的超声诊断学专业的教师队伍。除了要引进高学历、高层次的超声专业教师外,还应加强现有超声医师带教意识的培养,对年轻教师进行超声诊断技术的规范化培训,从而系统化、规范化临床带教课程。带教过程中注意基础医学课程、临床课程、影像课程知识之间的联系,介绍超声专业新技术、新发展、新应用,激发学生的学习兴趣和热情,提高学习效果。 综上所述,立足当前各医疗机构临床医生在超声诊断技术方面的严重不足,结合当今医疗体制改革、年轻医师培养以及医学发展的的需要,应对临床医学生超声诊断学教学进行改革,只有这样才能培养出知识全面、综合能力强、全方位的医学人才。 超声医学论文:非临床医学专业超声检查教学感想 近年来,随着我国医学教育改革的深入和社会需求的增长,一批非临床医学专业,如生物医学工程、医学英语、卫生管理等专业教育得到了蓬勃发展,为医学高等教育的拓展注入了新的活力,同时也带来了教学课程的合理设置、教学内容的改革创新等新课题。临床医学概论是针对非临床医学专业学生开设的临床医学课程,通过该课程的学习,使非医学专业学生了解临床上常见病、多发病的基本知识,有助于提高非临床医学专业学生对现代医学模式的了解,有利于学生提高预防医学认识及社区医疗服务意识,从而促进医疗系统更加健康有序发展。超声检查在现代医学影像中与CT、x线、核医学、磁共振并驾齐驱,互为补充,是临床诊断中不可缺少的检查手段之一,内容广泛,涉及全身各个系统。在临床医学概论中,超声检查课程位于总论部分,仅有3学时。如何在有限的时间内,使学生系统地掌握临床医学理论及实践知识的核心内容,并能调动其学习积极性,对所学的临床医学知识适时消化吸收,融会贯通,确实达到提高其分析和解决实际问题的能力,已成为摆在教师面前的重要课题。 面对超短学时带来的挑战,在备课环节上,必须阅读大量的相关资料。超声检查隶属于超声诊断学,知识体系完整,是声学、电子学和医学的统一结合,要想在短时间内使学生充分掌握其内容是一件非常困难的事情,更何况是3学时的超短时间。由于教材中的内容是非常的概括、简化,必须使非临床医学专业的学生掌握超声检查的核心内容及其进展,使其与前后医学知识有机地联系起来,例如,超声波的物理特性生涩难懂,是教学难点而又不是教学大纲的重点,但是,该部分内容在课程讲解中起到承前启后的作用,为了不占用更多的时间,需要将大量相关知识高度概括,用精炼的、简单易懂的语言传达给学生,所以在备课时需扩展阅读内容。 采取现代化的教学手段,最大限度地提高教学效果。教材内容多与课时少的矛盾十分突出,这就需要我们改变已往的教学模式,选用一种能够满足当前教学需要的教学方法,多媒体教学是现代课堂教学的发展趋势,合理应用教学辅助课件,是提高教学效果的有效措施之一[1]。多媒体教学信息量大,教师在较短的时间里,可以把本学科及相关领域的新知识、新成果及时引入课堂,多媒体教学集声音、图像、文字、动画于一体,通过人机交互作用完成各种教学任务,同时,教师节约了在黑板上书写、绘图的时间,在单位课时中可以讲授更多的内容;运用多媒体教学,将影像专业所需要的X线片、CT片、MRI片及其它相关的图形、图像生动、直观地投影到屏幕上,使讲授内容更加明晰,易于学生接受。超声检查属于影像专业的教学内容,是一门形态学科,需要从观察图像来认识病变,实际工作中是通过大量的实时切面图像、血流图像甚至三维立体图像进行疾病诊断,它强调实时、动静态结合,同时,又是多学科相互结合的产物,基本理论内容多,原理深奥,一些内容难以理解,如果只是采用讲授的方式,学生会觉得枯燥乏味,印象不深,靠死记硬背,遗忘率高,达不到理想教学效果,利用多媒体形象直观的特点,可以较容易的解决此方面的问题。如用动画的形式播放自然届中蝙蝠在黑暗中是通过鼻和口中发出超声波来判断障碍物的距离而实现自由飞行特点,能使学生很容易的理解和记忆超声波的反射功能,又如澳大利亚的物理学家多普勒在地球上观察星星能看到不同的颜色变化和救护车由远及近或由近及远音调改变的动画,能使学生对比较难以领会的多普勒效应的理解变得轻松了,因此,采用多媒体课件,能够把授课难点有效分解,可以将教学内容深入浅出地讲给学生,大大提高教学质量;非临床医学专业学生,普遍认为临床概论不重要,甚至有的学校将其列为选修课,思想上不重视,学生学习积极性不高。采用多媒体教学,易于吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣。如在谈到超声检查手段在产前筛查中的作用时,通过形象、清晰的正常与畸形胎儿三维图像的展示,使学生的注意力和兴趣大增,从而获得较好的教学效果。因此,合理地应用好教学课件,既适应学科的需要,又可以克服短学时带来的困难,还能把教师在课堂的主导作用发挥得淋漓尽致,使学生充分享受听课的乐趣,完成教学任务。 通过案例分析,讨论超声检查的主要内容和临床价值。案例导入式教学法是指在教学过程中,在介绍某个概念或方法时,以案例为切入点,通过案例引出问题,让学生先对问题进行思考,所提出的问题可以是待介绍的概念、方法适用的情形,也可以是某方法的应用步骤或应用方法时的注意事项,让学生结合案例给出自己的看法和解决思路,教师适当加以引导和启发,并及时对学生的说法进行总结,最后再给出科学的定义和完整的表述[2],有助于启发学生积极思维和提高学生综合运用知识的能力。超声检查应用范围广,涉及全身各个脏器系统,除了有的脏器位置之间关系密切外,各脏器功能之间有着千丝万缕的不可分割的联系,一个脏器的结构和功能发生改变,势必会影响对其它脏器的检查,如果把超声检查的不同内容尽量融入到一个实例中,则可帮助学生理顺所学知识的脉络,增加对超声检查临床价值的理解。超声检查的主要内容和临床价值是非临床医学专业学生的教学重点,是要求必须掌握的内容之一,也是临床概论学要求达到的教学目标。通过案例的导入,使学生能够横向思维,用联系的、发展的观点看待问题,加深对所学内容的理解和掌握,同时可提高学生的分析和归纳能力,达到举一反三,触类旁通之目的。如介绍多普勒超声的临床价值时,提出某位怀疑患有心脏病的患者初次到医院就医时,医生会让患者做超声心动图检查,通过该项检查,可以显示心脏的结构、功能及血流信息,由心脏结构的显示可延伸至腹部实质脏器的结构,由心脏功能的确认延伸到脂餐后胆囊收缩功能的判断,由心脏血流信息的提供延伸至多普勒超声在糖尿病后血管并发症、肝移植后血管并发症检测方面的应用等。通过案例分析可集中学生的注意力,有助于提高学生综合运用知识的能力,获得良好的教学效果。 把握好教学内容的深度与广度。临床医学概论课程面临的使用者是非医专业学生,课程设置的教学目的是应使学生在完成相应专业学习的基础上,系统掌握和了解临床医学的相关知识,进一步完善临床医学知识结构,以激发和促进良好的认知结构作为价值取向,其要求的内容与层次和目标指向,显然与医疗或科研为职业的医学专业学生教材内容的深度与广度不有所不同。在非医学专业开设该课程并不是为了培养临床医师,该课程本着“实用”的原则,建立了非医学专业医学教育平台,其教学内容不宜“精深”,正因为是概论,所涉及的范围和内容广泛,但内容展开程度等方面要有所限制。因此,超声检查应重点介绍检查的应用范围和临床价值,对于超声基础理论和超声仪器工程学方面的内容不宜深讲,对超声检查的重要进展和今后的发展方向亦应做简要介绍,对超声仪器的了解可在临床实习时介绍。 总之,临床医学概论中超声检查课程内容广泛,课时短缺,对非医学专业学生来说,掌握其内容有一定难度。建议在教学中尽量精选授课内容,尽可能采用多媒体教学;在课堂上,多以病案形式引导学生学习,提高学生学习的积极性;适当安排临床见习,加深对理论知识的认识。由于医学院校非临床医学专业大部分是近几年才开设的新专业,在课程设置、课时比例、教学手段等诸多方面均处于探索和改革之中,今后,在该课程的教学研究方面,还需要教学管理人员和师生进行广泛地沟通和调查,寻找该课程与学生所学专业的交叉点,深入研究临床医学概论的理论内容和教学方法,做出切合实际的决策,更好的进行非临床医学专业临床医学概论课程的设置和教学工作。 超声医学论文:平面波成像的医学超声探头改进 摘要: 目的基于平面波发射/接收原理的超快超声成像技术近年来已成为国际医学超声领域的研究热点,有望取代传统的聚焦扫描式超声成像技术。传统方式受其成像模式的限制,无法实现高帧频成像,而通过平面波发射以及相干复合方法,可大大提高超声成像的帧频。本文提出一个新的设想,即采用高程方向无聚焦换能器,相对于传统的高程方向有聚焦换能器,可能有助于进一步提高超快超声成像技术的成像效果。方法首先简要介绍平面波相干复合成像的原理和方法,进而通过FieldⅡ软件仿真,验证相干复合成像方法对平面波成像图像质量的提升效果。最后,通过仿真和实验实现探头高程方向的发射声束聚焦模式,并对上述2种模式换能器的平面波成像效果进行了对比分析。结果使用平面波复合成像算法得到很好的成像效果,两种探头经对比,NEFP探头成像图像的对比度相对于EFP探头明显增强。结论对于超快超声成像方法,使用NEFP超声探头可以取得更优的成像效果。 关键词: 平面波成像;超声探头;相干复合成像;高程方向 0引言 传统的超声成像采用电子扫描的方式,且进行多次聚焦发射产生一副完整图像[1],因此成像的帧频较低。随着脑功能成像、实时三维超声成像、高速多普勒血流速度流场成像、二维实时弹性成像等成像技术的出现,对成像帧频的要求变高,传统的帧频速度已经很难满足新的成像模式。超声平面波成像是一种可以快速提高成像帧频的方法[2],可以很好地应用到以上领域的研究上。平面波成像是把换能器所有阵元作为发射和接收孔径,以相同的高压脉冲同时激励换能器各阵元产生平面波,通过一次发射即可覆盖整个成像区域,很大程度上提高了成像的帧频。为了解决平面波成像的信噪比、对比度、分辨率较差的问题,平面波相干复合成像方法被法国学者提出[3]。相干复合成像,即通过多次发射不同方向的声波,然后对接收到的回波数据以某种规则加以融合的超声成像技术。因为超声信号从不同角度照射到同一个反射子上,相当于传统成像模式的聚焦效果。相干复合成像技术简单易行,成像视野扩大,并可减小斑点噪声和伪像,提高图像清晰度、对比度和分辨率。但由于需要多次发射,使帧频有所下降,故相干复合成像发射次数要根据成像需要合理选择[4]。超声探头具有超声波发射和接受的功能,其结构对成像效果有重要影响[5]。超声换能器探头由压电晶片、声透镜、匹配层、压电晶片、背衬等部件组成,其外形为长方形。压电晶片是被切成若干个小窄条的阵元,阵元间以吸声较强的橡胶相隔。在超声换能器的纵向声束控制方面,目前线性阵列的声束控制方法主要有电子控制调节和声透镜调节[6]。电子调节技术是通过控制换能器中各阵元的时间延迟,达到预期的波束效果。声透镜调节是通过改变匹配层和声透镜的弧度来改变波束形状。在常规超声线阵换能器中,沿晶片短边方向(即探头高程方向)不作切割,通过改变匹配层和声透镜的弧度使其在探头高程方向产生一个高程聚焦。而近年来备受关注的多维成像[7-8],是将晶片沿短边方向也切成若干条,其声束控制技术是在二维方向对分割的晶片添加电子延时,以达到期望的声束聚焦效果。目前对于平面波成像的研究主要集中在成像算法方面,但关于超声探头结构和工作方式与超声平面波成像质量之间关系的研究却还是一个空白。目前所有的平面波成像研究都采用传统的线阵超声探头,如图1所示。只是在横向(探头宽度方向)上采用无延时发射形成平面波,而在探头的高程方向上则都有一个由声透镜实现的物理聚焦,并不是真正的纯平面波。针对这一问题提出一个新的猜想,即采用高程方向无聚焦换能器,代替传统的高程方向有聚焦的换能器,可能有助于进一步提高平面波成像技术的成像效果。为验证这一猜想,本文首先通过FieldⅡ软件仿真实现平面波相干复合成像算法,比较多角度相干复合成像效果与单一角度平面波成像效果的差异。然后,又通过改变仿真参数设置控制探头高程方向的发射声束模式,对上述两种模式换能器的平面波成像效果进行系统的对比分析。目的是为了验证针对相干复合成像的成像模式,发射完全意义超声平面波和有纵向聚焦的伪平面波探头,哪种探头的效果更优。 1方法 超声成像算法中应用最多的算法是延时叠加算法,该方法特点是算法简单、运算速度快,被广泛应用在实际的测量中。在平面波单幅图片生成时,本文运用该种算法进行成像,其算法的概要步骤介绍如下。DAS成像采用对接收信号进行延时后,直接叠加的方式进行成像,如下式所示:Y(t)=Mm=1Nn=1wm,nxm,n(t-τk)(1)式中:τk代表聚焦点k的延时;M为发射阵元数;N代表接收阵元数。在实际的成像过程中,所接收到的回波信号经过AD采样后才进行波束形成,所以建立离散化的数学模型如下。针对聚焦点k,设:xm,n(k)=xm,n(t-τk)即xm,n(k)代表对于聚焦点k,第m个阵元发射,第n个阵元接收后经过延迟后的信号。本文采用矩形窗函数加权。尽管Stolt迁移理论常用在地震成像检测方面,具有实现速度快的优点,但该算法在用于波速变化快的情况时会使其成像精度降低,因此应用于传播速度变换较大的地震波时会受到一定限制[10]。然而超声在组织中的传播速度接近固定值1540m/s,若将Stolt迁移理论应用在医疗超声成像领域,因其传播速度在人体组织中接近常数,能很好地克服传播速度变动幅度大这一缺点,实现超声高帧频成像[11]。根据Stolt迁移理论解出散射子位置。由于复合成像中发射的角度为已知,由几何关系可以求出偏移量,并根据偏移量合成叠加[12],从而实现图像的复合叠加。 2结果与分析 2.1探头发射声场 实验所使用的为一维线阵探头,型号为L75-12840C。EFP探头在30mm上有一个高程聚焦,为声透镜聚焦。NEFP探头中通过改变匹配层和声透镜的纵向弧度使其纵向高程聚焦消失,变成完全意义的平面波。两种探头的其余参数完全相同:主频为75MHz,阵列面为395mm×35mm,阵元数为128×1,阵元间距为3mm,高程为35mm。为确保两种探头发射的声场符合理论预测,利用三维声场扫描仪对其声场分布进行数据采集,采用的扫描仪由英国PrecisionAcoustics公司开发研制,型号为ModelUMS3s/Nums3032,测量中以水听器为接收换能器,水听器直径为05mm。声场检测过程中探头发射电压保持在30V,采用外部信号激励声波发射,激励信号周期为1MHz,规定探头的深度方向为Z轴,横向方向为X轴,纵向为Y轴。扫描面为不同深度下XY矩形平面的声场。水听器每次移动距离为05mm,图中X、Y轴的数据单位为mm,图中彩色数据点表示经能量归一化的声压强度。图2(a)、(b)为采用NEFP探头在深度30mm、60mm处扫描的声场分布,从图中可以看出声场分布较为分散均匀,各个深度无明显发散;(c)、(d)为采用EFP探头在深度分别为30mm、60mm处扫描的声场分布,图中的声场在较浅区域分布集中,到60mm处严重发散。表1为不同深度的声强主值宽度数据对比,主值分界线为最大声场强度的1/3处。通过对比30mm和60mm处的声压分布,60mm处的最高声压和平均声压均小于30mm处,对比同在30mm处的(a)和(c),(c)处的最高声压高于(a)处,这是由于归一化的能量分布,能量越集中,声压主值越大。 2.2复合成像仿真 为了验证相干复合成像算法的合理性,本文首先仿真出相干复合成像的成像效果图,再通过仿真两种换能器模型对比其成像效果,最后在数据采集平台采集仿体数据。首先利用MATLAB工具软件通过FieldⅡ超声仿真[13]程序,通过设置换能器参数进行仿真实验。假设声传播介质为均匀的人体组织,不考虑声衰减和组织的非均匀性,声速被统一设置为1540m/s。换能器采用75MHz的发射频率,阵元数目为128个,阵元间距为27mm,高程方向长度为5mm,为仿真实现其在高程方向上的声透镜聚焦效果,将阵元在高程方向上分为10等份,以实现电子聚焦,设置高程聚焦深度为30mm。仿真试验中,在模拟仿体中模拟散布30个散射子成像深度为0~80mm,30个点有规律地分布在11~65mm之间,点在深度方向间距为6mm,横向位置在-5mm和10mm处,纵向位置在0mm中心面处,将该模拟仿体标记为仿体1。通过复合成像算法进行仿真实验,复合角度从θ=-[(N-1)/2]pi/180,(若N为偶数则以θ=-(N/2)pi/180开始)以Δθ=pi/180的间隔变换,N表示复合成像幅数,复合成像结果如图3所示。为了进一步分析不同方法分辨率和对比度的情况,在图3深度为30mm、60mm深处取横截面进行分析。图4为不同幅数合成在30mm和60mm深处的横向截面,(a)表示30mm,(b)表示60mm。表2列出了60mm处的半高全宽(fullwidthathalfmaximum,FWHM)和峰值旁瓣水平(peaksidelobelevel,PSL)两项指标对比。FWHM是指在主瓣峰值一半处的波形宽度,其值越小表明图像分辨率越好。PSL是指主瓣峰值强度对于旁瓣的峰值强度之比,此处PSL越小表示旁瓣抑制得越好图像对比度越好。图中有3个峰值,参数选取3处峰值所需参数的平均值。从图3可以看出,1幅图片成像中近场伪影较多,近场伪影主要是由超声发射声场的旁瓣引起的。21幅相干复合成像的分辨率和对比度最好,近场伪影也得到了很好的抑制,9幅相干复合成像的分辨率和对比度要优于单幅平面波成像,但较21幅复合成像效果差。从图4和图2可以明显看出21幅图片合成的图片半高全宽最窄,旁瓣得到了很好的抑制,分辨率和对比度都是最好的,其次是9幅合成,最后是1幅的发射接收。对图4中的数据进行定量分析,不同幅数复合成像详细的参数值见表2,从表中可以看出随着图像合成幅数的增加,FWHM值减小,成像分辨率提高;PSL值减小,成像对比度提高。同时可以看出,近场的分辨率要优于远场,而远场对比度优于近场。 2.3不同探头仿真 为检验纵向聚焦探头和发射完全平面波的非聚焦探头的成像效果,使用FieldⅡ进行仿真实验,仿真发射频率采用75MHz,采样频率为100MHz,阵元数目为128个,阵元间距为27mm,长度为5mm,阵元在长度方向上分为10等份。EFP仿真探头通过电子聚焦,设置聚焦高程为30mm。NEFP仿真探头在阵元长度方向上分为10等份,纵向不做聚焦,其余参数两种探头相同。采用9幅合成的图像观察两种探头的成像效果,实验采用模拟仿体1。利用不同探头发射模式进行仿真实验,成像结果如图5所示,为了更好地对比不同聚焦方式探头的成像效果,选取生成图像深度为30mm、60mm处横截面数据进行对比分析,见表2。从图5可看出,EFP在各个深度处成像更均匀,在远场处的成像分辨率更高。图6为在60mm和30mm深处对不同探头成像进行分析的结果,可以看出,在60mm深度处,仿真EFP探头和NEFP探头对散射子的成像分辨率和对比度影响差别不明显,在30mm深度处,两探头的分辨率差别不大,但NEFP探头成像的对比度要明显优于EFP探头。图6表明,在EFP探头模式下,不同深度处的分辨率差别不大,而较深处的对比度要优于较浅区域;在NEFP探头模式下,不同深度处的对比度差别不大,而较浅处的分辨率要优于较深区域。 2.4探头采集数据 本实验基于美国Verasonics公司V-1数据采集系统,并行发射128通道,二选一复用并行接收64通道,12位ADC。该系统与matlab软件有很好的兼容性。声波发射探头如31所描述。具体成像参数为:128发射阵元,阵元间距为049mm,中心频率为75MHz,采样频率为60MHz,声速为1540m/s,成像动态范围设为50dB,具体结果如图7所示。从图中可以看出,所得图像总体成像分辨率较高,对比发现,(a)的背景噪点要明显比(b)多,说明NEFP探头近场成像背景噪声较小,对比度较EFP探头更好,远场区域对比度差别减弱。截取图7(a)、(b)图像在深度为116mm、340mm、893mm处进行横向对比分析,横向变换曲线见图8。在焦点附近的区域EFP探头的对比度优于NEFP探头,在近场和远场区域NEFP探头的对比度优于EFP探头,两幅图像分辨率差别不大。 3结论 传统的波束合成算法应用到平面波成像时会得到较差的图像分辨率和对比度,不适用于超快超声成像技术。本文利用相干复合成像方法,实现了平面波快速成像,仿真结果表明该方法可以得到更高的成像分辨率。在对比NEFP和EFP两种探头的仿真实验中发现,在近场区域内NEFP探头的对比度明显优于EFP探头,分辨率有微小下降。使用实验平台的数据采集验证了这一结论。通过实验数据对比可以看出,虽然两种探头的平面波成像效果各有优缺点,但NEFP探头的确在某方面优于EFP探头,这为进一步改善超声平面波成像质量,使其尽早应用于临床提供了一条新的研究思路,对医学超声成像领域的发展具有十分重要的意义。 超声医学论文:超声医学影像科患者的就医体验 摘要 通过研究分析超声医学影像科患者的心理特点和就诊需求,对不同患者给予针对性的护理措施,营造温馨的就诊环境,减轻或消除患者的不良心理因素,彻底改善了患者的就医体验,提高了超声检查工作效率、护理质量及患者的满意度。 关键词 超声医学影像;心理;就医体验;延伸护理 超声医学影像检查因具有操作简便、安全、无创、诊断准确率高等特点,在临床上的应用越来越广泛[1]。我院超声医学影像科承载着各种疑难疾病的诊治任务,每天承接2000~3000名来自各地的患者的诊疗工作。为认真贯彻落实优质护理方针,持续改进护理服务,改善患者就医感受,本研究针对行超声检查的门诊患者进行需求调查,通过满足各类人群的不同需求,制定了一系列的解决措施,使患者在良好的心理状态下接受超声检查,取得了良好的效果。现报道如下: 1材料与方法 1.1研究对象选择2015年2月至5月于我院门诊行超声检查的患者,包括老年人、妇女、儿童、孕妇、残疾人、疑难杂症的患者等,共308例。 1.2调查方法本研究采用统一的调查问卷,问卷根据《进一步改善医疗服务行动计划》对护理服务质量的若干要求自行设计。调查前由超声科护士向调查对象说明调查目的,并承诺对调查资料保密。在调查对象知情同意后,发放问卷并匿名填写后现场收回。调查内容主要包括就诊环境、服务态度、服务流程、隐私保护4个方面的就诊需求,共计20条。调查人员为本研究参与人员,熟悉问卷的内容和意义,保证现场问卷的真实性和数据录入的准确性。 2结果 2.1不同患者的就诊需求老年人的就诊需求:老年人感知觉、注意、学习记忆、思维、语言等各种认知能力下降[2],加之患病时身体健康水平下降,常使其烦躁焦急、恐惧,希望得到医护人员的关注、尊重和安慰。儿童及家长的就诊需求:超声检查虽然是无创检查,但患儿因恐惧而出现不配合检查的抵触心理,或因空腹、饥饿而哭闹,家长则因心疼孩子会出现焦虑,甚至暴躁情绪。妇女的就诊需求:女性患者做某些检查(如阴式超声、乳腺超声)时,尤其是遇到异性检查医师时,常常出现害羞、紧张的心理,同时对隐私的保密性要求非常高。孕妇的就诊需求:孕妇本身怀孕期间心情焦虑,尤其是对孩子的健康问题更是关注,检查时会出现更多的担忧、紧张情绪。残疾人的就诊需求:盲人、聋哑人和肢体缺失的残疾人会有恐惧、焦虑、紧张的心理。还有些患者因活动不便,需要他人提供帮助。久治不愈的慢性病、疑难病患者的就诊需求:某些疑难病、慢性病患者因病情复杂、病程长,对治疗和医生缺乏信心,希望得到经验丰富、医术高超的名医准确快速的诊治[3],导致患者时常出现悲观、忧虑、紧张和求名医心理。 2.2患者对医院的要求患者对超声科医疗技术、医疗设备等硬性条件要求必须过硬,同时对服务环境、就诊条件、细节服务要求也很高。包括隐私保护、超声检查流程说明、配合事项、检查前准备工作等细节。 3护理 根据不同患者的需求,我科通过改善服务流程,创新方便群众就医的措施,从患者的就医体验、心理需求等方面为患者提供了满意的服务。 3.1提高医护人员自身素质和服务水平加强医护人员自身的道德修养,了解超声检查的前沿知识,掌握与患者沟通技巧[4],树立全心全意为患者服务的思想,从而赢得患者的信任。 3.2优化诊区设施布局,营造温馨就诊环境为了给前来检查的患者营造温馨舒适的就诊环境,我科做了如下改造:提供温馨的检查室、宽敞的候诊环境,保持整洁、安全、舒适;执行“一室一医一患一陪同”诊查制度,在诊室门口设置私密性保护设施;在每个楼层的电梯口都设有导诊台和超声科标牌,设置就诊区域建筑平面图,以防患者因找不到位置而急躁;在候诊大厅配备了舒适的候诊椅和清晰的LED大屏幕电子叫号系统,根据不同人群需求设置哺乳专区、儿童玩具区、孕妇候诊专区等;为患者提供饮水机、纸杯、轮椅等便民设施。 3.3合理调配超声资源,有效分流患者实现分时段预约,合理安排患者的检查时间,尽量缩短等候时间。根据门、急诊检查患者病种,科学安排各专业检查医生数量,增设专家出诊人次,确保出诊医师的数量和质量。对于特殊患者开放绿色通道,安排机动人员进行检查。 3.4发挥信息技术优势,改善患者就医体验在保障患者隐私的前提下,通过告示板、微信平台、告知单等多种形式提供提示服务。利用微信平台对门诊检查的患者开展延伸服务,包括检查注意事项、准备工作、心理指导等,为患者提供了全新的就医体验,使患者足不出户就可以了解专业的超声检查事项。 3.5持续改进护理服务,实现个性化护理服务针对不同患者的心理需求、病情,提供个性化护理服务,从而消除患者焦虑、紧张、烦躁的心理。为老年患者检查时,允许2名家属陪伴。对于行动不便者,提供轮椅,并安排专人扶老人上、下检查床。轻音乐能调节大脑边缘系统和脑干网状系统的功能,起到镇静、调整血压及心率的作用[5],故在检查室内播放轻音乐。让患者提前2min进入检查室,向其耐心解释检查的目的、方法,帮助患者摆好体位,让患者握住护士的手,进行深呼吸等[6]。对于儿童患者,带其熟悉检查环境和仪器,并通过做游戏、讲故事等方式舒缓其焦虑的情绪。对于接受有空腹、憋尿等特殊要求的检查的患儿,尽量安排在上午10:00之前完成检查。检查时安排家长在场陪伴,以增强患儿信心。 对于女性患者进行检查时,要求家属陪伴,尽量安排女性医生操作,异性医生诊室内一定安排女性打字员,以缓解患者紧张和害羞的心理[7]。为就诊孕妇设置候诊专区,检查时家属陪同,避免紧张。对于检查结果有问题的情况,医生应尽量避免和孕妇直接交待,以免影响孕妇的心情。对于残疾人,护士除了给予特殊的关爱外,还为其提供检查绿色通道,提供沟通板、扩音器等,并多采用肢体语言进行沟通。对于慢性病、疑难病的患者,除了常规护理外,尽量安排经验丰富、沟通能力强的医生为其检查,并安排多名家属陪同。 综上所述,超声医学影像检查是门诊常见的检查方式,在检查中,医护人员应了解不同人群的需求,采取不同的护理措施,并通过微信平台等新型信息技术手段的推广使用,实现医院与家庭的无缝隙延续护理,使患者足不出户即可获得超声检查的相关知识,提高患者检查的依从性,降低检查的重返率,提高患者的综合满意度。 作者:胡婷 朱莹 刘秀萍 单位:中国医科大学附属盛京医院超声科 超声医学论文:超声诊断学教学的临床医学论文 一、优化超声诊断课程内容,突出学科重点和特色 目前,临床医学专业的超声教材的内容比较简单,只是简单介绍超声诊断原理、正常声像图和异常声像图之间的区别,超声诊断学与内科学、外科学等临床学科的教学不同步,往往出现讲到的相应系统疾病的超声特征时,相关疾病在内科学、外科学中并未讲解,学生无法理解超声诊断与疾病特征之间的关系,不利于学生对疾病超声诊断的整体认识,而且容易造成学生诊断思维的混乱。此外,超声诊断学内容具有综合化、融合化的特点,超声诊断学教学学时少(20~30学时)与教学大纲规定教学内容多、超声诊断学概念抽象、相关专业知识更新较快等诸多问题存在一定的矛盾。因此,要求超声诊断学任课教师在授课过程中在强调超声诊断学教学内容的基础性、系统性和完整性以外,应重点强调临床常见病的超声诊断原则及鉴别诊断。教学中应密切联系生活及临床实践,多举例,联系疾病讲解分析,如讲到超声检查时,让学生回忆以前体检或到医院做超声检查的经历。这样既吸引了学生的注意力,也丰富了课堂教学内容。超声诊断学是联系基础医学课程与临床课程的汇合点,在超声诊断学教学实践中最基本的要求就是临床医学专业的学生在学习超声诊断学以后能够迅速判断患者是否适合进行超声波检查,以及选择什么样的影像检查手段是最优的(比较影像学范畴),能够理解超声诊断报告的内容,从而及时准确地对疾病做出诊断。在每次授课结束前,授课教师应对本次授课及近期授课内容做简要总结,突出了超声诊断学的课堂教学重点,可以起到良好的教学效果。如何优化超声诊断学的教学课程,合理安排超声诊断学的讲解内容,是一门需要长期练习的技巧。 二、加强对学生超声诊断思维方法的培养 我国传统教育注重对学生知识的传授,却忽视对学生动手能力和独立思考能力的培养。超声诊断学是医学中的形象思维学科,观察超声图像时要有三维立体思维概念,改变学生单纯的平面观念,使其建立良好的立体思维习惯,对学好超声诊断有重要意义。超声检查可以从不同方位和角度观察病变的回声强度(强回声、等回声还是低回声)、形状是否规则、最大直径、病变的边缘是否清晰以及邻近组织器官的压迫或浸润情况。超声诊断学教师在教学中应逐步使学生认识到科学的思维习惯在日常学习和临床工作中的重要性,使其较好地掌握利用超声波分析诊断疾病的正确思维方法,提高学生的综合诊断能力,如条件允许,可以将便携式移动彩色超声诊断仪(床头彩超)带进课堂直接应用于理论教学,使学生有机会接触彩色超声诊断仪(此方法也已被用于心电图教学过程中),以增加学生对本课程的感性认识,此外,我校设有超声诊断实验室,拥有多台教学用彩超,使学生都能上机操作,让他们有亲身的体验和感受。 三、改进超声诊断学教学的方法和手段,合理应用多媒体教学方法 超声诊断学需要从观察图像来诊断疾病,传统的教师讲授利用板书、挂图或绘图的方式有很大的局限性,学生觉得枯燥乏味,对一些内容难以理解,单纯依靠死记硬背,遗忘较快,使学生在超声诊断学的学习中总处于被动状态。采用多媒体辅助超声诊断学教学具有形象、动态、直观、交互式等优点,可以真实形象、直观具体地反映超声波诊断的特点,为超声诊断学教学提供了现代化的教学手段,是超声诊断学目前最主要的教学手段,使传统的超声诊断学教学思想和观念发生了巨大变化。多媒体教学虽然已广泛应用于超声诊断学的课堂教学,但超声诊断学多媒体教学中也应注意在幻灯制作上必须多下功夫,教学内容难度适中,重点突出,图文并茂,背景和文字要对比鲜明(在超声诊断学教学实践中采用白底黑字效果较好),适量加入动画、声音或实际患者超声诊断录像,对超声图像加以讲解、分析,可以极大提高超声诊断学的教学效果。避免对超声诊断学教学幻灯片的简单复述,放映幻灯片过程中避免速度过快,讲授时语速适当,讲到重点时应放慢速度,给学生思考和记忆的时间,善于使用肢体语言(例如眼神、声音和动作等)突出超声诊断学的重点知识和内容,注意语音、语调的变化,最好在讲授过程中能做到抑扬顿挫。超声诊断学教学过程中应该合理使用多媒体教学,但是不能过分依赖,应根据超声诊断学教学的需要和特点,在多媒体教学过程中融入实物标本、教学模型等传统教具,使超声诊断学教学内容更加生动、直观,激发学生对超声诊断学的学习兴趣,从而有效地实现突出超声诊断学的教学重点,解决教学难点。利用联想式、启发式、探讨式和回顾式等教学方法,把难懂的超声诊断学概念、专业术语用通俗易懂的语言表达,便于学生课后复习记忆。有些重点部分,还可利用板书等传统教学手段。必要时可采取PBL教学法或CBL教学法提高教学质量。注重激发培养学生对超声诊断学的学习兴趣和独立思考判断的能力,尽量将复杂问题简单化,有利于学生对超声诊断学课程难点、重点的理解和掌握,提高学生的自学和实际工作能力。 四、积极调动学生的学习主动性,加强师生沟通 超声诊断学的教学需要有针对性,不能简单地利用“填鸭式”教育完成超声诊断学的教学任务,否则是对学生的不负责任,医学生的学习是长期持续的过程,并且应该持续终生。目前,一般医学院校的教育不可能在有限的时间里将所有医学知识全部传授给学生(因为这是不现实,也是不可能的),支撑医学生终身学习的是对医学的兴趣和自身的责任感与使命感,这也是每个医学生学业、事业成功的关键和决定性因素。现代大学医学教育学强调医学生是医学学习的主体,医学生应具有较强的自我学习的能力,但是目前医学院校的医学生大多为“80后”、“90后”的独生子女,以“90后”的独生子女居多(对这一群体笔者并无偏见),但客观上不少学生在自立方面比较薄弱,依赖性较强,自理能力较差,没有正确的学习目的和端正的学习态度,不能客观、全面地了解自己的知识需求和知识结构,缺乏对超声诊断学的学习兴趣和动力。为解决上述问题,超声诊断学授课教师应积极主动改善教学方式、方法,向临床医学学生明确学习超声诊断学的重要性、实用性和必要性,严格课堂纪律,激发学生对超声诊断学的学习兴趣。此外,超声诊断学任课教师均为附属医院的超声心电科医生,而非学校专职教师,师生之间相处时间短,日常沟通较少,师生感情较为淡薄。因此,超声诊断学授课教师应做好自我介绍,给出联系方式(手机、固定电话、QQ号码、微信和E-mail地址等),当学生在生活学习中遇有任何问题而不方便课堂提问的,均可向超声诊断学授课教师咨询或与教师讨论,做到教学相长。 五、完善超声诊断学的考核方式 超声诊断学课程授课完毕后,要考核临床医学专业本科学生对超声诊断学课程的基本理论、重点知识和技术操作的掌握程度和综合应用能力。因为超声诊断学课程是必修课,我校教学大纲规定其为闭卷考核,与放射诊断学共用一张卷,比例为60∶40,超声诊断学的教材内容占考核内容的60%左右,其余的考试内容与超声诊断学授课老师平时所强调的课堂内容密切相关。学生签到、授课过程中的提问以及随堂作业计入到平时成绩(约占总成绩20%),在对学生进行考勤的同时督促临床医学专业学生对超声诊断学课程进行课前预习、课后复习。此外,超声医学的飞速发展也要求超声诊断学授课教师必须加强学习和培训,通过各种渠道,努力学习超声诊断学的最新理论知识和操作技术,与时俱进,从各方面不断提高超声诊断学教师自身的教学能力和业务素质。综上所述,要提高超声诊断学在临床医学专业本科层次的整体教学水平和教学质量,实现超声诊断学的教学目的,任课教师必须在每个教学环节认真负责,努力使超声诊断学在临床医学专业中的教学更加生动并富有意义。 作者:杨娜刘国浩周方平李改单位:吉林医药学院附属医院 超声医学论文:超声医学教学论文 一、网络课件在超声医学教学中普及的必要性 随着计算机领域和信息领域的迅猛发展,现代教学工具已从以前的黑板、粉笔发展到如今的计算机、网络等各种媒体并重的阶段。由于课堂教学时间有限,教师自己收集资料进行讲授(包括照片、影音及制作Powerpoint演示课件等),虽然可以向学生提供大量教材相关的知识内容,调动学生的多种感官参与学习过程,但是教学方法仍然是以教师为中心,学生被动地看与听,并没有实现主动地学习,并且教学内容仍受教学时间的限制而不能有效丰富。网络教学形式灵活,不受时间、地点限制,有助于形成“参与式、互动式”教学模式,可以有效弥补课堂教学的上述不足。什么是网络自主教学?其概念是指在课堂上教师重点讲授理论知识,课余时间由学生登录学科网站进行自主学习,并对所学内容进行在线自测,在巩固所学知识的同时,达到理论与实践相结合的目的。网络课件中有多种多媒体手段:视频、Flash、图片、PPT等,文字部分主要简述各系统疾病的解剖、病理、声像图的特征性表现及鉴别诊断的要点。为了加深学生的理解,真正体现超声的特点,其中插入了大量的解剖图、病理图及典型的声像图,还可根据讲述内容适当插入简短的动态图像,强烈的视觉效果给学生留下了深刻的印象。通过网络课件的学习,教学时间不受课堂教学学时的局限,教学内容可以大大丰富。学生通过网络课件,自主选择和查找课堂教学的相关知识和内容,学习主动性得以提高,这对弥补传统课堂教学的不足有重要意义。 二、网络课件自主教学体系的主要特征 网络课件自主教学体系的主要特征包括:①资源性。多媒体网络课件应内容丰富、形式多样,并适合不同级别学生的需要和个别化学习的需要。不但能够为教师备课提供资源,而且可以为学生学习提供相关参考资料,即学生在学习超声医学知识的同时,还能够查阅其相关信息,从而拓宽知识面,增强对超声医学知识的理解。这就要求网络多媒体教学课件需具大量的学科素材,便于快捷方便地进行查询;②自主性。网络教学因无老师现场指导,需凭学习者自主控制教学进程,随机性很强。学习者所遇到的情境也会多种多样。这种自主学习无疑有利于学习者学习能力和创造性的培养,但同时对于学习习惯不太好的学生而言,自主学习又可能造成教学目标的实现困难,这就对网络多媒体课件的交互性提出了更高的要求;③交互性。这一点尤其重要。尽管学生可以通过网络向老师请教有关问题,但大多数时间,还是通过网络课件和教案进行自主学习为主。因此,网络多媒体教学课件需要有较强的交互性,要适合学生自学,便于学生按照自己的兴趣和意愿,选择教学内容和学习途径,根据自己的学习进度自行调控,并随时验证学习的成效。 三、网络教学课件模块组成 网络教学课件模块组成包括:①教学内容模块。这个模块为教师上课时的PPT课件,可供学生提前了解课程的重点、难点,以及课后下载复习。学生上课不用单纯忙于记笔记,进而花更多的时间听课、记忆与思考;②教学相关资源模块。提供从互联网搜集的全国优秀教学课件、精品教案及教学录像视频等网上教学资源;③教学图片模块。为学生提供丰富的常见病、多发病的典型图片,加深其对相关知识的理解和认识;④试题库模块。提供以选择题为主的练习,目的让学生随时检测自己掌握知识的程度;⑤在线论坛模块。主要是通过网站让师生进行互动,学生可在学习过程中遇到难题及时向教师咨询。 四、网络课件制作体会 首先课件制作选题范围必须适宜,制作主题相对单一、内容较集中的专题性、实用性的课件,更容易适应目前的教学实际情况。网络课件制作应避免稿本写作、文字内容“照本宣科”等现象,在课件中体现多发病、常见病的规范化检查技术,典型病例和特征性超声影像表现的分析与总结,并应用声像图对比进行疾病的诊断、鉴别诊断及疗效判断,从而全面、形象、系统地理解疾病的发生、发展、转归等。网络多媒体教学课件的应用,网络的带宽和传输速度将直接影响到教学的实施。所以在制作时,对课件的容量加以规定,每一个课件都不超过规定的大小,对于较大的课件分别制作成小的模块并建立链接,可减小课件的体积,确保在网络运行中使用方便、快捷。为考察网络多媒体课件在教学实践中的实际运用效果,我们对尝试过网络多媒体课件教学的学生进行了问卷调查。通过65位学生的问卷调查结果显示:83%以上的同学经常或者曾经浏览过网络课件;而对于网络课件的用途,73%的同学用于复习,27%的同学用于习题解答时的参考,网络多媒体课件的应用得到了学生的好评,学生的学习主动性和自学能力得到加强。综上所述,网络多媒体教学课件的建立能有效加强学生的自主学习意识,大大提高学习效果。但它只是一种教学手段及方式方法,要使它更好地服务于教学,达到理想的教学效果,还需要广大师生共同探索,在实践中不断积累经验,使其不断完善。 作者:张煜陈晓梅李明星单位:泸州医学院附属医院超声诊断科 超声医学论文:基于支持向量回归模型的医学超声图像去噪研究 摘 要 医学超声成像技术以其固有的时效性、廉价性及无损性等特点被医疗诊断广泛应用。但超声图像存在的斑点噪声增加了图像解译程度,影响了图像分析与诊断。因此,医学超声图像去噪研究成为超声影像预处理中的关键问题。本研究基于目前医学超声图像去噪研究现状,引入支持向量学习理论,通过含斑图像做对数变换和分解,构建基于支持向量回归模型的局部自适应去斑算法。实验仿真表明,基于支持向量回归模型能够成功地去除超声图像的噪点,同时保障了超声图像的细节特征,其优越的性能超过了传统的去噪方法。 关 键 词 支持向量回归;医学超声;图像去噪 随着医学技术的快速发展与广泛应用,医学超声成像、核磁共振、PET等技术现在已经成为医学诊断不可或缺的技术。其中超声成像固有的时效性、廉价性及无损性等优点被广泛应用于临床诊断与治疗中,超声成像技术利用声波实现直接观察和物质结构和特性研究,它具有对离体生物组织成像和对活体组织进行实时成像的两个特点,是医学研究的重要手段。 然而,超声图像存在的斑点噪声增加了图像解译程度,影响了图像分析与诊断,决定了医学分析的可靠性与准确性,增加了判断分析的难度。因此对超声图像的去噪研究成为当今医学界研究的热点。本次研究引入支持向量学习理论,通过含斑图像做对数变换和分解,构建基于支持向量回归模型的局部自适应去斑算法,最终达到图像去噪的目的,以期对医疗诊断提供科学的可靠性保障,推动医学科研工作的进一步发展。 1 支持向量回归基本原理 支持向量回归是一种以数学方法和优化技术为工具广泛应用于模式识别领域的方法。在解决非线性、小样本和高维模式识别问题中独具优势,且可以在函数拟合等一些机器学习问题。 假设存在线性可分的样本集y的线性判断函数的一般形式为:。 将其转化为Lagrange函数: 核函数常采用其公式为: 式中:wki为输入层第i节点和隐含层第k节点的连接权; k为隐含层第j节点的阈值。 所有学习样本对权值进行修正,通常为增加学习过程的稳定性,用下式对权值进行修正: 2 实验仿真应用 2.1 图像分解 应用SVM理论,采用迭代阈值法对数据源进行图像分解,取得传统单脉冲激励信号的轴向分辨率。如图1。 利用超声单脉冲信号作为SVM模型的数据源,应用Matlab程序将函数输入计算机程序中运行,等到数据的散点分布情况。从图中可以看出图像分割后的视觉效果,可以发现噪点距离中心线偏离程度显著,能够达到去噪的目的。 2.2 SVM模型应用 传统的去噪法均以曲线进化理论为基础,但存在不足之处在于受图像中噪声影响较大,因此SVM模型在运行前先对超声图像进行低通滤波等预处理,以去除图像中固有的斑点噪声,但同时也有可能损失了部分图像细节。为了提取超声图像中的噪声关键参数,建立SVM模型。SVM模型具有拓扑变形能力,通过对超声图像进行预处理,以去除图像噪点,以支持回归理论为基础进行聚类,使得复杂的非线性优化问题得到较好的求解。SVM模型针对具有较强不均匀分布的图像首先对图像分割集成进行局部信息处理,增强其抗干扰的能力。 SVM模型算法主要是利用声波振动响应原理,使得轻敲震动探针与试样表面相接触,同时施加频率略有差异的超声振动,由于探针和试样之间的非线性作用,在每个振动周期中与试样短时间接触,生成回声,进而判别噪点位置,有针对性的消除噪点,减少机器损耗时间。 经过SVM模型的迭代求解,通过适当的参数与初始值调整,经过5300次迭代得出实际超声图像去噪结果。 2.3 检验与分析 根据拟合函数,计算误差,经分析计算,本次支持向量回归模型去噪准确率为95%,误差范围控制在5%,能够达到去噪目的。如图2,准确率拟合效果。 4 结论 抑制超声图像噪点一直是医学超声图像处理中的难点问题。本研究引入支持向量学习理论,通过含斑图像做对数变换和分解,构建基于支持向量回归模型的局部自适应去斑算法。该算法在本质上是一种软阈值去噪,其阈值具有解析表达式并随像素自适应性调整。在模拟加斑图像和真实超声图像的实验结果表明,在客观评价指标和主观视觉效果方面,SVM算法性能均优于传统的去噪算法,具有计算复杂度低、运行速度快的特点,在满足去噪的同时保证了图像细节特征,对科学地医疗诊断提供了可靠性保障,对医学科研工作的进一步发展具有实际意义。 马翠红,第二炮兵总医院特诊科,研究方向:超声诊断。 超声医学论文:超声波的特性及在医学诊断中的应用 【摘要】随着科技的进步,超声波广泛应用于各个方面,在医学领域应用中也得到了快速的发展。本文主要基于对超声波的总体概述,对其特性进行全面的介绍,并重点总结分析了超声波在医学诊断中的广泛应用及其发展前景。 【关键词】超声波;特性;医学诊断 1超声波的概述 机械振动在介质中传播而形成机械波。其中,人耳能够听到的频率范围大致在20Hz-20000Hz称为声波,而频率低于20Hz的称为次声波,频率高于人耳能听到的上限20000Hz的机械波则称为超声波。近年来,超声波的应用范围在各大领域都迅速地扩大开来,它已在海洋探查与开发、无损评价与检测、医学诊断及微电子学等领域发挥作用;同时,超声波作为一种能量形式,通过它与传声媒质相互作用而产生的种种效应,在物理、化学、生物及医学等基础研究和应用技术开发中展示出广阔的前景。在医学领域中,超声的性质无论在医学的诊断或是治疗都是极为适宜的,用功率大的超声作治疗,用功率小的超声作诊断,施用超声波的最大优点是对患者和医生都无害处,这是X光所不能及的。 2 超声波的特性 由于频率f升高,波长λ变短,超声波具有其特殊性,近似于光的某些特征,如束射性,由一种媒质进入另一种媒质发生折射、反射等;同时有很强的被吸收性与衰减性,带有很强的能量。以下简要介绍超声波的几个主要特性: 2.1 超声波的束射性 人耳可感受的声音是无指向性的球面波,即以声源为中心呈球面向四周扩散。而超声波频率很高,方向性(即束射性)较强。当超声波发生体――压电晶体的直径尺寸远大于超声波波长时,则晶体所产生的超声波就类似于光的特性。超声波的频率高、波长短,和光波一样可以集中向一个方向传播,并可用适当的方法使它会聚和发散,所以超声波射线可以与光线一样,进行折射、反射,同时也可以聚焦。而且,超声波的束射特性遵循几何光学上的定律。 2.2 超声波的透射、反射、折射与聚集 由于超声波频率较高,因此超声波在定向传播时,在两种不同媒质的分界面上,会出现类似于光线的透射、反射和折射现象。超声波的聚集现象和光线的聚集现象是一样的。利用超声波聚集装置可以将超声波束会聚到一点,从而将超声波的声强提高几倍甚至几千倍,利用这样巨大的声强可以做许多很有意义的工作,例如超声波切割、超声波钻孔、超声波打磨等。 2.3 超声波的吸收与衰减 当超声波在各种媒介物质中传播之时,由于媒质要吸收掉它的一部分能量,随着传播距离的增加,其强度也会渐渐的减弱。而对于同一物质来说,超声波的频率越高,其吸收也就越强。 2.4 超声波的巨大能量 超声波具有着更加强大的功率。超声波可以使得物质分子获得十分巨大的能量。根据声学工作者的实验测定,频率为100万Hz的超声波的能量,要比同幅度的频率为1000Hz的声波的能量大100万倍。 2.5 超声波的声压特性 所谓“声压”指的是由于声波的振动而使声场中的物体受到的附加压力的强度。超声波的频率很高,所以进入介质时,高密度分子间的伸拉很快,致使其间形成瞬时的真空与压缩高密度区,产生巨大的压力差。当振幅达到一定程度时,超声波拥有的能量十分巨大。 3超声波在医学诊断中的应用 超声波在医学领域中的应用包括两大方面:超声诊断和超声治疗。超声诊断研究如何利用各种组织声学特性的差异来区分不同组织,特别是区分正常和病变组织。超声诊断是借助超声波在人体组织中的传播、反射散射、吸收衰减和多普勒效应等物理现象,提取病灶信息,并转换为电信号,作为诊断的依据。 如今,超声诊断仪已由一维发展到三维,由静态发展到实时,回波信息量大大增加,生物体内的病灶愈加清晰易辨。目前医学应用的超声诊断方法有不同的形式,可分为A型、B型、M型及D型。A 型超声诊断仪为调幅式,显像屏幕上纵轴显示反射波的幅度,横轴显示时间,这种诊断仪可探查点的断层声像。70 年代以来,A 型被B 型超声显像仪取代,B超幅度调制显示为辉度调制显示,使显示的亮度随着回声信号的大小而变化;另外B超采用单晶片或多晶片扫描技术,产生若干条超声信息线,以构成一幅二维切面图像。医生可根据切面图像的形态、灰度、组织结构、边界回声、回声总体分布、脏器后方情况及周围组织表现等做出综合判断。B超在临床应用范围广泛,几乎涉及到临床所有学科疾病的诊断,目前B超和X射线已成为两种相互补充的常规的检查手段。M型超声诊断仪是在A型的基础上改造而成的,它是一种用于诊断活动器官的超声诊断仪,用单晶片探头、回声以辉度调制显示。现在超声诊断仪由于出现多探头阵列声成像技术,为采用各种信息处理带来了方便。将电子计算机技术引入超声诊断,它将获取超声通过脏器的传播时间及幅度或衰减随频率的变化数据,经过信号数字处理、综合后再给出组织的切面图像,从而产生了超声CT技术,这种技术能得到活体组织内部超声参量的空间分布。对于1MHz的超声,切面图像的分辨力可到5mm,目前已进入临床试验阶段。计算机技术还可以抑制假信号,使声像图更为清晰,甚至还进行了把两套二维成像合成一个三维立体像的尝试。 4结束语 近几年来,医学超声成像系统想更高层次发展,其目标主要是:利用更多的声学参数作为载体,以获取体内更多的生理、病例信息;提高图像质理,使图形清晰;显示更为细微的组织结构。从工程技术角度看,医学超声成像在彩色血流测量技术、数字化波束形成技术、谐波成像技术、三维超声等方面的发展特别引人注目。总之,超声诊断技术发展迅速,已从形态学过渡到生物力学、生物物理学的分析阶段,即从静态到动态,从定性到定量,从模拟到全数字化,从二维到三维显示,多普勒彩色血液显示代替了创伤性导管检查,使超声图像的质量和分辨率大幅度提高,提高了临床诊断好应用的范围。由此可见,超声诊断技术不仅现在已给人类带来了巨大的利益,同时还有极为广阔的开发前景。 超声医学论文:医学影像专业超声实习带教思考 【摘 要】超声诊断学是一门实践性很强的学科,在实习教学中,运用多种教学方法,强调多学科结合,注重培养学生归纳分析图像的能力,实践技能的操作和报告的规范书写等基本功。 【关键词】医学影像专业 超声诊断 教学方法 随着现代科学技术的进步和发展,现代医学技术发展速度也正加快,医学影像学内容也由单一的X线放射诊断发展到包括电子计算机断层扫描(CT)、数字减影血管造影(DSA)、数字X线摄影(CR)、核磁共振成像(MRI)、介入放射学、超声、核素等技术的综合性学科,在现代医疗工作中占有极其重要地位。其中超声以其无放射性、操作简便、经济、可用于术中及床边等优点,常常成为临床上一线检查方法。与其他影像学相比,超声医学实践性更强,集仪器操作技术及诊断思维于一体,需要手、眼、脑并用,因此诊断医生个人操作技术及知识结构决定了其诊断水平。医学影像专业学生如何在实习期间提高操作能力及诊断水平,除了自身努力外,带教教师的教学策略是很重要的影响因素。学生在实习中不仅验证所学的理论知识,更重要的是学会如何理论指导实践,培养较强临床诊断思维及工作能力,以在严峻的就业竞争中增强竞争力。就我多年来影像专业学生实习中的教学工作,总结了以下体会: 1.培养良好的医德,强化法律意识 职业道德教育是实习生培训的重要内容之一,对实习生进行医德医风教育,让其从思想上正确认识人生价值,无论毕业后能否顺利参加工作,只要掌握了过硬的技术,就具有竞争力,就有上岗机会。同时,通过向实习生讲解典型的医疗纠纷,教育其认识到医疗行业面对的是人的健康和生命,风险性较高,故必须端正医德医风,一切以患者为中心。 2.提高学生对超声仪器的操作能力 超声诊断是建立在运用各种扫查切面、扫查方法充分显示病变,并对其声像学特征全面掌握的基础上,病变的“检出”是疾病诊断的前提,因此对检查者的操作技能要求较高,带教过程中应使学生了解仪器的性能和熟悉超声仪器的操作。具体如下:①应向实习学生详细介绍各脏器超声检查前患者的准备及检查过程中患者的体位。②超声诊断仪的使用。使学生了解探头型号的选择,演示正确的手持探头的方法及不同脏器的扫查顺序及切面。熟悉超声诊断仪上常用按键的作用,如何通过调节声像图的增益、聚焦、深度等在保证正确扫查切面的基础上获得清晰地图像。③为使学生有更多的动手机会,鼓励学生互为“模特”进行扫查,熟悉不同脏器的扫查方法及要点,加深对正常脏器声像图表现的认识。 3.声像图分析应结合解剖学、病理学与临床医学 超声诊断学是一门以电子学与医学工程学的最新成就为基础,依靠解剖学、病理学等形态学科,密切结合临床医学,利用体外或腔内超声波照射,非侵入性的获得活性组织和器官的精细大体断层解剖学图像,从而使一些疾病得到早期诊断的新兴学科。这就必须要求在学习的过程中对解剖学的相关知识有所掌握,在熟悉正常的解剖结构的基础上,才能发现异常的情况。从病理及生理的过程来理解超声图像的形成,让学生在了解病变的病理改变的基础上认识超声图像,不就图论图。临床实践是在错综复杂的临床表现中去认识疾病的本质。如肝脓肿的形成过程,脓肿形成早期并不能显示明显脓腔,病人的临床症状不典型,需与肝内占位病变相鉴别,而病情发展到一定程度,内部出现液化坏死,声像图上出现不规则的液性暗区,随着病情的进展可增大,或者治疗好转可逐渐消失。这种疾病的声像图特点在病变的不同时期有差异,这就是“同病异影”。“同病异影”是存在于影像学科的普遍现象,如何做出正确的诊断,为临床提供更多有价值的信息,需要实习教学中培养学生密切结合临床资料综合全面考虑的习惯,增强对疾病的整体认识,提高学生的思维和归纳能力。 4.培养学生规范报告的书写能力 规范的报告书写有助于对疾病的全面分析与理解,有助于诊断思路的条理化。让学生了解超声报告的格式,如:姓名、性别、年龄以及超声检查号、门诊号、住院号、超声表现及超声提示等。超声表现的描述先整体后局部,即先对所检查脏器的整体情况如大小、形态、包膜、内部回声做一整体描述,再对局部病灶重点描述,包括病变的大小、部位、形态、边界、内部回声、内部血流信号以及与周围脏器的关系等等。规范实习生的超声报告书写,正确使用医学术语,使超声报告规范化、条理化。超声诊断分确定性诊断及非确定性诊断。对于结石及典型囊肿可做出确定性诊断,非确定性诊断根据声像图的表现做出提示性的建议:考虑某某疾病的可能性大,不除外某某疾病,性质待定或建议进一步检查等。规范的报告可以为临床医师提供有价值的信息,指导临床医师做出进一步诊疗计划,还可以为实习生走入工作岗位后奠定基础。 5.超声发展的新技术和新进展 近10年来,随着计算机、信息技术、电子技术、压电陶瓷等高科技的迅速发展和临床诊断和治疗的需求,使图像质量和分辨率越来越高,超声诊断范围和信息量不断扩充。当前超声诊断已从单一器官扩大到全身,从静态到动态,从定性到定量,从模拟到全数字化,从单参数到多参数,从二维到三维显示,多普勒彩色血液显示代替了创伤性导管检查,形成了一门新兴的科学――介人性超声学,大大扩充了超声诊断治疗范围,提高了诊断的特异性和信息量。由于其损伤性小,电离辐射轻,价格低廉,易被患者所接受,目前已成为发展最快的成像技术,进入了超声影像学发展的黄金时代。 通过了解超声领域的新技术,能提高对超声医学的兴趣,同时对未来职业的选择有一定的参考。